JP4166297B2

JP4166297B2 - Automatic focus detection device for microscope

Info

Publication number: JP4166297B2
Application number: JP12428697A
Authority: JP
Inventors: 知宏内田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: JPH10311942A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば明視野検鏡法や蛍光検鏡法に切り替えて被検体の観察を行う顕微鏡に適用した顕微鏡用自動焦点検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カメラに適用される焦点検出装置は、被写体から撮影レンズを通過した光束による入射光を光電変換素子により電気信号に変換し、この電気信号に対して所定の処理を施すことによって撮影レンズの焦点状態を検出することが一般的に行われている。
【０００３】
このような焦点検出の技術として例えば特開昭５７−７２１１４号公報には、光電変換素子から出力される電気信号のダイナミックレンジが小さいことから、処理系のレンジを満たしていないときには、電気信号に処理を施すか又は入射光量を増大させる方法が記載されている。このうち入射光量を一定とした場合には、増幅回路により電気信号を増幅することによりそのダイナミックレンジを処理系のレンジに適合させている。
この場合、増幅回路による増幅率は、入射光量により無条件に変化するため、増幅率が高くなるとともにＳＮ比が小さくなってしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術のように被写体の輝度により光電変換素子から出力される電気信号を処理系のレンジに一致するように増幅回路により増幅を行うと、例えば顕微鏡の焦点検出装置に適用した場合に不利となることがある。
【０００５】
すなわち、顕微鏡では、検鏡法として明視野検鏡法、偏光検鏡法及び微分干渉検鏡法があるが、これら検鏡法の場合に通常用いる標本は明暗がはっきりしておらず、処理系に入力する光電変換素子からの電気信号のＳＮ比が低下し、合焦精度が低くなる虞がある。
【０００６】
合焦精度を維持するためには、処理系に入力される電気信号のＳＮ比を高めることが不可欠な要因であるが、上記技術のように処理系に入力する電気信号のダイナミックレンジが処理系のダイナミックレンジに対して小さい場合、処理系のダイナミックレンジに一致するようにオートゲインコントロール（以下、ＡＧＣと称する）により電気信号の増幅を行うと、このゲインの増大に伴って電気信号に含まれるノイズの比率も増大する。
【０００７】
このようなノイズ比率の増大は、光電変換素子から出力される電気信号に含まれるノイズによる合焦位置の精度の低下を招き、そのために上記技術を明視野検鏡法、偏光検鏡法又は微分干渉検鏡法を用いた顕微鏡に適用すると、不利となる。
【０００８】
一方、特開平４−３２６３１６号公報には、明視野検鏡法と蛍光検鏡法とを可能とする顕微鏡用写真撮影装置が記載されているが、このうち例えば蛍光検鏡法の顕微鏡では、通常用いられている被写体の特性から被写体の明暗ははっきりしているので、被写体の明るいところすなわち蛍光部分に合焦する場合にはＳＮ比が高いので、光電変換素子から出力される電気信号のＡＧＣのゲインを高くしても合焦精度の低下は発生しにくい。このような場合、ＡＧＣにのるノイズの影響は、明視野検鏡法に比べて小さい。
【０００９】
しかしながら、蛍光検鏡法では、被写体の褪色性から迅速な合焦速度が求められるので、光電変換素子からの出力タイミング（蓄積時間）を明視野検鏡法に合わせ、かつ自動焦点検出のために処理系のダイナミックレンジに光電変換素子からの電気信号のレンジを適合した場合、蛍光検鏡法を用いて観察を行うには、光電変換素子からの出力タイミングが長すぎる。
【００１０】
このため、明視野検鏡用の光電変換素子を蛍光顕微鏡に適用した場合、焦点検出時間が長くなり、不利となる。
ところが、蛍光検鏡法で最適とした光電変換素子の出力タイミングを明視野検鏡法に適用すると、焦点検出時間は短くなるが、自動焦点検出のために処理系のダイナミックレンジに光電変換素子から出力される電気信号のレンジを適合させる場合には、増幅回路による増幅率の増大に伴い電気信号に含まれるノイズの比率が増大し、不利となる。
そこで本発明は、各種検鏡法に応じて合焦時間及び合焦精度を最適化できる顕微鏡用自動焦点検出装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１によれば、被写体を観察するいずれか１つの検鏡法に切り替える検鏡法切り替え機構と、対物レンズを介して結像される被写体の光像を検出してその電気信号に変換出力する蓄積型の光電変換素子と、光電変換素子の出力信号を増幅するオートゲインコントロールと、オートゲインコントロールにより増幅された光電変換素子の出力信号に基づいて被写体と対物レンズとの相対距離を可変して合焦動作を行う合焦動作手段と、検鏡法切り替え機構により検鏡法が切り替えられたときの被写体に対する照明状態によって検鏡法を識別する検鏡法識別手段と、検鏡法に応じて光電変換素子の蓄積時間の制御範囲を変化させる蓄積時間制限手段と、検鏡法に応じて前記オートゲインコントロールのゲインの制御範囲を変化させるゲイン制限手段とを具備し、検鏡法識別手段により照明状態から被写体の前記光像のコントラスト比が低い検鏡法である第１の顕鏡法と識別された場合、蓄積時間制限手段は、光電変換素子の蓄積時間の制限を解除すると共に、ゲイン制限手段は、オートゲインコントロールによるゲインの制御範囲を制限する制御を行い、検鏡法識別手段により照明状態から第１の検鏡法以外で被写体の光像のコントラスト比が第１の顕鏡法のコントラスト比よりも大きい検鏡法である第２の検鏡法と識別された場合、蓄積時間制限手段は、光電変換素子の蓄積時間の制御範囲を制限すると共に、ゲイン制限手段は、オートゲインコントロールによるゲインの制限を解除する制御を行う顕微鏡用自動焦点検出装置である。
【００１２】
請求項２によれば、検鏡法識別手段は、検鏡法切り替え機構によって切り替えられる第１の検鏡法と第２の検鏡法との各光源の点灯又は消灯の状態を検出することによって第１の検鏡法と第２の検鏡法とを識別する。
【００１３】
請求項３によれば、第１の検鏡法は、明視野検鏡法、偏光検鏡法又は微分干渉検鏡法のいずれか１つである。
請求項４によれば、第２の検鏡法は、蛍光検鏡法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は顕微鏡用自動焦点検出装置を適用した顕微鏡の全体構成図である。
ステージ１上には、被写体Ｓである標本が載置されている。このステージ１は、駆動回路２の駆動によって対物レンズ３の光軸方向（イ）に昇降する構成となっている。なお、このステージ１には、光路用開口部１ａが形成されている。
【００１５】
被写体Ｓに対する明視野検鏡法と蛍光検鏡法とを行うために、明視野検鏡用の透過用光源４と蛍光検鏡用の蛍光光源５とが備えられている。
このうち透過用光源４から放射される透過照明光の光路上には、レンズ６及びミラー７が配置され、さらにこのミラー７の反射光路上にレンズ８が配置されている。
【００１６】
又、蛍光光源５は、例えば紫外線ランプであり、この蛍光光源５から放射される蛍光照明光の光路上には、各レンズ９、１０及びキューブ１１が配置され、このキューブ１１の反射光路上に上記対物レンズ３が配置されている。
【００１７】
これら透過用光源４又は蛍光光源５のいずれかの光源によって得られる被写体Ｓからの光束の光路上には、対物レンズ３、キューブ１１、光路分岐部材１２、ミラー１３及び結像レンズ１４が配置されている。
【００１８】
このうち光路分岐部材１２は、被写体Ｓからの光束を結像レンズ１４側と接眼レンズ１５側との２光路に分岐する光学部材である。
結像レンズ１４の光路上には、分割プリズム１６を介してＣＣＤセンサ１７が配置されている。分割プリズム１６は、入射した光束を２分割し、結像レンズ１４の出射面からＣＣＤセンサ１７の受光面に至るまでの光路長を異ならして２つの光束が平行な状態でＣＣＤセンサ１７の受光面に入射させる光学部材である。そして、結像レンズ１４を含む結像光学系の予定結像面に対する前後の光学系に共役な位置、すなわち前側共役面と後側共役面とにＣＣＤセンサ１７の受光面を一致させている。
【００１９】
このＣＣＤセンサ１７は、タイミングジャネレータ１８から出力される読み出しタイミング信号を受けて、被写体像（被写体Ｓの像）の入射光量（前ピン像、後ピン像）と蓄積時間に応じた電圧を持つアナログの電気信号を出力する機能を有している。
【００２０】
このＣＣＤセンサ１７の出力端子には、アナログ処理部１９を介してＡＧＣ２０、Ａ／Ｄ変換器２１、メモリ２２が接続されている。
このうちアナログ処理部１９は、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号に対して前ピン像、後ピン像とで別々にフィルタ処理等のアナログ処理を施す機能を有している。
【００２１】
メモリ２２には、Ａ／Ｄ変換器２１によりディジタル化された電気信号（以下、ディジタル信号と称する）が前ピン像、後ピン像とで別々に格納されるものとなっている。
【００２２】
演算回路２３は、メモリ２２に格納されている被写体像の前ピン像と後ピン像との各ディジタル信号を読み出し、これらディジタル信号を用いて前ピン像と後ピン像との各コントラスト値を算出し、かつこれらコントラスト値から被写体Ｓの合焦度を示すデフォーカス量を算出してＣＰＵ２４に送出する機能を有している。
【００２３】
一方、光路検出器２５は、被写体Ｓを観察する場合、蛍光用光源５の点灯又は消灯の状態によって、透過用光源４又は蛍光用光源５のいずれかを用いているかを検出して検鏡法を識別し、その識別した検鏡法をＣＰＵ２４に知らせる検鏡法識別手段としての機能を有している。
【００２４】
ＣＰＵ２４は、Ａ／Ｄ変換器２１からのディジタル信号を取り込み、被写体像の電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合しているかを監視し、被写体像の電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合していない場合、ＣＣＤセンサ１７での電荷蓄積時間をレンジに適合する電荷蓄積時間とする命令をタイミングジェネレータ１８に送信し、かつＡＧＣ２０のゲインをレンジに適合するゲインとする命令をＡＧＣ２０に送信する機能を有している。
【００２５】
この場合、ＣＰＵ２４は、光路検出器２５により識別された検鏡法に応じてＣＣＤセンサ１７の蓄積時間の制御範囲を変化させる、すなわち明視野検鏡法と識別された場合、ＣＣＤセンサ１７の蓄積時間の制限を解除する蓄積時間制御手段としての機能を有している。
【００２６】
又、ＣＰＵ２４は、光路検出器２５により識別された検鏡法に応じてＡＧＣ２０のゲインの制御範囲を変化させる、すなわち蛍光検鏡法と識別された場合、ＡＧＣ２０のゲインの制限を解除するゲイン制限手段としての機能を有している。
【００２７】
又、ＣＰＵ２４は、演算回路２３により算出されたディフォーカス量を受け、このディフォーカス量に基づいて被写体Ｓの合焦位置へ移動させるためのステージ１の移動量及び移動方向の信号を算出して駆動回路２に送信する機能を有している。
【００２８】
なお、ＣＰＵ２４には、外部コントローラ２６が接続され、例えば自動焦点検出の開始信号がＣＰＵ２４に入力するものとなっている。
次に上記の如く構成された装置の作用について図２及び図３に示す合焦制御フローチャートに従って説明する。
(a) 明視野検鏡法の場合
外部コントローラ２６からＣＰＵ２４に自動焦点検出の信号が入力すると、ＣＰＵ２４は、ステップ＃１において自動焦点検出を開始し、次のステップ＃２において光路検出器２５による検鏡法の識別結果を受けて明視野検鏡法であるか否かを判断する。
【００２９】
明視野検鏡法の場合、透過用光源４が点灯し、蛍光用光源５が消灯するので、光路検出器２５は、蛍光用光源５の消灯から明視野検鏡法であることを識別し、その識別結果をＣＰＵ２４に送信する。
【００３０】
従って、ＣＰＵ２４は、ステップ＃２において光路検出器２５の識別結果から明視野検鏡法と判断し、次のステップ＃３においてＡＧＣ２０のゲインをノイズの増大を抑える比較的低倍に制限し、かつ次のステップ＃４においてＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間の制限を解除する。
【００３１】
このように明視野検鏡法の場合、透過用光源４から放射された透過照明光は、レンズ６からミラー７で反射し、レンズ８を通して被写体Ｓに照射される。
このときの被写体Ｓからの光束は、対物レンズ３、キューブ１１を通って光路分岐部材１５に入射し、ここで光束の一部が接眼レンズ１５に分岐される。さらに光路分岐部材１５を透過した光束は、ミラー１３で反射して結像レンズ１４に導かれる。
【００３２】
この結像レンズ１４を透過した光束は、分割プリズム１６で２光路に分岐され、これら２つの光束が平行な状態でＣＣＤセンサ１７の受光面に入射する。ここで、結像レンズ１４の出射面からＣＣＤセンサ１７の受光面に至るまでの光路長が異なり、かつ結像レンズ１４を含む結像光学系の予定結像面に対する前後の光学系に共役な位置、すなわち前側共役面と後側共役面とにＣＣＤセンサ１７の受光面が一致しているので、ＣＣＤセンサ１７に予定結像面から共役な２位置に被写体像（前ピン像、後ピン像）が投影される。これらの２つの被写体像は、合焦位置になったときに同一形状となる。
【００３３】
このＣＣＤセンサ１７は、投影された前ピン像、後ピン像の入射光量と電荷蓄積時間に応じた電圧を持つアナログの電気信号を出力する。
このＣＣＤセンサ１７から出力された電気信号は、アナログ処理部１９により前ピン像、後ピン像とで別々にフィルタ処理等のアナログ処理が施され、Ａ／Ｄ変換器２１によりディジタル化されて前ピン像、後ピン像とで別々にメモリ２２に格納される。
【００３４】
演算回路２３は、メモリ２２に格納された被写体像の前ピン像と後ピン像との各ディジタル信号を読み出し、これらディジタル信号を用いて前ピン像と後ピン像との各コントラスト値を算出し、かつこれらコントラスト値から被写体Ｓの合焦度を示すデフォーカス量を算出してＣＰＵ２４に送出する。
【００３５】
次にＣＰＵ２４は、ステップ＃５において、ＣＣＤセンサ１７の前ピン像と後ピン像とのアナログの電気信号を読み込み、次のステップ＃６においてＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合しているか否かをチェックする。
【００３６】
このチェックの結果、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合していなければ、ＣＰＵ２４は、ステップ＃７に移って、ＣＣＤセンサ１７での電荷蓄積時間をレンジに適合する電荷蓄積時間とする命令をタイミングジェネレータ１８に送信し、次のステップ＃８でＡＧＣ２０のゲインをレンジに適合するゲインとする命令をＡＧＣ２０に送信する。
【００３７】
このようなＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間とＡＧＣ２０のゲインの制御は、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合するまで繰り返される。
【００３８】
そして、ダイナミックレンジに適合すると、ＣＰＵ２４は、ステップ＃６から＃９に移り、演算回路２３により算出されたデフォーカス量を受けて合焦か否かをチェックし、非合焦と判断した場合には、ステップ＃１０に移り、ディフォーカス量に基づいて被写体Ｓの合焦位置へ移動させるためのステージ１の移動量及び移動方向の信号を算出して駆動回路２に送信する。そして、この動作が合焦と判断されるまで繰り返される。
【００３９】
このとき、ＡＧＣ２０のゲインの制御範囲が制限されているので、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号をアナログ処理部１９のダイナミックレングに適合させるために、ＡＧＣ２０のみならずＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間の制御を行うことで、Ａ／Ｄ変換器２１に入力する電気信号のＳＮ比が大きくなる。
(b) 蛍光検鏡法の場合
上記ステップ＃１において、検鏡法が蛍光検鏡法と認識されると、ＣＰＵ２４は、ステップ＃２からステップ＃１１に移り、ＣＣＤセンサ１７の最大蓄積時間を明視野検鏡法の最大蓄積時間よりも所定量だけ短く制限し、かつ次のステップ＃１２においてＡＧＣ２０のゲインの制限を解除する。
【００４０】
このように蛍光検鏡法の場合、蛍光用光源５から放射された蛍光照明光は、各レンズ９、１０からキューブ１１で反射し、対物レンズ３を通して被写体Ｓに照射される。
【００４１】
このときの被写体Ｓからの光束は、上記同様に、対物レンズ３、キューブ１１、光路分岐部材１５を透過し、ミラー１３で反射して結像レンズ１４に導かれる。そして、この結像レンズ１４を透過した光束は、分割プリズム１６で２光路に分岐され、これら２つの光束が平行な状態でＣＣＤセンサ１７の受光面に入射する。
【００４２】
このＣＣＤセンサ１７は、投影された前ピン像、後ピン像の入射光量と電荷蓄積時間に応じた電圧を持つアナログの電気信号を出力する。
このＣＣＤセンサ１７から出力された電気信号は、アナログ処理部１９により前ピン像、後ピン像とで別々にフィルタ処理等のアナログ処理が施され、Ａ／Ｄ変換器２１によりディジタル化されて前ピン像、後ピン像とで別々にメモリ２２に格納される。
【００４３】
演算回路２３は、メモリ２２に格納された被写体像の前ピン像と後ピン像との各ディジタル信号を読み出し、これらディジタル信号を用いて前ピン像と後ピン像との各コントラスト値を算出し、かつこれらコントラスト値から被写体Ｓの合焦度を示すデフォーカス量を算出してＣＰＵ２４に送出する。
【００４４】
次にＣＰＵ２４は、ステップ＃１３において、ＣＣＤセンサ１７の前ピン像と後ピン像とのアナログの電気信号を読み込み、次のステップ＃１４においてＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合しているか否かをチェックする。
【００４５】
このチェックの結果、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合していなければ、ＣＰＵ２４は、ステップ＃１５に移って、ＣＣＤセンサ１７での電荷蓄積時間をレンジに適合する電荷蓄積時間とする命令をタイミングジェネレータ１８に送信し、次のステップ＃１６でＡＧＣ２０のゲインをレンジに適合するゲインとする命令をＡＧＣ２０に送信する。
【００４６】
このようなＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間とＡＧＣ２０のゲインの制御は、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合するまで繰り返される。
【００４７】
そして、ダイナミックレンジに適合すると、ＣＰＵ２４は、ステップ＃１４から＃１７に移り、演算回路２３により算出されたデフォーカス量を受けて合焦か否かをチェックし、非合焦と判断した場合には、ステップ＃１８に移り、ディフォーカス量に基づいて被写体Ｓの合焦位置へ移動させるためのステージ１の移動量及び移動方向の信号を算出して駆動回路２に送信する。そして、この動作が合焦と判断されるまで繰り返される。
【００４８】
このとき、検鏡法が蛍光検鏡法の場合、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号をアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合させる際、ＣＣＤセンサ１７の最大蓄積時間を明視野検鏡法の最大蓄積時間に対して制限を行っているので、ＡＧＣ２０のゲインは、明視野検鏡法の場合よりも高倍まで必要とされる場合もあり得る。
【００４９】
従って、ＣＣＤセンサ１７の最大蓄積時間が短くても、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号をアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合させ得るだけのＡＧＣ２０のゲインの大きさが必要となる。
【００５０】
又、ＡＧＣ２０のゲインの制限の解除を行うと、蛍光検鏡法の場合、明視野検鏡法に比べてコントラスト比が大きいために自動焦点検出精度の低下は最小限に抑えられる上、自動焦点検出時間が短くなる。
【００５１】
例えば、合焦時間をｔ、明視野検鏡法でのＣＣＤセンサ１７の蓄積時間をＴ_int とすると、明視野検鏡法で用いる標本と同程度の輝度を持った蛍光標本に対して１／ｎの蓄積時間により合焦処理をすると、蛍光検鏡法での合焦時間ｔは、
ｔ＝Ｗ＋Ｔ_int ／ｎ …(1)
となる。ここで、Ｗは処理系での処理時間を示しており検鏡法によらずほぼ一定である。
【００５２】
これにより、蛍光検鏡法における最も重要な自動焦点検出性能である自動焦点検出時間が短くなる。なお、この場合、ＡＧＣ２０の制御範囲ｄＧは、明視野検鏡時のそれをＲとすると、
ｄＧ＝ｎＲ …(2)
となる。
【００５３】
このように上記一実施の形態においては、光路検出器２５により識別された検鏡法、例えば明視野検鏡法と識別された場合、ＣＣＤセンサ１７の蓄積時間の制限を解除するとともにＡＧＣ２０のゲインの制御範囲を制限するので、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号をアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合させるために、ＡＧＣ２０のみならずＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間の制御を行うことで、Ａ／Ｄ変換器２１に入力する電気信号のＳＮ比を大きくでき、明視野検鏡時における最も重要な自動焦点検出性能である自動焦点検出精度を向上できる。
【００５４】
このようなＣＣＤセンサ１７の蓄積時間の制限を解除するとともにＡＧＣ２０のゲインの制御範囲を制限する制御は、明視野検鏡法に限らず、通常用いる被写体Ｓの明暗のはっきりしない検鏡法、例えば偏光検鏡法や微分干渉検鏡法に適用しても同様な効果を得ることができる。
【００５５】
又、蛍光検鏡法と識別された場合、ＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間を制限するとともにＡＧＣ２０のゲインの制限を解除するようにしたので、蛍光検鏡法の場合、明視野検鏡法に比べてコントラスト比が大きいために自動焦点検出精度の低下は最小限に抑えられる上、自動焦点検出時間が短くなる。
【００５６】
このようなＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間を制限するとともにＡＧＣ２０のゲインの制限を解除する制御は、蛍光検鏡法に限らず、通常用いる被写体Ｓの明暗のはっきりしている検鏡法に適用しても同様な効果を得ることができる。
【００５７】
なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよい。
例えば、上記一実施の形態では顕微鏡に適用した場合について説明したが、自動焦点検出を行うカメラ等に適用してもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、被写体の光像のコントラスト比が低い明視野検鏡法等の第１の検鏡法の場合、光電変換素子の蓄積時間の制限を解除するとともにオートゲインコントロールのゲインの制御範囲を制限することで、光電変換素子から出力される電気信号のＳＮ比を大きくでき、第１の検鏡法である明視野検鏡時における最も重要な自動焦点検出性能である自動焦点検出精度を向上でき、かつ被写体の光像のコントラスト比が第１の検鏡法のコントラスト比よりも大きい蛍光検鏡法等の第２の検鏡法の場合、光電変換素子の電荷蓄積時間を制限するとともにオートゲインコントロールのゲインの制限を解除することで、明視野検鏡法に比べてコントラスト比が大きいために自動焦点検出精度の低下は最小限に抑えられる上、自動焦点検出時間が短くでき、これにより各種検鏡法に応じて合焦時間及び合焦精度を最適化できる顕微鏡用自動焦点検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる顕微鏡用自動焦点検出装置を適用した顕微鏡の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】同装置の明視野検鏡法の場合の合焦制御フローチャート。
【図３】同装置の蛍光検鏡法の場合の合焦制御フローチャート。
【符号の説明】
１…ステージ、
Ｓ…被写体、
２…駆動回路、
３…対物レンズ、
４…透過用光源、
５…蛍光光源、
１４…結像レンズ、
１６…分割プリズム、
１７…ＣＣＤセンサ、
１８…タイミングジャネレータ、
１９…アナログ処理部、
２０…ＡＧＣ（オートゲインコントロール）、
２１…Ａ／Ｄ変換器、
２２…メモリ、
２３…演算回路、
２４…ＣＰＵ、
２５…光路検出器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic focus detection apparatus for a microscope that is applied to a microscope that observes a subject by switching to, for example, bright field microscopy or fluorescence microscopy.
[0002]
[Prior art]
For example, a focus detection device applied to a camera converts incident light, which is a light beam that has passed from a subject through a photographic lens, into an electrical signal by a photoelectric conversion element, and performs a predetermined process on the electrical signal to perform a process of the photographic lens. In general, the focus state is detected.
[0003]
As such a focus detection technique, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-72114 discloses that since the dynamic range of an electric signal output from a photoelectric conversion element is small, an electric signal is displayed when the processing system range is not satisfied. A method is described in which processing is performed or the amount of incident light is increased. When the amount of incident light is constant, the dynamic range is adapted to the range of the processing system by amplifying the electric signal by the amplifier circuit.
In this case, since the amplification factor by the amplifier circuit changes unconditionally depending on the amount of incident light, the amplification factor becomes high and the SN ratio becomes small.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the amplification signal is amplified by the amplification circuit so that the electric signal output from the photoelectric conversion element matches the processing system range according to the luminance of the subject as in the above technique, it is disadvantageous when applied to a focus detection device of a microscope, for example. It may become.
[0005]
In other words, in the microscope, there are bright field microscopy, polarization microscopy, and differential interference microscopy as the microscopic methods, but the samples usually used in these microscopic methods are not clear and dark, and the processing system There is a possibility that the SN ratio of the electric signal from the photoelectric conversion element that is input to the lens will be reduced and the focusing accuracy will be lowered.
[0006]
In order to maintain the focusing accuracy, it is an indispensable factor to increase the S / N ratio of the electric signal input to the processing system, but the dynamic range of the electric signal input to the processing system as in the above technique is When the electrical signal is amplified by auto gain control (hereinafter referred to as AGC) so as to match the dynamic range of the processing system, it is included in the electrical signal as the gain increases. The noise ratio also increases.
[0007]
Such an increase in the noise ratio leads to a decrease in the accuracy of the in-focus position due to noise included in the electrical signal output from the photoelectric conversion element. For this reason, the above technique is applied to bright field microscopy, polarization microscopy, or differentiation. It is disadvantageous when applied to a microscope using interference microscopy.
[0008]
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 4-326316 discloses a microscope photography apparatus that enables bright field microscopy and fluorescence microscopy. Among these, for example, in a fluorescence microscopy microscope, Since the contrast of the subject is clear from the characteristics of the subject that is normally used, the AGC of the electrical signal output from the photoelectric conversion element is high because the SN ratio is high when focusing on the bright part of the subject, that is, the fluorescent portion. Even if the gain of the lens is increased, the focusing accuracy is unlikely to decrease. In such a case, the influence of noise on the AGC is small compared to bright field microscopy.
[0009]
However, in the fluorescence microscopy, a rapid focusing speed is required from the fading of the subject, so the output timing (accumulation time) from the photoelectric conversion element is matched to the bright field microscopy and for automatic focus detection. When the range of the electric signal from the photoelectric conversion element is adapted to the dynamic range of the processing system, the output timing from the photoelectric conversion element is too long for observation using the fluorescence microscopy.
[0010]
For this reason, when a photoelectric conversion element for bright-field microscopy is applied to a fluorescence microscope, the focus detection time becomes long, which is disadvantageous.
However, when the photoelectric conversion element output timing optimized for fluorescence microscopy is applied to bright-field microscopy, the focus detection time is shortened, but for automatic focus detection, the photoelectric conversion element is moved to the dynamic range of the processing system. When the range of the output electric signal is adapted, the ratio of noise included in the electric signal increases with an increase in the amplification factor by the amplifier circuit, which is disadvantageous.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an automatic focus detection apparatus for a microscope that can optimize the focusing time and focusing accuracy according to various spectroscopic methods.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect, a microscopic method switching mechanism for switching to any one of the microscopic methods for observing the subject, and a light image of the subject imaged through the objective lens are detected and converted into an electrical signal for output. Storage type photoelectric conversion element, auto gain control that amplifies the output signal of the photoelectric conversion element, and the relative distance between the subject and the objective lens is varied based on the output signal of the photoelectric conversion element amplified by the auto gain control. A focusing operation means for performing the focusing operation, a spectroscopic identification means for identifying the microscopic method according to the illumination state of the subject when the spectroscopic method is switched by the spectroscopic method switching mechanism , and according to the spectroscopic method A storage time limiting means for changing the control range of the storage time of the photoelectric conversion element, and a gain limit for changing the gain control range of the auto gain control according to the spectroscopic method. ; And a stage, when it is identified as the first sensible mirror method the contrast ratio of the optical image of a subject is lower microscopy from the illuminating state microscopy method identification unit, storage time limit means, photoelectric conversion The restriction on the accumulation time of the element is released, and the gain restriction means performs control for restricting the gain control range by the automatic gain control , and the object is detected by the spectroscopic identification means other than the first spectroscopic method from the illumination state. When the contrast ratio of the optical image is identified as the second microscopic method, which is a microscopic method that is larger than the contrast ratio of the first microscopic method , the storage time limiting means controls the storage time of the photoelectric conversion element. The gain limiting means is an automatic focus detection apparatus for a microscope that performs control for canceling the gain limitation by the automatic gain control.
[0012]
According to claim 2, the spectroscopic identification means detects the lighting or extinguishing state of each light source of the first spectroscopic method and the second spectroscopic method switched by the spectroscopic method switching mechanism . The first and second microscopic methods are identified.
[0013]
According to claim 3, the first spectroscopic method is any one of bright field spectroscopic method, polarization spectroscopic method, and differential interference microscopic method .
According to claim 4, the second microscopic method is a fluorescence microscopic method .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a microscope to which an automatic focus detection apparatus for a microscope is applied.
On the stage 1, a sample that is the subject S is placed. The stage 1 is configured to move up and down in the optical axis direction (A) of the objective lens 3 by driving the drive circuit 2. The stage 1 has an optical path opening 1a.
[0015]
In order to perform the bright field microscopy method and the fluorescence microscopy method on the subject S, a transmission light source 4 for bright field microscopy and a fluorescence light source 5 for fluorescence microscopy are provided.
Among these, the lens 6 and the mirror 7 are disposed on the optical path of the transmitted illumination light emitted from the transmissive light source 4, and the lens 8 is disposed on the reflected light path of the mirror 7.
[0016]
The fluorescent light source 5 is, for example, an ultraviolet lamp, and the lenses 9 and 10 and the cube 11 are disposed on the optical path of the fluorescent illumination light emitted from the fluorescent light source 5. The objective lens 3 is disposed.
[0017]
An objective lens 3, a cube 11, an optical path branching member 12, a mirror 13, and an imaging lens 14 are arranged on the optical path of the light beam from the subject S obtained by either the transmissive light source 4 or the fluorescent light source 5. ing.
[0018]
Of these, the optical path branching member 12 is an optical member that branches the light beam from the subject S into two optical paths, the imaging lens 14 side and the eyepiece lens 15 side.
A CCD sensor 17 is disposed on the optical path of the imaging lens 14 via a split prism 16. The split prism 16 divides the incident light beam into two parts, and the light path length from the exit surface of the imaging lens 14 to the light receiving surface of the CCD sensor 17 is different, so that the two light beams are received by the CCD sensor 17 in a parallel state. An optical member incident on the surface. Then, the light receiving surface of the CCD sensor 17 is made to coincide with a position conjugate to the front and rear optical systems with respect to the planned imaging surface of the imaging optical system including the imaging lens 14, that is, the front conjugate surface and the rear conjugate surface.
[0019]
The CCD sensor 17 receives the readout timing signal output from the timing generator 18 and has a voltage corresponding to the amount of incident light (front pin image, rear pin image) of the subject image (image of the subject S) and the accumulation time. It has a function of outputting an analog electric signal.
[0020]
An AGC 20, an A / D converter 21, and a memory 22 are connected to the output terminal of the CCD sensor 17 via an analog processing unit 19.
Among these, the analog processing unit 19 has a function of performing analog processing such as filter processing on the electrical signal output from the CCD sensor 17 separately for the front pin image and the rear pin image.
[0021]
The memory 22 stores electrical signals digitized by the A / D converter 21 (hereinafter referred to as digital signals) separately for the front pin image and the rear pin image.
[0022]
The arithmetic circuit 23 reads the digital signals of the front pin image and the rear pin image of the subject image stored in the memory 22 and calculates the contrast values of the front pin image and the rear pin image using these digital signals. In addition, it has a function of calculating a defocus amount indicating the degree of focus of the subject S from these contrast values and sending it to the CPU 24.
[0023]
On the other hand, when observing the subject S, the optical path detector 25 detects whether the transmissive light source 4 or the fluorescent light source 5 is used depending on whether the fluorescent light source 5 is turned on or off. And has a function as a spectroscopic method identifying means for notifying the CPU 24 of the identified spectroscopic method.
[0024]
The CPU 24 takes in the digital signal from the A / D converter 21, monitors whether the electrical signal of the subject image is compatible with the dynamic range of the analog processing unit 19, and the electrical signal of the subject image is the dynamic signal of the analog processing unit 19. If it is not compatible with the range, a command for setting the charge storage time in the CCD sensor 17 to be a charge storage time suitable for the range is transmitted to the timing generator 18, and a command for setting the gain of the AGC 20 to a gain suitable for the range is AGC 20. It has the function to transmit to.
[0025]
In this case, the CPU 24 changes the control range of the accumulation time of the CCD sensor 17 in accordance with the spectroscopic method identified by the optical path detector 25. That is, if the CPU 24 identifies the bright field spectroscopic method, the accumulation of the CCD sensor 17 is performed. It has a function as an accumulation time control means for releasing the time restriction.
[0026]
Further, the CPU 24 changes the gain control range of the AGC 20 in accordance with the spectroscopic method identified by the optical path detector 25. That is, when it is identified as the fluorescence spectroscopic method, the gain limit for canceling the gain limitation of the AGC 20 is obtained. It has a function as a means.
[0027]
Further, the CPU 24 receives the defocus amount calculated by the arithmetic circuit 23, calculates a movement amount and a movement direction signal of the stage 1 for moving the subject S to the in-focus position based on the defocus amount. It has a function of transmitting to the drive circuit 2.
[0028]
Note that an external controller 26 is connected to the CPU 24 so that, for example, an automatic focus detection start signal is input to the CPU 24.
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described with reference to the focusing control flowchart shown in FIGS.
(a) In the case of bright field microscopy, when an auto focus detection signal is input from the external controller 26 to the CPU 24, the CPU 24 starts auto focus detection in step # 1, and the optical path detector 25 in the next step # 2. Based on the identification result of the microscopic method, it is determined whether or not the bright field microscopic method is used.
[0029]
In the case of bright field microscopy, the transmission light source 4 is turned on and the fluorescence light source 5 is turned off, so that the optical path detector 25 identifies the bright field microscopy from the extinction of the fluorescence light source 5; The identification result is transmitted to the CPU 24.
[0030]
Therefore, the CPU 24 determines that the bright field microscopy is performed from the identification result of the optical path detector 25 in step # 2, and limits the gain of the AGC 20 to a relatively low magnification that suppresses an increase in noise in the next step # 3, and In the next step # 4, the restriction on the charge accumulation time of the CCD sensor 17 is released.
[0031]
As described above, in the case of the bright field spectroscopic method, the transmitted illumination light radiated from the transmissive light source 4 is reflected by the mirror 7 from the lens 6 and is irradiated onto the subject S through the lens 8.
The light beam from the subject S at this time enters the optical path branching member 15 through the objective lens 3 and the cube 11, and a part of the light beam is branched to the eyepiece lens 15 here. Further, the light beam transmitted through the optical path branching member 15 is reflected by the mirror 13 and guided to the imaging lens 14.
[0032]
The light beam that has passed through the imaging lens 14 is split into two optical paths by the splitting prism 16, and these two light beams enter the light receiving surface of the CCD sensor 17 in a parallel state. Here, the optical path length from the exit surface of the imaging lens 14 to the light receiving surface of the CCD sensor 17 is different, and is conjugate to the optical system before and after the planned imaging surface of the imaging optical system including the imaging lens 14. Since the light receiving surface of the CCD sensor 17 coincides with the position, that is, the front conjugate surface and the rear conjugate surface, the subject image (front pin image, rear pin image) is located at two positions conjugate to the CCD sensor 17 from the planned imaging surface. ) Is projected. These two subject images have the same shape when in the in-focus position.
[0033]
The CCD sensor 17 outputs an analog electric signal having a voltage corresponding to the amount of incident light and the charge accumulation time of the projected front pin image and rear pin image.
The electrical signal output from the CCD sensor 17 is subjected to analog processing such as filter processing separately for the front pin image and the rear pin image by the analog processing unit 19, digitized by the A / D converter 21, and the front signal. The pin image and the rear pin image are stored in the memory 22 separately.
[0034]
The arithmetic circuit 23 reads the digital signals of the front pin image and the rear pin image of the subject image stored in the memory 22 and calculates the contrast values of the front pin image and the rear pin image using these digital signals. In addition, a defocus amount indicating the degree of focus of the subject S is calculated from these contrast values and sent to the CPU 24.
[0035]
Next, in step # 5, the CPU 24 reads analog electric signals of the front pin image and the rear pin image of the CCD sensor 17, and the electric signal output from the CCD sensor 17 in the next step # 6 is the analog processing unit 19. Check if it is compatible with the dynamic range.
[0036]
If the electrical signal output from the CCD sensor 17 does not conform to the dynamic range of the analog processing unit 19 as a result of this check, the CPU 24 moves to step # 7 and sets the charge accumulation time in the CCD sensor 17 to the range. A command for setting a suitable charge accumulation time is transmitted to the timing generator 18, and a command for setting the gain of the AGC 20 to a gain suitable for the range is transmitted to the AGC 20 in the next step # 8.
[0037]
Such control of the charge accumulation time of the CCD sensor 17 and the gain of the AGC 20 is repeated until the electric signal output from the CCD sensor 17 matches the dynamic range of the analog processing unit 19.
[0038]
When the dynamic range is adapted, the CPU 24 proceeds from step # 6 to # 9, receives the defocus amount calculated by the arithmetic circuit 23, checks whether it is in focus, and determines that it is out of focus. Moves to step # 10, calculates the amount of movement of the stage 1 and the signal in the direction of movement for moving the subject S to the in-focus position based on the amount of defocus, and transmits the signal to the drive circuit 2. This operation is repeated until it is determined that focus is achieved.
[0039]
At this time, since the control range of the gain of the AGC 20 is limited, in order to adapt the electric signal output from the CCD sensor 17 to the dynamic length of the analog processing unit 19, not only the AGC 20 but also the charge accumulation time of the CCD sensor 17. By performing this control, the SN ratio of the electrical signal input to the A / D converter 21 is increased.
(b) In the case of the fluorescence microscopic method When the microscopic method is recognized as the fluorescent microscopic method in the above step # 1, the CPU 24 proceeds from step # 2 to step # 11, and the maximum accumulation time of the CCD sensor 17 is set. The limit is made shorter by a predetermined amount than the maximum accumulation time of the bright field microscopy, and the restriction on the gain of the AGC 20 is canceled in the next step # 12.
[0040]
In this way, in the case of fluorescence microscopy, the fluorescent illumination light emitted from the fluorescent light source 5 is reflected by the cubes 11 from the lenses 9 and 10 and is applied to the subject S through the objective lens 3.
[0041]
At this time, the light beam from the subject S passes through the objective lens 3, the cube 11, and the optical path branching member 15 as described above, is reflected by the mirror 13, and is guided to the imaging lens 14. The light beam that has passed through the imaging lens 14 is branched into two optical paths by the splitting prism 16, and the two light beams enter the light receiving surface of the CCD sensor 17 in a parallel state.
[0042]
The CCD sensor 17 outputs an analog electric signal having a voltage corresponding to the amount of incident light and the charge accumulation time of the projected front pin image and rear pin image.
The electrical signal output from the CCD sensor 17 is subjected to analog processing such as filter processing separately for the front pin image and the rear pin image by the analog processing unit 19, digitized by the A / D converter 21, and the front signal. The pin image and the rear pin image are stored in the memory 22 separately.
[0043]
The arithmetic circuit 23 reads the digital signals of the front pin image and the rear pin image of the subject image stored in the memory 22 and calculates the contrast values of the front pin image and the rear pin image using these digital signals. In addition, a defocus amount indicating the degree of focus of the subject S is calculated from these contrast values and sent to the CPU 24.
[0044]
Next, in step # 13, the CPU 24 reads analog electric signals of the front pin image and the rear pin image of the CCD sensor 17, and the electric signal output from the CCD sensor 17 in the next step # 14 is the analog processing unit 19. Check if it is compatible with the dynamic range.
[0045]
If the electrical signal output from the CCD sensor 17 does not conform to the dynamic range of the analog processing unit 19 as a result of this check, the CPU 24 moves to step # 15 and sets the charge accumulation time at the CCD sensor 17 to the range. A command for setting a suitable charge accumulation time is transmitted to the timing generator 18, and a command for setting the gain of the AGC 20 to a gain suitable for the range is transmitted to the AGC 20 in the next step # 16.
[0046]
Such control of the charge accumulation time of the CCD sensor 17 and the gain of the AGC 20 is repeated until the electric signal output from the CCD sensor 17 matches the dynamic range of the analog processing unit 19.
[0047]
When the dynamic range is met, the CPU 24 proceeds from step # 14 to # 17, receives the defocus amount calculated by the arithmetic circuit 23, checks whether it is in focus, and determines that it is out of focus. Moves to step # 18, calculates a movement amount and a movement direction signal of the stage 1 for moving the subject S to the in-focus position based on the defocus amount, and transmits the signal to the drive circuit 2. This operation is repeated until it is determined that focus is achieved.
[0048]
At this time, when the spectroscopic method is the fluorescence spectroscopic method, when the electric signal output from the CCD sensor 17 is adapted to the dynamic range of the analog processing unit 19, the maximum accumulation time of the CCD sensor 17 is set to that of the bright field spectroscopic method. Since the maximum accumulation time is limited, the gain of the AGC 20 may be required to be higher than that in the case of bright field microscopy.
[0049]
Therefore, even when the maximum accumulation time of the CCD sensor 17 is short, the gain of the AGC 20 is required so that the electric signal output from the CCD sensor 17 can be adapted to the dynamic range of the analog processing unit 19.
[0050]
Further, when the restriction on the gain of the AGC 20 is canceled, in the case of the fluorescence microscopy, since the contrast ratio is larger than that in the bright field microscopy, the reduction in the automatic focus detection accuracy can be minimized, and the automatic focus Detection time is shortened.
[0051]
For example, if the in-focus time is t and the accumulation time of the CCD sensor 17 in the bright field microscopy is T _int , it is 1 / for a fluorescent sample having a brightness comparable to that of the sample used in the bright field microscopy. When focusing processing is performed based on the accumulation time of n, the focusing time t in the fluorescence microscopy is
t = W + T _int / n (1)
It becomes. Here, W indicates the processing time in the processing system and is almost constant regardless of the spectroscopic method.
[0052]
This shortens the autofocus detection time, which is the most important autofocus detection performance in fluorescence microscopy. In this case, if the control range dG of the AGC 20 is R during bright field microscopy,
dG = nR (2)
It becomes.
[0053]
As described above, in the above-described embodiment, when the microscopic method identified by the optical path detector 25, for example, the bright field microscopic method is identified, the limitation on the accumulation time of the CCD sensor 17 is canceled and the gain of the AGC 20 is increased. Therefore, in order to adapt the electric signal output from the CCD sensor 17 to the dynamic range of the analog processing unit 19, the charge accumulation time of not only the AGC 20 but also the CCD sensor 17 is controlled. The signal-to-noise ratio of the electric signal input to the / D converter 21 can be increased, and the automatic focus detection accuracy, which is the most important automatic focus detection performance at the time of bright field microscopy, can be improved.
[0054]
Such control for canceling the limitation of the accumulation time of the CCD sensor 17 and limiting the control range of the gain of the AGC 20 is not limited to the bright field spectroscopic method, but is usually a spectroscopic method in which the subject S is not clearly lit, for example, The same effect can be obtained even when applied to polarization microscopy or differential interference microscopy.
[0055]
In addition, when it is discriminated from the fluorescence microscopy, the charge accumulation time of the CCD sensor 17 is limited and the gain limitation of the AGC 20 is released. Since the contrast ratio is large, the deterioration of the auto focus detection accuracy is minimized, and the auto focus detection time is shortened.
[0056]
Such control for limiting the charge accumulation time of the CCD sensor 17 and canceling the limitation of the gain of the AGC 20 is not limited to the fluorescence microscopy, but is applied to the microscopy method in which the contrast of the subject S is normally used. However, the same effect can be obtained.
[0057]
In addition, this invention is not limited to the said one Embodiment, You may deform | transform as follows.
For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a microscope has been described. However, the present invention may be applied to a camera that performs automatic focus detection.
[0058]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in the case of the first microscopic method such as the bright field microscopic method in which the contrast ratio of the light image of the subject is low , the limitation on the accumulation time of the photoelectric conversion element is canceled and the auto By limiting the gain control range of the gain control, the signal-to-noise ratio of the electrical signal output from the photoelectric conversion element can be increased, and the most important auto focus detection performance at the time of first field bright field microscopy In the case of a second spectroscopic method such as a fluorescence spectroscopic method in which the autofocus detection accuracy can be improved and the contrast ratio of the light image of the subject is larger than the contrast ratio of the first spectroscopic method , By limiting the charge accumulation time and canceling the gain limit of auto gain control, the contrast ratio is larger than in bright field microscopy, so the degradation of auto focus detection accuracy can be minimized, Dynamic focus detection time can be shortened, thereby providing an automatic focus detection device for a microscope capable of optimizing the time and focusing accuracy focusing in accordance with various microscopy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a microscope to which an automatic focus detection device for a microscope according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart of focusing control in the case of bright field microscopy of the same apparatus.
FIG. 3 is a focusing control flowchart in the case of the fluorescence spectroscopic method of the apparatus.
[Explanation of symbols]
1 ... stage
S ... Subject,
2 ... Drive circuit,
3 ... Objective lens,
4 ... Light source for transmission,
5 ... Fluorescent light source,
14: Imaging lens,
16: Split prism,
17 ... CCD sensor,
18 ... Timing generator,
19: Analog processing section,
20 ... AGC (auto gain control),
21 ... A / D converter,
22 ... Memory,
23. Arithmetic circuit,
24 ... CPU,
25: Optical path detector.

Claims

A microscopic method switching mechanism for switching to any one microscopic method for observing a subject;
A storage-type photoelectric conversion element that detects a light image of the subject imaged through an objective lens and converts it into an electrical signal;
Auto gain control for amplifying the output signal of the photoelectric conversion element;
Focusing operation means for performing a focusing operation by varying a relative distance between the object and the objective lens based on an output signal of the photoelectric conversion element amplified by the auto gain control;
A microscopic method identifying means for identifying the microscopic method according to an illumination state with respect to the subject when the microscopic method is switched by the microscopic method switching mechanism ;
An accumulation time limiting means for changing a control range of the accumulation time of the photoelectric conversion element according to the microscopic method;
Gain limiting means for changing the gain control range of the auto gain control according to the microscopic method;
Comprising
When the microscopic method identifying unit identifies the first microscopic method as the microscopic method having a low contrast ratio of the light image of the subject from the illumination state , the accumulation time limiting unit is configured to perform the photoelectric conversion. While releasing the limitation on the storage time of the element, the gain limiting means performs control to limit the control range of the gain by the auto gain control,
In the microscopic method, the contrast ratio of the optical image of the subject is larger than the contrast ratio in the first microscopic method except for the first microscopic method from the illumination state by the microscopic method identifying means. When the second spectroscopic method is identified, the storage time limiting unit limits the control range of the storage time of the photoelectric conversion element, and the gain limiting unit limits the gain by the auto gain control. Control to cancel,
The automatic focus detection apparatus for microscopes characterized by the above-mentioned.

The microscopic method identifying means detects the first or second light source of the first microscopic method and the second microscopic method switched by the microscopic method switching mechanism to detect whether the first light source is on or off. 2. The automatic focus detection apparatus for a microscope according to claim 1, wherein the microscopic method and the second microscopic method are distinguished.

2. The automatic focus detection apparatus for a microscope according to claim 1, wherein the first spectroscopic method is any one of a bright field spectroscopic method, a polarization spectroscopic method, and a differential interference spectroscopic method .

The automatic focus detection apparatus for a microscope according to claim 1, wherein the second spectroscopic method is a fluorescence spectroscopic method .