JP6257269B2 - 顕微鏡用オートフォーカス装置 - Google Patents

Description

本発明は、対物レンズと試料との間の相対距離を調節して焦点を合わせる焦準機構を備える顕微鏡に搭載されるオートフォーカス装置に関する。

現在、微細な試料を観察したり観察像をビデオ画像として記録したりすることのできる顕微鏡が、生物分野の研究から工業分野の検査工程まで、幅広く利用されている。
顕微鏡を使用する際には、通常は、焦準ハンドル操作により、観察試料に対して焦点調節を行い、ピント合わせ作業を行う。高倍対物レンズは、焦点深度が浅く、合焦範囲が狭いために、素早くピント合わせを行うには、かなりの熟練を要する。このように、ピント合わせの操作性が悪いと、作業者の疲労や生産効率の低下等の悪影響が懸念される。

特に、検査工程等のルーチン作業の中では、ピント合わせを素早く行って検査時間を短縮することが重要になってくる。
そこで、ピント合わせ操作を自動的に行うことのできる、顕微鏡用のオートフォーカス（ＡＦ）装置が種々提案され、それらの改善を目的とした提案も数多くされてきている。

例えば工業分野で使用されるオートフォーカス装置に関しては、先述したような操作性やスループットの向上以外の要求も存在している。例えば、多層形成された半導体ウエハのような段差のある標本に対し、各層の欠陥やパターン間の線幅を漏れなく検出・測定することや、標本上の微小な段差を高精度で測定することへのニーズが存在する。そして、これらのニーズに適ったオートフォーカス装置も各種提案されてきている。このような工業分野で使用されるオートフォーカス装置では、標本への対応性やＡＦ時間の短縮等のメリットが得られる等の理由から、赤外光等の光を標本に投射し、反射光の状態を検出して合焦動作を行う、いわゆる「アクティブ型ＡＦ方式」が採用されることが多い。

アクティブ方式のＡＦにおいては、観察系の光源とは別の光源をＡＦ用の光源として用いる。これにより、オートフォーカス装置においては可視光である観察光とは異なる波長領域の光がＡＦ光として使用されることから、波長の相違を利用して観察光とは分離してＡＦ光を検出することができる。その一方で、観察系の光源とＡＦの光源とは出射する光の波長領域が異なるため、対物レンズが持つ色収差の影響により、観察系とオートフォーカス装置とでは、合焦位置がずれることとなる。これを補正するために、オートフォーカス装置は、一般的に、収差補正機構を備えている。

従来の収差補正機構においては、オートフォーカス装置における収差補正レンズに駆動機構を設け、駆動機構により収差補正レンズの位置を調整して、オートフォーカス装置の合焦位置を観察系の合焦位置に合わせ込むものが知られている。あるいは、収差補正レンズではなく、試料を載置するステージの位置を調整して、オートフォーカス装置の合焦位置に観察系のそれを合わせ込むものもある。

アクティブ型ＡＦ方式を採用するオートフォーカス装置において、観察系との間で生じる合焦位置のずれを補正する公知の技術として、電気的な補正回路をオートフォーカス装置に搭載する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。これによれば、オートフォーカス装置は、補正回路により、ステージをＺ方向に電動で駆動し、その合焦位置を観察系の合焦位置に合わせ込む。

特開昭６２−１３１２１９号公報

例えば、上記のような電気的な補正回路を搭載し、これによりステージを電動で駆動することにより観察系とオートフォーカス装置との間で生じる合焦位置のずれを補正する方法では、収差補正機構を自動で移動させる構成が必要になる。このため、装置構成がより複雑に、より高価になってしまう。

また、このような補正回路を、手動にて色収差を調整するための調整機構を有する既存のオートフォーカス装置に追加することは、設計的にも困難である。
本発明は、簡易で低廉な装置構成で、顕微鏡装置の利用者が、簡便に手動にてオートフォーカス装置の合焦位置と観察系の合焦位置とのずれの補正を行うことを可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、試料への光束を集光させる対物レンズと、前記対物レンズを保持するレボルバと、前記試料を載置するステージ及び前記対物レンズの間の距離を調整する焦準部制御機構とを有する顕微鏡に搭載される顕微鏡用オートフォーカス装置であって、観察系の光源と異なる波長の光を発し、該観察系の光源とは独立したＡＦ光源と、前記ＡＦ光源からの光を受光して電気信号に変換する光電変換器と、前記光電変換器から出力される電気信号に基づき、前記ＡＦ光源から発せられた光により合焦状態となっているときの光軸方向に関する集光位置を示す合焦位置を検出する合焦検出部と、前記ＡＦ光の光軸方向に移動することにより、前記観察系の光源から発せられた光により合焦状態となっているときの光軸方向に関する集光位置を示す合焦位置と前記合焦検出部にて検出した合焦位置とのずれを補正する収差補正レンズと、利用者の操作により前記収差補正レンズを移動させる合焦位置調整部と、を備え、前記合焦位置調整部においては、合焦位置のずれの補正に必要な前記収差補正レンズの移動量に応じた目印であって、前記顕微鏡装置の前記レボルバが前記対物レンズを複数保持する場合に、各対物レンズを光路上に挿入した際のそれぞれについての合焦位置の補正に必要な前記収差補正レンズの移動量に応じた目印を、外部からそれぞれ識別可能に表示し、前記合焦位置調整部は、前記オートフォーカス装置の筐体外部から前記利用者が操作可能であり、回転させることで前記収差補正レンズを前記ＡＦ光の光軸方向に移動させる回転つまみで構成され、前記目印は、前記複数の対物レンズのそれぞれを識別可能な目盛りと、前記収差補正レンズの位置の調整処理において前記回転つまみを回転させて該目盛りを合わせるための基準印とからなり、それぞれが、前記回転つまみ、または該回転つまみに対して動かない固定側に装着され、前記目盛りは、シール、マグネットあるいはネジ締結によって、前記回転つまみあるいは前記固定側に、着脱可能に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、簡易で低廉な装置構成で、顕微鏡装置の利用者が、簡便に手動にてオートフォーカス装置の合焦位置と観察系の合焦位置とのずれの補正を行うことが可能となる。

第１の実施形態に係るオートフォーカス装置を含む顕微鏡装置の全体構成図である。 受光センサの出力と集光位置との関係を説明する図である。 受光センサに入射する光の強度と集光位置との関係を示す図である。 第１の実施形態に係る収差補正レンズ駆動機構の概要構成を示す図である。 第１の実施形態に係るオートフォーカス装置の収差補正レンズ駆動機構に対し、目盛りを取り付ける手順を示したフローチャートである。 第２の実施形態に係るオートフォーカス装置の収差補正レンズ駆動機構における収差補正つまみの構成図である。 第２の実施形態に係るオートフォーカス装置の収差補正レンズ駆動機構に対し、目盛りを取り付ける手順を示したフローチャートである。 変形例２に係る目盛り及び基準印を例示する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係るオートフォーカス装置を含む顕微鏡装置の全体構成図である。図１及び以下の説明においては、光軸方向をＺ方向、図１の紙面に平行で光軸方向と直交する方向をＸ方向、図１の紙面及び光軸方向に直交する方向をＹ方向とする。

図１に示す顕微鏡装置１においては、試料１０２は、ステージ１０１に載置され、対物レンズ１０３を含む観察系を通じて観察することができる。すなわち、顕微鏡装置１においては、観察光源１０７から発せられた照明光は、コリメートレンズ１０６をとおり、ハーフミラー（ＨＭ）１０５で反射して、試料１０２に上側から照射される。試料１０２からの反射光である観察光は、対物レンズ１０３をとおり、ＨＭ１０５を透過した後、ダイクロイックミラー（ＤＭ）１０８を通過して、図示しない接眼レンズに入射する。

レボルバ１０４は、複数の対物レンズ１０３を保持することが可能である。顕微鏡装置１の利用者は、レボルバ１０４を回転させて、所望の倍率の対物レンズ１０３を光路上に挿入させることができる。

試料１０２を載置するステージ１０１は、Ｚ軸方向に移動可能である。図１の顕微鏡装置１は、焦準部制御機構により、ステージ１０１と対物レンズ１０３との間の距離を調整する。本実施形態では、焦準部制御機構によりステージ１０１をＺ軸方向に移動させて、ピント合わせを行う。
なお、レボルバ１０４またはレボルバ１０４を含む観察系全体をＺ軸方向に移動させてピント合わせを実施する構成とすることもできる。

本実施形態に係るオートフォーカス装置（ＡＦ装置）１０は、観察光源１０７とは別個のＡＦ光源１１５を有している。ＡＦ光源１１５においては、ＤＭ１０８にて観察光である可視光と分離して検出することができるよう、赤外線等の可視外光波長領域の光源を使用している。

ＡＦ光源１１５が発したレーザ光は、コリメートレンズ１１６を通過して、平行光となる。投光側ストッパ１１９が設けられていることにより、光束径の半分はカットされる。その後、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１２が、入射光のうちのＰ偏光成分のみを反射する。ＰＢＳ１１２で反射したＰ偏光成分は、試料１０２側へと導かれる。

集光レンズ群１１１により一旦集光された光束は、収差補正レンズ群１１０を通過し、λ／４板１０９を通過する。光は、λ／４板１０９を通過するときに、４５°偏光される。偏光された光は、ダイクロイックミラー（ＤＭ）１０８に入射する。ダイクロイックミラー１０８は、赤外域の光のみを反射させる。このため、レーザ光束はダイクロイックミラー１０８で反射し、反射光は、対物レンズ１０３により、試料１０２にスポット形状の像を形成する。試料１０２により反射された光は、今度は逆に対物レンズ１０３、ダイクロイックミラー１０８を介して、λ／４板１０９を通過するときに、更に４５°偏光される。これにより、光は、Ｓ偏光成分へと切り替わる。Ｓ偏光成分の光は、更に、収差補正レンズ群１１０、集光レンズ群１１１を通過して、ＰＢＳ１１２に入射する。λ／４板１０９を通過したときにＳ偏光成分のみとなっているため、光束は、そのままＰＢＳ１１２を透過し、結像レンズ群１１３を通過した後に受光センサ（ＰＤ、Photo Diode）１１４に入射し、ＰＤ１１４に入射した光は、電気信号に変換される。

受光センサ１１４は、光軸を中心に設置された２分割フォトダイオードを使用する。オートフォーカス装置１０は、受光センサ１１４の出力を用いて、オートフォーカス装置の合焦位置を検出する。以下においては、合焦位置とは、合焦状態にあるときの光軸方向に関する集光位置を指すものとする。また、この「合焦位置」との語は、ＡＦ光源１１５から出射した光についてだけでなく、観察光源１０７から出射した光についても用いることとする。受光センサ１１４の出力を用いて合焦位置を検出する方法について、図２及び図３を参照して詳しく説明する。

図２は、受光センサ１１４の出力と集光位置との関係を説明する図であり、図３は、受光センサ１１４に入射する光の強度と集光位置との関係を示す図である。
図２のうち、図２（ａ）は、ＡＦ光源１１５から出射した光の集光位置が、図１のステージ１０１に対してＺ方向の下側（前ピン位置）にある場合、図２（ｂ）は、集光位置がステージ１０１の位置と一致している場合、図２（ｃ）は、集光位置がステージ１０１に対してＺ方向の上側、すなわちレボルバ１０４側（後ピン位置）にある場合における受光センサ１１４に入射するレーザ光を模式的に示す。図示する構成のうち、図１と同様の構成については同様の符号を用いており、以降の説明図面においても同様とする。

図２（ａ）に示すように、ＡＦ光源１１５から出射した光の集光位置が前ピン位置にあるときは、図１の試料１０２において反射した光は、受光センサ１１４の手前側で集光し、受光センサ１１４の受光領域Ａ、Ｂのうち、Ａ領域に偏って入射する。この場合、図３（ａ）の横軸方向に関して負の値を取る領域に示すように、Ａ領域及びＢ領域の信号強度Ｉ＿Ａ及びＩ＿Ｂのうち、強度Ｉ＿Ａの方が強度Ｉ＿Ｂよりも大きい値となる。なお、図３においては、縦軸には信号強度Ｉ（≧０）を、横軸には、「合焦位置」を中心として、光軸方向を示している。

図２（ｃ）に示すように、ＡＦ光源１１５から出射した光の集光位置が後ピン位置にあるときは、試料１０２において反射した光は、受光センサ１１４の領域Ｂに偏って入射する。受光センサ１１４に入射する信号の強度は、図３（ａ）の横軸方向に関して正の値を取る領域に示すように、強度Ｉ＿Ｂの方が、強度Ｉ＿Ａよりも大きい値となる。

図２（ｂ）に示すように、ＡＦ光源１１５から出射した光の集光位置がステージ１０１の位置と一致するとき、試料１０２において反射した光の強度は、図３（ａ）に示すように、受光センサ１１４の領域ＡとＢとで、等しい大きさとなる。

このように、顕微鏡装置１のステージ１０１をＺ方向（光軸方向）に移動させていくと、領域Ａ及び領域Ｂにて検出される光の信号強度Ｉ＿Ａ及びＩ＿Ｂは、図３（ａ）に示すように変化することとなる。これを利用して、本実施形態に係るオートフォーカス装置１０では、演算部１４０が、受光センサ１１４のＡ領域及びＢ領域に入射した光の信号強度Ｉ＿Ａ及びＩ＿Ｂを用いて、合焦位置を検出する。

具体的には、演算部１４０において、評価関数として、（Ｉ＿Ａ＋Ｉ＿Ｂ）及び（Ｉ＿Ａ−Ｉ＿Ｂ）／（Ｉ＿Ａ＋Ｉ＿Ｂ）を算出し、評価関数の値より、図２（ｂ）に示すように、集光位置がステージ１０１の位置と一致するか否かを判断する。図３（ｂ）は、評価関数（Ｉ＿Ａ＋Ｉ＿Ｂ）を示し、図３（ｃ）は、評価関数（Ｉ＿Ａ−Ｉ＿Ｂ）／（Ｉ＿Ａ＋Ｉ＿Ｂ）を示す。本実施形態では、演算部１４０は、図３（ｃ）に示す評価関数：（Ｉ＿Ａ−Ｉ＿Ｂ）／（Ｉ＿Ａ＋Ｉ＿Ｂ）の値が０となるときに、集光位置において合焦状態にある、すなわち、合焦位置と判定し、図１の表示部１１８を介してその旨を利用者に報知する。本実施形態では、表示部１１８にはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を有し、合焦位置でＬＥＤを点灯させ、それ以外では点灯させない等により、利用者に報知を行う。

なお、利用者に報知を行う方法としては、ＬＥＤを用いる以外に各種の方法が考えられる。顕微鏡装置１がスピーカを備える場合には、音等により利用者に報知を行ってもよい。

なお、上記においては、瞳分割法による合焦位置の検出方法を例に説明したが、三角法やピンホール法等の任意のアクティブ型ＡＦ法を適用することが可能である。
利用者は、収差補正レンズ駆動機構１１７を操作して、色収差により生じるオートフォーカス装置１０と観察系との間で生じる合焦位置のずれを補正する。本実施形態においては、観察や測定を行う前に、用いる対物レンズ１０３ごとに、この合焦位置のずれの補正のために必要な収差補正レンズ駆動機構１１７の光軸方向の調整量を求めておく。そして、収差補正レンズ駆動機構１１７の筐体外部には、その後の観察や測定に際して収差補正レンズ駆動機構１１７の調整量を利用者が視認できるよう、目印を取り付ける。これについて、図４を参照して説明する。

図４は、本実施形態に係る収差補正レンズ駆動機構１１７の概要構成を示す図である。図４（ａ）に示すように、収差補正レンズ駆動機構１１７は、収差補正レンズ１１０、台座Ａ１２０、台座Ｂ１２１、ＡＦベース１２５及び送りねじ（図４の収差補正つまみ１２２及び軸１２６から構成される）１２７を含む。

ＡＦベース１２５及びこれに取り付けられている台座Ｂ１２１は、オートフォーカス装置１０内で固定されている。送りねじ１２７は、ＡＦベース１２５の壁面を貫通して取り付けられている。台座Ｂ１２１の上には台座Ａ１２０が配置され、台座Ａ１２０の上には、収差補正レンズ１１０が配置される。送りねじ１２７の頭部の収差補正つまみ１２２を回転させると、送りねじ１２７の軸１２６が光軸方向（図４（ａ）においては左右方向）に移動する。こうして、利用者が収差補正つまみ１２２を回転させることにより、送りねじ１２７の軸１２６と連結される台座Ａ１２０及びその上に配置される収差補正レンズ１１０が光軸方向に移動し、観察系とオートフォーカス装置１０との間で生じる合焦位置のずれを補正する。

図４（ｂ）は、図４（ａ）の収差補正レンズ駆動機構１１７を図面の右方向からみた図である。図４（ｂ）に示すように、本実施形態においては、収差補正つまみ１２２には、顕微鏡装置１に装着される対物レンズ１０３ごとに、収差補正レンズ１１０を所定の移動量だけ移動させるには、どれだけ収差補正つまみ１２２を回転させるべきかを示す目盛り１２３（１２３ａ〜１２３ｄ）が装着されている。ＡＦベース１２５には、目盛り１２３を合わせる基準印１２４が設けられる。利用者は、目盛り１２３及び基準印１２４を目印として、光路上に挿入されている対物レンズ１０３に応じた目盛り１２３が基準印１２４の位置にくるように、収差補正つまみ１２２を回転させる。一般的に、図４に示す構成の収差補正レンズ駆動機構１１７により収差の補正を行うには、収差補正つまみを１〜２回転させることで足りる。このため、図４（ｂ）に示す目盛り１２３を参照して、例えば１０倍の対物レンズが光路上に挿入されているときには、利用者は、目盛り１２３ａが基準印１２４の位置にくるように収差補正つまみ１２２を回転させるのみの操作で、収差補正を実施できる。

図４（ｂ）に示す例では、目盛り１２３ａ〜１２３ｄは、シールやマグネットを貼付、あるいはねじで固定することにより、収差補正つまみ１２２に取り付けている。利用者は、図１の演算部１４０における合焦位置の判断結果を利用して、顕微鏡装置１を用いて各種の測定や観察を開始する前に、対物レンズ１０３ごとにどれだけ収差補正つまみ１２２を回転させるべきかを確認し、予め対応する目盛り１２３をつまみ１２２に取り付けておく。なお、シールやマグネット、ねじでの固定とすることで、顕微鏡装置１に取り付ける対物レンズ１０３を交換した場合にも、交換後の対物レンズ１０３に応じた位置に目盛り１２３ａ〜１２３ｄを取り付け直すことができる。

次に、目盛り１２３ａ〜１２３ｄを取り付ける具体的な方法について、図５を参照して説明する。
図５は、本実施形態に係るオートフォーカス装置１０の収差補正レンズ駆動機構１１７に対し、対物レンズ１０３ごとに収差補正つまみ１２２の回転量に応じた目盛り１２３を取り付ける手順を示したフローチャートである。上記のとおり、図５に示す一連の処理は、例えば顕微鏡装置１を用いて測定や観察を開始する前等に、顕微鏡装置１の利用者等が実行する。

まず、ステップＳ１で、利用者が観察系から試料１０２を観察しながらステージ１０１を移動させてゆき、試料１０２が観察系の合焦位置に位置すると、ステージ１０１を停止させる。
次に、ステップＳ２で、利用者が図４の収差補正レンズ駆動機構１１７の収差補正つまみ１２２を回転させることにより、収差補正レンズ１１０の位置を調整する。

ステップＳ３で、利用者が表示部１１８の表示等により、ステージ１０１がオートフォーカス装置１０の合焦位置にあるか否かを判定する。上記のとおり、表示部１１８は、演算部１４０において評価関数を用いて合焦位置であるか否かの判断を行った結果を利用して、演算部１４０がオートフォーカス装置１０の合焦位置と判断すると、ＬＥＤ等によりその旨を利用者に対して報知する。収差補正レンズ駆動機構１１７により観察系とＡＦ装置とで色収差による合焦位置のずれが解消するまで、ステップＳ２及びステップＳ３の処理を繰り返す。利用者は、演算部１４０において観察系とＡＦ装置１０とで合焦位置が一致したと判断したことを、表示部１１８等の表示等により認識すると、ステップＳ４の操作に進む。

ステップＳ４で、収差補正つまみ１２２に対して、顕微鏡装置１の光路上に挿入されている対物レンズ１０３の倍率に対応する目盛り１２３を、図４（ｂ）の基準印１２４の位置に合致するように調整して取り付ける。取り付け方法は、上記のとおり、シールやマグネットの貼付、ねじでの固定等による。そして、ステップＳ５で、他の対物レンズについても、上記と同様に、ステップＳ１〜ステップＳ４の処理を繰り返す。こうして、顕微鏡装置１に装着されている全ての対物レンズ１０３に対応する目盛り１２３を収差補正つまみ１２２に取り付けると、処理を終了する。利用者は、図５に示す一連の処理で目盛り１２３を収差補正つまみ１２２に取り付けた後は、オートフォーカス装置１０によるＡＦ処理の後、収差補正つまみ１２２の目盛り１２３にしたがって操作を行い、観察系との合焦位置のずれを補正する処理を行うと、観察光に切り替えて、各種測定や観察を実施していく。

以上説明したように、本実施形態によれば、観察や測定を行う前に、収差補正レンズ駆動機構１１７の収差補正つまみ１２２に、対物レンズ１０３に応じた調整量に応じた位置に目盛り１２３を取り付けておく。これにより、利用者は、観察や測定の際には、ＡＦによりピント合わせを行った場合に観察系との間で生じる合焦位置のずれを収差補正レンズ駆動機構１１７により補正する処理を、収差補正つまみ１２２の目盛り１２３により簡便に行うことが可能となる。すなわち、利用者は、オートフォーカス装置１０によるピント合わせの後に、収差補正つまみ１２２に取り付けられている目盛り１２３を見て、光路上に挿入されている対物レンズ１０３に対応する目盛り１２３が基準印１２４の位置にくるように、収差補正つまみ１２２を回転する操作のみ実行すればよい。対物レンズ１０３を切り替えた場合であっても、同様に対応する目盛り１２３を基準印１２４に合わせるのみで足りる。
なお、ＡＦ光源１１５は、レーザ光として説明したが、レーザ光以外に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光でもよい。
＜第２の実施形態＞

上記の実施形態においては、顕微鏡装置１に装着する対物レンズ１０３ごとに、収差補正の際の調整量（収差補正つまみ１２２の回転量）を調べ、各対物レンズ１０３に対応する目盛り１２３（図４（ｂ）の例では４つの目盛り１２３ａ〜１２３ｄ）を収差補正つまみ１２２に取り付けている。これは、同倍率の対物レンズ１０３であっても、対物レンズごとに収差補正において必要な調整量が異なるためである。これに対し、本実施形態においては、予め顕微鏡装置１に装着する対物レンズ１０３一式が定まっている場合に、予めシミュレーション等により、各対物レンズ１０３間の調整量（収差補正つまみ１２２の回転量）の差分を求め、これを１枚の目盛りに表しておく。そして、対物レンズ１０３の一式の中のいずれか１つについての実際に色収差の補正処理を行い、目盛り１２３のうちの実際の収差補正に利用した対物レンズ１０３の目盛り位置を基準に、この目盛り１２３を収差補正つまみ１２２に取り付ける。

以下に、本実施形態に係るオートフォーカス装置１０´の構成及びその作用について、上記第１の実施形態と異なる点を中心に、具体的に説明する。なお、本実施形態に係るオートフォーカス装置１０を含む顕微鏡装置１の構成については、図１に示すとおりであり、第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。

図６は、本実施形態に係るオートフォーカス装置１０´の収差補正レンズ駆動機構１１７´における収差補正つまみ１２２の構成図である。ここでは、図４（ｂ）と同様の方向からみた構成図のみを示す。

図６に示すように、本実施形態においては、顕微鏡装置１が使用する対物レンズ１０３一式が定められている。この一式の各対物レンズ１０３間の収差補正の際の調整量は、光学シミュレーションや計算により求めることができる。このため、本実施形態において収差補正つまみ１２２に取り付ける目盛り１２３は、対物レンズ１０３ごとでなく、１枚の目盛り１２３から構成されている。

図７は、本実施形態に係るオートフォーカス装置１０´の収差補正レンズ駆動機構１１７´において、対物レンズ１０３一式に対応する１枚の目盛り１２３を取り付ける手順を示したフローチャートである。図７に示す一連の処理についても、図５のそれと同様に、例えば顕微鏡装置１を用いて測定や観察を開始する前等に、顕微鏡装置１の利用者等が実行する。

まず、ステップＳ１１で、利用者が顕微鏡装置１に取り付けられている対物レンズ１０３のうち、一の対物レンズ１０３について、観察系の合焦位置にまでステージ１０１を移動させる。

次に、ステップＳ１２で、利用者が図６の収差補正レンズ駆動機構１１７´の収差補正つまみ１２２を回転させることにより、収差補正レンズ１１０の位置を調整する。これは、図５のステップＳ２の操作と同様である。

そして、ステップＳ１３で、利用者が表示部１１８の表示等により、ステージ１０１が合焦位置にあるか否かを判定する。ステップＳ１３の判定方法については、図５のステップＳ３と同様である。利用者は、演算部１４０において合焦位置と判断したことを、表示部１１８の表示等により認識すると、ステップＳ１４の操作に進む。

ステップＳ１４では、収差補正つまみ１２２に対して、顕微鏡装置１の光路上に挿入されている対物レンズ１０３に対応する表示がＡＦベース１２５上の基準印１２４の位置に合致するように、目盛り１２３を取り付ける。取り付け方法は、第１の実施形態と同様である。図６の目盛り１２３取り付けが完了すると、処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、顕微鏡装置１において使用する対物レンズ１０３一式が予め定められているような場合には、一の目盛り１２３を収差補正つまみ１２２に取り付けるのみで、その後の測定や観察において、簡便に収差補正を行うことが可能となる。
＜変形例１＞

上記第１及び第２の実施形態においては、ＡＦベース１２５上に基準印１２４が設けられ、収差補正つまみ１２２上に、対物レンズ１０３に応じた目盛り１２３を取り付けているが、これに限定されるものではない。例えば、収差補正つまみ１２２に基準印を設け、対物レンズ１０３ごとの調整量（つまみ１２２の回転量）を表す目盛りをＡＦベース１２５に取り付ける構成としてもよい。このような構成であっても、上記実施形態と同様の効果を得る。
＜変形例２＞

上記の実施形態では、顕微鏡装置１に取り付けられる複数の対物レンズ１０３を識別するために、各対物レンズ１０３の種類（倍率）を表記した目盛り１２３を用意し、これを収差補正つまみ１２２やＡＦベース１２５に取り付けているが、これには限定されない。

図８は、本変形例に係る目盛り及び基準印を例示する図である。図８に示すように、本変形例においては、目盛り１２３´（図８においては１２３´ａ〜１２３´ｄ）の色により、各対物レンズ１０３に対応する収差補正の調整量を利用者が認識可能な構成としている。目盛り１２３´の取り付け方については、上記と同様である。
本変形例によれば、目盛り１２３´の色を対物レンズ１０３の色と合わせる構成とすることで、利用者にとっては、対物レンズ１０３の色に応じた目盛り１２３´を基準印１２４´に合わせるのみで、色収差補正をすることができ、上記実施形態と同様の効果を得る。

本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることはもちろんである。

１ 顕微鏡装置
１０ オートフォーカス装置
１０１ ステージ
１０２ 試料
１０３ 対物レンズ
１０４ レボルバ
１０５ ハーフミラー（ＨＭ）
１０６ コリメートレンズ
１０７ 観察光源
１０８ ダイクロイックミラー（ＤＭ）
１０９ λ／４板
１１０ 収差補正レンズ（群）
１１１ 集光レンズ（群）
１１２ 偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
１１３ 結像レンズ（群）
１１４ 受光センサ（ＰＤ）
１１５ ＡＦ光源
１１６ コリメートレンズ
１１７ 収差補正レンズ駆動機構
１１８ 表示部
１１９ 投光側ストッパ
１２０ 台座Ａ
１２１ 台座Ｂ
１２２ 収差補正つまみ
１２３ 目盛り
１２４ 基準印
１２５ ＡＦベース
１４０ 演算部

Claims (3)

1. 試料への光束を集光させる対物レンズと、前記対物レンズを保持するレボルバと、前記試料を載置するステージ及び前記対物レンズの間の距離を調整する焦準部制御機構とを有する顕微鏡に搭載される顕微鏡用オートフォーカス装置であって、
   観察系の光源と異なる波長の光を発し、該観察系の光源とは独立したＡＦ光源と、
   前記ＡＦ光源からの光を受光して電気信号に変換する光電変換器と、
   前記光電変換器から出力される電気信号に基づき、前記ＡＦ光源から発せられた光により合焦状態となっているときの光軸方向に関する集光位置を示す合焦位置を検出する合焦検出部と、
   前記ＡＦ光の光軸方向に移動することにより、前記観察系の光源から発せられた光により合焦状態となっているときの光軸方向に関する集光位置を示す合焦位置と前記合焦検出部にて検出した合焦位置とのずれを補正する収差補正レンズと、
   利用者の操作により前記収差補正レンズを移動させる合焦位置調整部と、
   を備え、
   前記合焦位置調整部においては、合焦位置のずれの補正に必要な前記収差補正レンズの移動量に応じた目印であって、前記顕微鏡装置の前記レボルバが前記対物レンズを複数保持する場合に、各対物レンズを光路上に挿入した際のそれぞれについての合焦位置の補正に必要な前記収差補正レンズの移動量に応じた目印を、外部からそれぞれ識別可能に表示し、
   前記合焦位置調整部は、前記オートフォーカス装置の筐体外部から前記利用者が操作可能であり、回転させることで前記収差補正レンズを前記ＡＦ光の光軸方向に移動させる回転つまみで構成され、
   前記目印は、前記複数の対物レンズのそれぞれを識別可能な目盛りと、前記収差補正レンズの位置の調整処理において前記回転つまみを回転させて該目盛りを合わせるための基準印とからなり、それぞれが、前記回転つまみ、または該回転つまみに対して動かない固定側に装着され、
   前記目盛りは、シール、マグネットあるいはネジ締結によって、前記回転つまみあるいは前記固定側に、着脱可能に設けられる
   ことを特徴とするオートフォーカス装置。
2. 前記目盛りは、前記レボルバに保持される前記複数の対物レンズの種類ごとに用意され、それぞれの目盛りが、対応する対物レンズを使用する場合の前記回転つまみの前記基準印に対する回転量に対応する位置に装着される
   ことを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカス装置。
3. 前記目盛りは、前記レボルバに保持される前記複数の対物レンズの一式に含まれる対物レンズ間の相対的な前記回転つまみの回転量が表された１枚の目盛りから構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカス装置。