JPH07318782A - Automatic focus detecting device - Google Patents

Automatic focus detecting device

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JPH07318782A
JPH07318782A JP11117994A JP11117994A JPH07318782A JP H07318782 A JPH07318782 A JP H07318782A JP 11117994 A JP11117994 A JP 11117994A JP 11117994 A JP11117994 A JP 11117994A JP H07318782 A JPH07318782 A JP H07318782A
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illumination light
sample
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closing means
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Takashi Yoneyama
貴 米山
Nobuyuki Nagasawa
伸之 永沢
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Abstract

PURPOSE:To provide an automatic focus detecting device constituted so that an AF control action is surely executed by a vertical dark visual field microscope and in the case of fluorescent observation and the discoloring of a sample is minimized at the time of the fluorescent observation. CONSTITUTION:The sample 2 is irradiated with exciting light by operating an external controller 15. A fluorescent image emitted by the sample 2 is observed by an observer through an eyepiece 4 and projected to an image sensor 5 for focusing. The prescribed processing of an image signal obtained in prescribed timing is executed by an analog signal processing circuit 7 and the evaluation calculation thereof is executed according to an operation expression designated by an evaluation function computing element 8. Then, the calculated result is transmitted to a CPU 9. Based on the calculated result, a control signal is transmitted to a stage driving device 14 and a stage 1 is moved in upper and lower directions. Besides, a relative distance between the sample 2 and an objective lens 3 is adjusted so as to execute an automatic focusing action.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学的に画像を得る光
学機器に係り、特に顕微鏡における自動焦点検出装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device for optically obtaining an image, and more particularly to an automatic focus detecting device in a microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より金属のキズなどの欠陥を目視で
検出する方法の1つとして顕微鏡による落射暗視野検鏡
法が知られている。また最近、生体組織や細胞を観察す
る場合、それらを蛍光染色し、顕微鏡による蛍光観察が
盛んに行われている。
2. Description of the Related Art The epi-illumination dark-field spectroscopic method using a microscope is conventionally known as one of the methods for visually detecting defects such as metal scratches. In addition, recently, when observing living tissues and cells, fluorescent staining with a microscope and fluorescence observation thereof have been actively performed.

【0003】一方、顕微鏡の分野においても、顕微鏡に
自動焦点検出装置(以下、AF装置と略す)を搭載する
ための研究開発が盛んに行われている。例えば、特開昭
64−54408号公報には、載置台(ステージ)を予
め定めた一定距離ずつ、予め定めた回数を限度として移
動させるとともに、各位置でのコントラストを検出し
て、コントラストが予め定めた閾値以上となる位置を探
索し、該探索結果を基に載置台を予め定めた一定距離ず
つ移動して、コントラストが上記閾値以上となる範囲
で、その中間位置でのコントラストが最大となる連続し
た3位置を求め、それぞれの位置のコントラストの値を
用い、加重平均演算により得られる位置を焦点位置とし
て位置合わせをしている。
In the field of microscopes, on the other hand, research and development for mounting an automatic focus detection device (hereinafter referred to as AF device) on the microscope have been actively conducted. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-54408, the mounting table (stage) is moved by a predetermined constant distance up to a predetermined number of times, and the contrast at each position is detected. A position that is equal to or higher than a predetermined threshold is searched, and the mounting table is moved by a predetermined distance based on the search result, and the contrast at the intermediate position becomes maximum within a range where the contrast is equal to or higher than the threshold. Three consecutive positions are obtained, the contrast value of each position is used, and the position obtained by the weighted average calculation is used as the focal position for alignment.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した自動
合焦技術を落射暗視野検鏡や蛍光観察に適用する場合に
は以下のような問題がある。まず、落射暗視野検鏡と蛍
光観察を行う際の共通点として、標本がデフォーカス状
態にあると、得られる像が暗黒となる。また、落射暗視
野検鏡、あるいは蛍光観察では、なんらかの照明光を与
えない場合にも暗黒となる。
However, there are the following problems when the above-mentioned automatic focusing technique is applied to the epi-illumination dark-field microscope and fluorescence observation. First, as a common point when performing fluorescence observation with the epi-illumination dark-field microscope, when the sample is in the defocused state, the obtained image becomes dark. Further, in the epi-illumination dark-field microscope or fluorescence observation, even if no illumination light is given, it becomes dark.

【0005】すなわち、従来のAF装置は、標本がデフ
ォーカスして暗黒状態であるのか、単に照明光がないた
め暗黒状態であるのか区別できない。例えば、一旦被写
体に合焦させ、被写体の動きに追従してAF動作を行う
連続フォーカスモードにおいて、照明光のシャッタを閉
じた場合のAF制御例を考えると、 (1)被写体に対して合焦状態を保持している。
That is, the conventional AF apparatus cannot distinguish whether the sample is in a dark state due to defocus or simply because there is no illumination light. For example, consider an example of AF control when the shutter of the illumination light is closed in the continuous focus mode in which the subject is once brought into focus and the AF operation is performed by following the movement of the subject. Holds the state.

【0006】(2)シャッタを閉じられたため暗黒状態
となるが、AF装置はデフォーカスしたことが暗黒とな
った原因と判断し、被写体のサーチを行う。 (3)しかし、照明光がないため暗黒状態となっている
ので捕捉できない被写体をいつまでもサーチし続けるこ
とになる。
(2) The shutter is closed so that the dark state occurs. However, the AF device determines that defocusing is the cause of the darkness, and searches the object. (3) However, since there is no illumination light and it is in a dark state, the subject that cannot be captured will continue to be searched.

【0007】このようなサーチを回避するためには、照
明光を遮断する際に、必ず、検鏡者はAF動作を一時的
に中断するという、本来不要な作業を行わなければなら
ず、作業効率が悪化し、使い勝手が悪い。
In order to avoid such a search, when the illumination light is shut off, the microscopist must perform an essentially unnecessary work of temporarily interrupting the AF operation. Efficiency deteriorates and usability is poor.

【0008】また検鏡者が、この中断動作を怠った場合
には、誤判断に基づく動作を行うため、本来動作すべき
でない動作を起こす可能性があり、サーチしている間に
貴重な標本または光学素子等を破損する恐れが生じてし
まう。
If the speculum neglects this interruption operation, the operation is performed based on a false judgment, and therefore there is a possibility that an operation that should not be originally performed may occur. Alternatively, the optical element or the like may be damaged.

【0009】ところで、蛍光観察における特徴は、前述
したものとは別に標本の退色が挙げられる。標本の退色
とは、蛍光染色した標本が励起光(照明光)の照射によ
り、標本が発する蛍光の光のパワーが減衰していくこと
を示すものである。この光の減衰は励起光の強さ、すな
わち励起光の強度×励起光照射時間に比例する。このた
め検鏡者は蛍光標本を観察する際には、必要以上に標本
へ励起光を照射するのを回避しなければならない。この
ような要因からAF装置はAF動作に要する時間におい
て励起光の照射時間をできるだけ短縮しなければならな
い。
By the way, a characteristic of the fluorescence observation is the fading of the specimen, which is different from the above-mentioned one. The fading of the sample means that the fluorescence light emitted from the sample is attenuated by the fluorescence-stained sample being irradiated with the excitation light (illumination light). The attenuation of this light is proportional to the intensity of the excitation light, that is, the intensity of the excitation light times the irradiation time of the excitation light. For this reason, the microscopist must avoid irradiating the specimen with excitation light more than necessary when observing the fluorescent specimen. Due to these factors, the AF device must shorten the irradiation time of the excitation light as much as possible in the time required for the AF operation.

【0010】従来のAF装置はこのような点に対処は施
されていないため、AF動作に要する時間以外であって
も照明光が照射していることになり、必要以上に標本の
退色を進行させてしまう問題があった。
Since the conventional AF device does not deal with such a point, it means that the illumination light is emitted even during the time other than the time required for the AF operation, and the fading of the sample proceeds more than necessary. There was a problem that caused it.

【0011】そこで本発明は、落射暗視野検鏡や蛍光観
察におけるAF制御を確実に行うことができ、且つ蛍光
観察時の標本の退色を最小限に抑えることができる自動
焦点検出装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides an automatic focus detection device capable of surely performing AF control in epi-illumination dark-field spectroscope and fluorescence observation, and minimizing fading of a specimen during fluorescence observation. The purpose is to

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、検鏡法に応じた照明光を被写体となる標本
に照射する光源と、上記照明光を遮断あるいは通過可能
とする開閉手段と、上記光源を点灯あるいは消灯させる
スイッチと、を有する自動焦点検出装置において、上記
開閉手段、あるいは上記スイッチの少なくとも一方が自
動焦点検出動作と連動する自動焦点検出装置を提供す
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a light source for irradiating a specimen, which is an object, with illumination light according to a spectroscopic method, and an opening / closing device for blocking or passing the illumination light. There is provided an automatic focus detection device having means and a switch for turning on or off the light source, wherein at least one of the opening / closing means and the switch is linked with the automatic focus detection operation.

【0013】また、検鏡法に応じた照明光を被写体とな
る標本に照射する光源と、上記照明光を遮断あるいは通
過可能とする開閉手段と、上記光源を点灯あるいは消灯
させるスイッチと、を有する自動焦点検出装置におい
て、上記開閉手段によって照明光が遮断あるいは上記ス
イッチによって光源が消灯された状態では、強制的に自
動焦点検出動作を停止または禁止する自動焦点検出装置
を提供する。
Further, the light source has a light source for irradiating a sample as an object with illumination light according to a microscopic method, an opening / closing means for blocking or passing the illumination light, and a switch for turning on or off the light source. Provided is an automatic focus detection device, which forcibly stops or prohibits the automatic focus detection operation when the illumination light is blocked by the opening / closing means or the light source is turned off by the switch.

【0014】さらに、検鏡法に応じた照明光を被写体と
なる標本に照射する光源と、上記照明光を遮断あるいは
通過可能とする開閉手段と、上記被写体を撮像する撮像
装置と、を有する自動焦点検出装置において、焦点検出
動作において被写体を撮像中は、上記開閉手段により照
明光を通過させ、その他の状態においては上記開閉手段
により照明光を遮断させる自動焦点検出装置を提供す
る。
Further, an automatic light source for irradiating a specimen serving as a subject with illumination light according to a microscopic method, an opening / closing means for blocking or allowing the illumination light to pass therethrough, and an image pickup device for picking up an image of the subject are provided. Provided is an automatic focus detection device, wherein the opening / closing means allows the illumination light to pass therethrough while the subject is being imaged in the focus detection operation, and the opening / closing means blocks the illumination light in other states.

【0015】[0015]

【作用】以上のような構成の自動焦点検出装置は、照明
光を開閉手段あるいはスイッチの少なくとも一方が、自
動焦点検出装置と連動してAF制御が行われ、また、上
記開閉手段によって照明光が遮断あるいは上記スイッチ
によって光源が消灯した場合には、強制的にAF動作が
中断される。さらに、AF動作において、被写体像を撮
像中のみ上記開閉手段により、照明光を通過させ、その
他の状態においては、上記開閉手段により照明光が遮断
される。
In the automatic focus detection device having the above-described structure, at least one of the opening / closing means and the switch for illuminating light performs AF control in cooperation with the automatic focus detecting device, and the illumination light is switched by the opening / closing means. When the light source is turned off by shutting off or the switch, the AF operation is forcibly interrupted. Further, in the AF operation, the opening / closing means allows the illumination light to pass through while the subject image is being captured, and in other states, the opening / closing means blocks the illumination light.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1には、第1実施例として、落射蛍光観
察用顕微鏡に本発明による自動合焦装置を応用した例を
示す。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows, as a first embodiment, an example in which the automatic focusing device according to the present invention is applied to an epi-fluorescence observation microscope.

【0017】この落射蛍光観察用顕微鏡の構成におい
て、例えば水銀灯13からなる光源から発した励起光
が、落射蛍光投光管11及び対物レンズ3を通過して、
試料2へ照射される。上記試料2から発した蛍光画像
は、対物レンズ3を通過し、一部は接眼レンズ4を介し
て検鏡者が観察し、一部は焦点調整のためのイメージセ
ンサ5へ投影される。
In the structure of the microscope for epi-illumination fluorescence observation, the excitation light emitted from the light source such as the mercury lamp 13 passes through the epi-illumination fluorescent light projection tube 11 and the objective lens 3,
The sample 2 is irradiated. The fluorescence image emitted from the sample 2 passes through the objective lens 3, a part of which is observed by the spectroscope through the eyepiece 4, and a part of which is projected on the image sensor 5 for focus adjustment.

【0018】そしてイメージセンサ駆動回路6は、CP
U9の制御により、常に適正なタイミングでイメージセ
ンサ5へ駆動パルスを出力し、該イメージセンサ5は、
入力された駆動パルスに従ったタイミングで受光した画
像を電気信号に変換する。このイメージセンサ5により
電気信号に変換された画像信号は、アナログ信号処理回
路7で所定の処理を受け、評価関数演算器8に送られ
る。
The image sensor drive circuit 6 is a CP
Under the control of U9, a drive pulse is always output to the image sensor 5 at an appropriate timing, and the image sensor 5
The received image is converted into an electric signal at a timing according to the input drive pulse. The image signal converted into an electric signal by the image sensor 5 is subjected to predetermined processing by the analog signal processing circuit 7 and sent to the evaluation function calculator 8.

【0019】上記評価関数演算器8は、CPU9から指
定された演算式に従って評価演算を行い、結果をCPU
9に送る。CPU9は、評価演算の結果を基にステージ
駆動装置14へ制御信号を送り、ステージ1を上下方向
に移動させることにより、試料2と対物レンズ3との相
対的距離を調整して自動合焦を得るように構成されてい
る。また、CPU9は、必要に応じてシャッター駆動回
路10に対してシャッター開閉制御信号を出力し、シャ
ッター12を開閉できるようになっている。
The evaluation function calculator 8 performs the evaluation calculation according to the calculation formula designated by the CPU 9 and outputs the result to the CPU.
Send to 9. The CPU 9 sends a control signal to the stage driving device 14 on the basis of the result of the evaluation calculation to move the stage 1 in the vertical direction, thereby adjusting the relative distance between the sample 2 and the objective lens 3 for automatic focusing. Is configured to get. Further, the CPU 9 outputs a shutter open / close control signal to the shutter drive circuit 10 as needed to open / close the shutter 12.

【0020】そして外部コントローラ15は、観察者が
顕微鏡の電動部位を制御するために使用するスイッチや
ジョグダイヤルを有する装置であり、自動合焦動作の開
始、中断、シャッター12の開閉などの操作を観察者が
外部コントローラ15を用いて行うと、その情報をCP
U9に送るので、CPU9が操作に対応した動作を行う
ようになっている。
The external controller 15 is a device having a switch and a jog dial used by the observer to control the motorized portion of the microscope, and observes operations such as starting and stopping the automatic focusing operation and opening and closing the shutter 12. If the person uses the external controller 15, the information is
Since it is sent to U9, the CPU 9 performs an operation corresponding to the operation.

【0021】次に図2に示すフローチャートを参照し
て、前述したように構成された本実施例の動作について
説明する。まず、外部コントローラ15を操作すると、
AF動作が開始され(ステップS1)、CPU9は照明
光の状態を検知し(ステップS2)、シャッター12の
開閉状態を判定する(ステップS3)。この判定でシャ
ッター12が閉鎖状態である場合(NO)、AF動作は
禁止され(ステップS4)、外部コントローラ15の表
示部にその旨を警告表示して(ステップS5)、終了す
る。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the flow chart shown in FIG. First, when operating the external controller 15,
The AF operation is started (step S1), the CPU 9 detects the state of illumination light (step S2), and determines the open / closed state of the shutter 12 (step S3). If the shutter 12 is closed in this determination (NO), the AF operation is prohibited (step S4), a warning to that effect is displayed on the display unit of the external controller 15 (step S5), and the process ends.

【0022】しかし上記ステップS3で、シャッター1
2が開放状態である場合には(YES)、イメージセン
サ5の画像信号からデフォーカス量が算出され、ステー
ジ1を駆動させることにより、焦点検出動作をCPU9
を行う(ステップS6)。この焦点検出動作中において
も、CPU9は常にシャッター12の開閉状態の検知を
行っており(ステップS7)、シャッター12の状態判
定(ステップS8)で、シャッター12が閉鎖された場
合には(NO)、直ちにAF動作は中断し(ステップS
9)、外部コントローラ15にその旨を警告表示して
(ステップS10)、終了する。
However, in step S3, the shutter 1
When 2 is in the open state (YES), the defocus amount is calculated from the image signal of the image sensor 5, and the focus detection operation is performed by the CPU 9 by driving the stage 1.
Is performed (step S6). Even during this focus detection operation, the CPU 9 always detects the open / closed state of the shutter 12 (step S7), and in the state determination of the shutter 12 (step S8), if the shutter 12 is closed (NO). , The AF operation is immediately interrupted (step S
9) A warning is displayed on the external controller 15 (step S10), and the process ends.

【0023】しかし、ステップS8の判定で、シャッタ
ー12が開放状態を保持していれば(YES)、焦点検
出動作が継続され、次に試料2に合焦したか否か判定し
(ステップS11)、合焦しなければ(NO)、ステッ
プS6に戻り、合焦すれば(YES)、外部コントロー
ラ15に検鏡者が入力したAF制御がシングルモードか
コンティニュアスモード(追従モード)かを判別する
(ステップS12)。この判別でAF制御がシングルモ
ードであれば、ここでAF動作は終了する(ステップS
13)。一方、AF制御がコンティニュアスモード(追
従モード)であれば、そのAF動作が解除されるまで、
常に焦点検出動作を行う(ステップS14乃至ステップ
S17)。
However, if it is determined in step S8 that the shutter 12 is held in the open state (YES), the focus detection operation is continued, and then it is determined whether or not the sample 2 is in focus (step S11). If it is not in focus (NO), the process returns to step S6, and if it is in focus (YES), it is determined whether the AF control input by the spectrographer to the external controller 15 is the single mode or the continuous mode (following mode). Yes (step S12). If the AF control is the single mode in this determination, the AF operation ends here (step S
13). On the other hand, if the AF control is in continuous mode (following mode), until the AF operation is canceled,
The focus detection operation is always performed (steps S14 to S17).

【0024】また、ステップS14乃至ステップS17
のルーチンで、コンティニュアスモードの焦点検出動作
中であっても、CPU9はシャッター12の開閉状態を
検出して監視しており(ステップS15,S16)、も
しコンティニュアス動作中にシャッター12が閉鎖され
た場合には(NO)、ステップS9に移行し、AF動作
を断し、警告して終了する。また、ステップS17でA
F動作が解除されれば(YES)、本ルーチンを終了す
る。
Further, steps S14 to S17
In the routine, the CPU 9 detects and monitors the open / closed state of the shutter 12 even during the focus detection operation in the continuous mode (steps S15 and S16), and if the shutter 12 is in operation during the continuous operation. If it is closed (NO), the process proceeds to step S9, the AF operation is cut off, a warning is issued, and the process ends. In step S17, A
If the F operation is canceled (YES), this routine is ended.

【0025】このような実施例の構成及び動作によれ
ば、捕捉できない標本をサーチし続ける様な不要な動作
を行わないため、検鏡者が行う作業時間の短縮、すなわ
ち作業効率を向上させ、AF装置の使い勝手も向上す
る。さらには、観察する標本、光学素子の破損を未然に
防ぐことができる。
According to the configuration and operation of such an embodiment, since unnecessary operation such as continuing to search for a sample that cannot be captured is not performed, the working time performed by the spectroscope is shortened, that is, working efficiency is improved. The usability of the AF device is also improved. Furthermore, it is possible to prevent damage to the sample to be observed and the optical element.

【0026】また、本実施例ではシャッター12のみと
AF動作の連動を示したものであるが、これを光源であ
る水銀灯13の本電源のスイッチを連動させても同様の
効果を得ることができる。
Further, in the present embodiment, only the shutter 12 and the AF operation are interlocked, but the same effect can be obtained by interlocking the switch of the main power source of the mercury lamp 13 which is the light source. .

【0027】また、本実施例ではシャッター12を構成
要因の1つとしたが、これをNDフィルタとして、ND
フィルタ等の照明光の光学条件が変化したのをセンサ等
により検知して、AF動作を中断させてもよい。
Further, although the shutter 12 is one of the constituent factors in this embodiment, this is used as an ND filter.
The AF operation may be interrupted by detecting a change in the optical condition of illumination light such as a filter with a sensor or the like.

【0028】また、本実施例ではステージ駆動によりA
F動作を行っているが、これを対物レンズ駆動にしても
同様の効果を得ることができる。また、本実施例ではコ
ンティニュアスAF動作中において、シャッターを閉鎖
した場合、AF動作を中断する制御のみとしているが、
これを再びシャッターを開放した場合には自動的にコン
ティニュアスAFを再開する様にすれば、さらにAF装
置の使い勝手が向上する。
Further, in this embodiment, A is driven by driving the stage.
Although the F operation is performed, the same effect can be obtained by driving the objective lens. Further, in the present embodiment, only the control for interrupting the AF operation when the shutter is closed during the continuous AF operation,
If the continuous AF is automatically restarted when the shutter is opened again, the usability of the AF device is further improved.

【0029】次に第2実施例として、落射蛍光観察用顕
微鏡に本発明による自動合焦装置を応用した例を示す。
この第2実施例の落射蛍光観察用顕微鏡及び自動合焦装
置の構成は第1実施例と同様であるが、動作が異なる。
Next, as a second embodiment, an example in which the automatic focusing device according to the present invention is applied to an epi-fluorescence observation microscope will be described.
The construction of the epi-fluorescence observation microscope and the automatic focusing device of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but the operation is different.

【0030】図3に示すフローチャートを参照して、第
2実施例の動作について説明する。まず、外部コントロ
ーラ15を操作すると、AF動作が開始され(ステップ
S21)、CPU9は照明光の状態を検知し(ステップ
S22)、シャッター12が開放状態であるか否かを判
定する(ステップS23)。この判定でシャッター12
が閉鎖状態である場合(NO)、AF動作は禁止され
(ステップS24)、外部コントローラ15の表示部に
その旨を警告表示して(ステップS25)、終了する。
The operation of the second embodiment will be described with reference to the flow chart shown in FIG. First, when the external controller 15 is operated, the AF operation is started (step S21), the CPU 9 detects the state of the illumination light (step S22), and determines whether or not the shutter 12 is in the open state (step S23). . Shutter 12
If is closed (NO), the AF operation is prohibited (step S24), a warning to that effect is displayed on the display unit of the external controller 15 (step S25), and the process ends.

【0031】しかし上記ステップS23で、シャッター
12が開放状態である場合には(YES)、イメージセ
ンサ5により標本2の光像を取込む(ステップS2
6)。その後、CPU9は、シャッター12を閉鎖し
(ステップS27)、標本2のデフォーカス量を演算す
る(ステップS28)。
However, if the shutter 12 is open in step S23 (YES), the image sensor 5 captures the optical image of the sample 2 (step S2).
6). After that, the CPU 9 closes the shutter 12 (step S27) and calculates the defocus amount of the sample 2 (step S28).

【0032】さらにCPU9は、算出したデフォーカス
量を基に、合焦しているか否か判定し(ステップS2
9)、合焦していなければ(NO)、ステージ1を駆動
し(ステップS30)、駆動完了後、標本2の光像を取
込むために、シャッター12を開放する(ステップS3
1)。上記CPU9は、これらの制御を合焦完了まで行
う。上記ステップS29で合焦が完了すると(YE
S)、外部コントローラ15に検鏡者が入力したAF制
御がシングルモードかコンティニュアス(追従モード)
かを判定し(ステップS32)、シングルモードであれ
ば、AF動作を終了させる。一方、ステップS32でA
F制御がコンティニュアス(追従モード)であれば、シ
ャッター12を開放に保持したまま(ステップS3
3)、前述したステップS26乃至ステップS28と同
様のAF動作が継続的に行われ、外部コントローラ15
で検鏡者がAF動作を解除するまで行われる(ステップ
S35乃至ステップS38)。
Further, the CPU 9 determines whether or not it is in focus based on the calculated defocus amount (step S2).
9) If not focused (NO), the stage 1 is driven (step S30), and after the driving is completed, the shutter 12 is opened to capture the optical image of the sample 2 (step S3).
1). The CPU 9 performs these controls until focusing is completed. When focusing is completed in step S29 (YE
S), AF control input by the spectrograph to the external controller 15 is single mode or continuous (following mode)
It is determined (step S32), and if it is the single mode, the AF operation is ended. On the other hand, in step S32, A
If the F control is continuous (following mode), the shutter 12 is kept open (step S3).
3), the same AF operation as in steps S26 to S28 described above is continuously performed, and the external controller 15
Then, the operation is performed until the spectroscope cancels the AF operation (steps S35 to S38).

【0033】そしてステップS38で検鏡者がAF動作
を解除すると(YES)、一連の動作は終了する。この
第2実施例の動作によれば、AF動作に要する時間のう
ち、標本の光像を取込む時間のみ標本に対して励起光を
照射するため、蛍光退色を極力抑えることができる。
When the spectroscope cancels the AF operation in step S38 (YES), the series of operations ends. According to the operation of the second embodiment, the excitation light is radiated to the sample only during the time of capturing the optical image of the sample in the time required for the AF operation, so that the fluorescence fading can be suppressed as much as possible.

【0034】従って、本実施例のようなAF装置は、退
色の極めて少ない、しかも焦点のあった鮮明な標本画像
を提供することができる。また、本実施例ではAF動作
開始後の照明光の状態検知において、シャッターが閉鎖
されていると検知した場合、AF動作を禁止している
が、これを自動的にシャッターを開放して、AF動作を
開始させてもよい。
Therefore, the AF apparatus according to the present embodiment can provide a focused and clear sample image with very little fading. Further, in the present embodiment, when detecting that the shutter is closed in the detection of the state of the illumination light after the AF operation is started, the AF operation is prohibited. The operation may be started.

【0035】さらに標本の退色を極力抑えるという関点
から、合焦不可能とCPUが判断したり、シングルフォ
ーカスモードにおいて合焦完了をした場合には、自動的
にシャッターを閉鎖する様にしてもよい。
Further, from the viewpoint of suppressing fading of the sample as much as possible, the shutter is automatically closed when the CPU determines that focusing is impossible or when focusing is completed in the single focus mode. Good.

【0036】また、本実施例と第1実施例を組み合わせ
れば、確実にAF動作を行い、かつ退色を極力抑えた標
本の画像を検鏡者に対して提供することが可能となる。
特に本実施例では蛍光観察のみのものであるが、標本に
ダメージを与えないという関点から、各種検鏡時に適用
できることは明白である。
Further, by combining this embodiment with the first embodiment, it becomes possible to provide the image of the sample for which the AF operation is surely performed and the fading is suppressed as much as possible.
In particular, although the present embodiment is only for fluorescence observation, it is obvious that it can be applied to various speculums from the viewpoint of not damaging the specimen.

【0037】以上説明したように本発明による自動焦点
検出装によれば、以下に記載する構成及び効果が得られ
る。 (1)検鏡法に応じた照明光を被写体となる標本に照射
する光源と、上記照明光を遮断あるいは通過可能とする
開閉手段と、上記光源を点灯あるいは消灯させるスイッ
チとを有する自動焦点検出装置において、上記開閉手
段、あるいは上記スイッチの少なくとも一方が自動焦点
検出動作と連動していることを特徴とする自動焦点検出
装置。
As described above, according to the automatic focus detecting device of the present invention, the following configurations and effects can be obtained. (1) Automatic focus detection having a light source for irradiating a specimen as a subject with illumination light according to a speculum method, opening / closing means for blocking or passing the illumination light, and a switch for turning on or off the light source In the apparatus, at least one of the opening / closing means and the switch is interlocked with an automatic focus detection operation.

【0038】これにより、実施例に記載する様な落射暗
視野検鏡や蛍光観察等を行う特殊検鏡においても、照明
光が要因となる焦点検出の誤動作を確実に抑制し、か
つ、標本に与えるダメージを極力抑えることができる。
As a result, even in the epi-illumination dark-field spectroscope and the special spectroscope for performing fluorescence observation as described in the embodiment, the malfunction of the focus detection caused by the illumination light can be surely suppressed, and the specimen can be detected. The damage done can be suppressed as much as possible.

【0039】(2)検鏡法に応じた照明光を被写体とな
る標本に照射する光源と、上記照明光を遮断あるいは通
過可能とする開閉手段と、上記光源を点灯あるいは消灯
させるスイッチとを有する自動焦点検出装置において、
これにより、上記開閉手段によって照明光が遮断あるい
は上記スイッチによって光源が消灯された状態では、強
制的に自動焦点検出動作を停止または禁止することを特
徴とした自動焦点検出装置。照明光が標本に対して与え
られていない場合には、AF動作を禁止または中断させ
ることにより、AF動作中の誤動作を抑制することがで
きる。
(2) It has a light source for irradiating a specimen as a subject with illumination light according to a speculum method, an opening / closing means for blocking or allowing the illumination light to pass through, and a switch for turning on or off the light source. In the automatic focus detection device,
Thus, the automatic focus detection device is characterized in that the automatic focus detection operation is forcibly stopped or prohibited when the illumination light is blocked by the opening / closing means or the light source is turned off by the switch. When the illumination light is not applied to the sample, the malfunction during the AF operation can be suppressed by prohibiting or interrupting the AF operation.

【0040】(3)検鏡法に応じた照明光を被写体とな
る標本に照射する光源と、上記照明光を遮断あるいは通
過可能とする開閉手段と、上記光源を点灯あるいは消灯
させるスイッチと、連続フォーカスモードとシングルフ
ォーカスモードとの切換え手段と、を有する自動焦点検
出装置において、上記切換え手段により連続フォーカス
モードを選択している状態において、上記開閉手段によ
って照明光を遮断あるいは上記スイッチによって光源が
消灯された場合には、焦点検出動作を中断し、再び上記
開閉手段によって照明光を通過あるいは上記スイッチに
よって光源が点灯された場合には焦点検出動作を再開す
ることを特徴とする自動焦点検出装置。
(3) A light source for irradiating a specimen serving as an object with illumination light according to a microscopic method, an opening / closing means for blocking or allowing the illumination light to pass therethrough, and a switch for turning on or off the light source in succession In an automatic focus detection device having means for switching between a focus mode and a single focus mode, while the continuous focus mode is being selected by the switching means, the opening / closing means shuts off the illumination light or the switch turns off the light source. The automatic focus detection device is characterized in that the focus detection operation is interrupted when it is turned on, and the focus detection operation is restarted when the illumination light is passed again by the opening / closing means or the light source is turned on by the switch.

【0041】これにより、照明光が標本に対して照射さ
れていない場合には、AF動作を禁止または中断させ、
また連続フォーカスモード中に照明光の開閉に応じてA
F動作の中断、再開を自動的に行うことができる。この
ため検鏡者の作業効率等が向上する。
Thus, when the illumination light is not applied to the sample, the AF operation is prohibited or interrupted,
In addition, during continuous focus mode, A
The F operation can be interrupted and restarted automatically. Therefore, the work efficiency of the speculum is improved.

【0042】(4)検鏡法に応じた照明光を被写体とな
る標本に照射する光源と、上記照明光を遮断あるいは通
過可能とする開閉手段と、上記被写体を撮像する撮像装
置とを有する自動焦点検出装置において、焦点検出中で
は被写体を撮像している状態のみ上記開閉手段により照
明光を通過させ、その他の状態においては上記開閉手段
により照明光を遮断させることを特徴とする自動焦点検
出装置。
(4) An automatic system having a light source for irradiating a specimen serving as a subject with illumination light according to a microscopic method, an opening / closing means for blocking or allowing the illumination light to pass therethrough, and an image pickup device for picking up an image of the subject. In the focus detecting device, the illumination light is passed by the opening / closing means only when the subject is being imaged during focus detection, and the illumination light is blocked by the opening / closing means in other states. .

【0043】これにより、AF動作中において標本光像
を撮像している時間のみ標本に照明光を照射するため、
AF動作中の標本の退色が極力抑制できる。このため検
鏡者にダメージの少ない鮮明な画像を提供できる。
As a result, the sample is irradiated with the illumination light only during the time when the sample light image is taken during the AF operation.
Discoloration of the sample during the AF operation can be suppressed as much as possible. Therefore, it is possible to provide the speculum with a clear image with little damage.

【0044】(5)検鏡法に応じた照明光を被写体とな
る標本に照射する光源と、上記照明光を遮断あるいは通
過可能とする開閉手段と、連続フォーカスモードとシン
グルフォーカスモードとの切換え手段とを有する自動焦
点検出装置において、上記切換え手段によりシングルフ
ォーカスモードが選択した場合、合焦終了の際には、上
記開閉手段によって照明光を遮断することを特徴とする
自動焦点検出装置。
(5) A light source for irradiating a specimen as a subject with illumination light according to a spectroscopic method, an opening / closing means for blocking or allowing the illumination light to pass therethrough, and a switching means for switching between a continuous focus mode and a single focus mode. In the automatic focus detection device having the above-mentioned, when the single focus mode is selected by the switching means, the illumination light is blocked by the opening / closing means at the end of focusing.

【0045】これにより、AFシングルモード時には一
旦被写体に合焦させたら照明光のシャッターを閉じ標本
へのダメージを与えないため、AF終了後の標本の退色
が抑制できる。
As a result, in the AF single mode, once the object is focused, the shutter of the illumination light is closed to prevent the sample from being damaged, so that the discoloration of the sample after the AF is completed can be suppressed.

【0046】(6)検鏡法に応じた照明光を被写体とな
る標本に照射する光源と、上記照明光を遮断あるいは通
過可能とする開閉手段と、焦点検出を行う際の要素が欠
落した場合、焦点検出不可能と判断する合焦可能判断手
段とを有する自動焦点検出装置において、上記合焦可能
判断手段により合焦検出不可能と判断した場合には、上
記開閉手段により上記照明光を遮断することを特徴とす
る自動焦点検出装置。
(6) In the case where the light source for irradiating the specimen as a subject with the illumination light according to the microscopic method, the opening / closing means for blocking or allowing the illumination light, and the element for focus detection are missing In an automatic focus detection device having focusability determination means for determining that focus detection is impossible, when the focusability determination means determines that focus detection is impossible, the opening / closing means shuts off the illumination light. An automatic focus detection device characterized by:

【0047】これにより、焦点検出不可能の場合は照明
光のシャッターを閉じ標本へのダメージを与えないた
め、検鏡者の予期できぬ標本の退色が抑制できる。以上
説明したように本実施例の自動焦点検出装置は、落射暗
視野や蛍光観察の様なデフォーカス時に特殊な特性を持
つ検鏡であっても確実にAF動作を行え、かつ標本に与
えるダメージを極力抑えることができる。また本発明
は、前述した実施例に限定されるものではなく、他にも
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や応用が可能
であることは勿論である。
As a result, when the focus cannot be detected, the shutter of the illumination light is closed to prevent the specimen from being damaged, so that the fading of the specimen, which cannot be expected by the spectroscope, can be suppressed. As described above, the automatic focus detection apparatus according to the present embodiment is capable of reliably performing the AF operation and damaging the sample even with a speculum having a special characteristic during defocusing such as episcopic dark field or fluorescence observation. Can be suppressed as much as possible. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications and applications can be made without departing from the scope of the invention.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、落
射暗視野検鏡や蛍光観察におけるAF制御を確実に行う
ことができ、且つ蛍光観察時の標本の退色を最小限に抑
えることができる自動焦点検出装置を提供することがで
きる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to surely perform AF control in epi-illumination dark-field spectroscope and fluorescence observation, and to minimize discoloration of a specimen during fluorescence observation. It is possible to provide an automatic focus detection device capable of performing the above.

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

【図1】第1実施例として、落射蛍光観察用顕微鏡に本
発明による自動合焦装置を応用した例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example in which an automatic focusing device according to the present invention is applied to a microscope for epi-illumination fluorescence observation as a first embodiment.

【図2】第1実施例の自動合焦装置の動作についてを説
明するためのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining an operation of the automatic focusing device according to the first embodiment.

【図3】第2実施例の自動合焦装置の動作についてを説
明するためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining an operation of the automatic focusing device according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ステージ、2…試料、3…対物レンズ、4…接眼レ
ンズ、5…イメージセンサ、6…イメージセンサ駆動回
路、7…アナログ信号処理回路、8…評価関数演算器、
9…CPU、10…シャッター駆動回路、11…落射蛍
光投光管、12…シャッター、13…水銀灯、14…ス
テージ駆動装置、15…外部コントローラ。
1 ... Stage, 2 ... Sample, 3 ... Objective lens, 4 ... Eyepiece lens, 5 ... Image sensor, 6 ... Image sensor drive circuit, 7 ... Analog signal processing circuit, 8 ... Evaluation function calculator,
9 ... CPU, 10 ... Shutter drive circuit, 11 ... Epi-fluorescent light projection tube, 12 ... Shutter, 13 ... Mercury lamp, 14 ... Stage drive device, 15 ... External controller.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検鏡法に応じた照明光を被写体となる標
本に照射する光源と、 上記照明光を遮断あるいは通過可能とする開閉手段と、 上記光源を点灯あるいは消灯させるスイッチと、を有す
る自動焦点検出装置において、 上記開閉手段、あるいは上記スイッチの少なくとも一方
が自動焦点検出動作と連動していることを特徴とする自
動焦点検出装置。
1. A light source for irradiating a specimen as a subject with illumination light according to a microscopic method, an opening / closing means for blocking or allowing the illumination light to pass therethrough, and a switch for turning on or off the light source. In the automatic focus detection device, at least one of the opening / closing means and the switch is interlocked with the automatic focus detection operation.
【請求項2】 検鏡法に応じた照明光を被写体となる標
本に照射する光源と、 上記照明光を遮断あるいは通過可能とする開閉手段と、 上記光源を点灯あるいは消灯させるスイッチと、を有す
る自動焦点検出装置において、 上記開閉手段によって照明光が遮断あるいは上記スイッ
チによって光源が消灯された状態では、強制的に自動焦
点検出動作を停止または禁止することを特徴とした自動
焦点検出装置。
2. A light source for irradiating a specimen as a subject with illumination light according to a microscopic method, an opening / closing means for blocking or passing the illumination light, and a switch for turning on or off the light source. In the automatic focus detection device, the automatic focus detection operation is forcibly stopped or prohibited when the illumination light is blocked by the opening / closing means or the light source is turned off by the switch.
【請求項3】 検鏡法に応じた照明光を被写体となる標
本に照射する光源と、 上記照明光を遮断あるいは通過可能とする開閉手段と、 上記被写体を撮像する撮像装置と、を有する自動焦点検
出装置において、 焦点検出動作において被写体を撮像中は、上記開閉手段
により照明光を通過させ、その他の状態においては上記
開閉手段により照明光を遮断させることを特徴とする自
動焦点検出装置。
3. An automatic system comprising: a light source for irradiating a specimen as a subject with illumination light according to a microscopic method; an opening / closing means for blocking or passing the illumination light; and an image pickup device for picking up the subject. In the focus detection device, the illumination light is passed by the opening / closing means while the subject is being imaged in the focus detection operation, and the illumination light is blocked by the opening / closing means in other states.
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