JPS5910914A - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
- Publication number
- JPS5910914A JPS5910914A JP12107182A JP12107182A JPS5910914A JP S5910914 A JPS5910914 A JP S5910914A JP 12107182 A JP12107182 A JP 12107182A JP 12107182 A JP12107182 A JP 12107182A JP S5910914 A JPS5910914 A JP S5910914A
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- JP
- Japan
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- focus
- image
- object image
- objective lens
- lens
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
- G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は顕微鏡等に用いられる焦点検出装置に関する。
顕微鏡の焦点検出装置としては、従来、顕微鏡対物レン
ズの光路を像側で分割し、理想像面の前後に相当する位
置に受光素子、たとえばイメージセンサ等を配置し、前
ピン位置と後ピン位置に於けるそれぞれのセンサからの
像情報會もとに焦点全検出するものが多く用いられてき
た。
ズの光路を像側で分割し、理想像面の前後に相当する位
置に受光素子、たとえばイメージセンサ等を配置し、前
ピン位置と後ピン位置に於けるそれぞれのセンサからの
像情報會もとに焦点全検出するものが多く用いられてき
た。
ところが顕微鏡の射出瞳の位置が像面から有限の距離に
ある場合は前ピン位置と後ピン位置に於いて、像のボケ
量だけでなく像の大きさく倍率）も変わってし１い、こ
れが精度良く焦点全検出する上での障害となっていた。
ある場合は前ピン位置と後ピン位置に於いて、像のボケ
量だけでなく像の大きさく倍率）も変わってし１い、こ
れが精度良く焦点全検出する上での障害となっていた。
これを防ぐ為に、例えば特開昭５５−７６３１０号公報
により前ビン側又は後ビン側のいずれか片方に倍率補正
用レンズを挿入する構成が知られているが、前ピン位置
を検出する光学系と後ピン位置全検出する光学系とが同
一でなくなる為、収差や透過率の差により測定精度を高
めるのに不利であった。
により前ビン側又は後ビン側のいずれか片方に倍率補正
用レンズを挿入する構成が知られているが、前ピン位置
を検出する光学系と後ピン位置全検出する光学系とが同
一でなくなる為、収差や透過率の差により測定精度を高
めるのに不利であった。
本発明の目的は、合焦検出用の前ピン位置検出光学系と
後ピン位置検出用光学系とが実質的に等価でしかも簡単
な構成からなる焦点検出装置を提供することにある。
後ピン位置検出用光学系とが実質的に等価でしかも簡単
な構成からなる焦点検出装置を提供することにある。
本発Ｉｊ１１は対物レンズの光路を像側で分割するため
のビームスプリンターと、該ビームスプリノタ−により
分割された光路中で該対物レンズによる理想像面の前後
に相当する位置にそれぞれ設けらねた受光素子とを有し
、該受光素子からの電気的出力をもとに焦点検出を行な
う焦点検出装置において、該対物レンズと該ビームスプ
リッタ−との間に、該対物レンズの射出瞳位置に焦点が
一致する補助レンズを設けたものである。すなわち、本
発明では焦点検出光学系中で対物レンズと補助レンズと
で形成される結像光学系の射出瞳が無限遠に位置するよ
うにし、焦点検出用の結像光学系をいわゆるテレセント
リック系に構成したものである。
のビームスプリンターと、該ビームスプリノタ−により
分割された光路中で該対物レンズによる理想像面の前後
に相当する位置にそれぞれ設けらねた受光素子とを有し
、該受光素子からの電気的出力をもとに焦点検出を行な
う焦点検出装置において、該対物レンズと該ビームスプ
リッタ−との間に、該対物レンズの射出瞳位置に焦点が
一致する補助レンズを設けたものである。すなわち、本
発明では焦点検出光学系中で対物レンズと補助レンズと
で形成される結像光学系の射出瞳が無限遠に位置するよ
うにし、焦点検出用の結像光学系をいわゆるテレセント
リック系に構成したものである。
以下、実施例に基づいて本発明を詳述する。
第１図は本発明による焦点検出装置を顕ａｍの自動合焦
装置に用いた実施例の概略構成図である。
装置に用いた実施例の概略構成図である。
ステージ（１ａ）上に載置された核検物体（１）からの
光束は対物レンズ（２）により集光され、物体像（４）
が形成される。物体像（４）は図示なき接眼レンズを通
して観、察される。対物レンズ（２）と物体ｅ（４）と
の間に半透過−（３）が斜設されており、ここでの反射
光束により焦点検出がなされる。半透過鏡（３）で反射
された光束は補助レンズ（５）全通り、ビームスプリッ
タ−（６）によりほぼ等しい光量に分割される。ビーム
スプリンター（６）の透過光は第１物体像（ｔｅａ ）
ｆ形成し、筺た反射光はミラー（７）で反射された後
第体 ２物体ｆ＃（１０ｂ）ｋ形成する。第１物体＃（１０ａ
）と第２物体像（ｔａｂ）とげビームスプリンター（６
）とミラー（７）とが平行であるため互いに平行な平面
上に形成されている。第１物体像（１０ａ）と第２物体
像（１０ｂ ）とのほぼ中間には画像平面と平行な平面
上に第１イメージセンサ（８）及び第２イメージセンサ
（９）が配置されている。
光束は対物レンズ（２）により集光され、物体像（４）
が形成される。物体像（４）は図示なき接眼レンズを通
して観、察される。対物レンズ（２）と物体ｅ（４）と
の間に半透過−（３）が斜設されており、ここでの反射
光束により焦点検出がなされる。半透過鏡（３）で反射
された光束は補助レンズ（５）全通り、ビームスプリッ
タ−（６）によりほぼ等しい光量に分割される。ビーム
スプリンター（６）の透過光は第１物体像（ｔｅａ ）
ｆ形成し、筺た反射光はミラー（７）で反射された後
第体 ２物体ｆ＃（１０ｂ）ｋ形成する。第１物体＃（１０ａ
）と第２物体像（ｔａｂ）とげビームスプリンター（６
）とミラー（７）とが平行であるため互いに平行な平面
上に形成されている。第１物体像（１０ａ）と第２物体
像（１０ｂ ）とのほぼ中間には画像平面と平行な平面
上に第１イメージセンサ（８）及び第２イメージセンサ
（９）が配置されている。
第１イメージセンサ（８）ハ第１物体像（１０ａ）より
前方であるため、いわゆる前ピン位置検出用であり、第
２イメージセンサ（９）ハ第２物体像（１０ｂ）より後
方であるためいわゆる後ピン位置検出用である。
前方であるため、いわゆる前ピン位置検出用であり、第
２イメージセンサ（９）ハ第２物体像（１０ｂ）より後
方であるためいわゆる後ピン位置検出用である。
第１イメージセンサ（８）と第２イメージセンサ（９）
とは同一平面上に配置されているが、それぞれの受光面
上に形成される物体像間の光軸上距離は互いに平行に配
置されたビームスプリッタ（６）とミラー（７）との距
離に等しく、ビームスプリッタ（６）とミラー（７）と
の間隔によって前ピン位置と後ピン位置との間隔が設定
されている。
とは同一平面上に配置されているが、それぞれの受光面
上に形成される物体像間の光軸上距離は互いに平行に配
置されたビームスプリッタ（６）とミラー（７）との距
離に等しく、ビームスプリッタ（６）とミラー（７）と
の間隔によって前ピン位置と後ピン位置との間隔が設定
されている。
ここで、補助レンズ（５）としての正レンズの前側焦点
（巧は第２図の概略光路図に示すごとく、対物レンズ（
２）の射出瞳ＱＯの位置に合致して設けられているため
、物体像（１０’ｉ形成する主光線（１）は補助レンズ
（５）の射出後光軸（４）と平行である。
（巧は第２図の概略光路図に示すごとく、対物レンズ（
２）の射出瞳ＱＯの位置に合致して設けられているため
、物体像（１０’ｉ形成する主光線（１）は補助レンズ
（５）の射出後光軸（４）と平行である。
すなわち、対物レンズ（２）と補助レンズ（５）とによ
りいわゆるテレセントリック系が形成されており、この
ため物体像（１０の前方の前ピン位置での物体像０やと
後方の後ピン位置での物体像ａ諺とは同一の太ささて結
像倍率に差はない。前ピン位置での物体像０１が第１イ
メージセンサ（８）上に形成され、後ピン位置での物体
像０１が第２イメージセンサ（９）上に形成される。第
１イメージセンサ（８）の出力信号及び第２イメージセ
ンサ（９）の出力信号は各々処理回路ＣＩＱに入力され
、両者の信号の比較により合焦のために必要な物体の移
動量に対応する信号を発生する。そしてこの信号により
ステージ駆動モーターＩＩＱが所定量だけステージを上
下に移動させ合焦状態が達成される。
りいわゆるテレセントリック系が形成されており、この
ため物体像（１０の前方の前ピン位置での物体像０やと
後方の後ピン位置での物体像ａ諺とは同一の太ささて結
像倍率に差はない。前ピン位置での物体像０１が第１イ
メージセンサ（８）上に形成され、後ピン位置での物体
像０１が第２イメージセンサ（９）上に形成される。第
１イメージセンサ（８）の出力信号及び第２イメージセ
ンサ（９）の出力信号は各々処理回路ＣＩＱに入力され
、両者の信号の比較により合焦のために必要な物体の移
動量に対応する信号を発生する。そしてこの信号により
ステージ駆動モーターＩＩＱが所定量だけステージを上
下に移動させ合焦状態が達成される。
尚、図示した第１物体像（１０ａ）及び第２物体像（１
０ｂ ）はいずれも合焦状態における理想物体像の位置
全油しており、非合焦状態では実際の物体像は当然に図
示の位置から外れている。また、上記実施例では補助レ
ンズ（５）として正レンズを設けたが、これに第２図に
示したごとく対物レンズの射出瞳■Ｑが補助レンズ（５
）より物体側に位置するからであり、対物レンズの射出
瞳が補助レンズより後方に位置する場合には補助レンズ
として負レンズを設ければよい。この場合にも補助レン
ズとしての負レンズの焦点が対物レンズの射出瞳位置に
合致することが必要である。
０ｂ ）はいずれも合焦状態における理想物体像の位置
全油しており、非合焦状態では実際の物体像は当然に図
示の位置から外れている。また、上記実施例では補助レ
ンズ（５）として正レンズを設けたが、これに第２図に
示したごとく対物レンズの射出瞳■Ｑが補助レンズ（５
）より物体側に位置するからであり、対物レンズの射出
瞳が補助レンズより後方に位置する場合には補助レンズ
として負レンズを設ければよい。この場合にも補助レン
ズとしての負レンズの焦点が対物レンズの射出瞳位置に
合致することが必要である。
上記のような構成においては、前ピン及び後ピン位置に
それぞれ設けられる焦点検出用の２つのイメージセンサ
上での物体像に倍率の差がなく、しかも同一平面上にほ
ぼ隣接して設けられるため、焦点検出のための信号処理
が容易であるとともに簡単な構成にすることができる。
それぞれ設けられる焦点検出用の２つのイメージセンサ
上での物体像に倍率の差がなく、しかも同一平面上にほ
ぼ隣接して設けられるため、焦点検出のための信号処理
が容易であるとともに簡単な構成にすることができる。
また同一平面上で隣接する２つのイメージセンサを１つ
のイメージセンサに置き換えて合焦検出することもでき
より簡単ｒｌ構成とすることもできる。
のイメージセンサに置き換えて合焦検出することもでき
より簡単ｒｌ構成とすることもできる。
以上のごとく本発明によれば、前ビン位置検出光学系と
後ピン位置検出用光学系とが実質的に等価であるため合
焦検出の処理が容易であって合焦精度の向上が可能であ
り、簡単かつ小型で高性能の焦点検出装置が提供される
。尚、本発明による焦点検出装置は実施例に示した顕微
鏡に限らず、各種の投影器、或はカメラ用の合焦装置と
して対物レンズ全通過する光束により合焦検出を行なう
いわゆるＴ Ｔ Ｌ （ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ １ｅ
ｎｓ）測距装置に応用することも可能である。
後ピン位置検出用光学系とが実質的に等価であるため合
焦検出の処理が容易であって合焦精度の向上が可能であ
り、簡単かつ小型で高性能の焦点検出装置が提供される
。尚、本発明による焦点検出装置は実施例に示した顕微
鏡に限らず、各種の投影器、或はカメラ用の合焦装置と
して対物レンズ全通過する光束により合焦検出を行なう
いわゆるＴ Ｔ Ｌ （ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ １ｅ
ｎｓ）測距装置に応用することも可能である。
第１図は本発明による実施例の概略構成図、第２図は補
助レンズの作用全説明する概略光路図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ２・・・対物レンズ ５・・・補助レンズ１０ａ
、 １０ｂ・・・理想物体像 ８．９・・・イメージセンサ 出願人 日本光学工業株式会社 代理人 渡 辺 隆 男 牙１ ｍ ４θ 第２図
助レンズの作用全説明する概略光路図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ２・・・対物レンズ ５・・・補助レンズ１０ａ
、 １０ｂ・・・理想物体像 ８．９・・・イメージセンサ 出願人 日本光学工業株式会社 代理人 渡 辺 隆 男 牙１ ｍ ４θ 第２図
Claims (1)
- 対物レンズの光路全像側で分割するためのビームスプリ
ッタ−と、該ビームスプリンターにより分割された光路
中で該対物レンズによる理想像面の前後に相当する位置
にそれぞれ設けられた受光素子と全有し、該受光素子か
らの電気的出力をもとに焦点検出を行なう焦点検出装置
において、該対物レンズと該ビームスプリンターとの間
に、該対物レンズの射出目位置に焦点が一致する補助レ
ンズを設けたことを特像とする合焦検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12107182A JPS5910914A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12107182A JPS5910914A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 焦点検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5910914A true JPS5910914A (ja) | 1984-01-20 |
Family
ID=14802116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12107182A Pending JPS5910914A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910914A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6351308U (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-07 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5576310A (en) * | 1978-12-05 | 1980-06-09 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Automatic focusing device |
| JPS55115021A (en) * | 1979-02-27 | 1980-09-04 | Olympus Optical Co Ltd | Focus position detector |
-
1982
- 1982-07-12 JP JP12107182A patent/JPS5910914A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5576310A (en) * | 1978-12-05 | 1980-06-09 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Automatic focusing device |
| JPS55115021A (en) * | 1979-02-27 | 1980-09-04 | Olympus Optical Co Ltd | Focus position detector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6351308U (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-07 |
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