JPH1020186A - 自動焦点調整方法及びその装置 - Google Patents

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ｔ_o 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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００１８】

【発明の実施の形態】

(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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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ｔ_o 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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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ｎ_s で、厚さｔ_o に形成
されたものである。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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ＷＤ_o 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。

【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。

【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。

【００５７】この標本２ｐは、例えば屈折率ｎ_s で、厚
さｔに形成されている。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００７０】すなわち、基準標本２ｓの厚さｔ_o 、対物
レンズ１２の作動距離ＷＤ_o 、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、 ｔ_o ＋ＷＤ_o ＋Δａ＝ｔ＋ＷＤ …(1) ＷＤ_o ＝ＷＤ＋（ｔ−ｔ_o ）／ｎ_s …(2) となる。

【００７１】これら式(1) 及び(2) により標本２ｐの厚
さｔは、 ｔ＝ｔ_o ＋Δａ／（１−１／ｎ_s ） …(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。

【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。

【００７３】すなわち、標本２ｐの厚さｔと基準標本２
ｓの厚さｔ_o との差ΔＺ ΔＺ＝ｔ−ｔ_o …(4) から上記式(3) を代入して、 ΔＺ＝Δａ／（１−１／ｎ_s ） …(5) を求める。

【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ｔ_o 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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００８２】ステージ１上には、基準標本２ｓが載せら
れる。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００９７】次にＣＰＵ２４は、標本２ｐの厚さｔと基
準標本２ｓの厚さｔ_o 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。

【００９８】次にＣＰＵ２４は、標本２ｐの厚さｔと基
準標本２ｓの厚さｔ_o 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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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ｔ_o 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。

【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。

【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ｔ_o に形成されたものである。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０１１７】この標本２ｐは、例えば屈折率ｎ_s で、厚
さｔに形成されている。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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ＷＤ_o 、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＝ｔ_o ＋Δａ／（１−１／ｎ_s ） …(6) となる。

【０１２７】次にＣＰＵ４２は、標本２ｐの厚さｔと基
準標本２ｓの厚さｔ_o 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。

【０１２８】すなわち、標本２ｐの厚さｔと基準標本２
ｓの厚さｔ_o との差ΔＺは、上記式(4) 及び(5) から、 ΔＺ＝Δａ／（１−１／ｎ_s ） …(7) となる。

【０１２９】ＣＰＵ４２は、標本２ｐの厚さｔと基準標
本２ｓの厚さｔ_o 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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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ｔ_o 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。

【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。

【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。

【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。

【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ｔ_o 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。

【０１４１】次にＣＰＵ４２は、標本２ｐの厚さｔと基
準標本２ｓの厚さｔ_o 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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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ｔ_o 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。

【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。

【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。

【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。

【０１５８】ステージ１上には、基準標本２ｓが載せら
れる。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０１８１】次にＣＰＵ５５は、標本２ｐの厚さｔと基
準標本２ｓの厚さｔ_o 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。

【０１８２】次にＣＰＵ５５は、標本２ｐの厚さｔと基
準標本２ｓの厚さｔ_o 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。

【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。

【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ｔ_o 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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】自動焦点調整の動作手順を示す図。

【図３】自動焦点調整の作用を示す図。

【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。

【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。

【図６】自動焦点調整の作用を示す図。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図１１】指標像のみのＣＣＤセンサ出力を示す図。

【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。

【図１３】同顕微鏡の照明光学系の拡大構成図。

【図１４】先球を外した照明光学系の拡大構成図。

【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。

【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。

【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。

【図１８】同顕微鏡の高倍対物レンズの場合の構成図。

【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。

【図２０】同顕微鏡での先玉を挿入したときを示す図。

【符号の説明】

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。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。