JPS599613A - 自動焦点調節方法 - Google Patents

自動焦点調節方法

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JPS599613A
JPS599613A JP57119073A JP11907382A JPS599613A JP S599613 A JPS599613 A JP S599613A JP 57119073 A JP57119073 A JP 57119073A JP 11907382 A JP11907382 A JP 11907382A JP S599613 A JPS599613 A JP S599613A
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JP57119073A
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Akihiko Oe
大江 昭彦
Masaki Fuse
正樹 布施
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/60Type of objects
    • G06V20/69Microscopic objects, e.g. biological cells or cellular parts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学機器の自動焦点調節方法Gこ関する。
従来、顕微鏡の自動焦点調節方法としては次のものが発
表されている。
l)画像信号の解析 TVカメラ、ラインスキャン型固体撮像素子など撮像装
置の映像信号に含まれる高周波成分のピーク値を山昇り
法によって求める方法であり特公昭&!−/コ104号
などで発表されている〇 この方法は、生物顕微鏡に適した方法であるが、高周波
成分の変化を検出するためには低周波成分を除く必要が
あり焦点精度を高めようとするとしゃ断層波数を高くと
る必要がありそうすると高周波成分の絶対値が小さくな
ってノイズの中にうもれてしまう。逆にしゃ断層波数を
低くすると精度が低下するという問題があり、特に光量
、コントラストが若干でも不足すると、精度が相当低下
するという欠点があった。前記特公昭1I2−1210
4号のように平行光を別に照射して光用を上げようとし
ても上記欠点は解決できているとはいえない。
2)エアーマイクロ 対物レンズにエアーノズルを設け、被写体に向けてエア
ーを噴出させ、その背圧をチェックし、対物レンズと被
写体間距離を一定に保つ方法であり、日本自動制御C株
)より発売されている。
このガ級はIC,LSTのマスク板、ウェーハ等金属顕
R1鏡を用いた分野で利用されているがカバーグラス付
きのプレパラートのような内部Gこ封入された被写体な
どGこはカバーグラスの厚みが不均一の場合その分だけ
焦点がず、れるという欠点がある□ 本発明は対物レンズと被写体間の移動方法を改善するこ
とGこより従来方法の問題点を解決したものである。
すなわち、本発明は被写体を光学機器を通してラインス
キャン型固体撮像素子で撮像するにあたり、焦点を調節
するために被写体と対物レンズ間の距11111(DJ
を任意の値(S)に設定し、次いで正しい焦点距離に近
ずく方向に一定のきざみ(B)で変化させつつ、各位置
において撮像して出力された映像信号のうち隣接する画
素間の差分値の合計値を計算し、Dの変化1?’lJの
該合計値より変化後の該合計値が小さくなるまで上記操
作をくりかえし、次いでBの/ないし73倍りの値をも
どし、ついでBより短かい一定のきざみ(C)でBきざ
みでの変化と同じ方向にDを変化させつつ変化前後の該
合計値の比較を行ない、最初に変化後の値が変化前の値
より小さくなった時の変化前の値を示す位置を合焦点位
置とする自動焦点調節方法である0 以下本発明を図面により詳細に説明する。
第1図は本発明の詳細な説明するためσつ図、第2図は
本発明の自動焦点調節方法を説明するための図である。
顕@ kil /の鏡筒Gこ取り付けられたラインスキ
ャン型固体撮像素子−の映像信号をA/D  コンバー
タ3を介してマイクロコンピュータダへ入力し、前記ラ
インスキャン型H体撮像素子コで撮鯨した映像信号のう
ち瞬接する画素間の差分値の合計値を求める。この操作
′fr:顕微鏡/の微動ダイヤルに取り付けたパルスモ
ータSを駆動させながら行い合焦点位置を求める。
次Gこ第λ図Gこより本発明の自動焦点調節方法を説明
する〇 第2図のX軸Gまパルスモータの駆動回数、Y軸は対物
レンズと被写体間距離D)を示す。自動焦点装置を駆動
させると、任意に設定したSの位置で前記差分値の合計
値を求める。次いでパルスモータ−5を駆動させて、正
しい焦点距離に近ずく方向に距離BだけD2変化させ同
様に差分値の合計値を求める。パルスモータSの駆動前
後の値を比較し、後者が前者より大きい場合、同様の操
作を後者が小Gこなるまで繰り返す。
ここで正しい焦点距離Gこ近ずく方向はパルスモータ−
5駆動前後での前記差分値の合計値の大きい方向と一致
する。したがってあらかじめ正しい焦点距離Gこ近ずく
方向が不明の場合は任意の方向にBだけDを変化させ、
その1!J 伎での前記差分値の合計値を比較して移動
方向をきめればよい。
後者が前者より小になった場合はD全Bの7ないしis
倍戻した位置からきざみ巾BをBよりも小さい値Cとし
た他は前記と同じ操作の繰返しを行ない、パルスモータ
−5の駆動後の前記合計値が最初に駆動前の合計値より
小さくなった時の蛇動前の位置を合焦点とする。
ココで最初に設定する被写体と対物レンズ間の距離(S
)は正しい焦点位置に充分近いことが望ましいが、通常
の方法で肉眼で粗くあわせた距離で充分である。
この距離は正しい焦点位置の時の距離より大きくても小
さくてもよいが、小さい場合にはカバーグラス表向にゴ
ミ等が付層していてもSの焦点位置がスライドグラス内
にあり、ゴミに焦点があう前に被写体の合焦点位置に到
達するため、誤ってゴミ等に焦点があうことがないため
小さい場合の方が好ましい。
きざみBおよびCの値はBがCより大きければ任意であ
るがCの値は使用した光学機器の焦点深!徒の大きさな
いしその/ であることが好個 ましくさらには焦点深度の4 ないし′と2が好ましい
OBの値はCの値の倍ないし70倍であることが好まし
く、さらにはCの値の3倍ないし6倍であることが好ま
しい。
BおよびCがこれらの値より大きい場合は最終的しこ求
められる合焦点の位置が充分に正しい焦点距離に近く7
:Cらず像がぼけるという欠点な有し、BおよびCがこ
れ以上近くても像は充分に鮮明となるが焦点あわせGこ
時間がグρ1pるという欠点がある。
本発明はこのように一段階でパルスモータ−を駆動させ
ること−により高速でしかも正確に自動焦点調節ができ
るという特徴を有する。また画像信号そのものを漕力の
目安として用いているので調節後の画像にぼけが生ずる
余地がないという特徴を有する。
また本発明の方法しこおいてはラインスキャン型撮像素
子間の感度むら、照明むらにより、まったく均一な被写
体を撮像しても前記差分値の合d[値を求めるとOでな
いことが多い。したがって前記差分値の合gV値がある
一定の値(商値)以上である場合のみ大小比較を行なう
ことが実用上好ましい。この1@値としては例えば被写
体の入っていないスライドグラスを撮像して高力された
鋏像信号νつうち隣接する画素間の差分値の合計値ない
しはその数倍の値を用いることができる。これによりノ
イズの影響をふせぐことができる。
また、同一スライドグラス内で撮像される被写体の位置
ごかえた時の焦点調節は焦点は大巾【こずれていないこ
とが予想され、その時の対物レンズと被写体の距離D〕
を微小量たとえば、20μ程度縮めた位置を初期の位置
として本発明の方法で自動焦点ルを節できる。またスラ
イドグラスを交換した場合でもこれと同様に行ない、一
定の約j&たとえばダOμ程度の距離(最大作動距離)
をきざみ巾Bで移動させながら前記合計 □値をもとめ
・この範囲で合焦点位置が求められない場合目視あるい
は前記合計値のステップモーター駆動前後の比較値の傾
向から適正なりの値(S)にもどしても数秒から士数秒
の遅延しかもたらさず、もしこの範囲で合焦点が得られ
れば手間の節約になるので好ましい。このように合焦点
位置が求められない場合無JIAに長い区間をさがすよ
り一定の距離をすぎた後は操作を停止し、操作者にアラ
ームな出して、適正なスタート位置を愈ばせるのが実用
上時間の節約となる。
また、被写体のコントラストが弱くて(初値をこえる差
分値の合計値が得られない場合この最大作動距離の設定
番こより早期にチェックすることができる。
本発明の方法では対物レンズの拡大半20倍の顕微鏡を
用い、スタート位w (S)を正しい焦点距離より20
μ短かい位置からスタートさせ、Bをコμ翫CをO3μ
とすることにより一−Q〜十10μまでの焦点ずれを最
大作動距離内で調節することができた□ また、これ以上焦点がずれていた場合でも、一旦スター
ト位置を修正することGこより容易に焦点目動調節がで
きた。焦点調節時間は焦点ズレσつ程度で異なるがJ最
大でも数秒であった。
さらに高速化を計る必要のある場合には高速A / D
  :l ンハータの採用等により処理スピードを高め
ることにより容易に達成可能である。
以上説明したように本発明は光学機器の自動焦点調節方
法として適したものであり、その効果は多大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の詳細な説明するための図、第一図は
本発明の自動焦点調節方法を説明するための図である。 lは顕微鏡、2はラインスキャン型固体抛像素子、JG
IA/D  コンバータ、ダはマイクロコンピュータ、
Sは;゛クルスモータ。 脅j図 婦 2 霞 へ9ルスモータの焉V勧匣I交 −・「−系売ネ市−7E書 昭和57年12月28日 41F、、’l庁長官 若杉和夫殿 1、・1警性の表示 特願昭57−119073号 2、発明の名称 自動焦点調節方法 3、補正をする名 ・IV件との関係    特許出願人 東京都中央区京橋二二丁目3番19号 (603)三菱レイヨン株式会社 取締役社長  金 澤 脩 三 4、代理人   〒104東京都中央区京橋二丁目3番
18号三菱レイヨン株式会社内 (6949)弁理士 吉澤敏夫 5、袖11:命令のII+1 自発補正 6、補11ニの対象 (1)明細湯中下記の補正を行なう。 第3頁19行[:1rLST」を「LSI」に訂I卜す
る。 第9頁6行11「用程度」と「縮めた」の間に「(第2
図のAに相当する)」を挿入する。 第9頁7行目「できる」と「また」の間に[通常ではこ
のような方法をとることにより初期の位置はiE Lい
焦点位置より被写体に近くなり、したがってきざみ11
]Bで移動する方向は被写体から離れる方向になり、被
写体、例えばスライドグラスと対物レンズがぶつかって
破損する恐れがなくなるという効果がある。」を挿入す
る。 (2)図面中、第2図を別紙の図面に補!トする。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l)被写体をツ0学機器を通してラインスキャン型固体
    撮像素子で撮像するにあたり、焦点を調節するために、
    最初Gこ被写体と対物レンズ間の距離CD)を任意の値
    に設定し、次いで正しい焦点距離に近ずく方向に一定の
    きざみ(B)で変化させつつ、各位置において撮像して
    出力された映像信号のうち隣接する画素間の差分値の合
    計値を計算し、Dの変化前の該合計値より変化後の該合
    計値が小さくなるまで上記操作をくりかえし、次いでB
    の/7:cいしi3倍りの値をもどし、ついでBより短
    かい一定のきざみ(C)でBきざみでの変化させたのと
    同じ方向にDを変化させつつ変化前後の該合計値の比較
    を行ない最初に変化後の値が変化前の値より小さくなっ
    た時の変化前の値を示す位置を合焦点位置とする自動焦
    点調節方法。 コ〕 光学機器が顕微鏡であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の自動焦点調節方法。 3)最初に設定する被写体と固体撮像間の馳離(S)を
    正しい焦点距離より短い値に設定することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項または第2項記載の方法。
JP57119073A 1982-07-08 1982-07-08 自動焦点調節方法 Granted JPS599613A (ja)

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EP83303911A EP0099229A3 (en) 1982-07-08 1983-07-05 Image measuring system
CA000432024A CA1196725A (en) 1982-07-08 1983-07-07 Image measuring system

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JPS599613A true JPS599613A (ja) 1984-01-19
JPH0254522B2 JPH0254522B2 (ja) 1990-11-21

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