JPH10268198A - 焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、迅速な合焦動作を実現できる焦点検
出装置を提供する 【解決手段】ＣＣＤカメラ２６からの撮像画像をずれ方
向検出部２７に取り込み、所定のタイミングでサンプリ
ングし、このサンプリングにより取得した各画像につい
てコントラストを求め、この求められたコントラストと
前回求めたコントラストとを比較し、前回のサンプリン
グ画像の方がコントラストが高い場合は、被検体６と合
焦点Ｆの光軸上での間隔が相対的に増大していると判断
して、Ｚ軸変位制御部３１により対物レンズ４の移動方
向を反転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡や光学測定
器などに用いられる焦点検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、顕微鏡や光学測定器には、プロー
ブ光を対物レンズを通して被検体表面に照射し、この被
検体表面からの反射光に基づいて被検体表面に対する焦
点検出を行うような反射アクティブ方式の自動焦点検出
装置が用いられている。

【０００３】図５は、従来の自動焦点検出装置の一例を
示すもので、半導体レーザ発生源１から出射されたレー
ザビームは、偏光ビームスプリッタ２に入射し、この偏
光ビームスプリッタ２で反射し、１／４波長板３を介し
て結像レンズ４で平行光束になって対物レンズ５を通し
て被検体６表面に集光される。また、被検体６表面で反
射されたレーザビームは、今度は、対物レンズ５、結像
レンズ４、１／４波長板３を介して偏光ビームスプリッ
タ２に入射される。この時、偏光ビームスプリッタ２へ
入射したレーザビームは、１／４波長板３を透過した際
に、その偏向方向が９０度ずらされているので、偏光ビ
ームスプリッタ２を透過され、ビームスプリッタ７によ
り二方向に振り分けられ、一方の光束は、結像レンズ４
の集光点Ｐより距離Ｌだけ前方に配置された第１の絞り
８を介して第１の受光素子９で受光され、また、他方の
光束は、結像レンズ４の集光点Ｐより距離Ｌだけ後方に
配置された第２の絞り１０を介して第２の受光素子１１
で受光される。

【０００４】そして、これら第１の受光素子９および第
２の受光素子１１で、それぞれの受光量に応じた電気信
号Ｂ、Ａを生成して信号処理回路１２に送り、この信号
処理回路１２により電気信号Ｂ、Ａに対して所定の演算
を行い、被検体６表面の変位に応じた変位信号を出力す
るようにしている。この場合、第１の受光素子９より図
６（ａ）に示すような特性を有する電気信号Ｂが出力さ
れ、第２の受光素子１１より同図に示すような特性を有
する電気信号Ａが出力されたとすると、信号処理回路１
２では、第１の演算回路１２１で（Ａ−Ｂ）、第２の演
算回路１２２で（Ａ＋Ｂ）を演算し、第３の演算回路１
２３で、被検体６表面の変位を検知する信号（Ａ−Ｂ）
／（Ａ＋Ｂ）を演算して、図６（ｂ）に示すような合焦
点Ｆが０になるような変位信号を求める。、この変位信
号により、変位信号＝０となる位置に被検体６表面がく
るように被検体６または対物レンズ５を光軸方向に移動
させることで合焦を得るようにしている。

【０００５】ところが、合焦点Ｆから遠く離れた位置に
被検体６表面があるような場合、第１の受光素子９、第
２の受光素子１１でそれぞれ生成される電気信号Ｂ、Ａ
の出力レベルは低くなるため、電気的ノイズや光学的ノ
イズの影響を受けやすく、これにより、図６（ｂ）に示
すように、被検体６表面が真の合焦点Ｆより大きく外れ
た位置に存在する場合でも、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）＝
０の判定を行うことがある（以下、この状態を擬合焦と
称する。）。

【０００６】そこで、このような擬合焦の検出を防止す
るため、図６（ｃ）に示す第２の演算回路１２２からの
信号（Ａ＋Ｂ）を合焦動作範囲判定信号として出力し、
この信号（Ａ＋Ｂ）に対し、しきい値Ｔを設定して合焦
動作範囲Ｃの受光量レベルを監視し、信号（Ａ＋Ｂ）が
しきい値Ｔより低下したような場合に被検体６が合焦点
Ｆより所定量以上離れていることを示す判定手段を設
け、擬合焦での検出を防止するようにしている。

【０００７】この場合、このような焦点検出装置では、
被検体６が図６（ｃ）に示す合焦動作範囲Ｃにある場合
は合焦点Ｆに対する方向判別が可能であるので、合焦開
始位置から合焦点Ｆへの移動を直接行うことができる
が、例えば、図７に示すように被検体６が合焦動作範囲
Ｃに位置しておらず合焦開始位置ＳＴ1 またはＳＴ2 か
ら合焦動作を行うような場合、対物レンズ５が被検体６
表面に衝突するのを避けるため、退避動作実行手段によ
り一旦対物レンズ５を被検体６表面から離れる方向に上
方の退避位置Ｓ1 まで後退させ、その後、被検体６表面
に近付く方向に移動させることにより合焦動作範囲Ｃに
被検体６を導入するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
退避動作を行う場合、合焦開始位置ＳＴ1 から上方の退
避位置Ｓ1 方向に後退する場合は、その途中で合焦動作
範囲Ｃに突き当たるため、合焦点Ｆを検出するまで、さ
ほど時間はかからないが、合焦開始位置ＳＴ2 から退避
位置Ｓ1 方向に後退する場合は、合焦動作範囲Ｃと反対
方向に退避位置Ｓ1 まで移動し、その後、合焦動作範囲
Ｃに突き当たる方向に反転するようになるので、合焦動
作範囲Ｃに被検体６を導入するまでにかなりの時間を要
することになり、合焦点Ｆ検出の作業能率が極めて悪い
という問題点があった。

【０００９】そこで、従来、このような不都合を除去す
るため、図５と同一部分には、同符号を付して示す図８
に示すように、半導体レーザ発生源１をその光軸に沿っ
て移動できるように配置したものが考えられている。こ
の場合、半導体レーザ発生源１の位置制御を、第２の演
算回路１２２からの信号（Ａ＋Ｂ）が入力されるレーザ
位置制御部１３により行うようにしている。

【００１０】この場合、被検体６が図９に示す合焦動作
範囲Ｃに位置していない場合、レーザ位置制御部１３
は、信号（Ａ＋Ｂ）を監視しながら半導体レーザ発生源
１を光軸方向に移動し、被検体６が合焦動作範囲Ｃに入
ったことをレーザ位置制御部１３が検出すると、半導体
レーザ発生源１の移動を止めるようにしている。この
時、半導体レーザ発生源１の移動前の位置からの変位情
報により、プローブ光の合焦点Ｆと被検体６とのずれ方
向とおおまかなずれ量が判ることから、半導体レーザ発
生源１を元の位置に戻し、得られたずれ方向とずれ量に
基づいて被検体６を光軸方向に相対的に移動させること
で、被検体６を合焦動作範囲Ｃに導入するようにしてい
る。

【００１１】ところが、このようにしても、合焦点Ｆと
被検体６とのずれ量を取得するための半導体レーザ発生
源１の位置制御に要する時間がオーバヘッドになってし
まい、さらに、半導体レーザ発生源１を移動する構成を
必要とするため、光学系の構成がさらに複雑になるとと
もに、位置決め精度の上でも問題を生じるという欠点が
あった。本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
迅速な合焦動作を実現できる焦点検出装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
プローブ光を光学系を通して被検体に照射し、被検体か
らの反射光を第１および第２の受光手段により受光し、
これら第１および第２の受光手段の出力に基づいて被検
体に対する焦点検出を行う焦点検出装置において、前記
第１および第２の受光手段の出力に基づいて合焦動作範
囲を判定する判定手段と、この判定手段での合焦動作範
囲外の判定により前記被検体の撮像画像を取り込む撮像
手段と、この撮像手段の撮像画像により前記被検体と合
焦点の位置ずれ方向を検出する位置ずれ方向検出手段と
により構成している。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載にお
いて、さらに、判定手段での合焦動作範囲外の判定によ
り前記光学系または被検体の一方を所定の退避位置まで
移動させる退避動作実行手段と、この退避動作実行手段
による退避動作の際、前記位置ずれ方向検出手段により
前記被検体と合焦点の位置ずれが大きくなる方向の変位
が検出されると前記退避動作方向を反転させる制御手段
とを具備している。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載において、撮像手段は、異なる倍率の被検体の撮像
画像を取り込み可能にしている。この結果、請求項１記
載の発明によれば、撮像手段の撮像画像により被検体と
合焦点の位置ずれ方向を検出することで、この位置ずれ
方向に応じて合焦のための光学系または被検体の駆動方
向を決定できる。

【００１５】請求項２記載の発明によれば、退避動作の
際、被検体と合焦点の位置ずれが大きくなる方向に変位
していると退避動作の方向を反転させることができるの
で、被検体を合焦動作範囲内に速やかに導入できる。請
求項３記載の発明によれば、コントラストの高い領域を
含んだ画像処理を実行できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明が適用される焦点
検出装置の概略構成を示すもので、図５と同一部分に
は、同符号を付している。

【００１７】この場合、半導体レーザ発生源１から出射
されたレーザビームは、結像レンズ２０を介して偏光ビ
ームスプリッタ２に入射され、この偏光ビームスプリッ
タ２で反射されて１／４波長板３、対物レンズ５を通し
て被検体６表面に集光される。この対物レンズ５を通り
被検体６で反射されたレーザビームは、対物レンズ５、
結像レンズ４、１／４波長板３を通り、さらに偏光ビー
ムスプリッタ２を通過され、ビームスプリッタ７に送ら
れ。この偏光ビームスプリッタ２とビームスプリッタ７
の間には、ビームスプリッタ２１が挿入されており、偏
光ビームスプリッタ２を透過されるレーザビームを、さ
らにビームスプリッタ２１を透過する光路と、反射され
る光路の２方向に分割するようにしている。

【００１８】そして、ビームスプリッタ２１を透過する
レーザビームを、合焦判定部２２の結像レンズ２３を介
してビームスプリッタ７に入射させ、ビームスプリッタ
２１で反射されるレーザビームを、撮像部２４の結像レ
ンズ２５を介して撮像装置としてのＣＣＤカメラ２６に
入射させ、対物レンズ５の焦点面の画像を撮像するよう
にしている。

【００１９】また、ＣＣＤカメラ２６で撮像した画像を
ずれ方向検出部２７の画像処理部２８に入力するように
している。ずれ方向検出部２７は、画像処理部２８およ
び制御部２９を有している。また、制御部２９には、合
焦動作範囲を判定する判定回路３０およびＺ軸変位制御
部３１が接続されている。

【００２０】ここで、判定回路３０は、信号処理回路１
２の第２の演算回路１２２に接続され、信号（Ａ＋Ｂ）
に基づいて被検体６が合焦動作範囲Ｃに位置しているか
否かを判定するものである。Ｚ軸変位制御部３１は、信
号処理回路１２の第３の演算回路１２３および制御部２
９に接続され、制御部２９からの制御指令により信号
（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の変位信号に基づいてＺ軸駆動
部３２のモータ３２１を駆動して対物レンズ４をＺ軸、
つまり光軸方向に駆動するようにしている。

【００２１】ずれ方向検出部２７は、判定回路３０での
信号（Ａ＋Ｂ）に基づいた判定結果が合焦動作範囲Ｃ外
である場合にの制御部２９から画像処理部２８に制御指
令を与える。画像処理部２８は、所定のタイミングでＣ
ＣＤカメラ２６からの入力画像をサンプリングされると
ともに、このサンプリングにより取得した各画像につい
てコントラストを求め、さらに求められたコントラスト
と前回求めたコントラストとを比較することで位置ずれ
方向を検出し、この結果、前回のサンプリング画像の方
がコントラストが高い場合、つまり被検体６と合焦点Ｆ
の光軸上での間隔が相対的に増大している場合は、制御
部２９からＺ軸変位制御部３１に対して対物レンズ４の
移動方向を反転させるための信号が出力される。また、
逆に、前のサンプリング画像の方がコントラストが低い
場合、つまり被検体６と合焦点Ｆの光軸上での間隔が相
対的に減少している場合は、制御部２８からＺ軸変位制
御部３１に対して対物レンズ４の移動方向を反転させる
ための信号を出力しないようにしている。

【００２２】次に、このように構成した実施の形態の動
作を説明する。半導体レーザ発生源１からレーザビーム
を出射すると、上述したと同様に、偏光ビームスプリッ
タ２に入射する。この偏光ビームスプリッタ２で反射し
たレーザビームは、１／４波長板３を介して結像レンズ
４で平行光になって対物レンズ５を介して被検体６に集
光される。また、対物レンズ５を介して被検体６で反射
されたレーザビームは、今度は、対物レンズ５、結像レ
ンズ４、１／４波長板３を介して偏光ビームスプリッタ
２に入射される。そして、この偏光ビームスプリッタ２
を透過したレーザビームは、ビームスプリッタ２１によ
り透過と反射の二方向に振り分けられる。透過したレー
ザビームは、ビームスプリッタ７に入射して、さらに二
方向に振り分けられる。ここでも透過したレーザビーム
は、結像レンズ２３の集光点Ｐより距離Ｌだけ前方に配
置された第１の絞り８を介して第１の受光手段である受
光素子９で受光され、また、反射されたレーザビーム
は、結像レンズ２３の集光点Ｐより距離Ｌだけ後方に配
置された第２の絞り１０を介して第２のの受光手段であ
る受光素子１１で受光される。

【００２３】そして、第１の受光素子９より電気信号Ｂ
が出力され、第２の受光素子１１より電気信号Ａが出力
されると、信号処理回路１２では、第１の演算回路１２
１で（Ａ−Ｂ）、第２の演算回路１２２で（Ａ＋Ｂ）が
それぞれ演算され、第３の演算回路１２３で、被検体６
の変位を検知する信号（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）が演算さ
れる。

【００２４】一方、ビームスプリッタ２１により反射さ
れたレーザビームは、撮像部２４の結像レンズ２５を介
してＣＣＤカメラ２６に入射し、これにより対物レンズ
５の焦点面の画像が撮像される。

【００２５】この状態から、ずれ方向検出部２７により
図２に示すフローチャートが実行される。まず、ステッ
プ２０１で、信号処理回路１２の第２の演算回路１２２
の信号（Ａ＋Ｂ）により判定回路３０は、被検体６が合
焦動作範囲Ｃに位置するか否かを判定する。ここで、被
検体６が合焦動作範囲Ｃに位置していると判定回路３０
が判定すると、制御部２９からＺ軸変位制御部３１に対
してのみ制御指令が与えられ、ステップ２０２で、信号
処理回路１２の第３の演算回路１２３からの信号（Ａ−
Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）に基づいた変位信号がＺ軸変位制御部
３１に送られる。この変位信号に基づいてモータ３２１
は、Ｚ軸駆動部３２を介して対物レンズ４を光軸方向に
駆動し、被検体６と合焦点Ｆとの光軸上での間隔を制御
して、ステップ２０３で合焦検出を実行する。

【００２６】また、ステップ２０１で、被検体６が合焦
動作範囲Ｃに位置しないと判定されると、制御部２９か
らＺ軸変位制御部３１と画像処理部２８に制御指令が与
えられる。ステップ２０４で、Ｚ軸変位制御部３１へは
退避動作実行手段として対物レンズ５を被検体６から離
れる方向、すなわち上方に設けられた所定の退避位置ま
で後退させるための制御指令が送出される。

【００２７】すると、ステップ２０５で、ＣＣＤカメラ
２６からの入力画像が、所定のタイミングでサンプリン
グされ、このサンプリングにより取得した各画像につい
てコントラストが求められ、さらにステップ２０６で、
求められたコントラストと前回求めたコントラストとが
比較される。

【００２８】そして、この比較結果から前回のサンプリ
ング画像の方がコントラストが高い場合は、被検体６と
合焦点Ｆの光軸上での間隔が相対的に増大していると判
断し、ステップ２０７で、制御部２８からＺ軸変位制御
部３１に対して対物レンズ４の移動方向を反転させる信
号を出力し、モータ３２１の回転が反転され、被検体６
と合焦点Ｆとの光軸上での間隔が制御され、ステップ２
０３で合焦検出が実行される。

【００２９】一方、比較結果から前のサンプリング画像
の方がコントラストが低い場合は、被検体６と合焦点Ｆ
の光軸上での間隔が相対的に減少していることから、制
御部２８からＺ軸変位制御部３１に対して対物レンズ４
の移動方向を反転させるための信号は出力されず、この
場合は、継続して被検体６と合焦点Ｆとの光軸上での間
隔が制御され、ステップ２０３で合焦検出が実行され
る。

【００３０】従って、このようにすれば、ＣＣＤカメラ
２６からの撮像画像をずれ方向検出部２７に取り込み、
所定のタイミングでサンプリングし、このサンプリング
により取得した各画像についてコントラストを求め、こ
の求められたコントラストと前回求めたコントラストと
を比較し、前回のサンプリング画像の方がコントラスト
が高い場合は、被検体６と合焦点Ｆの光軸上での間隔が
相対的に増大していると判断して、対物レンズ４の移動
方向を反転させるようにできるので、被検体６を速やか
に合焦動作範囲Ｃ内に導入することができ、短時間によ
る合焦動作を実現できる。また、ＣＣＤカメラ２６の撮
像画像から被検体と合焦点の位置ずれ方向に応じて、被
検体６が合焦動作範囲Ｃ内に導入される方向に対物レン
ズ４を駆動できるので、従来の半導体レーザ発生源を移
動するものと比べ、半導体レーザ発生源を含む光学系の
構成を簡単にでき、さらに位置決め精度の上での問題も
解決できる。

【００３１】なお、この第１の実施の形態では、被検体
６と合焦点Ｆの光軸上での間隔を制御するため、Ｚ軸駆
動部３２により対物レンズ５を光軸方向に駆動するよう
にしているが、被検体６側を光軸方向に駆動するように
してもよい。 （第２の実施の形態）図３は、本発明の第２の実施の形
態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符
号を付している。

【００３２】この場合、偏光ビームスプリッタ２とビー
ムスプリッタ７の間にビームスプリッタ３４、３５を挿
入し、ビームスプリッタ３４で反射されるレーザビーム
を、撮像部３６の結像レンズ３７を介して撮像装置とし
てのＣＣＤカメラ３８に入射させる。ビームスプリッタ
３５で反射されたレーザビームは、結像レンズ３９を介
して撮像装置としてのＣＣＤカメラ４０に入射され、そ
れぞれ対物レンズ５の焦点面の画像を撮像するようにす
る。そして、これらＣＣＤカメラ３８、４０で撮像した
画像は、各別にずれ方向検出部２７の画像処理部２８に
入力するようにしている。なお、ここでの結像レンズ３
７および３９は、倍率の異なるものを用いている。

【００３３】しかして、このように構成した実施の形態
の合焦動作では、ＣＣＤカメラ３８または４０のうち選
択された倍率の撮像画像のみを画像処理部２８に入力す
るようにする。この場合、どちらの倍率の撮像画像を用
いるかは合焦検出を開始する前に予め指示するようにし
てもよいし、最初の段階で双方の撮像画像によるコント
ラストを求め、次の段階でよりコントラストの変化率の
大きな方に切り替えるようにしてもよい。

【００３４】従って、このようにすれば、複数の倍率を
有する撮像部を有することにより、被検体６表面上で、
よりコントラストの高い領域を含んだ画像処理を実行で
きるので、ずれ方向の検出をさらに高精度に行うことが
できる。

【００３５】なお、この第２の実施の形態では、異なる
倍率の結像レンズ３７、３９を選択的に用いたが、これ
ら結像レンズ３７、３９に代えて所定の範囲で倍率を変
えることができるズームレンズを用いることもできる。 （第３の実施の形態）第１および第２の実施の形態で
は、合焦判定部２２は、共焦点光学系で構成している
が、この第３の実施の形態では、瞳分割法を用いてい
る。

【００３６】図４は、第３の実施の形態に用いられる瞳
分割法を採用した合焦判定部４８を示すもので、第１の
遮蔽板４１、結像レンズ４２、ビームスプリッタ４３、
第２の遮蔽板４４、第１の受光素子４５、第３の遮蔽板
４６、第２の受光素子４７から構成している。

【００３７】しかして、このような構成において、い
ま、図１で述べたように被検体６で反射され対物レンズ
５で平行光にされたレーザビームが図４に示す合焦判定
部４８に入射すると、第１の遮蔽板４１により反射光の
半分（図示斜線の領域）が遮られる。また、遮られなか
ったレーザビームは、結像レンズ４２を介してビームス
プリッタ４３に入射され、ビームスプリッタ４３を透過
される光路と、ビームスプリッタ４３で反射される光路
の２本に分割される。

【００３８】そして、ビームスプリッタ４３を透過した
レーザビームは、結像レンズ４２の集光点Ｐに配置され
た第２の遮蔽板４４を通過した後、第１の受光素子４５
に入射する。ビームスプリッタ４３で反射したレーザビ
ームは、結像レンズ４２の集光点Ｐに配置される第３の
遮蔽板４６を通過した後、第２の受光素子４７に入射す
る。

【００３９】ここで、第１の受光素子４５から出力され
た電気信号をＡ、第２の受光素子４７から出力された電
気信号をＢとすると、結像レンズ４２からレーザビーム
が集光点Ｐよりも手前で像を結んだ場合、受光素子４５
へのレーザビームは、遮蔽板４４により遮られてしまう
ためレーザビームは入射されないが、受光素子４７への
レーザビームは、遮蔽板４６に遮られないため、そのま
ま入射され、これにより各受光素子４４、４７の出力
は、Ａ＜Ｂとなる。一方、結像レンズ４２からレーザビ
ームが集光点Ｐよりも後方で像を結んだ場合、受光素子
４７へのレーザビームは、遮蔽板４６により遮られてし
まうため入射されないが、受光素子４５へのレーザビー
ムは、遮蔽板４４により遮られないため、そのまま入射
される。これにより各受光素子４４、４７の出力は、Ａ
＞Ｂとなる。また、集光点Ｐの位置で像を結んだ場合
は、受光素子４４、４７へのレーザビームは、それぞれ
遮蔽板４４および４６により遮られないので、各受光素
子４４、４７の出力は、Ａ＝Ｂとなる。

【００４０】従って、このような瞳分割法を採用した合
焦判定部４８を図１に示す信号処理部１２の前段に設
け、各受光素子４４、４７の出力Ａ、Ｂを入力するよう
にしても、上述したと同様な効果を期待できる。

【００４１】なお、図４に示す第３の実施の形態におい
て、ビームスプリッタ４３、遮蔽板４６、受光素子４７
を設けずに、遮蔽板４４を駆動する機構を設けて、図３
に信号ＡおよびＢに対応する信号を取得するようにして
もよい。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、撮
像手段の撮像画像により被検体と合焦点の位置ずれ方向
を検出することで、この位置ずれ方向に応じて合焦のた
めの光学系または被検体の駆動方向を決定できるので、
迅速な合焦動作を実現できる。また、退避動作の際、被
検体と合焦点の位置ずれが大きくなる方向に変位してい
ると退避動作の方向を反転させることができるので、被
検体を合焦動作範囲内に速やかに導入でき、短時間によ
る合焦動作を実現できる。さらに、コントラストの高い
領域を含んだ画像処理を実行できるので、ずれ方向の検
出をさらに高精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図２】第１の実施の形態の動作を説明するためのフロ
ーチャート。

【図３】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図４】本発明の第３の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図５】従来の焦点検出装置の一例の概略構成を示す
図。

【図６】従来の一例の焦点検出装置を説明するための
図。

【図７】従来の一例の焦点検出装置を説明するための
図。

【図８】従来の焦点検出装置の他例の概略構成を示す
図。

【図９】従来の他例の焦点検出装置を説明するための
図。

【符号の説明】

１…半導体レーザ発生源、 ２…偏光ビームスプリッタ、 ３…１／４波長板、 ４…結像レンズ、 ５…対物レンズ、 ６…被検体、 ７…ビームスプリッタ、 ８…第１の絞り、 ９…第１の受光素子、 １０…第２の絞り、 １１…第２の受光素子、 １２…信号処理回路、 １２１…第１の演算回路、 １２２…第２の演算回路、 １２３…第３の演算回路、 ２１…ビームスプリッタ、 ２２…合焦判定部、 ２３…結像レンズ、 ２４…撮像部、 ２５…結像レンズ、 ２６…ＣＣＤカメラ、 ２７…ずれ方向検出部、 ２８…画像処理部、 ２９…制御部、 ３０…判定回路、 ３１…Ｚ軸変位制御部、 ３２…Ｚ軸駆動部、 ３２１…モータ、 ３４、３５…ビームスプリッタ、 ３６…撮像部、 ３７、３７…結像レンズ、 ３８、４０…ＣＣＤカメラ、 ４１…第１の遮蔽板、 ４２…結像レンズ、 ４３…ビームスプリッタ、 ４４…第２の遮蔽板、 ４５…第１の受光素子、 ４６…第３の遮蔽板、 ４７…第２の受光素子、 ４８…合焦判定部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブ光を光学系を通して被検体に照
   射し、被検体からの反射光を第１および第２の受光手段
   により受光し、これら第１および第２の受光手段の出力
   に基づいて被検体に対する焦点検出を行う焦点検出装置
   において、 前記第１および第２の受光手段の出力に基づいて合焦動
   作範囲を判定する判定手段と、 この判定手段での合焦動作範囲外の判定により前記被検
   体の撮像画像を取り込む撮像手段と、 この撮像手段の撮像画像により前記被検体と合焦点の位
   置ずれ方向を検出する位置ずれ方向検出手段とを具備し
   たことを特徴とする焦点検出装置。
2. 【請求項２】 さらに、判定手段での合焦動作範囲外の
   判定により前記光学系または被検体の一方を所定の退避
   位置まで移動させる退避動作実行手段と、 この退避動作実行手段による退避動作の際、前記位置ず
   れ方向検出手段により前記被検体と合焦点の位置ずれが
   大きくなる方向の変位が検出されると前記退避動作方向
   を反転させる制御手段とを具備したことを特徴とする請
   求項１記載の焦点検出装置。
3. 【請求項３】 撮像手段は、異なる倍率の被検体の撮像
   画像を取り込み可能にしたことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の焦点検出装置。