(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を観察するいずれか１つの検鏡法に切り替える検鏡法切り替え機構と、
対物レンズを介して結像される前記被写体の光像を検出してその電気信号に変換出力する蓄積型の光電変換素子と、
前記光電変換素子の出力信号を増幅するオートゲインコントロールと、
前記オートゲインコントロールにより増幅された前記光電変換素子の出力信号に基づいて前記被写体と前記対物レンズとの相対距離を可変して合焦動作を行う合焦動作手段と、
前記検鏡法切り替え機構により前記検鏡法が切り替えられたときの前記被写体に対する照明状態によって前記検鏡法を識別する検鏡法識別手段と、
前記検鏡法に応じて前記光電変換素子の蓄積時間の制御範囲を変化させる蓄積時間制限手段と、
前記検鏡法に応じて前記オートゲインコントロールのゲインの制御範囲を変化させるゲイン制限手段と、
を具備し、
前記検鏡法識別手段により前記照明状態から前記被写体の前記光像のコントラスト比が低い前記検鏡法である第１の顕鏡法と識別された場合、前記蓄積時間制限手段は、前記光電変換素子の蓄積時間の制限を解除すると共に、前記ゲイン制限手段は、前記オートゲインコントロールによる前記ゲインの制御範囲を制限する制御を行い、
前記検鏡法識別手段により前記照明状態から前記第１の検鏡法以外で前記被写体の前記光像のコントラスト比が前記第１の顕鏡法でのコントラスト比よりも大きい前記検鏡法である第２の検鏡法と識別された場合、前記蓄積時間制限手段は、前記光電変換素子の蓄積時間の制御範囲を制限すると共に、前記ゲイン制限手段は、前記オートゲインコントロールによる前記ゲインの制限を解除する制御を行う、
ことを特徴とする顕微鏡用自動焦点検出装置。
【請求項２】
前記検鏡法識別手段は、前記検鏡法切り替え機構によって切り替えられる前記第１の検鏡法と前記第２の検鏡法との各光源の点灯又は消灯の状態を検出することによって前記第１の検鏡法と前記第２の検鏡法とを識別することを特徴とする請求項１記載の顕微鏡用自動焦点検出装置。
【請求項３】
前記第１の検鏡法は、明視野検鏡法、偏光検鏡法又は微分干渉検鏡法のいずれか１つであることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡用自動焦点検出装置。
【請求項４】
前記第２の検鏡法は、蛍光検鏡法であることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡用自動焦点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば明視野検鏡法や蛍光検鏡法に切り替えて被検体の観察を行う顕微鏡に適用した顕微鏡用自動焦点検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カメラに適用される焦点検出装置は、被写体から撮影レンズを通過した光束による入射光を光電変換素子により電気信号に変換し、この電気信号に対して所定の処理を施すことによって撮影レンズの焦点状態を検出することが一般的に行われている。
【０００３】
このような焦点検出の技術として例えば特開昭５７−７２１１４号公報には、光電変換素子から出力される電気信号のダイナミックレンジが小さいことから、処理系のレンジを満たしていないときには、電気信号に処理を施すか又は入射光量を増大させる方法が記載されている。このうち入射光量を一定とした場合には、増幅回路により電気信号を増幅することによりそのダイナミックレンジを処理系のレンジに適合させている。
この場合、増幅回路による増幅率は、入射光量により無条件に変化するため、増幅率が高くなるとともにＳＮ比が小さくなってしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術のように被写体の輝度により光電変換素子から出力される電気信号を処理系のレンジに一致するように増幅回路により増幅を行うと、例えば顕微鏡の焦点検出装置に適用した場合に不利となることがある。
【０００５】
すなわち、顕微鏡では、検鏡法として明視野検鏡法、偏光検鏡法及び微分干渉検鏡法があるが、これら検鏡法の場合に通常用いる標本は明暗がはっきりしておらず、処理系に入力する光電変換素子からの電気信号のＳＮ比が低下し、合焦精度が低くなる虞がある。
【０００６】
合焦精度を維持するためには、処理系に入力される電気信号のＳＮ比を高めることが不可欠な要因であるが、上記技術のように処理系に入力する電気信号のダイナミックレンジが処理系のダイナミックレンジに対して小さい場合、処理系のダイナミックレンジに一致するようにオートゲインコントロール（以下、ＡＧＣと称する）により電気信号の増幅を行うと、このゲインの増大に伴って電気信号に含まれるノイズの比率も増大する。
【０００７】
このようなノイズ比率の増大は、光電変換素子から出力される電気信号に含まれるノイズによる合焦位置の精度の低下を招き、そのために上記技術を明視野検鏡法、偏光検鏡法又は微分干渉検鏡法を用いた顕微鏡に適用すると、不利となる。
【０００８】
一方、特開平４−３２６３１６号公報には、明視野検鏡法と蛍光検鏡法とを可能とする顕微鏡用写真撮影装置が記載されているが、このうち例えば蛍光検鏡法の顕微鏡では、通常用いられている被写体の特性から被写体の明暗ははっきりしているので、被写体の明るいところすなわち蛍光部分に合焦する場合にはＳＮ比が高いので、光電変換素子から出力される電気信号のＡＧＣのゲインを高くしても合焦精度の低下は発生しにくい。このような場合、ＡＧＣにのるノイズの影響は、明視野検鏡法に比べて小さい。
【０００９】
しかしながら、蛍光検鏡法では、被写体の褪色性から迅速な合焦速度が求められるので、光電変換素子からの出力タイミング（蓄積時間）を明視野検鏡法に合わせ、かつ自動焦点検出のために処理系のダイナミックレンジに光電変換素子からの電気信号のレンジを適合した場合、蛍光検鏡法を用いて観察を行うには、光電変換素子からの出力タイミングが長すぎる。
【００１０】
このため、明視野検鏡用の光電変換素子を蛍光顕微鏡に適用した場合、焦点検出時間が長くなり、不利となる。
ところが、蛍光検鏡法で最適とした光電変換素子の出力タイミングを明視野検鏡法に適用すると、焦点検出時間は短くなるが、自動焦点検出のために処理系のダイナミックレンジに光電変換素子から出力される電気信号のレンジを適合させる場合には、増幅回路による増幅率の増大に伴い電気信号に含まれるノイズの比率が増大し、不利となる。
そこで本発明は、各種検鏡法に応じて合焦時間及び合焦精度を最適化できる顕微鏡用自動焦点検出装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１によれば、被写体を観察するいずれか１つの検鏡法に切り替える検鏡法切り替え機構と、対物レンズを介して結像される被写体の光像を検出してその電気信号に変換出力する蓄積型の光電変換素子と、光電変換素子の出力信号を増幅するオートゲインコントロールと、オートゲインコントロールにより増幅された光電変換素子の出力信号に基づいて被写体と対物レンズとの相対距離を可変して合焦動作を行う合焦動作手段と、検鏡法切り替え機構により検鏡法が切り替えられたときの被写体に対する照明状態によって検鏡法を識別する検鏡法識別手段と、検鏡法に応じて光電変換素子の蓄積時間の制御範囲を変化させる蓄積時間制限手段と、検鏡法に応じて前記オートゲインコントロールのゲインの制御範囲を変化させるゲイン制限手段とを具備し、検鏡法識別手段により照明状態から被写体の前記光像のコントラスト比が低い検鏡法である第１の顕鏡法と識別された場合、蓄積時間制限手段は、光電変換素子の蓄積時間の制限を解除すると共に、ゲイン制限手段は、オートゲインコントロールによるゲインの制御範囲を制限する制御を行い、検鏡法識別手段により照明状態から第１の検鏡法以外で被写体の光像のコントラスト比が第１の顕鏡法のコントラスト比よりも大きい検鏡法である第２の検鏡法と識別された場合、蓄積時間制限手段は、光電変換素子の蓄積時間の制御範囲を制限すると共に、ゲイン制限手段は、オートゲインコントロールによるゲインの制限を解除する制御を行う顕微鏡用自動焦点検出装置である。
【００１２】
請求項２によれば、検鏡法識別手段は、検鏡法切り替え機構によって切り替えられる第１の検鏡法と第２の検鏡法との各光源の点灯又は消灯の状態を検出することによって第１の検鏡法と第２の検鏡法とを識別する。
【００１３】
請求項３によれば、第１の検鏡法は、明視野検鏡法、偏光検鏡法又は微分干渉検鏡法のいずれか１つである。
請求項４によれば、第２の検鏡法は、蛍光検鏡法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は顕微鏡用自動焦点検出装置を適用した顕微鏡の全体構成図である。
ステージ１上には、被写体Ｓである標本が載置されている。このステージ１は、駆動回路２の駆動によって対物レンズ３の光軸方向（イ）に昇降する構成となっている。なお、このステージ１には、光路用開口部１ａが形成されている。
【００１５】
被写体Ｓに対する明視野検鏡法と蛍光検鏡法とを行うために、明視野検鏡用の透過用光源４と蛍光検鏡用の蛍光光源５とが備えられている。
このうち透過用光源４から放射される透過照明光の光路上には、レンズ６及びミラー７が配置され、さらにこのミラー７の反射光路上にレンズ８が配置されている。
【００１６】
又、蛍光光源５は、例えば紫外線ランプであり、この蛍光光源５から放射される蛍光照明光の光路上には、各レンズ９、１０及びキューブ１１が配置され、このキューブ１１の反射光路上に上記対物レンズ３が配置されている。
【００１７】
これら透過用光源４又は蛍光光源５のいずれかの光源によって得られる被写体Ｓからの光束の光路上には、対物レンズ３、キューブ１１、光路分岐部材１２、ミラー１３及び結像レンズ１４が配置されている。
【００１８】
このうち光路分岐部材１２は、被写体Ｓからの光束を結像レンズ１４側と接眼レンズ１５側との２光路に分岐する光学部材である。
結像レンズ１４の光路上には、分割プリズム１６を介してＣＣＤセンサ１７が配置されている。分割プリズム１６は、入射した光束を２分割し、結像レンズ１４の出射面からＣＣＤセンサ１７の受光面に至るまでの光路長を異ならして２つの光束が平行な状態でＣＣＤセンサ１７の受光面に入射させる光学部材である。そして、結像レンズ１４を含む結像光学系の予定結像面に対する前後の光学系に共役な位置、すなわち前側共役面と後側共役面とにＣＣＤセンサ１７の受光面を一致させている。
【００１９】
このＣＣＤセンサ１７は、タイミングジャネレータ１８から出力される読み出しタイミング信号を受けて、被写体像（被写体Ｓの像）の入射光量（前ピン像、後ピン像）と蓄積時間に応じた電圧を持つアナログの電気信号を出力する機能を有している。
【００２０】
このＣＣＤセンサ１７の出力端子には、アナログ処理部１９を介してＡＧＣ２０、Ａ／Ｄ変換器２１、メモリ２２が接続されている。
このうちアナログ処理部１９は、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号に対して前ピン像、後ピン像とで別々にフィルタ処理等のアナログ処理を施す機能を有している。
【００２１】
メモリ２２には、Ａ／Ｄ変換器２１によりディジタル化された電気信号（以下、ディジタル信号と称する）が前ピン像、後ピン像とで別々に格納されるものとなっている。
【００２２】
演算回路２３は、メモリ２２に格納されている被写体像の前ピン像と後ピン像との各ディジタル信号を読み出し、これらディジタル信号を用いて前ピン像と後ピン像との各コントラスト値を算出し、かつこれらコントラスト値から被写体Ｓの合焦度を示すデフォーカス量を算出してＣＰＵ２４に送出する機能を有している。
【００２３】
一方、光路検出器２５は、被写体Ｓを観察する場合、蛍光用光源５の点灯又は消灯の状態によって、透過用光源４又は蛍光用光源５のいずれかを用いているかを検出して検鏡法を識別し、その識別した検鏡法をＣＰＵ２４に知らせる検鏡法識別手段としての機能を有している。
【００２４】
ＣＰＵ２４は、Ａ／Ｄ変換器２１からのディジタル信号を取り込み、被写体像の電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合しているかを監視し、被写体像の電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合していない場合、ＣＣＤセンサ１７での電荷蓄積時間をレンジに適合する電荷蓄積時間とする命令をタイミングジェネレータ１８に送信し、かつＡＧＣ２０のゲインをレンジに適合するゲインとする命令をＡＧＣ２０に送信する機能を有している。
【００２５】
この場合、ＣＰＵ２４は、光路検出器２５により識別された検鏡法に応じてＣＣＤセンサ１７の蓄積時間の制御範囲を変化させる、すなわち明視野検鏡法と識別された場合、ＣＣＤセンサ１７の蓄積時間の制限を解除する蓄積時間制御手段としての機能を有している。
【００２６】
又、ＣＰＵ２４は、光路検出器２５により識別された検鏡法に応じてＡＧＣ２０のゲインの制御範囲を変化させる、すなわち蛍光検鏡法と識別された場合、ＡＧＣ２０のゲインの制限を解除するゲイン制限手段としての機能を有している。
【００２７】
又、ＣＰＵ２４は、演算回路２３により算出されたディフォーカス量を受け、このディフォーカス量に基づいて被写体Ｓの合焦位置へ移動させるためのステージ１の移動量及び移動方向の信号を算出して駆動回路２に送信する機能を有している。
【００２８】
なお、ＣＰＵ２４には、外部コントローラ２６が接続され、例えば自動焦点検出の開始信号がＣＰＵ２４に入力するものとなっている。
次に上記の如く構成された装置の作用について図２及び図３に示す合焦制御フローチャートに従って説明する。
(a) 明視野検鏡法の場合
外部コントローラ２６からＣＰＵ２４に自動焦点検出の信号が入力すると、ＣＰＵ２４は、ステップ＃１において自動焦点検出を開始し、次のステップ＃２において光路検出器２５による検鏡法の識別結果を受けて明視野検鏡法であるか否かを判断する。
【００２９】
明視野検鏡法の場合、透過用光源４が点灯し、蛍光用光源５が消灯するので、光路検出器２５は、蛍光用光源５の消灯から明視野検鏡法であることを識別し、その識別結果をＣＰＵ２４に送信する。
【００３０】
従って、ＣＰＵ２４は、ステップ＃２において光路検出器２５の識別結果から明視野検鏡法と判断し、次のステップ＃３においてＡＧＣ２０のゲインをノイズの増大を抑える比較的低倍に制限し、かつ次のステップ＃４においてＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間の制限を解除する。
【００３１】
このように明視野検鏡法の場合、透過用光源４から放射された透過照明光は、レンズ６からミラー７で反射し、レンズ８を通して被写体Ｓに照射される。
このときの被写体Ｓからの光束は、対物レンズ３、キューブ１１を通って光路分岐部材１５に入射し、ここで光束の一部が接眼レンズ１５に分岐される。さらに光路分岐部材１５を透過した光束は、ミラー１３で反射して結像レンズ１４に導かれる。
【００３２】
この結像レンズ１４を透過した光束は、分割プリズム１６で２光路に分岐され、これら２つの光束が平行な状態でＣＣＤセンサ１７の受光面に入射する。ここで、結像レンズ１４の出射面からＣＣＤセンサ１７の受光面に至るまでの光路長が異なり、かつ結像レンズ１４を含む結像光学系の予定結像面に対する前後の光学系に共役な位置、すなわち前側共役面と後側共役面とにＣＣＤセンサ１７の受光面が一致しているので、ＣＣＤセンサ１７に予定結像面から共役な２位置に被写体像（前ピン像、後ピン像）が投影される。これらの２つの被写体像は、合焦位置になったときに同一形状となる。
【００３３】
このＣＣＤセンサ１７は、投影された前ピン像、後ピン像の入射光量と電荷蓄積時間に応じた電圧を持つアナログの電気信号を出力する。
このＣＣＤセンサ１７から出力された電気信号は、アナログ処理部１９により前ピン像、後ピン像とで別々にフィルタ処理等のアナログ処理が施され、Ａ／Ｄ変換器２１によりディジタル化されて前ピン像、後ピン像とで別々にメモリ２２に格納される。
【００３４】
演算回路２３は、メモリ２２に格納された被写体像の前ピン像と後ピン像との各ディジタル信号を読み出し、これらディジタル信号を用いて前ピン像と後ピン像との各コントラスト値を算出し、かつこれらコントラスト値から被写体Ｓの合焦度を示すデフォーカス量を算出してＣＰＵ２４に送出する。
【００３５】
次にＣＰＵ２４は、ステップ＃５において、ＣＣＤセンサ１７の前ピン像と後ピン像とのアナログの電気信号を読み込み、次のステップ＃６においてＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合しているか否かをチェックする。
【００３６】
このチェックの結果、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合していなければ、ＣＰＵ２４は、ステップ＃７に移って、ＣＣＤセンサ１７での電荷蓄積時間をレンジに適合する電荷蓄積時間とする命令をタイミングジェネレータ１８に送信し、次のステップ＃８でＡＧＣ２０のゲインをレンジに適合するゲインとする命令をＡＧＣ２０に送信する。
【００３７】
このようなＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間とＡＧＣ２０のゲインの制御は、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合するまで繰り返される。
【００３８】
そして、ダイナミックレンジに適合すると、ＣＰＵ２４は、ステップ＃６から＃９に移り、演算回路２３により算出されたデフォーカス量を受けて合焦か否かをチェックし、非合焦と判断した場合には、ステップ＃１０に移り、ディフォーカス量に基づいて被写体Ｓの合焦位置へ移動させるためのステージ１の移動量及び移動方向の信号を算出して駆動回路２に送信する。そして、この動作が合焦と判断されるまで繰り返される。
【００３９】
このとき、ＡＧＣ２０のゲインの制御範囲が制限されているので、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号をアナログ処理部１９のダイナミックレングに適合させるために、ＡＧＣ２０のみならずＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間の制御を行うことで、Ａ／Ｄ変換器２１に入力する電気信号のＳＮ比が大きくなる。
(b) 蛍光検鏡法の場合
上記ステップ＃１において、検鏡法が蛍光検鏡法と認識されると、ＣＰＵ２４は、ステップ＃２からステップ＃１１に移り、ＣＣＤセンサ１７の最大蓄積時間を明視野検鏡法の最大蓄積時間よりも所定量だけ短く制限し、かつ次のステップ＃１２においてＡＧＣ２０のゲインの制限を解除する。
【００４０】
このように蛍光検鏡法の場合、蛍光用光源５から放射された蛍光照明光は、各レンズ９、１０からキューブ１１で反射し、対物レンズ３を通して被写体Ｓに照射される。
【００４１】
このときの被写体Ｓからの光束は、上記同様に、対物レンズ３、キューブ１１、光路分岐部材１５を透過し、ミラー１３で反射して結像レンズ１４に導かれる。そして、この結像レンズ１４を透過した光束は、分割プリズム１６で２光路に分岐され、これら２つの光束が平行な状態でＣＣＤセンサ１７の受光面に入射する。
【００４２】
このＣＣＤセンサ１７は、投影された前ピン像、後ピン像の入射光量と電荷蓄積時間に応じた電圧を持つアナログの電気信号を出力する。
このＣＣＤセンサ１７から出力された電気信号は、アナログ処理部１９により前ピン像、後ピン像とで別々にフィルタ処理等のアナログ処理が施され、Ａ／Ｄ変換器２１によりディジタル化されて前ピン像、後ピン像とで別々にメモリ２２に格納される。
【００４３】
演算回路２３は、メモリ２２に格納された被写体像の前ピン像と後ピン像との各ディジタル信号を読み出し、これらディジタル信号を用いて前ピン像と後ピン像との各コントラスト値を算出し、かつこれらコントラスト値から被写体Ｓの合焦度を示すデフォーカス量を算出してＣＰＵ２４に送出する。
【００４４】
次にＣＰＵ２４は、ステップ＃１３において、ＣＣＤセンサ１７の前ピン像と後ピン像とのアナログの電気信号を読み込み、次のステップ＃１４においてＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合しているか否かをチェックする。
【００４５】
このチェックの結果、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合していなければ、ＣＰＵ２４は、ステップ＃１５に移って、ＣＣＤセンサ１７での電荷蓄積時間をレンジに適合する電荷蓄積時間とする命令をタイミングジェネレータ１８に送信し、次のステップ＃１６でＡＧＣ２０のゲインをレンジに適合するゲインとする命令をＡＧＣ２０に送信する。
【００４６】
このようなＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間とＡＧＣ２０のゲインの制御は、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号がアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合するまで繰り返される。
【００４７】
そして、ダイナミックレンジに適合すると、ＣＰＵ２４は、ステップ＃１４から＃１７に移り、演算回路２３により算出されたデフォーカス量を受けて合焦か否かをチェックし、非合焦と判断した場合には、ステップ＃１８に移り、ディフォーカス量に基づいて被写体Ｓの合焦位置へ移動させるためのステージ１の移動量及び移動方向の信号を算出して駆動回路２に送信する。そして、この動作が合焦と判断されるまで繰り返される。
【００４８】
このとき、検鏡法が蛍光検鏡法の場合、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号をアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合させる際、ＣＣＤセンサ１７の最大蓄積時間を明視野検鏡法の最大蓄積時間に対して制限を行っているので、ＡＧＣ２０のゲインは、明視野検鏡法の場合よりも高倍まで必要とされる場合もあり得る。
【００４９】
従って、ＣＣＤセンサ１７の最大蓄積時間が短くても、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号をアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合させ得るだけのＡＧＣ２０のゲインの大きさが必要となる。
【００５０】
又、ＡＧＣ２０のゲインの制限の解除を行うと、蛍光検鏡法の場合、明視野検鏡法に比べてコントラスト比が大きいために自動焦点検出精度の低下は最小限に抑えられる上、自動焦点検出時間が短くなる。
【００５１】
例えば、合焦時間をｔ、明視野検鏡法でのＣＣＤセンサ１７の蓄積時間をＴint とすると、明視野検鏡法で用いる標本と同程度の輝度を持った蛍光標本に対して１／ｎの蓄積時間により合焦処理をすると、蛍光検鏡法での合焦時間ｔは、
ｔ＝Ｗ＋Ｔint ／ｎ                                            …(1)
となる。ここで、Ｗは処理系での処理時間を示しており検鏡法によらずほぼ一定である。
【００５２】
これにより、蛍光検鏡法における最も重要な自動焦点検出性能である自動焦点検出時間が短くなる。なお、この場合、ＡＧＣ２０の制御範囲ｄＧは、明視野検鏡時のそれをＲとすると、
ｄＧ＝ｎＲ                                                    …(2)
となる。
【００５３】
このように上記一実施の形態においては、光路検出器２５により識別された検鏡法、例えば明視野検鏡法と識別された場合、ＣＣＤセンサ１７の蓄積時間の制限を解除するとともにＡＧＣ２０のゲインの制御範囲を制限するので、ＣＣＤセンサ１７から出力される電気信号をアナログ処理部１９のダイナミックレンジに適合させるために、ＡＧＣ２０のみならずＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間の制御を行うことで、Ａ／Ｄ変換器２１に入力する電気信号のＳＮ比を大きくでき、明視野検鏡時における最も重要な自動焦点検出性能である自動焦点検出精度を向上できる。
【００５４】
このようなＣＣＤセンサ１７の蓄積時間の制限を解除するとともにＡＧＣ２０のゲインの制御範囲を制限する制御は、明視野検鏡法に限らず、通常用いる被写体Ｓの明暗のはっきりしない検鏡法、例えば偏光検鏡法や微分干渉検鏡法に適用しても同様な効果を得ることができる。
【００５５】
又、蛍光検鏡法と識別された場合、ＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間を制限するとともにＡＧＣ２０のゲインの制限を解除するようにしたので、蛍光検鏡法の場合、明視野検鏡法に比べてコントラスト比が大きいために自動焦点検出精度の低下は最小限に抑えられる上、自動焦点検出時間が短くなる。
【００５６】
このようなＣＣＤセンサ１７の電荷蓄積時間を制限するとともにＡＧＣ２０のゲインの制限を解除する制御は、蛍光検鏡法に限らず、通常用いる被写体Ｓの明暗のはっきりしている検鏡法に適用しても同様な効果を得ることができる。
【００５７】
なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよい。
例えば、上記一実施の形態では顕微鏡に適用した場合について説明したが、自動焦点検出を行うカメラ等に適用してもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、被写体の光像のコントラスト比が低い明視野検鏡法等の第１の検鏡法の場合、光電変換素子の蓄積時間の制限を解除するとともにオートゲインコントロールのゲインの制御範囲を制限することで、光電変換素子から出力される電気信号のＳＮ比を大きくでき、第１の検鏡法である明視野検鏡時における最も重要な自動焦点検出性能である自動焦点検出精度を向上でき、かつ被写体の光像のコントラスト比が第１の検鏡法のコントラスト比よりも大きい蛍光検鏡法等の第２の検鏡法の場合、光電変換素子の電荷蓄積時間を制限するとともにオートゲインコントロールのゲインの制限を解除することで、明視野検鏡法に比べてコントラスト比が大きいために自動焦点検出精度の低下は最小限に抑えられる上、自動焦点検出時間が短くでき、これにより各種検鏡法に応じて合焦時間及び合焦精度を最適化できる顕微鏡用自動焦点検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる顕微鏡用自動焦点検出装置を適用した顕微鏡の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】同装置の明視野検鏡法の場合の合焦制御フローチャート。
【図３】同装置の蛍光検鏡法の場合の合焦制御フローチャート。
【符号の説明】
１…ステージ、
Ｓ…被写体、
２…駆動回路、
３…対物レンズ、
４…透過用光源、
５…蛍光光源、
１４…結像レンズ、
１６…分割プリズム、
１７…ＣＣＤセンサ、
１８…タイミングジャネレータ、
１９…アナログ処理部、
２０…ＡＧＣ（オートゲインコントロール）、
２１…Ａ／Ｄ変換器、
２２…メモリ、
２３…演算回路、
２４…ＣＰＵ、
２５…光路検出器。
【図１】
0004166297.tif 000002
【図２】
0004166297.tif 000003
【図３】
0004166297.tif 000004