JPH1020186A - Automatic focus adjustment method and device - Google Patents

Automatic focus adjustment method and device

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JPH1020186A
JPH1020186A JP1657197A JP1657197A JPH1020186A JP H1020186 A JPH1020186 A JP H1020186A JP 1657197 A JP1657197 A JP 1657197A JP 1657197 A JP1657197 A JP 1657197A JP H1020186 A JPH1020186 A JP H1020186A
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focus
lens
objective lens
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Masakazu Shimada
征和 島田
Takashi Nagano
隆 長野
Takashi Yoneyama
貴 米山
Nobuyuki Nagasawa
伸之 永沢
Hideaki Endo
英明 遠藤
Sanenari Kojima
実成 小嶋
Atsuhiro Tsuchiya
敦宏 土屋
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  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、顕微鏡の光学系に付着物が存在して
も、この付着物の影響を受けずにコントラストの低い標
本でも高精度に合焦調整する。 【解決手段】観察する標本2pに対して視野絞り6の像
を投影し、この視野絞り6の像と基準合焦位置とのデフ
ォーカス量Δaを検出して、このデフォーカス量Δaに
基づいて標本2pの厚さtを求め、この標本2pの厚さ
tと基準標本との厚さto の差ΔZに基づいてステージ
1の移動量を求め、このステージ1を移動して合焦調整
する。
(57) Abstract: The present invention adjusts the focus with high accuracy even for a specimen having a low contrast without being affected by the attached matter even if the attached matter exists in the optical system of the microscope. An image of a field stop (6) is projected onto a specimen (2p) to be observed, a defocus amount (Δa) between the image of the field stop (6) and a reference focus position is detected, and based on the defocus amount (Δa). seeking a thickness t of the specimen 2p, obtains the movement amount of the stage 1 based on the difference ΔZ in the thickness t o of the thickness t and the reference sample of the specimen 2p, adjusts focus by moving the stage 1 .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、医学、生物学など
の分野において生物組織等の状態を観察するときに利用
される光学機器、例えば顕微鏡における自動焦点調整装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical instrument used for observing a state of a biological tissue or the like in the fields of medicine, biology, and the like, for example, an automatic focusing device in a microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】顕微鏡等の光学機器の焦点検出に関する
技術は、多方面に渡って開発されており、この中の技術
の1つとして、被写体に対して高精度に合焦するための
エリア分割による測距方式(以下、エリア分割方式と称
する)がある。
2. Description of the Related Art Technologies related to focus detection of optical devices such as microscopes have been developed in various fields. One of the technologies is area division for focusing a subject with high precision. (Hereinafter, referred to as an area division method).

【0003】このエリア分割方式は、測距範囲内を複数
のエリアに分割してそれぞれ焦点を検出し、これら焦点
検出の演算結果から被写体と対物レンズとの相対距離を
制御して合焦させる技術である。
The area division method divides a distance measurement range into a plurality of areas, detects a focus, and controls a relative distance between a subject and an objective lens based on a calculation result of the focus detection to perform focusing. It is.

【0004】このエリア分割方式を採用した技術として
は、例えば特開平2−109008号公報及び特開平2
−297514号公報がある。
[0004] Techniques that adopt this area division method include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-109008 and Japanese Patent Application Laid-Open
No. 297514.

【0005】このうち特開平2−109008号公報の
技術は、例えばビデオカメラや電子スチルカメラに適用
するもので、撮像光学系を通して撮像される被写体像内
を複数のエリアに分割してそれぞれ焦点を検出し、これ
ら焦点検出の演算結果のうち多数決によって焦点位置を
選定し、この焦点位置に従って合焦制御するものであ
る。
The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-109008 is applied to, for example, a video camera or an electronic still camera, and divides a subject image taken through an image pickup optical system into a plurality of areas and focuses on each area. The focus position is selected by a majority decision among the calculation results of the focus detection, and the focus control is performed according to the focus position.

【0006】又、特開平2−297514号公報の技術
は、例えばカメラの自動焦点に適用するもので、被写体
を焦点検出光学系を通して観察したときの測距範囲の被
写体像を2像に分割して一対の光電変換素子列に投影
し、これら光電変換素子列のブロック毎の出力信号が焦
点調整情報に適しているレベルにあるかを判定し、適切
レベルと判定された光電変換素子列の出力信号に基づい
て焦点調整情報を演算するものである。
The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-297514 is applied to, for example, an automatic focus of a camera, and divides a subject image in a distance measurement range when a subject is observed through a focus detection optical system into two images. To determine whether the output signal of each block of the photoelectric conversion element array is at a level suitable for the focus adjustment information, and output the photoelectric conversion element array determined as an appropriate level. The focus adjustment information is calculated based on the signal.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、やはり
前者の技術はビデオカメラや電子スチルカメラに適用す
るものであり、後者の技術はカメラの自動焦点に適用す
るものであり、これら技術を顕微鏡に適用すると、実用
上不十分な点がある。
However, the former technique is applied to a video camera or an electronic still camera, while the latter technique is applied to an automatic focusing of a camera, and these techniques are applied to a microscope. Then, there is a practically insufficient point.

【0008】すなわち、顕微鏡用の自動焦点検出におい
て、その合焦精度を低下させる要因の1つとしては、標
本を載せるスライドガラスやカバーガラス、標本に照明
を投光するコンデンサレンズに付着するゴミによる影響
が挙げられる。
That is, in the automatic focus detection for a microscope, one of the factors that lowers the focusing accuracy is dust adhering to a slide glass or a cover glass on which a sample is placed, or a condenser lens for projecting illumination on the sample. Influence.

【0009】このように標本やスライドガラスにゴミ等
の付着物があると、例えば標本像に対して数千〜数百
[μm]離れてゴミの画像が混入していると、標本より
もゴミの方がコントラストが高くなり、自動焦点を実行
すると、標本よりもゴミの方に焦点が合ってしまい、標
本に対する合焦精度が著しく低下する。なお、不特定の
標本の画像処理を行う装置を用いると高価になる。
As described above, if the sample or the slide glass has foreign matter such as dust, for example, if the image of the dust is mixed with the sample image several thousand to several hundred [μm] apart, the dust is larger than the sample. Is higher in contrast, and when auto-focusing is performed, dust is more focused on the sample than on the sample, and the focusing accuracy on the sample is significantly reduced. Note that using an apparatus for performing image processing on an unspecified sample becomes expensive.

【0010】このような合焦精度の低下に対する改善策
としては、上記の如くエリア分割による合焦制御を常に
行うことが挙げられるが、このような合焦制御では、そ
の制御処理が複雑化し、自動焦点検出性能として重要な
1つである合焦時間に影響を与えてしまう。
As an improvement measure against such a decrease in focusing accuracy, it is possible to always perform focusing control by area division as described above. However, in such focusing control, the control processing becomes complicated, This affects the focusing time, which is one of the important points for the automatic focus detection performance.

【0011】そこで本発明は、顕微鏡の光学系に付着物
が存在しても、この付着物の影響を受けずにコントラス
トの低い標本でも高精度に合焦調整できる安価な自動焦
点調整方法及びその装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides an inexpensive automatic focus adjustment method capable of adjusting the focus with high accuracy even for a specimen having a low contrast without being affected by the extraneous matter, even if the extraneous substance is present in the optical system of the microscope. It is intended to provide a device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1によれば、対物
レンズと標本との相対位置を変化させて合焦調整を行う
自動焦点調整方法において、標本に対して視野絞り像又
は指標像を投影し、これら視野絞り像又は指標像と基準
合焦位置とのデフォーカス量を検出して合焦距離を求
め、この合焦距離に基づいて合焦調整を行う自動焦点調
整方法である。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an automatic focus adjusting method for adjusting focus by changing a relative position between an objective lens and a sample. This is an automatic focus adjustment method of projecting, detecting a defocus amount between the field stop image or the index image and the reference focus position to obtain a focus distance, and performing focus adjustment based on the focus distance.

【0013】請求項2によれば、対物レンズと標本との
相対位置を変化させて合焦調整を行う自動焦点調整装置
において、標本に対して視野絞り像又は指標像を投影す
る光学系と、標本に投影された視野絞り像又は指標像と
基準合焦位置とのデフォーカス量を検出する検出手段
と、この検出手段により検出されたデフォーカス量に基
づいて対物レンズと標本との相対位置を調整して合焦位
置に合わせる焦準手段と、を備えた自動焦点調整装置で
ある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an automatic focus adjusting apparatus for adjusting a focus by changing a relative position between an objective lens and a sample, wherein an optical system for projecting a field stop image or a target image on the sample, Detecting means for detecting the defocus amount between the field stop image or index image projected on the sample and the reference in-focus position, and determining the relative position between the objective lens and the sample based on the defocus amount detected by the detecting means. An automatic focus adjustment device including focusing means for adjusting the focus to a focus position.

【0014】請求項3によれば、請求項2記載の自動焦
点調整装置において、検出手段は、基準となる少なくと
も屈折率、厚さを有する基準標本を用いたときの視野絞
り像又は指標像の結像位置を基準合焦位置として保持
し、この基準合焦位置と標本に投影された視野絞り像又
は指標像とのデフォーカス量を検出する機能を有し、焦
準手段は、検出手段により検出されたデフォーカス量に
基づいて標本の厚さを求め、この標本の厚さと基準標本
との厚さの差に基づいて対物レンズと標本との相対位置
の移動量を算出する機能を有する。
According to a third aspect of the present invention, in the automatic focusing apparatus according to the second aspect, the detecting means includes a field stop image or an index image when a reference sample having at least a refractive index and a thickness as a reference is used. It has a function of holding the imaging position as a reference focus position and detecting a defocus amount between the reference focus position and the field stop image or the target image projected on the sample. It has a function of calculating the thickness of the sample based on the detected defocus amount and calculating the amount of movement of the relative position between the objective lens and the sample based on the difference between the thickness of the sample and the thickness of the reference sample.

【0015】請求項4によれば、照明光をコンデンサレ
ンズを通して標本に照射し、かつ対物レンズと標本との
相対位置を変化させて合焦調整を行う自動焦点調整方法
において、対物レンズの観察倍率に応じてコンデンサレ
ンズの焦点距離を変更した場合、この各々のコンデンサ
レンズに対して標本と共役な位置に、複数の合焦調整用
の指標を配置した自動焦点調整方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an automatic focus adjustment method for irradiating illumination light to a sample through a condenser lens and adjusting a focus by changing a relative position between the objective lens and the sample. When the focal length of the condenser lens is changed in accordance with the above, an automatic focus adjustment method is employed in which a plurality of indices for focus adjustment are arranged at positions conjugate to the sample for each condenser lens.

【0016】請求項5によれば、照明光をコンデンサレ
ンズを通して標本に照射し、かつ対物レンズと標本との
相対位置を変化させて合焦調整を行う自動焦点調整装置
において、対物レンズの観察倍率に応じてコンデンサレ
ンズの焦点距離を変更するコンデンサレンズ変更手段
と、このコンデンサレンズ変更手段によるコンデンサレ
ンズの焦点距離に応じてコンデンサレンズに対して標本
と共役な位置に、合焦調整用の指標を挿脱する指標挿脱
手段とを備え、指標像の標本面上におけるコントラスト
に基づいて対物レンズの標本に対する合焦調整を行う自
動焦点調整装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an automatic focus adjusting apparatus for irradiating a specimen with illumination light through a condenser lens and adjusting a focus by changing a relative position between the objective lens and the specimen. Condenser lens changing means for changing the focal length of the condenser lens in accordance with the following conditions; and an index for focusing adjustment at a position conjugate with the sample with respect to the condenser lens in accordance with the focal length of the condenser lens by the condenser lens changing means. This is an automatic focus adjustment device that includes an index insertion / removal unit that inserts / extracts and adjusts the focus of the objective lens sample based on the contrast of the index image on the sample surface.

【0017】請求項6によれば、請求項5記載の自動焦
点調整装置において、合焦調整動作時に、少なくともコ
ンデンサレンズの焦点距離を変更するとともに指標をコ
ンデンサレンズに対して標本と共役な位置に挿入する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the automatic focusing apparatus according to the fifth aspect, at least the focal length of the condenser lens is changed and the index is set at a position conjugate with the specimen with respect to the condenser lens during the focus adjustment operation. insert.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(1) 以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参
照して説明する。
(1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0019】本発明の自動焦点調整方法は、対物レンズ
と標本との相対位置を変化させて合焦調整を行う場合、
標本に対して視野絞り像又は指標像を投影し、これら視
野絞り像又は指標像と基準合焦位置とのデフォーカス量
を検出して合焦距離を求め、この合焦距離に基づいて合
焦調整を行うものである。
According to the automatic focus adjustment method of the present invention, when the focus adjustment is performed by changing the relative position between the objective lens and the sample,
A field stop image or target image is projected on the specimen, a defocus amount between the field stop image or the target image and the reference focus position is detected to obtain a focus distance, and focusing is performed based on the focus distance. Adjustment is performed.

【0020】図1はかかる自動焦点調整方法を顕微鏡に
適用した自動焦点調整装置の構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an automatic focus adjusting apparatus in which the automatic focus adjusting method is applied to a microscope.

【0021】顕微鏡のステージ1には、標本2が載置さ
れている。このステージ1は、矢印(イ)方向に沿って
上下方向に移動自在となっている。
A specimen 2 is mounted on a stage 1 of the microscope. The stage 1 is vertically movable along the direction of the arrow (a).

【0022】この顕微鏡には、標本2を照明するための
光学系が備えられている。すなわち、光源3から放射さ
れる照明光の光路s1 上には、コレクタレンズ4、リレ
ーレンズ5、視野絞り6及び反射鏡7が配置されてい
る。このうち視野絞り6は、視野絞りドライバ8により
絞りの大きさが変化するものとなっている。
This microscope is provided with an optical system for illuminating the specimen 2. That is, on the optical path s 1 of the illumination light emitted from the light source 3, a collector lens 4, a relay lens 5, a field stop 6 and the reflector 7 is arranged. The size of the field stop 6 is changed by the field stop driver 8.

【0023】反射鏡7の反射方向、すなわち反射鏡7に
より上方に向けられた照明光の光路s2 上には、リレー
レンズ9、明るさ絞り10及びコンデンサレンズ11が
配置され、このコンデンサレンズ11により標本2を均
一に照明するようになっている。
The direction of the reflection mirror 7, i.e. on the optical path s 2 of the illumination light directed upward by the reflecting mirror 7, a relay lens 9, is arranged 10 and the condenser lens 11 aperture stop, the condenser lens 11 Illuminates the specimen 2 uniformly.

【0024】一方、標本2の上方には、標本2に対して
対物レンズ12を対向配置し、さらに標本2からの光束
s3 上に結像レンズ13、光路分岐部材14が配置され
ている。
On the other hand, above the specimen 2, the objective lens 12 placed opposite, further imaging lens on the optical beam s 3 from the specimen 213, the optical path branching member 14 is positioned relative to the specimen 2.

【0025】この光路分岐部材14は、標本2からの光
束s3 の一部を接眼レンズ15に導き、他の光束をミラ
ー16、結像レンズ17を通して分割プリズム18に導
く作用を有している。
The light path branching member 14 has a function to guide a part of the light beam s 3 from the sample 2 to the eyepiece 15 and to guide the other light beam to the split prism 18 through the mirror 16 and the imaging lens 17. .

【0026】この分割プリズム18は、入射する光束を
2分割し、これら2つの光束を平行な状態でCCDセン
サ19に送る作用を有している。
The splitting prism 18 has a function of splitting an incident light beam into two and sending the two light beams to the CCD sensor 19 in a parallel state.

【0027】この分割プリズム18により2分割された
2つの光束は、結像レンズ17の出射面からCCDセン
サ19の受光面に至るまでの各光路長が異なっている。
そして、CCDセンサ19の受光面は、結像レンズ17
を含む結像光学系の予定結像面に対する前後の光学的な
共役な位置(前側共役面と後側共役面)に一致してい
る。
The two light beams split by the split prism 18 have different optical path lengths from the exit surface of the imaging lens 17 to the light receiving surface of the CCD sensor 19.
The light receiving surface of the CCD sensor 19 is
The front and rear optically conjugate positions (the front conjugate surface and the rear conjugate surface) with respect to the predetermined image plane of the image forming optical system including the above.

【0028】従って、CCDセンサ19の受光面には、
予定結像面から共役な2位置に被写体像(前ピン像、後
ピン像)が投影される。これら2つの被写体像は、被写
体が合焦位置にあったときに同一形状となる。
Therefore, on the light receiving surface of the CCD sensor 19,
A subject image (a front focus image and a rear focus image) is projected at two conjugate positions from the predetermined imaging plane. These two subject images have the same shape when the subject is at the in-focus position.

【0029】なお、第1の実施の形態では、標本2上に
投影された視野絞り6の像を被写体としている。
In the first embodiment, the image of the field stop 6 projected on the sample 2 is set as a subject.

【0030】CCDセンサ19は、投影された光像(前
ピン像、後ピン像)の入射光量と蓄積時間に応じた電圧
レベルのアナログ信号を出力する機能を有している。
The CCD sensor 19 has a function of outputting an analog signal of a voltage level corresponding to the amount of incident light and the accumulation time of the projected light image (front focus image, rear focus image).

【0031】このCCDセンサ19の出力端子には、ア
ナログ処理部20、A/D変換器21を介してメモリ2
2が接続されている。
An output terminal of the CCD sensor 19 is connected to a memory 2 via an analog processing unit 20 and an A / D converter 21.
2 are connected.

【0032】アナログ処理部20は、CCDセンサ19
から出力されたアナログ信号に対して前ピン像と後ピン
像とに対して別々に増幅及びフィルタ処理等のアナログ
処理を施す機能を有している。
The analog processing section 20 includes a CCD sensor 19
Has a function of separately performing analog processing such as amplification and filter processing on the front focus image and the rear focus image with respect to the analog signal output from.

【0033】A/D変換器21はアナログ処理部20の
出力信号をディジタル化する機能を有し、メモリ22は
ディジタル化されたCCDセンサ19からの信号を前ピ
ン像と後ピン像とで別々に格納するものとなっている。
The A / D converter 21 has a function of digitizing the output signal of the analog processing section 20, and the memory 22 separates the digitized signal from the CCD sensor 19 into a front focus image and a rear focus image. Is to be stored.

【0034】演算回路23は、メモリ22に格納された
2つの被写体像、つまり前ピン像と後ピン像とのディジ
タル信号を読み出し、これら前ピン像及び後ピン像のデ
ィジタル信号を用いて前ピン像と後ピン像とのコントラ
スト値を算出し、これらコントラスト値から視野絞り6
の合焦度を示すデフォーカス量を算出し、そのデフォー
カス信号をCPU24に送出する機能を有している。
The arithmetic circuit 23 reads out digital signals of two subject images stored in the memory 22, that is, a front focus image and a rear focus image, and uses the digital signals of the front focus image and the rear focus image to generate a front focus image. The contrast value between the image and the back focus image is calculated, and the field stop 6 is calculated from these contrast values.
Has a function of calculating a defocus amount indicating the degree of focus and transmitting the defocus signal to the CPU 24.

【0035】このCPU24は、演算回路23により算
出されたデフォーカス信号を取り込み、このデフォーカ
ス信号に基づいて視野絞り6の像を合焦位置に合わせる
ためのステージ1の移動量及びその移動方向を求め、こ
れら移動量及び移動方向の信号を駆動回路25に送出す
る機能を有している。
The CPU 24 fetches the defocus signal calculated by the arithmetic circuit 23, and determines the moving amount and the moving direction of the stage 1 for adjusting the image of the field stop 6 to the in-focus position based on the defocus signal. The driving circuit 25 has a function of transmitting the signals of the moving amount and the moving direction to the drive circuit 25.

【0036】又、CPU24は、ステージ1を上下方向
に移動したときのステージ1の移動量をエンコーダ26
から取り込んで、このステージ1の移動量を視野絞り6
の像のデフォーカス量Δaとして算出し、このデフォー
カス量Δaに基づいて標本2pの厚さtを求め、この標
本2pの厚さtと基準標本との厚さto の差ΔZに基づ
いてステージ1の移動量を求める機能を有している。
The CPU 24 calculates the amount of movement of the stage 1 when the stage 1 is
From the field stop 6
Was calculated as the defocus amount .DELTA.a image, determine the thickness t of the specimen 2p based on the defocus amount .DELTA.a, based on the difference ΔZ in the thickness t o of the thickness t and the reference sample of the specimen 2p It has a function of determining the amount of movement of the stage 1.

【0037】なお、エンコーダ26は、ステージ1の移
動量に応じたパルス信号を発生し、これをステージ1の
移動量信号として出力する機能を有している。
The encoder 26 has a function of generating a pulse signal corresponding to the amount of movement of the stage 1 and outputting this as a signal of the amount of movement of the stage 1.

【0038】上記駆動回路25は、CPU24から送出
された移動量及び移動方向の信号を入力し、これら移動
量及び移動方向の信号に基づいてステージ1を矢印
(イ)方向に上下移動して合焦調整する機能を有してい
る。
The drive circuit 25 receives the signals of the movement amount and the movement direction sent from the CPU 24, and moves the stage 1 up and down in the direction of the arrow (a) based on the signals of the movement amount and the movement direction. It has a function to adjust focus.

【0039】又、CPU24は、CCDセンサ19から
出力される被写体像のアナログ信号がアナログ処理部2
0のレンジに適合しているか否かをA/D変換器21を
通して監視し、被写体像のアナログ信号がアナログ処理
部20のレンジに適合していない場合には、タイミング
ジェネレータ27に対してCCDセンサ19での電荷蓄
積時間をレンジに適合する蓄積時間に変更する命令を送
出する機能を有している。
The CPU 24 converts the analog signal of the subject image output from the CCD sensor 19 into the analog processing unit 2.
0 is monitored through the A / D converter 21, and when the analog signal of the subject image does not conform to the range of the analog processing unit 20, the timing generator 27 It has a function of sending a command to change the charge accumulation time at 19 to an accumulation time suitable for the range.

【0040】このタイミングジェネレータ27は、CC
Dセンサ19に対して読み出しタイミング信号を送出す
るもので、CPU24からの命令を受け、この命令に応
じた電荷蓄積時間に変更してCCDセンサ19に対して
読み出しタイミング信号を送出する機能を有している。
This timing generator 27 has a CC
A read timing signal is sent to the D sensor 19, and has a function of receiving a command from the CPU 24, changing the charge accumulation time according to the command, and sending a read timing signal to the CCD sensor 19. ing.

【0041】なお、CPU24には外部コントローラ2
8が接続されており、この外部コントローラ28は、自
動合焦動作のスタート/ストップ等の制御及び検鏡者が
対物レンズ12の倍率等を指定するための機能を有して
いる。
The CPU 24 has an external controller 2
The external controller 28 has a function of controlling the start / stop of the automatic focusing operation and the like, and a function for the speculum to specify the magnification of the objective lens 12 and the like.

【0042】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて図2に示す動作手順を参照して説明する。
Next, the operation of the above-configured apparatus will be described with reference to the operation procedure shown in FIG.

【0043】ステージ1上には、ステップ#1におい
て、基準標本2sが載せられる。この基準標本2sは、
一般にスライドガラスの屈折率ns で、厚さto に形成
されたものである。
On the stage 1, the reference sample 2s is placed in step # 1. This reference sample 2s
Generally, the slide glass is formed to have a refractive index n s and a thickness t o .

【0044】光源3から放射された照明光は、コレクタ
レンズ4からリレーレンズ5、視野絞り6を通って反射
鏡7に至り、この反射鏡7で上方に向けて反射してリレ
ーレンズ9、明るさ絞り10を通ってコンデンサレンズ
11に至り、このコンデンサレンズ11により標本2s
を均一に照明する。
The illumination light radiated from the light source 3 passes from the collector lens 4 to the reflecting mirror 7 through the relay lens 5 and the field stop 6, and is reflected upward by the reflecting mirror 7 to be reflected by the relay lens 9 and the bright light. The sample passes through the diaphragm 10 to the condenser lens 11 and is sampled for 2 seconds by the condenser lens 11.
Is illuminated uniformly.

【0045】この標本2sからの光束s3 は、対物レン
ズ12、結像レンズ13を通って光路分岐部材14に至
り、この光路分岐部材14で標本2sからの光束s3 の
一部を接眼レンズ15に導き、他の光束をミラー16、
結像レンズ17を通して分割プリズム18に導く。
The light beam s 3 from the sample 2 s passes through the objective lens 12 and the imaging lens 13 to reach the optical path branching member 14. The optical path branching member 14 converts a part of the light beam s 3 from the sample 2 s to an eyepiece. 15 and directs another light beam to the mirror 16,
The light is guided to the division prism 18 through the imaging lens 17.

【0046】この分割プリズム18は、入射する光束を
2分割し、これら2つの光束を平行な状態でCCDセン
サ19に送る。
The splitting prism 18 splits the incident light beam into two, and sends these two light beams to the CCD sensor 19 in a parallel state.

【0047】このCCDセンサ19は、投影された光像
(前ピン像、後ピン像)の入射光量と蓄積時間に応じた
電圧レベルのアナログ信号を出力する。
The CCD sensor 19 outputs an analog signal having a voltage level corresponding to the amount of incident light and the accumulation time of the projected light image (front focus image, rear focus image).

【0048】アナログ処理部20は、CCDセンサ19
から出力されたアナログ信号に対して前ピン像と後ピン
像とに対して別々に増幅及びフィルタ処理等のアナログ
処理を施す。
The analog processing section 20 includes a CCD sensor 19
The analog signals output from the CPU are separately subjected to analog processing such as amplification and filtering for the front focus image and the rear focus image.

【0049】そして、アナログ処理部20の出力信号
は、A/D変換器21によりディジタル化されてメモリ
22に送られ、このメモリ22に前ピン像と後ピン像と
で別々に格納される。
The output signal of the analog processing section 20 is digitized by the A / D converter 21 and sent to the memory 22, where the front focus image and the rear focus image are separately stored.

【0050】演算回路23は、メモリ22に格納された
前ピン像と後ピン像とのディジタル信号を読み出し、こ
れら前ピン像及び後ピン像のディジタル信号を用いて前
ピン像と後ピン像とのコントラスト値を算出し、これら
コントラスト値から視野絞り6の合焦度を示すデフォー
カス量を算出する。
The arithmetic circuit 23 reads the digital signals of the front focus image and the rear focus image stored in the memory 22 and uses the digital signals of the front focus image and the rear focus image to generate a front focus image and a rear focus image. Are calculated, and the defocus amount indicating the degree of focus of the field stop 6 is calculated from these contrast values.

【0051】CPU24は、演算回路23により算出さ
れたデフォーカス信号を取り込み、このデフォーカス信
号に基づいて視野絞り6の像を合焦位置に合わせるため
のステージ1の移動量及びその移動方向を求め、これら
移動量及び移動方向の信号を駆動回路25に送出する。
The CPU 24 fetches the defocus signal calculated by the arithmetic circuit 23, and calculates the moving amount and the moving direction of the stage 1 for adjusting the image of the field stop 6 to the in-focus position based on the defocus signal. , And the signals of the movement amount and the movement direction are sent to the drive circuit 25.

【0052】これにより、ステージ1は、ステップ#2
において上下方向に移動し、CCDセンサ19の受光面
に投影される前ピン像、後ピン像が同一形状になると、
視野絞り6の像が合焦位置となる。
As a result, stage 1 proceeds to step # 2
When the front focus image and the rear focus image projected on the light receiving surface of the CCD sensor 19 move in the vertical direction at the same shape,
The image of the field stop 6 becomes the focus position.

【0053】又、ステップ#3においてコンデンサレン
ズ11を上下移動して基準標本2sに対して視野絞り6
の像のピントを合わせる。
In step # 3, the condenser lens 11 is moved up and down to move the field stop 6 with respect to the reference sample 2s.
Focus on the image.

【0054】図3(a) はかかる基準標本2sをステージ
1上に載せて、作動距離WDo の対物レンズ12の焦点
位置と、照明光が視野絞り6からリレーレンズ9を通
り、コンデンサレンズ11により基準標本2s上に投影
されたときの視野絞り6の像とが同一位置になった状態
を示す。なお、同図においてhはテーブル1の上面位置
を示している。
[0054] FIG. 3 (a) put such reference specimen 2s on the stage 1, the focal position of the objective lens 12 of the working distance WD o, from the field stop illumination light 6 passes through the relay lens 9, a condenser lens 11 Indicates a state where the image of the field stop 6 when projected onto the reference sample 2s is at the same position. Note that, in the figure, h indicates the upper surface position of the table 1.

【0055】そして、これら対物レンズ12の焦点位置
と視野絞り6の像とが同一となった位置を、基準合焦位
置とする。
The position where the focal position of the objective lens 12 and the image of the field stop 6 become the same is defined as a reference focus position.

【0056】次にステップ#4において、基準標本2s
に代えて、観察する標本2pをステージ1上に載置す
る。
Next, in step # 4, the reference sample 2s
, The specimen 2p to be observed is placed on the stage 1.

【0057】この標本2pは、例えば屈折率ns で、厚
さtに形成されている。
The sample 2p is formed to have a refractive index n s and a thickness t, for example.

【0058】このような標本2pをステージ1上に載せ
た場合、この標本2pの厚さtの変化により、対物レン
ズ12の焦点位置と視野絞り6の像との距離が変化す
る。このとき、標本2pが基準標本2sよりも厚い場合
のみ対物レンズ12の焦点位置が変化する。視野絞り像
の位置は、標本の厚さが変われば変化する。
When such a sample 2p is placed on the stage 1, the distance between the focal position of the objective lens 12 and the image of the field stop 6 changes due to a change in the thickness t of the sample 2p. At this time, the focal position of the objective lens 12 changes only when the sample 2p is thicker than the reference sample 2s. The position of the field stop image changes when the thickness of the sample changes.

【0059】この状態に、観察する標本2pからの光束
s3 は、上記同様に、対物レンズ12から結像レンズ1
3を通って光路分岐部材14に至り、この光路分岐部材
14で標本2pからの光束s3 の一部を接眼レンズ15
に導き、他の光束をミラー16、結像レンズ17を通し
て分割プリズム18に導く。
In this state, the light beam s 3 from the specimen 2p to be observed is moved from the objective lens 12 to the imaging lens 1 in the same manner as described above.
Through 3 reaches the optical path splitting member 14, an eyepiece part of the light beam s 3 from the specimen 2p in this optical path splitting member 14 15
And the other light flux is guided to the split prism 18 through the mirror 16 and the imaging lens 17.

【0060】そして、標本2pからの光束は、分割プリ
ズム18により2分割されて2つの平行な光束としてC
CDセンサ19に投影され、このCCDセンサ19から
これら前ピン像、後ピン像の入射光量と蓄積時間に応じ
た電圧レベルのアナログ信号として出力される。
The light beam from the sample 2p is split into two by the splitting prism 18 and converted into two parallel light beams.
The image is projected onto the CD sensor 19, and is output from the CCD sensor 19 as an analog signal having a voltage level corresponding to the amount of incident light and the accumulation time of the front focus image and the rear focus image.

【0061】このアナログ信号は、アナログ処理部20
により前ピン像と後ピン像とで別々にアナログ処理さ
れ、A/D変換器21によりディジタル化されてメモリ
22に格納される。
The analog signal is supplied to the analog processing unit 20
, The front focus image and the rear focus image are separately analog-processed, digitized by the A / D converter 21 and stored in the memory 22.

【0062】演算回路23は、メモリ22に格納された
前ピン像と後ピン像とのディジタル信号からそのコント
ラスト値を算出し、これらコントラスト値から視野絞り
6の合焦度を示すデフォーカス量を算出する。
The arithmetic circuit 23 calculates the contrast value from the digital signals of the front focus image and the rear focus image stored in the memory 22, and calculates the defocus amount indicating the degree of focus of the field stop 6 from these contrast values. calculate.

【0063】なお、このデフォーカス量の検出時、CP
U24は、視野絞り6の像を認識できるように視野絞り
ドライバ8に対して所定の絞りの大きさを示す信号を送
出する。
When the defocus amount is detected, CP
U24 sends a signal indicating a predetermined aperture size to the field stop driver 8 so that the image of the field stop 6 can be recognized.

【0064】このときの視野絞り6の大きさは、予め決
められた固定の絞り値に絞る、又は対物レンズ12の倍
率と視野絞り6の絞り値との対応したテーブルを予め用
意し、使用する対物レンズ12に対応する絞り値を読み
出して絞るようにしている。決まった固定値に絞る場合
は、使用する最高倍率の対物レンズ12で検出できる大
きさに設定しておけばよい。
At this time, the size of the field stop 6 is reduced to a predetermined fixed aperture value, or a table corresponding to the magnification of the objective lens 12 and the aperture value of the field stop 6 is prepared and used in advance. An aperture value corresponding to the objective lens 12 is read out and stopped down. In the case of narrowing down to a fixed value, a size which can be detected by the objective lens 12 having the highest magnification to be used may be set.

【0065】そして、デフォーカス量の検出が終了する
と、視野絞り6の絞り値は、元の絞り値に戻る。
When the detection of the defocus amount ends, the aperture value of the field stop 6 returns to the original aperture value.

【0066】CPU24は、ステップ#5において、演
算回路23からのデフォーカス信号に基づいてステージ
1の移動量及びその移動方向を求め、これら移動量及び
移動方向の信号を駆動回路25に送出する。
The CPU 24 obtains the amount of movement and the direction of movement of the stage 1 based on the defocus signal from the arithmetic circuit 23 in step # 5, and sends the signals of the amount of movement and the direction of movement to the drive circuit 25.

【0067】これにより、ステージ1が上下方向に移動
し、CCDセンサ19の受光面に投影される前ピン像、
後ピン像が同一形状になると、図3(b) に示すように視
野絞り6の像が合焦位置となる。
As a result, the stage 1 moves in the vertical direction, and the front focus image projected on the light receiving surface of the CCD sensor 19,
When the rear focus image has the same shape, the image of the field stop 6 is at the in-focus position as shown in FIG.

【0068】このとき、エンコーダ26は、ステージ1
の移動量Δaを検出し、その移動量信号をCPU24に
送る。
At this time, the encoder 26
Is detected, and a signal indicating the amount of movement is sent to the CPU 24.

【0069】このCPU24は、ステップ#6におい
て、エンコーダ26からの移動量信号を取り込み、この
ステージ1の移動量Δaを視野絞り6の像のデフォーカ
ス量Δaとし、このデフォーカス量Δaに基づいて標本
2pの厚さtを求める。
In step # 6, the CPU 24 fetches the movement amount signal from the encoder 26, sets the movement amount Δa of the stage 1 as the defocus amount Δa of the image of the field stop 6, and based on the defocus amount Δa. The thickness t of the sample 2p is determined.

【0070】すなわち、基準標本2sの厚さto 、対物
レンズ12の作動距離WDo 、観察する標本2pの場合
の対物レンズ12の作動距離をWDとすると、 to +WDo +Δa=t+WD …(1) WDo =WD+(t−to )/ns …(2) となる。
That is, assuming that the thickness t o of the reference sample 2 s, the working distance WD o of the objective lens 12, and the working distance of the objective lens 12 in the case of the sample 2 p to be observed are WD, t o + WD o + Δa = t + WD. 1) WD o = WD + (t−t o ) / ns (2)

【0071】これら式(1) 及び(2) により標本2pの厚
さtは、 t=to +Δa/(1−1/ns ) …(3) となる。このように標本2pの厚さtは、視野絞り6の
像のデフォーカス量Δaを検出することにより求められ
る。
[0071] The thickness t of the specimen 2p these formulas (1) and (2), t = t o + Δa / (1-1 / n s) ... a (3). As described above, the thickness t of the sample 2p can be obtained by detecting the defocus amount Δa of the image of the field stop 6.

【0072】次にCPU24は、ステップ#7におい
て、標本2pの厚さtと基準標本2sの厚さto との差
ΔZを求め、これをステージ1の移動量ΔZとして求め
る。
Next, in step # 7, the CPU 24 obtains the difference ΔZ between the thickness t of the sample 2p and the thickness to of the reference sample 2s, and obtains this as the movement amount ΔZ of the stage 1.

【0073】すなわち、標本2pの厚さtと基準標本2
sの厚さto との差ΔZ ΔZ=t−to …(4) から上記式(3) を代入して、 ΔZ=Δa/(1−1/ns ) …(5) を求める。
That is, the thickness t of the sample 2p and the reference sample 2
The difference ΔZ ΔZ = t-t o of the thickness t o of s ... (4) by substituting the equation (3), ΔZ = Δa / (1-1 / n s) ... Request (5).

【0074】CPU24は、ステップ#8において、標
本2pの厚さtと基準標本2sの厚さto との差ΔZを
ステージ1の移動量ΔZとしてその移動方向とともに、
再び駆動回路25に送出する。
In step # 8, the CPU 24 sets the difference ΔZ between the thickness t of the sample 2p and the thickness t o of the reference sample 2s as the moving amount ΔZ of the stage 1 together with the moving direction.
It is sent to the drive circuit 25 again.

【0075】これにより、ステージ1は、上下方向に移
動し、図3(c) に示すように標本2pに対して合焦調整
される。
As a result, the stage 1 moves up and down, and focus adjustment is performed on the sample 2p as shown in FIG. 3 (c).

【0076】このように上記第1の実施の形態において
は、観察する標本2pに対して視野絞り6の像を投影
し、この視野絞り6の像と基準合焦位置とのデフォーカ
ス量Δaを検出して、このデフォーカス量Δaに基づい
て標本2pの厚さtを求め、この標本2pの厚さtと基
準標本との厚さto の差ΔZに基づいてステージ1の移
動量を求めるようにしたので、標本2を載せるスライド
ガラスやカバーガラス、コンデンサレンズ11にゴミ等
の付着物が付着していても、視野絞り6の像の方がゴミ
等の付着物よりもコントラストが格段に高く、かつ視野
絞り6の像の形状が予め判っており、実質的に視野絞り
6の像のみで高精度に標本2に対する自動焦点調整がで
きる。
As described above, in the first embodiment, the image of the field stop 6 is projected onto the sample 2p to be observed, and the defocus amount Δa between the image of the field stop 6 and the reference focus position is determined. The thickness t of the sample 2p is determined based on the detected defocus amount Δa, and the movement amount of the stage 1 is determined based on the difference ΔZ between the thickness t of the sample 2p and the thickness to of the reference sample. Therefore, even if there is an attachment such as dust on the slide glass or cover glass on which the specimen 2 is mounted, or on the condenser lens 11, the contrast of the image of the field stop 6 is much higher than that of the attachment such as dust. In addition, the shape of the image of the field stop 6 is known in advance, and the automatic focus adjustment for the specimen 2 can be performed with high accuracy using only the image of the field stop 6 substantially.

【0077】又、特定形状の像である視野絞り6の像の
画像処理を行えばよいので、複雑な画像処理は行わなく
てよく、安価な顕微鏡用の自動焦点調整装置とすること
ができる。
Further, since image processing of the image of the field stop 6 which is an image of a specific shape may be performed, complicated image processing is not required, and an inexpensive automatic focus adjusting device for a microscope can be provided.

【0078】(2) 次に本発明の第2の実施の形態につい
て説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付し
てその詳しい説明は省略する。
(2) Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0079】図4は顕微鏡に適用した自動焦点調整装置
の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of an automatic focus adjustment device applied to a microscope.

【0080】この顕微鏡には、標本2を照明するための
落射光学系が備えられている。すなわち、光源30から
放射される照明光の光路s4 上には、コレクタレンズ3
1、リレーレンズ32、明るさ絞り33、視野絞り34
及びハーフミラー36が配置されている。このうち視野
絞り34は、視野絞りドライバ8により絞りの大きさが
変化するものとなっている。
This microscope is provided with an epi-illumination optical system for illuminating the specimen 2. That is, on the optical path s 4 of the illumination light emitted from the light source 30, the collector lens 3
1, relay lens 32, brightness stop 33, field stop 34
And a half mirror 36. Among them, the field stop 34 has a field size changed by the field stop driver 8.

【0081】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。
Next, the operation of the device configured as described above will be described.

【0082】ステージ1上には、基準標本2sが載せら
れる。
On the stage 1, a reference sample 2s is placed.

【0083】光源30から放射された照明光は、コレク
タレンズ31からリレーレンズ32、明るさ絞り33、
視野絞り34を通ってハーフミラー36に至り、このハ
ーフミラー36で下方に向て反射し、対物レンズ12に
より基準標本2sを均一に照明する。
The illumination light radiated from the light source 30 is transmitted from a collector lens 31 to a relay lens 32, a brightness stop 33,
The light passes through the field stop 34 to reach the half mirror 36, is reflected downward by the half mirror 36, and uniformly illuminates the reference sample 2s by the objective lens 12.

【0084】基準標本2sからの光束s5 は、上記同様
に、対物レンズ12、結像レンズ13、光路分岐部材1
4に至り、さらにミラー16、結像レンズ17を通して
分割プリズム18に導かれ、ここで平行な光束に2分割
されてCCDセンサ19に入射する。
The light beam s 5 from the reference sample 2 s is supplied to the objective lens 12, the imaging lens 13, and the optical path branching member 1 in the same manner as described above.
Then, the light is guided to a splitting prism 18 through a mirror 16 and an image forming lens 17, where the light is split into two parallel light beams and incident on a CCD sensor 19.

【0085】以下、上記第1の実施の形態と同様に、C
CDセンサ19は、投影された光像(前ピン像、後ピン
像)の入射光量と蓄積時間に応じた電圧レベルのアナロ
グ信号を出力し、このアナログ信号は、アナログ処理部
20により増幅等のアナログ処理が施され、前ピン像と
後ピン像とで別々にメモリ22に格納される。
Hereinafter, as in the first embodiment, C
The CD sensor 19 outputs an analog signal of a voltage level corresponding to the amount of incident light and the accumulation time of the projected light image (front focus image, rear focus image), and the analog signal is amplified by an analog processing unit 20 for amplification or the like. Analog processing is performed, and the front focus image and the rear focus image are separately stored in the memory 22.

【0086】演算回路23は、メモリ22に格納された
前ピン像と後ピン像とのディジタル信号を用いてそのコ
ントラスト値から視野絞り6の合焦度を示すデフォーカ
ス量を算出する。
The arithmetic circuit 23 uses the digital signals of the front focus image and the rear focus image stored in the memory 22 to calculate the defocus amount indicating the degree of focus of the field stop 6 from the contrast value.

【0087】CPU24は、演算回路23からデフォー
カス信号を取り込み、このデフォーカス信号に基づいて
視野絞り6の像を合焦位置に合わせるためのステージ1
の移動量及びその移動方向を求め、これら移動量及び移
動方向の信号を駆動回路25に送出する。
The CPU 24 takes in the defocus signal from the arithmetic circuit 23 and uses the stage 1 for adjusting the image of the field stop 6 to the in-focus position based on the defocus signal.
The movement amount and the movement direction of the data are obtained, and signals of the movement amount and the movement direction are sent to the drive circuit 25.

【0088】これにより、ステージ1は、上下方向に移
動し、CCDセンサ19の受光面に投影される前ピン
像、後ピン像が同一形状になると、視野絞り6の像が合
焦位置となる。又、コンデンサレンズ11を上下移動し
て基準標本2sに対して視野絞り34の像のピントを合
わせる。
As a result, the stage 1 moves up and down, and when the front focus image and the rear focus image projected on the light receiving surface of the CCD sensor 19 have the same shape, the image of the field stop 6 becomes the in-focus position. . Further, the condenser lens 11 is moved up and down to focus the image of the field stop 34 on the reference sample 2s.

【0089】次に基準標本2sに代えて、観察する標本
2pをステージ1上に載置する。
Next, the sample 2p to be observed is placed on the stage 1 instead of the reference sample 2s.

【0090】標本2pをステージ1上に載せた場合、こ
の標本2pの厚さtの変化により、対物レンズ12の焦
点位置と視野絞り6の像との距離が変化する。
When the sample 2p is placed on the stage 1, the distance between the focal position of the objective lens 12 and the image of the field stop 6 changes due to the change in the thickness t of the sample 2p.

【0091】この標本2pからの光束s5 は、上記同様
に、対物レンズ12、結像レンズ13、光路分岐部材1
4、ミラー16、結像レンズ17、分割プリズム18を
通してCCDセンサ19に投影され、このCCDセンサ
19から出力されるアナログ信号により、メモリ22に
は前ピン像と後ピン像とのディジタル信号が格納され
る。
The light beam s 5 from the sample 2 p is supplied to the objective lens 12, the imaging lens 13, and the optical path branching member 1 in the same manner as described above.
4. Projected to a CCD sensor 19 through a mirror 16, an imaging lens 17, and a splitting prism 18, and a digital signal of a front focus image and a rear focus image is stored in a memory 22 by an analog signal output from the CCD sensor 19. Is done.

【0092】そして、演算回路23は、メモリ22に格
納された前ピン像と後ピン像とのディジタル信号からそ
のコントラスト値を算出し、これらコントラスト値から
視野絞り6の合焦度を示すデフォーカス量を算出する。
The arithmetic circuit 23 calculates the contrast value from the digital signals of the front focus image and the rear focus image stored in the memory 22, and defocuses the degree of focus of the field stop 6 from these contrast values. Calculate the amount.

【0093】CPU24は、算出されたデフォーカス信
号に基づいてステージ1の移動量及びその移動方向を求
め、これら移動量及び移動方向の信号を駆動回路25に
送出する。
The CPU 24 determines the amount of movement of the stage 1 and the direction of movement thereof based on the calculated defocus signal, and sends the signals of the amount of movement and the direction of movement to the drive circuit 25.

【0094】これにより、ステージ1が上下方向に移動
し、CCDセンサ19の受光面に投影される前ピン像、
後ピン像が同一形状になると、視野絞り34の像が合焦
位置となる。
As a result, the stage 1 moves in the vertical direction, and the front focus image projected on the light receiving surface of the CCD sensor 19,
When the rear focus image has the same shape, the image of the field stop 34 becomes the in-focus position.

【0095】このとき、エンコーダ26は、ステージ1
の移動量Δaを検出し、その移動量信号をCPU24に
送る。
At this time, the encoder 26
Is detected, and a signal indicating the amount of movement is sent to the CPU 24.

【0096】このCPU24は、エンコーダ26から出
力された移動量信号を取り込み、このステージ1の移動
量Δaを視野絞り6の像のデフォーカス量Δaとし、こ
のデフォーカス量Δaに基づいて上記式(1) 〜(3) に従
って標本2pの厚さtを求める。
The CPU 24 fetches the movement amount signal output from the encoder 26, sets the movement amount Δa of the stage 1 as the defocus amount Δa of the image of the field stop 6, and calculates the above equation ( 1) Obtain the thickness t of the specimen 2p according to (3).

【0097】次にCPU24は、標本2pの厚さtと基
準標本2sの厚さto との差ΔZを上記式(4) 及び(5)
を演算して求め、これをステージ1の移動量ΔZとす
る。
[0097] Next CPU24, the above equation the difference ΔZ between the thickness t o of the sample 2p thickness t and the reference sample 2s (4) and (5)
Is calculated, and this is set as the movement amount ΔZ of the stage 1.

【0098】次にCPU24は、標本2pの厚さtと基
準標本2sの厚さto との差ΔZをステージ1の移動量
ΔZとしてその移動方向とともに、再び駆動回路25に
送出する。
[0098] Next CPU24, with its direction of movement a difference ΔZ between the thickness t o of the thickness t and the reference sample 2s of the specimen 2p as the movement amount ΔZ of the stage 1, and sends to the drive circuit 25 again.

【0099】これにより、ステージ1は、上下方向に移
動し、図3(c) に示すように標本2pに対して合焦調整
される。
As a result, the stage 1 moves up and down, and focus adjustment is performed on the sample 2p as shown in FIG. 3 (c).

【0100】このように上記第2の実施の形態によれ
ば、標本2に対して落射照明とし、この落射光学系に視
野絞り34を配置しても、上記第1の実施の形態と同様
に、本2を載せるスライドガラスやカバーガラス、コン
デンサレンズ11にゴミ等の付着物が付着していても、
視野絞り6の像の方がゴミ等の付着物よりもコントラス
トが格段に高く、かつ視野絞り6の像の形状が予め判っ
ており、実質的に視野絞り6の像のみで高精度に標本2
に対する自動焦点調整ができる。
As described above, according to the second embodiment, even if the sample 2 is subjected to epi-illumination and the field stop 34 is arranged in this epi-optical system, the same as in the first embodiment described above. Even if the slide glass, cover glass, and condenser lens 11 on which the book 2 is placed have adhered substances such as dust,
The contrast of the image of the field stop 6 is much higher than that of the attached matter such as dust, and the shape of the image of the field stop 6 is known in advance.
Can be adjusted automatically.

【0101】又、特定形状の像である視野絞り6の像の
画像処理を行えばよいので、複雑な画像処理は行わなく
てよく、安価な顕微鏡用の自動焦点調整装置とすること
ができる。
Further, since image processing of the image of the field stop 6 which is an image having a specific shape may be performed, complicated image processing is not required, and an inexpensive automatic focus adjusting device for a microscope can be provided.

【0102】(3) 次に本発明の第3の実施の形態につい
て説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付し
てその詳しい説明は省略する。
(3) Next, a third embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0103】図5は顕微鏡に適用した自動焦点調整装置
の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of an automatic focus adjustment device applied to a microscope.

【0104】対物レンズ12は、駆動回路40の駆動に
より矢印(ロ)方向である上下方向に移動自在に配置さ
れている。
The objective lens 12 is arranged so as to be movable in the vertical direction, which is the direction of the arrow (b), by the driving of the drive circuit 40.

【0105】エンコーダ41は、対物レンズ12の移動
量に応じたパルス信号を発生し、これを対物レンズ12
の移動量信号として出力する機能を有している。
The encoder 41 generates a pulse signal corresponding to the amount of movement of the objective lens 12 and
Output as a movement amount signal.

【0106】CPU42は、対物レンズ12を上下方向
に移動したときの対物レンズ12の移動量をエンコーダ
41から取り込んで、この対物レンズ12の移動量を視
野絞り6の像のデフォーカス量Δaとして算出し、この
デフォーカス量Δaに基づいて標本2の厚さtを求め、
この標本2の厚さtと基準標本との厚さto の差ΔZに
基づいて対物レンズ12の移動量を求める機能を有して
いる。
The CPU 42 takes in the amount of movement of the objective lens 12 when the objective lens 12 is moved in the vertical direction from the encoder 41, and calculates the amount of movement of the objective lens 12 as the defocus amount Δa of the image of the field stop 6. Then, the thickness t of the specimen 2 is obtained based on the defocus amount Δa,
And it has a function of calculating the moving amount of the objective lens 12 based on the difference ΔZ in the thickness t o of the thickness t and the reference sample of the specimen 2.

【0107】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。
Next, the operation of the device configured as described above will be described.

【0108】ステージ1上には、基準標本2sが載せら
れる。この基準標本2sは、スライドガラスの屈折率n
s で、厚さto に形成されたものである。
On the stage 1, a reference sample 2s is placed. The reference sample 2s has a refractive index n of the slide glass.
In s, and is formed to a thickness t o.

【0109】光源3から放射された照明光は、コレクタ
レンズ4、リレーレンズ5、視野絞り6を通って反射鏡
7に至り、この反射鏡7で上方に向けて反射してリレー
レンズ9、明るさ絞り10、コンデンサレンズ11を通
って基準標本2sを均一に照明する。
The illumination light radiated from the light source 3 passes through the collector lens 4, the relay lens 5, and the field stop 6, reaches the reflecting mirror 7, and is reflected upward by the reflecting mirror 7, and is reflected by the relay lens 9 to be bright. The reference sample 2s is uniformly illuminated through the aperture 10 and the condenser lens 11.

【0110】この基準標本2sからの光束s3 は、対物
レンズ12を通って結像レンズ13、光路分岐部材14
に至り、さらにミラー16、結像レンズ17を通して分
割プリズム18に導かれ、ここで平行な光束に2分割さ
れてCCDセンサ19に入射する。
The light beam s 3 from the reference sample 2 s passes through the objective lens 12 and forms the imaging lens 13 and the optical path branching member 14.
Then, the light is guided to a splitting prism 18 through a mirror 16 and an imaging lens 17, where it is split into two parallel light beams and incident on a CCD sensor 19.

【0111】以下、上記第1の実施の形態と同様に、C
CDセンサ19は、投影された光像(前ピン像、後ピン
像)の入射光量と蓄積時間に応じた電圧レベルのアナロ
グ信号を出力し、このアナログ信号は、アナログ処理部
20により増幅等のアナログ処理が施され、前ピン像と
後ピン像とで別々にメモリ22に格納される。
Hereinafter, as in the first embodiment, C
The CD sensor 19 outputs an analog signal of a voltage level corresponding to the amount of incident light and the accumulation time of the projected light image (front focus image, rear focus image), and the analog signal is amplified by an analog processing unit 20 for amplification or the like. Analog processing is performed, and the front focus image and the rear focus image are separately stored in the memory 22.

【0112】演算回路23は、メモリ22に格納された
前ピン像と後ピン像とのディジタル信号を用いてそのコ
ントラスト値から視野絞り6の合焦度を示すデフォーカ
ス量を算出する。
The arithmetic circuit 23 uses the digital signals of the front focus image and the rear focus image stored in the memory 22 to calculate a defocus amount indicating the degree of focus of the field stop 6 from the contrast value.

【0113】CPU42は、演算回路23からのデフォ
ーカス信号に基づいて視野絞り6の像を合焦位置に合わ
せるための対物レンズ12の移動量及びその移動方向を
求め、これら移動量及び移動方向の信号を駆動回路40
に送出する。
The CPU 42 obtains the moving amount and the moving direction of the objective lens 12 for adjusting the image of the field stop 6 to the in-focus position based on the defocus signal from the arithmetic circuit 23, and calculates the moving amount and the moving direction. Drive circuit 40
To send to.

【0114】これにより、対物レンズ12は、上下方向
に移動し、CCDセンサ19の受光面に投影される前ピ
ン像、後ピン像が同一形状になると、視野絞り6の像が
合焦位置となる。又、コンデンサレンズ11を上下移動
して基準標本2sに対して視野絞り6の像のピントを合
わせる。
As a result, the objective lens 12 moves in the vertical direction, and when the front focus image and the rear focus image projected on the light receiving surface of the CCD sensor 19 have the same shape, the image of the field stop 6 moves to the in-focus position. Become. Further, the condenser lens 11 is moved up and down to focus the image of the field stop 6 on the reference sample 2s.

【0115】図6(a) はかかる基準標本2sをステージ
1上に載せて、作動距離WDo の対物レンズ12の焦点
位置と、照明光が視野絞り6からリレーレンズ9を通
り、コンデンサレンズ11により基準標本2s上に投影
されたときの視野絞り6の像とが同一位置になった状
態、すなわち基準合焦位置を示す。なお、同図において
fは対物レンズ12の下面位置を示している。
FIG. 6 (a) shows the reference sample 2s placed on the stage 1, the focal position of the objective lens 12 having a working distance WDo, the illumination light passing from the field stop 6 through the relay lens 9, and the condenser lens 11 This shows a state in which the image of the field stop 6 when projected onto the reference sample 2s is at the same position, that is, a reference focus position. Note that, in the figure, f indicates the position of the lower surface of the objective lens 12.

【0116】次に基準標本2sに代えて、観察する標本
2pをステージ1上に載置する。
Next, the sample 2p to be observed is placed on the stage 1 instead of the reference sample 2s.

【0117】この標本2pは、例えば屈折率ns で、厚
さtに形成されている。
The sample 2p is formed, for example, with a refractive index n s and a thickness t.

【0118】このような標本2pをステージ1上に載せ
た場合、この標本2pの厚さtの変化により、図6(b)
に示すように対物レンズ12の焦点位置と視野絞り6の
像との距離が変化する。
When such a sample 2p is placed on the stage 1, the change in the thickness t of the sample 2p causes the change in the thickness t of FIG.
The distance between the focal position of the objective lens 12 and the image of the field stop 6 changes as shown in FIG.

【0119】この状態に、観察する標本2pからの光束
s3 は、上記同様に、対物レンズ12から結像レンズ1
3、光路分岐部材14、ミラー16、結像レンズ17を
通して分割プリズム18に導かれてCCDセンサ19に
投影される。
In this state, the light beam s 3 from the sample 2p to be observed is moved from the objective lens 12 to the imaging lens 1 in the same manner as described above.
3. The light is guided to the split prism 18 through the optical path branching member 14, the mirror 16, and the imaging lens 17 and is projected onto the CCD sensor 19.

【0120】このCCDセンサ19は、前ピン像、後ピ
ン像の入射光量と蓄積時間に応じた電圧レベルのアナロ
グ信号を出力し、これらがディジタル化されてメモリ2
2に格納される。
The CCD sensor 19 outputs analog signals of a voltage level corresponding to the amount of incident light of the front focus image and the rear focus image and the accumulation time, and these are digitized and stored in the memory 2.
2 is stored.

【0121】演算回路23は、メモリ22に格納された
前ピン像と後ピン像とのディジタル信号からそのコント
ラスト値により視野絞り6の合焦度を示すデフォーカス
量を算出する。
The arithmetic circuit 23 calculates the amount of defocus indicating the degree of focusing of the field stop 6 from the digital signals of the front focus image and the rear focus image stored in the memory 22 based on the contrast value.

【0122】CPU42は、算出されたデフォーカス信
号に基づいて対物レンズ12の移動量及びその移動方向
を求め、これら移動量及び移動方向の信号を駆動回路4
0に送出する。
The CPU 42 obtains the moving amount and moving direction of the objective lens 12 based on the calculated defocus signal, and outputs the signals of the moving amount and moving direction to the driving circuit 4.
Send to 0.

【0123】これにより、対物レンズ12が上下方向に
移動し、CCDセンサ19の受光面に投影される前ピン
像、後ピン像が同一形状になると、視野絞り6の像が合
焦位置となる。
As a result, when the objective lens 12 moves in the vertical direction and the front focus image and the rear focus image projected on the light receiving surface of the CCD sensor 19 have the same shape, the image of the field stop 6 becomes the in-focus position. .

【0124】このとき、エンコーダ41は、対物レンズ
12の移動量Δaを検出し、その移動量信号をCPU4
2に送る。
At this time, the encoder 41 detects the movement amount Δa of the objective lens 12 and outputs the movement amount signal to the CPU 4.
Send to 2.

【0125】このCPU42は、エンコーダ41から出
力された移動量信号を取り込み、この対物レンズ12の
移動量Δaを視野絞り6の像のデフォーカス量Δaと
し、このデフォーカス量Δaに基づいて標本2pの厚さ
tを求める。
The CPU 42 fetches the movement amount signal output from the encoder 41, sets the movement amount Δa of the objective lens 12 as the defocus amount Δa of the image of the field stop 6, and uses the sample 2p based on the defocus amount Δa. Is determined.

【0126】すなわち、基準標本2sの厚さto 、対物
レンズ12の作動距離WDo 、観察する標本2pの場合
の対物レンズ12の作動距離をWDとすると、標本2p
の厚さtは、上記式(1) 〜(3) から、 t=to +Δa/(1−1/ns ) …(6) となる。
[0126] That is, the thickness to the reference sample 2s, working distance WD o of the objective lens 12, when the working distance of the objective lens 12 in the case of specimens 2p observing the WD, the specimen 2p
The thickness t of the above formulas (1) to (3), and t = t o + Δa / ( 1-1 / n s) ... (6).

【0127】次にCPU42は、標本2pの厚さtと基
準標本2sの厚さto との差ΔZを求め、これを対物レ
ンズの移動量ΔZとして求める。
[0127] Next CPU42 obtains a difference ΔZ between the thickness t o of the sample 2p thickness t and the reference sample 2s, obtains this as the movement amount ΔZ of the objective lens.

【0128】すなわち、標本2pの厚さtと基準標本2
sの厚さto との差ΔZは、上記式(4) 及び(5) から、 ΔZ=Δa/(1−1/ns ) …(7) となる。
That is, the thickness t of the sample 2p and the reference sample 2
The difference [Delta] Z between the thickness t o of the s, the above formulas (4) and (5), and ΔZ = Δa / (1-1 / n s) ... (7).

【0129】CPU42は、標本2pの厚さtと基準標
本2sの厚さto との差ΔZを対物レンズ12の移動量
ΔZとしてその移動方向とともに、再び駆動回路40に
送出する。
[0129] CPU42, with its direction of movement a difference ΔZ between the thickness t o of the sample 2p thickness t and the reference sample 2s as the movement amount ΔZ of the objective lens 12 again sends to the drive circuit 40.

【0130】これにより、対物レンズ12は、上下方向
に移動し、図6(c) に示すように標本2pに対して合焦
調整される。
As a result, the objective lens 12 moves up and down, and focus adjustment is performed on the sample 2p as shown in FIG. 6 (c).

【0131】このように上記第3の実施の形態において
は、観察する標本2pに対して視野絞り6の像を投影
し、この視野絞り6の像と基準合焦位置とのデフォーカ
ス量Δaを検出して、このデフォーカス量Δaに基づい
て標本2pの厚さtを求め、この標本2pの厚さtと基
準標本との厚さto の差ΔZに基づいて対物レンズ12
の移動量を求めるようにしたので、上記第1の実施の形
態と同様の効果を奏することは言うまでもない。
As described above, in the third embodiment, the image of the field stop 6 is projected onto the sample 2p to be observed, and the defocus amount Δa between the image of the field stop 6 and the reference focus position is determined. The thickness t of the sample 2p is determined based on the defocus amount Δa, and the objective lens 12 is determined based on the difference ΔZ between the thickness t of the sample 2p and the thickness to of the reference sample.
It is needless to say that the same effect as that of the above-described first embodiment can be obtained since the movement amount is obtained.

【0132】(4) 次に本発明の第4の実施の形態につい
て説明する。なお、図4と同一部分には同一符号を付し
てその詳しい説明は省略する。
(4) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0133】図7は顕微鏡に適用した自動焦点調整装置
の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of an automatic focus adjustment device applied to a microscope.

【0134】この顕微鏡は、落射照明系を備え、かつ対
物レンズ12が駆動回路40の駆動により矢印(ロ)方
向である上下方向に移動自在となっている。
This microscope is provided with an epi-illumination system, and the objective lens 12 is movable in the vertical direction, which is the direction of the arrow (b), by the driving of the drive circuit 40.

【0135】又、エンコーダ41は、対物レンズ12の
移動量に応じたパルス信号を発生し、これを対物レンズ
12の移動量信号として出力する機能を有している。
Further, the encoder 41 has a function of generating a pulse signal corresponding to the amount of movement of the objective lens 12 and outputting this as a signal of the amount of movement of the objective lens 12.

【0136】CPU42は、対物レンズ12を上下方向
に移動したときの対物レンズ12の移動量をエンコーダ
41から取り込んで、この対物レンズ12の移動量を視
野絞り6の像のデフォーカス量Δaとして算出し、この
デフォーカス量Δaに基づいて標本2の厚さtを求め、
この標本2の厚さtと基準標本との厚さto の差ΔZに
基づいて対物レンズ12の移動量を求める機能を有して
いる。
The CPU 42 takes in the amount of movement of the objective lens 12 when the objective lens 12 is moved in the vertical direction from the encoder 41, and calculates the amount of movement of the objective lens 12 as the defocus amount Δa of the image of the field stop 6. Then, the thickness t of the specimen 2 is obtained based on the defocus amount Δa,
And it has a function of calculating the moving amount of the objective lens 12 based on the difference ΔZ in the thickness t o of the thickness t and the reference sample of the specimen 2.

【0137】このような構成であれば、基準標本2sに
代えて、観察する標本2pがステージ1上に載置する
と、この標本2pの厚さtの変化により、対物レンズ1
2の焦点位置と視野絞り34の像との距離が変化する。
With such a configuration, when the specimen 2p to be observed is placed on the stage 1 instead of the reference specimen 2s, the change in the thickness t of the specimen 2p causes the objective lens 1p to change.
The distance between the focal position 2 and the image of the field stop 34 changes.

【0138】この場合、演算回路23は、CCDセンサ
19に結像された前ピン像と後ピン像とに応じたディジ
タル信号のコントラスト値から視野絞り34の合焦度を
示すデフォーカス量を算出し、CPU42は、このデフ
ォーカス信号に基づいて対物レンズ12の移動量及びそ
の移動方向を求め、対物レンズ12を移動駆動し、視野
絞り34の像を合焦する。
In this case, the arithmetic circuit 23 calculates the defocus amount indicating the degree of focus of the field stop 34 from the contrast value of the digital signal corresponding to the front focus image and the rear focus image formed on the CCD sensor 19. Then, the CPU 42 obtains the moving amount and moving direction of the objective lens 12 based on the defocus signal, moves and drives the objective lens 12, and focuses the image of the field stop 34.

【0139】このとき、エンコーダ26は、対物レンズ
12の移動量Δaを検出し、その移動量信号をCPU4
2に送る。
At this time, the encoder 26 detects the movement amount Δa of the objective lens 12 and outputs the movement amount signal to the CPU 4.
Send to 2.

【0140】このCPU42は、エンコーダ41から出
力された移動量信号を取り込み、このステージ1の移動
量Δaを視野絞り34の像のデフォーカス量Δaとし、
このデフォーカス量Δaに基づいて上記式(1) 〜(3) に
従って標本2pの厚さtを求め、続いて標本2pの厚さ
tと基準標本2sの厚さto との差ΔZを上記式(4)及
び(5) を演算して求め、これをステージ1の移動量ΔZ
とする。
The CPU 42 fetches the movement amount signal output from the encoder 41, and uses the movement amount Δa of the stage 1 as the defocus amount Δa of the image of the field stop 34,
Seeking a thickness t of the specimen 2p according to the above formula (1) to (3) based on the defocus amount .DELTA.a, followed by the difference ΔZ between the thickness t o of the sample 2p thickness t and the reference sample 2s Equations (4) and (5) are obtained by calculation, and this is calculated as the movement amount ΔZ of the stage 1.
And

【0141】次にCPU42は、標本2pの厚さtと基
準標本2sの厚さto との差ΔZをステージ1の移動量
ΔZとしてその移動方向とともに、再び駆動回路40に
送出する。
[0141] Next CPU42, with its direction of movement a difference ΔZ between the thickness t o of the sample 2p thickness t and the reference sample 2s as the movement amount ΔZ of the stage 1 again sends to the drive circuit 40.

【0142】これにより、対物レンズ12は、上下方向
に移動し、標本2pに対して合焦調整される。
As a result, the objective lens 12 moves in the vertical direction, and is adjusted to focus on the sample 2p.

【0143】このように上記第4の実施の形態によれ
ば、上記第1の実施の形態と同様の効果を奏することは
言うまでもない。
As described above, according to the fourth embodiment, it goes without saying that the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

【0144】(5) 次に本発明の第5の実施の形態につい
て説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付し
てその詳しい説明は省略する。
(5) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0145】図8は顕微鏡に適用した自動焦点調整装置
の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of an automatic focus adjustment device applied to a microscope.

【0146】光源3から放射される照明光の光路s1 上
には、コレクタレンズ4、リレーレンズ5、視野絞り6
及びハーフミラー50が配置されている。
On the optical path s 1 of the illumination light emitted from the light source 3, a collector lens 4, a relay lens 5, a field stop 6
And a half mirror 50.

【0147】このハーフミラー50の反射方向、すなわ
ちハーフミラー50により上方に向けられた照明光の光
路s2 上には、リレーレンズ9、明るさ絞り10及びコ
ンデンサレンズ11が配置され、このコンデンサレンズ
11により標本2を均一に照明するようになっている。
[0147] reflection direction of the half mirror 50, that is, on the optical path s 2 of the illumination light directed upward by the half mirror 50, a relay lens 9, is arranged 10 and the condenser lens 11 aperture stop, the condenser lens 11, the sample 2 is uniformly illuminated.

【0148】又、指標光源51が配置され、指標光源ド
ライバ52から送出される点灯制御信号により点灯され
る。
An indicator light source 51 is provided, and is turned on by a lighting control signal sent from an indicator light source driver 52.

【0149】この指標光源51から放射される指標光の
光路上(照明光の光路s2 と一致)には、指標板53が
配置されている。
An index plate 53 is arranged on the optical path of the index light emitted from the index light source 51 (coincides with the optical path s 2 of the illumination light).

【0150】この指標板53は、視野絞り6と共役な位
置に配置されている。
The index plate 53 is arranged at a position conjugate with the field stop 6.

【0151】演算回路54は、メモリ22に格納される
基準標本2sに対するCCDセンサ19の出力信号と観
察する標本2pに対するCCDセンサ19の出力信号と
の偏差から指標板53の像のみの信号を求める機能を有
している。
The arithmetic circuit 54 obtains only the image of the index plate 53 from the deviation between the output signal of the CCD sensor 19 for the reference sample 2s stored in the memory 22 and the output signal of the CCD sensor 19 for the sample 2p to be observed. Has a function.

【0152】又、演算回路54は、メモリ22に格納さ
れた指標板53の像に対する前ピン像と後ピン像とのデ
ィジタル信号を読み出し、これら前ピン像及び後ピン像
のディジタル信号を用いて前ピン像と後ピン像とのコン
トラスト値を算出し、これらコントラスト値から指標板
53の合焦度を示すデフォーカス量を算出する機能を有
している。
The arithmetic circuit reads out digital signals of the front focus image and the rear focus image for the image of the index plate 53 stored in the memory 22, and uses the digital signals of the front focus image and the rear focus image. It has a function of calculating a contrast value between the front focus image and the rear focus image, and calculating a defocus amount indicating the degree of focus of the index plate 53 from these contrast values.

【0153】CPU55は、演算回路54からのデフォ
ーカス信号を取り込み、このデフォーカス信号に基づい
て指標板53の像を合焦位置に合わせるためのステージ
1の移動量及びその移動方向を求め、これら移動量及び
移動方向の信号を駆動回路25に送出する機能を有して
いる。
The CPU 55 takes in the defocus signal from the arithmetic circuit 54, obtains the moving amount and the moving direction of the stage 1 for adjusting the image on the index plate 53 to the in-focus position based on the defocus signal. It has a function of sending a signal of the movement amount and the movement direction to the drive circuit 25.

【0154】又、CPU55は、ステージ1を上下方向
に移動したときのステージ1の移動量をエンコーダ26
から取り込んで、このステージ1の移動量を指標板53
の像のデフォーカス量Δaとして算出し、このデフォー
カス量Δaに基づいて標本2pの厚さtを求め、この標
本2pの厚さtと基準標本との厚さto の差ΔZに基づ
いてステージ1の移動量を求める機能を有している。
The CPU 55 calculates the amount of movement of the stage 1 when the stage 1 is
And the movement amount of the stage 1 is
Was calculated as the defocus amount .DELTA.a image, determine the thickness t of the specimen 2p based on the defocus amount .DELTA.a, based on the difference ΔZ in the thickness t o of the thickness t and the reference sample of the specimen 2p It has a function of determining the amount of movement of the stage 1.

【0155】タイミングジェネレータ56は、CPU5
5からのタイミング信号に基づいてCCDセンサ19に
読み出しタイミング信号を送出する機能を有している。
The timing generator 56 has a CPU 5
5 has a function of sending a readout timing signal to the CCD sensor 19 based on the timing signal from the CPU 5.

【0156】指標光源ドライバ52は、CPU55から
のタイミング信号に基づいて点灯制御信号を指標光源5
1に送出して点灯制御する機能を有している。
The indicator light source driver 52 outputs a lighting control signal based on a timing signal from the CPU 55 to the indicator light source 5.
1 to control the lighting.

【0157】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。
Next, the operation of the device configured as described above will be described.

【0158】ステージ1上には、基準標本2sが載せら
れる。
On the stage 1, a reference sample 2s is placed.

【0159】光源3から放射された照明光は、コレクタ
レンズ4からリレーレンズ5、視野絞り6を通ってハー
フミラー50に至り、ここで上方に向けて反射してリレ
ーレンズ9、明るさ絞り10を通ってコンデンサレンズ
11に至り、このコンデンサレンズ11により基準標本
2sを均一に照明する。
The illumination light emitted from the light source 3 passes from the collector lens 4 through the relay lens 5 and the field stop 6 to the half mirror 50, where it is reflected upward and is reflected by the relay lens 9 and the brightness stop 10 Through the condenser lens 11, and the condenser lens 11 uniformly illuminates the reference sample 2s.

【0160】この基準標本2sからの光束s3 は、対物
レンズ12、結像レンズ13を通って光路分岐部材14
に至り、さらにミラー16、結像レンズ17を通して分
割プリズム18に導かれ、ここで平行な2つの光束に2
分割されてCCDセンサ19に入射する。
The light beam s 3 from the reference sample 2 s passes through the objective lens 12 and the imaging lens 13 and passes through the optical path branching member 14.
Then, the light is guided to a splitting prism 18 through a mirror 16 and an imaging lens 17, where it is converted into two parallel light beams.
The light is divided and incident on the CCD sensor 19.

【0161】このCCDセンサ19は、投影された光像
の入射光量と蓄積時間に応じた電圧レベルのアナログ信
号を出力するので、このアナログ信号は、アナログ処理
部20により増幅及びフィルタ処理等され、A/D変換
器21によりディジタル化されてメモリ22に格納され
る。
Since the CCD sensor 19 outputs an analog signal having a voltage level corresponding to the amount of incident light of the projected light image and the accumulation time, the analog signal is amplified and filtered by an analog processing section 20, and the like. The data is digitized by the A / D converter 21 and stored in the memory 22.

【0162】このときにメモリ22に格納されるCCD
センサ19のディジタル出力信号は、基準標本2sに対
して照明光のみを照射したものであり、例えば図9にそ
の波形を示す。
At this time, the CCD stored in the memory 22
The digital output signal of the sensor 19 is obtained by irradiating only the illumination light to the reference sample 2s, and its waveform is shown in FIG. 9, for example.

【0163】次に指標光源51が点灯されると、この指
標光源51から放射される指標光は、指標板53を通っ
て指標像となり、この指標像がハーフミラー50、リレ
ーレンズ9、明るさ絞り10を通ってコンデンサレンズ
11に至り、このコンデンサレンズ11により基準標本
2sに投影される。
Next, when the index light source 51 is turned on, the index light emitted from the index light source 51 passes through the index plate 53 to become an index image, and this index image is formed by the half mirror 50, the relay lens 9, and the brightness. The light reaches the condenser lens 11 through the aperture 10 and is projected onto the reference sample 2s by the condenser lens 11.

【0164】そして、指標像の投影された基準標本2s
からの光束s3 は、対物レンズ12、結像レンズ13を
通って光路分岐部材14に至り、さらにミラー16、結
像レンズ17を通して分割プリズム18に導かれ、ここ
で平行な2つの光束に2分割されてCCDセンサ19に
入射する。
Then, the reference sample 2s on which the index image is projected
Light beam s 3 from the objective lens 12, reaches the optical path splitting member 14 through the imaging lens 13 is guided to the split prism 18 further through the mirror 16, an imaging lens 17, 2 wherein the two parallel light beams The light is divided and incident on the CCD sensor 19.

【0165】このCCDセンサ19は、指標像を含んだ
光像の入射光量と蓄積時間に応じた電圧レベルのアナロ
グ信号を出力するので、このアナログ信号は、アナログ
処理部20により増幅及びフィルタ処理等され、A/D
変換器21によりディジタル化されてメモリ22に格納
される。
Since the CCD sensor 19 outputs an analog signal having a voltage level corresponding to the amount of incident light of the light image including the index image and the storage time, the analog signal is amplified and filtered by the analog processing section 20. A / D
The data is digitized by the converter 21 and stored in the memory 22.

【0166】このときにメモリ22に格納されるCCD
センサ19のディジタル出力信号は、基準標本2sに対
して指標像を投影したものであり、例えば図10にその
波形を示す。
At this time, the CCD stored in the memory 22
The digital output signal of the sensor 19 is obtained by projecting an index image onto the reference sample 2s, and its waveform is shown in FIG. 10, for example.

【0167】演算回路54は、メモリ22に格納される
基準標本2sに指標像を投影したときと投影しないとき
の各CCDセンサ19の出力信号との偏差から図11に
示す指標像のみの信号を求める。
The arithmetic circuit 54 generates a signal of only the index image shown in FIG. 11 from the deviation between the output signal of each CCD sensor 19 when the index image is projected onto the reference sample 2s stored in the memory 22 and when it is not projected. Ask.

【0168】ところで、CCDセンサ19に入射する指
標像は、分割プリズム18により平行な2つの光束に2
分割されるので、指標像に対する前ピン像と後ピン像と
なっている。
The index image incident on the CCD sensor 19 is split into two parallel light beams by the splitting prism 18.
Since the image is divided, a front focus image and a rear focus image for the target image are formed.

【0169】従って、演算回路54は、指標像の前ピン
像と後ピン像とのディジタル信号を読み出し、これら前
ピン像及び後ピン像のディジタル信号を用いて前ピン像
と後ピン像とのコントラスト値を算出し、これらコント
ラスト値から指標板53の合焦度を示すデフォーカス量
を算出する。
Therefore, the arithmetic circuit reads out the digital signals of the front focus image and the rear focus image of the target image, and uses the digital signals of the front focus image and the rear focus image to form the front focus image and the rear focus image. Contrast values are calculated, and a defocus amount indicating the degree of focus of the index plate 53 is calculated from these contrast values.

【0170】CPU24は、演算回路54からのデフォ
ーカス信号を取り込み、このデフォーカス信号に基づい
て指標板53の像を合焦位置に合わせるためのステージ
1の移動量及びその移動方向を求め、これら移動量及び
移動方向の信号を駆動回路25に送出する。
The CPU 24 fetches the defocus signal from the arithmetic circuit 54, obtains the moving amount and the moving direction of the stage 1 for adjusting the image on the index plate 53 to the in-focus position based on the defocus signal. The signal of the movement amount and the movement direction is sent to the drive circuit 25.

【0171】これにより、ステージ1は、上下方向に移
動し、CCDセンサ19の受光面に投影される前ピン
像、後ピン像が同一形状になり、指標像が合焦位置とな
る。
As a result, the stage 1 moves up and down, the front focus image and the rear focus image projected on the light receiving surface of the CCD sensor 19 have the same shape, and the index image is at the in-focus position.

【0172】次に基準標本2sに代えて、観察する標本
2pをステージ1上に載置する。
Next, the sample 2p to be observed is placed on the stage 1 instead of the reference sample 2s.

【0173】標本2pをステージ1上に載せた場合、こ
の標本2pの厚さtの変化により、対物レンズ12の焦
点位置と指標像との距離が変化する。
When the sample 2p is placed on the stage 1, the distance between the focus position of the objective lens 12 and the index image changes due to a change in the thickness t of the sample 2p.

【0174】しかるに、上記同様に、観察する標本2p
に指標像を投影しないときと指標像を投影したときのC
CDセンサ19の各ディジタル出力信号がメモリ22に
格納される。
However, as described above, the sample 2p to be observed
C when the target image is not projected and when the target image is projected
Each digital output signal of the CD sensor 19 is stored in the memory 22.

【0175】演算回路54は、メモリ22に格納される
標本2pに指標像を投影したときと投影しないときの各
CCDセンサ19の出力信号との偏差から指標像のみの
信号を求める。
The arithmetic circuit 54 obtains a signal of only the index image from the deviation between the output signal of each CCD sensor 19 when the index image is projected onto the sample 2p stored in the memory 22 and when it is not projected.

【0176】次に演算回路54は、指標像の前ピン像と
後ピン像とのディジタル信号を読み出し、これら前ピン
像及び後ピン像のディジタル信号を用いて前ピン像と後
ピン像とのコントラスト値を算出し、これらコントラス
ト値から指標板53の合焦度を示すデフォーカス量を算
出する。
Next, the arithmetic circuit reads out the digital signals of the front focus image and the rear focus image of the target image, and uses the digital signals of the front focus image and the rear focus image to form the front focus image and the rear focus image. Contrast values are calculated, and a defocus amount indicating the degree of focus of the index plate 53 is calculated from these contrast values.

【0177】CPU24は、演算回路54からのデフォ
ーカス信号を取り込み、このデフォーカス信号に基づい
て指標板53の像を合焦位置に合わせるためのステージ
1の移動量及びその移動方向を求め、これら移動量及び
移動方向の信号を駆動回路25に送出する。
The CPU 24 fetches the defocus signal from the arithmetic circuit 54, obtains the moving amount and the moving direction of the stage 1 for adjusting the image on the index plate 53 to the in-focus position based on the defocus signal. The signal of the movement amount and the movement direction is sent to the drive circuit 25.

【0178】これにより、ステージ1は、上下方向に移
動し、標本2pに投影される指標像が合焦位置となる。
As a result, the stage 1 moves up and down, and the target image projected on the sample 2p is at the in-focus position.

【0179】このとき、エンコーダ26は、ステージ1
の移動量Δaを検出し、その移動量信号をCPU55に
送る。
At this time, the encoder 26
Is detected, and the movement amount signal is sent to the CPU 55.

【0180】このCPU55は、エンコーダ26から出
力された移動量信号を取り込み、このステージ1の移動
量Δaを指標像のデフォーカス量Δaとし、このデフォ
ーカス量Δaに基づいて上記式(1) 〜(3) に従って標本
2pの厚さtを求める。
The CPU 55 fetches the movement amount signal output from the encoder 26, sets the movement amount Δa of the stage 1 as the defocus amount Δa of the index image, and based on the defocus amount Δa, The thickness t of the sample 2p is obtained according to (3).

【0181】次にCPU55は、標本2pの厚さtと基
準標本2sの厚さto との差ΔZを上記式(4) 及び(5)
を演算して求め、これをステージ1の移動量ΔZとす
る。
[0181] Next CPU55, the above equation the difference ΔZ between the thickness t o of the sample 2p thickness t and the reference sample 2s (4) and (5)
Is calculated, and this is set as the movement amount ΔZ of the stage 1.

【0182】次にCPU55は、標本2pの厚さtと基
準標本2sの厚さto との差ΔZをステージ1の移動量
ΔZとしてその移動方向とともに、再び駆動回路25に
送出する。
[0182] Next CPU55, with its direction of movement a difference ΔZ between the thickness t o of the thickness t and the reference sample 2s of the specimen 2p as the movement amount ΔZ of the stage 1, and sends to the drive circuit 25 again.

【0183】これにより、ステージ1は、上下方向に移
動し、標本2pに対して合焦調整される。
As a result, the stage 1 moves up and down, and focus adjustment is performed on the sample 2p.

【0184】このように上記第5の実施の形態によれ
ば、観察する標本2pに対して指標像を投影し、この指
標像と基準合焦位置とのデフォーカス量Δaを検出し
て、このデフォーカス量Δaに基づいて標本2pの厚さ
tを求め、この標本2pの厚さtと基準標本2sとの厚
さto の差ΔZに基づいてステージ1の移動量を求める
ようにしたので、上記第1の実施の形態と同様の効果を
奏することは言うまでもなく、そのうえ視野絞り6の絞
りを調整する必要がない。
As described above, according to the fifth embodiment, the target image is projected onto the sample 2p to be observed, and the defocus amount Δa between the target image and the reference focus position is detected. The thickness t of the sample 2p is obtained based on the defocus amount Δa, and the movement amount of the stage 1 is obtained based on the difference ΔZ between the thickness t of the sample 2p and the thickness t o of the reference sample 2s. Needless to say, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and it is not necessary to adjust the aperture of the field stop 6.

【0185】(6) 次に本発明の第6の実施の形態につい
て説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付し
てその詳しい説明は省略する。
(6) Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0186】対物レンズの観察倍率を切り換える顕微鏡
としては、図12に示す構成のものがある。
As a microscope for switching the observation magnification of the objective lens, there is one having a configuration shown in FIG.

【0187】光源3から放射される照明光の光路s1 上
には、コレクタレンズ4、視野絞り(FS)6及び反射
鏡7が配置されている。
On the optical path s 1 of the illumination light emitted from the light source 3, a collector lens 4, a field stop (FS) 6, and a reflecting mirror 7 are arranged.

【0188】この反射鏡7の反射方向の照明光の光路s
2 には、リレーレンズ9、明るさ絞り10、及びコンデ
ンサレンズ11aとその先玉11b(コンデンサレンズ
11)が配置されている。
The optical path s of the illumination light in the reflection direction of the reflecting mirror 7
2 , a relay lens 9, a brightness stop 10, a condenser lens 11a and its front lens 11b (condenser lens 11) are arranged.

【0189】一方、標本2からの光束s3 上には、レボ
ルバ60に設けられた複数の対物レンズ61a、61b
のうち例えば対物レンズ61aが挿入されている。
[0189] On the other hand, on the light beam s 3 from the specimen 2, a plurality of objective lenses 61a provided on the revolver 60, 61b
Among them, for example, the objective lens 61a is inserted.

【0190】このレボルバ60は、レボルバ駆動装置6
2により駆動されて複数の対物レンズ61a、61bの
うち一方の対物レンズ61a又は61bを光束s3 上に
挿脱するものとなっている。
The revolver 60 includes a revolver driving device 6
It is driven by 2 with a plurality of objective lenses 61a, which is intended to insertion and removal of one of the objective lens 61a or 61b of 61b on the light beam s 3.

【0191】しかるに、CPU24は、光束s3 上に挿
入された対物レンズ61a又は61bの倍率、NA(開
口率)に応じてコンデンサレンズ駆動装置63を駆動
し、コンデンサレンズ11の先玉11bを照明光の光路
s2 上に挿脱して、コンデンサレンズ11の焦点距離を
変更し、適切な照明を標本2に投光するものとなってい
る。
[0191] However, CPU 24 is the magnification of the objective lens 61a or 61b is inserted on the optical beam s 3, drives the condenser lens driving device 63 according to the NA (numerical aperture), illuminating the top lens 11b of the condenser lens 11 The light is inserted into and removed from the optical path s 2 of the light, the focal length of the condenser lens 11 is changed, and appropriate illumination is projected onto the sample 2.

【0192】ここで、照明光の光路s1 、s2 による照
明光学系について図13を参照して詳しく説明すると、
光源3から出射された照明光は、コレクタレンズ4及び
リレーレンズ9により集光され、コンデンサレンズ11
の入射瞳位置である明るさ絞り10面上に光源3の像が
投影される。
Here, the illumination optical system based on the optical paths s 1 and s 2 of the illumination light will be described in detail with reference to FIG.
Illumination light emitted from the light source 3 is collected by the collector lens 4 and the relay lens 9,
The image of the light source 3 is projected on the surface of the aperture stop 10 at the entrance pupil position.

【0193】一方、光源3、コレクタレンズ4により照
明され、視野絞り6から出射された照明光は、反射鏡7
で反射され、リレーレンズ9により平行光となり、コン
デンサレンズ11により標本2面に集光され、視野絞り
6の像が投影される、いわゆるケーラー照明が行われ
る。
On the other hand, the illumination light illuminated by the light source 3 and the collector lens 4 and emitted from the field stop 6
, Is collimated by the relay lens 9, condensed on the surface of the sample 2 by the condenser lens 11, and the image of the field stop 6 is projected, so-called Koehler illumination is performed.

【0194】すなわち、コンデンサレンズ11は、視野
絞り6を標本2面に投影するための結像レンズとなって
おり、例えば対物レンズ61a、61bを切り換えて低
倍の対物レンズで広い視野を照明するためには、コンデ
ンサレンズ11の焦点距離を長くし、視野絞り6の投影
倍率を大きくしなければならない。
That is, the condenser lens 11 is an imaging lens for projecting the field stop 6 on the surface of the sample 2. For example, the objective lenses 61a and 61b are switched to illuminate a wide field with a low magnification objective lens. For this purpose, it is necessary to increase the focal length of the condenser lens 11 and increase the projection magnification of the field stop 6.

【0195】ところが、1つのコンデンサレンズで入射
瞳となる明るさ絞り10の位置を変えずに、かつ視野絞
り6の投影面となる後側焦点位置を標本2面上に保った
状態において、コンデンサレンズの焦点距離のみを可変
することは困難であり、たとえ仮に実現したとしてもレ
ンズ枚数が多くなり、高価なものとなってしまう。
However, with one condenser lens, the position of the aperture stop 10 serving as the entrance pupil is not changed, and the rear focal position serving as the projection plane of the field stop 6 is kept on the surface of the sample 2. It is difficult to change only the focal length of the lens, and even if it is realized, the number of lenses increases and the cost increases.

【0196】このような事から、図14に示すようにコ
ンデンサレンズ11の先玉11bを光路s2 から外すこ
とにより、コンデンサレンズ11の焦点距離を長くして
いるが、これでは完全なケーラー照明を保てず、視野絞
り6が標本2面に投影されないことが多い。
[0196] From such a fact, by removing the top lens 11b of the condenser lens 11 as shown in FIG. 14 from the optical path s 2, although a longer focal length of the condenser lens 11, which in the complete Kohler illumination In many cases, the field stop 6 is not projected on the surface of the specimen 2 in many cases.

【0197】このことは、1つのコンデンサレンズで低
倍対物レンズから高倍対物レンズまで最適な照明を行う
場合に限らず、1×対物レンズ等の極低倍対物レンズに
対して最適な照明を行う場合でも、コンデンサレンズの
焦点距離が長くなり、これによりコンデンサレンズがリ
レーレンズ9及び反射鏡7に近付き、スペース的な制約
により視野絞り6が標本2面に投影されない場合が多
い。
This is not limited to the case where optimal illumination is performed from a low-magnification objective lens to a high-magnification objective lens with a single condenser lens, but optimal illumination is performed for an extremely low-magnification objective lens such as a 1 × objective lens. Even in this case, the focal length of the condenser lens becomes longer, whereby the condenser lens approaches the relay lens 9 and the reflecting mirror 7, and the field stop 6 is often not projected on the two surfaces of the sample due to space restrictions.

【0198】このため、視野絞り6の像(FS像)のコ
ントラストを検出して自動焦点調整を行っても、視野絞
り6の像を標本2面上に合焦できない。
Therefore, even if the contrast of the image (FS image) of the field stop 6 is detected and the automatic focus adjustment is performed, the image of the field stop 6 cannot be focused on the surface of the sample 2.

【0199】このような実情に基づいて視野絞り6の像
を標本2面上に投影できない場合でも、コントラストを
検出して自動焦点調整ができる第6の実施の形態につい
て以下説明する。
A sixth embodiment in which the contrast can be detected and the automatic focus adjustment can be performed even when the image of the field stop 6 cannot be projected on the sample 2 based on such a situation will be described below.

【0200】本発明の自動焦点調整方法は、図15及び
図16に示すように対物レンズ61a又は61bの観察
倍率に応じてコンデンサレンズ11の焦点距離を変更し
た場合、このコンデンサレンズ11に対して標本2と共
役な位置に、合焦調整用の指標70を配置したものであ
る。
When the focal length of the condenser lens 11 is changed in accordance with the observation magnification of the objective lens 61a or 61b as shown in FIGS. An index 70 for focus adjustment is arranged at a position conjugate with the sample 2.

【0201】すなわち、図15はかかる自動焦点調整方
法を適用した顕微鏡の全体構成図であり、図16は顕微
鏡における低倍対物レンズ照明時のコンデンサレンズの
先玉11bを光路s2 から外した状態のコンデンサレン
ズ11aを含む透過照明光学系の構成図である。
[0201] That is, FIG. 15 is an overall configuration diagram of a microscope according to the according autofocus adjustment method, 16 when opening the top lens 11b of the condenser lens in the low-magnification objective lens illumination in the microscope from the optical path s 2 1 is a configuration diagram of a transmission illumination optical system including a condenser lens 11a of FIG.

【0202】コンデンサレンズの先玉11bが光路s2
に挿入された状態では、視野絞り6の像が標本2面に投
影されるが、この先玉11bが光路s2 から外される
と、コンデンサレンズ11の焦点距離が長くなり、視野
絞り6の像は、標本2の上方、すなわち対物レンズ61
a又は61b側に投影され、標本2面上には投影されな
い。
The first lens 11b of the condenser lens has an optical path s 2
In the state of being inserted into, although the image of the field stop 6 is projected on two surfaces specimen, when the top lens 11b is removed from the optical path s 2, the focal length of the condenser lens 11 is increased, the image of the field stop 6 Is above the specimen 2, that is, the objective lens 61
It is projected on the side of a or 61b, and is not projected on the surface of the specimen 2.

【0203】この先玉11bが光路s2 から外された状
態では、コンデンサレンズ11の焦点距離が長くなるの
で、標本2と共役な面は、視野絞り6よりもコレクタレ
ンズ4側の位置となる。
[0203] In a state where the top lens 11b is removed from the optical path s 2 is the focal length of the condenser lens 11 is increased, the sample 2 and the conjugate plane is a position of the collector lens 4 side than the field stop 6.

【0204】従って、この標本2と共役な位置に指標7
0を配置すれば、この指標70の像が標本2面上に投影
され、この指標70の像のコントラストを検出すること
により自動焦点調整を行い、標本2に対して合焦にでき
る。
Therefore, the index 7 is located at a position conjugate with the sample 2.
When 0 is arranged, the image of the index 70 is projected on the surface of the sample 2, and the contrast of the image of the index 70 is detected to perform automatic focus adjustment, and the sample 2 can be focused.

【0205】ここで、指標70が、例えば円形のような
標本2の視野の周辺部に投影される形状で、かつ先球1
1bが光路s2 に挿入されてコンデンサレンズ11が高
倍対物レンズ用の照明になった場合でも、照明のための
有効光線が指標70によりけられて遮光されることはな
い。
Here, the index 70 has a shape projected onto the periphery of the visual field of the specimen 2 such as a circle, and
1b even if the condenser lens 11 is inserted in the optical path s 2 becomes illumination for the high-magnification objective lens, does not enable light for illumination is blocked by vignetting by indicator 70.

【0206】又、先球11bが光路s2 から外れた状態
でも、指標70の像が自動焦点調整のためのCCDセン
サ19に十分かかる大きさの観察倍率で投影される場
合、指標70は、固定位置で、常時光路s2 に挿入され
た状態でもよい。
[0206] Also, even when the previous ball 11b is out of the optical path s 2, if the indicator image 70 is projected at a sufficiently such size of the observation magnification CCD sensor 19 for automatic focusing, the index 70, in a fixed position, or in a state of being always inserted into the optical path s 2.

【0207】ところが、指標70により先玉11bの光
路s2 への挿入時における照明のための有効光線がけら
れたり、又指標70の投影像の大きさが適当でなくCC
Dセンサ19にかからない場合には、対物レンズ16a
又は16bによる観察倍率の変更に応じて指標70を光
路s2 から挿脱するものとなる。
However, an effective ray for illumination when the front lens 11b is inserted into the optical path s 2 is blurred by the index 70, or the size of the projected image of the index 70 is
When it does not cover the D sensor 19, the objective lens 16a
Or the one that insertion and removal of the indicator 70 from the optical path s 2 in accordance with a change in observation magnification by 16b.

【0208】以下、図15に示す顕微鏡の全体構成図を
参照して対物レンズ16a又は16bによる観察倍率の
変更に応じた指標70の挿脱の機構について説明する。
The mechanism for inserting and removing the index 70 according to the change in the observation magnification by the objective lens 16a or 16b will be described below with reference to the overall configuration diagram of the microscope shown in FIG.

【0209】CPU71は、外部コントローラ28から
送られてくる対物レンズ61a又は61bの種類、倍率
の選択信号を受け、この選択信号に基づいてレゾルバ駆
動装置62に対物レンズ変換の信号を送出するコンデン
サレンズ変更手段としての機能を有している。
The CPU 71 receives a selection signal of the type and magnification of the objective lens 61a or 61b sent from the external controller 28, and sends a signal of objective lens conversion to the resolver driving device 62 based on the selection signal. It has a function as a changing means.

【0210】又、CPU71は、対物レンズ変換信号を
レボルバ駆動装置62に送出すると共に、この対物レン
ズ61a又は61bによる観察倍率に応じたコンデンサ
レンズ11の先玉11bの挿脱の判定信号、すなわち高
倍対物レンズの場合に先球11bを光路s2 に挿入する
判定信号をコンデンサレンズ駆動装置63に送出し、又
低倍対物レンズの場合に先球11bを光路s2 から外す
判定信号をコンデンサレンズ駆動装置63に送出する機
能を有している。
The CPU 71 sends the objective lens conversion signal to the revolver driving device 62, and determines whether the front lens 11b of the condenser lens 11 is inserted or removed according to the observation magnification of the objective lens 61a or 61b, ie, a high magnification. It sends a determination signal for inserting a lensed 11b in the optical path s 2 to the condenser lens driving device 63 in the case of the objective lens, also the condenser lens driving determination signal to remove the lensed 11b from the optical path s 2 in the case of low magnification objective lens It has a function of sending it to the device 63.

【0211】又、CPU71は、対物レンズの交換、先
玉11bの挿脱と共に、コンデンサレンズ11の先玉1
1bが光路s2 に挿入されている場合に指標70を光路
s1から外す信号を指標駆動装置72に送出し、又先玉
11bが光路s2 から外れている場合に指標70を光路
s1 に挿入する信号を指標駆動装置72に送出する指標
挿脱手段としての機能を有している。
Further, the CPU 71 replaces the objective lens, inserts and removes the front lens 11b, and sets the first lens 1 of the condenser lens 11 together.
1b is sent a signal to remove the indicator 70 from the optical path s 1 to the index drive 72 when it is inserted into the optical path s 2, Matasakidama 11b optical path s 1 the indicator 70 when is out of the optical path s 2 Has a function as index insertion / removal means for transmitting a signal to be inserted into the index driving device 72.

【0212】次に上記の如く構成された顕微鏡の作用に
ついて説明する。
Next, the operation of the microscope configured as described above will be described.

【0213】対物レンズによる観察倍率を変更する場
合、外部コントローラ28において所望の観察倍率に適
した対物レンズ61a又は61bが選択される。
When the observation magnification by the objective lens is changed, the external controller 28 selects the objective lens 61a or 61b suitable for the desired observation magnification.

【0214】この外部コントローラ28からCPU71
に対し、選択された対物レンズ61a又は61bの種
類、倍率の選択信号が送られると、CPU71は、この
選択信号に基づいてレボルバ駆動装置62に対物レンズ
変換の信号、例えば高倍率であれば対物レンズ61aの
対物レンズ変換信号、低倍率であれば対物レンズ61b
の対物レンズ変換信号を送出する。
The external controller 28 sends the CPU 71
On the other hand, when a selection signal for the type and magnification of the selected objective lens 61a or 61b is sent, the CPU 71 sends a signal for objective lens conversion to the revolver driving device 62 based on the selection signal, for example, if the magnification is high, the objective Objective lens conversion signal of lens 61a, objective lens 61b if low magnification
Is transmitted.

【0215】これにより、所望観察倍率の対物レンズ6
1a又は61bが、レボルバ駆動装置62の駆動による
レボルバ60の動作により光束s3 上に配置される。
Thus, the objective lens 6 having a desired observation magnification can be obtained.
1a or 61b is disposed on the light beam s 3 by the operation of the revolver 60 by driving the revolver drive 62.

【0216】これと共にCPU71は、高倍対物レンズ
61aを選択した場合にコンデンサレンズ11の先球1
1bを光路s2 に挿入する判定信号、又低倍対物レンズ
61bを選択した場合に先球11bを光路s2 から外す
判定信号をコンデンサレンズ駆動装置63に送出する。
At the same time, when the high-magnification objective lens 61a is selected, the CPU 71
Determination signal to be inserted into the optical path s 2 and 1b, also sends a decision signal to remove the lensed 11b from the optical path s 2 if you select the low-magnification objective lens 61b to the condenser lens driving device 63.

【0217】これにより、コンデンサレンズ11の先球
11bが、コンデンサレンズ駆動装置63の駆動により
高倍対物レンズ61aの場合に光路s2 に挿入され、又
低倍対物レンズ61bの場合に光路s2 から外される。
[0217] Thus, the hemispherically 11b of the condenser lens 11 is inserted into the optical path s 2 in the case of high-magnification objective lens 61a by driving the condenser lens driving device 63, and the optical path s 2 in the case of low magnification objective lens 61b Removed.

【0218】さらに、CPU71は、対物レンズの交
換、先玉11bの挿脱と共に、コンデンサレンズ11の
先玉11bが光路s2 に挿入されている場合に指標70
を光路s1 から外す信号、又先玉11bが光路s2 から
外れている場合に指標70を光路s1 に挿入する信号を
指標駆動装置72に送出する。
[0218] In addition, CPU 71 is replace the objective lens, with insertion and removal of the front lens 11b, an indicator if the front lens 11b of the condenser lens 11 is inserted into the optical path s 2 70
Signal to remove from the optical path s 1, Matasakidama 11b sends out a signal to insert the index 70 in the optical path s 1 if you are out of the optical path s 2 in the index drive 72.

【0219】これにより指標70が、指標駆動装置72
の駆動により高倍対物レンズ61aの場合に光路s1 か
ら外され、又低倍対物レンズ61bの場合に光路s1 に
挿入される。
As a result, the index 70 is changed to the index driving device 72.
Of being removed from the optical path s 1 in the case of high-magnification objective lens 61a by the drive, also is inserted into the optical path s 1 in the case of low magnification objective lens 61b.

【0220】従って、高倍率の対物レンズ61aが選択
された場合、コンデンサレンズ11の先玉11bが光路
s2 に挿入されるとともに指標70が光路s1 から外さ
れるので、図13に示すように視野絞り6の像が標本2
面に投影される。
[0220] Therefore, when a high magnification of the objective lens 61a is selected, the indicator 70 is removed from the optical path s 1 with the top lens 11b of the condenser lens 11 is inserted into the optical path s 2, as shown in FIG. 13 The image of field stop 6 is sample 2
Projected onto the surface.

【0221】この標本2からの光束s3 は、対物レンズ
61a、結像レンズ13を通って光路分岐部材14に至
り、この光路分岐部材14で標本2からの光束s3 の一
部を接眼レンズ15に導き、他の光束をミラー16、結
像レンズ17を通して分割プリズム18に導く。
The light beam s 3 from the sample 2 reaches the optical path branching member 14 through the objective lens 61 a and the imaging lens 13, and a part of the light beam s 3 from the sample 2 is converted into an eyepiece by the optical path branching member 14. 15 and another light beam is guided to a split prism 18 through a mirror 16 and an imaging lens 17.

【0222】この分割プリズム18は、入射する光束を
2分割し、これら2つの光束を平行な状態でCCDセン
サ19に送る。
The splitting prism 18 splits the incident light beam into two, and sends the two light beams to the CCD sensor 19 in a parallel state.

【0223】このCCDセンサ19は、投影された光像
(前ピン像、後ピン像)の入射光量と蓄積時間に応じた
電圧レベルのアナログ信号を出力する。
The CCD sensor 19 outputs an analog signal having a voltage level according to the amount of incident light and the accumulation time of the projected light image (front focus image, rear focus image).

【0224】アナログ処理部20は、CCDセンサ19
から出力されたアナログ信号に対して前ピン像と後ピン
像とに対して別々に増幅及びフィルタ処理等のアナログ
処理を施す。
The analog processing section 20 includes a CCD sensor 19
The analog signals output from the CPU are separately subjected to analog processing such as amplification and filtering for the front focus image and the rear focus image.

【0225】そして、アナログ処理部20の出力信号
は、A/D変換器21によりディジタル化されてメモリ
22に送られ、このメモリ22に前ピン像と後ピン像と
で別々に格納される。
The output signal of the analog processing section 20 is digitized by the A / D converter 21 and sent to the memory 22, where the front focus image and the rear focus image are separately stored.

【0226】演算回路23は、メモリ22に格納された
前ピン像と後ピン像とのディジタル信号を読み出し、こ
れら前ピン像及び後ピン像のディジタル信号を用いて前
ピン像と後ピン像とのコントラスト値を算出し、これら
コントラスト値から視野絞り6の合焦度を示すデフォー
カス量を算出する。
The arithmetic circuit 23 reads out the digital signals of the front focus image and the rear focus image stored in the memory 22, and uses the digital signals of the front focus image and the rear focus image to generate the front focus image and the rear focus image. Are calculated, and the defocus amount indicating the degree of focus of the field stop 6 is calculated from these contrast values.

【0227】CPU24は、演算回路23により算出さ
れたデフォーカス信号を取り込み、このデフォーカス信
号に基づいて視野絞り6の像を合焦位置に合わせるため
のステージ1の移動量及びその移動方向を求め、これら
移動量及び移動方向の信号を駆動回路25に送出する。
The CPU 24 fetches the defocus signal calculated by the arithmetic circuit 23, and calculates the moving amount and the moving direction of the stage 1 for adjusting the image of the field stop 6 to the in-focus position based on the defocus signal. , And the signals of the movement amount and the movement direction are sent to the drive circuit 25.

【0228】これにより、ステージ1は、上下方向に移
動し、CCDセンサ19の受光面に投影される前ピン
像、後ピン像が同一形状になると、視野絞り6の像が合
焦位置となる。
As a result, the stage 1 moves up and down, and when the front focus image and the rear focus image projected on the light receiving surface of the CCD sensor 19 have the same shape, the image of the field stop 6 becomes the in-focus position. .

【0229】一方、低倍率の対物レンズ61bが選択さ
れた場合、コンデンサレンズ11の先玉11bが光路s
2 から外されるとともに指標70が光路s1 に挿入され
るので、図16に示すように指標70の像が標本2面に
投影される。
On the other hand, when the low-magnification objective lens 61b is selected, the front lens 11b of the condenser lens 11 is connected to the optical path s.
Since the index 70 together are removed from the 2 is inserted into the optical path s 1, the indicator image 70 is projected on the two surfaces specimen as shown in FIG. 16.

【0230】この標本2からの光束s3 は、上記高倍率
の対物レンズ61aの場合と同様に、対物レンズ61a
から結像レンズ13を通り、結像レンズ17を通して分
割プリズム18に導かれ、ここで2分割されてCCDセ
ンサ19に入射する。
The light beam s 3 from the sample 2 is supplied to the objective lens 61a in the same manner as the high-magnification objective lens 61a.
Then, the light passes through the imaging lens 13, passes through the imaging lens 17, and is guided to the splitting prism 18, where it is split into two and enters the CCD sensor 19.

【0231】このCCDセンサ19は、投影された光像
(前ピン像、後ピン像)の入射光量と蓄積時間に応じた
電圧レベルのアナログ信号を出力するので、アナログ処
理部20の処理により前ピン像と後ピン像とのディジタ
ル信号を別々にメモリに格納される。
The CCD sensor 19 outputs an analog signal having a voltage level corresponding to the amount of incident light and the accumulation time of the projected light image (front focus image, rear focus image). Digital signals of the pin image and the back focus image are separately stored in the memory.

【0232】演算回路23は、これら前ピン像及び後ピ
ン像のディジタル信号を用いて前ピン像と後ピン像との
コントラスト値を算出し、これらコントラスト値から視
野絞り6の合焦度を示すデフォーカス量を算出する。
The arithmetic circuit 23 calculates the contrast value between the front focus image and the rear focus image using the digital signals of the front focus image and the rear focus image, and indicates the degree of focus of the field stop 6 from these contrast values. Calculate the defocus amount.

【0233】CPU24は、演算回路23により算出さ
れたデフォーカス信号を取り込み、このデフォーカス信
号に基づいて視野絞り6の像を合焦位置に合わせるため
のステージ1の移動量及びその移動方向を求め、これら
移動量及び移動方向の信号を駆動回路25に送出するの
で、ステージ1は、上下方向に移動し、CCDセンサ1
9の受光面に投影される前ピン像、後ピン像が同一形状
になると、指標70の像が合焦位置となる。
The CPU 24 fetches the defocus signal calculated by the arithmetic circuit 23, and obtains the moving amount and the moving direction of the stage 1 for adjusting the image of the field stop 6 to the in-focus position based on the defocus signal. The stage 1 moves up and down, and sends a signal indicating the amount of movement and the direction of movement to the drive circuit 25.
When the front focus image and the rear focus image projected on the light receiving surface 9 have the same shape, the image of the index 70 becomes the in-focus position.

【0234】なお、視野絞り6は、先玉11bが光路s
2 に挿入されている場合、対物レンズ61aの観察倍率
に応じて、CPU71からの指令を基に、視野絞りドラ
イバ8の駆動により適正な大きさに設定されるが、先玉
11bが光路s2 から外れた状態で、視野絞り6により
照明光の有効光線がけられて遮光されるようであれば、
対物レンズの切り換えと連動して、照明光の有効光線が
けられない大きさまで視野絞り6を広げればよい。
In the field stop 6, the front lens 11b has the optical path s.
When the lens is inserted into the optical path s 2 , it is set to an appropriate size by driving the field stop driver 8 based on a command from the CPU 71 in accordance with the observation magnification of the objective lens 61a. If the effective light of the illumination light is cut off and blocked by the field stop 6 in a state where
In conjunction with the switching of the objective lens, the field stop 6 may be expanded to a size at which the effective light of the illumination light cannot be cut.

【0235】又、先玉11bが光路s2 に入った状態に
指標70の像が観察の邪魔になる場合には、外部コント
ローラ28から入力される自動焦点調整動作のスタート
/ストップの信号に連動して、CPU71及び指標駆動
装置72を介して自動焦点調整動作時のみ指標70が光
路s1 に挿入されるようにすればよい。
[0235] Also, when the top lens 11b is in the way the image is observed indicator 70 in a state that has entered the optical path s 2 is linked to the start / stop signal of the automatic focusing operation is input from the external controller 28 to, may be as automatic focus adjusting operation only when the index 70 via the CPU71 and the index drive 72 is inserted in the optical path s 1.

【0236】ここで、各種動作と連動してCPU71及
び指標駆動装置72を介して指標70が光路s1 に挿脱
されるが、指標70を例えば概略円形の径が可変の開閉
式の指標とし、指標70が不要な場合は、その径を大き
くすることで有効光線束から外れるように構成してもよ
い。
Here, the index 70 is inserted into and removed from the optical path s 1 via the CPU 71 and the index driving device 72 in conjunction with various operations. The index 70 is, for example, an open / close type index whose diameter is approximately circular. When the index 70 is unnecessary, the diameter may be increased so as to deviate from the effective light beam.

【0237】このように上記第6の実施の形態において
は、焦点距離の異なるコンデンサレンズ11に対して標
本2の面と共役な位置に指標70を配置したので、視野
絞り6を標本2の面に投影できない場合のコンデンサレ
ンズ11であっても、指標70の像を標本2の面に投影
し、そのコントランスを検出することにより、低倍観察
から高倍観察まで自動焦点調整ができる。
As described above, in the sixth embodiment, the index 70 is arranged at a position conjugate with the surface of the sample 2 with respect to the condenser lenses 11 having different focal lengths. Even when the condenser lens 11 cannot be projected onto the surface of the specimen 2, by projecting the image of the index 70 onto the surface of the sample 2 and detecting the contrast thereof, automatic focusing can be performed from low-magnification observation to high-magnification observation.

【0238】又、対物レンズ61a、61bの切り換え
に連動してコンデンサレンズ11の先玉11bの挿脱、
視野絞り6の径の開閉、指標70の挿脱が行われるの
で、指標70又は視野絞り6に照明の有効光線をけられ
ることなく、低倍観察から高倍観察まで最適な照明が得
られ、又操作も単純化されて煩雑な操作がなくなり、顕
微鏡像の検鏡に専念できる。
Also, in conjunction with switching of the objective lenses 61a and 61b, insertion and removal of the front lens 11b of the condenser lens 11,
Since the opening and closing of the diameter of the field stop 6 and the insertion and removal of the index 70 are performed, optimal illumination can be obtained from low-magnification observation to high-magnification observation without obstructing the effective light beam of the illumination to the index 70 or the field stop 6, and operation. Can be simplified and complicated operations can be eliminated, and the user can concentrate on microscopy of microscope images.

【0239】さらに、指標70の投影光学系は、専用の
光路を必要とせず、透過照明光学系と共軸に構成してい
るので、自動焦点調整作動時に、ミラーやレンズ等の光
学素子を挿脱する必要がなく、構成が単純で、1つの光
源3で安価に構成できる。
Further, since the projection optical system of the index 70 does not require a dedicated optical path and is coaxial with the transmission illumination optical system, optical elements such as mirrors and lenses are inserted during the automatic focus adjustment operation. There is no need to remove it, the configuration is simple, and a single light source 3 can be configured at low cost.

【0240】又、専用の指標投影光学系を、ハーフミラ
ー等で透過照明光学系と同軸的に導く必要が無いので、
指標70の像、観察像共に明るさの損失がなく、照明効
率がよく、明るい指標像、観察像が得られる。
Further, since it is not necessary to guide the dedicated target projection optical system coaxially with the transmitted illumination optical system by a half mirror or the like,
Both the image of the index 70 and the observation image have no loss of brightness, the illumination efficiency is good, and a bright index image and observation image can be obtained.

【0241】(7) 次に本発明の第7の実施の形態につい
て説明する。なお、図15に示す顕微鏡の全体構成と同
一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略し、
本発明の特徴とするコンデンサレンズ11を含む指標投
影及び透過照明光学系の各部品を中心として説明する。
(7) Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. The same parts as those of the entire configuration of the microscope shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
The following description focuses on each component of the index projection and transmission illumination optical system including the condenser lens 11 which is a feature of the present invention.

【0242】図17及び図18は自動焦点調整装置を適
用した顕微鏡における指標投影及び透過照明光学系の第
7の実施の形態を示す構成図であって、図17は低倍対
物レンズ61bを照明する場合、図18は高倍対物レン
ズ61aに適した照明の場合を示す。
FIGS. 17 and 18 are views showing the configuration of a seventh embodiment of a target projection and transmission illumination optical system in a microscope to which an automatic focus adjustment device is applied, and FIG. 17 illuminates a low-magnification objective lens 61b. FIG. 18 shows a case of illumination suitable for the high-magnification objective lens 61a.

【0243】図17に示すように光源3から明るさ絞り
10までは、上記図15に示す顕微鏡と同一構成のケー
ラー照明となっている。
As shown in FIG. 17, from the light source 3 to the aperture stop 10, Koehler illumination having the same configuration as the microscope shown in FIG. 15 is used.

【0244】コンデンサレンズ11は、凸レンズのコン
デンサレンズ11aと凹レンズの先玉11cとから構成
され、このうち先玉11cは対物レンズ61a、61b
の観察倍率に応じて光路s2 に対して挿脱可能となって
いる。
The condenser lens 11 includes a condenser lens 11a of a convex lens and a front lens 11c of a concave lens, of which the front lens 11c is an objective lens 61a, 61b.
Has a removably with respect to the optical path s 2 according to the observation magnification.

【0245】図17に示すように低倍対物レンズ61b
で先玉11cが光路s2 に挿入されている場合、光源
3、コレクタレンズ4により照明された視野絞り6の像
は、標本2面上に投影され、上記第6の実施の形態と同
様に、視野絞り6の像のコントラストを検出することに
より自動焦点調整ができる。
As shown in FIG. 17, the low-magnification objective lens 61b
In the case where the top lens 11c is inserted into the optical path s 2, light source 3, the field stop 6 image of illuminated by the collector lens 4 is projected onto the specimen 2 sides, similar to the embodiment of the sixth By detecting the contrast of the image of the field stop 6, automatic focus adjustment can be performed.

【0246】一方、図18に示すように低倍対物レンズ
61bの照明の際の先玉11cが光路s2 に挿入された
状態から光路s2 から外れた状態を示す。
[0246] On the other hand, shows a state in which the front lens 11c upon lighting of the low magnification objective lens 61b is out of the optical path s 2 from the state of being inserted into the optical path s 2 as shown in FIG. 18.

【0247】この先玉11cは凹レンズの為、光路s2
から外れることにより、コンデンサレンズ11としての
焦点距離が短くなり、高倍対物レンズに適したクリティ
カル照明となる。
Since the front lens 11c is a concave lens, the optical path s 2
Is out of the range, the focal length of the condenser lens 11 is shortened, and critical illumination suitable for a high-magnification objective lens is obtained.

【0248】この場合、標本2と光学的に共役な面が明
るさ絞り10上と一致し、この明るさ絞り10の像が標
本2に投影される。
In this case, a plane optically conjugate with the specimen 2 coincides with the aperture stop 10, and an image of the aperture stop 10 is projected on the specimen 2.

【0249】従って、この明るさ絞り10の像が標本2
面上に投影されるので、上記同様に、明るさ絞り10の
像のコントラストを検出することにより自動焦点調整が
でき、標本2に対して合焦となる。
Therefore, the image of the aperture stop 10 is
Since the image is projected on the surface, the automatic focus adjustment can be performed by detecting the contrast of the image of the aperture stop 10 as described above, and the sample 2 is brought into focus.

【0250】このように上記第7の実施の形態において
は、2つの異なる焦点距離のコンデンサレンズ11に対
して標本2と共役な位置に2つの指標、すなわち、視野
絞り6及び明るさ絞り10を配置したので、コンデンサ
レンズ11が凸レンズのコンデンサレンズ11aと凹レ
ンズの先玉11cとから構成され、低倍対物レンズ又は
高倍対物レンズに切り換えられても、視野絞り6又は明
るさ絞り10の像を標本2の面上に投影でき、標本2に
対して合焦にできる。
As described above, in the seventh embodiment, the two indices, ie, the field stop 6 and the brightness stop 10, are placed at positions conjugate with the sample 2 with respect to the condenser lens 11 having two different focal lengths. Since the condenser lens 11 is disposed, the condenser lens 11 is composed of a condenser lens 11a of a convex lens and a front lens 11c of a concave lens. 2 and can be focused on the specimen 2.

【0251】そのうえ、指標として視野絞り6又は明る
さ絞り10を用いるので、指標投影の為の専用の指標を
設ける必要がなく、安価に構成できる。
In addition, since the field stop 6 or the brightness stop 10 is used as an index, there is no need to provide a dedicated index for projecting the index, and the configuration can be made inexpensively.

【0252】なお、本発明の第7の実施の形態は、上記
第6の実施の形態と同様に、必要に応じて対物レンズ6
1a、61bの切り換えに連動して、先玉11cの挿脱
及び視野絞り6及び明るさ絞り10の開閉を行うように
してもよい。
In the seventh embodiment of the present invention, the objective lens 6 can be used if necessary, as in the sixth embodiment.
The insertion and removal of the front lens 11c and the opening and closing of the field stop 6 and the brightness stop 10 may be performed in conjunction with the switching between 1a and 61b.

【0253】これにより、低倍観察から高倍観察まで最
適な照明が得られ、又操作も単純化されて煩雑な操作が
なくなり、顕微鏡像の検鏡に専念できる。
As a result, optimal illumination can be obtained from low-magnification observation to high-magnification observation, and the operation is simplified, and complicated operation is eliminated.

【0254】(8) 次に本発明の第8の実施の形態につい
て説明する。なお、図15に示す顕微鏡の全体構成と同
一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略し、
本発明の特徴とするコンデンサレンズ11を含む指標投
影及び透過照明光学系の各部品を中心として説明する。
(8) Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. The same parts as those of the entire configuration of the microscope shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
The following description focuses on each component of the index projection and transmission illumination optical system including the condenser lens 11 which is a feature of the present invention.

【0255】図19及び図20は自動焦点調整装置を適
用した顕微鏡における指標投影及び透過照明光学系の第
8の実施の形態を示す構成図であって、図19は先玉を
外した場合、図20は先玉を挿入した場合を示す。
FIGS. 19 and 20 are configuration diagrams showing an eighth embodiment of a target projection and transmission illumination optical system in a microscope to which the automatic focus adjustment device is applied. FIG. 19 shows a case where the front lens is removed. FIG. 20 shows a case where the front ball is inserted.

【0256】この顕微鏡は、1×対物レンズ等の極低倍
対物レンズ用の照明系を用いたものである。
This microscope uses an illumination system for a very low magnification objective lens such as a 1 × objective lens.

【0257】光源3から明るさ絞り10までは、上記第
7の実施の形態の構成及び作用と同一である。
The structure from the light source 3 to the aperture stop 10 is the same as that of the seventh embodiment.

【0258】コンデンサレンズ11は、極低倍照明専用
の為、1群構成で、焦点距離が非常に長く形成され、視
野絞り6の投影像は図19に示すように標本2の上方
(対物レンズ側)に投影されている。
Since the condenser lens 11 is dedicated to extremely low magnification illumination, it has a one-group structure and a very long focal length. The projected image of the field stop 6 is located above the sample 2 (objective lens) as shown in FIG. Side).

【0259】視野絞り投影レンズ(以下、FS投影レン
ズと称する)71は、コンデンサレンズ11の上方の光
路s2 に対して挿脱可能に配置されている。
A field stop projection lens (hereinafter, referred to as an FS projection lens) 71 is disposed so as to be insertable into and removable from the optical path s 2 above the condenser lens 11.

【0260】又、このFS投影レンズ71が図20に示
すように光路s2 に対して挿入された状態においては、
視野絞り6は標本2面上に投影される。
In the state where the FS projection lens 71 is inserted into the optical path s 2 as shown in FIG.
The field stop 6 is projected on the surface of the sample 2.

【0261】なお、このFS投影レンズ71が光路s2
に対して挿入された状態においては、必ずしも照明性能
が維持される必要はなく、視野絞り6の像を標本2面上
に鮮明に投影されればよい。
The FS projection lens 71 is connected to the optical path s 2
In this state, the illumination performance does not necessarily need to be maintained, and the image of the field stop 6 may be clearly projected on the surface of the sample 2.

【0262】このような構成であれば、通常の検鏡時に
は、図19に示すようにFS投影レンズ71が光路s2
から外れており、極低倍対物レンズの照野NAを満たす
十分な照明性能を維持している。
With such a configuration, during normal microscopy, as shown in FIG. 19, the FS projection lens 71 moves the optical path s 2.
And maintains sufficient illumination performance to satisfy the illumination field NA of the extremely low magnification objective lens.

【0263】自動焦点調整作動時のみ図20に示すよう
に、この自動焦点調整作動に連動し、FS投影レンズ7
1が光路s2 に挿入され、このFS投影レンズ71によ
り視野絞り6の像が標本2面上に投影され、この視野絞
り6の像のコントラストを検出することにより、自動焦
点調整が行われる。
As shown in FIG. 20, only during the automatic focus adjustment operation, the FS projection lens 7
1 is inserted into the optical path s 2 , the image of the field stop 6 is projected onto the sample 2 by the FS projection lens 71, and the automatic focus adjustment is performed by detecting the contrast of the image of the field stop 6.

【0264】この自動焦点調整が終了すると、FS投影
レンズ71は再度光路s2 から外れた状態となり、通常
の観察が行われる。
[0264] When the automatic focus adjustment is completed, FS projection lens 71 becomes disengaged from the optical path s 2 again, the normal observation is performed.

【0265】このように上記第8の実施の形態において
は、自動焦点調整動作に連動して照明系のFS投影レン
ズ71を光路s2 に挿脱し、自動焦点調整動作時にのみ
に視野絞り6の像を標本2の面に投影して、この視野絞
り6の像のコントラストを検出して自動焦点調整動作を
行うので、通常観察時には十分な照明性能を維持するこ
とが可能であり、かつ標本2と共役な位置に指標を配置
したとしても、スペース的な問題や標本2と共役な位置
が光源3の近くになり熱による破損の問題で所望む位置
に指標を配置できない場合でも、FS投影レンズ71の
挿脱により視野絞り6の像を標本2面に投影したり、挿
脱するFS投影レンズ71の位置、パワーとの組み合わ
せにより指標の位置を所望位置に配置して、指標を標本
2面に投影することができる。
As described above, in the eighth embodiment, the FS projection lens 71 of the illumination system is inserted into and removed from the optical path s 2 in conjunction with the automatic focus adjustment operation, and the field stop 6 is opened only during the automatic focus adjustment operation. Since the image is projected on the surface of the sample 2 and the contrast of the image of the field stop 6 is detected to perform the automatic focus adjustment operation, sufficient illumination performance can be maintained during normal observation, and the sample 2 can be maintained. Even if the index is arranged at a position conjugate with the sample, even if the index cannot be arranged at a desired position due to a space problem or a position conjugate to the sample 2 near the light source 3 and a problem of damage due to heat, the FS projection lens The image of the field stop 6 is projected onto the surface of the sample 2 by inserting / removing the 71, and the position of the index is arranged at a desired position by a combination of the position and the power of the FS projection lens 71 to be inserted / removed. Projected on Can.

【0266】又、FS投影レンズ71の挿脱を自動焦点
調整動作に連動するので、誤って自動焦点調整動作の状
態のコンデンサレンズ11で標本2の観察を行うことが
なくなる。
Further, since the insertion / removal of the FS projection lens 71 is linked with the automatic focus adjustment operation, the observation of the sample 2 by the condenser lens 11 in the state of the automatic focus adjustment operation is prevented by mistake.

【0267】[0267]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、顕
微鏡の光学系に付着物が存在しても、この付着物の影響
を受けずにコントラストの低い標本でも高精度に合焦調
整できる安価な自動焦点調整方法及びその装置を提供で
きる。
As described above in detail, according to the present invention, even if there is an adhering substance in the optical system of the microscope, focus adjustment can be performed with high accuracy even for a sample having a low contrast without being affected by the adhering substance. It is possible to provide an inexpensive automatic focus adjustment method and a device therefor.

【0268】又、本発明によれば、焦点距離の異なるコ
ンデンサレンズを用いたときに視野絞りを標本面に投影
できない場合であも、指標の像を標本の面に投影し、そ
のコントランスを検出することにより、低倍観察から高
倍観察まで自動焦点調整ができる自動焦点調整方法及び
その装置を提供できる。
According to the present invention, even when the field stop cannot be projected on the sample surface when condenser lenses having different focal lengths are used, the image of the target is projected on the sample surface, and the contrast is changed. By detecting, it is possible to provide an automatic focus adjustment method and an automatic focus adjustment method capable of performing automatic focus adjustment from low magnification observation to high magnification observation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる自動焦点調整装置の第1の実施
の形態を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an automatic focus adjustment device according to the present invention.

【図2】自動焦点調整の動作手順を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an operation procedure of automatic focus adjustment.

【図3】自動焦点調整の作用を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the operation of automatic focus adjustment.

【図4】本発明に係わる自動焦点調整装置の第2の実施
の形態を示す構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the automatic focus adjustment device according to the present invention.

【図5】本発明に係わる自動焦点調整装置の第3の実施
の形態を示す構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a third embodiment of the automatic focus adjustment device according to the present invention.

【図6】自動焦点調整の作用を示す図。FIG. 6 is a view showing the operation of automatic focus adjustment.

【図7】本発明に係わる自動焦点調整装置の第4の実施
の形態を示す構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the automatic focus adjustment device according to the present invention.

【図8】本発明に係わる自動焦点調整装置の第5の実施
の形態を示す構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the automatic focus adjustment device according to the present invention.

【図9】標本上に指標像を投影しないときのCCDセン
サ出力を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an output of a CCD sensor when an index image is not projected on a sample.

【図10】標本上に指標像を投影したときのCCDセン
サ出力を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a CCD sensor output when an index image is projected on a sample.

【図11】指標像のみのCCDセンサ出力を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a CCD sensor output of only an index image.

【図12】対物レンズの観察倍率を切り換える顕微鏡の
構成図。
FIG. 12 is a configuration diagram of a microscope that switches an observation magnification of an objective lens.

【図13】同顕微鏡の照明光学系の拡大構成図。FIG. 13 is an enlarged configuration diagram of an illumination optical system of the microscope.

【図14】先球を外した照明光学系の拡大構成図。FIG. 14 is an enlarged configuration diagram of an illumination optical system in which a front sphere is removed.

【図15】本発明に係わる自動焦点調整装置を適用した
顕微鏡の第6の実施の形態を示す構成図。
FIG. 15 is a configuration diagram showing a sixth embodiment of a microscope to which the automatic focus adjustment device according to the present invention is applied.

【図16】低倍対物レンズ照明時のコンデンサレンズの
先玉を外した透過照明光学系の構成図。
FIG. 16 is a configuration diagram of a transmission illumination optical system in which a front lens of a condenser lens is removed during illumination of a low-magnification objective lens.

【図17】本発明に係わる自動焦点調整装置を適用した
顕微鏡の低倍対物レンズの場合の第7の実施の形態を示
す構成図。
FIG. 17 is a configuration diagram showing a seventh embodiment in the case of a low-magnification objective lens of a microscope to which the automatic focus adjustment device according to the present invention is applied.

【図18】同顕微鏡の高倍対物レンズの場合の構成図。FIG. 18 is a configuration diagram of the microscope in the case of a high-magnification objective lens.

【図19】本発明に係わる自動焦点調整装置を適用した
顕微鏡の1×対物レンズの第8の実施の形態を示す構成
図。
FIG. 19 is a configuration diagram showing an eighth embodiment of a 1 × objective lens of a microscope to which the automatic focus adjustment device according to the present invention is applied.

【図20】同顕微鏡での先玉を挿入したときを示す図。FIG. 20 is a view showing a state where a front lens is inserted in the microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ステージ、 2…標本(基準標本2s,観察する標本2p)、 3,30…光源、 6,34…視野絞り、 10…明るさ絞り、 11…コンデンサレンズ、 11b,11c…先玉、 12,61a,61b…対物レンズ、 19…CCDセンサ、 23,54…演算回路、 24,42,55,71…CPU、 26,41…エンコーダ、 51…指標光源、 53…指標板。 60…レボルバ、 70…指標、 71…FS投影レンズ。 Reference Signs List 1 ... stage, 2 ... sample (reference sample 2s, observation sample 2p), 3,30 ... light source, 6,34 ... field stop, 10 ... brightness stop, 11 ... condenser lens, 11b, 11c ... front lens, 12 , 61a, 61b: Objective lens, 19: CCD sensor, 23, 54: Arithmetic circuit, 24, 42, 55, 71: CPU, 26, 41: Encoder, 51: Index light source, 53: Index plate. 60: Revolver, 70: Index, 71: FS projection lens.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永沢 伸之 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 遠藤 英明 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 小嶋 実成 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 土屋 敦宏 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Nobuyuki Nagasawa 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Industrial Co., Ltd. (72) Hideaki Endo 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Within Olympus Optical Co., Ltd. (72) Minoru Kojima 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Within Olympus Optical Co., Ltd. Atsuhiro Tsuchiya 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対物レンズと標本との相対位置を変化さ
せて合焦調整を行う自動焦点調整方法において、 前記標本に対して視野絞り像又は指標像を投影し、これ
ら視野絞り像又は指標像と基準合焦位置とのデフォーカ
ス量を検出して合焦距離を求め、この合焦距離に基づい
て合焦調整を行うことを特徴とする自動焦点調整方法。
1. An automatic focus adjustment method for adjusting focus by changing a relative position between an objective lens and a specimen, wherein a field stop image or a target image is projected on the sample, and the field stop image or the target image is projected. An autofocus adjustment method comprising: detecting a defocus amount between a reference focus position and a reference focus position to obtain a focus distance; and performing focus adjustment based on the focus distance.
【請求項2】 対物レンズと標本との相対位置を変化さ
せて合焦調整を行う自動焦点調整装置において、 前記標本に対して視野絞り像又は指標像を投影する光学
系と、 前記標本に投影された前記視野絞り像又は前記指標像と
基準合焦位置とのデフォーカス量を検出する検出手段
と、 この検出手段により検出された前記デフォーカス量に基
づいて前記対物レンズと前記標本との相対位置を調整し
て合焦位置に合わせる焦準手段と、を具備したことを特
徴とする自動焦点調整装置。
2. An automatic focus adjustment device for adjusting focus by changing a relative position between an objective lens and a sample, wherein: an optical system for projecting a field stop image or an index image on the sample; Detecting means for detecting a defocus amount between the obtained field stop image or index image and a reference in-focus position; and a relative position between the objective lens and the sample based on the defocus amount detected by the detecting means. An autofocusing device, comprising: focusing means for adjusting a position to a focus position.
【請求項3】 前記検出手段は、基準となる少なくとも
屈折率、厚さを有する基準標本を用いたときの前記視野
絞り像又は前記指標像の結像位置を基準合焦位置として
保持し、この基準合焦位置と前記標本に投影された前記
視野絞り像又は前記指標像とのデフォーカス量を検出す
る機能を有し、 前記焦準手段は、前記検出手段により検出された前記デ
フォーカス量に基づいて前記標本の厚さを求め、この標
本の厚さと前記基準標本との厚さの差に基づいて前記対
物レンズと前記標本との相対位置の移動量を算出する機
能を有する、ことを特徴とする請求項2記載の自動焦点
調整装置。
3. The detection means holds an imaging position of the field stop image or the index image when a reference sample having at least a refractive index and a thickness serving as a reference is used as a reference focus position. A function of detecting a defocus amount between the reference in-focus position and the field stop image or the index image projected on the specimen, wherein the focusing unit adjusts the defocus amount detected by the detection unit. A function of calculating a relative position movement amount between the objective lens and the sample based on a difference between the thickness of the sample and the thickness of the sample based on the thickness of the sample. 3. The automatic focusing device according to claim 2, wherein
【請求項4】 照明光をコンデンサレンズを通して標本
に照射し、かつ対物レンズと前記標本との相対位置を変
化させて合焦調整を行う自動焦点調整方法において、 前記対物レンズの観察倍率に応じて前記コンデンサレン
ズの焦点距離を変更した場合、この各々のコンデンサレ
ンズに対して前記標本と共役な位置に、複数の合焦調整
用の指標を配置したことを特徴とする自動焦点調整方
法。
4. An automatic focus adjustment method for irradiating illumination light onto a sample through a condenser lens and changing a relative position between the objective lens and the sample to perform focusing adjustment, wherein the focus adjustment is performed according to an observation magnification of the objective lens. When the focal length of the condenser lens is changed, a plurality of indices for focus adjustment are arranged at positions conjugate to the specimen with respect to each condenser lens.
【請求項5】 照明光をコンデンサレンズを通して標本
に照射し、かつ対物レンズと前記標本との相対位置を変
化させて合焦調整を行う自動焦点調整装置において、 前記対物レンズの観察倍率に応じて前記コンデンサレン
ズの焦点距離を変更するコンデンサレンズ変更手段と、 このコンデンサレンズ変更手段による前記コンデンサレ
ンズの焦点距離に応じて前記コンデンサレンズに対して
前記標本と共役な位置に、合焦調整用の指標を挿脱する
指標挿脱手段とを具備し、 前記指標像の前記標本面上におけるコントラストに基づ
いて前記対物レンズの前記標本に対する合焦調整を行う
ことを特徴とする自動焦点調整装置。
5. An automatic focus adjustment device for irradiating illumination light onto a sample through a condenser lens and changing a relative position between an objective lens and the sample to perform focusing adjustment, according to an observation magnification of the objective lens. Condenser lens changing means for changing the focal length of the condenser lens; and an index for focusing adjustment at a position conjugate with the sample with respect to the condenser lens according to the focal length of the condenser lens by the condenser lens changing means. And an index insertion / removal means for inserting / removing the objective lens, and adjusting the focus of the objective lens on the specimen based on the contrast of the index image on the specimen surface.
【請求項6】 合焦調整動作時に、少なくとも前記コン
デンサレンズの焦点距離を変更するとともに前記指標を
前記コンデンサレンズに対して前記標本と共役な位置に
挿入することを特徴とする請求項5記載の自動焦点調整
装置。
6. The focusing apparatus according to claim 5, wherein at the time of a focus adjustment operation, at least a focal length of the condenser lens is changed, and the index is inserted at a position conjugate with the specimen with respect to the condenser lens. Automatic focus adjustment device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003021784A (en) * 2001-07-06 2003-01-24 Olympus Optical Co Ltd Scanning laser microscope and image acquisition method thereof
JP2012008450A (en) * 2010-06-28 2012-01-12 Sony Corp Microscope and focusing method
CN109387933A (en) * 2017-08-04 2019-02-26 奥林巴斯株式会社 Microscope
CN115774318A (en) * 2022-11-25 2023-03-10 中国科学院上海光学精密机械研究所 Autofocus device and method for micro-nano structured pattern sample

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003021784A (en) * 2001-07-06 2003-01-24 Olympus Optical Co Ltd Scanning laser microscope and image acquisition method thereof
JP2012008450A (en) * 2010-06-28 2012-01-12 Sony Corp Microscope and focusing method
CN109387933A (en) * 2017-08-04 2019-02-26 奥林巴斯株式会社 Microscope
CN109387933B (en) * 2017-08-04 2022-04-26 奥林巴斯株式会社 Microscope
CN115774318A (en) * 2022-11-25 2023-03-10 中国科学院上海光学精密机械研究所 Autofocus device and method for micro-nano structured pattern sample
CN115774318B (en) * 2022-11-25 2025-11-25 中国科学院上海光学精密机械研究所 Automatic focusing device and method for micro/nano structure patterned specimens

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