JP2001350101A - Lens magnification detector and focus detector - Google Patents

Lens magnification detector and focus detector

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JP2001350101A
JP2001350101A JP2000172305A JP2000172305A JP2001350101A JP 2001350101 A JP2001350101 A JP 2001350101A JP 2000172305 A JP2000172305 A JP 2000172305A JP 2000172305 A JP2000172305 A JP 2000172305A JP 2001350101 A JP2001350101 A JP 2001350101A
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JP
Japan
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stage
objective lens
magnification
lens
state
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JP2000172305A
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Japanese (ja)
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Shinichi Goto
慎一 後藤
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Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens magnification detector which can recognize the magnification of an objective lens and a focus detector. SOLUTION: The lens magnification detector, which is applied to a microscopic device having a stage for supporting an object to be observed and a moving mechanism for moving this stage and detects the magnification of the objective lens of this microscopic device, has an irradiation means which irradiates the object to be observed with a prescribed light in the direction of the stage across the objective lens, a detecting means which detects the change in the state of the luminous flux formed by the reflected light from the stage or the object to be observed which is supported thereon, and a movement control means which controls the stage to move the same in the optical axis direction of the objective lens by driving the moving mechanism. Generally, if the magnification of the objective lens varies, the way of the change in the state of the luminous flux detected by the detecting means varies and therefore a magnification acquiring means references the change in the state of the luminous flux detected by the detecting means during the operation of the movement control means and determines the magnification of the objective lens in accordance with this change in the state.

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、被観察物を支持す
るステージとこのステージを移動させる移動機構とを備
えた顕微鏡装置に適用され、その顕微鏡装置の対物レン
ズの倍率を検出するレンズ倍率検出装置、及びその顕微
鏡装置の焦点調節状態を検出する焦点検出装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to a microscope apparatus having a stage for supporting an object to be observed and a moving mechanism for moving the stage, and detects a magnification of an objective lens of the microscope apparatus. The present invention relates to a device and a focus detection device that detects a focus adjustment state of the microscope device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来の顕微鏡装置100の全体
構成を示す図である。なお、この顕微鏡装置100は、
対物レンズ102側から被観察物100Aを照明する落
射照明光学系が適用された顕微鏡装置であり、AF装置
101はその顕微鏡装置に適応した落射照明型のAF装
置である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram showing the overall configuration of a conventional microscope apparatus 100. In addition, this microscope apparatus 100
An epi-illumination optical system for illuminating the observation object 100A from the objective lens 102 side is a microscope apparatus to which the epi-illumination system is applied, and the AF apparatus 101 is an epi-illumination type AF apparatus adapted to the microscope apparatus.

【0003】顕微鏡装置100には、ステージ104、
ステージ104上の拡大像を形成する対物レンズ10
2、接眼レンズ103、移動ステージ104をZ方向
(対物レンズ102の光軸方向)に移動させる移動機構
105、AF信号(後述する)に応じて移動機構105
を駆動するステージ駆動部106、対物レンズ102を
介してステージ104上にAF光を照射すると共にステ
ージ104からの反射光に基づいてAF信号を生成する
焦点調節装置(AF装置)101等が備えられている。
The microscope apparatus 100 includes a stage 104,
Objective lens 10 for forming an enlarged image on stage 104
2. A moving mechanism 105 for moving the eyepiece 103 and the moving stage 104 in the Z direction (the optical axis direction of the objective lens 102), and a moving mechanism 105 according to an AF signal (described later).
And a focus adjustment device (AF device) 101 that irradiates AF light onto the stage 104 via the objective lens 102 and generates an AF signal based on the reflected light from the stage 104, and the like. ing.

【0004】また、顕微鏡装置100には、入力部10
8が外付け(又は内蔵)されており、作業者は、この入
力部108を介して必要な情報、例えば対物レンズ10
2の倍率を示す倍率情報を装置に登録することができ
る。AF装置101による後述する焦点調節処理(AF
処理)においても、このようにして登録された倍率情報
が利用される。
[0004] The microscope device 100 includes an input unit 10.
8 is provided externally (or internally), and the operator can input necessary information, for example, the objective lens 10 through the input unit 108.
Magnification information indicating a magnification of 2 can be registered in the apparatus. A focus adjustment process (AF
In the processing), the magnification information registered in this manner is used.

【0005】図7は、AF装置101の構成、及びAF
処理の原理を示す図である。なお、図7(a)、
(b)、(c)はそれぞれ、対物レンズ102として、
100倍対物レンズ102a、50倍対物レンズ102
b、10倍対物レンズ102cを使用した時における様
子を示している。
FIG. 7 shows the structure of the AF device 101 and the AF device.
It is a figure showing the principle of processing. FIG. 7A,
(B) and (c) show the objective lens 102, respectively.
100x objective lens 102a, 50x objective lens 102
b shows a state when the 10 × objective lens 102c is used.

【0006】先ず、AF装置101は、所定の焦点検出
光(AF光)を対物レンズ102を介して被観察物10
0Aに照射する出射光学系101a、対物レンズ102
−被観察物100A−対物レンズ102を経由したAF
光を受光するCCDセンサ101b(例えばCCDライ
ンセンサ)、出射光学系101a及びCCDセンサ10
1bを駆動すると共にCCDセンサ101bの出力に基
づいてAF信号を生成するAF回路部101d、AF回
路部101d内の各種設定を行うAF制御部101c等
からなる。
First, the AF device 101 applies a predetermined focus detection light (AF light) through the objective lens 102 to the object 10 to be observed.
Outgoing optical system 101a for irradiating 0A, objective lens 102
-Observed object 100A-AF via objective lens 102
CCD sensor 101b (for example, a CCD line sensor) for receiving light, emission optical system 101a, and CCD sensor 10
An AF circuit unit 101d that drives the 1b and generates an AF signal based on the output of the CCD sensor 101b, an AF control unit 101c that performs various settings in the AF circuit unit 101d, and the like.

【0007】このAF装置101において、対物レンズ
102の位置と、出射光学系101aから出射されるA
F光の状態と、CCDセンサ101bの位置との関係
は、予め調整されており、被観察物100Aの表面が合
焦位置にあるときには、CCDセンサ101bに入射す
るAF光の光束はCCDセンサ101bのほぼ中央に分
布し、被観察物100Aの表面が合焦位置にないときに
は、合焦位置からのずれ量(デフォーカス量)に応じた
距離だけ、AF光の光束がCCDセンサ101bの中央
からずれた位置に分布する。
In the AF device 101, the position of the objective lens 102 and the A
The relationship between the state of the F light and the position of the CCD sensor 101b is adjusted in advance, and when the surface of the observation target 100A is at the in-focus position, the luminous flux of the AF light incident on the CCD sensor 101b is equal to the CCD sensor 101b. When the surface of the object to be observed 100A is not at the in-focus position, the luminous flux of the AF light is shifted from the center of the CCD sensor 101b by a distance corresponding to the shift amount (defocus amount) from the in-focus position. Distributed at shifted positions.

【0008】AF回路部101dは、CCDセンサ10
1bの出力信号からこの光束のずれ量(光変化信号)を
検知し、そのずれ量からデフォーカス量を取得し、その
デフォーカス量に応じた値のAF信号(駆動電圧であ
る)を生成してステージ駆動部106に与える。ステー
ジ駆動部106は、ステージ移動機構105を介してA
F信号に応じた距離だけステージ104を変位させる。
この結果、ステージ104は、デフォーカス量が0とな
るように変位する。さらにこのAF回路部101dの動
作は、デフォーカス量が完全に0となるまで繰り返され
る(すなわちステージ104の位置はフィードバック制
御される)。以上の処理が、焦点調節処理(AF処理)
である。
[0008] The AF circuit section 101d includes a CCD sensor 10
The shift amount (light change signal) of the light beam is detected from the output signal 1b, the defocus amount is acquired from the shift amount, and an AF signal (drive voltage) having a value corresponding to the defocus amount is generated. To the stage drive unit 106. The stage driving unit 106 controls the A through the stage moving mechanism 105
The stage 104 is displaced by a distance according to the F signal.
As a result, the stage 104 is displaced so that the defocus amount becomes zero. Further, the operation of the AF circuit unit 101d is repeated until the defocus amount becomes completely zero (that is, the position of the stage 104 is feedback-controlled). The above processing is the focus adjustment processing (AF processing)
It is.

【0009】ところで、顕微鏡装置100には、使用さ
れる対物レンズ102が1つとは限らず、互いに異なる
倍率の複数の対物レンズ(例えば、図7に示したよう
な、100倍対物レンズ102a、50倍対物レンズ1
02b、10倍対物レンズ102c)の中の1つが、作
業者によって選択使用される。しかし互いに倍率が異な
る対物レンズ間では焦点距離が異なるため、同じデフォ
ーカス量であっても、その倍率が高い程、CCDセンサ
101b上でのAF光の光束のずれ量が大きくなる。
Incidentally, the microscope apparatus 100 is not limited to using one objective lens 102, but a plurality of objective lenses having different magnifications (for example, 100 × objective lenses 102a, 50a as shown in FIG. 7). Double objective lens 1
02b, one of the 10 × objective lenses 102c) is selectively used by the operator. However, since the focal lengths are different between the objective lenses having different magnifications, the shift amount of the AF light beam on the CCD sensor 101b increases as the magnification increases, even if the defocus amount is the same.

【0010】図7(a)、(b)、(c)を比較しても
明らかなように、100倍対物レンズ102aについて
の光束のずれ量、50倍対物レンズ102bについての
光束のずれ量、10倍対物レンズ102cについての光
束のずれ量は、レンズ倍率に応じたものとなっている。
すなわち、AF回路部101d内では、レンズ倍率によ
って、デフォーカス量−光変化信号特性(以下「光変化
信号特性」という。)が異なる。
As apparent from comparison of FIGS. 7 (a), 7 (b) and 7 (c), the shift amount of the light beam for the 100 × objective lens 102a, the shift amount of the light beam for the 50 × objective lens 102b, The shift amount of the luminous flux for the 10 × objective lens 102c depends on the lens magnification.
That is, within the AF circuit section 101d, the defocus amount-light change signal characteristic (hereinafter, referred to as "light change signal characteristic") differs depending on the lens magnification.

【0011】そこで、AF装置101のAF制御部10
1cは、初期設定処理として、予め登録された上記の倍
率情報に応じて、AF回路部101d内の信号増幅率を
設定し、これによってレンズ倍率による光変化信号特性
の相違を補正し、AF回路部101cに所定の「デフォ
ーカス量−AF信号特性」(以下、「AF信号特性」と
いう。)を付与する。
The AF control unit 10 of the AF device 101
1c, as an initial setting process, sets a signal amplification factor in the AF circuit unit 101d according to the above-mentioned magnification information registered in advance, thereby correcting a difference in light change signal characteristics due to a lens magnification, and A predetermined “defocus amount-AF signal characteristic” (hereinafter, referred to as “AF signal characteristic”) is given to the unit 101c.

【0012】このAF信号特性は、AF信号を実際のデ
フォーカス量に応じた適正値とする、すなわち、フィー
ドバック制御時にステージ104に与えられる変位を実
際のデフォーカス量の反転値にほぼ一致させるものであ
る。この結果、レンズ倍率に依らず、デフォーカス量を
確実に0に近づける適正なAF処理が行われる。
The AF signal characteristic is such that the AF signal is set to an appropriate value corresponding to the actual defocus amount, that is, the displacement applied to the stage 104 during feedback control is substantially equal to the inverted value of the actual defocus amount. It is. As a result, an appropriate AF process for ensuring that the defocus amount approaches 0 regardless of the lens magnification.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】以上明らかなように、
従来の顕微鏡装置100においては、AF装置101を
正常に動作させるために、作業者は、装置側にどの倍率
の対物レンズが使用されているのかを示す倍率情報を入
力する必要がある。
As is apparent from the above,
In the conventional microscope apparatus 100, in order to normally operate the AF apparatus 101, an operator needs to input magnification information indicating which magnification objective lens is used to the apparatus side.

【0014】しかしながら、作業者は倍率情報を誤入力
することもある。例えば、実際にはレンズ倍率が10倍
であるにも拘らず100倍であるとの倍率情報が入力さ
れたとする。このときAF制御部101cが行う補正
は、図7(a)に示す光変化信号特性に対応したものと
なるので、ステージ104を実際のデフォーカス量より
も小さく変位させようとするAF信号特性が付与されて
しまう。この結果、長時間経過してもデフォーカス量が
0となるまでの時間が極端に長期化されるという問題が
生じる。
However, the operator may erroneously input the magnification information. For example, it is assumed that magnification information indicating that the lens magnification is 100 times in spite of the fact that the lens magnification is 10 times is actually input. At this time, the correction performed by the AF control unit 101c corresponds to the light change signal characteristic shown in FIG. 7A, so that the AF signal characteristic for displacing the stage 104 smaller than the actual defocus amount is changed. Will be granted. As a result, there is a problem that the time required for the defocus amount to become 0 is extremely prolonged even after a long time.

【0015】一方、実際にはレンズ倍率が100倍であ
るにも拘らず10倍であるとの倍率情報が入力されたと
する。このときAF制御部101cが行う補正は、図7
(c)に示す光変化信号特性に対応したものとなるの
で、ステージ104を実際のデフォーカス量よりも大き
く変位させるAF信号特性が付与されてしまう。この結
果、長時間経過してもデフォーカス量が0にならず、ス
テージ104が振動し続けるという問題が生じる。
On the other hand, it is assumed that magnification information indicating that the lens magnification is 10 times although the lens magnification is actually 100 times is input. The correction performed by the AF control unit 101c at this time is as shown in FIG.
Since it corresponds to the light change signal characteristic shown in (c), an AF signal characteristic that displaces the stage 104 more than the actual defocus amount is given. As a result, there is a problem that the defocus amount does not become 0 even after a long time, and the stage 104 continues to vibrate.

【0016】何れにせよ、倍率情報が誤入力されると、
AF回路部101dに適正なAF信号特性が付与され
ず、適正なAF処理が行われない。因みに、顕微鏡装置
100内に、レボルバ109のアドレスを検知するレボ
ルバセンサが備えられており、どの位置に装着された対
物レンズが使用されているかをAF装置101が検知可
能な場合には、作業者が入力する情報は、どの対物レン
ズをレボルバ109のどの位置に装着しているのかを示
すレンズ位置情報となる。AF装置101は、そのレン
ズ位置情報とレボルバアドレスとから倍率情報を取得す
ることとなるが、この場合にも、作業者がレンズ位置情
報を誤入力すると、適正なAF処理が行われなくなる。
In any case, if magnification information is erroneously input,
An appropriate AF signal characteristic is not provided to the AF circuit unit 101d, and an appropriate AF process is not performed. Incidentally, the microscope device 100 is provided with a revolver sensor for detecting the address of the revolver 109, and when the AF device 101 can detect in which position the mounted objective lens is used, the operator Is lens position information indicating which objective lens is attached to which position of the revolver 109. The AF device 101 acquires the magnification information from the lens position information and the revolver address. In this case, however, if the operator inputs the lens position information incorrectly, proper AF processing cannot be performed.

【0017】さらに、AF装置101は、各対物レンズ
に固有の特性に応じたAF原点の調整も行っており、そ
の際にも倍率情報又はレンズ位置情報を利用している。
すなわち、異なる対物レンズ間では、たとえその倍率が
同じであっても製造誤差による芯位置のずれなどから、
デフォーカス量が0のときのAF信号(以下「AF原
点」という。)が0となるとは限らないので、予め、各
対物レンズのAF原点のずれ量が出荷時などに測定さ
れ、その情報が顕微鏡装置100の何れかの箇所に記憶
される。AF装置101は、上記初期設定処理時に、作
業者から入力された倍率情報又はレンズ位置情報から対
物レンズを特定すると、予め記憶されたその情報に基づ
いて光変化信号をシフトさせるなどしてAF原点の調整
を行うのである。
Further, the AF device 101 also adjusts the AF origin in accordance with characteristics unique to each objective lens, and also uses magnification information or lens position information at that time.
In other words, between different objective lenses, even if the magnification is the same, due to deviation of the core position due to manufacturing errors, etc.
Since the AF signal when the defocus amount is 0 (hereinafter referred to as “AF origin”) is not always 0, the deviation amount of the AF origin of each objective lens is measured in advance at the time of shipment or the like, and the information is obtained. It is stored in any part of the microscope device 100. When the AF apparatus 101 specifies the objective lens from the magnification information or the lens position information input by the operator during the initial setting processing, the AF apparatus 101 shifts the light change signal based on the information stored in advance and sets the AF origin. The adjustment is made.

【0018】このときにも、倍率情報又はレンズ位置情
報が誤入力されていると、AF原点のずれたAF信号特
性が付与されてしまう。この結果、デフォーカス量0の
状態からずれた位置でステージ104が停止してしまう
という問題が生じる。すなわち、従来は、倍率情報又は
レンズ位置情報の誤入力により、AF処理が適正に行わ
れなかったり、AF処理の精度が低下したりする可能性
があった。
Also at this time, if magnification information or lens position information is erroneously input, an AF signal characteristic shifted from the AF origin is given. As a result, there arises a problem that the stage 104 stops at a position shifted from the state of the defocus amount 0. That is, conventionally, there has been a possibility that the AF processing may not be performed properly or the accuracy of the AF processing may be reduced due to erroneous input of the magnification information or the lens position information.

【0019】そこで本発明は、作業者による情報の入力
が無くとも、対物レンズの倍率を認識することが可能な
レンズ倍率検出装置及び焦点検出装置を提供することを
目的とする。
It is an object of the present invention to provide a lens magnification detecting device and a focus detecting device capable of recognizing the magnification of an objective lens without input of information by an operator.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載のレンズ
倍率検出装置は、被観察物を支持するステージとこのス
テージを移動させる移動機構とを備えた顕微鏡装置に適
用され、その顕微鏡装置の対物レンズの倍率を検出する
レンズ倍率検出装置であって、前記対物レンズを介して
前記ステージの方向に所定の光を照射する照射手段と、
前記ステージ又はこれに支持されている被観察物からの
反射光が成す光束の状態変化を検出する検出手段と、前
記移動機構を駆動して前記ステージを前記対物レンズの
光軸方向に移動させる制御を行う移動制御手段とを備え
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a lens magnification detecting apparatus which is applied to a microscope apparatus having a stage for supporting an object to be observed and a moving mechanism for moving the stage. A lens magnification detection device that detects a magnification of an objective lens, and an irradiation unit that irradiates predetermined light toward the stage through the objective lens,
Detecting means for detecting a change in the state of a light beam formed by reflected light from the stage or an object to be observed supported by the stage; and control for driving the moving mechanism to move the stage in the optical axis direction of the objective lens. And movement control means for performing the following.

【0021】一般に、対物レンズの倍率が異なると、検
出手段が検出する光束の状態変化の仕方は異なる。そこ
で、このレンズ倍率検出装置は、前記移動制御手段の動
作中に前記検出手段が検出する光束の状態変化を参照
し、その状態変化に基づいて前記対物レンズの倍率を求
める倍率取得手段をさらに備える。したがって、作業者
による情報の入力が無くとも、このレンズ倍率検出装置
はレンズ倍率を認識することができる。
In general, when the magnification of the objective lens is different, the manner of changing the state of the light beam detected by the detecting means is different. Therefore, the lens magnification detection device further includes a magnification acquisition unit that refers to a change in the state of the light beam detected by the detection unit during operation of the movement control unit and obtains a magnification of the objective lens based on the change in state. . Therefore, the lens magnification detecting device can recognize the lens magnification even without input of information by an operator.

【0022】請求項2に記載の焦点検出装置は、被観察
物を支持するステージとこのステージを移動させる移動
機構とを備えた顕微鏡装置に適用され、その顕微鏡装置
の焦点調節状態を検出する焦点検出装置であって、前記
顕微鏡装置の対物レンズを介して前記ステージの方向に
所定の焦点検出光を照射する照射手段と、前記被観察物
からの反射光が前記対物レンズを通過して成す光束の状
態を検出する検出手段と、前記移動機構を駆動して前記
ステージを前記対物レンズの光軸方向に移動させる制御
を行う移動制御手段とを備える。
A focus detection apparatus according to a second aspect is applied to a microscope apparatus having a stage for supporting an object to be observed and a moving mechanism for moving the stage, and a focus for detecting a focus adjustment state of the microscope apparatus. An irradiating means for irradiating a predetermined focus detection light in a direction of the stage through an objective lens of the microscope apparatus, and a light flux formed by reflected light from the object to be observed passing through the objective lens, which is a detection device. And a movement control means for controlling the movement of the stage in the optical axis direction of the objective lens by driving the movement mechanism.

【0023】一般に、対物レンズの倍率が異なると、検
出手段が検出する光束の状態変化の仕方は異なる。そこ
で、この焦点検出装置は、前記移動制御手段の動作中に
前記検出手段が検出する光束の状態を参照し、その状態
の変化に基づいて前記対物レンズの倍率を求める倍率取
得手段をさらに備える。したがって、作業者による情報
の入力が無くとも、この焦点検出装置はレンズ倍率を認
識することができる。
In general, when the magnification of the objective lens differs, the manner of changing the state of the light beam detected by the detecting means differs. Therefore, the focus detection device further includes a magnification obtaining unit that refers to a state of the light beam detected by the detection unit during the operation of the movement control unit and obtains a magnification of the objective lens based on a change in the state. Therefore, the focus detection device can recognize the lens magnification without input of information by an operator.

【0024】さらに、この焦点検出装置は、前記倍率取
得手段が求めた前記対物レンズの倍率と、前記検出手段
により検出される光束の状態とに基づいて、前記顕微鏡
装置のデフォーカス量を求める焦点調節状態取得手段と
を備える。一般に、対物レンズの倍率が異なると、デフ
ォーカス量に対する前記光束の状態の関係も異なる。し
かし、この焦点調節状態取得手段によれば、デフォーカ
ス量を求める際に、前記認識した対物レンズの倍率に基
づくので、正確なデフォーカス量を得ることができる。
Further, the focus detection device may further include a focus for obtaining a defocus amount of the microscope device based on a magnification of the objective lens obtained by the magnification obtaining means and a state of a light beam detected by the detection means. Adjustment state acquisition means. In general, when the magnification of the objective lens is different, the relation of the state of the light beam to the defocus amount is also different. However, according to this focus adjustment state obtaining means, an accurate defocus amount can be obtained because the defocus amount is obtained based on the recognized magnification of the objective lens.

【0025】さらに、これらの倍率検出装置、又は焦点
検出装置には、従来の顕微鏡装置に備えられているステ
ージ、照射手段、検出手段を利用することができるの
で、レンズ倍率認識のための専用ユニットを設ける場合
と比較して、より安価、より確実にその実現が可能であ
る。
Further, the stage, the irradiating means and the detecting means provided in the conventional microscope apparatus can be used for these magnification detecting devices or focus detecting devices, so that a dedicated unit for recognizing the lens magnification is used. As compared with the case of providing, it is possible to realize the cost more reliably.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図に基づいて本発明の実施
形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】先ず、図1、図2、図3、図4、図5に基
づいて本発明の実施形態を説明する。本実施形態は、請
求項1、請求項2に対応する。 (構成)図1は、本実施形態の顕微鏡装置10の全体構
成を示す図である。図1において、図6に示す従来の顕
微鏡装置100と同じ部分については同一の符号を付し
て示し、その説明を省略する。
First, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, and 5. This embodiment corresponds to claims 1 and 2. (Configuration) FIG. 1 is a view showing the overall configuration of a microscope apparatus 10 according to the present embodiment. 1, the same parts as those of the conventional microscope apparatus 100 shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0028】顕微鏡装置10では、顕微鏡装置100と
は異なり、AF装置101の代わりにAF装置11(後
述する)が備えられると共に、ステージ104の変位を
検出する変位センサ15が新たに付加されている。ま
た、顕微鏡装置10においては、顕微鏡装置100に備
えられていた入力部108が省略されている。また、図
1では省略したが、ステージ104の近傍には、ステー
ジ104(又はステージ104上の被観察物100A)
と、レボルバ109に装着された対物レンズ(図1中符
号102a、102b、102cである。これらについ
ては後述する。)との衝突を防止するための、衝突防止
センサ(公知)が備えられている。
In the microscope device 10, unlike the microscope device 100, an AF device 11 (described later) is provided instead of the AF device 101, and a displacement sensor 15 for detecting the displacement of the stage 104 is newly added. . In the microscope device 10, the input unit 108 provided in the microscope device 100 is omitted. Although omitted in FIG. 1, the stage 104 (or the observation object 100A on the stage 104) is provided near the stage 104.
And an objective lens (reference numerals 102a, 102b, and 102c in FIG. 1; these will be described later) mounted on the revolver 109 are provided with a collision prevention sensor (known). .

【0029】変位センサ15は、移動機構105の何れ
かの回動軸に取り付けられた公知のロータリーエンコー
ダなどからなり、ステージ104のZ方向の変位を検出
して、AF装置11内のAF制御部12(後述する)に
与えるものである。
The displacement sensor 15 is composed of a known rotary encoder or the like attached to any one of the rotating shafts of the moving mechanism 105, detects the displacement of the stage 104 in the Z direction, and controls the AF control unit in the AF device 11. 12 (to be described later).

【0030】また、図1に示した対物レンズ102a、
102b、102cは、互いに異なる倍率の対物レンズ
である。作業者は、これらの対物レンズ102a、10
2b、102cの中の1つを、レボルバ109を回転さ
せたり、は装着し直したりすることによって選択使用す
る。ここでは、対物レンズ102a、102b、102
cが、それぞれ、100倍対物レンズ、50倍対物レン
ズ、10倍対物レンズであるとして説明する。また、こ
れらの対物レンズ102a、102b、102cのう
ち、作業者によって特に現在選択使用されている対物レ
ンズについては、その倍率に依らず、単に「対物レン
ズ」といい、符号102を付して示す。
Further, the objective lens 102a shown in FIG.
102b and 102c are objective lenses having different magnifications. The operator can use these objective lenses 102a,
One of 2b and 102c is selectively used by rotating the revolver 109 or re-attaching it. Here, the objective lenses 102a, 102b, 102
It is assumed that c is a 100 × objective lens, a 50 × objective lens, and a 10 × objective lens, respectively. Of the objective lenses 102a, 102b, and 102c, the objective lens that is currently selected and used by a worker is simply referred to as an “objective lens” regardless of the magnification, and is denoted by reference numeral 102. .

【0031】図2は、AF装置11の構成を示す図であ
る。なお、図2において、図7(a)に示した従来のA
F装置101と同じ部分については同一の符号を付して
示した。AF装置11は、AF光(すなわち、所定のL
ED光源等が出射する不可視光であり、その光束が対物
レンズ102の瞳上で制限されている焦点検出光であ
る。)を対物レンズ102を介して被観察物100Aに
照射する出射光学系101a、対物レンズ102−被観
察物100A−対物レンズ102を経由したAF光を受
光してその光の輝度分布に応じた信号を出力するCCD
センサ101b(例えばCCDラインセンサ)、出射光
学系101a及びCCDセンサ101bを駆動すると共
にCCDセンサ101bの出力に基づいてAF信号を生
成するAF回路部13、AF回路部13内の各種設定を
行うAF制御部12等からなる。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the AF device 11. In FIG. 2, the conventional A shown in FIG.
The same parts as those of the F device 101 are denoted by the same reference numerals. The AF device 11 outputs the AF light (that is, a predetermined L
It is invisible light emitted from an ED light source or the like, and its light flux is focus detection light that is restricted on the pupil of the objective lens 102. ) Irradiates the object 100A through the objective lens 102 with the emission optical system 101a, receives the AF light passing through the objective lens 102-the object 100A-the objective lens 102, and a signal corresponding to the luminance distribution of the light. Output CCD
An AF circuit unit 13 that drives a sensor 101b (for example, a CCD line sensor), an emission optical system 101a, and the CCD sensor 101b and generates an AF signal based on an output of the CCD sensor 101b, and an AF that performs various settings in the AF circuit unit 13 It comprises a control unit 12 and the like.

【0032】対物レンズ102の位置と、出射光学系1
01aから出射されるAF光の状態と、CCDセンサ1
01bの位置との関係は、予め調整されており、被観察
物100Aの表面が合焦位置にあるときには、CCDセ
ンサ101bに入射するAF光の光束はCCDセンサ1
01bのほぼ中央に分布し、被観察物100Aの表面が
合焦位置にないときには、デフォーカス量に応じた距離
だけ、AF光の光束がCCDセンサ101bの中央から
ずれた位置に分布する。
The position of the objective lens 102 and the exit optical system 1
01a and the state of the AF light emitted from the CCD sensor 1
The relationship with the position 01b is adjusted in advance, and when the surface of the observation target 100A is at the in-focus position, the luminous flux of the AF light entering the CCD sensor 101b is
When the surface of the object to be observed 100A is not at the in-focus position, the luminous flux of the AF light is distributed at a position shifted from the center of the CCD sensor 101b by a distance corresponding to the defocus amount.

【0033】AF回路部13内には、CCDセンサ10
1bの出力端子側から順に、アナログ演算回路13a、
監視回路13c、増幅回路13b、切り替え器13dが
直列に接続され、切り替え器13dがステージ駆動部1
06に接続される。また、監視回路13c、切り替え器
13dは、それぞれAF制御部12に接続されている。
アナログ演算回路13aは、CCDセンサ101bの出
力に基づいて、そのCCDセンサ101b上の輝度分布
を示す信号(光変化信号)を逐次生成する。アナログ演
算回路13aは、光変化信号として、例えばCCDセン
サ101bの受光面上の2領域(A領域、B領域)それ
ぞれにおける画素値の合計Ta、Tbの差分(例えばT
a−Tb)を取得する。このような光変化信号は、デフ
ォーカス量の変化に応じてほぼ直線的(線形的)に変化
する。
The AF sensor 13 includes a CCD sensor 10
1b, the analog operation circuit 13a,
The monitoring circuit 13c, the amplifier circuit 13b, and the switch 13d are connected in series, and the switch 13d is connected to the stage driving unit 1.
06. Further, the monitoring circuit 13c and the switch 13d are connected to the AF control unit 12, respectively.
The analog operation circuit 13a sequentially generates a signal (light change signal) indicating a luminance distribution on the CCD sensor 101b based on the output of the CCD sensor 101b. The analog operation circuit 13a, as a light change signal, for example, calculates a difference (for example, T
a-Tb). Such a light change signal changes substantially linearly (linearly) according to the change in the defocus amount.

【0034】監視回路13cは、アナログ演算回路13
aから出力される光変化信号(又はその光変化信号に応
じた値の信号)を、CPU12aに与えるものである。
なお、この監視回路13cは、少なくともAF処理時に
は、アナログ演算回路13aから増幅回路13bに与え
られる光変化信号を、何ら変化させない。増幅回路13
bは、プログラマブルアンプなどからなり、初期設定処
理時(後述する)においてCPU12aにより設定され
たシフト量だけその光変化信号をシフトさせると共に、
初期設定処理時にCPU12aにより設定された増幅率
だけそのシフト後の信号を増幅して、AF信号を生成す
る。
The monitoring circuit 13c includes an analog operation circuit 13
The light change signal (or a signal having a value corresponding to the light change signal) output from the CPU 12a is supplied to the CPU 12a.
The monitoring circuit 13c does not change the light change signal provided from the analog operation circuit 13a to the amplifier circuit 13b at least during the AF processing. Amplifier circuit 13
b denotes a programmable amplifier or the like, which shifts the light change signal by the shift amount set by the CPU 12a during the initial setting process (described later),
The signal after the shift is amplified by the amplification factor set by the CPU 12a at the time of the initial setting process to generate an AF signal.

【0035】切り替え器13dは、CPU12aの指示
に応じて、ステージ駆動部106への接続を、増幅回路
13b/AF制御部12の間で切り替えるものである。
一方、AF制御部12は、メモリ部12b、CPU12
aを備える。メモリ部12bには、CPU12aの各処
理に必要な記憶領域が確保されると共に、CPU12a
に従来と同様のAF処理を実行させるプログラム、及び
図3に示す本実施形態の初期設定処理を実行させるプロ
グラムが格納されている。また、メモリ部12bには、
CPU12aが初期設定処理の際に参照すべきレンズ特
性情報(図4参照)も予め格納されている。
The switch 13d switches the connection to the stage driver 106 between the amplifier circuit 13b and the AF controller 12 in accordance with an instruction from the CPU 12a.
On the other hand, the AF control unit 12 includes a memory unit 12b and a CPU 12
a. In the memory unit 12b, a storage area necessary for each processing of the CPU 12a is secured, and the CPU 12a
3 stores a program for executing the same AF processing as that of the related art, and a program for executing the initial setting processing of the present embodiment shown in FIG. Also, in the memory unit 12b,
Lens characteristic information (see FIG. 4) to be referred to by the CPU 12a during the initial setting process is also stored in advance.

【0036】なお、以上説明した構成において、出射光
学系101a、及びCCDセンサ101bを駆動する回
路については、図示省略した。また、ディジタル回路か
らなるAF制御部12と、アナログ回路からなるAF回
路部13との間における各信号のやりとりは、何れもA
F制御部12内のA/D変換器又はD/A変換器を介し
て行われるが、これらの変換器についても図示省略し
た。
In the configuration described above, the circuit for driving the emission optical system 101a and the CCD sensor 101b is not shown. The exchange of each signal between the AF control unit 12 composed of a digital circuit and the AF circuit unit 13 composed of an analog circuit is A
This is performed via an A / D converter or a D / A converter in the F control unit 12, but these converters are not shown.

【0037】また、AF制御部12については、AF装
置11の外部に備えられていてもよい。また、顕微鏡装
置10の全体を制御する主制御部内のCPU(不図示)
を、AF制御部12と同様に動作させることで代えても
よい。 (動作)図3は、CPU12aによる初期設定処理の動
作フローチャートである。なお、CPU12aによるA
F処理の動作については、従来の顕微鏡装置100のA
F制御部101cの動作と同じであるのでその説明を省
略する。
The AF control unit 12 may be provided outside the AF device 11. In addition, a CPU (not shown) in the main control unit that controls the entire microscope apparatus 10
May be changed by operating in the same manner as the AF control unit 12. (Operation) FIG. 3 is an operation flowchart of the initial setting process by the CPU 12a. Note that A by the CPU 12a
Regarding the operation of the F process, the A
Since the operation is the same as that of the F control unit 101c, the description thereof is omitted.

【0038】作業者が電源投入やスイッチ操作などによ
り初期設定処理開始の指示を与えると(ステップS1YE
S)、CPU12aは、切り替え器13dの接続状態を
AF制御部12側に切り替えて、AF回路部13とステ
ージ駆動部106との接続を絶つと共に、AF制御部1
2とステージ駆動部106との接続を確保する(ステッ
プS2)(なお、この初期設定処理時には、被観察物1
00Aがステージ104上に載置されていてもいなくて
もよい)。
When the operator gives an instruction to start the initial setting process by turning on the power or operating a switch (step S1YE).
S), the CPU 12a switches the connection state of the switch 13d to the AF control unit 12, disconnects the connection between the AF circuit unit 13 and the stage drive unit 106, and sets the AF control unit 1
2 is secured to the stage driving unit 106 (step S2) (at the time of this initial setting process, the observation target 1
00A may or may not be placed on stage 104).

【0039】次いで、CPU12aは、ステージ駆動部
106へ所定のAF信号を直接与えることによって、ス
テージ104を対物レンズ102から十分に離れた位置
にまで移動させる(ステップS3)。次いで、CPU1
2aは、レンズ倍率を求めるためのステージスキャンを
開始する(ステップS4)。ここで、本実施形態におけ
るステージスキャンは、CPU12aが変位センサ15
の出力を監視しつつステージ駆動部106へAF信号を
与えることにより、ステージ104をステップ状に所定
距離ずつ移動させて徐々に対物レンズ102に近づける
ものである。なお、このステージスキャン時には、出射
光学系101aがAF処理時と同様に駆動され、AF光
が出射されているとする。
Next, the CPU 12a moves the stage 104 to a position sufficiently distant from the objective lens 102 by directly giving a predetermined AF signal to the stage driving unit 106 (step S3). Then, CPU1
Step 2a starts a stage scan for obtaining a lens magnification (step S4). Here, in the stage scan in the present embodiment, the CPU 12a
By supplying an AF signal to the stage driving unit 106 while monitoring the output of the stage 104, the stage 104 is moved stepwise by a predetermined distance and gradually approaches the objective lens 102. At the time of this stage scan, it is assumed that the emission optical system 101a is driven in the same manner as during the AF processing, and that the AF light is emitted.

【0040】このステージスキャン時において、CPU
12aは、ステージ104が各位置にあるときに得られ
た光変化信号L1、L2、L3、・・・(実測値)を、
メモリ部12bに格納する(ステップS5)。そして、
CPU12aは、不図示の衝突防止センサ等を介してス
テージ104が対物レンズ102に接近したことを認識
するまで、このステージスキャンを続ける(ステップS
6NO−S5−S6)。
At the time of this stage scan, the CPU
12a represents the light change signals L1, L2, L3,... (Actually measured values) obtained when the stage 104 is at each position,
It is stored in the memory unit 12b (step S5). And
The CPU 12a continues this stage scan until recognizing that the stage 104 has approached the objective lens 102 via a collision prevention sensor (not shown) or the like (Step S).
6NO-S5-S6).

【0041】ここで、図5に示すように、ステージ変位
量Dと光変化信号Lとの関係は、レンズ倍率が100倍
であるときには図5(a)、50倍であるときには図5
(b)、10倍であるときには図5(c)というよう
に、レンズ倍率によって異なるはずである。そして図5
から明らかなように、レンズ倍率の相違は光変化信号L
の変化率K(以下、文言「変化率」をステージ変位量D
に対する光変化信号Lの変化率の意味で使用する)に現
れ、レンズ倍率が100、50倍、10倍のときの変化
率Kは、それぞれKa、Kb、Kcであるとする(なお、
図5において、光変化信号Lの変化範囲Da、Db、Dc
が有限なのは、CCDセンサ101bの受光面の広さが
有限であることに起因する)。
Here, as shown in FIG. 5, the relationship between the stage displacement D and the light change signal L is shown in FIG. 5A when the lens magnification is 100 times, and in FIG. 5 when the lens magnification is 50 times.
(B) When the magnification is 10 times, as shown in FIG. And FIG.
As is apparent from FIG.
Change rate K (hereinafter, the term “change rate” is referred to as the stage displacement amount D).
And the change rate K when the lens magnification is 100, 50, and 10 is Ka, Kb, and Kc, respectively.
In FIG. 5, the change ranges Da, Db, Dc of the light change signal L are shown.
Is limited because the width of the light receiving surface of the CCD sensor 101b is finite.

【0042】そこで、本実施形態では、レンズ特性情報
として、図4に示すように、100倍対物レンズ102
a、50倍対物レンズ102b、10倍対物レンズ10
2cのそれぞれについての変化率Ka、Kb、Kcを、そ
れら各対物レンズに対応づけてメモリ部12bに格納し
ている。また、メモリ部12bには、このようなレンズ
特性情報の他に、100倍対物レンズ102a、50倍
対物レンズ102b、10倍対物レンズ102cのそれ
ぞれの使用時に増幅回路13bに設定されるべき信号増
幅率ga、gb、gc、及び信号シフト量Δa、Δb、Δc
が、それら各対物レンズに対応づけられて格納されてい
る。
Accordingly, in the present embodiment, as shown in FIG.
a, 50 × objective lens 102b, 10 × objective lens 10
The change rates Ka, Kb, and Kc for each of the lenses 2c are stored in the memory unit 12b in association with the respective objective lenses. In addition to the lens characteristic information, the memory unit 12b stores a signal amplification to be set in the amplifier circuit 13b when each of the 100 × objective lens 102a, the 50 × objective lens 102b, and the 10 × objective lens 102c is used. Rates ga, gb, gc, and signal shift amounts Δa, Δb, Δc
Are stored in association with the respective objective lenses.

【0043】CPU12aは、ステージスキャンを終了
すると(ステップS6YES)、ステップS5において取
得した光変化信号L1、L2、L3、・・・(実測値)
に基づいて、変化率Kを求める(ステップS7)。この
ステップS7におけるCPU12aは、例えば、取得順
に隣り合う光変化信号Lk、Lk+1(実測値)の差分
(Lk−Lk+1)を所定値と比較するなどして、変化範囲
D0を認識すると共に、変化率Kを、その変化範囲D0内
の2つ以上の光変化信号(例えば、Li、Li+2)(実測
値)と、1ステップ当たりのステージ変位量dとに基づ
いて算出する(例えば、K=(Li+2−Li)/2d)
(図3(a)参照)。
When the stage scan ends (step S6 YES), the CPU 12a obtains the light change signals L1, L2, L3,... (Actually measured values) obtained in step S5.
Is calculated on the basis of (step S7). The CPU 12a in step S7 recognizes the change range D0 by, for example, comparing the difference (Lk-Lk + 1) between the adjacent light change signals Lk and Lk + 1 (actually measured values) in the acquisition order with a predetermined value. At the same time, the change rate K is calculated based on two or more light change signals (for example, Li, Li + 2) (actually measured values) within the change range D0 and the stage displacement d per one step ( For example, K = (Li + 2-Li) / 2d)
(See FIG. 3A).

【0044】続くステップS8では、CPU12aは算
出した変化率Kを参照し、例えば変化率KがKaに最も
近いときには、現在使用されている対物レンズ102が
100倍対物レンズ102aであると認識し、変化率K
がKbに最も近いときには、現在使用されている対物レ
ンズ102が50倍対物レンズ102bであると認識
し、変化率KがKcに最も近いときには、現在使用され
ている対物レンズ102が10倍対物レンズ102cで
あると認識する。
In the subsequent step S8, the CPU 12a refers to the calculated change rate K. For example, when the change rate K is closest to Ka, the CPU 12a recognizes that the currently used objective lens 102 is the 100 × objective lens 102a, Change rate K
Is closest to Kb, it is recognized that the currently used objective lens 102 is the 50 × objective lens 102b. When the change rate K is closest to Kc, the currently used objective lens 102 is the 10 × objective lens. 102c.

【0045】以下、現在使用されている対物レンズ10
2が、50倍対物レンズと認識されたと仮定して説明す
る。続くステップS9では、こうして認識した50倍対
物レンズ102bに対応した設定をAF回路部13に対
して行う。このステップS9におけるCPU12aは、
メモリ部12bを参照して、50倍対物レンズ102b
に対応づけられている信号増幅率「gb」を、AF回路
部13内の増幅回路13bの信号増幅率として設定す
る。また、CPU12aは、メモリ部12bを参照し
て、50倍対物レンズ102bに対応づけられている信
号シフト量「Δb」を、AF回路13内の増幅回路13
bの信号シフト量として設定する(なお、ステップS8
において現在使用されている対物レンズ102が100
倍対物レンズ102aと認識された場合にはga、Δaが
設定され、10倍対物レンズ102cと認識された場合
にはgc、Δcが設定される)。
Hereinafter, the currently used objective lens 10 will be described.
The description will be made assuming that 2 is recognized as a 50 × objective lens. In the following step S9, the setting corresponding to the 50 × objective lens 102b recognized in this way is performed on the AF circuit unit 13. In this step S9, the CPU 12a
With reference to the memory unit 12b, the 50 × objective lens 102b
Is set as the signal amplification factor of the amplification circuit 13b in the AF circuit unit 13. Further, the CPU 12a refers to the memory unit 12b and determines the signal shift amount “Δb” associated with the 50 × objective lens 102b with the amplification circuit 13 in the AF circuit 13.
b is set as the signal shift amount (step S8).
The objective lens 102 currently used in
Ga and Δa are set when the object is recognized as the double objective lens 102a, and gc and Δc are set when the object is recognized as the 10 × objective lens 102c.)

【0046】すなわち、ステップS9におけるCPU1
2aは、レンズ倍率による光変化信号特性の相違の補
正、及び各対物レンズに固有の特性に応じたAF原点の
調整を行っている。この結果、どの対物レンズが使用さ
れていようとも、常に同じ適正なAF信号特性が付与さ
れる(図3(b)参照)。このAF信号特性は、従来の
顕微鏡装置100において作業者から正しい情報が入力
された場合と同様に、AF処理のフィードバック制御時
にステージ104に与えられる変位を実際のデフォーカ
ス量の反転値に一致させるものである。
That is, the CPU 1 in step S9
2a performs correction of differences in light change signal characteristics due to lens magnification and adjustment of the AF origin according to characteristics unique to each objective lens. As a result, no matter which objective lens is used, the same appropriate AF signal characteristic is always provided (see FIG. 3B). This AF signal characteristic makes the displacement given to the stage 104 at the time of feedback control of the AF processing coincide with the actual inverted value of the defocus amount, similarly to the case where correct information is input from the operator in the conventional microscope apparatus 100. Things.

【0047】最後に、CPU12aは、切り替え器13
dの接続状態を増幅回路13b側に切り替えて、AF制
御部12とステージ駆動部106との接続を絶つと共
に、AF回路部13とステージ駆動部106とを接続
し、初期設定処理を終了する(ステップS10)。以上
説明した本実施形態によると、作業者による情報の入力
がなくとも、AF回路13を利用したステージスキャン
(ステップS4〜S6)の結果から、レンズ倍率を認識
する(ステップS7、S8)ことができる。さらには、
その認識の結果に応じた適正な設定(ステップS9)を
行うこともできる。
Finally, the CPU 12 a
The connection state of d is switched to the amplifier circuit 13b side, the connection between the AF control unit 12 and the stage driving unit 106 is cut off, the AF circuit unit 13 and the stage driving unit 106 are connected, and the initial setting process ends ( Step S10). According to the above-described embodiment, the lens magnification can be recognized (steps S7 and S8) from the result of the stage scan (steps S4 to S6) using the AF circuit 13 without input of information by the operator. it can. Moreover,
Appropriate setting (step S9) according to the recognition result can also be performed.

【0048】また、本実施形態では、ステージスキャン
の際に、従来の顕微鏡装置100に元々備えられている
ステージ104、移動機構105、ステージ駆動部10
6、出射光学系101a、CCDセンサ101b、AF
回路部101d等を利用しているので、レンズ倍率認識
のための専用ユニットを設ける場合と比較して、より安
価、より確実にその実現が可能である。
In the present embodiment, at the time of stage scanning, the stage 104, the moving mechanism 105, and the stage driving unit 10 originally provided in the conventional microscope apparatus 100 are used.
6. Outgoing optical system 101a, CCD sensor 101b, AF
Since the circuit unit 101d and the like are used, the realization is possible at lower cost and more securely than when a dedicated unit for recognizing the lens magnification is provided.

【0049】(その他)なお、ステージスキャン時のス
テージ104の移動パターンの再現性が悪いときには、
ステップS5においてCPU12aが取得すべき情報に
は、光変化信号L1、L2、L3、・・・(実測値)だ
けでなく、各光変化信号L1、L2、L3、・・・(実
測値)を得たときに変位センサ15が出力していたステ
ージ変位量(例えばステージスキャン開始時を基準とす
るステージ104の変位量)D1、D2、D3、・・・
(実測値)も加える必要がある。そして、ステップS7
においては、これらのステージ変位量D1、D2、D
3、・・・(実測値)と光変化信号L1、L2、L3、
・・・(実測値)との関係に基づき、例えば、取得順に
隣り合う光変化信号Lk、Lk+1(実測値)、及び取得順
に隣り合うステージ変位量Dk、Dk+1(実測値)とに基
づいて変化範囲D0を認識すると共に、変化範囲D0内の
2つ以上の光変化信号(例えば、Li、Li+2)(実測
値)とそれらに対応するステージ変位量(例えば、D
i、Di+2)(実測値)とに基づいて、変化率Kを算出す
ればよい(例えば、K=(Li+2−Li)/(Di+2−D
i))。
(Others) When the reproducibility of the movement pattern of the stage 104 during the stage scan is poor,
The information to be acquired by the CPU 12a in step S5 includes not only the light change signals L1, L2, L3,... (Actually measured values) but also the light change signals L1, L2, L3,. The stage displacement amount output by the displacement sensor 15 at the time of acquisition (for example, the displacement amount of the stage 104 with respect to the start of stage scanning) D1, D2, D3,.
(Measured value) also needs to be added. Then, step S7
In these cases, these stage displacement amounts D1, D2, D
3,... (Actual values) and light change signals L1, L2, L3,
.. Based on the relationship with (actually measured values), for example, light change signals Lk and Lk + 1 (actually measured values) adjacent in the order of acquisition, and stage displacement amounts Dk and Dk + 1 (actually measured values) adjacent in the order of acquisition. The change range D0 is recognized on the basis of the above, and two or more light change signals (eg, Li, Li + 2) (actually measured values) within the change range D0 and the corresponding stage displacement (eg, D
i, Di + 2) (actual measurement value), the change rate K may be calculated (for example, K = (Li + 2−Li) / (Di + 2−D)
i)).

【0050】一方、ステージスキャンをステップ状とせ
ずとも(例えば連続移動としても)、ステージ104の
移動パターンの再現性が良いのであれば、ステップS5
においてステージ変位量D1、D2、D3、・・・(実
測値)を取得する必要はなくなる。また、一般に、レン
ズ倍率は変化率Kに応じた値となるはずであるので、ス
テップS7、S8におけるレンズ倍率の取得は、光変化
信号L1、L2、L3・・・(実測値)、及び1ステッ
プ当たりのステージ変位量d(又はステージ変位量D
1、D2、D3、・・・(実測値))に基づく所定の演
算によって行うこととしてもよい。
On the other hand, even if the stage scan is not stepped (for example, continuous movement), if the reproducibility of the movement pattern of the stage 104 is good, step S5 is performed.
, There is no need to acquire the stage displacement amounts D1, D2, D3,... (Actually measured values). In general, the lens magnification should be a value corresponding to the change rate K. Therefore, the acquisition of the lens magnification in steps S7 and S8 includes the light change signals L1, L2, L3,. Stage displacement d per step (or stage displacement D
1, D2, D3,... (Actually measured values)).

【0051】また、一般に、増幅回路13bに設定すべ
き増幅率は、変化率K(すなわちレンズ倍率)に応じた
値であるので、ステップS9における増幅率の取得は、
光変化信号L1、L2、L3、・・・(実測値)、及び
1ステップ当たりのステージ変位量d(又はステージ変
位量D1、D2、D3、・・・(実測値))に基づく所
定の演算によって行うこととしてもよい。
In general, the gain to be set in the amplifier circuit 13b is a value corresponding to the change rate K (that is, the lens magnification).
(Actual measurement value) and the stage displacement d per one step (or stage displacement D1, D2, D3,... (Actual measurement value)) based on the light change signals L1, L2, L3,. May be performed.

【0052】また、上記実施形態においては、CPU1
2aは、ステージスキャン時の光変化信号L1、L2、
L3、・・・(実測値)を、アナログ演算回路13aの
出力(監視回路13cにより与えられる値)に基づいて
取得しているが、CCDセンサ101bの出力に基づい
て取得してもよい。また、増幅回路13bの増幅率及び
シフト量を所定値に設定しておけば、光変化信号L1、
L2、L3、・・・(実測値)を、増幅回路13bの出
力に基づいて取得することもできる。
In the above embodiment, the CPU 1
2a is a light change signal L1, L2,
L3,... (Actually measured values) are obtained based on the output of the analog operation circuit 13a (the value given by the monitoring circuit 13c), but may be obtained based on the output of the CCD sensor 101b. If the amplification factor and the shift amount of the amplifier circuit 13b are set to predetermined values, the light change signal L1,
L2, L3, ... (actually measured values) can also be obtained based on the output of the amplifier circuit 13b.

【0053】また、上記実施形態において、メモリ部1
2bに格納すべきレンズ特性情報は、顕微鏡装置10に
使用されるべき対物レンズの倍率の種類数が変われば、
それに応じて増減させてもよい。また、上記実施形態で
は、レンズ特性情報として、変化率Kが利用されている
が、ステージ変位量Dと光変化信号Lとの関係を示すも
のであれば、変化率K以外の他のレンズ特性情報に代え
てもよい。
In the above embodiment, the memory unit 1
The lens characteristic information to be stored in 2b is, if the number of types of magnification of the objective lens to be used in the microscope device 10 changes,
It may be increased or decreased accordingly. In the above embodiment, the change rate K is used as the lens characteristic information. However, any other lens characteristic other than the change rate K may be used as long as it indicates the relationship between the stage displacement D and the light change signal L. It may be replaced with information.

【0054】また、上記実施形態は、認識したレンズ倍
率に基づいてAF処理を行うAF装置について説明した
が、このAF装置を一部変更して、認識したレンズ倍率
に基づいてデフォーカス量を表示する焦点検出装置や、
認識したレンズ倍率を外部に表示するレンズ倍率検出装
置とすることもできる。また、このレンズ倍率検出装置
を、顕微鏡装置による画像を電子カメラを介してコンピ
ュータに取り込む顕微鏡システムに適用すれば、作業者
による倍率情報やレンズ位置情報の入力なしに、画像デ
ータファイルに倍率情報を付与するなどして、顕微鏡画
像のファイル管理に利用することもできる。
In the above embodiment, the AF apparatus for performing the AF process based on the recognized lens magnification has been described. However, this AF apparatus is partially modified to display the defocus amount based on the recognized lens magnification. Focus detection device,
A lens magnification detecting device for displaying the recognized lens magnification to the outside may be used. In addition, if this lens magnification detection device is applied to a microscope system that captures images from a microscope device into a computer via an electronic camera, magnification information can be stored in an image data file without input of magnification information or lens position information by an operator. It can also be used for file management of microscope images, for example.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、作
業者による情報の入力が無くとも、対物レンズの倍率を
認識することが可能なレンズ倍率検出装置及び焦点検出
装置を提供することが可能となった。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a lens magnification detecting device and a focus detecting device capable of recognizing the magnification of an objective lens without input of information by an operator. It has become possible.

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

【図1】実施形態の顕微鏡装置10の全体構成を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a microscope apparatus 10 according to an embodiment.

【図2】AF装置11の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an AF device 11;

【図3】CPU12aによる初期設定処理の動作フロー
チャートである。
FIG. 3 is an operation flowchart of an initial setting process by a CPU 12a.

【図4】メモリ部12bに予め格納されるレンズ特性情
報を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating lens characteristic information stored in a memory unit 12b in advance.

【図5】各倍率の対物レンズについてのステージ変位量
Dと光変化信号Lとの関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a stage displacement amount D and an optical change signal L for an objective lens of each magnification.

【図6】従来の顕微鏡装置100の全体構成を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing an overall configuration of a conventional microscope apparatus 100.

【図7】従来のAF装置101の構成、及びAF処理の
原理を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a conventional AF device 101 and the principle of AF processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,100 顕微鏡装置 11,101 AF装置 12 AF制御部 12a CPU 12b メモリ部 13 AF回路部 13a アナログ演算回路 13c 監視回路 13b 増幅回路 13d 切り替え器 102 対物レンズ 102a 100倍対物レンズ 102b 50倍対物レンズ 102b 10倍対物レンズ 15 変位センサ 103 接眼レンズ 104 ステージ 105 移動機構 106 ステージ駆動部 108 入力部 100A 被観察物 101a 出射光学系 101b CCDセンサ 10, 100 Microscope device 11, 101 AF device 12 AF control unit 12a CPU 12b Memory unit 13 AF circuit unit 13a Analog operation circuit 13c Monitoring circuit 13b Amplification circuit 13d Switcher 102 Objective lens 102a 100x objective lens 102b 50x objective lens 102b 10 × objective lens 15 Displacement sensor 103 Eyepiece 104 Stage 105 Moving mechanism 106 Stage drive unit 108 Input unit 100A Object under observation 101a Emission optical system 101b CCD sensor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被観察物を支持するステージとこのステ
ージを移動させる移動機構とを備えた顕微鏡装置に適用
され、その顕微鏡装置の対物レンズの倍率を検出するレ
ンズ倍率検出装置であって、 前記対物レンズを介して前記ステージの方向に所定の光
を照射する照射手段と、 前記ステージ又はこれに支持されている被観察物からの
反射光が成す光束の状態変化を検出する検出手段と、 前記移動機構を駆動して前記ステージを前記対物レンズ
の光軸方向に移動させる制御を行う移動制御手段と、 前記移動制御手段の動作中に前記検出手段が検出する光
束の状態変化を参照し、その状態変化に基づいて前記対
物レンズの倍率を求める倍率取得手段とを備えたことを
特徴とするレンズ倍率検出装置。
1. A lens magnification detecting device applied to a microscope apparatus having a stage for supporting an object to be observed and a moving mechanism for moving the stage, and detecting a magnification of an objective lens of the microscope apparatus, Irradiating means for irradiating predetermined light in the direction of the stage via an objective lens; detecting means for detecting a change in state of a light beam formed by reflected light from the stage or an object to be observed supported by the stage; Movement control means for controlling a movement mechanism to move the stage in the optical axis direction of the objective lens, and referring to a state change of a light beam detected by the detection means during operation of the movement control means, A magnification obtaining means for obtaining a magnification of the objective lens based on a state change.
【請求項2】 被観察物を支持するステージとこのステ
ージを移動させる移動機構とを備えた顕微鏡装置に適用
され、その顕微鏡装置の焦点調節状態を検出する焦点検
出装置であって、 前記顕微鏡装置の対物レンズを介して前記ステージの方
向に所定の焦点検出光を照射する照射手段と、 前記被観察物からの反射光が前記対物レンズを通過して
成す光束の状態を検出する検出手段と、 前記移動機構を駆動して前記ステージを前記対物レンズ
の光軸方向に移動させる制御を行う移動制御手段と、 前記移動制御手段の動作中に前記検出手段が検出する光
束の状態を参照し、その状態の変化に基づいて前記対物
レンズの倍率を求める倍率取得手段と、 前記倍率取得手段が求めた前記対物レンズの倍率と、前
記検出手段により検出される光束の状態とに基づいて、
前記顕微鏡装置のデフォーカス量を求める焦点調節状態
取得手段とを備えたことを特徴とする焦点検出装置。
2. A focus detection device applied to a microscope device provided with a stage for supporting an object to be observed and a movement mechanism for moving the stage, wherein the focus detection device detects a focus adjustment state of the microscope device. Irradiating means for irradiating a predetermined focus detection light in the direction of the stage through the objective lens, and detecting means for detecting a state of a light beam formed by reflected light from the object to be observed passing through the objective lens, Movement control means for controlling the movement of the stage in the optical axis direction of the objective lens by driving the movement mechanism, and referring to the state of the light beam detected by the detection means during operation of the movement control means, Magnification obtaining means for obtaining a magnification of the objective lens based on a change in state; a magnification of the objective lens obtained by the magnification obtaining means; and a state of a light beam detected by the detecting means On the basis of,
A focus detection device comprising: a focus adjustment state obtaining unit that obtains a defocus amount of the microscope device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7848636B2 (en) 2007-09-28 2010-12-07 Olympus Corporation Camera for microscope

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