JP2001059936A - Automatic focus detector, automatic focus detecting method and automatic focus detecting program-recorded recording medium - Google Patents

Automatic focus detector, automatic focus detecting method and automatic focus detecting program-recorded recording medium

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JP2001059936A
JP2001059936A JP2000179030A JP2000179030A JP2001059936A JP 2001059936 A JP2001059936 A JP 2001059936A JP 2000179030 A JP2000179030 A JP 2000179030A JP 2000179030 A JP2000179030 A JP 2000179030A JP 2001059936 A JP2001059936 A JP 2001059936A
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JP
Japan
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luminance
objective lens
sample
detected
value
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000179030A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Enjoji
健 円城寺
Akihiro Kitahara
章広 北原
Nobuhiro Takamizawa
伸拡 高見澤
Masahiro Oba
雅宏 大場
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten acting time taken till focusing by fetching luminance in accordance with reflected light from a sample surface in a specified sampling cycle while relatively consecutively moving a sample and an objective lens. SOLUTION: Spot light from a light source 1 is radiated to the sample 4 through the objective lens 3 and the reflected light from the sample 4 is detected as a luminance signal by a photodetector 11. The lens 3 is consecutively moved at constant speed along a Z-axis in a direction where it is separated from the sample 4 or a direction where it approaches to the sample 4 by a moving and driving part 8. The luminance detected by the photodetector 11 is increased with the movement of the lens 3 and decreased from the point of time when it exceeds a maximum luminance value, and fetched in a luminance detection means 701 in the fixed sampling cycle. The means 701 outputs a signal for stopping the movement of the lens 3 when luminance change at this time, that means, the number of times that the luminance is consecutively decreased and the decreased luminance value coincide with a previously set condition.

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、顕微鏡などの光学
機器に適用される自動焦点検出装置、自動焦点検出方法
および自動焦点検出プログラムを記録した記録媒体に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic focus detecting device, an automatic focus detecting method, and a recording medium on which an automatic focus detecting program is recorded, which is applied to optical equipment such as a microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、顕微鏡などに適用される自動焦点
検出装置には、様々な方式のものが考えられており、例
えば、試料面での反射光を受光素子で検出して得た輝度
データをコントラスト量として扱い、このコントラスト
量が最高値となるようにステージまたは対物レンズをZ
軸方向に移動させ合焦させる、いわゆる山登りサーボ方
式によりオートフォーカス(以下、AFと略す)制御を
行なうものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of automatic focus detection devices applied to microscopes and the like have been considered, and for example, luminance data obtained by detecting light reflected on a sample surface by a light receiving element. Is treated as a contrast amount, and the stage or the objective lens is set to Z so that the contrast amount becomes the maximum value.
2. Description of the Related Art There has been known an apparatus that performs autofocus (hereinafter, abbreviated as AF) control by a so-called hill-climbing servo system that moves in the axial direction to focus.

【0003】図29は、このような山登りサーボ方式を
採用した自動焦点検出装置の一例を説明するもので、ま
ず、図示しない対物レンズをZ方向で試料から離れる方
向に第1ピッチ(図示白丸印)で移動させながら試料面
からの反射光の輝度データを得、このときの輝度がシュ
レッシュホールドTH以上になるかを確認する。その
後、シュレッシュホールドTHを越える輝度を検出する
と、今度は、第1ピッチより細かい第2ピッチ(図示黒
三角印)で、輝度が増すZ方向に対物レンズを移動させ
ながら最高輝度値Hを探す。そして、最高輝度値Hを検
出した後も第2ピッチのままで同方向に対物レンズを移
動させ、輝度が最高輝度値Hの50%になる点Mを探
し、その位置で対物レンズの移動を一時停止させる。次
に、対物レンズの移動方向を反転させて、今度は、さら
に第2ピッチより細かい第3ピッチ(図示白三角印)で
最高輝度値を通過するまで移動させ、輝度が3回続けて
直前に取込んだ輝度より小さい点を見つけたなら、真の
最高輝度の合焦点を過ぎたものと判断して、最高輝度位
置Fに対物レンズを移動させて合焦を完了する。
FIG. 29 illustrates an example of an automatic focus detection device employing such a hill-climbing servo system. First, a first pitch (indicated by a white circle in the figure) is used to move an objective lens (not shown) away from the sample in the Z direction. ), The luminance data of the reflected light from the sample surface is obtained while moving, and it is checked whether the luminance at this time is equal to or greater than the shresh hold TH. Thereafter, when a luminance exceeding the shresh hold TH is detected, a maximum luminance value H is searched for at the second pitch (black triangular mark in the drawing) finer than the first pitch while moving the objective lens in the Z direction in which the luminance increases. . Then, after detecting the maximum luminance value H, the objective lens is moved in the same direction while maintaining the second pitch, and a point M at which the luminance becomes 50% of the maximum luminance value H is searched. Pause. Next, the moving direction of the objective lens is reversed, and the moving direction of the objective lens is further shifted at a third pitch finer than the second pitch (white triangle mark in the drawing) until the maximum brightness value is passed. If a point smaller than the captured luminance is found, it is determined that the focal point has passed the true maximum luminance, and the objective lens is moved to the maximum luminance position F to complete the focusing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
方法によると、対物レンズのZ移動範囲全域をピッチ移
動させるもので、所定のピッチで移動させるごとに、対
物レンズを一旦停止させて輝度データの取込みを行なう
ようにしているため、対物レンズの移動範囲が広くなっ
たりピッチ移動点が多数存在すると、対物レンズの停止
による移動時間が長くなり、輝度データの取込みに時間
がかかってしまう。このことは、合焦点を判定するまで
に多大の時間を要することになり、顕微鏡を用いた試料
観察の作業能率を大幅に低下させるという問題があっ
た。
However, according to such a method, the objective lens is moved in pitch over the entire Z movement range, and every time the objective lens is moved at a predetermined pitch, the objective lens is temporarily stopped and the luminance data is moved. If the moving range of the objective lens is large or there are many pitch moving points, the moving time due to the stop of the objective lens becomes long, and it takes time to capture the luminance data. This requires a large amount of time to determine the focal point, and there is a problem that the working efficiency of sample observation using a microscope is greatly reduced.

【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、合焦までの動作時間の短縮を図ることができる自動
焦点検出装置、自動焦点検出方法および自動焦点検出プ
ログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an automatic focus detection device, an automatic focus detection method, and a recording medium in which an automatic focus detection program is recorded, which can shorten the operation time until focusing. The purpose is to do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
試料面に対物レンズを介してスポット光を照射し、前記
試料面からの反射光に応じた輝度を検出するとともに、
輝度値の変化から合焦点を検出するようにした自動焦点
検出装置において、前記試料と対物レンズとを相対的に
連続移動させる移動手段と、前記試料と対物レンズとの
相対的な連続移動と同時に、所定のサンプリング周期で
前記試料面からの反射光に応じた輝度を検出する輝度検
出手段と、この輝度検出手段により検出された輝度の最
高値の位置を合焦点と判断する合焦点判断手段とを具備
したことを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention,
Irradiating a spot light on the sample surface via an objective lens, and detecting a luminance according to the reflected light from the sample surface,
In an automatic focus detection device configured to detect a focal point from a change in luminance value, a moving unit that relatively continuously moves the sample and the objective lens, and simultaneously with the relative continuous movement of the sample and the objective lens. A luminance detecting means for detecting a luminance according to the reflected light from the sample surface at a predetermined sampling cycle, and a focus determining means for determining a position of a maximum value of the luminance detected by the luminance detecting means as a focal point. It is characterized by having.

【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、合焦点判断手段は、前記試料または対物レ
ンズが一方向に連続移動され前記輝度が最高値を越えて
減少するのを検出した後、前記試料または対物レンズが
他方向に連続移動され前記輝度が最高値を越えて減少す
るのを検出することにより、前記輝度の最高値の位置を
合焦点と判断することを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the in-focus determination means detects that the sample or the objective lens is continuously moved in one direction and the luminance decreases beyond a maximum value. Then, by detecting that the sample or the objective lens is continuously moved in the other direction and the luminance decreases beyond the maximum value, the position of the maximum value of the luminance is determined to be the focal point. .

【0008】請求項3記載の発明は、試料面に照射され
るスポット光の光軸上で試料と対物レンズとの少なくと
も一方を移動させる移動手段と、前記試料面からの反射
光に応じた輝度を所定のサンプリング周期で検出する輝
度検出手段と、を備えた自動焦点検出装置において、前
記移動手段で前記対物レンズもしくは試料の位置を連続
的に移動させるとともに、前記対物レンズもしくは試料
の位置が移動している間に前記輝度検出手段で検出され
る輝度が最高になる位置を合焦点近傍であると判断する
判断制御手段とを具備したことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a moving means for moving at least one of the sample and the objective lens on the optical axis of the spot light applied to the sample surface, and a luminance according to the reflected light from the sample surface. And a luminance detecting means for detecting at a predetermined sampling period, the moving means continuously moves the position of the objective lens or the sample, and moves the position of the objective lens or the sample. And a judgment control means for judging that the position where the luminance detected by the luminance detecting means becomes maximum is near the focal point.

【0009】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明において、前記判断制御手段は、前記移動手段で光軸
上の試料と対物レンズとが近づく方向又は試料と対物レ
ンズとが離れる方向のいずれか一方の方向に連続移動さ
せ、その間に前記輝度検出手段によって所定のサンプリ
ング周期で検出される輝度が最高値を越えて減少するの
を検出し、前記連続移動とは逆の方向に前記移動手段を
連続移動させ、その間に前記輝度検出手段によって所定
のサンプリング周期で検出される輝度が最高値を越えて
減少するのを検出し、前記輝度の最高となる位置を合焦
点近傍であると判断することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the determination control means is arranged to move the sample on the optical axis closer to the objective lens or to separate the sample and the objective lens on the optical axis. Continuously moving in any one of the directions, during which the luminance detected by the luminance detecting means at a predetermined sampling cycle is detected to decrease beyond a maximum value, and the luminance is detected in a direction opposite to the continuous movement. The moving means is continuously moved, during which the luminance detected by the luminance detecting means at a predetermined sampling cycle is detected to decrease beyond the maximum value, and the position where the luminance is highest is near the focal point. The feature is to judge.

【0010】請求項5記載の発明は、試料面に照射され
るスポット光の光軸上で試料と対物レンズとの少なくと
も一方を移動させる移動手段と、前記試料面からの反射
光に応じた輝度を所定のサンプリング周期で検出する輝
度検出手段とを備え、合焦点検出を行う自動焦点検出装
置であって、前記試料と対物レンズとの相対的な連続移
動と同時に、所定のサンプリング周期で前記試料面から
の反射光に応じた輝度を検出して合焦点近傍を検出し、
合焦点近傍を検出した後、試料もしくは対物レンズを一
定間隔ごとに間欠移動させ、試料もしくは対物レンズが
一定間隔移動するごとに前記試料面からの反射光に応じ
た輝度とその時の試料もしくは対物レンズの位置を検出
して合焦点を検出する制御を行う判断制御手段を備えて
いることを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a moving means for moving at least one of the sample and the objective lens on the optical axis of the spot light applied to the sample surface, and a luminance according to the reflected light from the sample surface. An automatic focus detection device for performing focus detection, wherein the sample is detected at a predetermined sampling period at the same time as the relative continuous movement of the sample and the objective lens. Detecting the luminance in accordance with the light reflected from the surface to detect the vicinity of the focal point,
After detecting the vicinity of the focal point, the sample or the objective lens is intermittently moved at regular intervals, and each time the sample or the objective lens moves at regular intervals, the luminance according to the reflected light from the sample surface and the sample or objective lens at that time Characterized in that it is provided with a judgment control means for performing control for detecting a position of the focus and detecting a focal point.

【0011】請求項6記載の発明は、請求項5記載の発
明において、前記判断制御手段は、試料と対物レンズと
の少なくとも一方を連続移動させた際に検出した前記試
料面からの反射光に応じた輝度値が飽和しているか否か
を検出する輝度飽和検出手段と、前記輝度飽和検出手段
によって輝度値の飽和が検出されると、前記輝度検出手
段の検出感度を調整する検出感度調整手段と、を具備す
ることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the judgment control means is configured to detect reflected light from the sample surface when at least one of the sample and the objective lens is continuously moved. Brightness saturation detecting means for detecting whether the corresponding brightness value is saturated, and detection sensitivity adjusting means for adjusting the detection sensitivity of the brightness detecting means when the saturation of the brightness value is detected by the brightness saturation detecting means. And the following.

【0012】請求項7記載の発明は、請求項5又は6記
載の発明において、前記判断制御手段は、所定のサンプ
リング周期で検出した輝度値が連続して減少する回数と
輝度が最高となった時の輝度値を記録する記録手段を備
えていることを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention of the fifth or sixth aspect, the judgment control means has the maximum number of times that the luminance value detected in a predetermined sampling period continuously decreases and the luminance is the highest. It is characterized by comprising recording means for recording the luminance value at the time.

【0013】請求項8記載の発明は、請求項6記載の発
明において、前記輝度飽和検出手段は、前記輝度検出手
段によって検出された輝度値と予め設定されている輝度
の飽和値とを比較する比較手段と、前記比較手段で比較
した結果を主メモリ内の変数に設定する設定手段とを有
していることを特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the sixth aspect of the invention, the luminance saturation detecting means compares a luminance value detected by the luminance detecting means with a preset saturation value of luminance. It is characterized by having comparison means and setting means for setting the result of comparison by the comparison means to a variable in the main memory.

【0014】請求項9記載の発明は、請求項6記載の発
明において、前記検出感度調整手段は、前記輝度飽和検
出手段によって検出した輝度値が飽和していると判断さ
れたとき、前記輝度検出手段の検出感度を輝度値が飽和
しない感度まで調整することを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to the sixth aspect, the detection sensitivity adjusting means is configured to detect the luminance when the luminance value detected by the luminance saturation detecting means is determined to be saturated. It is characterized in that the detection sensitivity of the means is adjusted to a sensitivity at which the luminance value is not saturated.

【0015】請求項10記載の発明は、試料と対物レン
ズとの少なくとも一方を連続移動させるとともに、試料
面に対物レンズを介してスポット光を照射し、前記試料
面からの反射光に応じた輝度を検出するとともに、輝度
値の変化から合焦点を検出するようにした自動焦点検出
方法において、前記試料と対物レンズとの相対的な連続
移動と同時に、所定のサンプリング周期で前記試料面か
らの反射光に応じた輝度を検出して合焦点近傍を検出す
る第1の工程と、前記第1の工程で合焦点近傍を検出し
た後、試料もしくは対物レンズを一定間隔ごとに間欠移
動させ、試料もしくは対物レンズが一定間隔移動するご
とに前記試料面からの反射光に応じた輝度とその時の試
料もしくは対物レンズの位置を検出して合焦点を検出す
る第2の工程と、を具備したことを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, at least one of the sample and the objective lens is continuously moved, and the sample surface is irradiated with a spot light through the objective lens, and the luminance according to the reflected light from the sample surface is obtained. And an automatic focus detection method for detecting a focal point from a change in luminance value, wherein the reflection from the sample surface at a predetermined sampling cycle is performed simultaneously with the relative continuous movement of the sample and the objective lens. A first step of detecting the vicinity of the focal point by detecting the luminance according to the light, and after detecting the vicinity of the focal point in the first step, the sample or the objective lens is intermittently moved at regular intervals to obtain the sample or A second step of detecting the luminance according to the reflected light from the sample surface and the position of the sample or the objective lens at that time every time the objective lens moves at a constant interval to detect a focal point; It is characterized by comprising.

【0016】請求項11記載の発明は、請求項10記載
の発明において、前記第2の工程は、前記試料または対
物レンズが一方向に間欠移動され前記輝度が最高値を越
えて減少するのを検出した後、前記試料または対物レン
ズが他方向に間欠移動され前記輝度が最高値を越えて減
少するのを検出し、その後、前記輝度の最高値の位置を
合焦点と判断することを特徴としている。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention of the tenth aspect, the second step includes the step of intermittently moving the sample or the objective lens in one direction and reducing the luminance beyond the maximum value. After the detection, it is detected that the sample or the objective lens is intermittently moved in the other direction and the luminance is reduced beyond the maximum value, and thereafter, the position of the maximum value of the luminance is determined as the focal point. I have.

【0017】請求項12記載の発明は、試料面に照射さ
れるスポット光の光軸上で試料と対物レンズとの少なく
とも一方を移動させ、前記試料面からの反射光に応じた
輝度を輝度検出手段で検出すると共に、輝度値の変化か
ら合焦点を検出するようにした自動焦点検出方法におい
て、前記試料面にスポット光を照射させ、対物レンズも
しくは試料の位置を連続的に移動させるとともに、前記
対物レンズもしくは試料の位置が移動している間に検出
される輝度が最高になる位置を合焦点近傍であると判断
することを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, at least one of the sample and the objective lens is moved on the optical axis of the spot light applied to the sample surface, and the brightness according to the reflected light from the sample surface is detected. In the automatic focus detection method for detecting by means and detecting the focal point from a change in luminance value, the sample surface is irradiated with spot light, and the position of the objective lens or the sample is continuously moved, and A position where the luminance detected while the position of the objective lens or the sample is moving is maximized is determined to be near the focal point.

【0018】請求項13記載の発明は、請求項12記載
の発明において、前記自動焦点検出方法は、試料と対物
レンズとが近づく方向又は試料と対物レンズとが離れる
方向のいずれか一方の方向に連続移動させ、その間に前
記輝度検出手段によって所定のサンプリング周期で検出
される輝度が最高値を越えて減少するのを検出し、次い
で、前記連続移動とは逆の方向に前記対物レンズもしく
は試料の位置を連続移動させ、その間に前記輝度検出手
段によって所定のサンプリング周期で検出される輝度が
最高値を越えて減少するのを検出し、前記輝度の最高と
なる位置を合焦点近傍と判断することを特徴としてい
る。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the twelfth aspect of the present invention, the automatic focus detection method is arranged so that the automatic focus detection method is performed in one of a direction in which the sample approaches the objective lens and a direction in which the sample separates from the objective lens. Continuously move, during which the brightness detected by the brightness detection means at a predetermined sampling cycle is detected to decrease beyond a maximum value, and then the objective lens or the sample is moved in a direction opposite to the continuous movement. Moving the position continuously, detecting that the luminance detected by the luminance detecting means in a predetermined sampling cycle decreases beyond the maximum value during that time, and judging the position having the maximum luminance as the vicinity of the focal point; It is characterized by.

【0019】請求項14記載の発明は、試料と対物レン
ズとの少なくとも一方を連続移動させるとともに、試料
面に対物レンズを介してスポット光を照射し、前記試料
面からの反射光に応じた輝度を検出するとともに、輝度
値の変化から合焦点を検出するようにしたコンピュータ
により処理される自動焦点検出プログラムを記録した記
録媒体であって、前記試料と対物レンズとの相対的な連
続移動と同時に、所定のサンプリング周期で前記試料面
からの反射光に応じた輝度を検出して合焦点近傍を検出
する第1の工程と、前記第1の工程で合焦点近傍を検出
した後、試料もしくは対物レンズを一定間隔ごとに間欠
移動させ、試料もしくは対物レンズが一定間隔移動する
ごとに前記試料面からの反射光に応じた輝度とその時の
試料もしくは対物レンズの位置を検出して合焦点を検出
する第2の工程と、を具備したことを特徴としている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, at least one of the sample and the objective lens is continuously moved, and the sample surface is irradiated with spot light through the objective lens, and the luminance according to the reflected light from the sample surface is obtained. And a recording medium that records an automatic focus detection program that is processed by a computer configured to detect a focal point from a change in the luminance value, and that a simultaneous continuous movement of the sample and the objective lens is performed. A first step of detecting a luminance in accordance with light reflected from the sample surface at a predetermined sampling period to detect a vicinity of a focal point; The lens is intermittently moved at regular intervals, and each time the sample or objective lens moves at regular intervals, the luminance according to the reflected light from the specimen surface and the specimen or objective at that time Is characterized by comprising a second step of detecting a focus by detecting the position of the lens, the.

【0020】請求項15記載の発明は、請求項14記載
の発明において、前記試料または対物レンズが一方向に
連続移動され前記輝度が最高値を越えて減少するのを検
出した後、前記試料または対物レンズが他方向に連続移
動され前記輝度が最高値を越えて減少するのを検出する
ことにより、前記輝度の最高値の位置を合焦点近傍と判
断することを特徴としている。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the method of the fourteenth aspect, after detecting that the sample or the objective lens is continuously moved in one direction and the brightness decreases beyond a maximum value, the sample or the objective lens is detected. By detecting that the objective lens is continuously moved in the other direction and the luminance decreases beyond the maximum value, the position of the maximum luminance value is determined to be near the focal point.

【0021】請求項16記載の発明は、試料面に照射さ
れるスポット光の光軸上で対物レンズもしくは試料を移
動させ、前記試料面からの反射光に応じた輝度を検出す
ると共に、輝度値の変化から合焦点を検出するようにし
たコンピュータにより処理される自動焦点検出プログラ
ムを記録した記録媒体であって、スポット光を試料面に
照射し、その光軸上を対物レンズもしくは試料の位置が
移動している間に検出される輝度が最高となる位置を合
焦点近傍であると判断することを特徴としている。
According to a sixteenth aspect of the present invention, the objective lens or the sample is moved on the optical axis of the spot light applied to the sample surface to detect the luminance according to the reflected light from the sample surface and to obtain the luminance value. A recording medium that records an automatic focus detection program that is processed by a computer configured to detect a focal point from a change in spot light, irradiates a spot light to a sample surface, and the position of an objective lens or a sample is positioned on the optical axis. The position where the luminance detected during the movement is the highest is determined to be near the focal point.

【0022】請求項17記載の発明は、請求項15記載
の発明において、前記自動焦点検出プログラムを記録し
た記録媒体は、スポット光を試料に照射し、その光軸上
で対物レンズもしくは試料を一定間隔ごとに間欠移動さ
せ、その間に対物レンズもしくは試料が間欠移動するご
とに検出される輝度が最高値を越えて減少するのを検出
し、次いで、前記間欠移動とは逆の方向に対物レンズも
しくは試料の位置を間欠動作させ、その間に対物レンズ
もしくは試料が間欠移動するごとに検出される輝度が最
高値を越えて減少するのを検出し、前記輝度の最高とな
る位置を合焦点と判断することを特徴としている。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the recording medium storing the automatic focus detection program according to the fifteenth aspect, the sample is irradiated with a spot light, and the objective lens or the sample is fixed on the optical axis thereof. The intermittent movement is performed at every interval, and the luminance detected every time the objective lens or the sample intermittently moves during the interval is detected to decrease beyond the maximum value, and then the objective lens or the sample is moved in the opposite direction to the intermittent movement. The position of the sample is intermittently operated, during which the brightness detected every time the objective lens or the sample intermittently moves is detected to decrease beyond the maximum value, and the position where the brightness becomes the highest is determined as the focal point. It is characterized by:

【0023】この結果、本発明によれば試料と対物レン
ズとの間を相対的に連続移動させながら、所定のサンプ
リング周期で試料面からの反射光による輝度を取込むこ
とで、従来のように対物レンズのZ移動範囲全域をピッ
チ移動させながら、輝度データを取込むようにしたもの
と比べ、輝度データを効率よく取込むことができるよう
になり、合焦までの動作時間を大幅に短縮することがで
きる。
As a result, according to the present invention, the luminance caused by the reflected light from the sample surface is acquired at a predetermined sampling period while relatively continuously moving between the sample and the objective lens. Luminance data can be more efficiently captured as compared with a configuration in which luminance data is captured while the pitch of the objective lens is moved throughout the Z movement range, and the operation time until focusing is greatly reduced. be able to.

【0024】また、常に、一方向から試料または対物レ
ンズの合焦追い込みを行なうことで、移動手段でのヒス
テリシス特性を回避することができ、高精度の合焦が行
なえる。
Also, by always focusing on the sample or the objective lens from one direction, it is possible to avoid the hysteresis characteristic of the moving means, and to perform focusing with high precision.

【0025】さらに、粗動作中に輝度値が飽和したと
き、輝度検出の感度を輝度が飽和しない感度まで下げ、
再び粗動作を行うことにより焦点検出動作が中断される
ことがなく合焦までの動作時間を短縮できる。
Further, when the luminance value is saturated during the rough operation, the sensitivity of the luminance detection is reduced to a sensitivity at which the luminance is not saturated,
By performing the rough operation again, the operation time until focusing can be shortened without interruption of the focus detection operation.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】(第1の実施の形態)図1は、本発明が適
用される共焦点走査型顕微鏡の概略構成を示している。
図において、1は光源で、レーザ光などの点光源からな
っている。この光源1からのスポット光を二次元走査用
スキャナ2に導くようにしている。二次元走査用スキャ
ナ2は、光源1からのスポット光を試料4上に2次元走
査するためのもので、例えばX軸方向走査用のレゾナン
トスキャナまたはガルバノミラーとY軸方向走査用のガ
ルバノミラーを有し、これらXスキャナとYスキャナを
X軸方向およびY軸方向に振ることでスポット光を試料
4上でXY方向に振らせるようになっている。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic configuration of a confocal scanning microscope to which the present invention is applied.
In the figure, reference numeral 1 denotes a light source, which comprises a point light source such as a laser beam. The spot light from the light source 1 is guided to the two-dimensional scanning scanner 2. The two-dimensional scanning scanner 2 is for performing two-dimensional scanning of the spot light from the light source 1 on the sample 4, and includes, for example, a resonant scanner or a galvanometer mirror for scanning in the X-axis direction and a galvanometer mirror for scanning in the Y-axis direction. By oscillating the X scanner and the Y scanner in the X axis direction and the Y axis direction, the spot light is caused to oscillate on the sample 4 in the XY directions.

【0028】対物レンズ3を透過した2次元走査された
スポット光はステージ5上の試料4に照射される。この
場合、対物レンズ3は、サーボモータなどの移動駆動部
8によりスポット光の光軸方向、つまりZ軸方向に連続
的に移動可能になっている。
The two-dimensionally scanned spot light transmitted through the objective lens 3 is applied to the sample 4 on the stage 5. In this case, the objective lens 3 can be continuously moved in the optical axis direction of the spot light, that is, in the Z-axis direction, by the movement driving unit 8 such as a servomotor.

【0029】試料4からの反射光は、対物レンズ3を通
して二次元走査用スキャナ2に戻り、この二次元走査用
スキャナ2からの反射光は光検出器11に導かれるよう
にしている。光検出器11は、受光面の前面に図示しな
いピンホールを有するもので、ピンホールを介して得ら
れる光情報を受光し、その光量に対応した輝度信号を出
力するようにしている。
The reflected light from the sample 4 returns to the two-dimensional scanning scanner 2 through the objective lens 3, and the reflected light from the two-dimensional scanning scanner 2 is guided to the photodetector 11. The photodetector 11 has a pinhole (not shown) on the front surface of the light receiving surface, receives light information obtained through the pinhole, and outputs a luminance signal corresponding to the light amount.

【0030】そして、光検出器11には、A/D変換器
6を介してCPU7を接続している。CPU7には、二
次元走査用スキャナ2、移動駆動部8の他に、フレーム
メモリ9を介して表示部10が接続されている。
The CPU 7 is connected to the photodetector 11 via the A / D converter 6. A display unit 10 is connected to the CPU 7 via a frame memory 9 in addition to the two-dimensional scanning scanner 2 and the movement driving unit 8.

【0031】CPU7は、移動駆動部8に対して対物レ
ンズ3のZ軸方向の連続移動速度の設定、移動開始停止
の指示および停止位置の読込みなどを行なう他、対物レ
ンズ3のZ軸方向の連続移動にともない、所定のサンプ
リング周期、例えば1KHzで光検出器11からの輝度
信号を検出する輝度検出手段701と、この輝度検出手
段701により検出された輝度値の変化から合焦点を判
断する合焦点判断手段702とを有し、さらに、二次元
走査用スキャナ2に対しスポット光の走査を指示し、こ
のスポット光走査により得られる光検出器11の輝度信
号により共焦点観察像を生成するようにもしている。
The CPU 7 sets the continuous moving speed of the objective lens 3 in the Z-axis direction, instructs the start and stop of the movement, reads the stop position, and the like for the movement driving unit 8, and also executes the Z-axis direction of the objective lens 3. Along with the continuous movement, a luminance detecting unit 701 for detecting a luminance signal from the photodetector 11 at a predetermined sampling period, for example, 1 KHz, and a focal point judging from a change in the luminance value detected by the luminance detecting unit 701. A focus judging means 702, and further instructs the two-dimensional scanning scanner 2 to scan a spot light, and generates a confocal observation image based on a luminance signal of the photodetector 11 obtained by the spot light scanning. I do.

【0032】表示部10は、CPU7で生成された観察
像を、フレームメモリ9を介して表示するようにしてい
る。
The display section 10 displays the observation image generated by the CPU 7 via the frame memory 9.

【0033】次に、このように構成した実施の形態の動
作を説明する。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described.

【0034】まず、粗動作により大まかな合焦位置を検
出するまでの動作を、図2に従い説明する。
First, an operation until a rough focus position is detected by the coarse operation will be described with reference to FIG.

【0035】まず、対物レンズ3を試料4に対して充分
近付けたA点に位置させ、光源1からのスポット光を、
対物レンズ3を介して試料4上に照射するとともに、試
料4からの反射光を光検出器11により輝度信号として
検出するように設定する。
First, the objective lens 3 is positioned at a point A sufficiently close to the sample 4, and the spot light from the light source 1 is
Irradiation is performed on the sample 4 through the objective lens 3, and setting is made so that the light reflected from the sample 4 is detected as a luminance signal by the photodetector 11.

【0036】この状態から、移動駆動部8により対物レ
ンズ3を、A点よりB点に向け、試料4から離れる方向
にZ軸に沿って一定のスピードで連続移動させる。この
粗動作によるZ方向の連続移動は、対物レンズ3が高倍
の場合には低速に、低倍の場合には高速に設定してい
る。対物レンズ3を粗動で連続移動させると、光検出器
11により検出される輝度は、対物レンズ3の移動とと
もに増加していき、最高輝度値を越えた時点から減少す
るようになる。
From this state, the objective lens 3 is continuously moved at a constant speed along the Z-axis in a direction away from the sample 4 by moving the objective lens 3 from the point A to the point B. The continuous movement in the Z direction due to the coarse operation is set to a low speed when the objective lens 3 has a high magnification and a high speed when the objective lens 3 has a low magnification. When the objective lens 3 is continuously moved by coarse movement, the luminance detected by the photodetector 11 increases with the movement of the objective lens 3 and decreases from the time when the maximum luminance value is exceeded.

【0037】光検出器11より検出される輝度信号は、
例えば1KHzのように一定のサンプリング周期で輝度
検出手段701に取込まれる。輝度検出手段701で
は、このときの輝度の変化が、連続して輝度が減少する
回数と減少した輝度値が予め設定した条件に一致する
と、対物レンズ3の移動を停止させる信号を出力する。
この場合、最高輝度値を越えた後の図示期間T1で、輝
度が連続して、例えば3回減少したのと、この間の輝度
値が所定値減少したのを検出すると、3回減少したB点
で対物レンズ3の停止指令が移動駆動部8に対して出力
され、対物レンズ3の移動は減速されC点で停止する。
The luminance signal detected by the photodetector 11 is
For example, it is taken into the luminance detecting means 701 at a constant sampling cycle such as 1 KHz. The luminance detecting means 701 outputs a signal for stopping the movement of the objective lens 3 when the change in luminance at this time coincides with the number of times the luminance continuously decreases and the decreased luminance value matches a preset condition.
In this case, in the illustrated period T1 after exceeding the maximum luminance value, when the luminance continuously decreases, for example, three times, and when it is detected that the luminance value during this period decreases by a predetermined value, the point B decreased three times Then, a stop command of the objective lens 3 is output to the movement drive unit 8, and the movement of the objective lens 3 is decelerated and stopped at the point C.

【0038】次に、移動駆動部8により対物レンズ3を
D点まで移動する。この対物レンズ3のD点までの移動
は、対物レンズ3の移動の際の加速距離を確保するため
である。
Next, the objective lens 3 is moved to the point D by the movement drive unit 8. The movement of the objective lens 3 to the point D is to secure an acceleration distance when the objective lens 3 moves.

【0039】そして、今度は、移動駆動部8により対物
レンズ3を、D点よりA点に向け、試料4に近付く方向
に一定のスピードで連続移動させる。この時も、光検出
器11により検出される輝度は、対物レンズ3の移動と
ともに増加し、最高輝度値を越えた時点から減少するよ
うになり、光検出器11より検出される輝度信号は、1
KHzのサンプリング周期で輝度検出手段701に取込
まれる。そして、ここでも輝度検出手段701により、
このときの輝度の変化が、連続して輝度が減少する回数
と減少した輝度値が予め設定した条件に一致すると、輝
度検出手段701より対物レンズ3の移動を停止させる
信号を出力する。この場合、図示期間T2で、輝度が連
続して3回減少したのと、この間の輝度値が所定値減少
したのを検出すると、E点で対物レンズ3の停止指令が
移動駆動部8に出力され、対物レンズ3の移動は減速さ
れF点で停止する。
Then, the objective lens 3 is continuously moved at a constant speed in a direction approaching the sample 4 from the point D to the point A by the movement driving unit 8. Also at this time, the luminance detected by the photodetector 11 increases with the movement of the objective lens 3 and decreases from the time when the maximum luminance value is exceeded. The luminance signal detected by the photodetector 11 is 1
It is taken into the luminance detecting means 701 at a sampling cycle of KHz. Then, also in this case, by the luminance detecting means 701,
When the change in luminance at this time is such that the number of times the luminance continuously decreases and the decreased luminance value match a preset condition, a signal for stopping the movement of the objective lens 3 is output from the luminance detecting means 701. In this case, when it is detected that the luminance continuously decreases three times during the illustrated period T2 and that the luminance value during this period decreases by a predetermined value, a stop command of the objective lens 3 is output to the movement driving unit 8 at point E. Then, the movement of the objective lens 3 is reduced and stopped at the point F.

【0040】この実施の形態では、対物レンズ3の移動
中のある時点での位置をCPU7で読み取ることができ
ないという制約を考慮して粗動作中の対物レンズ3の停
止位置を正確に行なうために、図3(a)に示すように
対物レンズ3の連続移動パターンから加速期間21、定
速期間22、減速期間23の各期間中に停止指令が入力
された場合の停止位置を予測する必要がある。例えば、
同図(b)に示すように加速期間21に減速停止指令が
入力されたような場合は、加速時間と同じ時間の減速期
間23を経て停止するようになる。また、同図(c)に
示すように定速期間22に移行した後に、減速停止指令
が入力されたような場合は、減速期間23を経て停止す
るようになる。また、同図(d)に示すように減速期間
23で、減速停止指令が入力されたような場合は、この
ときの減速停止指令を無視して停止するようになる。こ
の減速距離は、移動開始、定速移動中、加速移動中、減
速中の各パターンで異なることになる。例えば、加速期
間中に停止命令を受けた場合には、移動量の半分が減速
距離となり、また、定速期間中に停止命令を受けた場合
は、減速に必要な距離がそのまま減速距離となる。この
ように減速期間中の停止命令を除く他の加速期間中また
は定速期間中に停止命令を受けてから停止位置までの減
速距離を予測し、対物レンズ3の移動開始位置を正確に
求め、特に微動作における間欠移動の開始位置を正確に
求めることで無駄な間欠動作の回数を減らし、合焦まで
の時間を短縮することができる。
In this embodiment, the stop position of the objective lens 3 during the coarse operation is accurately determined in consideration of the restriction that the CPU 7 cannot read the position of the objective lens 3 at a certain point during the movement. As shown in FIG. 3A, it is necessary to predict a stop position when a stop command is input during each of the acceleration period 21, the constant speed period 22, and the deceleration period 23 from the continuous movement pattern of the objective lens 3. is there. For example,
When a deceleration stop command is input during the acceleration period 21 as shown in FIG. 4B, the vehicle stops after the deceleration period 23, which is the same as the acceleration time. In addition, as shown in FIG. 3C, when a deceleration stop command is input after the transition to the constant speed period 22, the vehicle stops after the deceleration period 23. Further, as shown in FIG. 11D, in the case where a deceleration stop command is input during the deceleration period 23, the vehicle is stopped ignoring the deceleration stop command at this time. This deceleration distance is different for each of the following patterns: movement start, constant speed movement, acceleration movement, and deceleration. For example, if a stop command is received during the acceleration period, half of the movement amount is the deceleration distance, and if a stop command is received during the constant speed period, the distance required for deceleration is the deceleration distance. . As described above, the deceleration distance from the stop command during the acceleration period or the constant speed period except for the stop command during the deceleration period to the stop position is predicted, and the movement start position of the objective lens 3 is accurately obtained. In particular, by accurately obtaining the start position of the intermittent movement in the fine operation, the number of unnecessary intermittent operations can be reduced, and the time until focusing can be reduced.

【0041】その後、合焦位置を検出するための微細動
作に移行する。この微細動作は、対物レンズ3をE点か
らF点までの減速距離だけ移動させたF’点から開始す
る。このF’点まで対物レンズ3を移動させることで、
後述する微細動作による間欠動作の回数を減らし、合焦
までの時間を短縮するようにしている。
Thereafter, the operation shifts to a fine operation for detecting the in-focus position. This fine operation is started from the point F ′, in which the objective lens 3 is moved by the deceleration distance from the point E to the point F. By moving the objective lens 3 to this point F ',
The number of intermittent operations by a fine operation to be described later is reduced, and the time until focusing is shortened.

【0042】このような微細動作を図4に従い説明す
る。
Such a fine operation will be described with reference to FIG.

【0043】この場合、対物レンズ3がF’点まで移動
されると、今度は、移動駆動部8により対物レンズ3を
試料4から離れる方向(図2のB点方向)に一定間隔ご
とに間欠移動させる。このときの間欠移動の間隔は、対
物レンズ3が高倍の場合は狭く、低倍の場合は広く設定
し、また、共焦点動作では、移動間隔を狭く、非共焦点
動作では、移動間隔を大きく設定している。
In this case, when the objective lens 3 is moved to the point F ′, the objective lens 3 is intermittently moved by the moving drive unit 8 at regular intervals in a direction away from the sample 4 (point B in FIG. 2). Move. At this time, the interval of the intermittent movement is set to be narrow when the objective lens 3 has a high magnification and wide when the objective lens 3 has a low magnification. In addition, the movement interval is narrow in the confocal operation and large in the non-confocal operation. You have set.

【0044】そして、対物レンズ3を一定間隔で間欠移
動させるごとに光検出器11の輝度値を輝度検出手段7
01で検出し、このときの輝度値を高いものに更新しな
がら、最高輝度値を合焦点判断手段702に記憶させ
る。
Each time the objective lens 3 is intermittently moved at a constant interval, the luminance value of the photodetector 11 is detected by the luminance detecting means 7.
01 is detected, and the maximum luminance value is stored in the focus determination unit 702 while updating the luminance value at this time to a higher one.

【0045】この場合も、対物レンズ3の移動とともに
増加される輝度は、最高輝度値を越えると減少に転じる
が、最高輝度値を越えた後の図示期間T3で、輝度の変
化が連続して減少する回数と減少した輝度値が予め設定
した条件に一致した時、例えば連続して3回減少し、こ
の間の輝度値が所定値減少したのを検出すると、図4の
G点で対物レンズ3の移動が停止される。
In this case as well, the luminance that increases with the movement of the objective lens 3 starts decreasing after exceeding the maximum luminance value, but changes continuously in the illustrated period T3 after exceeding the maximum luminance value. When the number of times of decrease and the decreased luminance value match a preset condition, for example, three consecutive decreases, and when it is detected that the luminance value has decreased by a predetermined value, the objective lens 3 is positioned at point G in FIG. Is stopped.

【0046】その後、対物レンズ3を、最高輝度値の位
置Iから試料方向(F’方向)に所定の距離まで戻した
後、合焦点判断手段702により合焦点と判断される最
高輝度値の位置Iまで移動させ合焦点検出を終了する。
Then, after returning the objective lens 3 from the position I of the highest luminance value to a predetermined distance in the direction of the sample (F 'direction), the position of the highest luminance value determined to be in focus by the focus determination means 702. Then, the focal point is moved to I and the in-focus detection is completed.

【0047】次に、第1の実施の形態で述べた自動焦点
検出動作をコンピュータプログラムにより実現する場合
を説明する。
Next, the case where the automatic focus detection operation described in the first embodiment is realized by a computer program will be described.

【0048】図5は、コンピュータを使用した場合の概
略構成を示すもので、図1と同一部分には、同符号を付
している。
FIG. 5 shows a schematic configuration when a computer is used, and the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0049】この場合、CPU7に代わるコンピュータ
70は、光検出器11から出力されるアナログの輝度デ
ータをディジタルデータに変換するA/D変換器70
a、主メモリ70b、フレームメモリ70d、CPU7
0e、オートフォーカスを制御する自動合焦点検出動作
の制御プログラムを電子的に格納した記憶媒体70c、
2次元走査用スキャナ2と移動駆動部8に接続され、そ
れらを制御するI/Fボード70fを有し、それぞれC
PUバスで接続されている。
In this case, the computer 70 in place of the CPU 7 includes an A / D converter 70 for converting analog luminance data output from the photodetector 11 into digital data.
a, main memory 70b, frame memory 70d, CPU 7
0e, a storage medium 70c electronically storing a control program for an automatic focus detection operation for controlling autofocus,
It has an I / F board 70f which is connected to the two-dimensional scanning scanner 2 and the movement drive unit 8 and controls them,
They are connected by a PU bus.

【0050】また、焦点検出を制御するプログラムは、
主メモリ70bにロードされCPU70eによって実行
される。また、このようなプログラムはコンピュータ7
0に接続可能なネットワーク等通信媒体を介して、遠隔
地にあるサーバコンピュータからダウンロードして実行
することも可能である。
The program for controlling the focus detection is as follows.
The program is loaded into the main memory 70b and executed by the CPU 70e. Such a program is stored in the computer 7
It can also be downloaded from a server computer at a remote location and executed via a communication medium such as a network connectable to the Internet.

【0051】この場合、記憶媒体70cに格納された自
動合焦点検出動作のための制御プログラムは、移動駆動
部8に対して対物レンズ3のZ軸方向の連続移動速度の
設定、移動開始停止の指示および停止位置の読み込みな
どを行う対物レンズ制御処理70c1、対物レンズ3の
Z軸方向の連続移動にともない所定のサンプリング周
期、例えば1KHzで光検出器11からの輝度信号を検
出する輝度検出処理70c2および輝度検出処理70c
2により検出された輝度値の変化から合焦点を判断する
合焦点判断処理70c3を有している。さらに、二次元
走査用スキャナ2に対しスポット光の走査を指示し、こ
のスポット光走査により得られる光検出器11の輝度信
号により共焦点観察像を生成する処理も有している。
In this case, the control program for the automatic focus detection operation stored in the storage medium 70c sets the continuous movement speed of the objective lens 3 in the Z-axis direction and stops the movement start and stop for the movement drive unit 8. An objective lens control process 70c1 for reading an instruction and a stop position, and a brightness detection process 70c2 for detecting a brightness signal from the photodetector 11 at a predetermined sampling period, for example, 1 KHz, with the continuous movement of the objective lens 3 in the Z-axis direction. And luminance detection processing 70c
2 has a focusing point determination process 70c3 for determining the focusing point based on the change in the luminance value detected in Step 2. Further, it has a process of instructing the two-dimensional scanning scanner 2 to scan a spot light, and generating a confocal observation image based on a luminance signal of the photodetector 11 obtained by the spot light scanning.

【0052】次に、このような制御プログラムによる動
作を説明する。
Next, the operation according to such a control program will be described.

【0053】まず、粗動作により大まかな合焦位置を検
出するまでの動作を図6に示すフローチャートに従い説
明する。
First, an operation until a rough focus position is detected by the coarse operation will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

【0054】いま、ステップS701の粗動作開始によ
り、ステップS702において、対物レンズ3を試料4
に対して十分近づけた図2のA点に位置させ、光源1か
らのスポット光を、対物レンズ3を介して試料4上に照
射するとともに、試料4からの反射光を光検出器11に
より輝度信号として検出するように設定する。
Now, with the start of the rough operation in step S701, the objective lens 3 is moved to the sample 4 in step S702.
2, the spot light from the light source 1 is irradiated onto the sample 4 via the objective lens 3, and the reflected light from the sample 4 is illuminated by the photodetector 11. Set to detect as a signal.

【0055】この状態から、ステップS703において
移動駆動部8により対物レンズ3を、図2のA点よりB
点に向け、試料4から離れる方向にZ軸に沿って一定の
スピードで連続移動させ、上方向への移動を示すフラグ
MoveUpをTRUEにセットする。この粗動作によ
るZ方向の連続移動は、対物レンズ3が高倍の場合には
低速に、低倍の場合には高速に設定している。対物レン
ズ3を粗動で連続移動させると、光検出器8により検出
される輝度は、対物レンズ3の移動とともに増加してい
き、最高輝度値を越えた時点から減少するようになる。
In this state, the objective lens 3 is moved from the point A in FIG.
The robot is continuously moved at a constant speed along the Z axis in a direction away from the sample 4 toward a point, and a flag MoveUp indicating upward movement is set to TRUE. The continuous movement in the Z direction due to the coarse operation is set to a low speed when the objective lens 3 has a high magnification and a high speed when the objective lens 3 has a low magnification. When the objective lens 3 is continuously moved by coarse movement, the luminance detected by the photodetector 8 increases with the movement of the objective lens 3 and decreases from the time when the maximum luminance value is exceeded.

【0056】光検出器11より検出される輝度信号は、
例えば1KHzのように一定のサンプリング周期でコン
ピュータ70のA/D変換器70aで変換され、記憶媒
体70c内に格納されているプログラムによって輝度検
出処理70c2が施される。
The luminance signal detected by the photodetector 11 is
For example, the brightness is detected by the A / D converter 70a of the computer 70 at a constant sampling cycle such as 1 KHz, and the brightness detection processing 70c2 is performed by a program stored in the storage medium 70c.

【0057】ステップS704においてコンピュータ7
0のCPU70eから輝度データ取込開始の命令が出力
され、ステップS705において最初の輝度データを主
メモリ70b内の変数IMaxに設定する。それ以降の
輝度データはステップS706において順次読み込まれ
輝度検出処理70c2を施される。
In step S704, the computer 7
The CPU 70e of 0 outputs a command to start taking in luminance data. In step S705, the first luminance data is set to a variable IMax in the main memory 70b. Subsequent luminance data is sequentially read in step S706 and subjected to luminance detection processing 70c2.

【0058】ここで、対物レンズ3が試料4に近づく場
合でのステップS706の輝度検出処理70c2につい
て、図7のフローチャートに従い説明する。
Here, the brightness detection processing 70c2 of step S706 when the objective lens 3 approaches the sample 4 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0059】この場合、光検出器11からA/D変換器
70aによって変換された輝度データは、ステップS8
02において変数IBuffに設定され、ステップS8
03へ進む。
In this case, the luminance data converted by the A / D converter 70a from the photodetector 11 is obtained in step S8.
02, the variable IBuff is set to the variable IBuff, and step S8
Go to 03.

【0060】ステップS803においてIMaxに記憶
されている輝度データとIBuffに設定されている輝
度データとを比較し、IBuff>IMaxの場合、つ
まり、直前に読み込んだ輝度データより、現在取りこま
れた輝度データの値のほうが大きい場合、ステップS8
04へ進む。
In step S 803, the luminance data stored in IMax is compared with the luminance data set in IBuff, and if IBuff> IMax, that is, the luminance that has been captured from the luminance data that was read immediately before is compared. If the data value is larger, step S8
Go to 04.

【0061】ステップS804において、輝度が連続し
て減少した回数を示すカウンタICountが0かどう
かを判断し、ICount=0であればステップS80
5へ進む。ICount=0でなければステップS80
9にてICountをクリアしステップS805へ進
む。
In step S804, it is determined whether or not a counter ICount indicating the number of times the luminance has been continuously reduced is 0. If ICount = 0, step S80 is performed.
Go to 5. If ICount is not 0, step S80
At step 9, ICount is cleared, and the process proceeds to step S805.

【0062】ステップS805において、IBuff内
の輝度値をIMaxへ設定してステップS806へ進
む。
In step S805, the luminance value in IBuff is set to IMax, and the flow advances to step S806.

【0063】また、ステップS803において、IBu
ff>IMaxが成立しなかった場合、つまり、直前の
輝度値よりも現在の輝度値のほうが小さい場合はステッ
プS810へ進む。
In step S803, IBu
If ff> IMax is not satisfied, that is, if the current luminance value is smaller than the immediately preceding luminance value, the process proceeds to step S810.

【0064】ステップS810において、ICount
=0かどうかを判断し、ICount=0であればIM
axは最高輝度値ということになり、ステップS811
においてIMaxに格納されている輝度値をIDiff
1へ設定してステップS812へ進む。
In step S810, ICount
= 0, and if ICount = 0, IM
ax is the highest luminance value, and step S811
The luminance value stored in IMax at IDiff
The value is set to 1 and the process proceeds to step S812.

【0065】ステップS812においてICountを
カウントアップしステップS813へ進む。
In step S812, ICount is counted up, and the flow advances to step S813.

【0066】ステップS813において、IBuffに
格納されている輝度値をIMaxへ設定しステップS8
06へ進む。
In step S813, the luminance value stored in the IBuff is set to IMax, and in step S8
Proceed to 06.

【0067】ステップS806において、条件式ICo
unt>=所定回数によって輝度値が所定回数以上連続
して減少したかどうかを判断し、ICount>=所定
回数であればステップS807へ進む。ICount>
=所定回数が成立しなければステップS802へ戻る。
In step S806, conditional expression ICo
It is determined whether the brightness value has continuously decreased by the predetermined number of times or more, and if ICount> = the predetermined number of times, the process proceeds to step S807. ICount>
= If the predetermined number of times is not satisfied, the process returns to step S802.

【0068】ステップS807において、条件式IDi
ff1−IBuff>=所定値によって、輝度値が所定
値減少したかどうかを判断し、IDiff1−IBuf
f>=所定値であればステップS808へ進み、輝度検
出処理を終了する。IDiff1−IBuff>=所定
値が成立しなければステップS802へ戻る。
In step S807, conditional expression IDi
ff1-IBuff> = predetermined value, it is determined whether the luminance value has decreased by a predetermined value, and IDiff1-IBuff is determined.
If f> = predetermined value, the process proceeds to step S808, and the brightness detection processing ends. If IDiff1-IBuff> = predetermined value is not satisfied, the process returns to step S802.

【0069】以上の処理を一定のサンプリング周期、例
えば1KHzで繰り返し、輝度の変化が、連続して輝度
が減少する回数と減少した輝度値が予め設定した条件に
一致すると、つまり、ICount>=所定回数、ID
iff−IBuff>=所定値の両条件が成立すると、
図6のフローチャートのステップS707へ進み、コン
ピュータ70のCPU70eは対物レンズ3の移動を停
止させる命令をI/Fボード70fに出力し、移動駆動
部8は対物レンズ3の移動を停止する。この場合、最高
輝度値を越えた後の図2の図示期間T1で、輝度が連続
して、例えば3回減少したのと、この間の輝度値が所定
値減少したのを検出すると、3回減少した図2のB点で
対物レンズ3の停止命令がコンピュータ70のCPU7
0eからI/Fボード70fに対し出力され、移動駆動
部8は対物レンズ3の移動を減速し図2のC点で停止さ
せ、ステップS708へ進む。
The above processing is repeated at a constant sampling cycle, for example, 1 KHz. When the change in the luminance coincides with the preset number of times that the luminance continuously decreases and the decreased luminance value, a condition that ICount> = predetermined is satisfied. Number of times, ID
If both conditions of if-IBuff> = predetermined value are satisfied,
Proceeding to step S707 in the flowchart of FIG. 6, the CPU 70e of the computer 70 outputs a command to stop the movement of the objective lens 3 to the I / F board 70f, and the movement drive unit 8 stops the movement of the objective lens 3. In this case, in the illustrated period T1 in FIG. 2 after exceeding the maximum luminance value, the luminance decreases continuously, for example, three times, and when it is detected that the luminance value during this period decreases by a predetermined value, the luminance decreases three times. At the point B shown in FIG.
0e is output to the I / F board 70f, and the movement drive unit 8 decelerates the movement of the objective lens 3 and stops at the point C in FIG. 2, and proceeds to step S708.

【0070】ステップS708において、対物レンズ3
が上方向移動かどうかをMoveUpの値により判断
し、MoveUp=TRUEならばステップS709へ
進む。
In step S708, the objective lens 3
Is determined based on the value of MoveUp, and if MoveUp = TRUE, the process proceeds to step S709.

【0071】ステップS709において、コンピュータ
70のCPU70eはI/Fボード70fに対し、対物
レンズ3を図2のD点まで移動するよう命令を出力し、
移動駆動部6は対物レンズ3を図2のD点まで移動さ
せ、ステップS710へ進む。なお、この対物レンズ3
のD点までの移動は、対物レンズ3の移動の際の加速距
離を確保するためである。
In step S709, the CPU 70e of the computer 70 outputs a command to the I / F board 70f to move the objective lens 3 to the point D in FIG.
The movement drive unit 6 moves the objective lens 3 to the point D in FIG. 2, and proceeds to step S710. This objective lens 3
The movement to the point D is to secure an acceleration distance when the objective lens 3 moves.

【0072】ステップS710において、コンピュータ
70のCPU70eはI/Fボード70fに対し、対物
レンズ3を図2のD点よりA点に向け、試料4に近づく
方向に一定のスピードで連続移動させるよう命令を出力
する。移動駆動部6は対物レンズ3を試料4に近づく方
向に一定のスピードで連続移動させ、MoveUp=F
ALSEにセットしてステップS704へ戻る。
In step S710, the CPU 70e of the computer 70 instructs the I / F board 70f to continuously move the objective lens 3 from the point D in FIG. Is output. The movement drive unit 6 continuously moves the objective lens 3 at a constant speed in a direction approaching the sample 4, and MoveUp = F
Set to ALSE and return to step S704.

【0073】ステップS704においてコンピュータ7
0のCPU70eから輝度データ取込開始の命令が出力
され、ステップS705において最初の輝度データを主
メモリ702内の変数IMaxに設定する。それ以降の
輝度データはステップS706において順次読み込まれ
輝度検出処理70c2を施される。
In step S704, the computer 7
The CPU 70e of 0 outputs an instruction to start taking in luminance data. In step S705, the first luminance data is set to a variable IMax in the main memory 702. Subsequent luminance data is sequentially read in step S706 and subjected to luminance detection processing 70c2.

【0074】ここで、ステップS706の輝度検出処理
70c2について、図7のフローチャートに従い説明す
る。
Here, the brightness detection processing 70c2 of step S706 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0075】光検出器11からA/D変換器70aによ
って変換された輝度データは、ステップS802におい
て変数IBuffに設定され、ステップS803へ進
む。
The luminance data converted by the A / D converter 70a from the photodetector 11 is set to a variable IBuff in step S802, and the flow advances to step S803.

【0076】ステップS803においてIMaxに設定
されている輝度データとIBuffに記憶されている輝
度データとを比較し、IBuff>IMaxであればス
テップS804へ進む。
In step S803, the luminance data set in IMax is compared with the luminance data stored in IBuff. If IBuff> IMax, the flow advances to step S804.

【0077】ステップS804において、輝度が減少し
た回数を示すカウンタICountが0かどうかを判断
し、ICount=0であればステップS805へ進
む。ICount=0でなければステップS809にて
ICountをクリアしてステップS805へ進む。
In step S804, it is determined whether or not a counter ICount indicating the number of times the luminance has decreased is 0. If ICount = 0, the flow advances to step S805. If ICount is not 0, ICount is cleared in step S809 and the process proceeds to step S805.

【0078】ステップS805において、IBuff内
の輝度値をIMaxへ設定してステップS806へ進
む。
In step S805, the luminance value in IBuff is set to IMax, and the flow advances to step S806.

【0079】また、ステップS803において、IBu
ff>IMaxが成立しなかった場合、つまり、直前の
輝度値よりも現在の輝度値のほうが小さい場合はステッ
プS810へ進む。
In step S803, IBu
If ff> IMax is not satisfied, that is, if the current luminance value is smaller than the immediately preceding luminance value, the process proceeds to step S810.

【0080】ステップS810において、ICount
=0かどうかを判断し、ICount=0であればIM
axは最高輝度値ということになり、ステップS811
においてIMaxに格納されている輝度値をIDiff
1へ設定してステップS812へ進む。
In step S810, ICount
= 0, and if ICount = 0, IM
ax is the highest luminance value, and step S811
The luminance value stored in IMax at IDiff
The value is set to 1 and the process proceeds to step S812.

【0081】ステップS812においてICountを
カウントアップしステップS813へ進む。
In step S812, ICount is counted up, and the flow advances to step S813.

【0082】ステップS813において、IBuffに
格納されている輝度値をIMaxへ設定しステップS8
06へ進む。
In step S813, the luminance value stored in the IBuff is set to IMax, and in step S8
Proceed to 06.

【0083】ステップS806において、条件式ICo
unt>=所定回数によって輝度値が所定回数以上連続
して減少したかどうかを判断し、ICount>=所定
回数であればステップS807へ進む。ICount>
=所定回数が成立しなければステップS802へ戻る。
In step S806, conditional expression ICo
It is determined whether the brightness value has continuously decreased by the predetermined number of times or more, and if ICount> = the predetermined number of times, the process proceeds to step S807. ICount>
= If the predetermined number of times is not satisfied, the process returns to step S802.

【0084】ステップS807において、条件式IDi
ff1−IBuff>=所定値によって、輝度値が所定
値減少したかどうかを判断し、IDiff1−IBuf
f>=所定値であればステップS808へ進み、輝度検
出処理を終了する。IDiff1−IBuff>=所定
値が成立しなければステップS802へ戻る。
In step S807, conditional expression IDi
ff1-IBuff> = predetermined value, it is determined whether the luminance value has decreased by a predetermined value, and IDiff1-IBuff is determined.
If f> = predetermined value, the process proceeds to step S808, and the brightness detection processing ends. If IDiff1-IBuff> = predetermined value is not satisfied, the process returns to step S802.

【0085】以上の処理を一定のサンプリング周期、例
えば1KHzで繰り返し、輝度の変化が、連続して輝度
が減少する回数と減少した輝度値が予め設定した条件に
一致すると、つまり、ICount>=所定回数、ID
iff−IBuff>=所定値の両条件式が成立する
と、図6のフローチャートのステップS707へ進み、
コンピュータ70のCPU70eはI/Fボード70f
に対し、対物レンズ3の移動を停止させる命令を出力
し、移動駆動部8は対物レンズ3の移動を停止する。こ
の場合、最高輝度値を越えた後の図2の図示期間T2
で、輝度が連続して、例えば3回減少したのと、この間
の輝度値が所定値減少したのを検出すると、3回減少し
たE点で対物レンズ3の停止命令がCPU70eからI
/Fボード70fに対して出力され、移動駆動部8によ
って対物レンズ3の移動は減速され図2のF点で停止
し、ステップS708へ進む。
The above processing is repeated at a constant sampling cycle, for example, 1 KHz. When the change in the luminance coincides with the number of times the luminance continuously decreases and the decreased luminance value satisfy a preset condition, that is, ICount> = predetermined Number of times, ID
If both of the conditional expressions are satisfied, the process proceeds to step S707 in the flowchart of FIG.
The CPU 70e of the computer 70 is an I / F board 70f
, An instruction to stop the movement of the objective lens 3 is output, and the movement driving unit 8 stops the movement of the objective lens 3. In this case, the illustrated period T2 in FIG. 2 after exceeding the maximum luminance value
When it is detected that the luminance has continuously decreased, for example, three times, and that the luminance value during this period has decreased by a predetermined value, a stop instruction of the objective lens 3 is issued from the CPU 70e to the point E at which the luminance has decreased three times.
/ F board 70f, and the movement of the objective lens 3 is decelerated by the movement drive unit 8, stopped at the point F in FIG. 2, and proceeds to step S708.

【0086】ステップS708において、条件式Mov
eUp=TRUEによって対物レンズが上方向移動中か
どうかを調べ、この場合MoveUp=FALSEであ
るため条件式が成立しないので、ステップS711へ進
み、粗動作を完了、すなわち合焦点近傍の検出を終了す
る。
In step S708, the conditional expression Mov
It is checked whether or not the objective lens is moving in the upward direction by eUp = TRUE. In this case, since MoveUp = FALSE, the conditional expression is not satisfied, so the process proceeds to step S711 to complete the rough operation, that is, end the detection of the vicinity of the focal point. .

【0087】その後、合焦点位置を検出するための微細
動作に移行する。この微細動作は、対物レンズ3を図2
の減速距離だけB点方向に戻したF′点から開始する。
Thereafter, the operation shifts to a fine operation for detecting the in-focus position. This fine operation causes the objective lens 3 to move as shown in FIG.
From the point F 'returned in the direction of the point B by the deceleration distance of.

【0088】このF′点まで対物レンズ3を移動させる
ことで、後述する微細動作による間欠動作の回数を減ら
し、合焦点までの時間を短縮するようにしている。
By moving the objective lens 3 to the point F ', the number of intermittent operations by a fine operation to be described later is reduced, and the time until the focal point is shortened.

【0089】このような微細動作を図8、図9のフロー
チャートと図4に従い説明する。
Such a fine operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 8 and 9 and FIG.

【0090】図8のフローチャートのステップS902
において、コンピュータ70のCPU70eはI/Fボ
ード70fに対して、対物レンズ3を合焦点判断処理7
0c3開始位置であるF′点へ移動させるよう命令を出
力する。移動駆動部8は、対物レンズ3をF′点へ移動
させ、ステップS903へ進む。
Step S902 in the flowchart of FIG.
, The CPU 70e of the computer 70 moves the objective lens 3 to the I / F board 70f by using the in-focus determination processing 7
An instruction is issued to move to the point F 'which is the start position of 0c3. The movement drive unit 8 moves the objective lens 3 to the point F ', and proceeds to step S903.

【0091】ステップS903において、コンピュータ
70は輝度データ取込開始の命令を出力し、ステップS
904において最初の輝度データを主メモリ70b内の
変数IMax2へ、そのときの対物レンズ3の位置デー
タを主メモリ70b内の変数PosMaxへそれぞれ設
定しステップS905へ進む。
In step S903, the computer 70 outputs a command to start taking in luminance data.
In 904, the first luminance data is set in a variable IMax2 in the main memory 70b, and the position data of the objective lens 3 at that time is set in a variable PosMax in the main memory 70b, and the flow advances to step S905.

【0092】ステップS905において、コンピュータ
70のCPU70eはI/Fボード70fに対して対物
レンズ3を一定間隔、試料4から離れる方向へ移動させ
るよう命令を出力する。この時の移動間隔は、対物レン
ズ3が高倍の場合は狭く、低倍の場合は広く設定し、ま
た、共焦点動作では移動間隔を狭く、非共焦点動作では
移動間隔を大きく設定している。移動駆動部8によって
対物レンズ3が一定間隔移動完了した時点でステップS
906へ進む。
In step S905, the CPU 70e of the computer 70 outputs an instruction to the I / F board 70f to move the objective lens 3 at a predetermined interval in a direction away from the sample 4. At this time, the moving interval is set to be narrow when the objective lens 3 has a high magnification and wide when the objective lens 3 is low, and the moving interval is set to be narrow in the confocal operation and large in the non-confocal operation. . Step S is performed when the objective lens 3 has been moved by the moving drive unit 8 at a fixed interval.
Proceed to 906.

【0093】ここで、ステップS906の合焦点判断処
理70c3について、図9のフローチャートに従い説明
する。
Here, the in-focus point judgment processing 70c3 of step S906 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0094】合焦点判断処理70c3を開始すると(ス
テップS100)、ステップS101において、光検出
器11からA/D変換器70aによって変換された輝度
データは変数IBuff2に、そのときの対物レンズ1
3の位置データは変数Posにそれぞれ設定され、ステ
ップS102へ進む。
When the in-focus point determination processing 70c3 is started (step S100), in step S101, the luminance data converted from the photodetector 11 by the A / D converter 70a is stored in a variable IBuff2 and the objective lens 1 at that time.
The position data of No. 3 is set in the variable Pos, respectively, and the process proceeds to step S102.

【0095】ステップS102において、IMax2に
設定されている輝度データとIBuff2に設定されて
いる輝度データとを比較し、IBuff2>IMax2
であればステップS103へ進む。
In step S102, the luminance data set in IMax2 is compared with the luminance data set in IBuff2, and IBuff2> IMax2
If so, the process proceeds to step S103.

【0096】ステップS103において、輝度が連続し
て減少した回数を示すカウンタICount2が0かど
うかを判断し、ICount2=0であればステップS
104へ進む。ICount2=0でなければ、ステッ
プS110にてICount2をクリアしステップS1
04へ進む。
In step S103, it is determined whether or not a counter ICount2 indicating the number of times the luminance has continuously decreased is 0. If ICount2 = 0, step S103 is executed.
Proceed to 104. If ICount2 is not 0, ICount2 is cleared in step S110 and step S1
Go to 04.

【0097】ステップS104において、IBuff2
内の輝度値をIMax2へ、Pos内の位置データをP
osMaxへそれぞれ設定してステップS105へ進
む。
In step S104, IBuff2
To the IMax2, and the position data in Pos to P
osMax is set, and the process proceeds to step S105.

【0098】また、ステップS102において、IBu
ff2>IMax2が成立しなかった場合、つまり、直
前の輝度値よりも現在の輝度値のほうが小さい場合はス
テップS111へ進む。
Also, in step S102, IBu
If ff2> IMax2 is not satisfied, that is, if the current luminance value is smaller than the immediately preceding luminance value, the process proceeds to step S111.

【0099】ステップS111において、ICount
2=0かどうかを判断し、ICount2=0であれば
IMax2は最高輝度値ということになり、ステップS
112においてIMax2に格納されている輝度値をI
Diff2へ、そのときの対物レンズ3の位置データP
osMaxをPosFixへそれぞれ設定してステップ
S113へ進む。
In step S111, ICount
It is determined whether or not 2 = 0, and if ICount2 = 0, IMax2 is the highest luminance value, and step S
At 112, the luminance value stored in IMax2 is
Diff2, the position data P of the objective lens 3 at that time
osMax is set to PosFix, respectively, and the process proceeds to step S113.

【0100】ステップS113においてICount2
をカウントアップしステップS114へ進む。
In step S113, ICount2
Is counted up and the process proceeds to step S114.

【0101】ステップS114において、IBuff2
に格納されている輝度値をIMax2へ、そのときの位
置データPosをPosMaxへそれぞれ設定してステ
ップS105へ進む。
In step S114, IBuff2
Is set to IMax2, and the position data Pos at that time is set to PosMax, and the process proceeds to step S105.

【0102】ステップS105において、条件式ICo
unt2>=所定回数によって輝度値が所定回数以上連
続して減少したかどうかを判断し、ICount2>=
所定回数であればステップS106へ進む。ICoun
t2>=所定回数が成立しなければステップS107へ
進む。
In step S105, conditional expression ICo
It is determined whether the luminance value has continuously decreased by a predetermined number of times or more according to a predetermined number of times.
If it is the predetermined number, the process proceeds to step S106. ICount
If t2> = predetermined number of times is not satisfied, the process proceeds to step S107.

【0103】ステップS106において、条件式IDi
ff2−IBuff2>=所定値によって、輝度値が所
定値減少したかどうかを判断し、IDiff2−IBu
ff2>=所定値であればステップS108へ進む。I
Diff2−IBuff2>=所定値が成立しなければ
ステップS107へ進む。
In step S106, conditional expression IDi
ff2-IBuff2> = predetermined value, it is determined whether the luminance value has decreased by a predetermined value, and IDiff2-IBu2 is determined.
If ff2> = predetermined value, the process proceeds to step S108. I
If Diff2-IBuff2> = predetermined value is not satisfied, the process proceeds to step S107.

【0104】ステップS107において、コンピュータ
70のCPU70eはI/Fボード70fに対し、対物
レンズ3を試料4から離れる方向へ一定間隔移動させる
よう命令を出力する。この時の移動間隔は、対物レンズ
3が高倍の場合は狭く、低倍の場合は広く設定し、ま
た、共焦点動作では移動間隔を狭く、非共焦点動作では
移動間隔を大きく設定している。移動駆動部8によって
対物レンズ3が一定間隔移動完了した時点でステップS
101へ戻る。
In step S107, the CPU 70e of the computer 70 outputs an instruction to the I / F board 70f to move the objective lens 3 in a direction away from the sample 4 by a constant distance. At this time, the moving interval is set to be narrow when the objective lens 3 has a high magnification and wide when the objective lens 3 is low, and the moving interval is set to be narrow in the confocal operation and large in the non-confocal operation. . Step S is performed when the objective lens 3 has been moved by the moving drive unit 8 at a fixed interval.
Return to 101.

【0105】ステップS106における条件が真である
段階では、最高輝度値を越えた後の図4の図示期間T3
で、輝度の変化が連続して減少する回数と減少した輝度
値が予め設定した条件に一致している。つまりICou
nt2>=所定回数、IDiff2−IBuff2>=
所定値(例えば、連続して3回減少し、この間の輝度値
が所定値減少)の両条件が成立しているので、図4のG
点で対物レンズ3の移動が停止される。
At the stage where the condition in step S106 is true, the period T3 shown in FIG.
Thus, the number of times that the change in luminance continuously decreases and the decreased luminance value match the preset condition. That is, ICou
nt2> = predetermined number of times, IDiff2-IBuff2> =
Since both conditions of a predetermined value (for example, the luminance value continuously decreases three times and the luminance value during this period decreases by a predetermined value) are satisfied, G in FIG. 4 is satisfied.
At this point, the movement of the objective lens 3 is stopped.

【0106】ステップS108において、コンピュータ
70のCPU70eは主メモリ70bに格納されている
PosFixのデータを読み出し、I/Fボード70f
に対し対物レンズ3を最高輝度値の位置、図4のIへ移
動させる命令を出力し移動駆動部8は対物レンズ3を位
置Iへ移動させる。その後、ステップS109へ進み、
合焦点判断処理70c3を完了させ、図8のフローチャ
ートのステップS907へ進み、微細動作を完了、すな
わち合焦点を検出して終了する。
In step S108, the CPU 70e of the computer 70 reads the PosFix data stored in the main memory 70b, and reads the data of the I / F board 70f.
Then, a command to move the objective lens 3 to the position of the highest luminance value, ie, I in FIG. 4 is output, and the movement drive unit 8 moves the objective lens 3 to the position I. Then, the process proceeds to step S109,
The in-focus point determination processing 70c3 is completed, and the process proceeds to step S907 of the flowchart in FIG. 8, where the fine operation is completed, that is, the in-focus point is detected and the processing ends.

【0107】従って、このようにすれば、粗動作中は、
試料4に対して対物レンズ3を連続移動させるととも
に、所定のサンプリング周期で試料4面からの反射光に
応じた輝度を検出し、この検出された輝度データから最
高値の位置があると判断した後、微動作による通常のA
Fに切替えて対物レンズ3の合焦点への位置決めを行な
うようにしたので、従来の対物レンズのZ位置を全工程
ピッチ移動させながら、輝度データを取込むようにした
ものと比べ、輝度データを効率よく取込むことができる
ようになり、合焦までの動作時間を大幅に短縮すること
ができ、顕微鏡を用いた試料観察の作業能率を大幅に向
上させることができる。
Therefore, in this way, during the rough operation,
The objective lens 3 was continuously moved with respect to the sample 4, and the luminance according to the reflected light from the surface of the sample 4 was detected at a predetermined sampling cycle, and it was determined from the detected luminance data that there was a position of the highest value. Later, normal A by fine operation
F, so that the objective lens 3 is positioned at the focal point, so that the luminance data is compared with the conventional one in which the Z position of the objective lens is moved in all process pitches and the luminance data is acquired. Efficiency can be obtained efficiently, the operation time until focusing can be greatly reduced, and the work efficiency of sample observation using a microscope can be greatly improved.

【0108】また、粗動作により輝度の最高値の位置を
確認した後に、最高輝度値の位置から所定位置まで後退
させ、改めて対物レンズ3を合焦点まで移動させ、常
に、一方向から対物レンズ3を合焦点に移動させるよう
にしているので、対物レンズ3の移動機構のバックラッ
シュやヒステリシス特性を回避することができ、精度の
高い合焦検出を実現することができる。
After confirming the position of the highest luminance value by the coarse operation, the objective lens 3 is moved backward from the position of the highest luminance value to a predetermined position, and is again moved to the focal point. Is moved to the focal point, backlash and hysteresis characteristics of the moving mechanism of the objective lens 3 can be avoided, and highly accurate focus detection can be realized.

【0109】ところで、上述の実施の形態の図2で述べ
た粗動作では、輝度が連続して複数回減少することで対
物レンズ3に減速停止指令を出力するようにしている
が、例えば、対物レンズ3の特性による副次ピークや光
検出器11および増幅器などのブラックレベルノイズな
ど、試料4からの反射光による輝度情報でないものが混
入すると、これら副次ピークやブラックレベルノイズに
より輝度が連続して複数回減少したと誤判断して対物レ
ンズ3の減速停止指令を出力してしまうことがある。そ
こで、このような不都合を解消するため、例えば、輝度
の絶対値からなる閾値を、減速停止指令を出力するため
の条件に加え、閾値以下の副次ピークやブラックレベル
ノイズを無視するようにすれば、これら副次ピークやブ
ラックレベルノイズによる誤動作を防止することができ
る。この場合、閾値は、ブラックレベルノイズの最高値
と最低値との差の平均値より大きな値を用い、ブラック
レベルノイズの小さなピークを検出しないようにして
も、同様な効果を得られる。
In the coarse operation described in FIG. 2 of the above embodiment, the deceleration stop command is output to the objective lens 3 by continuously decreasing the luminance a plurality of times. If non-luminance information due to the reflected light from the sample 4 is mixed, such as a secondary peak due to the characteristics of the lens 3 or black level noise from the photodetector 11 and the amplifier, the luminance will continue due to the secondary peak and black level noise. As a result, it may be erroneously determined that the number has decreased a plurality of times, and a deceleration stop command of the objective lens 3 may be output. Therefore, in order to solve such inconvenience, for example, a threshold including an absolute value of luminance is added to a condition for outputting a deceleration stop command, and a secondary peak or black level noise below the threshold is ignored. Thus, malfunctions due to these secondary peaks and black level noise can be prevented. In this case, the same effect can be obtained even if the threshold value is set to a value larger than the average value of the difference between the maximum value and the minimum value of the black level noise and a small peak of the black level noise is not detected.

【0110】また、図4で述べた微細動作でも、副次ピ
ークやブラックレベルノイズによるピークを誤検出する
おそれがあるが、この場合、粗動作で検出した最高輝度
値の70%以上のみの領域を微細動作に利用すれば、こ
れら副次ピークやブラックレベルノイズによる誤動作を
防止することができる。
Further, even in the fine operation described with reference to FIG. 4, there is a possibility that a secondary peak or a peak due to black level noise may be erroneously detected. In this case, an area having only 70% or more of the maximum luminance value detected in the coarse operation is used. Is used for fine operation, malfunctions due to these secondary peaks and black level noise can be prevented.

【0111】(第2の実施の形態)ところで、試料に対
して対物レンズを移動させる合焦位置検出動作において
輝度値が飽和すると、輝度値が最高となる位置が無数存
在するため、焦点検出動作が中断に追い込まれることが
ある。そこで、この第2の実施の形態では、輝度値が飽
和しないように感度を調整することで焦点検出動作を継
続して行うことができるようにしている。
(Second Embodiment) By the way, when the luminance value is saturated in the focus position detecting operation for moving the objective lens with respect to the sample, there are countless positions where the luminance value becomes maximum. May be interrupted. Therefore, in the second embodiment, the focus detection operation can be continuously performed by adjusting the sensitivity so that the luminance value is not saturated.

【0112】図10は、本発明の第2の実施の形態の概
略構成を示すもので、図1と同一部分には、同符号を付
している。
FIG. 10 shows a schematic configuration of the second embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0113】この場合、CPU7は、移動駆動部8に対
して対物レンズ3のZ軸方向の移動速度の設定、移動開
始停止の指示および停止位置の読み込みなどを行う他、
対物レンズ3のZ軸方向の連続移動にともない、所定の
サンプリング周期、例えば1KHzで光検出器11から
の輝度信号を検出する輝度検出手段701と、この輝度
値から輝度検出手段701の検出感度を調節する検出感
度調整手段703と、この輝度値が飽和していることを
検出する輝度飽和検出手段704と、輝度検出手段70
1により検出された輝度値の変化から合焦点を判断する
合焦点判断手段702とを有し、さらに、二次元走査用
スキャナ2に対しスポット光の走査を指示し、このスポ
ット光走査により得られる光検出器11の輝度信号によ
り共焦点観察像を生成するようにもしている。
In this case, the CPU 7 sets the moving speed of the objective lens 3 in the Z-axis direction, instructs the movement driving unit 8 to start and stop the movement, reads the stop position, and the like.
Along with the continuous movement of the objective lens 3 in the Z-axis direction, a luminance detection unit 701 that detects a luminance signal from the photodetector 11 at a predetermined sampling period, for example, 1 KHz, and a detection sensitivity of the luminance detection unit 701 based on the luminance value. A detection sensitivity adjusting means 703 for adjusting, a luminance saturation detecting means 704 for detecting that the luminance value is saturated, and a luminance detecting means 70
And a focus light judging means 702 for judging a focus from a change in the luminance value detected by the control unit 1. A confocal observation image is also generated based on the luminance signal of the photodetector 11.

【0114】次に、このように構成した実施の形態の動
作を図11に示すフローチャートにより説明する。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0115】まず、ステップS1において、対物レンズ
3を試料4に対して十分近づけた図14のA点へ位置さ
せ、光源1からのスポット光を、対物レンズ3を介して
試料4上に照射するとともに、試料4からの反射光を光
検出器11により輝度信号として検出するように設定す
る。
First, in step S1, the objective lens 3 is positioned at a point A in FIG. 14, which is sufficiently close to the sample 4, and the spot light from the light source 1 is irradiated onto the sample 4 via the objective lens 3. At the same time, it is set so that the reflected light from the sample 4 is detected by the photodetector 11 as a luminance signal.

【0116】ステップS2において、上記の状態から、
移動駆動部8により対物レンズ3を試料4から離れる方
向(図14のA点からB点)にZ軸に沿って一定のスピ
ードで連続移動させる。対物レンズ3を粗動で連続移動
させると、光検出器11により検出される輝度は、対物
レンズ3の移動とともに増加していき、最高輝度値を超
えた時点から減少するようになる。
In step S2, from the above state,
The objective lens 3 is continuously moved at a constant speed along the Z-axis in a direction away from the sample 4 (from point A to point B in FIG. 14) by the movement drive unit 8. When the objective lens 3 is continuously moved by coarse movement, the luminance detected by the photodetector 11 increases with the movement of the objective lens 3 and decreases from the time when the maximum luminance value is exceeded.

【0117】ステップS3において、光検出器11より
検出される輝度信号は、例えば1KHzのように一定の
サンプリング周期で輝度検出手段701に取り込まれ
る。
In step S3, the luminance signal detected by the photodetector 11 is taken into the luminance detecting means 701 at a constant sampling cycle, for example, 1 KHz.

【0118】ステップS4において、輝度飽和検出手段
704は、輝度検出手段701に取り込まれた輝度値が
輝度検出手段701の検出上限値(図14のIlimi
t)を超えているかどうかを検出する。
In step S4, the luminance saturation detecting means 704 determines that the luminance value taken in by the luminance detecting means 701 is equal to the upper limit of detection of the luminance detecting means 701 (Ilimit in FIG. 14).
t) is detected.

【0119】ステップS5において、輝度飽和検出手段
704が検出上限値(図14のIlimit)を超えてい
ないと判断された時は、ステップS7へ進む。
If it is determined in step S5 that the luminance saturation detecting means 704 has not exceeded the detection upper limit (Ilimit in FIG. 14), the flow advances to step S7.

【0120】ステップS7において、輝度検出手段70
1は、この時の輝度が連続して減少する回数と、減少し
た輝度値の減少量を設定する。
In step S7, the luminance detecting means 70
1 sets the number of times the luminance at this time continuously decreases and the amount of decrease in the decreased luminance value.

【0121】ステップS8において、対物レンズ3が所
定の移動範囲を移動し終わったかどうかを判断し、移動
が完了していなければステップS9へ進む。移動が完了
していればステップS11へ進む。
In step S8, it is determined whether or not the objective lens 3 has moved within a predetermined moving range. If the movement has not been completed, the flow advances to step S9. If the movement has been completed, the process proceeds to step S11.

【0122】ステップS9において、ステップS7で得
た、輝度が連続して減少する回数と、減少した輝度値の
減少量が予め設定した条件に一致すると、最高輝度を検
出したと判断し、ステップS10においてCPU7は移
動駆動部8に対し、対物レンズ3の移動を停止させる信
号を出力する。図14では、最高輝度を超えた後の図1
4のT1期間で、輝度が連続して、例えば3回減少した
ことと、この間の輝度値が所定値減少したことを検出す
ると、3回減少した図14のB点で対物レンズ3の移動
停止指令がCPU7より移動駆動部8に対して出力さ
れ、対物レンズ3の移動は減速され図14のC点で停止
する。
In step S9, if the number of times the luminance continuously decreases and the amount of decrease in the luminance value obtained in step S7 match the preset condition, it is determined that the maximum luminance has been detected, and step S10 The CPU 7 outputs a signal to the movement driving unit 8 to stop the movement of the objective lens 3. In FIG. 14, FIG.
In the T1 period of 4, when it is detected that the luminance has continuously decreased, for example, three times, and that the luminance value during this period has decreased by a predetermined value, the movement of the objective lens 3 is stopped at the point B in FIG. A command is output from the CPU 7 to the movement drive unit 8, and the movement of the objective lens 3 is reduced and stopped at the point C in FIG.

【0123】次に、移動駆動部8により対物レンズ3を
図14のD点まで移動する。この対物レンズ3の図14
のD点までの移動は、対物レンズ3の移動の際の加速距
離を確保するためである。
Next, the objective lens 3 is moved to the point D in FIG. FIG. 14 of this objective lens 3
The movement to the point D is to secure an acceleration distance when the objective lens 3 moves.

【0124】ステップS11において、対物レンズ3が
試料4へ近づく方向に移動しているか、つまり移動方向
が下かどうかを判断する。対物レンズ3が試料4から離
れる方向に移動中、つまり移動方向が上ならば、ステッ
プS12へ進む。
In step S11, it is determined whether the objective lens 3 is moving in a direction approaching the sample 4, that is, whether the moving direction is downward. If the objective lens 3 is moving in a direction away from the sample 4, that is, if the moving direction is upward, the process proceeds to step S12.

【0125】ステップS12において、CPU7から移
動駆動部8へ、対物レンズ3を下方向へ移動するよう指
示を出し、移動駆動部8により対物レンズ3を図14の
D点より図14のA点に向け、すなわち試料4に近づく
方向に一定のスピードで連続移動させ、ステップS3へ
戻る。
In step S12, the CPU 7 issues an instruction to the movement drive unit 8 to move the objective lens 3 downward, and the movement drive unit 8 moves the objective lens 3 from point D in FIG. 14 to point A in FIG. Toward the sample 4 at a constant speed, and return to step S3.

【0126】ステップS3において光検出器11により
検出される輝度は、試料4に近づく方向に連続移動させ
た時も、対物レンズ3の移動とともに増加し、最高輝度
値を超えた時点から減少するようになる。光検出器11
により検出される輝度信号は、1KHzのサンプリング
周期で輝度検出手段701に取り込まれる。
The luminance detected by the photodetector 11 in step S3 increases with the movement of the objective lens 3 even when the objective lens 3 is continuously moved in a direction approaching the sample 4, and decreases from the time when the maximum luminance value is exceeded. become. Photodetector 11
Is detected by the luminance detecting means 701 at a sampling frequency of 1 KHz.

【0127】ステップS4において、輝度飽和検出手段
704は、輝度検出手段701に取り込まれた輝度値が
輝度検出手段701の検出上限値(図14のIlimi
t)を超えているかどうかを検出する。
In step S4, the luminance saturation detecting means 704 determines that the luminance value taken in by the luminance detecting means 701 is equal to the upper limit value of the luminance detecting means 701 (Ilimit in FIG. 14).
t) is detected.

【0128】ステップS5において、輝度飽和検出手段
704が検出上限値(図14のIlimit)を超えてい
ないと判断された時は、ステップS7へ進む。
If it is determined in step S5 that the luminance saturation detecting means 704 has not exceeded the detection upper limit value (Ilimit in FIG. 14), the process proceeds to step S7.

【0129】ステップS7において、輝度検出手段70
1は、この時の輝度が連続して減少する回数と、減少し
た輝度値の減少量を設定する。
In step S7, the luminance detecting means 70
1 sets the number of times the luminance at this time continuously decreases and the amount of decrease in the decreased luminance value.

【0130】ステップS8において、対物レンズ3が所
定の移動範囲を移動し終わったかどうかを判断し、移動
が完了していなければステップS9へ進む。移動が完了
していればステップS11へ進む。
In step S8, it is determined whether or not the objective lens 3 has moved within a predetermined moving range. If the movement has not been completed, the flow advances to step S9. If the movement has been completed, the process proceeds to step S11.

【0131】ステップS9において、ステップS7で得
た、輝度が連続して減少する回数と、減少した輝度値が
予め設定した条件に一致すると、最高輝度を検出したと
判断し、ステップS10においてCPU7は移動駆動部
8に対し、対物レンズ3の移動を停止させる信号を出力
する。図14では、最高輝度を超えた後の図14のT2
期間で、輝度が連続して、例えば3回減少したことと、
この間の輝度値が所定値減少したのを検出すると、3回
減少した図14のE点で対物レンズ3の停止指令がCP
U7より移動駆動部8に対し出力され、対物レンズ3の
移動は減速され図14のF点で停止する。
In step S9, if the number of times the luminance continuously decreases obtained in step S7 and the decreased luminance value matches a preset condition, it is determined that the maximum luminance has been detected, and in step S10, the CPU 7 determines that the maximum luminance has been detected. A signal for stopping the movement of the objective lens 3 is output to the movement driving unit 8. In FIG. 14, T2 of FIG.
During the period, the brightness has decreased continuously, for example, three times,
When it is detected that the luminance value has decreased by a predetermined value during this time, a stop command for the objective lens 3 is issued at point E in FIG.
The signal is output from U7 to the movement drive unit 8, and the movement of the objective lens 3 is reduced and stopped at the point F in FIG.

【0132】ステップS11において、現在対物レンズ
3が試料4に近づく方向、つまり移動方向が下ならば、
ステップS13へ進み、粗動動作、すなわち合焦点近傍
の検出を終了する。
In step S11, if the direction in which the objective lens 3 is currently approaching the sample 4, that is, the moving direction is downward,
Proceeding to step S13, the coarse movement operation, that is, the detection of the vicinity of the focal point is ended.

【0133】ここで、図11のステップS5において輝
度が飽和していると判断された場合はコントラスト調整
処理(図11のステップS6)を行う。この処理について
図を用いて詳しく説明する。
If it is determined in step S5 in FIG. 11 that the luminance is saturated, a contrast adjustment process (step S6 in FIG. 11) is performed. This processing will be described in detail with reference to the drawings.

【0134】上記対物レンズ3が試料4から離れる方向
での最高輝度検出処理中の図11のステップS4におい
て、輝度飽和検出手段704によって輝度値の飽和が検
出された時は、輝度飽和検出手段704は輝度検出手段
701の検出感度が高すぎると判断し、ステップS5へ
進む。
When the luminance saturation detecting means 704 detects the saturation of the luminance value in step S4 of FIG. 11 during the process of detecting the maximum luminance in the direction in which the objective lens 3 moves away from the sample 4, the luminance saturation detecting means 704 Determines that the detection sensitivity of the luminance detecting means 701 is too high, and proceeds to step S5.

【0135】ステップS5において、輝度飽和検出手段
704によって輝度検出手段701に取り込まれた輝度
値が飽和していると判断された時は、ステップS6へ進
む。ステップS6での動作のフローチャートは、図12
であり、ステップS21からの処理を開始する。
In step S5, when the luminance saturation detecting means 704 determines that the luminance value taken into the luminance detecting means 701 is saturated, the process proceeds to step S6. The flowchart of the operation in step S6 is shown in FIG.
And the processing from step S21 is started.

【0136】ステップS22において、輝度値の飽和が
検出された回数を示す輝度飽和カウンタICountを
カウントアップし、ステップS23へ進む。
In step S22, a luminance saturation counter ICount indicating the number of times that the saturation of the luminance value is detected is counted up, and the flow advances to step S23.

【0137】ステップS23において、輝度値が所定の
回数n回以上飽和しているかどうかを判断し、例えば図
16に示すような状況で、所定の回数n以上飽和したよ
うな場合、すなわちICount>=nであれば、ステ
ップS24へ進む。
In step S23, it is determined whether or not the luminance value has been saturated a predetermined number of times n or more. For example, in the situation shown in FIG. If n, the process proceeds to step S24.

【0138】ステップS24において、輝度検出感度調
整手段703により輝度検出手段702の検出感度を飽
和しない感度まで下げ、ステップS25へ進む。
In step S24, the detection sensitivity of the luminance detecting means 702 is reduced by the luminance detecting sensitivity adjusting means 703 to a sensitivity which does not saturate, and the flow advances to step S25.

【0139】ステップS23において、輝度が所定回数
n回以上飽和していない、すなわちICount<nな
らばステップS26へ進む。
In step S23, if the brightness is not saturated a predetermined number of times n or more, that is, if ICount <n, the process proceeds to step S26.

【0140】ステップS25において、輝度飽和カウン
タICountをクリアしてステップS26へ進みコン
トラスト調整処理を終え、移動駆動部8は対物レンズ3
の位置を粗動作を開始する初期位置まで戻し、対物レン
ズ3を上方向へ移動させる指示を出し、図11のステッ
プS3から処理を続ける。
In step S25, the luminance saturation counter ICount is cleared, and the flow advances to step S26 to complete the contrast adjustment processing.
Is returned to the initial position for starting the coarse operation, an instruction to move the objective lens 3 upward is issued, and the process is continued from step S3 in FIG.

【0141】以上の粗動作終了後、合焦位置を検出する
ための微細動作に移行する。
After the rough operation is completed, the operation shifts to a fine operation for detecting a focus position.

【0142】この微細動作についてさらに説明する。This fine operation will be further described.

【0143】この微細動作は、対物レンズ3は粗動作終
了時は図14のF点にあるので、対物レンズ3が試料4
に近づく方向に粗移動させた時の減速距離、つまり図1
4のF'点から開始する。この図14のF'点まで対物レ
ンズ3を移動させることで、後述する微細動作による間
欠動作の回数を減らし、合焦までの時間を短縮するよう
にしている。
In this fine operation, the objective lens 3 is located at the point F in FIG.
Deceleration distance when coarsely moving in the direction approaching
4. Start from point F ′. By moving the objective lens 3 to the point F 'in FIG. 14, the number of intermittent operations due to fine operations to be described later is reduced, and the time until focusing is shortened.

【0144】この場合、対物レンズ3が図14のF'点
まで移動されると、今度は、図13のフローチャートが
実行される。この場合、ステップS31の微細動作開始
により、ステップS32において、移動駆動部8により
対物レンズ3を試料4から離れる方向(図14のB点方
向)に一定間隔ごとに間欠移動させる。
In this case, when the objective lens 3 is moved to the point F 'in FIG. 14, the flowchart of FIG. 13 is executed. In this case, with the start of the fine operation in step S31, in step S32, the objective lens 3 is intermittently moved at regular intervals in the direction away from the sample 4 (point B direction in FIG. 14) by the movement driving unit 8.

【0145】ステップS33において、対物レンズ3を
一定間隔で間欠移動させるごとに光検出器11の輝度値
を輝度検出手段701で検出し、この時の輝度値を大き
なものに更新しながら、ステップS34において、最高
輝度値を合焦点判断手段702に設定させる。
In step S33, every time the objective lens 3 is intermittently moved at a constant interval, the luminance value of the photodetector 11 is detected by the luminance detecting means 701, and the luminance value at this time is updated to a large value, and step S34 is performed. In step (5), the maximum luminance value is set by the focusing point determination unit 702.

【0146】この場合も、対物レンズ3の移動とともに
増加される輝度は、最高輝度値を超えると減少に転じ
る。
Also in this case, the luminance that increases with the movement of the objective lens 3 starts decreasing when the luminance exceeds the maximum luminance value.

【0147】そして、最高輝度値を超えた後の期間、つ
まり、図15のT3で、輝度の変化が連続して減少する
回数と減少した輝度値が予め設定した条件に一致した
時、例えば連続して3回減少し、この間の輝度値が所定
値減少したことを検出すると、ステップS35におい
て、最高輝度を通過したと判断し、図15のG点で対物
レンズ3の移動が停止され、ステップS38へ進む。
In the period after the maximum luminance value is exceeded, that is, at T3 in FIG. 15, when the number of times that the change in luminance continuously decreases and the decreased luminance value match a preset condition, for example, Then, when it is detected that the luminance value has decreased by a predetermined value during this period, it is determined in step S35 that the maximum luminance has been passed, and the movement of the objective lens 3 is stopped at point G in FIG. Proceed to S38.

【0148】ステップS38において、対物レンズ3
を、合焦判断手段702により合焦点と判断される最高
輝度値の位置、つまり、図15のIまで移動させ合焦点
の検出を終了する。
In step S38, the objective lens 3
Is moved to the position of the highest luminance value determined to be in focus by the focus determination means 702, that is, I in FIG. 15, and the detection of the focus is completed.

【0149】また、ステップS35において、条件が成
り立たず最高輝度となる位置を検出できないときは、ス
テップS36に進む。ステップS36において、対物レ
ンズ3の移動可能範囲を移動完了しているかどうかを判
断し、移動完了していなければ、ステップS32に戻
る。移動完了していればステップS37に進み、エラー
処理を行う。
If it is determined in step S35 that the condition that does not hold the maximum luminance can not be detected, the process proceeds to step S36. In step S36, it is determined whether or not the movement of the movable range of the objective lens 3 has been completed. If the movement has not been completed, the process returns to step S32. If the movement has been completed, the process proceeds to step S37 to perform error processing.

【0150】従って、このようにすれば、上述した第1
の実施の形態と同様な効果を期待でき、さらに、粗動作
中に輝度値が飽和したとき、輝度検出感度調整手段70
3により輝度検出手段702の検出感度を輝度が飽和し
ない感度まで下げ、再び粗動作を行うようにしたので、
従来のように焦点検出動作が中断されることがなくな
り、合焦までの動作時間をさらに短縮できる。
Therefore, by doing so, the first
The same effect as that of the embodiment can be expected. Further, when the luminance value is saturated during the coarse operation, the luminance detection sensitivity adjusting means 70
3, the detection sensitivity of the luminance detection means 702 is reduced to a level at which the luminance is not saturated, and the coarse operation is performed again.
The focus detection operation is not interrupted as in the related art, and the operation time until focusing can be further reduced.

【0151】(第3の実施の形態)第2の実施の形態で
は、粗動作中に輝度値が飽和すると、輝度が飽和しない
感度まで下げ、改めて粗動作を行うようにしたが、この
第3の実施の形態では、輝度値の再設定の処理を行うこ
とにより、粗動作を改めて行うようなことをなくしてい
る。
(Third Embodiment) In the second embodiment, when the luminance value is saturated during the coarse operation, the sensitivity is reduced to a level at which the luminance is not saturated, and the coarse operation is performed again. In the embodiment, by performing the process of resetting the luminance value, the coarse operation is not performed again.

【0152】図17は、本発明の第3の実施の形態の概
略構成を示すもので、図10と同一部分には、同符号を
付している。
FIG. 17 shows a schematic configuration of the third embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals.

【0153】この場合、CPU7は、移動駆動部8に対
して対物レンズ3のZ軸方向の移動速度の設定、移動開
始停止の指示および停止位置の読み込みなどを行う他、
対物レンズ3のZ軸方向の連続移動にともない、所定の
サンプリング周期、例えば1KHzで光検出器11から
の輝度信号を検出する輝度検出手段701、輝度値を設
定する輝度値記憶手段705、輝度値から輝度検出手段
701の検出感度を調節する検出感度調整手段703、
この輝度値が飽和していることを検出する輝度飽和検出
手段704、輝度検出手段701により検出された輝度
値の変化から合焦点を判断する合焦点判断手段702と
を有し、さらに、二次元走査用スキャナ2に対しスポッ
ト光の走査を指示し、このスポット光走査により得られ
る光検出器11の輝度信号により共焦点観察像を生成す
るようにもしている。
In this case, the CPU 7 sets the moving speed of the objective lens 3 in the Z-axis direction, instructs the moving drive unit 8 to stop moving, reads the stop position, and the like.
Along with the continuous movement of the objective lens 3 in the Z-axis direction, a luminance detection unit 701 for detecting a luminance signal from the photodetector 11 at a predetermined sampling period, for example, 1 KHz, a luminance value storage unit 705 for setting a luminance value, a luminance value Detection sensitivity adjustment means 703 for adjusting the detection sensitivity of the luminance detection means 701 from
It has a luminance saturation detecting means 704 for detecting that the luminance value is saturated, a focusing focus determining means 702 for determining a focal point from a change in the luminance value detected by the luminance detecting means 701, and further has a two-dimensional focus. The scanning scanner 2 is instructed to scan a spot light, and a confocal observation image is generated based on a luminance signal of the photodetector 11 obtained by the scanning of the spot light.

【0154】次に、このように構成した実施の形態の動
作を図18に示すフローチャートにより説明する。この
図18では、上述した図11と同一部分には同符号を付
しており、同符号を付している各ステップでの詳細な説
明は省略する。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In FIG. 18, the same portions as those in FIG. 11 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the steps denoted by the same reference numerals is omitted.

【0155】この場合も、ステップS3において、輝度
値の読み取りが行われると、ステップS3’に進む。
Also in this case, when the luminance value is read in step S3, the process proceeds to step S3 '.

【0156】ステップS3'において、読み取った輝度
値とその時の対物レンズ3の位置を輝度値記憶手段70
5に設定する。
In step S3 ', the read luminance value and the position of the objective lens 3 at that time are stored in the luminance value storage means 70.
Set to 5.

【0157】そして、ステップS4において、上述した
のと同様の輝度飽和検出処理を行い、ステップS5へ進
む。
Then, in step S4, the same luminance saturation detection processing as described above is performed, and the flow advances to step S5.

【0158】ステップS5において、輝度値が飽和して
いるか否かを判断し、輝度値が飽和していないと判断さ
れた時は、ステップS7へ進み処理を続ける。また、ス
テップS5において、輝度値が飽和していると判断され
た時は、ステップS6へ進む。
In step S5, it is determined whether or not the luminance value is saturated. If it is determined that the luminance value is not saturated, the flow advances to step S7 to continue the processing. When it is determined in step S5 that the luminance value is saturated, the process proceeds to step S6.

【0159】ステップS6において、上述したのと同様
のコントラスト調整処理を行いステップS6'へ進む。
In step S6, the same contrast adjustment processing as described above is performed, and the flow advances to step S6 '.

【0160】ステップS6'において、輝度値記憶手段
705に設定された輝度値の再設定処理を行い、コント
ラスト調整前の輝度値を光検出器11の特性に応じ再計
算する。この場合、光検出器11として、例えば、フォ
トマルチプライヤを使用しているものとすると次式によ
り輝度値の計算ができる。
In step S6 ', the luminance value set in the luminance value storage means 705 is reset, and the luminance value before contrast adjustment is recalculated according to the characteristics of the photodetector 11. In this case, if a photomultiplier is used as the photodetector 11, for example, the brightness value can be calculated by the following equation.

【0161】G=(V1/V2)αn ここで、αはフォトマルチプライヤ固有の定数、nはフ
ォトマルチプライヤのダイノードの段数、V1はコント
ラスト調整処理の結果、輝度検出感度調整手段によりフ
ォトマルチプライヤに設定された検出感度設定用電圧、
V2はコントラスト調整処理前にフォトマルチプライヤ
に設定されている検出感度設定用電圧である。
G = (V1 / V2) αn where α is a constant unique to the photomultiplier, n is the number of dynodes of the photomultiplier, V1 is the result of the contrast adjustment processing, and the photomultiplier is adjusted by the brightness detection sensitivity adjusting means. The detection sensitivity setting voltage set to
V2 is a detection sensitivity setting voltage set in the photomultiplier before the contrast adjustment processing.

【0162】この式を用い、輝度値記憶手段705に設
定されている輝度値を計算し、再び、輝度値記憶手段7
05に輝度値を設定する。この場合、輝度検出手段70
1の検出感度調整前の輝度値より、検出感度調整後の輝
度値のほうが低いので、ステップS7におけるピーク検
出処理に必要な輝度が連続して減少する回数を検出でき
るようになる。
Using this formula, the brightness value set in the brightness value storage means 705 is calculated, and the brightness value storage means 7 is again calculated.
Set the luminance value to 05. In this case, the luminance detecting means 70
Since the luminance value after the detection sensitivity adjustment is lower than the luminance value before the detection sensitivity adjustment of No. 1, it is possible to detect the number of times the luminance required for the peak detection process in step S7 continuously decreases.

【0163】そして、ステップS8以降に進み、上述し
た図11と同様にして焦点検出のための粗動作が続けら
れる。
Then, the process proceeds to step S8 and thereafter, and the rough operation for focus detection is continued as in the case of FIG.

【0164】従って、このようにすれば上述した第1の
実施の形態と同様な効果を期待でき、さらに、粗動作中
に輝度値が飽和したとき、輝度検出手段702の検出感
度を輝度が飽和しない感度まで下げるとともに、既に検
出された輝度値についても上式に基づいて再設定するこ
とによりピーク検出処理を可能にしたので、粗動作を改
めて行うようなことなく微動動作まで連続して行うこと
ができるので、さらに合焦までの動作時間を短縮でき
る。
Therefore, in this way, the same effect as in the first embodiment can be expected. Further, when the luminance value is saturated during the rough operation, the detection sensitivity of the luminance detecting means 702 is reduced. In addition to lowering the sensitivity to not perform, the peak detection processing was enabled by resetting the already detected luminance value based on the above formula, so it is necessary to continuously perform the fine movement operation without performing the coarse operation again. Therefore, the operation time until focusing can be further reduced.

【0165】なお、これら第1および第2の実施の形態
では、自動焦点検出時に輝度が飽和した時に輝度検出手
段702の輝度感度の調整を行うようにしているが、輝
度レベルがノイズと判断される程度に低い場合でも、輝
度検出手段702の輝度感度を調整して粗動作を可能に
するようにしてもよい。
In the first and second embodiments, the luminance sensitivity of the luminance detecting means 702 is adjusted when the luminance is saturated during automatic focus detection, but the luminance level is determined to be noise. Even when the brightness is low, the brightness sensitivity of the brightness detection means 702 may be adjusted to enable coarse operation.

【0166】次に、このような第2および第3の実施の
形態で述べた自動焦点検出動作をコンピュータプログラ
ムにより実現する場合を説明する。
Next, a case in which the automatic focus detection operation described in the second and third embodiments is realized by a computer program will be described.

【0167】図19は、コンピュータを使用した場合の
概略構成を示すもので、図5と同一部分には、同符号を
付している。
FIG. 19 shows a schematic configuration when a computer is used, and the same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.

【0168】この場合、CPU7に代わるコンピュータ
70は、光検出器11から出力されるアナログの輝度デ
ータをディジタルデータに変換するA/D変換器70
a、主メモリ70b、フレームメモリ70d、CPU7
0e、オートフォーカスを制御する自動合焦点検出動作
の制御プログラムを電子的に格納した記憶媒体70c、
2次元走査用スキャナ2と移動駆動部8に接続され、そ
れらを制御するI/Fポート70fを有し、それぞれC
PUバスで接続されている。
In this case, the computer 70 in place of the CPU 7 includes an A / D converter 70 for converting analog luminance data output from the photodetector 11 into digital data.
a, main memory 70b, frame memory 70d, CPU 7
0e, a storage medium 70c electronically storing a control program for an automatic focus detection operation for controlling autofocus,
It has an I / F port 70f that is connected to the two-dimensional scanning scanner 2 and the movement drive unit 8 and controls them.
They are connected by a PU bus.

【0169】また、焦点検出を制御するプログラムは、
主メモリ70bにロードされCPU70eによって実行
される。また、このようなプログラムはコンピュータ7
0に接続可能なネットワーク等の通信媒体を介して、遠
隔地にあるサーバコンピュータからダウンロードして実
行することも可能である。
The program for controlling the focus detection is as follows.
The program is loaded into the main memory 70b and executed by the CPU 70e. Such a program is stored in the computer 7
It can also be downloaded from a server computer located at a remote location and executed via a communication medium such as a network connectable to the Internet.

【0170】この場合、記憶媒体70cに格納された自
動合焦点検出動作のための制御プログラムは、移動駆動
部8に対して対物レンズ3のZ軸方向の連続移動速度の
設定、移動開始停止の指示および停止位置の読み込みな
どを行う対物レンズ制御処理70c1、対物レンズ3の
Z軸方向の連続移動にともない所定のサンプリング周
期、例えば1KHzで光検出器11からの輝度信号を検
出する輝度検出処理70c2、この輝度検出処理70c
2により検出された輝度値の変化から合焦点が存在する
かどうかを判断するピーク検出処理70c4、この輝度
検出処理70c2により検出された輝度値の変化から合
焦点を判断する合焦点判断処理70c5、輝度検出処理
で得た輝度値が飽和したことを検出する輝度飽和検出処
理70c6及び該輝度飽和検出処理70c6により輝度
値の飽和が検出された際に光検出器8の検出感度を調整
する検出感度調整処理70c3を有している。また、二
次元走査用スキャナ2に対しスポット光の走査を指示
し、このスポット光走査により得られる光検出器11の
輝度信号により共焦点観察像を生成する処理も有してい
る。
In this case, the control program for the automatic focusing detection operation stored in the storage medium 70c is to set the continuous movement speed of the objective lens 3 in the Z-axis direction and to stop the movement start and stop for the movement drive unit 8. An objective lens control process 70c1 for reading an instruction and a stop position, and a brightness detection process 70c2 for detecting a brightness signal from the photodetector 11 at a predetermined sampling period, for example, 1 KHz, with the continuous movement of the objective lens 3 in the Z-axis direction. , This luminance detection processing 70c
2, a peak detection process 70c4 for determining whether or not a focal point exists based on the change in the luminance value detected in Step 2, an in-focus determination process 70c5 for determining a focal point from the change in the luminance value detected by the luminance detection process 70c2, A brightness saturation detection process 70c6 for detecting that the brightness value obtained in the brightness detection process is saturated, and a detection sensitivity for adjusting the detection sensitivity of the photodetector 8 when the brightness value is detected by the brightness saturation detection process 70c6. An adjustment process 70c3 is provided. Further, it has a process of instructing the two-dimensional scanning scanner 2 to scan a spot light, and generating a confocal observation image based on a luminance signal of the photodetector 11 obtained by the spot light scanning.

【0171】また、表示部9は、コンピュータ70で生
成されフレームメモリ70cに格納された観察像を表示
する。
The display section 9 displays an observation image generated by the computer 70 and stored in the frame memory 70c.

【0172】次に、このような制御プログラムによる動
作を説明する。
Next, the operation according to such a control program will be described.

【0173】まず、粗動作により大まかな合焦位置を検
出するまでの動作を図20に示すフローチャートに従い
説明する。
First, the operation until the rough focus position is detected by the coarse operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0174】まず、ステップS111において、対物レ
ンズ3を試料4に対して十分近づけた図14のA点に位
置させ、光源1からのスポット光を、対物レンズ3を介
して試料4上に照射するとともに、試料4からの反射光
を光検出器11により輝度信号として検出するように設
定する。この状態から、ステップS112において、移
動駆動部8により対物レンズ3を、図14のA点よりB
点に向け、試料4から離れる方向にZ軸に沿って一定の
スピードで連続移動させ、上方向への移動を示すフラグ
MoveUpにTRUEをセットする。
First, in step S111, the objective lens 3 is positioned at the point A in FIG. 14 which is sufficiently close to the sample 4, and the spot light from the light source 1 is irradiated onto the sample 4 via the objective lens 3. At the same time, it is set so that the reflected light from the sample 4 is detected by the photodetector 11 as a luminance signal. From this state, in step S112, the objective lens 3 is moved from the point A in FIG.
Toward the point, the sample is continuously moved at a constant speed along the Z-axis in a direction away from the sample 4, and TRUE is set to a flag MoveUp indicating an upward movement.

【0175】この粗動作によるZ方向の連続移動は、対
物レンズ3が高倍の場合には低速に、低倍の場合には高
速に設定している。対物レンズ3を粗動で連続移動させ
ると、光検出器8により検出される輝度は、対物レンズ
3の移動とともに増加していき、最高輝度値を越えた時
点から減少するようになる。光検出器11により検出さ
れる輝度信号は、例えば1KHzのように一定のサンプ
リング周期でコンピュータ70のA/D変換器70aで
変換され、記録媒体70c内に格納されているプログラ
ムによって輝度検出処理70c2が施される。ステップ
S113において、最初の輝度データを主メモリ702
内の変数IMaxへ設定しステップS114へ進む。そ
れ以降の輝度データはステップS114において順次読
み込まれ輝度検出処理を施される。
The continuous movement in the Z direction due to the coarse operation is set to a low speed when the objective lens 3 has a high magnification and a high speed when the objective lens 3 has a low magnification. When the objective lens 3 is continuously moved by coarse movement, the luminance detected by the photodetector 8 increases with the movement of the objective lens 3 and decreases from the time when the maximum luminance value is exceeded. The luminance signal detected by the photodetector 11 is converted by the A / D converter 70a of the computer 70 at a constant sampling cycle such as 1 KHz, and the luminance detection processing 70c2 is performed by a program stored in the recording medium 70c. Is applied. In step S113, the first luminance data is stored in the main memory 702.
Is set to the variable IMax in the above, and the process proceeds to step S114. The subsequent luminance data is sequentially read in step S114 and subjected to luminance detection processing.

【0176】ここで、対物レンズ3が試料4に近づく場
合でのステップS114の輝度検出処理70c2につい
て、図21のフローチャートに従い説明する。光検出器
11からA/D変換器70aによって変換された輝度デ
ータは、ステップS121において変数IBuffに設
定され、ステップS122へ進む。ステップS122に
おいてIMaxに設定されている輝度データとIBuf
fに設定されている輝度データとを比較し、IBuff
>IMaxであれば、つまり、直前に読み込んだ輝度デ
ータより、現在取りこまれた輝度データの値のほうが大
きい場合、ステップS123へ進む。ステップS123
において、輝度が連続して減少した回数を示すカウンタ
IDecが0かどうかを判断し、IDec=0であれば
ステップS124へ進む。IDec=0でなければステ
ップS125にてIDecをクリアしステップS124
へ進む。ステップS124において、IBuff内の輝
度値をIMaxへ設定して輝度検出処理70c2を終了
し、図20のステップS115へ進む。
Here, the brightness detection processing 70c2 in step S114 when the objective lens 3 approaches the sample 4 will be described with reference to the flowchart in FIG. The luminance data converted by the A / D converter 70a from the photodetector 11 is set to a variable IBuff in step S121, and the process proceeds to step S122. The luminance data set in IMax in step S122 and IBuf
fBuff is compared with the luminance data set in f.
If> IMax, that is, if the value of the currently captured luminance data is larger than the luminance data read immediately before, the process proceeds to step S123. Step S123
In step, it is determined whether or not a counter IDec indicating the number of times the luminance has continuously decreased is 0. If IDec = 0, the process proceeds to step S124. If IDec is not 0, the IDec is cleared in step S125 and step S124
Proceed to. In step S124, the luminance value in the IBuff is set to IMax, the luminance detection processing 70c2 ends, and the flow advances to step S115 in FIG.

【0177】また、ステップS122において、IBu
ff>IMaxが成立しなかった場合、つまり、直前の
輝度値よりも現在の輝度値のほうが小さい場合はステッ
プS126へ進む。
In step S122, IBu
If ff> IMax is not satisfied, that is, if the current luminance value is smaller than the immediately preceding luminance value, the process proceeds to step S126.

【0178】ステップS126において、IDec=0
かどうかを判断し、IDec=0であればIMaxは最
高輝度値ということになり、ステップS127において
IMaxのに格納されている輝度値をIDiff1へ設
定してステップS128へ進む。
In step S126, IDec = 0
Then, if IDec = 0, IMax is the maximum luminance value. In step S127, the luminance value stored in IMax is set to IDiff1, and the process proceeds to step S128.

【0179】ステップS128においてIDecをカウ
ントアップしステップS129へ進む。
In step S128, IDec is counted up, and the flow advances to step S129.

【0180】ステップS129において、IBuffに
格納されている輝度値をIMaxへ設定して輝度検出処
理70c2を終了し、図20のステップS115へ進
む。
In step S129, the luminance value stored in IBuff is set to IMax, and the luminance detection processing 70c2 ends. Then, the flow advances to step S115 in FIG.

【0181】ステップS115において、取りこんだ輝
度データが飽和しているかどうかを判断する輝度飽和検
出処理70c5に入る。ここで、ステップS115にお
ける輝度飽和検出処理70c5について、図22のフロ
ーチャートに従い説明する。
In step S115, the process enters a brightness saturation detection process 70c5 for determining whether or not the captured brightness data is saturated. Here, the luminance saturation detection processing 70c5 in step S115 will be described with reference to the flowchart in FIG.

【0182】ステップS131においてIMaxに記憶
されている輝度データと予め設定されている飽和値(例
えば16bitA/D変換器のフルカウント65535
を飽和状態とする)とを比較し、IMax>飽和値であ
ればステップS132へ進み輝度が飽和したことを示す
フラグIOverをTRUEとする。
In step S131, the luminance data stored in IMax and a preset saturation value (for example, full count 65535 of a 16-bit A / D converter)
Is set to the saturated state), and if IMax> saturated value, the process proceeds to step S132 and the flag Iover indicating that the luminance is saturated is set to TRUE.

【0183】ステップS131においてIMax>飽和
値が成り立たなければステップS133へ進みIOve
rをFALSEとする。ステップS132またはステッ
プS133においてフラグIOverの設定が終了した
ら、輝度飽和検出処理70c5を終わり、図20のステ
ップS116へ進む。
If IMax> saturation value does not hold in step S131, the process proceeds to step S133 and Iove
Let r be FALSE. When the setting of the flag Iover is completed in step S132 or step S133, the luminance saturation detection processing 70c5 ends, and the process proceeds to step S116 in FIG.

【0184】ステップS116において、IOver=
TRUEであり検出した輝度値が飽和している状態であ
れば、ステップS117へ進み、検出感度調整処理70
c6に入る。
In step S116, Iover =
If it is TRUE and the detected luminance value is saturated, the process proceeds to step S117, where the detection sensitivity adjustment processing 70
Enter c6.

【0185】ここで、ステップS117における検出感
度調整処理70c6について、上述した図12のフロー
チャートに従い説明する。
Here, the detection sensitivity adjustment processing 70c6 in step S117 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0186】この場合、ステップS21での処理開始と
ともに、ステップS22において、輝度が飽和した回数
を示す輝度飽和カウンタICountをカウントアップ
し、ステップS23へ進む。
In this case, along with the start of the processing in step S21, in step S22, a luminance saturation counter ICount indicating the number of times of luminance saturation is counted up, and the flow advances to step S23.

【0187】ステップS23において、条件式ICou
nt>=nにより輝度値が所定回数以上飽和したかどう
かを判定し、ICount>=nならばステップS24
へ進む。
In step S23, conditional expression ICou
It is determined whether or not the luminance value has been saturated a predetermined number of times or more by nt> = n, and if ICount> = n, step S24 is performed.
Proceed to.

【0188】ステップS24において、コンピュータ7
0のCPU70eは光検出器11に対し検出感度を輝度
が飽和しない感度まで下げるよう命令を出力しコントラ
ストを調整する。
In step S24, the computer 7
The CPU 70e of 0 outputs a command to the photodetector 11 to lower the detection sensitivity to a sensitivity at which the luminance is not saturated, and adjusts the contrast.

【0189】ステップS25において、輝度飽和カウン
タICountをクリアし、検出感度調整処理70c6
を終了して図20のステップS114へ戻る。
In step S25, the luminance saturation counter ICount is cleared, and the detection sensitivity adjustment processing 70c6 is performed.
And returns to step S114 in FIG.

【0190】ステップS116において、IOver=
FALSEで、検出した輝度値が飽和していない場合、
ステップS118へ進みピーク検出処理70c4に入
る。
In step S116, Iover =
If the detected luminance value is not saturated in FALSE,
The process proceeds to step S118 to enter the peak detection process 70c4.

【0191】ここで、ステップS118におけるピーク
検出処理について図23のフローチャートに従い説明す
る。
Here, the peak detection processing in step S118 will be described with reference to the flowchart in FIG.

【0192】ステップS142において、条件式IDe
c>所定回数、IBuff−IMax>所定値により、
輝度値が連続して所定回数以上減少し、かつ、その減少
量が所定値以上であるかを判断する。この両条件によ
り、ノイズなど有効ではないデータを誤認識することを
避けることができる。上記両条件が成り立つ場合、ステ
ップS143においてピークを検出したことを示すフラ
グPeakにTRUEを設定する。両条件が成り立たな
い場合、ステップS144においてフラグPeakにF
ALSEを設定する。
At the step S142, the conditional expression IDe
c> predetermined number of times, IBuff-IMax> predetermined value,
It is determined whether the luminance value continuously decreases by a predetermined number of times or more and the amount of the decrease is equal to or more than a predetermined value. With these two conditions, it is possible to avoid erroneous recognition of invalid data such as noise. If both of the above conditions are satisfied, TRUE is set to the flag Peak indicating that a peak has been detected in step S143. If both conditions are not satisfied, the flag Peak is set to F in step S144.
Set ALSE.

【0193】ステップS143もしくは、ステップS1
44においてフラグの設定が終了すると、図20のステ
ップS119へ進む。
Step S143 or step S1
When the setting of the flag is completed in 44, the process proceeds to step S119 in FIG.

【0194】ステップS119において、対物レンズ3
が所定の移動範囲を移動し終わったかどうかを判断し、
移動が完了していなければステップS1110へ進む。
移動が完了していればステップS1112へ進む。
In step S119, the objective lens 3
Judge whether has finished moving the predetermined moving range,
If the movement has not been completed, the process proceeds to step S1110.
If the movement has been completed, the process proceeds to step S1112.

【0195】ステップS1110において、ピークを検
出したことを示すフラグPeakを参照し、Peak=
TRUEであればステップS1111に進む。ステップ
S1111において、コンピュータ70のCPU70e
はI/Fボード70fに対し、対物レンズ3を停止させ
る信号を出力し移動駆動部8は対物レンズ3の移動を停
止させる。この場合、最高輝度値を越えた後の図14の
図示期間T1で、輝度が連続して、例えば3回減少した
のと、この間の輝度値が所定値以上減少したのを検出す
ると、3回減少した図14のB点で対物レンズ3の移動
停止命令がコンピュータ70のCPU70eからI/F
ボード70fに対し出力され、移動駆動部8は対物レン
ズ3の移動を減速し図14のC点で停止させ、ステップ
S1112へ進む。
In step S1110, a flag Peak indicating that a peak has been detected is referenced, and Peak =
If TRUE, the process proceeds to step S1111. In step S1111, the CPU 70e of the computer 70
Outputs a signal to stop the objective lens 3 to the I / F board 70f, and the movement drive unit 8 stops the movement of the objective lens 3. In this case, in the illustrated period T1 in FIG. 14 after the maximum luminance value is exceeded, the luminance continuously decreases, for example, three times. When it is detected that the luminance value during this period has decreased by a predetermined value or more, three times. At the reduced point B in FIG. 14, a command to stop the movement of the objective lens 3 is issued from the CPU 70e of the computer 70 via the I / F.
Output to the board 70f, the movement drive unit 8 slows down the movement of the objective lens 3 and stops it at the point C in FIG. 14, and proceeds to step S1112.

【0196】ステップS1112において、対物レンズ
3が試料4から離れる方向に移動しているか、つまり移
動方向が上かどうかを変数MoveUpを参照し判断す
る。対物レンズ3が試料4から離れる方向に移動中なら
ば、つまりMoveUp=TRUEならばステップS1
113へ進む。
In step S1112, it is determined by referring to the variable MoveUp whether the objective lens 3 is moving in a direction away from the sample 4, that is, whether the moving direction is upward. If the objective lens 3 is moving in the direction away from the sample 4, that is, if MoveUp = TRUE, step S1
Proceed to 113.

【0197】ステップS1113において、コンピュー
タ70のCPU70eからI/Fボード70fに対し、
対物レンズ3を下方向へ移動するよう命令が出力され
る。移動駆動部8は対物レンズ3を図14のD点よりA
点に向け、すなわち試料4に近づく方向に一定のスピー
ドで連続移動させ、上方向への移動を示すフラグMov
eUpにFALSEを設定してステップS113へ戻
る。この粗動作によるZ方向の連続移動は、対物レンズ
3が高倍の場合には低速に、低倍の場合には高速に設定
している。対物レンズ3を粗動で連続移動させると、光
検出器11により検出される輝度は対物レンズ3の移動
とともに増加していき、最高輝度値を越えた時点から減
少するようになる。光検出器11により検出される輝度
信号は、例えば1KHzのように一定のサンプリング周
期でコンピュータ70のA/D変換器70aで変換さ
れ、記録媒体70c内に格納されているプログラムによ
って輝度検出処理70c2が施される。
In step S1113, the CPU 70e of the computer 70 sends a signal to the I / F board 70f.
A command is issued to move the objective lens 3 downward. The movement drive unit 8 moves the objective lens 3 from the point D in FIG.
A flag Mov indicating upward movement is continuously moved at a constant speed toward a point, that is, in a direction approaching the sample 4.
FALSE is set in eUp, and the process returns to step S113. The continuous movement in the Z direction due to the coarse operation is set to a low speed when the objective lens 3 has a high magnification and a high speed when the objective lens 3 has a low magnification. When the objective lens 3 is continuously moved by coarse movement, the luminance detected by the photodetector 11 increases with the movement of the objective lens 3 and decreases from the time when the maximum luminance value is exceeded. The luminance signal detected by the photodetector 11 is converted by the A / D converter 70a of the computer 70 at a constant sampling cycle such as 1 KHz, and the luminance detection processing 70c2 is performed by a program stored in the recording medium 70c. Is applied.

【0198】ステップS113において、最初の輝度デ
ータを主メモリ70b内の変数IMaxへ設定しステッ
プS114へ進む。それ以降の輝度データはステップS
114において順次読み込まれ輝度検出処理70c2を
施される。
In step S113, the first luminance data is set in a variable IMax in the main memory 70b, and the flow advances to step S114. Subsequent luminance data is stored in step S
At 114, the image data is sequentially read and subjected to the luminance detection processing 70c2.

【0199】ここで、対物レンズ3が試料4に近づく場
合でのステップS114の輝度検出処理70c2につい
て、図21のフローチャートに従い説明する。
Here, the brightness detection processing 70c2 in step S114 when the objective lens 3 approaches the sample 4 will be described with reference to the flowchart in FIG.

【0200】光検出器11からA/D変換器70aによ
って変換された輝度データは、ステップS121におい
て変数IBuffに設定され、ステップS122へ進
む。
The luminance data converted by the A / D converter 70a from the photodetector 11 is set to a variable IBuff in step S121, and the flow advances to step S122.

【0201】ステップS122においてIMaxに設定
されている輝度データとIBuffに設定されている輝
度データとを比較し、IBuff>IMaxであれば、
つまり、直前に読み込んだ輝度データより、現在取りこ
まれた輝度データの値のほうが大きい場合、ステップS
123へ進む。
In step S122, the luminance data set to IMax is compared with the luminance data set to IBuff, and if IBuff> IMax,
In other words, if the value of the currently captured luminance data is greater than the previously read luminance data, step S
Go to 123.

【0202】ステップS123において、輝度が連続し
て減少した回数を示すカウンタIDecが0かどうかを
判断し、IDec=0であればステップS124へ進
む。IDec=0でなければステップS125にてID
ecをクリアしステップS124へ進む。
In step S123, it is determined whether or not a counter IDec indicating the number of times the luminance has continuously decreased is 0. If IDec = 0, the flow advances to step S124. If IDec is not 0, the ID is set in step S125.
ec is cleared and the process proceeds to step S124.

【0203】ステップS124において、IBuff内
の輝度値をIMaxへ設定して輝度検出処理70c2を
終了し、図20のステップS115へ進む。
In step S124, the luminance value in the IBuff is set to IMax, the luminance detection processing 70c2 ends, and the flow advances to step S115 in FIG.

【0204】また、ステップS122において、IBu
ff>IMaxが成立しなかった場合、つまり、直前の
輝度値よりも現在の輝度値のほうが小さい場合はステッ
プS126へ進む。
In step S122, IBu
If ff> IMax is not satisfied, that is, if the current luminance value is smaller than the immediately preceding luminance value, the process proceeds to step S126.

【0205】ステップS126において、IDec=0
かどうかを判断し、IDec=0であればIMaxは最
高輝度値ということになり、ステップS127において
IMaxのに格納されている輝度値をIDiff1へ設
定してステップS128へ進む。
In step S126, IDec = 0
It is determined whether or not IDec = 0, IMax is the highest luminance value. In step S127, the luminance value stored in IMax is set to IDiff1, and the process proceeds to step S128.

【0206】ステップS128においてIDecをカウ
ントアップしステップS129へ進む。
In step S128, IDec is counted up, and the flow advances to step S129.

【0207】ステップS129において、IBuffに
格納されている輝度値をIMaxへ設定して輝度検出処
理70c2を終了し、図20のステップS115へ進
む。
In step S129, the luminance value stored in IBuff is set to IMax, and the luminance detection processing 70c2 ends. Then, the flow advances to step S115 in FIG.

【0208】ステップS115において、取り込んだ輝
度データが飽和しているかどうかを判断する輝度飽和検
出処理70c5に入る。
In step S115, the process enters a brightness saturation detection process 70c5 for determining whether or not the captured brightness data is saturated.

【0209】ここで、ステップS115における輝度飽
和検出処理70c5について、図22のフローチャート
に従い説明する。
Here, the luminance saturation detection processing 70c5 in step S115 will be described with reference to the flowchart in FIG.

【0210】ステップS131においてIMaxに記憶
されている輝度データと予め設定してある飽和値とを比
較し、IMax>飽和値であればステップS132へ進
み輝度が飽和したことを示すフラグIOverをTRU
Eとする。
In step S131, the luminance data stored in IMax is compared with a preset saturation value. If IMax> saturation value, the flow advances to step S132 to set a flag Iover indicating that the luminance is saturated to TRU.
E.

【0211】ステップS131においてIMax>飽和
値が成り立たなければステップS133へ進みIOve
rをFALSEとする。ステップS132またはステッ
プS133においてフラグIOverの設定が終了した
ら、輝度飽和検出処理70c5を終わり、図20のステ
ップS116へ進む。
If IMax> saturation value does not hold in step S131, the process proceeds to step S133 and Iove
Let r be FALSE. When the setting of the flag Iover is completed in step S132 or step S133, the luminance saturation detection processing 70c5 ends, and the process proceeds to step S116 in FIG.

【0212】ステップS116において、IOver=
TRUEであり、検出した輝度値が飽和している状態で
あればステップS117へ進み、検出感度調整処理70
c6に入る。
In step S116, Iover =
If it is TRUE and the detected luminance value is saturated, the process proceeds to step S117, where the detection sensitivity adjustment processing 70
Enter c6.

【0213】ここで、ステップS117における検出感
度調整処理70c6について図12のフローチャートに
従い説明する。
Here, the detection sensitivity adjustment processing 70c6 in step S117 will be described with reference to the flowchart in FIG.

【0214】この場合、ステップS21での処理開始と
ともに、ステップS22において、輝度が飽和した回数
を示す輝度飽和カウンタICountをカウントアップ
し、ステップS23へ進む。
In this case, along with the start of the processing in step S21, in step S22, a luminance saturation counter ICount indicating the number of times of luminance saturation is counted up, and the flow advances to step S23.

【0215】ステップS23において、条件式ICou
nt>=nにより輝度値が所定回数以上飽和したかどう
かを判定し、ICount>=nならばステップS24
へ進む。
At step S23, conditional expression ICou
It is determined whether or not the luminance value has been saturated a predetermined number of times or more by nt> = n, and if ICount> = n, step S24
Proceed to.

【0216】ステップS24において、コンピュータ7
0のCPU70eは光検出器11に対し検出感度を輝度
値が飽和しない感度まで下げるよう命令を出力しコント
ラストを調整する。
In step S24, the computer 7
The CPU 70e of 0 outputs a command to the photodetector 11 to lower the detection sensitivity to a sensitivity at which the luminance value is not saturated, and adjusts the contrast.

【0217】ステップS65において、輝度飽和カウン
タICountをクリアし、検出感度調整処理70c6
を終了して図20のステップS114へ戻る。
In step S65, the luminance saturation counter ICount is cleared, and the detection sensitivity adjustment processing 70c6 is performed.
And returns to step S114 in FIG.

【0218】ステップS116において、IOver=
FALSEで、検出した輝度値が飽和していない場合、
ステップS118へ進みピーク検出処理70c4に入
る。
At step S116, Iover =
If the detected luminance value is not saturated in FALSE,
The process proceeds to step S118 to enter the peak detection process 70c4.

【0219】ここで、ステップS118におけるピーク
検出処理70c4について図23のフローチャートに従
い説明する。
Here, the peak detection processing 70c4 in step S118 will be described with reference to the flowchart in FIG.

【0220】ステップS142において、条件式IDe
c>所定回数、IBuff−IMax>所定値により、
輝度値が連続して所定回数以上減少し、かつ、その減少
量が所定値以上であるかを判断する。上記両条件が成り
立つ場合、ステップS143においてピークを検出した
ことを示すフラグPeakにTRUEを設定する。両条
件が成り立たない場合、ステップS144においてフラ
グPeakにFALSEを設定する。
In step S142, conditional expression IDe
c> predetermined number of times, IBuff-IMax> predetermined value,
It is determined whether the luminance value continuously decreases by a predetermined number of times or more and the amount of the decrease is equal to or more than a predetermined value. If both of the above conditions are satisfied, TRUE is set to the flag Peak indicating that a peak has been detected in step S143. If both conditions are not satisfied, the flag Peak is set to FALSE in step S144.

【0221】ステップS143もしくは、ステップS1
44においてフラグの設定が終了すると、図20のステ
ップS119へ進む。ステップS119において、対物
レンズ3が所定の移動範囲を移動し終わったかどうかを
判断し、移動が完了していなければステップS1110
へ進む。移動が完了していればステップS1112へ進
む。
Step S143 or step S1
When the setting of the flag is completed in 44, the process proceeds to step S119 in FIG. In step S119, it is determined whether or not the objective lens 3 has moved within the predetermined moving range. If the movement has not been completed, step S1110 is performed.
Proceed to. If the movement has been completed, the process proceeds to step S1112.

【0222】ステップS1110において、ピークを検
出したことを示すフラグPeakを参照し、Peak=
TRUEであればステップS1111に進む。
In step S1110, a flag Peak indicating that a peak has been detected is referenced, and Peak =
If TRUE, the process proceeds to step S1111.

【0223】ステップS1111において、コンピュー
タ70のCPU70eはI/Fボード70fに対し、対
物レンズ3を停止させる信号を出力し移動駆動部8は対
物レンズ3の移動を停止させる。この場合、最高輝度値
を越えた後の図14の期間T2で、輝度が連続して、例
えば3回減少したのと、この間の輝度値が所定値以上減
少したのを検出すると、3回減少した図14のE点で対
物レンズ3の移動停止命令がコンピュータ70のCPU
70eからI/Fボード70fに対し出力され、移動駆
動部6は対物レンズ3の移動を減速し図14のF点で停
止させ、ステップS1112へ進む。ステップS111
2において、条件式MoveUp=TRUEによって対
物レンズ3が上方向移動中かどうかを調べ、この場合M
OVEUP=FALSEであるため条件式が成立しない
ので、ステップS1114へ進み、粗動作を完了する。
以上の粗動作終了後、合焦位置を検出するための微細動
作に移行する。この微細動作は、対物レンズ3を図14
のE点からF点までの減速距離だけ移動させたF'点か
ら開始する。このF'点間で対物レンズ3を移動させるこ
とで、後述する微細動作による間欠動作の回数を減ら
し、合焦までの時間を短縮するようにしている。
In step S1111, the CPU 70e of the computer 70 outputs a signal for stopping the objective lens 3 to the I / F board 70f, and the movement driving unit 8 stops the movement of the objective lens 3. In this case, in the period T2 in FIG. 14 after the maximum luminance value is exceeded, the luminance continuously decreases, for example, three times. At the point E shown in FIG.
The signal is output from 70e to the I / F board 70f, and the movement driving unit 6 decelerates the movement of the objective lens 3 and stops at the point F in FIG. 14, and proceeds to step S1112. Step S111
In 2, it is checked whether or not the objective lens 3 is moving upward by the conditional expression MoveUp = TRUE.
Since OVEUP = FALSE, the conditional expression does not hold, so the process proceeds to step S1114, and the rough operation is completed.
After the above rough operation is completed, the operation shifts to a fine operation for detecting a focus position. This fine operation causes the objective lens 3 to move as shown in FIG.
From the point F 'moved by the deceleration distance from the point E to the point F. By moving the objective lens 3 between the points F ′, the number of intermittent operations due to the fine operation described later is reduced, and the time until focusing is shortened.

【0224】次に、微細動作について説明する。Next, the fine operation will be described.

【0225】この場合、図24に示すフローチャートの
ステップS151からの微細動作に入る。ステップS1
52において、コンピュータ70のCPU70eはI/
Fボード70fに対して、対物レンズ3を合焦点判断処
理70c3開始位置である図14のF'点へ移動させる
よう命令を出力する。移動駆動部8は、対物レンズ3を
F'点へ移動させ、ステップS153へ進む。
In this case, the fine operation starts from step S151 in the flowchart shown in FIG. Step S1
At 52, the CPU 70e of the computer 70
An instruction is issued to the F board 70f to move the objective lens 3 to a point F 'in FIG. 14, which is the start position of the focus determination processing 70c3. The movement drive unit 8 moves the objective lens 3 to the point F ', and proceeds to step S153.

【0226】ステップS153において、コンピュータ
70は輝度データ取込開始の命令を出力し、ステップS
154において最初の輝度データを主メモリ70b内の
変数IMax2へ、そのときの対物レンズ3の位置デー
タを主メモリ70b内の変数PosMaxへそれぞれ設
定しステップS155へ進む。
In step S153, the computer 70 outputs a command to start the acquisition of luminance data.
In 154, the first luminance data is set in a variable IMax2 in the main memory 70b, and the position data of the objective lens 3 at that time is set in a variable PosMax in the main memory 70b, and the flow advances to step S155.

【0227】ステップS155において、コンピュータ
70のCPU70eはI/Fボード70fに対して対物
レンズ3を一定間隔、試料4から離れる方向へ移動させ
るよう命令を出力する。この時の移動間隔は、対物レン
ズ3が高倍の場合は狭く、低倍の場合は広く設定し、ま
た、共焦点動作では移動間隔を狭く、非共焦点動作では
移動間隔を大きく設定している。移動駆動部8によって
対物レンズ3が一定間隔移動完了した時点でステップS
156へ進む。
In step S155, the CPU 70e of the computer 70 outputs a command to the I / F board 70f to move the objective lens 3 in a direction away from the sample 4 at a constant interval. At this time, the moving interval is set to be narrow when the objective lens 3 has a high magnification and wide when the objective lens 3 is low, and the moving interval is set to be narrow in the confocal operation and large in the non-confocal operation. . Step S is performed when the objective lens 3 has been moved by the moving drive unit 8 at a fixed interval.
Proceed to 156.

【0228】ここで、ステップS156の合焦点判断処
理70c2について、図25のフローチャートに従い説
明する。
Here, the in-focus point determination processing 70c2 of step S156 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0229】ステップS161において、光検出器11
からA/D変換器70aによって変換された輝度データ
は変数IBuff2に、そのときの対物レンズ3の位置
データは変数Posにそれぞれ設定され、ステップS1
62へ進む。
At step S161, the photodetector 11
Is set to a variable IBuff2, and the position data of the objective lens 3 at that time is set to a variable Pos.
Go to 62.

【0230】ステップS162において、IMax2に
設定されている輝度データとIBuff2に設定されて
いる輝度データとを比較し、IBuff2>IMax2
であればステップS163へ進む。
In step S162, the luminance data set in IMax2 is compared with the luminance data set in IBuff2, and IBuff2> IMax2
If so, the process proceeds to step S163.

【0231】ステップS163において、輝度が連続し
て減少した回数を示すカウンタIDec2が0かどうか
を判断し、IDec2=0であればステップS164へ
進む。IDec2=0でなければ、ステップS1610
にてIDec2をクリアしステップS164へ進む。
In step S163, it is determined whether or not a counter IDec2 indicating the number of times the luminance has continuously decreased is 0. If IDec2 = 0, the flow advances to step S164. If IDec2 is not 0, step S1610
Clears IDec2 and proceeds to step S164.

【0232】ステップS164において、IBuff2
内の輝度値をIMax2へ、Pos内の位置データをP
osMaxへそれぞれ設定してステップS165へ進
む。
In step S164, IBuff2
To the IMax2, and the position data in Pos to P
osMax are set, and the process proceeds to step S165.

【0233】また、ステップS162において、IBu
ff2>IMax2が成立しなかった場合、つまり、直
前の輝度値よりも現在の輝度値のほうが小さい場合はス
テップS1611へ進む。
In step S162, IBu
If ff2> IMax2 is not satisfied, that is, if the current luminance value is smaller than the immediately preceding luminance value, the process advances to step S1611.

【0234】ステップS1611において、IDec2
=0かどうかを判断し、IDec2=0であればIMa
x2は最高輝度値ということになり、ステップS161
2においてIMax2に格納されている輝度値をIDi
ff2へ、そのときの対物レンズ3の位置データPos
MaxをPosFixへそれぞれ設定してステップS1
613へ進む。
In step S1611, IDec2
= 0, and if IDec2 = 0, IMa
x2 is the highest luminance value, and step S161
2 is the luminance value stored in IMax2 as IDi
ff2, the position data Pos of the objective lens 3 at that time
Max is set to PosFix, respectively, and step S1
Proceed to 613.

【0235】ステップS1613においてIDec2を
カウントアップしステップS1614へ進む。
In step S1613, IDec2 is counted up, and the flow advances to step S1614.

【0236】ステップS1614において、IBuff
2に格納されている輝度値をIMax2へ、そのときの
位置データPosをPosMaxへそれぞれ設定しステ
ップS165へ進む。
In step S1614, IBuff
2 is set to IMax2, and the position data Pos at that time is set to PosMax, and the process proceeds to step S165.

【0237】ステップS165において、条件式IDe
c2>=所定回数によって輝度値が所定回数以上連続し
て減少したかどうかを判断し、IDec2>=所定回数で
あればステップS166へ進む。IDec2>=所定回
数が成立しなければステップS167へ進む。
In step S165, conditional expression IDe
It is determined whether the luminance value has continuously decreased by the predetermined number of times or more according to c2> = the predetermined number of times. If IDec2> = the predetermined number of times, the process proceeds to step S166. If IDec2> = predetermined number of times is not satisfied, the process proceeds to step S167.

【0238】ステップS166において、条件式IDi
ff2−IBuff2<=所定値によって、輝度値が所
定値減少したかどうかを判断し、IDiff2−IBu
ff2>=所定値であればステップS168へ進む。ID
iff2−IBuff2>=所定値が成立しなければス
テップS167へ進む。
In step S166, conditional expression IDi
ff2-IBuff2 <= predetermined value, it is determined whether or not the luminance value has decreased by a predetermined value, and IDiff2-IBu2 is determined.
If ff2> = predetermined value, the process proceeds to step S168. ID
If not, the process proceeds to step S167.

【0239】ステップS167において、コンピュータ
70のCPU70eはI/Fボード70fに対し、対物
レンズ3を試料から離れる方向へ一定間隔移動させるよ
う命令を出力する。この時の移動間隔は、対物レンズ3
が高倍の場合は狭く、低倍の場合は広く設定し、また、
共焦点動作では移動間隔を狭く、非共焦点動作では移動
間隔を大きく設定している。移動駆動部8によって対物
レンズ3が一定間隔移動完了した時点でステップS16
1へ戻る。
[0239] In step S167, the CPU 70e of the computer 70 outputs an instruction to the I / F board 70f to move the objective lens 3 in a direction away from the sample by a constant distance. The movement interval at this time is determined by the objective lens 3
Is small when the magnification is high, wide when the magnification is low,
In the confocal operation, the moving interval is set narrow, and in the non-confocal operation, the moving interval is set large. Step S16 is performed when the objective lens 3 has been moved by the moving drive unit 8 at a constant interval.
Return to 1.

【0240】ステップS166における条件が真である
段階では、最高輝度値を越えた後の図15の図示期間T
3で、輝度の変化が連続して減少する回数と減少した輝
度値が予め設定した条件に一致している。つまりIDe
c2>=所定回数、IDiff2−IBuff2>=所
定値(例えば、連続して3回減少し、この間の輝度値が
所定値より減少)の両条件が成立しているので、図15
のG点で対物レンズ3の移動が停止される。ステップS
168において、コンピュータ70のCPU70eは主
メモリ70bに格納されているPosFixのデータを
読み出し、I/Fボード70fに対し対物レンズ3を最
高輝度値の位置、図15のIへ移動させる命令を出力し
移動駆動部8は対物レンズ3を位置Iへ移動させる。そ
の後、ステップS169へ進み、合焦点判断処理を完了
させ、図24のフローチャートのステップS157へ進
み、微細動作を完了する。
At the stage where the condition in step S166 is true, the period T shown in FIG.
In 3, the number of times the change in luminance continuously decreases and the decreased luminance value match the preset condition. That is, IDe
Since both conditions of c2> = predetermined number of times and IDiff2-IBuff2> = predetermined value (for example, the luminance value continuously decreases three times and the luminance value during this period decreases from the predetermined value) are satisfied, FIG.
At the point G, the movement of the objective lens 3 is stopped. Step S
At 168, the CPU 70e of the computer 70 reads the PosFix data stored in the main memory 70b, and outputs a command to the I / F board 70f to move the objective lens 3 to the position of the highest luminance value, to I in FIG. The movement drive unit 8 moves the objective lens 3 to the position I. Then, the process proceeds to step S169 to complete the in-focus point determination process, and proceeds to step S157 in the flowchart of FIG. 24 to complete the fine operation.

【0241】次に、コンピュータプログラムによりオー
トフォーカス動作を制御する手順を図面に従い説明す
る。
Next, the procedure for controlling the autofocus operation by a computer program will be described with reference to the drawings.

【0242】この場合、輝度が飽和しない場合の粗動作
の流れは、上述したと同様である。次に、図26のステ
ップS174における輝度検出処理について、図27の
フローチャートに従い説明する。光検出器11からA/
D変換器70aによって変換された輝度データは、ステ
ップS181において変数IBuffにセットされ、ス
テップS182へ進む。ステップS182において、コ
ンピュータ70の主メモリ70b内に確保されている検
出輝度格納用配列IAlay[i]に、検出された輝度デ
ータを順次格納し、ステップS183へ進む。ステップ
S183においてIMaxに設定されている輝度データ
とIBuffに設定されている輝度データとを比較し、
IBuff>IMaxであれば、つまり、直前に読み込
んだ輝度データより、現在取りこまれた輝度データの値
のほうが大きい場合、ステップS184へ進む。ステッ
プS184において、輝度が連続して減少した回数を示
すカウンタIDecが0かどうかを判断し、IDec=
0であればステップS185へ進む。IDec=0でな
ければステップS186にてIDecをクリアしステッ
プS185へ進む。
In this case, the flow of the rough operation when the luminance is not saturated is the same as described above. Next, the brightness detection processing in step S174 of FIG. 26 will be described with reference to the flowchart of FIG. A / A
The luminance data converted by the D converter 70a is set to a variable IBuff in step S181, and the process proceeds to step S182. In step S182, the detected luminance data is sequentially stored in the detected luminance storage array IAlay [i] secured in the main memory 70b of the computer 70, and the process proceeds to step S183. In step S183, the luminance data set to IMax is compared with the luminance data set to IBuff,
If IBuff> IMax, that is, if the value of the currently captured luminance data is greater than the previously read luminance data, the process proceeds to step S184. In step S184, it is determined whether or not a counter IDec indicating the number of times that the luminance has continuously decreased is 0, and IDec =
If it is 0, the process proceeds to step S185. If IDec is not 0, the IDec is cleared in step S186 and the process proceeds to step S185.

【0243】ステップS185において、IBuff内
の輝度値をIMaxへ設定し、ステップS187へ進
む。
[0243] In step S185, the luminance value in IBuff is set to IMax, and the flow advances to step S187.

【0244】また、ステップS183において、IBu
ff>IMaxが成立しなかった場合、つまり、直前の
輝度値よりも現在の輝度値のほうが小さい場合はステッ
プS188へ進む。
Also, in step S183, IBu
If ff> IMax is not satisfied, that is, if the current luminance value is smaller than the immediately preceding luminance value, the process proceeds to step S188.

【0245】ステップS188において、IDec=0
かどうかを判断し、IDec=0であればIMaxは最
高輝度値ということになり、ステップS189において
IMaxのに格納されている輝度値をIDiff1へ設
定してステップS1810へ進む。
In step S188, IDec = 0
Then, if IDec = 0, IMax is the highest luminance value. In step S189, the luminance value stored in IMax is set to IDiff1, and the process proceeds to step S1810.

【0246】ステップS1810においてIDecをカ
ウントアップしステップS1811へ進む。ステップS
1811において、IBuffに格納されている輝度値
をIMaxへコピーしてステップS187へ進む。ステ
ップS187において、検出輝度格納用配列IAlay
の配列要素番号をカウントアップし、輝度検出処理70
c2を終了し、図26のステップS175へ進む。
In step S1810, IDec is counted up, and the flow advances to step S1811. Step S
In 1811, the luminance value stored in IBuff is copied to IMax, and the flow advances to step S187. In step S187, the detected brightness storage array IAlay
Is counted up, and the brightness detection processing 70
c2 ends, and the flow proceeds to step S175 in FIG.

【0247】ステップS175以降、ステップ176、
ステップ177と上述した図20のステップ116、1
17と同様の処理を続け、ステップS177において、
検出感度調整処理70c6を行った後、ステップS17
7'へ進む。ステップS177'において、ステップS1
74の輝度検出処理70c2内でIAlayに保存され
た輝度値に対し、輝度の再設定処理を行う。
After step S175, step 176,
Step 177 and steps 116 and 1 in FIG.
The same processing as in step 17 is continued, and in step S177,
After performing the detection sensitivity adjustment processing 70c6, step S17 is performed.
Go to 7 '. In step S177 ', step S1
In the brightness detection processing 70c2 of 74, the brightness resetting processing is performed on the brightness value stored in the IAlay.

【0248】ここで、ステップS177'における輝度
の再設定処理について図28に従い説明する。
Here, the brightness resetting process in step S177 'will be described with reference to FIG.

【0249】ステップS191において、以降のステッ
プS192、S193の処理を、設定した輝度データ数
iまでループでまわす。ステップS192において、検
出輝度格納用配列IAlayに設定されている輝度値と
定数Gとを乗算し、輝度値を上書きする。定数Gは、光
検出器に例えば、フォトマルチプライヤを使用している
場合には、次の式より求められる。
In step S191, the subsequent steps S192 and S193 are looped up to the set number i of luminance data. In step S192, the luminance value set in the detected luminance storage array IAlay is multiplied by a constant G to overwrite the luminance value. When a photomultiplier is used for the photodetector, for example, the constant G is obtained by the following equation.

【0250】G=(V1/V2)αn ここで、αはフォトマルチプライヤ固有の定数、nはフ
ォトマルチプライヤのダイノードの段数、V1は検出感
度調整処理70c6の結果フォトマルチプライヤに設定
された検出感度設定用電圧、V2は検出感度調整処理7
0c6前にフォトマルチプライヤに設定されている検出
感度設定用電圧である。
G = (V1 / V2) αn where α is a constant specific to the photomultiplier, n is the number of dynodes of the photomultiplier, and V1 is the detection set in the photomultiplier as a result of the detection sensitivity adjustment processing 70c6. The sensitivity setting voltage V2 is the detection sensitivity adjustment processing 7
This is the detection sensitivity setting voltage set in the photomultiplier before 0c6.

【0251】この式を用い、検出輝度格納用配列IAl
ayに設定されている輝度値を計算し、再設定すること
で、光検出器11の検出感度調整前の輝度値より、検出
感度調整後の輝度値のほうが低いため、ステップS17
8におけるピーク検出処理において、輝度が連続して減
少する回数をカウントする際の不整合を回避することが
でき、ステップS177において検出感度調整処理70
c6を行った場合においても、引き続きステップS17
8のピーク検出処理70c4を行うことができ、粗動作
の流れを中断する必要をなくすことができる。
Using this equation, the detected luminance storage array IAl
By calculating and resetting the brightness value set to the value ay, the brightness value after the detection sensitivity adjustment of the photodetector 11 is lower than the brightness value before the detection sensitivity adjustment, so that step S17 is performed.
8, it is possible to avoid inconsistency in counting the number of times the luminance continuously decreases in the peak detection process.
Even when c6 is performed, step S17 is continued.
8, the peak detection processing 70c4 can be performed, and it is not necessary to interrupt the flow of the coarse operation.

【0252】ステップS193においてカウンタをカウ
ントアップし、ステップS194において指定回数分ル
ープ処理が終了した後、ステップS195へ進む。
At step S193, the counter is counted up. At step S194, after the loop process has been completed the specified number of times, the flow advances to step S195.

【0253】ステップS195において、配列IAla
yに設定されている最後の輝度値をIMaxへコピー
し、輝度の再設定処理を終了して図26のステップS1
78へ進み、それ移行は、上述したと同様の処理を行い
合焦点検出動作を完了する。
In step S195, the array IAla
The last luminance value set to y is copied to IMax, the luminance resetting process is completed, and step S1 in FIG.
The process proceeds to 78 and the same processing as described above is performed to complete the focus detection operation.

【0254】なお、上述した第1乃至第3の実施の形態
では、試料4と対物レンズ3を相対的に連続的に移動
し、その移動と同期して、その相対位置に対応した輝度
値を入力するようにしているが、試料4と対物レンズ3
の相対移動をステップ的に行い、そのステップ移動毎に
輝度値を入力するような方法を用いることもできる。ま
た、上述した実施の形態では、対物レンズの移動しか記
載されていないが、これに限るものではなく、相対的に
移動するようにすればよいので、ステージのみのでもよ
い。また、上述した第1乃至第3の実施の形態では、粗
動作、微細動作の2つの動作により自動焦点検出を行う
ようにしているが、いずれかの1つの動作で、自動焦点
検出を行うこともできる。
In the first to third embodiments, the sample 4 and the objective lens 3 are relatively continuously moved, and the brightness value corresponding to the relative position is synchronized with the movement. Although input is made, the sample 4 and the objective lens 3
May be used in a stepwise manner, and a luminance value is input for each step movement. Further, in the above-described embodiment, only the movement of the objective lens is described. However, the present invention is not limited to this, and only the stage may be used because the movement may be relatively performed. In the above-described first to third embodiments, the automatic focus detection is performed by the two operations of the coarse operation and the fine operation. However, the automatic focus detection is performed by any one of the operations. Can also.

【0255】なお、上述した実施の形態には、以下の発
明も含まれる。
The above embodiments include the following inventions.

【0256】(1)請求項3または4記載の自動焦点検
出装置において、前記自動焦点検出装置は、前記輝度検
出手段によって検出される輝度が飽和していることを検
出する輝度飽和検出手段と、前記輝度飽和検出手段が前
記輝度検出手段によって検出される輝度の飽和を検出す
ると、前記輝度検出手段の検出感度を調整する輝度検出
感度調整手段とを具備したことを特徴としている。
(1) The automatic focus detecting device according to claim 3 or 4, wherein said automatic focus detecting device comprises: a luminance saturation detecting means for detecting that the luminance detected by said luminance detecting means is saturated; When the luminance saturation detecting means detects the saturation of the luminance detected by the luminance detecting means, a luminance detection sensitivity adjusting means for adjusting the detection sensitivity of the luminance detecting means is provided.

【0257】(2)請求項3または4記載の自動焦点検
出装置において、前記自動焦点検出装置は、前記輝度検
出手段によって検出される輝度データと、前記移動手段
によって移動される試料もしくは対物レンズの位置デー
タとを記憶する記憶手段を具備したことを特徴としてい
る。
(2) In the automatic focus detection device according to the third or fourth aspect, the automatic focus detection device may include a luminance data detected by the luminance detection means and a sample or objective lens moved by the movement means. It is characterized by having storage means for storing position data.

【0258】(3)請求項5記載の自動焦点検出装置に
おいて、前記判断制御手段は、合焦位置近傍を検出でき
たか否かを判断する判断手段を備えていることを特徴と
している。
(3) In the automatic focus detecting device according to the fifth aspect, the judgment control means includes a judgment means for judging whether or not the vicinity of the in-focus position has been detected.

【0259】(4)請求項5記載の自動焦点検出装置に
おいて、前記判断制御手段は、前記移動手段で対物レン
ズもしくは試料の位置を連続的に移動させ、所定のサン
プリング周期で前記試料面からの反射光に応じた輝度を
検出することを特徴としている。
(4) In the automatic focus detecting device according to the fifth aspect, the judgment control means continuously moves the position of the objective lens or the sample by the moving means, and moves the object lens or the sample from the sample surface at a predetermined sampling cycle. It is characterized by detecting the luminance according to the reflected light.

【0260】(5)(4)記載の自動焦点検出装置にお
いて、前記判断制御手段は、所定のサンプリング周期で
検出した輝度値が連続して所定回数以上減少し、その減
少した時の減少量が予め設定されている所定値以上にな
った時点で、合焦点の存在を判断し、所定のサンプリン
グ周期によって輝度情報のみを検出し合焦位置近傍を検
出することを特徴としている。
(5) In the automatic focus detecting device described in (4), the judgment control means continuously decreases the luminance value detected in a predetermined sampling cycle by a predetermined number of times, and the amount of decrease when the luminance value decreases is reduced. At a point in time when a predetermined value or more is reached, the presence of a focal point is determined, and only luminance information is detected at a predetermined sampling period to detect the vicinity of the focal position.

【0261】(6)請求項5記載の自動焦点検出装置に
おいて、前記判断制御手段は、前記移動手段で試料もし
くは対物レンズの位置を所定の間隔で間欠移動させ、試
料もしくは対物レンズが間欠移動されるごとに前記試料
面からの反射光に応じた輝度を検出することを特徴とし
ている。
(6) In the automatic focus detecting device according to the fifth aspect, the judgment control means intermittently moves the position of the sample or the objective lens at predetermined intervals by the moving means, and the sample or the objective lens is intermittently moved. The method is characterized in that the luminance according to the reflected light from the sample surface is detected every time the light is reflected.

【0262】(7)(6)記載の自動焦点検出装置にお
いて、前記判断制御手段は、試料もしくは対物レンズが
間欠移動されるごとに検出した輝度値が連続して所定回
数以上減少し、その減少した時の減少量が予め設定され
ている所定値以上になった時点で、移動手段による試料
もしくは対物レンズの位置の移動を停止し、輝度値が最
高となった位置を合焦点として検出することを特徴とし
ている。
(7) In the automatic focus detecting device as set forth in (6), each time the sample or the objective lens is intermittently moved, the judgment control means continuously decreases the detected luminance value by a predetermined number of times or more. When the amount of decrease at the time of the above becomes equal to or more than a predetermined value set in advance, the movement of the position of the sample or the objective lens by the moving means is stopped, and the position having the highest luminance value is detected as the focal point. It is characterized by.

【0263】(8)(3)記載の自動焦点検出装置にお
いて、前記判断手段は、前記輝度検出処理によって記録
された輝度値が連続して減少した回数と、輝度が最高と
なった時の輝度値とを、予め設定してある所定回数・所
定値と比較する比較手段と、前記比較手段で比較した後
の結果に基づいて設定するための変数を備えた主メモリ
とからなることを特徴としている。
(8) In the automatic focus detecting device according to (3), the determining means determines the number of times the luminance value recorded by the luminance detecting process has continuously decreased, and the luminance when the luminance becomes maximum. And a main memory having a variable for setting based on the result after the comparison by the comparing means, and comparing the value with a predetermined number of times and a predetermined value set in advance. I have.

【0264】(9)請求項12または13記載におい
て、前記自動焦点検出方法は、前記輝度検出手段によっ
て検出される輝度が飽和していることを検出し、前記輝
度検出手段によって検出される輝度の飽和が検出される
と、前記輝度検出手段の検出感度を調整することを特徴
としている。
(9) In the twelfth or thirteenth aspect, the automatic focus detecting method detects that the luminance detected by the luminance detecting means is saturated, and detects the saturation of the luminance detected by the luminance detecting means. When saturation is detected, the detection sensitivity of the luminance detecting means is adjusted.

【0265】(10)請求項12または13記載におい
て、前記自動焦点検出方法は、前記自動焦点検出方法
は、前記輝度検出手段によって検出される輝度データ
と、前記試料もしくは対物レンズの位置データとを記憶
することを特徴としている。
(10) In the twelfth aspect or the thirteenth aspect, in the automatic focus detection method, the automatic focus detection method includes a step of transmitting the brightness data detected by the brightness detection means and the position data of the sample or the objective lens. It is characterized by memorizing.

【0266】(11)光軸上で試料と対物レンズとの少
なくとも一方を移動させる移動手段と、前記試料面から
の反射光に応じた輝度を所定のサンプリング周期で検出
する輝度検出手段とを備えた合焦点検出を行う自動焦点
検出方法であって、合焦点近傍を検出する前記移動手段
の粗動制御を行う工程と、合焦点を検出する前記移動手
段の微動制御を行う工程とを備えていることを特徴とす
る自動焦点検出方法。
(11) Moving means for moving at least one of the sample and the objective lens on the optical axis, and luminance detecting means for detecting the luminance according to the light reflected from the sample surface at a predetermined sampling cycle. An automatic focus detection method for detecting the in-focus point, comprising a step of performing coarse movement control of the moving means for detecting the vicinity of the in-focus point, and a step of performing fine movement control of the moving means for detecting the in-focus point. An automatic focus detection method.

【0267】(12)(11)記載の自動焦点検出方法
において、前記粗動制御を行う工程は、合焦点近傍を検
出できたか否かを判断する判断工程を備えていることを
特徴としている。
(12) In the automatic focus detection method described in (11), the step of performing the coarse movement control includes a determination step of determining whether the vicinity of the focal point has been detected.

【0268】(13)(11)記載の自動焦点検出方法
において、前記粗動制御を行う工程は、前記移動手段で
対物レンズもしくは試料を連続的に移動させ、所定のサ
ンプリング周期で前記試料面からの反射光に応じた輝度
を検出する輝度検出工程を備えていることを特徴として
いる。
(13) In the automatic focus detection method according to (11), the step of performing the coarse movement control includes moving the objective lens or the sample continuously by the moving means, and moving the object lens or the sample from the sample surface at a predetermined sampling cycle. And a luminance detecting step of detecting a luminance according to the reflected light of the image.

【0269】(14)(13)記載の自動焦点検出方法
において、前記粗動制御での輝度検出工程は、所定のサ
ンプリング周期で輝度を検出する工程と、検出した輝度
値が連続して所定回数以上減少し、その減少した際の減
少量が予め設定されている所定値以上になった時点で、
合焦点の存在を判断する工程とを備え、所定のサンプリ
ング周期によって輝度情報のみを検出し合焦点近傍を検
出することを特徴としている。
(14) In the automatic focus detection method described in (13), the luminance detecting step in the coarse movement control includes a step of detecting luminance at a predetermined sampling cycle and a step of detecting the luminance value continuously for a predetermined number of times. At the time when the amount of decrease becomes equal to or more than a predetermined value set in advance,
Determining the presence of the focal point, and detecting only the luminance information at a predetermined sampling period to detect the vicinity of the focal point.

【0270】(15)(11)記載の自動焦点検出方法
において、前記微動制御を行う工程は、前記移動手段で
対物レンズもしくは試料の位置を所定の間隔で間欠移動
させ、対物レンズもしくは試料が間欠移動するごとに輝
度を検出する輝度検出工程を備えていることを特徴とし
ている。
(15) In the automatic focus detection method according to (11), in the step of performing the fine movement control, the position of the objective lens or the sample is intermittently moved at a predetermined interval by the moving means, so that the objective lens or the sample is intermittently moved. It is characterized by comprising a luminance detecting step of detecting luminance every time the image is moved.

【0271】(16)(15)記載の自動焦点検出方法
において、前記微動制御での輝度検出工程は、対物レン
ズもしくは試料が間欠移動するごとに輝度を検出する工
程と、検出した輝度値が連続して所定回数以上減少し、
その減少した時の減少量が予め設定されている所定値以
上になった時点で、対物レンズもしくは試料の位置の移
動を停止する工程とを備え、輝度値が最高となった位置
を合焦点として検出することを特徴としている。
(16) In the automatic focus detection method described in (15), the luminance detection step in the fine movement control includes a step of detecting luminance each time the objective lens or the sample moves intermittently, and a step of continuously detecting the detected luminance value. And decrease more than a predetermined number of times,
And stopping the movement of the position of the objective lens or the sample when the amount of decrease when the amount of decrease becomes equal to or greater than a predetermined value set in advance, and setting the position where the luminance value becomes the highest as the focal point. It is characterized by detecting.

【0272】(17)(11)記載の自動焦点検出方法
において、前記粗動制御の工程は、試料もしくは対物レ
ンズを連続的に移動させ、所定のサンプリング周期で前
記試料面からの反射光に応じた輝度を検出する輝度検出
工程と、検出した輝度値が飽和しているか否かを検出す
る輝度飽和検出工程と、前記輝度飽和検出工程によって
輝度値の飽和が検出された際に、輝度検出手段の検出感
度を調整する検出感度調整工程とを備えていることを特
徴としている。
(17) In the automatic focus detection method according to (11), in the coarse movement control step, the sample or the objective lens is continuously moved, and in accordance with the reflected light from the sample surface at a predetermined sampling cycle. A luminance detecting step for detecting the detected luminance, a luminance saturation detecting step for detecting whether the detected luminance value is saturated, and a luminance detecting means when the luminance value is detected by the luminance saturation detecting step. And a detection sensitivity adjusting step of adjusting the detection sensitivity of the above.

【0273】(18)(17)記載の自動焦点検出方法
において、前記粗動制御での輝度検出工程は、所定のサ
ンプリング周期で検出した輝度値が連続して減少する回
数と、輝度が最高となった時の輝度値を記録する工程を
備えていることを特徴としている。
(18) In the automatic focus detection method described in (17), in the luminance detection step in the coarse movement control, the number of times that the luminance value detected in a predetermined sampling period continuously decreases and the luminance is the highest. The method is characterized in that the method includes a step of recording a luminance value at the time of occurrence.

【0274】(19)(17)記載の自動焦点検出方法
において、前記輝度飽和検出工程は、前記輝度検出工程
によって検出された輝度値と予め設定されている輝度の
飽和値とを比較する比較工程と、前記比較工程で比較し
た結果を主メモリ内の変数に設定する設定工程とを備
え、前記輝度検出工程で検出された輝度が飽和している
か否かを判断することを特徴としている。
(19) In the automatic focus detection method described in (17), the luminance saturation detecting step includes a comparing step of comparing a luminance value detected by the luminance detecting step with a preset saturation value of luminance. And a setting step of setting the result of the comparison in the main memory as a variable in the main memory, wherein it is determined whether or not the luminance detected in the luminance detecting step is saturated.

【0275】(20)(17)記載の自動焦点検出方法
において、前記検出感度調整工程は、前記輝度飽和検出
工程によって検出した輝度値が飽和していると判断され
た時、前記輝度検出手段の検出感度を輝度値が飽和しな
い感度まで調整することを特徴としている。
(20) In the automatic focus detection method described in (17), in the detection sensitivity adjusting step, when it is judged that the luminance value detected in the luminance saturation detecting step is saturated, the detection sensitivity adjusting step is performed by the luminance detecting means. It is characterized in that the detection sensitivity is adjusted to a sensitivity at which the luminance value does not saturate.

【0276】(21)(11)記載の自動焦点検出方法
において、前記判断工程は、前記輝度検出処理によって
記録された輝度値が連続して減少した回数と、輝度が最
高となった時の輝度値とを、予め設定してある所定回数
・所定値と比較する工程と、比較後の結果を主メモリ内
の変数に設定する工程とを有することを特徴としてい
る。
(21) In the automatic focus detection method according to (11), the determining step includes the number of times the luminance value recorded by the luminance detection processing has continuously decreased, and the luminance when the luminance becomes maximum. The method is characterized by comprising a step of comparing the value with a predetermined number of times and a predetermined value which are set in advance, and a step of setting the result of the comparison to a variable in the main memory.

【0277】(22)請求項16または17記載におい
て、自動焦点検出プログラムを記録した記録媒体は、輝
度を検出する輝度検出手段によって検出される輝度が飽
和していることを検出し、前記輝度検出手段によって検
出される輝度の飽和が検出されると、前記輝度検出手段
の検出感度を調整することを特徴としている。
(22) The recording medium according to claim 16 or 17, wherein the recording medium on which the automatic focus detection program is recorded detects that the luminance detected by the luminance detecting means for detecting luminance is saturated, and performs the luminance detection. When the saturation of the luminance detected by the means is detected, the detection sensitivity of the luminance detecting means is adjusted.

【0278】(23)請求項16または17記載におい
て、自動焦点検出プログラムを記録した記録媒体は、輝
度を検出する輝度検出手段によって検出される輝度デー
タと、その時の前記試料もしくは対物レンズの位置デー
タとを記憶することを特徴としている。
(23) The recording medium according to claim 16 or 17, wherein the recording medium on which the automatic focus detection program is recorded comprises: luminance data detected by luminance detecting means for detecting luminance; and position data of the sample or the objective lens at that time. Is stored.

【0279】(24)光軸上で試料と対物レンズとの少
なくとも一方を移動させる移動手段と、前記試料面から
の反射光に応じた輝度を所定のサンプリング周期で検出
する輝度検出手段とを備えた合焦点検出プログラムを記
録した記録媒体であって、合焦点近傍を検出する前記移
動手段の粗動制御を行う工程と、合焦点を検出する前記
移動手段の微動制御を行う工程とを備えていることを特
徴としている。
(24) A moving means for moving at least one of the sample and the objective lens on the optical axis, and a luminance detecting means for detecting a luminance according to the reflected light from the sample surface at a predetermined sampling period. A recording medium on which the in-focus point detection program is recorded, comprising: a step of performing coarse movement control of the moving means for detecting the vicinity of the in-focus point; and a step of performing fine movement control of the moving means for detecting the in-focus point. It is characterized by having.

【0280】(25)(24)記載の自動焦点検出プロ
グラムを記録した記録媒体において、前記粗動制御を行
う工程は、合焦点近傍を検出できたか否かを判断する判
断工程を備えていることを特徴としている。
(25) In the recording medium on which the automatic focus detection program according to (24) is recorded, the step of performing the coarse movement control includes a determining step of determining whether the vicinity of the focal point has been detected. It is characterized by.

【0281】(26)(24)記載の自動焦点検出プロ
グラムを記録した記録媒体において、前記粗動制御を行
う工程は、前記移動手段で対物レンズもしくは試料の位
置を連続的に移動させ、所定のサンプリング周期で前記
試料面からの反射光に応じた輝度を検出する輝度検出工
程を備えていることを特徴としている。
(26) In the recording medium on which the automatic focus detection program according to (24) is recorded, the step of performing the coarse movement control is performed by continuously moving the position of the objective lens or the sample by the moving means. The method further comprises a luminance detecting step of detecting a luminance according to light reflected from the sample surface at a sampling cycle.

【0282】(27)(26)記載の自動焦点検出プロ
グラムを記録した記録媒体において、前記粗動制御での
輝度検出工程は、所定のサンプリング周期で輝度を検出
する工程と、検出した輝度値が連続して所定回数以上減
少し、その減少した時の減少量が予め設定されている所
定値以上になった時点で、合焦点の存在を判断する工程
とを備え、所定のサンプリング周期によって輝度情報の
みを検出し合焦点近傍を検出することを特徴としてい
る。
(27) In the recording medium on which the automatic focus detection program described in (26) is recorded, the luminance detecting step in the coarse movement control includes a step of detecting luminance at a predetermined sampling cycle, and a step of detecting the luminance value. Determining the presence of a focal point when the amount of decrease is equal to or greater than a predetermined value. Only the focus is detected and the vicinity of the focal point is detected.

【0283】(28)(24)記載の自動焦点検出プロ
グラムを記録した記録媒体において、前記微動制御を行
う工程は、前記移動手段で対物レンズもしくは試料の位
置を所定の間隔で間欠移動させ、対物レンズもしくは試
料が間欠移動するごとに前記試料面からの反射光に応じ
た輝度を検出する輝度検出工程を備えていることを特徴
としている。
(28) In the recording medium on which the automatic focus detection program described in (24) is recorded, the step of performing the fine movement control is performed by intermittently moving a position of an objective lens or a sample at a predetermined interval by the moving means. The method further comprises a luminance detecting step of detecting a luminance according to light reflected from the sample surface each time the lens or the sample moves intermittently.

【0284】(29)(28)記載の自動焦点検出プロ
グラムを記録した記録媒体において、前記微動制御での
輝度検出工程は、対物レンズもしくは試料が間欠移動す
るごとに輝度を検出する工程と、検出した輝度値が連続
して所定回数以上減少し、その減少した時の減少量が予
め設定されている所定値以上になった時点で、移動手段
による対物レンズもしくは試料の位置の移動を停止する
工程とを備え、輝度値が最高となった位置を合焦点とし
て検出することを特徴としている。
(29) In the recording medium on which the automatic focus detection program according to (28) is recorded, the luminance detecting step in the fine movement control includes a step of detecting a luminance every time the objective lens or the sample moves intermittently. Stopping the movement of the position of the objective lens or the sample by the moving means when the reduced brightness value continuously decreases by a predetermined number of times or more, and when the amount of the reduction decreases to a predetermined value or more. And detecting the position where the luminance value is the highest as the focal point.

【0285】(30)(24)記載の自動焦点検出プロ
グラムを記録した記録媒体において、前記粗動制御の工
程は、試料もしくは対物レンズを連続的に移動させ、所
定のサンプリング周期で前記試料面からの反射光に応じ
た輝度を検出する輝度検出工程と、検出した輝度値が飽
和しているか否かを検出する輝度飽和検出工程と、前記
輝度飽和検出工程によって輝度値の飽和が検出された際
に、輝度検出手段の検出感度を調整する検出感度調整工
程とを備えていることを特徴としている。
(30) In the recording medium on which the automatic focus detection program described in (24) is recorded, in the coarse movement control step, the sample or the objective lens is continuously moved so that the sample or the objective lens is moved from the sample surface at a predetermined sampling cycle. A luminance detection step of detecting luminance according to the reflected light of the light, a luminance saturation detection step of detecting whether the detected luminance value is saturated, and a case where saturation of the luminance value is detected by the luminance saturation detection step. And a detection sensitivity adjusting step of adjusting the detection sensitivity of the luminance detecting means.

【0286】(31)(24)記載の自動焦点検出プロ
グラムを記録した記録媒体において、前記粗動制御での
輝度検出工程は、所定のサンプリング周期で検出した輝
度値が連続して減少する回数と、輝度が最高となった時
の輝度値を記録する工程を備えていることを特徴として
いる。
(31) In the recording medium on which the automatic focus detection program according to (24) is recorded, the luminance detecting step in the coarse movement control includes the number of times that the luminance value detected at a predetermined sampling period continuously decreases. And a step of recording a luminance value when the luminance becomes maximum.

【0287】(32)(30)記載の自動焦点検出プロ
グラムを記録した記録媒体において、前記輝度飽和検出
工程は、前記輝度検出工程によって検出された輝度値と
予め設定されている輝度の飽和値とを比較する比較工程
と、前記比較工程で比較した結果を主メモリ内の変数に
設定する設定工程とを備え、前記輝度検出工程で検出さ
れた輝度が飽和しているか否かを判断することを特徴と
している。
(32) In the recording medium on which the automatic focus detection program according to (30) is recorded, the luminance saturation detecting step includes a step of comparing the luminance value detected by the luminance detecting step with a preset luminance saturation value. And a setting step of setting a result of comparison in the comparison step to a variable in the main memory, and determining whether or not the luminance detected in the luminance detection step is saturated. Features.

【0288】(33)(30)記載の自動焦点検出プロ
グラムを記録した記録媒体において、前記検出感度調整
工程は、前記輝度飽和検出工程によって検出した輝度値
が飽和していると判断された時、前記輝度検出手段の検
出感度を輝度値が飽和しない感度まで調整することを特
徴としている。
(33) In the recording medium on which the automatic focus detection program according to (30) is recorded, the detecting sensitivity adjusting step is performed when it is determined that the luminance value detected in the luminance saturation detecting step is saturated. It is characterized in that the detection sensitivity of the luminance detecting means is adjusted to a sensitivity at which the luminance value is not saturated.

【0289】(34)(24)記載の自動焦点検出プロ
グラムを記録した記録媒体において、前記判断工程は、
前記輝度検出処理によって記録された輝度値が連続して
減少した回数と、輝度が最高となった時の輝度値とを、
予め設定してある所定回数・所定値と比較する工程と、
比較後の結果を主メモリ内の変数に設定する工程とを有
することを特徴としている。
(34) In the recording medium on which the automatic focus detection program according to (24) is recorded, the judging step comprises:
The number of times the luminance value recorded by the luminance detection process has continuously decreased, and the luminance value when the luminance is the highest,
Comparing with a predetermined number of times and a predetermined value set in advance;
Setting the result after comparison to a variable in the main memory.

【0290】[0290]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、合焦
までの動作時間の短縮を図ることができるとともに、精
度の高い合焦検出を実現できる自動焦点検出装置、自動
焦点検出方法および自動焦点検出プログラムを記録した
記録媒体を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to shorten the operation time until focusing, and to realize an automatic focus detection apparatus, an automatic focus detection method, and an automatic focus detection method capable of realizing highly accurate focus detection. A recording medium on which an automatic focus detection program is recorded can be provided.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の概略構成を示す
図。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態の粗動動作を説明するための
図。
FIG. 2 is a diagram for explaining a coarse movement operation according to the first embodiment;

【図3】第1の実施の形態での対物レンズの連続移動パ
ターンを説明するための図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a continuous movement pattern of the objective lens according to the first embodiment.

【図4】第1の実施の形態の微細動作を説明するための
図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a fine operation according to the first embodiment;

【図5】第1の実施の形態をコンピュータプログラムに
より実現する場合の概略構成を示す図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration when the first embodiment is realized by a computer program;

【図6】図5のコンピュータプログラムによる動作を説
明するためのフローチャート。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation by the computer program of FIG. 5;

【図7】図5のコンピュータプログラムによる動作を説
明するためのフローチャート。
FIG. 7 is a flowchart for explaining an operation according to the computer program of FIG. 5;

【図8】図5のコンピュータプログラムによる動作を説
明するためのフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart for explaining an operation according to the computer program of FIG. 5;

【図9】図5のコンピュータプログラムによる動作を説
明するためのフローチャート。
FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation according to the computer program of FIG. 5;

【図10】本発明の第2の実施の形態の概略構成を示す
図。
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of the present invention.

【図11】第2の実施の形態の動作を説明するためのフ
ローチャート。
FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the second embodiment.

【図12】第2の実施の形態の動作を説明するためのフ
ローチャート。
FIG. 12 is a flowchart illustrating the operation of the second embodiment.

【図13】第2の実施の形態の動作を説明するためのフ
ローチャート。
FIG. 13 is a flowchart illustrating the operation of the second embodiment.

【図14】第2の実施の形態での対物レンズの連続移動
パターンを説明するための図。
FIG. 14 is a diagram for explaining a continuous movement pattern of the objective lens according to the second embodiment.

【図15】第2の実施の形態での対物レンズの連続移動
パターンを説明するための図。
FIG. 15 is a diagram illustrating a continuous movement pattern of an objective lens according to the second embodiment.

【図16】第2の実施の形態での対物レンズの連続移動
パターンを説明するための図。
FIG. 16 is a diagram illustrating a continuous movement pattern of an objective lens according to the second embodiment.

【図17】本発明の第3の実施の形態の概略構成を示す
図。
FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of a third embodiment of the present invention.

【図18】第3の実施の形態の動作を説明するためのフ
ローチャート。
FIG. 18 is a flowchart illustrating the operation of the third embodiment.

【図19】第2および第3の実施の形態をコンピュータ
プログラムにより実現する場合の概略構成を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing a schematic configuration in a case where the second and third embodiments are realized by a computer program.

【図20】図19のコンピュータプログラムによる動作
を説明するためのフローチャート。
FIG. 20 is a flowchart for explaining the operation according to the computer program of FIG. 19;

【図21】図19のコンピュータプログラムによる動作
を説明するためのフローチャート。
FIG. 21 is a flowchart for explaining the operation according to the computer program of FIG. 19;

【図22】図19のコンピュータプログラムによる動作
を説明するためのフローチャート。
FIG. 22 is a flowchart for explaining the operation by the computer program of FIG. 19;

【図23】図19のコンピュータプログラムによる動作
を説明するためのフローチャート。
FIG. 23 is a flowchart for explaining the operation according to the computer program of FIG. 19;

【図24】図19のコンピュータプログラムによる動作
を説明するためのフローチャート。
FIG. 24 is a flowchart for explaining the operation by the computer program of FIG. 19;

【図25】図19のコンピュータプログラムによる動作
を説明するためのフローチャート。
FIG. 25 is a flowchart for explaining the operation by the computer program of FIG. 19;

【図26】図19のコンピュータプログラムによる動作
を説明するためのフローチャート。
FIG. 26 is a flowchart for explaining the operation by the computer program of FIG. 19;

【図27】図19のコンピュータプログラムによる動作
を説明するためのフローチャート。
FIG. 27 is a flowchart for explaining the operation by the computer program of FIG. 19;

【図28】図19のコンピュータプログラムによる動作
を説明するためのフローチャート。
FIG. 28 is a flowchart illustrating the operation of the computer program of FIG. 19;

【図29】従来の自動焦点検出装置の一例を説明するた
めの図。
FIG. 29 is a view for explaining an example of a conventional automatic focus detection device.

【符号の説明】 1…光源 2…二次元走査用スキャナ 3…対物レンズ 4…試料 5…ステージ 6…A/D変換器 7…CPU 701…輝度検出手段 702…合焦点判断手段 703…検出感度調整手段 704…輝度飽和検出手段 705…輝度値記憶手段 70…コンピュータ 70a…A/D変換器 70b…主メモリ 70c…記憶媒体 70d…フレームメモリ 70e…CPU 70f…I/Fポート 8…移動駆動部 9…フレームメモリ 10…表示部 11…光検出器 21…加速期間 22…定速期間 23…減速期間[Description of Signs] 1 ... Light source 2 ... Scanner for two-dimensional scanning 3 ... Objective lens 4 ... Sample 5 ... Stage 6 ... A / D converter 7 ... CPU 701 ... Brightness detection means 702 ... In-focus judgment means 703 ... Detection sensitivity Adjusting means 704 Brightness saturation detecting means 705 Brightness value storing means 70 Computer 70a A / D converter 70b Main memory 70c Storage medium 70d Frame memory 70e CPU 70f I / F port 8 Moving drive unit 9 Frame memory 10 Display unit 11 Photodetector 21 Acceleration period 22 Constant speed period 23 Deceleration period

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 7/11 J (72)発明者 高見澤 伸拡 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 大場 雅宏 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 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02B 7/11 J (72) Inventor Nobuhiro Takamizawa 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optics (72) Inventor Masahiro Oba 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料面に対物レンズを介してスポット光
を照射し、前記試料面からの反射光に応じた輝度を検出
するとともに、輝度値の変化から合焦点を検出するよう
にした自動焦点検出装置において、 前記試料と対物レンズとを相対的に連続移動させる移動
手段と、 前記試料と対物レンズとの相対的な連続移動と同時に、
所定のサンプリング周期で前記試料面からの反射光に応
じた輝度を検出する輝度検出手段と、 この輝度検出手段により検出された輝度の最高値の位置
を合焦点と判断する合焦点判断手段とを具備したことを
特徴とする自動焦点検出装置。
1. An automatic focus system which irradiates a sample surface with spot light via an objective lens, detects a luminance according to light reflected from the sample surface, and detects a focal point from a change in the luminance value. In the detection device, moving means for relatively continuously moving the sample and the objective lens, and simultaneously with the relative continuous movement of the sample and the objective lens,
Brightness detection means for detecting a brightness corresponding to the reflected light from the sample surface at a predetermined sampling period; and focus determination means for determining the position of the highest value of the brightness detected by the brightness detection means as a focus. An automatic focus detection device, comprising:
【請求項2】 合焦点判断手段は、前記試料または対物
レンズが一方向に連続移動され前記輝度が最高値を越え
て減少するのを検出した後、前記試料または対物レンズ
が他方向に連続移動され前記輝度が最高値を越えて減少
するのを検出することにより、前記輝度の最高値の位置
を合焦点と判断することを特徴とする請求項1記載の自
動焦点検出装置。
2. The in-focus judging means detects that the sample or the objective lens is continuously moved in one direction and the luminance decreases beyond a maximum value, and then the sample or the objective lens is continuously moved in the other direction. 2. The automatic focus detection device according to claim 1, wherein the position of the highest value of the luminance is determined to be in focus by detecting that the luminance decreases beyond the maximum value.
【請求項3】 試料面に照射されるスポット光の光軸上
で試料と対物レンズとの少なくとも一方を移動させる移
動手段と、 前記試料面からの反射光に応じた輝度を所定のサンプリ
ング周期で検出する輝度検出手段と、を備えた自動焦点
検出装置において、 前記移動手段で前記対物レンズもしくは試料の位置を連
続的に移動させるとともに、前記対物レンズもしくは試
料の位置が移動している間に前記輝度検出手段で検出さ
れる輝度が最高になる位置を合焦点近傍であると判断す
る判断制御手段とを具備したことを特徴とする自動焦点
検出装置。
A moving means for moving at least one of the sample and the objective lens on the optical axis of the spot light applied to the sample surface; and a luminance corresponding to the reflected light from the sample surface at a predetermined sampling period. An automatic focus detection device comprising: a luminance detecting means for detecting; and a moving means for continuously moving the position of the objective lens or the sample, and the moving means moving the position of the objective lens or the sample. An automatic focus detection device comprising: a determination control unit configured to determine a position at which the luminance detected by the luminance detection unit is highest to be in the vicinity of the focal point.
【請求項4】 前記判断制御手段は、 前記移動手段で光軸上の試料と対物レンズとが近づく方
向又は試料と対物レンズとが離れる方向のいずれか一方
の方向に連続移動させ、その間に前記輝度検出手段によ
って所定のサンプリング周期で検出される輝度が最高値
を越えて減少するのを検出し、 前記連続移動とは逆の方向に前記移動手段を連続移動さ
せ、その間に前記輝度検出手段によって所定のサンプリ
ング周期で検出される輝度が最高値を越えて減少するの
を検出し、 前記輝度の最高となる位置を合焦点近傍であると判断す
ることを特徴とする請求項3記載の自動焦点検出装置。
4. The determination control means, wherein the moving means continuously moves the sample and the objective lens on the optical axis in one of a direction in which the sample and the objective lens approach or a direction in which the sample and the objective lens separate from each other. Detecting that the luminance detected at a predetermined sampling cycle by the luminance detecting means decreases beyond the maximum value, continuously moving the moving means in a direction opposite to the continuous movement, during which the luminance detecting means 4. The automatic focusing apparatus according to claim 3, wherein a luminance detected at a predetermined sampling period is detected to decrease beyond a maximum value, and a position having the maximum luminance is determined to be near a focal point. Detection device.
【請求項5】 試料面に照射されるスポット光の光軸上
で試料と対物レンズとの少なくとも一方を移動させる移
動手段と、 前記試料面からの反射光に応じた輝度を所定のサンプリ
ング周期で検出する輝度検出手段とを備え、 合焦点検出を行う自動焦点検出装置であって、 前記試料と対物レンズとの相対的な連続移動と同時に、
所定のサンプリング周期で前記試料面からの反射光に応
じた輝度を検出して合焦点近傍を検出し、合焦点近傍を
検出した後、試料もしくは対物レンズを一定間隔ごとに
間欠移動させ、試料もしくは対物レンズが一定間隔移動
するごとに前記試料面からの反射光に応じた輝度とその
時の試料もしくは対物レンズの位置を検出して合焦点を
検出する制御を行う判断制御手段を備えていることを特
徴とする自動焦点検出装置。
5. A moving means for moving at least one of a sample and an objective lens on an optical axis of a spot light applied to a sample surface, and a luminance corresponding to light reflected from the sample surface at a predetermined sampling period. An automatic focus detection device comprising: a luminance detection means for detecting, and an automatic focus detection device that performs focus detection, at the same time as the relative continuous movement between the sample and the objective lens,
At a predetermined sampling cycle, the luminance corresponding to the reflected light from the sample surface is detected, the vicinity of the focal point is detected, and the vicinity of the focal point is detected. Each time the objective lens moves at a constant interval, a judgment control means for controlling the luminance according to the reflected light from the sample surface and the position of the sample or the objective lens at that time to detect the focal point is provided. Automatic focus detection device.
【請求項6】 前記判断制御手段は、 試料と対物レンズとの少なくとも一方を連続移動させた
際に検出した前記試料面からの反射光に応じた輝度値が
飽和しているか否かを検出する輝度飽和検出手段と、 前記輝度飽和検出手段によって輝度値の飽和が検出され
ると、前記輝度検出手段の検出感度を調整する検出感度
調整手段と、を具備することを特徴とする請求項5記載
の自動焦点検出装置。
6. The determination control means detects whether or not a luminance value corresponding to light reflected from the sample surface detected when at least one of the sample and the objective lens is continuously moved is saturated. 6. A luminance saturation detecting means, comprising: a luminance saturation detecting means; and a detection sensitivity adjusting means for adjusting a detection sensitivity of the luminance detecting means when the luminance saturation is detected by the luminance saturation detecting means. Automatic focus detection device.
【請求項7】 前記判断制御手段は、 所定のサンプリング周期で検出した輝度値が連続して減
少する回数と輝度が最高となった時の輝度値を記録する
記録手段を備えていることを特徴とする請求項5又は6
記載の自動焦点検出装置。
7. The judgment control means includes a recording means for recording the number of times the luminance value detected in a predetermined sampling cycle continuously decreases and the luminance value when the luminance becomes maximum. Claim 5 or 6
The automatic focus detection device as described in the above.
【請求項8】 前記輝度飽和検出手段は、 前記輝度検出手段によって検出された輝度値と予め設定
されている輝度の飽和値とを比較する比較手段と、 前記比較手段で比較した結果を主メモリ内の変数に設定
する設定手段とを有していることを特徴とする請求項6
記載の自動焦点検出装置。
8. A luminance saturation detecting means, a comparing means for comparing a luminance value detected by the luminance detecting means with a preset saturation value of luminance, and a main memory for comparing a result of the comparison by the comparing means. 7. Setting means for setting a variable within
The automatic focus detection device as described in the above.
【請求項9】 前記検出感度調整手段は、 前記輝度飽和検出手段によって検出した輝度値が飽和し
ていると判断されたとき、前記輝度検出手段の検出感度
を輝度値が飽和しない感度まで調整することを特徴とす
る請求項6記載の自動焦点検出装置。
9. The detection sensitivity adjusting means adjusts the detection sensitivity of the luminance detecting means to a sensitivity at which the luminance value is not saturated when it is determined that the luminance value detected by the luminance saturation detecting means is saturated. 7. The automatic focus detection device according to claim 6, wherein:
【請求項10】 試料と対物レンズとの少なくとも一方
を連続移動させるとともに、試料面に対物レンズを介し
てスポット光を照射し、前記試料面からの反射光に応じ
た輝度を検出するとともに、輝度値の変化から合焦点を
検出するようにした自動焦点検出方法において、 前記試料と対物レンズとの相対的な連続移動と同時に、
所定のサンプリング周期で前記試料面からの反射光に応
じた輝度を検出して合焦点近傍を検出する第1の工程
と、 前記第1の工程で合焦点近傍を検出した後、試料もしく
は対物レンズを一定間隔ごとに間欠移動させ、試料もし
くは対物レンズが一定間隔移動するごとに前記試料面か
らの反射光に応じた輝度とその時の試料もしくは対物レ
ンズの位置を検出して合焦点を検出する第2の工程と、 を具備したことを特徴とする自動焦点検出方法。
10. While continuously moving at least one of the sample and the objective lens, irradiating the sample surface with spot light through the objective lens, detecting a luminance according to the reflected light from the sample surface, and In an automatic focus detection method for detecting a focal point from a change in value, at the same time as the relative continuous movement of the sample and the objective lens,
A first step of detecting a luminance corresponding to light reflected from the sample surface at a predetermined sampling period to detect a vicinity of a focal point; Is intermittently moved at regular intervals, and each time the sample or objective lens moves at regular intervals, the luminance according to the reflected light from the specimen surface and the position of the specimen or objective lens at that time are detected to detect the focal point. 2. An automatic focus detection method, comprising:
【請求項11】 前記第2の工程は、前記試料または対
物レンズが一方向に間欠移動され前記輝度が最高値を越
えて減少するのを検出した後、前記試料または対物レン
ズが他方向に間欠移動され前記輝度が最高値を越えて減
少するのを検出し、その後、前記輝度の最高値の位置を
合焦点と判断することを特徴とする請求項10記載の自
動焦点検出方法。
11. The method according to claim 11, wherein the detecting step detects that the sample or the objective lens is intermittently moved in one direction and the luminance decreases beyond a maximum value, and then the sample or the objective lens is intermittently moved in the other direction. 11. The automatic focus detection method according to claim 10, further comprising: detecting that the pixel is moved to decrease the luminance beyond a maximum value, and thereafter determining a position of the maximum value of the luminance as a focal point.
【請求項12】 試料面に照射されるスポット光の光軸
上で試料と対物レンズとの少なくとも一方を移動させ、
前記試料面からの反射光に応じた輝度を輝度検出手段で
検出すると共に、輝度値の変化から合焦点を検出するよ
うにした自動焦点検出方法において、 前記試料面にスポット光を照射させ、対物レンズもしく
は試料の位置を連続的に移動させるとともに、前記対物
レンズもしくは試料の位置が移動している間に検出され
る輝度が最高になる位置を合焦点近傍であると判断する
ことを特徴とする自動焦点検出方法。
12. At least one of the sample and the objective lens is moved on the optical axis of the spot light applied to the sample surface,
In an automatic focus detection method in which a luminance according to light reflected from the sample surface is detected by a luminance detecting unit, and a focal point is detected from a change in a luminance value, the sample surface is irradiated with spot light, The position of the lens or the sample is continuously moved, and the position where the luminance detected while the position of the objective lens or the sample is moving is determined to be near the focal point is determined. Automatic focus detection method.
【請求項13】 前記自動焦点検出方法は、 試料と対物レンズとが近づく方向又は試料と対物レンズ
とが離れる方向のいずれか一方の方向に連続移動させ、
その間に前記輝度検出手段によって所定のサンプリング
周期で検出される輝度が最高値を越えて減少するのを検
出し、 次いで、前記連続移動とは逆の方向に前記対物レンズも
しくは試料の位置を連続移動させ、その間に前記輝度検
出手段によって所定のサンプリング周期で検出される輝
度が最高値を越えて減少するのを検出し、 前記輝度の最高となる位置を合焦点近傍と判断すること
を特徴とする請求項12記載の自動焦点検出方法。
13. The automatic focus detection method, comprising: continuously moving a sample and an objective lens in one of a direction in which the sample approaches the objective lens and a direction in which the sample and the objective lens separate from each other;
In the meantime, it is detected that the luminance detected at a predetermined sampling period by the luminance detecting means decreases beyond the maximum value, and then the position of the objective lens or the sample is continuously moved in a direction opposite to the continuous movement. In the meantime, it is detected that the luminance detected at a predetermined sampling cycle by the luminance detecting means decreases beyond the maximum value, and the position where the luminance becomes maximum is determined to be near the focal point. An automatic focus detection method according to claim 12.
【請求項14】 試料と対物レンズとの少なくとも一方
を連続移動させるとともに、試料面に対物レンズを介し
てスポット光を照射し、前記試料面からの反射光に応じ
た輝度を検出するとともに、輝度値の変化から合焦点を
検出するようにしたコンピュータにより処理される自動
焦点検出プログラムを記録した記録媒体であって、 前記試料と対物レンズとの相対的な連続移動と同時に、
所定のサンプリング周期で前記試料面からの反射光に応
じた輝度を検出して合焦点近傍を検出する第1の工程
と、 前記第1の工程で合焦点近傍を検出した後、試料もしく
は対物レンズを一定間隔ごとに間欠移動させ、試料もし
くは対物レンズが一定間隔移動するごとに前記試料面か
らの反射光に応じた輝度とその時の試料もしくは対物レ
ンズの位置を検出して合焦点を検出する第2の工程と、
を具備したことを特徴とする自動焦点検出プログラムを
記録した記録媒体。
14. A method for continuously moving at least one of a sample and an objective lens, irradiating a spot light to the sample surface via the objective lens, detecting a luminance corresponding to light reflected from the sample surface, and A recording medium that records an automatic focus detection program that is processed by a computer to detect a focal point from a change in value, at the same time as the relative continuous movement of the sample and the objective lens,
A first step of detecting a luminance corresponding to light reflected from the sample surface at a predetermined sampling period to detect a vicinity of a focal point; Is intermittently moved at regular intervals, and each time the sample or objective lens moves at regular intervals, the luminance according to the reflected light from the specimen surface and the position of the specimen or objective lens at that time are detected to detect the focal point. Two steps,
A recording medium having recorded thereon an automatic focus detection program.
【請求項15】 前記試料または対物レンズが一方向に
連続移動され前記輝度が最高値を越えて減少するのを検
出した後、前記試料または対物レンズが他方向に連続移
動され前記輝度が最高値を越えて減少するのを検出する
ことにより、前記輝度の最高値の位置を合焦点近傍と判
断することを特徴とする請求項14記載の自動焦点検出
プログラムを記録した記録媒体。
15. After detecting that the sample or the objective lens is continuously moved in one direction and the brightness decreases beyond a maximum value, the sample or the objective lens is continuously moved in the other direction and the brightness is maximized. 15. The recording medium according to claim 14, wherein the position of the highest luminance value is determined to be in the vicinity of the in-focus position by detecting a decrease beyond the range.
【請求項16】 試料面に照射されるスポット光の光軸
上で対物レンズもしくは試料を移動させ、前記試料面か
らの反射光に応じた輝度を検出すると共に、輝度値の変
化から合焦点を検出するようにしたコンピュータにより
処理される自動焦点検出プログラムを記録した記録媒体
であって、 スポット光を試料面に照射し、その光軸上を対物レンズ
もしくは試料の位置が移動している間に検出される輝度
が最高となる位置を合焦点近傍であると判断することを
特徴とする自動焦点検出プログラムを記録した記録媒
体。
16. An object lens or a sample is moved on an optical axis of a spot light irradiated on a sample surface to detect a luminance according to light reflected from the sample surface, and to focus on a focal point based on a change in the luminance value. A recording medium that records an automatic focus detection program that is processed by a computer that is configured to detect the spot, irradiates a spot light onto the sample surface, and moves the position of the objective lens or the sample on the optical axis thereof. A recording medium in which an automatic focus detection program is recorded, wherein a position at which the detected luminance is highest is determined to be near a focal point.
【請求項17】 前記自動焦点検出プログラムを記録し
た記録媒体は、 スポット光を試料に照射し、その光軸上で対物レンズも
しくは試料を一定間隔ごとに間欠移動させ、その間に対
物レンズもしくは試料が間欠移動するごとに検出される
輝度が最高値を越えて減少するのを検出し、 次いで、前記間欠移動とは逆の方向に対物レンズもしく
は試料の位置を間欠動作させ、その間に対物レンズもし
くは試料が間欠移動するごとに検出される輝度が最高値
を越えて減少するのを検出し、 前記輝度の最高となる位置を合焦点と判断することを特
徴とする請求項15記載の自動焦点検出プログラムを記
録した記録媒体。
17. A recording medium on which the automatic focus detection program is recorded, irradiates a sample with spot light, and intermittently moves an objective lens or a sample at regular intervals on the optical axis, during which the objective lens or the sample is moved. It is detected that the luminance detected every time the intermittent movement decreases beyond the maximum value, and then the position of the objective lens or the sample is intermittently operated in a direction opposite to the intermittent movement, during which the objective lens or the sample is operated. 16. The automatic focus detection program according to claim 15, wherein the detected luminance is detected to decrease beyond a maximum value each time the light beam intermittently moves, and a position where the luminance is the highest is determined as a focal point. Recording medium on which is recorded.
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