JPH10111445A

JPH10111445A - オートフォーカス装置

Info

Publication number: JPH10111445A
Application number: JP26567596A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Kondo; 秀幸近藤; Masao Yajima; 正男矢島
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1996-10-07
Filing date: 1996-10-07
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】画像処理、顕微鏡、写真撮影などの経験に乏
しい素人でも、または医療現場などといった狭い所でも
容易に扱うことのできるオートフォーカス装置を実現す
ること。【解決手段】オートフォーカス装置４では、光学レン
ズ系の走査に連動してコントラスト値を求め、このコン
トラスト値のピーク時点からフォーカスポイントを検出
する。４つのオートフォーカス起動スイッチ４２を操作
すれば、対物レンズ２３の種類に応じた条件で光学レン
ズ系の走査が自動的に行われる。この操作を行うための
操作パネル４１は手の届きやすい装置本体の斜め上向き
の前面部４０にある。対物レンズの種類に応じた条件で
光学レンズ系を走査するための条件を外部入力するため
の走査条件入力用端子４８などは、端子カバー４９で覆
うこともでき、どの端子と信号線５、６とを接続すれば
よいか迷うことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生物顕微鏡等によ
って得られる被検体の拡大像を写真撮影する顕微鏡写真
撮影システムにおいて写真撮影のためのフォーカス動作
を自動的にしかも精度良く行なうためのオートフォーカ
シング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】生物顕微鏡写真の撮影を行なうためのシ
ステムとしては、光学顕微鏡に取り付けた写真撮影装置
のフォーカス動作を自動化するために、ＣＣＤカメラに
よるオートフォーカス装置を備えたものが知られてい
る。オートフォーカス装置を用いることにより、写真撮
影装置のフォーカス動作を目視による場合よりも精度良
く行ない、ボケの無い写真撮影を行なうことができる。

【０００３】このオートフォーカス装置による写真撮影
装置のオートフォーカス動作は、光学顕微鏡で病理標本
等を撮影する場合等に便利である。すなわち、この場
合、標本の全体像を把握するための低倍率（弱拡大）写
真と、病変部を精査するための高倍率（強拡大）写真を
撮ることが多い。低倍率写真の撮影においては、フォー
カシングが難しく、目視で観察したときにははっきり見
えても、写真に撮影したものはボケでおり実用に耐えな
いことが多い。低倍率対物レンズ使用時のフォーカシン
グが難しいのは、写真撮影装置の光学系の焦点深度が目
視での焦点深度よりも浅いことが原因である。

【０００４】この点に鑑みて、本願人は、先に実願平５
−２５４７８号明細書において、顕微鏡における対物レ
ンズの倍率が１乃至４倍程度の低倍率の場合にも、写真
撮影装置のオートフォーカスを簡単に行なうためのオー
トフォーカス装置を備えた顕微鏡写真装置を提案してい
る。

【０００５】上記のオートフォーカス装置はコントラス
ト検出型のものである。図１３を参照してその動作の概
要を説明する。オートフォーカス装置では、光学顕微鏡
および写真撮影装置のレンズ光学系を介して形成される
被写体７の像を、ＣＣＤカメラ等の撮像素子５１を介し
て取込み可能となっている。光学顕微鏡のステージを移
動させながら、一定のタイミングで映像信号を取込み、
その高周波成分の検出を行い、映像信号のコンラストを
算出する。ステージは、レンズ光学系をその遠点側と近
点側の間で走査する。この走査により曲線Ｃで示すよう
なコントラストカーブが得られる。最もコントラストの
高い値Ｐが得られた位置がフォーカスポイントであると
判断する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなコントラス
ト検出型のオートフォーカス装置を備えたシステムは、
生物顕微鏡写真を撮影するために、医療現場、大学等に
おいて、医者、医学研究者等によって使用されている。
したがって、このようなシステムの利用者は、画像処
理、光学分野に関しては一般に素人であるため、かかる
システムは素人にもまた医療現場などといった狭いとこ
ろでも使いやすいものでなければならないが、前記のオ
ートフォーカス装置ではかかる配慮が十分でない。

【０００７】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
画像処理、顕微鏡、写真撮影などの経験に乏しい素人で
も、または医療現場などといった狭い所でも容易に扱う
ことのできるオートフォーカス装置を実現することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、レンズ光学系を介して被写体の光像が
入力される撮像素子と、前記レンズ光学系をモータ駆動
により走査したときに前記撮像素子を介して時系列的に
入力される被写体の映像信号に含まれる高周波数成分か
ら各映像信号のコントラスト値を検出するコントラスト
検出部と、当該コントラスト検出部によりコントラスト
値の検出結果に基づいてフォーカスポイントを決定して
オートフォーカス動作を行うオートフォーカス装置にお
いて、前記レンズ光学系に含まれる倍率の異なる複数の
対物レンズ系から１つを選択するための選択スイッチを
装置本体の斜め上向きの前面部に備える操作パネルと、
前記複数の対物レンズ系の各々の光学パラメータに対応
する走査条件を記憶しておくモータ制御用パラメータ記
憶部と、前記選択スイッチを介して選択された対物レン
ズ系に対応して、前記走査条件のうちから選択された走
査条件で前記レンズ光学系を走査させたときに前記コン
トラスト検出部によるコントラストの検出結果を記憶し
ておくコントラスト記憶部と、該コントラスト記憶部に
記憶されているコントラストの検出結果においてコント
ラスト値のピークが検出された時点をフォーカスポイン
トと決定するフォーカスポイント決定手段と、前記モー
タ制御用パラメータ記憶部に対して前記走査条件を外部
から入力するための走査条件入力用端子と、前記走査条
件の外部入力を終えたときには前記走査条件入力用端子
を覆っておく端子カバーとを有することを特徴とする。

【０００９】本発明に係るオートフォーカス装置では、
光学レンズ系の走査に連動してコントラスト値を求め、
このコントラスト値のピーク時点からフォーカスポイン
トを検出するため、フォーカス動作を自動的に行うこと
ができる。また、レンズ光学系には倍率の異なる複数の
対物レンズ系が設けられ、かつ、該対物レンズ系の各々
の光学パラメータに対応する走査条件がモータ制御用パ
ラメータ記憶部に記憶されているので、選択スイッチを
操作すれば、各対物レンズ系に応じた条件で光学レンズ
系の走査が自動的に行われる。したがって、画像処理、
顕微鏡、写真撮影などの経験に乏しい素人でも容易に扱
うことができる。しかも、かかる操作を行うための操作
パネルは手の届きやすい装置本体の斜め上向きの前面部
に構成されているので、医療現場などといった狭い所で
も容易に扱うことができる。さらに、各対物レンズ系に
応じた条件で光学レンズ系を走査するための条件を外部
から入力するための走査条件入力用端子が構成されてい
るので、顕微鏡に取り付ける対物レンズの種類さえ決ま
れば、オートフォーカス装置を導入する際に納入業者に
走査条件を設定させることができ、それ以降、走査条件
入力用端子は不要である。したがって、走査条件を設定
した以降は、走査条件入力用端子を端子カバーで覆って
おけば、いずれの端子と信号線とを接続すればよいか迷
うこともないので、素人でも抵抗無く容易に扱うことが
できる。

【００１０】本発明おいて、前記モータ制御用パラメー
タ記憶部は、少なくとも粗フォーカス動作を行うための
粗パラメータ群と、該粗フォーカス動作に続いて密フォ
ーカス動作を行うための密パラメータ群とを前記対物レ
ンズ系の種類毎に記憶するように構成され、前記コント
ラスト記憶部は、前記選択スイッチへの操作により選択
された対物レンズ系に対応する粗パラメータおよび密パ
ラメータに基づいて前記レンズ光学系を走査したときに
検出されたコントラストの検出結果をそれぞれ粗フォー
カス動作用コントラストデータおよび密フォーカス動作
用コントラストデータとして記憶しておくように構成さ
れていることが好ましい。

【００１１】このように構成すると、広い走査範囲に渡
って粗いピッチでコントラストを求めて、大凡のフォー
カスポイントを見つけ、次に、フォーカスポイントと思
われる点を含む狭い走査範囲内を細かいピッチでコント
ラストを求め、これに基づきフォーカスポイントを検出
することができる。この２段階のオートフォーカス動作
を行なえば、始めから広い走査範囲に渡って細かいピッ
チでコントラストを求めてフォーカスポイントを見つけ
る動作に比べて、短時間でフォーカシング状態を形成で
きる。

【００１２】本発明において、前記粗パラメータおよび
前記密パラメータには、たとえば、ステップモータが前
記レンズ光学系を走査する際に、選択された対物レンズ
系に応じた条件で前記レンズ光学系を走査するための駆
動パルス数、およびコントラストを検出するためのサン
プルポイント数が含まれている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の好適な実施の形態を説明する。

【００１４】（全体構成）図１（Ａ）には、本発明が適
用されたオートフォーカス装置を備えた顕微鏡写真撮影
システムの全体構成を示してある。顕微鏡写真撮影シス
テム１は生物系の弱拡大（１乃至１０倍）対物レンズに
使用条件を限定し、オートフォーカス動作を最適化した
ものである。また、操作を対物レンズの倍率に対応した
４つのオートフォーカス起動スイッチのみとして、操作
の単純化を図っている。さらに、弱拡大対物レンズは焦
点深度が非常に深く、正確なフォーカシングを行なうた
めにはコントラスト検出のための走査幅を広くとる必要
がある。そこで、走査幅が広くても短時間でフォーカシ
ングを行なうことができるようにしている。さらにま
た、精度良くフォーカシングを行なうことができるよう
にしている。

【００１５】図１（Ａ）に示すように、顕微鏡写真撮影
システム１は、生物顕微鏡２と、ここに取り付けた写真
撮影装置３と、この写真撮影装置のフォーカシングを行
なうためのオートフォーカス装置４から基本的に構成さ
れている。オートフォーカス装置４は、点線で模式的に
示す信号線５を介して、電気的に、写真撮影装置３に接
続され、ここで得られる被写体の映像信号が取り込まれ
る。また、オートフォーカス装置４は同様に点線で模式
的に示す信号線６を介して生物顕微鏡２のステージ２１
の駆動機構２２に接続され、当該駆動機構２２を駆動し
てフォーカシングステージ２１を昇降させる。

【００１６】オートフォーカス装置４の装置本体には斜
め上向きの前面部４０が形成され、そこに操作パネル４
１が構成されている。この操作パネル４１には、４つの
オートフォーカス起動スイッチ４２（４２（×１）、４
２（×２）、４２（×４）および４２（×１０）／選択
スイッチ）が配列されている。また、操作パネル４１に
は、オートフォーカス動作によりフォーカスポイントが
適正に検出されたか否かを表示するためのフォーカス表
示ランプ群４３（４３ａ、４３ｂ）、映像信号の検出エ
ラーが発生した場合に点灯するエラー表示ランプ４４、
および被写体の照明レベルが適切であるか否かを表示す
るためのゲイン表示ランプ群４５（４５ａ、４５ｂ、４
５ｃ）も配列されている。これらのスイッチあるいはラ
ンプがどのような場合に操作あるいは点灯されるのかに
ついては後述する。なお、４６１は電源ランプであり、
４６２はメインスイッチである。

【００１７】このオートフォーカス装置４においてその
背面には、図１（Ｂ）に示すように、写真撮影装置３と
の信号線５が接続される検出結果入力用端子５０と、生
物顕微鏡２のステージ２１の駆動機構２２との信号線６
が接続される駆動信号出力用端子６０とが構成されてい
る。また、そこにはＡＣ１００Ｖ用のインレット４７
１、およびヒューズ４７２も構成されている。

【００１８】さらに、本形態では、オートフォーカス装
置４においてその背面は、その一部分が窓開けされ、そ
こには後述するように、内蔵する複数の対物レンズ２３
の各々の光学パラメータに対応する走査条件を外部から
設定するための走査条件入力用端子４８が構成されてい
る。また、オートフォーカスの結果をモニターするビデ
オモニター端子６１が設けられている。これらの走査条
件入力用端子４８、およびビデオモニター端子６１につ
いては、走査条件の外部入力を終えた以降、オートフォ
ーカス装置４の背面にビス止めされる端子カバー４９に
よって覆われるようになっている。

【００１９】この顕微鏡写真撮影システム１を用いて、
写真を撮影するときは、ステージ２１に被写体７として
の試料を置き、対物レンズ２３として、４つの低倍率対
物レンズ（１、２、４および１０倍）のうちから一つを
選択し、しかる後に接眼部２３を用いて目視によりフォ
ーカシングと視野の決定を行なう。次に、フォーカシン
グビュワを取り外した後に取り付けたＣＣＤカメラ５１
を備えたオートフォーカス装置４を起動する。この起動
のためには、４個のオートフォーカス起動スイッチ４２
のうち、使用している対物レンズに対応したものを操作
すればよい。この結果、オートフォーカス装置４は、ス
テージの駆動機構２２を構成しているフォーカシングノ
ブ微動軸を駆動して、オートフォーカス動作を行なう。
これによりピントが合った後は、写真撮影装置３のフィ
ルムカメラ３１を操作して顕微鏡写真の撮影を行なう。

【００２０】ここで、レンズ光学系には倍率の異なる複
数の対物レンズ２３が設けられ、４つのオートフォーカ
ス起動スイッチ４２のいずれかを押せば、押された対物
レンズ２３に対応する条件でオートフォーカス動作が行
われる。したがって、画像処理、顕微鏡、写真撮影など
の経験に乏しい素人でも容易に扱うことができる。しか
も、かかる操作を行うための操作パネル４１は手の届き
やすい装置本体の斜め上向きの前面部４０に構成されて
いるので、医療現場などといった狭い所でも容易に扱う
ことができる。

【００２１】図２には、本例の顕微鏡写真撮影システム
１のレンズ光学系および制御系の概略構成を示してあ
る。この図に示すように、レンズ光学系は、光学顕微鏡
２に組み込まれている４種類の対物レンズ２３、ハーフ
ミラー２４、接眼レンズ２５、および撮像レンズとＣＣ
Ｄカメラ５１に光を導くハーフミラー３４を備えてい
る。対物レンズ２３を介して得られる被写体試料７の拡
大像は、ハーフミラー２４を通過して写真撮影装置３の
側の撮影レンズ３２に向かうと共に、ここで反射されて
接眼レンズ２５の側に向かう。撮影レンズ３２に向かっ
た拡大像はここを介して、写真フィルム３３の上に結像
する。撮影レンズ３２と写真フィルム３３の間の光路上
にもハーフミラー３４が配置されている。このハーフミ
ラー３４で反射された被写体像は、オートフォーカス装
置４のＣＣＤカメラ５１の撮像素子５２で受光される。

【００２２】フォーカシングステージ２１の裏面側、図
においては下側には照明光源２６が配置されている。ス
テージ２１に乗せた被写体試料７は、照明光源２６によ
って照明される。

【００２３】一方、ＣＣＤカメラ５１で受光された被写
体試料７の映像信号は、例えば、ＮＴＳＣ方式の映像信
号として信号線５を介してオートフォーカス装置４に入
力される。オートフォーカス装置４の駆動制御回路８の
主要機能はマイクロコンピュータによって実現される機
能であり、ＣＰＵ８４の制御のもとに、ＲＡＭ８８をワ
ーキングエリアとして利用して、ＲＯＭ８７に格納され
ている制御プログラムを実行することにより達成され
る。

【００２４】この駆動制御回路８は、映像信号のインピ
ーダンスとレベルを変換するためのバッファ８１と、こ
こを介して映像信号を受け取りそのコンラストを検出す
るコントラスト検出回路８２（コントラスト検出部）
と、映像信号を受けて照明光源２６による照明レベルを
検出する照明レベル検出回路８３と、これらの各部分の
駆動制御を司るＣＰＵ８４を備えている。これらの各部
分の駆動は、映像信号の同期信号を基にしてタイミング
コントーラ８５から供給されるタイミング信号に基づき
行なわれる。また、操作部８６を備えており、この操作
部８６は図１（Ａ）に示す各種のスイッチ４２、ランプ
４３乃至４６が構成された操作パネル４１を備えてい
る。この構成のオートフォーカス装置４の制御回路８
は、入出力インタフェース８９を介して、モータドライ
バ９に接続されている。また、不図示のホストコンピュ
ータの側にも接続可能となっている。

【００２５】モータドライバ９は、光学顕微鏡２のフォ
ーカシングステージ２１の駆動機構２２の駆動源である
フォーカスモータ２７を駆動するものである。フォーカ
スモータ２７としてステッピングモータを採用してい
る。

【００２６】（制御系および動作概要）図３には、本例
の顕微鏡写真撮影システム１の制御系を、オートフォー
カス装置４の駆動制御回路８のＣＰＵ８４を中心に実現
される制御機能ブロックと共に示してある。この図を参
照して、本例のシステム１の制御系を更に詳しく説明す
る。

【００２７】まず、オートフォーカス装置４が起動され
ると、すなわち、オートフォーカス起動スイッチ４２の
いずれかが操作されると、ＲＡＭ内に格納されているオ
ートフォーカス動作の制御パラメータ（走査条件／モー
タ制御用パラメータ）を記憶しているパラメータ記憶部
９１８８（モータ制御用パラメータ記憶部）から該当す
る制御パラメータが出力される。本例では、後述するよ
うに２段階オートフォーカス動作を行なうように構成さ
れている。したがって、最初に行なわれる粗フォーカス
動作のための粗パラメータ群９２（後述のステージ移動
の最小移動単位を規定するためのパルス数Ｊ１、コント
ラストデータのサンプリング数を規定するためのデータ
数Ｓ１、第１の走査幅Ｗ１等）および、この粗フォーカ
ス動作に続いて実行される密フォーカス動作のための密
パラメータ群９３（後述のステージ移動の最小移動単位
を規定するためのパルス数Ｊ２、コントラストデータの
サンプリング数を規定するためのデータ数Ｓ２、第１の
走査幅Ｗ２等）が出力される。

【００２８】制御パラメータ（粗パラメータ群９２およ
び密パラメータ群９３）は、対物レンズ２３の各々につ
いてその光学特性に応じて設定されている。また、制御
パラメータをパラメータ記憶部９１８８に設定するにあ
たっては、図１（Ｂ）を参照して説明した走査条件入力
用端子４８を介して行うことができ、一度設定すれば、
対物レンズ２３の種類を変えないかぎり、変更する必要
がない。したがって、生物顕微鏡２に取り付ける対物レ
ンズ２３の種類さえ決まれば、オートフォーカス装置１
を導入する際に納入業者などに走査条件を設定させるこ
とができ、それ以降、走査条件入力用端子４８は不要で
ある。したがって、走査条件を設定した以降は、走査条
件入力用端子４８を端子カバー４９で覆っておけば、い
ずれの端子と信号線５、６とを接続すればよいか迷うこ
ともないので、素人でも抵抗無く容易に扱うことができ
る。

【００２９】オートフォーカス装置４のＣＰＵ８４は、
これらの制御パラメータ群に基づき、フォーカスモータ
２７の駆動を制御するモータ制御動作９４を実行する。
このモータ制御動作９４によって出力される駆動信号に
より、モータドライバ９を介してフォーカスモータ２７
が駆動されて、顕微鏡２のフォーカシングステージ２１
が光学系の光軸に沿って往復移動する。

【００３０】フォーカシングステージ２１を移動させな
がらＣＣＤカメラ５１を介して得られる映像信号は、バ
ッファ８１において、上記の制御パラメータ９２、９３
に含まれているサンプリングタイミングで１コマづつサ
ンプリングされる。サンプリングされた映像信号はバッ
ファ８１を介してコントラスト検出回路８２に供給され
る。

【００３１】コントラスト検出回路８２では、映像信号
から高周波成分を抽出してそのコントラストを検出す
る。最初に実行される粗フォーカス動作時におけるステ
ージ２１の移動（即ち、光学系の走査）により検出され
た映像信号のコントラストは時系列的にＲＡＭに展開さ
れている粗フォーカス動作用コントラストメモリ９６
（粗フォーカス動作用コントラスト記憶部）に記憶保持
される。粗フォーカス動作の後に実行される密フォーカ
ス動作時において検出される映像信号のコントラスト
は、時系列的にＲＡＭに展開されている密フォーカス動
作用コントラストメモリ９７（密フォーカス動作用コン
トラスト記憶部）に記憶保持される。これらの記憶保持
のタイミングは時間的に差があるので、共通のメモリを
用いることも可能である。

【００３２】これらのメモリ９６、９７の内容に基づ
き、コントラストカーブ作成動作９８が実行されて、粗
フォーカス動作による映像信号のコントラストカーブ９
６Ｃと、密フォーカス動作による映像信号のコントラス
トカーブ９７Ｃが得られる。これらのコントラストカー
ブ９６Ｃ、９７Ｃの形状判定９９が実行される。この形
状判定は、ピーク位置、結果の良否等の検出を行う。

【００３３】粗フォーカス動作により得られたコントラ
ストカーブ９６Ｃに基づく形状判定動作９９Ａでは、当
該コントラストカーブ９６Ｃの粗のピーク位置を判別す
る。このピークが判別できない場合、判別されたパター
ンに基づき、後述のオートフォーカス再スタートを行な
うか否かの判定動作１０１を行なう。この判定動作１０
１は、パターンに基づき、粗フォーカス動作を再度行な
うか否かを決定すると共に、粗フォーカス動作を再度行
なう場合には、その走査範囲の設定を行なう。再スター
トが不可の場合は、表示ランプ４３を点滅して警告し、
動作を停止する。

【００３４】粗フォーカス動作を再度行なう場合には、
モータ制御動作９４が実行されて、新たに設定された走
査範囲での粗フォーカス動作が実行される。

【００３５】１回の粗フォーカス動作により明確なフォ
ーカスポイントが検出された場合には、密フォーカス動
作のための走査範囲設定動作１０２が実行される。この
走査範囲設定動作１０２により設定された走査範囲で密
フォーカス動作が実行されるように、モータ制御動作９
４が行なわれる。

【００３６】密フォーカス動作によって得られるコント
ラストカーブ９７Ｃに対しても形状判定動作９９Ｂが行
なわれる。また、形状判定動作９９Ｂによって、密のピ
ーク位置の判別、そのコントラストの最大値と最小値の
差も算出される。この形状判定９９Ｂに基づき、フォー
カスポイント位置検出動作１０３が行なわれる。フォー
カスポイントが検出されると、モータ制御動作９４が実
行されて、フォーカスモータ２７を駆動して、フォーカ
スステージ２１をフォーカスポイントに向けて移動し
て、その位置に停止させる。

【００３７】各々の条件によっては密のオートフォーカ
ス動作のみでも十分な機能を果たす場合もあり、その場
合には粗のオートフォーカス動作を省略する。

【００３８】なお、密フォーカス動作によって得られた
コントラストカーブ９７Ｃの形状判定動作９９Ｂの結果
は、ランプ４３を介して表示される。

【００３９】ここで、本例のオートフォーカス装置４に
おいては、その駆動制御回路８には照明レベル検出回路
８３が備わっている。この照明レベル検出回路８３で
は、映像信号レベル検出動作８３３を行なうと共に、映
像信号から抽出した高周波成分のレベル（振幅）検出動
作８３２を行い、これらのレベルの加算動作８３４を実
行する。そして、加算結果に基づき、照明レベルが適正
な範囲内であるか、その範囲よりも高いのか低いのかの
レベル比較動作８３５を実行する。この比較結果に基づ
き、ランプ４５を駆動する。

【００４０】次に、本例の顕微鏡写真撮影システム１の
主要部分の構成およびその動作を説明する。

【００４１】（コントラスト検出処理）図４には、本例
のコントラスト検出回路８２の構成および動作を示して
ある。コントラスト検出処理は一般的に知られたもので
あるので、以下にその概要のみを説明する。

【００４２】本例では、映像信号のコントラスト検出
を、アナログ回路からなるコントラスト検出回路８２に
よって行なっている。コントラスト検出回路８２によっ
て行なわれるコントスト検出方法は、映像信号の各走査
線毎のコントラスト成分のピーク検出処理を行なうこと
により１画面分のコントラストを求めるものである。

【００４３】図４（Ａ）に示すように、映像信号は、バ
ッファアンプ８２１を介してゲート８２２に供給され
る。このゲート８２２およびアンプ８２３を介してハイ
パスフィルタ８２４に供給され、ここで、高周波成分の
みが抽出される。抽出された高周波成分はピーク検出回
路８２５に供給される。このピーク検出回路８２５にお
いて検出された高周波成分のピーク値はホールド回路８
２６を介してＡ／Ｄ変換器８２７でデジタル値に変換さ
れる。しかる後に、走査線毎のコントラスト信号として
ＣＰＵ８４に供給される。ＣＰＵ８４では、走査線毎の
コントラスト信号を加算することにより、映像信号１画
面分のコンラスト値を演算する。演算された１画面分の
コントラスト値は、ＲＡＭ８８内に展開されているコン
トラストメモリ９６あるいは９７に格納される。

【００４４】図４（Ｂ）にはＣＣＤカメラ５１の側から
供給される映像信号のうち、水平同期信号によって前後
が規定される１水平走査線分の映像信号波形の例を示し
てある。この映像信号は、ハイパスフィルタ８２４を介
して図４（Ｂ）に示すように高周波成分のみが抽出され
る。そして、ピーク検出回路８２５においては、抽出さ
れた高周波成分の最大および最小値の差、図において
は、の点との点の差が、コントラスト値として出力
される。このコントラスト値はデジタル値に変換されて
ＣＰＵ８４に供給される。

【００４５】なお、コントラスト検出方法としては、積
分処理を行なって、１走査線分の映像信号から高周波数
成分を積分してコントラストを求めてもよい。

【００４６】（２段階オートフォーカス動作）前述した
ように、本例の顕微鏡写真撮影システム１は、生物系の
弱拡大（１乃至１０倍）対物レンズに使用条件を限定し
ている。弱拡大対物レンズは焦点深度が非常に深く、正
確なフォーカス動作を行なうためには、上記のようなコ
ントラスト検出のための走査範囲を広くとる必要があ
る。このために、通常のオートフォーカス動作では、コ
ントラストのサンプリングポイントが多くなり、フォー
カスポイントが得られるまでに時間が掛かってしまう。

【００４７】本例のオートフォーカス装置４では、前述
のように、粗フォーカス動作と密フォーカス動作からな
る２段階オートフォーカス動作を行い、オートフォーカ
ス動作に必要な時間を短縮化している。すなわち、ま
ず、粗フォーカス動作を実行して、広い走査範囲を大ま
かに走査して大凡のフォーカスポイントを検出する。次
に、密フォーカス動作を実行して、大凡のフォーカスポ
イントを含む狭い走査範囲を密にサンプリングして正確
なフォーカスポイントを検出するようにしている。この
ような２段階オートフォーカス動作を行なうと、オート
フォーカス動作に必要なコントラストのサンプリングポ
イント数を全体として減らすことができ、迅速なオート
フォーカス動作を実現できる。

【００４８】以下に、図５を主として参照して、本例の
２段階オートフォーカス動作を説明する。

【００４９】まず、オートフォーカス装置４の操作パネ
ル４１に配列されているオートフォーカス起動スイッチ
４２の何れか一つが操作されると、それに対応する制御
パラメータ群が設定される。

【００５０】この後、オートフォーカス装置４は、粗フ
ォーカス動作を実行する。

【００５１】すなわち、図５（Ａ）に示すように、顕微
鏡２のステージ２１を初期位置ａに戻した後に、予め設
定されている第１の走査幅Ｗ１を規定する一方の端（初
期位置）ａから他方の端ｂの位置まで移動させる。ステ
ージ移動制御のための動作パラメータ群には、ステージ
移動の最小単位Ｊと、コントラストデータのサンプリン
グ数Ｓとが含まれている。これらの値ＪおよびＳは、ス
テッピングモータ２２の駆動パルスのパルス数で設定さ
れている。したがって、第１の走査幅Ｗ１はＪ１×Ｓ１
で求まるパルス数で設定されている。粗フォーカス動作
の時には、ステージ２１が最小単位Ｊ１だけ移動する毎
に、コントラストデータをサンプリングする動作がＳ１
回繰り返される。

【００５２】ここで、フォーカス動作を精度良く行なう
ためには、ステージ移動の最小単位、すなわちステージ
の移動ピッチＪ１は、光学系の焦点深度の１／５から１
／１０以下に設定することが必要である。本例では、各
対物レンズの倍率に対応して、最適な値のＪ１が設定さ
れている。

【００５３】図５（Ｂ）には、この粗フォーカス動作に
よって得られるコントラストカーブ９６Ｃの例を示して
ある。このような走査幅Ｗ１のほぼ中央にコントラスト
値のピーク値Ｐ１が現れる場合が典型的で理想的な例で
ある。この場合には、ステージ２１をまず、次に行なう
密フォーカス動作のための初期位置ｃまで移動させる。
また、ピーク値Ｐ１が得られたステージ位置Ｆ１を仮の
フォーカスポイントと断定して、この位置Ｆ１を含むよ
うに、予め設定された幅を有する第２の走査幅Ｗ２の範
囲を設定する。図示の例では、第２の走査幅Ｗ２は、コ
ントラストのピーク値Ｐ１を含む点ｄから点ｅまでの範
囲として設定される。さらに、密フォーカス動作を実行
するための動作パラメータとして、ステージ移動の最小
単位がＪ２に設定され、コントラストデータのサンプリ
ングポイント数がＳ２に設定される。したがって、第２
の走査幅Ｗ２はＪ２×Ｓ２で求まるパルス数で設定され
ている。

【００５４】ここで、ステージ移動の最小単位、すなわ
ちステージの移動ピッチＪ２は、フォーカス動作を精度
良く行なうために、光学系の焦点深度の１／５から１／
１０以下に設定することが必要である。本例では、各対
物レンズの倍率に対応して、最適な値のＪ２が設定され
ている。また、これらの値Ｊ２は、上記の粗フォーカス
動作時に設定される値Ｊ１よりも小さな値とされる。具
体的には、第１の走査幅Ｗ１はＣＣＤの焦点深度の５
倍、ステージの移動ピッチＪ１、即ち、サンプリングピ
ッチは１／５、第２の走査幅Ｗ２はＣＣＤの焦点深度の
２倍、ステージの移動ピッチＪ２、即ち、サンプリング
ピッチは１／１０に設定しているが、これらに限定する
ものではない。

【００５５】図５（Ｄ）および（Ｅ）を比較すると分か
るように、密フォーカス動作での走査幅Ｗ２は走査幅Ｗ
１よりも大幅に狭いが、ステージ移動の最小単位Ｊ２は
粗フォーカス動作時の値Ｊ１に比べて小さい。したがっ
て、狭い範囲においてコントラストデータのサンプリン
グを密に行なうことができる。密フォーカス動作が実行
されると、例えば、図５（Ｃ）で示すコントラストカー
ブ９７Ｃが得られる。この図に示すように、得られたコ
ントラストカーブ９７Ｃの中央部分にコントラストのピ
ーク値Ｐ２が現れる場合が典型的で理想的な例である。
この場合には、ピーク値Ｐ２が得られた位置をフォーカ
スポイントＦ２であると断定する。そして、ステージ２
１をそのフォーカスポイントＦ２まで移動して止める。

【００５６】このようにしてピントが合った後は、写真
撮影装置３を操作して顕微鏡写真撮影を行なうことにな
る。

【００５７】なお、密フォーカス動作によって得られる
コントラストカーブ９７Ｃにおいて、コントラストの最
小と最大の差が小さい場合にはオートフォーカス動作が
不調に終わったことを表示ランプ４３に表示する。操作
者は、このランプ４３の点灯状態から、オートフォーカ
ス動作が不調に終わったことを知った場合には、再度、
接眼レンズを覗いて目視により大凡のフォーカス動作を
行い、再度、オートフォーカス動作を起動すればよい。

【００５８】以上のように、本例の顕微鏡写真システム
１のオートフォーカス装置４は２段階オートフォーカス
動作を実行している。したがって、広い走査幅Ｗ１に渡
って密にコントラストデータをサンプリングしてフォー
カスポイントを検出する方法に比べて、極めて短い時間
でフォーカスポイントＦ２を検出できる。

【００５９】（オートフォーカス再スタート機能）ここ
で、上記のような粗フォーカス動作によって得られるコ
ントラストカーブ９６Ｃとしては、その走査幅Ｗ１の走
査範囲内にコントラストのピーク値Ｐ１が現れない場合
がある。すなわち、前述したように、顕微鏡写真の撮影
に当たっては、まず、操作者が接眼レンズを覗き、手動
でフレーミングを行なう。このように最初に目視により
フォーカス動作が行なわれるので、上述したような粗フ
ォーカス動作のための走査範囲内に実際のフォーカスポ
イントが入っていない事態も発生する。

【００６０】そこで、図６および図７に示すように、本
例のオートフォーカス装置４では、このような場合に、
走査範囲をシフトして再度、粗フォーカス動作を実行す
るようにしている。

【００６１】まず、図６に示す例は、第１回目の粗フォ
ーカス動作によって得られたコントラストカーブ９６Ｃ
１が、一方の端の位置ｂから他方の端の位置ａに向けて
単調増加している形状となっている場合である。この場
合には、大きいコントラスト値が得られた点ａに隣接さ
せて、再オートフォーカス動作用の走査範囲（点ａから
点ａ１の範囲）を設定する。この走査範囲の走査幅も第
１回目の粗フォーカス動作時と同様に第１の走査幅Ｗ１
に設定される。

【００６２】再オートフォーカス動作は、まず、ステー
ジ２１を点ｂから点ａ１まで移動し、そこから逆方向に
ステージ２１をピッチＪ１で移動させながらコントスト
データのサンプリングを行なう。サンプリングポイント
数はＳ１である。この再オートフォーカス動作によっ
て、例えば、コントラストカーブ９６Ｃ２が得られる。
このコントラストカーブ９６Ｃ２には、その両端以外の
点にピーク値Ｐ１が現れている。

【００６３】したがって、この後は、前述したように２
段階オートフォーカス動作における密フォーカス動作を
実行する。この場合には、ピーク値Ｐ１が現れた第１の
フォーカスポイント位置Ｆ１を含む第２の走査幅Ｗ２の
走査範囲（点ｄ１から点ｅ１までの範囲）を設定し、こ
の範囲内で、ステージ２１をピッチＪ２で移動させなが
らコントラストデータのサンプリングを行なう。したが
ってこの場合のサンプリングポイント数はＳ２である。

【００６４】この結果、例えば、コントラストカーブ９
７Ｃ２が得られる。このコントラストカーブ９７Ｃ２に
は、その両端以外の点にピーク値Ｐ２が現れているの
で、この値Ｐ２が現れる点がフォーカスポイントＦ２で
あると断定される。そして、このポイントＦ２に向けて
ステージ２１を移動して、その位置に停止させる。これ
によりフォーカス動作が終了する。

【００６５】なお、密フォーカス動作によって得られる
コントラストカーブ９７Ｃ２において、コントラストの
最小と最大の差が小さい場合にはオートフォーカス動作
が不調に終わったことを表示ランプ４３に表示する。操
作者は、このランプ４３の点灯状態から、オートフォー
カス動作が不調に終わったことを知った場合には、再
度、接眼レンズを覗いて目視により大凡のフォーカス動
作を行い、再度、オートフォーカス動作を起動すればよ
い。

【００６６】一方、図７には、上記の例とは逆に、粗フ
ォーカス動作によって得られたコントラストカーブ９６
Ｃ３が、点ａの側から点ｂに向けて単調増加した曲線と
なった場合である。この場合には、コントラスト値が大
きい点ｂの側に隣接して、オートフォーカス再スタート
のための走査範囲（点ｂから点ｂ１までの範囲）を設定
する。この場合にも走査幅は第１の走査幅Ｗ１である。

【００６７】この後は、上記の図６で説明した場合と同
様にして第２回目の粗フォーカス動作が実行される。こ
れにより、コントラストカーブ９６Ｃ４が得られた場合
には、そのフォーカス位置Ｆ１を含む第２の走査幅Ｗ２
の範囲（点ｄ２から点ｅ２までの範囲）が、密フォーカ
ス動作の走査範囲として設定される。密フォーカス動作
によってコントラストカーブ９７Ｃ３が得られると、そ
のピーク値Ｐ２が現れる位置Ｆ２がフォーカスポイント
と判断され、そこに向けてステージ２１が移動して、そ
の位置に停止する。

【００６８】この場合においても、密フォーカス動作に
よって得られるコントラストカーブ９７Ｃ３において、
コントラストの最小と最大の差が小さい場合にはオート
フォーカス動作が不調に終わったことを表示ランプ４３
に表示する。

【００６９】次に、本例のオートフォーカス再スタート
機能の変形例としては、次のような動作態様を挙げるこ
とができる。本例では、粗フォーカス動作を繰り返し行
なうようにしている。この代わりに、あるいは、これと
共に、密フォーカス動作も同様に走査範囲をシフトさせ
て繰り返し行なうようにすることができる。

【００７０】また、オートフォーカス再スタート機能の
変形例としては、粗フォーカス動作、密フォーカス動作
の繰り返し実行回数を３回以上にするもの、または、２
回目以降の粗フォーカス動作、密フォーカス動作の走査
幅を異なる走査幅に設定するもの等を挙げることができ
る。

【００７１】このようなオートフォーカス再スタート機
能に伴う走査幅、走査回数等の動作パラメータも、使用
される対物レンズの倍率に対応した値が使用できるよう
に、オートフォーカス起動スイッチ４２の操作に応じ
て、対応する動作パラメータを設定できるようにするこ
とも可能である。

【００７２】（オートフォーカス停止機能）次に、本例
のオートフォーカス装置４によって実行されるオートフ
ォーカス停止機能を説明する。

【００７３】まず、本例のオートフォーカス装置４は、
図６、図７に示すオートフォーカス再スタート機能を次
のような場合には起動させず、オートフォーカス動作を
停止させる。すなわち、第１回目の粗フォーカス動作に
よって得られるコントラストカーブ９６Ｃ１あるいは９
６Ｃ３において、その最大値と最小値の差Δが予め設定
した値を越えていない場合には、オートフォーカス再ス
タートを行なわない。この場合には、実際のフォーカス
ポイントＦ２が、粗フォーカス動作の走査範囲から大幅
に外れているものと判断して、オートフォーカス動作を
停止する。

【００７４】この場合、オートフォーカス動作が停止し
た旨を表示ランプ４３（図１（Ａ）参照）を介して操作
者に知らせる。操作者は、このランプ４３の点灯状態か
ら、オートフォーカス動作が不調に終わったことを知っ
た場合には、再度、接眼レンズを覗いて目視により大凡
のフォーカス動作を行い、再度、オートフォーカス動作
を起動すればよい。

【００７５】このように、本例では、得られるコントラ
ストの変化が殆ど無い場合には、オートフォーカス動作
を停止する。

【００７６】また、本例では、オートフォーカス再スタ
ート機能が起動して、２回目の粗フォーカス動作を実行
して得られるコントラストカーブにおいてその両端以外
の点にピーク値が現れない場合にも、オートフォーカス
動作を停止している。図８を参照して説明すると、点ａ
から点ｂに渡って第１回目の粗フォーカス動作を行なう
ことにより、コントラストカーブ９６Ｃ４が得られたと
する。この場合、コントラストの最大値と最小値の差Δ
が予め設定した値を越える場合には、前述したオートフ
ォーカス再スタート機能が起動する。この結果、点ｂか
ら点ｂ１に到る走査範囲の粗フォーカス動作が実行され
る。この第２回目の粗フォーカス動作によって得られた
コントラストカーブ９６Ｃ５において、その両端位置
ｂ、ｂ１以外の点にピーク値が現れない場合には、オー
トフォーカス動作を停止して、ステージ２１をその初期
位置である点ａまで戻す。

【００７７】このように、本例では、ステージ２１を一
方向に移動させている場合に得られるコントラストカー
ブが単調減少カーブ、あるいは単調増加カーブであり、
走査範囲の開始位置と終了位置以外の点にピーク値が現
れない場合には、その方向にはフォーカスポイントが無
いものと判断してオートフォーカス動作を停止してい
る。特に、得えれるコントラストカーブが単調減少カー
ブの場合には、走査方向にフォーカスポイントが存在し
ないことは明らかである。したがって、本例によれば、
無駄なオートフォーカス動作を回避できる。

【００７８】また、このようなオートフォーカス停止動
作は、ステージ２１の移動方向が、顕微鏡２の対物レン
ズ２３に接近する方向の場合に特に有効である。すなわ
ち、図８の場合に、点ａから点ｂ１に向かう方向が対物
レンズ２３への接近方向であるとすると、このようなス
テージ２１の移動が継続されると、ステージ２１の試料
７が対物レンズ２３に衝突して、これらが破損するおそ
れがある。しかし、本例では、このような一方向へのス
テージ２１の移動に限界を設けてあるので、このような
弊害を回避できる。

【００７９】ここで、密フォーカス動作は、前述したよ
うに、これに先立って行なわれる粗フォーカス動作によ
ってコントランストカーブの両端以外の位置にピーク値
が現れた場合に実行される。したがって、一般には、密
フォーカス動作によって得られるコントラストカーブに
はその中央部分にピーク値が現れる。この密フォーカス
動作においてフォーカスポイントが検出された否かの判
定は次のように行なうこともできる。

【００８０】すなわち、図６（Ｂ）を参照して説明する
と、コントラストカーブ９７Ｃ２の最大値と最小値の差
Δ２が、予め定めた値Δ０を越える値である場合に、フ
ォーカスポイントが検出されたものと判断すればよい。

【００８１】（フォーカス動作表示機能）次に、本例の
オートフォーカス装置４により実行されるフォーカス動
作表示機能を纏めて説明する。オートフォーカス装置４
の前面には表示ランプが配列されている。これらのう
ち、表示ランプ群４３がフォーカス動作の状態を表示す
るためのランプ群である。本例では、図１（Ａ）から分
かるように、フォーカスポイントが検出された場合に表
示されるランプ４３ａと、フォーカスポイントが検出さ
れない場合に表示されるランプ４３ｂを備えている。ラ
ンプ表示の意味を知らせるために、ランプ４３ａの下側
には、適切なフォーカス動作が行なわれた旨を意味する
「ＪＵＳＴ」なる文字が印刷されている。また、ランプ
４３ｂの下側には、適切なフォーカス動作が行なわれな
かった旨を意味する「ＯＵＴ」なる文字が印刷されてい
る。

【００８２】図９には、コントラストカーブと、フォー
カス動作の適否との対応関係を示してある。この図にお
いて「ＪＵＳＴ」に対応するカーブが得られた場合には
ランプ４３ａが点灯する。「ＯＵＴ」に対応するカーブ
が得られた場合にはランプ４３ｂが点灯する。図９
（Ａ）に示すように、コントラストカーブにおいて両端
以外の点にピーク値が現われる場合にはフォーカスポイ
ントが検出されたものと判断される。換言すると、適切
なフォーカス動作が行なわれた旨の表示が行なわれる。

【００８３】しかし、図９（Ｂ）に示すように、両端以
外の点にピーク値が現れるコントラストカーブが得られ
ても、そのピーク値と最小値の差Δが一定の差を越える
値でないときには、フォーカスポイントが検出されなか
ったものと判断される。また、図９（Ｃ）、（Ｄ）に示
すように、得られたコントラストカーブが全体として単
調増加あるいは単調減少している場合にもフォーカスポ
イントが検出されなかったものと判断される。これら図
９（Ｂ）乃至（Ｄ）の場合にはフォーカス動作が不調に
終わった旨の表示が行なわれる。

【００８４】このように、本例のオートフォーカス装置
４では、その前面に配列したランプ４３（４３ａ、４３
ｂ）を用いて、フォーカス動作が適切に行なわれたか否
かを表示して操作者に報知している。したがって、操作
者は、ランプ表示から動作状態を直ちに理解できるので
便利である。特に、一般にモニター付きの金属顕微鏡と
異なり、本例のようなシステムでは、このような表示は
極めて有効である。

【００８５】勿論、報知形態は、ランプ等の視覚報知の
他に、ブザー等を駆動する聴覚報知方式を採用してもよ
い。この場合には、観察中の操作者がフォーカス動作の
状態をそのままの姿勢で分かるという利点がある。

【００８６】なお、本例のオートフォーカス装置４で
は、フォーカス動作の表示の他に、センサエラー表示も
行なうようになっている。図１（Ａ）に示すように装置
４の前面に配列したランプ４４はこのためにものであ
る。ランプ４４は、何らかの原因で映像信号が途切れた
場合、あるいは、ＣＣＤカメラ５１が装置４の本体側に
接続されない場合に点灯して、その旨を操作者に知らせ
る。勿論、この場合には、オートフォーカス起動スイッ
チ４２を操作しても、オートフォーカス動作は起動され
ない。

【００８７】（照明レベル検出回路８３）次に、本例の
オートフォーカス装置４に備わっている照明レベル検出
回路８３について説明する。

【００８８】対象となる試料被写体７の濃度が相対的に
低い場合は、映像信号は図１０（Ａ）に示すようにな
る。資料濃度が相対的に高い場合は、映像信号は図１０
（Ｂ）のようになる。映像信号の平均レベルあるいはピ
ークレベルに基づき被写体の明るさレベルを検出した場
合、前者の場合には「ＯＫ」となってしまい、後者の場
合には「ＮＧ」となってしまう。

【００８９】すなわち、図１０（Ａ）に示すような場合
には、明るさレベルは高いものの、コントラストが十分
ではない。したがって、明るさレベルを更に高める必要
がある。これに対して、図１０（Ｂ）に示す場合は、コ
ントラストが十分であるのに、「ＮＧ」と判断されてし
まう。

【００９０】このような弊害を回避するためには、図１
１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、映像信号のピークホー
ルド値にその高周波成分を加算したものを試料被写体７
の明るさレベルとみなし、この明るさが常に設定範囲内
となるように、照明光源２６の光量を調整すればよい。

【００９１】照明レベル検出回路８３は、例えば、図１
２に示すように構成できる。この図において、８３１は
クランプ回路、８３２は高周波成分検出回路、８３３は
ピークホールド回路、８３４は加算回路、８３５は比較
回路、４５は表示ランプ群である。ピークホールド回路
８３３は、ダイオードＤ、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１、
オペアンプＯＰ１を備えている。加算回路８３４は抵抗
Ｒ２乃至Ｒ４、コンデンサＣ２、オペアンプＯＰ２、抵
抗Ｒ５およびＲ６を備えている。比較回路８３５は、コ
ンパレータＣＯＭ１およびＣＯＭ２、抵抗ＶＲ１、ＶＲ
２、Ｒ７〜Ｒ１０を備えている。表示ランプ群４５は、
図１（Ａ）に示すように、「ＵＮＤＥＲ」、「ＧＯＯ
Ｄ」、「ＯＶＥＲ」が印刷されたランプ４５ａ、４５ｂ
および４５ｃを備えている。

【００９２】この構成の照明レベル検出回路８３では、
映像信号をクランプ回路８３１でクランプする。クラン
プした映像信号をピークホールド回路８３３に入力し
て、そのピークホールド出力を得る。また、高周波成分
検出回路８３２から映像信号の高周波成分を得て、加算
回路８３４において所定の比でピークホールド出力に加
算する。この加算出力（光検出レベル）を比較回路８３
５で、予め設定されている上限値および下限値と比較し
て、これらにより規定される範囲内であるか否かを判別
する。範囲内にあれば、ランプ４５ｂを点灯して、照明
レベルが適切である旨を表示する。しかるに、設定範囲
を上回っている場合、下回っている場合には、それぞ
れ、ランプ４５ａ、４５ｃを点灯して、その旨を表示す
る。

【００９３】照明レベルが不適切な場合には、オートフ
ォーカス機能は起動しない。使用者は、ランプ４５の表
示に基づき、照明光源２６の光量が適切であるか否かを
知ることができる。この表示に基づき、照明光源２６の
光量を手動調整すればよい。勿論、照明レベルの自動判
別結果に基づき、自動的に、照明光源２６の光量調整を
行なうようにしてもよい。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るオー
トフォーカス装置では、光学レンズ系の走査に連動して
コントラスト値を求め、このコントラスト値のピーク時
点からフォーカスポイントを検出できるため、オートフ
ォーカス動作を自動的に行うことができる。また、レン
ズ光学系には倍率の異なる複数の対物レンズ系が設けら
れ、選択スイッチを操作すれば、各対物レンズ系に応じ
た条件で光学レンズ系の走査が自動的に行われるので、
素人でも容易に扱うことができる。しかも、かかる操作
を行うための操作パネルは手の届きやすい装置本体の斜
め上向きの前面部に構成されているので、医療現場など
といった狭い所でも扱いやすい。さらに、対物レンズ系
の種類に応じた条件で光学レンズ系を走査するための条
件を外部から入力するための走査条件入力用端子が構成
されているので、顕微鏡に取り付ける対物レンズの種類
さえ決まれば、オートフォーカス装置を導入する際に納
入業者に走査条件を設定させることができ、それ以降、
走査条件入力用端子は不要である。したがって、走査条
件を設定した以降、走査条件入力用端子を端子カバーで
覆っておけば、いずれの端子と信号線とを接続すればよ
いか迷うことがないので、素人でも容易に扱うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明を適用した顕微鏡写真撮影シ
ステムの全体構成を示す構成図、（Ｂ）はこのシステム
に用いられるオートフォーカス装置の背面を示す斜視図
である。

【図２】図１のシステムの光学系および制御系を示す概
略ブロック図である。

【図３】図１のシステムの制御系を、ソフトウエアによ
り実現される機能ブロック群と共に示す概略ブロック図
である。

【図４】（Ａ）はコントラスト検出回路の概略ブロック
図、（Ｂ）乃至（Ｄ）はそのコントラスト検出処理を示
すための信号図である。

【図５】２段階フォーカス動作を示す説明図である。

【図６】オートフォーカス再スタート機能を示す説明図
である。

【図７】オートフォーカス再スタート機能の別の態様を
示す説明図である。

【図８】オートフォーカス停止機能を示す説明図であ
る。

【図９】コントラストカーブとフォーカス動作適否の関
係を示す説明図である。

【図１０】試料濃度の濃淡に起因した映像信号の信号レ
ベルの違いを示す説明図である。

【図１１】照明レベル検出回路の動作を示す説明図であ
る。

【図１２】照明レベル検出回路の回路例を示す回路図で
ある。

【図１３】コントラスト検出型のオートフォーカス装置
の動作を示す説明図である。

【符号の説明】

１顕微鏡写真撮影システム２光学顕微鏡２１ステージ２２ステージ駆動機構２３対物レンズ（対物レンズ系）２６照明光源２７フォーカスモータ（ステップモータ）３写真撮影装置３１フィルムカメラ３３フィルム４コントラスト検出型オートフォーカス装置４０斜め上向きの前面部４１操作パネル４２オートフォーカス起動スイッチ（選択スイッチ）４３フォーカス動作の適否の表示ランプ群４４センサエラー表示ランプ４５照明レベル適否の表示ランプ群４８走査条件入力用端子４９端子カバー５１ＣＣＤカメラ（撮像素子）６１ビデオモニター端子７試料８オートフォーカス装置の駆動制御回路８２コントラスト検出回路８３照明レベル検出回路８４ＣＰＵ９１光学パラメータ指定部９２、９３制御パラメータ群（走査条件）９６粗フォーカス用コントラストメモリ９７密フォーカス用コントラストメモリ９６Ｃ、９６Ｃ１乃至９６Ｃ５粗フォーカス時のコ
ントラストカーブ９７Ｃ、９７Ｃ１乃至９７Ｃ４密フォーカス時のコ
ントラストカーブ９１８８パラメータ記憶部（モータ制御用パラメータ
記憶部）Ｐ１粗フォーカス動作によるコントラストのピーク値Ｐ２密フォーカス動作によるコントラストのピーク値Ｆ１粗フォーカス動作によるフォーカスポイントＦ２密フォーカス動作によるフォーカスポイントＷ１粗フォーカス動作の走査幅Ｗ２密フォーカス動作の走査幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズ光学系を介して被写体の光像が入
力される撮像素子と、前記レンズ光学系をモータ駆動に
より走査したときに前記撮像素子を介して時系列的に入
力される被写体の映像信号に含まれる高周波数成分から
各映像信号のコントラスト値を検出するコントラスト検
出部と、当該コントラスト検出部によりコントラスト値
の検出結果に基づいてフォーカスポイントを決定してオ
ートフォーカス動作を行うオートフォーカス装置におい
て、前記レンズ光学系に含まれる倍率の異なる複数の対物レ
ンズ系から１つを選択するための選択スイッチを装置本
体の斜め上向きの前面部に備える操作パネルと、前記複
数の対物レンズ系の各々の光学パラメータに対応する走
査条件を記憶しておくモータ制御用パラメータ記憶部
と、前記選択スイッチを介して選択された対物レンズ系
に対応して、前記走査条件のうちから選択された走査条
件で前記レンズ光学系を走査させたときに前記コントラ
スト検出部によるコントラストの検出結果を記憶してお
くコントラスト記憶部と、該コントラスト記憶部に記憶
されているコントラストの検出結果においてコントラス
ト値のピークが検出された時点をフォーカスポイントと
決定するフォーカスポイント決定手段と、前記モータ制
御用パラメータ記憶部に対して前記走査条件を外部から
入力するための走査条件入力用端子と、前記走査条件の
外部入力を終えたときには前記走査条件入力用端子を覆
っておく端子カバーとを有することを特徴とするオート
フォーカス装置。
【請求項２】請求項１において、前記モータ制御用パ
ラメータ記憶部は、少なくとも粗フォーカス動作を行う
ための粗パラメータ群と、該粗フォーカス動作に続いて
密フォーカス動作を行うための密パラメータ群とを前記
対物レンズ系の種類毎に記憶するように構成され、前記コントラスト記憶部は、前記選択スイッチへの操作
により選択された対物レンズ系に対応する粗パラメータ
および密パラメータに基づいて前記レンズ光学系を走査
したときに検出されたコントラストの検出結果をそれぞ
れ粗フォーカス動作用コントラストデータおよび密フォ
ーカス動作用コントラストデータとして記憶しておくよ
うに構成されていることを特徴とするオートフォーカス
装置。
【請求項３】請求項２において、前記粗パラメータお
よび前記密パラメータには、ステップモータが前記レン
ズ光学系を走査する際に、選択された対物レンズ系に応
じた条件で前記レンズ光学系を走査するための駆動パル
ス数、およびコントラストを検出するためのサンプルポ
イント数が含まれていることを特徴とするオートフォー
カス装置。