JP2003185914A - 焦点検出装置およびこれを備えた光学装置および焦点検出方法 - Google Patents
焦点検出装置およびこれを備えた光学装置および焦点検出方法Info
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- JP2003185914A JP2003185914A JP2001389217A JP2001389217A JP2003185914A JP 2003185914 A JP2003185914 A JP 2003185914A JP 2001389217 A JP2001389217 A JP 2001389217A JP 2001389217 A JP2001389217 A JP 2001389217A JP 2003185914 A JP2003185914 A JP 2003185914A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、焦点検出装置およびこれを備えた
光学装置および焦点検出方法に関し、観察したい部分に
的確に焦点を合わすことができるようにすることを目的
とする。 【解決手段】 被検物体を照射する照明装置と、被検物
体の反射光の光路に配置される対物レンズと、被検物体
からの反射光または透過光を受光し電気信号に変換する
光電変換素子とを有する焦点検出装置において、反射光
または透過光の光路に配置され所定の波長の反射光また
は透過光のみを通過させるフィルタ手段を有することを
特徴とする。
光学装置および焦点検出方法に関し、観察したい部分に
的確に焦点を合わすことができるようにすることを目的
とする。 【解決手段】 被検物体を照射する照明装置と、被検物
体の反射光の光路に配置される対物レンズと、被検物体
からの反射光または透過光を受光し電気信号に変換する
光電変換素子とを有する焦点検出装置において、反射光
または透過光の光路に配置され所定の波長の反射光また
は透過光のみを通過させるフィルタ手段を有することを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焦点検出装置およ
びこれを備えた光学装置および焦点検出方法に関する。
びこれを備えた光学装置および焦点検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばオートフォーカス付き顕微
鏡等の焦点検出装置では、被測光用の光の波長として紫
外域から赤外域までの幅広い光が用いられ、異なる波長
の光が混在した状態で使用されていた。そして、この光
より得られた画像を基に焦点検出を行っていた。
鏡等の焦点検出装置では、被測光用の光の波長として紫
外域から赤外域までの幅広い光が用いられ、異なる波長
の光が混在した状態で使用されていた。そして、この光
より得られた画像を基に焦点検出を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
焦点検出装置では、観察したい一部分を所定の色に染色
した細胞を観察する場合、得られた画像を基にオートフ
ォーカスをかけても、細胞全体の中で光強度の強い部分
に焦点が合ってしまう。従って、染色した部分からの光
強度が弱い場合、観察対象ではない部分に合焦してしま
い観察したい部分に的確に焦点を合わせることが困難に
なるという問題があった。
焦点検出装置では、観察したい一部分を所定の色に染色
した細胞を観察する場合、得られた画像を基にオートフ
ォーカスをかけても、細胞全体の中で光強度の強い部分
に焦点が合ってしまう。従って、染色した部分からの光
強度が弱い場合、観察対象ではない部分に合焦してしま
い観察したい部分に的確に焦点を合わせることが困難に
なるという問題があった。
【０００４】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、観察したい部分に的確に焦点を合
わすことができる焦点検出装置およびこれを備えた光学
装置および焦点検出方法を提供することを目的とする。
めになされたもので、観察したい部分に的確に焦点を合
わすことができる焦点検出装置およびこれを備えた光学
装置および焦点検出方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の焦点検出装置
は、被検物体を照射する照明装置と、前記被検物体の反
射光の光路に配置される対物レンズと、前記被検物体か
らの前記反射光または透過光を受光し電気信号に変換す
る光電変換素子とを有する焦点検出装置において、前記
反射光または前記透過光の光路に配置され所定の波長の
前記反射光または前記透過光のみを通過させるフィルタ
手段を有することを特徴とする。
は、被検物体を照射する照明装置と、前記被検物体の反
射光の光路に配置される対物レンズと、前記被検物体か
らの前記反射光または透過光を受光し電気信号に変換す
る光電変換素子とを有する焦点検出装置において、前記
反射光または前記透過光の光路に配置され所定の波長の
前記反射光または前記透過光のみを通過させるフィルタ
手段を有することを特徴とする。
【０００６】請求項２の焦点検出装置は、請求項１記載
の焦点検出装置において、前記フィルタ手段は、複数の
フィルタを有し、前記複数のフィルタは、相互に異なる
波長の光を透過させることを特徴とする。請求項３の焦
点検出装置は、被検物体を照射する照明装置と、前記被
検物体の反射光の光路に配置される対物レンズと、前記
被検物体からの前記反射光または透過光を受光し電気信
号に変換する光電変換素子とを有する焦点検出装置にお
いて、前記光電変換素子はカラー撮像素子であり、前記
光電変換素子から出力される複数の波長の色信号から任
意の色信号を選択する色信号選択手段を有することを特
徴とする。
の焦点検出装置において、前記フィルタ手段は、複数の
フィルタを有し、前記複数のフィルタは、相互に異なる
波長の光を透過させることを特徴とする。請求項３の焦
点検出装置は、被検物体を照射する照明装置と、前記被
検物体の反射光の光路に配置される対物レンズと、前記
被検物体からの前記反射光または透過光を受光し電気信
号に変換する光電変換素子とを有する焦点検出装置にお
いて、前記光電変換素子はカラー撮像素子であり、前記
光電変換素子から出力される複数の波長の色信号から任
意の色信号を選択する色信号選択手段を有することを特
徴とする。
【０００７】請求項４の焦点検出装置は、被検物体を照
射する照明装置と、前記被検物体の反射光の光路に配置
される対物レンズと、前記被検物体からの前記反射光ま
たは透過光を受光し電気信号に変換する光電変換素子と
を有する焦点検出装置において、前記光電変換素子はカ
ラー撮像素子であり、前記光電変換素子から出力される
複数の波長の色信号を加算する加算手段を有することを
特徴とする。
射する照明装置と、前記被検物体の反射光の光路に配置
される対物レンズと、前記被検物体からの前記反射光ま
たは透過光を受光し電気信号に変換する光電変換素子と
を有する焦点検出装置において、前記光電変換素子はカ
ラー撮像素子であり、前記光電変換素子から出力される
複数の波長の色信号を加算する加算手段を有することを
特徴とする。
【０００８】請求項５の焦点検出装置は、請求項１ない
し請求項４のいずれか１項に記載の焦点検出装置におい
て、前記電気信号に基づいて、前記被検物体が載置され
たステージを移動させて前記被検物体と前記対物レンズ
との間隔を変更させる制御手段を備えることを特徴とす
る。請求項６の焦点検出方法は、被検物体からの反射光
を光電変換素子で受光し電気信号に変換し、前記電気信
号に基づいて、前記被検物体と対物レンズとの間隔を変
更する焦点検出方法において、前記被検物体からの特定
波長の反射光の光強度または透過光のコントラストを基
に焦点検出を行うことを特徴とする。
し請求項４のいずれか１項に記載の焦点検出装置におい
て、前記電気信号に基づいて、前記被検物体が載置され
たステージを移動させて前記被検物体と前記対物レンズ
との間隔を変更させる制御手段を備えることを特徴とす
る。請求項６の焦点検出方法は、被検物体からの反射光
を光電変換素子で受光し電気信号に変換し、前記電気信
号に基づいて、前記被検物体と対物レンズとの間隔を変
更する焦点検出方法において、前記被検物体からの特定
波長の反射光の光強度または透過光のコントラストを基
に焦点検出を行うことを特徴とする。
【０００９】請求項７の焦点検出装置を備えた光学装置
は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の焦
点検出装置を備えたことを特徴とする。
は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の焦
点検出装置を備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
【００１１】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態を示している（請求項１、請求項２、請求項
５ないし請求項７に対応する）。この第１の実施形態で
は、オートフォーカス付き顕微鏡を例にとり説明する。
この第１の実施形態のオートフォーカス付き顕微鏡は、
被検物体１を搭載して上下方向に移動可能な移動ステー
ジ３と、この移動ステージ３上の被検物体１を照射する
照明装置５と、この照射された被検物体１を観察する観
察光学系７とを有している。
の実施形態を示している（請求項１、請求項２、請求項
５ないし請求項７に対応する）。この第１の実施形態で
は、オートフォーカス付き顕微鏡を例にとり説明する。
この第１の実施形態のオートフォーカス付き顕微鏡は、
被検物体１を搭載して上下方向に移動可能な移動ステー
ジ３と、この移動ステージ３上の被検物体１を照射する
照明装置５と、この照射された被検物体１を観察する観
察光学系７とを有している。
【００１２】また、この第１の実施形態のオートフォー
カス付き顕微鏡は、被検物体１の上下方向の位置ずれを
検出するオートフォーカス系９と、このオートフォーカ
ス系９の後述する電気信号１１Ｓに基づいて、被検物体
１が載置された移動ステージ３を移動させて被検物体１
と第１対物レンズ１５との間隔を変更させる制御手段で
ある制御回路１３および不図示のモータとを有してい
る。
カス付き顕微鏡は、被検物体１の上下方向の位置ずれを
検出するオートフォーカス系９と、このオートフォーカ
ス系９の後述する電気信号１１Ｓに基づいて、被検物体
１が載置された移動ステージ３を移動させて被検物体１
と第１対物レンズ１５との間隔を変更させる制御手段で
ある制御回路１３および不図示のモータとを有してい
る。
【００１３】観察光学系７は、被検物体１の近傍かつ被
検物体１の反射光の光路に配置される第１対物レンズ１
５と、第１対物レンズ１５と対向配置される第２対物レ
ンズ１７とを有している。また、観察光学系７は、この
第１対物レンズ１５と第２対物レンズ１７との間の平行
光路に対して４５度の角度で配置されるビームスプリッ
タ２３，２５を有している。さらに、観察光学系７は、
俯視プリズム１９と、接眼レンズ２１とを有している。
検物体１の反射光の光路に配置される第１対物レンズ１
５と、第１対物レンズ１５と対向配置される第２対物レ
ンズ１７とを有している。また、観察光学系７は、この
第１対物レンズ１５と第２対物レンズ１７との間の平行
光路に対して４５度の角度で配置されるビームスプリッ
タ２３，２５を有している。さらに、観察光学系７は、
俯視プリズム１９と、接眼レンズ２１とを有している。
【００１４】照明装置５は、可視光を出射する照明光源
２７と、コリメート用の集光レンズ２９とを有し、照明
装置５から出射された照明光束は、ビームスプリッタ２
５によって反射され、第１対物レンズ１５に導かれる。
オートフォーカス系９は、ビームスプリッタ２３で反射
された被検物体１からの光から所定の波長のみを透過さ
せるフィルタ２８を複数有するフィルタ手段であるター
レット式フィルタ３０を有している。このフィルタ２８
には、例えば、誘電体多層膜フィルタ、マッハツェンダ
干渉型フィルタ、ファブリペロ共振器型フィルタが用い
られる（特開平５−２４９４２６号公報参照）。
２７と、コリメート用の集光レンズ２９とを有し、照明
装置５から出射された照明光束は、ビームスプリッタ２
５によって反射され、第１対物レンズ１５に導かれる。
オートフォーカス系９は、ビームスプリッタ２３で反射
された被検物体１からの光から所定の波長のみを透過さ
せるフィルタ２８を複数有するフィルタ手段であるター
レット式フィルタ３０を有している。このフィルタ２８
には、例えば、誘電体多層膜フィルタ、マッハツェンダ
干渉型フィルタ、ファブリペロ共振器型フィルタが用い
られる（特開平５−２４９４２６号公報参照）。
【００１５】図２は、ターレット式フィルタ３０の詳細
を示すもので、円盤状部材２６に複数の貫通穴２６ａが
設けられ、この複数の貫通穴２６ａに、相互に異なる波
長の光を透過させる複数のフィルタ２８ａ〜２８ｅが設
けられている。そして、円盤状部材２６を一定角度回動
させることで、被検物体１の反射光の光路に配置される
フィルタ２８ａ〜２８ｅの種類が変更される。
を示すもので、円盤状部材２６に複数の貫通穴２６ａが
設けられ、この複数の貫通穴２６ａに、相互に異なる波
長の光を透過させる複数のフィルタ２８ａ〜２８ｅが設
けられている。そして、円盤状部材２６を一定角度回動
させることで、被検物体１の反射光の光路に配置される
フィルタ２８ａ〜２８ｅの種類が変更される。
【００１６】また、このオートフォーカス系９は、フィ
ルタ２８を透過した光を集光する集光レンズ３２と、こ
の集光レンズ３２を透過した光を光路差Ｌを有する２つ
の光束に分岐し、２つの光束の一方を第１結像位置ｘに
結像させ、他方を一方の光束に対し光軸方向にずれた第
２結像位置ｙに結像させるハーフプリズム３４と、第１
結像位置ｘと第２結像位置ｙとの間に配置され、光路差
Ｌを有する２つの光束を受光し電気信号に変換する光電
変換素子であるＣＣＤエリアセンサ３１とを有してい
る。
ルタ２８を透過した光を集光する集光レンズ３２と、こ
の集光レンズ３２を透過した光を光路差Ｌを有する２つ
の光束に分岐し、２つの光束の一方を第１結像位置ｘに
結像させ、他方を一方の光束に対し光軸方向にずれた第
２結像位置ｙに結像させるハーフプリズム３４と、第１
結像位置ｘと第２結像位置ｙとの間に配置され、光路差
Ｌを有する２つの光束を受光し電気信号に変換する光電
変換素子であるＣＣＤエリアセンサ３１とを有してい
る。
【００１７】なお、前記被検物体１の物体面１ａが合焦
位置にあるとき、Ｘ−Ｙ＝０（Ｘ：第１結像位置ｘと光
電変換素子３１の受光面との間の距離、Ｙ：第２結像位
置ｙと光電変換素子３１の受光面との間の距離）となる
ようにＣＣＤエリアセンサ３１の位置が予め調整されて
いる。図３は、ハーフプリズム３４で分枝した２つの光
束がＣＣＤエリアセンサ３１を照射しているときの状態
を示している。同図に示す符号３１ａは仮想の中心線３
３で分割されたＣＣＤエリアセンサ３１の上半分の受光
範囲を、符号３１ｂはＣＣＤエリアセンサ３１の下半分
の受光範囲をそれぞれ示している。すなわち、このＣＣ
Ｄエリアセンサ３１は、２つの光学像の一方が上半分の
受光範囲３１ａ内に、他方が下半分の受光範囲３１ｂ内
にそれぞれ受光されるように配置されている。
位置にあるとき、Ｘ−Ｙ＝０（Ｘ：第１結像位置ｘと光
電変換素子３１の受光面との間の距離、Ｙ：第２結像位
置ｙと光電変換素子３１の受光面との間の距離）となる
ようにＣＣＤエリアセンサ３１の位置が予め調整されて
いる。図３は、ハーフプリズム３４で分枝した２つの光
束がＣＣＤエリアセンサ３１を照射しているときの状態
を示している。同図に示す符号３１ａは仮想の中心線３
３で分割されたＣＣＤエリアセンサ３１の上半分の受光
範囲を、符号３１ｂはＣＣＤエリアセンサ３１の下半分
の受光範囲をそれぞれ示している。すなわち、このＣＣ
Ｄエリアセンサ３１は、２つの光学像の一方が上半分の
受光範囲３１ａ内に、他方が下半分の受光範囲３１ｂ内
にそれぞれ受光されるように配置されている。
【００１８】この第１の実施形態では、ＣＣＤエリア３
１を用いているため、図３の実線で示すようにＣＣＤエ
リアセンサ３１が傾いて設置されていても、２つの像を
ＣＣＤエリアセンサ３１の受光範囲内で受光することが
できる。このＣＣＤエリアセンサ３１は、図４に示すよ
うに、ｎ個（例えば１０個）の素子（不図示）が１列に
並んだ２０本の走査ラインＬ１〜Ｌ２０を有している。
そして、各走査ラインＬ１〜Ｌ２０の各素子から光電変
換された電気信号が時系列的に順次出力されるように構
成されている。
１を用いているため、図３の実線で示すようにＣＣＤエ
リアセンサ３１が傾いて設置されていても、２つの像を
ＣＣＤエリアセンサ３１の受光範囲内で受光することが
できる。このＣＣＤエリアセンサ３１は、図４に示すよ
うに、ｎ個（例えば１０個）の素子（不図示）が１列に
並んだ２０本の走査ラインＬ１〜Ｌ２０を有している。
そして、各走査ラインＬ１〜Ｌ２０の各素子から光電変
換された電気信号が時系列的に順次出力されるように構
成されている。
【００１９】図５は、制御回路１３を示すブロック図で
ある。この制御回路１３は、ＣＣＤエリアセンサ３１に
よって二次元的に走査する２つの走査領域（上半分の受
光範囲３１ａ内での走査領域と、下半分の受光範囲３１
ｂ内での走査領域）を任意に設定可能な走査領域設定部
３５を備えている。この走査領域設定部３５は、例え
ば、上半分の受光範囲３１ａ内では走査ラインＬ２から
走査ラインＬ９までの走査領域を設定するとともに、下
半分の受光範囲３１ｂ内では走査ラインＬ１２から走査
ラインＬ１９までの走査領域を設定することができる。
また、走査領域設定部３５は、後述するタイミングコン
トロール回路３７で制御されるタイミングで、走査ライ
ン毎に、図６のＡ１〜Ｃ１に例示するような光電変換さ
れた電気信号１１Ｓまたは１１Ｓ’を出力する。
ある。この制御回路１３は、ＣＣＤエリアセンサ３１に
よって二次元的に走査する２つの走査領域（上半分の受
光範囲３１ａ内での走査領域と、下半分の受光範囲３１
ｂ内での走査領域）を任意に設定可能な走査領域設定部
３５を備えている。この走査領域設定部３５は、例え
ば、上半分の受光範囲３１ａ内では走査ラインＬ２から
走査ラインＬ９までの走査領域を設定するとともに、下
半分の受光範囲３１ｂ内では走査ラインＬ１２から走査
ラインＬ１９までの走査領域を設定することができる。
また、走査領域設定部３５は、後述するタイミングコン
トロール回路３７で制御されるタイミングで、走査ライ
ン毎に、図６のＡ１〜Ｃ１に例示するような光電変換さ
れた電気信号１１Ｓまたは１１Ｓ’を出力する。
【００２０】この図６のＡ１〜Ｃ１において、電気信号
１１Ｓは、図４に示す一方の走査領域内における１つの
走査ライン（例えば走査ラインＬ３）の各素子から時系
列的に出力される信号（光情報）であり、電気信号１１
Ｓ’は、他方の走査領域内における１つの走査ライン
（例えば走査ラインＬ３と対応する走査ラインＬ１３）
の各素子から時系列的に出力される信号（光情報）であ
る。ここで、図６のＢ１は、物体面１ａが合焦位置にあ
るときの状態を、図６のＡ１およびＣ１は、物体面１ａ
が合焦位置からずれたときの状態をそれぞれ示してい
る。そして、Ａ１とＣ１との差異は、合焦位置のずれの
方向の差異を示している。
１１Ｓは、図４に示す一方の走査領域内における１つの
走査ライン（例えば走査ラインＬ３）の各素子から時系
列的に出力される信号（光情報）であり、電気信号１１
Ｓ’は、他方の走査領域内における１つの走査ライン
（例えば走査ラインＬ３と対応する走査ラインＬ１３）
の各素子から時系列的に出力される信号（光情報）であ
る。ここで、図６のＢ１は、物体面１ａが合焦位置にあ
るときの状態を、図６のＡ１およびＣ１は、物体面１ａ
が合焦位置からずれたときの状態をそれぞれ示してい
る。そして、Ａ１とＣ１との差異は、合焦位置のずれの
方向の差異を示している。
【００２１】また、制御回路１３は、走査領域設定部３
５の出力信号からＤＣ成分を取り除くＤＣオフセット除
去回路４１と、このＤＣオフセット除去回路４１の出力
信号を増幅する増幅器４３とを有している。また、制御
回路１３は、この増幅器４３の出力信号から高周波成分
を取り出し、図６のＡ２〜Ｃ２でそれぞれ示す電気信号
４５Ｓまたは４５Ｓ’を出力するバンドパスフィルタ４
７を備えている。図６のＡ２〜Ｃ２は、それぞれＡ１〜
Ｃ１に対応している。
５の出力信号からＤＣ成分を取り除くＤＣオフセット除
去回路４１と、このＤＣオフセット除去回路４１の出力
信号を増幅する増幅器４３とを有している。また、制御
回路１３は、この増幅器４３の出力信号から高周波成分
を取り出し、図６のＡ２〜Ｃ２でそれぞれ示す電気信号
４５Ｓまたは４５Ｓ’を出力するバンドパスフィルタ４
７を備えている。図６のＡ２〜Ｃ２は、それぞれＡ１〜
Ｃ１に対応している。
【００２２】さらに、この制御回路１３は、バンドパス
フィルタ４７の出力信号の絶対値を検出する絶対値回路
４９と、この絶対値回路４９の出力信号を積分する積分
器５１と、２つのサンプルホールド回路５３，５５と、
タイミングコントロール回路３７とを有している。タイ
ミングコントロール回路３７は、走査領域設定部３５、
積分器５１、および２つのサンプルホールド回路５３，
５５の動作タイミングを制御している。
フィルタ４７の出力信号の絶対値を検出する絶対値回路
４９と、この絶対値回路４９の出力信号を積分する積分
器５１と、２つのサンプルホールド回路５３，５５と、
タイミングコントロール回路３７とを有している。タイ
ミングコントロール回路３７は、走査領域設定部３５、
積分器５１、および２つのサンプルホールド回路５３，
５５の動作タイミングを制御している。
【００２３】また、タイミングコントロール回路３７
は、走査領域設定部３５により走査ラインＬ２から走査
ラインＬ９までの走査領域と、走査ラインＬ１２から走
査ラインＬ１９までの走査領域とを設定した場合、走査
ラインＬ２、走査ラインＬ１２，走査ラインＬ３、走査
ラインＬ１３という順に各走査ラインから電気信号１１
Ｓまたは１１Ｓ’が出力されるように、走査領域設定部
３５の動作タイミングを制御するように構成されてい
る。
は、走査領域設定部３５により走査ラインＬ２から走査
ラインＬ９までの走査領域と、走査ラインＬ１２から走
査ラインＬ１９までの走査領域とを設定した場合、走査
ラインＬ２、走査ラインＬ１２，走査ラインＬ３、走査
ラインＬ１３という順に各走査ラインから電気信号１１
Ｓまたは１１Ｓ’が出力されるように、走査領域設定部
３５の動作タイミングを制御するように構成されてい
る。
【００２４】さらに、タイミングコントロール回路３７
は、走査ラインＬ２〜Ｌ９から電気信号１１Ｓがそれぞ
れ出力されるときに積分器５１を作動させ、このときの
積分値を表す信号（図６のＡ３〜Ｃ３に示す電気信号５
７Ｓ）を一方のサンプルホールド回路５３で保持させる
とともに、走査ラインＬ１２〜Ｌ１９から電気信号１１
Ｓ’がそれぞれ出力されるときに積分器５１を作動さ
せ、このときの積分を表す電気信号（図６のＡ３〜Ｃ３
に示す電気信号５７Ｓ’）を他方のサンプルホールド回
路５５で保持させるように構成されている。
は、走査ラインＬ２〜Ｌ９から電気信号１１Ｓがそれぞ
れ出力されるときに積分器５１を作動させ、このときの
積分値を表す信号（図６のＡ３〜Ｃ３に示す電気信号５
７Ｓ）を一方のサンプルホールド回路５３で保持させる
とともに、走査ラインＬ１２〜Ｌ１９から電気信号１１
Ｓ’がそれぞれ出力されるときに積分器５１を作動さ
せ、このときの積分を表す電気信号（図６のＡ３〜Ｃ３
に示す電気信号５７Ｓ’）を他方のサンプルホールド回
路５５で保持させるように構成されている。
【００２５】そして、この制御回路１３は、サンプルホ
ールド回路５３，５５の出力信号（積分値を表す信号）
を比較し、その差を表す信号（被検物体１の合焦位置か
らのずれ量を表し、設定された２つの設定領域内の対応
する１対の走査ライン、例えば走査ラインＬ３，Ｌ１３
からの電気信号１１Ｓ，１１Ｓ’を信号処理して得られ
る図７に示す合焦ずれ信号５９）を出力する差動増幅器
６１と、この差動増幅器６１からの合焦ずれ信号５９を
各走査領域内のすべての走査ラインＬ１〜Ｌ２０につい
て積算して合焦ずれ信号６０（図７参照）を出力する積
算回路６３と、被検物体１と第１対物レンズ１５との光
軸方向における相対位置を制御する焦準用モータ６５
と、積算回路６３からの出力信号により焦準用モータ６
５を制御するモータ制御回路６４とを有している。
ールド回路５３，５５の出力信号（積分値を表す信号）
を比較し、その差を表す信号（被検物体１の合焦位置か
らのずれ量を表し、設定された２つの設定領域内の対応
する１対の走査ライン、例えば走査ラインＬ３，Ｌ１３
からの電気信号１１Ｓ，１１Ｓ’を信号処理して得られ
る図７に示す合焦ずれ信号５９）を出力する差動増幅器
６１と、この差動増幅器６１からの合焦ずれ信号５９を
各走査領域内のすべての走査ラインＬ１〜Ｌ２０につい
て積算して合焦ずれ信号６０（図７参照）を出力する積
算回路６３と、被検物体１と第１対物レンズ１５との光
軸方向における相対位置を制御する焦準用モータ６５
と、積算回路６３からの出力信号により焦準用モータ６
５を制御するモータ制御回路６４とを有している。
【００２６】つぎに、このオートフォーカス付き顕微鏡
の動作の一例を説明する。照明光源２７からの光は、集
光レンズ２９を透過し、ビームスプリッタ２５で反射さ
れ、対物レンズ１５により集光され被検物体１に照射さ
れる。被検物体１からの反射光は、対物レンズ１５を透
過し、ビームスプリッタ２５に至る。そして、このビー
ムスプリッタ２５で反射光の一部が反射され、照明光源
２７へ戻り、残りは透過し、ビームスプリッタ２３へ至
る。このビームスプリッタ２３で反射された光は、フィ
ルタ２８、集光レンズ３２を経た後、ハーフプリズム３
４によって光路差Ｌを有する２つの光束に分割される。
の動作の一例を説明する。照明光源２７からの光は、集
光レンズ２９を透過し、ビームスプリッタ２５で反射さ
れ、対物レンズ１５により集光され被検物体１に照射さ
れる。被検物体１からの反射光は、対物レンズ１５を透
過し、ビームスプリッタ２５に至る。そして、このビー
ムスプリッタ２５で反射光の一部が反射され、照明光源
２７へ戻り、残りは透過し、ビームスプリッタ２３へ至
る。このビームスプリッタ２３で反射された光は、フィ
ルタ２８、集光レンズ３２を経た後、ハーフプリズム３
４によって光路差Ｌを有する２つの光束に分割される。
【００２７】被検物体１は、予め観察部位が任意の色に
染色されている。そして、フィルタ２８は、染色された
色のみを透過可能なものが光路に設置される。フィルタ
２８の切り替えは、ターレット式フィルタ３０を手動で
回転しても良いし、モータにより駆動させても良い。フ
ィルタ２８を透過した特定の色のみの２つの光束の一方
は第１結像位置ｘに結像され、他方は第１結像位置ｘに
対し光軸方向にずれた第２結像位置ｙに結像される。こ
れによって、光路差Ｌを有する２つの光束（図３に示す
２つの光学像６７Ａ、６７Ｂ）の一方および他方がＣＣ
Ｄエリアセンサ３１の上半分の受光範囲３１ａおよび下
半分の受光範囲３１ｂ内でそれぞれ受光される。
染色されている。そして、フィルタ２８は、染色された
色のみを透過可能なものが光路に設置される。フィルタ
２８の切り替えは、ターレット式フィルタ３０を手動で
回転しても良いし、モータにより駆動させても良い。フ
ィルタ２８を透過した特定の色のみの２つの光束の一方
は第１結像位置ｘに結像され、他方は第１結像位置ｘに
対し光軸方向にずれた第２結像位置ｙに結像される。こ
れによって、光路差Ｌを有する２つの光束（図３に示す
２つの光学像６７Ａ、６７Ｂ）の一方および他方がＣＣ
Ｄエリアセンサ３１の上半分の受光範囲３１ａおよび下
半分の受光範囲３１ｂ内でそれぞれ受光される。
【００２８】いま、ＣＣＤエリアセンサ３１によって二
次元的に走査する任意の２つの走査領域が走査領域設定
部３５によって設定されている（例えば、左右の受光範
囲３１ａ、３１ｂの全面を走査するように設定されてい
る）ものとする。このとき、走査領域設定部３５は、最
初に一方の走査領域内３１ａ内にある走査ラインＬ１で
得られる電気信号１１Ｓ（図６のＡ１〜Ｃ１参照）を出
力し、ついで他方の走査領域３１ｂ内にある走査ライン
Ｌ１と対応する走査ラインＬ１１で得られる電気信号１
１Ｓ’を出力し、ついで他方の走査領域３１ａ内にある
走査ラインＬ２で得られる電気信号１１Ｓを出力し、つ
いで走査領域３１ｂ内にある走査ラインＬ２と対応する
走査ラインＬ１２で得られる電気信号１１Ｓ’を出力す
る。以下同様に、２つの走査領域３１ａ，３１ｂ内の対
応する１対の走査ラインで得られる電気信号１１Ｓ，１
１Ｓ’を交互に出力させ、最後に走査ラインＬ２０で得
られる電気信号１１Ｓ’を出力する。
次元的に走査する任意の２つの走査領域が走査領域設定
部３５によって設定されている（例えば、左右の受光範
囲３１ａ、３１ｂの全面を走査するように設定されてい
る）ものとする。このとき、走査領域設定部３５は、最
初に一方の走査領域内３１ａ内にある走査ラインＬ１で
得られる電気信号１１Ｓ（図６のＡ１〜Ｃ１参照）を出
力し、ついで他方の走査領域３１ｂ内にある走査ライン
Ｌ１と対応する走査ラインＬ１１で得られる電気信号１
１Ｓ’を出力し、ついで他方の走査領域３１ａ内にある
走査ラインＬ２で得られる電気信号１１Ｓを出力し、つ
いで走査領域３１ｂ内にある走査ラインＬ２と対応する
走査ラインＬ１２で得られる電気信号１１Ｓ’を出力す
る。以下同様に、２つの走査領域３１ａ，３１ｂ内の対
応する１対の走査ラインで得られる電気信号１１Ｓ，１
１Ｓ’を交互に出力させ、最後に走査ラインＬ２０で得
られる電気信号１１Ｓ’を出力する。
【００２９】このようにして電気信号１１Ｓ，１１Ｓ’
が走査領域設定部３５から交互に出力されると、ＤＣオ
フセット除去回路４１は電気信号１１Ｓ、１１Ｓ’から
ＤＣ成分を取り除き、この信号を増幅器４３が増幅した
後、バンドパスフィルタ４７が高周波成分を取り出す。
すると、図６のＡ２〜Ｃ２でそれぞれ示す電気信号４５
Ｓ，４５Ｓ’が得られる。ここで、Ａ２の信号４５Ｓ，
４５Ｓ’がＡ１の電気信号１１Ｓ，１１Ｓ’に、Ｂ２の
信号４５Ｓ，４５Ｓ’がＢ１の電気信号１１Ｓ，１１
Ｓ’に、Ｃ２の信号４５Ｓ，４５Ｓ’がＣ１の信号１１
Ｓ，１１Ｓ’にそれぞれ対応する。
が走査領域設定部３５から交互に出力されると、ＤＣオ
フセット除去回路４１は電気信号１１Ｓ、１１Ｓ’から
ＤＣ成分を取り除き、この信号を増幅器４３が増幅した
後、バンドパスフィルタ４７が高周波成分を取り出す。
すると、図６のＡ２〜Ｃ２でそれぞれ示す電気信号４５
Ｓ，４５Ｓ’が得られる。ここで、Ａ２の信号４５Ｓ，
４５Ｓ’がＡ１の電気信号１１Ｓ，１１Ｓ’に、Ｂ２の
信号４５Ｓ，４５Ｓ’がＢ１の電気信号１１Ｓ，１１
Ｓ’に、Ｃ２の信号４５Ｓ，４５Ｓ’がＣ１の信号１１
Ｓ，１１Ｓ’にそれぞれ対応する。
【００３０】つぎに、バンドパスフィルタ４７の出力信
号の絶対値が絶対値回路４９により検出され、絶対値回
路４９の出力信号が積分器５１により積分される。する
と、図６のＡ３〜Ｃ３でそれぞれ示す積分値を表す電気
信号５７Ｓ，５７Ｓ’が得られる。ここで、Ａ３の電気
信号５７Ｓ，５７Ｓ’がＡ２の電気信号４５Ｓ，４５
Ｓ’に、Ｂ３の電気信号５７Ｓ，５７Ｓ’がＢ２の電気
信号４５Ｓ，４５Ｓ’に、Ｃ３の電気信号５７Ｓ，５７
Ｓ’がＣ２の電気信号４５Ｓ，４５Ｓ’にそれぞれ対応
する。
号の絶対値が絶対値回路４９により検出され、絶対値回
路４９の出力信号が積分器５１により積分される。する
と、図６のＡ３〜Ｃ３でそれぞれ示す積分値を表す電気
信号５７Ｓ，５７Ｓ’が得られる。ここで、Ａ３の電気
信号５７Ｓ，５７Ｓ’がＡ２の電気信号４５Ｓ，４５
Ｓ’に、Ｂ３の電気信号５７Ｓ，５７Ｓ’がＢ２の電気
信号４５Ｓ，４５Ｓ’に、Ｃ３の電気信号５７Ｓ，５７
Ｓ’がＣ２の電気信号４５Ｓ，４５Ｓ’にそれぞれ対応
する。
【００３１】また、Ａ３〜Ｃ３の電気信号５７Ｓ，５７
Ｓ’は、図３に示した２つの光学像６７Ａ，６７Ｂにそ
れぞれ対応しており、電気信号５７Ｓはサンプルホール
ド回路５３により保持され、電気信号５７Ｓ’はサンプ
ルホールド回路５５により保持される。サンプルホール
ド回路５３，５５の出力信号を差動増幅器６１が比較し
て図７に示す合焦ずれ信号５９が出力される。この合焦
ずれ信号５９は、設定された２つの走査領域内の対応す
る１対の走査ライン（例えば、対応する走査ラインＬ３
とＬ１３）毎に得られる信号である。
Ｓ’は、図３に示した２つの光学像６７Ａ，６７Ｂにそ
れぞれ対応しており、電気信号５７Ｓはサンプルホール
ド回路５３により保持され、電気信号５７Ｓ’はサンプ
ルホールド回路５５により保持される。サンプルホール
ド回路５３，５５の出力信号を差動増幅器６１が比較し
て図７に示す合焦ずれ信号５９が出力される。この合焦
ずれ信号５９は、設定された２つの走査領域内の対応す
る１対の走査ライン（例えば、対応する走査ラインＬ３
とＬ１３）毎に得られる信号である。
【００３２】積算回路６３は、差動増幅器６１からの合
焦ずれ信号５９を走査領域内の全ての走査ラインについ
て積算して図７に示す合焦ずれ信号６０を出力する。モ
ータ制御回路６４は、積算回路６３からの合焦ずれ信号
６０により焦準用モータ６５を制御する。すなわち、モ
ータ制御回路６４は、合焦ずれ信号６０がゼロになるよ
うに、焦準用モータ６５を制御して結像光学系の光軸方
向における物体面１ａと第１対物レンズ１５との相対距
離を制御する。
焦ずれ信号５９を走査領域内の全ての走査ラインについ
て積算して図７に示す合焦ずれ信号６０を出力する。モ
ータ制御回路６４は、積算回路６３からの合焦ずれ信号
６０により焦準用モータ６５を制御する。すなわち、モ
ータ制御回路６４は、合焦ずれ信号６０がゼロになるよ
うに、焦準用モータ６５を制御して結像光学系の光軸方
向における物体面１ａと第１対物レンズ１５との相対距
離を制御する。
【００３３】この第１の実施形態のオートフォーカス付
き顕微鏡では、反射光の光路に所定の波長の反射光のみ
を通過させるターレット式フィルタ３０を設けたので、
染色された観察したい部分のみから発する特定波長の光
のみを用い、焦点合わせを行うので、観察対象となって
いない部位からの反射光は、ＣＣＤエリアセンサ３１に
入射することがなく、観察したい部分に的確に焦点を合
わせることができる。
き顕微鏡では、反射光の光路に所定の波長の反射光のみ
を通過させるターレット式フィルタ３０を設けたので、
染色された観察したい部分のみから発する特定波長の光
のみを用い、焦点合わせを行うので、観察対象となって
いない部位からの反射光は、ＣＣＤエリアセンサ３１に
入射することがなく、観察したい部分に的確に焦点を合
わせることができる。
【００３４】また、この第１の実施形態のオートフォー
カス付き顕微鏡では、ＣＣＤエリアセンサ３１は二次元
的に走査可能であり、走査領域設定部３５により設定さ
れたＣＣＤエリアセンサ３１の２つの走査領域で光路差
Ｌを有する２つの光束（２つの光学像６７Ａ，６７Ｂ）
を受光する。この第１の実施形態では、被検物体１の中
の特定の色に染色された部位からの反射光を受光するの
で、被検物体１全体からの反射光を受光する場合よりも
小さな領域の反射光を受光することになる。従って、受
光領域が小さい場合でもＣＣＤエリアセンサ３１を用い
ることにより、２つの光学像６７Ａ，６７Ｂに含まれる
被検物体１の像をＣＣＤエリアセンサ３１の２つの走査
領域３１ａ，３１ｂで確実に受光することができる。
カス付き顕微鏡では、ＣＣＤエリアセンサ３１は二次元
的に走査可能であり、走査領域設定部３５により設定さ
れたＣＣＤエリアセンサ３１の２つの走査領域で光路差
Ｌを有する２つの光束（２つの光学像６７Ａ，６７Ｂ）
を受光する。この第１の実施形態では、被検物体１の中
の特定の色に染色された部位からの反射光を受光するの
で、被検物体１全体からの反射光を受光する場合よりも
小さな領域の反射光を受光することになる。従って、受
光領域が小さい場合でもＣＣＤエリアセンサ３１を用い
ることにより、２つの光学像６７Ａ，６７Ｂに含まれる
被検物体１の像をＣＣＤエリアセンサ３１の２つの走査
領域３１ａ，３１ｂで確実に受光することができる。
【００３５】さらに、この第１の実施形態のオートフォ
ーカス付き顕微鏡では、積算回路６３が、差動増幅器６
１からの合焦ずれ信号５９をＣＣＤエリアセンサ３１の
２つの走査領域３１ａ，３１ｂ内の全ての走査ラインに
ついて積算して図７に示す合焦ずれ信号６０を出力する
ように構成してあるので、合焦ずれの検出範囲を広くす
ることができる。
ーカス付き顕微鏡では、積算回路６３が、差動増幅器６
１からの合焦ずれ信号５９をＣＣＤエリアセンサ３１の
２つの走査領域３１ａ，３１ｂ内の全ての走査ラインに
ついて積算して図７に示す合焦ずれ信号６０を出力する
ように構成してあるので、合焦ずれの検出範囲を広くす
ることができる。
【００３６】なお、この第１の実施形態のオートフォー
カス付き顕微鏡では、走査領域設定部３５による走査領
域の設定によって、ＣＣＤエリアセンサ３１の所定間隔
だけ離れた２つの走査領域を二次元的に走査すれば、Ｃ
ＣＤエリアセンサ３１の受光範囲全体を二次元的に走査
する場合よりも、走査時間および信号処理時間が短縮さ
れ、高速に合焦状態を検出することができる。
カス付き顕微鏡では、走査領域設定部３５による走査領
域の設定によって、ＣＣＤエリアセンサ３１の所定間隔
だけ離れた２つの走査領域を二次元的に走査すれば、Ｃ
ＣＤエリアセンサ３１の受光範囲全体を二次元的に走査
する場合よりも、走査時間および信号処理時間が短縮さ
れ、高速に合焦状態を検出することができる。
【００３７】また、この第１の実施形態のオートフォー
カス付き顕微鏡では、予め基準となる被検物体１を図３
に示した２つの光学像６７Ａ，６７Ｂと同様にＣＣＤエ
リアセンサ３１の受光面上に結像させ、２つの光学像６
７Ａ，６７Ｂの間隔Ｌを不図示のメモリ部に記憶させて
おき、実際に合焦検出を行う際に、記憶した間隔Ｌだけ
離れた対応する２つの走査ライン３１ｃ，３１ｄで２つ
の光学像６７Ａ，６７Ｂの高周波成分を検出するよう
に、走査領域設定部３５を構成することにより、走査時
間および信号処理時間がさらに短縮され、より高速に合
焦状態を検出することができる。
カス付き顕微鏡では、予め基準となる被検物体１を図３
に示した２つの光学像６７Ａ，６７Ｂと同様にＣＣＤエ
リアセンサ３１の受光面上に結像させ、２つの光学像６
７Ａ，６７Ｂの間隔Ｌを不図示のメモリ部に記憶させて
おき、実際に合焦検出を行う際に、記憶した間隔Ｌだけ
離れた対応する２つの走査ライン３１ｃ，３１ｄで２つ
の光学像６７Ａ，６７Ｂの高周波成分を検出するよう
に、走査領域設定部３５を構成することにより、走査時
間および信号処理時間がさらに短縮され、より高速に合
焦状態を検出することができる。
【００３８】（第２の実施形態）図８は、本発明の第２
の実施形態を示している（請求項３ないし請求項７に対
応する）。この第２の実施形態では、オートフォーカス
付き顕微鏡を例にとり説明する。なお、この第２の実施
形態において、第１の実施形態と同一の部材には同一の
符号を付し、詳細な説明を省略する。
の実施形態を示している（請求項３ないし請求項７に対
応する）。この第２の実施形態では、オートフォーカス
付き顕微鏡を例にとり説明する。なお、この第２の実施
形態において、第１の実施形態と同一の部材には同一の
符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３９】この第２の実施形態では、赤色、緑色、青
色の波長の光を透過させる３種類のフィルタが多数規則
的に配置されたカラーフィルタアレイ６９ａ（特開平１
１−２１５５１４号公報参照）が用いられている。ま
た、この第２の実施形態では、カラーフィルタアレイ６
９ａが設けられた光電変換素子であるカラー撮像素子６
９からの電気信号に基づき信号処理を行う制御回路７７
が設けられ、移動ステージ３用の不図示のモータが制御
されている。
色の波長の光を透過させる３種類のフィルタが多数規則
的に配置されたカラーフィルタアレイ６９ａ（特開平１
１−２１５５１４号公報参照）が用いられている。ま
た、この第２の実施形態では、カラーフィルタアレイ６
９ａが設けられた光電変換素子であるカラー撮像素子６
９からの電気信号に基づき信号処理を行う制御回路７７
が設けられ、移動ステージ３用の不図示のモータが制御
されている。
【００４０】図９は、このときの信号処理の概略を示し
ている。図９に示すように、カラー撮像素子６９で光電
変換された電気信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）は、そ
れぞれ所定の増幅率を有した増幅器７１Ｒ，７１Ｇ，７
１Ｂで増幅された後、複数の波長の色信号を加算する加
算手段である加算器７９で加算され、制御回路７３の信
号処理回路７５で信号処理される。すなわち、光の３原
色であるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号が加算され、任意の光
の色の強度が測定可能にされている。つまり、加算処理
により赤色、緑色、青色以外の中間色に染色されたもの
からの反射光にも対応することができる。
ている。図９に示すように、カラー撮像素子６９で光電
変換された電気信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）は、そ
れぞれ所定の増幅率を有した増幅器７１Ｒ，７１Ｇ，７
１Ｂで増幅された後、複数の波長の色信号を加算する加
算手段である加算器７９で加算され、制御回路７３の信
号処理回路７５で信号処理される。すなわち、光の３原
色であるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号が加算され、任意の光
の色の強度が測定可能にされている。つまり、加算処理
により赤色、緑色、青色以外の中間色に染色されたもの
からの反射光にも対応することができる。
【００４１】この第２の実施形態のオートフォーカス付
き顕微鏡およびオートフォーカス方法においても、第１
の実施形態と同様の効果（但し、フィルタ２８とフィル
タ６９ａとの相違による効果を除く）を得ることができ
る。そして、この第２の実施形態のオートフォーカス付
き顕微鏡では、カラー撮像素子６９に赤色、緑色、青色
の波長の光を透過させるカラーフィルタアレイ６９ａ
と、カラー撮像素子６９から出力される赤色、緑色、青
色の信号を加算する加算器７９とを設けたので、被検物
体１の所定の物体色を観察でき、観察したい部分に的確
に焦点を合わせることができる。
き顕微鏡およびオートフォーカス方法においても、第１
の実施形態と同様の効果（但し、フィルタ２８とフィル
タ６９ａとの相違による効果を除く）を得ることができ
る。そして、この第２の実施形態のオートフォーカス付
き顕微鏡では、カラー撮像素子６９に赤色、緑色、青色
の波長の光を透過させるカラーフィルタアレイ６９ａ
と、カラー撮像素子６９から出力される赤色、緑色、青
色の信号を加算する加算器７９とを設けたので、被検物
体１の所定の物体色を観察でき、観察したい部分に的確
に焦点を合わせることができる。
【００４２】なお、上述した第１の実施形態では、図２
に示したようなターレット式フィルタ３０を使用した例
について説明したが、図１０に示すような、スライド式
フィルタ７７であっても良い。また、上述した第２の実
施形態では、図９に示したように、加算器７９を使用し
た形態について説明したが、より簡易な構成にするため
に、図１１に示すように、色信号選択手段であるセレク
トスイッチ８１で所定の色信号を測定できるようにして
も良い。そして、このような構成にすれば、波長の選択
は限定されるが、加算器７９よりも簡単な構成となる。
に示したようなターレット式フィルタ３０を使用した例
について説明したが、図１０に示すような、スライド式
フィルタ７７であっても良い。また、上述した第２の実
施形態では、図９に示したように、加算器７９を使用し
た形態について説明したが、より簡易な構成にするため
に、図１１に示すように、色信号選択手段であるセレク
トスイッチ８１で所定の色信号を測定できるようにして
も良い。そして、このような構成にすれば、波長の選択
は限定されるが、加算器７９よりも簡単な構成となる。
【００４３】さらに、上述した第１および第２の実施形
態では、可視域の光の観察について説明したが、可視域
の光に限らず、赤外域や紫外域の光のみを透過させるフ
ィルタを設け、赤外域や紫外域の光を光電変換素子で受
光しオートフォーカスを行っても良い。そして、上述し
た第１および第２の実施形態では、オートフォーカス系
９の電気信号１１Ｓに基づいて、被検物体１が載置され
た移動ステージ３を移動させて被検物体１に焦点を合わ
せたが、この合焦位置の情報を基にユーザーが手動で焦
点を合わせても良い。
態では、可視域の光の観察について説明したが、可視域
の光に限らず、赤外域や紫外域の光のみを透過させるフ
ィルタを設け、赤外域や紫外域の光を光電変換素子で受
光しオートフォーカスを行っても良い。そして、上述し
た第１および第２の実施形態では、オートフォーカス系
９の電気信号１１Ｓに基づいて、被検物体１が載置され
た移動ステージ３を移動させて被検物体１に焦点を合わ
せたが、この合焦位置の情報を基にユーザーが手動で焦
点を合わせても良い。
【００４４】また、上述した第１および第２の実施形態
では、ＣＣＤエリアセンサ３１が用いられたが、ＣＣＤ
ラインセンサを用いても良い。さらに、上述した第１お
よび第２の実施形態では、移動ステージ３とオートフォ
ーカス系９と制御回路１３とが用いられたが、この移動
ステージ３とオートフォーカス系９と制御回路１３と
は、顕微鏡以外の光学装置にも適用することができる。
では、ＣＣＤエリアセンサ３１が用いられたが、ＣＣＤ
ラインセンサを用いても良い。さらに、上述した第１お
よび第２の実施形態では、移動ステージ３とオートフォ
ーカス系９と制御回路１３とが用いられたが、この移動
ステージ３とオートフォーカス系９と制御回路１３と
は、顕微鏡以外の光学装置にも適用することができる。
【００４５】そして、上述した第１および第２の実施形
態では、被検物体１からの反射光を検出し焦点検出が行
われたが、被検物体１を透過した透過光を基に画像のコ
ントラストを処理する方法でも良い。
態では、被検物体１からの反射光を検出し焦点検出が行
われたが、被検物体１を透過した透過光を基に画像のコ
ントラストを処理する方法でも良い。
【００４６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の焦点検出装
置およびこれを備えた光学装置および焦点検出方法で
は、観察したい部分に的確に焦点を合わせることができ
る。
置およびこれを備えた光学装置および焦点検出方法で
は、観察したい部分に的確に焦点を合わせることができ
る。
【図１】本発明のオートフォーカス付き顕微鏡の第１の
実施形態を示す概略図である。
実施形態を示す概略図である。
【図２】図１のターレット式フィルタの外観を示す斜視
図である。
図である。
【図３】図１のＣＣＤエリアセンサを示す説明図であ
る。
る。
【図４】図１のＣＣＤエリアセンサを示す説明図であ
る。
る。
【図５】図１の制御回路を示すブロック図である。
【図６】図５の制御回路内の電気信号を示す説明図であ
る。
る。
【図７】図５の制御回路内の電気信号を示す説明図であ
る。
る。
【図８】本発明のオートフォーカス付き顕微鏡の第２の
実施形態を示す概略図である。
実施形態を示す概略図である。
【図９】図９の制御回路を示す概略図である。
【図１０】本発明のフィルタ手段の変形例を示す概略図
である。
である。
【図１１】本発明の制御回路の変形例を示す概略図であ
る。
る。
１ 被検物体
３ 移動ステージ
５ 照明装置
１１Ｓ，１１Ｓ’，４５Ｓ，４５Ｓ’，５７Ｓ，５７
Ｓ’ 電気信号 １３，７３ 制御回路 １５ 第１対物レンズ ２８ａ〜２８ｆ フィルタ ３０ ターレット式フィルタ ３１ ＣＣＤエリアセンサ ３２ 集光レンズ ６９ カラー撮像素子 ６９ａ カラーフィルタアレイ ７９ 加算器
Ｓ’ 電気信号 １３，７３ 制御回路 １５ 第１対物レンズ ２８ａ〜２８ｆ フィルタ ３０ ターレット式フィルタ ３１ ＣＣＤエリアセンサ ３２ 集光レンズ ６９ カラー撮像素子 ６９ａ カラーフィルタアレイ ７９ 加算器
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）
Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ
Ｆターム(参考） 2H011 BA31 BB01
2H048 AA12 AA24 AA26
2H051 AA11 BA45 CB13 CC02
2H052 AD09 AD19 AD34
Claims (7)
- 【請求項１】 被検物体を照射する照明装置と、 前記被検物体の反射光の光路に配置される対物レンズ
と、 前記被検物体からの前記反射光または透過光を受光し電
気信号に変換する光電変換素子と、 を有する焦点検出装置において、 前記反射光または前記透過光の光路に配置され所定の波
長の前記反射光または前記透過光のみを通過させるフィ
ルタ手段を有することを特徴とする焦点検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の焦点検出装置において、 前記フィルタ手段は、複数のフィルタを有し、 前記複数のフィルタは、相互に異なる波長の光を透過さ
せることを特徴とする焦点検出装置。 - 【請求項３】 被検物体を照射する照明装置と、 前記被検物体の反射光の光路に配置される対物レンズ
と、 前記被検物体からの前記反射光または透過光を受光し電
気信号に変換する光電変換素子と、 を有する焦点検出装置において、 前記光電変換素子はカラー撮像素子であり、前記光電変
換素子から出力される複数の波長の色信号から任意の色
信号を選択する色信号選択手段を有することを特徴とす
る焦点検出装置。 - 【請求項４】 被検物体を照射する照明装置と、 前記被検物体の反射光の光路に配置される対物レンズ
と、 前記被検物体からの前記反射光または透過光を受光し電
気信号に変換する光電変換素子と、 を有する焦点検出装置において、 前記光電変換素子はカラー撮像素子であり、前記光電変
換素子から出力される複数の波長の色信号を加算する加
算手段を有することを特徴とする焦点検出装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
に記載の焦点検出装置において、 前記電気信号に基づいて、前記被検物体が載置されたス
テージを移動させて前記被検物体と前記対物レンズとの
間隔を変更させる制御手段を備えることを特徴とする焦
点検出装置。 - 【請求項６】 被検物体からの反射光を光電変換素子で
受光し電気信号に変換し、前記電気信号に基づいて、前
記被検物体と対物レンズとの間隔を変更する焦点検出方
法において、 前記被検物体からの特定波長の反射光の光強度または透
過光のコントラストを基に焦点検出を行うことを特徴と
する焦点検出方法。 - 【請求項７】 請求項１ないし請求項５のいずれか１項
に記載の焦点検出装置を備えた光学装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001389217A JP2003185914A (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 焦点検出装置およびこれを備えた光学装置および焦点検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001389217A JP2003185914A (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 焦点検出装置およびこれを備えた光学装置および焦点検出方法 |
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|---|---|
| JP2003185914A true JP2003185914A (ja) | 2003-07-03 |
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ID=27597503
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|---|---|---|---|
| JP2001389217A Pending JP2003185914A (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 焦点検出装置およびこれを備えた光学装置および焦点検出方法 |
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