JPS61112114A - 自動焦点調節方法 - Google Patents
自動焦点調節方法Info
- Publication number
- JPS61112114A JPS61112114A JP23353184A JP23353184A JPS61112114A JP S61112114 A JPS61112114 A JP S61112114A JP 23353184 A JP23353184 A JP 23353184A JP 23353184 A JP23353184 A JP 23353184A JP S61112114 A JPS61112114 A JP S61112114A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- focus
- distance
- video signal
- maximum
- total value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、自動焦点調節方法に関し、特に顕微鏡などの
光学機器において被写体への焦点距離を自動的に調節す
るのに好適な自動焦点調節方法に関するものである。
光学機器において被写体への焦点距離を自動的に調節す
るのに好適な自動焦点調節方法に関するものである。
従来、顕微鏡などの光学機器において自動的に焦点距離
を調節する方法としては１次のような方法がある。
を調節する方法としては１次のような方法がある。
１）ＴＶカメラ、ラインスキャン型固体撮像素子などの
！Ｒ像装置が出力する映像１３号の高周波成分をチェッ
クして、そのピーク値を山昇り法によって焦点距離を求
める（画像信号の解析による）方法がある（特公昭４２
−１２１０６号公報参照）。
！Ｒ像装置が出力する映像１３号の高周波成分をチェッ
クして、そのピーク値を山昇り法によって焦点距離を求
める（画像信号の解析による）方法がある（特公昭４２
−１２１０６号公報参照）。
上記方法は、生物顕微鏡などに適するものであるが、映
像信号に含む高周波成分の変化を検出していることから
、同信号の低周波成分を除去する必要がある。そこで焦
点精度を高めるために、遮断周波数を高くすると、高周
波成分の絶対値が小さくなってしまいＳ／Ｈに影響する
という問題がある。
像信号に含む高周波成分の変化を検出していることから
、同信号の低周波成分を除去する必要がある。そこで焦
点精度を高めるために、遮断周波数を高くすると、高周
波成分の絶対値が小さくなってしまいＳ／Ｈに影響する
という問題がある。
また、特に光量やコントラストが少しでも不足すると、
精度の低下に大きく影響を与えてしまう欠点があった。
精度の低下に大きく影響を与えてしまう欠点があった。
１１）エアーノズルを対物レンズに付加して、そのエア
ーノズルから被写体に向けてエアーを噴出し、その背圧
量をチェックすることによって、対物レンズと被写体間
の距離を一定に保つ方法が実用化され、また市販もされ
ている。
ーノズルから被写体に向けてエアーを噴出し、その背圧
量をチェックすることによって、対物レンズと被写体間
の距離を一定に保つ方法が実用化され、また市販もされ
ている。
上記方法は、ＩＣ，ＬＳＩのマスク板やウェーハなどに
用いる金属顕微鏡に多く用いられているが１例えば、カ
バーグラス付のプレパラートの内部に封入した被写体に
適用すると、カバーグラスの厚みが不均一であるとき、
その不拘−分が焦点距離のズレとなって生ずる欠点があ
った。
用いる金属顕微鏡に多く用いられているが１例えば、カ
バーグラス付のプレパラートの内部に封入した被写体に
適用すると、カバーグラスの厚みが不均一であるとき、
その不拘−分が焦点距離のズレとなって生ずる欠点があ
った。
本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、簡単
かつ安価な方法により、焦点精度を低下させることなく
、光学機器における被写体への焦点距離を自動的かつ高
速に調節することができる自動焦点調節方法を提供する
ことにある。
かつ安価な方法により、焦点精度を低下させることなく
、光学機器における被写体への焦点距離を自動的かつ高
速に調節することができる自動焦点調節方法を提供する
ことにある。
上記目的を達成するため、本発明の自動焦点調節方法は
、被写体を撮像する撮像装置を有し、光学機器の焦点を
上記被写体と対物レンズ間の距離りで調節する焦点調節
装置において、上記焦点を粗にｍｉＬ、、ａ調節の焦点
位＠Ｓから一定の値Ｅを移動した後、上記移動と反対方
向に一定のきざみ幅Ｂで上記距離りを変更し、該位置で
の上記撮像装置が出力する映像信号から画素間の差分値
を求める。該動作をｍ（ｍ＝ １．２．３・・・・）回
繰り返した後、上記差分値が最大である位置にきざみ幅
Ｂを加えた位置に上記距離りを変更し、きざみ幅Ｂより
小さなきざみ幅Ｃで、上記動作を同様にｎ（ｎ＝１．２
．３・・・・）回繰り返した後、該動作での差分値が最
大である位置に上記距離りを変更することに特徴がある
。
、被写体を撮像する撮像装置を有し、光学機器の焦点を
上記被写体と対物レンズ間の距離りで調節する焦点調節
装置において、上記焦点を粗にｍｉＬ、、ａ調節の焦点
位＠Ｓから一定の値Ｅを移動した後、上記移動と反対方
向に一定のきざみ幅Ｂで上記距離りを変更し、該位置で
の上記撮像装置が出力する映像信号から画素間の差分値
を求める。該動作をｍ（ｍ＝ １．２．３・・・・）回
繰り返した後、上記差分値が最大である位置にきざみ幅
Ｂを加えた位置に上記距離りを変更し、きざみ幅Ｂより
小さなきざみ幅Ｃで、上記動作を同様にｎ（ｎ＝１．２
．３・・・・）回繰り返した後、該動作での差分値が最
大である位置に上記距離りを変更することに特徴がある
。
以下０本発明の実施例を図面により説明する。
第２図は、本発明の一実施例を示す顕微鏡における自動
焦点調節装置の構成ブロック図である。
焦点調節装置の構成ブロック図である。
第２図において、１は顕微鏡、２はラインスキャン型固
体撮像素子、３はＡ／Ｄコンバータ、４はマイクロコン
ピュータを有した制御部、５はパルスモータである。
体撮像素子、３はＡ／Ｄコンバータ、４はマイクロコン
ピュータを有した制御部、５はパルスモータである。
ラインスキャン型固体撮像素子２は、顕微鏡１の鏡筒部
分に取り付けられて、被写体を撮像し、その出力である
映像信号をＡ／Ｄコンバータ３を通して、制御部４に送
出する。
分に取り付けられて、被写体を撮像し、その出力である
映像信号をＡ／Ｄコンバータ３を通して、制御部４に送
出する。
制御部４は、Ａ／Ｄ変換された映像信号から隣接する画
素間の差検出を１行分行って、その差の合計値を求める
と共に、顕微鏡ｌの微動ダイヤルに取り付けられている
パルスモータ５を後述する方法で駆動して、顕微鏡１の
対物レンズを合焦点位置に調節する。
素間の差検出を１行分行って、その差の合計値を求める
と共に、顕微鏡ｌの微動ダイヤルに取り付けられている
パルスモータ５を後述する方法で駆動して、顕微鏡１の
対物レンズを合焦点位置に調節する。
次に、上記自動焦点調節装置による側筋方法を第１図に
より述べる。
より述べる。
第１図において、Ｘ、Ｙ軸方向は、それぞれパルスモー
タ５の駆動回数（回）、対物レンズと被写体間の距離Ｄ
（ｍ ｍ ）であり、駆動回数に対する距離りの変化
の様子を示す。また１図中のＥ、Ｂ。
タ５の駆動回数（回）、対物レンズと被写体間の距離Ｄ
（ｍ ｍ ）であり、駆動回数に対する距離りの変化
の様子を示す。また１図中のＥ、Ｂ。
Ｃ，ｍ、ｎは、制御部４内に予め設定する定数であり、
その値については後述する。
その値については後述する。
焦点調節では、先ず、被写体と対物レンズ間の距離りを
、第１図に示すＳの位置（スタート位置）に移動する。
、第１図に示すＳの位置（スタート位置）に移動する。
なお、上記スタート位［５を正しい焦点距離に近づける
ことが望ましいが、通常の方法で粗く合わせた距離りで
も充分である。
ことが望ましいが、通常の方法で粗く合わせた距離りで
も充分である。
次に、制御部４は、パルスモータ５を駆動して、距離り
をスタート位ＵＳからＥだけ離れる位置にした後、Ａ／
Ｄ変換された映像信号から隣接する画素間の差検出を１
行分行って、その差の合計値を算出する。
をスタート位ＵＳからＥだけ離れる位置にした後、Ａ／
Ｄ変換された映像信号から隣接する画素間の差検出を１
行分行って、その差の合計値を算出する。
続いて、距離りが再びスタート位置Ｓに近づく方向にき
ざみ幅Ｂだけ移動した後、上記と同様に、差分値の合計
値を算出する。この動作をｍ（ｍ＝２ＸＥ＋Ｂ＋１）回
繰り返す。
ざみ幅Ｂだけ移動した後、上記と同様に、差分値の合計
値を算出する。この動作をｍ（ｍ＝２ＸＥ＋Ｂ＋１）回
繰り返す。
制御部４は１ｍ回繰り返した動作の中から差分値の合計
値が最大であった位置イを捜して、第１図に示すように
、距離りを上記位置イにきざみ幅Ｂを加えた位置口に変
更する。なお、目標とする焦点距離が１位置イ士きざみ
幅Ｂの範囲内にあることが分かる。
値が最大であった位置イを捜して、第１図に示すように
、距離りを上記位置イにきざみ幅Ｂを加えた位置口に変
更する。なお、目標とする焦点距離が１位置イ士きざみ
幅Ｂの範囲内にあることが分かる。
制御部４は、上記位置イ＋きざみ帽Ｂの位置口から、前
述きざみ幅Ｂよりも小さいきざみ幅Ｃを用いて、前述と
同様の動作をｎ （ｎ＝２ＸＢ÷Ｃ＋１）回繰り返す。
述きざみ幅Ｂよりも小さいきざみ幅Ｃを用いて、前述と
同様の動作をｎ （ｎ＝２ＸＢ÷Ｃ＋１）回繰り返す。
制御部４は、前記同様、ｎ回繰り返した動作の中から差
分値の合計値が最大であった位置ハを捜し、パルスモー
タ５を駆動して、距離りを上記位置ハに移動し、合焦点
とする。
分値の合計値が最大であった位置ハを捜し、パルスモー
タ５を駆動して、距離りを上記位置ハに移動し、合焦点
とする。
次に、制御部４内にセットする各定数について述べる。
Ｅの値は、大きい程スタート位置Ｓと合焦点位置ハとの
ズレの許容範囲が大きくなり、また、あまり大きいと合
焦点するまでの動作時間が長くなるので、測定対象物の
上下のひずみ（すなわち。
ズレの許容範囲が大きくなり、また、あまり大きいと合
焦点するまでの動作時間が長くなるので、測定対象物の
上下のひずみ（すなわち。
被写体の表面高さのムラであって、ガラス面上に載せら
れている被写体の厚み）の１倍、ないし４倍程度であれ
ば良い。
れている被写体の厚み）の１倍、ないし４倍程度であれ
ば良い。
きざみ幅Ｂ、Ｃの値は、ＢがＣより大きければ任意であ
るが、先ず、Ｃは、使用する光学機器の焦点深度の大き
さ、ないしその１／４であれば良く、さらには１／２で
あることが好ましい。
るが、先ず、Ｃは、使用する光学機器の焦点深度の大き
さ、ないしその１／４であれば良く、さらには１／２で
あることが好ましい。
一方のＢは、Ｃの値の倍ないし１０倍であれば良く、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。
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が上記の値より大きい場合は、最終的に求め
ら九る合焦点の位置が充分に正しい焦点距離に近くなら
ず、像がぼけることになり、反対に小さい場合は、像は
充分に鮮明にはなるが焦点合わせまでの時間が長くなる
。
ら九る合焦点の位置が充分に正しい焦点距離に近くなら
ず、像がぼけることになり、反対に小さい場合は、像は
充分に鮮明にはなるが焦点合わせまでの時間が長くなる
。
なお１本−実施例において、顕微鏡ｌの対物レンズの拡
大率が２０倍、スタート位置Ｓに加える ７
、値Ｅが２０μ、ぎざみ幅Ｂ、Ｃがそれぞれ２μ。
大率が２０倍、スタート位置Ｓに加える ７
、値Ｅが２０μ、ぎざみ幅Ｂ、Ｃがそれぞれ２μ。
０．５μにしたときには、−２０〜＋２０μ までの焦
点ズレを全て′ＩＲ節できる。ただし、第１図の値Ｅは
８μである。
点ズレを全て′ＩＲ節できる。ただし、第１図の値Ｅは
８μである。
また、上記焦点ズレ以上にズしているときでも、きざみ
幅で移動し、差分値を得る前述動作を複数回繰り返すこ
とによって、容易に焦点の自動調節が実現できる。その
ときの動作時間は約２秒である。
幅で移動し、差分値を得る前述動作を複数回繰り返すこ
とによって、容易に焦点の自動調節が実現できる。その
ときの動作時間は約２秒である。
さらに、高速性を高めるためには、より高速のＡ／Ｄコ
ンバータを採用する。差分値・合計値の演算処理をスピ
ードの速い回路で行うなどにより。
ンバータを採用する。差分値・合計値の演算処理をスピ
ードの速い回路で行うなどにより。
実現できる。
このように、パルスモータを第１図に示すように、２段
階の動作に駆動させることにより、高、速かつ正確に、
光学機器の焦点合わせを自動的に行うことが可能であり
、また、映像信号の差分値を調節の目安として用いてい
るので、外的影響も少なく、調節後の画像にもボケはな
い。
階の動作に駆動させることにより、高、速かつ正確に、
光学機器の焦点合わせを自動的に行うことが可能であり
、また、映像信号の差分値を調節の目安として用いてい
るので、外的影響も少なく、調節後の画像にもボケはな
い。
以上説明したように１本発明によれば、被写体と対物レ
ンズ間の距離りを始めに粗く焦点させてＥ値変更した後
、きざみ幅Ｂ、Ｃずつ移動して映像信号から画素間の差
およびその合計値を求めた後１合計値が最大である位置
に設定させるので。
ンズ間の距離りを始めに粗く焦点させてＥ値変更した後
、きざみ幅Ｂ、Ｃずつ移動して映像信号から画素間の差
およびその合計値を求めた後１合計値が最大である位置
に設定させるので。
焦点精度を低下することなく、光学機器における被写体
への焦点距離は、自動的かつ高速に調節できる。
への焦点距離は、自動的かつ高速に調節できる。
第１図は１本発明の一実施例である自動焦点調節方法を
説明するための図、第２図は、本発明の一実施例を示す
＠微鏡における自動焦点７Ａ＠装置の構成ブロック図で
ある。 ｌ：顕微鏡、２ニラインスキャン型面体撮像索子、３：
Ａ／Ｄコンバータ、４：制御部、５：パルスモータ。 特許出願人 三菱レイ ヨン株式会社、、＋４代 理
人 弁理士 磯 村 雅 俊゛ ′ゝ、じ 第 １ 図 □パルスモータの駆動回数（回） 第２図
説明するための図、第２図は、本発明の一実施例を示す
＠微鏡における自動焦点７Ａ＠装置の構成ブロック図で
ある。 ｌ：顕微鏡、２ニラインスキャン型面体撮像索子、３：
Ａ／Ｄコンバータ、４：制御部、５：パルスモータ。 特許出願人 三菱レイ ヨン株式会社、、＋４代 理
人 弁理士 磯 村 雅 俊゛ ′ゝ、じ 第 １ 図 □パルスモータの駆動回数（回） 第２図
Claims (3)
- （１）被写体を撮像する撮像装置を有し、光学機器の焦
点を上記被写体と対物レンズ間の距離Ｄで調節する焦点
調節装置において、上記焦点を粗に調節し、該調節の焦
点位置Ｓから一定の値Ｅを移動した後、上記移動と反対
方向に一定のきざみ幅Ｂで上記距離Ｄを変更し、該位置
での上記撮像装置が出力する映像信号から画素間の差分
値を求める。 該動作をｍ（ｍ：１、２、３・・・・）回線り返した後
、上記差分値が最大である位置にきざみ幅Ｂを加えた位
置に上記距離Ｄを変更し、きざみ幅Ｂより小さなきざみ
幅Ｃで、上記動作を同様にｎ（ｎ＝１、２、３・・・・
）回繰り返した後、該動作での差分値が最大である位置
に上記距離Ｄを変更することを特徴とする自動焦点調節
方法。 - （２）前記きざみ幅Ｂと前者の動作回数ｍの積が、前記
被写体における表面高さのムラより大きな値であること
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）前記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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23353184A JPS61112114A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 自動焦点調節方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23353184A JPS61112114A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 自動焦点調節方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61112114A true JPS61112114A (ja) | 1986-05-30 |
Family
ID=16956501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23353184A Pending JPS61112114A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 自動焦点調節方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61112114A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09243906A (ja) * | 1996-03-05 | 1997-09-19 | Eastman Kodak Japan Kk | 自動焦点合わせ装置および自動焦点合わせ方法 |
| JPH10502466A (ja) * | 1994-07-01 | 1998-03-03 | ジェフレイ エイチ． プライス， | スキャニングマイクロスコピー用オートフォーカスシステム |
| JP2001066494A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Ricoh Co Ltd | オートフォーカス装置 |
| JP2008112190A (ja) * | 2000-11-03 | 2008-05-15 | Cytyc Corp | 細胞をイメージングするシステムおよび方法 |
-
1984
- 1984-11-06 JP JP23353184A patent/JPS61112114A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10502466A (ja) * | 1994-07-01 | 1998-03-03 | ジェフレイ エイチ． プライス， | スキャニングマイクロスコピー用オートフォーカスシステム |
| JPH09243906A (ja) * | 1996-03-05 | 1997-09-19 | Eastman Kodak Japan Kk | 自動焦点合わせ装置および自動焦点合わせ方法 |
| JP2001066494A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Ricoh Co Ltd | オートフォーカス装置 |
| JP2008112190A (ja) * | 2000-11-03 | 2008-05-15 | Cytyc Corp | 細胞をイメージングするシステムおよび方法 |
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