(57)【要約】【課題】十分な広さの捕捉範囲を確保しつつ、フレア光が発生する対物レンズを用いた場合であっても合焦状態を検出可能なオートフォーカス技術を提供する。【解決手段】ＡＦ装置１００は、対物レンズ１３を備える顕微鏡装置１０用のＡＦ装置である。ＡＦ装置１００は、光を検出する２分割ＰＤ１１７と、結像レンズ１１４を有するオートフォーカス光学系と、結像レンズ１１４と２分割ＰＤ１１７の受光面との間に配置された絞り１１６を有している。絞り１１６には開口が形成されていて、その開口径をΦＡＰとし、標本Ｓで反射した光をオートフォーカス光学系が２分割ＰＤ１１７の受光面に集光させている状態での絞り１１６における正規光の光束径をΦＬＤとするとき、ＡＦ装置１００は以下の条件式を満たす。  ２．１  ＜  ΦＡＰ／（２・ΦＬＤ）【選択図】図１
2016038408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを備える標本観察装置用のオートフォーカス装置であって、
光を検出する光検出器と、
結像レンズを有し、前記対物レンズの光軸に沿って２分割された前記対物レンズの瞳面の２領域の一方に光を導き、且つ、標本で反射して前記２領域の他方を通過した光を前記結像レンズを介して前記光検出器に導くオートフォーカス光学系と、
前記結像レンズと前記光検出器の受光面との間に配置された、開口が形成された遮光部材と、を備え、
前記遮光部材の開口径をΦＡＰとし、前記標本で反射した光を前記オートフォーカス光学系が前記受光面に集光させている状態での前記遮光部材における当該光の光束径をΦＬＤとするとき、以下の条件式
２．１  ＜  ΦＡＰ／（２・ΦＬＤ）
を満たすことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項２】
請求項１に記載のオートフォーカス装置において、
以下の条件式
２．１  ＜  ΦＡＰ／（２・ΦＬＤ）  ＜  ６．７
を満たすことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のオートフォーカス装置において、
前記遮光部材は、前記結像レンズと前記結像レンズの焦点面との間に配置される
ことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のオートフォーカス装置において、さらに、
前記結像レンズと前記光検出器の間に配置された、前記結像レンズの焦点面を前記受光面に投影するリレー光学系を備え、
前記遮光部材は、前記リレー光学系と前記受光面との間に配置される
ことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載のオートフォーカス装置において、さらに、
前記結像レンズと前記光検出器の間に配置された、前記結像レンズの焦点面を前記受光面に投影するリレー光学系を備え、
前記遮光部材は、前記結像レンズの焦点面と前記リレー光学系との間に配置される
ことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のオートフォーカス装置において、
前記遮光部材は、開口径を変更可能に構成される
ことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のオートフォーカス装置において、
前記遮光部材は、前記オートフォーカス光学系の光軸に沿って移動自在に配置される
ことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のオートフォーカス装置において、
前記遮光部材は、前記遮光部材の開口径とは異なる開口径を有する開口が形成された遮光部材と交換自在に配置される
ことを特徴とするオートフォーカス装置。
【請求項９】
対物レンズと、
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のオートフォーカス装置と、を備える
ことを特徴とする標本観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス装置、及び、オートフォーカス装置を備えた標本観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡の分野で利用されているオートフォーカス技術の一つとして、例えば、特許文献１に記載されているようなアクティブ方式のオートフォーカス技術が知られている。この方式は、対物レンズの瞳面を２分割した一方の領域を介して標本に照射したオートフォーカス用の光（以降、ＡＦ光と記す）を複数の受光素子を備えた光検出器で検出して、その検出信号に基づいて合焦状態を検出するものである。
【０００３】
上述した方式のオートフォーカス技術は、工業系顕微鏡、生物系顕微鏡を問わず採用されている。しかしながら、生物系顕微鏡でオートフォーカスの対象となる面は、工業系顕微鏡でオートフォーカスの対象となる面に比べて反射率が低いため、生物系顕微鏡で検出されるＡＦ光は工業系顕微鏡よりも少なくＳ／Ｎ比も低い。このため、生物系顕微鏡では、対物レンズやオートフォーカス装置の光学系のレンズ面で反射したＡＦ光（以降、フレア光と記す）の影響により合焦状態の検出が正しく行われないといった事態が生じやすく、フレア光が発生する対物レンズの使用に制約がある。
【０００４】
このような課題に対しては、例えば、対物レンズのレンズ面に、赤外域の光（ＩＲ光）であるＡＦ光の反射を抑えるためのＡＲ（Anti-Reflection coat）コートを施して、フレア光の発生を抑制するといった対処法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９３２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般に、特定波長の光に対する反射率を下げるためのＡＲコートは、他の波長の光に対しては比較的高い反射率を有する。このため、ＡＦ光（ＩＲ光）に対する反射率を下げるためのＡＲコートを対物レンズに施すと、その対物レンズでは、可視光に対する反射率が増加することになり、好ましくない。従って、フレア光が発生する対物レンズであっても、合焦状態を正しく検出することができるオートフォーカス装置が求められている。
【０００７】
また、近年のオートフォーカス装置（以降、ＡＦ装置と記す）は、コンティニュアスＡＦと呼ばわる機能を有しているものが少なくない。コンティニュアスＡＦは、一時的に合焦状態から外れても直ぐに合焦状態に復帰させて合焦状態を維持する機能であり、例えば、継続的に標本を観察するタイムラプス観察などにおいて有益である。コンティニュアスＡＦでは、合焦状態を維持可能な範囲（つまり、オートフォーカスの対象となる面とＡＦ光が集光する面とのずれが許容される範囲、以降、捕捉範囲と記す）は、ある程度広く設計されていることが望ましい。
【０００８】
以上のような実情を踏まえ、本発明は、十分な広さの捕捉範囲を確保しつつ、フレア光が発生する対物レンズを用いた場合であっても合焦状態を検出可能なオートフォーカス技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、対物レンズを備える標本観察装置用のオートフォーカス装置であって、光を検出する光検出器と、結像レンズを有し、前記対物レンズの光軸に沿って２分割された前記対物レンズの瞳面の２領域の一方に光を導き、且つ、標本で反射して前記２領域の他方を通過した光を前記結像レンズを介して前記光検出器に導くオートフォーカス光学系と、前記結像レンズと前記光検出器の受光面との間に配置された、開口が形成された遮光部材と、を備え、前記遮光部材の開口径をΦＡＰとし、前記標本で反射した光を前記オートフォーカス光学系が前記受光面に集光させている状態での前記遮光部材における当該光の光束径をΦＬＤとするとき、以下の条件式を満たすオートフォーカス装置を提供する。
２．１  ＜  ΦＡＰ／（２・ΦＬＤ）
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のオートフォーカス装置において、以下の条件式を満たすオートフォーカス装置を提供する。
２．１  ＜  ΦＡＰ／（２・ΦＬＤ）  ＜  ６．７
【００１１】
本発明の第３の態様は、第１の態様又は第２の態様に記載のオートフォーカス装置において、前記遮光部材は、前記結像レンズと前記結像レンズの焦点面との間に配置されるオートフォーカス装置を提供する。
【００１２】
本発明の第４の態様は、第１の態様又は第２の態様に記載のオートフォーカス装置において、さらに、前記結像レンズと前記光検出器の間に配置された、前記結像レンズの焦点面を前記受光面に投影するリレー光学系を備え、前記遮光部材は、前記リレー光学系と前記受光面との間に配置されるオートフォーカス装置を提供する。
【００１３】
本発明の第５の態様は、第１の態様又は第２の態様に記載のオートフォーカス装置において、さらに、前記結像レンズと前記光検出器の間に配置された、前記結像レンズの焦点面を前記受光面に投影するリレー光学系を備え、前記遮光部材は、前記結像レンズの焦点面と前記リレー光学系との間に配置されるオートフォーカス装置を提供する。
【００１４】
本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つに記載のオートフォーカス装置において、前記遮光部材は、開口径を変更可能に構成されるオートフォーカス装置を提供する。
【００１５】
本発明の第７の態様は、第１の態様乃至第６の態様のいずれか１つに記載のオートフォーカス装置において、前記遮光部材は、前記オートフォーカス光学系の光軸に沿って移動自在に配置されるオートフォーカス装置を提供する。
【００１６】
本発明の第８の態様は、第１の態様乃至第７の態様のいずれか１つに記載のオートフォーカス装置において、前記遮光部材は、前記遮光部材の開口径とは異なる開口径を有する開口が形成された遮光部材と交換自在に配置されるオートフォーカス装置を提供する。
【００１７】
本発明の第９の態様は、対物レンズと、第１の態様乃至第８の態様のいずれか１つに記載のオートフォーカス装置と、を備える標本観察装置を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、十分な広さの捕捉範囲を確保しつつ、フレア光が発生する対物レンズを用いた場合であっても合焦状態を検出可能なオートフォーカス技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１に係る顕微鏡装置の構成を例示した図である。
【図２】フレア光の影響について説明するための図である。
【図３】図１に示す顕微鏡装置に含まれる２分割フォトダイオードの前に配置された絞りについて説明するための図である。
【図４】図１に示す顕微鏡装置における絞り径と捕捉範囲の関係を示す図である。
【図５】図１に示す顕微鏡装置における絞り径とＳ／Ｎ比の関係を示す図である。
【図６】図１に示す顕微鏡装置における絞り径と捕捉範囲とＳ／Ｎ比の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施例２に係る顕微鏡装置の構成を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２０】
図１は、本実施例に係る顕微鏡装置１０の構成を例示した図である。顕微鏡装置１０は、ステージ１１上に配置された標本保持部材１２に保持された標本Ｓを観察するための標本観察装置であり、対物レンズ１３と、アクティブ方式のＡＦ装置１００と、を備えている。標本Ｓは、例えば、培養液に浸された生体標本であり、標本保持部材１２は、例えば、ペトリデッシュやマルチウェルプレートである。
【００２１】
ＡＦ装置１００は、レーザダイオード（以降、ＬＤと記す）１０１と、オートフォーカス光学系と、絞り１１６と、２分割フォトダイオード（以降、２分割ＰＤと記す）１１７とを備えている。なお、本明細書では、ＬＤ１０１から出射したレーザ光が絞り１１６を介して２分割ＰＤ１１７で検出されるまでの間でレーザ光が作用する光学素子をまとめて、オートフォーカス光学系と称する。オートフォーカス光学系には、ＰＢＳ１０８、オフセットレンズ１１０、結像レンズ１１４などが含まれている。
【００２２】
ＬＤ１０１から出射したレーザ光（ＡＦ光）の一部は、ミラー１０２で反射しモニタフォトダイオード（以降、モニタＰＤと記す）１０３で検出される。ＡＦ装置１００は、モニタＰＤ１０３からの出力信号に基づいてＬＤ１０１の出力を監視する。一方、ミラー１０２を通過したレーザ光は、コリメータレンズ１０４で平行光束に変換され、開口絞り１０５及びミラー１０６を介して偏光ビームスプリッタ（以降、ＰＢＳと記す）１０８の手前に配置された遮光板１０７に入射する。遮光板１０７はレーザ光の光束の半分を遮蔽するように配置されているため、遮光板１０７で遮蔽されなかった、レーザ光の残りの半分の光束がＰＢＳ１０８に入射し透過する。ＰＢＳ１０８を透過したレーザ光は、その後、レンズ１０９を介して、光軸方向に移動自在に配置されたオフセットレンズ１１０に入射する。オフセットレンズ１１０は、ＡＦ装置１００から出射したレーザ光の集光位置を調整するための手段である。オフセットレンズ１１０を通過したレーザ光は、その後、１／４λ板１１１を介してバンドパスフィルタ（以降、ＢＰＦと記す）１１２に入射し、レーザ光のうちの所定の赤外域の波長を有するＩＲ光が、ＢＰＦ１１２を透過してＡＦ装置１００から出射する。
【００２３】
ＡＦ装置１００から出射したＩＲ光は、ダイクロイックミラー１４で反射し、対物レンズ１３を介して標本Ｓに導かれる。より詳細には、ＩＲ光は、対物レンズ１３の光軸に沿って２分割された対物レンズ１３の瞳面ＰＰの２領域の一方に導かれ、さらに、その一方の領域を介して標本Ｓに導かれる。標本Ｓに照射されたＩＲ光は、標本Ｓで反射し、再び対物レンズ１３に入射する。この際、ＩＲ光は、対物レンズ１３の瞳面ＰＰのうちの上述した２領域の他方を通過する。つまり、ＩＲ光は、標本Ｓに向かうときと標本Ｓから戻るときでは、瞳面ＰＰにおいて異なる領域を通過する。その後、ＩＲ光は、ダイクロイックミラー１４で反射してＡＦ装置１００に入射する。
【００２４】
ＡＦ装置１００に入射したＩＲ光は、複数の光学素子（ＢＰＦ１１２、１／４λ板１１１、オフセットレンズ１１０、レンズ１０９）を介してＰＢＳ１０８に入射する。ＩＲ光は、ＬＤ１０１側からＰＢＳ１０８に入射したレーザ光の偏光面と直交する偏光面を有しているため、ＰＢＳ１０８で反射し、遮光板１１３を介して結像レンズ１１４に入射する。なお、遮光板１１３は、遮光板１０７によりレーザ光の半分の光束が遮蔽された結果、本来的にはレーザ光（ＩＲ光）が入射しない位置に配置されている。つまり、遮光板１１３に入射する光は、フレア光などの迷光であり、遮光板１１３は迷光を遮蔽するための手段である。結像レンズ１１４に入射したＩＲ光は、収斂光束に変換されて、ミラー１１５及び絞り１１６を介して２分割ＰＤ１１７に入射する。
【００２５】
２分割ＰＤ１１７は、オートフォーカス光学系の光軸を中心に対称な位置に配置された受光素子であるＰＤ１１７ａとＰＤ１１７ｂとを備えた光検出器であり、その受光面が結像レンズ１１４の焦点面に位置するように配置されている。ＡＦ装置１００は、２分割ＰＤ１１７から出力されるＰＤ１１７ａとＰＤ１１７ｂの各々で受光したＩＲ光の光量に対応する信号に基づいて、合焦状態を検出する。より具体的には、ＡＦ装置１００では、オートフォーカスの対象となる面（反射面）と対物レンズ１３から出射したＡＦ光が集光する面が一致しているときに、ＡＦ光は２分割ＰＤ１１７の受光面上であって且つ結像レンズ１１４の光軸上に集光し、スポットを形成する。このため、ＡＦ装置１００は、ＰＤ１１７ａとＰＤ１１７ｂで受光した光量の合計が一定以上であり、且つ、ＰＤ１１７ａで受光した光量とＰＤ１１７ｂで受光した光量が同じときに、顕微鏡装置１０が合焦状態にあると判定し、合焦状態を検出する。
【００２６】
なお、ＡＦ装置１００では、上述した判定方法によって合焦状態を検出するが、フレア光が２分割ＰＤ１１７に入射する前に十分に遮断されていない場合には、誤った判定がされる可能性がある。この点について、図２を参照しながら説明する。図２は、フレア光の影響について説明するための図であり、絞り１１６がない場合に、２分割ＰＤ１１７から出力される信号値について示した図である。横軸は、ステージ１１と対物レンズ１３の相対的な位置関係を示すＺ位置である。縦軸は、２分割ＰＤ１１７から出力される信号値である。グラフＡ、Ｂは、それぞれＰＤ１１７ａ、ＰＤ１１７ｂからの出力を示している。
【００２７】
図２に示されているように、絞り１１６がない場合、ＰＤ１１７ａから出力される信号値（グラフＡ）はＺ位置を変化させることで０となるが、ＰＤ１１７ｂから出力される信号値（グラフＢ）は、Ｚ位置を変化させても０にはならない。これは、ＰＤ１１７ｂに標本Ｓで反射したＡＦ光だけではなくフレア光も入射しているためである。その結果、フレア光の光量分だけＰＤ１１７ｂからの信号値がかさ上げされ、ノイズＮを含む信号値がＰＤ１１７ｂから出力される。一方、ＰＤ１１７ａについては、遮光板１１３によってフレア光のほとんどが遮断されているため、ノイズの影響は軽微である。このように、絞り１１６がない場合には、フレア光の影響がＰＤ１１７ａとＰＤ１１７ｂの一方に偏って生じてしまうため、合焦状態を誤って検出してしまう可能性がある。このため、ＡＦ装置１００には、絞り１１６が設けられている。
【００２８】
以下、図３を参照しながら、絞り１１６について詳細に説明する。絞り１１６は、２分割ＰＤ１１７へ入射するフレア光の光量を抑制するために、結像レンズ１１４と２分割ＰＤ１１７の受光面（つまり、結像レンズ１１４の焦点面）との間に配置された遮光部材である。絞り１１６には、結像レンズ１１４の光軸を中心とした開口が形成されている。
【００２９】
絞り１１６の存在によりフレア光の２分割ＰＤ１１７への入射は制限される。そして、一般に、ＡＦ装置のオートフォーカス光学系の射出側のＮＡは０．０１から０．０６４程度であることを踏まえると、フレア光を抑制しつつ十分な広さの捕捉範囲を確保するためには、ＡＦ装置１００は、条件式（１）を満たすことが望ましい。さらに、フレア光をより効果的に抑制するためには、条件式（２）を満たすことが望ましい。
２．１  ＜  ΦＡＰ／（２・ΦＬＤ）                    ・・・（１）
２．１  ＜  ΦＡＰ／（２・ΦＬＤ）  ＜  ６．７        ・・・（２）
【００３０】
ここで、ΦＡＰは、絞り１１６の絞り径（開口径）である。ΦＬＤは、標本Ｓで反射した光（より厳密には、オートフォーカスの対象となる面で反射した光、以降、正規光と記す）をオートフォーカス光学系が２分割ＰＤ１１７の受光面上に集光させている状態（つまり、合焦状態）での、絞り１１６における正規光の光束径である。
【００３１】
条件式（１）は、光束径との関係で絞り径を規定した式である。なお、光束径ΦＬＤを２倍しているのは、絞り１１６に入射する正規光が遮光板１０７及び遮光板１１３により光束の半分が遮断された光であることを考慮したものである。ΦＡＰ／（２・ΦＬＤ）が１以上であれば合焦状態において絞り１１６が正規光を遮断することを防止することができるが、非合焦状態ではフレア光とともに正規光が遮断される可能性がある。ある程度の捕捉範囲を確保するためには、非合焦状態においても正規光を一定光量以上検出することが必要である。このため、非合焦状態における正規光の遮断を抑制するために、ΦＡＰ／（２・ΦＬＤ）を大きく、具体的には、２．１よりも大きくすることが望ましい。
【００３２】
図４は、顕微鏡装置１０における絞り径と捕捉範囲の関係を示す図であり、絞り径毎の捕捉範囲をシミュレーションにより算出したものである。なお、シミュレーションの条件は、以下のとおりである。
オートフォーカス光学系の射出側（２分割ＰＤ１１７側）の開口数  ＮＡ＝０．０２３
２分割ＰＤ１１７の受光面から絞り１１６までの距離  Ｌ＝４．２ｍｍ
合焦状態で絞り１１６に入射する正規光の光束径の２倍  ２・ΦＬＤ＝０．１９ｍｍ
【００３３】
図４に示すように、絞り径を大きくするほど、正規光が遮光されにくくなるため、捕捉範囲は広くなる。そして、絞り径ΦＡＰがおよそ０．４よりも大きいとき、つまり、ΦＡＰ／（２・ΦＬＤ）が２．１よりも大きいときに、およそ２００μｍ以上の広い捕捉範囲が得られる。従って、ＡＦ装置１００は、フレア光を抑制しつつ十分な広さの捕捉範囲を確保するためには、条件式（１）を満たすことが望ましい。
【００３４】
図５は、顕微鏡装置１０における絞り径とＳ／Ｎ比の関係を示す図であり、絞り径毎のＳ／Ｎ比をシミュレーションにより算出したものである。シミュレーションの条件は、図４の場合と同様である。また、図６は、顕微鏡装置１０における絞り径と捕捉範囲とＳ／Ｎ比の関係を示す図であり、図４と図５のグラフを重ねて示したものである。なお、Ｓ／Ｎ比は、正規光の光量とフレア光の光量の比である。
【００３５】
図５及び図６に示すように、絞り径を大きくするほど、フレア光が遮光されにくくなるため、ノイズ成分が大きくなり、その結果Ｓ／Ｎ比が低下する。そして、絞り径ΦＡＰがおよそ１．３以上になると、つまり、ΦＡＰ／（２・ΦＬＤ）が６．７以上になると、Ｓ／Ｎ比はおよそ１０未満にまで低下してしまう。従って、フレア光を十分に抑制し１０以上のＳ／Ｎ比を得るためには、ＡＦ装置１００は、ΦＡＰ／（２・ΦＬＤ）は６．７未満とすることが望ましい。そして、フレア光を十分に抑制しつつ、広い捕捉範囲を確保するためには、ＡＦ装置１００は、図６に示すように、条件式（２）を満たすことがより望ましい。
【００３６】
以上のように構成された本実施例に係るＡＦ装置１００、及び、ＡＦ装置１００を備える顕微鏡装置１０によれば、十分な広さの捕捉範囲を確保しつつ、フレア光が発生する対物レンズを用いた場合であっても合焦状態を検出することができる。
【００３７】
なお、図１では、ＡＦ装置１００を備えた装置として顕微鏡装置１０を例示したが、ＡＦ装置１００は対物レンズを備えた標本観察装置全般に利用することができる。ただし、以下の理由から、生物系顕微鏡装置への適用が特に効果的である。
【００３８】
まず１点目は、生物系顕微鏡装置では、フォーカス対象となる面でのＡＦ光の反射率が低いため、わずかなフレア光であっても合焦状態の検出の妨げとなり得るからである。この点に関して、ＡＦ装置１００によれば、対物レンズやオートフォーカス光学系でフレア光が発生したとしても、２分割ＰＤ１１７で検出される前に十分に排除することができるため、合焦状態を検出することが可能である。
【００３９】
２点目は、生物系顕微鏡では、マルチウェルプレートを用いた多点タイムラプス観察など、オートフォーカスの対象となる面の高さが変化しやすい観察が行われることが多く、コンティニュアスＡＦ機能が使用される機会も多いからである。この点に関して、ＡＦ装置１００によれば、広い捕捉範囲を実現することができるため、コンティニュアスＡＦ機能を使用して合焦状態を安定的に維持することができる。
【００４０】
また、以上では、所定の開口径を有する絞り１１６が結像レンズ１１４と２分割ＰＤ１１７の受光面の間の所定の位置に固定されているものとして説明したが、絞り１１６は開口径が変更可能に構成されていてもよい。また、絞り１１６は、結像レンズ１１４と２分割ＰＤ１１７の受光面の間で、オートフォーカス光学系の光軸に沿って移動自在に配置されていてもよい。顕微鏡装置１０で使用する対物レンズを変更する際に、対物レンズに応じて絞り１１６の開口径や位置を調整してもよい。さらに、図１に示すように、絞り１１６の開口径とは異なる開口径を有する開口が形成された絞り１１６ａが設けられていて、絞り１１６が絞り１１６ａと交換自在に配置されていてもよい。
【実施例２】
【００４１】
図７は、本実施例に係る顕微鏡装置２０の構成を例示した図である。顕微鏡装置２０は、ＡＦ装置１００の代わりにＡＦ装置２００を備えている点が、顕微鏡装置１０と異なっている。その他の点は、顕微鏡装置１０と同様である。
【００４２】
ＡＦ装置２００は、結像レンズ１１４と２分割ＰＤ１１７の間にリレー光学系１２０を備える点、及び、絞り１１６の代わりに絞り１１８及び絞り１１９を備える点が、ＡＦ装置１００とは異なっている。その他の点は、ＡＦ装置１００と同様である。
【００４３】
リレー光学系１２０は、結像レンズ１１４の焦点面（中間結像位置Ｐ１）を２分割ＰＤ１１７の受光面に投影するように構成されている。即ち、顕微鏡装置１０では、結像レンズ１１４の焦点面上に２分割ＰＤ１１７が配置されているのに対して、顕微鏡装置２０では、結像レンズ１１４の焦点面と共役な面に２分割ＰＤ１１７が配置されている。
【００４４】
絞り１１８及び絞り１１９は、ＡＦ装置１００の絞り１１６と同様に、２分割ＰＤ１１７へ入射するフレア光の光量を抑制するための遮光部材である。また、結像レンズ１１４の光軸を中心とした開口が形成されている点も絞り１１６と同様である。さらに、絞り１１８及び絞り１１９は、それぞれ少なくとも条件式（１）を満たし、より望ましくは条件式（２）を満たすような開口径を有している。なお、絞り１１８は、正規光が収斂光束である結像レンズ１１４と結像レンズ１１４の焦点面の間に配置されているのに対して、絞り１１９は、正規光が発散光束である結像レンズ１１４の焦点面とリレー光学系１２０の間に配置されている。
【００４５】
以上のように構成されたＡＦ装置２００及び顕微鏡装置２０によっても、実施例１に係るＡＦ装置１００及び顕微鏡装置１０と同様に、十分な広さの捕捉範囲を確保しつつ、フレア光が発生する対物レンズを用いた場合であっても合焦状態を検出することができる。
【００４６】
なお、図７では、絞り１１８と絞り１１９が示されているが、ＡＦ装置２００は、絞り１１８と絞り１１９のいずれか一方のみを有してもよい。また、絞り１１８及び絞り１１９の代わりに、リレー光学系１２０と２分割ＰＤ１１７の受光面との間に、少なくとも条件式（１）を、より望ましくは条件式（１）及び条件式（２）を満たす絞りを有してもよい。
【００４７】
上述した各実施例は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。ＡＦ装置及び標本観察装置は、特許請求の範囲により規定される本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。この明細書で説明される個別の実施例の文脈におけるいくつかの特徴を組み合わせて単一の実施例としてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０、２０・・・顕微鏡装置
１１・・・ステージ
１２・・・標本保持部材
１３・・・対物レンズ
１４・・・ダイクロイックミラー
１００、２００・・・ＡＦ装置
１０１・・・ＬＤ
１０２・・・モニタＰＤ
１０３・・・ハーフミラー
１０４・・・コリメータレンズ
１０５・・・開口絞り
１０６、１１５・・・ミラー
１０７、１１３・・・遮光板
１０８・・・ＰＢＳ
１０９・・・レンズ
１１０・・・オフセットレンズ
１１１・・・１／４λ板
１１２・・・ＢＰＦ
１１４・・・結像レンズ
１１６、１１６ａ、１１８、１１９・・・絞り
１１７・・・２分割ＰＤ
１１７ａ、１１７ｂ・・・ＰＤ
１２０・・・リレー光学系
Ｓ・・・標本
Ｐ１・・・中間結像位置
ＰＰ・・・瞳面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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