JP3403445B2 - 自動合焦装置とこの自動合焦装置を用いた顕微鏡 - Google Patents
自動合焦装置とこの自動合焦装置を用いた顕微鏡Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動合焦装置とこの自動
合焦装置を用いた顕微鏡に関する。
合焦装置を用いた顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、顕微鏡等の自動焦点検出装置（以
下ＡＦ装置と称す）としては、撮像レンズを通して得た
被検体光像を光電センサで光電変換して評価する方式の
ものがある。例えば特開昭６１−１９８２０４号公報に
示されているＡＦ装置では、光学レンズ系の被写体光像
を光電センサにより検出して映像信号に変換し、この映
像信号の微分値の合計を算出してその値を被写体コント
ラスト量とし、このコントラスト量が最大値になるまで
レンズ、ステージをモータで移動させて合焦させてい
る。
下ＡＦ装置と称す）としては、撮像レンズを通して得た
被検体光像を光電センサで光電変換して評価する方式の
ものがある。例えば特開昭６１−１９８２０４号公報に
示されているＡＦ装置では、光学レンズ系の被写体光像
を光電センサにより検出して映像信号に変換し、この映
像信号の微分値の合計を算出してその値を被写体コント
ラスト量とし、このコントラスト量が最大値になるまで
レンズ、ステージをモータで移動させて合焦させてい
る。
【０００３】一方、ＡＦ装置において、被写体のコント
ラスト量算出方式としては既に多種多用のものが出願さ
れている。例えば特開昭６０−７８４１３号公報や特開
平３−２８７１０６号公報に示されているＡＦ装置で
は、被写体像のコントラスト量を算出する場合、次式を
用いて算出している。
ラスト量算出方式としては既に多種多用のものが出願さ
れている。例えば特開昭６０−７８４１３号公報や特開
平３−２８７１０６号公報に示されているＡＦ装置で
は、被写体像のコントラスト量を算出する場合、次式を
用いて算出している。
【０００４】
但し、Ｄk ：光学素子の画像出力
なお、この式により求められたコントラスト量を最大と
なるまで光学レンズ系を制御することは上記と同様であ
る。
なるまで光学レンズ系を制御することは上記と同様であ
る。
【０００５】また、特開昭５５−１４２３０号公報に示
されているＡＦ装置では、コントラスト量を算出する場
合、｜Ｄk −Ｄk-1 ｜を大きい順に並べ換え、その大き
い順からＮ番目（ｎ＞Ｎ）までを合計するすることで行
っている。そして、コントラストを最大とするＡＦ制御
については上記と同様である。
されているＡＦ装置では、コントラスト量を算出する場
合、｜Ｄk −Ｄk-1 ｜を大きい順に並べ換え、その大き
い順からＮ番目（ｎ＞Ｎ）までを合計するすることで行
っている。そして、コントラストを最大とするＡＦ制御
については上記と同様である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような公
知のＡＦ装置は顕微鏡のように多種多様な検鏡法による
特徴のある画像または被検体にオートフォーカス（Ａ
Ｆ）をかける場合に必ずしも適しているとはいえない。
知のＡＦ装置は顕微鏡のように多種多様な検鏡法による
特徴のある画像または被検体にオートフォーカス（Ａ
Ｆ）をかける場合に必ずしも適しているとはいえない。
【０００７】図１０は顕微鏡の代表的な２種の標本、検
鏡法が異なる画像のモデルである。同図（ａ）は生物標
本の明視野透過検鏡による画像モデルを示し、同図
（ｂ）は金属標本の暗視野落射検鏡による画像モデルを
表している。同図の縦軸は画像信号の明暗を表し、横軸
は被検体のセンサ走査方向を示している。
鏡法が異なる画像のモデルである。同図（ａ）は生物標
本の明視野透過検鏡による画像モデルを示し、同図
（ｂ）は金属標本の暗視野落射検鏡による画像モデルを
表している。同図の縦軸は画像信号の明暗を表し、横軸
は被検体のセンサ走査方向を示している。
【０００８】図１０（ａ）に示すように生物の明視野透
過検鏡では全体的に明るく、細かなコントラストが得ら
れる特徴があり、金属の暗視野落射検鏡では画像の明暗
が鋭い大きなコントラストが現れる特徴がある。
過検鏡では全体的に明るく、細かなコントラストが得ら
れる特徴があり、金属の暗視野落射検鏡では画像の明暗
が鋭い大きなコントラストが現れる特徴がある。
【０００９】また、同図の画像信号モデルにはモータ、
センサ等のノイズが含まれており、同図（ｂ）の暗い部
分は殆どノイズ（図中矢印で示した部分Ａ）である。い
ま、これらのモデルに対して公知のＡＦ装置を適用した
場合を考える。
センサ等のノイズが含まれており、同図（ｂ）の暗い部
分は殆どノイズ（図中矢印で示した部分Ａ）である。い
ま、これらのモデルに対して公知のＡＦ装置を適用した
場合を考える。
【００１０】コントラスト量の算出に当り、図１０
（ａ），（ｂ）の画像信号に数値を入れて拡大したモデ
ルを図１１に示す。図１１（ａ）は図１０（ａ）の拡大
モデルを示し、図１１（ｂ）は図１０（ｂ）の拡大モデ
ルを表している。図１１（ａ），（ｂ）のコントラスト
量算出に（１）式を適用すると、図１１（ａ）のコント
ラスト量Ｅa1は Ｅa1＝１＋１＋１＋２＋１＋１＋４＋２＋１＋１＋１＋
１＋１＋２＝２０ となり、同図（ｂ）のコントラスト量Ｅb1は Ｅb1＝１＋１＋１＋１＋１＋１＋８＋８＋１＋１＋１＋
１＋１＋１＋１＝２９ となる。
（ａ），（ｂ）の画像信号に数値を入れて拡大したモデ
ルを図１１に示す。図１１（ａ）は図１０（ａ）の拡大
モデルを示し、図１１（ｂ）は図１０（ｂ）の拡大モデ
ルを表している。図１１（ａ），（ｂ）のコントラスト
量算出に（１）式を適用すると、図１１（ａ）のコント
ラスト量Ｅa1は Ｅa1＝１＋１＋１＋２＋１＋１＋４＋２＋１＋１＋１＋
１＋１＋２＝２０ となり、同図（ｂ）のコントラスト量Ｅb1は Ｅb1＝１＋１＋１＋１＋１＋１＋８＋８＋１＋１＋１＋
１＋１＋１＋１＝２９ となる。
【００１１】ここで、図１１（ｂ）に注目すると、
（１）式で算出されたコントラスト量Ｅb1の内、図中矢
印の部分の画像信号は大半がノイズであるため、総コン
トラスト量Ｅb1の内の約４０％がノイズのコントラスト
で占められている。従って、画像評価の精度が低下し、
ＡＦ精度は悪化してしまう。
（１）式で算出されたコントラスト量Ｅb1の内、図中矢
印の部分の画像信号は大半がノイズであるため、総コン
トラスト量Ｅb1の内の約４０％がノイズのコントラスト
で占められている。従って、画像評価の精度が低下し、
ＡＦ精度は悪化してしまう。
【００１２】一方、図１１（ａ），（ｂ）のコントラス
ト量算出に（２）式を適用すると同図（ｂ）のコントラ
スト量Ｅb2は Ｅb2＝１＋１＋１＋１＋１＋１＋６４＋６４＋１＋１＋
１＋１＋１＋１＋１＝１４１ となり、（１）式と比較して総コントラスト量Ｅb2の内
のノイズのコントラストが占める割合は９％となり、Ａ
Ｆ精度の悪化が小さくなる。しかし、同図（ａ）のコン
トラストＥa2は、 Ｅa2＝１＋１＋１＋４＋１＋１＋１６＋４＋１＋１＋１
＋１＋１＋４＝３８ となり、全体に含まれるノイズのコントラストも強調さ
れてしまう。さらに（２）式では被検体の光量変化に過
敏となる。図１１（ｃ）は画像信号の光量変化に対する
モデルである。同図（ｃ）のコントラスト量を（２）式
で算出すると、実線の画像信号のコントラスト量Ｅc2は
３５、点線の画像信号のコントラスト量Ｅc2´は１４０
となる。この光量変化に対する過敏な変動は、ＡＦ方式
がいわゆる山登り方式ならば問題はない。しかし、光路
差方式等被検体像を分割するようなＡＦ方式であると光
像の分割倍率等の精度が要求され、設計加工が困難とな
り、ＡＦ装置が高価となる。
ト量算出に（２）式を適用すると同図（ｂ）のコントラ
スト量Ｅb2は Ｅb2＝１＋１＋１＋１＋１＋１＋６４＋６４＋１＋１＋
１＋１＋１＋１＋１＝１４１ となり、（１）式と比較して総コントラスト量Ｅb2の内
のノイズのコントラストが占める割合は９％となり、Ａ
Ｆ精度の悪化が小さくなる。しかし、同図（ａ）のコン
トラストＥa2は、 Ｅa2＝１＋１＋１＋４＋１＋１＋１６＋４＋１＋１＋１
＋１＋１＋４＝３８ となり、全体に含まれるノイズのコントラストも強調さ
れてしまう。さらに（２）式では被検体の光量変化に過
敏となる。図１１（ｃ）は画像信号の光量変化に対する
モデルである。同図（ｃ）のコントラスト量を（２）式
で算出すると、実線の画像信号のコントラスト量Ｅc2は
３５、点線の画像信号のコントラスト量Ｅc2´は１４０
となる。この光量変化に対する過敏な変動は、ＡＦ方式
がいわゆる山登り方式ならば問題はない。しかし、光路
差方式等被検体像を分割するようなＡＦ方式であると光
像の分割倍率等の精度が要求され、設計加工が困難とな
り、ＡＦ装置が高価となる。
【００１３】さらに、｜Ｄk −Ｄk-1 ｜を大きい順に並
べ換える方式でも図１１（ａ）では、ノイズを含まない
ような大きさのＮを設定してもＮ値を同図（ｂ）に適用
するとノイズのコントラストが本来の被検体像のコント
ラストに含まれてしまうことになる。
べ換える方式でも図１１（ａ）では、ノイズを含まない
ような大きさのＮを設定してもＮ値を同図（ｂ）に適用
するとノイズのコントラストが本来の被検体像のコント
ラストに含まれてしまうことになる。
【００１４】本発明は以上のような問題を解消するため
になされたもので、顕微鏡のように検鏡法の変化により
ＡＦ評価の対象である被検体画像の特徴が変化する場
合、その特徴に応じた画像評価を行い、また画像信号に
含まれるノイズ成分が画像コントラストに与える影響を
除去することにより、真の画像のみを評価することがで
きると共に、デフォーカス量の精度を向上させ、合焦速
度を速くすることができる自動合焦装置とこの自動合焦
装置を用いた顕微鏡を提供することを目的とする。
になされたもので、顕微鏡のように検鏡法の変化により
ＡＦ評価の対象である被検体画像の特徴が変化する場
合、その特徴に応じた画像評価を行い、また画像信号に
含まれるノイズ成分が画像コントラストに与える影響を
除去することにより、真の画像のみを評価することがで
きると共に、デフォーカス量の精度を向上させ、合焦速
度を速くすることができる自動合焦装置とこの自動合焦
装置を用いた顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、対物レンズを通してステージ上に載置され
た被検体からの光学像を受光し、その受光量に応じた電
気信号を得る受光手段と、前記受光手段の隣接画素出力
の差の絶対値をその大きさによって２つ以上のレベルに
レベル分けし、その各レベルに応じて隣接画素の差の絶
対値に対して乗ずる重み付け量を検鏡法および対物レン
ズの倍率に応じて設定した評価関数パラメータを記憶す
るメモリ手段と、前記受光手段の隣接画素出力の差の絶
対値と前記メモリ手段に記憶される評価関数パラメータ
とから重み付け量を読み出し、該読み出された重み付け
量を隣接画素出力の差の絶対値に乗ずる重み付け処理を
すると共に、その重み付け処理をされた各レベルの総和
を求め、その差分量を前記被検体の合焦度とする演算手
段と、この演算手段に検鏡法および光路中の対物レンズ
の倍率に応じた信号を入力して前記レベルおよび前記重
み付け量を変更する変更手段と、前記演算手段により求
められた合焦度を出力する出力手段と、この出力手段か
ら出力される合焦度信号により前記対物レンズまたは前
記ステージを駆動して前記被検体を合焦位置へ移動制御
する制御手段とを備えたものである。
成するため、対物レンズを通してステージ上に載置され
た被検体からの光学像を受光し、その受光量に応じた電
気信号を得る受光手段と、前記受光手段の隣接画素出力
の差の絶対値をその大きさによって２つ以上のレベルに
レベル分けし、その各レベルに応じて隣接画素の差の絶
対値に対して乗ずる重み付け量を検鏡法および対物レン
ズの倍率に応じて設定した評価関数パラメータを記憶す
るメモリ手段と、前記受光手段の隣接画素出力の差の絶
対値と前記メモリ手段に記憶される評価関数パラメータ
とから重み付け量を読み出し、該読み出された重み付け
量を隣接画素出力の差の絶対値に乗ずる重み付け処理を
すると共に、その重み付け処理をされた各レベルの総和
を求め、その差分量を前記被検体の合焦度とする演算手
段と、この演算手段に検鏡法および光路中の対物レンズ
の倍率に応じた信号を入力して前記レベルおよび前記重
み付け量を変更する変更手段と、前記演算手段により求
められた合焦度を出力する出力手段と、この出力手段か
ら出力される合焦度信号により前記対物レンズまたは前
記ステージを駆動して前記被検体を合焦位置へ移動制御
する制御手段とを備えたものである。
【００１６】また、対物レンズを通してステージ上に載
置された被検体からの光学像を受光し、その受光量に応
じた電気信号を得る受光手段と、前記受光手段の隣接画
素出力の差の絶対値をその大きさによって２つ以上のレ
ベルにレベル分けし、その各レベルに応じて隣接画素の
差の絶対値に対して乗ずる重み付け量を検鏡法および対
物レンズの倍率に応じて設定した評価関数パラメータを
記憶するメモリ手段と、前記受光手段の隣接画素出力の
差の絶対値と前記メモリ手段に記憶される評価関数パラ
メータとから重み付け量を読み出し、該読み出された重
み付け量を隣接画素出力の差の絶対値に乗ずる重み付け
処理をすると共に、その重み付け処理をされた各レベル
の総和を求め、その差分量を前記被検体の合焦度とする
演算手段と、この演算手段に検鏡法および光路中の対物
レンズの倍率に応じた信号として、前記受光手段の隣接
画素の加算数が大きい場合、前記加算数が大きくなると
増加するレベル数と大きくなる重み付け量に応じた信号
を入力して前記レベルおよび前記重み付け量を変更する
変更手段と、前記演算手段により求められた合焦度を出
力する出力手段と、この出力手段から出力される合焦度
信号により前記対物レンズまたは前記ステージを駆動し
て前記被検体を合焦位置へ移動制御する制御手段とを備
えたものである。
置された被検体からの光学像を受光し、その受光量に応
じた電気信号を得る受光手段と、前記受光手段の隣接画
素出力の差の絶対値をその大きさによって２つ以上のレ
ベルにレベル分けし、その各レベルに応じて隣接画素の
差の絶対値に対して乗ずる重み付け量を検鏡法および対
物レンズの倍率に応じて設定した評価関数パラメータを
記憶するメモリ手段と、前記受光手段の隣接画素出力の
差の絶対値と前記メモリ手段に記憶される評価関数パラ
メータとから重み付け量を読み出し、該読み出された重
み付け量を隣接画素出力の差の絶対値に乗ずる重み付け
処理をすると共に、その重み付け処理をされた各レベル
の総和を求め、その差分量を前記被検体の合焦度とする
演算手段と、この演算手段に検鏡法および光路中の対物
レンズの倍率に応じた信号として、前記受光手段の隣接
画素の加算数が大きい場合、前記加算数が大きくなると
増加するレベル数と大きくなる重み付け量に応じた信号
を入力して前記レベルおよび前記重み付け量を変更する
変更手段と、前記演算手段により求められた合焦度を出
力する出力手段と、この出力手段から出力される合焦度
信号により前記対物レンズまたは前記ステージを駆動し
て前記被検体を合焦位置へ移動制御する制御手段とを備
えたものである。
【００１７】
【作用】このような構成の自動合焦装置とこの自動合焦
装置を用いた顕微鏡とすれば、隣接画素出力の差の絶対
値をその大きさによって少なくとも２つ以上のレベルに
レベル分けし、その各レベルに応じた重み付け量を対物
レンズの倍率と検鏡法とに基づいて作成されたパラメー
タを用いて隣接画素の差の絶対値に乗ずる重み付けをす
ると共にその重み付けされた各レベルの総和の差分量を
被検体の合焦度とし、その出力により対物レンズまたは
ステージを駆動して被検体が合焦位置へ移動制御するこ
とにより、ノイズ成分が画像評価値に含まれることを極
力抑えることが可能となるので、被検体像評価が正確に
なり、合焦精度を向上させることができる。
装置を用いた顕微鏡とすれば、隣接画素出力の差の絶対
値をその大きさによって少なくとも２つ以上のレベルに
レベル分けし、その各レベルに応じた重み付け量を対物
レンズの倍率と検鏡法とに基づいて作成されたパラメー
タを用いて隣接画素の差の絶対値に乗ずる重み付けをす
ると共にその重み付けされた各レベルの総和の差分量を
被検体の合焦度とし、その出力により対物レンズまたは
ステージを駆動して被検体が合焦位置へ移動制御するこ
とにより、ノイズ成分が画像評価値に含まれることを極
力抑えることが可能となるので、被検体像評価が正確に
なり、合焦精度を向上させることができる。
【００１８】
【００１９】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例を示す顕微鏡用自動焦
点検出装置のシステム構成図を示すものである。第１の
実施例の顕微鏡の光学系は、図１に示すように観察標本
である被検体Ｓを上下方向に移動可能なステージ１を備
え、このステージ１上方には被検体Ｓに対して落射検鏡
を行う場合に使用される落射用光源２が光学レンズ、ハ
ーフミラーと共に配置され、またステージ１下方には透
過検鏡を行う場合に使用される透過用光源２´が光学レ
ンズ、反射ミラーと共に配置され、これら落射用光源２
または透過用光源２´を用いて光像が得られるようにな
っている。また、落射用光源２または透過用光源２´の
何ずれかによって得られる被検体Ｓからの光束は対物レ
ンズ３を通過し、光束の一部は接眼レンズＬへ、他の光
束は結像対物レンズ４で結像され、さらに分割プリズム
５によって２分割され、ＣＣＤセンサ６上に光路差が異
なる互いに予定焦点面に対して共役な２つの被検体光像
が投影（前ピン像、後ピン像）される構成となってい
る。
る。図１は本発明の第１の実施例を示す顕微鏡用自動焦
点検出装置のシステム構成図を示すものである。第１の
実施例の顕微鏡の光学系は、図１に示すように観察標本
である被検体Ｓを上下方向に移動可能なステージ１を備
え、このステージ１上方には被検体Ｓに対して落射検鏡
を行う場合に使用される落射用光源２が光学レンズ、ハ
ーフミラーと共に配置され、またステージ１下方には透
過検鏡を行う場合に使用される透過用光源２´が光学レ
ンズ、反射ミラーと共に配置され、これら落射用光源２
または透過用光源２´を用いて光像が得られるようにな
っている。また、落射用光源２または透過用光源２´の
何ずれかによって得られる被検体Ｓからの光束は対物レ
ンズ３を通過し、光束の一部は接眼レンズＬへ、他の光
束は結像対物レンズ４で結像され、さらに分割プリズム
５によって２分割され、ＣＣＤセンサ６上に光路差が異
なる互いに予定焦点面に対して共役な２つの被検体光像
が投影（前ピン像、後ピン像）される構成となってい
る。
【００２０】一方、ＣＣＤセンサ６は投影された光像の
入射光量と蓄積時間に応じた電圧のアナログ信号を出力
するもので、このＣＣＤセンサ６からのアナログ信号は
アナログ処理部９に入力される。アナログ処理部９はア
ナログ信号を増幅し、フィルタ処理等のアナログ処理を
行うもので、このアナログ処理部９で処理されたアナロ
グ信号はＡ／Ｄ変換器１０に入力される。このＡ／Ｄ変
換器１０はアナログ信号をディジタル信号に変換するも
ので、このディジタル信号はメモリ１１に記憶される。
入射光量と蓄積時間に応じた電圧のアナログ信号を出力
するもので、このＣＣＤセンサ６からのアナログ信号は
アナログ処理部９に入力される。アナログ処理部９はア
ナログ信号を増幅し、フィルタ処理等のアナログ処理を
行うもので、このアナログ処理部９で処理されたアナロ
グ信号はＡ／Ｄ変換器１０に入力される。このＡ／Ｄ変
換器１０はアナログ信号をディジタル信号に変換するも
ので、このディジタル信号はメモリ１１に記憶される。
【００２１】また、演算回路１２はメモリ１１に記憶さ
れた２つの被検体像のデイジタル信号を取込んで各被検
体像のコントラスト値を算出すると共に、この２つの被
検体像のコントラスト値から被検体Ｓの合焦度を示すデ
フォーカス量を算出するもので、ここで求められたデフ
ォーカス信号はＣＰＵ８に送信される。
れた２つの被検体像のデイジタル信号を取込んで各被検
体像のコントラスト値を算出すると共に、この２つの被
検体像のコントラスト値から被検体Ｓの合焦度を示すデ
フォーカス量を算出するもので、ここで求められたデフ
ォーカス信号はＣＰＵ８に送信される。
【００２２】このＣＰＵ８には、Ａ／Ｄ変換器１０を通
してディジタル信号が入力され、このディジタル信号か
らＣＣＤセンサ６から出力される被検体光像のアナログ
信号がアナログ処理部９のレンジに適合しているか否か
を監視し、被検体光像のアナログ信号がアナログ処理部
９のレンジに適合していない場合にはＣＣＤセンサ６の
蓄積時間を制御するタイミングジェネレータ７にレンジ
に適合するような蓄積時間とする指令を与える機能を有
している。
してディジタル信号が入力され、このディジタル信号か
らＣＣＤセンサ６から出力される被検体光像のアナログ
信号がアナログ処理部９のレンジに適合しているか否か
を監視し、被検体光像のアナログ信号がアナログ処理部
９のレンジに適合していない場合にはＣＣＤセンサ６の
蓄積時間を制御するタイミングジェネレータ７にレンジ
に適合するような蓄積時間とする指令を与える機能を有
している。
【００２３】さらに、このＣＰＵ８は演算回路１２から
のデフォーカス信号を基にステージ１を駆動する駆動回
路１３に被検体Ｓが合焦となるように移動量および移動
方向の制御指令を与える機能を有している。
のデフォーカス信号を基にステージ１を駆動する駆動回
路１３に被検体Ｓが合焦となるように移動量および移動
方向の制御指令を与える機能を有している。
【００２４】他方、演算回路１２に対しては検鏡切換ス
イッチ１４よりどのような検鏡法で標本の観察を行って
いるかを示す信号が入力され、この信号はＣＰＵ８に取
込まれる。
イッチ１４よりどのような検鏡法で標本の観察を行って
いるかを示す信号が入力され、この信号はＣＰＵ８に取
込まれる。
【００２５】次に上記のように構成された第１の実施例
の作用を図２に示すフローチャートを用いて説明する。
ＡＦが開始されると、ＣＣＤセンサ６の信号を読込み
（Ｓ１）、このＣＣＤセンサ６の信号がアナログ処理部
９のレンジに適合しているか否かが判定される（Ｓ
２）。レンジに適合していないと判定された場合には、
タイミングジェネレータ７にレンジが適合するような蓄
積時間とする指令を出力する。従って、ＣＣＤセンサ６
はタイミングジェネレータ７により、その蓄積時間が制
御される。この場合、蓄積時間の制御はＣＣＤセンサ６
の出力信号がアナログ処理部９のレンジに適合するまで
行なわれる。
の作用を図２に示すフローチャートを用いて説明する。
ＡＦが開始されると、ＣＣＤセンサ６の信号を読込み
（Ｓ１）、このＣＣＤセンサ６の信号がアナログ処理部
９のレンジに適合しているか否かが判定される（Ｓ
２）。レンジに適合していないと判定された場合には、
タイミングジェネレータ７にレンジが適合するような蓄
積時間とする指令を出力する。従って、ＣＣＤセンサ６
はタイミングジェネレータ７により、その蓄積時間が制
御される。この場合、蓄積時間の制御はＣＣＤセンサ６
の出力信号がアナログ処理部９のレンジに適合するまで
行なわれる。
【００２６】次にＣＣＤセンサ６の出力信号がアナログ
処理部９のレンジに適合すると、検鏡切換スイッチ１４
からの切換信号を読込んで（Ｓ３）、ＣＣＤセンサ６か
らの被検体像信号が何ずれの検鏡によるものなのかを検
出する（Ｓ４）。例えば検鏡切換スイッチ１４がオンの
場合にはその検鏡に対応するデフォーカス量算出式Ａに
よりデフォーカス量が算出され（Ｓ５）、また検鏡切換
スイッチ１４がオフの場合にはその検鏡に対応するデフ
ォーカス量算出式Ｂによりデフォーカス量が算出される
（Ｓ５´）。
処理部９のレンジに適合すると、検鏡切換スイッチ１４
からの切換信号を読込んで（Ｓ３）、ＣＣＤセンサ６か
らの被検体像信号が何ずれの検鏡によるものなのかを検
出する（Ｓ４）。例えば検鏡切換スイッチ１４がオンの
場合にはその検鏡に対応するデフォーカス量算出式Ａに
よりデフォーカス量が算出され（Ｓ５）、また検鏡切換
スイッチ１４がオフの場合にはその検鏡に対応するデフ
ォーカス量算出式Ｂによりデフォーカス量が算出される
（Ｓ５´）。
【００２７】かくして演算回路１２によりそのときの検
鏡に対応するデフォーカス量が求められると、ＣＰＵ８
はこのデフォーカス量に従って駆動回路１３に移動量お
よび移動方向を示す指令を与える。これによりステージ
１は駆動回路１３により被検体１を合焦させるべく移動
制御される（Ｓ５）。この一連の制御は被検体Ｓが合焦
となるまで繰返し行なわれる（Ｓ６）。
鏡に対応するデフォーカス量が求められると、ＣＰＵ８
はこのデフォーカス量に従って駆動回路１３に移動量お
よび移動方向を示す指令を与える。これによりステージ
１は駆動回路１３により被検体１を合焦させるべく移動
制御される（Ｓ５）。この一連の制御は被検体Ｓが合焦
となるまで繰返し行なわれる（Ｓ６）。
【００２８】このように本実施例では、検鏡法に適した
コントラスト演算式でデフォーカス量を正確に算出でき
るので、ハンチング等を抑制することができると共に、
合焦精度の向上を図ることができる。
コントラスト演算式でデフォーカス量を正確に算出でき
るので、ハンチング等を抑制することができると共に、
合焦精度の向上を図ることができる。
【００２９】なお、上記実施例ではステージ駆動により
合焦動作を行う場合について述べたが、無限遠対物レン
ズを用いる場合には、この対物レンズの駆動により合焦
動作を行なわせるようにしても前述同様の作用効果を得
ることができる。
合焦動作を行う場合について述べたが、無限遠対物レン
ズを用いる場合には、この対物レンズの駆動により合焦
動作を行なわせるようにしても前述同様の作用効果を得
ることができる。
【００３０】次に図３を参照して本発明の第２の実施例
を説明する。図３において、顕微鏡用自動焦点検出装置
の光学系については図１と同様なのでその説明を省略
し、ここでは信号処理系について図１と同一部分には同
一符号を付して説明する。
を説明する。図３において、顕微鏡用自動焦点検出装置
の光学系については図１と同様なのでその説明を省略
し、ここでは信号処理系について図１と同一部分には同
一符号を付して説明する。
【００３１】図３に示すように、ＣＣＤセンサ６は投影
された光像の入射光量と蓄積時間に応じた電圧のアナロ
グ信号を出力するもので、このＣＣＤセンサ６からのア
ナログ信号はアナログ処理部９に入力される。アナログ
処理部９はアナログ信号を増幅し、フィルタ処理等のア
ナログ処理を行うもので、このアナログ処理部９で処理
されたアナログ信号はＡ／Ｄ変換器１０に入力される。
このＡ／Ｄ変換器１０はアナログ信号をディジタル信号
に変換するもので、このディジタル信号はメモリ１１に
記憶される。
された光像の入射光量と蓄積時間に応じた電圧のアナロ
グ信号を出力するもので、このＣＣＤセンサ６からのア
ナログ信号はアナログ処理部９に入力される。アナログ
処理部９はアナログ信号を増幅し、フィルタ処理等のア
ナログ処理を行うもので、このアナログ処理部９で処理
されたアナログ信号はＡ／Ｄ変換器１０に入力される。
このＡ／Ｄ変換器１０はアナログ信号をディジタル信号
に変換するもので、このディジタル信号はメモリ１１に
記憶される。
【００３２】演算回路１２はメモリ１１に記憶された２
つの被検体像のデイジタル信号を取込んで各被検体の隣
接画素出力の差分をディジタルで算出し、この差分の大
きさを予め演算回路内のメモリ部に用意された例えば図
４に示すような評価関数パラメータの隣接画素差に対応
させ、例えば隣接画素のディジタル量が２であればレベ
ル１、ディジタル量が３５であればレベル４という具合
にレベル毎に分割する機能を備えている。
つの被検体像のデイジタル信号を取込んで各被検体の隣
接画素出力の差分をディジタルで算出し、この差分の大
きさを予め演算回路内のメモリ部に用意された例えば図
４に示すような評価関数パラメータの隣接画素差に対応
させ、例えば隣接画素のディジタル量が２であればレベ
ル１、ディジタル量が３５であればレベル４という具合
にレベル毎に分割する機能を備えている。
【００３３】また、演算回路１２はこのレベルに応じて
隣接画素ディジタル量に図４に示すような重みを付け
る。例えば図４のパラメータによれば、前述のディジタ
ル量２は２×重み０で０となり、ディジタル量が３５な
らば３５×重み５で１７５とする。
隣接画素ディジタル量に図４に示すような重みを付け
る。例えば図４のパラメータによれば、前述のディジタ
ル量２は２×重み０で０となり、ディジタル量が３５な
らば３５×重み５で１７５とする。
【００３４】さらに、演算回路１２は各前ピン、後ピン
被検体光像についてこの重み付けされた値の総和をその
被検体光像のコントラスト値とし、光路差被検体光像両
者のコントラスト値の差分を取り、この差分量を被検体
Ｓの合焦度を示すデフォーカス量としてＣＰＵ８へ出力
する。すなわち、演算回路１２は光路差が付けられた前
ピン、後ピン被検体光像のコントラストの差をデフォー
カス量としてＣＰＵ８へ送信する。
被検体光像についてこの重み付けされた値の総和をその
被検体光像のコントラスト値とし、光路差被検体光像両
者のコントラスト値の差分を取り、この差分量を被検体
Ｓの合焦度を示すデフォーカス量としてＣＰＵ８へ出力
する。すなわち、演算回路１２は光路差が付けられた前
ピン、後ピン被検体光像のコントラストの差をデフォー
カス量としてＣＰＵ８へ送信する。
【００３５】このＣＰＵ８は、Ａ／Ｄ変換器１０を通し
てディジタル信号を取込み、このディジタル信号からＣ
ＣＤセンサ６から出力される被検体光像のアナログ信号
がアナログ処理部９のレンジに適合しているか否かを監
視し、被検体光像のアナログ信号がアナログ処理部９の
レンジに適合していない場合にはＣＣＤセンサ６の蓄積
時間を制御するタイミングジェネレータ７にレンジに適
合するような蓄積時間とする指令を与える機能を備えて
いる。
てディジタル信号を取込み、このディジタル信号からＣ
ＣＤセンサ６から出力される被検体光像のアナログ信号
がアナログ処理部９のレンジに適合しているか否かを監
視し、被検体光像のアナログ信号がアナログ処理部９の
レンジに適合していない場合にはＣＣＤセンサ６の蓄積
時間を制御するタイミングジェネレータ７にレンジに適
合するような蓄積時間とする指令を与える機能を備えて
いる。
【００３６】また、このＣＰＵ８は、演算回路１２から
のデフォーカス信号を基にステージ１を駆動する駆動回
路１３に被検体Ｓが合焦となるように移動量および移動
方向の制御指令を与える機能を備えている。
のデフォーカス信号を基にステージ１を駆動する駆動回
路１３に被検体Ｓが合焦となるように移動量および移動
方向の制御指令を与える機能を備えている。
【００３７】他方、ＣＰＵ８には、光学要素の切換えを
スイッチ等で行うことができる外部コントローラ２０が
備えられ、明視野落射、透過蛍光等の検鏡法もスイッチ
等で設定できるようになっている。この場合、外部コン
トローラ２０に対して検鏡者がスイッチ等で設定を行う
ことにより、外部コントローラ２０はその設定信号に従
った光学要素の変更制御を行ない、その検鏡法信号が演
算回路１２に入力されるようになっている。
スイッチ等で行うことができる外部コントローラ２０が
備えられ、明視野落射、透過蛍光等の検鏡法もスイッチ
等で設定できるようになっている。この場合、外部コン
トローラ２０に対して検鏡者がスイッチ等で設定を行う
ことにより、外部コントローラ２０はその設定信号に従
った光学要素の変更制御を行ない、その検鏡法信号が演
算回路１２に入力されるようになっている。
【００３８】次に上記のように構成された第２の実施例
の作用について図５に示すフローチャートを用いて説明
する。ＡＦが開始されると、ＣＣＤセンサ６の信号を読
込み（Ｓ２０）、このＣＣＤセンサ６の信号がアナログ
処理部９のレンジに適合しているか否かが判定される
（Ｓ２１）。レンジに適合していないと判定された場合
には、タイミングジェネレータ７にレンジが適合するよ
うな蓄積時間とする指令を出力する。従って、ＣＣＤセ
ンサ６はタイミングジェネレータ７により、その蓄積時
間が制御される（Ｓ２２）。この場合、蓄積時間の制御
はＣＣＤセンサ６の出力信号がアナログ処理部９のレン
ジに適合するまで行なわれる。
の作用について図５に示すフローチャートを用いて説明
する。ＡＦが開始されると、ＣＣＤセンサ６の信号を読
込み（Ｓ２０）、このＣＣＤセンサ６の信号がアナログ
処理部９のレンジに適合しているか否かが判定される
（Ｓ２１）。レンジに適合していないと判定された場合
には、タイミングジェネレータ７にレンジが適合するよ
うな蓄積時間とする指令を出力する。従って、ＣＣＤセ
ンサ６はタイミングジェネレータ７により、その蓄積時
間が制御される（Ｓ２２）。この場合、蓄積時間の制御
はＣＣＤセンサ６の出力信号がアナログ処理部９のレン
ジに適合するまで行なわれる。
【００３９】次にＣＣＤセンサ６の出力信号がアナログ
処理部９のレンジに適合すると、演算回路１２で算出さ
れたデフォーカス量を示すデフォーカス信号を取込み、
このデフォーカス信号に基づいて駆動回路１３に移動量
および移動方向を示す指令を与える（Ｓ２３）。これに
よりステージ１は駆動回路１３により被検体１を合焦さ
せるべく移動制御される。この一連の制御は被検体Ｓが
合焦となるまで繰返し行なわれる（Ｓ２４）。
処理部９のレンジに適合すると、演算回路１２で算出さ
れたデフォーカス量を示すデフォーカス信号を取込み、
このデフォーカス信号に基づいて駆動回路１３に移動量
および移動方向を示す指令を与える（Ｓ２３）。これに
よりステージ１は駆動回路１３により被検体１を合焦さ
せるべく移動制御される。この一連の制御は被検体Ｓが
合焦となるまで繰返し行なわれる（Ｓ２４）。
【００４０】ここで、本発明の第２の実施例の特徴であ
るＳ２３の演算手段の制御についてさらに図６を用いて
詳細に説明する。演算手段による演算が開始されると、
演算回路１２内に用意された図７に示すように対物レン
ズの倍率と検鏡法の組合せで個々に設定された検鏡法テ
ーブルを読み出す（Ｓ３０）。この場合、検鏡法テーブ
ルの内容としては図８および図９に示すように隣接画素
差の大きさによって重みが設定されている。このテーブ
ルは上述したように対物レンズの倍率と検鏡法の組合せ
で変化するが、以下のような規則により設定されてい
る。 （i)ＣＣＤセンサ６からのランダムノイズが画素差分と
なることがあるため、少なくともランダムノイズ分の大
きさの画素差分の重みは０である。従って、ノイズレベ
ルの微小な差分の大きさが画像コントラストとして計算
されなくなる。 （ii) 隣接画素差分の大きさが大きくなるに従って重み
も大きくなる。これによって、エッジが強調されるよう
になる。 （iii)対物レンズの解像度が低いテーブルは、エッジ強
調のためレベル数が増加し、それに対する重みも大きく
なる。 （iV) コントラストが弱い検鏡法のテーブルはエッジ強
調のため、レベル数が増加し、それに対する重みも大き
くなる。 （V)暗視野、蛍光等の暗い部分が大半を占める検鏡では
ノイズ成分抑制のため、重み０のレベルの差分の大きさ
の範囲を大きくする。 （Vi) 受光素子の加算数が大きい場合にはローパスフィ
ルタをかけた状態となるため、ノイズ成分が抑制される
ことになる。したがって、それに伴いレベル数は増加
し、それに対する重みも大きくなる。
るＳ２３の演算手段の制御についてさらに図６を用いて
詳細に説明する。演算手段による演算が開始されると、
演算回路１２内に用意された図７に示すように対物レン
ズの倍率と検鏡法の組合せで個々に設定された検鏡法テ
ーブルを読み出す（Ｓ３０）。この場合、検鏡法テーブ
ルの内容としては図８および図９に示すように隣接画素
差の大きさによって重みが設定されている。このテーブ
ルは上述したように対物レンズの倍率と検鏡法の組合せ
で変化するが、以下のような規則により設定されてい
る。 （i)ＣＣＤセンサ６からのランダムノイズが画素差分と
なることがあるため、少なくともランダムノイズ分の大
きさの画素差分の重みは０である。従って、ノイズレベ
ルの微小な差分の大きさが画像コントラストとして計算
されなくなる。 （ii) 隣接画素差分の大きさが大きくなるに従って重み
も大きくなる。これによって、エッジが強調されるよう
になる。 （iii)対物レンズの解像度が低いテーブルは、エッジ強
調のためレベル数が増加し、それに対する重みも大きく
なる。 （iV) コントラストが弱い検鏡法のテーブルはエッジ強
調のため、レベル数が増加し、それに対する重みも大き
くなる。 （V)暗視野、蛍光等の暗い部分が大半を占める検鏡では
ノイズ成分抑制のため、重み０のレベルの差分の大きさ
の範囲を大きくする。 （Vi) 受光素子の加算数が大きい場合にはローパスフィ
ルタをかけた状態となるため、ノイズ成分が抑制される
ことになる。したがって、それに伴いレベル数は増加
し、それに対する重みも大きくなる。
【００４１】演算手段によりこのような検鏡法テーブル
が読出されると次のような演算が実行される。 （１）メモリ１１から画素データを読出し、次の画素デ
ータの差分を取る（Ｓ３１）。 （２）読込まれたテーブルに基づいて隣接画素差分×重
みを計算する（Ｓ３２）。 （３）隣接画素差分×重みで得られた値を順次加算する
（Ｓ３３）。 （４）（１）〜（３）を２つの被検体像（前ピン像、後
ピン像）分終了するまで繰返す（Ｓ３４）。 （５）２つの被検体像の隣接画素差分×重みの総和の差
分を算出し、デフォーカス量とする。 （６）デフォーカス量を信号としてＣＰＵ８へ送信する
（Ｓ３６）。
が読出されると次のような演算が実行される。 （１）メモリ１１から画素データを読出し、次の画素デ
ータの差分を取る（Ｓ３１）。 （２）読込まれたテーブルに基づいて隣接画素差分×重
みを計算する（Ｓ３２）。 （３）隣接画素差分×重みで得られた値を順次加算する
（Ｓ３３）。 （４）（１）〜（３）を２つの被検体像（前ピン像、後
ピン像）分終了するまで繰返す（Ｓ３４）。 （５）２つの被検体像の隣接画素差分×重みの総和の差
分を算出し、デフォーカス量とする。 （６）デフォーカス量を信号としてＣＰＵ８へ送信する
（Ｓ３６）。
【００４２】以上のような演算処理を実行することによ
り、センサのノイズ、被検体の光量のムラのノイズが抑
制され、Ｓ／Ｎ比が向上する。このため、画像評価精度
が高くなり、合焦精度、合焦速度が向上する。
り、センサのノイズ、被検体の光量のムラのノイズが抑
制され、Ｓ／Ｎ比が向上する。このため、画像評価精度
が高くなり、合焦精度、合焦速度が向上する。
【００４３】なお上記実施例ではＡＦ方式に光路差を用
いているが、山登り方式にも容易に適用することができ
るものである。また、上記実施例ではステージ駆動によ
り合焦動作を行う場合について述べたが、無限遠対物レ
ンズを用いる場合には、この対物レンズの駆動により合
焦動作を行なわせるようにしても前述同様の作用効果を
得ることができる。
いているが、山登り方式にも容易に適用することができ
るものである。また、上記実施例ではステージ駆動によ
り合焦動作を行う場合について述べたが、無限遠対物レ
ンズを用いる場合には、この対物レンズの駆動により合
焦動作を行なわせるようにしても前述同様の作用効果を
得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、顕微
鏡のように検鏡法に応じてＡＦ評価の対象である被検体
画像の特徴が変化する場合、その特徴に応じた画像評価
を行い、また画像信号に含まれるノイズ成分が画像コン
トラストに与える影響を除去することにより、真の画像
のみを評価することができると共に、デフォーカス量の
精度を向上させ、合焦速度を速くすることができる自動
合焦装置とこの自動合焦装置を用いた顕微鏡を提供でき
る。
鏡のように検鏡法に応じてＡＦ評価の対象である被検体
画像の特徴が変化する場合、その特徴に応じた画像評価
を行い、また画像信号に含まれるノイズ成分が画像コン
トラストに与える影響を除去することにより、真の画像
のみを評価することができると共に、デフォーカス量の
精度を向上させ、合焦速度を速くすることができる自動
合焦装置とこの自動合焦装置を用いた顕微鏡を提供でき
る。
【図１】本発明による顕微鏡用焦点検出装置の第１の実
施例を示すシステム構成図。
施例を示すシステム構成図。
【図２】同実施例の作用を説明するためのフローチャー
ト。
ト。
【図３】本発明による顕微鏡用焦点検出装置の第２の実
施例を示すシステム構成図。
施例を示すシステム構成図。
【図４】同実施例において用いられる評価関数パラメー
タの例を示す図。
タの例を示す図。
【図５】同実施例の作用を説明するためのフローチャー
ト。
ト。
【図６】図５のステップＳ２３の演算処理を詳細に示す
フローチャート。
フローチャート。
【図７】同実施例において用いられる対物レンズの倍率
と検鏡法の組合せで個々に設定された検鏡法テーブルを
示す図。
と検鏡法の組合せで個々に設定された検鏡法テーブルを
示す図。
【図８】図７の検鏡法テーブルの内容の一例を示す図。
【図９】図７の検鏡法テーブルの内容の他の例を示す
図。
図。
【図１０】顕微鏡の代表的な２種の標本の検鏡法が異な
る画像のモデル図。
る画像のモデル図。
【図１１】図１０（ａ），（ｂ）の画像信号に数値を入
れて拡大したモデル図。
れて拡大したモデル図。
１……ステージ、２……落射用光源、２´……透過用光
源、３……対物レンズ、４……結像レンズ、５……分割
プリズム、６……ＣＣＤセンサ、７……タイミングジェ
ネレータ、８……ＣＰＵ、９……アナログ処理部、１０
……Ａ／Ｄ変換器、１１……メモリ、１２……演算回
路、１３……駆動回路、１４……検鏡切換スイッチ、２
０……外部コントローラ。
源、３……対物レンズ、４……結像レンズ、５……分割
プリズム、６……ＣＣＤセンサ、７……タイミングジェ
ネレータ、８……ＣＰＵ、９……アナログ処理部、１０
……Ａ／Ｄ変換器、１１……メモリ、１２……演算回
路、１３……駆動回路、１４……検鏡切換スイッチ、２
０……外部コントローラ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−27154（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−9810（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−262278（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−158820（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 7/28
Claims (8)
- 【請求項１】 対物レンズを通してステージ上に載置さ
れた被検体からの光学像を受光し、その受光量に応じた
電気信号を得る受光手段と、 前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値をその大きさ
によって２つ以上のレベルにレベル分けし、その各レベ
ルに応じて隣接画素の差の絶対値に対して乗ずる重み付
け量を検鏡法および対物レンズの倍率に応じて設定した
評価関数パラメータを記憶するメモリ手段と、 前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値と前記メモリ
手段に記憶される評価関数パラメータとから重み付け量
を読み出し、該読み出された重み付け量を隣接画素出力
の差の絶対値に乗ずる重み付け処理をすると共に、その
重み付け処理をされた各レベルの総和を求め、その差分
量を前記被検体の合焦度とする演算手段と、 この演算手段に検鏡法および光路中の対物レンズの倍率
に応じた信号を入力して前記レベルおよび前記重み付け
量を変更する変更手段と、 前記演算手段により求められた合焦度を出力する出力手
段と、 この出力手段から出力される合焦度信号により前記対物
レンズまたは前記ステージを駆動して前記被検体を合焦
位置へ移動制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る自動合焦装置。 - 【請求項２】 対物レンズを通してステージ上に載置さ
れた被検体からの光学像を受光し、その受光量に応じた
電気信号を得る受光手段と、 前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値をその大きさ
によって２つ以上のレベルにレベル分けし、その各レベ
ルに応じて隣接画素の差の絶対値に対して乗ずる重み付
け量を検鏡法および対物レンズの倍率に応じて設定した
評価関数パラメータを記憶するメモリ手段と、 前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値と前記メモリ
手段に記憶される評価関数パラメータとから重み付け量
を読み出し、該読み出された重み付け量を隣接画素出力
の差の絶対値に乗ずる重み付け処理をすると共に、その
重み付け処理をされた各レベルの総和を求め、その差分
量を前記被検体の合焦度とする演算手段と、 この演算手段に検鏡法および光路中の対物レンズの倍率
に応じた信号として、前記受光手段の隣接画素の加算数
が大きい場合、前記加算数が大きくなると増加するレベ
ル数と大きくなる重み付け量に応じた信号を入力して前
記レベルおよび前記重み付け量を変更する変更手段と、 前記演算手段により求められた合焦度を出力する出力手
段と、 この出力手段から出力される合焦度信号により前記対物
レンズまたは前記ステージを駆動して前記被検体を合焦
位置へ移動制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る自動合焦装置。 - 【請求項３】 対物レンズを通してステージ上に載置さ
れた被検体からの光学像を受光し、その受光量に応じた
電気信号を得る受光手段と、 前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値をその大きさ
によって２つ以上のレベルにレベル分けし、その各レベ
ルに応じて隣接画素の差の絶対値に対して乗ずる重み付
け量を検鏡法および対物レンズの倍率に応じて設定した
評価関数パラメータを記憶するメモリと、 検鏡法および光路中の対物レンズの倍率に応じた信号を
入力して前記レベルおよび前記重み付け量を変更する機
能を有し、前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値と
前記評価関数パラメータとから重み付け量を読み出し、
該読み出された重み付け量を隣接画素出力の差の絶対値
に乗ずる重み付け処理をすると共に、その重み付け処理
をされた各レベルの総和を求め、その差分量を前記被検
体の合焦度とする演算回路と、 前記演算回路により求められた合焦度を出力する出力機
能及びこの出力機能により出力される合焦度信号により
前記対物レンズまたは前記ステージを駆動して前記被検
体を合焦位置へ移動制御する制御機能と有するＣＰＵと
を備えたことを特徴とする自動合焦装置。 - 【請求項４】 対物レンズを通してステージ上に載置さ
れた被検体からの光学像を受光し、その受光量に応じた
電気信号を得る受光手段と、 前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値をその大きさ
によって２つ以上のレベルにレベル分けし、その各レベ
ルに応じて隣接画素の差の絶対値に対して乗ずる重み付
け量を検鏡法および対物レンズの倍率に応じて設定した
評価関数パラメータを記憶するメモリと、 前記検鏡法および光路中の対物レンズの倍率に応じた信
号として、前記受光手段の隣接画素の加算数が大きい場
合、前記加算数が大きくなると増加するレベル数と大き
くなる重み付け量に応じた信号を入力して前記レベルお
よび前記重み付け量を変更する機能を有し、前記受光手
段の隣接画素出力の差の絶対値と前記評価関数パラメー
タとから重み付け量を読み出し、該読み出された重み付
け量を隣接画素出力の差の絶対値に乗ずる重み付け処理
をすると共に、その重み付け処理をされた各レベルの総
和を求め、その差分量を前記被検体の合焦度とする演算
回路と、 前記演算回路により求められた合焦度を出力する出力機
能及びこの出力機能により出力される合焦度信号により
前記対物レンズまたは前記ステージを駆動して前記被検
体を合焦位置へ移動制御する制御機能を有するＣＰＵと
を備えたことを特徴とする自動合焦装置。 - 【請求項５】 対物レンズを通してステージ上に載置さ
れた被検体からの光学像を受光し、その受光量に応じた
電気信号を得る受光手段と、 前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値をその大きさ
によって２つ以上のレベルにレベル分けし、その各レベ
ルに応じて隣接画素の差の絶対値に対して乗ずる重み付
け量を検鏡法および対物レンズの倍率に応じて設定した
評価関数パラメータを記憶するメモリ手段と、 前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値と前記メモリ
手段に記憶される評価関数パラメータとから重み付け量
を読み出し、該読み出された重み付け量を隣接画素出力
の差の絶対値に乗ずる重み付け処理をすると共に、その
重み付け処理をされた各レベルの総和を求め、その差分
量を前記被検体の合焦度とする演算手段と、 この演算手段に検鏡法および光路中の対物レンズの倍率
に応じた信号を入力して前記レベルおよび前記重み付け
量を変更する変更手段と、 前記演算手段により求められた合焦度を出力する出力手
段と、 この出力手段から出力される合焦度信号により前記対物
レンズまたは前記ステージを駆動して前記被検体を合焦
位置へ移動制御する制御手段とから構成される自動合焦
装置を備えたことを特徴とする顕微鏡。 - 【請求項６】 対物レンズを通してステージ上に載置さ
れた被検体からの光学像を受光し、その受光量に応じた
電気信号を得る受光手段と、 前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値をその大きさ
によって２つ以上のレベルにレベル分けし、その各レベ
ルに応じて隣接画素の差の絶対値に対して乗ずる重み付
け量を検鏡法および対物レンズの倍率に応じて設定した
評価関数パラメータを記憶するメモリ手段と、 前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値と前記メモリ
手段に記憶される評価関数パラメータとから重み付け量
を読み出し、該読み出された重み付け量を隣接画素出力
の差の絶対値に乗ずる重み付け処理をすると共に、その
重み付け処理をされた各レベルの総和を求め、その差分
量を前記被検体の合焦度とする演算手段と、 この演算手段に検鏡法および光路中の対物レンズの倍率
に応じた信号として、前記受光手段の隣接画素の加算数
が大きい場合、前記加算数が大きくなると増加するレベ
ル数と大きくなる重み付け量に応じた信号を入力して前
記レベルおよび前記重み付け量を変更する変更手段と、 前記演算手段により求められた合焦度を出力する出力手
段と、 この出力手段から出力される合焦度信号により前記対物
レンズまたは前記ステージを駆動して前記被検体を合焦
位置へ移動制御する制御手段とから構成される自動合焦
装置を備えたことを特徴とする顕微鏡。 - 【請求項７】 対物レンズを通してステージ上に載置さ
れた被検体からの光学像を受光し、その受光量に応じた
電気信号を得る受光手段と、 前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値をその大きさ
によって２つ以上のレベルにレベル分けし、その各レベ
ルに応じて隣接画素の差の絶対値に対して乗ずる重み付
け量を検鏡法および対物レンズの倍率に応じて設定した
評価関数パラメータを記憶するメモリと、 検鏡法および光路中の対物レンズの倍率に応じた信号を
入力して前記レベルおよび前記重み付け量を変更する機
能を有し、前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値と
前記評価関数パラメータとから重み付け量を読み出し、
該読み出された重み付け量を隣接画素出力の差の絶対値
に乗ずる重み付け処理をすると共に、その重み付け処理
をされた各レベルの総和を求め、その差分量を前記被検
体の合焦度とする演算回路と、 前記演算回路により求められた合焦度を出力する出力機
能及びこの出力機能により出力される合焦度信号により
前記対物レンズまたは前記ステージを駆動して前記被検
体を合焦位置へ移動制御する制御機能と有するＣＰＵと
から構成される自動合焦装置を備えたことを特徴とする
顕微鏡。 - 【請求項８】 対物レンズを通してステージ上に載置さ
れた被検体からの光学像を受光し、その受光量に応じた
電気信号を得る受光手段と、 前記受光手段の隣接画素出力の差の絶対値をその大きさ
によって２つ以上のレベルにレベル分けし、その各レベ
ルに応じて隣接画素の差の絶対値に対して乗ずる重み付
け量を検鏡法および対物レンズの倍率に応じて設定した
評価関数パラメータを記憶するメモリと、 前記検鏡法および光路中の対物レンズの倍率に応じた信
号として、前記受光手段の隣接画素の加算数が大きい場
合、前記加算数が大きくなると増加するレベル数と大き
くなる重み付け量に応じた信号を入力して前記レベルお
よび前記重み付け量を変更する機能を有し、前記受光手
段の隣接画素出力の差の絶対値と前記評価関数パラメー
タとから重み付け量を読み出し、該読み出された重み付
け量を隣接画素出力の差の絶対値に乗ずる重み付け処理
をすると共に、その重み付け処理をされた各レベルの総
和を求め、その差分量を前記被検体の合焦度とする演算
回路と、 前記演算回路により求められた合焦度を出力する出力機
能及びこの出力機能により出力される合焦度信号により
前記対物レンズまたは前記ステージを駆動して前記被検
体を合焦位置へ移動制御する制御機能を有するＣＰＵと
から構成される自動合焦装置を備えたことを特徴とする
顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10691593A JP3403445B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 自動合焦装置とこの自動合焦装置を用いた顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10691593A JP3403445B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 自動合焦装置とこの自動合焦装置を用いた顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06317739A JPH06317739A (ja) | 1994-11-15 |
| JP3403445B2 true JP3403445B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=14445729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10691593A Expired - Fee Related JP3403445B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | 自動合焦装置とこの自動合焦装置を用いた顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3403445B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6266302B2 (ja) * | 2013-10-25 | 2018-01-24 | 株式会社キーエンス | 顕微鏡撮像装置、顕微鏡撮像方法および顕微鏡撮像プログラム |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP10691593A patent/JP3403445B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06317739A (ja) | 1994-11-15 |
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