(57)【要約】      （修正有）【課題】好適な焦点調節が可能な焦点調節装置及び顕微鏡装置を提供する。【解決手段】対物レンズの焦点位置と透過物体の結像位置との光軸方向のズレを示す第１デフォーカス信号を生成する第１検出手段と、複数の反射面のうち少なくとも１つの反射面に関して、パターン像の横ずれ方向において、合焦時の前記パターン像の受光量を等分する焦点検出用受光素子上の基準位置をあらかじめ記憶し、前記焦点検出用受光素子の出力信号と基準位置とに基づいて、複数の反射面のうち所望の面に対して焦点調節が行われているか否かを判定する判定手段と、前記第１デフォーカス信号の良否を示す第１の評価値を監視し、その評価値が第１の閾値を上回り、かつ、前記判定手段により前記所望の面に対して焦点調節が行われていると判定すると、前記第１デフォーカス信号に基づき前記対物レンズと前記透過物体との間隔調節を行う調節手段とを備える。【選択図】図１
2009116271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の反射面を有する透過物体に対する焦点調節を行う焦点調節装置であって、
対物レンズの瞳の一部を介して前記透過物体へパターンを投影するパターン投影手段と、
前記透過物体から反射されたパターン像を受光するライン状の複数の焦点検出用受光素子を備える第１受光手段と、
前記第１受光手段の出力に基づいて、前記パターン像の横ずれ量を求め、前記横ずれ量に基づいて、前記対物レンズの焦点位置と前記透過物体の結像位置との光軸方向のズレを示す第１デフォーカス信号を生成する第１検出手段と、
前記複数の反射面のうち少なくとも１つの反射面に関して、前記パターン像の横ずれ方向において、合焦時の前記パターン像の受光量を等分する前記焦点検出用受光素子上の基準位置をあらかじめ記憶し、前記焦点検出用受光素子の出力信号と前記基準位置とに基づいて、前記複数の反射面のうち所望の面に対して焦点調節が行われているか否かを判定する判定手段と、
前記第１デフォーカス信号の良否を示す第１の評価値を監視し、その評価値が第１の閾値を上回り、かつ、前記判定手段により前記所望の面に対して焦点調節が行われていると判定すると、前記第１デフォーカス信号に基づき前記対物レンズと前記透過物体との間隔調節を行う調節手段と
を備えたことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記透過物体から反射されたパターン像を受光するライン状の複数の焦点検出用受光素子を備える第２受光手段と、
前記第２受光手段により受光した前記パターン像のコントラスト量に基づいて、前記対物レンズの焦点位置と前記透過物体の結像位置との光軸方向のズレを示す第２デフォーカス信号を生成する第２検出手段とをさらに備え、
前記調節手段は、前記第１デフォーカス信号と前記第２デフォーカス信号との少なくとも一方に基づき前記間隔調節を行う
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項３】
請求項２に記載の焦点調節装置において、
前記調節手段は、
前記第１の評価値が前記第１の閾値を上回り、かつ、前記判定手段により前記所望の面に対して焦点調節が行われていないと判定される場合には、前記第１デフォーカス信号に基づいて前記間隔調節を行い、
前記第１の評価値が前記第１の閾値を上回り、かつ、前記判定手段により前記所望の面に対して焦点調節が行われていると判定され、かつ、前記第２デフォーカス信号の良否を示す第２の評価値が前記第２の閾値を上回る場合には、前記第２デフォーカス信号に基づいて前記間隔調節を行う
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項４】
請求項２に記載の焦点調節装置において、
前記調節手段は、
前記第２デフォーカス信号の良否を示す第２の評価値が前記第２の閾値を上回る場合には、前記第２デフォーカス信号に基づいて前記間隔調節を行い、
前記第２デフォーカス信号に基づいて合焦状態に近づいたか否かを判定し、前記合焦状態に近づいたと判定すると、前記第１の評価値を監視し、前記第１の評価値が前記第１の閾値を上回り、かつ、前記判定手段により前記所望の面に対して焦点調節が行われていないと判定される場合には、前記判定手段により前記所望の面に対して焦点調節が行われていると判定されるまで前記第１デフォーカス信号に基づいて前記間隔調節を行い、
前記判定手段により前記所望の面に対して焦点調節が行われていると判定されると、前記第２デフォーカス信号に基づいて前記間隔調節を行う
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
請求項２に記載の焦点調節装置において、
前記複数の反射面のうち、何れかの面に合焦した状態で、その面を前記所望の面として指定するユーザ操作をあらかじめ受け付ける受付手段をさらに備え、
前記調節手段は、前記判定手段によって、前記受付手段により指定された前記所望の面に対して焦点調節が行われていないと判定される場合には、前記判定手段により前記所望の面に対して焦点調節が行われていると判定されるまで前記第１デフォーカス信号に基づいて前記間隔調節を行い、
前記判定手段により前記所望の面に対して焦点調節が行われていると判定されると、前記第２デフォーカス信号に基づいて前記間隔調節を行う
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
請求項２に記載の焦点調節装置において、
合焦状態から離れた状態において、前記複数の反射面のうち、前記所望の面が何番目かを指定するユーザ操作をあらかじめ受け付ける受付手段をさらに備え、
前記調節手段は、前記第２デフォーカス信号に基づいて合焦状態に近づいたか否かを判定し、前記合焦状態に近づいたと判定すると、前記合焦状態に近づいた回数をカウントし、そのカウント数が前記受付手段により指定された指定内容に合致すると、前記第２デフォーカス信号に基づいて前記間隔調節を行う
ことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項７】
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から請求項６の何れか１項に記載の焦点調節装置と
を備えたことを特徴とする顕微鏡装置。
【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（特許文献１等を参照）。
【特許文献１】特開２００２−２７７７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ガラスのように複数の反射面（例えば、表面と裏面）を有する透過物体においては、複数の反射面により反射光が発生する。そのため、合焦させたい面に合焦できない場合がある。また、観察場所を変えるべく焦点調節の対象であるガラスなどの物体をＸ
Ｙ方向に移動させた場合に、たわみ、厚さムラ、ステージの平面度等のため簡単に合焦位置がずれ、所望の面でない面に合焦してしまう場合がある。
【０００４】
そこで本発明は、複数の反射面を有する透過物体において好適な焦点調節が可能な焦点調節装置及び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】
【０００５】
本発明の焦点調節装置は、複数の反射面を有する透過物体に対する焦点調節を行う焦点調節装置であって、対物レンズの瞳の一部を介して前記透過物体へパターンを投影するパターン投影手段と、前記透過物体から反射されたパターン像を受光するライン状の複数の焦点検出用受光素子を備える第１受光手段と、前記第１受光手段の出力に基づいて、前記パターン像の横ずれ量を求め、前記横ずれ量に基づいて、前記対物レンズの焦点位置と前記透過物体の結像位置との光軸方向のズレを示す第１デフォーカス信号を生成する第１検出手段と、前記複数の反射面のうち少なくとも１つの反射面に関して、前記パターン像の横ずれ方向において、合焦時の前記パターン像の受光量を等分する前記焦点検出用受光素子上の基準位置をあらかじめ記憶し、前記焦点検出用受光素子の出力信号と前記基準位置とに基づいて、前記複数の反射面のうち所望の面に対して焦点調節が行われているか否かを判定する判定手段と、前記第１デフォーカス信号の良否を示す第１の評価値を監視し、その評価値が第１の閾値を上回り、かつ、前記判定手段により前記所望の面に対して焦点調節が行われていると判定すると、前記第１デフォーカス信号に基づき前記対物レンズと前記透過物体との間隔調節を行う調節手段とを備える。
【０００６】
本発明の顕微鏡装置は、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上述した焦点調節装置とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の反射面を有する透過物体において好適な焦点調節が可能な焦点調節装置及び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】
【０００８】
以下、本発明の焦点調節装置の実施形態を説明する。
【０００９】
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ド型の焦点調節装置である。
【００１０】
先ず、スリット投影方式の焦点検出光学系を説明する。図１においてＬＥＤ７は、スリット投影方式用の赤外光を発する。以下、この赤外光を「スリット投影方式のＡＦ光」という。ＬＥＤ７から発せられたスリット投影方式の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、標本２、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、３分割プリズム１８を順に経由してから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へ個別に入射する。
【００１１】
このうち３分割プリズム１８は、入射したスリット投影方式のＡＦ光を第１の半透過面１９において２つの光に分岐し、分岐後の一方の光を第２の半透過面２０において２つの光に分岐し、分岐後の一方の光を反射面２１において反射する。したがって、ラインセンサ２２へ入射するまでに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。
【００１２】
なお、ここでは光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの検出に１つのラインセンサ２２を共用したが、光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを個別に検出する３つのラインセンサを使用しても良い。また、ラインセンサの代わりに撮像素子を使用しても良い。
【００１３】
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、スリット投影方式の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で反射したスリット投影方式の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。以下、この赤外像を「スリット像」という。このスリット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。
【００１４】
また、瞳マスク１０は、光軸を含む平面でスリット投影方式の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、スリット投影方式のＡＦ光は第１対物レンズ３を往復する際、往路と復路とで第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スリット像は、第１対物レンズ３のデフォーカス量（第１対物レンズ３の焦点位置と標本面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（好ましくは領域２２ａ）に形成されるスリット像の横ずれ量から、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２２ａに形成されるスリット像の重心位置は、予め測定されているものとする。
【００１５】
次に、コントラスト検出方式の焦点検出光学系を説明する。図１においてＬＥＤ１４は、コントラスト検出方式用の赤外光を発する。以下、この赤外光を「コントラスト検出方式のＡＦ光」という。ＬＥＤ１４から発せられたコントラスト検出方式のＡＦ光は、スリット板１３、コレクタレンズ１２、ハーフミラー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、標本２、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、３分割プリズム１８を順に経由してから、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へ個別に入射する。つまり、コントラスト検出方式の焦点検出光学系は、ハーフミラー１６、第２対物レンズ１７、３分割プリズム１８、ラインセンサ２２を、スリット投影方式の焦点検出光学系と共用している。
【００１６】
ここで、上述したスリット板１３の中央には、図１（ｂ）に示すとおり１８本のスリット開口が形成されている。よって、コントラスト検出方式のＡＦ光は、標本面２ａの近傍にストライプ状の赤外像を形成する。また、このとき標本面２ａで反射したコントラスト検出方式のＡＦ光は、ラインセンサ２２の領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々にストライプ状の赤外像を形成する。以下、この赤外像を「ストライプ像」という。このストライプ像のピッチ方向と、ラインセンサ２２のライン方向とは、互いに交差する。
【００１７】
但し、光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの間には光路差が付与されているので、光Ｌａによるストライプ像と、光Ｌｂによるストライプ像と、光Ｌｃによるストライプ像の形成位置は、光軸方向にずれる。例えば、図１に示すとおり光Ｌｂによるストライプ像がラインセンサ２２上に存在するときには、光Ｌａによるストライプ像はラインセンサ２２の後ろ側に形成され、光Ｌｃによるストライプ像はラインセンサ２２の前側に形成される。したがって、ラインセンサ２２の領域２２ａに形成されるストライプ像と、領域２２ｂに形成されるストライプ像と、領域２２ｃに形成されるストライプ像との間では、ボケの程度（つまりコントラスト）が互いに異なる。
【００１８】
また、これらストライプ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ストライプ像のコントラストの大小関係（好ましくは領域２２ａ，２２ｃに形成されるストライプ像のコントラストの大小関係）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。
【００１９】
なお、スリット板１３に形成されるスリット開口の本数、つまりストライプ像のストライプ本数は、標本２の持つパターンに応じて変えることができる。また、３分割プリズム１８の半透過面１９の反射率、半透過面２０の反射率、反射面２１の反射率の組み合わせは、３つの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの光量が略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によるストライプ像がラインセンサ２２上に形成されるよう予め調整されている。
【００２０】
以上の焦点調節装置において、ＣＰＵ２４は、ＬＥＤ切替部２６を介してスリット投影方式の光源であるＬＥＤ７と、コントラスト検出方式の光源であるＬＥＤ１４との切り替え制御を行うことができる。ＬＥＤ７の方が点灯している期間には、スリット投影方式のスリット像が形成されるので、ラインセンサ２２の出力信号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可能となる。一方、ＬＥＤ１４の方が点灯している期間には、コントラスト検出方式のストライプ像が形成されるので、ラインセンサ２２の出力信号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可能となる。以下、スリット投影方式の光源が点灯される状態を「スリット投影モード」といい、コントラスト検出方式の光源が点灯される状態を「コントラスト検出モード」という。
【００２１】
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ＣＰＵ２４へ与える。ＣＰＵ２４は、与えられた信号に基づきスリット投影方式又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動駆動部（パルスモータなど）２５へ指定する。上下動駆動部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、その上下動駆動部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。
【００２２】
また、ＣＰＵ２４は、ＬＥＤ切替部２６を介してＬＥＤ７の光量と、ＬＥＤ１４の光量とをそれぞれ制御することもでき、ラインセンサ２２の電荷蓄積時間（走査時間）を必要に応じて切り替えることもできる。
【００２３】
次に、スリット投影モードにおける信号処理部２３及びＣＰＵ２４の信号生成動作を説明する。
【００２４】
図２，図３，図４は、スリット投影モードにおける信号生成動作を説明する図である。図２，図３，図４は、第１対物レンズ３のデフォーカス量と、領域２２ｂのセンサ信号との関係を示している。（ａ）はデフォーカス量、（ｂ）は光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの振る舞い、（ｃ）は、領域２２ｂのセンサ信号、（ｄ）はそのセンサ信号の積分値を示している。
【００２５】
信号処理部２３は、領域２２ｂのセンサ信号をピークホールドして得られるピーク電圧信号Ｖ102と、領域２２ｂのセンサ信号を一端（Ｆ側）から重心位置１００まで積分して得られる積分信号ＶFと、領域２２ｂのセンサ信号を重心位置１００から他端（Ｒ側）まで積分して得られる積分信号ＶRとを取得し、ＣＰＵ２４へ与える。
【００２６】
ＣＰＵ２４は、信号処理部２３から与えられる積分信号ＶFと積分信号ＶRとの差分信号（ＶF−ＶR）を、スリット投影方式のデフォーカス信号として生成する。なお、信号処理部２３から与えられるピーク電圧信号Ｖ102は、スリット投影方式のデフォーカス信号の生成状態を評価するための評価値として使用される。
【００２７】
図２（ａ）に示すように、第１対物レンズ３の焦点位置が標本面２ａより奥側（後ピン位置）にあるとき、領域２２ｂのセンサ信号は、図２（ｃ）に示すように重心位置１００よりもＲ側に分布する。このとき、図２（ｄ）に示すように、積分信号ＶFと積分信号ＶRの大小関係はＶF＜ＶRとなるので、デフォーカス信号（ＶF−ＶR）は負となる。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、第１対物レンズ３の焦点位置が標本面２ａ（合焦位置）にあるとき、領域２２ｂのセンサ信号は、図３（ｃ）に示すように重心位置１００に分布する。このとき、図３（ｄ）に示すように、積分信号ＶF，積分信号ＶRの大小関係はＶF＝ＶRとなるので、デフォーカス信号（ＶF−ＶR）はゼロとなる。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、第１対物レンズ３の焦点位置が標本面２ａより手前（前ピン位置）にあるときは、領域２２ｂのセンサ信号は、図４（ｃ）に示すように重心位置１００よりもＦ側に分布する。このとき、図４（ｄ）に示すように、積分信号ＶF，積分信号ＶRの大小関係はＶF＞ＶRとなるので、デフォーカス信号（ＶF−ＶR）は正となる。
【００３０】
図５の符号４１は、第１対物レンズ３のデフォーカス量とスリット投影方式のデフォーカス信号（ＶF−ＶR）との関係を示している。図５に示すとおり、第１対物レンズ３が前ピン状態にあるときにはデフォーカス信号（ＶF−ＶR）が正となり、合焦状態に近づくにつれてデフォーカス信号（ＶF−ＶR）はゼロに近づく。第１対物レンズ３が後ピン状態にあるときにはデフォーカス信号（ＶF−ＶR）が負となり、合焦状態に近づくにつれてデフォーカス信号（ＶF−ＶR）はゼロに近づく。
【００３１】
したがって、このデフォーカス信号（ＶF−ＶR）により焦点調節を行う場合、デフォーカス信号（ＶF−ＶR）の極性が負であるときには第１対物レンズ３の駆動方向を上方向（標本２から離れる方向）とし、デフォーカス信号（ＶF−ＶR）の極性が正であるときには第１対物レンズ３の駆動方向を下方向（標本２に近づく方向）とすれば良い。
【００３２】
次に、コントラスト検出モードにおける信号処理部２３及びＣＰＵ２４の信号生成動作を説明する。
【００３３】
図６，図７，図８は、コントラスト検出モードにおける信号生成動作を説明する図である。図６，図７，図８は、第１対物レンズ３のデフォーカス量と、領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃのセンサ信号との関係を示している。（ａ）はデフォーカス量、（ｂ）は光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの振る舞い、（ｃ）は、領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃのコントラスト信号、（ｄ）はそれらコントラスト信号の積分値を示している。
【００３４】
信号処理部２３は、各領域のセンサ信号からＤＣ成分を除去し、各領域のコントラスト信号を取得する。そして、全領域のコントラスト信号をピークホールドして得られるピーク電圧信号Ｖ110と、領域２２ａのコントラスト信号の積分信号Ｖaと、領域２２ｂのコントラスト信号の積分信号Ｖbと、領域２２ｃのコントラスト信号の積分信号Ｖcとを取得してＣＰＵ２４へ与える。
【００３５】
ＣＰＵ２４は、信号処理部２３から与えられる積分信号Ｖaと積分信号Ｖcとの差分信号（Ｖa−Ｖc）を生成し、さらに差分信号（Ｖa−Ｖc）を正規化したもの（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）を、コントラスト検出方式のデフォーカス信号として生成する。なお、信号処理部２３から与えられるピーク電圧信号Ｖ110や積分信号Ｖa，Ｖcは、コントラスト検出方式のデフォーカス信号の生成状態を評価するための評価値として使用される。
【００３６】
図６（ａ）に示すように、第１対物レンズ３の焦点位置が標本面２ａより奥側（後ピン位置）にあるとき、図６（ｃ）に示すように、領域２２ｃのコントラスト信号にピークが出現する。このとき、図６（ｄ）に示すように、積分信号Ｖa，Ｖcの大小関係は、Ｖa＜Ｖcとなるので、デフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）は負となる。
【００３７】
図７（ｂ）に示すように、第１対物レンズ３の焦点位置が標本面２ａ（合焦位置）にあるとき、図７（ｃ）に示すように、領域２２ｂのコントラスト信号にピークが出現する。このとき、図７（ｄ）に示すように、積分信号Ｖa，Ｖcの大小関係は、Ｖa＝Ｖcとなるので、デフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）はゼロとなる。
【００３８】
図８（ａ）に示すように、第１対物レンズ３の焦点位置が標本面２ａより前側（前ピン位置）にあるとき、図８（ｃ）に示すように、領域２２ａのコントラスト信号にピーク信号が出現する。このとき、図８（ｄ）に示すように、積分信号Ｖa，Ｖcの大小関係は、Ｖa＞Ｖcとなるので、デフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）は正となる。
【００３９】
図５の符号４２は、第１対物レンズ３のデフォーカス量とコントラスト検出方式のデフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）との関係を示している。図５に示すとおり、第１対物レンズ３が前ピン状態にあるときにはデフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）が正となり、合焦状態に近づくにつれてデフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）はゼロに近づく。第１対物レンズ３が後ピン状態にあるときにはデフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）が負となり、合焦状態に近づくにつれてデフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）はゼロに近づく。
【００４０】
したがって、このデフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）により焦点調節を行う場合、デフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）の極性が負であるときには第１対物レンズ３の駆動方向を上方向（標本２から離れる方向）とし、デフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）の極性が正であるときには第１対物レンズ３の駆動方向を下方向（標本２に近づく方向）とすれば良い。
【００４１】
以上説明した構成の焦点調節装置は、通常の焦点調節を行う第１焦点調節モードと、ガラスのように複数の反射面（例えば、表面と裏面）を有する透過物体に対する焦点調節を行う第２焦点調節モードとを備える。第１焦点調節モード及び第２焦点調節モードは、ユーザにより不図示の操作部等を介して選択される。なお、焦点調節の対象である物体からの反射光等に応じて、第１焦点調節モード及び第２焦点調節モードの何れかを自動で選択する構成としても良い。または、第２焦点調節モードだけを備え、かつ、所望の反射面を指定するスイッチ等の操作部材を備える構成としても良い。
【００４２】
先ず、第１焦点調節モード実行時のＣＰＵ２４の動作を説明する。図９は、第１焦点調節モード実行時のＣＰＵ２４の動作を示すフローチャートである。
【００４３】
ステップＳ１：フローの開始時点では、第１対物レンズ３と標本２との間隔は、或る程度広く確保される。
【００４４】
ステップＳ２：ＣＰＵ２４は、コントラスト検出方式の光源であるＬＥＤ１４を点灯し、スリット投影方式の光源であるＬＥＤ７を消灯する。また、ＣＰＵ２４は、信号処理部２３をコントラスト検出モードで動作させる。
【００４５】
ステップＳ３：ＣＰＵ２４は、ラインセンサ２２の電荷蓄積時間（走査時間）を標準値（例えば、２．７ｍｓ）に設定し、このときに信号処理部２３から与えられるピーク電圧信号Ｖ110を参照する。そしてＣＰＵ２４は、そのピーク電圧信号Ｖ110を閾値Ｖ201以上にするべくＬＥＤ１４の光量を調節する。
【００４６】
ステップＳ４：ＣＰＵ２４は、調節後に信号処理部２３から与えられるピーク電圧信号Ｖ110を参照し、そのピーク電圧信号Ｖ110が閾値Ｖ201以上となっていた場合はステップＳ５へ進み、閾値Ｖ201未満であった場合は、コントラスト検出方式のデフォーカス信号を良好に生成できない（コントラスト検出方式による焦点検出が不可能）と判断してステップＳ１１へ進む。
【００４７】
ステップＳ５：ＣＰＵ２４は、信号処理部２３から与えられる積分信号Ｖa，Ｖcの値を閾値Ｖ202以上にするべく、それら積分信号Ｖa，Ｖcのゲイン調整を行う。
【００４８】
ステップＳ６：ＣＰＵ２４は、ゲイン調整後の積分信号Ｖa，Ｖcと閾値Ｖ202とを比較し、積分信号Ｖa，Ｖcの少なくとも一方が閾値Ｖ202以上であればコントラスト検出方式のデフォーカス信号を良好に生成できる（コントラスト検出方式による焦点検出が可能）と判断してステップＳ７へ進み、積分信号Ｖa，Ｖcの双方が閾値Ｖ202未満であればコントラスト検出方式による焦点検出が不可能と判断してステップＳ１１へ進む。
【００４９】
ステップＳ７：ＣＰＵ２４は、ゲイン調整後の積分信号Ｖa，Ｖcによりコントラスト検出方式のデフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）/ (Ｖa ＋Ｖc)を生成する。
【００５０】
ステップＳ８：ＣＰＵ２４は、生成されたデフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）/ (Ｖa ＋Ｖc)の絶対値を参照し、閾値Ｖ70と比較する。閾値Ｖ70未満であった場合には、第１対物レンズ３の焦点深度内に標本面２ａが入ったと判断してステップＳ９へ進み、閾値Ｖ70以上であった場合には、第１対物レンズ３の焦点深度内に標本面２ａが入っていないと判断してステップＳ１０へ進む。
【００５１】
ステップＳ９：ＣＰＵ２４は、第１対物レンズ３の駆動速度をゼロに設定してフローを終了する。
【００５２】
ステップＳ１０：ＣＰＵ２４は、デフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）/ (Ｖa ＋Ｖc)の極性を参照し、デフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）/ (Ｖa ＋Ｖc)の極性が負であったならば、第１対物レンズ３の駆動方向を上方向に設定し、デフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）/ (Ｖa ＋Ｖc)の極性が正であったならば、第１対物レンズ３の駆動方向を下方向に設定する。また、デフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）/ (Ｖa ＋Ｖc)の絶対値が閾値Ｖ71未満であった場合は第１対物レンズ３の駆動速度の絶対値を小さい値Ｖ74に設定し、閾値Ｖ71以上であった場合は第１対物レンズ３の駆動速度の絶対値を中程度の値Ｖ73に設定し、ステップＳ３へ戻る。なお、値Ｖ74，Ｖ73はＶ74＜Ｖ73の関係を満たす。
【００５３】
ステップＳ１１：ＣＰＵ２４は、スリット投影方式の光源であるＬＥＤ７を点灯し、コントラスト検出方式の光源であるＬＥＤ１４を消灯する。また、ＣＰＵ２４は、信号処理部２３をスリット投影モードで動作させる。
【００５４】
ステップＳ１２：ラインセンサ２２の電荷蓄積時間（走査時間）を標準値（例えば、２．７ｍｓ）に設定し、このときに信号処理部２３から与えられるピーク電圧信号Ｖ102を参照する。さらにＣＰＵ２４は、そのピーク電圧信号Ｖ102を閾値Ｖ200以上にするべくＬＥＤ７の光量を調節する。
【００５５】
ステップＳ１３：ＣＰＵ２４は、調節後に信号処理部２３から与えられるピーク電圧信号Ｖ102を参照し、そのピーク電圧信号Ｖ102が閾値Ｖ200以上となっていた場合は、スリット投影方式のデフォーカス信号を良好に生成できる（スリット投影方式による焦点検出が可能）と判断してステップＳ１４へ進み、閾値Ｖ200未満であった場合は、スリット投影方式のデフォーカス信号を良好に生成できない（スリット投影方式による焦点検出が不可能）と判断してステップＳ１６へ進む。
【００５６】
ステップＳ１４：ＣＰＵ２４は、信号処理部２３から与えられる積分信号ＶR，ＶFの値を許容範囲内に収めるべく、それら積分信号ＶR，ＶFのゲイン調整を行う。
【００５７】
ステップＳ１５：ＣＰＵ２４は、ゲイン調整後の積分信号ＶR，ＶFによりスリット投影方式のデフォーカス信号（ＶF−ＶR）を生成し、そのデフォーカス信号（ＶF−ＶR）の極性を参照する。デフォーカス信号（ＶF−ＶR）の極性が負であったならば、ＣＰＵ２４は第１対物レンズ３の駆動方向を上方向に設定し、デフォーカス信号（ＶF−ＶR）の極性が正であったならば、第１対物レンズ３の駆動方向を下方向に設定する。また、第１対物レンズ３の駆動速度の絶対値を大きい値Ｖ72に設定する。この値Ｖ72は、Ｖ74＜Ｖ73＜Ｖ72の関係を満たす。
【００５８】
ステップＳ１６：ＣＰＵ２４は、ラインセンサ２２の電荷蓄積時間（走査時間）を標準値より遅い速度（例えば、７ｍｓ）に変更し、変更後に信号処理部２３から与えられるピーク電圧信号Ｖ102が閾値Ｖ200以上であった場合は、スリット投影方式の焦点検出が可能と判断してステップＳ１４へ進み、閾値Ｖ200未満であった場合は、スリット投影方式の焦点検出が不可能と判断してステップＳ１７へ進む。
【００５９】
ステップＳ１７：ＣＰＵ２４は、第１対物レンズ３の焦点位置が調節可能範囲から外れていると判断してフローを終了する。以上が、図９のフローの説明である。
【００６０】
なお、上述した閾値Ｖ70，Ｖ71，Ｖ200，Ｖ202や値Ｖ72，Ｖ73，Ｖ74は、第１対物レンズ３やモータの種類に応じて予め決められる。特に、閾値Ｖ70は、第１対物レンズ３の焦点深度の深さに応じて決定され、値Ｖ74は、モータの自起動周波数に応じて決定される。
【００６１】
以上、本実施形態のＣＰＵ２４は、第１焦点調節モードにおいて、第１対物レンズ３のデフォーカス量を焦点深度相当まで追い込む１回の焦点調節期間中に、コントラスト検出方式の信号の状態を繰り返し参照し（ステップＳ４，Ｓ６）、コントラスト検出方式による焦点検出が不可能である期間（ステップＳ４ＮＯ，ステップＳ６ＮＯ）には、スリット投影方式のデフォーカス信号の極性に応じて第１対物レンズ３を駆動し（ステップＳ１１〜Ｓ１５）、コントラスト検出方式による焦点検出が可能である期間（ステップＳ６ＹＥＳ）には、コントラスト検出方式のデフォーカス信号の極性に応じて第１対物レンズ３を駆動する。
【００６２】
したがって、第１対物レンズ３の焦点位置がスリット投影方式の調節可能範囲から外れてさえいなければ、本実施形態のＣＰＵ２４は合焦位置の探索動作を１回行うだけで、コントラスト検出方式の調節精度で焦点調節を行うことができる。
【００６３】
次に、第２焦点調節モード実行時のＣＰＵ２４の動作を説明する。ここでは、反射面として表面及び裏面を有するガラスに対する焦点調節を例に挙げて説明する。
【００６４】
表面及び裏面を有するガラスに対する焦点調節を行う場合、表面及び裏面の両方から反射光が返ってくる。したがって、表面及び裏面のうち、現地点から近い方の任意の面に合焦するように焦点調節が行われることになる。第２焦点調節モードは、このような不具合を回避するための焦点調節モードである。
【００６５】
図１０は、表面及び裏面を有するガラスからのスリット像（反射光像）のラインセンサ２２上における様子を示す図である。図１０（ａ）は、裏面に合焦した場合のスリット像の様子を示し、図１０（ｃ）は、表面に合焦した場合のスリット像の様子を示し、図１０（ｂ）は、表面と裏面との中間に合焦した場合のスリット像の様子を示す。裏面に合焦した場合には、図１０（ａ）に示すように、Ｆ側に矩形のピークを有すると共に、Ｒ側にも弱い像を有する。逆に、表面に合焦した場合には、図１０（ｃ）に示すように、Ｒ側に矩形のピークを有すると共に、Ｆ側にも弱い像を有する。また、表面と裏面との中間に合焦した場合には、図１０（ｂ）に示すように、Ｆ側とＲ側との両方に弱い像を有する。一般的には、表面の反射光の方が裏面の反射光よりも強いため、Ｆ側の方が少し強い像になっている。
【００６６】
ここで、ガラスの裏面に選択的に合焦させる場合を考える。図１０（ａ）において、スリット像に相当する受光量を等分する位置を基準位置Ｐ１とする。図１０（ａ）において、基準位置Ｐ１でスリット像を分割すると（Ｆ側の領域の面積Ｖｘ）＝（Ｒ側の領域の面積Ｖｙ）となる。同様に、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）では、Ｖｘ≠Ｖｙとなり、Ｖｘ−Ｖｙ≠０となる。したがって、このＶｘとＶｙとの差分（Ｖｘ−Ｖｙ）に基づいて、ガラスの裏面に選択的に合焦させることができる。
【００６７】
図１１は、上述した差分（Ｖｘ−Ｖｙ）を正規化した値である（Ｖｘ−Ｖｙ）／（Ｖｘ＋Ｖｙ）と第１対物レンズ３のデフォーカス量（第１対物レンズ３の焦点位置と標本面２ａとの光軸方向のずれ）との関係を示す図である。図１１に示すように、（Ｖｘ−Ｖｙ）／（Ｖｘ＋Ｖｙ）は、裏面位置においてのみゼロとなり、裏面位置以外のどの位置から焦点調節を開始しても裏面近傍に合焦する。
【００６８】
図１２は、第２焦点調節モード実行時のＣＰＵ２４の動作を示すフローチャートである。以下では、表面と裏面とのうち、裏面に選択的に合焦させる場合について説明する。表面に選択的に合焦させる場合にも同様に適用することができる。選択的に合焦させる面の選択は、ユーザにより不図示の操作部等を介して予め行われるものとする。さらに、表面及び裏面に対して順番に焦点調節を行う構成としても良い。すなわち、裏面は２つめの合焦位置となる。また、裏面に選択的に合焦させる場合には、裏面に対応する基準位置（上述した基準位置Ｐ１）を予め求め、記録しておくものとする。
【００６９】
以下の処理では、スリット投影方式のみを用いて焦点調節を行う。すなわち、スリット投影方式のみを備える（コントラスト検出方式を備えない）焦点調節装置にも適用可能である。
【００７０】
ステップＳ２１〜ステップＳ２４：図９のステップＳ１〜ステップＳ４と同様の処理を行う。
【００７１】
ステップＳ２５：ＣＰＵ２４は、上述した裏面に対応する基準位置Ｐ１に基づいて、ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜を演算する。
【００７２】
ステップＳ２６：ＣＰＵ２４は、ステップＳ２５で算出した絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が、所定の閾値Ｖ300を下回るか否かを判定する。閾値Ｖ300は、予め定められた閾値であり、図１１に示すように、絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が裏面に相当する値であるゼロに十分近づいていると推定できる閾値である。ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が、所定の閾値Ｖ300を下回らない場合には、まだ合焦位置に十分近づいていないと判断してステップＳ２７へ進む。一方、｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が所定の閾値Ｖ300を下回ると、合焦位置に十分近づいたと判断してステップＳ２８へ進む。
【００７３】
ステップＳ２７：図９のステップＳ１５と同様の処理を行う。つまり、ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が、所定の閾値Ｖ300を下回るまで、絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜の演算と第１対物レンズ３の駆動とを繰り返し行う。
【００７４】
ステップＳ２８：ＣＰＵ２４は、図９で説明したスリット投影方式の焦点調節を行う。
【００７５】
ステップＳ２９：ＣＰＵ２４は、スリット投影方式のデフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）/ (Ｖa ＋Ｖc)に基づいて、第１対物レンズ３の焦点深度内に標本面２ａが入ったか否かを判定し、焦点深度内に入ったと判断するとステップＳ３０へ進み、焦点深度内に入っていないと判断するとステップＳ３１へ進む。
【００７６】
ステップＳ３０：ＣＰＵ２４は、第１対物レンズ３の駆動速度をゼロに設定してフローを終了する。
【００７７】
ステップＳ３１：図９のステップＳ１５と同様の処理を行う。つまり、第１対物レンズ３の焦点深度内に標本面２ａが入るまで、スリット投影方式の焦点調節と第１対物レンズ３の駆動とを繰り返し行う。
【００７８】
以上図１２のフローで説明したように、焦点調節を、ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜に基づいて、スリット投影方式の焦点調節を行うことにより、裏面に選択的に合焦させることができる。
【００７９】
なお、図１２で説明したフローでは、スリット投影方式のデフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）/ (Ｖa ＋Ｖc)に基づいて、焦点調節を行う場合を例に挙げて説明したが、差分（Ｖｘ−Ｖｙ）をデフォーカス信号として焦点調節を行っても良いし、スリット投影方式のデフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）/ (Ｖa ＋Ｖc)と差分（Ｖｘ−Ｖｙ）とを組み合わせて焦点調節を行っても良い。
【００８０】
次に、図１３のフローチャートを用いて、第２焦点調節モードの変形例を説明する。この変形例は、差分（Ｖｘ−Ｖｙ）に基づいて、スリット投影方式とコントラスト検出方式とを切り替える焦点調節方法である。
【００８１】
ステップＳ４１〜ステップＳ５３：図９のステップＳ１〜ステップＳ１３と同様の処理を行う。
【００８２】
ステップＳ５４：ＣＰＵ２４は、上述した裏面に対応する基準位置Ｐ１に基づいて、ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜を演算する。
【００８３】
ステップＳ５５：ＣＰＵ２４は、ステップＳ５４で算出した絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が、所定の閾値Ｖ300を下回るか否かを判定する。閾値Ｖ300は、予め定められた閾値であり、図１１に示すように、絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が裏面に相当する値であるゼロに十分近づいていると推定できる閾値である。ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が、所定の閾値Ｖ300を下回らない場合には、裏面の合焦位置に十分近づいていないと判断してそのままスリット投影方式の焦点調節を続行する（ステップＳ５４に戻る）。一方、ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が所定の閾値Ｖ300を下回ると、裏面の合焦位置に十分近づいたと判断して、コントラスト検出方式の焦点調節に切り替えるためにステップＳ５６へ進む。
【００８４】
ステップＳ５６〜ステップＳ５９：図９のステップＳ１４〜ステップＳ１７と同様の処理を行う。
【００８５】
以上図１３のフローで説明したように、焦点調節をスリット投影方式からコントラスト検出方式へと切り替える条件として、ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜を用いることにより、裏面に選択的に合焦させることができる。
【００８６】
次に、図１４のフローチャートを用いて、第２焦点調節モードの別の変形例を説明する。この変形例は、図１３を用いて説明した変形例と同様に、差分（Ｖｘ−Ｖｙ）に基づいて、スリット投影方式とコントラスト検出方式とを切り替える別の焦点調節方法である。
【００８７】
ステップＳ６１〜ステップＳ６８：図９のステップＳ１〜ステップＳ８と同様の処理を行う。
【００８８】
ステップＳ６９：ＣＰＵ２４は、上述した裏面に対応する基準位置Ｐ１に基づいて、ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜を演算する。
【００８９】
ステップＳ７０：ＣＰＵ２４は、ステップＳ６９で算出した絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が、所定の閾値Ｖ300を下回るか否かを判定する。閾値Ｖ300は、予め定められた閾値であり、図１１に示すように、絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が裏面に相当する値であるゼロに十分近づいていると推定できる閾値である。ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が、所定の閾値Ｖ300を下回らない場合には、ステップＳ６８で焦点深度内には入っているが、裏面でない面（表面）に合焦しているものと判断して、スリット投影方式の焦点調節に切り替える（ステップＳ７３へ進む）。一方、ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が所定の閾値Ｖ300を下回ると、裏面に合焦したと判断して、ステップＳ７１へ進む。
【００９０】
ステップＳ７１：ＣＰＵ２４は、第１対物レンズ３の駆動速度をゼロに設定してフローを終了する。
【００９１】
ステップＳ７２：ＣＰＵ２４は、図９のステップＳ１０と同様に、第１対物レンズ３の駆動方向と駆動速度とを設定してステップＳ６３へ戻る。
【００９２】
ステップＳ７３〜ステップＳ７９：図９のステップＳ１１〜ステップＳ１７と同様の処理を行う。
【００９３】
以上図１４のフローで説明したように、焦点調節を、スリット投影方式からコントラスト検出方式へと切り替えた後に、コントラスト検出方式により焦点深度内に入ったか否かを判定する。そして、さらにＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜に基づいて所望の面に合焦したか否かを確認することにより、裏面に選択的に合焦させることができる。
【００９４】
最後に、図１０に示した場合よりもガラスの厚みが厚い場合、又は、図１０に示した場合よりも対物レンズの倍率が高倍である場合について説明する。
【００９５】
図１０に示した場合よりもガラスの厚みが厚い場合、又は、図１０に示した場合よりも対物レンズの倍率が高倍である場合の表面及び裏面を有するガラスからのスリット像（反射光像）のラインセンサ２２上における様子を図１５に示す。図１５（ａ）は、裏面に合焦した場合のスリット像の様子を示し、図１５（ｃ）は、表面に合焦した場合のスリット像の様子を示し、図１５（ｂ）は、表面と裏面との中間に合焦した場合のスリット像の様子を示す。
【００９６】
図１５に示すように、図１０に示した場合よりもガラスの厚みが厚い場合、又は、図１０に示した場合よりも対物レンズの倍率が高倍である場合には、裏面のスリット像と表面のスリット像とが分離する。そして、分離するにつれ、合焦していない面のスリット像は弱くなる。
【００９７】
また、ガラスの厚みがさらに厚い場合、又は、対物レンズの倍率がさらに高倍である場合には、合焦している面のスリット像のみが現れ、合焦していない面のスリット像は現れなくなる。すなわち、裏面に合焦している場合には、表面からのスリット像はボケすぎてラインセンサ２２の出力信号として現れない。また、表面に合焦している場合には、裏面からのスリット像はボケすぎてラインセンサ２２の出力信号として現れない。そして、ガラスの厚みがさらに厚い場合、又は、対物レンズの倍率がさらに高倍である場合には、この傾向がさらに顕著になり、表面と裏面との中間に合焦した場合にはラインセンサ２２の出力信号が現れなくなる。
【００９８】
また、図１５に示したように、図１０に示した場合よりもガラスの厚みが厚い場合、又は、図１０に示した場合よりも対物レンズの倍率が高倍である場合における（Ｖｘ−Ｖｙ）／（Ｖｘ＋Ｖｙ）と第１対物レンズ３のデフォーカス量との関係（図１１に相当）は、図１６に示すようになる。すなわち、表面及び裏面のそれぞれに対応して、２本の曲線が独立して存在する。この現象は、図５に示したデフォーカス信号（ＶF−ＶR）及びデフォーカス信号（Ｖa−Ｖc）／（Ｖa＋Ｖc）に関しても同様であり、表面及び裏面のそれぞれに対応して、２本の曲線が独立して存在する。
【００９９】
このような場合には、上述した第２焦点調節モードを、以下のように変形すれば良い。第１の方法は、図１３のフローで説明したもの変形例である、すなわち、先ず、焦点調節をスリット投影方式で行う。そして、ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が所定の閾値Ｖ300を下回ると、所望の面に対して焦点調節が行われているか否かを判定する。ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜は、表面と裏面との計２回、所定の閾値Ｖ300を下回る。そこで、前ピン側から第１対物レンズ３を駆動して裏面に合焦させる場合には、１回目に絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が所定の閾値Ｖ300を下回っても表面に対して焦点調節が行われており、所望の面に対して焦点調節が行われていないと判定することができる。したがって、１回目に絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が所定の閾値Ｖ300を下回った場合には、コントラスト検出方式に移行せずガラス厚（表面と裏面との距離に相当）の分だけ第１対物レンズ３を駆動し、裏面近傍に合わせる。そして、再びスリット投影方式の焦点調節を行い、次に（２回目に）絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が所定の閾値Ｖ300を下回ったら、コントラスト検出方式へと移行する。なお、後ピン側から第１対物レンズ３を駆動する場合には、絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜は裏面近傍で１回目に所定の閾値Ｖ300を下回り、表面近傍で２回目に所定の閾値Ｖ300を下回る。したがって、１回目に絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜が所定の閾値Ｖ300を下回ったら所望の面に対して焦点調節が行われていると判定すれば良い。また、以上の制御を、コントラスト検出方式により実行しても良い。
【０１００】
第２の方法は、図１４のフローで説明したもの変形例である、すなわち、前ピン側から第１対物レンズ３を駆動して、スリット投影方式からコントラスト検出方式へと焦点調節を切り替えた後に、焦点深度内に入った（Ｓ７０ＹＥＳ）と判定すると、ガラス厚（表面と裏面との距離に相当）の分だけ第１対物レンズ３を駆動し、裏面近傍に合わせる。これは、１回目に焦点深度内に入った（Ｓ７０ＹＥＳ）と判定した際には、表面に対して焦点調節が行われているためである。そして、再びコントラスト検出方式の焦点調節を行い、再び焦点深度内に入った（Ｓ７０ＹＥＳ）と判定すると、裏面に合焦したと判断して、第１対物レンズ３の駆動速度をゼロに設定して処理を終了する。この処理においては、ＶｘとＶｙとの差分の絶対値｜Ｖｘ−Ｖｙ｜を用いずに裏面に選択的に合焦させることができる。なお、後ピン側から第１対物レンズ３を駆動する場合には１回目に焦点深度内に入った（Ｓ７０ＹＥＳ）と判定したら所望の面に対して焦点調節が行われていると判定すれば良い。
【０１０１】
上述した２つの方法は、裏面に選択的に合焦させる場合の例であるが、表面に選択的に合焦させたい場合にも同様の思想にしたがって、処理を行えば良い。
【０１０２】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数の反射面を有する透過物体において好適な焦点調節が可能である。特に、観察場所を変えるべく焦点調節の対象であるガラスなどの物体をＸＹ方向に移動させた場合に、たわみ、厚さムラ、ステージの平面度等のため
簡単に合焦位置がずれ、所望の面でない面に合焦してしまうのを防ぐことができる。
【０１０３】
また、本実施形態の焦点調節装置は、工業用又は生体用の顕微鏡装置などに適用することが可能である。その顕微鏡装置の構成は、例えば図１７に示すとおりである。図１７では、焦点調節装置の大部分（図１に示したハーフミラー１６の先）を省略した。
【０１０４】
図１７に示すとおり、顕微鏡装置には、観察用の可視光を射出する光源３１と、光源３１の像を第１対物レンズ３の瞳へ投影する照明光学系３２と、照明光学系３からの可視光を第１対物レンズ３へ導くハーフミラー３３と、第１対物レンズ３が捉えた標本２からの可視光（観察光）を結像する観察光学系３４と、観察光学系３４が形成する可視像を撮像する撮像素子３５とが備えられる。この顕微鏡装置に本実施形態の焦点調節装置が適用されれば、２種類の焦点検出方式を有効利用しながら所要時間が短い焦点調節が可能となるので、顕微鏡装置の性能も高まる。
【０１０５】
また、本実施形態の焦点調節装置では、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が受光側の光学系を共用し、スリット投影方式の信号とコントラスト検出方式の信号とを時分割で生成したが、受光側の光学系を独立させ、スリット投影方式の信号とコントラスト検出方式の信号とを同時並行的に生成しても良い。
【０１０６】
また、本実施形態のコントラスト検出方式の焦点検出光学系は、２種類の像のコントラストに基づき極性を持つデフォーカス信号を生成したが、１種類の像のコントラストに基づき極性を持たないデフォーカス信号を生成しても良い。因みに、極性を持たないデフォーカス信号による焦点調節は、例えば山登り方式によって行われる。
【０１０７】
また、本実施形態のコントラスト検出方式は、ＡＦ光を標本２へ投光し、その標本２で反射したＡＦ光に基づきデフォーカス信号を生成するアクティブ方式であったが、ＡＦ光を標本２へ投光せずに、標本２からの観察光に基づきデフォーカス信号を生成するパッシブ方式に代えても良い。
【０１０８】
また、本実施形態の焦点調節装置は、パターン投影方式の焦点検出光学系として、スリット投影方式の焦点検出光学系（標本２へ投影するパターンの形状がスリット状）を採用したが、標本２へ投影するパターンの形状は、点状など他の形状に代えても良い。但し、スリット状とした方が、ラインセンサ２２等の光学素子の位置合わせが容易という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】焦点調節装置の構成図である。
【図２】スリット投影方式の後ピン状態を説明する図である。
【図３】スリット投影方式の合焦状態を説明する図である。
【図４】スリット投影方式の前ピン状態を説明する図である。
【図５】デフォーカス量とデフォーカス信号との関係を示す図である。
【図６】コントラスト検出方式の後ピン状態を説明する図である。
【図７】コントラスト検出方式の合焦状態を説明する図である。
【図８】コントラスト検出方式の前ピン状態を説明する図である。
【図９】第１焦点調節モードのフローチャートである。
【図１０】表面及び裏面を有するガラスからのスリット像（反射光像）のラインセンサ２２上における様子を示す図である。
【図１１】（Ｖｘ−Ｖｙ）／（Ｖｘ＋Ｖｙ）と第１対物レンズ３のデフォーカス量との関係を示す図である。
【図１２】第２焦点調節モードのフローチャートである。
【図１３】第２焦点調節モードの変形例のフローチャートである。
【図１４】第２焦点調節モードの別の変形例のフローチャートである。
【図１５】表面及び裏面を有するガラスからのスリット像（反射光像）のラインセンサ２２上における様子を示す別の図である。
【図１６】（Ｖｘ−Ｖｙ）／（Ｖｘ＋Ｖｙ）と第１対物レンズ３のデフォーカス量との関係を示す別の図である。
【図１７】焦点調節装置を適用可能な顕微鏡装置の構成図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１…ステージ，２…標本，３…第１対物レンズ，４…ダイクロイックミラー，７…ＬＥＤ，８…スリット板，９…コレクタレンズ，１０…瞳マスク，１１…ハーフミラー，１２…コレクタレンズ，１３…スリット板，１４…ＬＥＤ，１６…ハーフミラー，１７…第２対物レンズ，１８…３分割プリズム，２２…ラインセンサ，２３…信号処理部，２４…ＣＰＵ，２５…上下動駆動部，２６…ＬＥＤ切替部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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