JPH11271624A

JPH11271624A - 顕微鏡用自動焦点検出装置

Info

Publication number: JPH11271624A
Application number: JP7255898A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoneyama; 貴米山
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の顕微鏡に搭載される自動焦点検出装置
は、蛍光観察に用いると、被写体をサーチする過程で迷
光を含む状態ではセンサの積分時間が長くなり、合焦速
度が著しく低下する。また、遮光画素やセンサ前にシャ
ッタを設けても、正規の被写体光像と同時に対物レンズ
から入り込む迷光の除去は不可能であった。【解決手段】本発明は、対物レンズ６から接眼レンズ７
若しくはイメージセンサ９への光路を外れた水銀灯２の
前方に、被写体に照射される励起光を遮断する励起光シ
ャッタ３を備え、ＣＰＵ１１により、ＡＦ制御システム
と励起光シャッタ３とを連動させて、ＡＦ制御を行う前
に、励起光シャッタ３の閉状態の迷光のみの出力と、そ
の開状態の出力との差に応じて、差分が所定値以下の場
合に被写体サーチを行い迷光のレベルを超えて焦点調整
を行い、差分が所定値以上の場合には焦点調整を行う顕
微鏡用自動焦点検出装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光観察を行う光
学機器、特に顕微鏡に搭載する自動焦点検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より光学機器のオートフォーカス
（ＡＦ）装置は、多方面に渡り新たな技術が提案されて
おり、その中には被写体像を取り込み、その像のぼけ具
合からピントを合わせるいわゆるパッシブ方式がある。

【０００３】一方、顕微鏡の被写体像観察方法として
は、被写体に励起光をあて、蛍光染色した被写体が発す
る微弱な蛍光像を観察する方法があり、得られる情報量
の多いことから、検査方法として蛍光観察を用いる機会
が増大している。

【０００４】この蛍光観察のひとつの特徴としては、褪
色があげられる。標本の褪色とは、蛍光染色した標本が
励起光の照射により、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
（励起光の強度）×（励起光照射時間）に比例する。こ
のため、検鏡者は、標本に励起光を照射する時間を極力
短くする必要がある。

【０００５】顕微鏡用ＡＦ装置は、この蛍光観察による
検査を自動化するために必須機能のひとつであり、蛍光
観察用の顕微鏡ＡＦ装置のニーズが高くなってきてい
る。以上の点から蛍光観察用の顕微鏡ＡＦ装置には以下
の性能が重視される。

【０００６】１）被写体が発する蛍光が弱いため、被写
体像を取り込むセンサが高感度であること。２）被写体が発光する時間が短い（褪色する）ため、高
速であること。

【０００７】３）検査の信頼性をあげるために、高い合
焦精度であること。例えば、特開昭５４−４５１２７号
公報における焦点検出装置では、積分型受光素子を用い
て被写体像を取り込む場合の積分時間を被写体像の明る
さに応じて制御し、見かけ上の感度を向上させる方法が
開示されている。

【０００８】また、特開昭５９−１５４８８０号公報で
は、被写体像からの光像を精度よく取り込むために、遮
光画素やセンサ前のシャッタを用いて、ノイズ光を除去
する方法が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来方法にお
いては、以下のような問題点がある。従来技術をそのま
ま顕微鏡に適用した場合に、対物レンズから入射して、
センサ上に結像する光像には、被写体像からの光像の他
に、周囲の照明光等が混入する、いわゆる迷光が生じて
いるため、顕微鏡の蛍光観察時に適用することはできな
い。

【００１０】この迷光について図６を参照して説明す
る。図６は、蛍光観察に用いる顕微鏡の光学経路を詳細
に示した図である。本来、顕微鏡の光学経路は、実線で
示す水銀ランプ等の光源２２から落射蛍光投与管２４を
通過して、被写体Ｓに照射され、被写体Ｓの蛍光像は対
物レンズ２６を介してイメージセンサ２９に入力され
る。

【００１１】しかし、実際にイメージセンサ２９に入力
する光は、本来の経路とは異なった経路から混入するも
のがある。その一例として、図中の破線Ａの経路による
迷光を示す。この迷光は、顕微鏡が室内に合った場合
に、室内の蛍光灯等の照明光がイメージセンサ２９に入
力してしまう。すなわち、室内の照明光が、ステージ２
１や、被写体Ｓのスライドガラスに反射して、対物レン
ズ２６を介して、イメージセンサ２９に入力する。この
他にも破線Ｂで示すように、接眼レンズ２７を介してイ
メージセンサ２９に入力する場合もある。

【００１２】このような迷光は、被写体の蛍光の強度よ
りは弱いが、顕微鏡自動焦点検出装置は、もともとの被
写体Ｓからの蛍光出力が微弱なため、同図中の破線Ａ，
Ｂで示すような迷光により、ベースとなる閾値に誤動作
を起こしてしまう。また、蛍光観察において被写体像が
ぼけている場合には、イメージセンサに入力する被写体
像はさらに迷光と区別不可能となる。

【００１３】例えば、特開昭５４−４５１２７号公報に
開示される焦点検出装置を蛍光観察に適用すると、被写
体をサーチする過程で前記迷光が入り込んだ状態で、セ
ンサの積分時間を合わせるため、必要以上に積分時間を
長くなり、実際に必要な取り込み時間よりも長くなるた
め、合焦速度が著しく低下する。

【００１４】また、特開昭５９−１５４８８０号公報で
は、遮光画素やセンサ前のシャッタを用いても、正規の
被写体光像と同様に対物レンズから入り込む迷光の除去
は不可能である。また、迷光は周囲の状況や使用する顕
微鏡自体ごとに異なるため、迷光分を予め除去すること
も不可能である。

【００１５】そこで本発明は、顕微鏡に搭載されるＡＦ
装置において、蛍光観察時の観察試料へのオートフォー
カス（ＡＦ制御）における高速化と高精度化を実現させ
る顕微鏡用自動焦点検出装置を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、複数の対物レンズと、被写体とする観察標
本を積載するステージと、前記対物レンズと前記ステー
ジとの相対距離を調節する焦準機構と、前記対物レンズ
を介して被写体の像を結像させる結像光学系と、前記被
写体に対して励起光を照射する励起光用光源と、前記励
起光を被写体に照射することを禁止する励起光シャッタ
と、前記結像光学系からの光像を電気信号に変換する積
分型撮像センサと、前記積分型撮像センサからの出力に
応じて、被写体の合焦度を演算する演算手段と、前記励
起光シャッタを閉じた状態での前記積分型撮像センサの
出力を得る迷光出力手段と、前記励起光シャッタを開放
した状態での前記積分型撮像センサの出力と前記迷光検
出手段の出力との差分を算出する迷光差分出力手段と、
前記演算手段による被写体合焦度情報及び前記迷光差分
出力手段からの迷光差分情報に基づいて前記焦準機構を
駆動させ、前記被写体を合焦位置に導くように制御する
合焦制御手段とを備える顕微鏡用自動焦点検出装置を提
供する。

【００１７】以上のように構成された顕微鏡用自動焦点
検出装置は、結像光学系の光路すなわち、対物レンズか
ら接眼レンズ若しくは積分型撮像センサへの光路を外れ
且つ、励起光用光源の前方に、被写体に照射される励起
光を遮断する励起光シャッタを備え、焦準機構と励起光
シャッタとを連動させて、予め定められた基準レベルと
迷光差分出力手段からの差分出力とを比較して、差分出
力が大きい場合は焦点調節動作を行い、差分出力が小さ
い場合は積分型撮像センサの積分時間を装着された対物
レンズの種別に応じて、予め設定された値に設定して、
差分出力が迷光信号レベルを越える位置に焦準機構を駆
動した後、積分時間を元に戻して、焦点調整を行う。

【００１８】

【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には、本発明によ
る第１の実施形態に係る顕微鏡用自動焦点検出装置の概
略的な構成例を示し、説明する。

【００１９】本実施形態の光学系は、被写体Ｓを載置し
上下方向に移動可能なステージ１と、ステージ１を上下
方向に移動させて、被写体Ｓに合焦させるステージ駆動
装置１４と、被写体Ｓに励起光を照射するための例え
ば、水銀灯２と、被写体へ照射される前記励起光を遮断
制御可能な励起光シャッタ３と、被写体へ照射される前
記励起光を導く落射蛍光投光管４と、対物レンズ６側に
前記励起光を屈折させ、さらに前記被写体Ｓから発した
蛍光画像を通過させるコーナーキューブ５と、前記被写
体Ｓから発した蛍光画像を分岐して検鏡者が観察するた
めの接眼レンズ７と、焦点調整のための自動焦点検出装
置用の結像レンズ８と、結像された蛍光画像を受光して
光電変換するイメージセンサ９と、ＣＰＵ１１の制御に
よりアナログ処理回路１２のダイナミックレジンに適合
させる様にイメージセンサ９へ光電変換するタイミング
となる駆動パルスを出力するイメージセンサ駆動回路１
０と、各構成部を制御するＣＰＵ１１と、イメージセン
サ９からの画像信号に所定の処理を施すアナログ処理回
路１２と、ＣＰＵ１１から指定された演算式に従って評
価演算を行う合焦度評価演算器１３と、ＣＰＵ１１の制
御により励起光シャッタ３を開閉させる励起光シャッタ
駆動回路１５とで構成される。

【００２０】このように構成された本実施形態の光学系
は、ステージ１に積載した被写体Ｓに水銀灯２からの励
起光を励起光シャッタ３を経て、落射蛍光投光管４に導
かれ、さらにコーナーキューブ５で屈折され、対物レン
ズ６を通過して、被写体Ｓに照射される。

【００２１】前記被写体Ｓから発した蛍光画像は、対物
レンズ６を通過して、一部は接眼レンズ７を介して検鏡
者が観察し、一部は焦点調整のための自動焦点検出装置
用の結像レンズ８で結像してイメージセンサ９へ投影さ
れる。

【００２２】イメージセンサ駆動回路１０は、ＣＰＵ１
１の制御により、常にアナログ処理回路１２のダイナミ
ックレジンに適合させる様に、イメージセンサ９へ駆動
パルスを出力し、イメージセンサ９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。

【００２３】このイメージセンサ９により電気信号に変
換された画像信号は、アナログ処理回路１２で所定の処
理を受け、合焦度評価演算器１３に送られる。前記合焦
度評価演算器１３は、ＣＰＵ１１から指定された演算式
に従って評価演算を行い、結果をＣＰＵ１１に送る。Ｃ
ＰＵ１１では、合焦度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、被写体Ｓと対物レンズ６の相対
距離を調整して自動合焦が可能となるように構成されて
いる。

【００２４】また、ＣＰＵ１１は、必要に応じて励起光
シャッタ駆動回路１５に対してシャッタ開閉信号を出力
し、励起光シャッタ３を開閉できるようになっている。
そして外部コントローラ１５は、検鏡者が顕微鏡の電動
部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、終了な
どの操作を検鏡者が外部コントローラ１５を用いて行う
と、その情報をＣＰＵ１１に送るので、ＣＰＵ１１が操
作に応じた動作を行うことが可能な構成となっている。

【００２５】また、外部コントローラ１５には、発音部
材が内蔵されており、例えば、ＡＦ制御の成功／失敗が
発音部材を動作させることにより、検鏡者に伝達するこ
とが可能となっている。

【００２６】図２に示すフローチャートを参照して、前
述した迷光による誤動作を防止する本実施形態に作用に
ついて説明する。まず、操作者の操作に基づき、ＡＦ動
作の開始が指示されると（ステップＳ１）、励起光シャ
ッタ駆動回路１５が駆動して励起光シャッタ３が閉じら
れる（ステップＳ２）。

【００２７】そして、励起光シャッタ３が閉状態の時に
対物レンズ６や接眼レンズ７から入射する迷光のレベル
Ａを検出し（ステップＳ３）、次に、励起光シャッタ３
を開き（ステップＳ４）、迷光も含まれている被写体像
信号Ｂを検出する（ステップＳ５）。

【００２８】そして、迷光のレベルＡと被写体像信号Ｂ
との差分Ｃをとる（ステップＳ６）。この差分出力Ｃ
が、予め定めた所定値ＴＨ１以上であるか判定する（ス
テップＳ７）。この判定で、差分出力ＣがＴＨ１以上の
場合には（ＹＥＳ）、被写体が近くにあると判断し、ピ
ントの合わせ込みを行う。

【００２９】このピントの合わせ込みは、被写体像のコ
ントラストを検出し（ステップＳ８）、このコントラス
トが最大となるステージ位置を検出して（ステップＳ
９，Ｓ１０）、ＡＦ制御を終了する。

【００３０】しかし、ステップＳ７の判定で、差分出力
Ｃが所定値ＴＨ１以下の場合には（ＮＯ）、被写体が近
くにないと判断され、被写体サーチを行う。この被写体
サーチにおいて、まず迷光検出時におけるイメージセン
サの積分時間を、迷光を検出したときに求められた積分
時間Ｔ１に対して、半分から１／４程度の短い積分時間
Ｔ２に設定して行う（ステップＳ１１）。そして、標本
のサーチは、被写体信号が迷光を十分越えるレベルとな
る、すなわち被写体信号が迷光出力Ａと積分時間Ｔ２の
関係から算出される積分時間Ｔ２における迷光出力Ａ’
を十分越えるステージ駆動を行う（ステップＳ１２〜Ｓ
１４）。この標本サーチが終了すると、ステップＳ８に
移行して、ピントの合わせ込み制御を行う。

【００３１】本実施形態によれば、ＡＦ開始時にイメー
ジセンサに入力する迷光のみを検出しておき、その後、
検出された迷光を含む被写体光像から迷光分を除去でき
るため、被写体のサーチ動作が必要か確実に判定でき
る。

【００３２】また、サーチ時には迷光の出力が既知であ
るため、迷光に合わせてイメージセンサの積分制御をす
ることがなく積分時間を短くできるため、サーチに要す
る時間の短縮化による合焦スピードが向上する。

【００３３】また、本実施形態では、励起光シャッタ３
による迷光検出を行っているが、これを励起光光源自体
の出力を下げたり、シャッタ機構を落射投光管内に配置
させても同様の効果を得ることが可能である。

【００３４】また、本発明では、被写体像の最大コント
ラスト位置を検出するいわゆる山登りサーボ方式のＡＦ
制御を行っているが、これを光路差方式などのＡＦ制御
にも適用できる。

【００３５】次に第２の実施形態に係る顕微鏡自動焦点
検出装置について説明する。本実施形態の構成は、前述
した第１の実施形態と同等であり、作用が異なっている
ため、ここでは構成についての説明は省略し、特徴とな
る標本サーチ範囲設定について説明する。

【００３６】本実施形態において、標本サーチ範囲設定
機能は、予め検鏡者が使用するスライドガラスや標本厚
から標本をサーチするべきステージ上下範囲を設定でき
るものであり、焦点検出装置がステージの可動範囲を全
て標本サーチをすることを避け、合焦時間を短縮させる
機能である。

【００３７】図３に示すフローチャートを参照して、こ
のような機能を有する自動焦点検出装置の作用について
説明する。尚、前述した第１の実施形態のステップと同
等の作用の場合には同じステップ番号を付して、詳細な
説明は省略する。

【００３８】まず、操作者の操作に基づき、ＡＦ動作の
開始が指示されると（ステップＳ１）、現在のステージ
１の停止しているステージ位置が、予め定めた標本サー
チ範囲内か判定する（ステップＳ２１）。

【００３９】この判定でステージ位置が標本サーチ内で
あれば（ＹＥＳ）、前述した第１の実施形態と同様に、
ステップＳ２に移行して、迷光を検出する。しかし、ス
テージ位置が標本サーチ範囲外であれば（ＮＯ）、高速
で標本サーチ範囲端まで移動する（ステップＳ２２）。
そしてサーチ範囲端まで移動した後、ステップＳ２に移
行して、励起光シャッタ３が閉じられる（ステップＳ
２）。

【００４０】そして、励起光シャッタ３が閉状態による
迷光のレベルＡを検出し、次いで励起光シャッタ３を開
状態で、被写体像信号Ｂを検出し、迷光のレベルＡと被
写体像信号Ｂとの差分Ｃをとる（ステップＳ３〜Ｓ
６）。この差分出力Ｃと所定値ＴＨ１を比較し、差分出
力ＣがＴＨ１以上の場合、ピントの合わせ込みを行う
（ステップＳ８〜Ｓ１０）。しかし、差分出力Ｃが所定
値ＴＨ１以下の場合（ＮＯ）、被写体が近くにないと判
断され、被写体サーチを行った後（ステップＳ１２〜Ｓ
１４）、ピントの合わせ込みを行う（ステップＳ８〜Ｓ
１０）。

【００４１】本実施形態の効果を図４を用いて説明す
る。図４（ａ）は、ステージ１がサーチ範囲内であると
きの対物レンズ６からの迷光を示したものである。

【００４２】ステージ位置が検鏡者が設定したサーチ範
囲内であるため、ほぼピント位置に近いことから、迷光
出力は真のピント位置とほぼ変化しない。一方、図４
（ｂ）は、ステージ１がサーチ範囲から外れている場合
の対物レンズ６からの迷光を示したものである。

【００４３】このように対物レンズ６とステージ１、若
しくは被写体Ｓの相対距離が長い場合、ステージ１やス
ライドガラスの反射光が対物レンズ６に入射するまでの
距離が長いため、反射光の光のパワーが減少し、結果的
に対物レンズ６に入射するステージ１、若しくは被写体
Ｓからの室内照明光反射光量は減少する。

【００４４】つまり、サーチ範囲外における迷光をピン
ト位置での迷光とすることはできない。よって、迷光を
検出する際には、よりピント位置に近いステージ位置で
行う必要がある。

【００４５】本実施形態では、迷光検出を確実に行うた
めサーチ範囲外からのＡＦ時には、サーチ範囲端で迷光
検出を行う制御を行っている。従って、このような制御
を行うことにより、本実施形態の自動焦点検出装置は、
ステージのどの位置からも迷光検出することが可能とな
り、高速かつ高精度なＡＦ制御が可能となる。

【００４６】次に図５に示すフローチャートを参照し
て、第３の実施形態に係る顕微鏡自動焦点検出装置につ
いて説明する。本実施形態の構成は、前述した第１の実
施形態と同様であるため、構成についての説明は省略
し、特徴となる迷光警告動作について説明する。また本
実施形態において、第１の実施形態と同じ作用には同じ
ステップ番号を付して詳細な説明は省略する。

【００４７】まず、操作者の操作に基づき、ＡＦ動作の
開始が指示されると（ステップＳ１）、励起光シャッタ
３が閉じられる（ステップＳ２）。この励起光シャッタ
３が閉状態による迷光のレベルＡが検出される（ステッ
プＳ３）。

【００４８】そして、迷光のレベルＡを予め定めた所定
値ＴＨ２と比較する（ステップＳ３１）。この比較の結
果、迷光のレベルＡの方が小さい場合には、第１，第２
の実施形態のＡＦ動作と同等なＡＦ動作を行う。

【００４９】つまり、励起光シャッタ３を開にして（ス
テップＳ３２）、被写体像信号Ｂを検出し、迷光のレベ
ルＡと被写体像信号Ｂとの差分Ｃをとる。この差分出力
Ｃと所定値ＴＨ１を比較し、差分出力ＣがＴＨ１以上の
場合、ピントの合わせ込みを行う。しかし、差分出力Ｃ
が所定値ＴＨ１以下の場合には、被写体が近くにないと
判断され、被写体サーチを行った後、ピントの合わせ込
みを行う（ステップＳ３３）。

【００５０】しかし、ステップＳ３１の判定で、迷光の
レベルＡが所定値ＴＨ２を越えていた場合（ＹＥＳ）、
外部コントローラに内蔵されている警告ブザー等の発音
部材を駆動して（ステップＳ３４）、検鏡者に迷光が大
きすぎるため、ＡＦ精度が低下する恐れがあることを、
検鏡者に告知する。

【００５１】本実施形態によるＡＦ動作によれば、検鏡
者がＡＦ制御を正常に動作させるために、室内照明光を
暗くするなどの処置を行うことが可能となり、自動焦点
検出装置に対して常に高速かつ高精度なＡＦ制御を行わ
せる環境を作り出すことが可能となる。

【００５２】本実施形態では、検鏡者に警告を行う方法
として、発音部材を用いて聴覚的に警告を告知している
が、これをＬＥＤなどの発光部材を用いて視覚的に警告
を行っても同様の効果を得られる。

【００５３】また迷光と被写体像の差分検出に際して、
先に迷光の検出を行った後に被写体像の検出を行ってい
るが、これを先に被写体像の検出を行ってから、迷光検
出を行っても同様の効果を得ることができる。

【００５４】さらに、本実施形態では、特に蛍光観察の
みについて記述しているが、これを他の検鏡たとえば落
射暗視野観察に用いても同じ光学構成のため、同様の効
果を得ることができる。

【００５５】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。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。

【００５６】（１）対物レンズと、被写体とする標本
を積載するステージと、前記対物レンズを介して被写体
を結像させる結像光学系と、被写体に対して励起光を照
射する励起光用光源と、前記励起光を被写体に照射する
ことを禁止する励起光シャッタと、前記結像光学系から
の光像を電気信号に変換する積分型撮像センサと、前記
積分型撮像センサからの出力に応じて、被写体の合焦度
を演算する演算手段と、前記演算手段による被写体合焦
度情報から前記ステージを駆動させ被写体をピント位置
に導くように制御する合焦制御手段と、周囲の照明光な
どが対物レンズを介してセンサに光像として入力するい
わゆる迷光検出を、励起光シャッタを閉じるなど、被写
体に励起光を照射しないことで行い、出力する迷光出力
手段と、励起光シャッタを開放した時のセンサ出力と迷
光検出手段からの差分をとる迷光差分出力手段と、ＡＦ
制御時に前記迷光差分出力手段の出力に応じてＡＦ制御
を可変するＡＦ制御可変手段とを有することを特徴とす
る顕微鏡用自動焦点検出装置。

【００５７】前記（１）項によれば、ＡＦシステムと励
起光シャッタを連動させる構成とし、ＡＦ制御を行う前
に一旦励起光シャッタを閉じ、励起光シャッタを閉じた
場合の出力と励起光シャッタを開放した時の出力の差に
応じて、ＡＦ制御を可変した。

【００５８】従って、迷光と被写体像の区別が可能とな
り、高速かつ高精度な合焦制御が可能となる。（２）前記ＡＦ制御可変手段は、差分出力が大きい場合
は、被写体が近くにあると認識し、ピントの合わせ込み
を行ういわゆるファインモードの制御を行い、差分出力
が小さい場合は、被写体を探すいわゆるサーチモードの
制御を行い、サーチモードでは迷光出力手段の出力で得
られた積分サイクルより、短い積分時間でサーチを行う
ことを特徴とした、前記（１）項に記載の顕微鏡用自動
焦点検出装置。

【００５９】前記（２）項によれば、サーチ時において
迷光により不必要にセンサの積分時間を長くすることを
禁止する制御とした。従って、標本サーチが高速とな
り、褪色を抑えた高速合焦制御が可能となる。

【００６０】（３）前記（１）項に記載の顕微鏡用自動
焦点検出装置において、予め被写体をサーチする範囲を
設定可能なサーチ範囲設定手段と、前記サーチ範囲設定
手段で設定されたサーチ範囲外からＡＦを起動された場
合に、高速でサーチ範囲端へステージを駆動する高速ス
テージ移動手段と、前記高速ステージ移動手段によりサ
ーチ範囲端に到着した後に、迷光出力手段、迷光差分出
力手段およびＡＦ制御可変手段を行うことを特徴とする
前記（１）項または（２）項に記載の顕微鏡用自動焦点
検出装置。

【００６１】前記（３）項によれば、予め標本をサーチ
する範囲を設定するシステムにおいて、サーチ範囲外か
らのＡＦの起動時には、一旦サーチ範囲端で、励起光シ
ャッタによる迷光レベル検出をする様にした。

【００６２】従って、ピント位置に近い位置での迷光を
検出できるため、迷光レベルの信頼度が向上する。その
ため、高精度なＡＦが可能となる。（４）前記迷光出力手段により、迷光出力が所定値以上
であったときには、使用者に警告を発する迷光警告手段
を有することを特徴とする前記（１）項に記載の顕微鏡
用自動焦点検出装置。

【００６３】前記（４）項によれば、迷光のレベルが所
定値を越えると、検鏡者に対して警告を発する。これに
より検鏡者に室内照明光を落とすなど、迷光レベルを下
げることを勧めることが可能となる。従って、高精度な
ＡＦ制御ができる。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、蛍
光観察や落射暗視野検鏡におけるＡＦ制御を高速且つ高
精度に行うことができ、蛍光観察時の被写体の褪色を最
小限に抑え、自動検査システムに組み入れることが可能
な顕微鏡用自動焦点検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る顕微鏡用自動焦点検出装
置の概略的な構成を示す図である。

【図２】第１の実施形態の作用について説明するための
フローチャートである。

【図３】第２の実施形態に係る顕微鏡自動焦点検出装置
について説明するためのフローチャートである。

【図４】第２の実施形態の効果を説明すための図であ
る。

【図５】第３の実施形態の作用について説明するための
フローチャートである。

【図６】迷光について説明するために顕微鏡の光学経路
を示した図である。

【符号の説明】

１…ステージ２…水銀灯３…励起光シャッタ４…落射蛍光投光管５…コーナーキューブ６…対物レンズ７…接眼レンズ８…結像レンズ９…イメージセンサ１０…イメージセンサ駆動回路１１…ＣＰＵ１２…アナログ処理回路１３…合焦度評価演算器１４…ステージ駆動装置１５…励起光シャッタ駆動回路Ｓ…被写体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の対物レンズと、被写体とする観察標本を積載するステージと、前記対物レンズと前記ステージとの相対距離を調節する
焦準機構と、前記対物レンズを介して被写体の像を結像させる結像光
学系と、前記被写体に対して励起光を照射する励起光用光源と、前記励起光を被写体に照射することを禁止する励起光シ
ャッタと、前記結像光学系からの光像を電気信号に変換する積分型
撮像センサと、前記積分型撮像センサからの出力に応じて、被写体の合
焦度を演算する演算手段と、前記励起光シャッタを閉じた状態での前記積分型撮像セ
ンサの出力を得る迷光出力手段と、前記励起光シャッタを開放した状態での前記積分型撮像
センサの出力と前記迷光検出手段の出力との差分を算出
する迷光差分出力手段と、前記演算手段による被写体合焦度情報及び前記迷光差分
出力手段からの迷光差分情報に基づいて前記焦準機構を
駆動させ、前記被写体を合焦位置に導くように制御する
合焦制御手段と、を具備することを特徴とする顕微鏡用
自動焦点検出装置。
【請求項２】前記合焦制御手段は、予め定められた基
準レベルと前記迷光差分出力手段からの差分出力とを比
較し、前記差分出力が大きい場合は、焦点調節動作を行
い、前記差分出力が小さい場合は、前記積分型撮像セン
サの積分時間を前記対物レンズの種別に応じて予め設定
された値に設定して、前記差分出力が前記迷光信号レベ
ルを越える位置に前記焦準機構を駆動した後、前記積分
時間を元に戻して、焦点調整を行うようにしたことを特
徴とした請求項１に記載の顕微鏡用自動焦点検出装置。
【請求項３】前記顕微鏡用自動焦点検出装置におい
て、予め被写体をサーチする範囲を設定可能なサーチ範囲設
定手段と、前記サーチ範囲設定手段で設定されたサーチ範囲外から
ＡＦを起動された場合に、高速でサーチ範囲端へステー
ジを駆動する高速ステージ移動手段と、をさらに具備
し、前記高速ステージ移動手段により、予め定めたサーチ範
囲端に到着した後に、前記迷光出力手段、前記迷光差分
出力手段及び前記ＡＦ制御可変手段による制御動作を行
うことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の
顕微鏡用自動焦点検出装置。