JP3403447B2 - microscope - Google Patents

microscope

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JP3403447B2
JP3403447B2 JP10939293A JP10939293A JP3403447B2 JP 3403447 B2 JP3403447 B2 JP 3403447B2 JP 10939293 A JP10939293 A JP 10939293A JP 10939293 A JP10939293 A JP 10939293A JP 3403447 B2 JP3403447 B2 JP 3403447B2
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image sensor
level
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contrast
electric signal
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祐一郎 松尾
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Olympus Optic Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】本発明は、イメージセンサを用いた自動合
焦装置を備えてなる顕微鏡に関する。
The present invention relates to an automatic system using an image sensor.
The present invention relates to a microscope equipped with a focusing device .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、顕微鏡の自動合焦装置としては、
光学系を通して得られる被検体の光学像をイメージセン
サに入力し、このイメージセンサから出力される電気信
号から被検体像の隣接画素出力の差分の総和を演算した
り、電気信号の高域成分の電圧をバンドパスフィルタを
通して取出される信号、すなわちコントラスト信号から
いわゆる山登り方式によって合焦位置を決定する方式が
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an automatic focusing device for a microscope,
The optical image of the subject obtained through the optical system is input to the image sensor, the sum of the differences between the adjacent pixel outputs of the subject image is calculated from the electrical signal output from the image sensor, and the high-frequency component of the electrical signal is calculated. There is a method of determining a focus position by a so-called hill-climbing method from a signal obtained by passing a voltage through a bandpass filter, that is, a contrast signal.

【0003】ここで、山登り方式とはフォーカスレンズ
又は標本ステージを最初任意の一方向に移動させ、コン
トラスト信号の強度を移動の前後で比較し、移動後のコ
ントラスト信号の強度が増加すれば同方向に、移動後コ
ントラスト信号の強度が減少すれば、逆方向に移動させ
コントラストが最大となる位置へフォーカスレンズまた
は標本ステージを移動することによりフォーカスレンズ
または標本ステージの位置を合焦位置に一致させる方式
である。
Here, the hill-climbing method is to move the focus lens or the sample stage in an arbitrary direction first, compare the intensities of the contrast signals before and after the movement, and if the intensity of the contrast signals after the movement is increased, the same direction is used. If the intensity of the contrast signal decreases after the movement, the focus lens or the sample stage is moved to the position where the contrast is maximized by moving in the opposite direction so that the position of the focus lens or the sample stage coincides with the in-focus position. Is.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、フォーカスレ
ンズまたは標本ステージを合焦状態へ移動させながらイ
メージセンサの隣接画素出力の差分をとり、それをコン
トラスト信号として合焦動作を行う場合、イメージセン
サの出力が飽和してしまうときは、イメージセンサの蓄
積時間を短くして適正出力になるようにするが、ここで
イメージセンサの隣接画素出力における電気信号の差を
とると、蓄積時間を短くする前よりもその差分が小さく
なってしまう。
However, when the difference between the adjacent pixel outputs of the image sensor is calculated while moving the focus lens or the sample stage to the in-focus state and the in-focus operation is performed using the difference as a contrast signal, the image sensor If the output is saturated, shorten the accumulation time of the image sensor to obtain an appropriate output, but if you take the difference between the electrical signals at the adjacent pixel outputs of the image sensor before the accumulation time is shortened, The difference becomes smaller than that.

【0005】この電気信号の差分、すなわちコントラス
ト信号が強ければ強い程合焦状態に近付いて行くが、上
記のようにイメージセンサの蓄積時間を短くすると、コ
ントラスト信号が弱くなり、見掛け上合焦状態へ向かう
方向から遠ざかってしまう状態に陥る。このような状態
になると、システムは蓄積時間を変更する前の状態をコ
ントラスト強度最大の点、すなわち合焦位置と判断して
フォーカスレンズまたは標本ステージを本来の合焦位置
とは異なる位置へ移動させてしまい誤動作してしまう。
The stronger the difference between the electric signals, that is, the stronger the contrast signal, the closer to the in-focus state. However, if the accumulation time of the image sensor is shortened as described above, the contrast signal becomes weak and the apparent in-focus state is obtained. It falls into the state of moving away from the direction toward. In such a state, the system determines that the state before changing the accumulation time is the point with the maximum contrast intensity, that is, the focus position, and moves the focus lens or the sample stage to a position different from the original focus position. It will malfunction.

【0006】また、フォーカスレンズまたは標本ステー
ジを合焦状態から移動させた場合にイメージセンサの電
気信号が小さい時は、イメージセンサの蓄積時間を長く
して適正出力となるようにするが、今度は蓄積時間を変
更する前よりもコントラスト信号が強くなってしまい、
これより先に再びコントラスト信号が強くならなけれ
ば、この位置を合焦状態と判断してしまい、フォーカス
レンズまたは標本ステージをその位置に移動させてしま
い誤動作を引き起こす。
When the focus lens or the sample stage is moved from the in-focus state and the electric signal of the image sensor is small, the accumulation time of the image sensor is lengthened so as to obtain an appropriate output. The contrast signal becomes stronger than before changing the accumulation time,
If the contrast signal does not become strong earlier than this, this position is determined to be in focus, and the focus lens or the sample stage is moved to that position, causing a malfunction.

【0007】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたもので、イメージセンサの蓄積時間が変更されても
電気信号の差分、つまりコントラスト信号が変化せず、
合焦位置のずれによる誤動作を防止することができる
動合焦装置を備えた顕微鏡を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and even if the storage time of the image sensor is changed, the difference between the electric signals, that is, the contrast signal does not change.
Self it is possible to prevent malfunction due to the deviation of the focus position
An object of the present invention is to provide a microscope provided with a moving focusing device .

【0008】[0008]

【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、光学系を通して得られる被検体の光学像を
イメージセンサに入力し、このイメージセンサから出力
される電気信号に基づいて合焦度を演算し、その演算結
果に応じて山登りサーボ方式により対物レンズまたは標
本ステージを駆動してフォーカシングを行う自動合焦装
置を備えた顕微鏡において、前記自動合焦装置は、イメ
ージセンサからの電気信号をディジタル変換してコント
ラストを演算する演算手段と、前記イメージセンサから
の電気信号がA/D変換器の入力電圧範囲に対して適性
レベルになっているか否かを判定するレベル判定手段
と、このレベル判定手段により前記イメージセンサから
の電気信号がA/D変換器の入力電圧範囲に対して不適
正であると判定されると前記イメージセンサの電荷蓄積
時間を補正レベルに設定変更する設定変更手段と、この
設定変更手段により設定変更された電荷蓄積時間をパラ
メータとして、前記イメージセンサの蓄積時間が前回の
k倍に設定変更したとき演算手段により隣接画素出力の
総和から求められるコントラストの演算結果を1/k倍
してコントラストを補正する補正手段とから構成され
る。
In order to achieve the above object, the present invention inputs an optical image of a subject obtained through an optical system into an image sensor, and combines the optical image based on an electric signal output from the image sensor. Automatic focusing system that calculates the degree of focus and drives the objective lens or sample stage by the hill climbing servo system according to the calculation result to perform focusing.
In the microscope equipped with an apparatus , the automatic focusing device includes a calculating unit that digitally converts an electric signal from the image sensor to calculate a contrast, and an electric signal from the image sensor has an input voltage range of an A / D converter. And a level determining means for determining whether or not the electrical signal from the image sensor is inappropriate for the input voltage range of the A / D converter. a setting changing means for setting change to the correction level the charge accumulation time of the image sensor to be, the
The charge accumulation time changed by the setting change means
As a meter, the accumulation time of the image sensor
When the setting is changed to k times
1 / k times the calculation result of the contrast calculated from the sum
And correction means for correcting the contrast.
It

【0009】[0009]

【作用】このような構成の顕微鏡によれば、自動合焦装
置にイメージセンサの電荷蓄積時間が設定されてもその
蓄積時間に基づいてコントラスト演算結果を補正する機
能を持たせることにより、合焦動作中にイメージセンサ
の蓄積時間がk倍になってもコントラスト演算された演
算結果が1/k倍されるので、コントラスト値のピーク
を誤認識することなく、正確な合焦動作を行うことがで
きる。
According to the microscope having such a structure, even if the charge accumulation time of the image sensor is set in the automatic focusing device, the automatic focusing device has a function of correcting the contrast calculation result based on the accumulation time. Even if the storage time of the image sensor is increased by k during operation, the result of contrast calculation is multiplied by 1 / k, so accurate focusing operation can be performed without erroneously recognizing the peak of the contrast value. it can.

【0010】[0010]

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明による顕微鏡の自動合焦装置のシス
テム構成例を示すものである。本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1を上下
方向に移動可能な標本ステージ2を備え、図示しない落
射用光源または透過用光源の何ずれかによって得られる
被検体1からの光束が対物レンズ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、固体撮像素子(CCDセンサ)5に投影され
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a system configuration example of an automatic focusing device for a microscope according to the present invention. As shown in FIG. 1, the optical system of the microscope of the present embodiment includes a specimen stage 2 capable of vertically moving an object 1 which is an observation specimen, and may be adjusted depending on whether the epi-illumination light source or the transmission light source (not shown) is displaced. The obtained light flux from the subject 1 passes through the objective lens 3, a part of the light flux is imaged on the eyepiece lens L, and the other light flux is imaged by the imaging objective lens 4 and projected on the solid-state image sensor (CCD sensor) 5. To be done.

【0011】一方、CCDセンサ5は投影された光像を
その入射光量と電荷蓄積時間に応じた電圧の画像信号に
変換し、この画像信号はアナログ処理部6に入力され
る。アナログ処理部6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ってA/D変換器7に入力
される。このA/D変換器7ではアナログ信号をディジ
タル信号に変換し、このディジタル信号は演算回路8に
送られる。
On the other hand, the CCD sensor 5 converts the projected light image into an image signal having a voltage corresponding to the amount of incident light and the charge storage time, and this image signal is input to the analog processing section 6. The analog processing unit 6 amplifies the analog signal, performs analog processing such as filter processing, and inputs the analog signal to the A / D converter 7. The A / D converter 7 converts an analog signal into a digital signal, and the digital signal is sent to the arithmetic circuit 8.

【0012】演算回路8ではコントラスト等の合焦度を
示す所定の評価関数に従った演算を実行すると共に、C
CDセンサ5の出力のピーク値を求め、その結果はCP
U9に送出される。
The arithmetic circuit 8 executes an arithmetic operation according to a predetermined evaluation function indicating the degree of focus such as contrast, and C
The peak value of the output of the CD sensor 5 is obtained, and the result is CP
It is sent to U9.

【0013】このCPU9は演算回路8によって算出さ
れた合焦度レベルに基いて焦点状態を確認し、合焦点か
ら外れている場合にはステージ駆動回路10にステージ
駆動信号を出力し、標本ステージ2を上下動させること
により、焦点調節を行う。
The CPU 9 confirms the focus state based on the focus level calculated by the arithmetic circuit 8, and outputs a stage drive signal to the stage drive circuit 10 when the focus state is out of focus, and the sample stage 2 The focus is adjusted by moving up and down.

【0014】また、このCPU9は図2に示すように演
算回路8で求められたCCDセンサ5の出力ピーク値を
取込んでCCDセンサ5からの電気信号がA/D変換器
7の入力電圧範囲に対して適正レベルになっているか否
かを判定する判定手段9−1と、この判定手段9−1に
より不適正レベルであると判定されると適正な電荷蓄積
時間を算出してタイミングジェネレータ11に対してC
CDセンサ5の電荷蓄積時間を設定変更する蓄積時間設
定変更手段9−2と、この蓄積時間設定変更手段9−2
によりCCDセンサ5の電荷蓄積時間が前回のk倍に変
更されると演算回路8の算出結果を1/k倍した合焦度
レベルに補正する補正手段9−3とを備えている。この
場合、タイミングジェネレータ11は設定された条件に
従ってCCDセンサ5に駆動パルスを出力する。
As shown in FIG. 2, the CPU 9 also takes in the output peak value of the CCD sensor 5 obtained by the arithmetic circuit 8 so that the electric signal from the CCD sensor 5 is in the input voltage range of the A / D converter 7. With respect to the timing generator 11 and a timing generator 11 that calculates an appropriate charge accumulation time when the determination means 9-1 determines that the level is an inappropriate level. Against C
Storage time setting changing means 9-2 for changing the setting of the charge storage time of the CD sensor 5, and this storage time setting changing means 9-2.
When the charge storage time of the CCD sensor 5 is changed to k times the previous time, the correction result 9-3 is provided to correct the calculation result of the arithmetic circuit 8 to the focus level which is 1 / k times. In this case, the timing generator 11 outputs a drive pulse to the CCD sensor 5 according to the set conditions.

【0015】次に上記のように構成された顕微鏡の自動
合焦装置の作用について述べる。いま、CPU9により
演算回路8で算出された合焦度レベルに基いて焦点状態
を確認し、山登り方式によりステージ駆動信号がステー
ジ駆動回路10に出力されている状態にあるものとすれ
ば、標本ステージ2はステージ駆動回路10により上下
方向に移動し、焦点調節が行われる。このときCCDセ
ンサ5に投影される被検体像が合焦状態に近づくにつれ
て被検体像のコントラストが高くなり、明暗の差が大き
くなるので、CCDセンサ5の出力ピークレベルも大き
くなる。
Next, the operation of the automatic focusing device for a microscope constructed as described above will be described. Now, assuming that the CPU 9 confirms the focus state based on the focus level calculated by the arithmetic circuit 8, and the stage drive signal is being output to the stage drive circuit 10 by the hill climbing method, the sample stage 2 is moved up and down by the stage drive circuit 10 to adjust the focus. At this time, as the subject image projected on the CCD sensor 5 approaches the in-focus state, the contrast of the subject image becomes higher and the difference in lightness and darkness becomes larger, so the output peak level of the CCD sensor 5 also becomes larger.

【0016】このような電気信号がCCDセンサ5より
アナログ処理回路6に入力され、所定の処理を受けてA
/D変換器7によりディジタル信号に変換された後、演
算回路8に送られると、この演算回路8ではコントラス
ト等の合焦度を示す所定の評価関数に従った演算を行う
と共に、CCDセンサ5の出力ピーク値を演算してその
結果がCPU9に送られる。
Such an electric signal is input from the CCD sensor 5 to the analog processing circuit 6 and subjected to predetermined processing to obtain A
After being converted into a digital signal by the / D converter 7, when it is sent to the arithmetic circuit 8, the arithmetic circuit 8 performs arithmetic according to a predetermined evaluation function indicating the degree of focus such as contrast and the CCD sensor 5 Is calculated and the result is sent to the CPU 9.

【0017】このCPU9にCCDセンサ5の出力ピー
ク値が取込まれると、まず判定手段9−1によりCCD
センサ5からの電気信号がA/D変換器7の入力電圧範
囲に対して適正レベルになっているか否かを判定し、不
適性レベルであると判定されると蓄積時間設定変更手段
9−2により適正な電荷蓄積時間を算出してタイミング
ジェネレータ11に対してCCDセンサ5の電荷蓄積時
間を設定変更する。
When the output peak value of the CCD sensor 5 is fetched by the CPU 9, first, the judgment means 9-1 causes the CCD to operate.
It is determined whether or not the electric signal from the sensor 5 is at an appropriate level for the input voltage range of the A / D converter 7, and if it is determined to be an inappropriate level, the accumulation time setting changing means 9-2. Then, an appropriate charge storage time is calculated, and the charge storage time of the CCD sensor 5 is changed for the timing generator 11.

【0018】この場合、演算回路8では隣接画素出力の
差分の総和を合焦度(コントラスト)として演算してい
るので、例えばコントラストの増加により蓄積時間が1
/2に設定変更されると、演算回路8で算出される結果
はコントラストが上がっているにもかかわらず減ってし
まう。
In this case, since the arithmetic circuit 8 calculates the sum of the differences between the outputs of the adjacent pixels as the focus degree (contrast), the accumulation time becomes 1 due to the increase of the contrast, for example.
When the setting is changed to / 2, the result calculated by the arithmetic circuit 8 decreases even though the contrast increases.

【0019】このときの現象を図3により説明する。図
3(a)は、ある蓄積時間をT(sec)の場合のCCDセ
ンサ5の出力であり、図3(b)はT/2(sec)とした
場合の出力である。
The phenomenon at this time will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows the output of the CCD sensor 5 when a certain storage time is T (sec), and FIG. 3B shows the output when T / 2 (sec).

【0020】このように同じ被検体像をCCDセンサ5
でとらえたとしても、蓄積時間によってCCDセンサ5
より出力される画像信号のレベルが変わってしまうの
で、隣接画素出力の差分の総和を求めた結果も図3
(a)の方が図3(b)よりも大きく、2倍となってし
まう。
In this way, the same subject image is captured by the CCD sensor 5
Even if it is captured by the CCD sensor 5
Since the level of the output image signal will change, the result of the sum of the differences between the outputs of adjacent pixels is also shown in FIG.
(A) is larger than FIG. 3 (b) and becomes twice as large.

【0021】しかし、CPU9の蓄積時間設定変更手段
9−2によりCCDセンサ5の電荷蓄積時間が前回より
短く1/k倍(k>1)に設定変更した場合には、その
設定された蓄積時間によって得られた画像信号の隣接画
素出力の差分の総和が演算回路8により求められると、
補正手段9−3によりその算出結果にk倍したものを合
焦度レベルとし、逆に前回よりも長くk倍(k>1)に
設定変更した場合には、その設定された蓄積時間によっ
て得られた画像信号の隣接画素出力の差分の総和が演算
回路8により求められると、補正手段9−3によりその
算出結果に1/k倍したものを合焦度レベルとして補正
される。
However, when the charge accumulation time of the CCD sensor 5 is changed to 1 / k times (k> 1) which is shorter than the previous time by the accumulation time setting changing means 9-2 of the CPU 9, the set accumulation time is set. When the total sum of the differences between the adjacent pixel outputs of the image signals obtained by
When the calculation result obtained by the correction means 9-3 is multiplied by k, the focus level is set, and conversely, when the setting is changed to k times (k> 1) longer than the previous time, it is obtained by the set accumulation time. When the arithmetic circuit 8 obtains the sum of the differences between the output of adjacent pixels of the obtained image signal, the correction means 9-3 corrects the calculation result multiplied by 1 / k as the focus level.

【0022】従って、蓄積時間が設定変更された場合に
は演算回路8により演算された隣接画素出力の差分の総
和に対して蓄積時間の変化による補正が行なわれるの
で、山登りサーボ方式により合焦点をサーチする過程に
おいて演算したコントラストが急激に変化することがな
くなり、滑らかなコントラストカーブを得ることがで
き、安定した焦点調節が可能となる。
Therefore, when the setting of the accumulation time is changed, the sum of the differences between the adjacent pixel outputs calculated by the arithmetic circuit 8 is corrected by the change of the accumulation time. The contrast calculated in the search process does not change abruptly, a smooth contrast curve can be obtained, and stable focus adjustment becomes possible.

【0023】なお、上記実施例では、標本ステージ2を
上下動させることにより、焦点調節を行うようにした
が、無限遠対物光学系を用いてその対物レンズを上下動
させ、焦点調節を行う場合でも前述同様の補正を採用す
ることにより前記実施例と同様の作用効果が得られる。
In the above embodiment, the focus adjustment is performed by moving the sample stage 2 up and down, but when the objective lens is moved up and down using the infinity objective optical system, the focus adjustment is performed. However, by adopting the same correction as described above, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

【0024】また、上記実施例では、コントラストの演
算方式として隣接画素出力の差部ん総和を求めるように
したが、隣接画素出力の差分のN乗の総和をコントラス
トの演算方式とする場合には蓄積時間が前回のk倍(k
>0)に変えたことによって得られるコントラストに対
して1/kN倍の補正をすることにより、前記実施例と
同様の作用効果が得られると共に、コントラストを強調
しながら補正することができる等の効果を得ることがで
きる。
Further, in the above embodiment, the difference sum of adjacent pixel outputs is calculated as the contrast calculation method. However, when the Nth sum of the difference between the adjacent pixel outputs is used as the contrast calculation method. Accumulation time is k times the previous time (k
By correcting the contrast obtained by changing to> 0) by 1 / k N times, it is possible to obtain the same function and effect as in the above-described embodiment and to enhance the contrast.
However, it is possible to obtain effects such as correction.
Wear.

【0025】さらに上記実施例では、コントラストの演
算方式として隣接画素出力の差分の総和に対して設定変
更された蓄積時間をパラメータとして補正をしたが、蓄
積時間以外の要因による補正を重ねて行うような場合に
はまず隣接画素出力の差分それぞれに設定変更された蓄
積時間による補正を行い、その後他の補正を行うことに
よって複数の補正を重ねても前記実施例と同様の作用効
果を得ることができる。
Further, in the above-mentioned embodiment, as the contrast calculation method, the correction is made by using the accumulation time whose setting is changed with respect to the sum of the differences of the adjacent pixel outputs as a parameter, but the correction other than the accumulation time may be repeated. In such a case, first, a correction is performed according to the accumulation time of which the setting is changed for each of the differences between the adjacent pixel outputs, and then a plurality of corrections are performed by performing other corrections. it can.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、山登
りサーチ方式により合焦点をサーチする場合、イメージ
センサの蓄積時間を途中で変化させてもコントラストの
演算結果がその影響を受けることなく、なめらかに変化
させることができるので、安定した焦点調節を行うこと
ができる自動合焦装置を備えた顕微鏡を提供できる。
As described above, according to the present invention, in the case of searching the in-focus point by the hill climbing search method, the contrast calculation result is not affected even if the accumulation time of the image sensor is changed midway. Since it can be changed smoothly, it is possible to provide a microscope equipped with an automatic focusing device capable of performing stable focus adjustment.

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

【図1】図1は本発明による顕微鏡の自動合焦装置の一
実施例を示すシステム構成図。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of an automatic focusing device for a microscope according to the present invention.

【図2】同実施例におけるCPUに備えられた機能ブロ
ック図。
FIG. 2 is a functional block diagram of the CPU according to the embodiment.

【図3】CCDセンサの蓄積時間と出力との関係を示す
画像信号を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an image signal showing a relationship between an accumulation time and an output of a CCD sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…被検体、2…標本ステージ3…対物レンズ、4…結
像レンズ、5…CCDセンサ、6…アナログ処理回路、
7…A/D変換器、8…演算回路、9…CPU、9−1
…判定手段、9−2…蓄積時間設定変更手段、9−3…
補正手段、10…ステージ駆動回路、11…タイミング
ジェネレータ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Subject, 2 ... Sample stage 3 ... Objective lens, 4 ... Imaging lens, 5 ... CCD sensor, 6 ... Analog processing circuit,
7 ... A / D converter, 8 ... Arithmetic circuit, 9 ... CPU, 9-1
... determination means, 9-2 ... accumulation time setting change means, 9-3 ...
Correction means, 10 ... Stage drive circuit, 11 ... Timing generator.

───────────────────────────────────────────────────── 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3−20707(JP,A) 特開 平2−36681(JP,A) 特開 平5−34590(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 7/11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-27154 (JP, A) JP-A-3-20707 (JP, A) JP-A-2-36681 (JP, A) JP-A-5- 34590 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 7/11

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光学系を通して得られる被検体の光学像
をイメージセンサに入力し、このイメージセンサから出
力される電気信号に基づいて合焦度を演算し、その演算
結果に応じて山登りサーボ方式により対物レンズまたは
標本ステージを駆動してフォーカシングを行う自動合焦
装置を備えた顕微鏡において、 前記自動合焦装置は、 前記イメージセンサからの電気信号をディジタル変換し
てコントラストを演算する演算手段と、 前記イメージセンサからの電気信号がA/D変換器の入
力電圧範囲に対して適性レベルになっているか否かを判
定するレベル判定手段と、 このレベル判定手段により前記イメージセンサからの電
気信号がA/D変換器の入力電圧範囲に対して不適正で
あると判定されると前記イメージセンサの電荷蓄積時間
を補正レベルに設定変更する設定変更手段と、この設定変更手段により設定変更された電荷蓄積時間を
パラメータとして、前記イメージセンサの蓄積時間が前
回のk倍に設定変更したとき演算手段により隣接画素出
力の総和から求められるコントラストの演算結果を1/
k倍してコントラストを補正する補正手段とから構成さ
れたことを特徴とする自動合焦装置を備えた顕微鏡。
1. An optical image of a subject obtained through an optical system is input to an image sensor, a focusing degree is calculated based on an electric signal output from the image sensor, and a hill-climbing servo system is calculated according to the calculation result. by driving the objective lens or specimen stage by automatic focusing focusing is performed
In a microscope including a device, the automatic focusing device includes a calculating unit that digitally converts an electric signal from the image sensor to calculate a contrast, and an electric signal from the image sensor is an input voltage of an A / D converter. Level determining means for determining whether or not the level is appropriate for the range, and the level determining means determines that the electric signal from the image sensor is not appropriate for the input voltage range of the A / D converter. When it is judged, the setting change means for setting the charge accumulation time of the image sensor to the correction level and the charge accumulation time changed by the setting change means are set.
As a parameter, the storage time of the image sensor is
When the setting is changed to k times, the adjacent pixels are output by the calculation means.
Contrast calculation result obtained from total force is 1 /
Compensation means for compensating the contrast by multiplying by k
A microscope equipped with an automatic focusing device.
【請求項2】 光学系を通して得られる被検体の光学像
をイメージセンサに入力し、このイメージセンサから出
力される電気信号に基づいて合焦度を演算し、その演算
結果に応じて山登りサーボ方式により対物レンズまたは
標本ステージを駆動してフォーカシングを行う自動合焦
装置を備えた顕微鏡において、 前記自動合焦装置は、 前記イメージセンサからの電気信号をディジタル変換し
て隣接する画素の差分のN乗の差分総和を用いてコント
ラストを演算する演算手段と、 前記イメージセンサからの電気信号がA/D変換器の入
力電圧範囲に対して適性レベルになっているか否かを判
定するレベル判定手段と、 このレベル判定手段により前記イメージセンサからの電
気信号がA/D変換器の入力電圧範囲に対して不適正で
あると判定されると前記イメージセンサの電荷 蓄積時間
を基準蓄積時間に対してk倍することにより補正レベル
に設定変更する設定変更手段と、 この設定変更手段により設定変更され、前記演算手段に
より隣接画素出力のN乗の総和から求められるコントラ
ストの演算結果を1/k N 倍してコントラストを補正す
る補正手段とから構成されたことを特徴とする自動合焦
装置を備えた顕微鏡。
2. An optical image of a subject obtained through an optical system.
To the image sensor and output from this image sensor.
The degree of focus is calculated based on the applied electric signal, and the calculation is performed.
Depending on the result, the objective lens or the
Automatic focusing to drive the specimen stage for focusing
In a microscope equipped with a device, the automatic focusing device digitally converts an electric signal from the image sensor.
The difference sum of the Nth power of the difference between adjacent pixels.
The calculation means for calculating the last and the electric signal from the image sensor are input to the A / D converter.
Determine whether the level is appropriate for the output voltage range
Level determining means for determining the level of the electric power from the image sensor by the level determining means.
The air signal is not appropriate for the input voltage range of the A / D converter.
If it is determined that there is a charge accumulation time of the image sensor
Correction level by multiplying the standard accumulation time by k
To the setting means for changing the setting, and the setting means to change the setting
Contra calculated from the sum of the Nth powers of adjacent pixel outputs
Stroke calculation result is multiplied by 1 / k N to correct contrast
Automatic focusing, characterized by comprising a correction means
A microscope equipped with a device.
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