JPH11249027A - Automatic focusing microscope - Google Patents

Automatic focusing microscope

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JPH11249027A
JPH11249027A JP4936798A JP4936798A JPH11249027A JP H11249027 A JPH11249027 A JP H11249027A JP 4936798 A JP4936798 A JP 4936798A JP 4936798 A JP4936798 A JP 4936798A JP H11249027 A JPH11249027 A JP H11249027A
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sample
lens group
correction lens
objective lens
visible light
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Hideaki Endo
英明 遠藤
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    • G02B21/241Devices for focusing
    • G02B21/245Devices for focusing using auxiliary sources, detectors

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and surely set the offset adjustment of a focusing position to all the samples which can be automatically focused by adjusting the focal distance of a correction lens group and electrically driving a focal distance adjusting mechanism in accordance with the magnification of each objective lens. SOLUTION: A control part 25 gives a driving instruction to a correction lens driving part 20 to drive a color correction lens motor 17, to adjust the moving amount of a color correction lens group 9 in the optical direction and to correct the image forming position of a P.D.14. Since the corrected moving amount is different between the objective lenses 3a and 3b, respectively, it is stored in the every lenses to be used 3a and 3b. In such a way, since the optimum adjustment is performed for every magnification of the lenses 3a and 3b, the offset operation is always performed by the fixed moving amount of the lens regardless of the kinds of the lenses 3a and 3b. Therefore, the offset adjustment is always easily and surely set to all the samples in surplus adjusting width.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、観察試料のピント
位置の調整を自動的に行なうことの可能な自動焦点顕微
鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic focusing microscope capable of automatically adjusting a focus position of an observation sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、微細な資料を観察し、あるいは観
察像をビデオ画像として記録することのできる顕微鏡が
生物分野の研究をはじめ、工業分野の検査工程まで幅広
く利用されている。このような顕微鏡を使用する場合、
通常は焦準ハンドル操作により観察試料の焦点調節を行
なうことでピント合わせ作業を実行する。しかるに、該
作業は手動操作であるため、特に高倍対物レンズのよう
に焦点深度が浅く合焦範囲が狭い場合には、素早くピン
ト合わせ操作を行なうためにかなりの習熟を必要とす
る。
2. Description of the Related Art At present, microscopes capable of observing minute materials or recording observation images as video images are widely used in research fields in the biological field and in inspection processes in the industrial field. When using such a microscope,
Usually, the focusing operation is performed by adjusting the focus of the observation sample by operating the focusing handle. However, since this operation is a manual operation, a considerable amount of skill is required to quickly perform the focusing operation, particularly when the depth of focus is small and the focusing range is narrow as in a high-magnification objective lens.

【0003】そして、このピント合わせ作業の操作性が
悪いと、作業者の疲労、生産効率の低下という悪影響を
及ぼすことになる。特に検査工程などのルーチン作業に
おいては、この操作を素早く行なって検査時間を短縮す
ることが非常に重要な課題となる。
[0005] If the operability of the focusing operation is poor, it has an adverse effect of fatigue of the operator and a decrease in production efficiency. In particular, in a routine operation such as an inspection process, it is very important to perform this operation quickly to shorten the inspection time.

【0004】そこで、このようなピント合わせ操作を自
動的に行なうことのできる自動合焦機能を有した顕微鏡
が種々提案され、またそれらの改善を目的とした提案も
数多くなされてきた。
Therefore, various microscopes having an automatic focusing function capable of automatically performing such a focusing operation have been proposed, and many proposals have been made to improve them.

【0005】特許番号第2614843号では、合焦検
出用の赤外光と実際に観察する可視光の波長差を補正す
ると共に、複数の対物レンズを使用した場合の各対物レ
ンズの色収差により、自動焦点検出位置がバラつくこと
を補償するための手段が記載され、操作性の改善と製造
コストの低減が提案されている。
In Japanese Patent No. 2614843, a wavelength difference between infrared light for focus detection and visible light to be actually observed is corrected, and the chromatic aberration of each objective lens when a plurality of objective lenses are used is used. Means for compensating for variations in focus detection positions are described, and improvements in operability and reduction in manufacturing cost have been proposed.

【0006】また、多層形成された半導体ウェハのよう
に段差のある標本に対して、それぞれの層の欠陥を漏れ
なく検出するために、特開平6−281409号のよう
な提案がなされている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 6-281409 discloses a method for detecting a defect in each layer of a sample having a step, such as a semiconductor wafer having a plurality of layers, without omission.

【0007】さらに特開平8−43717号では、検出
側の光路を2分割し、各々倍率の異なる2種類の結像レ
ンズを用いて異なる受光素子より検出信号を得ることで
合焦位置の判定をより広範囲な領域において行ない、標
本への対応性を向上させている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-43717, the focus position is determined by dividing the optical path on the detection side into two and obtaining detection signals from different light receiving elements using two types of imaging lenses having different magnifications. This is done over a wider area to improve sample compatibility.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記説明した特許番号
第2614843号で提案されている方式は、対物レン
ズ毎に各々調整部が設けられ、それら対物レンズ毎に合
焦位置からのオフセット値を設定、再現できるので対物
レンズの色収差の補正には充分効果を発揮するものであ
る。
In the system proposed in the above-mentioned Patent No. 2614843, an adjusting unit is provided for each objective lens, and an offset value from a focus position is set for each objective lens. Since it can be reproduced, it is sufficiently effective for correcting the chromatic aberration of the objective lens.

【0009】しかしながら、標本自体のバラツキによる
焦点の位置ずれに対しては考慮がなされていない。これ
は例えば、半導体ウェハなどのように表面に段差のある
標本の段差の上下を各々観察したい場合に、そのいずれ
か一方の合焦位置に対しては有効であるが、もう片方の
合焦位置にはピントが合わないという欠点が生ずるもの
である。この場合、他方の合焦位置を観察するために
は、対物レンズ毎に設けられた調整部を操作して最適合
焦位置をずらして観察を行なうか、自動焦点検出動作を
一時中断し、手動でのピント合わせ操作を強いられる結
果となっている。
However, no consideration is given to the displacement of the focal point due to the variation of the sample itself. This is effective, for example, for observing the top and bottom of a step of a sample having a step on the surface such as a semiconductor wafer. Is disadvantageous in that it is out of focus. In this case, in order to observe the other in-focus position, it is necessary to operate the adjustment unit provided for each objective lens to shift the optimal in-focus position for observation, or to temporarily stop the automatic focus detection operation and manually As a result, the user is forced to focus on the camera.

【0010】また、上記特開平6−281409号では
複数の焦点位置を観察するための検査装置が記載されて
おり、ある特定の標本の完全なルーチン検査に対しては
効果的である。すなわち、多層面の段差が予め分かって
いる単一標本の検査では有効な手段である。しかしなが
ら、段差が異なる別の標本を観察する場合や標本の厚さ
が不明な場合など、標本の形状が変化した場合には迅速
な対応を採ることができないという欠点がある。つま
り、観察可能にするためにはフォーカスオフセット値を
変更あるいは新規に登録し直す作業が必要となるが、そ
の設定方法等に関する配慮がなされておらず、最悪の場
合には設定操作が観察者とは別の、装置に精通した技術
者が行なわなければならないケースも発生しかねない。
したがって、複数の標本を観察しなければならない場合
には適応することができないものとなっていた。
The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-281409 describes an inspection apparatus for observing a plurality of focal positions, which is effective for a complete routine inspection of a specific sample. In other words, this is an effective means for inspection of a single specimen in which the steps of the multilayer surface are known in advance. However, there is a disadvantage that when the shape of the sample changes, such as when observing another sample having a different level difference or when the thickness of the sample is unknown, it is not possible to take a quick response. In other words, in order to enable observation, it is necessary to change the focus offset value or re-register the focus offset value.However, no consideration has been given to the setting method, etc., and in the worst case, the setting operation must be performed with the observer. In some cases, another technician who is familiar with the device must perform the operation.
Therefore, when a plurality of specimens must be observed, it cannot be adapted.

【0011】ところでこの種の焦点検出装置において
は、その光学特性上、合焦位置判定の可能な範囲は対物
レンズが高倍率になるほど狭くなる。これは検出側の結
像レンズが固定倍率であることに起因しているため、上
記特許番号第2614843号と特開平6−28140
9号の2つの発明においては、対物レンズ毎のオフセッ
トや焦点位置の補正が可能であっても、対物レンズ等の
光学系の倍率にともなって合焦判定の範囲やスピード、
精度等の性能が変動してしまうことになる。
By the way, in this type of focus detection device, due to its optical characteristics, the range in which the in-focus position can be determined becomes narrower as the objective lens has a higher magnification. This is because the imaging lens on the detection side has a fixed magnification, so that the above-mentioned Patent No. 2614843 and JP-A-6-28140 are disclosed.
In the two inventions of No. 9, even if the offset and the focal position of each objective lens can be corrected, the range and speed of the focus determination according to the magnification of the optical system such as the objective lens,
Performance, such as accuracy, will fluctuate.

【0012】また上記特開平8−43717郷において
は、上述した問題を回避するために検出側の光路を2分
割し、各々倍率の異なる2種類の結像レンズを用いて結
像された光電変換素子からの2種類の検出信号に基づき
合焦判定を行なっている。しかしながら、このような構
成とすることで同時に光学系、受光素子等の増加に伴う
装置全体の大型化、価格の上昇等を招いてしまうことは
避けられない。また、それぞれの結像レンズはやはり固
定倍率なので、様々な倍率に応じた、最適な合焦動作を
確保するまでには至らない。
In JP-A-8-43717, in order to avoid the above-mentioned problem, the optical path on the detection side is divided into two, and the photoelectric conversion is performed using two types of imaging lenses having different magnifications. Focus determination is performed based on two types of detection signals from the elements. However, with such a configuration, it is inevitable that at the same time, the size of the entire apparatus is increased and the price is increased due to an increase in the number of optical systems and light receiving elements. In addition, since each imaging lens is also a fixed magnification, it is not enough to secure an optimum focusing operation according to various magnifications.

【0013】さらに検出側の結像レンズの位置を移動さ
せてフォーカスオフセットを行なう場合についても、結
像レンズが低倍率の場合と高倍率の場合とではその移動
幅が異なってオフセットの調整幅にも制限が生じてしま
うため、上記特開平6−281409号にて明示されて
いるような構成では、満足なフォーカスオフセット値の
設定ができない虞がある。
Further, when the focus of the imaging lens is shifted by moving the position of the imaging lens on the detection side, the movement width differs between the case where the imaging lens has a low magnification and the case where the imaging lens has a high magnification. Therefore, there is a possibility that the focus offset value cannot be set satisfactorily in the configuration disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-281409.

【0014】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、自動焦点検出を行
なう際に対物レンズの倍率や標本の厚みに拘わらず、常
に広範囲の合焦判定範囲を確保しながら使用者が観察し
たい任意の光軸方向位置へのピント合わせ操作を確実且
つ高速に行なうことを可能とする一方、対物レンズの倍
率等に拘わらず、常に余裕を持った調整幅にて自動合焦
可能なあらゆる標本に対して合焦位置のオフセット調整
を簡単、確実に設定できる、操作性に優れた自動焦点顕
微鏡を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to always focus on a wide range regardless of the magnification of an objective lens and the thickness of a sample when performing automatic focus detection. While ensuring the judgment range, it is possible to perform the focusing operation to the arbitrary position in the optical axis direction that the user wants to observe reliably and at high speed, while always having a margin regardless of the magnification of the objective lens, etc. An object of the present invention is to provide an autofocus microscope excellent in operability, in which offset adjustment of a focus position can be easily and reliably set for any sample that can be autofocused by a width.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
複数の交換可能な対物レンズの1つを通して可視光を試
料に照射することでこの試料からの光を観察する観察光
学系と、この観察光学系内の対物レンズを通して上記試
料に可視外光を投光する光源と、上記可視外光の上記試
料で反射された光像の像面に配置され、該可視外光の像
面内位置に応じた信号を出力する光電変換器と、この光
電変換器からの出力信号に基づいて試料の合焦位置を調
整する合焦位置調整手段と、上記各対物レンズ毎の可視
光に対する可視外光のズレを補正レンズ群により補正す
る補正手段とを備えた顕微鏡に用いられる焦点検出装置
において、上記補正手段は、上記補正レンズ群の焦点距
離を調整する焦点距離調整機構と、上記各対物レンズの
倍率に応じて上記焦点距離調整機構を電気的に駆動する
駆動手段とを具備したことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention,
An observation optical system for observing light from the sample by irradiating the sample with visible light through one of a plurality of interchangeable objective lenses, and projecting non-visible light onto the sample through the objective lens in the observation optical system. A light source that emits light, a photoelectric converter that is arranged on an image plane of a light image of the non-visible light reflected by the sample, and outputs a signal corresponding to a position in the image plane of the non-visible light, and the photoelectric converter A microscope comprising: a focus position adjusting means for adjusting a focus position of a sample based on an output signal from the camera; and a correcting means for correcting a shift of non-visible light with respect to visible light of each objective lens by a correction lens group. In the focus detection device used in the above, the correction means includes a focal length adjustment mechanism for adjusting a focal length of the correction lens group, and a drive for electrically driving the focal length adjustment mechanism according to a magnification of each of the objective lenses. With means Characterized in that was.

【0016】このような構成とした結果、自動焦点検出
を行なう際に、各対物レンズの倍率により異なる焦点深
度や試料の厚みに拘わらず、広範囲の合焦判定範囲を確
保しながら使用者が観察したい任意の光軸方向位置への
ピント合わせ操作を確実且つ高速に行なうことが可能と
なる一方、合焦位置のオフセット調整に際しても、対物
レンズ倍率等に拘わらず、自動合焦可能なあらゆる標本
に対して常に余裕を持った調整幅にて簡単且つ確実に設
定することが可能となる。
As a result of this configuration, when performing automatic focus detection, the user can observe a wide focus determination range while securing a wide focus determination range regardless of the depth of focus or the thickness of the sample depending on the magnification of each objective lens. Focusing operation to the desired optical axis position can be performed reliably and at high speed, and even when adjusting the offset of the focus position, regardless of the objective lens magnification etc., it can be applied to any sample that can be automatically focused. On the other hand, it is possible to set easily and reliably with an adjustable width that always has a margin.

【0017】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、上記補正手段は、光軸方向の所定の範
囲内における任意の位置に上記補正レンズ群を移動可能
な補正レンズ群移動機構と、この補正レンズ群移動機構
を観察者が操作する入力部からの信号により電気的に駆
動する駆動手段とを具備したことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the correction means moves the correction lens group to an arbitrary position within a predetermined range in the optical axis direction. And a driving means for electrically driving the correction lens group moving mechanism by a signal from an input unit operated by an observer.

【0018】このような構成とした結果、上記請求項1
記載の発明の作用に加えて、より操作性に優れた上記合
焦位置のオフセット調整を行なうことができるようにな
る。請求項3記載の発明は、上記請求項1または2記載
の発明において、上記補正手段は、上記補正レンズ群の
位置が上記焦点距離調整機構の駆動範囲の両端のいずれ
かに達した場合にこれを報知する報知手段をさらに具備
したことを特徴とする。
As a result of such a configuration, the above-mentioned claim 1 is obtained.
In addition to the operation of the invention described above, it is possible to perform the offset adjustment of the focus position, which is more excellent in operability. According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the correction means is provided when the position of the correction lens group reaches one of both ends of a driving range of the focal length adjusting mechanism. Is further provided.

【0019】このような構成とした結果、上記請求項1
または2記載の発明の作用に加えて、補正レンズ群の位
置が駆動範囲の両端のいずれかに達した場合に即座にこ
れを認識することができるので、さらに操作性を向上し
て、より効率的に観察等を行なうことができるようにな
る。
As a result of such a configuration, the above-mentioned claim 1 is obtained.
In addition to the effect of the invention described in the item 2, when the position of the correction lens group reaches one of both ends of the driving range, this can be immediately recognized, so that the operability is further improved and the efficiency is further improved. Observation and the like can be carried out.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1
はその全体構成を示しており、複数の対物レンズ3a,
3b、これら複数の対物レンズ3a,3bを取付可能な
レボルバ本体2、このレボルバ本体2を回転させ、任意
の対物レンズ3を光路中に挿入させるために電気的な駆
動を行なうレボルバ用モータ15、及びレボルバ本体2
のどの対物レンズ取付け位置が現在光路中に挿入されて
いるかを検出するためのレボ穴位置検出部21から電動
レボルバが構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG.
Shows the entire configuration thereof, and a plurality of objective lenses 3a,
3b, a revolver main body 2 to which the plurality of objective lenses 3a and 3b can be attached, a revolver motor 15 for rotating the revolver main body 2 and electrically driving to insert an arbitrary objective lens 3 into an optical path; And revolver body 2
An electric revolver is constituted by a revolving hole position detector 21 for detecting which of the objective lens mounting positions is currently inserted in the optical path.

【0021】しかるにこの電動レボルバにおいて、コン
トロール部25からの信号を受けるレボルバ用モータ駆
動部18の駆動制御により上記レボルバ用モータ15が
回転駆動され、またレボルバ本体2のどの穴位置に対物
レンズ3が装着されているかを検出する設定するレボ穴
位置検出部21で検出された内容はそのままコントロー
ル部25へ送られる。
However, in this electric revolver, the revolver motor 15 is driven to rotate by the drive control of the revolver motor drive unit 18 which receives a signal from the control unit 25, and the objective lens 3 is located at any hole position of the revolver main body 2. The content detected by the revolving-hole-position detecting unit 21 for setting whether or not it is mounted is sent to the control unit 25 as it is.

【0022】コントロール部25は周知のCPU回路で
あり、図2に示す如くCPU本体28、システムを制御
するためのプログラムを格納したROM29と、制御に
必要なデータを随時格納する揮発性メモリであるRAM
30、制御信号の入出力を行なうI/Oポート31、及
びこれらを接続するデータバス32と、図示しない発振
器、アドレスデコーダ等の周知の周辺回路から構成され
るもので、このI/Oポート31やデータバス32から
各々の周辺装置の制御を行なうことになる。
The control section 25 is a well-known CPU circuit, as shown in FIG. 2, a CPU main body 28, a ROM 29 storing a program for controlling the system, and a volatile memory for storing data necessary for control as needed. RAM
30, an I / O port 31 for inputting / outputting a control signal, a data bus 32 for connecting them, and well-known peripheral circuits such as an oscillator and an address decoder (not shown). And the peripheral devices are controlled from the data bus 32.

【0023】観察対象となる観察試料Sは、試料移動ス
テージ1上に載置されて対物レンズ3で観察できるよう
になっている。上記試料移動ステージ1は焦準用モータ
16に接続されており、電気的に試料移動ステージ1を
光軸と垂直方向に上下動させることが可能となってい
る。この焦準用モータ16は、焦準用モータ駆動部19
により駆動されるもので、焦準用モータ駆動部19は上
記I/Oポート31を介してコントロール部25からの
制御を受ける。
An observation sample S to be observed is placed on the sample moving stage 1 and can be observed by the objective lens 3. The sample moving stage 1 is connected to a focusing motor 16 so that the sample moving stage 1 can be electrically moved up and down in a direction perpendicular to the optical axis. The focusing motor 16 includes a focusing motor driving unit 19.
The focusing motor drive unit 19 is controlled by the control unit 25 via the I / O port 31.

【0024】オートフォーカスに使用される基準光源4
としては、赤外線等の可視外光波長領域の光源が使用さ
れる。この基準光源4は、光源のパルス点灯等を行な
い、光源の強弱をコントロールする光源駆動部22より
制御されるもので、基準光源4から発せられたレーザ光
は平行光を保つためのコリメートレンズ5を通り、光束
の半分をカットする投光側ストッパ6を介してPBS7
でP偏光成分のみが反射され、標本側に導かれる。すな
わち、集光レンズ群8により一旦集光された光束は色補
正レンズ群9を通り、λ/4板10を通過する時に45
°偏光され、ダイクロックミラー11により反射され
る。
Reference light source 4 used for autofocus
As a light source, a light source in a wavelength region of non-visible light such as infrared light is used. The reference light source 4 performs pulse lighting of the light source and is controlled by a light source driving unit 22 that controls the intensity of the light source. The laser light emitted from the reference light source 4 is a collimating lens 5 for keeping parallel light. Through the light emitting side stopper 6 that cuts half of the light flux
, Only the P-polarized component is reflected and guided to the sample side. That is, the light beam once collected by the condenser lens group 8 passes through the color correction lens group 9 and passes through the λ / 4 plate
Is polarized and reflected by the dichroic mirror 11.

【0025】上記色補正レンズ群9は、色補正レンズ用
モータ17により焦点距離を変更するズーム機構と、光
軸に対して垂直方向への移動を行なう機構の両方を兼ね
備えた構成になっており、色補正レンズ用モータ駆動部
20によって駆動される。また、色補正レンズ群9の光
軸方向における所定の範囲の両端にはリミット検出部3
3が設けられており、上記色補正レンズ群9の光軸方向
の移動範囲を制限している。
The color correction lens group 9 has both a zoom mechanism for changing the focal length by the color correction lens motor 17 and a mechanism for moving in the direction perpendicular to the optical axis. , And is driven by the color correction lens motor drive unit 20. The limit detection units 3 are provided at both ends of a predetermined range of the color correction lens group 9 in the optical axis direction.
3 is provided to limit the moving range of the color correction lens group 9 in the optical axis direction.

【0026】上記ダイクロックミラー11は、赤外域の
みが反射され、可視域は通過する性質をもっている。こ
れにより、オートフォーカス用の赤外光はダイクロック
ミラー11で反射し、標本を視察するための可視光すな
わち観察光及び照明光が光路中に挿入された対物レンズ
3を介してここでは図示しない接眼レンズに至って、観
察することが可能になる。ダイクロックミラー11によ
り反射された光束は、対物レンズ3により観察試料Sに
スポット状の像を形成する。そして、観察試料Sにより
反射された光束は、今度は逆に対物レンズ3、ダイクロ
ックミラー11を介し、λ/4板10を再び通過する時
にさらに45°偏光され、S偏光成分に切換わる。その
後、色補正レンズ群9、集光レンズ群8を戻り、PBS
7へ入射する。ここで光束は上述した如くS偏光成分に
なっているので、そのままPBS7を透過し、受光側ス
トッパー12、集光レンズ群13を通過した後にフォト
ダイオード(以下「P.D.」と略称する)14に結像
される。P.D.14は、光軸を中心に2個のフォトダ
イオード(センサA,B)が並ぶ光検出器である。P.
D.14で結像されたスポットの光強度に応じた電流信
号は増幅器23で電流/電圧変換された後に所定の増幅
率をもって増幅され、その後A/D変換器24にてデジ
タル値に変換されてからコントロール部25で演算処理
される。
The dichroic mirror 11 has such a property that only the infrared region is reflected and the visible region passes. Thereby, the infrared light for autofocus is reflected by the dichroic mirror 11, and visible light for observing the sample, that is, observation light and illumination light, is not shown here via the objective lens 3 inserted in the optical path. It becomes possible to observe the eyepiece. The light beam reflected by the dichroic mirror 11 forms a spot-like image on the observation sample S by the objective lens 3. Then, the light beam reflected by the observation sample S is again polarized by 45 ° when it passes through the λ / 4 plate 10 again via the objective lens 3 and the dichroic mirror 11, and switches to the S-polarized component. After that, returning to the color correction lens group 9 and the condenser lens group 8, the PBS
7 is incident. Here, since the light beam is an S-polarized component as described above, the light beam passes through the PBS 7 as it is, passes through the light-receiving-side stopper 12, and the condenser lens group 13, and then becomes a photodiode (hereinafter abbreviated as "PD"). 14 is formed. P. D. Reference numeral 14 denotes a photodetector in which two photodiodes (sensors A and B) are arranged around the optical axis. P.
D. The current signal corresponding to the light intensity of the spot formed at 14 is subjected to current / voltage conversion by the amplifier 23, then amplified with a predetermined amplification factor, and then converted by the A / D converter 24 to a digital value. The arithmetic processing is performed by the control unit 25.

【0027】また、観察を行なうものが直接操作する操
作部としては、レボルバ本体2を回転させて光路に挿入
されている対物レンズ3を任意倍率のものに変更するた
めの図示しない対物レンズ変換SW、オートフォーカス
動作の設定/解除を行なうオートフォーカススイッチ、
及び焦準部の上下動、及び色補正レンズ群9の移動を指
示するためのJOGエンコーダ(E)27が設けられ、
このうちJOGエンコーダ27のエンコーダ信号はパル
スカウンタ26にてパルス数に変換されてコントロール
部25に送られる。コントロール部25はこのパルスカ
ウンタ26からのパルス数を読込むことで上記JOGエ
ンコーダ27がどちらの方向にどれだけ回転されたかを
判断し、JOGエンコーダ27の回転量に応じて各々の
駆動部を動かすようになっている。
The operation unit directly operated by the observer includes an objective lens conversion switch (not shown) for rotating the revolver main body 2 to change the objective lens 3 inserted in the optical path to an arbitrary magnification. , An auto focus switch to set / cancel the auto focus operation,
And a JOG encoder (E) 27 for instructing the vertical movement of the focusing unit and the movement of the color correction lens group 9 are provided.
Among them, the encoder signal of the JOG encoder 27 is converted into the number of pulses by the pulse counter 26 and sent to the control unit 25. The control unit 25 reads the number of pulses from the pulse counter 26 to determine in which direction and how much the JOG encoder 27 has been rotated, and moves each drive unit according to the amount of rotation of the JOG encoder 27. It has become.

【0028】次に上記第1の実施の形態の特にオートフ
ォーカス動作を行なった場合について説明する。図1で
は示さなかったオートフォーカススイッチが押下される
と、コントロール部25はオートフォーカス用の赤外光
のスポットを観察試料Sに照射させるために光源駆動部
22に信号を与え、基準光源4の発振を開始する。
Next, a description will be given of a case where an autofocus operation is performed, particularly in the first embodiment. When an auto focus switch (not shown in FIG. 1) is pressed, the control unit 25 sends a signal to the light source driving unit 22 to irradiate the observation sample S with an infrared light spot for auto focus, and Start oscillation.

【0029】基準光源4からの光束で観察試料Sにスポ
ットを照射し、その反射がP.D.14に投影されるも
ので、この投影されたスポットの位置により実際のオー
トフォーカス制御を行なう。
The spot is illuminated on the observation sample S with the light beam from the reference light source 4 and its reflection is D. The actual autofocus control is performed based on the position of the projected spot.

【0030】ここで、今回の実施の形態に記載されてい
るオートフォーカス動作の原理を簡単に説明する。い
ま、仮に試料移動ステージ1の位置が合焦位置より上、
すなわち対物レンズ3に近い場合を想定すると、基準光
源4からのスポットは観察試料Sから早く反射され、
P.D.14に結像されるスポット像は、図3(a)の
ようになり中心位置からセンサB寄りに、且つ強度が弱
まって結像される。
Here, the principle of the autofocus operation described in the present embodiment will be briefly described. Now, if the position of the sample moving stage 1 is above the in-focus position,
That is, assuming a case close to the objective lens 3, the spot from the reference light source 4 is quickly reflected from the observation sample S,
P. D. The spot image formed on the image 14 is formed as shown in FIG. 3A from the center position toward the sensor B and with reduced intensity.

【0031】反対に、試料移動ステージ1が合焦位置よ
り下にある場合、すなわち対物レンズ3から遠い場合に
は、スポットは図3(c)のようにセンサA寄りに結像
される。
On the other hand, when the sample moving stage 1 is located below the in-focus position, that is, when the sample moving stage 1 is far from the objective lens 3, the spot is imaged near the sensor A as shown in FIG.

【0032】また、試料移動ステージ1が正確に合焦位
置にある場合のスポットの形状は、図3(b)に示すよ
うにセンサA,B共に均等な範囲でほぼ光軸の中心に結
像する。しかも、この場合は焦点位置にあるために中心
の光強度は最も高くなっている。
When the sample moving stage 1 is at the correct focus position, the shape of the spot is approximately at the center of the optical axis within a uniform range for both the sensors A and B as shown in FIG. I do. Moreover, in this case, the light intensity at the center is the highest because it is at the focal position.

【0033】このようなスポットの動き、強さを判断し
ながらコントロール部25は次式 ∫{(A−B)/(A+B)}=0 となる点に試料移動ステージ1を移動することによりオ
ートフォーカス動作を行なう。センサAの出力が大きい
場合は試料移動ステージ1を上に駆動し、センサBの出
力が大きい場合は下に移動する。かくして、観察試料1
の表面に正確に合焦できることになる。
While judging the movement and strength of such spots, the control unit 25 moves the sample moving stage 1 to a point where the following equation {(AB) / (A + B)} = 0, thereby automatically controlling the position. Perform focus operation. When the output of the sensor A is large, the sample moving stage 1 is driven upward, and when the output of the sensor B is large, it moves downward. Thus, observation sample 1
The surface can be accurately focused.

【0034】ところが、ここで一つ大きな不具合が発生
する。すなわち、オートフォーカス動作を行なう基準光
源4は赤外光であり、実際の可視光とは波長が異なるた
め、色収差によりオートフォーカス装置が合焦と判断し
ていても可視光領域ではピントがずれるという事態が生
ずる。そこで設置されるのが色補正レンズ群9である。
コントロール部25は、補正レンズ用駆動部20に駆動
指示を与え、色補正レンズ用モータ17を駆動して色補
正レンズ群9の光軸方向に対する移動量を調整し、P.
D.14の結像位置の補正を行なう。この補正移動量は
対物レンズ3の特性、基準光源4の使用波長によりある
程度限定できることから、装置組立て、調整時に予め対
物レンズ毎の補正移動値をROM29あるいはその他の
記憶媒体、例えば不揮発性メモリであるEEPROM等
に記憶しておくことで、そのデータに基づき補正作業が
可能となる。また、この補正移動量は各対物レンズ3に
より各々異なるので、使用される対物レンズ3毎に記憶
されている。
However, one major problem occurs here. That is, since the reference light source 4 for performing the autofocus operation is infrared light and has a different wavelength from the actual visible light, it is out of focus in the visible light region even if the autofocus device determines that the subject is in focus due to chromatic aberration. Things happen. The color correction lens group 9 is installed there.
The control unit 25 gives a drive instruction to the correction lens driving unit 20 and drives the color correction lens motor 17 to adjust the amount of movement of the color correction lens group 9 in the optical axis direction.
D. The correction of the imaging position of No. 14 is performed. Since this correction movement amount can be limited to some extent by the characteristics of the objective lens 3 and the wavelength used by the reference light source 4, the correction movement value for each objective lens is previously stored in the ROM 29 or another storage medium, for example, a non-volatile memory when the apparatus is assembled and adjusted. By storing the data in an EEPROM or the like, a correction operation can be performed based on the data. Further, since the amount of correction movement differs for each objective lens 3, it is stored for each objective lens 3 used.

【0035】また色補正レンズ群9には、もう一つ重要
な役割がある。以下、この役割について説明する。コン
トロール部25に入力される光検出器からのセンサA,
Bの両出力信号は図4(a)に示すような特性となり、
上記コントロール部25において演算処理された信号は
図4(b)に示すような特性となる。すなわち、高倍の
対物レンズ装着時と低倍の対物レンズ装着時との信号の
形状は大きく異なり、高倍になる程、非測定面の変位、
すなわちステージの上下方向における、信号が現れる範
囲が狭くなる。この原因は、対物レンズ毎のNAの違い
によるものであり、NAの大きい高倍の対物レンズを用
いて検出した信号は、各々の信号におけるピーク間の距
離が狭くなり、さらに急峻な上昇、下降を呈することと
なる。
The color correction lens group 9 has another important role. Hereinafter, this role will be described. Sensor A from the photodetector input to the control unit 25,
Both output signals of B have characteristics as shown in FIG.
The signal processed by the control unit 25 has characteristics as shown in FIG. That is, the shape of the signal when the high-magnification objective lens is mounted is greatly different from the shape of the signal when the low-magnification objective lens is mounted.
That is, the range in which the signal appears in the vertical direction of the stage is reduced. This is due to the difference in NA between the objective lenses. The signal detected using the high-magnification objective lens having a large NA has a narrower distance between peaks in each signal, and further increases and decreases steeply. Will be presented.

【0036】一般に合焦位置検出装置では、図4(a)
または図4(b)に示すような信号のどちらか一方、ま
たは両方を用いて合焦位置の判定を行なうため、これら
の信号の検出可能な範囲が狭いと上記範囲を検索するた
めに時間を費やし、結果として合焦判定に時間がかかる
こととなる。
Generally, in the in-focus position detecting device, FIG.
Alternatively, since the in-focus position is determined using one or both of the signals as shown in FIG. 4 (b), if the detectable range of these signals is narrow, it takes time to search the range. Spend, and as a result, it takes time to determine the focus.

【0037】この問題は、色補正レンズ群9に焦点距離
調節手段としてズーム機能を持たせることで回避でき
る。すなわち、低倍の対物レンズには色補正レンズ群9
の焦点距離を小さく、逆に高倍対物レンズ装着時には焦
点距離を大きくすることで、各対物レンズ間のNAの違
いによる上記検出信号の形状のばらつきを解消し、常に
十分な合焦判定範囲を確保することが可能となる。この
色補正レンズ群9の焦点距離補正値についても、先述の
補正移動量と同様、対物レンズの種類によりその値を特
定できるため、予め対物レンズ毎の焦点距離補正値をR
OM29あるいはその他の記憶媒体、例えば不揮発性メ
モリであるEEPROM等に使用される対物レンズ3毎
に記憶設定するものとすれば、記憶されているデータに
基いた補正作業が可能となる。これにより観察像へのピ
ント合わせが完了する。
This problem can be avoided by providing the color correction lens group 9 with a zoom function as focal length adjusting means. That is, the low-magnification objective lens has a color correction lens group 9.
By reducing the focal length of the objective lens and increasing the focal length when a high-magnification objective lens is attached, the variation in the shape of the detection signal due to the difference in NA between the objective lenses is eliminated, and a sufficient focus determination range is always secured It is possible to do. The focal length correction value of the color correction lens group 9 can be specified by the type of the objective lens, as in the case of the correction movement amount described above.
If the storage is set for each objective lens 3 used in the OM 29 or other storage medium, for example, an EEPROM or the like which is a nonvolatile memory, a correction operation based on the stored data can be performed. Thereby, focusing on the observation image is completed.

【0038】したがって、本実施の形態においてオート
フォーカス動作が開始される前に、上記色補正レンズ群
9は装着されている各対物レンズ3毎に応じた補正移動
値、及び焦点距離補正値に基づいて補正を行ない、各対
物レンズ3に応じた最適なオートフォーカス動作の環境
を設定するものとする。
Therefore, before the autofocus operation is started in the present embodiment, the color correction lens group 9 is based on the correction movement value and the focal length correction value corresponding to each of the mounted objective lenses 3. And an optimal autofocus operation environment corresponding to each objective lens 3 is set.

【0039】以上のような色補正レンズ自動調整がなさ
れた状態で、最終的に観察像へのピント合わせが完了す
る。最後に、オートフォーカス動作中の対物レンズ変換
時の動作について説明する。
With the above-described automatic adjustment of the color correction lens being performed, focusing on the observation image is finally completed. Finally, the operation at the time of objective lens conversion during the autofocus operation will be described.

【0040】オートフォーカス動作中に図示されない対
物レンズ3の切換えスイッチが押下された場合、コント
ロール部25はまず対物変換動作を行なうに当たり、光
源駆動部22の発振を停止し、A/D変換器24からの
データ取得及び演算処理を停止すると共に、実行中のオ
ートフォーカス動作を一時中断する。その上で、レボル
バ用モータ駆動部18を駆動し、レボルバ用モータ15
によりレボルバ本体2へ回転指示を与える。レボルバ本
体2の回転が完了して新しい対物レンズ3が光路中に挿
入されると、コントロール部25はレボ穴位置検出部2
1からの情報を読込み、現在光路中に挿入されている対
物レンズ3の倍率を確認し、それに対応した色収差補正
レンズ群9の各補正値をROM29もしくは図示しない
不揮発性メモリから読込み、その値に従って補正レンズ
用駆動部20を駆動して色補正レンズ用モータ17を回
転させ、色補正レンズ群9の焦点距離及び位置を調整し
た後に、あらためて上記オートフォーカス動作を再開す
る。
If the changeover switch of the objective lens 3 (not shown) is pressed during the autofocus operation, the control unit 25 first stops the oscillation of the light source drive unit 22 and performs the A / D converter 24 when performing the objective conversion operation. And the arithmetic processing are stopped, and the ongoing autofocus operation is temporarily stopped. Then, the revolver motor driving unit 18 is driven, and the revolver motor 15 is driven.
Gives a rotation instruction to the revolver main body 2. When the rotation of the revolver main body 2 is completed and a new objective lens 3 is inserted into the optical path, the control unit 25 sets the revolving hole position detecting unit 2
1 is read, the magnification of the objective lens 3 currently inserted in the optical path is confirmed, and each correction value of the chromatic aberration correction lens group 9 corresponding thereto is read from the ROM 29 or a non-volatile memory (not shown). After driving the correction lens drive unit 20 to rotate the color correction lens motor 17 to adjust the focal length and position of the color correction lens group 9, the autofocus operation is restarted.

【0041】かくして、本実施の形態によれば、自動焦
点検出を行なう際に対物レンズの倍率や標本の厚みに関
わらず、広範囲の合焦判定範囲を確保しながら、使用者
が観察したい任意の位置(Z方向)へのピント合わせ操
作を確実且つ高速に行なうことが可能となるものであ
る。
Thus, according to the present embodiment, when performing automatic focus detection, irrespective of the magnification of the objective lens and the thickness of the sample, the user can observe any desired focus determination range while securing a wide focus determination range. This makes it possible to perform the focusing operation to the position (Z direction) reliably and at high speed.

【0042】(第2の実施の形態)次に本発明の第2の
実施の形態について説明する。この第2の実施の形態に
ついては、オートフォーカス動作中のオフセット機構に
ついて説明する。なお、オートフォーカス動作自体につ
いては上記第1の実施の形態と同様であり、全体の構成
は上記図1及び図2と同様であるものとして、同一部分
には同一符号を用いて、ここではその図示及び説明を省
略する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, an offset mechanism during an autofocus operation will be described. Note that the autofocus operation itself is the same as that of the first embodiment, and the entire configuration is the same as that of FIGS. 1 and 2, and the same parts are denoted by the same reference numerals. Illustration and explanation are omitted.

【0043】しかるに上述した第1の実施の形態と同様
のオートフォーカス動作を行なってピント合わせが終了
した際に生じる、実際に作業者の観察したい部位にピン
トが合っているかどうかという懸念について考える。す
なわち、観察試料Sに照射されるスポット径は非常に小
さく、実際の作業者が観察した部位にスポットが当たっ
ているとは限らない。また、スポット内にいくつもの段
差がある場合などは、P.D.14から正確な出力が得
られない場合が発生する。これを解決するために本実施
の形態では、オートフォーカス動作中に以下のような動
作を行なうものとする。
However, there is a concern about whether or not the operator actually focuses on the part to be observed, which is generated when the autofocus operation is performed in the same manner as in the first embodiment and the focusing is completed. That is, the spot diameter applied to the observation sample S is very small, and the spot does not always hit the site observed by the actual worker. When there are many steps in the spot, etc. D. In some cases, an accurate output cannot be obtained from. In order to solve this, in the present embodiment, the following operation is performed during the autofocus operation.

【0044】オートフォーカス動作中、コントロール部
25はP.D.14からの入力により合焦検出動作を行
なうのと同時に、パルスカウンタ26のデータを読込ん
でJOGエンコーダ27の監視を行なう。JOGエンコ
ーダ27で回転指示による信号が発生した場合、これを
受けたコントロール部25は補正レンズ用駆動部20に
駆動指示を与え、色補正レンズ群9の焦点距離を固定し
たまま、その位置のみを移動させる。これにより、オー
トフォーカス動作中に色補正レンズ群9が移動すると、
当然ながらP.D.14へのスポット形状が変化する。
それに対応すべくコントロール部25は、今度は焦準用
モータ駆動部19に駆動信号を与え、試料移動ステージ
1を移動させる。このような動作を繰返し実行すること
で結果的に装置が検出した合焦位置からオフセット値が
付加設定され、作業者が観察したい部位へ合焦させるこ
とができる。また、作業者による上記オフセット動作に
より色補正レンズ群9の光軸方向の位置があらかじめ制
限されている範囲の両端のいずれか一方に達した場合、
リミット検出部33によりコントロール部25に信号が
送られ、コントロール部25はこれを受けて図示しない
操作部の警告ランプやブザー等の手段を用いて、作業者
にその旨を通知するものとする。
During the auto focus operation, the control unit 25 sets the P.O. D. At the same time as the focus detection operation is performed based on the input from, the data of the pulse counter 26 is read and the JOG encoder 27 is monitored. When a signal according to the rotation instruction is generated by the JOG encoder 27, the control unit 25 receiving the signal gives a driving instruction to the correction lens driving unit 20, and only the position of the color correction lens group 9 is fixed while the focal length of the color correction lens group 9 is fixed. Move. Thus, when the color correction lens group 9 moves during the autofocus operation,
Naturally P. D. The spot shape to 14 changes.
In response to this, the control unit 25 gives a drive signal to the focusing motor drive unit 19 to move the sample moving stage 1. By repeatedly performing such an operation, an offset value is additionally set from the in-focus position detected by the apparatus, so that the operator can focus on a part to be observed. In addition, when the position of the color correction lens group 9 in the optical axis direction reaches one of both ends of the previously limited range due to the offset operation by the operator,
A signal is sent to the control unit 25 by the limit detection unit 33, and the control unit 25 receives the signal and notifies the worker to that effect using means such as a warning lamp or a buzzer of an operation unit (not shown).

【0045】ここで操作して決定したオフセット値、す
なわち色補正レンズ群9の光軸方向の移動量は、対物レ
ンズ変更後もRAM30内に対物レンズ毎に記憶され、
同一の対物レンズに戻した場合などは、上述の説明と同
様に対物レンズを所望の倍率に変更した後に色補正レン
ズ群9を対応するオフセット値の位置まで移動し、それ
からオートフォーカス動作が再開されるので、対物レン
ズを変更した場合でも常に観察したい位置に正確にピン
トの合った観察を行なうことが可能である。
The offset value determined by the operation, that is, the moving amount of the color correction lens group 9 in the optical axis direction is stored in the RAM 30 for each objective lens even after the objective lens is changed.
In the case of returning to the same objective lens, for example, after changing the objective lens to a desired magnification, the color correction lens group 9 is moved to the position of the corresponding offset value, and the autofocus operation is restarted. Therefore, even when the objective lens is changed, it is possible to always perform the observation that is accurately focused on the position to be observed.

【0046】ここで考慮すべきことに、対物レンズ毎の
オフセット調整幅、及び分解能がある。すなわち、従来
の固定倍率による色補正レンズでは、上述した通り対物
レンズの倍率、特にNAによって検出信号の形状が異な
るため、対物レンズ毎のオフセット調整に際する色補正
レンズの移動量が非常に異なる。例えばある標本におい
て現在のピント位置から1μmずらした位置にオートフ
ォーカスをかけたい場合、低倍の対物レンズでは色補正
レンズをμmオーダーで移動させれば良いのに対して、
高倍の対物レンズではmmオーダーの移動量を要する、
といったことが起こり得る。その結果、高倍対物レンズ
ではオフセット調整に費やす時間の増加、及びオフセッ
ト可能な範囲が制限され、満足な機能を果たすことがで
きなくなってしまうことが考えられる。
What should be considered here is the offset adjustment width and resolution for each objective lens. That is, in the conventional color correction lens with a fixed magnification, since the shape of the detection signal differs depending on the magnification of the objective lens, particularly, NA, as described above, the moving amount of the color correction lens in offset adjustment for each objective lens is very different. . For example, if it is desired to perform autofocus on a sample at a position shifted by 1 μm from the current focus position, the color correction lens may be moved on the order of μm with a low-magnification objective lens.
A high-magnification objective requires a moving distance on the order of mm.
Such things can happen. As a result, with a high-magnification objective lens, it is conceivable that an increase in time spent for offset adjustment and a range in which offset can be performed are limited, and a satisfactory function cannot be performed.

【0047】しかしながら本実施の形態の装置において
は、色補正レンズ群9に焦点距離調節機構を備え、対物
レンズの倍率毎に最適な調整がなされているため、対物
レンズの種類に拘わらず常に一定のレンズ移動量でオフ
セット動作を行なうことができる。したがってオフセッ
ト可能な範囲についても、対物レンズの倍率に依存する
ことなく、色補正レンズ群9の移動範囲を広くとれば、
その分だけどの倍率の対物レンズに対しても余裕のある
オフセット動作が可能となっている。
However, in the apparatus of the present embodiment, the color correction lens group 9 is provided with a focal length adjusting mechanism, and the optimal adjustment is made for each magnification of the objective lens. The offset operation can be performed with the amount of lens movement. Therefore, if the range in which the color correction lens group 9 can be moved is widened without depending on the magnification of the objective lens, the range in which the offset can be performed is as follows.
As a result, a marginal offset operation is possible for any objective lens of any magnification.

【0048】ただし、ここでの移動量はあくまでも標本
や観察場所に左右される場合のオフセット値であるの
で、上記第1の実施の形態において説明した、色収差に
よる装置自体に必ず持っている固有のオフセット値とは
基本的には別のものであることを付け加えておく。した
がって、RAM30へのデータ記憶の際には各々別のデ
ータとして記憶、保存しておくことが望ましい。
However, since the movement amount here is an offset value depending on the sample and the observation place, it is inherent in the apparatus itself due to chromatic aberration described in the first embodiment. It should be added that the offset value is basically different from the offset value. Therefore, when data is stored in the RAM 30, it is desirable to store and save the data as separate data.

【0049】かくして、本実施の形態によれば、オート
ファーカス動作中のピント位置のオフセット調整に際し
ても、対物レンズ倍率等に拘わらず常に余裕を持った調
整幅にて、自動合焦可能なあらゆる標本に対して簡単且
つ確実に設定できる手段を設けたこと、及びオフセット
動作におけるリミット警告機能を付加したことにより、
作業者に分かり易く、操作性に優れた顕微鏡が提供でき
ることとなる。
Thus, according to the present embodiment, even when adjusting the focus position offset during the operation of the auto farcus, any sample that can be automatically focused with a sufficient adjustment width regardless of the magnification of the objective lens and the like is always provided. By providing means that can be set easily and reliably for and by adding a limit warning function in offset operation,
A microscope which is easy for the operator to understand and which is excellent in operability can be provided.

【0050】なお、上記第1及び第2の実施の形態にお
いては、試料移動ステージ1を光軸に沿って上下させる
場合の装置構成で説明を行なったが、これに代えてレボ
ルバを上下させる方式あるいはその他の方式であっても
その効果は損なわれない。
In the first and second embodiments, the description has been given of the apparatus configuration in which the sample moving stage 1 is moved up and down along the optical axis. However, instead of this, a method in which the revolver is moved up and down is used. Alternatively, the effect is not impaired by other methods.

【0051】また、色補正レンズ群の焦点調節機構とし
てはズーム方式や複数のレンズの着脱方式等、焦点距離
の変更の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能であ
る。さらに、本実施の形態において説明したオートフォ
ーカスは、アクティブ方式のうちの瞳分割方式に属する
ものであるが、発明の趣旨を逸脱しない限り、他の方式
を用いたオートフォーカス装置にも容易に転用可能であ
る。
The focus adjusting mechanism of the color correction lens group can be variously changed without departing from the purpose of changing the focal length, such as a zoom method and a method of attaching and detaching a plurality of lenses. Further, although the autofocus described in the present embodiment belongs to the pupil division method among the active methods, it can be easily diverted to an autofocus device using another method without departing from the gist of the invention. It is possible.

【0052】[0052]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、自動焦点
検出を行なう際に、各対物レンズの倍率により異なる焦
点深度や試料の厚みに拘わらず、広範囲の合焦判定範囲
を確保しながら使用者が観察したい任意の光軸方向位置
へのピント合わせ操作を確実且つ高速に行なうことが可
能となる一方、合焦位置のオフセット調整に際しても、
対物レンズ倍率等に拘わらず、自動合焦可能なあらゆる
標本に対して常に余裕を持った調整幅にて簡単且つ確実
に設定することが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, when performing automatic focus detection, a wide range of focus determination range is ensured regardless of the depth of focus or the thickness of the sample depending on the magnification of each objective lens. While it is possible to perform the focusing operation to any optical axis direction position that the user wants to observe reliably and at high speed, the offset adjustment of the focus position is also possible.
Regardless of the objective lens magnification and the like, it is possible to easily and surely set all the samples that can be automatically focused with a sufficient adjustment width.

【0053】請求項2記載の発明によれば、上記請求項
1記載の発明の効果に加えて、より操作性に優れた上記
合焦位置のオフセット調整を行なうことができるように
なる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect of the present invention, it is possible to perform the offset adjustment of the focus position, which is more excellent in operability.

【0054】請求項3記載の発明によれば、上記請求項
1または2記載の発明の効果に加えて、補正レンズ群の
位置が駆動範囲の両端のいずれかに達した場合に即座に
これを認識することができるので、さらに操作性を向上
して、より効率的に観察等を行なうことができるように
なる。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the effects of the first or second aspect of the present invention, when the position of the correction lens group reaches one of both ends of the driving range, this is immediately changed. Since recognition is possible, operability is further improved, and observation and the like can be performed more efficiently.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る全体構成を示
す図。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のコントロール部の詳細な回路構成を示す
ブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed circuit configuration of a control unit in FIG. 1;

【図3】同実施の形態に係るフォトダイオードへのスポ
ット光の結像状態を示す図。
FIG. 3 is a view showing an image forming state of spot light on a photodiode according to the embodiment.

【図4】同実施の形態に係る光検出器からの信号の特性
を示す図。
FIG. 4 is a view showing characteristics of a signal from the photodetector according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…試料移動ステージ 2…レボルバ本体 3a,3b…対物レンズ 4…基準光源 5…コリメートレンズ 6…投光側ストッパ 7…PBS 8…集光レンズ群 9…色補正レンズ群 10…λ/4板 11…ダイクロックミラー 12…受光側ストッパー 13…集光レンズ群 14…フォトダイオード(P.D.) 15…レボルバ用モータ 16…焦準用モータ 17…色補正レンズ用モータ 18…レボルバ用モータ駆動部 19…焦準用モータ駆動部 20…色補正レンズ用モータ駆動部 21…レボ穴位置検出部 22…光源駆動部 23…増幅器 24…A/D変換器 25…コントロール部 26…パルスカウンタ 27…JOGエンコーダ(E) 28…CPU本体 29…ROM 30…RAM 31…I/Oポート 32…データバス 33…リミット検出部 S…観察試料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample moving stage 2 ... Revolver main body 3a, 3b ... Objective lens 4 ... Reference light source 5 ... Collimating lens 6 ... Projection side stopper 7 ... PBS 8 ... Condensing lens group 9 ... Color correction lens group 10 ... λ / 4 plate DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Diclock mirror 12 ... Light receiving side stopper 13 ... Condensing lens group 14 ... Photodiode (PD) 15 ... Revolver motor 16 ... Focusing motor 17 ... Color correction lens motor 18 ... Revolver motor drive part Reference Signs List 19: Focusing motor drive unit 20: Color correction lens motor drive unit 21: Revolving hole position detection unit 22: Light source drive unit 23: Amplifier 24: A / D converter 25: Control unit 26: Pulse counter 27: JOG encoder (E) 28 CPU main body 29 ROM 30 RAM 31 I / O port 32 Data bus 33 Limit detection unit ... observation sample

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の交換可能な対物レンズの1つを通
して可視光を試料に照射することでこの試料からの光を
観察する観察光学系と、この観察光学系内の対物レンズ
を通して上記試料に可視外光を投光する光源と、上記可
視外光の上記試料で反射された光像の像面に配置され、
該可視外光の像面内位置に応じた信号を出力する光電変
換器と、この光電変換器からの出力信号に基づいて試料
の合焦位置を調整する合焦位置調整手段と、上記各対物
レンズ毎の可視光に対する可視外光のズレを補正レンズ
群により補正する補正手段とを備えた自動焦点顕微鏡に
おいて、 上記補正手段は、上記補正レンズ群の焦点距離を調整す
る焦点距離調整機構と、上記各対物レンズの倍率に応じ
て上記焦点距離調整機構を電気的に駆動する駆動手段と
を具備したことを特徴とする自動焦点顕微鏡。
1. An observation optical system for observing light from a sample by irradiating the sample with visible light through one of a plurality of interchangeable objective lenses, and the sample is passed through the objective lens in the observation optical system to the sample. A light source for projecting non-visible light, and disposed on an image plane of a light image of the non-visible light reflected by the sample,
A photoelectric converter for outputting a signal corresponding to the in-image position of the non-visible light, a focusing position adjusting means for adjusting a focusing position of the sample based on an output signal from the photoelectric converter, and An autofocus microscope including a correction unit that corrects a shift of non-visible light with respect to visible light by a correction lens group for each lens, wherein the correction unit adjusts a focal length of the correction lens group, A driving means for electrically driving the focal length adjusting mechanism according to the magnification of each of the objective lenses.
【請求項2】 上記補正手段は、光軸方向の所定の範囲
内における任意の位置に上記補正レンズ群を移動可能な
補正レンズ群移動機構と、この補正レンズ群移動機構を
観察者が操作する入力部からの信号により電気的に駆動
する駆動手段とを具備したことを特徴とする自動焦点顕
微鏡。
2. The correction means includes: a correction lens group moving mechanism capable of moving the correction lens group to an arbitrary position within a predetermined range in an optical axis direction; and an observer operating the correction lens group moving mechanism. An autofocus microscope comprising: a driving unit that is electrically driven by a signal from an input unit.
【請求項3】 上記補正手段は、上記補正レンズ群の位
置が上記焦点距離調整機構の駆動範囲の両端のいずれか
に達した場合にこれを報知する報知手段をさらに具備し
たことを特徴とする請求項1または2記載の自動焦点顕
微鏡。
3. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the correction means further includes a notification means for notifying when the position of the correction lens group reaches one of both ends of a driving range of the focal length adjusting mechanism. An autofocus microscope according to claim 1.
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