JPH0718969B2 - microscope - Google Patents
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- JPH0718969B2 JPH0718969B2 JP57204784A JP20478482A JPH0718969B2 JP H0718969 B2 JPH0718969 B2 JP H0718969B2 JP 57204784 A JP57204784 A JP 57204784A JP 20478482 A JP20478482 A JP 20478482A JP H0718969 B2 JPH0718969 B2 JP H0718969B2
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- G—PHYSICS
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- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
- G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、カメラや顕微鏡等の光学系に用いられる自動
焦点検出装置に関するものである。The present invention relates to an automatic focus detection device used in an optical system such as a camera or a microscope.
従来の自動焦点検出装置としては、色補正の異なつた光
学系を考慮したものはなかつた。例えば、一眼レフカメ
ラのTTL方式による自動焦点検出装置の場合、レンズを
交換することがあるが、交換レンズの色補正はほとんど
同様に補正されており、又多少補正量が異なつてもカメ
ラの焦点深度を考えるとほとんど問題がないので、従来
は赤外光カツトフイルターを画像センサーの前につけて
有害な赤外光の影響を除くことが行われていたに過ぎな
かつた。そのため、色補正の異なる光学系を交換して使
用すると、焦点が合わないかもしくは精度が悪化してし
まい問題となる。又、色フイルターを用いたり或は光源
の波長分布を変化させた場合に焦点が合わなくなるとい
う問題も生ずることが判明しした。No conventional automatic focus detection device considers an optical system with different color correction. For example, in the case of a TTL automatic focus detection device for a single-lens reflex camera, the lens may be replaced, but the color correction of the interchangeable lens is almost the same, and even if the amount of correction is slightly different, the focus of the camera will change. Since there is almost no problem when considering the depth, conventionally, an infrared light cut filter was placed in front of the image sensor to remove the harmful influence of infrared light. Therefore, if optical systems with different color corrections are exchanged for use, they will not be in focus or the accuracy will deteriorate, which is a problem. It has also been found that there is a problem in that the focus is lost when a color filter is used or the wavelength distribution of the light source is changed.
以下、これらの点について詳細に説明する。Hereinafter, these points will be described in detail.
自動焦点検出装置を構成する要素の中で光と関係するも
のに光源,光学系,受光素子があるが、この内変更され
得るものは光源及び光学系である。例えば光源の場合自
然光からハロゲンランプ等による人工光への変更が考え
られるし、光学系の場合はカメラなら各種交換レンズが
有り、顕微鏡なら各種対物レンズが有る。そして、各要
素すなわち光源,光学系,受光素子はそれぞれ分光分
布,色収差,分光感度という波長依存性を有しているか
ら、ある一組の光源と光学系の組合せの場合に焦点合わ
せが正確に行なえる様に焦点位置調整が行なわれてい
る。その為に、例えば色補正の異なる光学系と交換する
と焦点位置が異なつてくる。Among the elements constituting the automatic focus detection device, those related to light include a light source, an optical system, and a light receiving element. Among these, the light source and the optical system can be changed. For example, in the case of a light source, it is possible to change from natural light to artificial light such as a halogen lamp, and in the case of an optical system, a camera has various interchangeable lenses, and a microscope has various objective lenses. Since each element, that is, the light source, the optical system, and the light receiving element have wavelength dependences such as spectral distribution, chromatic aberration, and spectral sensitivity, accurate focusing can be achieved in the case of a certain set of light source and optical system combination. The focus position is adjusted so that it can be performed. Therefore, for example, if the optical system is replaced with an optical system having a different color correction, the focal position becomes different.
第1図はCIE(国際照明委員会)が規定したCIE昼光D65
を示しており、これは色温度が6504Kに近似する昼光で
照明される物体色を表示する場合に用いられている(新
編色彩科学ハンドブツク・東海大学出版会)。又、第2
図はMOS型のリニアイメージセンサーの分光感度の例を
示しており、一般的にこの種のセンサーは赤外側の感度
が高い。この様に、発光側も受光側も分光分布を持つて
いるのが普通であり、全可視域波長に限つたとしても全
波長に対して分光分布はフラツトではあり得ない。Figure 1 shows CIE daylight D 65 specified by CIE (International Commission on Illumination).
This is used when displaying an object color illuminated by daylight with a color temperature close to 6504K (New Color Science Handbook, Tokai University Press). Also, the second
The figure shows an example of the spectral sensitivity of a MOS type linear image sensor. Generally, this type of sensor has a high sensitivity on the infrared side. As described above, the light-emitting side and the light-receiving side usually have a spectral distribution, and the spectral distribution cannot be flat with respect to all wavelengths even if limited to all visible wavelengths.
第3図は色補正の異なる光学系の例として顕微鏡の二種
類の対物レンズの球面収差の色の補正状況を表わした図
であつて、(a)がアクロマート補正の対物レンズの場
合を,(b)が(a)とは異なる色補正のアポクロマー
トの対物レンズの場合を夫々示している。(a)と
(b)との色収差補正状況を比較すると、収差量そのも
のは(b)の方が極端に少なくなつている。又、色補正
のバランスも(a)では短波長側が軽視されて補正され
ていないのに対し、(b)では長波長側と同様に補正さ
れていることがわかる。FIG. 3 is a diagram showing the color correction state of spherical aberration of two types of objective lenses of a microscope as an example of an optical system with different color correction. In FIG. 3, (a) is an objective lens with achromatic correction, In the respective cases, b) is an apochromat objective lens for color correction different from that of (a). Comparing the chromatic aberration correction states of (a) and (b), the aberration amount itself is extremely smaller in (b). In addition, it can be seen that the balance of color correction is not corrected because the short wavelength side is neglected in (a), but is corrected similarly to the long wavelength side in (b).
第4図は第3図における開口数×0.7の色補正の様子を
横軸を波長として表わした図である。(a)がアクロマ
ートの場合を,(b)がアポクロマートの場合を夫々示
しており、アクロマートがC,FでアポクロマートがC,d,F
で夫々補正されていることがわかる。FIG. 4 is a diagram showing the state of color correction of numerical aperture × 0.7 in FIG. 3 with the horizontal axis representing wavelength. (A) shows the case of an achromat, and (b) shows the case of an apochromat, where the achromat is C, F and the apochromat is C, d, F.
It can be seen that each is corrected.
第5図は目の分光感度を表わす比視感度曲線を示してお
り、これは波長555nmを中心とした山状の分布形状をし
ている。第6図はカラーフイルム及び白黒フイルムの分
光感度を示している。FIG. 5 shows a relative luminous efficiency curve representing the spectral sensitivity of the eye, which has a mountain-shaped distribution shape centered at a wavelength of 555 nm. FIG. 6 shows the spectral sensitivities of the color film and the black and white film.
第7図は受光素子のリニアイメージセンサーに補正用と
して近赤外カツトフイルターを用いた時の分光感度を示
している。FIG. 7 shows the spectral sensitivity when a near infrared cut filter is used for correction in the linear image sensor of the light receiving element.
さて、第5図と第7図で示したように目の感度の分光分
布とセンサーの分光分布の様子がかなり違つており、そ
のため実際にそれぞれでピント合わせした場合の焦点位
置は違つてくる。その様子を示したのが第8図であつ
て、目で合わせた場合の焦点位置は波長555nm付近の収
差で決まる位置にあるが、センサーで合わせた場合はか
なり広範囲の波長の影響を受ける。色収差の補正の程度
がほとんど同じ場合には、あらかじめ焦点位置の差を考
慮してセンサーを設置しておけば良いが、第8図
(a),(b)のように色補正の異なる光学系の場合は
その差の量がかなり違つているので両方を同時に満たす
ことは出来ない。尚、第6図によるとカラーフイルムの
分光感度が比視感度よりセンサーの分光感度に近いか
ら、写真撮影にはセンサーによるピント合わせの方が適
しているようにも思えるが、写真を見る場合はやはり比
視感度に従うので目で合わせたピントで撮影するほうが
良い。As shown in FIG. 5 and FIG. 7, the spectral distribution of the eye sensitivity and the spectral distribution of the sensor are quite different, and therefore the focus positions when actually focusing are different. This is shown in FIG. 8, and the focal position when the light is adjusted is at a position determined by the aberration near the wavelength of 555 nm, but when it is adjusted by the sensor, it is affected by a wide range of wavelengths. When the degree of correction of chromatic aberration is almost the same, it suffices to install a sensor in consideration of the difference in focal position in advance. However, as shown in FIGS. 8A and 8B, optical systems with different color corrections are used. In the case of, it is not possible to satisfy both at the same time because the amount of difference is quite different. According to FIG. 6, the spectral sensitivity of the color film is closer to the spectral sensitivity of the sensor than the relative visual sensitivity, so it seems that focusing by the sensor is more suitable for taking a picture, but when looking at a photo After all, it depends on the relative luminosity, so it is better to shoot with a focus that matches your eyes.
又、第9図は色温度がそれぞれ4000K,5500K,7000Kの場
合の光源の分光分布を示している。光源の分光分布がこ
の様に変化した場合、目で合わせる場合は比視感度が狭
帯域であることやその波長付近(555nm付近)の収差は
一般に光学系によりよく補正されていて波長変化による
収差の変動が少ないことからピントの移動は少ないが、
センサーの場合は分光感度の範囲が広く且つ光学系も広
範囲の色収差まで補正しきれないのでピントが大幅に移
動する。従つて、光源の分光分布が変化すると第10図
(a)に示した如く目での焦点位置とセンサーでの焦点
位置の差の量が変化し、その差をあらかじめ補正してセ
ンサーを設置しておいてもピントの移動は避けられな
い。例えば顕微鏡の写真撮影時は一般に5500Kの光源が
用いられるが、第10図(b)に示したようにあらかじめ
目でのピント位置とセンサーのピント位置が一致するよ
うにセンサーの位置をαだけ調整しておいても、何らか
の理由で光源の色温度が7000Kに変つた場合自動焦点検
出装置ではピントがβだけずれていることになる。この
様に光学系の色補正が変化しなくても光源の分光分布が
変ればピントはずれが生じる。FIG. 9 shows the spectral distribution of the light source when the color temperatures are 4000K, 5500K, and 7000K, respectively. When the spectral distribution of the light source changes in this way, the relative luminosity is narrow band when adjusted by eye, and the aberration near that wavelength (near 555 nm) is generally well corrected by the optical system, and the aberration due to the wavelength change. Since there is little fluctuation in the
In the case of a sensor, the range of spectral sensitivity is wide and the optical system cannot completely correct chromatic aberration in a wide range, so the focus moves significantly. Therefore, when the spectral distribution of the light source changes, the amount of difference between the focal position of the eye and the focal position of the sensor changes as shown in Fig. 10 (a), and the sensor is installed by correcting the difference in advance. Moving the focus is inevitable. For example, when taking a picture of a microscope, a light source of 5500K is generally used, but as shown in Fig. 10 (b), the sensor position is adjusted by α so that the eye focus position matches the sensor focus position. Even if it is kept, if the color temperature of the light source changes to 7000K for some reason, the focus will shift by β in the automatic focus detection device. In this way, even if the color correction of the optical system does not change, if the spectral distribution of the light source changes, out of focus occurs.
又、顕微鏡撮影時、白黒フイルムの場合にはコントラス
トを良くする為にグリーンフイルターを入れるが、この
グリーンフイルターの分光透過率は第5図の比視感度の
分光分布とほとんど同じである。そのため、この様な狭
帯域のフイルターが光路中に入つた場合センサーの分光
感度は比視感度と同様となり、それぞれの色温度におけ
る焦点位置には差がなくなる。従つて、先の例の様にセ
ンサーの設置位置をあらかじめαだけ補正しておいた場
合には−αだけピントがはずれることになる。In the case of a black-and-white film at the time of photographing with a microscope, a green filter is inserted to improve the contrast. The spectral transmittance of this green filter is almost the same as the spectral distribution of the relative luminous efficiency shown in FIG. Therefore, when such a narrow band filter enters the optical path, the spectral sensitivity of the sensor becomes similar to the relative luminous efficiency, and there is no difference in the focal position at each color temperature. Therefore, if the sensor installation position is corrected by α in advance as in the previous example, the focus will be out of focus by −α.
本発明は、上記問題点に鑑み、検出光路中に狭帯域のバ
ンドパス型フイルターを配置して受光素子が受ける光の
帯域を制限することにより、光学系の色補正或は光源の
分光分布の変化に関係なく正確な合焦が行われ得るよう
にした自動焦点検出装置を提供せんとするものである
が、以下第11図及び第12図に示した一実施例に基づきこ
れを説明すれば、第11図は顕微鏡自動焦点検出装置の光
学系を示しており、1は光源、2はコンデンサーレン
ズ、3は標本が載置されるステージ、4は対物レンズ、
5はハーフミラー、6は接眼レンズ、7は写真接眼レン
ズ、8はフイルムである。9は例えば白黒フイルム撮影
時に用いるグリーンフイルターで、光路中に入れること
ができる。10はMOS型のリニアイメージセンサーであ
り、画像情報を得るためのものである。尚、センサーの
前に拡大光学系を配置しても良い。11は信号処理回路
で、いわゆるコントラスト法の処理を行なつている。12
はステージ駆動回路で、信号処理回路11からの信号を受
けてステージ3を駆動しピントを合わせるものである。
光源1はライトバランスフイルターと適切な印加電圧に
より写真撮影時には色温度5500Kに調整される。一般に
は顕微鏡の使用者が観察し得るように光源の明るさを任
意に調整するので、色温度は一定していない。もちろん
光源の明るさをNDフイルターで調整することにより色温
度を一定にしておいてもよい。13は狭帯域のバンドパス
型フイルターであり、本実施例ではイメージセンサー10
の直前の検出光路中に設けられている。もちろんグリー
ンフイルター9と同様に合焦時だけ光路中に入れるとい
う方式でもかまわない。In view of the above problems, the present invention arranges a bandpass filter having a narrow band in the detection optical path to limit the band of light received by the light receiving element, thereby performing color correction of the optical system or spectral distribution of the light source. Although it is intended to provide an automatic focus detection device capable of performing accurate focusing regardless of changes, if this is explained based on one embodiment shown in FIG. 11 and FIG. 12 below. FIG. 11 shows an optical system of a microscope automatic focus detection device, 1 is a light source, 2 is a condenser lens, 3 is a stage on which a sample is placed, 4 is an objective lens,
5 is a half mirror, 6 is an eyepiece, 7 is a photographic eyepiece, and 8 is a film. Reference numeral 9 denotes a green filter used when photographing a black and white film, for example, which can be placed in the optical path. Reference numeral 10 is a MOS type linear image sensor for obtaining image information. A magnifying optical system may be arranged in front of the sensor. Reference numeral 11 is a signal processing circuit, which performs processing by the so-called contrast method. 12
Is a stage drive circuit, which receives a signal from the signal processing circuit 11 to drive the stage 3 for focusing.
The light source 1 is adjusted to a color temperature of 5500K at the time of taking a photograph by a light balance filter and an appropriate applied voltage. Generally, the brightness of the light source is arbitrarily adjusted so that the user of the microscope can observe it, so that the color temperature is not constant. Of course, the color temperature may be kept constant by adjusting the brightness of the light source with the ND filter. Reference numeral 13 is a narrow band bandpass filter, and in this embodiment, the image sensor 10 is used.
Is provided in the detection optical path immediately before. Of course, as in the case of the green filter 9, it is possible to use a system in which the light is only put into the optical path when focusing.
本発明による自動焦点検出装置は上述の如く構成されて
いるから、バンドパス型フイルター13の作用によりイメ
ージセンサー10が受ける光の帯域が制限される。従つ
て、対物レンズ4にアクロマートとアポクロマートのい
ずれを用いても、光源1の色温度を変化させても、グリ
ーンフイルター9を光路中に挿入してもバンドパス型フ
ィルターを透過する所定波長範囲内の光のみを用いて、
合焦検出を行うことになるので、目でピント合わせした
場合と常に一定の関係を保って、焦点検出を行うことが
出来る。尚、グリーンフイルター9を光路中に挿入する
場合は光量が急激に変化するので、センサー信号のフイ
ードバツクによりイメージセンサー10の蓄積時間の増加
や光源1の印加電圧のアツプが自動的に行われるように
しておくと便利である。Since the automatic focus detection device according to the present invention is configured as described above, the band of light received by the image sensor 10 is limited by the action of the bandpass filter 13. Therefore, whether the objective lens 4 is an achromat or an apochromat, the color temperature of the light source 1 is changed, the green filter 9 is inserted in the optical path, and the bandpass filter is within a predetermined wavelength range. Using only the light of
Since focus detection is performed, focus detection can always be performed while maintaining a constant relationship with the case of focusing with eyes. When the green filter 9 is inserted in the optical path, the amount of light changes abruptly. Therefore, the feedback time of the sensor signal should increase the accumulation time of the image sensor 10 and automatically increase the applied voltage of the light source 1. It is convenient to keep it.
又、バンドパス型フイルター13は理想的には比視感度と
同様な特性のフイルターがよい。そうすれば、目でピン
トを合わせた焦点位置とセンサーで合わせた位置が一致
するので、予めその差を補正しておく必要がなくなる。
第12図により本実施例で用いているフイルターの例を示
す。実質上のセンサーの分光感度は(光源の分光分布)
×(フイルター透過率)×(センサーの分光感度)であ
るが、波長555nm近辺ではフイルター透過率がセンサー
の分光感度に対応すると考えてもさしつかえないので第
12図で説明する。Further, the bandpass type filter 13 is ideally a filter having characteristics similar to the relative luminous efficiency. By doing so, the focus position that is in focus with the eye and the position that is adjusted by the sensor match, and it is not necessary to correct the difference in advance.
FIG. 12 shows an example of the filter used in this embodiment. The spectral sensitivity of the sensor is practically (the spectral distribution of the light source)
× (filter transmittance) × (spectral sensitivity of sensor), but it can be considered that the filter transmittance corresponds to the spectral sensitivity of the sensor near the wavelength of 555 nm.
This will be explained with reference to FIG.
特性が比視感度特性によく似ているのはG−530,G−533
(保谷ガラス)フイルターであるが、透過率が悪いので
光源は明るいものが必要である。又、フイルターの厚さ
を薄くして透過率をあげると波長帯が広くなるので不適
当である。IF550は550nmにピークをもつ干渉型バンドパ
スフイルターである。CM500+Y46(保谷ガラス)は赤外
カツトフイルター(CM500)とイエローフイルター(Y4
6)を用いたもので光量的には有利となるが、帯域が広
いので光源の色温度の大幅な変化に対しては不適当であ
る。The characteristics are very similar to the relative luminous efficiency characteristics of G-530 and G-533.
(Hoya Glass) Although it is a filter, it needs a bright light source because of its poor transmittance. Further, it is not suitable to reduce the thickness of the filter to increase the transmittance because the wavelength band becomes wider. IF550 is an interference bandpass filter with a peak at 550 nm. CM500 + Y46 (Hoya Glass) is an infrared cut filter (CM500) and a yellow filter (Y4).
Although the one using 6) is advantageous in terms of light quantity, it is not suitable for a large change in color temperature of the light source due to its wide band.
本発明は合焦検出部として受光素子を有する装置であれ
ば合焦の原理のいかんにかかわらず成り立つものであ
る。例えば、第13図及び第14図は第二の実施例を示して
おり、これは二つの検出器(イメージセンサー)を仮想
焦点の前後において両検出器からのコントラストを比較
して合焦を検出する方式のものであり、ハーフミラー15
を用いて光を分割し且つ仮想焦点14の前後に二つのイメ
ージセンサー10,10′を配置している。この場合の信号
処理は、第14図に示した如くイメージセンサー10,10′
からのコントラスト16,16′が等しくなる位置を捜す方
式で行われる。The present invention is applicable regardless of the principle of focusing, as long as it is a device having a light receiving element as a focus detection unit. For example, FIGS. 13 and 14 show a second embodiment in which two detectors (image sensors) detect the focus by comparing the contrasts of the two detectors before and after the virtual focus. The half mirror 15
Is used to split the light and two image sensors 10, 10 'are placed before and after the virtual focus 14. The signal processing in this case is performed by the image sensor 10, 10 'as shown in FIG.
Is performed by searching for a position where the contrasts 16 and 16 'from are equal.
以上はいわゆるコントラスト法の実施例であるが、本発
明はいわゆる位相差法にも有効であるので、以下第15図
乃至第17図により瞳分割法による位相差法の実施例即ち
第三の実施例について説明する。The above is the embodiment of the so-called contrast method, but since the present invention is also effective for the so-called phase difference method, the embodiment of the phase difference method by the pupil division method, that is, the third embodiment will be described below with reference to FIGS. An example will be described.
第15図は瞳分割法の原理を示しており、第15図(a)に
おいて21は結像レンズ、22は結像レンズ21の前で瞳の近
傍に配設された開口22aを有する遮光板、23は像面であ
り、合焦時には像面23上に像Qが結像されるが、非合焦
時には前ピン,後ピンに対応して像Qに関して各々光軸
Oに垂直な方向で反対方向にずれた位置にボケた像Q1,
Q2が像面23上に形成される。第15図(b)は遮光板22の
開口22aを光軸Oに関して反対側に移動させた場合を示
しており、合焦時には像面23上に像Q′が結像される
が、非合焦時には各々前ピン,後ピンに対応してボケた
像Q′1,Q′2が像面23上に形成される。従つて、遮光
板22の開口を例えば第15図(a)の位置から(b)の位
置へ移動させると、合焦時には像Q及びQ′が同じ位置
にあるので像は移動しないが、前ピンの場合には像はQ1
からQ′1の位置へ移動しまた後ピンの場合には像はQ2
からQ′2の位置へ移動する。FIG. 15 shows the principle of the pupil division method. In FIG. 15 (a), 21 is an imaging lens, 22 is a light shielding plate having an opening 22a arranged in the vicinity of the pupil in front of the imaging lens 21. , 23 are image planes, and the image Q is formed on the image plane 23 at the time of focusing, but at the time of non-focusing, in the directions perpendicular to the optical axis O with respect to the image Q corresponding to the front focus and rear focus. Blurred image Q 1 in the opposite direction,
Q 2 is formed on the image plane 23. FIG. 15 (b) shows a case where the opening 22a of the light shielding plate 22 is moved to the opposite side with respect to the optical axis O. An image Q'is formed on the image plane 23 at the time of focusing, but it is out of focus. each front focus, the image Q blurred corresponding to the rear pin '1, Q' 2 is formed on the image plane 23 upon focusing. Therefore, if the aperture of the light shielding plate 22 is moved from the position shown in FIG. 15 (a) to the position shown in FIG. 15 (b), the images Q and Q'are not at the same position during focusing, but the image does not move. In case of pins the image is Q 1
Image in the case of moving the Q '1 position also the rear pin from Q 2
To move to Q '2 of the position from.
第16図は顕微鏡に上記瞳分割法を応用した例を示してお
り、1〜13の部材は第一の実施例(第11図)と同じであ
り、信号処理回路11で行なう処理方法が異なつている。
17は結像レンズであつて、イメージセンサー10上に標本
の像を結ばせるためのものである。18は瞳位置におかれ
た瞳分割部材であつて、第17図に示した如く、開口20を
有する回転可能な遮光板22から成り、これを矢印方向に
振動させることにより瞳を通る光束19を分割するように
なつている。従つて信号処理回路11からの同期信号によ
つて遮光板22とセンサー10の撮像のタイミングを合わせ
第15図で説明した一組の画像信号を得る。そして、得ら
れた二つの画像信号の位相差を例えば相関の計算によつ
て求めて焦点ずれの方向と量を計算し、これに対応する
信号をステージ駆動回路12に入力することにより合焦を
行なう。FIG. 16 shows an example in which the pupil division method is applied to a microscope. The members 1 to 13 are the same as those in the first embodiment (FIG. 11), and the processing method performed by the signal processing circuit 11 is different. It is connected.
Reference numeral 17 denotes an image forming lens for forming an image of the sample on the image sensor 10. Reference numeral 18 denotes a pupil division member placed at the pupil position, which is composed of a rotatable light shielding plate 22 having an opening 20 as shown in FIG. Is designed to be split. Therefore, the timing of image pickup of the light shielding plate 22 and the sensor 10 is matched by the synchronizing signal from the signal processing circuit 11 to obtain a set of image signals described in FIG. Then, the phase difference between the obtained two image signals is obtained by, for example, the calculation of correlation to calculate the direction and amount of defocus, and the signal corresponding to this is input to the stage drive circuit 12 to focus. To do.
尚、この場合に瞳の位置にハーフミラーを設けるなどし
て第15図における(a)状態の像と(b)状態の像を二
個のイメージセンサー10で撮像し同様の処理を行なうこ
ともできる。また、像の位置のずれを検出することがで
きれば良いから、イメージセンサー10のかわりに半導体
位置検出器を用いれば相関計算等の処理も不要になり都
合が良い。In this case, a half mirror may be provided at the position of the pupil so that the image in the state (a) and the image in the state (b) in FIG. 15 are picked up by the two image sensors 10 and the same processing is performed. it can. Further, since it suffices to detect the displacement of the image position, if a semiconductor position detector is used instead of the image sensor 10, processing such as correlation calculation becomes unnecessary, which is convenient.
かくして、この第三の実施例の場合も、バンドパス型フ
イルター13の作用によりイメージセンサー10が受ける光
の帯域が制限されるので、対物レンズ4に色補正の異な
るレンズを用いても、光源1の色温度が変化しても、グ
リーンフイルター9を光路中に挿入しても正確なピント
合わせが可能である。又、バンドパス型フイルター13の
透過特性を比視感度特性と同様にすれば、目で合わせた
焦点位置とセンサー10で合わせた焦点位置との差を予め
補正しておく必要がない。Thus, also in the case of the third embodiment, since the band of light received by the image sensor 10 is limited by the action of the bandpass filter 13, even if a lens having different color correction is used as the objective lens 4, the light source 1 Even if the color temperature of is changed, accurate focusing can be performed even if the green filter 9 is inserted in the optical path. Further, if the transmission characteristic of the bandpass filter 13 is set to be similar to the relative luminous efficiency characteristic, it is not necessary to previously correct the difference between the focal position adjusted by the eye and the focal position adjusted by the sensor 10.
上述の如く、本発明による自動焦点検出装置は、光学系
の色補正或は光源の分光分布の変化に関係なく正確な合
焦を行い得るという極めて重要な利点を有している。As described above, the automatic focus detection device according to the present invention has a very important advantage that accurate focusing can be performed irrespective of the color correction of the optical system or the change of the spectral distribution of the light source.
第1図はCIE昼光D65の分光放射照度を示す図、第2図は
イメージセンサーの分光感度を示す図、第3図は二種の
対物レンズの球面収差の色の補正状況を示す図、第4図
は第3図における開口数×0.7の色補正の様子を波長に
基いて示した図、第5図は比視感度を示す図、第6図は
フイルムの分光感度を示す図、第7図は近赤外カツトフ
イルターを用いた時のイメージセンサーの分光感度を示
す図、第8図は目で合わせた場合の焦点位置とセンサー
で合わせた場合の焦点位置の差を示す図、第9図は色温
度が異なる場合の光源の分光分布を示す図、第10図は目
での焦点位置とセンサーでの焦点位置の差の量の変化を
示す図、第11図は本発明による自動焦点検出装置の一実
施例の光学系を示す図、第12図は上記実施例に用いられ
るバンドパス型フイルターの透過特性を示す図、第13図
は第二の実施例の光学系を示す図、第14図は上記第二の
実施例のイメージセンサーからのコントラストを示す
図、第15図は第三の実施例の原理を示す図、第16図は上
記第三の実施例の光学系を示す図、第17図は上記第三の
実施例に用いられる瞳分割部材の正面図である。 1…光源、2…コンデンサーレンズ、3…ステージ、4
…対物レンズ、5…ハーフミアー、6……接眼レンズ、
7…写真接眼レンズ、8…フイルム、9…グリーンフイ
ルター、10…イメージセンサー、11…信号処理回路、12
…ステージ駆動回路、13…バンドパス型フイルター。FIG. 1 is a diagram showing the spectral irradiance of CIE daylight D 65 , FIG. 2 is a diagram showing the spectral sensitivity of the image sensor, and FIG. 3 is a diagram showing the color correction state of spherical aberration of two types of objective lenses. FIG. 4 is a diagram showing the state of color correction of numerical aperture × 0.7 in FIG. 3 based on wavelength, FIG. 5 is a diagram showing relative luminous efficiency, FIG. 6 is a diagram showing film spectral sensitivity, FIG. 7 is a diagram showing the spectral sensitivity of the image sensor when a near-infrared cut filter is used, and FIG. 8 is a diagram showing the difference between the focal position in the case of visual adjustment and the focal position in the case of the sensor. FIG. 9 is a diagram showing the spectral distribution of the light source when the color temperature is different, FIG. 10 is a diagram showing the change in the amount of difference between the focal position with the eye and the focal position with the sensor, and FIG. 11 is the present invention. FIG. 12 is a diagram showing an optical system of one embodiment of the automatic focus detection device, and FIG. 12 is a bandpass filter used in the above embodiment. FIG. 13 is a diagram showing a transmission characteristic, FIG. 13 is a diagram showing an optical system of a second embodiment, FIG. 14 is a diagram showing a contrast from the image sensor of the second embodiment, and FIG. 15 is a third diagram. FIG. 16 is a diagram showing the principle of the embodiment, FIG. 16 is a diagram showing the optical system of the third embodiment, and FIG. 17 is a front view of the pupil division member used in the third embodiment. 1 ... Light source, 2 ... Condenser lens, 3 ... Stage, 4
… Objective lens, 5… Half-meer, 6… Eyepiece,
7 ... Photo eyepiece, 8 ... Film, 9 ... Green filter, 10 ... Image sensor, 11 ... Signal processing circuit, 12
… Stage drive circuit, 13… Band pass type filter.
Claims (4)
置手段と、 該照明光源で照らされた観察物体を結像する対物レンズ
とを有する顕微鏡において、 該対物レンズによって形成された結像光束を観察光路と
検出光路とに分割する分割手段と、 該検出光路の光束を受光する受光素子を有する合焦検出
手段と、 該対物レンズと該受光素子とを結ぶ光路中に設けた550n
m付近を中心とした比視感度に近い透過波長帯域を有す
るバンドパス型フィルターとを備え、 前記合焦検出手段によって検出された合焦位置に前記観
察物体載置手段と前記対物レンズとの相対位置を移動す
る合焦位置移動手段を有する顕微鏡。1. A microscope comprising an illumination light source, an observation object placing means for placing an observation object illuminated by the illumination light source, and an objective lens for forming an image of the observation object illuminated by the illumination light source, A splitting means for splitting the image-forming light flux formed by the objective lens into an observation light path and a detection light path, a focus detection means having a light receiving element for receiving the light flux in the detection light path, the objective lens and the light receiving element. 550n provided in the connecting optical path
a bandpass filter having a transmission wavelength band close to the relative luminous efficiency centered around m, and the relative position between the observation object mounting means and the objective lens at the focus position detected by the focus detection means. A microscope having a focus position moving means for moving the position.
550nm付近を中心にして450nm乃至650nmである特許請求
の範囲第1項記載の顕微鏡。2. The transmission wavelength band of the bandpass filter is
The microscope according to claim 1, which has a wavelength of 450 nm to 650 nm centered around 550 nm.
スフィルターである特許請求の範囲第1項又は第2項記
載の顕微鏡。3. The microscope according to claim 1, wherein the bandpass filter is an interference bandpass filter.
特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載の顕
微鏡。4. The microscope according to any one of claims 1 to 3, wherein the light source is an illumination light source whose spectral distribution varies.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57204784A JPH0718969B2 (en) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57204784A JPH0718969B2 (en) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | microscope |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5994711A JPS5994711A (en) | 1984-05-31 |
JPH0718969B2 true JPH0718969B2 (en) | 1995-03-06 |
Family
ID=16496284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57204784A Expired - Lifetime JPH0718969B2 (en) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0718969B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2521736B2 (en) * | 1986-12-10 | 1996-08-07 | オリンパス光学工業株式会社 | Microscope adjustment inspection device |
JPH0381913U (en) * | 1989-12-14 | 1991-08-21 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5523631A (en) * | 1978-08-07 | 1980-02-20 | Sony Corp | Focus detector for pick up unit |
US4230941A (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-28 | Honeywell Inc. | Corrector lens |
JPS5886504A (en) * | 1981-11-18 | 1983-05-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Focus detector |
-
1982
- 1982-11-22 JP JP57204784A patent/JPH0718969B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5994711A (en) | 1984-05-31 |
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