DE3735091C2

DE3735091C2 -

Info

Publication number: DE3735091C2
Application number: DE3735091A
Authority: DE
Inventors: Tadafumi Fujihara; Yoshihiro Hachiouji Tokio/Tokyo Jp Shimada
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1986-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1990-02-08
Also published as: JPH0774856B2; US4902101A; JPS6398615A; DE3735091A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Scharfeinstellung eines optischen Systems durch Einstellung eines Abstandes zwischen einem Objekt und einer Objektivlinse so, daß für den gemessenen Kontrast des Objektes ein Maximum erzielt wird.

Ein automatisches Fokussierungsverfahren, das in der Vergangenheit bei optischen Apparaten wie beispielsweise bei Mikroskopen angewendet wurde, besteht darin, daß zur Erreichung der Brennpunkteinstellung eine Entfernung zwischen einer Probe oder einem zu photographierenden Objekt und einer Objektivlinse derart eingestellt wurde, daß die Größe des Kontrastes maximiert wurde, die durch die Differentiation oder Integration eines Projektionsbeleuchtungssignals erlangt wird, das von einer TV-Kamera oder einer Bildaufnahmeeinrichtung wie beispielsweise einem Festkörperbildsensor des line-scanning-Types ausgegeben wird. Ein solches Verfahren beinhaltet die drei nachstehenden Systeme:

(1) Voll-Scanning System
Hierbei handelt es sich um ein System zur Erreichung der Brennpunkteinstellung, bei dem die Position einer Objektivlinse oder eines Objektes (Probe) vollständig in dem Bereich des Abstandes zwischen einem vorderen Fokus und einem hinteren Fokus verschoben wird, um die Position innerhalb dieses Verschiebungsbereiches, in der der maximale Kontrast erhalten wird, zu speichern und um anschließend die Objektivlinse oder das Objekt in die Position des maximalen Kontrastes zu setzen.
(2) Spitzen-Stop-System
Hierbei handelt es sich um ein System zur Erreichung der Brennpunkteinstellung, bei dem die Objektivlinse oder das Objekt aus der Position des vorderen Fokus herausbewegt wird und die Bewegung der Objektivlinse oder des Objektes in der Position gestoppt wird, in der der Kontrast maximal ist (DE-OS 33 40 647).
(3) Nullsteigungs-System
Hierbei handelt es sich um ein System zur Erreichung der Brennpunkteinstellung, bei dem die Objektivlinse oder das Objekt bewegt wird und dann die Bewegung in einer Position gestoppt wird, in der der Kontrast nicht länger variiert, und zwar in der Weise, daß zuerst das Objektiv oder das Objekt in eine willkürliche Richtung bewegt wird, um einen Vergleich zwischen den Kontrastwerten vor und nach der Bewegung durchzuführen, und daß anschließend die Objektivlinse oder das Objekt in die gleiche Richtung bewegt wird, wenn der Kontrastwert nach der Bewegung angestiegen ist und in die entgegengesetzte Richtung, wenn der Kontrastwert nach der Bewegung abgenommen hat.

Von den voranstehend beschriebenen Systemen wird üblicherweise das System (2) oder (3) benutzt. Tatsächlich ist es jedoch so, daß, weil zusätzlich zu der Spitze des maximalen Kontrastes der Brennpunktposition eine Anzahl von Unter-Spitzen des Kontrastes existieren, diese Systeme ein Problem dahingehend aufweisen, daß, wenn die automatische Brennpunkteinstellung durchgeführt wird, die Positionen der Unter-Spitzen fehlerhaft als Brennpunktpositionen festgestellt werden und infolgedessen der Vorgang der automatischen Brennpunkteinstellung gestoppt wird, so daß möglicherweise Fehlfunktionen entstehen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein automatisches Fokussierungsverfahren zu schaffen, daß es ermöglicht, die Position des maximalen Kontrastes, d. h. die Scharfeinstellebene unabhängig von Unter-Spitzen des Kontrastes genau festzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß Anspruch 2 ist so konzipiert, daß durch die Anwendung eines Interpolationsverfahrens die Bestimmung der Scharfeinstellung, d. h. des Punktes mit maximalem Kontrast mit einer größeren Geschwindigkeit als bei der Grundausführungsform erfolgen kann.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform gemäß Anspruch 4 ist für den Fall vorgesehen, daß eine Grenzposition für die Bewegung der Objektivlinse oder des Objektes auf der dem Referenzpunkt gegenüberliegenden Seite festgelegt ist, und es sich als unmöglich gezeigt hat, festzustellen, daß die Position des maximalen Kontrastes durchschritten wurde. Mit den hierzu vorgeschlagenen Maßnahmen kann auch im Falle eines Objektes mit geringem Kontrast die automatische Fokuseinstellung mit Sicherheit durchgeführt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Unteranspruch 3 gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Grundstruktur einer automatischen Fokussiereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Ansicht,

Fig. 2 und 3 das Verhältnis des Kontrastes und der Objektiv/Proben-Entfernung für den Fall, daß nur eine Spitze des Kontrastes vorliegt (Fig. 2) und für den Fall, daß eine Vielzahl von Unter-Spitzen des Kontrastes vorliegen (Fig. 3) in entsprechenden Diagrammen,

Fig. 4 das Prinzip der Rückstellungsmethode nach einer ersten Form des Verfahrens in einem Diagramm,

Fig. 5 den Verfahrensverlauf der ersten Methode in einem Diagramm,

Fig. 6 das Prinzip der Interpolation nach der zweiten und dritten Methode in einem Diagramm,

Fig. 7 den Verfahrensverlauf der zweiten Methode in einem Diagramm, und

Fig. 8 und 9 den Verfahrensverlauf einer vierten Methode für den Fall, daß der maximale Kontrast größer ist als ein vorgegebener Kontrastwert (Fig. 8) und für den Fall, daß der maximale Kontrastwert kleiner ist als ein vorgegebener Kontrastwert (Fig. 9).

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend auf der Basis der dargestellten Verfahrensweisen beschrieben.

Fig. 1 stellt eine Grundstruktur einer automatischen Fokussiereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung dar, bei der von einer Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 2 des line-scanning-Typs (beispielsweise eine CCD-Kamera), die am Tubus 1 a eines Mikroskopes 1 gehaltert ist, ausgesandte Projektionshelligkeitssignale in einen Mikrocomputer 4 über einen A/D-Wandler 3 eingegeben werden und ein Absolutwert eines Differenzwertes zwischen den zueinander benachbarten Pixeln zwischen den Projektionshelligkeitssignalen, die von den Festkörperbildaufnahmeelementen in der Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 2 des line-scanning-Typs produziert werden, im Hinblick auf alle Pixel einer horizontalen scanning-Linie festgestellt werden, um die Gesamtheit jedes Absolutwertes zu erhalten. Dieser Gesamtwert ist als Kontrast bestimmt und das voranstehende Verfahren wird durchgeführt, während die Objektivlinse 1 a oder der Tisch (Objekt) 1 b des Mikroskopes 1 von einem Antriebsmotor (einem Schrittmotor) 5 über einen an sich bekannten Mechanismus graduell bewegt wird und auf der Basis der so erhaltenen Kontrastinformation der Schrittmotor 5 von Computer 4 so gesteuert wird, daß eine Distanz D zwischen der Objektivlinse 1 a und dem Objekt (Probe) 1 b eingestellt wird, um einen Fokuspunkt (FP) sicherzustellen. Die Festkörperbildaufnahmeeinrichtung des line-scanning-Typs, d. h. das fokussierende System 2 kann in ein optisches System im Gehäuse des Mikroskopes 1 integriert werden.

In den Fig. 2 und 3 sind Kurven dargestellt, die das Verhältnis zwischen dem Kontrast C und dem Objektiv/Proben-Abstand D darstellen. Fig. 2 stellt dabei den idealen Fall eines Kontrastes mit nur einer Spitze Tp dar und in einem solchen Fall kann die Fokuseinstellung mit Sicherheit in einer einfachen Weise durchgeführt werden. Wenn jedoch tatsächlich eine Kontrastkurve mit einer Vielzahl von Unter-Spitzen Sp zustande kommt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, führt das zu dem Ergebnis, daß bei den konventionellen Verfahren die Unter-Spitzen Sp immer irrtümlich als die Position des maximalen Kontrastes, d. h. als die Position des Fokuspunktes FP betrachtet worden sind.

Daher hat das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung die Probleme des bekannten Verfahrens gelöst, indem - wie nachstehend beschrieben - die Bewegung zur Einstellung der Entfernung zwischen der Objektivlinse und der Probe und der Vergleich mit dem Kontrast verbessert wurde. Zunächst wird eine erste Ausführungsform beschrieben. Wie in Fig. 4 dargestellt, startet der Schrittmotor 5 mit dem Antrieb auf einem ursprünglichen Punkt HP, der willkürlich in der Position (vorderer Fokus) festgesetzt wird, die auf der Objektseite vom Fokuspunkt liegt, und während die Objektivlinse 1 a kontinuierlich Schritt für Schritt mit einer vorbestimmten Schrittweite S 1 in Richtung (Normal-Richtung) des Fokuspunktes FP bewegt wird, wird bei jedem Schritt der Kontrast gemessen. Die Daten der gemessenen Positionen Da, Da-1, . . . und die Kontrastwerte Ca, Ca-1, . . . bei den entsprechenden Positionen werden in einen Speicher des Mikrocomputers 4 eingegeben. Dann werden die Kontrastwerte Ca-n (die bereits gespeicherten Daten), die den vielen Positionen Da-n in dem Bereich, der die vorbestimmte Anzahl von Schritten n in eine Richtung entgegengesetzt zu der Normal-Richtung (d. h. in die entgegengesetzte Richtung) von der vorliegenden Position Da entsprechend, aus dem Speicher des Computers 4 geholt, um die Größe der Kontrastwerte auf der Basis der Position Da zu vergleichen. Das kann durch eine Gleichung folgendermaßen ausgedrückt werden:

Δ Cna = Ca-n - Ca
(n = 1, 2, . . ., n)

Wenn der Gesamtwert von Δ Cna größer ist als ein vorhergegebener Entscheidungswert ε ( ε ≧ 0) zeigt dies, daß die vorliegende Position sich in einem absteigenden Teil der Kontrastkurve befindet und konsequenterweise kann entschieden werden, daß die Position des maximalen Kontrastes durchschritten worden ist, während das Objekt schrittweise mit der Schrittweite S 1 bewegt wurde. Hiernach wird, wie in Fig. 5 dargestellt, die Objektivlinse zu einem Zeitpunkt zu der Position Das (Das = Da max + S 1, auf der Da-Seite) zurückgestellt, wo die Position des Kontrastes Ca in die Normal-Richtung um einen Schritt von der Maximalposition Da max (Ca = Ca max) zwischen die Positionen Da, wo die Objektivlinse schrittweise bewegt worden ist, und dann wird die gleiche Operation, wie voranstehend beschrieben, in Richtung auf den Fokuspunkt, d. h. in einer Richtung entgegengesetzter Normal-Richtung, mit einer Schrittweite, die kleiner ist als die Schrittweite S 1, durchgeführt. Dann, nachdem der voranstehend beschriebene Vorgang kontinuierlich durch ständige Wiederholung durchgeführt worden ist, bis eine vorgegebene minimale Schrittweite unterhalb der Schärfentiefe angewendet werden kann, ist der Vorgang vollendet und die Position, wo die Objektivlinse zuletzt angehalten wurde, ist der Fokuspunkt.

Nach dieser Methode werden die Unter-Spitzen des Kontrastes außer Acht gelassen, so daß ein realer Spitzenwert erhalten wird und eine automatische Brennpunkteinstellung sicher durchgeführt werden kann. Fig. 4 stellt die Position Da (diese Entscheidungsbedingung ist die, bei der alle Werte von Ca-1-Ca, Ca-2-Ca, Ca-3-Ca und Ca-4-Ca größer sind als der Entscheidungswert e ), wo entschieden wird, daß die Position des maximalen Kontrastes bei der Schrittweite S 1 durchschritten worden ist und die Zahl der return-Schritte n (=4). Weiterhin zeigt Fig. 5 den Vorgang, um den Fokuspunkt zu erhalten, in dem die Schrittweite geändert wird. Auch der Entscheidungswert ε und die Anzahl der return-Schritte n muß im Hinblick auf Kontraständerungen geändert werden, wenn die Schrittweite S geändert wird, und deren praktische Werte hängen von den Kontrastdaten einer Probe und den Daten des elektrischen Rauschens (der Streuung des Kontrastes) ab.

Die Methode der Feststellung der Größe des Kontrastes während der Rückstellung der Linse, wie voranstehend beschrieben, wird nachstehend abgekürzt "return-Methode" bezeichnet.

Nachstehend ist eine zweite Ausführungsform mit einer Modifizierung der ersten Ausführungsform beschrieben. Das Verfahren nach dieser Ausführungsform dient zur Reduzierung der Zeit für die Scharfeinstellung und wird in Verbindung mit den Fig. 6 und 7 beschrieben. Zunächst wird die return-Methode mit der Schrittweite S 1 angewandt und nach Feststellung der Position Das (siehe Fig. 4), in der die Position des Kontrastes Ca in Normal-Richtung um einen Schritt von der Maximumposition Dmax verschoben ist, wird die Objektivlinse 1 a in diese Position bewegt. Dann, wie in Fig. 6 und 7 eingezeichnet, wird die Objektivlinse bei Messung des Kontrastes um eine vorgegebene Anzahl von return-Schritten mit einer Schrittweite S 2, die kleiner ist als die Schrittweite S 1, in Richtung auf den Fokuspunkt (d. h., in eine Richtung entgegengesetzt zur Normal-Richtung) von der Position Das als Startpunkt bewegt (diese Bewegung der Objektivlinse wird nachstehend als Indikations-Bewegung bezeichnet).

Nachdem die Indikations-Bewegung vollständig durchgeführt ist, wird aus dem maximalen Kontrast C′max (diese Position ist D′max), der bei der m-maligen graduellen Bewegung produziert wird, und den Kontrastwerten C′L, C′R, die den Positionen D′L, D′R (D′L = D′max - S 2; D′R = D′max + S 2), die auf entgegengesetzten Seiten der Position D′max existieren, entsprechen, der Fokuspunkt FT durch einen annähernden Interpolationsausdruck errechnet, und anschließend wird die Objektivlinse zu dem errechneten Fokuspunkt bewegt. Für die Interpolation sind verschiedene Methoden bekannt und als Ergebnis der Durchführung der vorliegenden Erfindung ist gefunden worden, daß auch die einfachste lineare Approximation ungefähr adäquate Ergebnisse bringen kann, so daß nachstehend nur eine Gleichung für eine lineare Approximation beschrieben wird:

Auch wenn hier Anzeichen vorliegen, daß die return-Methode bei dieser Ausführungsform nur in bezug auf die Bewegung mit der Schrittweite S 1 angewendet wird, so ist es jedoch für die Verbesserung der Sicherheit beim Fokussieren nur notwendig, ein Verfahren mit einer anwachsenden Anzahl von Anwendungen der return-Methode (angewendet auch in bezug auf die Bewegung mit der Schrittstärke S 2 (<S 1) beispielsweise) und/oder ein Verfahren der Anwendung der Interpolation bei gleichzeitigem Ansteigen der Anzahl der Anwendungen voranstehend beschriebenen Indikations-Bewegung zu verwenden und die Auflösung durch Festsetzung einer Schrittweite, die kleiner ist als die Schrittweite S 1, zu vergrößern.

Nachstehend wird als dritte Ausführungsform eine Beschreibung im Hinblick auf ein Verfahren zur Feststellung des Fokuspunktes gegeben, bei dem eine automatische Feststellung der Anzahl der return-Schritte m der Indikations-Bewegung bei der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird. Als erstes wird die return-Methode mit der Schrittweite S 1 durchgeführt zur Feststellung der Position Das (siehe Fig. 4), wohin die Position des Kontrastes Ca in Normal-Richtung um einen Schritt von der Maximalposition Dmax verschoben ist, gefolgt von der Bewegung der Objektivlinse 1 a in diese Position. Dann wird die Objektivlinse 1 a weiter zu der nachfolgend erläuterten Position DaE bewegt, während der Kontrast gemessen wird, und zwar mit einer Schrittweite S 2, die kleiner ist als die Schrittweite S 1 in Richtung zum Fokuspunkt FP, d. h. in einer zur Normal-Richtung entgegengesetzten Richtung, ausgehend von der Position Das als Startpunkt. Das bedeutet, wie in Fig. 6 dargestellt, daß die Position DaE die Position ist, die den Kontrastwert CaE aufweist, der kleiner als der der Position Das entsprechende Kontrastwert Cas ist und der dem Kontrastwert Cas von den bei der Durchführung der return-Methode mit der Schrittweite S 1 gespeicherten Kontrastwerten Ca am nächsten kommt. Hieran anschließend wird die bei der zweiten Ausführungsform beschriebene Interpolation auf die dritte Ausführungsform angewendet und der Fokuspunkt FP wird in gleicher Weise wie bei der zweiten Ausführungsform erhalten.

Nachstehend ist als vierte Ausführungsform eine Methode der Brennpunktfeststellung bei einer Probe mit einem geringen Kontrast im einzelnen erklärt. Generell ist festzustellen, daß im Falle einer Probe mit einem geringen Kontrast die Differenz zwischen den Kontrastwerten kleiner ist als der Entscheidungswert und eine Spitzen-Weite ist ebenfalls kleiner, so daß die Position Dmax, die dem maximalen Kontrast Cmax entspricht, möglicherweise beim erstenmal durch die return-Methode mit der Schrittweite S 1 nicht festgestellt werden kann. Das automatische Fokussierverfahren wird in einem solchen Fall wie folgt durchgeführt:

Eine Einrichtung 6 (Fig. 1) zur Feststellung einer vorgegebenen Grenzposition LP (eine Position, die auf der hinteren Fokusseite des Fokuspunktes liegt, das ist die in Fig. 4 dargestellte Position LP) ist von vornherein im Mikroskop vorgesehen, und nach Ermittlung der Position LP wird in der Position Da, in die die Objektivlinse bereits schrittweise bewegt worden ist, der maximale Kontrast Cmax festgestellt. Wenn der Wert Cmax größer ist als ein vorgegebener Kontrastwert Ct, wird die Objektivlinse zu der Position Das, die um einen Schritt aus der Position Dmax des maximalen Kontrastes Cmax verschoben ist, aus der Position Da, in die die Objektivlinse bereits schrittweise bewegt worden ist, bewegt wie zu Beginn der dritten Ausführungsform, und dann wird der Fokuspunkt in gleicher Weise wie zu Beginn der dritten Ausführungsform festgestellt. Ein Fokussiervorgang nach der voranstehend erläuterten Methode in Anwendung auf die erste Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt.

Wenn andererseits der Kontrast Cmax kleiner ist als der vorgegebene Kontrast Ct, wird die Grenzposition LP als falscher Ausgangspunkt festgestellt und die Schrittweite wird auf S 2 (kleiner als S 1) heruntergesetzt, um wiederum die return-Methode durchzuführen. Anschließend wird der Fokuspunkt in gleicher Weise wie zu Beginn der dritten Ausführungsform festgestellt. Ein Fokussierungsvorgang nach dieser Methode unter Anwendung auf die erste Ausführungsform stellt die Grenzposition LP als falschen Ausgangspunkt fest, um die Fokussierung durchzuführen. In einem solchen Fall mit einer Probe mit einer bestimmten Dicke wird jedoch ein Fokus auf der Rückseite der Probe festgestellt. Und daher nutzt diese Ausführungsform zur Fokussierung in bezug auf die gleiche Oberfläche (beispielsweise die Frontoberfläche), indem zunächst der falsche Originalpunkt durch den richtigen Originalpunkt HP ersetzt wird.

Obwohl in der voranstehenden Beschreibung die Objektivlinse bewegt wird, um die Entfernung D zwischen der Objektivlinse und der Probe einzustellen, ist es selbstverständlich, daß die gleichen Ergebnisse erhalten werden, wenn der Mikrocomputer 4 mit einem in Fig. 1 mit gestrichelten Linien eingezeichneten Motor 5′ so verbunden ist, daß die Komponente auf der Probenseite bewegt wird.

Weiterhin ist festzustellen, daß der Antriebsmotor 5, 5′, der voranstehend als Schritt-Motor beschrieben wurde, auch als anderer DC-Motor vorgesehen werden kann und daß es auch möglich ist, die Brennpunkteinstellung anstelle einer graduellen und schrittweisen Bewegung als kontinuierliche Bewegung durchzuführen, wenn die elektrischen Signale der Bildaufnahmeeinrichtung 2 des line-scanning-Typs, des A/D-Wandlers 3 und des Mikrocomputers 4 bei Hochgeschwindigkeit erzeugt werden können.

Auch im Falle, daß das elektrische Rauschen hoch ist und der Kontrast stark streut, kann der Fokuspunkt mit einem hohen Grad an Sicherheit festgestellt werden in der Weise, daß die Messung des Kontrastes mehrfach in der gleichen Position und bei gleichen Betriebsbedingungen durchgeführt wird, um so den Kontrast mit kleiner Streuung zu erhalten.

Obwohl die voranstehende Beschreibung sich auf die Beispiele in bezug auf Mikroskope bezieht, ist festzustellen, daß vorliegende Erfindung ebenso gut auch auf andere optische Geräte anwendbar ist.

Zusammenfassend bezieht sich die Erfindung auf eine automatische Fokussiereinrichtung mit einem peak-stop-System, das geeignet ist, eine automatische Fokussierung folgendermaßen durchzuführen: Messung des Kontrastes während einer schrittweisen Bewegung entweder der Objektivlinse oder des Objektes in Richtung des Fokuspunktes entlang der optischen Achse der Objektivlinse mit einer festen Schrittweise von einem Referenzpunkt ausgehend, um den in jeder einzelnen Position während der Bewegung gemessenen Kontrast in einem Datenspeicher abzuspeichern, Vergleich einer Differenz zwischen dem gemessenen Kontrastwert einer erreichten Position, in die die Objektivlinse oder das Objekt zuletzt bewegt worden ist und den Kontrastwerten, die für jede Position, in die die Objektivlinse oder das Objekt bereits bewegt worden ist, gespeichert wurden, mit einem vorgegebenen Entscheidungswert, und Entscheidung, daß die Position des maximalen Kontrastes (der Fokuspunkt) im Hinblick auf die schrittweise Bewegung mit der voranstehend genannten Schrittweite bereits durchschritten worden ist, wenn jeder Vergleichswert bei jeder Position einen positiven Wert aufweist, wodurch es möglich wird, die Position des maximalen Kontrastes ungeachtet von sub-peaks des Kontrastes sicher festzustellen.

Claims

1. Verfahren zur automatischen Scharfeinstellung eines optischen Systems durch Einstellung eines Abstandes zwischen einem Objekt und einer Objektivlinse so, daß für den gemessenen Kontrast des Objektes ein Maximum erzielt wird, gekennzeichnet durch die Anwendung folgender Schritte:

a) Messung des Kontrastes bei einer schrittweisen Bewegung des Objektes oder der Objektivlinse entlang einer optischen Achse der Objektivlinse in einer Normalen-Richtung mit einer ersten konstanten Schrittweite von einem Referenzpunkt und Speicherung des Kontrastes bei jeder Position, zu der das Objekt oder die Objektivlinse bewegt worden ist,
b) Vergleich einer Differenz zwischen einem Kontrastwert, der in der Position, in die das Objekt oder die Objektivlinse gerade bewegt worden ist, gemessen wird, und einem Kontrastwert, der in jeder Position, in die das Objekt oder die Objektivlinse bereits bewegt worden war, gemessen wurde, mit einem vorgegebenen Entscheidungswert,
c) Entscheidung, daß eine Position des maximalen Kontrastes durchschritten worden ist in bezug auf das Vorgehen mit der ersten Schrittweite, wenn jeder der durch den Schritt b) erhaltenen Vergleichswerte ein positiver Wert ist,
d) Rückstellung des Objektes oder der Objektivlinse in eine in der Normalen-Richtung um die erste Schrittweite von der Position des maximalen Kontrastes verschobene Position,
e) Messung des Kontrastes bei einer schrittweisen Bewegung des Objektes oder der Objektivlinse entlang der optischen Achse der Objektivlinse mit einer zweiten konstanten Schrittweite, die kleiner ist als die erste konstante Schrittweite, entgegengesetzt zur Normalen-Richtung, und nachfolgendes Ausführen der Schritte (b) und (c),
f) Wiederholung der Schritte (a) bis (e) bis eine vorgegebene minimale Schrittweite erreicht ist, die kleiner ist als eine Schärfentiefe.

2. Verfahren zur automatischen Scharfeinstellung eines optischen Systems nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte nach Durchführung des Schrittes (c):

j) Rückstellung des Objektes oder der Objektivlinse in eine in Normalen-Richtung um die erste Schrittweite von der Position des maximalen Kontrastes verschobene Position und anschließendes Bewegen des Objektes oder der Objektivlinse um eine vorgegebene Anzahl von Schritten mit einer zweiten Schrittweite, die kleiner ist als die erste Schrittweite, entgegengesetzt zur Normalen-Richtung, wobei der Kontrast gemessen wird,
k) Verwendung des während einer schrittweisen Bewegung in Schritt (j) gemessenen maximalen Kontrastes und der Kontrastwerte in Positionen, die um die zweite Schrittweite in Normalen- und entgegengesetzt zur Normalen-Richtung von der Position des maximalen Kontrastes verschoben sind, zur Berechnung der Schärfeebene durch Interpolation, und
l) Verschiebung des Objektes oder der Objektivlinse in eine in Schritt (k) errechnete Position.

3. Verfahren zur automatischen Scharfeinstellung eines optischen Systems nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte nach Durchführung des Schrittes (c):

o) Rückstellung des Objektes oder der Objektivlinse in eine in Normalen-Richtung um die erste Schrittweite von der Position des maximalen Kontrastes verschobene Position und anschließendes Bewegen des Objektes oder der Objektivlinse mit einer zweiten Schrittweite, die kleiner ist als die erste Schrittweite, entgegengesetzt zur Normalen-Richtung, wobei der Kontrast gemessen wird, in eine Position mit einem Kontrastwert, der kleiner ist als der in Schritt (a) gespeicherte Kontrastwert für die verschobenen Positionen und diesem am nächsten kommt,
p) Verwendung des während der schrittweisen Bewegung in Schritt (o) gemessenen Wertes des maximalen Kontrastes und der Kontrastwerte in um die zweite Schrittweite in Normalen- und entgegengesetzt zur Normalen-Richtung von der Position des maximalen Kontrastes verschobenen Positionen, zur Berechnung der Schärfeebene durch Interpolation, und
q) Verschiebung des Objektes oder der Objektivlinse in eine in Schritt (p) errechnete Position.

4. Verfahren zur automatischen Scharfeinstellung eines optischen Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 3, für den Fall, daß eine Grenzposition für die Bewegung des Objektes oder der Objektivlinse auf der dem Bezugspunkt gegenüberliegenden Seite eingestellt ist und es nicht möglich ist, festzustellen, ob die Position des maximalen Kontrastes bei der Durchführung des Schrittes (c) durchschritten wurde, darüber hinaus gekennzeichnet durch die Schritte:

g) Feststellung des Wertes des maximalen Kontrastes in der schrittweisen Bewegung mit der ersten Schrittweite, um diesen mit einem vorgegebenen Wert zu vergleichen,
h) Durchführung der Schritte d) bis f), j) bis l) oder o) bis q), wenn der in Schritt (g) festgestellte Wert des maximalen Kontrastes größer ist als der vorgegebene Wert, oder
i) Messung des Kontrastes während der schrittweisen Bewegung des Objektes oder der Objektivlinse entlang der optischen Achse der Objektivlinse in Normalen-Richtung mit einer Schrittweite, die kleiner ist als die erste Schrittweite, und anschließende Durchführung der Schritte (b) und (c) und (d) bis (f), (j) bis (l) oder (o) bis (q), Einstellung der Grenzposition oder des Bezugspunktes als einen zweiten Bezugspunkt, wenn der in Schritt (c) ermittelte Wert des maximalen Kontrastes kleiner ist als der vorgegebene Wert.