(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡（４０）用の三角型自動合焦装置（２１）における自動焦点開口絞り（５、６）であって、前記開口絞り（５、６）が少なくとも１つのダイヤフラム開口部（３、４）を含み、このダイヤフラム開口部（３、４）によって、自動合焦用に用いられ、かつ前記自動合焦装置（２１）の光軸（１８）の方向に延びる測定ビームペンシル（３４）をその断面にて制限することができ、
前記自動焦点開口絞り（５、６）の前記ダイヤフラム開口部（３、４）が、前記自動合焦装置（２１）の前記光軸（１８）から間隔を置いて、偏心された位置に配置され、偏心された自動焦点測定ビーム（３６）が、前記測定ビームペンシル（３４）の断面（１７）の一半において、前記ダイヤフラム開口部（３、４）によって生成可能である、自動焦点開口絞り（５、６）。
【請求項２】
前記ダイヤフラム開口部（３、４）が、異なる半径を備えた２つの円弧によって境界を定められる、請求項１に記載の自動焦点開口絞り。
【請求項３】
前記ダイヤフラム開口部（３、４）が、長円、楕円または腎臓形状である、請求項１に記載の自動焦点開口絞り。
【請求項４】
前記自動合焦装置（２１）の前記光軸（１８）からの、前記ダイヤフラム開口部（３、４）の重心の間隔が、少なくとも前記顕微鏡対物レンズ（１０）によって決定される入射瞳（１、２）の半径の半分に等しく、特に、前記測定ビームペンシル（３４）の前記断面（１７）の半径の半分に少なくとも等しい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動焦点開口絞り。
【請求項５】
前記自動合焦装置（２１）の前記光軸（１８）からの、前記ダイヤフラム開口部（３、４）の重心の距離が、少なくとも０．５ｍｍ〜１．０ｍｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動焦点開口絞り。
【請求項６】
前記自動合焦装置（２１）の前記光軸（１８）からの、前記ダイヤフラム開口部（３、４）の重心の間隔が、前記顕微鏡対物レンズ（１０）の前記入射瞳（１、２）の半径の２５％〜４０％である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動焦点開口絞り。
【請求項７】
顕微鏡（４０）用の三角型自動合焦装置（２１）であって、自動合焦装置（２１）の光軸（１８）の方向に延びる測定ビームペンシル（３４）の断面を制限するための、および自動焦点測定ビーム（３６）を生成するための少なくとも１つのダイヤフラム開口部（３、４）を含む自動焦点開口絞り（５、６）を有し、かつ前記自動焦点測定ビーム（３６）により、顕微鏡（４０）の対物レンズ（１０）を用いて対象物上に測定パターンを生成するための自動焦点光学装置（２５、２６）を有する、自動合焦装置（２１）にして、請求項１〜６のいずれか一項に記載の少なくとも１つの自動焦点開口絞り（５、６）を、前記自動焦点測定ビーム（３６）を生成するために選択できる、三角型自動合焦装置（２１）。
【請求項８】
前記自動合焦装置（２１）の前記光軸（１８）から異なる距離にダイヤフラム開口部（３、４）が配置されている、少なくとも２つの異なる自動焦点開口絞り（５、６）の１つを選択できる、請求項７に記載の三角型自動合焦装置。
【請求項９】
前記少なくとも２つの異なる自動焦点開口絞り（５、６）が、異なる顕微鏡対物レンズ（１０）の入射瞳（１、２）の異なる直径と関連付けられ、かつそれぞれ、前記自動焦点測定ビーム（３６）を生成するために、前記選択された対物レンズ（１０）の前記入射瞳直径に応じて選択することができる、請求項８に記載の三角型自動合焦装置。
【請求項１０】
２つの自動焦点開口絞り（５、６）が設けられ、前記自動合焦装置（２１）の前記光軸（１８）からの、前記ダイヤフラム開口部（３、４）の重心の間隔が、少なくとも２倍異なる、請求項８または９に記載の三角型自動合焦装置。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの自動焦点開口絞り（５、６）が、それらのダイヤフラム開口部（３、４）の重心が前記自動合焦装置（２１）の前記光軸（１８）に対し直角な同じ直線上に位置するように、配置される、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の三角型自動合焦装置。
【請求項１２】
２つの自動焦点開口絞り（５、６）のダイヤフラム開口部（３、４）が、それらの投影面にて、測定ビームペンシル（３４）の断面（１７）上で重ならない、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の三角型自動合焦装置。
【請求項１３】
かっきり２つの自動焦点開口絞り（５、６）が設けられる、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の三角型自動合焦装置。
【請求項１４】
自動焦点開口絞り（５、６）の選択が、前記顕微鏡（４０）に用いられる対物レンズ（１０）に応じて実行される、請求項７〜１３のいずれか一項に記載の三角型自動合焦装置。
【請求項１５】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の自動焦点開口絞り（５、６）を少なくとも２つ、交換可能および／または切り替え可能な対物レンズ（１０）を有する顕微鏡（４０）用の三角型自動合焦装置（２１）用に設け、これら少なくとも２つの自動焦点開口絞りのダイヤフラム開口部（３、４）が、前記三角型自動合焦装置（２１）の前記光軸（１８）から異なる距離に配置される、請求項７に記載の三角型自動合焦装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡用の三角型自動合焦装置における自動焦点開口絞りまたはダイヤフラムであって、開口絞りが、少なくとも１つのダイヤフラム開口部を含み、かつ自動焦点用に用いられる、自動合焦装置の光軸方向に延びる測定ビームペンシルの断面を画定するように形成される自動焦点開口絞りまたはダイヤフラムと、同様に、顕微鏡の対物レンズを用い、自動焦点測定ビームによって対象物上に測定パターンを生成するために、自動焦点測定ビームを生成するためのこの種の開口絞りおよび自動合焦光学手段を有する顕微鏡用の三角型自動合焦装置と、に関する。測定パターンによって、例えば、ピンボケを検出するために三角型自動合焦装置において典型的に用いられる測定スポットもしくは測定スロットまたは別の適切なパターンが意味される。
【背景技術】
【０００２】
三角型自動合焦装置は、特許文献１から周知である。特許文献２は、この米国特許を論じ、そこで説明されている自動焦点原理を「三角型」自動焦点原理と呼んでいる。先行技術における多くの顕微鏡が、三角型自動合焦装置または自動合焦スキャナユニットを用いるが、これらの装置またはユニットは、角度があるかまたは傾斜した自動焦点測定ビーム、および対象物における反射性反射または正反射または指向性反射を用いる。したがって、上記の特許文献１から周知の三角型自動焦点原理に対応する添付の図１に示すように、自動合焦光源１９が、次のように配置される。すなわち、測定ビーム３０の偏向後、および前記ビーム３０が対物レンズ１０を通過した後に、対物面１６が、対角線状にまたはある傾斜角度で自動焦点測定ビームを当てられるように配置される。自動合焦スキャナユニットには、さらに、（以下で説明するように）ビームにおける横方向シフトを検出するための位置敏感型自動焦点検出器２８、および対物レンズ１０を移動させるためのモータ２７が含まれる。代替として、対物面１６はまた、光軸の方向にシフトすることができる。
【０００３】
図１による、顕微鏡を備えた自動合焦装置において、３０で示された測定ビームは、地点Ａにおいてビームスプリッタ２０によって、（光軸８に対して）ビーム断面の一半に偏向される。偏向ビーム３０は、反射地点Ｃにおいて対角線または傾斜角度αで対物面１６に当たるように、対物レンズ１０によって偏向または回折される。ビーム３０は、反射測定ビーム３２として反射されるか、返送されるか、または戻され、次に、対物レンズ１０を経て、（地点Ａに対して）ビーム経路の反対側における地点Ｂにおいてもう一度ビームスプリッタ２０を通って偏向される。次に、偏向ビーム３２は、検出器２８、例えば位置敏感型検出器（ＰＳＤ）を照明するが、この検出器の出力信号が、ビーム３２が当たるかまたは接触する位置に依存するので、その結果として、位置は、このようにして決定される。
【０００４】
ピンボケの場合には、すなわち、対物面１６が平面１６’にシフトされる（または、結像されることになる地点が、平面１６から平面１６’へ移動される）図１による本例において、測定ビーム３０は、最初に反射地点Ｄで反射されるが、この反射地点Ｄは、光軸８の方向においてだけでなく、また光軸８に対して水平方向または横方向にもまた、地点Ｃに対して移動されている。図示のように、対応する反射ビーム３２’は、異なる場所において検出器２８に達し、したがって、焦点位置に関して変更された信号を送出する。このようにして、ピンボケの程度は測定することができ、対物レンズを移動させる前記モータ２７によって補正することができる。
【０００５】
次の特許明細書は、この上記の三角型原理に基づいたシステムを扱う。
【０００６】
特許文献３は、光学機器、特に反射光顕微鏡用の自動合焦装置を開示する。この装置において、測定ビームペンシル、すなわち、その一半が光学構成要素によって遮られる測定ビームペンシルを生成するレーザ自動合焦構成が提供される。自身の断面が半分に低減される測定ビームペンシルは、自動焦点測定ビームとして反射光顕微鏡の照明ビーム経路に結合され、今度はこれが、対物レンズ瞳および対物レンズを介して対象物上に当たる。このようにして、半分遮られた測定ビーム（好ましくはＩＲ範囲におけるパルスレーザ光）は、顕微鏡観察を妨げない、自動焦点用の対象物上の測定スポットを生成する。ピンボケ中に、この測定スポットは、対象物の表面上で「移動する」。
【０００７】
測定ビームペンシルの半分を覆う光学構成要素は、例えば、この場合には、測定ビーム経路の半分の光軸まで導入される偏向プリズムであってもよい。レーザ光源の方を指す偏向プリズムの側面は、完全に反射性であり、その結果、半分遮られた測定ビームが、光軸の方向に対物レンズ瞳まで延び、かつ測定スポットとして、対物レンズを通して対象物に合焦される。対象物の表面から反射された後で、返送された（半分の）自動合焦測定ビームはまた、逆に前記偏向プリズムへと光軸の方向に延び、一方で戻された自動焦点測定ビームは、その「帰路」の間に、行きのコースとは反対の瞳の半分を通るが、この半分には、対象物に向けられた測定光ビームペンシルの遮られた部分が位置している。反射された自動焦点測定ビームは、基本的に差動ダイオード（２つのダイオード）からなり得る検出器に、偏向プリズムを通って伝達される。システムが最適に合焦された場合には、測定スポットの画像は、検出器の２つのダイオードに対して、正確に対称な場所に位置している。ピンボケの場合には、測定スポットの画像は、ピンボケの方向に依存して、２つのダイオードの１つにおける方向で、中心位置から遠ざかって移動する。第１の概算として、差動ダイオードにおける測定スポットの変位量は、ピンボケの量に比例する。この装置は、ｚ方向における、対物レンズおよび／またはステージの対応する逆操作によって、検出されたピンボケを逆にできるようにする。そこで提案された装置を用いれば、例えばｚ方向に構造化された対象物の場合には、異なる高さで顕微鏡観察を実行するために、定義されたピンボケ量（「オフセット」）を設定することがまた可能である。
【０００８】
同様の測定原理を用いる自動焦点システムがまた、特許文献４から周知である。繰り返すと、半分遮られた測定ビームが、測定スロットを生成するために、顕微鏡下で検査されることになる対象物上に向けられる。反射測定ビームは、ＣＣＤセンサに供給される。下流に設けられた信号処理装置が、ピンボケ用の信号を演算器（ＣＰＵ）に送信し、今度はこの演算器が、どんなピンボケも補正するためにステージおよび／または対物レンズを制御する。前記測定スロットは、赤外光によって生成され、一方で測定スロットの画像は、対象物の界面（カバーガラスの表面、カバーガラスの真下のサンプルの表面）で反射される。反射された測定スロットは、最後にシリンダレンズを含む光学手段を介して、ライン検出器（ＣＣＤセンサ）上に結像される。対応する検出信号と実際の焦点位置との間の相関は、前記特許文献４に示されている。
【０００９】
透過光照明を用いた、倒立顕微鏡用の類似の自動合焦システムが、特許文献５から周知である。散乱光を最小限にするために、偏光ビームスプリッタおよびλ／４プレートが、自動合焦装置のビーム経路に設けられる。そこで説明されている特定の適用において、自動合焦装置は、カバーガラスに合焦し、続いてｚ方向において所定量だけ顕微鏡の対物レンズをシフトすること（「オフセット」）を保証する。
【００１０】
完全を期すために、顕微鏡用の自動合焦装置が、より古い特許文献６から既に周知であることを指摘すべきである。異なる対物面上における顕微鏡の自動合焦用の類似の装置が、特許文献７から周知である。
【００１１】
上記の自動合焦プロセスに共通の特徴は、それらが、固定ハーフシャッタ、特に中央アイリスダイヤフラムを用いて動作するということであるが、この固定ハーフシャッタは、ビーム断面のエッジに対して光軸から一側においてスイッチオフされる。その結果、対象物は、一側において自動焦点測定ビームで照明される（三角型原理）。このジオメトリの結果は、ピンボケ中に、自動焦点マークの画像がセンサ上でシフトされ、一方でピンボケが、第１の概算において、画像の重心の偏心に比例するということである。検出器のサイズによって、対象物領域のｚ方向において、焦点設定のための最大捕捉範囲の境界が定められる。したがって、これらのシステムは、特に、大きなピンボケの場合に焦点位置を求めるためには不適切である。
【００１２】
周知のシステムにおける別の不都合は、いわゆる一次反射であるが、これらの反射は、光学面（レンズ）の頂点で最も顕著に形成され、かつ測定信号に対して非常に破壊的な影響がある。一次反射によって損なわれる信号対雑音比は、カバーガラスと水溶液との間の界面が、焦点を保持するための基準面として用いられる場合には、特に顕著になる。なぜなら、この界面の反射が、約１０００分の４（４‰）しかないからである。その結果、自動焦点反射は、散乱光によって覆われる可能性がある。したがって、散乱光を最小限にするために、λ／４プレートを備えた偏光ビームスプリッタが、特許文献５において用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第５，１３６，１４９ Ｂ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９５３７３７６ Ａ１号明細書
【特許文献３】独国出願公開特許第３２１９５０３ Ａ１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００４／０１１３０４３ Ａ１号明細書
【特許文献５】米国特許第７，３４５，８１４ Ｂ２号明細書
【特許文献６】独国特許第２１０２９２２号明細書
【特許文献７】オーストリア特許第３５３４９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、周知の先行技術における上記の不都合を可能な限り回避する、顕微鏡用の改善された三角型自動焦点システムを提供することが望ましく、特に、本発明によるシステムは、大きな捕捉範囲を有し、破壊的な散乱光の影響を制限し、かつ／または非常に弱く反射するサンプルに対して自動合焦するのに適している。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この問題を解決するために、本発明は、独立クレームに従い、顕微鏡用の三角型自動合焦装置における自動焦点開口絞りと、同様にこの種の自動合焦装置を提案する。対応する実施形態は、それぞれの下位クレームおよび下記の説明において見出すことができる。さらに、本発明に係る自動焦点開口絞りを少なくとも２つ使用することが特許請求される。
【００１６】
顕微鏡用の三角型自動合焦装置における自動焦点開口絞りであって、この開口絞りが少なくとも１つのダイヤフラムまたは開口部を含み、自動焦点開口絞りが測定ビームペンシルに挿入された場合に、この少なくとも１つのダイヤフラムまたは開口部を用いて、自動合焦装置の光軸の方向に延びる測定ビームペンシルを、その断面において制限できる自動焦点開口絞りは、本発明に従って次のように構成される。すなわち、開口絞りのダイヤフラム開口部が、自動合焦装置の光軸から間隔を置いて、偏心された位置に配置され、一方で測定ビームペンシルの断面の一半におけるダイヤフラム開口部が、偏心された自動焦点測定ビームを生成できるように構成される。
【００１７】
特に明記しない限り、定義「ダイヤフラム開口部は、光軸から間隔を置いて配置される」は、ダイヤフラム開口部の全ての地点が、０より大きい、光軸からのある距離に存在することを意味する。さらに、ダイヤフラム開口部は、測定ビームペンシルの断面の一半に完全に収容され、その結果、自動焦点開口絞りのダイヤフラム開口部は、次のように、自動合焦装置の光軸の方向に延びる測定ビームペンシルの断面を制限する。すなわち、この遮られたビームペンシル（下記では自動焦点測定ビームと呼ばれる）が、軸方向に近い領域を通過しないように制限する。したがって、本発明による自動焦点開口絞りは、偏心されたダイヤフラム開口部を用い、測定ビームペンシルにおける元々の断面の一半において、光軸と一致しない偏心された自動焦点測定ビームを生成する。自動焦点開口絞りによって遮られる自動焦点測定ビームは、そのビームペンシルにおいて、分岐するか、集中するか、または平行な経路を有するビームを含んでもよい。
【００１８】
したがって、本発明に従って提案される自動焦点開口絞りは、測定ビームペンシルの断面を、多くても１つの半円セグメントに制限するだけでなく、もう一方の半円セグメントの大部分および光軸の回りのエリアを覆う。このようにして、上記の一次反射につながる、軸方向に近いビームは、ほとんど防止される。したがって、測定ビーム経路に存在する光学面（レンズ）の表面頂点は、それらを自動焦点測定ビームが通過しないようにして、その結果、そこでもたらされる反射は、自動合焦装置の検出器に当たることができない。その結果、測定信号の信号対雑音比は、非常に正確な測定に有利なように改善することができる。これは、焦点を保持するための基準面として、カバーガラスと水溶液との間、またはペトリ皿と水溶液との間の界面などの低レベル反射の界面を用いる自動焦点システムの利益になる。反射の程度は、約１％の４／１０（＝０．００４）に過ぎず、これは、約４％（０．０４）であるガラス上の反射程度よりはるかに少ない。追加的な光学構成要素によって散乱光を低減するためのこれまでの従来の手段は、省くことができる。
【００１９】
自動焦点開口絞りのダイヤフラム開口部が、２つの円弧によって境界を定められた異なる半径の円セグメントである場合には有利である。このセグメントには、円周方向に半円セグメント全体を含んでもよい。しかしながら、円周方向における一層制限された範囲が、より好ましい。自動焦点開口絞りにおけるダイヤフラム開口部の長円、楕円または腎臓（キドニー）形状が、測定パターン、特に測定スロットの特に優れた結像に適していると分かった。
【００２０】
一次反射の特に有効な抑制は、次の場合に達成することができる。すなわち、自動合焦装置または測定ビームペンシルの光軸からの、ダイヤフラム開口部の重心の距離が、顕微鏡対物レンズにおける入射瞳の半径の少なくとも半分、特に、測定ビームペンシルの断面の半径の少なくとも半分に対応する場合には、達成することができる。反射防止の成功のための最低要件は、自動合焦装置または測定ビームペンシルの光軸からの、ダイヤフラム開口部の重心の距離が、対物レンズのタイプに依存して、少なくとも０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであるということである。換言すれば、少なくとも０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの半径を備えた光軸の回りのエリアが、開口絞りによって覆われる場合には、一次反射の大部分は、より小さな入射瞳を備えた対物レンズにおいて抑制することができる。最大距離は、入射瞳の半径によってのみ制限される。５０％を超える優れた反射低減のためには、光軸からの最小距離は、顕微鏡対物レンズの入射瞳における瞳半径の２５％〜４０％であるべきである（例えば、４０×対物レンズ用には２５％、ならびに６３×および１００×対物レンズ用には約４０％）。さらに、ダイヤフラム開口部は、好ましくは、測定ビームペンシルの断面のエッジに接して可能な限り遠くに位置するべきである。このようにして、結果としての自動焦点測定ビームは、十分に偏心される。光軸からの、ダイヤフラム開口部の重心の距離に関する基準は、同時に測定ビームペンシルの断面に対するダイヤフラム開口部のサイズを制限する。
【００２１】
別の態様によれば、本発明は、自動焦点開口絞りによって生成された自動焦点測定ビームにより、顕微鏡の対物レンズを用いて対象物上に測定パターンを生成するために、自動合焦装置の測定ビームペンシルの断面を制限するための自動焦点開口絞りを有しかつ自動焦点光学装置を備えた、顕微鏡用の三角型自動合焦装置に関する。この種の一般的な三角型自動合焦装置の基本的な設計および動作モードは、この説明の導入部で既に詳細に説明した。本発明によれば、この種の自動合焦装置において、これまでに論じた本発明の第１の態様による少なくとも１つの自動焦点開口絞りは、自動焦点測定ビームを生成するために選択することができ、かつ自動合焦装置の測定ビーム経路に挿入することができる。この種の自動合焦装置は、焦点を保持するために極めて低い反射を伴う界面を使用できるようにする最適な信号対雑音比を提供する。
【００２２】
有利なことに、この種の三角型自動合焦装置において、少なくとも２つの異なる自動焦点開口絞りが設けられ、それらの偏心されたダイヤフラム開口部は、自動合焦装置の光軸から異なった間隔で配置され、選択肢として測定ビーム経路において選択および挿入することができる。
【００２３】
これまでに説明したように、三角型自動合焦装置の動作モードから次のことが明らかである。すなわち、「より偏心された」開口絞り、つまり光軸からより大きな距離のダイヤフラム開口部を備えた開口絞りは、「それほど偏心されない」開口絞り、つまり、自動焦点測定ビームが光軸に接近して延びる開口絞りが存在する場合より、光軸からのより大きな距離を備えた、およびしたがって対象物に対するより大きな角度αを備えた自動焦点測定ビームにつながる（これまでに説明した図１を参照）。今度は、より大きな角度αが、対象範囲におけるピンボケの場合には、検出器上における測定パターンのかなりのシフトにつながる。したがって、対象物のわずかなピンボケ（ｚ方向の変位、図１を参照）さえ、結果として測定可能になる。これゆえに、「より偏心された」開口絞りは、大きなピンボケの場合に焦点位置を求めるためではなく、焦点設定を再調整する（いわゆる「焦点保持」）場合に、より高い精度を達成するために有利に用いることができる。ｚ方向における対象物の大きなピンボケの前者の場合には、実際には、測定パターンが検出器の範囲から出ること、すなわち、検出器の最大の捕捉範囲が超過されることが起こり得る。
【００２４】
対照的に、「より小さく偏心する」自動焦点開口絞りの使用によって、大きなピンボケの場合には焦点位置を求めることが可能になる。なぜなら、自動焦点によって走査される対象物界面が移動されるとき、それほど偏心されない開口絞りは、より小さな角度αを生成し、今度は、より小さな角度αが、検出器上で測定パターンの比較的小さな変位に帰着するからである。したがって、それほど偏心されない自動焦点開口絞りを備えた、すなわち、ダイヤフラム開口部がそれほど偏心されない不変検出器サイズを用いて焦点位置を見つけるための捕捉範囲は、より偏心された開口絞りを用いるよりもはるかに高い。
【００２５】
実際には、自動焦点は、画定された界面、例えばサンプル表面の空気界面またはサンプル流体とガラスとの間の界面に合焦されることが多い。これは、サンプルの視覚モニタリングを用いるユーザによってか、または自動合焦装置の特別な焦点探索機能を用いることによって手動で行われるが、この自動合焦装置では、焦点位置は、検出器からの出力信号を、前に記録された較正曲線の信号値と比較することによって、これらの出力信号から決定される。実際の顕微鏡検査は、自動焦点が、視覚焦点（説明の導入部を参照）とは別のより容易に走査される界面へとユーザによって調整される「オフセット」を用いて動作してもよい。これは、次のことを前提とする。すなわち、これらの２つの焦点間の距離、例えば、顕微鏡試料のカバーガラスの厚さまたは視覚的に検査されているサンプルを保持するペトリ皿の基部の厚さが周知であると前提とする。
【００２６】
特に、（例えば細胞サンプルの）長く続く顕微鏡検査の場合には（例えば（カバー）ガラスと水溶液との間の）、定義された界面に焦点を保持することが有利であり、この場合に、ユーザによって選択された焦点は、絶えず再調整される。界面を求めるために、次のことが有利である。すなわち、より大きな捕捉範囲を達成するために、それほど偏心されないダイヤフラム開口部を備えた自動焦点開口絞りを用いることが有利であり、一方で界面領域において、それほど偏心されないダイヤフラム開口部を備えた自動焦点開口絞りが、より小さな捕捉範囲およびしたがってより大きな感度をもたらす。
【００２７】
特に好ましい実施形態において、少なくとも２つの異なる自動焦点開口絞りが、異なる顕微鏡対物レンズの異なる入射瞳直径と関連付けられ、かつ現在選択されている対物レンズの入射瞳直径に依存する測定ビーム経路において選択および使用可能である。顕微鏡における各対物レンズ用に利用可能な対応する自動焦点開口絞りを有することさえも考えることができよう。しかしながら、実際には、２つの自動焦点開口絞りであって、それらのダイヤフラム開口部が、自動合焦装置の光軸から異なる距離に配置されている２つの自動焦点開口絞りで、顕微鏡対物レンズの入射瞳直径の正常範囲をカバーするのに十分であることが分かった。ここで考慮されている顕微鏡は、通常、１０×〜１００×範囲の倍率を備えた対物レンズで動作するが、しかし、他の対物レンズ（例えば１５０×）もまた可能である。
【００２８】
ここで望ましいように、用いられる顕微鏡対物レンズの入射瞳直径次第である、自動焦点開口ダイヤフラム開口部の偏心の依存性をよりよく理解するために、対象物側および画像側両方における顕微鏡画像の焦点深度をまず第１に論じる。顕微鏡の結像は、チューブレンズを用いて、より高い倍率で対象物構造を画像平面に結像するために（接眼レンズを通して見るための中間画像）、より高い倍率およびより大きな開口数の対物レンズを用いる。チューブレンズの焦点距離は、対物レンズのそれより何倍も大きい。対象範囲における焦点深度が、対物レンズ倍率が増加し開口数が増加するにつれて減少し、かつわずか約０．５〜１０λ（用いられる光の波長）の全体的範囲に存在するのに対して、（例えば検出器表面上の）画像範囲における同じ対物レンズ用の焦点深度は、対物レンズ倍率が増加するにつれて増加し、かつ約１０００〜５０００λのはるかにより大きな範囲内で全体にわたって変化する。焦点設定の精度の概算は、焦点深度／３である。
【００２９】
対物レンズの入射瞳直径は、対物レンズの開口数および焦点距離の積に比例する。従来の顕微鏡対物レンズの開口数は、確かに、倍率が増加するにつれて増加するが、しかし他方では焦点距離がより急激に低減するので、対物レンズの入射瞳直径は、倍率が増加するにつれて降下する。したがって、高倍率顕微鏡対物レンズより低倍率顕微鏡対物レンズ用に、より高度に偏心された開口絞りを用いることが得策である。既に説明したように、より偏心された開口絞り（光軸からの、ダイヤフラム開口部のより大きな距離）は、小さな捕捉範囲を有するが、しかし検出器における感度ゆえに、焦点設定または焦点調整（いわゆる「焦点保持」）の高い精度を可能にし、これは、上記で詳細に説明したように、低倍率対物レンズにもまた必要である。他方において、より小さな入射瞳直径を備えた高倍率顕微鏡対物レンズは、それほど偏心されていない自動焦点開口絞りと共にうまく用いるべきである。ダイヤフラム開口部の低い偏心と、より高い捕捉範囲ゆえに、これらは、焦点位置を求めるのに適している。今度は、これが、上記で詳細に説明したように、高倍率対物レンズの焦点精度におけるはるかに大きな許容誤差に適合する。
【００３０】
ここで考慮されている１０×〜１００×の範囲における倍率を備えた顕微鏡対物レンズを用いれば、測定ビーム経路における挿入または測定ビームペンシルへの導入のために、異なって偏心された２つの自動焦点開口絞りを設けることで十分であると分かった。自動合焦装置または測定ビームペンシルの光軸からの、ダイヤフラム開口部のそれぞれの重心の距離が、少なくとも２倍異なる場合には、特に有利である。この要件が、原則としてただ２つの開口絞りに制限されないことは言うまでもない。
【００３１】
正確な自動焦点測定のために、少なくとも２つの自動焦点開口絞りが、それらのダイヤフラム開口部の重心が自動合焦装置の光軸に直角な同じラインにそれぞれ位置するように、測定ビームペンシルに配置されることになる場合には有用である。なぜなら、もしそうなら、対象物構造が、両方の自動焦点開口絞りを備えた自動焦点測定ビームを、同じ方向から当てられるからである。したがって、検出器上の自動焦点測定ビームのスリット画像は、同じ方法で評価することができる。自動焦点開口絞りは、同じ信号強度を受信するように同じエリア内容を有するのが好ましい。
【００３２】
実際には、焦点信号用の較正曲線は、設けられる様々な自動焦点開口絞り用に記憶することができる。この目的のために、各自動焦点開口絞り用に、対象物上の焦点が通過され（顕微鏡ステージまたは対物レンズの高さを調整することによる「ｚ調整」）、検知器信号をそれぞれのｚ位置と関連付けた対応信号曲線が、検出器に記録される。これによって、カスタマは、信号強度、コントラストなどの点において、それぞれの任意の開口絞りと共に焦点位置を記憶することが可能になる。
【００３３】
また、２つの自動焦点開口絞りのダイヤフラム開口部が、それらの投影面において、測定ビームペンシルの断面上で重ならない場合には有利である。特に、光軸からの、ダイヤフラム開口部の重心の距離が２倍異なる場合には、光軸から十分に異なって偏心された自動焦点開口絞りが得られる。
【００３４】
ちょうど用いられている顕微鏡対物レンズまたはその入射瞳直径に応じての、測定ビーム経路における適切な開口絞りおよびその使用の自動選択がまた有利である。このために、用いられている対物レンズは、電動または自動顕微鏡において、それらの特徴によって検出される。
【００３５】
実際には、「より高い対物レンズ倍率」、特に６３×〜１００×またはそれを超える倍率用よりも、「より低い対物レンズ倍率」、すなわち１０×〜６３×の倍率（中間値がまた明示的に開示される）用に、より偏心された自動焦点開口絞りが用いられ、一方で、繰り返すと中間値がまた明示的に開示される場合には、有利であると分かった。したがって、例えば、２０×の対物レンズ倍率から１００×の対物レンズ倍率へ、または例えば４０×の対物レンズ倍率から１５０×の対物レンズ倍率への移行を行う場合には、自動焦点開口絞りおよびしたがって自動焦点測定ビームの偏心を変更することがまた有利である。
【００３６】
上記の特徴および以下で説明する特徴が、本発明の範囲から逸脱せずに、指定された特定の組み合わせだけでなく、他の組み合わせまたはそれら自体で使用可能であることが理解されよう。
【００３７】
本発明は、実施形態によって、例として図面に概略的に示され、かつ図面に関連して以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】先行技術による三角型自動合焦装置の概略的に表した例を示す。
【図２ａ】概略的に見た、非常に偏心された自動焦点開口絞りを備えた第１の例を示す。
【図２ｂ】概略的に見た、わずかに偏心された自動焦点開口絞りを備えた第２の例を示す。
【図３】本発明による三角型自動合焦装置を通るビーム経路全体を概略的に示す。
【図４】自動合焦装置に接続された倒立顕微鏡を通るビーム経路を概略的に示す。
【図５】瞳半径に対してプロットされた、異なる対物レンズにおける一次反射の相対強度の進路を最後に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１による三角型自動合焦装置は、この説明の導入部で既に詳細に論じた。
【００４０】
ここで、図２ａおよび２ｂは、自動合焦装置の光軸の方向における自動合焦のために用いられ、かつこの方向に延びる測定ビームペンシルの断面を制限するために、顕微鏡用の三角型自動合焦装置において選択肢として有利に使用可能な種類の２つの異なる自動焦点開口絞り５および６を示す。この目的のために、自動焦点開口絞り５には、非常に偏心されたダイヤフラム開口部３が含まれ、自動焦点開口絞り６には、わずかに偏心されたダイヤフラム開口部４が含まれる。２つのダイヤフラム開口部３および４のそれぞれは、自動合焦装置または測定ビームペンシルの光軸１８から間隔を置いて偏心され、その結果、各ダイヤフラム開口部３または４は、前記光軸１８の外側に位置している。さらに、三角型自動焦点測定を実行するために、各ダイヤフラム開口部３、４は、測定ビームペンシルの断面１７の一半に位置している。自動焦点開口絞り５および６の正確な外部構成は、それらが異なる形態を取り得るので図２には示されない。例えば、それらは、ビーム経路に押し込むことができる絞りまたはダイヤフラムスライドに配置してもよい。代替として、それらは、回転レバーに取り付けてもよい。次に、関連するレバーを回転させることによって、自動焦点開口絞りは、測定ビームペンシル内に導入することができる。開口絞り５および６は、ダイヤフラム開口部３または４の領域は別として、測定ビームペンシルの断面１７全体をそれぞれ覆うことができ、その結果、開口絞り５または６を通過した後で、偏心された自動焦点測定ビームが得られる。円形領域１および２は、それぞれの自動焦点開口絞り５または６と一緒に用いるのが好ましいそれぞれの顕微鏡対物レンズの入射瞳の断面を示す。
【００４１】
自動焦点開口絞り５および６の両方の実施形態は、楕円構成のダイヤフラム開口部３または４をそれぞれ有するが、これらのダイヤフラム開口部３または４は、それらの横方向範囲が特定のダイヤフラム開口部の放射状範囲より大きくなるように、開口絞り５または６のエッジに配置される。このようにして、問題のダイヤフラム開口部エリアは、偏心が保持される一方で増加される。より大きな表面ゆえに、検出器からの出口における信号強度は、円形ダイヤフラム開口部を用いるよりも大きい。これは、特に、焦点における弱い反射性サンプルまたは界面に対して信号対雑音比を改善する。光軸１８からの、ダイヤフラム開口部３および４の重心の距離は、少なくとも２倍異なる。さらに、ダイヤフラム開口部３および４は、それらの投影面において、測定ビームペンシルの断面１７からはみ出さない。これによって、２つの自動焦点開口絞り５および６を使用できることが保証されるが、これらの自動焦点開口絞り５および６のダイヤフラム開口部３および４は、ビームの断面において非常に異なって偏心された位置に配置される。これは、下記でより詳細に説明するが、三角型自動合焦装置において、図示の自動焦点開口絞り５および６を用いるための主な利点である。
【００４２】
図３は、一般的に２１で示される三角型自動合焦装置における、図２からの２つの自動焦点開口絞り５または６のうちの１つ（この場合には、自動焦点開口絞り５）の使用に示す。図１による自動合焦装置における要素と同一の要素は、同じ参照数字を与えられた。例えば、自身の前のコレクタ、およびスリット絞りを備えたＬＥＤによって作製できる照明スロット２２から開始して、測定ビームペンシル３４は、自動合焦装置２１の光軸１８に沿って延びる。例えば図２に示すような自動焦点開口絞り５が、その中心を光軸１８上に置いて配置される。この文脈において、自動焦点開口絞り５が、今度は、例えば、ダイヤフラムホイールまたはダイヤフラムスライドの一部であってもよいことを指摘すべきである。ダイヤフラムまたは絞りを取り替えるかまたは交換するためのこの種の機械的構造は、それ自体は周知であり、本考察の主題ではない。
【００４３】
合焦レンズ２４と共に照明光学装置２３は、照明スリット２２を照明された視野絞り２６に結像する。自動焦点測定ビーム３６は、いわゆる伝達光学装置２５を通して顕微鏡の対物レンズ１０に案内されるが、この伝達光学装置２５は、光軸に沿って移動可能な合焦レンズ２４、およびさらなる伝達レンズ３５を含む。二色ビームスプリッタ２０が、本明細書に示す自動合焦装置のビーム経路からチューブ４１に通じている、顕微鏡の結像ビーム経路４２を分割する。自動焦点測定ビーム３６は、対物面１６に達し、対象物上に測定パターン、この場合には測定スロットを結像する。測定スロットの画像がシャープな場合には、自動焦点測定ビーム３６は、焦点が合っている。
【００４４】
図３から分かるように、自身のダイヤフラム開口部３を備えた自動焦点開口絞り５は、光軸１８に沿って延びる測定ビームペンシル３４の断面１７の一半において自動焦点測定ビーム３６を生成するが、自動焦点測定ビーム３６は、光軸１８から偏心されて延びる。その結果、自動焦点測定ビーム３６は、もはや光軸１８の領域を通って延びることはなく、軸に接近している。したがって、例えば伝達光学装置２５または対物レンズ１０における一次反射は、大幅に低減され、検出器２８には入らない。
【００４５】
返送されたかまたは戻された、すなわち、対象物によって反射された自動焦点測定ビーム３６’が、今度は、図３に概略的に示すように、ビームスプリッタ２０および伝達光学装置２５を通って偏向プリズム３３に伝わる。偏向プリズム３３は、照明側と反対の、自動合焦装置２１の検出器側へと、自動焦点測定ビーム３６’を反射させる。検出オプティックス２９と共に、返送された自動焦点測定ビーム３６’は、今度は、この場合には二次元ＣＣＤカメラとして設けられた検出器２８上にスロット画像として結像される。代替として、線形ＣＣＤマトリックスを用いることが可能である。赤外線領域は、自動焦点測定ビームのスペクトル領域として特に適切であり、その結果、対象物１６上の測定スロットは、目に見えない。しかしながら、可視スペクトル領域における自動焦点測定ビームもまた用いてもよい。散乱光は、検出器２８の前に挿入された、かつ自動焦点測定ビームに対応する波長に対してだけ透過性のスペクトルフィルタ３１を用いて除去される。当然、検出器２８の感度もまた、このスペクトル領域内になければならない。
【００４６】
図３に示す構成を用いれば、非常に低レベルの反射で、例えば界面上に焦点を維持する三角型自動合焦装置２１を作製することが可能である。抑制された一次反射ゆえに、信号対雑音比は、１０００分の１範囲の低反射レベルにおいてさえ、長周期にわたって焦点保持を安定的に保つために十分に高い。
【００４７】
例えば、顕微鏡における焦点の基本設定のために（以下では図４を参照）、ユーザは、カバーガラスと組み込まれた水性試料との間の界面に、視覚モニタリングによって合焦する。このようにして得られた検出器２８上の測定スロット位置は、「基準線」として記録される。これは、位置敏感型検出器２８、例えば検出器２８の一方向にわたる強度曲線として測定スロットの画像を構成するＣＣＤチップの強度信号である。弱い信号の場合には、曲線はまた、信号対雑音に片勾配を付けるために、数回加えてもよい。強度曲線は、測定スロットの位置でピークを有し、その左または右フランクにおける半値は、焦点信号として定義される。
【００４８】
自動焦点開口絞り５のダイヤフラム開口部３が、光軸１８に対して、自動焦点開口絞り上に偏心されて配置されているので、自動焦点の測定スロットは、サンプルの対角線状または角度のある照明を生成する。その結果、ピークの２つのフランクは、いくらか異なる。なぜなら、それらのうちの１つが、一般的には、いくらか影の中にあり、半値を決定することが、より難しいからである。したがって、測定の開始の前に、ユーザは、信号を得るために、どちらのフランクを用いるかを選択するのが好ましい。当然、検出器２８の強度信号からの「よりよい」フランクを自動的に決定する自動信号評価もまた提供してもよい。
【００４９】
合焦した信号のある一定の閾値がひとたび超過されたならば、自動合焦装置は、焦点位置を調整できるようにするが、これは、最適な焦点信号を備えた焦点を見つけるためか、または試料と対物レンズとの間の距離における変化（例えば、顕微鏡に対する熱的影響、もしくは細胞分裂、細胞移動などの試料における変化によって引き起こされる）の場合に焦点を保持するかもしくは自動的に再調整するために用いることができる。
【００５０】
視覚的にシャープな画像、すなわち視覚焦点を用いる場合には、自動焦点測定スロットは、やはり恐らくピンボケの可能性がある。したがって、試料界面と対物レンズとの間の距離ｚを変更せずに、視覚焦点を維持しながらシャープなスロット画像を得るために、合焦レンズ２４は、検出器２８の焦点信号が閾値を超過するかまたは所定の最適値に達するまで、軸方向に移動してもよい。かかる場合には、（顕微鏡上の）視覚焦点は、自動合焦装置の測定スロット焦点と等しい。
【００５１】
用いられる各対物レンズに関して、倍率、ドライまたはウェット対物レンズおよび開口数などの技術データは、自動合焦装置の作動装置に記憶される。必要に応じて、容認できるｚ値、すなわち試料に対する対物レンズの距離に関して追加情報を提供してもよい。これによって、対物レンズの前部レンズは、偶然に試料上に据えられること（これは試料を破損する可能性がある）を防止される。さらに、用いられるカバーガラスの厚さは、計画された調査用に自動合焦装置の作動装置に記憶してもよい。
【００５２】
このように、別の基本設定において、対象物から遠いカバーガラスの側は、測定スロット焦点の位置として選択してもよく（カバーガラスは、およそ１７０μｍの厚さである）、一方で顕微鏡の視覚焦点は、カバーガラスの真下、すなわち前記界面上にある。この目的のために、視覚焦点および測定スロット焦点は、上記で既に説明したように設定される。その場合には、測定スロット焦点の位置は、カバーガラスの周知の厚さに対応する定義された量だけ、光軸に沿って合焦レンズ２４を移動させることによって、視覚焦点と反対のカバーガラス側に移動される。これには、次のような利点がある。すなわち、自動焦点測定スロットは、それが、より強い反射を達成するガラス−空気界面上に合焦され、その結果、より強い焦点信号が、よりよい制御特性を伴って生成されるという利点である。
【００５３】
適切な基本設定が選択された後で、顕微鏡検査が実行され、その間、測定スロット焦点は、自動合焦装置２１によって一定に維持され、したがってまた、視覚焦点が変わらないままであることを保証する。
【００５４】
特に好ましい実施形態は、この説明の一般的な部分で既に説明したように、三角型自動合焦装置２１と一緒に用いられる顕微鏡の対物レンズにおける入射瞳直径に応じて、自動焦点開口絞り５および６選択することである。この点において、顕微鏡のビーム経路を、図４による特定の実施形態に関連して簡単に説明する。
【００５５】
図４は、細胞を検査するために頻繁に用いられる種類の倒立研究顕微鏡のビーム経路を示す。倒立顕微鏡は、ペトリ皿におけるサンプルを検査するために便利に使用することができる。特に、それらは、上部の物体空間が自由にアクセス可能なので、顕微鏡検査中に細胞を扱うのに適している。（生きた）細胞における検査プロセス用の倒立顕微鏡および一般的な顕微鏡のさらなる詳細に関しては、その主題に関する一般的な文献を参照すべきである。図４は、一般的に４０で示される倒立顕微鏡の対物レンズ１０を示す。対物レンズ瞳（または対物レンズの入射瞳）は、１１で示され、かつ全体的対物レンズ１０の後部（対象物から遠い）に位置しているが、この全体的対物レンズ１０は、実際には、複数のレンズ構成要素からなり、そのうちの１つのレンズ構成要素だけが、例としてここに概略的に示されている。対物レンズ１０は、チューブレンズ１２および１３と一緒に、第１の中間画像を画像平面１４に生成する。対物レンズ瞳１１にリンクされているのは、中間瞳１１’である。第２の中間画像が、伝達光学装置１２’、１３’によって平面１５に作成され、かつ接眼レンズを通して目で見られる。人間の目で見る代わりに、当然、カメラまたは他の種類の画像検出器を装着することもまた可能である。二色ビームスプリッタがまた、図４において２０で示されている。それは、例えば図３に示すように、自動焦点測定ビーム３６または対象物から反射された自動焦点測定ビーム３６’を、自動合焦装置２１に結合するかまたはそこから取り出す役割をする。
【００５６】
三角型自動合焦の基本を考慮しながら（図１に関する言及を参照）一緒に図２および３を見れば分かるように、所定の対物レンズ１０および検出器２８の所定のサイズと共に、わずかに偏心された開口絞り６が用いられる場合には、対物面１６のピンボケは、非常に偏心された開口絞り５が用いられる場合より、検出器２８におけるはるかに小さなシフトにつながる。したがって、捕捉範囲、すなわち、検出器２８によって記録することができる最大のピンボケは、より偏心された開口絞り５より、それほど偏心されない開口絞り６では何倍も高い。
【００５７】
以下の特定の条件下で、例として選択された次の対物レンズ用に以下の典型的な捕捉範囲が得られる。
−  ２０×、ドライ：界面の下−５０μｍから約２００μｍ上まで。すなわち、サンプルに合焦される。
−  ４０×、ドライ：界面の下−２０μｍから約８０μｍ上まで。すなわち、サンプルに合焦される。
−  ４０×、オイル：界面の下−２０μｍから約８０μｍ上まで。すなわち、サンプルに合焦される。
−  １００×、オイル：界面の下−２０μｍから約３０μｍ上まで。すなわち、サンプルに合焦される。
【００５８】
対物レンズ瞳における自動焦点測定ビームの偏心における異なる程度に関して、ここで４０×／０．８５対物レンズ用に達成可能な感度レベルを検討する。対物レンズは、開口数ＮｕｍＡｐ＝０．８５を有する。無限対物レンズ（対物レンズ焦点距離５ｍｍ；Ｌｅｉｃａ＝基準焦点距離２００ｍｍ）、ならびに１００ｍｍの検出器焦点距離、３ｍｍのＣＣＤチップ幅、およびＬａｍｂｄａの平均自動焦点波長＝５４６ｎｍを備えたシステムにおいて、例として、対物レンズ瞳における２ｍｍおよび４ｍｍの、自動焦点測定ビームの偏心の程度は、焦点深度ＤＦ用の次の式に帰着する。
ＤＦ＝Ｌａｍｂｄａ／（ＮｕｍＡｐ）２＝５４６ｎｍ／０．８５２＝０．７５μｍ
【００５９】
対物レンズ瞳における自動焦点測定ビームの２ｍｍの偏心を用いれば、正確に一焦点深度ＤＦだけの、ｚ方向における対象物のピンボケは、検出器上では１３μｍの横方向シフトに帰着する。
【００６０】
しかしながら、正確に一焦点深度ＤＦだけの、ｚ方向における対象物のピンボケは、対物レンズ瞳における自動焦点測定ビームの４ｍｍの偏心では、検出器上において４０μｍの横方向シフトに帰着する。
【００６１】
ドライ４０×対物レンズ、および光軸１８からの、ダイヤフラム開口部３の４ｍｍの偏心を備えた自動焦点開口絞り５を用いる場合には、物体空間において±２８μｍの捕捉範囲が得られる。光軸からの、ダイヤフラム開口部４における自動焦点測定ビームのわずか２ｍｍのより少ない偏心を伴う自動焦点開口絞り６を備えた同じドライ４０×対物レンズを用いれば、±８８μｍの著しく大きな捕捉範囲を達成することができる。したがって、上記のようなドライ４０×対物レンズ用のより大きな捕捉範囲は、正確な自動焦点開口絞りを、適切に偏心されたダイヤフラム開口部と関連付けることによって得ることができ、同時に非常に高い感度を、自動焦点用に用いられる界面近くの重要な領域で達成することができる。すなわち、調整によって非常に高い焦点安定性が達成される。
【００６２】
図５は、出願人自身のレンジから例として選択された３つの対物レンズ用の一次反射の相対的反射強度を示す。相対的反射強度は、瞳半径に対してミリメートルでプロットされている。相対的反射強度は、無次元であり、レンズ頂点の地点において１（＝１００％）に標準化される。図は、４０×、６３×、および１００×の倍率を備えた対物レンズ用の３つの曲線を示す。１００×対物レンズに関して、相対的反射強度の最も急勾配の降下が得られるのに対して、他の２つの対物レンズに関しては、強度のそれほど鋭くない降下が得られる。
【００６３】
表示された曲線はまた、曲線の端点から得られる入射瞳を示す。したがって、ここで用いられる１００×対物レンズにおける入射瞳の半径は、２．５ｍｍをいくらか超え、その結果、５ｍｍをいくらか超える入射瞳直径が得られる。したがって、ここに示す６３×対物レンズは、約１０ｍｍの入射瞳直径を有し、ここに示す４０×対物レンズは、約１２ｍｍの入射瞳直径を有する。
【００６４】
図５において例として用いられる対物レンズ用の図５に示す曲線から、自動焦点開口絞りにおけるダイヤフラム開口部の重心が位置すべき、測定ビームペンシルの光軸からの距離に関して、選択することができる。例えば、瞳半径用の約１ｍｍの値を備えた、図示の１００×対物レンズに関して、例えば、相対的反射強度における０．４までの低下、すなわち４０％が得られる。したがって、ここで、反射強度を６０％低減するために、光軸からのダイヤフラム開口部重心の距離を約１ｍｍに設定することは意味がある。
【００６５】
意図が、自動焦点用に０．４未満の相対的反射輝度を備えた瞳領域だけを用いることである場合には、４０×対物レンズに関して、瞳半径の約２５％の中央領域を捨てる必要があり、一方で図示の６３×対物レンズに関して、約４０％の中央領域が失われ、１００×対物レンズに関しては、瞳半径の３０％〜４０％が失われることになろう。対照的に、自動焦点照明の重心が、約２ｍｍの瞳半径に位置する場合には、瞳の中央部と比較して、様々な対物レンズに関して、１／２．５〜１／４の反射の低減が得られる。
【符号の説明】
【００６６】
１、２  入射瞳の断面
３、４  ダイヤフラム開口部
５、６  開口絞り
８  光軸
１０  対物レンズ
１１  対物レンズ瞳、入射瞳
１１’  中間瞳
１２、１３  チューブレンズ
１２’、１３’  伝達光学装置
１４、１５  画像平面
１６、１６’  物体平面
１７  測定ビームペンシル断面
１８  光軸
１９  自動焦点光源
２０  ビームスプリッタ、二色
２１  自動合焦装置
２２  照明スロット
２３  照明光学装置
２４  合焦レンズ
２５  伝達光学装置
２６  照明された視野絞り
２７  モータ
２８  自動焦点検出器
２９  検出オプティックス
３０  測定ビーム
３１  スペクトルフィルタ
３２、３２’  戻された測定ビーム
３３  偏向プリズム
３４  測定ビームペンシル
３５  伝達レンズ
３６  自動焦点測定ビーム
３６’  反射された自動焦点測定ビーム
４０  倒立顕微鏡
４１  チューブ
４２  顕微鏡結像ビーム経路
Ａ  偏向点
Ｂ、Ｂ’偏向点
Ｃ  反射地点
Ｄ  反射地点
α  角度
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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