JPH02253221A - Autofocusing device for microscope - Google Patents

Autofocusing device for microscope

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Publication number
JPH02253221A
JPH02253221A JP7594689A JP7594689A JPH02253221A JP H02253221 A JPH02253221 A JP H02253221A JP 7594689 A JP7594689 A JP 7594689A JP 7594689 A JP7594689 A JP 7594689A JP H02253221 A JPH02253221 A JP H02253221A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
objective lens
sample
beam spot
microscope
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7594689A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Tsuchiya
広司 土屋
Hisanobu Takamoto
尚宜 高本
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP7594689A priority Critical patent/JPH02253221A/en
Publication of JPH02253221A publication Critical patent/JPH02253221A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform accurate focusing even in the case of a substance whose reflected light quantity is not constant like a living body sample by changing the profile of a beam spot by the use of the focusing knob driving means of an objective lens and controlling so that the detected value may be the maximum brightness. CONSTITUTION:A laser beam 12 is inducted from an image-formation lens 4 and projected from the objective lens 2 to be converged on the surface of the sample 3. The reflected object light passes through a microscope 1 again and is inputted in a TV camera 6 through the image-formation lens 4. Based on data from the TV camera 6, the beam spot 13 is displayed on a CRT display device 7. The beam spot 13 of the TV image is scanned by a scanning line and data on the spread of beam sigma<2> and the intensity of beam Ip is transmitted to a CPU 10. Then, a step motor being the focusing knob driving means 11 is controlled with a control signal from the CPU 10 to adjust a focusing knob. It is a focusing state that Ip is maximum and sigma<2> is minimum.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は生物顕微鏡におけるオートフォーカス装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to an autofocus device for a biological microscope.

「従来の技術」 生物顕微鏡におけるオートフォーカス装置は低倍率の領
域では視差を利用した3角測量によるオートフォーカス
や焦点が合った画像のコントラストと空間周波数が最大
になることを利用したオー1−フォーカス装置がある。
``Prior art'' Autofocus devices in biological microscopes use triangulation autofocus using parallax in low magnification areas, and autofocus that maximizes the contrast and spatial frequency of a focused image. There is a device.

「発明が解決しようとする課題」 このような顕微鏡オートフォーカス装置ではオートフォ
ーカスセンサの視野内に物体(試料)が存在することが
前提である。このため観察者が試料ステージを動かしオ
ートフォーカスセンサの有効エリアに物体(試料)を入
れる必要があった。この手続きはオートフォーカス1眼
レフカメラなどで写す物体をフォーカスセンサエリアに
入れてシャッタボタンを押す操作と同じである。
"Problems to be Solved by the Invention" Such a microscope autofocus device is based on the premise that an object (sample) exists within the field of view of the autofocus sensor. For this reason, it was necessary for the observer to move the sample stage and bring the object (sample) into the effective area of the autofocus sensor. This procedure is the same as the operation of placing an object in the focus sensor area of an autofocus single-lens reflex camera and pressing the shutter button.

顕微鏡において試料ステージをコンピュータ制御で動か
しながらオートフォーカスを動作させる場合、オートフ
ォーカスセンサの視野内に試料が入らない場合がある。
When operating autofocus while moving the sample stage under computer control in a microscope, the sample may not come within the field of view of the autofocus sensor.

このように視野内に試料が無い場合(生物試料はスライ
ドガラス上に展開するため、試料はスライドガラス上に
分散し2.視野内に試料が存在しない場合が多い)フォ
ーカスが大きく外れて見えないのか、試料が無いのか判
断できず、フォーカス不能になってしまう。
In this way, if there is no sample within the field of view (biological samples are developed on a glass slide, the sample is dispersed on the slide glass, and 2. There are many cases where there is no sample within the field of view), and the object is largely out of focus and cannot be seen. It cannot be determined whether the sample is missing or there is no sample, and it becomes impossible to focus.

本発明は視野内に試料が無い場合でもオートフォー カ
スを可能にすることを目的とするものである。
The purpose of the present invention is to enable autofocus even when there is no sample within the field of view.

「課題を解決するための手段」 本発明は、対物レンズの焦点面に収束する光ビーム導入
手段と、スライドガラスやスライドガラス上の試料から
反射したビームスポットのプロファイルを検出する手段
と、対物レンズと試料面との間の焦点を調整するための
フォーカスノブの駆動手段と、前記プロファイル検出手
段の検出値が最大輝度となるようにフォーカスノブ駆動
手段を制御する制御手段とを具備してなるものである。
"Means for Solving the Problems" The present invention provides a means for introducing a light beam to be converged on the focal plane of an objective lens, a means for detecting the profile of a beam spot reflected from a slide glass or a sample on the slide glass, and an objective lens. and a control means for controlling the focus knob drive means so that the detection value of the profile detection means reaches a maximum brightness. It is.

「作用」 光ビーム導入手段からレーザなどのビームを導入し、試
料面に収束したビームスポットをプロファイル検出手段
で検出する。また、対物レンズのフォーカスノブ駆動手
段でフォーカスノブを駆動してビームスポットのプロフ
ァイルを変化させ、その検出値が最大輝度となるように
制御手段から制御信号を出力する。
"Operation" A beam such as a laser is introduced from the light beam introduction means, and the beam spot converged on the sample surface is detected by the profile detection means. Further, the focus knob is driven by the focus knob driving means of the objective lens to change the profile of the beam spot, and the control means outputs a control signal so that the detected value becomes the maximum brightness.

「実施例」 以下1本発明の一実施例を図面に基いて説明する。"Example" An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図において、(1)はレーザ導入装置付きの顕微鏡
で、この顕微fi(1)の対物レンズ(2)に臨ませて
試料(3)がセットされ、また結像レンズ(4)に臨ま
せてレーザなどの光ビーム導入手段(5)とTVカメラ
(6)が設けられている。このTVカメラ(6)にはC
RT表示部(7)が結合されて、ビームスポットのプロ
ファイル検出手段(8)が構成されている。また、(9
)は入力手段で、種々の対物レンズのフォーカス特性が
入力される。この入力手段(9)と前記プロファイル検
出手段(8)はCPUなどの制御手段(10)に結合さ
れ、さらにこの制御手段(10)の出力側に、ステップ
モータなどからなるフォーカスノブ駆動手段(11)が
結合されている。前記制御手段(10)は、各種の情報
を基にして制御信号を得るものである。
In Figure 1, (1) is a microscope equipped with a laser introduction device, and a sample (3) is set facing the objective lens (2) of this microscope fi (1), and the specimen (3) is set facing the imaging lens (4). Additionally, a light beam introducing means (5) such as a laser and a TV camera (6) are provided. This TV camera (6) has C
The RT display section (7) is combined to constitute beam spot profile detection means (8). Also, (9
) is an input means into which focus characteristics of various objective lenses are input. The input means (9) and the profile detection means (8) are coupled to a control means (10) such as a CPU, and a focus knob drive means (11) such as a step motor is connected to the output side of the control means (10). ) are combined. The control means (10) obtains control signals based on various types of information.

以上のような構成において、レーザ(12)が結像レン
ズ(4)から導入され、対物レンズ(2)から出射して
試料面(3)に収束する。その反射物体光が再び顕微1
!(1)を通り、結像レンズ(4)を経てTVカメラ(
6)に入力する。このTVカメラ(6)からのデータに
基づきCRT表示装置(7)に第2図のように表示する
。このTV両画像ビームスポット(13)を通る走査線
についての光強度に相当する電流工pは第3図のような
特性であるとする。試料面(3)の位置が対物レンズ(
2)の焦点位置と一致しているときがビームスポット(
13)の径が最小になるが、もし、TVカメラ(6)で
検出されたビーム強度工pが第3図におけるI p (
Xi、 I i)の位置であるとすると。
In the above configuration, the laser (12) is introduced through the imaging lens (4), exits from the objective lens (2), and converges on the sample surface (3). The reflected object light returns to the microscope 1.
! (1), passes through the imaging lens (4) and then passes through the TV camera (
6). Based on the data from the TV camera (6), the data is displayed on the CRT display device (7) as shown in FIG. It is assumed that the electric current p corresponding to the light intensity for the scanning line passing through the TV image beam spot (13) has a characteristic as shown in FIG. The position of the sample surface (3) is the objective lens (
The beam spot (
13) becomes the minimum diameter, but if the beam intensity p detected by the TV camera (6) becomes I p (
Xi, I i).

ビ 4広がり  、x 、  XllX1”   (Σ
l1Xi)”。
Bi 4 spread , x , XllX1” (Σ
l1Xi)”.

ΣIi    ΣIi ビーム強度   IP:  I&lX −Iminで表
わされる。このビーム広がりσ2とビーム強度IPのデ
ータがCP U (10)に送られる。これらのデータ
の他にCP U (10)に入力装置(9)からも各種
の対物レンズのフォーカス特性が入力されている。そし
てCP U (10)からの制御信号でフォーカスノブ
駆動手段(11)のステップモータが制御されてフォー
カスノブが調整される。すなわち、フォーカスノブの位
置はステップモータへ送るパルスカウントによって求ま
る。フォーカスノブをいずれか一方に移動した結果、C
RT表示装置(7)からのデータIpが減少し、σ2が
やや大きくなる方向に変化した場合には、ステップモー
タ(11)を逆方向に少し回転する。何回か繰返えして
Ipが最大で、σ2が最小のときが焦点が合致した状態
である。
ΣIi ΣIi Beam intensity IP: Expressed as I&lX - Imin. Data on this beam spread σ2 and beam intensity IP are sent to CPU (10). In addition to these data, focus characteristics of various objective lenses are also input to the CPU (10) from an input device (9). Then, the step motor of the focus knob driving means (11) is controlled by a control signal from the CPU (10) to adjust the focus knob. That is, the position of the focus knob is determined by counting pulses sent to the step motor. As a result of moving the focus knob to either side, C
When the data Ip from the RT display device (7) decreases and σ2 changes to become slightly larger, the step motor (11) is slightly rotated in the opposite direction. After repeating this several times, when Ip is the maximum and σ2 is the minimum, the focus is in alignment.

「発明の効果」 本発明は上述のように構成したので、生物試料のような
反射光量が一定の割合にならなくても。
"Effects of the Invention" Since the present invention is constructed as described above, it can be used even if the amount of reflected light is not a constant ratio as in the case of biological samples.

正確な焦点合せができる。また、レーザ導入型の顕微鏡
では細胞のような微細な加工が可能である。
Accurate focusing is possible. Additionally, laser-introduced microscopes allow microscopic processing such as cells.

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

第1図は本発明によるオートフォーカス装置の一実施例
を示すブロック図、第2図はCRT表示装置の正面図、
第3図は光強度特性図である。 (1)・・・顕微鏡、(2)・・・対物レンズ、(3)
・・・試料面。 (4)・・・結像レンズ、(5)・・・光ビーム導入手
段、(6)・・・TVカメラ、(7)・・・CRT表示
部、(8)・・・プロファイル検出手段、(9)・・・
入力手段、(10)・・・制御手段、 (11)・・・
フォーカスノブ駆動手段、(12)・・・レーザ、(1
3)・・・ビームスポット。 出願人  浜松ホトニクス株式会社 手本売祖i正書(自発) 平成元年07月26日
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an autofocus device according to the present invention, FIG. 2 is a front view of a CRT display device,
FIG. 3 is a light intensity characteristic diagram. (1)...Microscope, (2)...Objective lens, (3)
...Sample surface. (4)...Imaging lens, (5)...Light beam introduction means, (6)...TV camera, (7)...CRT display section, (8)...Profile detection means, (9)...
Input means, (10)... Control means, (11)...
Focus knob driving means, (12)...laser, (1
3)...beam spot. Applicant: Hamamatsu Photonics Co., Ltd. Model Salesperson i-sho (spontaneous) July 26, 1989

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)対物レンズの焦点面に収束する対物レンズの接眼
レンズ側からの光ビーム導入手段と、試料面から反射し
たビームスポットのプロファイルを検出する手段と、対
物レンズと試料面との間の焦点を調整するためのフォー
カスノブの駆動手段と、前記プロファイル検出手段の検
出値が最大輝度となるようにフォーカスノブ駆動手段を
制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする顕
微鏡オートフォーカス装置。
(1) A means for introducing a light beam from the eyepiece side of the objective lens that converges on the focal plane of the objective lens, a means for detecting the profile of the beam spot reflected from the sample surface, and a focal point between the objective lens and the sample surface. A microscope autofocus device comprising: a focus knob drive means for adjusting the brightness; and a control means for controlling the focus knob drive means so that the detection value of the profile detection means reaches a maximum brightness. .
(2)光ビーム導入手段はレーザビームを導入するもの
からなる請求項(1)記載の顕微鏡オートフォーカス装
置。
(2) The microscope autofocus device according to claim (1), wherein the light beam introducing means comprises one for introducing a laser beam.
JP7594689A 1989-03-28 1989-03-28 Autofocusing device for microscope Pending JPH02253221A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7594689A JPH02253221A (en) 1989-03-28 1989-03-28 Autofocusing device for microscope

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7594689A JPH02253221A (en) 1989-03-28 1989-03-28 Autofocusing device for microscope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02253221A true JPH02253221A (en) 1990-10-12

Family

ID=13590900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7594689A Pending JPH02253221A (en) 1989-03-28 1989-03-28 Autofocusing device for microscope

Country Status (1)

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JP (1) JPH02253221A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006527852A (en) * 2003-06-19 2006-12-07 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Analytical apparatus and method having auto-focusing means

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006527852A (en) * 2003-06-19 2006-12-07 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Analytical apparatus and method having auto-focusing means

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