JPH03168712A - オートフォーカス装置 - Google Patents
オートフォーカス装置Info
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- JPH03168712A JPH03168712A JP31044089A JP31044089A JPH03168712A JP H03168712 A JPH03168712 A JP H03168712A JP 31044089 A JP31044089 A JP 31044089A JP 31044089 A JP31044089 A JP 31044089A JP H03168712 A JPH03168712 A JP H03168712A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野1
本発明は、例えば、ビデオデッキの組立調整検査工程で
用いられる高倍率顕微鏡装置のフォーカシング等に使用
される高速高精度の才一トフォーカス装置に関する。
用いられる高倍率顕微鏡装置のフォーカシング等に使用
される高速高精度の才一トフォーカス装置に関する。
カメラ等により捕らえようとする対象物、即ち被検物に
対し、自動的にフォーカシングを行なう装置は、従来よ
りビデオカメラ、その他各種の装置に使用されている。
対し、自動的にフォーカシングを行なう装置は、従来よ
りビデオカメラ、その他各種の装置に使用されている。
ビデオデッキの組立調整検査工程において、例えば被検
物であるビデオヘッドに高倍率顕微鏡装置をフォーカシ
ングする場合にも、やはり才一トフォーカス装置が使用
される。
物であるビデオヘッドに高倍率顕微鏡装置をフォーカシ
ングする場合にも、やはり才一トフォーカス装置が使用
される。
第10図に、従来のオートフォーカス装置のブロック図
を示す。
を示す。
この装置は、ビデオカメラ等に広く使用されているもの
で、映像信号中に含まれる高周波成分のピークを捕らえ
てフォーカシングを行なうものである。
で、映像信号中に含まれる高周波成分のピークを捕らえ
てフォーカシングを行なうものである。
図の装置は、被検物1に対向配置された対物レンズ2と
撮像装置3を有し、対物レンズ2及び撮像装置3は鏡筒
4に収容されている。この鏡筒4の側壁には、光源5が
配置され、ハーフミラー6を介して被検物1を照射する
よう構成されている。鏡筒4は、矢印7方向に可動に支
持されており、鏡筒位置Lを変化させてフォーカシング
が行なわれる。このフォーカシングのために、図の各ブ
ロックが設けられている。
撮像装置3を有し、対物レンズ2及び撮像装置3は鏡筒
4に収容されている。この鏡筒4の側壁には、光源5が
配置され、ハーフミラー6を介して被検物1を照射する
よう構成されている。鏡筒4は、矢印7方向に可動に支
持されており、鏡筒位置Lを変化させてフォーカシング
が行なわれる。このフォーカシングのために、図の各ブ
ロックが設けられている。
撮像装置3にて得たビデオ信号は図示しないモニタTV
等に供給されて表示されるが、このビデオ信号は、微分
回路11にも供給される。
等に供給されて表示されるが、このビデオ信号は、微分
回路11にも供給される。
微分回路11には、ハイパスフィルタl2、A/D変換
回路13、制御部14、モータ駆動回路15及びバルス
モータ16が順に接続されている。
回路13、制御部14、モータ駆動回路15及びバルス
モータ16が順に接続されている。
撮像装置3は、例えば従来よりよく知られた固体撮像素
子などである。撮像装置3にて得た第11図(a)に示
すようなビデオ信号は、微分回路11により第11図(
b)に示すような高周波成分を強調された信号■とされ
、さらにハイバスフィルタ12により、微分回路11の
出力より高周波成分が抽出される。そして、A/D変換
回路13は、ハイバスフィルタ12の出力をディジタル
変換して制御部14に入力する。また、制御部14は、
マイクロプロセッサ等から成る。
子などである。撮像装置3にて得た第11図(a)に示
すようなビデオ信号は、微分回路11により第11図(
b)に示すような高周波成分を強調された信号■とされ
、さらにハイバスフィルタ12により、微分回路11の
出力より高周波成分が抽出される。そして、A/D変換
回路13は、ハイバスフィルタ12の出力をディジタル
変換して制御部14に入力する。また、制御部14は、
マイクロプロセッサ等から成る。
ここで、例えば、制御部14の制御によりモータ駆動回
路15を介してパルスモータ16を駆動する。パルスモ
ータ16が駆動されると、ボール螺子機構17によって
鏡筒4が矢印7方向に移動する。鏡筒位置の変更には、
この他に圧電素子等が用いられることもある。
路15を介してパルスモータ16を駆動する。パルスモ
ータ16が駆動されると、ボール螺子機構17によって
鏡筒4が矢印7方向に移動する。鏡筒位置の変更には、
この他に圧電素子等が用いられることもある。
ここで、鏡筒位置Lを変化させながら、ハイバスフィル
タ12の出力電圧■をプロットすると、第11図(C)
に示すような特性が得られる。この特性を見ると、鏡筒
位置Lを変化させていくと、出力電圧■がある点でピー
クを示し、ほぼ左右対象の山状の特性となる。このピー
ク値が合焦位置であり、同ピーク値となるように鏡筒位
置Lを変化させてフォーカシング動作を行なう。
タ12の出力電圧■をプロットすると、第11図(C)
に示すような特性が得られる。この特性を見ると、鏡筒
位置Lを変化させていくと、出力電圧■がある点でピー
クを示し、ほぼ左右対象の山状の特性となる。このピー
ク値が合焦位置であり、同ピーク値となるように鏡筒位
置Lを変化させてフォーカシング動作を行なう。
第12図に、第10図に示した従来装置のフォーカシン
グ動作フローチャートを示す。また、第13図には、鏡
筒位置に応じた出力電圧■を表示したヒストグラムによ
る、信号取込み動作説明図を示す。
グ動作フローチャートを示す。また、第13図には、鏡
筒位置に応じた出力電圧■を表示したヒストグラムによ
る、信号取込み動作説明図を示す。
第12図及び第13図を用いて、第10図の装置の具体
的な動作を説明する。
的な動作を説明する。
先ず、フォーカシング動作開始に当たり、制御部l4に
内蔵されたメモリの初期化を行なう(ステップSl)。
内蔵されたメモリの初期化を行なう(ステップSl)。
次に、パルスモータ16を駆動して、1ステップ分鏡筒
を微動させる(ステップS2)。1ステップの微動後、
出力電圧■の取込みを行ないメモリに格納する(ステッ
プS3)。
を微動させる(ステップS2)。1ステップの微動後、
出力電圧■の取込みを行ないメモリに格納する(ステッ
プS3)。
次に、nステップの微動が完了したか否かが判断される
(ステップS4)。これは、第13図に示すように、ス
タート位置からストップ位置の間をnステップに区分し
、このlステップ微動毎に出力電圧■を取込むための動
作である。
(ステップS4)。これは、第13図に示すように、ス
タート位置からストップ位置の間をnステップに区分し
、このlステップ微動毎に出力電圧■を取込むための動
作である。
即ち、ステップS2からステップS4のループをn回繰
返すことによって、出力電圧■をn回取込み、これらを
メモリに格納する。そして、第13図に示すようなヒス
トグラムを得て、合焦位置の演算を行なう(ステップS
5)。合焦位置が求められると、制御部14はモータ駆
動回路15を介してバルスモータ16を駆動し、合焦位
置までカメラを移動させる(ステップS6)。
返すことによって、出力電圧■をn回取込み、これらを
メモリに格納する。そして、第13図に示すようなヒス
トグラムを得て、合焦位置の演算を行なう(ステップS
5)。合焦位置が求められると、制御部14はモータ駆
動回路15を介してバルスモータ16を駆動し、合焦位
置までカメラを移動させる(ステップS6)。
以上のようにして、第10図に示すオートフォーカス装
置が動作する。
置が動作する。
ところで、上記のような従来のオートフォーカス装置に
おいては、撮像装置3により得られたビデオ信号を用い
てフオーカシングを行なうため、出力電圧■の取込み間
隔が1ステップ当たりl/60秒と制限されてしまう。
おいては、撮像装置3により得られたビデオ信号を用い
てフオーカシングを行なうため、出力電圧■の取込み間
隔が1ステップ当たりl/60秒と制限されてしまう。
従って、フオーカシング速度が遅くより高速化すること
が難しい。
が難しい。
また、ビデオ信号の高周波或分の増減を用いてフォーカ
シングな行なうため、被検物はコントラストがある程度
高いものに限られる。即ち、ミラー面等の低コントラス
トの被検物については、フォーカシングが困難となる。
シングな行なうため、被検物はコントラストがある程度
高いものに限られる。即ち、ミラー面等の低コントラス
トの被検物については、フォーカシングが困難となる。
また、使用対物レンズの被写界深度内では、コントラス
トの変化がほとんどないため、フォーカシングの検出精
度を被写界深度以上に上げることができない。
トの変化がほとんどないため、フォーカシングの検出精
度を被写界深度以上に上げることができない。
従って、使用対物レンズの間口角(NA)によりフォー
カシング精度が定まってしまうという問題点があった。
カシング精度が定まってしまうという問題点があった。
本発明は以上の点に着目してなされたもので、より高速
高精度のフォーカシングを行なうオートフォーカス装置
を提供することを目的とするものである。
高精度のフォーカシングを行なうオートフォーカス装置
を提供することを目的とするものである。
本発明のオートフォーカス装置は、被検物及び参照ミラ
ーに対し白色光を照射する光源と、被検物及び参照ミラ
ーからの反射光を導いて結像させ、干渉縞を形成させる
結像部と、この結像部において前記干渉縞を検出する干
渉縞検出部と、前記干渉縞のコントラストが最大となる
ようフォーカシングな行なうフォーカシング制御部とを
備えたことを特徴とするものである。
ーに対し白色光を照射する光源と、被検物及び参照ミラ
ーからの反射光を導いて結像させ、干渉縞を形成させる
結像部と、この結像部において前記干渉縞を検出する干
渉縞検出部と、前記干渉縞のコントラストが最大となる
ようフォーカシングな行なうフォーカシング制御部とを
備えたことを特徴とするものである。
[作用]
以上のオートフォーカス装置は、対物レンズに2光束干
渉対物レンズを用いている。そして、白色光源により干
渉縞を形成させた場合、合焦点で干渉強度がピーク値を
とることを利用している。
渉対物レンズを用いている。そして、白色光源により干
渉縞を形成させた場合、合焦点で干渉強度がピーク値を
とることを利用している。
即ち、干渉縞のコントラストにより合焦点を決定するた
め、データ取込み間隔は映像信号の内容に左右されない
。また、干渉縞のコントラストは、被検物の面やレンズ
の被写界深度に影響されず、あらゆる被検物に対するフ
ォーカシングの高精度化が可能で゛あ−る。
め、データ取込み間隔は映像信号の内容に左右されない
。また、干渉縞のコントラストは、被検物の面やレンズ
の被写界深度に影響されず、あらゆる被検物に対するフ
ォーカシングの高精度化が可能で゛あ−る。
〔実施例1
以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説明する。
第l図は、本発明のオートフォーカス装置の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
図の装置は、被検物lに対し対物レンズ21を配置する
一方、参照ミラー22に対し対物レンズ23を配置して
いる。鏡筒20の側壁に設けられた光源27は、白色光
を照射するハロゲンランプ等から成る。この先源27に
より、被検物1及び参照ミラー22が照射されると、そ
の反射光はハーフミラー24を介し結像部25に達する
。結像部25には、スリット25aが設けられ、その背
後にフォトダイオード等から成る干渉縞検出部26が配
置されている。
一方、参照ミラー22に対し対物レンズ23を配置して
いる。鏡筒20の側壁に設けられた光源27は、白色光
を照射するハロゲンランプ等から成る。この先源27に
より、被検物1及び参照ミラー22が照射されると、そ
の反射光はハーフミラー24を介し結像部25に達する
。結像部25には、スリット25aが設けられ、その背
後にフォトダイオード等から成る干渉縞検出部26が配
置されている。
尚・被検物1の光像は、ハーフミラー28を介して撮像
装置31に達し、モニタテレビ32に映し出されるよう
構成されている。
装置31に達し、モニタテレビ32に映し出されるよう
構成されている。
この装置においても、先に説明した従来装置と同様に、
被検物1に対する鏡筒20の位置Lを、矢印7方向に可
変するフオーカシング制御部30が設けられている。
被検物1に対する鏡筒20の位置Lを、矢印7方向に可
変するフオーカシング制御部30が設けられている。
先ず、干渉縞検出部26の出力は、アンブ33に入力し
、更にA/D変換回路34を介して制御部35に入力す
る。また、制御部35は、モータ駆動回路36を介して
パルスモータ37を駆動し、ボール螺子機構38により
鏡筒20を矢印7方向に駆動するよう構戊されている。
、更にA/D変換回路34を介して制御部35に入力す
る。また、制御部35は、モータ駆動回路36を介して
パルスモータ37を駆動し、ボール螺子機構38により
鏡筒20を矢印7方向に駆動するよう構戊されている。
即ち、上記のフォーカス検出用光学系は、対物レンズに
いわゆる2光束干渉対物レンズを使用し、光源27には
白色光源を使用している。
いわゆる2光束干渉対物レンズを使用し、光源27には
白色光源を使用している。
第2図に、2光束干渉対物レンズを使用した場合の動作
原理説明図を示す。
原理説明図を示す。
図において、被検物1とハーフミラー24との間の光路
長をL+ とじ、参照ミラー22とハーフミラー24と
の間の光路長をL2とすると、両光路長Ll,L2の差
がλ/2(λは光源の波長)毎に1本の干渉縞が現われ
る。
長をL+ とじ、参照ミラー22とハーフミラー24と
の間の光路長をL2とすると、両光路長Ll,L2の差
がλ/2(λは光源の波長)毎に1本の干渉縞が現われ
る。
第3図(a)及び(b)にその干渉縞の一例を示す。
第3図は、何れも被検物としてビデオデッキの磁気ヘッ
ド(以下、ビデオヘッドと呼ぶ)を使用した場合の像を
示している。図のように、ビデオヘッドMの光像に対し
、楕円形の縞状に干渉縞Kが現われている。
ド(以下、ビデオヘッドと呼ぶ)を使用した場合の像を
示している。図のように、ビデオヘッドMの光像に対し
、楕円形の縞状に干渉縞Kが現われている。
尚、光源27に白色光を用いると、干渉縞の総本数(可
干渉距離)を小さくすることができる。この可干渉距離
は、白色光の場合、通常1.5〜2.4μm程度となる
。
干渉距離)を小さくすることができる。この可干渉距離
は、白色光の場合、通常1.5〜2.4μm程度となる
。
従って、以上の場合、L r = L 2のとき、干渉
強度が最大となり、干渉縞のコントラストが最大となる
。そして、L1とL2の差が大きくなるにつれて、コン
トラストが次第に減少していく。第3図のように、被検
物としてビデオヘッドMを用いた場合、第1図の結像部
25においては数本の干渉縞が観察できる。Ll=L2
となったとき、中央付近には真っ白の縞が現われ、その
周辺ではビデオヘッドMの正面に曲率に対応した干渉縞
Kが等高線のように見える。この干渉縞Kは、周辺部へ
行くほどコントラストが低くなる。また、観察できる干
渉縞Kの総本数は、最大でも8本程度となる。
強度が最大となり、干渉縞のコントラストが最大となる
。そして、L1とL2の差が大きくなるにつれて、コン
トラストが次第に減少していく。第3図のように、被検
物としてビデオヘッドMを用いた場合、第1図の結像部
25においては数本の干渉縞が観察できる。Ll=L2
となったとき、中央付近には真っ白の縞が現われ、その
周辺ではビデオヘッドMの正面に曲率に対応した干渉縞
Kが等高線のように見える。この干渉縞Kは、周辺部へ
行くほどコントラストが低くなる。また、観察できる干
渉縞Kの総本数は、最大でも8本程度となる。
ここで、第1図の結像部25に、第3図(b)に示すよ
うな干渉縞Kの幅よりも狭い幅のスリット25aを設け
ておく。このスリット25aを透過する像を干渉縞検出
部26で受け、その出力信号を処理する.スリット25
aの幅を干渉縞Kの幅よりも狭く選定したのは、スリッ
ト25aの幅が広いと、干渉縞検出部26でその像を受
けた場合、出力が平均化されて、干渉縞Kのコントラス
ト変化を検出できなくなるからである。
うな干渉縞Kの幅よりも狭い幅のスリット25aを設け
ておく。このスリット25aを透過する像を干渉縞検出
部26で受け、その出力信号を処理する.スリット25
aの幅を干渉縞Kの幅よりも狭く選定したのは、スリッ
ト25aの幅が広いと、干渉縞検出部26でその像を受
けた場合、出力が平均化されて、干渉縞Kのコントラス
ト変化を検出できなくなるからである。
干渉縞検出部26の出力信号は、第4図に示すようにな
る。即ち、鏡筒位置Lを変化させながら、第1図に示す
■の出力電圧を周期的に取込むと、その信号は干渉縞の
明暗変化に合わせて振幅し、中央にピークを持ち、ほぼ
左右に対象に減衰していく振動波形となる。上記の原理
より、合焦位置は、■の出力電圧のピークと一致する.
これは即ち、干渉縞のコントラストが最大となる位置に
他ならない。
る。即ち、鏡筒位置Lを変化させながら、第1図に示す
■の出力電圧を周期的に取込むと、その信号は干渉縞の
明暗変化に合わせて振幅し、中央にピークを持ち、ほぼ
左右に対象に減衰していく振動波形となる。上記の原理
より、合焦位置は、■の出力電圧のピークと一致する.
これは即ち、干渉縞のコントラストが最大となる位置に
他ならない。
尚、図中、4で示した部分が先に説明した可干渉距離と
なる。
なる。
また、被検物がビデオヘッドのような曲面でなく、フラ
ットな面を持つものであっても、可干渉距離は変わるこ
となく、干渉縞の間隔もλ/2となる。従って、全く同
一の条件のフォーカシングを行なうことができる.また
、被検物がフラット面の場合、干渉縞は視野内で1本以
下になる場合がある。この場合、結像部25にスリット
2.5aを設ける必要はなくなる。
ットな面を持つものであっても、可干渉距離は変わるこ
となく、干渉縞の間隔もλ/2となる。従って、全く同
一の条件のフォーカシングを行なうことができる.また
、被検物がフラット面の場合、干渉縞は視野内で1本以
下になる場合がある。この場合、結像部25にスリット
2.5aを設ける必要はなくなる。
第5図に、本発明の装置の動作フローチャートを示す。
また、第6図に、本発明の装置の動作時における鏡筒位
置Lに対する出力電圧■を示し、その信号取込みタイミ
ング説明図を表わした。
置Lに対する出力電圧■を示し、その信号取込みタイミ
ング説明図を表わした。
第5図において、先ず、制御部35(第1図)に内蔵さ
れたメモリの初期化が行なわれる(ステップS1).次
に、モータ駆動回路36を介してパルスモータ37を駆
動し、鏡筒20の1ステップずつの微動が行なわれる(
ステップS2)。この1ステップは、第6図に示した鏡
筒のスタート位置とストップ位置の間を1 / nに分
割した長さとする。そして、ステップS3において、■
の出力信号の取込みを行なう。この信号は、メモリに順
次格納される。
れたメモリの初期化が行なわれる(ステップS1).次
に、モータ駆動回路36を介してパルスモータ37を駆
動し、鏡筒20の1ステップずつの微動が行なわれる(
ステップS2)。この1ステップは、第6図に示した鏡
筒のスタート位置とストップ位置の間を1 / nに分
割した長さとする。そして、ステップS3において、■
の出力信号の取込みを行なう。この信号は、メモリに順
次格納される。
ステップS4において、信号の取込みがn回行なわれた
否かが判断される。即ち、ステップS2〜S4で先に従
来技術で説明したと同様に、鏡筒のスタート位置からス
トップ位置までの移動の間に、n回の信号取込みが繰返
される。こうして得られた第6図に示すようなヒストグ
ラムに従って、制御部35が合焦位置の演算を行なう(
ステップS5)。そして、信号のピーク点を合焦位置と
判断し、ストップ位置からの光学系移動量を演算して、
光学系の移動を行なう(ステップS6)。
否かが判断される。即ち、ステップS2〜S4で先に従
来技術で説明したと同様に、鏡筒のスタート位置からス
トップ位置までの移動の間に、n回の信号取込みが繰返
される。こうして得られた第6図に示すようなヒストグ
ラムに従って、制御部35が合焦位置の演算を行なう(
ステップS5)。そして、信号のピーク点を合焦位置と
判断し、ストップ位置からの光学系移動量を演算して、
光学系の移動を行なう(ステップS6)。
尚、上記実施例において、スリット窓の太きさは被検物
の実寸法換算でIOX 4QLLmとし、1ステップ当
たりの信号取込み時間を5m秒.鏡筒のスタート位置か
らストップ位置までの移動量を2000ステップ,lス
テップ当たりの送り量を0.05μmとした.その結果
、再現性が±063μm程度の高精度なフォーカシング
を実現することができた。
の実寸法換算でIOX 4QLLmとし、1ステップ当
たりの信号取込み時間を5m秒.鏡筒のスタート位置か
らストップ位置までの移動量を2000ステップ,lス
テップ当たりの送り量を0.05μmとした.その結果
、再現性が±063μm程度の高精度なフォーカシング
を実現することができた。
第7図に、本発明のオートフォーカス装置をビデオヘッ
ド調整器に組込んだ応用例を示す。
ド調整器に組込んだ応用例を示す。
図において、被検物1として使用されるビデオヘッドは
、フレーム60内に固定され、θ軸駆動部61θにより
矢印θ方向に移動可能とされ、X軸方向駆動部61xに
より矢印X方向に移動可能に支持されている。
、フレーム60内に固定され、θ軸駆動部61θにより
矢印θ方向に移動可能とされ、X軸方向駆動部61xに
より矢印X方向に移動可能に支持されている。
光学系は、対物レンズ41.43と、参照ミラー42と
、シャッタ49と、ハーフミラー44と、直角プリズム
50と、結像部25R,25Lと、干渉縞検出部26R
,26Lと、光源47とから構或され、鏡筒40内にこ
れらが収容されている。
、シャッタ49と、ハーフミラー44と、直角プリズム
50と、結像部25R,25Lと、干渉縞検出部26R
,26Lと、光源47とから構或され、鏡筒40内にこ
れらが収容されている。
対物レンズ41.43、参照ミラー42、ハーフミラー
44、光源47等の作用は、先に説明した第1図の装置
の対応する部分と同様である。
44、光源47等の作用は、先に説明した第1図の装置
の対応する部分と同様である。
尚、ここで、シャッタ49は、被検物1を撮像装置51
を用いて撮影する場合の干渉縞を消去するために使用さ
れる。
を用いて撮影する場合の干渉縞を消去するために使用さ
れる。
また、直角プリズム50は、被検物1及び参照ミラー4
2の反射光を、それぞれ右側のフォーカシング用結像部
25Rと、左側のフォーカシング用結像部25Lに振分
けるよう配置されている。
2の反射光を、それぞれ右側のフォーカシング用結像部
25Rと、左側のフォーカシング用結像部25Lに振分
けるよう配置されている。
各結像部25R,25Lには、それぞれ先に第1図で説
明したと同様のスリットが設けられており、その背後に
、干渉縞検出部26R,26Lが設けられている.そし
て、干渉縞検出部26R.26Lの出力は、それぞれR
アンブ53RとLアンブ53Lに入力し、何れもA/D
変換回路54に入力するよう結線されている。A/D変
換回路54の出力は、制御部55に入力し、制御部55
は、θモータ駆動部56θとXモータ駆動部56xを制
御するよう構威されている。
明したと同様のスリットが設けられており、その背後に
、干渉縞検出部26R,26Lが設けられている.そし
て、干渉縞検出部26R.26Lの出力は、それぞれR
アンブ53RとLアンブ53Lに入力し、何れもA/D
変換回路54に入力するよう結線されている。A/D変
換回路54の出力は、制御部55に入力し、制御部55
は、θモータ駆動部56θとXモータ駆動部56xを制
御するよう構威されている。
この装置は、被検物1であるビデオヘッドをアッパード
ラムに組み付ける際のヘッド組み付けと姿勢を制御する
ためのものである。
ラムに組み付ける際のヘッド組み付けと姿勢を制御する
ためのものである。
即ち、ビデオヘッドの右側部分Rと左側部分Lについて
、それぞれ干渉縞検出部26R及び26Lを用いてフォ
ーカシングを行ない、被検物1を支持するフレーム60
をθ軸方向とX軸方向に駆動し、姿静制御を行なうよう
構成されている。尚、実際には、ギャップ位置合わせを
行なうためにY軸方向の調整を行なうこともあるが、こ
こでは、その説明を省略している。
、それぞれ干渉縞検出部26R及び26Lを用いてフォ
ーカシングを行ない、被検物1を支持するフレーム60
をθ軸方向とX軸方向に駆動し、姿静制御を行なうよう
構成されている。尚、実際には、ギャップ位置合わせを
行なうためにY軸方向の調整を行なうこともあるが、こ
こでは、その説明を省略している。
第8図には、位置調整動作原理図を示す。
先ず、第8図(a)に示すように、被検物1(ビデオヘ
ッド)がX軸に対して傾斜して配置されていた場合に、
被検物の1a点と1b点と基準線Aとの間の距離を測定
する.これは、フォーカシングにより測定される。その
距離をD t , D zとすると、先ず、被検物lを
角度θ,だけ回転させ、更に (DI”D2)/2だけ
被検物をX軸方向に移動させる。このようにすれば、第
8図(b)に示す姿勢に制御される。
ッド)がX軸に対して傾斜して配置されていた場合に、
被検物の1a点と1b点と基準線Aとの間の距離を測定
する.これは、フォーカシングにより測定される。その
距離をD t , D zとすると、先ず、被検物lを
角度θ,だけ回転させ、更に (DI”D2)/2だけ
被検物をX軸方向に移動させる。このようにすれば、第
8図(b)に示す姿勢に制御される。
具体的には、第9図に示すような動作が行なわれる。
即ち、Wギャップビデオヘッドの調整では、ヘッドの右
側部分Lと左側部分Rを所定の位置に位置出しする必要
がある。この所定の位置は、第9図に示したように、ス
タート位置から一定の距離にある設定位置Aに定められ
ている。
側部分Lと左側部分Rを所定の位置に位置出しする必要
がある。この所定の位置は、第9図に示したように、ス
タート位置から一定の距離にある設定位置Aに定められ
ている。
ここで、第7図に示した干渉縞検出部26Hの出力及び
26Lの出力を用いて、それぞれ、既に第1図で説明し
たと同様の合焦位置を求める動作を実行する。これによ
り、第9図に示すように、合焦位置が、それぞれR側測
定位置B及びL側測定位置Cとして得られる。このR側
測定位置Bと設定位置の差をΔR,L側測定位置Cと合
焦位置の差をΔLとすると、このΔR.ΔLが、それぞ
れR側補正量,L側補正量となる。こうして求められた
補正量をX,θ軸の移動量に変換し、第7図の制御部5
5がθモータ駆動部56θ及びXモータ駆動部56xを
制御して、所定の位置合わせを行なう。
26Lの出力を用いて、それぞれ、既に第1図で説明し
たと同様の合焦位置を求める動作を実行する。これによ
り、第9図に示すように、合焦位置が、それぞれR側測
定位置B及びL側測定位置Cとして得られる。このR側
測定位置Bと設定位置の差をΔR,L側測定位置Cと合
焦位置の差をΔLとすると、このΔR.ΔLが、それぞ
れR側補正量,L側補正量となる。こうして求められた
補正量をX,θ軸の移動量に変換し、第7図の制御部5
5がθモータ駆動部56θ及びXモータ駆動部56xを
制御して、所定の位置合わせを行なう。
以上の作業は、高速かつ高精度に行なうことが要求され
る。この目的のために、本発明の装置はきわめて有効に
その機能を発揮する。
る。この目的のために、本発明の装置はきわめて有効に
その機能を発揮する。
以上説明した本発明のオートフォーカス装置は、信号の
取込みが映像信号の内容に影響されないため、取込みを
高速に行ない、フォーカシングスピードを従来のものに
比べ高速化することができる.上記実施例では、従来の
十数倍程度の高速化が可能である.また、信号取込み速
度が干渉縞検出部の性能とA/D変換スピードにより決
まるが、lステップ当たり約1m秒で実行することがで
き、従来1ステップ当たり 17m秒程度であったもの
を大幅に高速化できる。
取込みが映像信号の内容に影響されないため、取込みを
高速に行ない、フォーカシングスピードを従来のものに
比べ高速化することができる.上記実施例では、従来の
十数倍程度の高速化が可能である.また、信号取込み速
度が干渉縞検出部の性能とA/D変換スピードにより決
まるが、lステップ当たり約1m秒で実行することがで
き、従来1ステップ当たり 17m秒程度であったもの
を大幅に高速化できる。
また、干渉縞を検出するため、合焦精度が対物レンズの
開口角に関係しない。即ち、合焦精度は、白色光源の中
心波長のみに依存する。従って、従来40倍の対物レン
ズを使用した場合に±1μm程度の合焦精度であったも
のを、上記実施例では±0.3μm程度に押えることが
できる。
開口角に関係しない。即ち、合焦精度は、白色光源の中
心波長のみに依存する。従って、従来40倍の対物レン
ズを使用した場合に±1μm程度の合焦精度であったも
のを、上記実施例では±0.3μm程度に押えることが
できる。
また、干渉縞を検出しているため、被検物が鏡面状態の
もので低コントラストのものでも、高コントラストのも
のと同様の精度で合焦が可能である。
もので低コントラストのものでも、高コントラストのも
のと同様の精度で合焦が可能である。
また、干渉縞検出部にフォトダイオード等の安価な素子
を使用することができ、システム価格を大幅に低下させ
ることができる。
を使用することができ、システム価格を大幅に低下させ
ることができる。
更に、既存の顕微鏡にハーフミラーを追加し、光路を分
岐する等の改造により、簡単にフォーカス用光学系が構
築でき、製造コストも比較的安価になる。特に、ビデオ
ヘッド等の調整などに用いる干渉対物レンズに本発明を
使用した場合、既存の装置にハーフミラーや干渉縞検出
部を追加するだけで、簡単にフォーカス機能を付加でき
、安価な実施が可能となる。
岐する等の改造により、簡単にフォーカス用光学系が構
築でき、製造コストも比較的安価になる。特に、ビデオ
ヘッド等の調整などに用いる干渉対物レンズに本発明を
使用した場合、既存の装置にハーフミラーや干渉縞検出
部を追加するだけで、簡単にフォーカス機能を付加でき
、安価な実施が可能となる。
また、カメラを使って映像を取出す必要がないので、種
々の機器に簡単に応用が可能である。即ち、例えば、被
測定物をモニタ等に表示する必要がない場合、フォーカ
ス装置単独として、本発明の装置を、従来のオートフォ
ーカス装置に代えて使用することができる。
々の機器に簡単に応用が可能である。即ち、例えば、被
測定物をモニタ等に表示する必要がない場合、フォーカ
ス装置単独として、本発明の装置を、従来のオートフォ
ーカス装置に代えて使用することができる。
第l図は本発明のオートフォーカス装置の実施例を示す
ブロック図、第2図はその2光束干渉原理を説明する説
明図、第3図は干渉縞の像説明図、第4図は鏡筒位置L
と出力電圧との関係を示すグラフ、第5図は本発明の装
置の動作フローチャート、第6図は本発明の装置の信号
取込み動作説明図、第7図は本発明の装置の応用例を示
すブロック図、第8図は第7図の装置の被検物位置調整
動作説明図、第9図は第7図の装置の動作説明図、第1
0図は従来のオートフォーカス装置ブロック図、第11
図は従来装置中の信号説明図、第12図は従来装置の動
作フローチャート、第13図は従来装置の信号取込み動
作説明図である. 1・・・被検物、21.23・・・対物レンズ、22・
・・参照ミラー 24.28−・・ハーフミラー 25
・・・結像部、25a・・・スリット、26・・・干渉
縞検出部、 27・・・光源、 30・・・フォーカシング制御部。 第 l 図 第 2 図 第 3 図 (a) (b) M へ.−.一.一.−.一.−・″ ゛′・一.一.一.一.一.一・′゛ 第 5 図 第 8 図 (a) (b) 第 9 図 ΔR:R釦補正量 ΔL:Ltl補正量 第 l 0 図 第 l l 図 時間 時間 鏡筒位置し 時間 第 l 2 図 第 l 3 図
ブロック図、第2図はその2光束干渉原理を説明する説
明図、第3図は干渉縞の像説明図、第4図は鏡筒位置L
と出力電圧との関係を示すグラフ、第5図は本発明の装
置の動作フローチャート、第6図は本発明の装置の信号
取込み動作説明図、第7図は本発明の装置の応用例を示
すブロック図、第8図は第7図の装置の被検物位置調整
動作説明図、第9図は第7図の装置の動作説明図、第1
0図は従来のオートフォーカス装置ブロック図、第11
図は従来装置中の信号説明図、第12図は従来装置の動
作フローチャート、第13図は従来装置の信号取込み動
作説明図である. 1・・・被検物、21.23・・・対物レンズ、22・
・・参照ミラー 24.28−・・ハーフミラー 25
・・・結像部、25a・・・スリット、26・・・干渉
縞検出部、 27・・・光源、 30・・・フォーカシング制御部。 第 l 図 第 2 図 第 3 図 (a) (b) M へ.−.一.一.−.一.−・″ ゛′・一.一.一.一.一.一・′゛ 第 5 図 第 8 図 (a) (b) 第 9 図 ΔR:R釦補正量 ΔL:Ltl補正量 第 l 0 図 第 l l 図 時間 時間 鏡筒位置し 時間 第 l 2 図 第 l 3 図
Claims (1)
- 被検物及び参照ミラーに対し白色光を照射する光源と、
被検物及び参照ミラーからの反射光を導いて結像させ、
干渉縞を形成させる結像部と、この結像部において前記
干渉縞を検出する干渉縞検出部と、前記干渉縞のコント
ラストが最大となるようフォーカシングを行なうフォー
カシング制御部とを備えたことを特徴とするオートフォ
ーカス装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31044089A JPH03168712A (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | オートフォーカス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31044089A JPH03168712A (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | オートフォーカス装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03168712A true JPH03168712A (ja) | 1991-07-22 |
Family
ID=18005274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31044089A Pending JPH03168712A (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | オートフォーカス装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03168712A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0666488A1 (fr) * | 1994-02-04 | 1995-08-09 | Biocom S.A. | Procédé d'analyse automatique d'éléments en faible concentration sur un support d'objets de faible occurrence et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé |
JP2009525493A (ja) * | 2005-12-30 | 2009-07-09 | データロジック・エス・ペー・アー | レーザ光ビームの焦点調節装置およびその方法 |
JP2014021254A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Hirox Co Ltd | ズームレンズを備えたデジタルマイクロスコープにおけるピント調整方法及びその装置。 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59107315A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動焦点装置 |
JPS59111611A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動焦点装置 |
-
1989
- 1989-11-29 JP JP31044089A patent/JPH03168712A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59107315A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動焦点装置 |
JPS59111611A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動焦点装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0666488A1 (fr) * | 1994-02-04 | 1995-08-09 | Biocom S.A. | Procédé d'analyse automatique d'éléments en faible concentration sur un support d'objets de faible occurrence et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé |
FR2716003A1 (fr) * | 1994-02-04 | 1995-08-11 | Biocom Sa | Procédé d'analyse automatique d'éléments en faible concentration sur un support d'objets de faible occurrence et dispositif pour la mise en Óoeuvre dudit procédé. |
US5604351A (en) * | 1994-02-04 | 1997-02-18 | Biocom S.A. | Process and apparatus for automatic analysis of elements in weak concentration on a support |
JP2009525493A (ja) * | 2005-12-30 | 2009-07-09 | データロジック・エス・ペー・アー | レーザ光ビームの焦点調節装置およびその方法 |
JP2014021254A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Hirox Co Ltd | ズームレンズを備えたデジタルマイクロスコープにおけるピント調整方法及びその装置。 |
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