JPH0580247A - Microscope equipped with automatic focusing device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To perform automatic focusing in a short time. CONSTITUTION:A stage 72 is driven in the direction of an optical path through a stage driving part 72 until a CPU detects a focusing position based on the image pickup data of an image pickup element for focusing. The reference position 144 of the stage 73 is set slightly below the logical focus position of an objective 140. Position sensors 145 and 146, and 147 are installed at the upper-limit position 141 and lower-limit position 142 of the movement range of the stage 73, and the reference position 144. The stage 73 is moved to the reference position 144 at the time of focusing and moved up at every interval of 100mum, it is decided whether the image pickup data is focusing position or not, and the stage 73 is stopped at the focusing position.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動焦点装置を備えた
顕微鏡に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a microscope with an autofocus device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来顕微鏡における自動焦点装置として
は、対物レンズと試料表面との距離をレーザー光線等で
測定することにより焦点合せを行なう方式や対物レンズ
先端部から試料面に向けてエアーを噴出させてその圧力
変化により距離を測定して焦点合せを行なう方式等が知
られている。しかしながらこれらの方式においては、特
に生物用顕微鏡の場合に例えばカバーガラスの厚さのバ
ラツキ等により合焦位置のずれが生じるため、正確な焦
点合せが困難となり、また対物レンズの同焦の違いによ
るバラツキも問題になる。2. Description of the Related Art As an automatic focusing device in a conventional microscope, a method of focusing by measuring the distance between the objective lens and the sample surface with a laser beam or the like, or air is blown from the tip of the objective lens toward the sample surface. A method is known in which the distance is measured by the pressure change and the focus is adjusted. However, in these methods, especially in the case of a biological microscope, for example, a deviation of the focusing position occurs due to variations in the thickness of the cover glass, etc., which makes accurate focusing difficult, and also due to the difference in parfocality of the objective lens. Variation is also a problem.

【０００３】さらに、撮像素子を用いた方式の顕微鏡の
場合には、複雑な顕微鏡操作により条件設定した後、撮
像素子に必要な条件を満たして初めて焦点合せが可能に
なるため、自動焦点方式とするには不適当であった。ま
た低倍率の対物レンズを使用した顕微鏡による写真撮影
を行なう場合には、物体側の被写界深度が深いため接眼
レンズを通して観察することにより焦点合せを行なうと
焦点がどこにあっても目の調節作用により焦点があって
いるように観察され、一方像側では焦点深度が浅いため
フィルム面においては良好なピント合せが行なわれ得な
いという欠点がある。Further, in the case of a microscope using an image pickup device, after the conditions are set by a complicated microscope operation, the focusing can be performed only when the conditions required for the image pickup device are satisfied. Was unsuitable for. Also, when taking a picture with a microscope using a low-magnification objective lens, the depth of field on the object side is so deep that observing through an eyepiece causes focus adjustment regardless of where the focus is. Due to the action, the image is observed to be in focus, and on the other hand, there is a drawback that good focusing cannot be performed on the film surface because the depth of focus is shallow on the image side.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】又、顕微鏡の自動焦点
調整を行う場合、撮像素子で得られた光量に基づいてス
テージを上下動させて、合焦位置を検出して停止させる
ようになっているが、従来の装置では、任意位置にある
ステージを撮像素子の受光量に応じて単に上下動させて
調整するため、合焦位置にステージを持ち来すのに時間
がかかる欠点があった。しかもステージの駆動速度によ
ってはオーバーランを起こすので、合焦位置付近で前後
動させることになり、短時間で正確に合焦位置にステー
ジを停止させるのは困難でもあった。Further, when the automatic focus adjustment of the microscope is performed, the stage is moved up and down based on the amount of light obtained by the image pickup device, and the focus position is detected and stopped. However, the conventional apparatus has a drawback that it takes time to bring the stage to the in-focus position because the stage at an arbitrary position is simply moved up and down according to the amount of light received by the image sensor. In addition, depending on the driving speed of the stage, an overrun occurs, so that the stage must be moved back and forth near the in-focus position, and it was difficult to accurately stop the stage at the in-focus position in a short time.

【０００５】本発明は、このような問題点に鑑み、自動
焦点調整時に迅速且つ正確に合焦位置にステージを移動
及び停止できるようにした自動焦点装置を備えた顕微鏡
を提供することを目的とするものである。In view of such problems, it is an object of the present invention to provide a microscope equipped with an automatic focusing device which can move and stop the stage to a focusing position quickly and accurately during automatic focusing. To do.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による自動焦点装
置を備えた顕微鏡は、撮像素子で受光された光量に基づ
いて焦準駆動部によってステージを上下動させ、合焦位
置でステージを停止させるようにした、自動焦点装置を
備えた顕微鏡において、対物レンズに対する理論的な合
焦位置より光路方向に若干ずれた位置を基準位置として
設定して記憶する手段と、焦点調整時にステージを基準
位置に移動させる基準位置移動手段と、この基準位置か
ら所定間隔毎に理論的な合焦位置方向にステージを移動
させる手段と、合焦位置でステージを停止させるステー
ジ停止手段とを備えたことを特徴とするものである。A microscope equipped with an autofocus device according to the present invention moves a stage up and down by a focusing drive unit based on the amount of light received by an image pickup device, and stops the stage at a focus position. In a microscope equipped with such an autofocus device, means for setting and storing as a reference position a position slightly displaced from the theoretical focusing position with respect to the objective lens in the optical path direction, and the stage at the reference position during focus adjustment. A reference position moving unit for moving the stage, a unit for moving the stage in a theoretical focusing position direction at predetermined intervals from the reference position, and a stage stopping unit for stopping the stage at the focusing position. To do.

【０００７】[0007]

【作用】焦点調整時にステージを基準位置まで移動さ
せ、撮像素子で得られた撮像データに基づいて所定間隔
づつ対物レンズの理論的な合焦位置方向にステージを移
動させ、撮像素子で得られるデータが合焦位置を検出し
た位置でステージを停止させる。When the focus is adjusted, the stage is moved to the reference position, and the stage is moved in the theoretical focusing position direction of the objective lens at predetermined intervals based on the image pickup data obtained by the image pickup device. Stops the stage at the position where the focus position is detected.

【０００８】[0008]

【実施例】以下図面に基づき本発明の概略について説明
する。図１は本発明の基礎となる顕微鏡の光学系を示し
ており、１は例えばハロゲンランプの如き光源、２はコ
レクターレンズ、３は光源１の色温度を変えずに調光す
るための複数枚のＮＤフィルターから成るＮＤフィルタ
ーユニット、４は視野絞り、５は開口絞り、６は光路中
に選択的に挿入され得る複数のユニット６ａ，６ｂ，６
ｃから成るコンデンサーレンズ、７はステージ、８は各
々レボルバー９に取付けられたユニット８ａ，８ｂ，８
ｃから成る対物レンズ、１０，１１は必要に応じて光路
を観察系または写真撮影系に切り換えるために光路中に
挿脱可能に配設されたビームスプリッタ、１２は接眼光
学系、１３は写真撮影用光路中に選択的に挿入され得る
複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃから成る撮影レ
ンズ、１４は写真撮影のために結像レンズ，フレアー等
の有害光除去用スリットを介して測光用受光素子１５に
一定の割合で光量を分割するビームスプリッタ、１６は
結像レンズ及びカメラ用シャッタ１７を介してカメラ１
８のフィルム面にそして他の結像レンズを介してピント
検出用撮像素子１９に光量を分割するビームスプリッ
タ、２０は自動焦準用の光束分割チョッパである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The outline of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an optical system of a microscope which is the basis of the present invention. 1 is a light source such as a halogen lamp, 2 is a collector lens, 3 is a plurality of light sources for dimming without changing the color temperature of the light source 1. ND filter unit consisting of the ND filter, 4 is a field stop, 5 is an aperture stop, and 6 is a plurality of units 6a, 6b, 6 that can be selectively inserted in the optical path.
Condenser lens composed of c, 7 is a stage, and 8 are units 8a, 8b, 8 attached to a revolver 9, respectively.
The objective lens composed of c is a beam splitter which is detachably arranged in the optical path so as to switch the optical path to an observation system or a photography system, 12 is an eyepiece optical system, and 13 is a photography. A photo-taking lens composed of a plurality of units 13a, 13b, 13c that can be selectively inserted into the optical path for use, 14 is a photo-sensing light-receiving element 15 through a slit for removing harmful light such as an imaging lens and flare for taking a picture. A beam splitter 16 that splits the light amount at a fixed ratio to the camera 1 through an imaging lens and a camera shutter 17
A beam splitter that splits the amount of light to the image sensor 19 for focus detection on the film surface of 8 and another imaging lens, and 20 is a beam splitting chopper for automatic focusing.

【０００９】次に図２には図１の光学系を有する顕微鏡
の制御システムのブロック図が示されている。２１はピ
ント検出用撮像素子１９の制御及びその出力信号を処理
する撮像信号処理回路、２２は写真撮影の際にシャッタ
１７を駆動しまたカメラ１８のフィルム巻上げを行なう
駆動回路、２３は受光素子１５からの出力によりダイレ
クト測光を行なう測光回路、２４は撮影レンズ１３の倍
率選択を行なう切換駆動部、２５はビームスプリッタ１
０，１１の挿脱を行なう光路切換駆動部、２６は対物レ
ンズ８を切り換える切換駆動部、２７はステージ７を上
下動せしめる焦準駆動部、２８はコンデンサーレンズ６
の切換えを行なう切換駆動部、２９は開口絞り５及び視
野絞り４のための制御駆動部、３０はＮＤフィルター３
の選択切換を行なう切換駆動部、３１は光源１の調光を
行なう光源装置である。ここで各駆動部２４乃至３０は
同時に切換状態，制御状態等を検出し得るように構成さ
れている。３２はＣＰＵ、３３はマイクロコンピュータ
を含む自動露出演算制御部、３４は写真撮影に必要なフ
ィルムデータまたはレリーズ等の操作ボタンを含む撮影
操作表示部、３５は対物レンズデータ，フィルムデー
タ，自動焦準用データ等を記憶する記憶部で、必要に応
じてバッテリーによりバックアップされている。３６は
各駆動部に対して必要な操作スイッチ，自動焦準用スイ
ッチ，対物レンズデータセットに必要な操作スイッチ等
を含む操作表示部である。Next, FIG. 2 shows a block diagram of a control system of a microscope having the optical system of FIG. Reference numeral 21 is an image pickup signal processing circuit for controlling the focus detection image pickup element 19 and processing an output signal thereof, 22 is a drive circuit for driving the shutter 17 and film winding of the camera 18 during photography, and 23 is a light receiving element 15 A photometry circuit for performing direct photometry by the output from the device, a switching drive unit 24 for selecting the magnification of the taking lens 13, and a beam splitter 1
Optical path switching drive unit for inserting / removing 0 and 11; 26, switching drive unit for switching the objective lens 8; 27, focusing drive unit for vertically moving the stage 7; 28, condenser lens 6;
A switching drive unit for switching between the aperture stop 5 and the field stop 4, and 30 an ND filter 3.
A switching drive unit 31 for selectively switching the light source 1 and a light source device 31 for dimming the light source 1. Here, each of the drive units 24 to 30 is configured so as to be able to simultaneously detect the switching state, the control state, and the like. Reference numeral 32 is a CPU, 33 is an automatic exposure calculation control unit including a microcomputer, 34 is a shooting operation display unit including operation buttons such as film data or a release necessary for photographing, 35 is objective lens data, film data, for automatic focusing A storage unit for storing data and the like, which is backed up by a battery as necessary. An operation display unit 36 includes operation switches necessary for each drive unit, automatic focusing switches, operation switches necessary for the objective lens data set, and the like.

【００１０】このように構成された顕微鏡に関して、次
にその動作を説明する。先づ電源が投入されると、ＣＰ
Ｕ３２は対物レンズ切換駆動部２６から光路中に挿入さ
れている対物レンズ８に関する信号が入力されることに
より該対物レンズについての倍率及び種別（開口数）を
記憶部３５から読み出し、これらのデータから適正なコ
ンデンサーレンズ６を選定しコンデンサーレンズ切換駆
動部２８を介してコンデンサーレンズ６の切換えを行な
い、同時に開口絞り５，視野絞り４の適正な絞り径を演
算し絞り制御駆動部を介して絞り径の設定を行なう。さ
らにＣＰＵ３２は読み出した対物レンズデータに基づき
光源１の光量，ＮＤフィルター３の組合せを選定し、光
源装置３１，ＮＤフィルター切換駆動部３０を介して所
定の標準的な明るさに設定する。かくして、電源を投入
すると自動的に照明光は標準状態に設定され得る。ま
た、対物レンズ，撮影レンズ等を切換えた場合にも、こ
れらの切換情報がＣＰＵ３２に入力され、同様に自動設
定が行なわれ得る。さらに、カメラのフィルムデータ
（ＡＳＡ値等）が記憶部３５に記憶されており、電源投
入と同時に撮影可能状態にあるフィルムのデータが記憶
部３５から読み出され自動露出演算制御部３３において
演算されて、撮影操作表示部３４にて表示を行ない且つ
露出を決定する。一方、ピント検出用撮像素子１９から
の撮像信号がＣＰＵ３２に入力されると、ＣＰＵ３２は
そのとき光路中にある対物レンズデータに基づき該撮像
信号から合焦状態を演算判別し焦準駆動部２７を介して
ステージ７を駆動し、かくして自動焦点合せが行なわれ
る。The operation of the microscope thus constructed will be described below. When power is turned on first, CP
U32 receives a signal relating to the objective lens 8 inserted in the optical path from the objective lens switching drive unit 26, reads the magnification and type (numerical aperture) of the objective lens from the storage unit 35, and based on these data. A proper condenser lens 6 is selected, and the condenser lens 6 is switched through the condenser lens switching drive unit 28. At the same time, an appropriate aperture diameter of the aperture diaphragm 5 and the field diaphragm 4 is calculated, and the aperture diameter is supplied via the diaphragm control drive unit. Set. Further, the CPU 32 selects a combination of the light amount of the light source 1 and the ND filter 3 based on the read objective lens data, and sets it to a predetermined standard brightness via the light source device 31 and the ND filter switching driving unit 30. Thus, the illumination light can be automatically set to the standard state when the power is turned on. Further, even when the objective lens, the taking lens, etc. are switched, the switching information of these is input to the CPU 32, and the automatic setting can be similarly performed. Further, the film data (ASA value, etc.) of the camera is stored in the storage unit 35, and at the same time when the power is turned on, the data of the film ready to be photographed is read from the storage unit 35 and calculated by the automatic exposure calculation control unit 33. Then, the image is displayed on the photographing operation display unit 34 and the exposure is determined. On the other hand, when the image pickup signal from the focus detection image pickup device 19 is input to the CPU 32, the CPU 32 calculates and determines the in-focus state from the image pickup signal based on the objective lens data in the optical path at that time, and sets the focus drive unit 27. The stage 7 is driven via this, and thus automatic focusing is performed.

【００１１】以上が本発明の概要であるが、次に本発明
の一実施例について図面に基づき詳しく説明する。図３
は本発明による顕微鏡の制御装置５０を示しており、５
１はＣＰＵ、５２はバッテリー５３により電源遮断時に
バックアップされるＲＡＭ、５４はプログラムメモリと
してのＲＯＭ、５５は演算精度及び時間短縮のために使
用される演算器、５６は制御装置５０のコントロールを
外部から行なう外部制御装置５７のためのインターフェ
ース、５８は写真撮影装置５９のためのインターフェー
ス、６０は光路切換，レボルバー等のすべての駆動部と
ＣＰＵ５１とのデータ及び信号の受渡しを行なうＩ／Ｏ
ポートである。６１は自動焦点合せのための一次元イメ
ージセンサーを使用した撮像素子、６２は撮像素子６１
の駆動及び撮像信号処理回路、６３はＡ／Ｄ変換器であ
る。６４は操作スイッチ及び表示器を含む操作パネル
で、対物レンズに関するデータの入出力信号，各駆動部
への切換信号等をインターフェース６５を介してＩ／Ｏ
ポート６０に入出力する。The above is the outline of the present invention. Next, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Figure 3
Shows a control device 50 of the microscope according to the present invention.
1 is a CPU, 52 is a RAM backed up by a battery 53 when the power is cut off, 54 is a ROM as a program memory, 55 is an arithmetic unit used for arithmetic accuracy and time reduction, and 56 is an external control of the control device 50. From the external control device 57, 58 is an interface for the photographing device 59, 60 is an I / O for exchanging data and signals between the CPU 51 and all the drive units such as optical path switching and revolver.
It is a port. 61 is an image sensor using a one-dimensional image sensor for automatic focusing, and 62 is an image sensor 61.
Drive and imaging signal processing circuit, and 63 is an A / D converter. Reference numeral 64 denotes an operation panel including operation switches and a display, which inputs / outputs signals relating to the objective lens, switching signals to each drive unit, and the like via the interface 65.
Input and output to the port 60.

【００１２】６６は撮影レンズ６７を切換えるための駆
動部、６８は観察系と写真撮影系に光路を切換えるビー
ムスプリッタ６９の駆動部で、同時に光路が何れである
かを検出してその検出信号をＣＰＵ５１に出力し得る。
７０はレボルバー７１を回転駆動させる対物レンズ切換
駆動部で、同時にレボルバー７１の位置即ち光路に挿入
されている対物レンズを検出し得る。７２はステージ７
３を上下動させて焦点合せを行なう焦準ステージ駆動
部、７４はコンデンサーレンズ７５を対物レンズの倍率
に応じて切換える切換駆動部、７６は開口絞り７７の絞
り径を制御する制御駆動部、７８は視野絞り７９の絞り
径を制御する制御駆動部、８０は調光のために使用する
ＮＤフィルターユニット８１を切換えて透過光量比を調
整する切換駆動部、８２は光源８３を調光するための調
光回路、８４は自動焦点合せのために使用される瞳分割
用チョッパ８５のための駆動部である。Reference numeral 66 is a drive unit for switching the taking lens 67, and 68 is a drive unit for a beam splitter 69 for switching the optical path between the observation system and the photographic system. At the same time, it is detected which optical path the optical path is and the detection signal is output. It can be output to the CPU 51.
Reference numeral 70 denotes an objective lens switching driving unit that rotationally drives the revolver 71, and can simultaneously detect the position of the revolver 71, that is, the objective lens inserted in the optical path. 72 is stage 7
A focusing stage drive unit for moving the lens 3 up and down for focusing, a switching drive unit 74 for switching the condenser lens 75 according to the magnification of the objective lens, a control drive unit 76 for controlling the aperture diameter of the aperture stop 77, and a reference numeral 78. Is a control drive unit for controlling the aperture diameter of the field stop 79, 80 is a switching drive unit for switching the ND filter unit 81 used for dimming to adjust the transmitted light amount ratio, and 82 is for dimming the light source 83. A dimming circuit, 84 is a drive for a pupil splitting chopper 85 used for automatic focusing.

【００１３】図４は操作パネル６４の一例を示してお
り、８６は操作パネル、８７は対物レンズの倍率及び種
別（SPLAN,SPLAN APO,DPLAN 等）を入力するためのスイ
ッチ、８８は対物レンズの倍率表示器、８９は対物レン
ズの種別表示器、９０は光路を観察系，写真撮影光学系
等に切換えるためのスイッチ、９１は使用状態に切換え
られている光路の種別を示す表示器、９２，９３は各々
視野絞り７９，開口絞り７７を手動により適当な絞り径
に調整するためのスイッチ、９４は調光用のスイッチ、
９５は撮影レンズ６７の倍率切換スイッチ、９６は撮影
レンズの倍率表示器、９７は焦準ステージ駆動のための
スイッチ、９８はレボルバー起動スイッチ、９９は自動
焦点合せ起動スイッチである。FIG. 4 shows an example of the operation panel 64, where 86 is the operation panel, 87 is a switch for inputting the magnification and type (SPLAN, SPLAN APO, DPLAN, etc.) of the objective lens, and 88 is the objective lens. Magnification indicator, 89 is an objective lens type indicator, 90 is a switch for switching the optical path to an observation system, a photographic optical system, etc., 91 is an indicator indicating the type of the optical path switched to the use state, 92, Reference numeral 93 is a switch for manually adjusting the field stop 79 and the aperture stop 77 to an appropriate stop diameter, 94 is a switch for dimming,
Reference numeral 95 is a magnification switching switch of the taking lens 67, 96 is a magnification display of the taking lens, 97 is a switch for driving the focusing stage, 98 is a revolver activation switch, and 99 is an automatic focusing activation switch.

【００１４】本実施例は以上のように構成されており、
最初に対物レンズのデータセット及びそれに関連する動
作について説明する。ここで一例としてレボルバー７１
の光路上に対物レンズＳＰＬＡＮ １０×が切換挿入さ
れている場合について説明すれば、操作パネル８６上に
おいてスイッチ８７により倍率１０×，種別ＳＰＬＡＮ
を選択しセット入力すると、この情報はインターフェー
ス６５及びＩ／Ｏポート６０を介してＣＰＵ５１に入力
される。ＣＰＵ５１はレボルバー７１の光路上の対物レ
ンズ位置を対物レンズ切換駆動部７０により読み出し、
そのレボルバー位置と操作パネル８６からの情報とによ
り対物データテーブル１００（図５）を作成し、ＲＡＭ
５２に記憶させる。この対物データテーブル１００は、
レボルバー位置データに対応して対物レンズの倍率及び
種別を含み、図５の場合六ヶ所のレボルバー位置に関し
て対物データテーブル１００が作成されるようになって
いる。This embodiment is constructed as described above,
First, the data set of the objective lens and its related operation will be described. Here, as an example, the revolver 71
In the case where the objective lens SPLAN 10 × is switched and inserted in the optical path of, the magnification is 10 ×, the type SPLAN is set by the switch 87 on the operation panel 86.
Is selected and set and input, this information is input to the CPU 51 through the interface 65 and the I / O port 60. The CPU 51 reads out the objective lens position on the optical path of the revolver 71 by the objective lens switching drive unit 70,
The objective data table 100 (FIG. 5) is created from the revolver position and the information from the operation panel 86, and the RAM is created.
52. This objective data table 100 is
Including the magnification and type of the objective lens corresponding to the revolver position data, in the case of FIG. 5, the objective data table 100 is created for the six revolver positions.

【００１５】そしてＣＰＵ５１は常に対物データテーブ
ル１００をモニターして次の演算及び制御を行なう。即
ちＣＰＵ５１は対物データテーブル１００により図６の
テーブルからコンデンサーレンズ７５の倍率を決定して
コンデンサーレンズ切換駆動部７４へ切換データを出力
し、適正なコンデンサーレンズへの切換が行なわれる。
ここでコンデンサーレンズ７０は対物レンズの倍率によ
って三段階に切換えられる。その後、さらに最良の観察
条件を設定するために、対物データテーブル１００から
視野絞り７９，開口絞り７７の絞り径が決定されるが、
先づ視野絞り７９の絞り径の求め方を説明する。視野絞
りの絞り径ｄ₁ は次式により演算される。 ｄ₁ ＝〔ＦＮo.（視野数）／（対物レンズ倍率×ＦＳ投影倍率）〕×Ｋ１・・・・ ここで、ＦＮo.（視野数）は図７のテーブルに示されて
いるように光路が観察系（Ｂｉ）であるか又は写真撮影
系（ＦＫ）光路における撮影レンズ６７の倍率により決
まり、ＦＳ投影倍率は前出の図６のテーブルに示されて
いるようにコンデンサーレンズ７５の倍率により決ま
る。またＫ１は視野に対する比率で、Ｋ１＝１ならば
式で演算された値ｄ₁ は視野外接の絞り径を与えるが、
本実施例では対物レンズのデータセット時及び電源投入
時はＫ１＝１として視野絞り７９の絞り径ｄ₁ が決定さ
れるようになっており、従って光路が観察系であっても
写真撮影系であっても視野絞りは常に式により視野外
接の絞り径ｄ₁ に設定されることになる。The CPU 51 constantly monitors the objective data table 100 to perform the next calculation and control. That is, the CPU 51 determines the magnification of the condenser lens 75 from the table of FIG. 6 according to the objective data table 100, outputs the switching data to the condenser lens switching drive unit 74, and switches to an appropriate condenser lens.
Here, the condenser lens 70 is switched in three stages depending on the magnification of the objective lens. After that, the aperture diameters of the field stop 79 and the aperture stop 77 are determined from the objective data table 100 in order to set the best observation condition.
First, how to determine the aperture diameter of the field stop 79 will be described. The diaphragm diameter d ₁ of the field diaphragm is calculated by the following equation. d ₁ = [FNo. (field number) / (objective lens magnification × FS projection magnification)] × K1 ... where FNo. (field number) is the optical path as shown in the table of FIG. It is determined by the magnification of the taking lens 67 in the optical path of the observation system (Bi) or the photography system (FK), and the FS projection magnification is determined by the magnification of the condenser lens 75 as shown in the table of FIG. .. Further, K1 is the ratio to the visual field, and if K1 = 1, the value d ₁ calculated by the equation gives the diaphragm diameter circumscribing the visual field,
When the data set and at power-on of the objective lens in the present embodiment is adapted to stop diameter d ₁ of the field stop 79 is determined as K1 = 1, therefore it is an optical path observation system in photography system Even if there is, the field diaphragm is always set to the diaphragm diameter d ₁ circumscribing the field according to the formula.

【００１６】次に開口絞り７７の絞り径ｄ₂ は次式によ
り演算される。 ｄ₂ ＝ＮＡ×２×ｆ×Ｋ２ ・・・・ ここでＮＡは図６のテーブルに示したように対物レンズ
の倍率及び種別により決まる開口値、ｆは同様に図６の
テーブルから求められるコンデンサーレンズ７５の焦点
距離である。またＫ２は瞳径に対する比率で、Ｋ２＝１
ならば式から得られた値ｄ₂ は瞳径の１００％の絞り
径を与えるが、本実施例では対物レンズのデータセット
時及び電源投入時はＫ２＝０．８として開口絞り７７の
絞り径ｄ ₂ が観察時に最適とされている対物レンズの瞳
径の８０％に初期設定されるようになっている。尚、図
６及び図７のテーブルはＲＯＭ５４に記憶されている。
ここで対物レンズがＳＰＬＡＮ １０×で光路が観察系
である場合、自動設定される各絞り径ｄ₁ ，ｄ₂ は以下
のように演算される。図６及び図７のテーブルよりＦＮ
o.＝２８，ＦＳ投影倍率＝０．１３３が得られ、またＫ
１＝１とすれば、式より ｄ₁ ＝〔２８／（１０×０．１３３）〕×１≒２１．１（mm） となり、同様にして図６のテーブルからＮＡ＝０．３，
ｆ＝１２が得られ、またＫ２＝０．８とすれば式か
ら、 ｄ₂ ＝０．３×２×１２×０．８≒５．８（mm） が求められる。Next, the aperture diameter d of the aperture stop 77.₂Is
Is calculated. d₂= NA × 2 × f × K2 ... where NA is the objective lens as shown in the table of FIG.
Similarly, the aperture value f determined by the magnification and type of
Focus of condenser lens 75 required from the table
It is a distance. K2 is the ratio to the pupil diameter, and K2 = 1
Then the value d obtained from the formula₂Is an aperture of 100% of the pupil diameter
The diameter is given, but in this embodiment the objective lens data set
At the time of turning on the power and K2 = 0.8, the aperture stop 77
Aperture diameter d ₂Of the objective lens that is most suitable for observation
The initial setting is 80% of the diameter. The figure
6 and the table of FIG. 7 are stored in the ROM 54.
Here, the objective lens is SPLAN 10 × and the optical path is the observation system.
If, then each aperture diameter is automatically set d₁, D₂Is the following
Is calculated as follows. From the tables of FIGS. 6 and 7, FN
o. = 28, FS projection magnification = 0.133, and K
If 1 = 1, then d₁= [28 / (10 × 0.133)] × 1≈21.1 (mm), and similarly, from the table of FIG. 6, NA = 0.3,
If f = 12 is obtained, and if K2 = 0.8, then
Et d₂= 0.3 × 2 × 12 × 0.8≈5.8 (mm) is obtained.

【００１７】以上の演算はＣＰＵ５１及び演算器５５に
よって行なわれ、その演算結果により視野絞り制御駆動
部７８及び開口絞り制御駆動部７６を介して視野絞り７
９及び開口絞り７７が前記絞り径ｄ₁ ，ｄ₂ に設定され
る。図８は視野絞り７９または開口絞り７７の制御を示
すブロック図であり、１１０はＤ／Ａ変換器、１１１，
１１２はアンプ、１１３はモータ駆動回路、１１４はモ
ータ、１１５はギヤを介してモーダ１１４により開閉さ
れる絞り機構、１１６は絞り機構１１５の位置をギヤに
より検出するポテンショメータである。前述のように演
算された絞り径は、デジタル変換されるが、ここで８ビ
ットのデジタル変換を行なう場合、絞り径の範囲を０〜
３４mmとすると、 Ｄ／Ａデータ＝視野絞り径×７．５ ∴Ｄ／Ａデータ＝〔ＦＮo.（視野数）／（対物レンズ倍率×ＦＳ投影倍率）〕 ×Ｋ１×７．５ ・・・・ となるから、分解能は０．１３mm／ビットとなる。The above calculation is performed by the CPU 51 and the calculator 55, and depending on the calculation result, the field stop 7 is driven via the field stop control drive unit 78 and the aperture stop control drive unit 76.
9 and the aperture stop 77 are set to the stop diameters d ₁ and d ₂ . FIG. 8 is a block diagram showing the control of the field stop 79 or the aperture stop 77, 110 is a D / A converter, 111,
Reference numeral 112 is an amplifier, 113 is a motor drive circuit, 114 is a motor, 115 is an aperture mechanism opened and closed by the moder 114 via a gear, and 116 is a potentiometer that detects the position of the aperture mechanism 115 by the gear. The aperture diameter calculated as described above is digitally converted. When 8-bit digital conversion is performed here, the aperture diameter range is 0 to 0.
Assuming 34 mm, D / A data = field stop diameter × 7.5 ∴D / A data = [F No. (field number) / (objective lens magnification × FS projection magnification)] × K1 × 7.5 ... Therefore, the resolution is 0.13 mm / bit.

【００１８】８ビットにデジタル変換されたデータはＣ
ＰＵ５１からＩ／Ｏポート６０を介してＤ／Ａ変換器１
１０に入力され、ここでアナログ信号に変換されアンプ
１１１により増幅されてモータ駆動回路１１３によって
モータ１１４を駆動する。従って絞り機構１１５が開閉
され得るが、その位置がポテンショメータ１１６により
常にモニターされアンプ１１２を介してアンプ１１１に
フィードバックされているので、所定の絞り径に制御さ
れ得る。The data digitally converted to 8 bits is C
D / A converter 1 from PU 51 via I / O port 60
The signal is input to 10, where it is converted into an analog signal, amplified by an amplifier 111, and a motor drive circuit 113 drives a motor 114. Therefore, the diaphragm mechanism 115 can be opened and closed, but since its position is constantly monitored by the potentiometer 116 and fed back to the amplifier 111 via the amplifier 112, it can be controlled to a predetermined diaphragm diameter.

【００１９】次に対物レンズデータセット時に観察に対
して最適な明るさにするための自動設定の動作について
説明する。観察光の像面における照度Ｌは次のように表
わされる。 Ｌ＝ＬＡ×ＮＤ×ＡＳ×Ｏｂ×Ｂｉ （ｌｘ） ・・・・ ここで、ＮＤは例えば図９に示されているような複数枚
（ここでは４枚）のＮＤフィルターＮＤ０，ＮＤ２，Ｎ
Ｄ３の組合せにより透過率を変更するようにしたＮＤフ
ィルターユニット１２０（実願昭５７−３４６４５号）
によって与えられる光量比で、各ＮＤフィルターがモー
タ１２１により駆動されるカム１２２によりレバー１２
３を示して光路に挿脱されることにより図１０に示すよ
うに１１段階に制御され、図９ではＮＤ０及びＮＤ２が
光路中に挿入されており、図１０より光量比ＮＤ＝１／
１６が与えられている。ＡＳは開口絞り７７の明るさ比
で、瞳径の８０％を標準値とすると明るさ比ＡＳは、
０．８² ＝０．６４となる。Ｂｉは図１１に示されてい
るようにＢｉ １００％の光路を１としたときの光量
比、Ｏｂは図１２で示されているように対物レンズの倍
率及び種別から参照する光量比であり対物レンズSPLAN
１０×を基準として１にとっている。ＬＡは対物レンズ
SPLAN １０×，光量比ＮＤ＝１，明るさ比ＡＳ＝１，Ｂ
ｉ １００％の光路における像面照度であり、本実施例
ではＬＡ＝１８９ｌｘを定数として使用する。Next, the automatic setting operation for setting the optimum brightness for observation when setting the objective lens data will be described. The illuminance L of the observation light on the image plane is expressed as follows. L = LA × ND × AS × Ob × Bi (lx) ... Here, ND is, for example, a plurality of (four here) ND filters ND0, ND2, N as shown in FIG.
ND filter unit 120 whose transmittance is changed by the combination of D3 (Actual Application No. 57-34645)
Each ND filter is driven by a motor 121 by a cam 122 driven by a motor 121 at a light amount ratio given by
10 is controlled in 11 steps by being inserted into and removed from the optical path as shown in FIG. 3, and ND0 and ND2 are inserted in the optical path in FIG. 9, and the light quantity ratio ND = 1 /
16 are given. AS is the brightness ratio of the aperture stop 77, and assuming that 80% of the pupil diameter is the standard value, the brightness ratio AS is
Of 0.8 ² = 0.64. As shown in FIG. 11, Bi is the light amount ratio when the optical path of Bi 100% is 1, and Ob is the light amount ratio referred to from the magnification and type of the objective lens as shown in FIG. Lens SPLAN
It is set to 1 based on 10x. LA is an objective lens
SPLAN 10 ×, light intensity ratio ND = 1, brightness ratio AS = 1, B
i is the image plane illuminance in the optical path of 100%, and LA = 189 lx is used as a constant in this embodiment.

【００２０】この状態で像面照度Ｌを常に０．５〜１ｌ
ｘの範囲に維持するには、 なる目標値により式から 従って、 ＮＤ＝0.707 ／（ 189×0.64×Ob×Bi）＝ 5.84×10^-3／（ Ob ×Bi）・・・・ が得られ、ＮＤフィルターの光量比の目標値が与えられ
る。In this state, the image plane illuminance L is always 0.5 to 1 l.
To keep it in the x range, From the formula by the target value Therefore, ND = 0.707 / (189 * 0.64 * Ob * Bi) = 5.84 * 10 < ^-3 > / (Ob * Bi) ... is obtained, and the target value of the light amount ratio of the ND filter is given.

【００２１】ところで、ＮＤフィルターユニット１２０
は４枚のＮＤフィルターの組み合わせで構成されている
ので、式によるＮＤの目標値は２^1/4の分解能で与え
られなければならない。そこで式において２^1/4 を
底とする対数をとると、 log ａND = -30 - log a Ob - log ａBi ・・・・ となる。従って実際のＮＤフィルターの組合せを求める
ためには、図１２のテーブルから対物レンズに対応して
log a Ob を求め、また図１１のテーブルからlog a Bi
を求めて式よりlog a NDが得られる。かくしてこのlo
g a NDに対応して図１３に示されているテーブルに基づ
き光量比ＮＤが得られ、この光量比ＮＤを与えるような
ＮＤフィルターの制御が図１０に従ってＮＤフィルター
切換駆動部８０により行なわれる。尚、図１０乃至図１
３のテーブルは必要に応じて読み出されるデータとして
ＲＯＭ５４に記憶されている。By the way, the ND filter unit 120
Is composed of a combination of four ND filters, the target value of ND according to the formula must be given with a resolution of 2 ^1/4 . Therefore, taking the logarithm with the base of 2 ^1/4 in the equation, log aND = -30 -log a Ob -log aBi .... Therefore, in order to obtain the actual combination of ND filters, the table of FIG.
Find log a Ob, and log a Bi from the table in FIG.
Then, log a ND is obtained from the equation. Thus this lo
The light amount ratio ND is obtained based on the table shown in FIG. 13 corresponding to ga ND, and the ND filter control unit 80 controls the ND filter to give this light amount ratio ND according to FIG. 10 to 1
The table of No. 3 is stored in the ROM 54 as data to be read as needed.

【００２２】ここで、対物レンズＳＰＬＡＮ １０×，
Ｂｉ２０％の光路の場合には、図１１及び図１２よりlo
g a Bi＝−９，log a Ob＝０となり、式から log a ND＝ -30 - 0 - (-9) = - 21 が得られ、図１３のテーブルよりＮＤ＝１／３２とな
り、図１０のテーブルによれば、ＮＤ０及びＮＤ３が光
路に挿入されれば適正な明るさが得られる。従って、Ｃ
ＰＵ５１はＮＤフィルター切換駆動部８０に信号を出力
してＮＤフィルターＮＤ０及びＮＤ３を光路内に挿入せ
しめ、観察系の明るさが最適に而も一定に設定され得
る。Here, the objective lens SPLAN 10 ×,
In the case of the optical path of Bi 20%, from FIG. 11 and FIG.
ga Bi = -9, log a Ob = 0, log a ND = -30-0-(-9) = -21 is obtained from the equation, and ND = 1/32 from the table of Fig. 13, which is shown in Fig. 10. According to the table, if ND0 and ND3 are inserted in the optical path, proper brightness can be obtained. Therefore, C
The PU 51 outputs a signal to the ND filter switching drive unit 80 to insert the ND filters ND0 and ND3 into the optical path so that the brightness of the observation system can be optimally set to be constant.

【００２３】かくして、対物レンズのデータセット時の
一連の関連動作が行なわれるが、複数の対物レンズのデ
ータセットをする場合各対物レンズについて上記動作が
行なわれる。また一度セットされた対物レンズのデータ
は図５の対物データテーブル１００としてレボルバー位
置と共にＲＡＭ５２に記憶され、ＲＡＭ５２はバッテリ
ー５３により電源遮断時にもバックアップされているの
で、最初に一回だけセット操作すればよい。さらに、対
物データテーブル１００が記憶されているから、例えば
レボルバー７１を切換えると、そのレボルバー位置が検
出され、対物データテーブル１００により対物レンズの
倍率及び種別が読み出され、ＣＰＵ５１が前述の如く演
算し又はＲＯＭに記憶されたテーブルのデータを参照し
て自動的に最適なコンデンサーレンズ７５，視野絞り７
９及び開口絞り７７の絞り径，ＮＤフィルターユニット
８１の組合せを決定して各駆動部に信号を出力し自動設
定を行なう。尚、対物レンズの切換時だけでなく、観察
系（Ｂｉ）光路の切換，撮影レンズ６７の切換等の場合
にも全く同様に上記自動設定が行なわれるので、観察者
は顕微鏡の複雑な操作から開放され且つ操作ミスのない
検鏡を行なうことができる。In this way, a series of related operations at the time of setting the data of the objective lens are performed, but when performing the data setting of a plurality of objective lenses, the above operation is performed for each objective lens. Further, the data of the objective lens once set is stored in the RAM 52 as the objective data table 100 of FIG. 5 together with the revolver position, and the RAM 52 is backed up by the battery 53 even when the power is cut off. Good. Further, since the objective data table 100 is stored, for example, when the revolver 71 is switched, the revolver position is detected, the magnification and type of the objective lens are read out by the objective data table 100, and the CPU 51 calculates as described above. Alternatively, the optimum condenser lens 75 and field stop 7 are automatically referred by referring to the table data stored in the ROM.
9 and the aperture diameter of the aperture stop 77 and the combination of the ND filter unit 81 are determined, and a signal is output to each drive unit for automatic setting. Incidentally, not only when the objective lens is switched, but also when the observation system (Bi) optical path is switched, the photographing lens 67 is switched, etc., the above automatic setting is performed in exactly the same manner. It is possible to perform a speculum that is open and has no operational error.

【００２４】以上のようにデータセット及びその関連動
作が行なわれた後に、自動焦点合せのための光学系バッ
クグラウンドデータが入力されるが、これはステージ７
３の試料面に何も置かない状態で撮像素子６１に投影さ
れる像の照明ムラ及び光学系のムラ並びに撮像素子６１
に固定的に存在するノイズパターンを自動焦点合せに対
して補正するために行なわれる。而もこの補正データ入
力シーケンスは、ＲＡＭ５２の対物データテーブル１０
０により最適の投影像データとして入力するようにＮＤ
フィルターユニット８１，視野絞り７９，開口絞り７７
のデータを設定する。瞳分割用チョッパ８５により瞳分
割された二つの投影像データＡ，Ｂは撮像素子６１によ
り図１４の如く得られ、このデータが補正データとして
使用される。ここで、ｘ軸は撮像素子のビットを、ｙ軸
は撮像素子の各ビットの出力信号即ち光量を示してい
る。このデータに基づき各ビットの補正係数を求める
と、補正データＡ，Ｂに対する補正係数Ａ′，Ｂ′は図
１５のように表わされ、該補正係数Ａ′，Ｂ′はＲＡＭ
５２に入力して対物データテーブル１００と対比させる
ことにより、レボルバー７１に接続される対物レンズの
各々についての補正係数を順次ＲＡＭ５２に記憶させ
て、自動焦点合せの際に撮像素子６１からの投影像デー
タが入力されるときには該投影像データを補正係数演算
して、投影像データの精度が向上せしめられる。After the data set and its related operation are performed as described above, the optical system background data for automatic focusing is input, and this is the stage 7.
No. 3, the illumination unevenness of the image projected on the image pickup device 61 and the unevenness of the optical system, and the image pickup device 61
This is done to correct the noise pattern that is permanently present in the autofocus. In addition, this correction data input sequence is the same as the objective data table 10 of the RAM 52.
ND to input as optimum projection image data by 0
Filter unit 81, field stop 79, aperture stop 77
Set the data of. Two pieces of projection image data A and B obtained by pupil division by the pupil division chopper 85 are obtained by the image pickup device 61 as shown in FIG. 14, and this data is used as correction data. Here, the x-axis shows the bits of the image sensor, and the y-axis shows the output signal of each bit of the image sensor, that is, the light amount. When the correction coefficient for each bit is obtained based on this data, the correction coefficients A'and B'for the correction data A and B are expressed as shown in FIG. 15, and the correction coefficients A'and B'are stored in the RAM.
The correction coefficient for each of the objective lenses connected to the revolver 71 is sequentially stored in the RAM 52 by inputting the data to the objective data table 52 for comparison with the objective data table 100, and a projected image from the image pickup device 61 at the time of automatic focusing. When the data is input, the correction coefficient calculation is performed on the projection image data to improve the accuracy of the projection image data.

【００２５】この補正データ入力シーケンスの後、ＮＤ
フィルター８１，視野絞り７９，開口絞り７７は各々観
察に対して最良の条件を示すように決定された前述の値
に設定される。対物レンズのデータセット及びそれに関
連する動作は以上のように行なわれるが、これをまとめ
ると図１６のフローチャートに示す通りである。After this correction data input sequence, ND
The filter 81, the field stop 79, and the aperture stop 77 are set to the above-mentioned values determined so as to show the best conditions for observation. The data set of the objective lens and the operation related thereto are performed as described above, and are summarized as shown in the flowchart of FIG.

【００２６】次に自動焦点合せについて説明する。図１
７は、自動焦点合せのための制御回路のブロック図であ
り、１３０はアンプ、１３１はサンプルホールド回路で
ある。撮像素子６１に投影された像に対する撮像信号
は、アンプ１３０で増幅されサンプルホールド回路１３
１を介してＡ／Ｄ変換器６３により５１２ビットの画素
情報信号からデジタル信号に変換され、ＣＰＵ５１に入
力された後、ＲＡＭ５２内に記憶される。このとき、前
述した通り予めＲＡＭ５２に記憶されている（対物レン
ズ切換駆動部７０により検出された対物レンズに対応す
る）補正係数により演算器５５で補正係数演算が行なわ
れてから、撮像信号はＲＡＭ５２に記憶されるようにな
っている。またＣＰＵ５１は、チョッパ駆動部８４を介
して瞳分割用チョッパを駆動せしめることにより図１８
に示すように光学系瞳位置をＡ，Ｂに分割切換するの
で、瞳位置Ａ，Ｂに対する撮像素子６１からの撮像信号
に基づき合焦算出のための演算が演算器５５で行なわ
れ、その演算の結果ステージ７３の移動量が求められ、
これがＣＰＵ５１に入力されることにより、ＣＰＵ４１
は焦準ステージ駆動部７２を介してステージ７３を合焦
位置に駆動せしめる。Next, automatic focusing will be described. Figure 1
7 is a block diagram of a control circuit for automatic focusing, 130 is an amplifier, and 131 is a sample hold circuit. The image pickup signal for the image projected on the image pickup device 61 is amplified by the amplifier 130, and is sampled and held by the sample hold circuit 13.
The 512-bit pixel information signal is converted into a digital signal by the A / D converter 63 via 1 and is input to the CPU 51 and then stored in the RAM 52. At this time, as described above, after the correction coefficient calculation is performed by the calculator 55 using the correction coefficient stored in the RAM 52 in advance (corresponding to the objective lens detected by the objective lens switching drive unit 70), the image pickup signal is stored in the RAM 52. It will be remembered in. In addition, the CPU 51 drives the chopper for pupil division via the chopper drive unit 84, so that the CPU shown in FIG.
Since the pupil position of the optical system is divided and switched to A and B as shown in, the calculation for the focus is performed by the calculator 55 based on the image pickup signal from the image pickup device 61 for the pupil positions A and B. As a result, the movement amount of the stage 73 is obtained,
By inputting this to the CPU 51, the CPU 41
Drives the stage 73 to the in-focus position via the focusing stage drive unit 72.

【００２７】尚ここで瞳分割による焦点合せの光学的原
理を説明しておく。図１８において、１３２は結像レン
ズ，１３３は結像レンズ１３２の前側で瞳の近傍に配設
された開口１３３ａを有する遮光板、１３４は像面であ
り、遮光板１３３の開口１３３ａが図１８（ａ）の如く
位置Ａにある場合、合焦時には像面３上に像Ｑが結像さ
れ、非合焦時には像Ｑに関して光軸Ｏに垂直方向にずれ
た像面１３４上の位置にボケた像Ｑ₁ ，Ｑ₂ が形成さ
れ、また遮光板１３３の開口１３３ａが図１８（ｂ）の
如く位置Ｂにある場合、合焦時には像面３上に像Ｑ′が
結像され、非合焦時には同様にボケた像Ｑ₁ ′，Ｑ₂ ′
が形成される。Here, the optical principle of focusing by pupil division will be described. 18, 132 is an imaging lens, 133 is a light blocking plate having an opening 133a disposed in front of the imaging lens 132 near the pupil, 134 is an image plane, and the opening 133a of the light blocking plate 133 is shown in FIG. In the case of the position A as shown in (a), the image Q is formed on the image plane 3 when the image is focused, and when the image is out of focus, the image Q is defocused in the position perpendicular to the optical axis O with respect to the image Q. When the images Q ₁ and Q ₂ are formed and the opening 133a of the light shielding plate 133 is located at the position B as shown in FIG. 18B, the image Q'is formed on the image plane 3 at the time of focusing, and the unfocused image is formed. When the lens is in focus, similarly blurred images Q ₁ ′ and Q ₂ ′
Is formed.

【００２８】かくして遮光板１３３の開口１３３ａを位
置ＡからＢまたはその逆に移動させたとき、合焦時の像
Ｑ及びＱ′は全く同一で移動しないが、非合焦時の像は
Ｑ₁ からＱ₁ ′へ又はその逆にもしくはＱ₂ からＱ₂ ′
へ又はその逆に移動する。従って、像面１３４上に撮像
素子を配設して像の移動状態を検出することにより、合
焦か否か、また非合焦の場合前ピンか後ピンか、そして
その場合のピントのずれ量を知ることができる。この原
理に基づき、瞳分割用チョッパで分割された二つの瞳位
置に関する撮像信号は図１９（ａ）において各々ｆ_A ，
ｆ_B により示され、このｆ_A ，ｆ_B から相関演算式 によりｆ_A に対してｆ_B をδだけずらした相関演算を行
ない、Ｒ（δ）の最小値を与えるδ′（図１９（ｂ）参
照）がこの場合の位相差となる。但し、ＡＢＳ｛α｝は
αの絶対値を示す。尚図１９にて斜線で示された部分の
面積は式でδ＝０としたＲ（０）で表わされる。かく
して自動焦点合せはこのδ′を０にするように制御する
ことにより行なわれる。Thus, when the opening 133a of the light shielding plate 133 is moved from the position A to the position B or vice versa, the images Q and Q'in focus are exactly the same, but the image in non-focus is Q _1. To Q ₁ ′ or vice versa or Q ₂ to Q ₂ ′
Move to or vice versa. Therefore, by arranging the image sensor on the image surface 134 and detecting the moving state of the image, whether the image is in focus, whether it is the front focus or the rear focus when out of focus, and the focus shift in that case. You can know the quantity. Based on this principle, the imaging signals for the two pupil positions divided by the pupil division chopper are f _A ,
indicated by f _B, this f _A, the correlation operation expression from f _B Thus, the correlation calculation is performed by shifting f _B with respect to f _A by δ, and δ ′ (see FIG. 19B) that gives the minimum value of R (δ) is the phase difference in this case. However, ABS {α} indicates the absolute value of α. The area of the shaded area in FIG. 19 is represented by R (0) where δ = 0 in the equation. Thus, automatic focusing is performed by controlling this δ'to zero.

【００２９】図２０は瞳分割用チョッパの一実施例を示
しており、１３５はチョッパで、回転軸１３６の周りに
回動可能に配設されていて、（ａ）の位置では瞳１３７
の下半分を通る光束のみが開口部１３５ａを通過して撮
像素子に達し、（ｂ）位置では瞳１３７の上半分を通る
光束のみがチョッパ１３５の外側を通って撮影素子に達
するようにして瞳分割が行なわれ得、瞳分割を行わない
場合には（ｃ）の如く全体が瞳１３７の外側に退避せし
められる。さらに後述するコントラスト値を求める場合
には、チョッパ１３５は図２０（ａ）又は（ｂ）の位置
に設定されればよいが、この実施例では（ａ）の位置に
設定されるようになっている。また撮像素子は例えば５
１２個の電荷蓄積モードで動作するフォトダイオードか
ら成るフォトダイオードアレイにより構成されていて、
その出力信号は入射光量（ｆｔ−Ｄｄ）×繰返し走査時
間（秒）に比例し図２１に示す通りである。尚、この出
力信号は飽和点を有するため、撮像素子に対して適切な
光量が与えられるように、対物データテーブル１００に
基づきＣＰＵ５１が光源８３のための調光回路８２及び
ＮＤフィルターユニットの切換駆動部８０を制御すると
共に、撮像素子駆動回路６１に適当な繰返し走査時間に
対する情報を与えることにより、最適な電荷蓄積時間に
設定され得る。FIG. 20 shows an embodiment of a pupil division chopper, and 135 is a chopper, which is rotatably arranged around a rotation axis 136, and a pupil 137 at a position (a).
Only the light flux passing through the lower half of the pupil reaches the image sensor through the opening 135a, and at the position (b), only the light flux passing through the upper half of the pupil 137 passes through the outside of the chopper 135 and reaches the image sensor. The division can be performed, and when the pupil division is not performed, the whole is retracted to the outside of the pupil 137 as in (c). Further, when obtaining the contrast value described later, the chopper 135 may be set to the position of FIG. 20A or 20B, but in this embodiment, it is set to the position of FIG. There is. Further, the image sensor is, for example, 5
Comprised of a photodiode array consisting of 12 photodiodes operating in charge storage mode,
The output signal is proportional to the incident light amount (ft-Dd) × repetitive scanning time (second) and is as shown in FIG. Since this output signal has a saturation point, the CPU 51 switches the dimming circuit 82 for the light source 83 and the ND filter unit based on the objective data table 100 so that an appropriate amount of light is given to the image sensor. The optimum charge storage time can be set by controlling the unit 80 and giving information to the image pickup device drive circuit 61 about an appropriate repetitive scanning time.

【００３０】ここで照明光学系の自動制御の説明につい
て簡単に述べたバックグラウンドデータ入力について図
２２のフローチャートに従いさらに詳しく説明する。操
作パネル６４により対物レンズのデータが入力される
と、対物レンズに応じたコンデンサーレンズ７５，開口
絞り７７，視野絞り７９，ＮＤフィルター８１が最適に
切換及び制御されると同時にバックグラウンドデータの
入力シーケンスが開始される。先づ、ステージ７３が焦
準ステージ駆動部７２により理論的なピント位置より下
方に設定された基準位置に駆動せしめられる。この基準
位置は以下のように設定される。図２３において、１４
０は対物レンズ，１４１はステージ７３の上限位置，１
４２はステージ７３の下限位置，１４３は理論的なピン
ト位置，１４４は基準位置で、ピント位置１４３よりス
ライドグラス７３ａ及びカバーグラス７３ｂの最大厚だ
け下方に在る。１４５，１４６，１４７は位置１４１，
１４２，１４４を検出するためのフォトセンサーの如き
位置センサーである。The background data input, which has been briefly described for the automatic control of the illumination optical system, will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG. When the data of the objective lens is input through the operation panel 64, the condenser lens 75, the aperture stop 77, the field stop 79, and the ND filter 81 corresponding to the objective lens are optimally switched and controlled, and at the same time, the background data input sequence is performed. Is started. First, the stage 73 is driven by the focusing stage drive unit 72 to a reference position set below the theoretical focus position. This reference position is set as follows. In FIG. 23, 14
0 is the objective lens, 141 is the upper limit position of the stage 73, and 1
42 is a lower limit position of the stage 73, 143 is a theoretical focus position, and 144 is a reference position, which is below the focus position 143 by the maximum thickness of the slide glasses 73a and the cover glasses 73b. Positions 141, 145, 146, 147
A position sensor such as a photo sensor for detecting 142 and 144.

【００３１】従って、位置センサー１４７により検出が
行なわれたときに駆動部７２を停止させれば、ステージ
７３は基準位置１４４に停止せしめられ、カバーグラス
７３ｂ及びスライドグラス７３ａの厚さのバラツキによ
り実際のピント位置を与えるステージ７３の位置は必ず
基準位置１４４の上方に在ることになる。またステージ
７３が上限位置１４１または下限位置１４２に持ち来さ
れると、各センサー１４５，１４６がこれを検出して駆
動部７２を停止せしめ、自動焦点合せの際には好ましく
は同時に非合焦の表示が行なわれ得る。かくしてステー
ジ７３が基準位置に駆動せしめられると同時に、ビーム
スプリッタ１６（図１及び図２参照）が切換駆動され
て、撮像素子１９への光路が構成される。Therefore, if the drive unit 72 is stopped when the position sensor 147 detects the position, the stage 73 is stopped at the reference position 144, and due to the variation in the thickness of the cover glass 73b and the slide glass 73a, the actual stage is stopped. The position of the stage 73 that gives the focus position of is always above the reference position 144. Further, when the stage 73 is brought to the upper limit position 141 or the lower limit position 142, the sensors 145 and 146 detect it and stop the drive unit 72, and at the time of automatic focusing, preferably at the same time unfocused. A display can be made. Thus, at the same time that the stage 73 is driven to the reference position, the beam splitter 16 (see FIGS. 1 and 2) is switched and driven, and the optical path to the image pickup device 19 is formed.

【００３２】また対物レンズデータに基づき開口絞り７
７及び視野絞り７９が各制御駆動部７６及び７８により
最適な絞り径に駆動され、さらに光源８３のための調光
装置８２及びＮＤフィルターユニット８１のための切換
駆動部８０が、撮像素子６１に対して最適な光量を得る
ように制御される。同時に撮影レンズ６７を５倍にする
ようにその駆動部６６が制御される。尚、撮影レンズ６
７を５倍にするのは、撮像素子６１上に結像された投影
像の分解能と撮像素子自体の分解能を整合させるためで
あり、撮影レンズの分解能Δｘは、 Δｘ＝ΔＺ×ＮＡ＝０．５λ／ＮＡ （但し ΔＺ＝λ／（２ＮＡ² ） （焦点深度）） で表わされ、５倍拡大系の場合には、対物レンズ後側の
ＮＡを一般的に０．０４とすれば、５倍拡大系の像側で
はＮＡ＝０．００８となり、λ≒０．５とすると、Δｘ
＝３１．２５（μｍ）となる。ここで使用されている撮
像素子の各センサー間のピッチは２８μｍであるから、
この５倍拡大系による投影像に対して十分な撮像データ
分解能を得ることができる。Further, based on the objective lens data, the aperture stop 7
7 and the field stop 79 are driven to the optimum stop diameters by the respective control drive units 76 and 78, and a dimmer 82 for the light source 83 and a switching drive unit 80 for the ND filter unit 81 are attached to the image sensor 61. On the other hand, it is controlled so as to obtain an optimum amount of light. At the same time, the drive unit 66 thereof is controlled so as to make the photographing lens 67 5 times larger. The taking lens 6
7 is made 5 times in order to match the resolution of the projected image formed on the image sensor 61 with the resolution of the image sensor itself, and the resolution Δx of the taking lens is Δx = ΔZ × NA = 0. 5λ / NA (where ΔZ = λ / (2NA ² ) (depth of focus)), and in the case of a 5 × magnification system, if the NA behind the objective lens is generally 0.04, then On the image side of the double magnification system, NA = 0.008, and if λ≈0.5, then Δx
= 31.25 (μm). Since the pitch between the sensors of the image sensor used here is 28 μm,
Sufficient imaging data resolution can be obtained for the projection image by the 5 × magnification system.

【００３３】かくして撮影レンズ６７が５倍に切換えら
れた後、対物レンズデータから撮像素子６１のダイナミ
ックレンジを有効に使うために適当な撮像素子電荷蓄積
時間が演算され、駆動及び撮像信号処理回路６２にコン
トロールデータとして送られる。各駆動部６６，６８，
７４，７６，７８，８０，８２が各々指定された状態に
作動したことをＣＰＵ５１が確認した後、チョッパ駆動
部８４により瞳分割用チョッパ８５が第一の瞳分割位置
（例えば図２０（ａ）の位置）Ａに駆動せしめられ、こ
のときの撮像素子６１からの撮像素子データがＣＰＵ５
１及び演算部５５で演算処理され、各ビットの補正係数
としてＲＡＭ５２に記憶される。次に該チョッパ８５が
第二の瞳分割位置（例えば図２０（ｂ）の位置）Ｂに駆
動せしめられ、同様にしてこのときの補正係数がＲＡＭ
５２に記憶される。これは、対物レンズを切換えた場合
各対物レンズに対して行なわれ得る。After the taking lens 67 is thus switched to 5 ×, an appropriate image pickup device charge accumulation time is calculated from the objective lens data to effectively use the dynamic range of the image pickup device 61, and the driving and image pickup signal processing circuit 62 is calculated. Sent as control data. Each drive unit 66, 68,
After the CPU 51 confirms that the 74, 76, 78, 80, and 82 have respectively actuated to the designated states, the chopper driving section 84 causes the pupil division chopper 85 to move the pupil division chopper 85 to the first pupil division position (for example, FIG. 20A). Position A), and the image pickup device data from the image pickup device 61 at this time is the CPU 5
1 and arithmetic processing is performed by the arithmetic unit 55, and stored in the RAM 52 as a correction coefficient of each bit. Next, the chopper 85 is driven to the second pupil division position (for example, the position shown in FIG. 20B) B, and the correction coefficient at this time is similarly stored in the RAM.
Stored in 52. This can be done for each objective when the objectives are switched.

【００３４】かくして補正係数がＲＡＭ５２に入力され
た後、撮影レンズ６７，光源８３，ＮＤフィルターユニ
ット８１，開口絞り７７，視野絞り７９及びビームスプ
リッタ１６は最初の位置または設定状態に復帰せしめら
れ、チョッパ８５は光路外（図２０（ｃ）の位置）にハ
ネノケられる。Thus, after the correction coefficient is input to the RAM 52, the taking lens 67, the light source 83, the ND filter unit 81, the aperture stop 77, the field stop 79 and the beam splitter 16 are returned to the initial position or the setting state, and the chopper. Reference numeral 85 indicates a spot outside the optical path (position in FIG. 20C).

【００３５】以上のようにバックグラウンドデータ入力
のシーケンスが実行されることにより、この後行なわれ
る自動焦準の際に得られる試料像の撮像データがバック
グラウンドデータとして記憶された補正係数により演算
処理されて、より高い精度の自動焦点合せが可能にな
る。By executing the background data input sequence as described above, the image pickup data of the sample image obtained during the subsequent automatic focusing is calculated by the correction coefficient stored as the background data. As a result, higher precision automatic focusing becomes possible.

【００３６】次に自動焦点合せの動作を図２４及び図２
５のフローチャートに従って対物レンズＳＰＬＡＮ １
０×の場合について説明する。先づ自動焦点合せのため
の光学系の条件設定を行なう。操作パネル８６のスイッ
チ９９を押すと、ＣＰＵ５１は、その時どのような光路
であっても、各ビームスプリッタの切換状態をＲＡＭ５
２に記憶させると共に、光路切換駆動部によりビームス
プリッタ１６（図１参照）を駆動することにより撮像素
子６１に至る光路が形成される。また、その時の開口絞
り７７及び視野絞り７９の絞り値，ＮＤフィルターユニ
ット８１の切換状態，光源８３の調光状態が各々ＲＡＮ
５２に記憶されると共に、バックグラウンドデータ入力
の際になされたように開口絞り７７，視野絞り７９，Ｎ
Ｄフィルターユニット８１及び光源８３は各々撮像素子
６１上の投影像が最適となるように設定される。Next, the operation of automatic focusing will be described with reference to FIGS.
Objective lens SPLAN 1 according to the flowchart of FIG.
The case of 0x will be described. First, the conditions of the optical system for automatic focusing are set. When the switch 99 on the operation panel 86 is pressed, the CPU 51 causes the RAM 5 to change the switching state of each beam splitter regardless of the optical path.
2, and the beam splitter 16 (see FIG. 1) is driven by the optical path switching drive unit to form an optical path to the image sensor 61. At that time, the aperture values of the aperture diaphragm 77 and the field diaphragm 79, the switching state of the ND filter unit 81, and the dimming state of the light source 83 are respectively RAN.
52, the aperture stop 77, the field stop 79, and N are stored as in the case of inputting the background data.
The D filter unit 81 and the light source 83 are set so that the projected image on the image sensor 61 is optimum.

【００３７】即ち、対物データテーブル１００に基づき
光路中に挿入されている対物レンズに従って、開口絞り
７７の絞り径は式でＫ２＝１としたときに得られる
（瞳径に対して１００％の）絞り径，視野絞り７９の絞
り径は式でＫ１＝１としたときに得られる（視野外接
の）絞り径，ＮＤフィルターユニット８１及び光源８３
は式から得られる像面照度 の係数０．７０７を１とするような値に、各々ＣＰＵ５
１及び演算器５５により演算されて、各駆動部及び調光
回路により設定される。さらに、撮像素子６１に対する
投影像の分解能を上げるために、撮影レンズ６７が５倍
に切換設定される。That is, according to the objective lens inserted in the optical path based on the objective data table 100, the aperture diameter of the aperture stop 77 is obtained when K2 = 1 in the formula (100% of the pupil diameter). The diaphragm diameter and the diaphragm diameter of the field diaphragm 79 are obtained when K1 = 1 in the formula (circumscribing the field of view), the ND filter unit 81 and the light source 83.
Is the image plane illuminance obtained from the formula Each of the CPU5 has a value such that the coefficient 0.707 of 1 is set to 1.
1 and the calculator 55, and is set by each drive unit and the dimming circuit. Further, in order to increase the resolution of the projected image on the image pickup device 61, the taking lens 67 is set to 5 ×.

【００３８】以上の設定が行なわれた後これをＣＰＵ５
１が確認すると、瞳分割用チョッパ８５がチョッパ駆動
部８４により第一の瞳分解位置（図２０（ａ））Ａに移
動せしめられ、同時にステージ７３の位置が検出され
る。ステージ７３が基準位置１４４より上方にあるとき
は、瞳分解位置Ａにおける撮像データが撮像素子６１か
らＣＰＵ５１に入力され、ＣＰＵ５１はこの撮像データ
をバックグラウンドデータとしてＲＡＭ５２に記憶され
ている補正係数により演算処理してｆ_A を得、これをＲ
ＡＭ５２に記憶すると共に、コントラスト値を演算す
る。ここでコントラスト値の演算は例えば図２６により
次のように行なわれる。撮像素子６１上の５１２ビット
のセンサーをａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの五群に分け、ｆ(x)
をｘビット目の信号としｘを４つおきに計算すれば、コ
ントラストＣは で表わされる。これは、各々５ビット離れたセンサーの
信号の差の絶対値を４ビット毎に計算していることにな
る。After the above settings are made, the CPU 5
1 confirms that the pupil division chopper 85 is moved to the first pupil decomposition position (FIG. 20 (a)) A by the chopper driving unit 84, and at the same time, the position of the stage 73 is detected. When the stage 73 is above the reference position 144, the image pickup data at the pupil decomposition position A is input from the image pickup device 61 to the CPU 51, and the CPU 51 calculates the image pickup data as background data by the correction coefficient stored in the RAM 52. Process and get f _A , which is R
The contrast value is calculated while being stored in the AM 52. Here, the calculation of the contrast value is performed as follows with reference to FIG. 26, for example. The 512-bit sensor on the image sensor 61 is divided into five groups of a, b, c, d, and e, and f (x)
If x is the signal of the x-th bit and x is calculated every four, the contrast C becomes It is represented by. This means that the absolute value of the difference between the signals of the sensors, which are separated by 5 bits, is calculated every 4 bits.

【００３９】従ってａ群のコントラストＣａは となる。同様にして各群のコントラストを演算して全体
のコントラスト値を演算する。Therefore, the contrast Ca of the group a is Becomes Similarly, the contrast of each group is calculated to calculate the overall contrast value.

【００４０】このようにして演算されたコントラスト値
が予め設定されたしきい値以下であるとき、そしてステ
ージ７３が基準位置１４４より下方にある場合には、ス
テージ７３がステージ駆動部７２により基準位置１４４
に移動せしめられ、再び瞳位置Ａにおける撮像データが
演算処理され、ＲＡＭ５２に記憶されると共にコントラ
スト値が演算される。ここでコントラスト値がしきい値
以下であれば、ステージ７３が１００μｍだけ上方へ移
動せしめられ、このときのステージ７３の位置が上限位
置１４１でないことを確認した後再び瞳位置Ａにおける
撮像データが演算処理され、ＲＡＭ５２に記憶されると
共にコントラスト値が演算され、この動作はコントラス
ト値がしきい値以上になるまで繰返されるが、途中でス
テージ７３がその上限位置１４１に達すると位置センサ
ー１４５によりこれが検出されることによって上記動作
は中断され、さらに操作パネル６４上に非合焦の表示が
行なわれる。When the contrast value calculated in this way is equal to or less than the preset threshold value, and when the stage 73 is below the reference position 144, the stage drive unit 72 moves the stage 73 to the reference position. 144
The image pickup data at the pupil position A is again calculated and stored in the RAM 52, and the contrast value is calculated. If the contrast value is equal to or less than the threshold value, the stage 73 is moved upward by 100 μm, and after confirming that the position of the stage 73 at this time is not the upper limit position 141, the imaging data at the pupil position A is calculated again. The processed value is processed and stored in the RAM 52, and the contrast value is calculated. This operation is repeated until the contrast value becomes equal to or higher than the threshold value. When the stage 73 reaches the upper limit position 141 in the middle, this is detected by the position sensor 145. By doing so, the above operation is interrupted, and a non-focus indication is displayed on the operation panel 64.

【００４１】コントラスト値がしきい値以上になると、
瞳分割用チョッパ８５がチョッパ駆動部８４により第二
の瞳分割位置（図２０（ｂ））Ｂに移動せしめられ、瞳
分割位置Ｂにおける撮像データが撮像素子６１からＣＰ
Ｕ５１に入力され、ＣＰＵ５１はこの撮像データを、バ
ックグラウンドデータ入力としてＲＡＭ５２に記憶され
ている補正係数により演算処理してｆ_B を得、先づＲＡ
Ｍ５２に記憶されたｆ _A を読み出して演算器５５により
式に示した相関演算を行ってＲ（δ）の最小値を与え
るδ′（位相差）を求め、この位相差δ′に基づき、ス
テージ７３の移動量を決定してステージ駆動部７２によ
りステージ７３を移動せしめる。続いて再び瞳分割用チ
ョッパ８５を駆動せしめて瞳位置Ａ，Ｂにおける撮像デ
ータｆ_A ，ｆ_B を演算してその相関演算によるＲ（δ）
の最小値を与えるδ′を求め、δ′が０になるまで相関
演算の動作は繰返される。δ′が０になることにより合
焦が確認され上記動作が中断され、操作パネル６４上に
合焦の表示が行なわれる。When the contrast value exceeds the threshold value,
The pupil division chopper 85 is moved to the second position by the chopper drive unit 84.
The pupil division position (Fig. 20 (b)) B of
The image pickup data at the division position B from the image pickup device 61 is CP.
U51 is input to the CPU 51, and the CPU 51 outputs this imaging data
Stored in RAM 52 as background data input
F is calculated by the correction coefficient_BGet RA first
F stored in M52 _AIs read out by the calculator 55
Perform the correlation operation shown in the formula to give the minimum value of R (δ)
Δ ′ (phase difference), and based on this phase difference δ ′,
The amount of movement of the stage 73 is determined, and the stage drive unit 72 determines
The stage 73 is moved. Then again for pupil division
By driving the hopper 85, the imaging data at the pupil positions A and B are
Data f_A, F_BAnd R (δ) by the correlation calculation
Δ ′ which gives the minimum value of
The operation of calculation is repeated. When δ ′ becomes 0, the sum
When the focus is confirmed, the above operation is interrupted, and the operation panel 64
The focus is displayed.

【００４２】かくして操作パネル６４上に合焦または非
合焦の表面が行なわれた後、自動焦点合せの動作の最初
にＲＡＭ５２に記憶されたデータに基づいて、各光学系
要素は、自動焦点合せ以前の状態に復帰せしめられる。
即ち、瞳分割用チョッパ８５は光路外（図２０（ｃ））
に退避せしめられ、撮影レンズ６７が元の倍率に切換え
られ、開口絞り７７，視野絞り７９，ＮＤフィルターユ
ニット及び光源８３が元の制御及び切換状態に戻され
る。さらにビームスプリッタ１６が光路内に挿入されて
写真撮影系の光路が構成される。以上で自動焦点合せの
動作が完了する。Thus, after the in-focus or out-of-focus surface is made on the operation panel 64, each optical system element is automatically focused based on the data stored in the RAM 52 at the beginning of the automatic focusing operation. You can return to the previous state.
That is, the pupil division chopper 85 is located outside the optical path (FIG. 20 (c)).
The photographing lens 67 is switched to the original magnification, and the aperture stop 77, the field stop 79, the ND filter unit and the light source 83 are returned to the original control and switching states. Further, the beam splitter 16 is inserted into the optical path to form the optical path of the photography system. This completes the automatic focusing operation.

【００４３】上述の如く、本実施例によれば、 １）焦点合せの操作が自動化されたことにより検鏡者の
操作が容易となり操作ミスが防止され且つ所要時間が短
縮され、また焦点合せの精度が向上する。 ２）撮像データの補正係数がバックグラウンドデータと
してＲＡＭに記憶されていることにより焦点合せ精度が
向上し、さらに該補正係数の入力が簡単に行なわれるこ
とにより操作性が向上する。 ３）自動焦点合せの際に各光学系要素は自動的にこれに
適した状態に設定され、自動焦点合せ終了後は各光学系
要素は自動的にそれ以前の状態に復帰せしめられる。 ４）自動焦点合せの際に絞り、明るさ等の光学的条件が
対物レンズデータに基づき最適値に演算され自動的に設
定されることにより、撮像データの精度が向上する。 ５）自動焦点合せのために、対物レンズの理論的な合焦
位置の近傍にステージの基準位置を設けることにより、
焦点合せ時間が大幅に短縮され、特に高倍の対物レンズ
における焦点合せの場合に有効であって、ステージの位
置をモニターしながら自動焦点合せの動作が行なわれる
ので、撮像データ以外のデータを含めて自動焦点合せが
なされるため、合焦精度が向上する。 ６）焦点合せのための演算処理として、相関演算式、コ
ントラスト値が併用されていることにより、処理時間が
短縮され且つ合焦精度が向上する。 という効果が得られ、極めて便利である。As described above, according to the present embodiment, 1) the focusing operation is automated, which facilitates the operation by the microscope operator, prevents operation errors, shortens the required time, and enables focusing. Accuracy is improved. 2) Since the correction coefficient of the imaged data is stored in the RAM as the background data, the focusing accuracy is improved, and the operability is improved by easily inputting the correction coefficient. 3) At the time of automatic focusing, each optical system element is automatically set to a suitable state, and after the completion of automatic focusing, each optical system element is automatically returned to its previous state. 4) When automatic focusing is performed, optical conditions such as a diaphragm and brightness are calculated to be optimum values based on the objective lens data and automatically set, so that accuracy of imaging data is improved. 5) For automatic focusing, by providing the stage reference position near the theoretical focus position of the objective lens,
Focusing time is greatly shortened, which is particularly effective for focusing with a high-magnification objective lens, and the automatic focusing operation is performed while monitoring the stage position. Focusing accuracy is improved because automatic focusing is performed. 6) Since the correlation calculation formula and the contrast value are used together as the calculation process for focusing, the processing time is shortened and the focusing accuracy is improved. The effect is obtained, which is extremely convenient.

【００４４】[0044]

【発明の効果】上述のように、本発明に係る自動焦点装
置を備えた顕微鏡は、焦点合わせの際、ステージの基準
位置を設けるようにしたから、焦点合せ時間を大幅に短
縮させることができ、特に高倍の対物レンズにおける焦
点合せの場合に有効であるという実用上重要な利点を有
する。As described above, in the microscope equipped with the automatic focusing device according to the present invention, the reference position of the stage is provided during focusing, so that the focusing time can be greatly shortened. In particular, it has a practically important advantage that it is effective in the case of focusing in a high-magnification objective lens.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】顕微鏡の光学系の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an optical system of a microscope.

【図２】図１の顕微鏡のための本発明による制御システ
ムのブロック図である。2 is a block diagram of a control system according to the invention for the microscope of FIG.

【図３】本発明による顕微鏡の一実施例の制御装置を示
す詳細なブロック図FIG. 3 is a detailed block diagram showing a control device of an embodiment of a microscope according to the present invention.

【図４】図３の制御装置における操作パネルの一例を示
す正面図である。4 is a front view showing an example of an operation panel in the control device of FIG.

【図５】対物データテーブルを示す図表である。FIG. 5 is a chart showing an objective data table.

【図６】対物レンズとコンデンサーレンズの対照を示す
図表である。FIG. 6 is a chart showing a contrast between an objective lens and a condenser lens.

【図７】光路のＦＮo.（視野数）を示す図表である。FIG. 7 is a chart showing FNo. (Field number) of an optical path.

【図８】絞り制御のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of aperture control.

【図９】ＮＤフィルターユニットの一例を示す図であ
る。FIG. 9 is a diagram showing an example of an ND filter unit.

【図１０】ＮＤフィルターの組合せによる光量比を示す
図表である。FIG. 10 is a chart showing a light amount ratio depending on a combination of ND filters.

【図１１】光路による光量比Ｂｉを示す図表である。FIG. 11 is a chart showing a light amount ratio Bi according to an optical path.

【図１２】対物レンズによる光量比Ｏｂを示す図表であ
る。FIG. 12 is a chart showing a light amount ratio Ob by an objective lens.

【図１３】ＮＤフィルターによる光量比ＮＤを示す図表
である。FIG. 13 is a chart showing a light amount ratio ND by an ND filter.

【図１４】撮像素子上の投影像の補正データを示すグラ
フである。FIG. 14 is a graph showing correction data of a projected image on an image sensor.

【図１５】撮像素子上の投影像の補正係数を示すグラフ
である。FIG. 15 is a graph showing a correction coefficient of a projected image on an image sensor.

【図１６】対物レンズデータセット時の制御のフローフ
ャートである。FIG. 16 is a flow chart of control when setting objective lens data.

【図１７】自動焦点合せのための制御回路のブロック図
である。FIG. 17 is a block diagram of a control circuit for automatic focusing.

【図１８】瞳分割による焦点合せの原理を示す概略図で
ある。FIG. 18 is a schematic diagram showing the principle of focusing by pupil division.

【図１９】瞳分割による撮像データとその相関演算によ
る位相差を示すグラフである。FIG. 19 is a graph showing imaging data by pupil division and a phase difference by its correlation calculation.

【図２０】瞳分割用チョッパの一実施例を各作動状態に
て示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an example of a pupil division chopper in each operating state.

【図２１】撮像素子の出力を示すグラフである。FIG. 21 is a graph showing the output of the image sensor.

【図２２】自動焦点合せのためのバックグラウンドデー
タ入力のフローチャートである。FIG. 22 is a flowchart of background data input for automatic focusing.

【図２３】ステージの基準位置を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a reference position of a stage.

【図２４】自動焦点合せのフローチャートの一部であ
る。FIG. 24 is part of a flow chart for automatic focusing.

【図２５】図２４のフローチャートに接続される自動焦
点合せのフローチャートの一部である。FIG. 25 is a portion of an autofocusing flow chart connected to the flow chart of FIG. 24.

【図２６】コントラストを求めるときの各群を示す図で
ある。FIG. 26 is a diagram showing each group when a contrast is obtained.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

７・・・・ステージ、８・・・・対物レンズ、９・・・・レボルバ
ー、１９・・・・撮像素子、２１・・・・撮像信号処理回路、２
６・・・・対物レンズ切換駆動部、２７・・・・焦準駆動部、３
２・・・・ＣＰＵ、３５・・・・記憶部、６１・・・・撮像素子、６
２・・・・駆動及び撮像信号処理回路、７０・・・・対物レンズ
切換駆動部、７１・・・・レボルバー、７２・・・・焦準ステー
ジ駆動部、７３・・・・ステージ、１３５・・・・瞳分割用チョ
ッパ、１００・・・・対物データテーブル、１４０・・・・対物
レンズ、１４１・・・・上限位置、１４２・・・・下限位置、１
４３・・・・ピント位置、１４４・・・・基準位置、１４５，１
４６，１４７・・・・位置センサー。7 ...- Stage, 8 ...- Objective lens, 9 ... Revolver, 19-Imaging element, 21-Imaging signal processing circuit, 2
6 ... Objective lens switching drive unit, 27 ... Focusing drive unit, 3
2 ... CPU, 35 ... Storage unit, 61 ... Image sensor, 6
2 ... Drive and imaging signal processing circuit, 70 ... Objective lens switching drive unit, 71 ... Revolver, 72 ... Focusing stage drive unit, 73 ... Stage, 135. ... pupil division chopper, 100 ... objective data table, 140 ... objective lens, 141 ... upper limit position, 142 ... lower limit position, 1
43 ... Focus position, 144 ... Reference position, 145, 1
46,147 ... Position sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】撮像素子で受光された光量に基づいて焦準
駆動部によってステージを上下動させ、合焦位置でステ
ージを停止させるようにした、自動焦点装置を備えた顕
微鏡において、対物レンズに対する理論的な合焦位置よ
り光路方向に若干ずれた位置を基準位置として設定する
手段と、焦点調整時に前記ステージを該基準位置に移動
させる基準位置移動手段と、該基準位置から所定間隔毎
に前記理論的な合焦位置方向にステージを移動させる手
段と、合焦位置で前記ステージを停止させるステージ停
止手段とを備えたことを特徴とする自動焦点装置を備え
た顕微鏡。1. A microscope equipped with an automatic focusing device, wherein a stage is moved up and down by a focusing drive unit based on the amount of light received by an image pickup device to stop the stage at a focus position, with respect to an objective lens. Means for setting a position slightly deviated from the theoretical focus position in the optical path direction as a reference position, reference position moving means for moving the stage to the reference position during focus adjustment, and the reference position at predetermined intervals from the reference position. A microscope equipped with an automatic focusing device, comprising: a means for moving the stage in a theoretical focusing position direction; and a stage stopping means for stopping the stage at the focusing position.