【手続補正書】
【提出日】平成21年12月3日(2009.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを介して標本に単一のスリットパターンを投影する第１投影光学系と、
前記対物レンズを介して前記標本に複数のスリットパターンを投影する第２投影光学系と、
前記対物レンズを介して前記単一のスリットパターンの像および前記複数のスリットパターンの像を撮像素子に結像する結像光学系と、
前記第１投影光学系は第１の光源を含み、前記第２投影光学系は第２の光源を含み、前記第１の光源および前記第２の光源を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記単一スリットパターン像の前記撮像素子による焦点検出から前記複数のスリットパターン像の前記撮像素子による焦点検出への移行は、前記第１の光源と前記第２の光源とを交互に切替えながら、前記単一スリットパターン像の前記撮像素子による焦点検出と、前記複数スリットパターン像の前記撮像素子による焦点検出とを交互に行うと共に、前記対物レンズと前記標本との相対距離を変化させることを特徴とする顕微鏡用焦点検出装置。
【請求項２】
前記第１の光源と前記第２の光源は、前記標本を観察するための光源の波長とは異なっていることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用焦点検出装置。
【請求項３】
前記結像光学系は、前記対物レンズの色収差による焦点ずれを補正する補正レンズを有することを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡用焦点検出装置。
【請求項４】
複数の前記対物レンズの情報を記憶する記憶手段と、
前記複数の前記対物レンズを保持する保持部材と、
前記標本を観察する観察光学系の光路中に挿入された前記対物レンズ位置を検出する検出手段と、
前記検出手段からの情報に基き前記記憶手段から前記対物レンズの情報を取得し、前記補正レンズを駆動する駆動手段と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡用焦点検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の顕微鏡用焦点検出装置を具備することを特徴とする顕微鏡。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、対物レンズを介して標本に単一のスリットパターンを投影する第１投影光学系と、前記対物レンズを介して前記標本に複数のスリットパターンを投影する第２投影光学系と、前記対物レンズを介して前記単一のスリットパターンの像および前記複数のスリットパターンの像を撮像素子に結像する結像光学系と、前記第１投影光学系は第１の光源を含み、前記第２投影光学系は第２の光源を含み、前記第１の光源および前記第２の光源を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記単一スリットパターン像の前記撮像素子による焦点検出から前記複数のスリットパターン像の前記撮像素子による焦点検出への移行は、前記第１の光源と前記第２の光源とを交互に切替えながら、前記単一スリットパターン像の前記撮像素子による焦点検出と、前記複数スリットパターン像の前記撮像素子による焦点検出とを交互に行うと共に、前記対物レンズと前記標本との相対距離を変化させることを特徴とする顕微鏡用焦点検出装置を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
なお、焦点検出光学系９の第１投影光学系２０の光源２５、及び第２投影光学系３０の光源３３は、観察照明光学系５の光源５１とは波長の異なる光源が用いられている。例えば、光源２５と光源３３にはＬＥＤ等の赤外光の光源が、観察照明光学系５の光源５１にはランプ等の可視光の光源が用いられている。このように光源の波長が異なっていると対物レンズ３の色収差特性によって、対物レンズ３の焦点面と共役な観察光学系６のカメラ７の焦点位置と結像光学系４１の撮像素子４０の焦点位置とにずれが生じる。本実施の形態に係るＡＦ装置２００では、対物レンズ３の色収差による焦点ずれを補正する色収差補正レンズ４３が結像光学系４１の光路中に配設されている。観察光学系６の光路中に挿入された対物レンズ３の色収差量に応じて、結像光学系４１の光路中に配置された色収差補正レンズ４３を光軸に沿って移動することにより、対物レンズ３の色収差に起因する焦点ずれを補正することが可能になる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
観察対象である標本１をＸＹステージ２に載置し、不図示の入力装置から制御部１１を介してＡＦ動作を開始する。
・ステップＳ１：光路に挿入されている対物レンズ３の種類を特定する
不図示の入力装置から所望の対物レンズ３を選択する指示を入力し、制御部１１を介してレボルバ４を回転駆動して、選択された対物レンズ３を光路中に挿入する。なお、制御部１１には予め対物レンズを保持するレボルバ４の位置情報である各番地に対応して装着されている対物レンズ３の情報が不図示の記憶部に記憶してあり、入力情報に一致する対物レンズ３が制御部１１により選択される。
・ステップＳ２：対物レンズ３の色収差量情報取得
制御部１１の記憶部には対物レンズ３の種類に応じた倍率、作動距離、及び色収差量等が記憶されている為、レボルバ４の番地を検出して光路に挿入されている対物レンズ３の色収差量等の情報を取得することができる。
・ステップＳ３：色収差補正レンズ駆動
この色収差量に応じて色収差補正レンズ４３を結像光学系４１の光軸に沿って移動し、第１投影光学系２０からの単一のスリットパターンと撮像素子４０とを共役関係にする。
・ステップＳ４：ＡＦ動作開始
・ステップＳ５：第１投影光学系２０の光源２５をＯＮ
駆動が終わったら、第１投影光学系２０の光源２５をＯＮにして、第１投影光学系２０の単一のスリットにより形成されたパターンを投影する光によるＡＦ動作を開始する。
・ステップＳ６：標本１と対物レンズ３の相対位置駆動
第１投影光学系２０は、いわゆるスリットＡＦであるため、光源２５を点灯した時点で標本１と対物レンズ３との相対距離が合焦位置より遠いのか、または近いのかが撮像素子４０からの信号で制御部１１が判定可能な為、制御部１１は合焦位置に近づく方向に対物レンズ３と標本１との相対距離を変更するように顕微鏡本体１００の駆動手段８の駆動を開始する。スリットＡＦ装置では、撮像素子４０における信号は結像光学系４１の３分割プリズム４４のうち、中心部分４０ａのみを使用して信号検出を行う。
・ステップＳ５〜Ｓ９：第１投影光学系２０の光源２５と第２投影光学系３０の光源３３のＯＮ／ＯＦＦ、ＡＦ動作
駆動手段８の駆動開始後、撮像素子４０（例えば、ＣＣＤ等）のリフレッシュレート等に同期して、第１投影光学系２０の光源２５と第２投影光学系３０の光源３３を交亙にＯＮ／ＯＦＦし、第２投影光学系３０によるコントラスト信号が現れるまで動作を繰り返しながら、合焦位置に近づく方向に対物レンズ３と標本１との相対距離を変更すべく駆動する。制御部１１は、スリットＡＦ動作とコントラストＡＦ動作とを交互に実行する。なお、第２投影光学系３０と撮像素子４０との共役関係は、第１投影光学系２０と一致しているため、第２投影光学系３０の色収差補正は、第１投影光学系２０の色収差補正で解消されている。
・ステップＳ８：コントラスト信号検出
撮像素子４０の信号においてコントラスト信号が現れた時点で、第１投影光学系２０の光源２５と第２投影光学系３０の光源３３の交互点灯を止めて光源３３を点灯し、第２投影光学系３０によるコントラストＡＦ動作を実行する。
・ステップＳ１０〜Ｓ１２：
コントラストＡＦ動作では、制御部１１は結像光学系４１の３分割プリズム４４のうち前ピント部分４４ｂと後ピント部分４４ｃを使用し、両者のコントラスト信号の差分を取りＳ宇カーブを求めながら、標本１と対物レンズ３との相対位置を駆動手段８を駆動しつつ検出し、その差分がゼロになった時点を合焦位置と判断する。
・ステップＳ１３：合焦終了
制御部１１は、コントラスト信号の差分がゼロになった時点で焦点検出動作を完了し、以後合焦位置に焦点を維持するように制御するモードに移行する。これは、ステップＳ１０〜Ｓ１２を継続して実行することで達成できる。また、ＸＹステージ２を駆動して標本１の位置を変えながら検査を実行する間に、コントラスト信号が予め設定されている閾値を下回った場合には、制御部１１はステップＳ５から再度焦点検出動作を行うことで、コントラストＡＦ動作が不安定になることを防止し高精度の合焦を維持するようにする。