焦点調節装置および顕微鏡装置
【課題】好適な焦点調節が可能な焦点調節装置を提供する。
【解決手段】ラインセンサ２２は、標本２からの反射光を、光路長が異なる領域２２ａ乃至領域２２ｃにおいて受光するとともに、スリットＡＦ光によるスリット像の長手方向に対して直交させて配置される。シリンドリカルレンズ２０は、標本２により反射された後入射するスリットＡＦ光の長手方向がレンズ曲率を有する方向と一致するように領域２２ｂの前に配置される。コントラスト信号増幅回路は、シリンドリカルレンズ２０を介して領域２２ｂに投影されたスリット像の横ずれ量に応じたゲインにより、標本２により反射されたコントラストＡＦ光の領域２２ａ,２２ｃにおける像のコントラスト値を示すコントラスト信号を増幅する。上下駆動部は、増幅されたコントラスト信号に基づいて、第１対物レンズ３と標本２との間隔調節を行う。本発明は、例えば、顕微鏡に適用できる。
【解決手段】ラインセンサ２２は、標本２からの反射光を、光路長が異なる領域２２ａ乃至領域２２ｃにおいて受光するとともに、スリットＡＦ光によるスリット像の長手方向に対して直交させて配置される。シリンドリカルレンズ２０は、標本２により反射された後入射するスリットＡＦ光の長手方向がレンズ曲率を有する方向と一致するように領域２２ｂの前に配置される。コントラスト信号増幅回路は、シリンドリカルレンズ２０を介して領域２２ｂに投影されたスリット像の横ずれ量に応じたゲインにより、標本２により反射されたコントラストＡＦ光の領域２２ａ,２２ｃにおける像のコントラスト値を示すコントラスト信号を増幅する。上下駆動部は、増幅されたコントラスト信号に基づいて、第１対物レンズ３と標本２との間隔調節を行う。本発明は、例えば、顕微鏡に適用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡装置などに適用される焦点調節装置、及びそれを備えた顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズの焦点検出方式には、主に工業顕微鏡に搭載されるスリット投影方式と、主に生物顕微鏡に搭載されるコントラスト検出方式とがある。また、２種類の方式の間で焦点検出方式を切り替えることのできる光学系も既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、スリット投影方式において、投影パターンが被見物の影響を受けないように、受光素子の前にシリンドリカルレンズを配置したものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
一般に、コントラスト検出方式の方が高精度な焦点検出が可能であることが知られている。しかし、コントラスト検出方式においては、対物レンズ等に起因する回折光が原因で、合焦位置から離れた位置（デフォーカス量が大きい位置）でも合焦状態と判断してしまう場合がある。そこで、回折光を除外するために所定の閾値を設け、その閾値を上回る信号のみを検出に用いる技術が考えられている。
【特許文献１】特開２００２−２７７７２９号公報
【特許文献２】特開昭６２−１０９０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、標本表面のパターンの多少や粗密、標本表面の反射率の違いにより、コントラスト検出方式における出力信号の大きさはかなり変動する。したがって、出力信号が全体的に小さい標本に関しては、出力信号と上述した閾値との差が小さくなり、高精度の焦点検出を行うことが困難な場合がある。また、出力信号と上述した閾値との差が小さくなると、結果として合焦可能範囲も狭くなるという問題もある。
【０００６】
そこで本発明は、観察対象の標本にかかわらず、好適な焦点調節が可能な焦点調節装置を提供することを目的とする。また、高性能な顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面の焦点調節装置は、対物レンズを介して観察対象の物体に照射され反射された反射光の光路長が異なる位置における２つの像のコントラストの差、および、前記対物レンズを介して前記物体に照射され反射された所定のスリット光によるスリット像であって、前記対物レンズと前記物体との光軸方向の間隔に応じて長手方向と直交する方向に移動するスリット像の横ずれ量に基づいて、前記対物レンズと前記物体との間隔調節を行う焦点調節装置であって、前記物体からの反射光を、光路長が異なる第１乃至第３の位置における第１乃至第３の受光面において受光するとともに、前記スリット像の長手方向に対して直交させて配置される一次元の受光手段と、前記物体により反射された前記スリット光が入射し、入射する前記スリット光の長手方向がレンズ曲率を有する方向と一致するように、前記第２の受光面の前に配置されるシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを介して前記第２の受光面に投影された前記スリット像の前記横ずれ量に応じたゲインにより、前記物体からの反射光の前記第１の受光面における像のコントラスト値を示す第１のコントラスト信号および前記第３の受光面における像のコントラスト値を示す第２のコントラスト信号を増幅する増幅手段と、増幅された前記第１のコントラスト信号および前記第２のコントラスト信号に基づいて、前記対物レンズと前記物体との間隔調節を行う調節手段とを備える。
【０００８】
本発明の第２の側面の顕微鏡装置は、対物レンズが捉えた像を観察するための顕微鏡光学系と、前記対物レンズの焦点調節を行う本発明の第１の側面の焦点調節装置とを備える。
【０００９】
本発明の第１の側面または第２の側面においては、観察対象の物体からの反射光を、光路長が異なる第１乃至第３の位置における第１乃至第３の受光面において受光するとともに、前記物体に照射され反射された所定のスリット光によるスリット像の長手方向に対して傾斜させて配置される一次元の受光手段の前記第２の受光面の前に、前記物体により反射された前記スリット光が入射し、入射する前記スリット光の長手方向がレンズ曲率を有する方向と一致するようにシリンドリカルレンズが配置される。そして、前記シリンドリカルレンズを介して、前記第２の受光面に前記スリット像が投影され、前記スリット像の横ずれ量に応じたゲインにより、前記物体からの反射光の前記第１の受光面における像のコントラスト値を示す第１のコントラスト信号および前記第３の受光面における像のコントラスト値を示す第２のコントラスト信号が増幅され、増幅された前記第１のコントラスト信号および前記第２のコントラスト信号に基づいて、前記対物レンズと前記物体との間隔調節が行われる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、観察対象の標本にかかわらず、好適な焦点調節が可能な焦点調節装置を提供することができる。また、高性能な顕微鏡装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の焦点調節装置の実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態の焦点調節装置の構成図である。図１に示す焦点調節装置は、スリット投影方式の焦点検出光学系と、コントラスト検出方式の焦点検出光学系との双方が搭載されたハイブリット型の焦点調節装置である。
【００１３】
まず、図１においてＬＥＤ７は、スリット投影方式の焦点検出用の赤外光を発する。以下、ＬＥＤ７から発せられる赤外光をスリットＡＦ光と称する。ＬＥＤ７から発せられたスリットＡＦ光は、スリット板８、コレクタレンズ９、瞳マスク１０、ハーフミラー１６、ダイクロイックミラー４、第１対物レンズ３を経由して、ステージ１上の標本２に照射される。そして、スリットＡＦ光は、標本２の標本面２ａにおいて反射され、第１対物レンズ３、ダイクロイックミラー４、ハーフミラー１６、第２対物レンズ１７を経由して、３分割プリズム１８に入射し、３つの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃに分岐され、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により構成される一次元のラインセンサ２２の互いに異なる領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃに入射する。
【００１４】
具体的には、３分割プリズム１８は、半透過面１８ａにおいて、入射したスリットＡＦ光を光Ｌａとそれ以外の光に分岐し、光Ｌａをラインセンサ２２の方向に透過し、それ以外の光を半透過面１８ｂの方向に反射する。半透過面１８ｂに入射した光は、光Ｌｂと光Ｌｃに分岐され、光Ｌｂは、ラインセンサ２２の方向に反射され、光Ｌｃは、反射面１８ｃの方向に透過される。光Ｌｃは、反射面１８ｃにおいて、ラインセンサ２２の方向に反射される。
【００１５】
３分割プリズム１８とラインセンサ２２の間には、平行平面ガラス１９、シリンドリカルレンズ２０および平行平面ガラス２１が挿入されている。そのうち、平行平面ガラス１９は、ラインセンサ２２の領域２２ａの前に配置され、シリンドリカルレンズ２０は、ラインセンサ２２の領域２２ｂの前に配置され、平行平面ガラス２１は、ラインセンサ２２の領域２２ｃの前に配置されている。従って、光Ｌａは、平行平面ガラス１９を透過して、ラインセンサ２２の領域２２ａ内の受光面に入射し、光Ｌｂは、シリンドリカルレンズ２０を透過して、領域２２ｂ内の受光面に入射し、光Ｌｃは、平行平面ガラス２１を透過して、領域２２ｃ内の受光面に入射する。
【００１６】
したがって、ラインセンサ２２へ入射するまでの３つの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの間には、光路差が付与される。このうち光Ｌａと光Ｌｂとの間の光路差と、光Ｌｂと光Ｌｃとの間の光路差とは互いに等しい。
【００１７】
ここで、上述したスリット板８の中央には、図１（ａ）に示すとおりスリット開口が形成されている。よって、スリットＡＦ光は、物体面（ここでは、標本面２ａ）の近傍にスリット状の赤外像を形成する。また、このとき標本面２ａで反射されたスリットＡＦ光は、ラインセンサ２２の領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々にスリット状の赤外像を形成する。この赤外像のスリット幅方向（長手方向と直交する短手方向）と、ラインセンサ２２のライン方向（長手方向）とは、互いに直交する。すなわち、ラインセンサ２２は、スリット状の赤外像の長手方向に対して直角に配置されている。
【００１８】
また、瞳マスク１０は、光軸を含む平面でスリットＡＦ光を分割してできる２つの光の一方を透過し、かつ他方を遮光する。したがって、スリットＡＦ光は第１対物レンズ３と標本２との間を往復する際、往路と復路で第１対物レンズ３の瞳上の互いに異なる位置を通過する。したがって、領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々に形成される赤外像は、第１対物レンズ３と標本２との光軸方向の間隔に応じて長手方向と直交する方向に移動し、第１対物レンズ３のデフォーカス量（第１対物レンズ３の焦点と標本面２ａとの光軸方向のずれ）に応じて横ずれする。よって、このうち何れか１つの領域に形成される赤外像の横ずれ量から、スリット投影方式のデフォーカス信号を生成することができる。なお、第１対物レンズ３のデフォーカス量がゼロであるときに領域２２ｂに形成される赤外像の重心位置は、予め予測されているものとする。以下では、スリット投影方式のデフォーカス信号を、領域２２ｂに形成される赤外像の横ずれ量に基づいて求める場合を例に挙げて説明する。また、領域２２ｂに形成される赤外像に対応する出力信号を、「スリット信号」と称する。このスリット信号は、上述したように、ＬＥＤ７から発せられた照明光の波長の光により生成される信号である。
【００１９】
一方、ＬＥＤ１４は、コントラスト検出方式の焦点検出用の赤外光を発する。以下、ＬＥＤ１４から発せられる赤外光をコントラストＡＦ光と称する。なお、以下、スリットＡＦ光とコントラストＡＦ光を特に区別する必要がない場合、単にＡＦ光とも称する。
【００２０】
ＬＥＤ１４から発せられたコントラストＡＦ光は、スリット板１３、コレクタレンズ１２、ダイクロイックミラー１１、ハーフミラー１６、ダイクロイックミラー４、第１対物レンズ３を経由して、ステージ１上の標本２に照射される。そして、コントラストＡＦ光は、標本２の標本面２ａにおいて反射され、第１対物レンズ３、ダイクロイックミラー４、ハーフミラー１６、第２対物レンズ１７を経由して、３分割プリズム１８に入射し、スリットＡＦ光の場合と同様に、３つの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃに分岐され、ラインセンサ２２の互いに異なる領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃに入射する。
【００２１】
ここで、スリット板１３の中央には、図１（ｂ）に示すとおり複数本のスリット開口が形成されている。よって、コントラストＡＦ光は、物体面（ここでは、標本面２ａ）の近傍に複数本のスリット状の赤外像を形成する。また、このとき標本面２ａで反射されたコントラストＡＦ光は、ラインセンサ２２の領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々に複数本のスリット状の赤外像を形成する。この複数本の赤外像のスリット幅方向と、ラインセンサ２２のライン方向とは、互いに交差する。
【００２２】
上述したように、光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの間には光路差が付与されているので、光Ｌａによる赤外像と、光Ｌｂによる赤外像と、光Ｌｃによる赤外像の形成位置は、光軸方向にずれる。例えば、図１に示すとおり光Ｌｂによる赤外合焦像がラインセンサ２２上に存在するときには、光Ｌａによる赤外合焦像はラインセンサ２２の後ろ側に形成され、光Ｌｃによる赤外合焦像はラインセンサ２２の前側に形成される。従って、ラインセンサ２２の領域２２ａに形成される赤外合焦像と、領域２２ｂに形成される赤外合焦像と、領域２２ｃに形成される赤外合焦像との間では、ボケの程度（つまりコントラスト）が互いに異なる。
【００２３】
また、これら赤外像のコントラストの大小関係は、第１対物レンズ３のデフォーカス量に応じて変化する。よって、領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々に形成される赤外像のコントラストの差（大小関係）から、コントラスト検出方式のデフォーカス信号を生成することができる。以下では、コントラスト検出方式のデフォーカス信号を、領域２２ａ及び２２ｃに形成される赤外像のコントラストの大小関係に基づいて求める場合を例に挙げて説明する。ラインセンサ２２の位置は、本焦点調節装置に組み込んだ光学装置（例えば、顕微鏡装置）の合焦状態においては、領域２２ａ及び２２ｃに形成される赤外像のコントラストが同じになるように予め調整されている。また、領域２２ａ及び２２ｃに形成される赤外像に対応する出力信号を、それぞれ、「前ピン像信号」、「後ピン像信号」と称する。
【００２４】
また、領域２２ｂに形成される赤外像が、本焦点調節装置を組み込んだ光学装置の合焦状態においてボケのない状態となるよう、領域２２ｂと光学装置の観察位置とが共役になるように設置されている。
【００２５】
なお、３分割プリズムの半透過面１８ａの反射率、半透過面１８ｂの反射率、反射面１８ｃの反射率の組み合わせは、３つの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの光量が等しくなるよう予め最適化されている。また、第２対物レンズ１７とラインセンサ２２との位置関係は、第１対物レンズ３のデフォーカス量がゼロであるときに、光Ｌｂによるスリット像がラインセンサ２２上に形成されるように予め調整されている。
【００２６】
以上の焦点調節装置において、ラインセンサ２２の出力信号は、信号処理部２３へ取り込まれる。信号処理部２３は、取り込まれた信号を基に幾つかの信号を生成すると、それをＣＰＵに与える。ＣＰＵ２４は、与えられた信号に基づきスリット投影方式またはコントラスト検出方式のデフォーカス信号を生成すると、そのデフォーカス信号に応じた駆動方向及び駆動速度を上下駆動部（モータなど）２５へ指定する。上下駆動部２５は、指定された駆動方向及び駆動速度で第１対物レンズ３を光軸方向へ駆動することにより、第１対物レンズ３の焦点調節を行う。なお、その上下駆動部２５の駆動対象は、第１対物レンズ３の代わりにステージ１としても良いが、ここでは第１対物レンズ３であるという前提で説明する。
【００２７】
また、ＣＰＵ２４は、LED制御部２６を介して、ＬＥＤ７およびＬＥＤ１４の光量も調節することもでき、ラインセンサ２２の電荷蓄積時間（操作時間）を必要に応じて切り替えることもできる。さらに、ＣＰＵ２４は、LED制御部２６を介して、ＬＥＤ７およびＬＥＤ１４の点灯および消灯を制御し、スリット投影方式とコントラスト検出方式の切換を制御することも可能である。
【００２８】
図２は、ラインセンサ２２、信号処理部２３、ＣＰＵ２４、上下駆動部２５の詳細を示す機能ブロック図である。
【００２９】
図２に示すように、信号処理部２３は、ＡＧＣ（Auto Gain Control）回路３１、ピークホールド回路３２、バンドパスフィルタ回路３３、スリット位置検出回路３４、絶対値変換回路３５、コントラスト信号増幅回路３６、切換スイッチ回路３７、積分回路３８の各部を備える（その他の構成については後述する）。
【００３０】
ＡＧＣ回路３１には、ラインセンサ２２からの出力信号が順次入力される。ラインセンサ２２からは、上述したように、ラインセンサ２２の領域２２ａ及び２２ｃに対応する前ピン像信号及び後ピン像信号と、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号とが入力されるが、これらは、領域２２ａに対応する前ピン像信号、領域２２ｂに対応するスリット像信号、領域２２ｃに対応する後ピン像信号の順にＡＧＣ回路３１に入力される。
【００３１】
ＡＧＣ回路３１は、ピークホールド回路３２によりラインセンサ２２からの出力信号のピーク値をホールドし、そのピーク値が一定になるようにラインセンサ２２からの出力信号を制御する。図３のＡ１は、第１対物レンズ３の焦点が標本面２ａより前側（前ピン位置）にあるときの領域２２ａ及び領域２２ｃに対応する前ピン像信号及び後ピン像信号の波形を示す。また、図３のＢ１は、第１対物レンズ３の焦点が標本面２ａ（合焦位置）にあるときの領域２２ａおよび領域２２ｃに対応する前ピン像信号及び後ピン像信号の波形を示す。また、図３のＣ１は、第１対物レンズ３の焦点が標本面２ａより後側（後ピン位置）にあるときの領域２２ａおよび領域２２ｃに対応する前ピン像信号及び後ピン像信号の波形を示す。ＡＧＣ回路３１は、第１対物レンズ３の焦点位置にかかわらず、領域２２ａ及び領域２２ｃに対応する前ピン像信号及び後ピン像信号のピーク値のうち大きい方のピーク値が一定電圧になるように前ピン像信号及び後ピン像信号を制御して、バンドパスフィルタ回路３３及びスリット位置検出回路３４に出力する。図３のＡ２からＣ２は、ＡＧＣ回路３１から出力される信号のうち、前ピン像信号及び後ピン像信号の波形を示す。なお、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号についても同様である。
【００３２】
バンドパスフィルタ回路３３は、ＡＧＣ回路３１から出力された前ピン像信号及び後ピン像信号から高周波成分だけを抽出してコントラスト信号を抽出し、絶対値変換回路３５に出力する。図３のＡ３からＣ３は、バンドパスフィルタ回路３３から出力されるコントラスト信号の波形を示す。なお、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号については、バンドパスフィルタ回路３３及び後述する絶対値変換回路３５をバイパスする。
【００３３】
スリット位置検出回路３４は、ラインセンサ２２と同期して、ＡＧＣ回路３１から出力された出力信号のうち、領域２２ｂに対応するスリット信号のみを入力する。すなわち、領域２２ａ及び領域２２ｃに対応する前ピン像信号及び後ピン像信号は入力しない。そして、後述する方法でスリット位置を検出し、コントラスト信号増幅回路３６に出力する。
【００３４】
絶対値変換回路３５は、バンドパスフィルタ回路３３から出力された出力信号に対して絶対値変換を行い、コントラスト信号増幅回路３６に出力する。
【００３５】
コントラスト信号増幅回路３６は、絶対値変換回路３５から出力されたコントラスト信号を後述する方法で増幅して、積分回路３８に出力する。図３のＡ４からＣ４は、コントラスト信号増幅回路３６から出力されるコントラスト信号の波形を示す。なお、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号については、そのまま切換スイッチ回路３７に出力する。
【００３６】
切換スイッチ回路３７は、ラインセンサ２２の領域２２ａ及び領域２２ｃに対応するコントラスト信号については、後述する方法で積分回路３８に出力するか否かを切り替える。また、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号については、切換スイッチ回路３７のスイッチ部を経由せず、不図示のバイパスを通じて、そのまま積分回路３８に出力する。
【００３７】
積分回路３８は、切換スイッチ回路３７を介してコントラスト信号増幅回路３６から出力された出力信号を積分して、ＣＰＵ２４に出力する。図３のＡ５からＣ５は、積分回路３８から出力されるコントラスト信号の積分波形を示す。なお、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号についても同様である。
【００３８】
ＣＰＵ２４は、演算回路５０を備える。演算回路５０は、スリット投影方式の焦点検出を行う際には、ラインセンサ２２と同期して、ＡＧＣ回路３１から出力された出力信号のうち、領域２２ｂに対応するスリット信号のみを入力する。すなわち、領域２２ａ及び領域２２ｃに対応するコントラスト信号は入力しない。そして、領域２２ｂに対応するスリット信号に基づいて駆動方向及び駆動速度を決定し、上下駆動部２５に出力する。駆動方向及び駆動速度量決定の詳細は公知技術と同様である。なお、スリット信号とともに領域２２ａ及び領域２２ｃに対応するコントラスト信号も入力し、コントラスト信号をスリット投影方式の焦点検出に加味する構成としても良い。例えば、コントラスト信号を適宜メモリに記憶しておき、差分信号を生成して焦点検出に加味しても良い。
【００３９】
一方、コントラスト検出方式の焦点検出を行う際には、演算回路５０は、ラインセンサ２２と同期して、ＡＧＣ回路３１から出力された出力信号のうち、ラインセンサ２２の領域２２ａ及び領域２２ｃに対応するコントラスト信号のみを入力する。すなわち、領域２２ｂに対応するスリット信号は入力しない。そして、領域２２ａ及び領域２２ｃに対応するコントラスト信号の差分信号を求めて駆動方向及び駆動速度を決定し、上下駆動部２５に出力する。駆動方向及び駆動速度決定の詳細は公知技術と同様である。なお、コントラスト信号とともに領域２２ｂに対応するスリット信号も入力し、スリット信号をコントラスト検出方式の焦点検出に加味するようにしてもよい。
【００４０】
また、スリット投影方式の焦点検出とコントラスト検出方式の焦点検出とは、適宜切り換える構成とするのが好ましい。例えば、コントラスト検出方式による焦点検出の良否を示す評価値を監視し、その評価値が所定レベルを下回るときには、スリット投影方式の焦点検出を行い、評価値が所定レベルを上回るときには、コントラスト検出方式の焦点検出を行うと良い。また、ユーザ操作に応じて、スリット投影方式の焦点検出とコントラスト検出方式の焦点検出とを適宜切り換える構成としても良い。
【００４１】
上下駆動部２５は、ドライバ５１とモータ５２とを備える。ドライバ５１は、演算回路５０により決定された駆動方向及び駆動速度でモータ５２を駆動して、第１対物レンズ３と標本面２ａとの相対位置を光軸方向へ駆動することにより、第１対物レンズ３の焦点調節を行う。
【００４２】
ここで、コントラスト検出方式の焦点検出について図４を参照して説明する。図４Ａ及び図４Ｂの横軸はデフォーカス方向を示す。また、図４Ａの縦軸はコントラスト信号のピーク値を示し、図４Ｂの縦軸は、ラインセンサ２２の領域２２ａに対応するコントラスト信号をＶａとし、領域２２ｃに対応するコントラスト信号をＶｃとしたときに、ＶａとＶｃとの差分を正規化した（Ｖａ−Ｖｃ）／（Ｖａ＋Ｖｃ）を示す。図４Ａの実線で示すように、コントラスト信号Ｖａ及びＶｃは、対物レンズの性質上、ある程度デフォーカスした位置において、回折光（図４ＡのＥ１及びＥ２）が発生して再び大きくなる。この回折光の大きさは対物レンズの種類によって異なる。また、図４Ｂは、実際の駆動方向及び駆動速度の決定に用いられるいわゆるＳ字カーブである。このＳ字カーブの信号がゼロになるように駆動方向及び駆動速度の決定を行うと、合焦位置でない回折光の発生位置に制御するように駆動方向及び駆動速度が決定されてしまうおそれがある。この場合、ピンぼけの状態で合焦状態に到達したと判定されてしまう。
【００４３】
そこで、回折光の発生位置を除外するために、所定の合焦可能閾値Ｔｈｃを設け、この合焦可能閾値Ｔｈｃを上回る信号が検出された場合のみコントラスト検出方式の焦点検出を行う。合焦可能閾値Ｔｈｃは、できるだけ反射率が大きく、かつ、パターンの粗い（またはパターンの反射率が大きい）標本、すなわち、できるだけコントラストの大きい標本において、回折光で合焦しない閾値であり、図２の合焦可能範囲判定回路３９に予め定められる。上述したように、回折光の大きさは対物レンズの種類によって異なるので、合焦可能閾値Ｔｈｃも対物レンズの種類によって異なる。合焦可能範囲判定回路３９は、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号と合焦可能閾値Ｔｈｃとを比較し、その大小関係を
示す情報を切換スイッチ回路３７及び演算回路５０に出力する。切換スイッチ回路３７は、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号が合焦可能閾値Ｔｈｃよりも大きい場合のみコントラスト信号増幅回路３６の出力信号をＣＰＵ２４の演算回路５０に出力する。このような構成とすることにより、回折光の発生位置を除外することができる。
【００４４】
また、演算回路５０は、コントラスト信号のみを入力し、コントラスト検出方式の焦点検出を行う。一方、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号が合焦可能閾値Ｔｈｃより小さい場合には、演算回路５０は、スリット信号のみを入力するように信号取り込みタイミングを制御し、スリット投影方式の焦点検出を行う。
【００４５】
しかし、標本表面のパターンの多少や粗密、標本表面の反射率の違いにより、コントラスト信号の大きさはかなり変動する。図４Ａの粗い点線は、図４Ａの実線の標本よりもパターンが細かい（またはパターンの反射率が小さい）、あるいは、反射率が小さい標本に関するコントラスト信号Ｖａ及びＶｃを示す。また、図４Ａの細かい点線は、図４Ａの粗い点線の標本よりもパターンがさらに細かい（またはパターンの反射率が小さい）、あるいは、反射率がさらに小さい標本に関するコントラスト信号Ｖｂ及びＶｃを示す。図４Ａに示すように、標本のパターンが細かくなる（またはパターンの反射率が小さくなる）ほど、あるいは、反射率が低下するほど、コントラスト信号は小さくなることが分かる。この結果、コントラスト信号と上述した合焦可能閾値Ｔｈｃとの差が小さくなり、高精度な焦点検出を行うことが困難になる。さらに、合焦可能範囲も狭くなる。合焦可能範囲が非常に狭くなると、合焦位置自体が合焦可能範囲外になるおそれもある。
【００４６】
そこで、コントラスト信号増幅回路３６により、コントラスト信号を適宜増幅する。ただし、上述した影響を鑑み、回折光の発生位置を除外しつつ、コントラスト信号を増幅する。具体的には、コントラスト信号増幅回路３６は、スリット位置検出回路３４により検出されたスリット位置に応じて、２種類のゲイン（ゲインＬ及びゲインＨ）を使い分けてコントラスト信号を増幅する。
【００４７】
まず、スリット位置検出回路３４によるスリット位置の検出について図５を参照して説明する。図５Ａは、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号を示す図である。横軸は時刻（ｔ）を示し、縦軸はスリット信号の大きさを示す。スリット位置検出回路３４は、スリット信号を順次位置検出閾値Ｔｈｓと比較する。位置検出閾値Ｔｈｓは第１対物レンズ３の焦点位置を認識するための閾値であり、実験などにより予め定められる。スリット位置検出回路３４は、スリット信号が位置検出閾値Ｔｈｓと交わる最も前ピン側の時刻ＰＸSと、スリット信号が位置検出閾値Ｔｈｓと交わる最も後ピン側の時刻ＰＸLと求め、以下の式によりスリット位置ＰＸCを算出する。
【００４８】
スリット位置ＰＸC＝（ＰＸS＋ＰＸL）／２・・・（式１）
【００４９】
このようにして求めた、スリット位置ＰＸCは、現在の対物レンズの焦点位置を示す。
【００５０】
なお、スリット位置として、ピーク値ＰＸPを用いても良い。また、上述したスリット位置ＰＸCとピーク値ＰＸPと適宜重み付けをして加算したものをスリット位置として用いても良い。
【００５１】
次に、コントラスト信号増幅回路３６における２種類のゲイン（ゲインＬ及びゲインＨ）の使い分けについて図６を参照して説明する。図６Ａは、図４Ａと同様の図である。また、図６Ｂの横軸は、時刻（ｔ）を示し、図６Ｂの縦軸は、図６Ａのコントラスト信号に対応するとともに、第１対物レンズ３と標本面２ａとを連続的に光軸方向に移動させたときのラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号の大きさを示す。なお、この時刻（ｔ）は、第１対物レンズ３と標本面２ａとの光軸方向における相対位置と相関がある。また、図６Ｂ中の矢印ＡからＩは、上述した方法により求めたスリット位置ＰＸCを示す。
【００５２】
例えば、図６Ａ及び図６Ｂ中のある位置Ｄでは、スリット信号の中心位置は図６Ｂの矢印Ｄの位置である。したがって、合焦位置におけるスリット信号の中心位置（図６Ｂの矢印Ａ）とのずれ量は、Ｔｄとなる。同様に、他の位置においても、スリット位置検出回路３４により検出したスリット位置ｘに応じて、合焦位置におけるスリット信号の位置とのずれ量Ｔｘを求めることができる。
【００５３】
コントラスト信号増幅回路３６は、スリット位置検出回路３４から取得したスリット位置に応じてずれ量Ｔｘを求め、このずれ量Ｔｘとゲイン切換閾値Ｔｈｇとを比較する。ゲイン切換閾値Ｔｈｇは上述した２種類のゲイン（ゲインＬ及びゲインＨ）を使い分けるための閾値であり、図６Ａにおいて回折光の影響が小さく、かつ、コントラスト信号を好適に生成可能な範囲を示す閾値であり、実験などにより予め定められる。なお、図６Ｂの例では、ラインセンサ２２の領域２２ａに対応するコントラスト信号Ｖａと領域２２ｃに対応するコントラスト信号Ｖｃとの大小関係が反転しない最大の値をゲイン切換閾値Ｔｈｇとする例を示したが、実際には設計上のマージンなどにより、小さめにゲイン切換閾値Ｔｈｇを設定すると良い。
【００５４】
コントラスト信号増幅回路３６は、ずれ量Ｔｘ＞ゲイン切換閾値Ｔｈｇの場合にはゲインＬにしたがってコントラスト信号を増幅し、ずれ量Ｔｘ≦ゲイン切換閾値Ｔｈｇの場合にはゲインＨにしたがってコントラスト信号を増幅する。
【００５５】
ピークホールド回路４０は、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号のピーク値を検出し、ゲイン算出回路４１に出力する。
【００５６】
ゲイン算出回路４１は、対物レンズの種類に応じて、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号のピーク値が、飽和しない範囲でなるべく大きな値になるようにゲインＨを設定し、コントラスト信号の回折光が最大になる位置（極大値となる位置）において、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号が、合焦可能閾値Ｔｈｃ未満となり、合焦可能閾値Ｔｈｃになるべく近い値になるようにゲインＬを設定する。ゲイン算出回路４１は、設定したゲインの値を示すデータをコントラスト信号増幅回路３６に供給する。また、ゲイン算出回路４１は、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号のピーク値を参照しながら、ゲインＨおよびＬの値を最適化するよう学習処理を行う。
【００５７】
以上説明した２種類のゲイン（ゲインＬ及びゲインＨ）を用いてコントラスト信号を増幅した結果を図７を参照して説明する。図７Ａは、２種類のゲイン（ゲインＬ及びゲインＨ）を用いてコントラスト信号を増幅した結果を示し、図７Ｂは、従来技術のように単一のゲインを用いてコントラスト信号を増幅した結果を示す。図７Ａ及び図７Ｂは、図４Ａの実線で示した、パターンが比較的粗い、あるいは、反射率が比較的大きい標本に関するコントラスト信号をコントラスト信号増幅回路３６により増幅した場合と、図４Ａの細かい点線で示した、パターンが比較的細かい、あるいは、反射率が比較的小さい標本に関するコントラスト信号をコントラスト信号増幅回路３６により増幅した場合との結果を示す。
【００５８】
２種類のゲインを用いた場合には、図７Ａに示すように、どのような標本であっても略一定の増幅結果が得られる。すなわち、ずれ量Ｔｘ＞ゲイン切換閾値Ｔｈｇの範囲においては、回折光の影響を受けない程度にコントラスト信号が増幅され、ずれ量Ｔｘ≦ゲイン切換閾値Ｔｈｇの範囲においては、飽和しない程度に大幅にコントラスト信号が増幅される。したがって、コントラスト信号が飽和しない程度に十分大きいコントラスト信号が得られるとともに、回折光の発生位置においても、コントラスト信号が合焦可能閾値Ｔｈｃを上回ることはない。したがって、回折光の影響を受けることなく、高精度な焦点検出を行うことができるとともに、十分な合焦可能範囲を得ることができる。
【００５９】
一方、従来技術のように単一のゲインを用いた場合には、図７Ｂに示すように、実線で示した、パターンが比較的粗い（またはパターンの反射率が比較的大きい）、あるいは、反射率が比較的大きい標本に関しては、回折光の発生位置において、コントラスト信号が合焦可能閾値Ｔｈｃを上回り、回折光の影響を受けてしまう。したがって、高精度な焦点検出を行うことができない。また、細かい点線で示した、パターンが比較的細かい（またはパターンの反射率が比較的小さい）、あるいは、反射率が比較的小さい標本に関しては、合焦可能範囲が狭いままである。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態によれば、観察対象の標本のパターンの多少や粗密、反射率の違い、濃淡の違いなどにかかわらず、好適な焦点調節が可能である。
【００６１】
また、本実施形態によれば、コントラスト信号を増幅する際のゲインを標本ごとに変えたり、これらのゲインを標本の種類ごとにレシピ化する等の手間を必要としない。
【００６２】
次に、図８乃至図１３を参照して、平行平面ガラス１９、シリンドリカルレンズ２０、および、平行平面ガラス２１の作用および効果について説明する。
【００６３】
標本面２ａの反射率は、通常、反射率が高い部分と低い部分が混在し、ばらついている。例えば、ＩＣの回路パターンは、反射率の変化が大きく、特に、メモリセルの部分では、反射率が複雑に変化する。そして、標本面２ａの反射率のムラが大きい場合、スリット位置検出回路３４によるスリット位置の誤検出が発生する可能性が高くなる。これについて、図８を参照して説明する。
【００６４】
図８Ａは、第１対物レンズ３の視野１０１内の標本面２ａにおける反射率の分布の例を示している。なお、図８Ａの標本面２ａにおいて、斜線で示される部分は低反射率の部分を示し、斜線が付けられていない部分は高反射率の部分を示している。また、面１０３は、標本面２ａにおいて、ラインセンサ２２の受光面と共役な面（以下、共役面と称する）を示している。さらに、スリットＡＦ光により投影されるスリット投影像１０２が共役面１０３と交わる部分において、共役面１０３の長手方向の左半分の反射率が高く、右半分の反射率が低くなっている。
【００６５】
図８Ｂは、図５と同様のグラフであり、波形Ｓ１は、標本面２ａの反射率が図８Ａに示される状態である場合のスリット信号の波形を示し、波形Ｓ１’は、標本面２ａが鏡面のように反射ムラがない場合のスリット信号の波形を示している。この場合、波形Ｓ１’が位置検出閾値Ｔｈｓと交わる最も前ピン側の時刻ＰＸS’と最も後ピン側の時刻ＰＸL’との間の中点ＰＸC’が、正確なスリット位置である。しかし、実際のスリット信号の波形Ｓ１は、反射率が高い部分においてのみ位置検出閾値Ｔｈｓを超え、反射率が低い部分において位置検出閾値Ｔｈｓを超えていない。そのため、波形Ｓ１が位置検出閾値Ｔｈｓと交わる最も前ピン側の時刻ＰＸS１は、時刻ＰＸS’とほぼ同様になるが、位置検出閾値Ｔｈｓと交わる最も後ピン側の時刻ＰＸL１は、時刻ＰＸL’から遠くなる。そのため、スリット位置ＰＸC１は、実際のスリット位置ＰＸC’より図内で左寄りに検出されてしまう。
【００６６】
また、ステージ１を水平方向に動かし、標本面２ａにおけるスリット投影像１０２の位置が変化し、スリット投影像１０２と共役面１０３が交わる部分の反射率の分布が変化すると、スリット位置の検出結果も変動する。従って、スリット投影方式により焦点調節を行う場合、合焦位置が定まらず不安定になってしまうおそれがある。また、コントラスト方式により焦点検出を行う場合も、コントラスト信号を増幅するゲインが変動し、その結果、合焦位置が定まらず不安定になってしまうおそれがある。
【００６７】
このように、スリット投影像１０２と共役面１０３が交わるごく狭い範囲の像だけに基づいて、スリット位置の検出を行う場合、範囲内の標本面２ａの反射率の分布の変化が、直接スリット位置の検出結果に反映される。よって、スリット位置の検出誤差が発生しやすくなる。
【００６８】
これに対して、例えば、ラインセンサ２２の代わりに２次元センサを用いて、スリット投影像１０２の長手方向にスリット信号を積算し、スリット位置の検出に用いる像の範囲を広げることにより、スリット位置の検出誤差を小さくすることが考えられる。しかしながら、２次元センサを用いると、画素の走査に時間がかかるため、焦点調節に要する時間が長くなってしまう。また、２次元センサの駆動回路および信号処理回路は、一次元のラインセンサの駆動回路および信号処理回路と比較して、構成が複雑になり、コストアップが発生する。
【００６９】
そこで、上述した本発明の実施の形態においては、２次元センサを用いる代わりに、シリンドリカルレンズ２０を用いることにより、スリット位置の検出誤差を小さくしている。
【００７０】
具体的には、図９は、焦点調節装置の第２対物レンズ１７、３分割プリズム１８、平行平面ガラス１９、シリンドリカルレンズ２０、平行平面ガラス２１、および、ラインセンサ２２の部分を抽出して示した図である。シリンドリカルレンズ２０は、矢印Ａの方向から見た断面がかまぼこ型になり、レンズ曲率を有するように配置されている。従って、スリットＡＦ光は、長手方向がシリンドリカルレンズ２０のレンズ曲率を有する方向と一致するようにシリンドリカルレンズ２０に入射し、矢印Ｂにより示されるラインセンサ２２の長手方向（スリットＡＦ光が横ずれする方向）と垂直な方向についてのみ集光され、ラインセンサ２２の長手方向については集光されない。
【００７１】
この点について、図１０乃至図１２を参照して説明する。図１０および図１１は、ステージ１、標本２および対物レンズ３を横から見た図であり、スリットＡＦ光の光路の例を示している。そのうち、図１０は、スリットＡＦ光の短手方向を正面から見た図であり、図１１は、図１０の矢印Ｃの方向から、スリットＡＦ光の長手方向を正面から見た図である。なお、標本面２ａ上の点Ｐ１乃至Ｐ３は、図８Ａのスリット投影像１０２内に一直線に並ぶように位置し、うち点Ｐ２は、スリット投影像１０２と共役面１０３が交わる範囲内に位置するものとする。
【００７２】
図１２Ａ乃至図１２Ｄは、光Ｌｂのうち標本面２ａの点Ｐ１乃至Ｐ３において反射された光の結像位置を、図９の矢印Ａの方向から見た図である。そのうち、図１２Ａは、シリンドリカルレンズ２０を設けない場合の結像位置を示し、図１２Ｂは、シリンドリカルレンズ２０を設けた場合の点Ｐ１からの反射光（以下、反射光Ｐ１と称する）の結像位置を示し、図１２Ｃは、シリンドリカルレンズ２０を設けた場合の点Ｐ２からの反射光（以下、反射光Ｐ２と称する）の結像位置を示し、図１２Ｄは、シリンドリカルレンズ２０を設けた場合の点Ｐ３からの反射光（以下、反射光Ｐ３と称する）の結像位置を示している。また、位置Ｌ１は、シリンドリカルレンズ２０を設けない場合のラインセンサ２２の設置位置を示し、位置Ｌ２は、シリンドリカルレンズ２０を設ける場合のラインセンサ２２の設置位置を示している。
【００７３】
図１２Ａに示されるように、シリンドリカルレンズ２０を設けない場合、反射光Ｐ１乃至Ｐ３は、それぞれ異なる位置Ｐ１ａ乃至Ｐ３ａにおいて結像する。そのうち、反射光Ｐ２のみが、位置Ｌ１において結像する。
【００７４】
一方、シリンドリカルレンズ２０を設けた場合、図１２Ｂ乃至図１２Ｄに示されるように、反射光Ｐ１乃至Ｐ３は、ラインセンサ２２の受光面の手前のほぼ同じ位置Ｐ１ｂ乃至Ｐ３ｂにおいて結像し、そのほとんどがラインセンサ２２に入射する。
【００７５】
これにより、図１３Ａの点線により囲まれる、標本面２ａ上のスリット投影像１０２を含む領域Ｒにおいて反射された光が、ラインセンサ２２の長手方向と垂直な方向（スリット投影像１０２の長手方向）に集光され、ラインセンサ２２に入射する。すなわち、領域Ｒにおいて反射された光が、領域Ｒの長手方向に足し合わされてラインセンサ２２に入射する。これにより、スリットＡＦ光は、標本面２ａの反射率のムラによる光量の分布のムラが平均化され緩和されるとともに、光量が増加されて、ラインセンサ２２に入射する。
【００７６】
従って、図１３Ｂに示されるように、シリンドリカルレンズ２０を設けた場合のスリット信号の波形Ｓ１１の時刻（ｔ）軸方向の広がりは、波形Ｓ１’とほぼ同様になる。これにより、波形Ｓ１１が位置検出閾値Ｔｈｓと交わる最も前ピン側の時刻ＰＸS１１が、時刻ＰＸS’に近くなり、最も後ピン側の時刻ＰＸL１１が、時刻ＰＸL’に近くなる。従って、スリット位置ＰＸC１１は、スリット位置ＰＸC’とほぼ同じ位置に検出される。
【００７７】
このように、シリンドリカルレンズ２０を設けることにより、スリット位置の検出精度を向上させることができ、その結果、より正確に焦点調節を行うことができる。
【００７８】
なお、光Ｌｂは、シリンドリカルレンズ２０の作用により、シリンドリカルレンズ２０がレンズ曲率を有するラインセンサ２２の短手方向については集光されるが、レンズ曲率を有する方向と直交するラインセンサ２２の長手方向については光路が延長され、結像位置が一致しない。そこで、ラインセンサ２２を設置する位置Ｌ２（図１２Ｃ）は、例えば、ラインセンサ２２の長手方向において光Ｌｂが結像する位置に設定される。この場合、ラインセンサ２２においてスリット像に多少のボケが発生する。しかし、シリンドリカルレンズ２０を設置する目的が、スリットＡＦ光の光量の分布のムラを平均化することなので、特に問題にはならない。
【００７９】
また、上述したように、光Ｌｂは、シリンドリカルレンズ２０がレンズ曲率を有する方向と直交する方向について光路が延長される。従って、平行平面ガラス１９および平行平面ガラス２１を設け、シリンドリカルレンズ２０によりレンズ曲率を有する方向と直交する方向において光Ｌｂの光路長が延長されるのと同じ長さだけ、光Ｌａと光Ｌｃの光路長を延長する。これにより、光Ｌａと光Ｌｂとの間の光路差と、光Ｌｂと光Ｌｃとの間の光路差とが互いに等しい状態に保たれる。
【００８０】
また、図１４Ａに示されるように、標本面２ａの反射率の分布が、スリット投影像の長手方向の中心線を境にして、ほぼ均等に分かれている場合、シリンドリカルレンズ２０を設けたとしても、スリット信号の波形は、図８Ｂの波形Ｓ１と同様の波形になり、スリット位置が誤検出されてしまう。この場合、例えば、図１４Ｂに示されるように、スリットＡＦ光およびラインセンサ２２の向きを反時計回りに４５度回転させるか、あるいは、標本２を時計回りに４５度回転させて、領域Ｒの長手方向の中心線の両側において領域Ｒ内の標本面２ａの反射率の分布が平均化するようにすることにより、スリット位置を正確に検出することができるようになる。
【００８１】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明を適用した焦点調節装置の一実施の形態を示す図である。
【図２】ラインセンサ、信号処理部、ＣＰＵ、上下駆動部の詳細を示すブロック図である。
【図３】コントラスト信号について説明する図である。
【図４】コントラスト検出方式の焦点検出について説明する図である。
【図５】スリット位置の検出について説明する図である。
【図６】２種類のゲインの使い分けについて説明する図である。
【図７】２種類のゲインを用いてコントラスト信号を増幅した結果について説明する図である。
【図８】シリンドリカルレンズを設けない場合のスリット位置の検出結果の例を説明する図である。
【図９】焦点調節装置の第２対物レンズ、３分割プリズム、平行平面ガラス、シリンドリカルレンズ、平行平面ガラスおよびラインセンサの部分を抽出して示した図である。
【図１０】スリットＡＦ光の光路の例を示す図である。
【図１１】スリットＡＦ光の光路の例を示す図である。
【図１２】シリンドリカルレンズの有無による結像位置の違いを説明するための図である。
【図１３】シリンドリカルレンズを設けた場合のスリット位置の検出結果の例を説明する図である。
【図１４】標本面の反射率の分布に応じて、スリット位置を正確に検出できるようにする方法の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ ステージ， ２ 標本， ３ 第１対物レンズ， ７ ＬＥＤ， ８ スリット板， ９ コレクタレンズ， １０ 瞳マスク， １２ コレクタレンズ, １３ スリット板， １４ ＬＥＤ， １７ 第２対物レンズ， １８ ３分割プリズム， １９ 平行平面ガラス， ２０ シリンドリカルレンズ， ２１ 平行平面ガラス， ２２ ラインセンサ， ２３ 信号処理回路， ２４ ＣＰＵ， ２５ 上下駆動部， ３４ スリット位置検出回路， ３６ コントラスト信号増幅回路， ３７ 切換スイッチ回路， ３９ 合焦可能範囲判定回路， ４１ ゲイン算出回路， ５０ 演算回路， ５１ ドライバ， ５２ モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡装置などに適用される焦点調節装置、及びそれを備えた顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズの焦点検出方式には、主に工業顕微鏡に搭載されるスリット投影方式と、主に生物顕微鏡に搭載されるコントラスト検出方式とがある。また、２種類の方式の間で焦点検出方式を切り替えることのできる光学系も既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、スリット投影方式において、投影パターンが被見物の影響を受けないように、受光素子の前にシリンドリカルレンズを配置したものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
一般に、コントラスト検出方式の方が高精度な焦点検出が可能であることが知られている。しかし、コントラスト検出方式においては、対物レンズ等に起因する回折光が原因で、合焦位置から離れた位置（デフォーカス量が大きい位置）でも合焦状態と判断してしまう場合がある。そこで、回折光を除外するために所定の閾値を設け、その閾値を上回る信号のみを検出に用いる技術が考えられている。
【特許文献１】特開２００２−２７７７２９号公報
【特許文献２】特開昭６２−１０９０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、標本表面のパターンの多少や粗密、標本表面の反射率の違いにより、コントラスト検出方式における出力信号の大きさはかなり変動する。したがって、出力信号が全体的に小さい標本に関しては、出力信号と上述した閾値との差が小さくなり、高精度の焦点検出を行うことが困難な場合がある。また、出力信号と上述した閾値との差が小さくなると、結果として合焦可能範囲も狭くなるという問題もある。
【０００６】
そこで本発明は、観察対象の標本にかかわらず、好適な焦点調節が可能な焦点調節装置を提供することを目的とする。また、高性能な顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面の焦点調節装置は、対物レンズを介して観察対象の物体に照射され反射された反射光の光路長が異なる位置における２つの像のコントラストの差、および、前記対物レンズを介して前記物体に照射され反射された所定のスリット光によるスリット像であって、前記対物レンズと前記物体との光軸方向の間隔に応じて長手方向と直交する方向に移動するスリット像の横ずれ量に基づいて、前記対物レンズと前記物体との間隔調節を行う焦点調節装置であって、前記物体からの反射光を、光路長が異なる第１乃至第３の位置における第１乃至第３の受光面において受光するとともに、前記スリット像の長手方向に対して直交させて配置される一次元の受光手段と、前記物体により反射された前記スリット光が入射し、入射する前記スリット光の長手方向がレンズ曲率を有する方向と一致するように、前記第２の受光面の前に配置されるシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを介して前記第２の受光面に投影された前記スリット像の前記横ずれ量に応じたゲインにより、前記物体からの反射光の前記第１の受光面における像のコントラスト値を示す第１のコントラスト信号および前記第３の受光面における像のコントラスト値を示す第２のコントラスト信号を増幅する増幅手段と、増幅された前記第１のコントラスト信号および前記第２のコントラスト信号に基づいて、前記対物レンズと前記物体との間隔調節を行う調節手段とを備える。
【０００８】
本発明の第２の側面の顕微鏡装置は、対物レンズが捉えた像を観察するための顕微鏡光学系と、前記対物レンズの焦点調節を行う本発明の第１の側面の焦点調節装置とを備える。
【０００９】
本発明の第１の側面または第２の側面においては、観察対象の物体からの反射光を、光路長が異なる第１乃至第３の位置における第１乃至第３の受光面において受光するとともに、前記物体に照射され反射された所定のスリット光によるスリット像の長手方向に対して傾斜させて配置される一次元の受光手段の前記第２の受光面の前に、前記物体により反射された前記スリット光が入射し、入射する前記スリット光の長手方向がレンズ曲率を有する方向と一致するようにシリンドリカルレンズが配置される。そして、前記シリンドリカルレンズを介して、前記第２の受光面に前記スリット像が投影され、前記スリット像の横ずれ量に応じたゲインにより、前記物体からの反射光の前記第１の受光面における像のコントラスト値を示す第１のコントラスト信号および前記第３の受光面における像のコントラスト値を示す第２のコントラスト信号が増幅され、増幅された前記第１のコントラスト信号および前記第２のコントラスト信号に基づいて、前記対物レンズと前記物体との間隔調節が行われる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、観察対象の標本にかかわらず、好適な焦点調節が可能な焦点調節装置を提供することができる。また、高性能な顕微鏡装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の焦点調節装置の実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態の焦点調節装置の構成図である。図１に示す焦点調節装置は、スリット投影方式の焦点検出光学系と、コントラスト検出方式の焦点検出光学系との双方が搭載されたハイブリット型の焦点調節装置である。
【００１３】
まず、図１においてＬＥＤ７は、スリット投影方式の焦点検出用の赤外光を発する。以下、ＬＥＤ７から発せられる赤外光をスリットＡＦ光と称する。ＬＥＤ７から発せられたスリットＡＦ光は、スリット板８、コレクタレンズ９、瞳マスク１０、ハーフミラー１６、ダイクロイックミラー４、第１対物レンズ３を経由して、ステージ１上の標本２に照射される。そして、スリットＡＦ光は、標本２の標本面２ａにおいて反射され、第１対物レンズ３、ダイクロイックミラー４、ハーフミラー１６、第２対物レンズ１７を経由して、３分割プリズム１８に入射し、３つの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃに分岐され、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により構成される一次元のラインセンサ２２の互いに異なる領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃに入射する。
【００１４】
具体的には、３分割プリズム１８は、半透過面１８ａにおいて、入射したスリットＡＦ光を光Ｌａとそれ以外の光に分岐し、光Ｌａをラインセンサ２２の方向に透過し、それ以外の光を半透過面１８ｂの方向に反射する。半透過面１８ｂに入射した光は、光Ｌｂと光Ｌｃに分岐され、光Ｌｂは、ラインセンサ２２の方向に反射され、光Ｌｃは、反射面１８ｃの方向に透過される。光Ｌｃは、反射面１８ｃにおいて、ラインセンサ２２の方向に反射される。
【００１５】
３分割プリズム１８とラインセンサ２２の間には、平行平面ガラス１９、シリンドリカルレンズ２０および平行平面ガラス２１が挿入されている。そのうち、平行平面ガラス１９は、ラインセンサ２２の領域２２ａの前に配置され、シリンドリカルレンズ２０は、ラインセンサ２２の領域２２ｂの前に配置され、平行平面ガラス２１は、ラインセンサ２２の領域２２ｃの前に配置されている。従って、光Ｌａは、平行平面ガラス１９を透過して、ラインセンサ２２の領域２２ａ内の受光面に入射し、光Ｌｂは、シリンドリカルレンズ２０を透過して、領域２２ｂ内の受光面に入射し、光Ｌｃは、平行平面ガラス２１を透過して、領域２２ｃ内の受光面に入射する。
【００１６】
したがって、ラインセンサ２２へ入射するまでの３つの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの間には、光路差が付与される。このうち光Ｌａと光Ｌｂとの間の光路差と、光Ｌｂと光Ｌｃとの間の光路差とは互いに等しい。
【００１７】
ここで、上述したスリット板８の中央には、図１（ａ）に示すとおりスリット開口が形成されている。よって、スリットＡＦ光は、物体面（ここでは、標本面２ａ）の近傍にスリット状の赤外像を形成する。また、このとき標本面２ａで反射されたスリットＡＦ光は、ラインセンサ２２の領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々にスリット状の赤外像を形成する。この赤外像のスリット幅方向（長手方向と直交する短手方向）と、ラインセンサ２２のライン方向（長手方向）とは、互いに直交する。すなわち、ラインセンサ２２は、スリット状の赤外像の長手方向に対して直角に配置されている。
【００１８】
また、瞳マスク１０は、光軸を含む平面でスリットＡＦ光を分割してできる２つの光の一方を透過し、かつ他方を遮光する。したがって、スリットＡＦ光は第１対物レンズ３と標本２との間を往復する際、往路と復路で第１対物レンズ３の瞳上の互いに異なる位置を通過する。したがって、領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々に形成される赤外像は、第１対物レンズ３と標本２との光軸方向の間隔に応じて長手方向と直交する方向に移動し、第１対物レンズ３のデフォーカス量（第１対物レンズ３の焦点と標本面２ａとの光軸方向のずれ）に応じて横ずれする。よって、このうち何れか１つの領域に形成される赤外像の横ずれ量から、スリット投影方式のデフォーカス信号を生成することができる。なお、第１対物レンズ３のデフォーカス量がゼロであるときに領域２２ｂに形成される赤外像の重心位置は、予め予測されているものとする。以下では、スリット投影方式のデフォーカス信号を、領域２２ｂに形成される赤外像の横ずれ量に基づいて求める場合を例に挙げて説明する。また、領域２２ｂに形成される赤外像に対応する出力信号を、「スリット信号」と称する。このスリット信号は、上述したように、ＬＥＤ７から発せられた照明光の波長の光により生成される信号である。
【００１９】
一方、ＬＥＤ１４は、コントラスト検出方式の焦点検出用の赤外光を発する。以下、ＬＥＤ１４から発せられる赤外光をコントラストＡＦ光と称する。なお、以下、スリットＡＦ光とコントラストＡＦ光を特に区別する必要がない場合、単にＡＦ光とも称する。
【００２０】
ＬＥＤ１４から発せられたコントラストＡＦ光は、スリット板１３、コレクタレンズ１２、ダイクロイックミラー１１、ハーフミラー１６、ダイクロイックミラー４、第１対物レンズ３を経由して、ステージ１上の標本２に照射される。そして、コントラストＡＦ光は、標本２の標本面２ａにおいて反射され、第１対物レンズ３、ダイクロイックミラー４、ハーフミラー１６、第２対物レンズ１７を経由して、３分割プリズム１８に入射し、スリットＡＦ光の場合と同様に、３つの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃに分岐され、ラインセンサ２２の互いに異なる領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃに入射する。
【００２１】
ここで、スリット板１３の中央には、図１（ｂ）に示すとおり複数本のスリット開口が形成されている。よって、コントラストＡＦ光は、物体面（ここでは、標本面２ａ）の近傍に複数本のスリット状の赤外像を形成する。また、このとき標本面２ａで反射されたコントラストＡＦ光は、ラインセンサ２２の領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々に複数本のスリット状の赤外像を形成する。この複数本の赤外像のスリット幅方向と、ラインセンサ２２のライン方向とは、互いに交差する。
【００２２】
上述したように、光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの間には光路差が付与されているので、光Ｌａによる赤外像と、光Ｌｂによる赤外像と、光Ｌｃによる赤外像の形成位置は、光軸方向にずれる。例えば、図１に示すとおり光Ｌｂによる赤外合焦像がラインセンサ２２上に存在するときには、光Ｌａによる赤外合焦像はラインセンサ２２の後ろ側に形成され、光Ｌｃによる赤外合焦像はラインセンサ２２の前側に形成される。従って、ラインセンサ２２の領域２２ａに形成される赤外合焦像と、領域２２ｂに形成される赤外合焦像と、領域２２ｃに形成される赤外合焦像との間では、ボケの程度（つまりコントラスト）が互いに異なる。
【００２３】
また、これら赤外像のコントラストの大小関係は、第１対物レンズ３のデフォーカス量に応じて変化する。よって、領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々に形成される赤外像のコントラストの差（大小関係）から、コントラスト検出方式のデフォーカス信号を生成することができる。以下では、コントラスト検出方式のデフォーカス信号を、領域２２ａ及び２２ｃに形成される赤外像のコントラストの大小関係に基づいて求める場合を例に挙げて説明する。ラインセンサ２２の位置は、本焦点調節装置に組み込んだ光学装置（例えば、顕微鏡装置）の合焦状態においては、領域２２ａ及び２２ｃに形成される赤外像のコントラストが同じになるように予め調整されている。また、領域２２ａ及び２２ｃに形成される赤外像に対応する出力信号を、それぞれ、「前ピン像信号」、「後ピン像信号」と称する。
【００２４】
また、領域２２ｂに形成される赤外像が、本焦点調節装置を組み込んだ光学装置の合焦状態においてボケのない状態となるよう、領域２２ｂと光学装置の観察位置とが共役になるように設置されている。
【００２５】
なお、３分割プリズムの半透過面１８ａの反射率、半透過面１８ｂの反射率、反射面１８ｃの反射率の組み合わせは、３つの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの光量が等しくなるよう予め最適化されている。また、第２対物レンズ１７とラインセンサ２２との位置関係は、第１対物レンズ３のデフォーカス量がゼロであるときに、光Ｌｂによるスリット像がラインセンサ２２上に形成されるように予め調整されている。
【００２６】
以上の焦点調節装置において、ラインセンサ２２の出力信号は、信号処理部２３へ取り込まれる。信号処理部２３は、取り込まれた信号を基に幾つかの信号を生成すると、それをＣＰＵに与える。ＣＰＵ２４は、与えられた信号に基づきスリット投影方式またはコントラスト検出方式のデフォーカス信号を生成すると、そのデフォーカス信号に応じた駆動方向及び駆動速度を上下駆動部（モータなど）２５へ指定する。上下駆動部２５は、指定された駆動方向及び駆動速度で第１対物レンズ３を光軸方向へ駆動することにより、第１対物レンズ３の焦点調節を行う。なお、その上下駆動部２５の駆動対象は、第１対物レンズ３の代わりにステージ１としても良いが、ここでは第１対物レンズ３であるという前提で説明する。
【００２７】
また、ＣＰＵ２４は、LED制御部２６を介して、ＬＥＤ７およびＬＥＤ１４の光量も調節することもでき、ラインセンサ２２の電荷蓄積時間（操作時間）を必要に応じて切り替えることもできる。さらに、ＣＰＵ２４は、LED制御部２６を介して、ＬＥＤ７およびＬＥＤ１４の点灯および消灯を制御し、スリット投影方式とコントラスト検出方式の切換を制御することも可能である。
【００２８】
図２は、ラインセンサ２２、信号処理部２３、ＣＰＵ２４、上下駆動部２５の詳細を示す機能ブロック図である。
【００２９】
図２に示すように、信号処理部２３は、ＡＧＣ（Auto Gain Control）回路３１、ピークホールド回路３２、バンドパスフィルタ回路３３、スリット位置検出回路３４、絶対値変換回路３５、コントラスト信号増幅回路３６、切換スイッチ回路３７、積分回路３８の各部を備える（その他の構成については後述する）。
【００３０】
ＡＧＣ回路３１には、ラインセンサ２２からの出力信号が順次入力される。ラインセンサ２２からは、上述したように、ラインセンサ２２の領域２２ａ及び２２ｃに対応する前ピン像信号及び後ピン像信号と、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号とが入力されるが、これらは、領域２２ａに対応する前ピン像信号、領域２２ｂに対応するスリット像信号、領域２２ｃに対応する後ピン像信号の順にＡＧＣ回路３１に入力される。
【００３１】
ＡＧＣ回路３１は、ピークホールド回路３２によりラインセンサ２２からの出力信号のピーク値をホールドし、そのピーク値が一定になるようにラインセンサ２２からの出力信号を制御する。図３のＡ１は、第１対物レンズ３の焦点が標本面２ａより前側（前ピン位置）にあるときの領域２２ａ及び領域２２ｃに対応する前ピン像信号及び後ピン像信号の波形を示す。また、図３のＢ１は、第１対物レンズ３の焦点が標本面２ａ（合焦位置）にあるときの領域２２ａおよび領域２２ｃに対応する前ピン像信号及び後ピン像信号の波形を示す。また、図３のＣ１は、第１対物レンズ３の焦点が標本面２ａより後側（後ピン位置）にあるときの領域２２ａおよび領域２２ｃに対応する前ピン像信号及び後ピン像信号の波形を示す。ＡＧＣ回路３１は、第１対物レンズ３の焦点位置にかかわらず、領域２２ａ及び領域２２ｃに対応する前ピン像信号及び後ピン像信号のピーク値のうち大きい方のピーク値が一定電圧になるように前ピン像信号及び後ピン像信号を制御して、バンドパスフィルタ回路３３及びスリット位置検出回路３４に出力する。図３のＡ２からＣ２は、ＡＧＣ回路３１から出力される信号のうち、前ピン像信号及び後ピン像信号の波形を示す。なお、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号についても同様である。
【００３２】
バンドパスフィルタ回路３３は、ＡＧＣ回路３１から出力された前ピン像信号及び後ピン像信号から高周波成分だけを抽出してコントラスト信号を抽出し、絶対値変換回路３５に出力する。図３のＡ３からＣ３は、バンドパスフィルタ回路３３から出力されるコントラスト信号の波形を示す。なお、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号については、バンドパスフィルタ回路３３及び後述する絶対値変換回路３５をバイパスする。
【００３３】
スリット位置検出回路３４は、ラインセンサ２２と同期して、ＡＧＣ回路３１から出力された出力信号のうち、領域２２ｂに対応するスリット信号のみを入力する。すなわち、領域２２ａ及び領域２２ｃに対応する前ピン像信号及び後ピン像信号は入力しない。そして、後述する方法でスリット位置を検出し、コントラスト信号増幅回路３６に出力する。
【００３４】
絶対値変換回路３５は、バンドパスフィルタ回路３３から出力された出力信号に対して絶対値変換を行い、コントラスト信号増幅回路３６に出力する。
【００３５】
コントラスト信号増幅回路３６は、絶対値変換回路３５から出力されたコントラスト信号を後述する方法で増幅して、積分回路３８に出力する。図３のＡ４からＣ４は、コントラスト信号増幅回路３６から出力されるコントラスト信号の波形を示す。なお、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号については、そのまま切換スイッチ回路３７に出力する。
【００３６】
切換スイッチ回路３７は、ラインセンサ２２の領域２２ａ及び領域２２ｃに対応するコントラスト信号については、後述する方法で積分回路３８に出力するか否かを切り替える。また、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号については、切換スイッチ回路３７のスイッチ部を経由せず、不図示のバイパスを通じて、そのまま積分回路３８に出力する。
【００３７】
積分回路３８は、切換スイッチ回路３７を介してコントラスト信号増幅回路３６から出力された出力信号を積分して、ＣＰＵ２４に出力する。図３のＡ５からＣ５は、積分回路３８から出力されるコントラスト信号の積分波形を示す。なお、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号についても同様である。
【００３８】
ＣＰＵ２４は、演算回路５０を備える。演算回路５０は、スリット投影方式の焦点検出を行う際には、ラインセンサ２２と同期して、ＡＧＣ回路３１から出力された出力信号のうち、領域２２ｂに対応するスリット信号のみを入力する。すなわち、領域２２ａ及び領域２２ｃに対応するコントラスト信号は入力しない。そして、領域２２ｂに対応するスリット信号に基づいて駆動方向及び駆動速度を決定し、上下駆動部２５に出力する。駆動方向及び駆動速度量決定の詳細は公知技術と同様である。なお、スリット信号とともに領域２２ａ及び領域２２ｃに対応するコントラスト信号も入力し、コントラスト信号をスリット投影方式の焦点検出に加味する構成としても良い。例えば、コントラスト信号を適宜メモリに記憶しておき、差分信号を生成して焦点検出に加味しても良い。
【００３９】
一方、コントラスト検出方式の焦点検出を行う際には、演算回路５０は、ラインセンサ２２と同期して、ＡＧＣ回路３１から出力された出力信号のうち、ラインセンサ２２の領域２２ａ及び領域２２ｃに対応するコントラスト信号のみを入力する。すなわち、領域２２ｂに対応するスリット信号は入力しない。そして、領域２２ａ及び領域２２ｃに対応するコントラスト信号の差分信号を求めて駆動方向及び駆動速度を決定し、上下駆動部２５に出力する。駆動方向及び駆動速度決定の詳細は公知技術と同様である。なお、コントラスト信号とともに領域２２ｂに対応するスリット信号も入力し、スリット信号をコントラスト検出方式の焦点検出に加味するようにしてもよい。
【００４０】
また、スリット投影方式の焦点検出とコントラスト検出方式の焦点検出とは、適宜切り換える構成とするのが好ましい。例えば、コントラスト検出方式による焦点検出の良否を示す評価値を監視し、その評価値が所定レベルを下回るときには、スリット投影方式の焦点検出を行い、評価値が所定レベルを上回るときには、コントラスト検出方式の焦点検出を行うと良い。また、ユーザ操作に応じて、スリット投影方式の焦点検出とコントラスト検出方式の焦点検出とを適宜切り換える構成としても良い。
【００４１】
上下駆動部２５は、ドライバ５１とモータ５２とを備える。ドライバ５１は、演算回路５０により決定された駆動方向及び駆動速度でモータ５２を駆動して、第１対物レンズ３と標本面２ａとの相対位置を光軸方向へ駆動することにより、第１対物レンズ３の焦点調節を行う。
【００４２】
ここで、コントラスト検出方式の焦点検出について図４を参照して説明する。図４Ａ及び図４Ｂの横軸はデフォーカス方向を示す。また、図４Ａの縦軸はコントラスト信号のピーク値を示し、図４Ｂの縦軸は、ラインセンサ２２の領域２２ａに対応するコントラスト信号をＶａとし、領域２２ｃに対応するコントラスト信号をＶｃとしたときに、ＶａとＶｃとの差分を正規化した（Ｖａ−Ｖｃ）／（Ｖａ＋Ｖｃ）を示す。図４Ａの実線で示すように、コントラスト信号Ｖａ及びＶｃは、対物レンズの性質上、ある程度デフォーカスした位置において、回折光（図４ＡのＥ１及びＥ２）が発生して再び大きくなる。この回折光の大きさは対物レンズの種類によって異なる。また、図４Ｂは、実際の駆動方向及び駆動速度の決定に用いられるいわゆるＳ字カーブである。このＳ字カーブの信号がゼロになるように駆動方向及び駆動速度の決定を行うと、合焦位置でない回折光の発生位置に制御するように駆動方向及び駆動速度が決定されてしまうおそれがある。この場合、ピンぼけの状態で合焦状態に到達したと判定されてしまう。
【００４３】
そこで、回折光の発生位置を除外するために、所定の合焦可能閾値Ｔｈｃを設け、この合焦可能閾値Ｔｈｃを上回る信号が検出された場合のみコントラスト検出方式の焦点検出を行う。合焦可能閾値Ｔｈｃは、できるだけ反射率が大きく、かつ、パターンの粗い（またはパターンの反射率が大きい）標本、すなわち、できるだけコントラストの大きい標本において、回折光で合焦しない閾値であり、図２の合焦可能範囲判定回路３９に予め定められる。上述したように、回折光の大きさは対物レンズの種類によって異なるので、合焦可能閾値Ｔｈｃも対物レンズの種類によって異なる。合焦可能範囲判定回路３９は、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号と合焦可能閾値Ｔｈｃとを比較し、その大小関係を
示す情報を切換スイッチ回路３７及び演算回路５０に出力する。切換スイッチ回路３７は、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号が合焦可能閾値Ｔｈｃよりも大きい場合のみコントラスト信号増幅回路３６の出力信号をＣＰＵ２４の演算回路５０に出力する。このような構成とすることにより、回折光の発生位置を除外することができる。
【００４４】
また、演算回路５０は、コントラスト信号のみを入力し、コントラスト検出方式の焦点検出を行う。一方、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号が合焦可能閾値Ｔｈｃより小さい場合には、演算回路５０は、スリット信号のみを入力するように信号取り込みタイミングを制御し、スリット投影方式の焦点検出を行う。
【００４５】
しかし、標本表面のパターンの多少や粗密、標本表面の反射率の違いにより、コントラスト信号の大きさはかなり変動する。図４Ａの粗い点線は、図４Ａの実線の標本よりもパターンが細かい（またはパターンの反射率が小さい）、あるいは、反射率が小さい標本に関するコントラスト信号Ｖａ及びＶｃを示す。また、図４Ａの細かい点線は、図４Ａの粗い点線の標本よりもパターンがさらに細かい（またはパターンの反射率が小さい）、あるいは、反射率がさらに小さい標本に関するコントラスト信号Ｖｂ及びＶｃを示す。図４Ａに示すように、標本のパターンが細かくなる（またはパターンの反射率が小さくなる）ほど、あるいは、反射率が低下するほど、コントラスト信号は小さくなることが分かる。この結果、コントラスト信号と上述した合焦可能閾値Ｔｈｃとの差が小さくなり、高精度な焦点検出を行うことが困難になる。さらに、合焦可能範囲も狭くなる。合焦可能範囲が非常に狭くなると、合焦位置自体が合焦可能範囲外になるおそれもある。
【００４６】
そこで、コントラスト信号増幅回路３６により、コントラスト信号を適宜増幅する。ただし、上述した影響を鑑み、回折光の発生位置を除外しつつ、コントラスト信号を増幅する。具体的には、コントラスト信号増幅回路３６は、スリット位置検出回路３４により検出されたスリット位置に応じて、２種類のゲイン（ゲインＬ及びゲインＨ）を使い分けてコントラスト信号を増幅する。
【００４７】
まず、スリット位置検出回路３４によるスリット位置の検出について図５を参照して説明する。図５Ａは、ラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号を示す図である。横軸は時刻（ｔ）を示し、縦軸はスリット信号の大きさを示す。スリット位置検出回路３４は、スリット信号を順次位置検出閾値Ｔｈｓと比較する。位置検出閾値Ｔｈｓは第１対物レンズ３の焦点位置を認識するための閾値であり、実験などにより予め定められる。スリット位置検出回路３４は、スリット信号が位置検出閾値Ｔｈｓと交わる最も前ピン側の時刻ＰＸSと、スリット信号が位置検出閾値Ｔｈｓと交わる最も後ピン側の時刻ＰＸLと求め、以下の式によりスリット位置ＰＸCを算出する。
【００４８】
スリット位置ＰＸC＝（ＰＸS＋ＰＸL）／２・・・（式１）
【００４９】
このようにして求めた、スリット位置ＰＸCは、現在の対物レンズの焦点位置を示す。
【００５０】
なお、スリット位置として、ピーク値ＰＸPを用いても良い。また、上述したスリット位置ＰＸCとピーク値ＰＸPと適宜重み付けをして加算したものをスリット位置として用いても良い。
【００５１】
次に、コントラスト信号増幅回路３６における２種類のゲイン（ゲインＬ及びゲインＨ）の使い分けについて図６を参照して説明する。図６Ａは、図４Ａと同様の図である。また、図６Ｂの横軸は、時刻（ｔ）を示し、図６Ｂの縦軸は、図６Ａのコントラスト信号に対応するとともに、第１対物レンズ３と標本面２ａとを連続的に光軸方向に移動させたときのラインセンサ２２の領域２２ｂに対応するスリット信号の大きさを示す。なお、この時刻（ｔ）は、第１対物レンズ３と標本面２ａとの光軸方向における相対位置と相関がある。また、図６Ｂ中の矢印ＡからＩは、上述した方法により求めたスリット位置ＰＸCを示す。
【００５２】
例えば、図６Ａ及び図６Ｂ中のある位置Ｄでは、スリット信号の中心位置は図６Ｂの矢印Ｄの位置である。したがって、合焦位置におけるスリット信号の中心位置（図６Ｂの矢印Ａ）とのずれ量は、Ｔｄとなる。同様に、他の位置においても、スリット位置検出回路３４により検出したスリット位置ｘに応じて、合焦位置におけるスリット信号の位置とのずれ量Ｔｘを求めることができる。
【００５３】
コントラスト信号増幅回路３６は、スリット位置検出回路３４から取得したスリット位置に応じてずれ量Ｔｘを求め、このずれ量Ｔｘとゲイン切換閾値Ｔｈｇとを比較する。ゲイン切換閾値Ｔｈｇは上述した２種類のゲイン（ゲインＬ及びゲインＨ）を使い分けるための閾値であり、図６Ａにおいて回折光の影響が小さく、かつ、コントラスト信号を好適に生成可能な範囲を示す閾値であり、実験などにより予め定められる。なお、図６Ｂの例では、ラインセンサ２２の領域２２ａに対応するコントラスト信号Ｖａと領域２２ｃに対応するコントラスト信号Ｖｃとの大小関係が反転しない最大の値をゲイン切換閾値Ｔｈｇとする例を示したが、実際には設計上のマージンなどにより、小さめにゲイン切換閾値Ｔｈｇを設定すると良い。
【００５４】
コントラスト信号増幅回路３６は、ずれ量Ｔｘ＞ゲイン切換閾値Ｔｈｇの場合にはゲインＬにしたがってコントラスト信号を増幅し、ずれ量Ｔｘ≦ゲイン切換閾値Ｔｈｇの場合にはゲインＨにしたがってコントラスト信号を増幅する。
【００５５】
ピークホールド回路４０は、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号のピーク値を検出し、ゲイン算出回路４１に出力する。
【００５６】
ゲイン算出回路４１は、対物レンズの種類に応じて、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号のピーク値が、飽和しない範囲でなるべく大きな値になるようにゲインＨを設定し、コントラスト信号の回折光が最大になる位置（極大値となる位置）において、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号が、合焦可能閾値Ｔｈｃ未満となり、合焦可能閾値Ｔｈｃになるべく近い値になるようにゲインＬを設定する。ゲイン算出回路４１は、設定したゲインの値を示すデータをコントラスト信号増幅回路３６に供給する。また、ゲイン算出回路４１は、コントラスト信号増幅回路３６の出力信号のピーク値を参照しながら、ゲインＨおよびＬの値を最適化するよう学習処理を行う。
【００５７】
以上説明した２種類のゲイン（ゲインＬ及びゲインＨ）を用いてコントラスト信号を増幅した結果を図７を参照して説明する。図７Ａは、２種類のゲイン（ゲインＬ及びゲインＨ）を用いてコントラスト信号を増幅した結果を示し、図７Ｂは、従来技術のように単一のゲインを用いてコントラスト信号を増幅した結果を示す。図７Ａ及び図７Ｂは、図４Ａの実線で示した、パターンが比較的粗い、あるいは、反射率が比較的大きい標本に関するコントラスト信号をコントラスト信号増幅回路３６により増幅した場合と、図４Ａの細かい点線で示した、パターンが比較的細かい、あるいは、反射率が比較的小さい標本に関するコントラスト信号をコントラスト信号増幅回路３６により増幅した場合との結果を示す。
【００５８】
２種類のゲインを用いた場合には、図７Ａに示すように、どのような標本であっても略一定の増幅結果が得られる。すなわち、ずれ量Ｔｘ＞ゲイン切換閾値Ｔｈｇの範囲においては、回折光の影響を受けない程度にコントラスト信号が増幅され、ずれ量Ｔｘ≦ゲイン切換閾値Ｔｈｇの範囲においては、飽和しない程度に大幅にコントラスト信号が増幅される。したがって、コントラスト信号が飽和しない程度に十分大きいコントラスト信号が得られるとともに、回折光の発生位置においても、コントラスト信号が合焦可能閾値Ｔｈｃを上回ることはない。したがって、回折光の影響を受けることなく、高精度な焦点検出を行うことができるとともに、十分な合焦可能範囲を得ることができる。
【００５９】
一方、従来技術のように単一のゲインを用いた場合には、図７Ｂに示すように、実線で示した、パターンが比較的粗い（またはパターンの反射率が比較的大きい）、あるいは、反射率が比較的大きい標本に関しては、回折光の発生位置において、コントラスト信号が合焦可能閾値Ｔｈｃを上回り、回折光の影響を受けてしまう。したがって、高精度な焦点検出を行うことができない。また、細かい点線で示した、パターンが比較的細かい（またはパターンの反射率が比較的小さい）、あるいは、反射率が比較的小さい標本に関しては、合焦可能範囲が狭いままである。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態によれば、観察対象の標本のパターンの多少や粗密、反射率の違い、濃淡の違いなどにかかわらず、好適な焦点調節が可能である。
【００６１】
また、本実施形態によれば、コントラスト信号を増幅する際のゲインを標本ごとに変えたり、これらのゲインを標本の種類ごとにレシピ化する等の手間を必要としない。
【００６２】
次に、図８乃至図１３を参照して、平行平面ガラス１９、シリンドリカルレンズ２０、および、平行平面ガラス２１の作用および効果について説明する。
【００６３】
標本面２ａの反射率は、通常、反射率が高い部分と低い部分が混在し、ばらついている。例えば、ＩＣの回路パターンは、反射率の変化が大きく、特に、メモリセルの部分では、反射率が複雑に変化する。そして、標本面２ａの反射率のムラが大きい場合、スリット位置検出回路３４によるスリット位置の誤検出が発生する可能性が高くなる。これについて、図８を参照して説明する。
【００６４】
図８Ａは、第１対物レンズ３の視野１０１内の標本面２ａにおける反射率の分布の例を示している。なお、図８Ａの標本面２ａにおいて、斜線で示される部分は低反射率の部分を示し、斜線が付けられていない部分は高反射率の部分を示している。また、面１０３は、標本面２ａにおいて、ラインセンサ２２の受光面と共役な面（以下、共役面と称する）を示している。さらに、スリットＡＦ光により投影されるスリット投影像１０２が共役面１０３と交わる部分において、共役面１０３の長手方向の左半分の反射率が高く、右半分の反射率が低くなっている。
【００６５】
図８Ｂは、図５と同様のグラフであり、波形Ｓ１は、標本面２ａの反射率が図８Ａに示される状態である場合のスリット信号の波形を示し、波形Ｓ１’は、標本面２ａが鏡面のように反射ムラがない場合のスリット信号の波形を示している。この場合、波形Ｓ１’が位置検出閾値Ｔｈｓと交わる最も前ピン側の時刻ＰＸS’と最も後ピン側の時刻ＰＸL’との間の中点ＰＸC’が、正確なスリット位置である。しかし、実際のスリット信号の波形Ｓ１は、反射率が高い部分においてのみ位置検出閾値Ｔｈｓを超え、反射率が低い部分において位置検出閾値Ｔｈｓを超えていない。そのため、波形Ｓ１が位置検出閾値Ｔｈｓと交わる最も前ピン側の時刻ＰＸS１は、時刻ＰＸS’とほぼ同様になるが、位置検出閾値Ｔｈｓと交わる最も後ピン側の時刻ＰＸL１は、時刻ＰＸL’から遠くなる。そのため、スリット位置ＰＸC１は、実際のスリット位置ＰＸC’より図内で左寄りに検出されてしまう。
【００６６】
また、ステージ１を水平方向に動かし、標本面２ａにおけるスリット投影像１０２の位置が変化し、スリット投影像１０２と共役面１０３が交わる部分の反射率の分布が変化すると、スリット位置の検出結果も変動する。従って、スリット投影方式により焦点調節を行う場合、合焦位置が定まらず不安定になってしまうおそれがある。また、コントラスト方式により焦点検出を行う場合も、コントラスト信号を増幅するゲインが変動し、その結果、合焦位置が定まらず不安定になってしまうおそれがある。
【００６７】
このように、スリット投影像１０２と共役面１０３が交わるごく狭い範囲の像だけに基づいて、スリット位置の検出を行う場合、範囲内の標本面２ａの反射率の分布の変化が、直接スリット位置の検出結果に反映される。よって、スリット位置の検出誤差が発生しやすくなる。
【００６８】
これに対して、例えば、ラインセンサ２２の代わりに２次元センサを用いて、スリット投影像１０２の長手方向にスリット信号を積算し、スリット位置の検出に用いる像の範囲を広げることにより、スリット位置の検出誤差を小さくすることが考えられる。しかしながら、２次元センサを用いると、画素の走査に時間がかかるため、焦点調節に要する時間が長くなってしまう。また、２次元センサの駆動回路および信号処理回路は、一次元のラインセンサの駆動回路および信号処理回路と比較して、構成が複雑になり、コストアップが発生する。
【００６９】
そこで、上述した本発明の実施の形態においては、２次元センサを用いる代わりに、シリンドリカルレンズ２０を用いることにより、スリット位置の検出誤差を小さくしている。
【００７０】
具体的には、図９は、焦点調節装置の第２対物レンズ１７、３分割プリズム１８、平行平面ガラス１９、シリンドリカルレンズ２０、平行平面ガラス２１、および、ラインセンサ２２の部分を抽出して示した図である。シリンドリカルレンズ２０は、矢印Ａの方向から見た断面がかまぼこ型になり、レンズ曲率を有するように配置されている。従って、スリットＡＦ光は、長手方向がシリンドリカルレンズ２０のレンズ曲率を有する方向と一致するようにシリンドリカルレンズ２０に入射し、矢印Ｂにより示されるラインセンサ２２の長手方向（スリットＡＦ光が横ずれする方向）と垂直な方向についてのみ集光され、ラインセンサ２２の長手方向については集光されない。
【００７１】
この点について、図１０乃至図１２を参照して説明する。図１０および図１１は、ステージ１、標本２および対物レンズ３を横から見た図であり、スリットＡＦ光の光路の例を示している。そのうち、図１０は、スリットＡＦ光の短手方向を正面から見た図であり、図１１は、図１０の矢印Ｃの方向から、スリットＡＦ光の長手方向を正面から見た図である。なお、標本面２ａ上の点Ｐ１乃至Ｐ３は、図８Ａのスリット投影像１０２内に一直線に並ぶように位置し、うち点Ｐ２は、スリット投影像１０２と共役面１０３が交わる範囲内に位置するものとする。
【００７２】
図１２Ａ乃至図１２Ｄは、光Ｌｂのうち標本面２ａの点Ｐ１乃至Ｐ３において反射された光の結像位置を、図９の矢印Ａの方向から見た図である。そのうち、図１２Ａは、シリンドリカルレンズ２０を設けない場合の結像位置を示し、図１２Ｂは、シリンドリカルレンズ２０を設けた場合の点Ｐ１からの反射光（以下、反射光Ｐ１と称する）の結像位置を示し、図１２Ｃは、シリンドリカルレンズ２０を設けた場合の点Ｐ２からの反射光（以下、反射光Ｐ２と称する）の結像位置を示し、図１２Ｄは、シリンドリカルレンズ２０を設けた場合の点Ｐ３からの反射光（以下、反射光Ｐ３と称する）の結像位置を示している。また、位置Ｌ１は、シリンドリカルレンズ２０を設けない場合のラインセンサ２２の設置位置を示し、位置Ｌ２は、シリンドリカルレンズ２０を設ける場合のラインセンサ２２の設置位置を示している。
【００７３】
図１２Ａに示されるように、シリンドリカルレンズ２０を設けない場合、反射光Ｐ１乃至Ｐ３は、それぞれ異なる位置Ｐ１ａ乃至Ｐ３ａにおいて結像する。そのうち、反射光Ｐ２のみが、位置Ｌ１において結像する。
【００７４】
一方、シリンドリカルレンズ２０を設けた場合、図１２Ｂ乃至図１２Ｄに示されるように、反射光Ｐ１乃至Ｐ３は、ラインセンサ２２の受光面の手前のほぼ同じ位置Ｐ１ｂ乃至Ｐ３ｂにおいて結像し、そのほとんどがラインセンサ２２に入射する。
【００７５】
これにより、図１３Ａの点線により囲まれる、標本面２ａ上のスリット投影像１０２を含む領域Ｒにおいて反射された光が、ラインセンサ２２の長手方向と垂直な方向（スリット投影像１０２の長手方向）に集光され、ラインセンサ２２に入射する。すなわち、領域Ｒにおいて反射された光が、領域Ｒの長手方向に足し合わされてラインセンサ２２に入射する。これにより、スリットＡＦ光は、標本面２ａの反射率のムラによる光量の分布のムラが平均化され緩和されるとともに、光量が増加されて、ラインセンサ２２に入射する。
【００７６】
従って、図１３Ｂに示されるように、シリンドリカルレンズ２０を設けた場合のスリット信号の波形Ｓ１１の時刻（ｔ）軸方向の広がりは、波形Ｓ１’とほぼ同様になる。これにより、波形Ｓ１１が位置検出閾値Ｔｈｓと交わる最も前ピン側の時刻ＰＸS１１が、時刻ＰＸS’に近くなり、最も後ピン側の時刻ＰＸL１１が、時刻ＰＸL’に近くなる。従って、スリット位置ＰＸC１１は、スリット位置ＰＸC’とほぼ同じ位置に検出される。
【００７７】
このように、シリンドリカルレンズ２０を設けることにより、スリット位置の検出精度を向上させることができ、その結果、より正確に焦点調節を行うことができる。
【００７８】
なお、光Ｌｂは、シリンドリカルレンズ２０の作用により、シリンドリカルレンズ２０がレンズ曲率を有するラインセンサ２２の短手方向については集光されるが、レンズ曲率を有する方向と直交するラインセンサ２２の長手方向については光路が延長され、結像位置が一致しない。そこで、ラインセンサ２２を設置する位置Ｌ２（図１２Ｃ）は、例えば、ラインセンサ２２の長手方向において光Ｌｂが結像する位置に設定される。この場合、ラインセンサ２２においてスリット像に多少のボケが発生する。しかし、シリンドリカルレンズ２０を設置する目的が、スリットＡＦ光の光量の分布のムラを平均化することなので、特に問題にはならない。
【００７９】
また、上述したように、光Ｌｂは、シリンドリカルレンズ２０がレンズ曲率を有する方向と直交する方向について光路が延長される。従って、平行平面ガラス１９および平行平面ガラス２１を設け、シリンドリカルレンズ２０によりレンズ曲率を有する方向と直交する方向において光Ｌｂの光路長が延長されるのと同じ長さだけ、光Ｌａと光Ｌｃの光路長を延長する。これにより、光Ｌａと光Ｌｂとの間の光路差と、光Ｌｂと光Ｌｃとの間の光路差とが互いに等しい状態に保たれる。
【００８０】
また、図１４Ａに示されるように、標本面２ａの反射率の分布が、スリット投影像の長手方向の中心線を境にして、ほぼ均等に分かれている場合、シリンドリカルレンズ２０を設けたとしても、スリット信号の波形は、図８Ｂの波形Ｓ１と同様の波形になり、スリット位置が誤検出されてしまう。この場合、例えば、図１４Ｂに示されるように、スリットＡＦ光およびラインセンサ２２の向きを反時計回りに４５度回転させるか、あるいは、標本２を時計回りに４５度回転させて、領域Ｒの長手方向の中心線の両側において領域Ｒ内の標本面２ａの反射率の分布が平均化するようにすることにより、スリット位置を正確に検出することができるようになる。
【００８１】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明を適用した焦点調節装置の一実施の形態を示す図である。
【図２】ラインセンサ、信号処理部、ＣＰＵ、上下駆動部の詳細を示すブロック図である。
【図３】コントラスト信号について説明する図である。
【図４】コントラスト検出方式の焦点検出について説明する図である。
【図５】スリット位置の検出について説明する図である。
【図６】２種類のゲインの使い分けについて説明する図である。
【図７】２種類のゲインを用いてコントラスト信号を増幅した結果について説明する図である。
【図８】シリンドリカルレンズを設けない場合のスリット位置の検出結果の例を説明する図である。
【図９】焦点調節装置の第２対物レンズ、３分割プリズム、平行平面ガラス、シリンドリカルレンズ、平行平面ガラスおよびラインセンサの部分を抽出して示した図である。
【図１０】スリットＡＦ光の光路の例を示す図である。
【図１１】スリットＡＦ光の光路の例を示す図である。
【図１２】シリンドリカルレンズの有無による結像位置の違いを説明するための図である。
【図１３】シリンドリカルレンズを設けた場合のスリット位置の検出結果の例を説明する図である。
【図１４】標本面の反射率の分布に応じて、スリット位置を正確に検出できるようにする方法の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ ステージ， ２ 標本， ３ 第１対物レンズ， ７ ＬＥＤ， ８ スリット板， ９ コレクタレンズ， １０ 瞳マスク， １２ コレクタレンズ, １３ スリット板， １４ ＬＥＤ， １７ 第２対物レンズ， １８ ３分割プリズム， １９ 平行平面ガラス， ２０ シリンドリカルレンズ， ２１ 平行平面ガラス， ２２ ラインセンサ， ２３ 信号処理回路， ２４ ＣＰＵ， ２５ 上下駆動部， ３４ スリット位置検出回路， ３６ コントラスト信号増幅回路， ３７ 切換スイッチ回路， ３９ 合焦可能範囲判定回路， ４１ ゲイン算出回路， ５０ 演算回路， ５１ ドライバ， ５２ モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを介して観察対象の物体に照射され反射された反射光の光路長が異なる位置における２つの像のコントラストの差、および、前記対物レンズを介して前記物体に照射され反射された所定のスリット光によるスリット像であって、前記対物レンズと前記物体との光軸方向の間隔に応じて長手方向と直交する方向に移動するスリット像の横ずれ量に基づいて、前記対物レンズと前記物体との間隔調節を行う焦点調節装置において、
前記物体からの反射光を、光路長が異なる第１乃至第３の位置における第１乃至第３の受光面において受光するとともに、前記スリット像の長手方向に対して直交させて配置される一次元の受光手段と、
前記物体により反射された前記スリット光が入射し、入射する前記スリット光の長手方向がレンズ曲率を有する方向と一致するように、前記第２の受光面の前に配置されるシリンドリカルレンズと、
前記シリンドリカルレンズを介して前記第２の受光面に投影された前記スリット像の前記横ずれ量に応じたゲインにより、前記物体からの反射光の前記第１の受光面における像のコントラスト値を示す第１のコントラスト信号および前記第３の受光面における像のコントラスト値を示す第２のコントラスト信号を増幅する増幅手段と、
増幅された前記第１のコントラスト信号および前記第２のコントラスト信号に基づいて、前記対物レンズと前記物体との間隔調節を行う調節手段と
を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
前記第１の受光面および前記第３の受光面の前に配置され、前記シリンドリカルレンズによりレンズ曲率を有する方向と直交する方向において前記第２の受光面に入射する光の光路長が延長されるのと同じ長さだけ、前記第１の受光面および前記第３の受光面に入射する光の光路長を延長する平行平面ガラスを
さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項３】
前記増幅手段は、前記対物レンズの焦点が前記物体に合っている場合の前記スリット像の位置からの前記横ずれ量が所定の範囲内である場合、第１のゲインにより前記第１のコントラスト信号および前記第２のコントラスト信号を増幅し、前記横ずれ量が前記範囲外である場合、前記第１のゲインより小さい第２のゲインにより前記第１のコントラスト信号および前記第２のコントラスト信号を増幅する
ことを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項４】
対物レンズが捉えた像を観察するための顕微鏡光学系と、
前記対物レンズの焦点調節を行う請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の焦点調節装置と
を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項１】
対物レンズを介して観察対象の物体に照射され反射された反射光の光路長が異なる位置における２つの像のコントラストの差、および、前記対物レンズを介して前記物体に照射され反射された所定のスリット光によるスリット像であって、前記対物レンズと前記物体との光軸方向の間隔に応じて長手方向と直交する方向に移動するスリット像の横ずれ量に基づいて、前記対物レンズと前記物体との間隔調節を行う焦点調節装置において、
前記物体からの反射光を、光路長が異なる第１乃至第３の位置における第１乃至第３の受光面において受光するとともに、前記スリット像の長手方向に対して直交させて配置される一次元の受光手段と、
前記物体により反射された前記スリット光が入射し、入射する前記スリット光の長手方向がレンズ曲率を有する方向と一致するように、前記第２の受光面の前に配置されるシリンドリカルレンズと、
前記シリンドリカルレンズを介して前記第２の受光面に投影された前記スリット像の前記横ずれ量に応じたゲインにより、前記物体からの反射光の前記第１の受光面における像のコントラスト値を示す第１のコントラスト信号および前記第３の受光面における像のコントラスト値を示す第２のコントラスト信号を増幅する増幅手段と、
増幅された前記第１のコントラスト信号および前記第２のコントラスト信号に基づいて、前記対物レンズと前記物体との間隔調節を行う調節手段と
を備えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
前記第１の受光面および前記第３の受光面の前に配置され、前記シリンドリカルレンズによりレンズ曲率を有する方向と直交する方向において前記第２の受光面に入射する光の光路長が延長されるのと同じ長さだけ、前記第１の受光面および前記第３の受光面に入射する光の光路長を延長する平行平面ガラスを
さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項３】
前記増幅手段は、前記対物レンズの焦点が前記物体に合っている場合の前記スリット像の位置からの前記横ずれ量が所定の範囲内である場合、第１のゲインにより前記第１のコントラスト信号および前記第２のコントラスト信号を増幅し、前記横ずれ量が前記範囲外である場合、前記第１のゲインより小さい第２のゲインにより前記第１のコントラスト信号および前記第２のコントラスト信号を増幅する
ことを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項４】
対物レンズが捉えた像を観察するための顕微鏡光学系と、
前記対物レンズの焦点調節を行う請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の焦点調節装置と
を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−８６３０（Ｐ２０１０−８６３０Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６６８７０（Ｐ２００８−１６６８７０）
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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