JPH1048512A - 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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- JPH1048512A JPH1048512A JP20331596A JP20331596A JPH1048512A JP H1048512 A JPH1048512 A JP H1048512A JP 20331596 A JP20331596 A JP 20331596A JP 20331596 A JP20331596 A JP 20331596A JP H1048512 A JPH1048512 A JP H1048512A
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Landscapes
- Microscoopes, Condenser (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広い走査範囲に渡って短時間で走査を行なっ
て精度良くフォーカスポイントを検出可能なオートフォ
ーカス装置を実現すること。 【解決手段】 オートフォーカス装置4は、点aからb
の広い範囲で顕微鏡ステージを粗いピッチで移動して映
像信号のコントラストカーブ96Cを得る。この粗フォ
ーカス動作に続いて、点dからeの狭い範囲で顕微鏡ス
テージを細かいピッチで移動してコントラストカーブ9
7Cを得る。この密フォーカス動作によっ得られるカー
ブ97Cのピーク値P2と最小値PLの差Δ2が値Δ0
よりも大きい場合にのみ、このピーク値P2の位置をフ
ォーカスポイントとして採用する。広い走査範囲に渡っ
て短時間で精度良く映像信号のコントラストを求めるこ
とができ、しかも常に正確なフォーカスポイントの位置
を検出できる。
て精度良くフォーカスポイントを検出可能なオートフォ
ーカス装置を実現すること。 【解決手段】 オートフォーカス装置4は、点aからb
の広い範囲で顕微鏡ステージを粗いピッチで移動して映
像信号のコントラストカーブ96Cを得る。この粗フォ
ーカス動作に続いて、点dからeの狭い範囲で顕微鏡ス
テージを細かいピッチで移動してコントラストカーブ9
7Cを得る。この密フォーカス動作によっ得られるカー
ブ97Cのピーク値P2と最小値PLの差Δ2が値Δ0
よりも大きい場合にのみ、このピーク値P2の位置をフ
ォーカスポイントとして採用する。広い走査範囲に渡っ
て短時間で精度良く映像信号のコントラストを求めるこ
とができ、しかも常に正確なフォーカスポイントの位置
を検出できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生物顕微鏡等によ
って得られる被検体の拡大像を写真撮影する顕微鏡写真
撮影システム等において写真撮影のためのフォーカス動
作を自動的にしかも精度良く行なうためのオートフォー
カシング装置に関するものである。
って得られる被検体の拡大像を写真撮影する顕微鏡写真
撮影システム等において写真撮影のためのフォーカス動
作を自動的にしかも精度良く行なうためのオートフォー
カシング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】生物顕微鏡写真の撮影を行なうためのシ
ステムとしては、光学顕微鏡に取り付けた写真撮影装置
のフォーカス動作を自動化するために、CCDカメラに
よるオートフォーカス装置を備えたものが知られてい
る。オートフォーカス装置を用いることにより、写真撮
影装置のフォーカス動作を目視による場合よりも精度良
く行ない、ボケの無い写真撮影を行なうことができる。
ステムとしては、光学顕微鏡に取り付けた写真撮影装置
のフォーカス動作を自動化するために、CCDカメラに
よるオートフォーカス装置を備えたものが知られてい
る。オートフォーカス装置を用いることにより、写真撮
影装置のフォーカス動作を目視による場合よりも精度良
く行ない、ボケの無い写真撮影を行なうことができる。
【0003】このようなオートフォーカス装置による写
真撮影装置のオートフォーカス動作は、光学顕微鏡で病
理標本等を撮影する場合等に便利である。すなわち、こ
の場合、標本の全体像を把握するための低倍率(弱拡
大)写真と、病変部を精査するための高倍率(強拡大)
写真を撮ることが多い。低倍率写真の撮影においては、
フォーカシングが難しく、目視で観察したときにははっ
きり見えても、写真に撮影したものはボケでおり実用に
耐えないことが多い。低倍率対物レンズ使用時のフォー
カシングが難しいのは、写真撮影装置の光学系の焦点深
度が目視での焦点深度よりも浅いことが原因である。
真撮影装置のオートフォーカス動作は、光学顕微鏡で病
理標本等を撮影する場合等に便利である。すなわち、こ
の場合、標本の全体像を把握するための低倍率(弱拡
大)写真と、病変部を精査するための高倍率(強拡大)
写真を撮ることが多い。低倍率写真の撮影においては、
フォーカシングが難しく、目視で観察したときにははっ
きり見えても、写真に撮影したものはボケでおり実用に
耐えないことが多い。低倍率対物レンズ使用時のフォー
カシングが難しいのは、写真撮影装置の光学系の焦点深
度が目視での焦点深度よりも浅いことが原因である。
【0004】この点に鑑みて、本願人は、先に実願平5
−25478号明細書において、顕微鏡における対物レ
ンズの倍率が1乃至4倍程度の低倍率の場合にも、写真
撮影装置のオートフォーカスを簡単に行なうためのオー
トフォーカス装置を備えた顕微鏡写真装置を提案してい
る。
−25478号明細書において、顕微鏡における対物レ
ンズの倍率が1乃至4倍程度の低倍率の場合にも、写真
撮影装置のオートフォーカスを簡単に行なうためのオー
トフォーカス装置を備えた顕微鏡写真装置を提案してい
る。
【0005】上記のオートフォーカス装置はコントラス
検出型のものである。図13を参照してその動作の概要
を説明する。オートフォーカス装置では、光学顕微鏡お
よび写真撮影装置のレンズ光学系を介して形成される被
写体7の像を、CCDカメラ等の撮像素子51を介して
取込み可能となっている。光学顕微鏡のステージを移動
させながら、一定のタイミングで映像信号を取込み、そ
の高周波成分の検出を行い、映像信号のコンラストを算
出する。ステージ移動はレンズ光学系をその遠点側と近
点側の間で走査したことに対応する。この走査により曲
線Cで示すようなコントラストカーブが得られる。最も
コントラストの高い値Pが得られた位置がフォーカスポ
イントであると判断する。そして、この状態が形成され
るように、レンズ光学系を移動する。
検出型のものである。図13を参照してその動作の概要
を説明する。オートフォーカス装置では、光学顕微鏡お
よび写真撮影装置のレンズ光学系を介して形成される被
写体7の像を、CCDカメラ等の撮像素子51を介して
取込み可能となっている。光学顕微鏡のステージを移動
させながら、一定のタイミングで映像信号を取込み、そ
の高周波成分の検出を行い、映像信号のコンラストを算
出する。ステージ移動はレンズ光学系をその遠点側と近
点側の間で走査したことに対応する。この走査により曲
線Cで示すようなコントラストカーブが得られる。最も
コントラストの高い値Pが得られた位置がフォーカスポ
イントであると判断する。そして、この状態が形成され
るように、レンズ光学系を移動する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなコントラス
ト検出型のオートフォーカス装置を備えたシステムは、
生物顕微鏡写真を撮影するために、医療現場、大学等に
おいて、医者、医学研究者等によって使用されている。
生物顕微鏡写真の撮影は、金属顕微鏡写真の撮影とは異
なり、低倍率で写真撮影を行なう場合が多い。このた
め、一般には、オートフォーカス装置による走査範囲を
広くしないと、フォーカスポイントが検出されないこと
が多い。
ト検出型のオートフォーカス装置を備えたシステムは、
生物顕微鏡写真を撮影するために、医療現場、大学等に
おいて、医者、医学研究者等によって使用されている。
生物顕微鏡写真の撮影は、金属顕微鏡写真の撮影とは異
なり、低倍率で写真撮影を行なう場合が多い。このた
め、一般には、オートフォーカス装置による走査範囲を
広くしないと、フォーカスポイントが検出されないこと
が多い。
【0007】しかし、走査範囲を広げると、常に広い走
査範囲で映像信号のコントラスト検出を行なうことが必
要となるのでその分動作速度が低下してしまう。例え
ば、手動によるピント合わせの精度が良かった場合等に
は、狭い走査範囲を走査するのみでフォーカスポイント
を検出できるのにも拘わらず、必ず広い範囲に渡って走
査する必要があるので、動作速度が低下し、また、動作
効率も悪い。
査範囲で映像信号のコントラスト検出を行なうことが必
要となるのでその分動作速度が低下してしまう。例え
ば、手動によるピント合わせの精度が良かった場合等に
は、狭い走査範囲を走査するのみでフォーカスポイント
を検出できるのにも拘わらず、必ず広い範囲に渡って走
査する必要があるので、動作速度が低下し、また、動作
効率も悪い。
【0008】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
効率良くフォーカシングを行なうことの可能なオートフ
ォーカス装置を実現することにある。
効率良くフォーカシングを行なうことの可能なオートフ
ォーカス装置を実現することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、レンズ光学系
を介して被写体の光像が入力される撮像素子と、前記レ
ンズ光学系を走査することにより前記撮像素子を介して
時系列的に入力される被写体の映像信号に含まれる高周
波数成分から各映像信号のコントラスト値を検出するコ
ントラスト検出回路と、当該コントラスト検出回路によ
りコントラスト値のピーク値が検出された時点をフォー
カスポイントであると判別してオートフォーカス動作を
行うオートフォーカス装置において、第1の移動ピッチ
で第1の走査幅の範囲に渡って前記レンズ光学系を走査
することにより映像信号のコントラスト検出を行なう粗
フォーカス動作と、前記第1の移動ピッチよりも小さな
第2の移動ピッチで前記粗フォーカス動作によって得ら
れたコントラストのピーク値を含む第2の走査幅の範囲
に渡って映像信号のコントラスト検出を行なう密フォー
カス動作とを行うようにしている。また、前記密フォー
カス動作によって得られた映像信号のコントラストカー
ブのピーク値と最小値の差が予め設定した値を越える場
合には、当該コントラストカーブのピーク値が検出され
た時点をフォーカスポイントであると判別するようにし
ている。
を介して被写体の光像が入力される撮像素子と、前記レ
ンズ光学系を走査することにより前記撮像素子を介して
時系列的に入力される被写体の映像信号に含まれる高周
波数成分から各映像信号のコントラスト値を検出するコ
ントラスト検出回路と、当該コントラスト検出回路によ
りコントラスト値のピーク値が検出された時点をフォー
カスポイントであると判別してオートフォーカス動作を
行うオートフォーカス装置において、第1の移動ピッチ
で第1の走査幅の範囲に渡って前記レンズ光学系を走査
することにより映像信号のコントラスト検出を行なう粗
フォーカス動作と、前記第1の移動ピッチよりも小さな
第2の移動ピッチで前記粗フォーカス動作によって得ら
れたコントラストのピーク値を含む第2の走査幅の範囲
に渡って映像信号のコントラスト検出を行なう密フォー
カス動作とを行うようにしている。また、前記密フォー
カス動作によって得られた映像信号のコントラストカー
ブのピーク値と最小値の差が予め設定した値を越える場
合には、当該コントラストカーブのピーク値が検出され
た時点をフォーカスポイントであると判別するようにし
ている。
【0010】このように、本発明では、広い走査範囲に
渡って粗いピッチでコントラストを求めて、大凡のフォ
ーカスポイントを見つけ、次に、フォーカスポイントと
思われる点を含む狭い走査範囲内を細かいピッチでコン
トラストを求め、これに基づきフォーカスポイントを検
出している。この2段階のオートフォーカス動作を行な
えば、始めから広い走査範囲に渡って細かいピッチでコ
ントラストを求めてフォーカスポイントを見つける動作
に比べて、短時間でフォーカシング状態を形成できる。
渡って粗いピッチでコントラストを求めて、大凡のフォ
ーカスポイントを見つけ、次に、フォーカスポイントと
思われる点を含む狭い走査範囲内を細かいピッチでコン
トラストを求め、これに基づきフォーカスポイントを検
出している。この2段階のオートフォーカス動作を行な
えば、始めから広い走査範囲に渡って細かいピッチでコ
ントラストを求めてフォーカスポイントを見つける動作
に比べて、短時間でフォーカシング状態を形成できる。
【0011】また、密フォーカス動作では、細かなピッ
チでコントラスト検出が行なわれるので、フォーカスポ
イントを精度良く検出できる。
チでコントラスト検出が行なわれるので、フォーカスポ
イントを精度良く検出できる。
【0012】これに加えて、本発明では、密フォーカス
動作によって得られたコントラストカーブのピーク値と
最小値の差が大きい場合にのみ、フォーカスポイントが
検出されたと判断している。このように、ピーク値が明
確に現れた場合にのみ、その位置をフォーカスポイント
として採用しているので、得られるフォーカスポイント
は常に正確なものになるという利点がある。
動作によって得られたコントラストカーブのピーク値と
最小値の差が大きい場合にのみ、フォーカスポイントが
検出されたと判断している。このように、ピーク値が明
確に現れた場合にのみ、その位置をフォーカスポイント
として採用しているので、得られるフォーカスポイント
は常に正確なものになるという利点がある。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の好適な実施の形態を説明する。
の好適な実施の形態を説明する。
【0014】(全体構成)図1には、本発明が適用され
たオートフォーカス装置を備えた顕微鏡写真撮影システ
ムの全体構成を示してある。顕微鏡写真撮影システム1
は生物系の弱拡大(1乃至10倍)対物レンズに使用条
件を限定し、オートフォーカス動作を最適化したもので
ある。また、操作を対物レンズの倍率に対応した4つの
オートフォーカス起動スイッチのみとして、操作の単純
化を図っている。さらに、弱拡大対物レンズは焦点深度
が非常に深く、正確なフォーカシングを行なうためには
コントラスト検出のための走査幅を広くとる必要があ
る。そこで、走査幅が広くても短時間でフォーカシング
を行なうことができるようにしている。さらにまた、精
度良くフォーカシングを行なうことができるようにして
いる。
たオートフォーカス装置を備えた顕微鏡写真撮影システ
ムの全体構成を示してある。顕微鏡写真撮影システム1
は生物系の弱拡大(1乃至10倍)対物レンズに使用条
件を限定し、オートフォーカス動作を最適化したもので
ある。また、操作を対物レンズの倍率に対応した4つの
オートフォーカス起動スイッチのみとして、操作の単純
化を図っている。さらに、弱拡大対物レンズは焦点深度
が非常に深く、正確なフォーカシングを行なうためには
コントラスト検出のための走査幅を広くとる必要があ
る。そこで、走査幅が広くても短時間でフォーカシング
を行なうことができるようにしている。さらにまた、精
度良くフォーカシングを行なうことができるようにして
いる。
【0015】図1に示すように、顕微鏡写真撮影システ
ム1は、生物顕微鏡2と、ここに取り付けた写真撮影装
置3と、この写真撮影装置のフォーカシングを行なうた
めのオートフォーカス装置4から基本的に構成されてい
る。オートフォーカス装置4は、点線で模式的に示す信
号線5を介して、電気的に、写真撮影装置3に接続さ
れ、ここで得られる被写体の映像信号が取り込まれる。
また、オートフォーカス装置4は同様に点線で模式的に
示す信号線6を介して生物顕微鏡2のステージ21の駆
動機構22に接続され、当該駆動機構22を駆動してフ
ォーカシングステージ21を昇降させる。
ム1は、生物顕微鏡2と、ここに取り付けた写真撮影装
置3と、この写真撮影装置のフォーカシングを行なうた
めのオートフォーカス装置4から基本的に構成されてい
る。オートフォーカス装置4は、点線で模式的に示す信
号線5を介して、電気的に、写真撮影装置3に接続さ
れ、ここで得られる被写体の映像信号が取り込まれる。
また、オートフォーカス装置4は同様に点線で模式的に
示す信号線6を介して生物顕微鏡2のステージ21の駆
動機構22に接続され、当該駆動機構22を駆動してフ
ォーカシングステージ21を昇降させる。
【0016】オートフォーカス装置4のケース前面は操
作パネル41となっており、この操作パネル41には、
4つのオートフォーカス起動スイッチ42(42(×
1)、42(×2)、42(×4)および42(×1
0))が配列されている。また、オートフォーカス動作
によりフォーカスポイントが適正に検出されたか否かを
表示するためのフォーカス表示ランプ群43(43a、
43b)、映像信号の検出エラーが発生した場合に点灯
するエラー表示ランプ44、および被写体の照明レベル
が適切であるか否かを表示するためのゲイン表示ランプ
群45(45a、45b、45c)が配列されている。
これらのスイッチあるいはランプがどのような場合に操
作あるいは点灯されるのかについては後述する。なお、
46は電源ランプである。
作パネル41となっており、この操作パネル41には、
4つのオートフォーカス起動スイッチ42(42(×
1)、42(×2)、42(×4)および42(×1
0))が配列されている。また、オートフォーカス動作
によりフォーカスポイントが適正に検出されたか否かを
表示するためのフォーカス表示ランプ群43(43a、
43b)、映像信号の検出エラーが発生した場合に点灯
するエラー表示ランプ44、および被写体の照明レベル
が適切であるか否かを表示するためのゲイン表示ランプ
群45(45a、45b、45c)が配列されている。
これらのスイッチあるいはランプがどのような場合に操
作あるいは点灯されるのかについては後述する。なお、
46は電源ランプである。
【0017】この顕微鏡写真撮影システム1を用いて、
写真を撮影するときは、ステージ21に被写体7として
の試料を置き、対物レンズ23として、4つの低倍率対
物レンズ(1、2、4および10倍)のうちから一つを
選択し、しかる後に接眼部23を用いて目視によりフォ
ーカシングと視野の決定を行なう。次に、フォーカシン
グビュワを取り外した後に取り付けたCCDカメラ51
を備えたオートフォーカス装置4を起動する。この起動
のためには、4個のオートフォーカス起動スイッチ42
のうち、使用している対物レンズに対応したものを操作
すればよい。この結果、オートフォーカス装置4は、ス
テージの駆動機構22を構成しているフォーカシングノ
ブ微動軸を駆動して、オートフォーカス動作を行なう。
これによりピントが合った後は、写真撮影装置3のフィ
ルムカメラ31を操作して顕微鏡写真の撮影を行なう。
写真を撮影するときは、ステージ21に被写体7として
の試料を置き、対物レンズ23として、4つの低倍率対
物レンズ(1、2、4および10倍)のうちから一つを
選択し、しかる後に接眼部23を用いて目視によりフォ
ーカシングと視野の決定を行なう。次に、フォーカシン
グビュワを取り外した後に取り付けたCCDカメラ51
を備えたオートフォーカス装置4を起動する。この起動
のためには、4個のオートフォーカス起動スイッチ42
のうち、使用している対物レンズに対応したものを操作
すればよい。この結果、オートフォーカス装置4は、ス
テージの駆動機構22を構成しているフォーカシングノ
ブ微動軸を駆動して、オートフォーカス動作を行なう。
これによりピントが合った後は、写真撮影装置3のフィ
ルムカメラ31を操作して顕微鏡写真の撮影を行なう。
【0018】図2には、本例の顕微鏡写真撮影システム
1のレンズ光学系および制御系の概略構成を示してあ
る。この図に示すように、レンズ光学系は、光学顕微鏡
2の側に組み込まれている対物レンズ23と、ハーフミ
ラー24および接眼レンズ25を備えている。対物レン
ズ23を介して得られる被写体試料7の拡大像は、ハー
フミラー24を通過して写真撮影装置3の側の撮影レン
ズ32に向かうと共に、ここで反射されて接眼レンズ2
5の側に向かう。撮影レンズ32に向かった拡大像はこ
こを介して、写真フィルム33の上に結像する。撮影レ
ンズ32と写真フィルム33の間の光路上にもハーフミ
ラー34が配置されている。このハーフミラー34で反
射された被写体像は、オートフォーカス装置4のCCD
カメラ51の撮像素子52で受光される。
1のレンズ光学系および制御系の概略構成を示してあ
る。この図に示すように、レンズ光学系は、光学顕微鏡
2の側に組み込まれている対物レンズ23と、ハーフミ
ラー24および接眼レンズ25を備えている。対物レン
ズ23を介して得られる被写体試料7の拡大像は、ハー
フミラー24を通過して写真撮影装置3の側の撮影レン
ズ32に向かうと共に、ここで反射されて接眼レンズ2
5の側に向かう。撮影レンズ32に向かった拡大像はこ
こを介して、写真フィルム33の上に結像する。撮影レ
ンズ32と写真フィルム33の間の光路上にもハーフミ
ラー34が配置されている。このハーフミラー34で反
射された被写体像は、オートフォーカス装置4のCCD
カメラ51の撮像素子52で受光される。
【0019】フォーカシングステージ21の裏面側、図
においては下側には照明光源26が配置されている。ス
テージ21に乗せた被写体試料7は、照明光源26によ
って照明される。
においては下側には照明光源26が配置されている。ス
テージ21に乗せた被写体試料7は、照明光源26によ
って照明される。
【0020】一方、CCDカメラ51で受光された被写
体試料7の映像信号は、例えば、NTSC方式の映像信
号として信号線5を介してオートフォーカス装置4に入
力される。オートフォーカス装置4の駆動制御回路8の
主要機能はマイクロコンピュータによって実現される機
能であり、CPU84の制御のもとに、RAM88をワ
ーキングエリアとして利用して、ROM87に格納され
ている制御プログラムを実行することにより達成され
る。
体試料7の映像信号は、例えば、NTSC方式の映像信
号として信号線5を介してオートフォーカス装置4に入
力される。オートフォーカス装置4の駆動制御回路8の
主要機能はマイクロコンピュータによって実現される機
能であり、CPU84の制御のもとに、RAM88をワ
ーキングエリアとして利用して、ROM87に格納され
ている制御プログラムを実行することにより達成され
る。
【0021】この駆動制御回路8は、映像信号を一時的
に記憶保持するためのバッファ81と、ここを介して映
像信号を受け取りそのコンラストを検出するコントラス
ト検出回路82と、映像信号を受けて照明光源26によ
る照明レベルを検出する照明レベル検出回路83と、こ
れらの各部分の駆動制御を司るCPU84を備えてい
る。これらの各部分の駆動は、映像信号の同期信号を基
にしてタイミングコントーラ85から供給されるタイミ
ング信号に基づき行なわれる。また、操作部86を備え
ており、この操作部86は図1に示す各種のスイッチ4
2、ランプ43乃至46を備えている。この構成のオー
トフォーカス装置4の制御回路8は、入出力インタフェ
ース89を介して、モータドライバ9に接続されてい
る。また、不図示のホストコンピュータの側にも接続可
能となっている。
に記憶保持するためのバッファ81と、ここを介して映
像信号を受け取りそのコンラストを検出するコントラス
ト検出回路82と、映像信号を受けて照明光源26によ
る照明レベルを検出する照明レベル検出回路83と、こ
れらの各部分の駆動制御を司るCPU84を備えてい
る。これらの各部分の駆動は、映像信号の同期信号を基
にしてタイミングコントーラ85から供給されるタイミ
ング信号に基づき行なわれる。また、操作部86を備え
ており、この操作部86は図1に示す各種のスイッチ4
2、ランプ43乃至46を備えている。この構成のオー
トフォーカス装置4の制御回路8は、入出力インタフェ
ース89を介して、モータドライバ9に接続されてい
る。また、不図示のホストコンピュータの側にも接続可
能となっている。
【0022】モータドライバ9は、光学顕微鏡2のフォ
ーカシングステージ21の駆動機構22の駆動源である
フォーカスモータ27を駆動するものである。フォーカ
スモータ27としてステッピングモータを採用してい
る。
ーカシングステージ21の駆動機構22の駆動源である
フォーカスモータ27を駆動するものである。フォーカ
スモータ27としてステッピングモータを採用してい
る。
【0023】(制御系および動作概要)図3には、本例
の顕微鏡写真撮影システム1の制御系を、オートフォー
カス装置4の駆動制御回路8のCPU84を中心に実現
される制御機能ブロックと共に示してある。この図を参
照して、本例のシステム1の制御系を更に詳しく説明す
る。
の顕微鏡写真撮影システム1の制御系を、オートフォー
カス装置4の駆動制御回路8のCPU84を中心に実現
される制御機能ブロックと共に示してある。この図を参
照して、本例のシステム1の制御系を更に詳しく説明す
る。
【0024】まず、オートフォーカス装置4が起動され
ると、すなわち、オートフォーカス起動スイッチ42の
いずれかが操作されると、RAM内あるいはROM内に
予め格納されているオートフォーカス動作の制御パラメ
ータを記憶しているパラメータ記憶部91から該当する
制御パラメータが出力される。本例では、後述するよう
に2段階オートフォーカス動作を行なうように構成され
ている。したがって、最初に行なわれる粗フォーカス動
作のための粗パラメータ群92(後述のパルス数J1、
S1、第1の走査幅W1等)および、この粗フォーカス
動作に続いて実行される密フォーカス動作のための密パ
ラメータ群93(後述のパルス数J2、S2、第2の走
査幅W2等)が出力される。
ると、すなわち、オートフォーカス起動スイッチ42の
いずれかが操作されると、RAM内あるいはROM内に
予め格納されているオートフォーカス動作の制御パラメ
ータを記憶しているパラメータ記憶部91から該当する
制御パラメータが出力される。本例では、後述するよう
に2段階オートフォーカス動作を行なうように構成され
ている。したがって、最初に行なわれる粗フォーカス動
作のための粗パラメータ群92(後述のパルス数J1、
S1、第1の走査幅W1等)および、この粗フォーカス
動作に続いて実行される密フォーカス動作のための密パ
ラメータ群93(後述のパルス数J2、S2、第2の走
査幅W2等)が出力される。
【0025】オートフォーカス装置4のCPU84は、
これらの制御パラメータ群に基づき、フォーカスモータ
27の駆動を制御するモータ制御動作94を実行する。
このモータ制御動作94によって出力される駆動信号に
より、モータドライバ9を介してフォーカスモータ27
が駆動されて、顕微鏡2のフォーカシングステージ21
が光学系の光軸に沿って往復移動する。
これらの制御パラメータ群に基づき、フォーカスモータ
27の駆動を制御するモータ制御動作94を実行する。
このモータ制御動作94によって出力される駆動信号に
より、モータドライバ9を介してフォーカスモータ27
が駆動されて、顕微鏡2のフォーカシングステージ21
が光学系の光軸に沿って往復移動する。
【0026】フォーカシングステージ21を移動させな
がらCCDカメラ51を介して得られる映像信号は、バ
ッファ81において、上記の制御パラメータ92、93
に含まれているサンプリングタイミングで1コマづつサ
ンプリングされる。サンプリングされた映像信号はバッ
ファ81を介してコントラスト検出回路82に供給され
る。
がらCCDカメラ51を介して得られる映像信号は、バ
ッファ81において、上記の制御パラメータ92、93
に含まれているサンプリングタイミングで1コマづつサ
ンプリングされる。サンプリングされた映像信号はバッ
ファ81を介してコントラスト検出回路82に供給され
る。
【0027】コントラスト検出回路82では、映像信号
から高周波成分を抽出してそのコントラストを検出す
る。最初に実行される粗フォーカス動作時におけるステ
ージ21の移動(即ち、光学系の走査)により検出され
た映像信号のコントラストは時系列的にRAMに展開さ
れている粗フォーカス動作用コントラストメモリ96に
記憶保持される。粗フォーカス動作の後に実行される密
フォーカス動作時において検出される映像信号のコント
ラストも、同様に、時系列的にRAMに展開されている
密フォーカス動作用コントラストメモリ97に記憶保持
される。
から高周波成分を抽出してそのコントラストを検出す
る。最初に実行される粗フォーカス動作時におけるステ
ージ21の移動(即ち、光学系の走査)により検出され
た映像信号のコントラストは時系列的にRAMに展開さ
れている粗フォーカス動作用コントラストメモリ96に
記憶保持される。粗フォーカス動作の後に実行される密
フォーカス動作時において検出される映像信号のコント
ラストも、同様に、時系列的にRAMに展開されている
密フォーカス動作用コントラストメモリ97に記憶保持
される。
【0028】これらのメモリ96、97の内容に基づ
き、コントラストカーブ作成動作98が実行されて、粗
フォーカス動作による映像信号のコントラストカーブ9
6Cと、密フォーカス動作による映像信号のコントラス
トカーブ97Cが得られる。しかる後に、これらのコン
トラストカーブ96C、97Cの形状判定99が実行さ
れる。
き、コントラストカーブ作成動作98が実行されて、粗
フォーカス動作による映像信号のコントラストカーブ9
6Cと、密フォーカス動作による映像信号のコントラス
トカーブ97Cが得られる。しかる後に、これらのコン
トラストカーブ96C、97Cの形状判定99が実行さ
れる。
【0029】粗フォーカス動作により得られたコントラ
ストカーブ96Cに基づく形状判定動作99Aでは、当
該コントラストカーブ96Cのパターンを判別する。次
に、判別されたパターンに基づき、後述のオートフォー
カス再スタートを行なうか否かの判定動作101を行な
う。この判定動作101は、パターンに基づき、粗フォ
ーカス動作を再度行なうか否かを決定すると共に、粗フ
ォーカス動作を再度行なう場合には、その走査範囲の設
定を行なう。さらには、後述のフォーカス動作の確認表
示のための表示制御信号を出力して、フォーカスポイン
トが得られたか否かの表示を、表示ランプ43を点滅す
ることにより行なう。
ストカーブ96Cに基づく形状判定動作99Aでは、当
該コントラストカーブ96Cのパターンを判別する。次
に、判別されたパターンに基づき、後述のオートフォー
カス再スタートを行なうか否かの判定動作101を行な
う。この判定動作101は、パターンに基づき、粗フォ
ーカス動作を再度行なうか否かを決定すると共に、粗フ
ォーカス動作を再度行なう場合には、その走査範囲の設
定を行なう。さらには、後述のフォーカス動作の確認表
示のための表示制御信号を出力して、フォーカスポイン
トが得られたか否かの表示を、表示ランプ43を点滅す
ることにより行なう。
【0030】粗フォーカス動作を再度行なう場合には、
モータ制御動作94が実行されて、新たに設定された走
査範囲での粗フォーカス動作が実行される。
モータ制御動作94が実行されて、新たに設定された走
査範囲での粗フォーカス動作が実行される。
【0031】1回の粗フォーカス動作により明確なフォ
ーカスポイントが検出された場合には、密フォーカス動
作のための走査範囲設定動作102が実行される。この
走査範囲設定動作102により設定された走査範囲で密
フォーカス動作が実行されるように、モータ制御動作9
4が行なわれる。
ーカスポイントが検出された場合には、密フォーカス動
作のための走査範囲設定動作102が実行される。この
走査範囲設定動作102により設定された走査範囲で密
フォーカス動作が実行されるように、モータ制御動作9
4が行なわれる。
【0032】密フォーカス動作によって得られるコント
ラストカーブ97Cに対しても形状判定動作99Bが行
なわれる。また、形状判定動作99Bによって、そのコ
ントラストの最大値と最小値の差も算出される。この形
状判定99Bに基づき、フォーカスポイント位置検出動
作103が行なわれる。フォーカスポイントが検出され
ると、モータ制御動作94が実行されて、フォーカスモ
ータ27を駆動して、フォーカスステージ21をフォー
カスポイントに向けて移動して、その位置に停止させ
る。
ラストカーブ97Cに対しても形状判定動作99Bが行
なわれる。また、形状判定動作99Bによって、そのコ
ントラストの最大値と最小値の差も算出される。この形
状判定99Bに基づき、フォーカスポイント位置検出動
作103が行なわれる。フォーカスポイントが検出され
ると、モータ制御動作94が実行されて、フォーカスモ
ータ27を駆動して、フォーカスステージ21をフォー
カスポイントに向けて移動して、その位置に停止させ
る。
【0033】なお、密フォーカス動作によって得られた
コントラストカーブ97Cの形状判定動作99Bの結果
は、ランプ43を介して表示される。
コントラストカーブ97Cの形状判定動作99Bの結果
は、ランプ43を介して表示される。
【0034】ここで、本例のオートフォーカス装置4に
おいては、その駆動制御回路8には照明レベル検出回路
83が備わっている。この照明レベル検出回路83で
は、映像信号レベル検出動作833を行なうと共に、映
像信号から抽出した高周波成分のレベル(振幅)検出動
作832を行い、これらのレベルの加算動作834を実
行する。そして、加算結果に基づき、照明レベルが適正
な範囲内であるか、その範囲よりも高いのか低いのかの
レベル比較動作835を実行する。この比較結果に基づ
き、ランプ45を駆動する。
おいては、その駆動制御回路8には照明レベル検出回路
83が備わっている。この照明レベル検出回路83で
は、映像信号レベル検出動作833を行なうと共に、映
像信号から抽出した高周波成分のレベル(振幅)検出動
作832を行い、これらのレベルの加算動作834を実
行する。そして、加算結果に基づき、照明レベルが適正
な範囲内であるか、その範囲よりも高いのか低いのかの
レベル比較動作835を実行する。この比較結果に基づ
き、ランプ45を駆動する。
【0035】次に、本例の顕微鏡写真撮影システム1の
主要部分の構成およびその動作を説明する。
主要部分の構成およびその動作を説明する。
【0036】(コントラスト検出処理)図4には、本例
のコントラスト検出回路82の構成および動作を示して
ある。コントラスト検出処理は一般的に知られたもので
あるので、以下にその概要のみを説明する。
のコントラスト検出回路82の構成および動作を示して
ある。コントラスト検出処理は一般的に知られたもので
あるので、以下にその概要のみを説明する。
【0037】本例では、映像信号のコントラスト検出
を、アナログ回路からなるコントラスト検出回路82に
よって行なっている。コントラスト検出回路82によっ
て行なわれるコントスト検出方法は、映像信号の各走査
線毎のコントラスト成分のピーク検出処理を行なうこと
により、1画面分のコントラストを求めるものである。
を、アナログ回路からなるコントラスト検出回路82に
よって行なっている。コントラスト検出回路82によっ
て行なわれるコントスト検出方法は、映像信号の各走査
線毎のコントラスト成分のピーク検出処理を行なうこと
により、1画面分のコントラストを求めるものである。
【0038】図4(A)に示すように、映像信号は、バ
ッファアンプ821を介してゲート822に供給され
る。このゲート822およびアンプ823を介してハイ
パスフィルタ824に供給され、ここで、高周波成分の
みが抽出される。抽出された高周波成分はピーク検出回
路825に供給される。このピーク検出回路825にお
いて検出された高周波成分のピーク値はマルチプレクサ
826を介してA/D変換器827でデジタル値に変換
される。しかる後に、走査線毎のコントラスト信号とし
てCPU84に供給される。CPU84では、走査線毎
のコントラスト信号を加算することにより、映像信号1
画面分のコンラスト値を演算する。演算された1画面分
のコントラスト値は、RAM88内に展開されているコ
ントラストメモリ96あるいは97に格納される。
ッファアンプ821を介してゲート822に供給され
る。このゲート822およびアンプ823を介してハイ
パスフィルタ824に供給され、ここで、高周波成分の
みが抽出される。抽出された高周波成分はピーク検出回
路825に供給される。このピーク検出回路825にお
いて検出された高周波成分のピーク値はマルチプレクサ
826を介してA/D変換器827でデジタル値に変換
される。しかる後に、走査線毎のコントラスト信号とし
てCPU84に供給される。CPU84では、走査線毎
のコントラスト信号を加算することにより、映像信号1
画面分のコンラスト値を演算する。演算された1画面分
のコントラスト値は、RAM88内に展開されているコ
ントラストメモリ96あるいは97に格納される。
【0039】図4(B)にはCCDカメラ51の側から
供給される映像信号のうち、水平同期信号によって前後
が規定される1水平走査線分の映像信号波形の例を示し
てある。この映像信号は、ハイパスフィルタ824を介
して図4(B)に示すように高周波成分のみが抽出され
る。そして、ピーク検出回路825においては、抽出さ
れた高周波成分の最大および最小値の差、図において
は、の点との点の差が、コントラスト値として出力
される。このコントラスト値はデジタル値に変換されて
CPU84に供給される。
供給される映像信号のうち、水平同期信号によって前後
が規定される1水平走査線分の映像信号波形の例を示し
てある。この映像信号は、ハイパスフィルタ824を介
して図4(B)に示すように高周波成分のみが抽出され
る。そして、ピーク検出回路825においては、抽出さ
れた高周波成分の最大および最小値の差、図において
は、の点との点の差が、コントラスト値として出力
される。このコントラスト値はデジタル値に変換されて
CPU84に供給される。
【0040】なお、コントラスト検出方法としては、積
分処理を行なって、1走査線分の映像信号から高周波数
成分を積分してコントラストを求めてもよい。
分処理を行なって、1走査線分の映像信号から高周波数
成分を積分してコントラストを求めてもよい。
【0041】(2段階オートフォーカス動作)前述した
ように、本例の顕微鏡写真撮影システム1は、生物系の
弱拡大(1乃至10倍)対物レンズに使用条件を限定し
ている。弱拡大対物レンズは焦点深度が非常に深く、正
確なフォーカス動作を行なうためには、上記のようなコ
ントラスト検出のための走査範囲を広くとる必要があ
る。このために、通常のオートフォーカス動作では、コ
ントラストのサンプリングポイントが多くなり、フォー
カスポイントが得られるまでに時間が掛かってしまう。
ように、本例の顕微鏡写真撮影システム1は、生物系の
弱拡大(1乃至10倍)対物レンズに使用条件を限定し
ている。弱拡大対物レンズは焦点深度が非常に深く、正
確なフォーカス動作を行なうためには、上記のようなコ
ントラスト検出のための走査範囲を広くとる必要があ
る。このために、通常のオートフォーカス動作では、コ
ントラストのサンプリングポイントが多くなり、フォー
カスポイントが得られるまでに時間が掛かってしまう。
【0042】本例のオートフォーカス装置4では、前述
のように、粗フォーカス動作と密フォーカス動作からな
る2段階オートフォーカス動作を行い、オートフォーカ
ス動作に必要な時間を短縮化している。すなわち、ま
ず、粗フォーカス動作を実行して、広い走査範囲を大ま
かに走査して大凡のフォーカスポイントを検出する。次
に、密フォーカス動作を実行して、大凡のフォーカスポ
イントを含む狭い走査範囲を密にサンプリングして正確
なフォーカスポイントを検出するようにしている。この
ような2段階オートフォーカス動作を行なうと、オート
フォーカス動作に必要なコントラストのサンプリングポ
イント数を全体として減らすことができ、迅速なオート
フォーカス動作を実現できる。
のように、粗フォーカス動作と密フォーカス動作からな
る2段階オートフォーカス動作を行い、オートフォーカ
ス動作に必要な時間を短縮化している。すなわち、ま
ず、粗フォーカス動作を実行して、広い走査範囲を大ま
かに走査して大凡のフォーカスポイントを検出する。次
に、密フォーカス動作を実行して、大凡のフォーカスポ
イントを含む狭い走査範囲を密にサンプリングして正確
なフォーカスポイントを検出するようにしている。この
ような2段階オートフォーカス動作を行なうと、オート
フォーカス動作に必要なコントラストのサンプリングポ
イント数を全体として減らすことができ、迅速なオート
フォーカス動作を実現できる。
【0043】以下に、図5を主として参照して、本例の
2段階オートフォーカス動作を説明する。
2段階オートフォーカス動作を説明する。
【0044】まず、オートフォーカス装置4の操作パネ
ル41に配列されているオートフォーカス起動スイッチ
42の何れか一つが操作されると、それに対応する制御
パラメータ群が設定される。この後、オートフォーカス
装置4は、粗フォーカス動作を実行する。
ル41に配列されているオートフォーカス起動スイッチ
42の何れか一つが操作されると、それに対応する制御
パラメータ群が設定される。この後、オートフォーカス
装置4は、粗フォーカス動作を実行する。
【0045】すなわち、図5(A)に示すように、顕微
鏡2のステージ21を初期位置aに戻した後に、予め設
定されている第1の走査幅W1を規定する一方の端(初
期位置)aから他方の端bの位置まで移動させる。ステ
ージ移動制御のための動作パラメータ群には、ステージ
移動の最小単位Jと、コントラストデータのサンプリン
グ数Sとが含まれている。これらの値JおよびSは、ス
テッピングモータ22の駆動パルスのパルス数で設定さ
れている。したがって、第1の走査幅W1はJ1×S1
で求まるパルス数で設定されている。粗フォーカス動作
の時には、ステージ21が最小単位J1だけ移動する毎
に、コントラストデータをサンプリングする動作がS1
回繰り返される。
鏡2のステージ21を初期位置aに戻した後に、予め設
定されている第1の走査幅W1を規定する一方の端(初
期位置)aから他方の端bの位置まで移動させる。ステ
ージ移動制御のための動作パラメータ群には、ステージ
移動の最小単位Jと、コントラストデータのサンプリン
グ数Sとが含まれている。これらの値JおよびSは、ス
テッピングモータ22の駆動パルスのパルス数で設定さ
れている。したがって、第1の走査幅W1はJ1×S1
で求まるパルス数で設定されている。粗フォーカス動作
の時には、ステージ21が最小単位J1だけ移動する毎
に、コントラストデータをサンプリングする動作がS1
回繰り返される。
【0046】ここで、フォーカス動作を精度良く行なう
ためには、ステージ移動の最小単位、すなわちステージ
の移動ピッチJ1は、光学系の焦点深度の1/5から1
/10以下に設定することが必要である。本例では、各
対物レンズの倍率に対応して、最適な値のJ1が設定さ
れている。
ためには、ステージ移動の最小単位、すなわちステージ
の移動ピッチJ1は、光学系の焦点深度の1/5から1
/10以下に設定することが必要である。本例では、各
対物レンズの倍率に対応して、最適な値のJ1が設定さ
れている。
【0047】図5(B)には、この粗フォーカス動作に
よって得られるコントラストカーブ96Cの例を示して
ある。このような走査幅W1のほぼ中央にコントラスト
値のピーク値P1が現れる場合が典型的で理想的な例で
ある。この場合には、ステージ21をまず、次に行なう
密フォーカス動作のための初期位置cまで移動させる。
また、ピーク値P1が得られたステージ位置F1を仮の
フォーカスポイントと断定して、この位置F1を含むよ
うに、予め設定された幅を有する第2の走査幅W2の範
囲を設定する。図示の例では、第2の走査幅W2は、コ
ントラストのピーク値P1を含む点dから点eまでの範
囲として設定される。さらに、密フォーカス動作を実行
するための動作パラメータとして、ステージ移動の最小
単位がJ2に設定され、コントラストデータのサンプリ
ングポイント数がS2に設定される。したがって、第2
の走査幅W2はJ2×S2で求まるパルス数で設定され
ている。
よって得られるコントラストカーブ96Cの例を示して
ある。このような走査幅W1のほぼ中央にコントラスト
値のピーク値P1が現れる場合が典型的で理想的な例で
ある。この場合には、ステージ21をまず、次に行なう
密フォーカス動作のための初期位置cまで移動させる。
また、ピーク値P1が得られたステージ位置F1を仮の
フォーカスポイントと断定して、この位置F1を含むよ
うに、予め設定された幅を有する第2の走査幅W2の範
囲を設定する。図示の例では、第2の走査幅W2は、コ
ントラストのピーク値P1を含む点dから点eまでの範
囲として設定される。さらに、密フォーカス動作を実行
するための動作パラメータとして、ステージ移動の最小
単位がJ2に設定され、コントラストデータのサンプリ
ングポイント数がS2に設定される。したがって、第2
の走査幅W2はJ2×S2で求まるパルス数で設定され
ている。
【0048】ここで、ステージ移動の最小単位、すなわ
ちステージの移動ピッチJ2は、フォーカス動作を精度
良く行なうために、光学系の焦点深度の1/5から1/
10以下に設定することが必要である。本例では、各対
物レンズの倍率に対応して、最適な値のJ2が設定され
ている。また、これらの値J2は、上記の粗フォーカス
動作時に設定される値J1よりも小さな値とされる。具
体的には、第1の走査幅W1はCCDの焦点深度の5
倍、ステージの移動ピッチJ1、即ち、サンプリングピ
ッチは1/5、第2の走査幅W2はCCDの焦点深度の
2倍、ステージの移動ピッチJ2、即ち、サンプリング
ピッチは1/10に設定しているが、これらに限定する
ものではない。
ちステージの移動ピッチJ2は、フォーカス動作を精度
良く行なうために、光学系の焦点深度の1/5から1/
10以下に設定することが必要である。本例では、各対
物レンズの倍率に対応して、最適な値のJ2が設定され
ている。また、これらの値J2は、上記の粗フォーカス
動作時に設定される値J1よりも小さな値とされる。具
体的には、第1の走査幅W1はCCDの焦点深度の5
倍、ステージの移動ピッチJ1、即ち、サンプリングピ
ッチは1/5、第2の走査幅W2はCCDの焦点深度の
2倍、ステージの移動ピッチJ2、即ち、サンプリング
ピッチは1/10に設定しているが、これらに限定する
ものではない。
【0049】図5(D)および(E)を比較すると分か
るように、密フォーカス動作での走査幅W2は走査幅W
1よりも大幅に狭いが、ステージ移動の最小単位J2は
粗フォーカス動作時の値J1に比べて小さい。したがっ
て、狭い範囲においてコントラストデータのサンプリン
グを密に行なうことができる。密フォーカス動作が実行
されると、例えば、図5(C)で示すコントラストカー
ブ97Cが得られる。この図に示すように、得られたコ
ントラストカーブ97Cの中央部分にコントラストのピ
ーク値P2が現れる場合が典型的で理想的な例である。
この場合には、ピーク値P2が得られた位置をフォーカ
スポイントF2であると断定する。そして、ステージ2
1をそのフォーカスポイントF2まで移動して止める。
るように、密フォーカス動作での走査幅W2は走査幅W
1よりも大幅に狭いが、ステージ移動の最小単位J2は
粗フォーカス動作時の値J1に比べて小さい。したがっ
て、狭い範囲においてコントラストデータのサンプリン
グを密に行なうことができる。密フォーカス動作が実行
されると、例えば、図5(C)で示すコントラストカー
ブ97Cが得られる。この図に示すように、得られたコ
ントラストカーブ97Cの中央部分にコントラストのピ
ーク値P2が現れる場合が典型的で理想的な例である。
この場合には、ピーク値P2が得られた位置をフォーカ
スポイントF2であると断定する。そして、ステージ2
1をそのフォーカスポイントF2まで移動して止める。
【0050】このようにしてピントが合った後は、写真
撮影装置3を操作して顕微鏡写真撮影を行なうことにな
る。
撮影装置3を操作して顕微鏡写真撮影を行なうことにな
る。
【0051】なお、密フォーカス動作によって得られる
コントラストカーブ97Cにおいて、その両端以外の点
にピーク値P2が現れないときには、オートフォーカス
動作を停止する。オートフォーカス動作が停止した旨
は、表示ランプ43(図1参照)を介して操作者に知ら
せる。操作者は、このランプ43の点灯状態から、オー
トフォーカス動作が不調に終わったことを知った場合に
は、再度、接眼レンズを覗いて目視により大凡のフォー
カス動作を行い、再度、オートフォーカス動作を起動す
ればよい。
コントラストカーブ97Cにおいて、その両端以外の点
にピーク値P2が現れないときには、オートフォーカス
動作を停止する。オートフォーカス動作が停止した旨
は、表示ランプ43(図1参照)を介して操作者に知ら
せる。操作者は、このランプ43の点灯状態から、オー
トフォーカス動作が不調に終わったことを知った場合に
は、再度、接眼レンズを覗いて目視により大凡のフォー
カス動作を行い、再度、オートフォーカス動作を起動す
ればよい。
【0052】以上のように、本例の顕微鏡写真システム
1のオートフォーカス装置4は2段階オートフォーカス
動作を実行している。したがって、広い走査幅W1に渡
って密にコントラストデータをサンプリングしてフォー
カスポイントを検出する方法に比べて、極めて短い時間
でフォーカスポイントF2を検出できる。
1のオートフォーカス装置4は2段階オートフォーカス
動作を実行している。したがって、広い走査幅W1に渡
って密にコントラストデータをサンプリングしてフォー
カスポイントを検出する方法に比べて、極めて短い時間
でフォーカスポイントF2を検出できる。
【0053】(オートフォーカス再スタート機能)ここ
で、上記のような粗フォーカス動作によって得られるコ
ントラストカーブ96Cとしては、その走査幅W1の走
査範囲内にコントラストのピーク値P1が現れない場合
がある。すなわち、前述したように、顕微鏡写真の撮影
に当たっては、まず、操作者が接眼レンズを覗き、手動
でフレーミングを行なう。このように最初に目視により
フォーカス動作が行なわれるので、上述したような粗フ
ォーカス動作のための走査範囲内に実際のフォーカスポ
イントが入っていない事態も発生する。
で、上記のような粗フォーカス動作によって得られるコ
ントラストカーブ96Cとしては、その走査幅W1の走
査範囲内にコントラストのピーク値P1が現れない場合
がある。すなわち、前述したように、顕微鏡写真の撮影
に当たっては、まず、操作者が接眼レンズを覗き、手動
でフレーミングを行なう。このように最初に目視により
フォーカス動作が行なわれるので、上述したような粗フ
ォーカス動作のための走査範囲内に実際のフォーカスポ
イントが入っていない事態も発生する。
【0054】そこで、図6および図7に示すように、本
例のオートフォーカス装置4では、このような場合に、
走査範囲をシフトして再度、粗フォーカス動作を実行す
るようにしている。
例のオートフォーカス装置4では、このような場合に、
走査範囲をシフトして再度、粗フォーカス動作を実行す
るようにしている。
【0055】まず、図6に示す例は、第1回目の粗フォ
ーカス動作によって得られたコントラストカーブ96C
1が、一方の端の位置bから他方の端の位置aに向けて
単調増加している形状となっている場合である。この場
合には、大きいコントラスト値が得られた点aに隣接さ
せて、再オートフォーカス動作用の走査範囲(点aから
点a1の範囲)を設定する。この走査範囲の走査幅も第
1回目の粗フォーカス動作時と同様に第1の走査幅W1
に設定される。
ーカス動作によって得られたコントラストカーブ96C
1が、一方の端の位置bから他方の端の位置aに向けて
単調増加している形状となっている場合である。この場
合には、大きいコントラスト値が得られた点aに隣接さ
せて、再オートフォーカス動作用の走査範囲(点aから
点a1の範囲)を設定する。この走査範囲の走査幅も第
1回目の粗フォーカス動作時と同様に第1の走査幅W1
に設定される。
【0056】再オートフォーカス動作は、まず、ステー
ジ21を点bから点a1まで移動し、そこから逆方向に
ステージ21をピッチJ1で移動させながらコントスト
データのサンプリングを行なう。サンプリングポイント
数はS1である。この再オートフォーカス動作によっ
て、例えば、コントラストカーブ96C2が得られる。
このコントラストカーブ96C2には、その両端以外の
点にピーク値P1が現れている。
ジ21を点bから点a1まで移動し、そこから逆方向に
ステージ21をピッチJ1で移動させながらコントスト
データのサンプリングを行なう。サンプリングポイント
数はS1である。この再オートフォーカス動作によっ
て、例えば、コントラストカーブ96C2が得られる。
このコントラストカーブ96C2には、その両端以外の
点にピーク値P1が現れている。
【0057】したがって、この後は、前述したように2
段階オートフォーカス動作における密フォーカス動作を
実行する。この場合には、ピーク値P1が現れた第1の
フォーカスポイント位置F1を含む第2の走査幅W2の
走査範囲(点d1から点e1までの範囲)を設定し、こ
の範囲内で、ステージ21をピッチJ2で移動させなが
らコントラストデータのサンプリングを行なう。したが
ってこの場合のサンプリングポイント数はS2である。
段階オートフォーカス動作における密フォーカス動作を
実行する。この場合には、ピーク値P1が現れた第1の
フォーカスポイント位置F1を含む第2の走査幅W2の
走査範囲(点d1から点e1までの範囲)を設定し、こ
の範囲内で、ステージ21をピッチJ2で移動させなが
らコントラストデータのサンプリングを行なう。したが
ってこの場合のサンプリングポイント数はS2である。
【0058】この結果、例えば、コントラストカーブ9
7C2が得られる。このコントラストカーブ97C2に
は、その両端以外の点にピーク値P2が現れているの
で、この値P2が現れる点がフォーカスポイントF2で
あると断定される。そして、このポイントF2に向けて
ステージ21を移動して、その位置に停止させる。これ
によりフォーカス動作が終了する。
7C2が得られる。このコントラストカーブ97C2に
は、その両端以外の点にピーク値P2が現れているの
で、この値P2が現れる点がフォーカスポイントF2で
あると断定される。そして、このポイントF2に向けて
ステージ21を移動して、その位置に停止させる。これ
によりフォーカス動作が終了する。
【0059】なお、密フォーカス動作によって得られる
コントラストカーブ97C2において、その両端以外の
点にピーク値P2が現れないときには、オートフォーカ
ス動作を停止する。オートフォーカス動作が停止した旨
は、表示ランプ43(図1参照)を介して操作者に知ら
せる。操作者は、このランプ43の点灯状態から、オー
トフォーカス動作が不調に終わったことを知った場合に
は、再度、接眼レンズを覗いて目視により大凡のフォー
カス動作を行い、再度、オートフォーカス動作を起動す
ればよい。
コントラストカーブ97C2において、その両端以外の
点にピーク値P2が現れないときには、オートフォーカ
ス動作を停止する。オートフォーカス動作が停止した旨
は、表示ランプ43(図1参照)を介して操作者に知ら
せる。操作者は、このランプ43の点灯状態から、オー
トフォーカス動作が不調に終わったことを知った場合に
は、再度、接眼レンズを覗いて目視により大凡のフォー
カス動作を行い、再度、オートフォーカス動作を起動す
ればよい。
【0060】一方、図7には、上記の例とは逆に、粗フ
ォーカス動作によって得られたコントラストカーブ96
C3が、点aの側から点bに向けて単調増加した曲線と
なった場合である。この場合には、コントラスト値が大
きい点bの側に隣接して、オートフォーカス再スタート
のための走査範囲(点bから点b1までの範囲)を設定
する。この場合にも走査幅は第1の走査幅W1である。
ォーカス動作によって得られたコントラストカーブ96
C3が、点aの側から点bに向けて単調増加した曲線と
なった場合である。この場合には、コントラスト値が大
きい点bの側に隣接して、オートフォーカス再スタート
のための走査範囲(点bから点b1までの範囲)を設定
する。この場合にも走査幅は第1の走査幅W1である。
【0061】この後は、上記の図6で説明した場合と同
様にして第2回目の粗フォーカス動作が実行される。こ
れにより、コントラストカーブ96C4が得られた場合
には、そのフォーカス位置F1を含む第2の走査幅W2
の範囲(点d2から点e2までの範囲)が、密フォーカ
ス動作の走査範囲として設定される。密フォーカス動作
によってコントラストカーブ97C3が得られると、そ
のピーク値P2が現れる位置F2がフォーカスポイント
と判断され、そこに向けてステージ21が移動して、そ
の位置に停止する。
様にして第2回目の粗フォーカス動作が実行される。こ
れにより、コントラストカーブ96C4が得られた場合
には、そのフォーカス位置F1を含む第2の走査幅W2
の範囲(点d2から点e2までの範囲)が、密フォーカ
ス動作の走査範囲として設定される。密フォーカス動作
によってコントラストカーブ97C3が得られると、そ
のピーク値P2が現れる位置F2がフォーカスポイント
と判断され、そこに向けてステージ21が移動して、そ
の位置に停止する。
【0062】この場合においても、密フォーカス動作に
よって得られるコントラストカーブ97C3においてそ
の両端以外の点にピーク値P2が現れないときには、オ
ートフォーカス動作を停止する。オートフォーカス動作
が停止した旨は、表示ランプ43(図1参照)を介して
操作者に知らせる。
よって得られるコントラストカーブ97C3においてそ
の両端以外の点にピーク値P2が現れないときには、オ
ートフォーカス動作を停止する。オートフォーカス動作
が停止した旨は、表示ランプ43(図1参照)を介して
操作者に知らせる。
【0063】次に、本例のオートフォーカス再スタート
機能の変形例としては、次のような動作態様を挙げるこ
とができる。本例では、粗フォーカス動作を繰り返し行
なうようにしている。この代わりに、あるいは、これと
共に、密フォーカス動作も同様に走査範囲をシフトさせ
て繰り返し行なうようにすることができる。このような
制御動作は、例えば、粗フォーカス動作においてはコン
トラストのピーク値P1が検出されたのにも関わらず、
密フォーカス動作ではコントストのピーク値P2が検出
されない場合に有効である。このような場合、密フォー
カス動作の走査範囲をシフトさせることにより、ピーク
値P2を検出できる場合がある。
機能の変形例としては、次のような動作態様を挙げるこ
とができる。本例では、粗フォーカス動作を繰り返し行
なうようにしている。この代わりに、あるいは、これと
共に、密フォーカス動作も同様に走査範囲をシフトさせ
て繰り返し行なうようにすることができる。このような
制御動作は、例えば、粗フォーカス動作においてはコン
トラストのピーク値P1が検出されたのにも関わらず、
密フォーカス動作ではコントストのピーク値P2が検出
されない場合に有効である。このような場合、密フォー
カス動作の走査範囲をシフトさせることにより、ピーク
値P2を検出できる場合がある。
【0064】また、オートフォーカス再スタート機能の
変形例としては、粗フォーカス動作、密フォーカス動作
の繰り返し実行回数を3回以上にするもの、または、2
回目以降の粗フォーカス動作、密フォーカス動作の走査
幅を異なる走査幅に設定するもの等を挙げることができ
る。
変形例としては、粗フォーカス動作、密フォーカス動作
の繰り返し実行回数を3回以上にするもの、または、2
回目以降の粗フォーカス動作、密フォーカス動作の走査
幅を異なる走査幅に設定するもの等を挙げることができ
る。
【0065】このようなオートフォーカス再スタート機
能に伴う走査幅、走査回数等の動作パラメータも、使用
される対物レンズの倍率に対応した値が使用できるよう
に、オートフォーカス起動スイッチ42の操作に応じ
て、対応する動作パラメータを設定できるようにするこ
とも可能である。
能に伴う走査幅、走査回数等の動作パラメータも、使用
される対物レンズの倍率に対応した値が使用できるよう
に、オートフォーカス起動スイッチ42の操作に応じ
て、対応する動作パラメータを設定できるようにするこ
とも可能である。
【0066】(オートフォーカス停止機能)次に、本例
のオートフォーカス装置4によって実行されるオートフ
ォーカス停止機能を説明する。
のオートフォーカス装置4によって実行されるオートフ
ォーカス停止機能を説明する。
【0067】まず、本例のオートフォーカス装置4は、
図6、図7に示すオートフォーカス再スタート機能を次
のような場合には起動させず、オートフォーカス動作を
停止させる。すなわち、第1回目の粗フォーカス動作に
よって得られるコントラストカーブ96C1あるいは9
6C3において、その最大値と最小値の差Δが予め設定
した値を越えていない場合には、オートフォーカス再ス
タートを行なわない。この場合には、実際のフォーカス
ポイントF2が、粗フォーカス動作の走査範囲から大幅
に外れているものと判断して、オートフォーカス動作を
停止する。
図6、図7に示すオートフォーカス再スタート機能を次
のような場合には起動させず、オートフォーカス動作を
停止させる。すなわち、第1回目の粗フォーカス動作に
よって得られるコントラストカーブ96C1あるいは9
6C3において、その最大値と最小値の差Δが予め設定
した値を越えていない場合には、オートフォーカス再ス
タートを行なわない。この場合には、実際のフォーカス
ポイントF2が、粗フォーカス動作の走査範囲から大幅
に外れているものと判断して、オートフォーカス動作を
停止する。
【0068】この場合、オートフォーカス動作が停止し
た旨を表示ランプ43(図1参照)を介して操作者に知
らせる。操作者は、このランプ43の点灯状態から、オ
ートフォーカス動作が不調に終わったことを知った場合
には、再度、接眼レンズを覗いて目視により大凡のフォ
ーカス動作を行い、再度、オートフォーカス動作を起動
すればよい。
た旨を表示ランプ43(図1参照)を介して操作者に知
らせる。操作者は、このランプ43の点灯状態から、オ
ートフォーカス動作が不調に終わったことを知った場合
には、再度、接眼レンズを覗いて目視により大凡のフォ
ーカス動作を行い、再度、オートフォーカス動作を起動
すればよい。
【0069】このように、本例では、得られるコントラ
ストの変化が殆ど無い場合には、オートフォーカス動作
を停止する。
ストの変化が殆ど無い場合には、オートフォーカス動作
を停止する。
【0070】また、本例では、オートフォーカス再スタ
ート機能が起動して、2回目の粗フォーカス動作を実行
して得られるコントラストカーブにおいてその両端以外
の点にピーク値が現れない場合にも、オートフォーカス
動作を停止している。図8を参照して説明すると、点a
から点bに渡って第1回目の粗フォーカス動作を行なう
ことにより、コントラストカーブ96C4が得られたと
する。この場合、コントラストの最大値と最小値の差Δ
が予め設定した値を越える場合には、前述したオートフ
ォーカス再スタート機能が起動する。この結果、点bか
ら点b1に到る走査範囲の粗フォーカス動作が実行され
る。この第2回目の粗フォーカス動作によって得られた
コントラストカーブ96C5において、その両端位置
b、b1以外の点にピーク値が現れない場合には、オー
トフォーカス動作を停止して、ステージ21をその初期
位置である点aまで戻す。
ート機能が起動して、2回目の粗フォーカス動作を実行
して得られるコントラストカーブにおいてその両端以外
の点にピーク値が現れない場合にも、オートフォーカス
動作を停止している。図8を参照して説明すると、点a
から点bに渡って第1回目の粗フォーカス動作を行なう
ことにより、コントラストカーブ96C4が得られたと
する。この場合、コントラストの最大値と最小値の差Δ
が予め設定した値を越える場合には、前述したオートフ
ォーカス再スタート機能が起動する。この結果、点bか
ら点b1に到る走査範囲の粗フォーカス動作が実行され
る。この第2回目の粗フォーカス動作によって得られた
コントラストカーブ96C5において、その両端位置
b、b1以外の点にピーク値が現れない場合には、オー
トフォーカス動作を停止して、ステージ21をその初期
位置である点aまで戻す。
【0071】このように、本例では、ステージ21を一
方向に移動させている場合に得られるコントラストカー
ブが単調減少カーブ、あるいは単調増加カーブであり、
走査範囲の開始位置と終了位置以外の点にピーク値が現
れない場合には、その方向にはフォーカスポイントが無
いものと判断してオートフォーカス動作を停止してい
る。特に、得えれるコントラストカーブが単調減少カー
ブの場合には、走査方向にフォーカスポイントが存在し
ないことは明らかである。したがって、本例によれば、
無駄なオートフォーカス動作を回避できる。
方向に移動させている場合に得られるコントラストカー
ブが単調減少カーブ、あるいは単調増加カーブであり、
走査範囲の開始位置と終了位置以外の点にピーク値が現
れない場合には、その方向にはフォーカスポイントが無
いものと判断してオートフォーカス動作を停止してい
る。特に、得えれるコントラストカーブが単調減少カー
ブの場合には、走査方向にフォーカスポイントが存在し
ないことは明らかである。したがって、本例によれば、
無駄なオートフォーカス動作を回避できる。
【0072】また、このようなオートフォーカス停止動
作は、ステージ21の移動方向が、顕微鏡2の対物レン
ズ23に接近する方向の場合に特に有効である。すなわ
ち、図8の場合に、点aから点b1に向かう方向が対物
レンズ23への接近方向であるとすると、このようなス
テージ21の移動が継続されると、ステージ21の試料
7が対物レンズ23に衝突して、これらが破損するおそ
れがある。しかし、本例では、このような一方向へのス
テージ21の移動に限界を設けてあるので、このような
弊害を回避できる。
作は、ステージ21の移動方向が、顕微鏡2の対物レン
ズ23に接近する方向の場合に特に有効である。すなわ
ち、図8の場合に、点aから点b1に向かう方向が対物
レンズ23への接近方向であるとすると、このようなス
テージ21の移動が継続されると、ステージ21の試料
7が対物レンズ23に衝突して、これらが破損するおそ
れがある。しかし、本例では、このような一方向へのス
テージ21の移動に限界を設けてあるので、このような
弊害を回避できる。
【0073】上記のオートフォーカス停止動作に加え
て、本例では、前述したように、密フォーカス動作によ
って得られるコントラストカーブにおいてその両端以外
の点にピーク値P2が現れないときも、オートフォーカ
ス動作を停止する。この時も、オートフォーカス動作が
停止した旨が表示ランプ43(図1参照)によって操作
者に報知される。
て、本例では、前述したように、密フォーカス動作によ
って得られるコントラストカーブにおいてその両端以外
の点にピーク値P2が現れないときも、オートフォーカ
ス動作を停止する。この時も、オートフォーカス動作が
停止した旨が表示ランプ43(図1参照)によって操作
者に報知される。
【0074】ここで、密フォーカス動作は、前述したよ
うに、これに先立って行なわれる粗フォーカス動作によ
ってコントランストカーブの両端以外の位置にピーク値
が現れた場合に実行される。したがって、一般には、密
フォーカス動作によって得られるコントラストカーブに
はその中央部分にピーク値が現れる。この密フォーカス
動作においてフォーカスポイントが検出された否かの判
定は次のように行なうこともできる。
うに、これに先立って行なわれる粗フォーカス動作によ
ってコントランストカーブの両端以外の位置にピーク値
が現れた場合に実行される。したがって、一般には、密
フォーカス動作によって得られるコントラストカーブに
はその中央部分にピーク値が現れる。この密フォーカス
動作においてフォーカスポイントが検出された否かの判
定は次のように行なうこともできる。
【0075】すなわち、図6(B)を参照して説明する
と、コントラストカーブ97C2の最大値と最小値の差
Δ2が、予め定めた値Δ0を越える値である場合に、フ
ォーカスポイントが検出されたものと判断すればよい。
と、コントラストカーブ97C2の最大値と最小値の差
Δ2が、予め定めた値Δ0を越える値である場合に、フ
ォーカスポイントが検出されたものと判断すればよい。
【0076】(フォーカス動作表示機能)次に、本例の
オートフォーカス装置4により実行されるフォーカス動
作表示機能を纏めて説明する。オートフォーカス装置4
の前面には表示ランプが配列されている。これらのう
ち、表示ランプ群43がフォーカス動作の状態を表示す
るためのランプ群である。本例では、図1から分かるよ
うに、フォーカスポイントが検出された場合に表示され
るランプ43aと、フォーカスポイントが検出されない
場合に表示されるランプ43bを備えている。ランプ表
示の意味を知らせるために、ランプ43aの下側には、
適切なフォーカス動作が行なわれた旨を意味する「JU
ST」なる文字が印刷されている。また、ランプ43b
の下側には、適切なフォーカス動作が行なわれなかった
旨を意味する「OUT」なる文字が印刷されている。
オートフォーカス装置4により実行されるフォーカス動
作表示機能を纏めて説明する。オートフォーカス装置4
の前面には表示ランプが配列されている。これらのう
ち、表示ランプ群43がフォーカス動作の状態を表示す
るためのランプ群である。本例では、図1から分かるよ
うに、フォーカスポイントが検出された場合に表示され
るランプ43aと、フォーカスポイントが検出されない
場合に表示されるランプ43bを備えている。ランプ表
示の意味を知らせるために、ランプ43aの下側には、
適切なフォーカス動作が行なわれた旨を意味する「JU
ST」なる文字が印刷されている。また、ランプ43b
の下側には、適切なフォーカス動作が行なわれなかった
旨を意味する「OUT」なる文字が印刷されている。
【0077】図9には、コントラストカーブと、フォー
カス動作の適否との対応関係を示してある。この図にお
いて「JUST」に対応するカーブが得られた場合には
ランプ43aが点灯する。「OUT」に対応するカーブ
が得られた場合にはランプ43bが点灯する。図9
(A)に示すように、コントラストカーブにおいて両端
以外の点にピーク値が現われる場合にはフォーカスポイ
ントが検出されたものと判断される。換言すると、適切
なフォーカス動作が行なわれた旨の表示が行なわれる。
カス動作の適否との対応関係を示してある。この図にお
いて「JUST」に対応するカーブが得られた場合には
ランプ43aが点灯する。「OUT」に対応するカーブ
が得られた場合にはランプ43bが点灯する。図9
(A)に示すように、コントラストカーブにおいて両端
以外の点にピーク値が現われる場合にはフォーカスポイ
ントが検出されたものと判断される。換言すると、適切
なフォーカス動作が行なわれた旨の表示が行なわれる。
【0078】しかし、図9(B)に示すように、両端以
外の点にピーク値が現れるコントラストカーブが得られ
ても、そのピーク値と最小値の差Δが一定の差を越える
値でないときには、フォーカスポイントが検出されなか
ったものと判断される。また、図9(C)、(D)に示
すように、得られたコントラストカーブが全体として単
調増加あるいは単調減少している場合にもフォーカスポ
イントが検出されなかったものと判断される。これら図
9(B)乃至(D)の場合にはフォーカス動作が不調に
終わった旨の表示が行なわれる。
外の点にピーク値が現れるコントラストカーブが得られ
ても、そのピーク値と最小値の差Δが一定の差を越える
値でないときには、フォーカスポイントが検出されなか
ったものと判断される。また、図9(C)、(D)に示
すように、得られたコントラストカーブが全体として単
調増加あるいは単調減少している場合にもフォーカスポ
イントが検出されなかったものと判断される。これら図
9(B)乃至(D)の場合にはフォーカス動作が不調に
終わった旨の表示が行なわれる。
【0079】このように、本例のオートフォーカス装置
4では、その前面に配列したランプ43(43a、43
b)を用いて、フォーカス動作が適切に行なわれたか否
かを表示して操作者に報知している。したがって、操作
者は、ランプ表示から動作状態を直ちに理解できるので
便利である。特に、一般にモニター付きの金属顕微鏡と
異なり、本例のようなシステムでは、このような表示は
極めて有効である。
4では、その前面に配列したランプ43(43a、43
b)を用いて、フォーカス動作が適切に行なわれたか否
かを表示して操作者に報知している。したがって、操作
者は、ランプ表示から動作状態を直ちに理解できるので
便利である。特に、一般にモニター付きの金属顕微鏡と
異なり、本例のようなシステムでは、このような表示は
極めて有効である。
【0080】勿論、報知形態は、ランプ等の視覚報知の
他に、ブザー等を駆動する聴覚報知方式を採用してもよ
い。この場合には、観察中の操作者がフォーカス動作の
状態をそのままの姿勢で分かるという利点がある。
他に、ブザー等を駆動する聴覚報知方式を採用してもよ
い。この場合には、観察中の操作者がフォーカス動作の
状態をそのままの姿勢で分かるという利点がある。
【0081】なお、本例のオートフォーカス装置4で
は、フォーカス動作の表示の他に、センサエラー表示も
行なうようになっている。図1に示すように装置4の前
面に配列したランプ44はこのためにものである。ラン
プ44は、何らかの原因で映像信号が途切れた場合、あ
るいは、CCDカメラ51が装置4の本体側に接続され
ない場合に点灯して、その旨を操作者に知らせる。勿
論、この場合には、オートフォーカス起動スイッチ42
を操作しても、オートフォーカス動作は起動されない。
は、フォーカス動作の表示の他に、センサエラー表示も
行なうようになっている。図1に示すように装置4の前
面に配列したランプ44はこのためにものである。ラン
プ44は、何らかの原因で映像信号が途切れた場合、あ
るいは、CCDカメラ51が装置4の本体側に接続され
ない場合に点灯して、その旨を操作者に知らせる。勿
論、この場合には、オートフォーカス起動スイッチ42
を操作しても、オートフォーカス動作は起動されない。
【0082】(照明レベル検出回路83)次に、本例の
オートフォーカス装置4に備わっている照明レベル検出
回路83について説明する。
オートフォーカス装置4に備わっている照明レベル検出
回路83について説明する。
【0083】対象となる試料被写体7の濃度が相対的に
低い場合は、映像信号は図10(A)に示すようにな
る。資料濃度が相対的に高い場合は、映像信号は図10
(B)のようになる。映像信号の平均レベルあるいはピ
ークレベルに基づき被写体の明るさレベルを検出した場
合、前者の場合には「OK」となってしまい、後者の場
合には「NG」となってしまう。
低い場合は、映像信号は図10(A)に示すようにな
る。資料濃度が相対的に高い場合は、映像信号は図10
(B)のようになる。映像信号の平均レベルあるいはピ
ークレベルに基づき被写体の明るさレベルを検出した場
合、前者の場合には「OK」となってしまい、後者の場
合には「NG」となってしまう。
【0084】すなわち、図10(A)に示すような場合
には、明るさレベルは高いものの、コントラストが十分
ではない。従って、明るさレベルを更に高める必要があ
る。これに対して、図10(B)に示す場合は、コント
ラストが十分であるのに、「NG」と判断されてしま
う。
には、明るさレベルは高いものの、コントラストが十分
ではない。従って、明るさレベルを更に高める必要があ
る。これに対して、図10(B)に示す場合は、コント
ラストが十分であるのに、「NG」と判断されてしま
う。
【0085】このような弊害を回避するためには、図1
1(A)、(B)に示すように、映像信号のピークホー
ルド値にその高周波成分を加算したものを試料被写体7
の明るさレベルとみなし、この明るさが常に設定範囲内
となるように、照明光源26の光量を調整すればよい。
1(A)、(B)に示すように、映像信号のピークホー
ルド値にその高周波成分を加算したものを試料被写体7
の明るさレベルとみなし、この明るさが常に設定範囲内
となるように、照明光源26の光量を調整すればよい。
【0086】照明レベル検出回路83は、例えば、図1
2に示すように構成できる。この図において、831は
クランプ回路、832は高周波成分検出回路、833は
ピークホールド回路、834は加算回路、835は比較
回路、45は表示ランプ群である。ピークホールド回路
833は、ダイオードD、コンデンサC1、抵抗R1、
オペアンプOP1を備えている。加算回路834は抵抗
R2乃至R4、コンデンサC2、オペアンプOP2、抵
抗R5およびR6を備えている。比較回路835は、コ
ンパレータCOM1およびCOM2、抵抗VR1、VR
2、R7〜R10を備えている。表示ランプ群45は、
図1に示すように、「UNDER」、「GOOD」、
「OVER」が印刷されあランプ45a、45bおよび
45cを備えている。
2に示すように構成できる。この図において、831は
クランプ回路、832は高周波成分検出回路、833は
ピークホールド回路、834は加算回路、835は比較
回路、45は表示ランプ群である。ピークホールド回路
833は、ダイオードD、コンデンサC1、抵抗R1、
オペアンプOP1を備えている。加算回路834は抵抗
R2乃至R4、コンデンサC2、オペアンプOP2、抵
抗R5およびR6を備えている。比較回路835は、コ
ンパレータCOM1およびCOM2、抵抗VR1、VR
2、R7〜R10を備えている。表示ランプ群45は、
図1に示すように、「UNDER」、「GOOD」、
「OVER」が印刷されあランプ45a、45bおよび
45cを備えている。
【0087】この構成の照明レベル検出回路83では、
映像信号をクランプ回路831でクランプする。クラン
プした映像信号をピークホールド回路833に入力し
て、そのピークホールド出力を得る。また、高周波成分
検出回路832から映像信号の高周波成分を得て、加算
回路834において所定の比でピークホールド出力に加
算する。この加算出力(光検出レベル)を比較回路83
5で、予め設定されている上限値および下限値と比較し
て、これらにより規定される範囲内であるか否かを判別
する。範囲内にあれば、ランプ45bを点灯して、照明
レベルが適切である旨を表示する。しかるに、設定範囲
を上回っている場合、下回っている場合には、それぞ
れ、ランプ45a、45cを点灯して、その旨を表示す
る。
映像信号をクランプ回路831でクランプする。クラン
プした映像信号をピークホールド回路833に入力し
て、そのピークホールド出力を得る。また、高周波成分
検出回路832から映像信号の高周波成分を得て、加算
回路834において所定の比でピークホールド出力に加
算する。この加算出力(光検出レベル)を比較回路83
5で、予め設定されている上限値および下限値と比較し
て、これらにより規定される範囲内であるか否かを判別
する。範囲内にあれば、ランプ45bを点灯して、照明
レベルが適切である旨を表示する。しかるに、設定範囲
を上回っている場合、下回っている場合には、それぞ
れ、ランプ45a、45cを点灯して、その旨を表示す
る。
【0088】照明レベルが不適切な場合には、オートフ
ォーカス機能は起動しない。使用者は、ランプ45の表
示に基づき、照明光源26の光量が適切であるか否かを
知ることができる。この表示に基づき、照明光源26の
光量を手動調整すればよい。勿論、照明レベルの自動判
別結果に基づき、自動的に、照明光源26の光量調整を
行なうようにしてもよい。
ォーカス機能は起動しない。使用者は、ランプ45の表
示に基づき、照明光源26の光量が適切であるか否かを
知ることができる。この表示に基づき、照明光源26の
光量を手動調整すればよい。勿論、照明レベルの自動判
別結果に基づき、自動的に、照明光源26の光量調整を
行なうようにしてもよい。
【0089】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のオートフ
ォーカス装置では2段階オートフォーカス動作を行なう
機能を備えている。すなわち、広い走査範囲に渡って粗
いピッチで走査してコントラストを求めて、大凡のフォ
ーカスポイントを見つけ、次に、フォーカスポイントと
思われる点を含む狭い走査範囲内を細かいピッチで走査
してコントラストを求めている。したがって、始めから
広い走査範囲に渡って細かいピッチでコントラストを求
めてフォーカスポイントを見つける動作に比べて、短時
間で、しかも精度良くフォーカスポイントを見つけるこ
とができる。これに加えて、本発明では、密フォーカス
動作で得られたコントラストカーブに明確なピークが現
れた場合にのみその位置をフォーカスポイントとして採
用している。したがって、常に正確にフォーカスポイン
トを検出できる。
ォーカス装置では2段階オートフォーカス動作を行なう
機能を備えている。すなわち、広い走査範囲に渡って粗
いピッチで走査してコントラストを求めて、大凡のフォ
ーカスポイントを見つけ、次に、フォーカスポイントと
思われる点を含む狭い走査範囲内を細かいピッチで走査
してコントラストを求めている。したがって、始めから
広い走査範囲に渡って細かいピッチでコントラストを求
めてフォーカスポイントを見つける動作に比べて、短時
間で、しかも精度良くフォーカスポイントを見つけるこ
とができる。これに加えて、本発明では、密フォーカス
動作で得られたコントラストカーブに明確なピークが現
れた場合にのみその位置をフォーカスポイントとして採
用している。したがって、常に正確にフォーカスポイン
トを検出できる。
【図1】本発明を適用した顕微鏡写真撮影システムの全
体構成を示す構成図である。
体構成を示す構成図である。
【図2】図1のシステムの光学系および制御系を示す概
略ブロック図である。
略ブロック図である。
【図3】図1のシステムの制御系を、ソフトウエアによ
り実現される機能ブロック群と共に示す概略ブロック図
である。
り実現される機能ブロック群と共に示す概略ブロック図
である。
【図4】(A)はコントラスト検出回路の概略ブロック
図、(B)乃至(D)はそのコントラスト検出処理を示
すための信号図である。
図、(B)乃至(D)はそのコントラスト検出処理を示
すための信号図である。
【図5】2段階フォーカス動作を示す説明図である。
【図6】オートフォーカス再スタート機能を示す説明図
である。
である。
【図7】オートフォーカス再スタート機能の別の態様を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図8】オートフォーカス停止機能を示す説明図であ
る。
る。
【図9】コントラストカーブとフォーカス動作適否の関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【図10】試料濃度の濃淡に起因した映像信号の信号レ
ベルの違いを示す説明図である。
ベルの違いを示す説明図である。
【図11】照明レベル検出回路の動作を示す説明図であ
る。
る。
【図12】照明レベル検出回路の回路例を示す回路図で
ある。
ある。
【図13】コントラスト検出型のオートフォーカス装置
の動作を示す説明図である。
の動作を示す説明図である。
1 顕微鏡写真撮影システム 2 光学顕微鏡 21 ステージ 22 ステージ駆動機構 23 対物レンズ 26 照明光源 27 フォーカスモータ 3 写真撮影装置 31 フィルムカメラ 33 フィルム 4 コントラスト検出型オートフォーカス装置 42 オートフォーカス起動スイッチ 43 フォーカス動作の適否の表示ランプ群 44 センサエラー表示ランプ 45 照明レベル適否の表示ランプ群 51 CCDカメラ 7 試料 8 オートフォーカス装置の駆動制御回路 82 コントラスト検出回路 83 照明レベル検出回路 84 CPU 91 光学パラメータ指定部 92、93 制御パラメータ群 96 粗フォーカス用コントラストメモリ 97 密フォーカス用コントラストメモリ 96C、96C1乃至96C5 粗フォーカス時のコ
ントラストカーブ 97C、97C1乃至97C4 密フォーカス時のコ
ントラストカーブ P1 粗フォーカス動作によるコントラストのピーク値 P2 密フォーカス動作によるコントラストのピーク値 F1 粗フォーカス動作によるフォーカスポイント F2 密フォーカス動作によるフォーカスポイント W1 粗フォーカス動作の走査幅 W2 密フォーカス動作の走査幅
ントラストカーブ 97C、97C1乃至97C4 密フォーカス時のコ
ントラストカーブ P1 粗フォーカス動作によるコントラストのピーク値 P2 密フォーカス動作によるコントラストのピーク値 F1 粗フォーカス動作によるフォーカスポイント F2 密フォーカス動作によるフォーカスポイント W1 粗フォーカス動作の走査幅 W2 密フォーカス動作の走査幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一柳 寿壮 長野県諏訪市大字中洲4600番地 日新工機 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 レンズ光学系を介して被写体の光像が入
力される撮像素子と、前記レンズ光学系を走査すること
により前記撮像素子を介して時系列的に入力される被写
体の映像信号に含まれる高周波数成分から各映像信号の
コントラスト値を検出するコントラスト検出回路と、当
該コントラスト検出回路によりコントラスト値のピーク
値が検出された時点をフォーカスポイントであると判別
してオートフォーカス動作を行うオートフォーカス装置
において、 第1の移動ピッチで第1の走査幅の範囲に渡って前記レ
ンズ光学系を走査することにより映像信号のコントラス
ト検出を行なう粗フォーカス動作と、前記第1の移動ピ
ッチよりも小さな第2の移動ピッチで前記粗フォーカス
動作によって得られたコントラストのピーク値を含む第
2の走査幅の範囲に渡って映像信号のコントラスト検出
を行なう密フォーカス動作とを行うようになっており、 前記密フォーカス動作によって得られた映像信号のコン
トラストカーブのピーク値と最小値の差が予め設定した
値を越える場合には、当該コントラストカーブのピーク
値が検出された時点をフォーカスポイントであると判別
するようになっている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 |
---|---|---|---|
JP20331596A JPH1048512A (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | オートフォーカス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20331596A JPH1048512A (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | オートフォーカス装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1048512A true JPH1048512A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16471995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20331596A Pending JPH1048512A (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | オートフォーカス装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1048512A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-08-01 JP JP20331596A patent/JPH1048512A/ja active Pending
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