JPH11264928A - 合焦装置 - Google Patents
合焦装置Info
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- JPH11264928A JPH11264928A JP6741098A JP6741098A JPH11264928A JP H11264928 A JPH11264928 A JP H11264928A JP 6741098 A JP6741098 A JP 6741098A JP 6741098 A JP6741098 A JP 6741098A JP H11264928 A JPH11264928 A JP H11264928A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の焦点検出装置は、レーザー光源による被
検体表面からの反射光に基づき合焦点位置を判別してお
り、その反射光に入り込んだ照明光源又は外部迷光等の
比率が大きい場合、合焦精度を著しく損ねる問題点があ
った。 【解決手段】本発明は、レーザー光源駆動器１６及び差
分信号検出器１７，２１を備え、測定光源の点灯時、及
び消灯時における被検体のそれぞれの反射光の検出を行
なうことで、被検体の反射光に測定光以外による反射光
成分、受光素子による暗電流成分が含まれていても、測
定光の反射光成分のみによる合焦点位置を判別し焦点合
わせを行う合焦装置である。
検体表面からの反射光に基づき合焦点位置を判別してお
り、その反射光に入り込んだ照明光源又は外部迷光等の
比率が大きい場合、合焦精度を著しく損ねる問題点があ
った。 【解決手段】本発明は、レーザー光源駆動器１６及び差
分信号検出器１７，２１を備え、測定光源の点灯時、及
び消灯時における被検体のそれぞれの反射光の検出を行
なうことで、被検体の反射光に測定光以外による反射光
成分、受光素子による暗電流成分が含まれていても、測
定光の反射光成分のみによる合焦点位置を判別し焦点合
わせを行う合焦装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡若しくは光
学測定機等の拡大系光学機器に用いられ、被検体を観察
する際に被検体に対して合焦を行なう合焦装置に関す
る。
学測定機等の拡大系光学機器に用いられ、被検体を観察
する際に被検体に対して合焦を行なう合焦装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、顕微鏡等に搭載され、対物レン
ズを通過した測定光を被検体表面に照射して、その反射
光に基づいて被検体表面に対し合焦を行なう合焦装置例
えば、特開平４−２５７１１号公報に記載される合焦装
置が知られている。
ズを通過した測定光を被検体表面に照射して、その反射
光に基づいて被検体表面に対し合焦を行なう合焦装置例
えば、特開平４−２５７１１号公報に記載される合焦装
置が知られている。
【０００３】図５には、顕微鏡装置に応用した従来の合
焦装置の構成例を示す。この合焦装置は、観察用の照明
光源１４及び観察光路系１５を備え、さらにレーザービ
ームを生成して照射する半導体レーザー１と、入射した
レーザビームを所定方向に偏光する偏光ビームスプリッ
タ２と、偏光ビームスプリッタ２で反射された光を平行
光束にする結像レンズ３と、偏光方向を９０度ずらす１
／４波長板４と、１／４波長板４を経たレーザービーム
をステージ２２上の被検体６の表面に集光する対物レン
ズ５と、前記被検体６の表面で反射し、偏光ビームスプ
リッタ２を透過した反射光を２方向に振り分けるビーム
スプリッタ７と、振れ分けられた一方の反射光を第１の
絞り８を介して受光する第１の受光素子９と、その他方
の反射光を第２の絞り１０を介して受光する第２の受光
素子１１と、対物レンズ５を移動させて被検体６の表面
に合焦させる駆動器１３とで構成される。
焦装置の構成例を示す。この合焦装置は、観察用の照明
光源１４及び観察光路系１５を備え、さらにレーザービ
ームを生成して照射する半導体レーザー１と、入射した
レーザビームを所定方向に偏光する偏光ビームスプリッ
タ２と、偏光ビームスプリッタ２で反射された光を平行
光束にする結像レンズ３と、偏光方向を９０度ずらす１
／４波長板４と、１／４波長板４を経たレーザービーム
をステージ２２上の被検体６の表面に集光する対物レン
ズ５と、前記被検体６の表面で反射し、偏光ビームスプ
リッタ２を透過した反射光を２方向に振り分けるビーム
スプリッタ７と、振れ分けられた一方の反射光を第１の
絞り８を介して受光する第１の受光素子９と、その他方
の反射光を第２の絞り１０を介して受光する第２の受光
素子１１と、対物レンズ５を移動させて被検体６の表面
に合焦させる駆動器１３とで構成される。
【０００４】このように構成された合焦装置において
は、まず半導体レーザー１から出射されたレーザービー
ムが偏光ビームスプリッタ２に入射する。偏光ビームス
プリッタ２で反射された光は、結像レンズ３で平行光束
にされ、１／４波長板４を透過したのち、対物レンズ５
を介してステージ２２上の被検体表面６に集光して照射
される。
は、まず半導体レーザー１から出射されたレーザービー
ムが偏光ビームスプリッタ２に入射する。偏光ビームス
プリッタ２で反射された光は、結像レンズ３で平行光束
にされ、１／４波長板４を透過したのち、対物レンズ５
を介してステージ２２上の被検体表面６に集光して照射
される。
【０００５】この被検体６の表面で反射された反射光
は、再度対物レンズ５、１／４波長板４、結像レンズ３
を経て偏光ビームスプリッタ２に入射する。この時、前
記反射光は、１／４波長板４を透過した際にその偏光方
向が９０度ずれる。
は、再度対物レンズ５、１／４波長板４、結像レンズ３
を経て偏光ビームスプリッタ２に入射する。この時、前
記反射光は、１／４波長板４を透過した際にその偏光方
向が９０度ずれる。
【０００６】従って、この反射光は、偏光ビームスプリ
ッタ２を透過し、ビームスプリッタ７によって２方向に
振り分けられる。その一方の反射光は、結像レンズ３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に入射し、また、他方の反射
光は結像レンズ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に入
射される。
ッタ２を透過し、ビームスプリッタ７によって２方向に
振り分けられる。その一方の反射光は、結像レンズ３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に入射し、また、他方の反射
光は結像レンズ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に入
射される。
【０００７】これらの第１の受光素子９、第２の受光素
子１１は、夫々受光した被検体６からの反射光量に応じ
た電気信号を生成して信号処理系１２へ送出する。この
信号処理系１２では、入力された各信号に対して所定の
演算を行ない、被検体６の表面の変位に応じた誤差信号
を出力する。
子１１は、夫々受光した被検体６からの反射光量に応じ
た電気信号を生成して信号処理系１２へ送出する。この
信号処理系１２では、入力された各信号に対して所定の
演算を行ない、被検体６の表面の変位に応じた誤差信号
を出力する。
【０００８】例えば、第１の受光素子９及び第２の受光
素子１１から信号処理系１２に向けて、図６（ａ）に示
すような特性を有する電気信号Ａ、Ｂが夫々送出された
とすると、信号処理系１２によって被検体表面６の変位
を検知する信号として（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算が
行なわれ、図６（ｂ）に示すような、合焦点Ｆにおい
て、０となる誤差信号が求められる。
素子１１から信号処理系１２に向けて、図６（ａ）に示
すような特性を有する電気信号Ａ、Ｂが夫々送出された
とすると、信号処理系１２によって被検体表面６の変位
を検知する信号として（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算が
行なわれ、図６（ｂ）に示すような、合焦点Ｆにおい
て、０となる誤差信号が求められる。
【０００９】そして、この誤差信号が０となる位置が被
検体６の表面として設定されるように、駆動器１３によ
り対物レンズ５と被検体６の距離を光軸方向に相対的に
移動させて合焦させている。
検体６の表面として設定されるように、駆動器１３によ
り対物レンズ５と被検体６の距離を光軸方向に相対的に
移動させて合焦させている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の焦点装置は、レーザー光源による被検体表面か
らの反射光から合焦点位置を判別しており、実際に使用
した際に存在する照明光等のレーザー光源以外の光によ
る被検体表面からの反射光については何ら対策をなされ
ていない。
た従来の焦点装置は、レーザー光源による被検体表面か
らの反射光から合焦点位置を判別しており、実際に使用
した際に存在する照明光等のレーザー光源以外の光によ
る被検体表面からの反射光については何ら対策をなされ
ていない。
【００１１】このため、実際に室内等で使用した場合
に、被検体の反射光に例えば、照明光源若しくは外部か
らの迷光等が混入した比率が大きかった場合、合焦精度
を著しく損ねるという問題点があった。
に、被検体の反射光に例えば、照明光源若しくは外部か
らの迷光等が混入した比率が大きかった場合、合焦精度
を著しく損ねるという問題点があった。
【００１２】また、反射光の受光素子に暗電流成分の割
合が大きくても同様の問題が生じるている。そこで本発
明は、合焦に利用する被検体からの反射光にレーザー光
源以外の不要な反射光成分及び受光素子の暗電流が存在
しても適正な焦点合わせを実現する合焦装置を提供する
ことを目的とする。
合が大きくても同様の問題が生じるている。そこで本発
明は、合焦に利用する被検体からの反射光にレーザー光
源以外の不要な反射光成分及び受光素子の暗電流が存在
しても適正な焦点合わせを実現する合焦装置を提供する
ことを目的とする。
【００１３】
【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、測定光を照射するための測定光源と、前記
測定光源から照射された測定光を被検体表面に集光させ
るための対物レンズと、被検体表面からの反射光を結像
させるための結像レンズと、前記反射光を検出する信号
検出手段と、前記検出された信号をもとに前記被検体表
面の合焦近傍誤差信号を検出する焦点検出手段と、前記
焦点検出手段の誤差信号をもとに、前記対物レンズと前
記被検体の距離を光軸方向に相対的に駆動する、駆動手
段と、を有する合焦装置において、前記測定光源をパル
ス点灯させるための光源駆動手段と前記光源の点灯時と
消灯時の信号の差を検出する差分信号検出手段とを有す
る合焦装置を提供する。
するために、測定光を照射するための測定光源と、前記
測定光源から照射された測定光を被検体表面に集光させ
るための対物レンズと、被検体表面からの反射光を結像
させるための結像レンズと、前記反射光を検出する信号
検出手段と、前記検出された信号をもとに前記被検体表
面の合焦近傍誤差信号を検出する焦点検出手段と、前記
焦点検出手段の誤差信号をもとに、前記対物レンズと前
記被検体の距離を光軸方向に相対的に駆動する、駆動手
段と、を有する合焦装置において、前記測定光源をパル
ス点灯させるための光源駆動手段と前記光源の点灯時と
消灯時の信号の差を検出する差分信号検出手段とを有す
る合焦装置を提供する。
【００１４】さらに合焦装置は、前記差分信号検出手段
が、光源の点灯時、消灯時に検出信号を積分する信号積
分手段と、前記積分された信号を記憶する記憶手段と、
積分された信号間の減算をおこなう演算手段とを有し、
また前記差分信号検出手段は、前記積分器の積分時間が
光源点灯時と光源消灯時において可変長である。
が、光源の点灯時、消灯時に検出信号を積分する信号積
分手段と、前記積分された信号を記憶する記憶手段と、
積分された信号間の減算をおこなう演算手段とを有し、
また前記差分信号検出手段は、前記積分器の積分時間が
光源点灯時と光源消灯時において可変長である。
【００１５】このように構成された合焦装置は、測定光
源の点灯時、及び消灯時における被検体のそれぞれの反
射光の検出を行ない、被検体の反射光に測定光以外によ
る反射光成分、受光素子による暗電流成分が含まれてい
ても、測定光の反射光成分のみによる合焦点位置の判別
を行なう。
源の点灯時、及び消灯時における被検体のそれぞれの反
射光の検出を行ない、被検体の反射光に測定光以外によ
る反射光成分、受光素子による暗電流成分が含まれてい
ても、測定光の反射光成分のみによる合焦点位置の判別
を行なう。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。図１は、本発明による
第１の実施形態に係る顕微鏡装置に搭載した合焦装置の
構成例を示す図である。ここで、本実施形態の構成部位
において、前述した図５に示した構成部位と同等のもの
には同じ参照符号を付して、その詳細な説明を省略す
る。
施形態について詳細に説明する。図１は、本発明による
第１の実施形態に係る顕微鏡装置に搭載した合焦装置の
構成例を示す図である。ここで、本実施形態の構成部位
において、前述した図５に示した構成部位と同等のもの
には同じ参照符号を付して、その詳細な説明を省略す
る。
【００１７】この顕微鏡装置は、図５に示した構成の他
に、後述する測定光源駆動手段となるレーザー光源駆動
器１６、差分信号検出手段となる差分信号検出器１７，
２１、信号積分手段となる積分器１８，２２、積分信号
記憶手段となるデータ記憶器１９，２３、積分信号減算
手段が減算器２０，２４を備えている。
に、後述する測定光源駆動手段となるレーザー光源駆動
器１６、差分信号検出手段となる差分信号検出器１７，
２１、信号積分手段となる積分器１８，２２、積分信号
記憶手段となるデータ記憶器１９，２３、積分信号減算
手段が減算器２０，２４を備えている。
【００１８】図２を参照して、本実施形態における焦点
検出動作について説明する。まず、レーザー光源駆動器
１６により、測定光源としての半導体レーザー１を時間
ｔ_on の間、点灯させる。半導体レーザー１から出射さ
れたレーザービームは、偏光ビームスプリッタ２によっ
て反射され、結像レンズ３で平行光束にされた後、１／
４波長板４へ入射する。この入射光は対物レンズ５を介
して被検体表面６に集光するように照射される。
検出動作について説明する。まず、レーザー光源駆動器
１６により、測定光源としての半導体レーザー１を時間
ｔ_on の間、点灯させる。半導体レーザー１から出射さ
れたレーザービームは、偏光ビームスプリッタ２によっ
て反射され、結像レンズ３で平行光束にされた後、１／
４波長板４へ入射する。この入射光は対物レンズ５を介
して被検体表面６に集光するように照射される。
【００１９】この被検体６の表面で反射された光は、再
度、対物レンズ５、１／４波長板４、結像レンズ３を透
過した後、偏光ビームスプリッタ２を透過し、ビームス
プリッタ７に導かれ、ここで再び２方向の光路に分割さ
れる。
度、対物レンズ５、１／４波長板４、結像レンズ３を透
過した後、偏光ビームスプリッタ２を透過し、ビームス
プリッタ７に導かれ、ここで再び２方向の光路に分割さ
れる。
【００２０】そして、その一方の光は結像レンズ４の集
光点Ｑより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に照射され、また、もう一方の光は結像レ
ンズ４の集光点Ｑより後方配置された第２の絞り１０を
介して第２の受光素子１１に照射されるようになってい
る。
光点Ｑより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に照射され、また、もう一方の光は結像レ
ンズ４の集光点Ｑより後方配置された第２の絞り１０を
介して第２の受光素子１１に照射されるようになってい
る。
【００２１】前記第１の受光素子９及び第２の受光素子
１１は、フォトディテクタ、フォトマル、ＣＣＤライン
センサ等の光電変換素子で構成され、各々受光した被検
体６からの反射光に対応した信号Ａ_on 、Ｂ_on を生成
し、これらの信号を積分器１８，２２によってレーザー
点灯時間ｔ_on より短いｔ_inte の間積分を行ない、そ
の積分値をＡ_on'、Ｂ_on'として記憶器１９，２３にそ
れぞれ記憶する。
１１は、フォトディテクタ、フォトマル、ＣＣＤライン
センサ等の光電変換素子で構成され、各々受光した被検
体６からの反射光に対応した信号Ａ_on 、Ｂ_on を生成
し、これらの信号を積分器１８，２２によってレーザー
点灯時間ｔ_on より短いｔ_inte の間積分を行ない、そ
の積分値をＡ_on'、Ｂ_on'として記憶器１９，２３にそ
れぞれ記憶する。
【００２２】続いて、レーザー光源駆動器１６により、
測定光源としての半導体レーザー１を積分時間ｔ_inte
より大きい時間ｔ_offの間消灯させ、このとき各々受光
素子の被検体６の表面からの反射光に対応した信号Ａ_o
ff、Ｂ_offを生成し、同様に積分器１８，２２によっ
て、時間ｔ_inte の間積分を行なう。この時の積分値を
Ａ_off' 、Ｂ_off' とする。図２は、これらのレーザー
点灯、消灯時間と信号積分時間の関係を示している。
測定光源としての半導体レーザー１を積分時間ｔ_inte
より大きい時間ｔ_offの間消灯させ、このとき各々受光
素子の被検体６の表面からの反射光に対応した信号Ａ_o
ff、Ｂ_offを生成し、同様に積分器１８，２２によっ
て、時間ｔ_inte の間積分を行なう。この時の積分値を
Ａ_off' 、Ｂ_off' とする。図２は、これらのレーザー
点灯、消灯時間と信号積分時間の関係を示している。
【００２３】次に減算器２０，２４によって Ａ＝Ａ_on'−Ａ_off' （１） Ｂ＝Ｂ_on'−Ｂ_off' （２） を算出し、測定光以外の反射光成分及び受光素子の暗電
流成分を取り除いたＡ、Ｂを信号処理系１２に送出す
る。その後、信号処理系１２は、入力された信号Ａ、Ｂ
に対し、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行ない、被検
体６の表面の変位に対応した誤差信号を生成し、この誤
差信号が０となる位置に被検体６の表面がくるように、
駆動器１３により対物レンズ５の移動を行なう。
流成分を取り除いたＡ、Ｂを信号処理系１２に送出す
る。その後、信号処理系１２は、入力された信号Ａ、Ｂ
に対し、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行ない、被検
体６の表面の変位に対応した誤差信号を生成し、この誤
差信号が０となる位置に被検体６の表面がくるように、
駆動器１３により対物レンズ５の移動を行なう。
【００２４】以上のように、本実施形態の合焦装置によ
れば、測定光源の点灯時、及び消灯時における被検体の
それぞれの反射光の検出を行なうことで、被検体の反射
光に測定光以外による反射光成分、受光素子による暗電
流成分が含まれていても、測定光の反射光成分のみによ
る合焦点位置の判別を行なうことが可能となる。
れば、測定光源の点灯時、及び消灯時における被検体の
それぞれの反射光の検出を行なうことで、被検体の反射
光に測定光以外による反射光成分、受光素子による暗電
流成分が含まれていても、測定光の反射光成分のみによ
る合焦点位置の判別を行なうことが可能となる。
【００２５】従って測定光源以外の光による反射光成分
および受光素子の暗電流が存在しても良好な焦点合わせ
を行なうことが可能となる。次に図４には、本発明によ
る第２の実施形態に係る合焦装置の構成例を示して説明
する。ここで本実施形態の構成部位で前述した第１の実
施形態の構成部位と同等のものにには同じ参照符号を付
し、その詳細な説明は省略する。
および受光素子の暗電流が存在しても良好な焦点合わせ
を行なうことが可能となる。次に図４には、本発明によ
る第２の実施形態に係る合焦装置の構成例を示して説明
する。ここで本実施形態の構成部位で前述した第１の実
施形態の構成部位と同等のものにには同じ参照符号を付
し、その詳細な説明は省略する。
【００２６】本実施形態においては、第１の実施形態に
さらに、対物の倍率情報検出手段となる倍率情報検出部
２５を付加している。図３には、本実施形態におけるレ
ーザー点灯、消灯時間と信号積分時間の関係を示し説明
する。尚、これらのレーザー点灯、消灯間隔は、レーザ
ー安全規格を満足できるものであるとする。
さらに、対物の倍率情報検出手段となる倍率情報検出部
２５を付加している。図３には、本実施形態におけるレ
ーザー点灯、消灯時間と信号積分時間の関係を示し説明
する。尚、これらのレーザー点灯、消灯間隔は、レーザ
ー安全規格を満足できるものであるとする。
【００２７】図３において、積分時間ｔ_inte は、レー
ザー点灯時間ｔ_on 、レーザー消灯時間ｔ_offのうち、
倍率情報検出部２５よりの対物の倍率情報に基づき、短
い方の時間の範囲で可変される。
ザー点灯時間ｔ_on 、レーザー消灯時間ｔ_offのうち、
倍率情報検出部２５よりの対物の倍率情報に基づき、短
い方の時間の範囲で可変される。
【００２８】例えば、どの対物を選択しても反射率が一
定であれば、その大きさは一定となるように制御しても
よい。その後の処理は、前述した第１の実施形態と同様
な処理を行うため、ここでの説明は省略する。
定であれば、その大きさは一定となるように制御しても
よい。その後の処理は、前述した第１の実施形態と同様
な処理を行うため、ここでの説明は省略する。
【００２９】なお、本実施形態では、積分時間ｔ_inte
は、倍率情報に基づいて可変しているが、勿論被検体の
反射率によって可変してもよい。また、本実施形態で
は、測定光の点灯時の積分時間と消灯時の積分時間は同
一としているが、点灯時の積分時間に対し、消灯時の積
分時間をある定数分の１の長さとし、その後、積分値を
ある定数倍してもよい。
は、倍率情報に基づいて可変しているが、勿論被検体の
反射率によって可変してもよい。また、本実施形態で
は、測定光の点灯時の積分時間と消灯時の積分時間は同
一としているが、点灯時の積分時間に対し、消灯時の積
分時間をある定数分の１の長さとし、その後、積分値を
ある定数倍してもよい。
【００３０】以上説明したように、本実施形態の合焦装
置によれば、レーザー安全規格を満足しつつ、被検体の
反射光に測定光以外による反射光成分、受光素子による
暗電流成分を除いた、測定光の反射光成分のみのゲイン
の可変を行なうことができる。
置によれば、レーザー安全規格を満足しつつ、被検体の
反射光に測定光以外による反射光成分、受光素子による
暗電流成分を除いた、測定光の反射光成分のみのゲイン
の可変を行なうことができる。
【００３１】従って広い範囲の対物倍率、幅広い反射率
の試料に対し、良好な焦点合わせを行なうことが可能と
なる。尚、本実施形態では、焦点方向判定手段の光電変
換素子が２個の場合について述べたが、その数量はこれ
に限ったものではない。勿論、駆動器１３は駆動器１
３′に示すようにステージを光軸方向に駆動するもので
あってもよい。
の試料に対し、良好な焦点合わせを行なうことが可能と
なる。尚、本実施形態では、焦点方向判定手段の光電変
換素子が２個の場合について述べたが、その数量はこれ
に限ったものではない。勿論、駆動器１３は駆動器１
３′に示すようにステージを光軸方向に駆動するもので
あってもよい。
【００３２】また、焦点検出手段としては、本実施形態
で説明した方式に限らず、等分割法等、周知の他の方法
に容易に適応することが可能である。以上の実施形態に
ついて説明したが、本明細書には以下のような発明も含
まれている。
で説明した方式に限らず、等分割法等、周知の他の方法
に容易に適応することが可能である。以上の実施形態に
ついて説明したが、本明細書には以下のような発明も含
まれている。
【００３３】（１） 被検体を光学的に観察・測定する
装置に搭載され、前記被検体に測定光を照射し、その反
射光に応じて検出された電気信号に基づき、前記装置の
対物レンズと前記被検体の距離を相対的に移動させて合
焦する合焦装置において、前記測定光を生成する測定光
源をパルス点灯させる光源駆動手段と、前記測定光源の
点灯時と消灯時の検出信号の差分を検出する差分信号検
出手段と、前記検出信号の差分から前記反射光の測定光
成分のみを取り出して、前記被検体表面の変位に対応し
た誤差信号を生成し、その誤差信号が最小値となった位
置を合焦位置として前記対物レンズ若しくは前記被検体
を移動させる信号処理手段と、を具備することを特徴と
する合焦装置。
装置に搭載され、前記被検体に測定光を照射し、その反
射光に応じて検出された電気信号に基づき、前記装置の
対物レンズと前記被検体の距離を相対的に移動させて合
焦する合焦装置において、前記測定光を生成する測定光
源をパルス点灯させる光源駆動手段と、前記測定光源の
点灯時と消灯時の検出信号の差分を検出する差分信号検
出手段と、前記検出信号の差分から前記反射光の測定光
成分のみを取り出して、前記被検体表面の変位に対応し
た誤差信号を生成し、その誤差信号が最小値となった位
置を合焦位置として前記対物レンズ若しくは前記被検体
を移動させる信号処理手段と、を具備することを特徴と
する合焦装置。
【００３４】（２） 前記差分信号検出手段は、前記反
射光に応じて検出された電気信号を生成する際に、光路
を２分して、パルス点灯される測定光のうち、点灯時と
消灯時に検出される検出信号を積分する積分手段と、前
記積分手段により積分された積分信号をそれぞれに記憶
する記憶手段と、前記積分手段からの積分信号と前記記
憶手段から読み出され直前に積分された積分信号との間
の減算を行い、変化分のみを抽出する演算手段と、を具
備することを特徴とする前記（１）項に記載の合焦装
置。
射光に応じて検出された電気信号を生成する際に、光路
を２分して、パルス点灯される測定光のうち、点灯時と
消灯時に検出される検出信号を積分する積分手段と、前
記積分手段により積分された積分信号をそれぞれに記憶
する記憶手段と、前記積分手段からの積分信号と前記記
憶手段から読み出され直前に積分された積分信号との間
の減算を行い、変化分のみを抽出する演算手段と、を具
備することを特徴とする前記（１）項に記載の合焦装
置。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、測
定光源駆動手段及び、差分信号検出手段を備え、測定光
源の点灯時、及び消灯時における被検体のそれぞれの反
射光の検出を行なうことで、被検体の反射光に測定光以
外による反射光成分、受光素子による暗電流成分が含ま
れていても、測定光の反射光成分のみによる合焦点位置
の判別ができ、良好な焦点合わせが可能となる合焦装置
を提供することができる。
定光源駆動手段及び、差分信号検出手段を備え、測定光
源の点灯時、及び消灯時における被検体のそれぞれの反
射光の検出を行なうことで、被検体の反射光に測定光以
外による反射光成分、受光素子による暗電流成分が含ま
れていても、測定光の反射光成分のみによる合焦点位置
の判別ができ、良好な焦点合わせが可能となる合焦装置
を提供することができる。
【図１】第１の実施形態に係る顕微鏡装置に応用した合
焦装置の構成例を示す図である。
焦装置の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態における焦点検出動作について
説明するための図である。
説明するための図である。
【図３】第２の実施形態におけるレーザー点灯、消灯時
間と信号積分時間の関係を示す図である。
間と信号積分時間の関係を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係る顕微鏡装置に応用した合
焦装置の構成例を示す図である。
焦装置の構成例を示す図である。
【図５】顕微鏡装置に応用した従来の合焦装置の構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図６】従来の合焦装置により合焦のための受光素子か
ら検出した信号の特性を示す図である。
ら検出した信号の特性を示す図である。
１…半導体レーザー ２…偏光ビームスプリッタ ３…結像レンズ ４…１／４波長板 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…信号処理系 １３…駆動器 １４…照明光源 １５…観察光路系 １６…レーザー光源駆動器 １７，２１…差分信号検出器 １８，２２…積分器 １９，２３…データ記憶器、 ２０，２４…減算器 ２２…ステージ
Claims (3)
- 【請求項１】 測定光を生成し照射する測定光源と、 前記測定光源から照射された測定光を被検体表面に集光
させるための対物レンズと、 被検体表面からの反射光を結像させるための結像レンズ
と、 前記反射光を検出する信号検出手段と、 前記検出された信号をもとに前記被検体表面の合焦近傍
誤差信号を検出する焦点検出手段と、 前記焦点検出手段の誤差信号をもとに、前記対物レンズ
と前記被検体の距離を光軸方向に相対的に駆動する駆動
手段と、を有する合焦装置において、 前記測定光源をパルス点灯させるための光源駆動手段
と、 前記測定光源の点灯時と消灯時の検出信号の差分を検出
する差分信号検出手段とを有することを特徴とする合焦
装置。 - 【請求項２】 前記差分信号検出手段が、光源の点灯
時、消灯時に検出信号を積分する信号積分手段と、 前記積分された信号を記憶する記憶手段と、 積分された信号間の減算をおこなう演算手段とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の合焦装置。 - 【請求項３】 前記差分信号検出手段において、 前記積分器の積分時間が、光源点灯時と光源消灯時にお
いて可変長となっていることを特徴とする請求項２記載
の合焦装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6741098A JPH11264928A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 合焦装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6741098A JPH11264928A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 合焦装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264928A true JPH11264928A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13344131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6741098A Pending JPH11264928A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 合焦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11264928A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003073127A1 (fr) * | 2002-02-21 | 2003-09-04 | Eko Instruments Trading Co., Ltd. | Systeme laser-radar (lidar) pour observation meteorologique |
| JP2010230405A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Toshiba Corp | 自動焦点調節機構及び光学画像取得装置 |
| CN102096068A (zh) * | 2010-11-29 | 2011-06-15 | 北方民族大学 | 基于光子晶体的转动拉曼测温激光雷达的分光系统 |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP6741098A patent/JPH11264928A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003073127A1 (fr) * | 2002-02-21 | 2003-09-04 | Eko Instruments Trading Co., Ltd. | Systeme laser-radar (lidar) pour observation meteorologique |
| CN1313837C (zh) * | 2002-02-21 | 2007-05-02 | 英弘精机株式会社 | 气象观测激光雷达系统 |
| US7227625B2 (en) | 2002-02-21 | 2007-06-05 | Eko Instruments Co., Ltd. | Meteorological observation LIDAR system |
| JP2010230405A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Toshiba Corp | 自動焦点調節機構及び光学画像取得装置 |
| CN102096068A (zh) * | 2010-11-29 | 2011-06-15 | 北方民族大学 | 基于光子晶体的转动拉曼测温激光雷达的分光系统 |
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