JP2001083401A - 顕微鏡のオートフォーカス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】試料を移動しながら観察しても試料に対する追
従性を高く保つこと。 【解決手段】試料２が観察光学系の光軸３に対して垂直
方向に移動していることが移動検出器１７により検出さ
れると、ＣＰＵ１３の蓄積制限手段１９によりタイミン
グジェネレータ１８に対して蓄積制限の指令を送出し、
撮像素子７への電荷蓄積時間を必要以上に長くしないよ
うに最長時間に制限を加える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡により投影
される試料の画像のオートフォーカスに係わり、試料を
撮像するときに、この試料の画像の光強度に応じて電荷
蓄積時間を制御する蓄積型の撮像素子を用いた顕微鏡の
オートフォーカス装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】顕微鏡により拡大される試料の画像に対
するオートフォーカスの技術として蓄積型の撮像素子を
用いたものがある。このオートフォーカス技術は、顕微
鏡を通して試料の画像を蓄積型の撮像素子に投影し、こ
の撮像素子への電荷蓄積時間を試料の画像の光強度に応
じて制御するものである。

【０００３】蓄積型の撮像素子は、撮像面に光が当たっ
ている時間に比例して各画素の信号レベルが大きくな
る。従って、通常、蓄積型の撮像素子は、所定の信号レ
ベルになるように光の強度に基づいて光の当たる時間
（電荷蓄積時間）を制御し、この電荷蓄積時間に応じた
電荷の画像信号を出力する。そして、この撮像素子から
出力された画像信号に基づいて焦点からのずれ量が求め
られ、このずれ量に基づいてフォーカス調整すなわち試
料と顕微鏡の対物レンズとの間隔が調整される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような蓄積型の撮
像素子は、所定の信号レベルになるように光の強度に基
づいて電荷蓄積時間が制御されるので、光の強度が低い
ときには電荷蓄積時間が長くなり、撮像素子から出力さ
れる画像信号に基づいてフォーカス調整するサイクルが
長くなる。このため、試料を移動しながら観察する場合
には、試料の撮像する部位に対するフォーカス調整がな
される前に試料が移動するものとなり、試料に対する追
従性が悪く、追従できる範囲を超えてしまうとフォーカ
ス調整ができなくなってしまう。

【０００５】又、蓄積型の撮像素子は、１回の電荷蓄積
中に撮像素子上に投影される画像が変化することによっ
て画像の高周波成分が小さくなるという特性を持ってい
る。この撮像素子の一般的な電荷蓄積時間の制御方法
は、撮像素子から出力される画像信号における信号レベ
ルの一番高い値を基準として次のサイクルの電荷蓄積時
間を決定している。従って、投影される画像が変化して
画像の高周波成分が小さくなると、撮像素子から出力さ
れる画像信号レベルの最大値も小さくなってしまい、撮
像素子上に投影される画像の光強度が高くても、電荷蓄
積時間が長くなってしまうことが多い。このため、移動
している試料に対する追従性が悪くなり、常に最適なフ
ォーカス調整ができなくなってしまう。

【０００６】又、コントラスト方式のオートフォーカス
では、画像の高周波成分に着目する方式が一般的であ
る。このため、試料が移動されることによって画像の高
周波成分が小さくなると、フォーカス調整するための情
報量が少なくなり追従性が低下してしまう。

【０００７】そこで本発明は、試料を移動しながら観察
しても試料に対する追従性を高く保つことができる顕微
鏡のオートフォーカス装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】又、本発明は、試料の移動により画像が変
化することによって画像の高周波成分が小さくなって
も、常に最適なフォーカス調整ができて試料に対する追
従性を高く保つことができる顕微鏡のオートフォーカス
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
顕微鏡を通して試料の画像を蓄積型の撮像素子に投影
し、この撮像素子への電荷蓄積時間を画像の光強度に応
じて制御し、かつ撮像素子から出力される画像信号に基
づいて試料に対するフォーカス調整を行う顕微鏡のオー
トフォーカス装置において、試料が移動していることを
検出する移動検出手段と、この移動検出手段により試料
の移動が検出されると、撮像素子への電荷蓄積時間の最
長時間に制限を加える蓄積制限手段と、を備えた顕微鏡
のオートフォーカス装置である。

【００１０】請求項２記載の発明は、顕微鏡を通して試
料の画像を蓄積型の撮像素子に投影し、この撮像素子へ
の電荷蓄積時間を画像の光強度に応じて制御し、かつ撮
像素子から出力される画像信号に基づいて試料に対する
フォーカス調整を行う顕微鏡のオートフォーカス装置に
おいて、試料が移動していることを検出する移動検出手
段と、この移動検出手段により試料の移動が検出される
と、撮像素子から出力される画像信号に含まれる低周波
成分を強調するフィルタ手段と、を備えた顕微鏡のオー
トフォーカス装置である。

【００１１】請求項３記載の発明は、顕微鏡を通して試
料の画像を蓄積型の撮像素子に投影し、この撮像素子へ
の電荷蓄積時間を画像の光強度に応じて制御し、かつ撮
像素子から出力される画像信号に基づいて試料に対する
フォーカス調整を行う顕微鏡のオートフォーカス装置に
おいて、試料が移動していることを検出する移動検出手
段と、この移動検出手段により試料の移動が検出される
と、撮像素子への電荷蓄積時間の最長時間に制限を加え
る蓄積制限手段と、移動検出手段により試料の移動が検
出されると、撮像素子から出力される画像信号に含まれ
る低周波成分を強調するフィルタ手段と、を備えた顕微
鏡のオートフォーカス装置である。

【００１２】

【発明の実施の形態】(1) 以下、本発明の第１の実施の
形態について図面を参照して説明する。

【００１３】図１は顕微鏡のオートフォーカス装置の構
成図である。顕微鏡のステージ１上には、観察対象とな
る試料２が載置されている。又、ステージ１の上方にお
ける観察光学系の光軸３上には、対物レンズ４、光分岐
光学系５、結像レンズ６及び蓄積型の撮像素子７が配置
されている。

【００１４】このうち撮像素子７は、結像レンズ５によ
り投影される試料２の画像の光強度に応じて電荷蓄積時
間が制御されるもので、この電荷蓄積時間に応じた信号
レベルの画像信号を出力するものとなっている。

【００１５】この蓄積型の撮像素子７の出力端子には、
撮像素子７から出力される画像信号を増幅する増幅器８
と、この増幅器８により増幅された画像信号に含まれる
特定の周波数成分を強調するフィルタ回路９と、このフ
ィルタ回路９から出力される画像信号をデジタル変換す
るＡ／Ｄコンバータ１０と、このＡ／Ｄコンバータ１０
から出力されたデジタル画像信号を画像データとして逐
次記憶するメモリ１１とが直列に接続されている。

【００１６】ずれ量検出器１２は、メモリ１１に記憶さ
れているデジタル画像信号を逐次読み出し、このデジタ
ル画像信号からコントラスト値などの合焦度評価演算を
繰り返し実行し、その結果をフォーカス点からのずれ量
として求めてＣＰＵ１３に渡す機能を有している。

【００１７】このＣＰＵ１３は、ずれ量検出器１２によ
り求められたフォーカス点からのずれ量を受け取り、こ
のずれ量に基づいてステージ１を駆動する方向及び駆動
量を演算して求め、これらステージ１の駆動方向及び駆
動量をモータコントローラ１４に設定する機能を有して
いる。

【００１８】このモータコントローラ１４は、ＣＰＵ１
３により設定されたステージ１の駆動方向及び駆動量に
基づいてモータ駆動タイミング信号をモータドライバ１
５に送出する機能を有している。

【００１９】このモータドライバ１５は、モータコント
ローラ１４からのモータ駆動タイミング信号に応じてモ
ータ１６を駆動するもので、このモータ１６の回転によ
ってステージ１が観察光学系の光軸３の方向と同一方向
に上下動するものとなっている。

【００２０】移動検出器１７は、ステージ１上に載置さ
れている試料２が観察光学系の光軸３に対して垂直方向
に移動しているかどうかを検出し、その検出信号をＣＰ
Ｕ１３に送る機能を有している。この移動検出器１７
は、観察者が手動で試料２の位置を操作するタイプと、
電動で試料２の位置を移動させるタイプとがあり、この
うち前者のタイプのステージ１の場合、観察者が操作す
るハンドルに対して、このハンドルの操作を検出するセ
ンサを設けるものとなる。又、後者のタイプのテーブル
１の場合には、電動部の電気信号を取り出すことによっ
て動作検出を行うものとなる。なお、このように直接ス
テージ１の移動を検出する方法の他に、メモリ１１に記
憶されているデジタル画像信号に基づいて観察中の画像
の形状がある一定期間継続して変化したか否か、又はフ
ォーカス点からのずれ量がある一定期間継続して変化し
たか否かを調べることによっても上記同様に試料２が観
察光学系の光軸３に対して垂直方向に移動しているか否
かを検出することができる。

【００２１】タイミングジェネレータ１８は、図２に示
す電荷蓄積時間制御フローチャートに従って動作するも
ので、撮像素子７から出力される画像信号を取り込み、
この画像信号中の最大振幅（最大信号レベル）がある所
定レベルの範囲内に収まるように撮像素子７の電荷蓄積
時間を調整する機能を有している。

【００２２】又、タイミングジェネレータ１８は、後述
するようにＣＰＵ１３から発せられる指令を受けて撮像
素子７への電荷蓄積時間の最長時間に制限が加えられる
と、この制限された電荷蓄積時間内に撮像素子７の電荷
蓄積時間を調整する機能を有している。

【００２３】上記ＣＰＵ１３は、上記のようにステージ
１の駆動方向及び駆動量をモータコントローラ１４に設
定する機能の他に、図３に示す焦点調整フローチャート
に従って動作するもので、移動検出器１７から出力され
る検出信号を受け、この検出信号から試料２が観察光学
系の光軸３に対して垂直方向に移動していることを検出
すると、タイミングジェネレータ１８に対して蓄積制限
の指令を発して撮像素子７への電荷蓄積時間の最長時間
に制限を加える蓄積制限手段１９としての機能を有して
いる。

【００２４】次に、上記の如く構成された装置の作用に
ついて説明する。

【００２５】試料２の画像は、顕微鏡の対物レンズ４、
光分岐光学系５及び結像レンズ６を通して蓄積型の撮像
素子７に投影される。この撮像素子７は、タイミングジ
ェネレータ１８により設定された電荷蓄積時間に従って
電荷を蓄積し、この電荷蓄積時間に応じた電荷の画像信
号を出力する。この画像信号は、増幅器８で増幅されて
フィルタ回路９に送られる。

【００２６】このとき上記タイミングジェネレータ１８
は、増幅器８で増幅された画像信号を入力し、図２に示
す電荷蓄積時間制御フローチャートのステップ＃１にお
いて、撮像素子７から出力される画像信号中の最大振幅
を読み出し、次のステップ＃２において画像信号中の最
大振幅が所定レベルの範囲内に収まるように撮像素子７
に対する最適な電荷蓄積時間を算出する。

【００２７】次に、タイミングジェネレータ１８は、ス
テップ＃３において、ＣＰＵ１３によって撮像素子７へ
の電荷蓄積時間の最長時間に制限が加えられているか否
かを判断し、制限が加えられていなければステップ＃４
に移って上記ステップ＃２にて算出した最適な電荷蓄積
時間を撮像素子７に設定する。

【００２８】このような最適な電荷蓄積時間に設定され
ると、蓄積型の撮像素子７は、最適な電荷蓄積時間に従
って電荷を蓄積し、この電荷蓄積時間に応じた電荷の画
像信号を出力する。この画像信号は、上記の通り増幅器
８で増幅され、次のフィルタ回路９により特定の周波数
成分が強調され、次のＡ／Ｄコンバータ１０によりデジ
タル変換されて画像データとして逐次メモリ１１に記憶
される。

【００２９】このようにメモリ１１に画像データが逐次
記憶されると、ずれ量検出器１２は、ＣＰＵ１３からの
指令を受けて、図３に示す焦点調整フローチャートのス
テップ＃１０において、メモリ１１に記憶されているデ
ジタル画像信号を逐次読み出し、次のステップ＃１１に
おいてデジタル画像信号からコントラスト値などの合焦
度評価演算を繰り返し実行し、その結果をステップ＃１
２においてフォーカス点からのずれ量として求める。

【００３０】次に、ＣＰＵ１３は、ステップ＃１３にお
いて、ずれ量検出器１２により求められたフォーカス点
からのずれ量を受け取り、このずれ量に基づいてステー
ジ１を駆動する方向及び駆動量を演算して求め、これら
ステージ１の駆動方向及び駆動量をモータコントローラ
１４に設定する。

【００３１】このモータコントローラ１４は、ＣＰＵ１
３により設定されたステージ１の駆動方向及び駆動量に
基づいてモータ駆動タイミング信号をモータドライバ１
５に送出する。このモータドライバ１５は、モータ駆動
タイミング信号を受けてモータ１６を回転駆動する。こ
のモータ１６の回転によってステージ１は、観察光学系
の光軸３の方向と同一方向に上下動する。

【００３２】ここで、ステージ１上に載置されている試
料２が観察光学系の光軸３に対して垂直方向に移動する
と、移動検出器１７は、試料２が観察光学系の光軸３に
対して垂直方向に移動したことを検出し、その検出信号
をＣＰＵ１３に送る。

【００３３】このＣＰＵ１３は、図３に示す焦点調整フ
ローチャートのステップ＃１４において、移動検出器１
７から出力される検出信号を受け、この検出信号から試
料２が観察光学系の光軸３に対して垂直方向に移動して
いることを検出する。

【００３４】このように試料２が観察光学系の光軸３に
対して垂直方向に移動していることが検出されると、Ｃ
ＰＵ１３の蓄積制限手段１９は、ステップ＃１５におい
て、タイミングジェネレータ１８に対して蓄積制限の指
令を送出し、撮像素子７への電荷蓄積時間の最長時間に
制限を加える。

【００３５】このときタイミングジェネレータ１８は、
上記図２に示す電荷蓄積時間制御フローチャートのステ
ップ＃１〜＃４を繰り返して最適な電荷蓄積時間を撮像
素子７に設定しているが、撮像素子７への電荷蓄積時間
の最長時間に制限が加えられたことにより、ステップ＃
３から＃５に移り、ステップ＃２で算出した最適な電荷
蓄積時間と電荷蓄積時間の制限値とを比較し、最適な電
荷蓄積時間が電荷蓄積時間の制限値よりも長いか否かを
判断する。

【００３６】この判断の結果、最適な電荷蓄積時間が電
荷蓄積時間の制限値よりも短ければ、タイミングジェネ
レータ１８は、ステップ＃６に移って最適な電荷蓄積時
間を設定し、再びステップ＃１に戻る。

【００３７】これに対して最適な電荷蓄積時間が電荷蓄
積時間の制限値よりも長ければ、タイミングジェネレー
タ１８は、ステップ＃７に移って撮像素子７に電荷蓄積
時間の制限値を設定し、これと共に次のステップ＃７に
おいて増幅器８の増幅率を上げる。

【００３８】このように電荷蓄積時間の制限値に設定さ
れると、蓄積型の撮像素子７は、制限された電荷蓄積時
間に従って電荷を蓄積して電荷の画像信号を出力する。
この画像信号は、増幅率の上げられた増幅器８で増幅さ
れ、次のフィルタ回路９により特定の周波数成分が強調
され、次のＡ／Ｄコンバータ１０によりデジタル変換さ
れて画像データとして逐次メモリ１１に記憶される。

【００３９】以下、上記同様に、ずれ量検出器１２は、
メモリ１１に記憶されているデジタル画像信号を逐次読
み出し、コントラスト値などの合焦度評価演算を繰り返
し実行し、その結果をフォーカス点からのずれ量として
求める。次に、ＣＰＵ１３は、ずれ量検出器１２により
求められたフォーカス点からのずれ量を受け取り、この
ずれ量に基づいてステージ１を駆動する方向及び駆動量
を演算して求め、これらステージ１の駆動方向及び駆動
量をモータコントローラ１４に設定する。

【００４０】これにより、モータドライバ１５によるモ
ータ１６の回転駆動によりステージ１が観察光学系の光
軸６の方向と同一方向に上下動する。

【００４１】上記説明で分かるように、タイミングジェ
ネレータ１８は、撮像素子７から出力される画像信号中
の最大振幅が所定の信号レベルの範囲内に収まるように
撮像素子７の電荷蓄積時間を制御しているので、撮像素
子７に投影される画像の明るさ、コントラストが低下す
ると、画像信号の振幅が小さくなり電荷蓄積時間が長く
なる。例えば、画像が明るい場合には、図４(a)に示す
ように画像信号は時間間隔Ｔint(a)で出力され、画像が
暗くなると、同図(b)に示すように画像信号は時間間隔
Ｔint(b)で出力されるようになる。

【００４２】従って、撮像素子７の電荷蓄積時間が長く
なると、撮像素子７から出力される画像信号のインター
バルも長くなり、フォーカス点からのずれ量の検出のイ
ンターバルも長くなるため、観察している試料２の位置
が断続的に変化するような場合、フォーカス位置への追
従性能が低下してしまう。

【００４３】このため、顕微鏡において、特に高倍率の
対物レンズ４を用いた場合には、焦点深度が浅く、フォ
ーカス調節装置がフォーカス点の方向を認識できる範囲
が非常に狭いので、フォーカス点への追従性能が低下す
ると、フォーカス点の方向を認識できる範囲から外れて
しまい、追従できなくなる可能性もある。

【００４４】これに対して本発明の装置では、試料２が
観察光学系の光軸３に対して垂直方向に移動しているこ
とが検出されると、ＣＰＵ１３の蓄積制限手段１９によ
りタイミングジェネレータ１８に対して蓄積制限の指令
を送出し、撮像素子７への電荷蓄積時間を必要以上に長
くしないように最長時間に制限を加えるので、試料２が
移動している場合でもフォーカス調整のインターバルを
短く保ててフォーカス位置への追従ができる。

【００４５】(2) 次に、本発明の第２の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【００４６】図５は顕微鏡のオートフォーカス装置の構
成図である。ＣＰＵ１３には、図６に示す焦点調整フロ
ーチャートに従って処理を実行するもので、この処理に
よってフィルタ手段２０を有するものとなる。このフィ
ルタ手段２０は、移動検出器１７から出力される検出信
号を受け、この検出信号から試料２が観察光学系の光軸
３に対して垂直方向に移動していることを検出すると、
フィルタ回路９に対して撮像素子７から出力される画像
信号に含まれる低周波成分を強調する指令を発する機能
を有している。

【００４７】フィルタ回路９は、低周波成分を強調する
指令を受けると、画像強調フィルタ定数を可変して、撮
像素子７から出力される画像信号に含まれる低周波成分
を強調する。

【００４８】次に、上記の如く構成された装置の作用に
ついて説明する。

【００４９】試料２の画像は、顕微鏡の対物レンズ４、
光分岐光学系５及び結像レンズ６を通して蓄積型の撮像
素子７に投影される。この撮像素子７は、タイミングジ
ェネレータ１８により設定された電荷蓄積時間に従って
電荷を蓄積し、この電荷蓄積時間に応じた電荷の画像信
号を出力する。

【００５０】このときタイミングジェネレータ１８は、
増幅器８で増幅された画像信号を入力し、この画像信号
中の最大振幅が所定レベルの範囲内に収まるように撮像
素子７に対する最適な電荷蓄積時間を算出することは上
記の通りである。

【００５１】撮像素子７から出力された画像信号は、上
記の通り増幅器８で増幅され、次のフィルタ回路９によ
り特定の周波数成分が強調され、次のＡ／Ｄコンバータ
１０によりデジタル変換されて画像データとして逐次メ
モリ１１に記憶される。

【００５２】ここで、ＣＰＵ１３は、ステップ＃２０に
おいて移動検出器１７から出力される検出信号を受け取
って試料２が観察光学系の光軸３に対して垂直方向に移
動したか否かを判断する。

【００５３】この判断の結果、試料２が移動していなけ
れば、ＣＰＵ１３は、ステップ＃２１に移ってフィルタ
回路９に対しては通常通り特定の周波数成分を強調する
ように設定する。

【００５４】このようにフィルタ回路９の設定のときに
画像データが逐次メモリ１１に記憶されると、ずれ量検
出器１２は、ＣＰＵ１３からの指令を受けて、ステップ
＃２２において、メモリ１１に記憶されているデジタル
画像信号を逐次読み出し、次のステップ＃２３において
デジタル画像信号からコントラスト値などの合焦度評価
演算を繰り返し実行し、その結果をステップ＃２４にお
いてフォーカス点からのずれ量として求める。

【００５５】次に、ＣＰＵ１３は、ステップ＃２５にお
いて、ずれ量検出器１２により求められたフォーカス点
からのずれ量を受け取り、このずれ量に基づいてステー
ジ１を駆動する方向及び駆動量を演算して求め、これら
ステージ１の駆動方向及び駆動量をモータコントローラ
１４に設定する。

【００５６】このモータコントローラ１４は、ＣＰＵ１
３により設定されたステージ１の駆動方向及び駆動量に
基づいてモータ駆動タイミング信号をモータドライバ１
５に送出する。このモータドライバ１５は、モータ駆動
タイミング信号を受けてモータ１６を回転駆動する。こ
のモータ１６の回転によってステージ１は、観察光学系
の光軸３の方向と同一方向に上下動する。

【００５７】一方、上記ステップ＃２０での判断の結
果、試料２が移動していれば、ＣＰＵ１３のフィルタ手
段２０は、ステップ＃２６に移って、フィルタ回路９に
対し、撮像素子７から出力される画像信号に含まれる低
周波成分を強調する指令を発する。

【００５８】このとき撮像素子７から出力された画像信
号は、上記の通り増幅器８で増幅され、次のフィルタ回
路９により低周波数成分が強調される。

【００５９】そして、低周波数成分が強調された画像信
号は、Ａ／Ｄコンバータ１０によりデジタル変換されて
画像データとして逐次メモリ１１に記憶される。

【００６０】このように画像データが逐次メモリ１１に
記憶されると、ずれ量検出器１２は、ＣＰＵ１３からの
指令を受けて、ステップ＃２２において、メモリ１１に
記憶されているデジタル画像信号を逐次読み出し、次の
ステップ＃２３においてデジタル画像信号からコントラ
スト値などの合焦度評価演算を繰り返し実行し、その結
果をステップ＃２４においてフォーカス点からのずれ量
として求める。

【００６１】次に、ＣＰＵ１３は、ステップ＃２５にお
いて、ずれ量検出器１２により求められたフォーカス点
からのずれ量を受け取り、このずれ量に基づいてステー
ジ１を駆動する方向及び駆動量を演算して求め、これら
ステージ１の駆動方向及び駆動量をモータコントローラ
１４に設定する。

【００６２】このモータコントローラ１４は、ＣＰＵ１
３により設定されたステージ１の駆動方向及び駆動量に
基づいてモータ駆動タイミング信号をモータドライバ１
５に送出する。このモータドライバ１５は、モータ駆動
タイミング信号を受けてモータ１６を回転駆動する。こ
のモータ１６の回転によってステージ１は、観察光学系
の光軸３の方向と同一方向に上下動する。

【００６３】通常、コントラスト方式の焦点調節装置で
は、画像信号中の高周波成分の強度によってフォーカス
点からのずれ量を検出する方式が採られている。蓄積型
の撮像素子７に試料２の画像を投影して試料２の画像信
号を得る場合、撮像素子７上に投影される試料２の位置
が変化すると、一回の画像情報の蓄積の間に複数の異な
った画像が重なり合うことになり、その結果として撮像
素子７から出力される画像信号に含まれる周波数成分の
うち高周波成分は小さくなり、低周波成分が多く残るよ
うになる。例えば、試料２が停止しているときには図７
(a)に示すように比較的高周波成分が多く含まれている
画像信号が得られるが、試料２が移動しているときには
同図(b)に示すように高周波成分が除去された画像信号
となる。

【００６４】従って、試料２が観察光学系の光軸３に対
して垂直方向に移動していることが検出されると、フィ
ルタ回路９に対して撮像素子７から出力される画像信号
に含まれる低周波成分を強調することにより、試料２の
移動により画像が変化することによって画像の高周波成
分が小さくなっても、常に最適なフォーカス調整ができ
て試料２に対する追従性を高く保つことができる。

【００６５】なお、本発明は、上記第１及び第２の実施
の形態に限定されるものではなく次の通りに変形しても
よい。

【００６６】例えば、ＣＰＵ１３は、上記第１の実施の
形態における蓄積制限手段１９と第２の実施の形態にお
けるフィルタ手段２０との両機能を有するようにしても
よい。この場合、ＣＰＵ１３は、移動検出器１７から出
力される検出信号を受け、この検出信号から試料２が観
察光学系の光軸３に対して垂直方向に移動していること
を検出すると、タイミングジェネレータ１８に対して蓄
積制限の指令を発して撮像素子７への電荷蓄積時間の最
長時間に制限を加え、かつフィルタ回路９に対して撮像
素子７から出力される画像信号に含まれる低周波成分を
強調する指令を発する機能を有するものとなる。

【００６７】又、上記第１及び第２の実施の形態では、
移動検出器１７を用いてステージ１が移動しているか静
止しているか否かを検出しているが、この移動検出器１
７を速度検出器に代えてステージ１の移動速度を検出可
能な構成としてもよい。このような構成にすることによ
り、ステージ１の移動速度に応じて上記第１の実施の形
態で説明したように撮像素子７への電荷蓄積時間の最長
時間の制限値を可変したり、又は上記第２の実施の形態
で説明したようにフィルタ回路９に対する低周波成分を
強調するための画像強調フィルタ定数を可変したりする
ものとなり、これら電荷蓄積時間の制限及び低周波成分
の強調の相乗効果及びきめ細かい制御によって追従制御
を向上できる。

【００６８】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、試
料を移動しながら観察しても試料に対する追従性を高く
保つことができる顕微鏡のオートフォーカス装置を提供
できる。

【００６９】又、本発明によれば、試料の移動により画
像が変化することによって画像の高周波成分が小さくな
っても、常に最適なフォーカス調整ができて試料に対す
る追従性を高く保つことができる顕微鏡のオートフォー
カス装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる顕微鏡のオートフォーカス装置
の第１の実施の形態を示す構成図。

【図２】本発明に係わる顕微鏡のオートフォーカス装置
の第１の実施の形態における電荷蓄積時間制御フローチ
ャート。

【図３】本発明に係わる顕微鏡のオートフォーカス装置
の第１の実施の形態における焦点調整フローチャート。

【図４】撮像素子への電荷蓄積時間の調整を示す図。

【図５】本発明に係わる顕微鏡のオートフォーカス装置
の第２の実施の形態を示す構成図。

【図６】本発明に係わる顕微鏡のオートフォーカス装置
の第２の実施の形態における焦点調整フローチャート。

【図７】蓄積型の撮像素子から出力される画像信号に含
まれる周波数成分を示す図。

【符号の説明】

１：ステージ、 ２：試料、 ３：観察光学系の光軸、 ４：対物レンズ、 ５：光分岐光学系、 ６：結像レンズ、 ７：蓄積型の撮像素子、 ８：増幅器、 ９：フィルタ回路、 １０：Ａ／Ｄコンバータ、 １１：メモリ、 １２：ずれ量検出器、 １３：ＣＰＵ、 １４：モータコントローラ、 １５：モータドライバ、 １６：モータ、 １７：移動検出器、 １８：タイミングジェネレータ、 １９：蓄積制限手段、 ２０：フィルタ手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顕微鏡を通して試料の画像を蓄積型の撮
   像素子に投影し、この撮像素子への電荷蓄積時間を前記
   画像の光強度に応じて制御し、かつ前記撮像素子から出
   力される画像信号に基づいて前記試料に対するフォーカ
   ス調整を行う顕微鏡のオートフォーカス装置において、 前記試料が移動していることを検出する移動検出手段
   と、 この移動検出手段により前記試料の移動が検出される
   と、前記撮像素子への電荷蓄積時間の最長時間に制限を
   加える蓄積制限手段と、を具備したことを特徴とする顕
   微鏡のオートフォーカス装置。
2. 【請求項２】 顕微鏡を通して試料の画像を蓄積型の撮
   像素子に投影し、この撮像素子への電荷蓄積時間を前記
   画像の光強度に応じて制御し、かつ前記撮像素子から出
   力される画像信号に基づいて前記試料に対するフォーカ
   ス調整を行う顕微鏡のオートフォーカス装置において、 前記試料が移動していることを検出する移動検出手段
   と、 この移動検出手段により前記試料の移動が検出される
   と、前記撮像素子から出力される画像信号に含まれる低
   周波成分を強調するフィルタ手段と、を具備したことを
   特徴とする顕微鏡のオートフォーカス装置。
3. 【請求項３】 顕微鏡を通して試料の画像を蓄積型の撮
   像素子に投影し、この撮像素子への電荷蓄積時間を前記
   画像の光強度に応じて制御し、かつ前記撮像素子から出
   力される画像信号に基づいて前記試料に対するフォーカ
   ス調整を行う顕微鏡のオートフォーカス装置において、 前記試料が移動していることを検出する移動検出手段
   と、 この移動検出手段により前記試料の移動が検出される
   と、前記撮像素子への電荷蓄積時間の最長時間に制限を
   加える蓄積制限手段と、 前記移動検出手段により前記試料の移動が検出される
   と、前記撮像素子から出力される画像信号に含まれる低
   周波成分を強調するフィルタ手段と、を具備したことを
   特徴とする顕微鏡のオートフォーカス装置。