JPH1195091A - 自動焦点顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】厚みのある標本等の自動焦点検出を行う際に、
操作者が観察したい任意の位置へのピント合わせ操作を
確実、且つ高速に行うこと。 【解決手段】対物レンズ１１と試料Ｓの間隔は、コント
ロール部１６の指示によって焦準用モータ駆動部１９、
焦準用モータ１８を介して試料移動ステージ１７の上下
動により調整する。また、基準光源２２から観察試料に
測定光を照射し、観察試料からの反射光をＰＤ３６で受
光して、対物レンズ１１の合焦位置を検出する。自動合
焦位置検出動作を停止している場合には、試料移動ステ
ージ１７を上下動して試料Ｓの合焦位置を調整する。ま
た、自動合焦位置検出動作を実行している場合には、Ｐ
Ｄ３６の出力に基いてコントロール部１６が試料移動ス
テージ１７を移動して試料Ｓの合焦位置を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、観察試料のピン
ト位置の調整を自動的に行うことのできる自動焦点顕微
鏡に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、微細な資料を観察したり、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は、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、焦準ハンドル操作により観察試料の焦点調節を行っ
てピント合わせ作業を行う。ところが、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素早く
ピント合わせ操作を行うためには、かなりの熟練を要す
る。

【０００３】こ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
工程等ルーチン作業の中では、この操作を素早く行い検
査時間を短縮することが非常に重要となっている。

【０００４】そこで、このようなピント合わせ操作を自
動的に行うことの可能な顕微鏡が種々提案され、しかも
それらの改善を目的とした提案も数多くされてきた。例
えば、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保証
するための手段が提案され、操作性の改善、製造コスト
が低減されている。

【０００５】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号公報に
開示されたような技術が開発されている。更に、合焦点
位置の高速検出を目的とし、合焦点近傍では精度を優先
して低速に駆動し、合焦点から離れた範囲では速度優先
の制御を可能にした特開平９−１１３７９号公報等が、
公知の技術として知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した特
許番号第２６１４８４３号に記載された技術方式は、対
物レンズ毎に各々調整部が設けられ、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、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。
しかしながら、標本自体のバラツキによる焦点の位置ズ
レに対しては、何ら考慮がなされていない。

【０００７】例えば、半導体ウェハ等のように段差が設
けられている標本の上下を各々観察したい場合は、標本
の上下の何れか一方の合焦位置に対しては有効である
が、他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。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ズラ
して観察を行うか、自動焦点検出動作を一時中断し、手
動によるピント合わせ操作を強いられる結果となってい
る。

【０００８】また、上記特開平６−２８１４０９号公報
には、複数の焦点位置を観察するための検査装置が提案
されているが、これは、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には、有効な手段
である。

【０００９】しかし、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等、標本形状の変化に
は迅速な対応が取れないという課題を有している。観察
可能にするためには、フォーカスオフセット値の変更、
若しくは新規に登録し直す作業が必要となる訳である
が、その設定方法等に関する配慮はなされていない。最
悪の場合、設定操作は被観察者とは別の装置に精通した
技術者が行わなければならないケースも発生しかねな
い。それ故、複数の標本観察には適していないものであ
った。

【００１０】更に、上記特開平９−１１３７９号公報に
関しては、効率の良い合焦動作を安価に達成させている
が故の課題として、上述した特許番号第２６１４８４３
号と同様に、自動検出された検出位置からのズレた場所
の観察を行うためには、手動によるピント合わせ操作を
行うか、ハードウェア自体を操作してオフセットの調整
を行わなければならない。加えて、前者の手動によるピ
ント合わせ操作では、自動焦点検出機構を備えているに
も関わらず、従来から行っている焦準部によるマニュア
ル操作を行わなければならず、自動焦点検出という装置
のメリットが生かせないという結果に終わってしまう。

【００１１】また、このようにして苦労してピント合わ
せ操作を行った合焦位置の記憶手段も設けていないこと
から、対物レンズ等を変換した場合には、再度手動によ
るピント合わせ操作が要求されるものであった。

【００１２】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、厚みのある標本、または焦点深度
の浅いレンズ系（特に高倍対物レンズ）で自動焦点検出
を行う際に、使用者が観察したい任意の位置へのピント
合わせ操作を確実で、且つ高速に行うことのできる自動
焦点顕微鏡を提供することである。

【００１３】また、この発明の他の目的は、標本が変更
された場合の合焦位置オフセット調整入力に複雑な操作
を有せず、自動合焦可能なあらゆる標本に対して、簡
単、確実に設定可能な設定手段を設けることにより、操
作性に優れた顕微鏡を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載の発明は、試料を観察するための対物レンズと、この
対物レンズと上記試料との間隔を調節する焦点調節手段
と、この焦点調節手段を駆動する駆動手段と、上記対物
レンズの上記試料に対する合焦状態を検出する合焦検出
手段と、この合焦検出手段の検出結果に基いて上記駆動
手段を制御して上記対物レンズを自動的に合焦させる自
動合焦手段と、上記合焦検出手段により検出される合焦
位置を補正する合焦補正手段と、上記駆動手段及び上記
合焦補正手段に駆動量若しくは補正量を指示する操作手
段と、この操作手段に入力された操作量を、自動合焦動
作が停止している場合には上記駆動手段に伝達し、自動
合焦動作が実行されている場合には上記合焦補正手段に
伝達する制御手段とを有することを特徴とする。

【００１５】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の自動焦点顕微鏡に於いて、上記合焦検出手段
が、上記試料に測定光を照射する光源と、この光源によ
り照射された上記試料からの反射光を受光する受光手段
とを有しており、上記合焦補正手段が、上記光源と上記
試料との間の光路に配設され、光軸方向に位置調節可能
な色補正レンズ手段を有することを特徴とする。

【００１６】更に、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載の自動焦点顕微鏡に於いて、複数の対物レンズか
ら１つを選択して観察光軸上に位置させる対物レンズ切
換手段と、選択された対物レンズの種別を認識する対物
レンズ認識手段と、上記合焦補正手段で補正される各対
物レンズ毎の補正量を予め記憶している補正量記憶手段
とを更に具備し、上記制御手段は、自動合焦動作が実行
されている場合には、上記対物レンズ認識手段により認
識された対物レンズに対応する補正量を上記補正量記憶
手段から取り出して上記合焦補正手段に伝達し、上記操
作段から伝達される操作量と合わせて合焦補正手段が動
作するようにしたことを特徴とする。

【００１７】請求項１に記載の自動焦点顕微鏡にあって
は、対物レンズによって試料が観察され、この対物レン
ズと上記試料との間隔は駆動手段で駆動される調節手段
により調節される。上記対物レンズの上記試料に対する
合焦状態は合焦検出手段で検出され、その検出結果に基
いて上記駆動手段が制御されて、自動合焦手段によって
上記対物レンズが自動的に合焦される。上記合焦検出手
段により検出される合焦位置は合焦補正手段で補正さ
れ、操作手段によって上記駆動手段及び上記合焦補正手
段に対して駆動量若しくは補正量が指示される。そし
て、制御手段は、操作手段に入力された操作量を、自動
合焦動作が停止している場合には上記駆動手段に伝達
し、自動合焦動作が実行されている場合には上記合焦補
正手段に伝達する。

【００１８】請求項１の構成によれば、自動合焦動作停
止時には、操作手段に入力された操作量が駆動手段に伝
達されて焦点が調節され、マニュアルフォーカスが可能
になる。また、自動合焦動作実行時には、操作手段に入
力された操作量が合焦補正手段に伝達されて合焦検出手
段により検出される合焦位置が補正されるので、自動合
焦に於けるオフセット調整が可能になる。

【００１９】また、請求項２に記載の自動焦点顕微鏡に
あっては、上記試料に測定光を照射する光源と、この光
源により照射された上記試料からの反射光を受光する受
光手段とを有して合焦検出手段が構成され、上記光源と
上記試料との間の光路に配設され、光軸方向に位置調節
可能な色補正レンズ手段を有して上記合焦補正手段が構
成されている。

【００２０】請求項２の構成によれば、色補正レンズ手
段の光軸方向位置を調節することにより、合焦検出手段
により検出される合焦位置が補正される。更に、請求項
３に記載の自動焦点顕微鏡にあっては、対物レンズ切換
手段により複数の対物レンズから１つが選択されて観察
光軸上に位置され、選択された対物レンズの種別が対物
レンズ認識手段で認識される。また、上記合焦補正手段
で補正される各対物レンズ毎の補正量は、補正量記憶手
段にを予め記憶されている。そして、上記制御手段は、
自動合焦動作が実行されている場合には、上記対物レン
ズ認識手段により認識された対物レンズに対応する補正
量を上記補正量記憶手段から取り出して上記合焦補正手
段に伝達し、上記操作段から伝達される操作量と合わせ
て合焦補正手段が動作する。

【００２１】請求項３の構成によれば、複数の対物レン
ズが切換えて使用される場合に、全ての対物レンズで正
しく合焦するように各対物レンズに応じた合焦補正が自
動的に行われると共に、操作手段による任意のオフセッ
ト調節も可能になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施の形
態に係る顕微鏡装置の全体構成を示した図である。

【００２３】図１に於いて、複数の対物レンズを取付け
て回転可能な電動レボルバ１０は、複数の対物レンズ１
１（１１ａ、１１ｂ、…）と、これら対物レンズ１１を
複数本取付け可能なレボルバ本体１２と、レボルバ本体
１２を回動させて任意の対物レンズ１１を光路中に挿入
させるために電気的な駆動を行うレボルバ用モータ１３
と、上記レボルバ本体１２の何れ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
ボルバ孔位置検出部１４とから構成されている。

【００２４】上記電動レボルバ１０は、レボルバ本体１
２のレボルバ孔位置検出部１４を介して、コントロール
部１６からの制御を受ける。そして、レボルバ用モータ
駆動部１５を介してコントロール部１６からの制御信号
によってレボルバ用モータ１３が駆動されることによ
り、電動レボルバ１０が駆動される。

【００２５】上記コントロール部１６は周知のＣＰＵ回
路であり、図２に示されるように、ＣＰＵ本体４０と、
システムを制御するためのプログラムを格納しているＲ
ＯＭ４２と、制御に必要なデータを格納する揮発性メモ
リ等のＲＡＭ４３と、制御信号の入出力を行うＩ／Ｏポ
ート４４と、ＣＰＵ本体４０を制御するために必要な、
図示されない発振器、アドレスデコーダ等の周知の周辺
回路から構成される。このＩ／Ｏポート４４やデータバ
ス４１から、各々の周辺装置の制御を行うことになる。

【００２６】試料移動ステージ１７上には観察試料Ｓが
載置されるようになっており、この試料移動ステージ１
７上に於いて、対物レンズ１１で観察できるようになっ
ている。試料移動ステージ１７には焦準用モータ１８が
接続されており、電気的に試料移動ステージ１７を光軸
と垂直方向に上下動させることが可能になっている。焦
準用モータ１８は、焦準用モータ駆動部１９により駆動
されるもので、この焦準用モータ駆動部１９はＩ／Ｏポ
ート４４を介してコントロール部１６からの制御を受け
る。尚、上記試料移動ステージ１７、焦準用モータ１８
及び焦準用モータ駆動部１９は、焦準部を構成してい
る。

【００２７】基準光源２２は、光源のパルス点灯等を行
って光源の強弱をコントロールするレーザ駆動部２１を
介してコントロール部１６により制御される。上記基準
光源２２はオートフォーカス（ＡＦ）に使用されるもの
で、赤外線レーザ等の可視光以外の波長領域の光源が使
用される。

【００２８】基準光源２２からのレーザ光は、平行光を
保つためのコリメートレンズ２７を通り、光束の半分を
カットする投光側ストッパ２８を介して、ＰＢＳ２９で
Ｐ偏光成分のみが反射されて標本側に導かれる。そし
て、集光レンズ群３０により一旦集光された光束は、色
補正レンズ群３１を介してλ／４板３２を通過する時に
４５°偏光され、ダイクロックミラー３３により反射さ
れる。

【００２９】色補正レンズ群３１は、色補正レンズ用モ
ータ２４により光軸と垂直方向に移動できる構成になっ
ているもので、色補正レンズ用モータ駆動部２３によっ
て駆動される。また、ダイクロックミラー３３は、赤外
域のみ反射し、可視域は通過する性質を有している。こ
れにより、オートフォーカス用のレーザー光は反射し、
標本を観察するための可視光（観察及び照明光）は対物
レンズ１１から垂直に抜け、図示されない接眼レンズで
の観察が可能になる。

【００３０】上記ダイクロックミラー３３により反射さ
れた光束は、対物レンズ１１によって観察試料Ｓにスポ
ット形状の像を形成する。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１１、ダイクロ
ックミラー３３を介し、λ／４板３２を再び通過する時
に更に４５°偏光されてＳ偏光成分に切換わる。その
後、色補正レンズ群３１、集光レンズ群３０を介してＰ
ＢＳ２９へ入射される。

【００３１】上記観察試料Ｓからの反射光束は、Ｓ偏光
成分になっているので、この場合はそのままＰＢＳ２９
を透過して、受光側ストッパ３４、集光レンズ群３５を
通過した後に光検出器（ＰＤ）３６に結像される。この
ＰＤ３６は、光軸を中心に２個のフォトダイオード（セ
ンサＡ、Ｂ）が並設されて構成されたものである。

【００３２】ＰＤ３６に結像されたスポットは、増幅器
３７で電流−電圧変換された後、Ａ／Ｄ変換器３８にて
処理し易い電圧レベルに増幅される。入力されたアナロ
グ信号は、Ａ／Ｄ変換器３８に於いてコントロール部１
６が扱えるデジタル信号に変換され、コントロール部１
６で演算処理される。

【００３３】また、操作部としては、レボルバ本体２を
回転させ光軸に挿入されている対物レンズ１１を変更す
るための図示されない対物レンズ変換スイッチや、オー
トフォーカス動作の設定／解除を行うＡＦスイッチと、
焦準部としての試料移動ステージ１７の上下動及び色補
正レンズ群３１の移動を指示するためのＪＯＧエンコー
ダ２６と、このＪＯＧエンコーダ２６のエンコーダ信号
をパルス数に変換するパルスカウンタ２５とから構成さ
れている。

【００３４】コントロール部１６は、このパルスカウン
タ２５の数値を読込んで、ＪＯＧエンコーダ２６が何れ
の方向にどれだけ回転されたかを判断し、ＪＯＧエンコ
ーダ２６の回転量に応じて、各々の駆動部を駆動させる
ようになっている。

【００３５】次に、実際の顕微鏡の操作について説明す
る。操作者が、先ず図示されない電源スイッチを投入す
ると、コントロール部１６によりＲＯＭ４２に格納され
ているプログラムの実行が開始される。そして、ＲＡＭ
４３に格納されるデータの初期化やＩ／Ｏポート４４の
入出力方向の設定等、周知のＣＰＵ初期化作業が行われ
た後、待機状態となる。尚、電源投入時は、オートフォ
ーカス停止モードで起動されるのが通常である。この状
態では、ＪＯＧエンコーダ２６によるマニュアルフォー
カスが可能である。

【００３６】コントロール部１６は、パルスカウンタ２
５のパルスカウント値の変化を監視する。そして、パル
スカウント値に変化が生じた場合は、速やかにそのパル
ス数に応じた駆動信号が焦準用モータ駆動部１９に供給
され、焦準用モータ１８が駆動されることにより、試料
移動ステージ１７が上下方向に移動される。

【００３７】この試料移動ステージ１７の上下動の繰返
しにより、操作者は図示されない接眼レンズから観察試
料Ｓを覗きながら手動によるピント合わせ操作が可能と
なる。

【００３８】次に、オートフォーカス動作を行った時の
動作について説明する。図示されないＡＦスイッチが押
下されると、コントロール部１６は、マニュアル動作モ
ードを中止し、ＪＯＧエンコーダ２６の回転によるマニ
ュアル動作を一旦停止する。次いで、コントロール部１
６から、オートフォーカス用のスポットを観察試料Ｓに
照射するためにレーザ駆動部２１に信号が供給されて、
基準光源２２の発振が開始される。基準光源２２からの
光束は、観察試料Ｓにスポット照射及び反射され、ＰＤ
３６に投影される。このＰＤ３６に投影されたスポット
の位置によって、実際のオートフォーカス制御が行われ
る。

【００３９】ここで、本実施の形態に記載されているオ
ートフォーカスの原理について、図３を参照して簡単に
説明する。いま、例えば試料移動ステージ１７の位置が
合焦位置より上、すなわち対物レンズ１１に近い場合を
想定する。すると、基準光源２２のレーザ光は観察試料
Ｓから早く反射され、ＰＤ３６に結像されるスポット像
は、図３（ａ）に示されるように、中心位置よりセンサ
Ｂよりに、しかも強度が弱まって結像される。

【００４０】逆に、試料移動ステージ１７が合焦位置よ
り下にある場合、すなわち対物レンズ１１から遠い場合
は、図３（ｃ）に示されるように、センサＡよりに結像
される。

【００４１】そして、ＰＤ３６に結像されるスポット像
が合焦位置に存在する場合のスポットは、図３（ｂ）に
示されるように、センサＡ、Ｂ共に均等な範囲で、ほぼ
光軸の中心に結像される。しかも、焦点位置であるた
め、中心部のレーザ強度も一番強く結像されている。

【００４２】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１６は、 ∫｛（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）｝＝０ となる点に試料移動ステージ１７が移動されることによ
り、オートフォーカス動作が行われる。

【００４３】ここで、センサＡの出力が大きい場合は試
料移動ステージ１７が上方向に駆動される。一方、セン
サＢの出力が大きい場合は、試料移動ステージ１７は下
方向へ移動される。このようにして、標本面にピントが
合うことになる。

【００４４】ところで、オートフォーカス動作を行う基
準光源２２は赤外光であり、実際の可視光とは波長が異
なっている。すなわち、色収差によりオートフォーカス
装置が合焦であると判断していても、可視光領域ではピ
ントがズレるという不都合が生ずる。そのため、光路中
に色補正レンズ群３１が挿入される。

【００４５】色補正レンズ群３１は、コントロール部１
６からの駆動指示によって色補正レンズ用モータ駆動部
２３を介して色補正レンズ用モータ２４が駆動されるこ
とにより調整され、これによりＰＤ３６の結像位置の補
正が行われる。この補正量は、対物レンズの特性、基準
光源２２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値が
ＲＯＭ４２、或いはその他の記憶媒体（図示されないが
不揮発性のメモリであるＥＥＰＲＯＭ等）に記憶可能で
あり、そのデータに基いて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。

【００４６】また、この補正量は、各対物レンズ１１に
より各々異なるので、使用される対物レンズ１１毎に記
憶されている。オートフォーカス動作中に、図示されな
い対物レンズ１１の切換えスイッチが押下された場合、
は、先ず対物変換動作を行うに当たり、コントロール部
１６からの指示によって、レーザ駆動部２１の発振が停
止されると共に、Ａ／Ｄ変換器３８からのデータ取得及
び演算処理が停止され、実行中のオートフォーカス動作
が一時中断される。その上で、レボルバ用モータ駆動部
１５が駆動され、レボルバ用モータ１３によってレボル
バ本体１０への回転指示がなされる。

【００４７】レボルバ本体１０の回転が完了し、所望の
新しい対物レンズ１１が光路中に挿入されると、コント
ロール部１６では、レボルバ孔位置検出部１４の情報が
読込まれて、現在光路中に挿入されている対物レンズ
（図１の場合は対物レンズ１１ａ）が確認され、それに
対応した補正値がＲＯＭ４２（若しくは図示されない不
揮発性メモリ）から読込まれる。そして、上記補正値に
従って、色補正レンズ用モータ駆動部２３が駆動され、
色補正レンズ用モータ２４が回転される。これにより、
色補正レンズ群３１が所定の位置まで移動されてから、
オートフォーカス動作が再開される。

【００４８】ここで、観察試料Ｓに照射されるスポット
系は非常に小さいものであり、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
ポット内に幾つもの段差がある場合等は、ＰＤ３６から
正確な出力が得られない場合がある。これらを解決する
ため、この発明の顕微鏡では、オートフォーカス動作中
には、以下に述べるような動作が行われる。

【００４９】すなわち、オートフォーカス停止中に監視
していたパルスカウンタ２５を、オートフォーカス動作
中にも監視する制御を行うようにしたものである。オー
トフォーカス動作中、コントロール部１６では、ＰＤ３
６からの入力により合焦検出動作が行われるのと同時
に、パルスカウンタ２５からのデータが読込まれてＪＯ
Ｇエンコーダ２６の監視が行われる。

【００５０】ここで、ＪＯＧエンコーダ２６の回転指示
が発生した場合、コントロール部１６によって、オート
フォーカス停止中に駆動された部位とは別の色補正レン
ズ用モータ駆動部２３に駆動指示が与えられ、色補正レ
ンズ群３１が移動される。これにより、オートフォーカ
ス動作中に色補正レンズ群３１が移動されると、当然の
ことながらＰＤ３６へのスポット形状が変化する。コン
トロール部１６からは、これに対応するべく、今度は焦
準用モータ駆動部１９に駆動信号が与えられ、焦準用モ
ータ１８を介して試料移動ステージ１７が移動される。

【００５１】以上の動作が繰返し行われることで、結果
的に装置で検出された合焦位置からオフセット値が履か
され、操作者が観察したい部位へ合焦させることができ
る。ここで操作されて決定されたオフセット値は、対物
レンズ変換後もＲＡＭ４３等に対物レンズ毎に記憶され
る。そして、再び同じ対物レンズが戻された場合等は、
上述した説明と同様に、対物レンズ変換後に色補正レン
ズ群３１がそのオフセット値に対応する位置まで移動さ
れた後に、オートフォーカスが再開される。したがっ
て、対物レンズが変換された場合でも、常にピントの合
った観察が可能である。

【００５２】但し、ここでの補正は、あくまでも標本や
観察場所の要因で左右される場合のオフセット値である
から、上述した色収差による装置自体が必ず有している
固有のオフセット値とは、基本的には別のものである。
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。

【００５３】また、図示されないＡＦスイッチよりオー
トフォーカス動作が終了された場合は、ＪＯＧエンコー
ダ２６の入力操作はマニュアル動作モードになり、試料
移動ステージ１７の上下動が可能になることは言うまで
もない。

【００５４】このように、本実施の形態によれば、操作
者が観察したい任意の位置へのピント合わせ操作が、素
早く、且つ確実に行うことが可能となり、本方式のオー
トフォーカスでは拭い切れないエラーを操作性でカバー
することが可能な非常に完成度の高い優れた顕微鏡を得
ることができる。

【００５５】尚、この発明は上述した実施の形態以外に
も、種々変形が可能である。例えば、上述した実施の形
態では、試料移動ステージを上下方向の移動方式のハー
ドウェアで説明したが、レボルバ上下移動方式やその他
の方式であっても良く、その効果は損なわれるものでは
ない。

【００５６】また、オフセット調整用の連動部位とし
て、色収差補正レンズ系を使用しているが、本実施の形
態の効果から言えば、ＰＤ３６のセンサＡとセンサＢの
出力を増幅器３７で独立にゲイン調整可能とし、出力バ
ランスを振ることによっても実現可能である。

【００５７】更に、オートフォーカスもアクティブ方式
のものに限定してあるが、パッシブ方式のオートフォー
カス装置にも容易に転用可能である。尚、この発明の上
記実施態様によれば、以下の如き構成を得ることができ
る。

【００５８】すなわち、 （１） 試料を観察するための対物レンズと、この対物
レンズと上記試料との間隔を調節する焦点調節手段と、
この焦点調節手段を駆動する駆動手段と、上記対物レン
ズの上記試料に対する合焦状態を検出する合焦検出手段
と、この合焦検出手段の検出結果に基いて上記駆動手段
を制御して上記対物レンズを自動的に合焦させる自動合
焦手段と、上記合焦検出手段により検出される合焦位置
を補正する合焦補正手段と、上記駆動手段及び上記合焦
補正手段に駆動量若しくは補正量を指示する操作手段
と、この操作手段に入力された操作量を、自動合焦動作
が停止している場合には上記駆動手段に伝達し、自動合
焦動作が実行されている場合には上記合焦補正手段に伝
達する制御手段とを有することを特徴とする自動焦点顕
微鏡。

【００５９】（２） 上記合焦検出手段は、上記試料に
測定光を照射する光源と、この光源により照射された上
記試料からの反射光を受光する受光手段とを有してお
り、上記合焦補正手段は、上記光源と上記試料との間の
光路に配設され、光軸方向に位置調節可能な色補正レン
ズ手段を有することを特徴とする上記（１）に記載の自
動焦点顕微鏡。

【００６０】（３） 複数の対物レンズから１つを選択
して観察光軸上に位置させる対物レンズ切換手段と、選
択された対物レンズの種別を認識する対物レンズ認識手
段と、上記合焦補正手段で補正される各対物レンズ毎の
補正量を予め記憶している補正量記憶手段とを更に具備
し、上記制御手段は、自動合焦動作が実行されている場
合には、上記対物レンズ認識手段により認識された対物
レンズに対応する補正量を上記補正量記憶手段から取り
出して上記合焦補正手段に伝達し、上記操作段から伝達
される操作量と合わせて合焦補正手段が動作するように
したことを特徴とする上記（１）に記載の自動焦点顕微
鏡。

【００６１】（４） 上記合焦補正手段に於ける補正量
を、対物レンズの種別に対応させて記憶する記憶手段を
更に有することを特徴とする上記（１）に記載の自動焦
点顕微鏡。

【００６２】（５） 複数の対物レンズから１つを選択
して観察光軸上に位置させる対物レンズ切換手段と、選
択された対物レンズの種別を認識する対物レンズ認識手
段と、上記合焦補正手段に於ける補正量を対物レンズの
種別に対応させて記憶する記憶手段とを更に有し、対物
レンズ切換時に選択された対物レンズに対応する補正量
を上記記憶手段から取り出して上記合焦補正手段に伝達
することを特徴とする上記（１）に記載の自動焦点顕微
鏡。

【００６３】上記（１）の構成によれば、自動合焦動作
停止時には、操作手段に入力された操作量が駆動手段に
伝達されて焦点が調節され、マニュアルフォーカスが可
能になる。また、自動合焦動作実行時には、操作手段に
入力された操作量が合焦補正手段に伝達されて合焦検出
手段により検出される合焦位置が補正されるので、自動
合焦に於けるオフセット調整が可能になる。

【００６４】上記（２）の構成によれば、色補正レンズ
手段の光軸方向位置を調節することにより、合焦検出手
段により検出される合焦位置が補正される。また、上記
（３）の構成によれば、複数の対物レンズが切換えて使
用される場合に、全ての対物レンズで正しく合焦するよ
うに各対物レンズに応じた合焦補正が自動的に行われる
と共に、操作手段による任意のオフセット調節も可能に
なる。

【００６５】上記（４）の構成によれば、操作手段によ
り任意に設定したオフセット調節量が対物レンズ毎に記
憶されるので、オフセットの再現を容易にすることがで
きる。

【００６６】更に、上記（５）の構成によれば、操作手
段により任意に設定したオフセット調節量が対物レンズ
毎に記憶され、対物レンズの切換えに応じて読み出され
て補正されるので、対物レンズ毎のオフセットの再現が
自動的に行われる。

【００６７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、オフセ
ット調整値たる段差の異なる種々の標本に対し、操作者
が観察したい任意の位置へのピント合わせ操作が素早
く、且つ確実に行うことが可能となり、操作性の極めて
高い自動焦点顕微鏡を提供することができる。

【００６８】また、ピント合わせ操作を行うために複数
の操作部位を操作しなくて済むので、オフセット調整操
作をしていることを意識せずに補正が完了し、しかも対
物レンズ変換後もその補正値を記憶しているので、常に
ピントの合った観察像を素早く得ることができる。

【００６９】また、本方式のオートフォーカスにより、
本質的に潜在している装置自身のエラーを操作性でカバ
ーすることが可能な完成度の高い自動焦点顕微鏡を提供
することができる。更には、元々顕微鏡自身が有してい
る機能を有効に活用しているため、製造コストを上げず
に大きなメリットを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る顕微鏡装置の全
体構成を示した図である。

【図２】図１のコントロール部１６の内部構成を示した
ブロック図である。

【図３】この発明の一実施の形態に記載されているオー
トフォーカスの原理について説明する図である。

【符号の説明】

１０ 電動レボルバ、 １１、１１ａ、１１ｂ、… 対物レンズ、 １２ レボルバ本体、 １３ レボルバ用モータ、 １４ レボルバ孔位置検出部、 １５ レボルバ用モータ駆動部、 １６ コントロール部、 １７ 試料移動ステージ、 １８ 焦準用モータ、 １９ 焦準用モータ駆動部、 ２１ レーザ駆動部、 ２２ 基準光源、 ２３ 色補正レンズ用モータ駆動部、 ２４ 色補正レンズ用モータ、 ２５ パルスカウンタ、 ２６ ＪＯＧエンコーダ、 ２７ コリメートレンズ、 ２８ 投光側ストッパ、 ２９ ＰＢＳ、 ３０ 集光レンズ群、 ３１ 色補正レンズ群、 ３２ λ／４板、 ３３ ダイクロックミラー、 ３４ 受光側ストッパ、 ３５ 集光レンズ群、 ３６ 光検出器（ＰＤ）、 ３７ 増幅器、 ３８ Ａ／Ｄ変換器、 ４０ ＣＰＵ本体、 ４１ データバス、 ４２ ＲＯＭ、 ４３ ＲＡＭ、 ４４ Ｉ／Ｏポート。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料を観察するための対物レンズと、 この対物レンズと上記試料との間隔を調節する焦点調節
   手段と、 この焦点調節手段を駆動する駆動手段と、 上記対物レンズの上記試料に対する合焦状態を検出する
   合焦検出手段と、 この合焦検出手段の検出結果に基いて上記駆動手段を制
   御して上記対物レンズを自動的に合焦させる自動合焦手
   段と、 上記合焦検出手段により検出される合焦位置を補正する
   合焦補正手段と、 上記駆動手段及び上記合焦補正手段に駆動量若しくは補
   正量を指示する操作手段と、 この操作手段に入力された操作量を、自動合焦動作が停
   止している場合には上記駆動手段に伝達し、自動合焦動
   作が実行されている場合には上記合焦補正手段に伝達す
   る制御手段とを有することを特徴とする自動焦点顕微
   鏡。
2. 【請求項２】 上記合焦検出手段は、上記試料に測定光
   を照射する光源と、この光源により照射された上記試料
   からの反射光を受光する受光手段とを有しており、 上記合焦補正手段は、上記光源と上記試料との間の光路
   に配設され、光軸方向に位置調節可能な色補正レンズ手
   段を有することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点
   顕微鏡。
3. 【請求項３】 複数の対物レンズから１つを選択して観
   察光軸上に位置させる対物レンズ切換手段と、 選択された対物レンズの種別を認識する対物レンズ認識
   手段と、 上記合焦補正手段で補正される各対物レンズ毎の補正量
   を予め記憶している補正量記憶手段とを更に具備し、 上記制御手段は、自動合焦動作が実行されている場合に
   は、上記対物レンズ認識手段により認識された対物レン
   ズに対応する補正量を上記補正量記憶手段から取り出し
   て上記合焦補正手段に伝達し、上記操作段から伝達され
   る操作量と合わせて合焦補正手段が動作するようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動焦点顕微鏡。