JP2005266584A - Automatic focusing method and its device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば顕微鏡における試料に対するピント合わせを行う自動合焦方法及びその装置に関する。 The present invention relates to an automatic focusing method and apparatus for focusing a sample in a microscope, for example.
現在、顕微鏡は、生物分野の研究をはじめ工業分野の検査工程まで幅広く利用されている。顕微鏡を使用する際は、通常、焦準ハンドルを操作することによって試料に対する焦点合わせ作業を行う。顕微鏡に用いられる高倍率の対物レンズは、浅い焦点深度で、狭い合焦範囲を有する。このような高倍率の対物レンズを取り付けて素早く焦点合わせ操作を行うには、かなりの熟練を要する。この場合、顕微鏡の操作性が悪いと、生産効率の低下という悪影響を及ぼす。特に、検査工程などのルーチン作業の中では、焦点合わせ操作を素早く行って検査時間を短縮することが非常に重要になる。このような実情から焦点合わせ操作を自動的に行える顕微鏡用のオートフォーカス(AF)装置が種々提案され、これらの改善を図った提案も数多くされている。 At present, microscopes are widely used for biological processes as well as industrial inspection processes. When using a microscope, the focusing operation is usually performed on a sample by operating a focusing handle. A high-magnification objective lens used in a microscope has a narrow focus range with a shallow depth of focus. A considerable skill is required to perform the focusing operation quickly by attaching such a high-magnification objective lens. In this case, if the operability of the microscope is poor, the production efficiency is adversely affected. In particular, in routine work such as an inspection process, it is very important to quickly perform a focusing operation to shorten the inspection time. Various autofocus (AF) apparatuses for microscopes that can automatically perform the focusing operation from such circumstances have been proposed, and many proposals for improving these have been made.
工業分野のAF装置は、上記操作性やスループットの向上のニーズのみならず、例えば多層形成された半導体ウエハのような段差のある試料に対して各層の欠陥やパターン間の線幅を洩れなく検出・測定したり、試料上の微小な段差を高精度で測定するような用途へのニーズがある。これら検査・測定に適した性能を有するAF装置も提案されている。このような事から工業分野のAF装置は、試料への対応性、AF時間の短縮等を考慮して、赤外線レーザ光等の光を試料に投射し、その反射光の状態を検出して合焦動作を行うアクティブ型AF方式が多い。 The AF device in the industrial field detects not only the above-mentioned needs for improving the operability and throughput, but also the defect of each layer and the line width between patterns for a sample having a step such as a semiconductor wafer formed in multiple layers. -There is a need for applications that measure or measure minute steps on a sample with high accuracy. An AF apparatus having performance suitable for these inspections and measurements has also been proposed. For these reasons, the AF device in the industrial field projects light such as an infrared laser beam onto the sample in consideration of compatibility with the sample and shortening of the AF time, and detects the state of the reflected light. There are many active AF methods that perform a focusing operation.
生物分野のAF装置は、より正確に合焦位置に合わせることが要求される事と、アクティブ方式では不可能な反射率の低い透過型の試料を観察する事などから、観察画像のコントラストを検出してAF動作を行うパッシブ型AF方式が主流となっている。 The biological AF device detects the contrast of the observed image because it requires a more accurate focus position and observes a transmissive sample with low reflectivity, which is impossible with the active method. Thus, the passive AF method that performs the AF operation has become the mainstream.
何れにしても、各分野のAF装置において要求されることは、幅広い試料の状態に対応するAF動作と、短時間でのAF動作とである。 In any case, what is required of the AF devices in each field is an AF operation corresponding to a wide range of sample states and an AF operation in a short time.
アクティブAF方式では、試料の反射率の違いに伴なって試料からの赤外レーザ光の戻り光の強度が変化する。例えば、高反射率の試料や低倍率の対物レンズの装着時には、試料からの戻るレーザ光(観察)の強度が高くなる。逆に、低反射率の試料や高倍率の対物レンズの装着時には、試料から戻るレーザ光強度は極端に低くなる。これにより、アクティブAF方式では、広範囲なレーザ光強度に対して合焦状態を検出可能にする必要がある。 In the active AF method, the intensity of the return light of the infrared laser light from the sample changes with the difference in reflectance of the sample. For example, when a high-reflectance sample or a low-magnification objective lens is attached, the intensity of laser light (observation) returning from the sample is increased. Conversely, when a low-reflectance sample or a high-magnification objective lens is attached, the intensity of the laser beam returning from the sample becomes extremely low. As a result, in the active AF method, it is necessary to be able to detect the in-focus state over a wide range of laser light intensities.
パッシブ型AF方式では、試料からの観察光の強度の変化に伴ってコントラストの検出を行うCCDラインセンサ等の撮像素子に入射する光量が変化する。例えば、ハロゲンランプ等から放射される光の光量が大きい場合や低倍の対物レンズの装着時には、撮像素子への入射光量が大きく、逆に観察光の光量が小さい場合や高倍の対物レンズの装着時には、撮像素子への入射光量が小さくなる。これにより、パッシブ型AF方式では、広範囲な入射光量に対して合焦状態を検出可能とする必要がある。 In the passive AF method, the amount of light incident on an image sensor such as a CCD line sensor that detects contrast changes as the intensity of observation light from the sample changes. For example, when the amount of light emitted from a halogen lamp or the like is large or when a low-magnification objective lens is mounted, the incident light amount to the image sensor is large, and conversely, when the amount of observation light is small or a high-magnification objective lens is mounted Sometimes, the amount of light incident on the image sensor becomes small. Accordingly, in the passive AF method, it is necessary to be able to detect the in-focus state with respect to a wide range of incident light amounts.
このように両AF方式においては、いずれも撮像素子等の検出手段には、入射光量に対する幅広いダイナミックレンジを有することが必要になる。かかる入射光量に対するダイナミックレンジを広げる技術として例えば特許文献1がある。
Thus, in both AF methods, it is necessary for the detection means such as an image sensor to have a wide dynamic range with respect to the amount of incident light. For example,
この特許文献1には、積分型受光素子を用いて試料からの観察光を取り込むときに積分時間を反射光の明るさに応じて制御することで、受光素子の見かけ上の感度を向上させる方法が開示されている。この方法では、反射光が明るいときに積分時間を短くし、暗いときに積分時間を長くすることにより、明暗のダイナミックレンジを広げている。
This
特許文献2には、受光素子を用いて試料から観察光を取り込むときの積分時間が同一であっても、対物レンズの倍率が異なると、積分処理により得られる光量は異なるので、対物レンズの倍率毎に最長積分時間を設定する方法が開示されている。この方法では、試料に対する焦点が大きくずれているときなどの際に、むやみにAF補足範囲や積分時間を長くする冗長な処理をカットしている。
しかしながら、特許文献1及び2を用いて試料の明暗に対するAF適用範囲を広げることは可能であるが、AF性能の重要課題である合焦速度を速めることはできない。合焦速度は、試料に対する合焦度合いを検出する周期、いわゆる合焦検出周期(以下、合焦周期と称する)と密接な関係がある。すなわち、合焦周期が短くなれば、合焦周期を繰り返す回数が多くなり、これによって時間当りに取得できる情報量が増加するので、合焦速度を速くすることが可能になる。
However, although it is possible to widen the AF application range with respect to light and darkness of the sample using
この合焦周期は、図26に示すように試料からの観察光を積分する積分時間と、この積分処理により得られた信号の合焦度合いを判定して合焦制御を行う信号処理時間とからなる。このような合焦周期で合焦度合いを判定する場合、試料が明るくて同試料からの観察の光量が多くなると、その光量に応じて積分時間が短くなる。 As shown in FIG. 26, the focusing period is calculated from the integration time for integrating the observation light from the sample, and the signal processing time for performing the focusing control by determining the degree of focusing of the signal obtained by the integration processing. Become. When determining the degree of focus in such a focusing cycle, if the sample is bright and the amount of light from the sample increases, the integration time is shortened according to the amount of light.
しかしながら、合焦周期は、図27に示すように積分時間が短くなったとしても、合焦周期内において信号処理の開始時間が決定されているために、積分時間の終了後から信号処理の開始までに待ち時間が生じてしまう。このため、合焦速度を速くすることはできない。 However, even if the integration time is shortened as shown in FIG. 27, since the start time of the signal processing is determined within the focusing cycle, the signal processing starts after the integration time ends. Waiting time will occur. For this reason, the focusing speed cannot be increased.
本発明は、試料と観察光学系との相互の間隔を変化させながら試料からの光束を観察光学系を通して受光素子で受光し、この受光素子から出力される受光量に応じたアナログ検出信号を積分処理した後に、当該積分値を一定の処理時間でディジタル値に変換し、このディジタル値に基づいて合焦判定を行う自動合焦方法において、受光素子から出力される検出信号に基づいて受光素子での受光量を判定し、この受光量に応じて検出信号の積分時間を可変すると共に、当該検出信号の積分処理終了直後にディジタル値への変換の開始時間を設定する自動合焦方法である。 In the present invention, the light beam from the sample is received by the light receiving element through the observation optical system while changing the distance between the sample and the observation optical system, and an analog detection signal corresponding to the amount of light received output from the light receiving element is integrated. After the processing, the integrated value is converted into a digital value in a fixed processing time, and in the automatic focusing method in which the focus is determined based on the digital value, the light receiving element uses the detection signal output from the light receiving element. This is an automatic focusing method in which the amount of received light is determined, the integration time of the detection signal is varied in accordance with the amount of received light, and the start time of conversion to a digital value is set immediately after the integration processing of the detection signal.
本発明は、試料と観察光学系との相互の間隔を変化させながら試料からの光束を観察光学系を通して受光素子で受光し、受光素子から出力される受光量に応じたアナログ検出信号を積分回路により積分処理し、この後に積分回路の出力をA/D変換部により一定の処理時間でディジタル値に変換し、ディジタル値に基づいて合焦判定を行う自動合焦装置において、受光素子の受光量に応じたディジタル値に基づいて受光素子での受光量を判定する光量判定部と、光量判定部により判定された受光量に応じて積分回路における検出信号の積分時間を可変し、かつA/D変換部におけるA/D変換の開始時間を積分回路での積分処理終了直後に設定するタイミング発生部とを具備した自動合焦装置である。 The present invention integrates an analog detection signal corresponding to the amount of received light output from the light receiving element by receiving the light beam from the sample through the observation optical system while changing the mutual distance between the sample and the observation optical system. In the automatic focusing device that performs the integration process after this, converts the output of the integration circuit into a digital value in a fixed processing time by the A / D converter, and performs the focus determination based on the digital value, the received light amount of the light receiving element A light amount determination unit that determines the amount of light received by the light receiving element based on a digital value corresponding to the light amount, and an integration time of the detection signal in the integration circuit is varied according to the light reception amount determined by the light amount determination unit, and A / D The automatic focusing device includes a timing generation unit that sets a start time of A / D conversion in the conversion unit immediately after completion of integration processing in the integration circuit.
本発明は、受光素子から出力されるアナログ検出信号の積分時間に応じて生じる信号処理時間の開始までの待ち時間を無くして、合焦速度を速めることができる自動合焦方法及びその装置を提供できる。 The present invention provides an automatic focusing method and apparatus that can increase the focusing speed by eliminating the waiting time until the start of the signal processing time that occurs in accordance with the integration time of the analog detection signal output from the light receiving element. it can.
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は自動合焦装置を用いた顕微鏡の全体構成図である。ステージ1上には、試料Sが載置されている。このステージ1には、焦準用モータ2が設けられている。このステージ1は、焦準用モータ2の駆動により光軸p1方向に上下動する。この焦準用モータ2は、合焦用モータ駆動制御部3によって駆動される。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a microscope using an automatic focusing device. A sample S is placed on the
ステージ1の上方には、電動レボルバ4が設けられている。この電動レボルバ4は、回転可能でかつ複数の対物レンズ5を取り付け可能とするレボルバ本体6と、このレボルバ本体6を回転させて任意の対物レンズ5を光軸p1上に挿入するための電気的な駆動を行うレボルバ用モータ7と、レボルバ本体6における複数の対物レンズ取付位置のうち光軸p1上に配置されている対物レンズ取付位置を検出するためのレボルバ穴位置検出部8とを有する。レボルバ用モータ7は、レボルバ用モータ駆動部9によって駆動される。
An
次に、オートフォーカス(AF)の光学系について説明する。このAFでは、アクティブ型瞳分割法を用いる。AFに用いる基準光源10は、赤外線レーザ光等の可視外光波長領域の光を出力する光源を用いる。この基準光源10は、レーザ駆動部11によってパルス点灯でかつその光強度が駆動制御される。
Next, an autofocus (AF) optical system will be described. In this AF, an active pupil division method is used. The
この基準光源10から出力されるレーザ光の光路上には、コリメートレンズ12、投光側ストッパST、偏光ビームスプリッタ13が配置されている。コリメートレンズ12は、基準光源10から出力されたレーザ光を平行光に整形する。投光側ストッパSTは、レーザ光の光束径の半分をカットする。偏光ビームスプリッタ13は、投光側ストッパSTによりカットされたレーザ光のうちP偏光成分のみを反射し、かつこの反射した方向から入射したS偏光成分の光を透過する。
On the optical path of the laser light output from the
この偏光ビームスプリッタ13の反射光路上には、集光レンズ群14、色収差補正レンズ群15、λ/4板16及びダイクロイックミラー17が配置されている。集光レンズ群14は、偏光ビームスプリッタ13からのレーザ光を集光する。色収差補正レンズ群15は、色収差の補正をするもので、色収差補正レンズ駆動用モータ18の駆動により光軸p2の方向に移動する。色収差補正レンズ駆動用モータ18は、色収差補正レンズ駆動部19によって駆動される。λ/4板16は、色収差補正レンズ群15からのレーザ光を45°偏光する。ダイクロイックミラー17は、λ/4板16により偏光されたレーザ光のうち赤外領域の光のみを下方側に反射し、かつ試料S側からの光束をλ/4板16側と図示しない接眼レンズ又はCCD等の撮像装置側との2方向に分岐する。このダイクロイックミラー17の下方側に反射光路(光軸p1)上には、対物レンズ5が設けられる。
A condensing
偏光ビームスプリッタ13の透過光路(光軸p2方向)上には、集光レンズ群20を介して受光センサ21が設けられている。この受光センサ21は、2分割フォトダイオード、2分割ディテクタである。この受光センサ21は、例えば後続の信号処理部26で信号の処理する領域を2等分することで2つの受光素子21a、21bを有するものとなる。この受光センサ21は、各受光素子21a、21bの境界を光軸p2上に配置する。この受光センサ21の各受光素子21a、21bは、それぞれ集光レンズ群20により結像されたスポットを受光し、この受光強度に応じたセンサ信号を出力する。
A
この受光センサ21上に結像されるスポットは、試料Sが対物レンズ5の合焦位置(ピント位置)に配置されていれば、図2(a)(b)に示すように各受光素子21a、21bの境界位置で受光され、狭い領域でかつ高い光強度を有し、試料Sがピント位置から下側(後ピン位置)に配置されていれば、図3(a)(b)に示すように受光素子21b側に偏った強度分布で受光され、試料Sがピント位置から上側(前ピン位置)に配置されていれば、図4(a)(b)に示すように受光素子21a側に偏った強度分布で受光される。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the spot imaged on the
照明用光源22は、試料Sを観察するための照明光を出力する。この照明用光源22から出力された照明光の光路上には、レンズ23、ハーフミラー24が設けられている。このハーフミラー24は、光軸p1上に設けられ、照明用光源22から出力された照明光を下方に反射して試料Sを上方から照明する。
The
コントロール部25は、顕微鏡の合焦動作を制御するもので、合焦用モータ駆動制御部3、レボルバ用モータ駆動部9、レーザ駆動部11及び色収差補正レンズ駆動部19に対して各駆動制御を送出し、かつ信号処理部26、操作部27及びパルスカウンタ28からの各信号を入力する。このコントロール部25は、CPUに対してプログラムメモリ、データメモリ、入出力ポートなどを接続した構成である。
The
操作部27は、各種操作スイッチを有し、例えばAF開始/停止、対物レンズ5の切り替え等の操作を観察者によって行えるようになっている。パルスカウンタ28には、JOGエンコーダ29が接続されている。このJOGエンコーダ29の出力パルスがパルスカウンタ28によりカウントされ、そのカウント値がコントロール部25に送られる。これにより、JOGダイヤルによるステージ1の上下移動が可能になる。
The
信号処理部26は、受光センサ21から出力されたセンサ信号を入力し、このセンサ信号を2つの受光素子21a、21bの各範囲別に分割し、これら範囲別に受光強度の総和の各ディジタル範囲信号A、Bを出力する。図5は各受光素子21a、21bの各範囲信号A、B別のステージ1の上下方向位置(デフォーカス)に対する入射光強度を示す。
The
これら各範囲信号A、Bは、ピント位置Fを挟んで左右対称な変化を示す。 Each of these range signals A and B shows a symmetrical change with respect to the focus position F.
コントロール部25は、信号処理部26から出力された各ディジタル範囲信号A、Bを入力し、これらディジタル範囲信号A、Bから図6に示す加算信号A+Bと、図7に示す合焦判定信号Ef{=(A−B)/(A+B)}と、光量信号値max(A,B)とをそれぞれ算出し、これら信号に基づいて合焦動作を実行する。なお、光量信号値max(A,B)は、各ディジタル範囲信号A、Bのうち信号値の大きな方の値を示す。
The
コントロール部25は、各ディジタル範囲信号A、Bにより試料Sの有無を判定し、合焦判定信号Efの符号によって合焦方向を判定し、かつ合焦判定信号Efを「0」とすることで試料Sを合焦位置へ導く合焦動作を行う。
The
具体的に信号処理部26及びコントロール部25は、図8に示す構成を有する。信号処理部26は、積分回路30及びA/D変換部31を有する。積分回路30は、受光センサ21の各受光素子21a、21bから出力された各センサ信号をそれぞれ積分処理する。A/D変換部31は、積分回路30の各積分出力を一定の処理時間Tcでディジタル値に変換する。
Specifically, the
コントロール部25の演算部32は、信号処理部26から出力される各受光素子21a、21bの各受光量に応じた各ディジタル範囲信号A、Bを取り込み、これらディジタル範囲信号A、Bに基づいて加算信号A+Bと、合焦判定信号Ef{=(A−B)/(A+B)}と、光量信号値max(A,B)とを算出し、このうち合焦判定信号Efを合焦判定部33に送出する。
The
この合焦判定部33は、合焦周期毎に合焦判定信号Efが「0」になることで試料Sに対して合焦であることを判定し、これと同時に合焦用モータ駆動制御部3に対して駆動停止信号を送出する。又、合焦判定部33は、合焦判定信号Efの符号「+」「−」によって合焦方向を判定し、かつ合焦判定信号Efを「0」とするように合焦用モータ駆動制御部3に制御信号を送出して試料Sを合焦位置へ導く合焦動作を行う。
The
光量判定部34は、演算部32から各受光素子21a、21bの各受光量の各ディジタル範囲信号A、Bを受け取り、これらディジタル範囲信号A、Bを図9に示す光量判定テーブル35に予め格納されている複数の光量判定信号、例えば光量判定信号「0」「1」…「5」と参照して受光センサ21での受光量を判定する。複数の光量判定信号「0」「1」…「5」は、複数の段階で受光量を判定するもので、例えば初期値を「0」として光量が次第に大きくなる順になっている。
The light
この光量判定部34は、図10に示すようにディジタル範囲信号A又はBの各光量値が閾値TH1≦max(A又はB)≦TH0の範囲内であるとき、AF動作に必要とされる光量が得られたため該当するディジタル範囲信号A又はBを保持してタイミングジェネレータ36に光量判定信号を送出する。
As shown in FIG. 10, the light
この光量判定部34は、ディジタル値範囲信号A又はBの光量値が閾値TH1>max(A又はB)であるとき、検出される光量を増やすために光量判定テーブル35の光量判定信号を1デクリメントしてその光量判定信号「0」「1」…又は「5」をタイミングジェネレータ36に送出する。
The light
この光量判定部34は、ディジタル値範囲信号A又はBの光量値が閾値max(A又はB)>TH0であれば、検出される光量を減らすために光量判定テーブル35の光量判定信号を1インクリメントしてその光量判定信号「0」「1」…又は「5」をタイミングジェネレータ36に送出する。
If the light value of the digital value range signal A or B is threshold value max (A or B)> TH0, the light
なお、光量判定部34は、光量判定信号の増減により当該光量判定信号の上限、下限、例えば光量判定信号の上限「5」、下限「0」を越える場合、光量判定信号の増減を行わずに現在の光量判定信号を保持する。
The light
タイミングジェネレータ(タイミング発生部)36は、光量判定部34により判定された光量判定信号「0」「1」…又は「5」に基づいて図11に示すタイミング格納テーブル37から積分時間とA/D変換の開始時間とを読み取り、このうち積分時間を積分回路30に設定し、かつA/D変換の開始時間をA/D変換部31に設定する。
The timing generator (timing generator) 36 calculates the integration time and A / D from the timing storage table 37 shown in FIG. 11 based on the light amount determination signal “0”, “1”. The conversion start time is read out, the integration time is set in the
具体的にタイミング格納テーブル37には、各光量判定信号「0」「1」…「5」に対応する各積分時間(μs)と各A/D変換の開始時間(μs)とが格納されている。各積分時間は、各受光素子21a、21bでの各受光量の増加、すなわち各光量判定信号「0」「1」…「5」に応じて短く設定されている。各A/D変換の開始時間は、各積分時間の終了直後からA/D変換を開始する時間に設定されている。例えば、光量判定信号「0」の積分時間は、例えば1024μsであり、A/D変換の開始時間は、積分時間終了1μs後の1025μsである。
Specifically, the timing storage table 37 stores each integration time (μs) corresponding to each light quantity determination signal “0”, “1”... “5” and each A / D conversion start time (μs). Yes. Each integration time is set short in accordance with the increase in the amount of light received by each light receiving
次に、上記の如く構成された装置の動作について説明する。 Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
基準光源10がパルス点灯されると、この基準光源10から赤外線レーザ光等の可視外光波長領域のレーザ光が出力される。この基準光源10から出力されるレーザ光の強度は、レーザ駆動部11によって制御される。この基準光源10から出力されたレーザ光は、コリメートレンズ12により平行光に整形され、投光側ストッパSTによりその光束径の半分がカットされる。この投光側ストッパSTによりカットされなかったレーザ光は、偏光ビームスプリッタ13に入射し、ここでP偏光成分のみが反射される。
When the
この偏光ビームスプリッタ13で反射されたP偏光成分のレーザ光は、集光レンズ群14により集光され、色収差補正レンズ群15により色収差補正され、λ/4板16により45°偏光されてダイクロイックミラー17に入射し、ここでλ/4板16により偏光されたレーザ光のうち赤外領域の光のみが下方側に反射される。このダイクロイックミラー17で反射されたレーザ光は、ハーフミラー24を透過し、対物レンズ5により試料S上にスポット形状の像を形成する。
The P-polarized component laser light reflected by the
試料Sで反射された光束は、当該試料Sにレーザ光を照射する光路と逆光路、すなわち対物レンズ5、ハーフミラー24、ダイクロイックミラー17を介してλ/4板16に入射し、ここで更に45°偏光されてS偏光成分に偏光される。このλ/4板16で偏光された光束は、色収差補正レンズ群15、集光レンズ群14、偏光ビームスプリッタ13を透過し、集光レンズ群20により集光されて受光センサ21上に結像される。
The light beam reflected by the sample S is incident on the λ / 4
この受光センサ21の各受光素子21a、21bは、それぞれ集光レンズ群20により結像されたスポットを受光し、この受光強度に応じたセンサ信号を出力する。
Each of the
一方、試料Sを観察するために照明用光源22から照明光が出力される。この照明光は、レンズ23を通ってハーフミラー24に入射し、ここで下方に反射されて試料Sを上方から照明する。試料Sからの反射光(観察光)は、対物レンズ5、ハーフミラー24、ダイクロイックミラー17を透過して図示しない接眼レンズ、CCD等の撮像装置に入射する。
On the other hand, in order to observe the sample S, illumination light is output from the
次に、AF動作について図12に示すAFフローチャートに従って説明する。 Next, the AF operation will be described according to the AF flowchart shown in FIG.
試料Sがピント位置から離れている状態において、観察者が操作部27におけるAF開始スイッチを押し操作すると、コントロール部25は、ステップ#1において、AF開始スイッチの押し操作されたことを判断し、次のステップ#2において、受光センサ21での受光量の各閾値TH0、TH1、TH2を決定する。なお、閾値TH2は、Ef値が十分「0」に近いか否かを判定する基準値であり、|Ef|<TH2となるとき、Ef=0とみなされる。
When the observer presses the AF start switch in the
受光センサ21から出力されたセンサ信号は、信号処理部26に入力され、当該信号処理部26における積分回路30により積分処理され、この後、A/D変換部31により一定の処理時間Tcでディジタル値に変換される。これにより、信号処理部26からは、受光センサ21の各受光素子21a、21bの各範囲別の各受光強度の総和の各ディジタル範囲信号A、Bが出力される。
The sensor signal output from the
演算部32は、ステップ#3において、信号処理部26から出力された各ディジタル範囲信号A、Bを取り込み、これらディジタル範囲信号A、Bに基づいて各光量信号値max(A,B)を算出する。
In
次に、演算部32は、ステップ#4において、各光量信号値max(A,B)と閾値TH1とを比較する。この比較の結果、光量信号値max(A,B)が閾値TH1よりも低ければ、演算部32は、試料Sからの光束の光強度が低い、すなわち試料Sがピント位置から遠い位置にあると判定する。
Next, the calculating
このように試料Sからの光束の光強度が低い場合、演算部32は、ステップ#5に移り、ステージ1を上下駆動してピント位置を検索する全範囲を終了したかを判断し、全範囲を検索していなければ、ステップ#6に移って合焦判定部33を通して合焦用モータ駆動制御部3に駆動指令を発する。この演算部32は、ステップ#4〜#6を繰り返すことにより、ステージ1を上下動させて試料Sに対するピント位置をサーチする。この場合、試料Sに対するピント位置のサーチは、図10に示すように光量信号値max(A,B)が閾値TH1以上となる範囲で行なわれる。
When the light intensity of the light beam from the sample S is low in this way, the
なお、演算部32は、ピント位置を検索する全範囲の検索を終了してもピント位置を検索できなかった場合、例えば試料Sの低反射率に起因するAF不能と判断し、ステップ#7においてAF動作を中断する。
If the focus position cannot be searched even after the search of the entire range for searching the focus position is completed, the
一方、演算部32は、光量信号値max(A,B)の値が閾値TH1よりも高い場合、試料Sからの光束の光強度が十分に高く、試料Sがピント位置の近傍にあると判定し、ステップ#4からステップ#8に移り、精密走査を開始する。
On the other hand, when the value of the light quantity signal value max (A, B) is higher than the threshold value TH1, the
この精密走査では、先ず、演算部32は、ステップ#9において、各ディジタル範囲信号A、Bに基づいて合焦判定信号Ef{=(A−B)/(A+B)}を算出し、この合焦判定信号Ef値の絶対値と閾値TH2とを比較する。この比較の結果、合焦判定信号Ef値の絶対値が閾値TH2よりも大きければ、演算部32は、ステップ#10に移って合焦判定信号Ef値の符号からステージ1の駆動方向を判定し、この判定した駆動方向の駆動指令を合焦判定部33を通して合焦用モータ駆動制御部3に発する。これにより、ステージ1は、上下動する。
In this precise scanning, first, in
次に、演算部32は、ステップ#11において、信号処理部26から出力された各ディジタル範囲信号A、Bを取り込み、これらディジタル範囲信号A、Bに基づいて再び各光量信号値max(A,B)及び合焦判定信号Ef{=(A−B)/(A+B)}を算出する。
Next, in
以下、演算部32は、ステップ#9〜#11を繰り返すことによりAFサイクル動作を行う。このAFサイクル動作の繰り返しにより合焦判定信号Efの値の絶対値が閾値TH2より小さくなったとき、演算部32は、ピント位置と特定し、ステップ#12においてAF動作を終了する。
Thereafter, the
以上のAFサイクル動作中に、光量判定部34は、ステップ#13において、演算部32から各受光素子21a、21bの各受光量の各ディジタル範囲信号A、Bを受け取り、受光センサ21での受光量を、光量判定テーブル35に予め格納されている各光量判定信号「0」「1」…「5」を参照して判定する。
During the above AF cycle operation, the light
すなわち、光量判定部34は、図5に示すようにディジタル範囲信号A又はBの光量値が閾値TH1≦max(A又はB)≦TH0の範囲内であるとき、該当するディジタル範囲信号A又はBを保持し、前回のAFサイクルで判定した光量判定信号、例えば光量判定信号「0」をタイミングジェネレータ36に送出する。
That is, as shown in FIG. 5, when the light amount value of the digital range signal A or B is within the range of threshold TH1 ≦ max (A or B) ≦ TH0, as shown in FIG. And a light amount determination signal determined in the previous AF cycle, for example, a light amount determination signal “0” is sent to the
このタイミングジェネレータ36は、光量判定部34により判定された光量判定信号、例えば光量判定信号「0」を受け取り、図11に示すタイミング格納テーブル37から光量判定信号「0」に対応する積分時間(例えば1024μs)とA/D変換の開始時間(例えば1025μs)とを読み取り、このうち積分時間を積分回路30に設定し、A/D変換の開始時間をA/D変換部31に設定する。
The
又、光量判定部34は、ディジタル値範囲信号A又はBの光量値が閾値TH1>max(A又はB)であれば、光量判定テーブル35の光量判定信号を1デクリメントしてその光量判定信号、例えば光量判定信号「2」から1デクリメントした光量判定信号「1」をタイミングジェネレータ36に送出する。
Further, the light
このタイミングジェネレータ36は、光量判定部34により判定された光量判定信号、例えば光量判定信号「1」を受け取り、タイミング格納テーブル37から光量判定信号「1」に対応する積分時間(例えば256μs)とA/D変換の開始時間(例えば257μs)とを読み取り、このうち積分時間を積分回路30に設定し、A/D変換の開始時間をA/D変換部31に設定する。
The
又、光量判定部34は、ディジタル値範囲信号A又はBの光量値が閾値max(A又はB)>TH0であれば、光量判定テーブル35の光量判定信号を1インクリメントしてその光量判定信号、例えば光量判定信号「0」から1インクリメントした光量判定信号「1」をタイミングジェネレータ36に送出する。
Further, the light
このタイミングジェネレータ36は、光量判定部34により判定された光量判定信号、例えば光量判定信号「1」を受け取り、タイミング格納テーブル37から光量判定信号「1」に対応する積分時間(例えば256μs)とA/D変換の開始時間(例えば257μs)とを読み取り、このうち積分時間を積分回路30に設定し、A/D変換の開始時間をA/D変換部31に設定する。
The
なお、光量判定部34は、光量判定信号の増減により当該光量判定信号の上限、下限、例えば光量判定信号の上限「5」、下限「0」を越える場合、光量判定信号の増減を行わずに現在の光量判定信号を保持する。
The light
この結果、合焦周期は、図13に示すように積分回路30による積分時間と、この積分回路30の積分処理終了直後から開始されるA/D変換部31でのA/D処理時間(信号処理時間)とからなる。なお、A/D変換部31は、一定の処理時間Tcで各受光素子21a、21bの各範囲信号A、Bをディジタル変換する。
As a result, as shown in FIG. 13, the in-focus period includes an integration time by the
従って、合焦周期は、例えば光量判定信号「0」の場合、積分時間(例えば1024μs)とA/D変換での一定の処理時間Tcとから1024μs+Tcとなり、同様に、光量判定信号「1」の場合、258μs+Tcとなり、光量判定信号「2」の場合、64μs+Tcとなる。すなわち、合焦周期は、受光センサ21での受光量の増加に伴なって短く設定される。
Therefore, for example, in the case of the light quantity determination signal “0”, the focusing period is 1024 μs + Tc from the integration time (for example, 1024 μs) and the constant processing time Tc in the A / D conversion, and similarly, the light quantity determination signal “1”. In this case, 258 μs + Tc, and in the case of the light quantity determination signal “2”, 64 μs + Tc. That is, the focusing period is set shorter as the amount of light received by the
しかるに、積分回路30は、設定変更された積分時間、例えば光量判定信号「0」と判定されたときの積分時間1024μsで受光センサ21の各受光素子21a、21bから出力された各センサ信号をそれぞれ積分処理する。A/D変換部31は、例えば光量判定信号「0」と判定されたときのA/D変換開始時間1025μsから一定の処理時間TcでA/D変換を行う。
However, the
このように上記第1の実施の形態によれば、試料Sからの光束を観察光学系を通して受光センサ21で受光したときの受光量に応じたアナログ検出信号を積分回路30で積分処理した後にA/D変換部31で一定の処理時間Tcでディジタル値に変換して合焦判定を行うときに、受光センサ21での受光量に応じた各ディジタル範囲信号A、Bに基づいて受光量を判定し、その光量判定信号「0」「1」…又は「5」に基づいて積分回路30での積分時間とA/D変換部31でのA/D変換の開始時間とをそれぞれ設定変更する。
As described above, according to the first embodiment, the
これにより、合焦周期は、従来のように積分時間終了から信号処理の開始までに待ち時間を生じることなく、図13に示すように積分時間終了直後から直ちに信号処理を開始でき、受光センサ21での受光量の増減に応じた適正な時間長に可変設定できる。従って、受光センサ21での受光量に応じた時間長の合焦周期を速く繰り返すことができ、AFサイクルの繰り返し周期を速く実行し、その結果として高速な合焦処理が実現できる。例えば、合焦周期は、例えば受光センサ21での受光量の増加に伴って短縮され、合焦完了までの時間を短できる。
As a result, the focusing cycle can start signal processing immediately after the end of the integration time as shown in FIG. 13 without causing a waiting time from the end of the integration time to the start of signal processing as in the prior art. Can be variably set to an appropriate time length according to the increase or decrease in the amount of light received at. Therefore, the focusing period of the time length corresponding to the amount of light received by the
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1及び図8と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 1 and FIG.
図14は信号処理部26及びコントロール部25の具体的な構成図である。倍率検出部40は、観察光学系に取り付けられた対物レンズ5の倍率を認識するもので、具体的にはレボルバ穴位置検出部8から出力される対物レンズ取付位置信号を受けて、光軸p1上に配置されている対物レンズ取付位置から対物レンズ5の倍率を認識する。
FIG. 14 is a specific configuration diagram of the
タイミング格納テーブル41には、図15に示すように対物レンズ5の複数の倍率情報、例えば5倍、10倍、20倍と、これら倍率情報別に設定された受光センサ21での受光量すなわち各光量判定信号に応じた積分回路30での複数の積分時間と、A/D変換部31での複数のA/D変換開始時間とが予め格納されている。このうち積分時間は、同一の光量判定信号であれば、対物レンズ5の倍率が高くなれば長く、低くなれば短く設定されている。例えば、光量判定信号「0」において積分時間は、例えば対物レンズ5の倍率5倍で32μs、対物レンズ5の倍率10倍で243μs、対物レンズ5の倍率20倍で1024μsである。
In the timing storage table 41, as shown in FIG. 15, a plurality of magnification information of the
タイミングジェネレータ42は、倍率検出部40から認識された対物レンズ5の倍率情報を受け取り、この倍率情報に対応しかつ光量判定部34からの光量判定信号に応じた積分時間とA/D変換の開始時間とをタイミング格納テーブル41から読み取ってそれぞれ積分回路30とA/D変換部31とに可変設定する。
The
次に、AF動作について図16に示すAFフローチャートに従って説明する。 Next, the AF operation will be described according to the AF flowchart shown in FIG.
試料Sがピント位置から離れている状態において、観察者が操作部27におけるAF開始スイッチを押し操作すると、コントロール部25は、ステップ#1において、AF開始スイッチの押し操作されたことを判断し、次のステップ#20において、倍率検出部40は、レボルバ穴位置検出部8から出力される対物レンズ取付位置信号を受けて光軸p1上に配置されている対物レンズ取付位置から対物レンズ5の倍率を認識する。なお、レボルバ本体6の各対物レンズ取付位置に取り付けられる各対物レンズ5の各倍率は、予め観察者により設定されるので、光軸p1上に配置された対物レンズ取付位置から対物レンズ5の倍率が認識できる。
When the observer presses the AF start switch in the
次に、倍率検出部40は、ステップ#2において、対物レンズ5の倍率毎に設定されている各閾値TH0、TH1、TH2の組み合わせの中から現に光軸p1上に配置された対物レンズ5の倍率に対応した閾値TH0、TH1、TH2を選択し設定する。
Next, the
次に、倍率検出部40は、ステップ#21において、図15に示すタイミング格納テーブル41の中から対物レンズ5の倍率に応じた積分時間、A/D変換開始時間のテーブルに入れ換える。例えば、対物レンズ5が倍率20倍から倍率10倍に切り換えられると、倍率検出部40は、タイミング格納テーブル41の対物レンズ5の倍率20倍に応じた積分時間及びA/D変換開始時間のテーブルから倍率10倍に応じた積分時間及びA/D変換開始時間のテーブルに入れ換える。
Next, in
以下、ステップ#3〜#12までの処理は、上記第1の実施の形態と同様である。
Hereinafter, the processes from
次に、AFサイクル動作中における積分時間とA/D変換の開始時間との変更設定について説明する。 Next, a setting for changing the integration time and the A / D conversion start time during the AF cycle operation will be described.
光量判定部34は、ステップ#13において、上記第1の実施の形態と同様に、演算部32から各受光素子21a、21bの各受光量の各ディジタル範囲信号A、Bを受け取り、受光センサ21での受光量を、光量判定テーブル35に予め格納されている各光量判定信号「0」「1」…又は「5」を参照して判定し、その光量判定信号「0」「1」…又は「5」を送出する。
In
タイミングジェネレータ36は、光量判定部34により判定された光量判定信号、例えば光量判定信号「0」を受け取り、図15に示すタイミング格納テーブル37の中から例えば対物レンズ5の倍率10倍のテーブルを用い、光量判定信号「0」に対応する積分時間(例えば243μs)とA/D変換の開始時間(例えば244μs)とを読み取り、このうち積分時間を積分回路30に設定し、A/D変換の開始時間をA/D変換部31に設定する。
The
しかるに、積分回路30は、設定変更された積分時間、例えば光量判定信号「0」と判定されたときの積分時間243μsで受光センサ21の各受光素子21a、21bから出力された各センサ信号をそれぞれ積分処理する。A/D変換部31は、例えば光量判定信号「0」と判定されたときのA/D変換開始時間244μsから一定の処理時間TcでA/D変換を行う。
However, the
このように上記第2の実施の形態によれば、倍率検出部40により認識された対物レンズ5の倍率情報に対応した積分時間とA/D変換の開始時間とにそれぞれ変更設定することができる。これにより、対物レンズ5の倍率によって受光センサ21での受光量が異なる、すなわち対物レンズ5の倍率が高くなると受光センサ21での受光量が減少し、倍率が低くなると受光センサ21での受光量が増加するので、これら対物レンズ5の倍率に応じた適切な積分時間とA/D変換の開始時間と変更設定できる。従って、対物レンズ5の倍率及び受光センサ21での受光量に応じた適切な時間長の合焦周期に設定して、高速な合焦処理を実現できる。
As described above, according to the second embodiment, the integration time corresponding to the magnification information of the
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described.
先ず、ステージ1の駆動速度と試料Sからの反射光量との関係について説明する。ステージ1の駆動速度は、各種対物レンズ5毎にその基本速度が決定している。この基本速度について図10を参照して説明する。図10は横軸をステージ座標とし、縦軸を試料Sから反射したレーザ光の強度としている。同図は試料Sが例えばガラスのような反射率R(=3%)のレーザ強度分布と、例えばミラーのような反射率R(=100%)のレーザ強度分布とを示す。試料Sの反射率が低いと、試料Sに投光するレーザ光強度に対して反射レーザ光強度が低くなる。
First, the relationship between the driving speed of the
閾値TH1は、試料Sからの反射レーザ光を検出する受光センサ(例えば2分割フォトダイオード、2分割ディテクタ)21の暗時出力などのいわゆるノイズ成分を考慮して設定されている。この閾値TH1以上の反射レーザ光強度がある場合、試料Sが存在すると判定し、上記第1の実施の形態で説明したように試料Sに対して合焦するための走査を行う。なお、閾値TH1以上の反射レーザ光強度となるステージ1の移動範囲(昇降範囲)は、試料Sの反射率により異なり、例えば反射率3%の試料Sであれば、例えば図10中に示すZbであり、反射率100%の試料Sであれば、例えば図10中に示すZaである。
The threshold value TH1 is set in consideration of so-called noise components such as dark output of a light receiving sensor (for example, a two-divided photodiode, two-divided detector) 21 that detects reflected laser light from the sample S. When the reflected laser beam intensity is greater than or equal to the threshold TH1, it is determined that the sample S exists, and scanning for focusing on the sample S is performed as described in the first embodiment. Note that the moving range (elevating range) of the
試料Sに対して合焦走査を行うときのサーチ速度は、ステージ1の移動範囲により決定される。この場合、AF開始時に試料Sの反射率が不明なので、例えば反射率3%で狭い方のステージ1の移動範囲Zbを検出可能とするような速度に設定しなければならない。しかるに、サーチ速度は、
サーチ速度=Zb/合焦周期
となる。このようなサーチ速度で試料Sに対して合焦させれば、必ずステージ1の移動範囲Zbを検出することになり、試料Sの反射率に拘わらず試料Sの有無を検出可能になる。
The search speed when performing the focusing scan on the sample S is determined by the moving range of the
Search speed = Zb / focusing cycle. If the sample S is focused at such a search speed, the movement range Zb of the
一方、試料Sが高反射率を有する場合、試料Sを検出可能なステージ1の移動範囲Zaが移動範囲Zbよりも広くなる。これにより、サーチ速度が速い状態においても試料Sの検出が可能になる。しかるに、本第3の実施の形態では、試料Sからの反射光量が大きい場合、ステージ1の駆動速度を高速化する。
On the other hand, when the sample S has a high reflectance, the moving range Za of the
以下、具体的に説明する。図17は信号処理部26及びコントロール部25の具体的な構成図である。なお、図1及び図8と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
This will be specifically described below. FIG. 17 is a specific configuration diagram of the
速度テーブル50には、受光センサ21での受光量に応じた複数の速度信号が予め格納されている。具体的に速度テーブル50には、図18に示すように各光量判定信号「0」「1」…「5」に応じた各速度信号「4」「6」…「12」が予め格納されている。これら速度信号「4」「6」…「12」は、受光センサ21での受光量が増加すれば速く、受光量が減少すれば遅くなるように設定されている。
In the speed table 50, a plurality of speed signals corresponding to the amount of light received by the
速度制御部51は、合焦用モータ駆動制御部3を駆動して試料Sを観察光学系の合焦位置に移動させる駆動速度を可変するもので、光量判定部34により判定された受光量すなわち光量判定信号「0」「1」…又は「5」に応じた速度信号「4」「6」…又は「12」を速度テーブル50から読み取って合焦用モータ駆動制御部3に可変設定する。
The
次に、AFサイクル動作中における積分時間とA/D変換の開始時間との変更設定について図19に示すAFフローチャートを参照して説明する。ステップ#1〜#12までの処理は、上記第1の実施の形態と同様である。
Next, change setting between the integration time and the A / D conversion start time during the AF cycle operation will be described with reference to an AF flowchart shown in FIG. The processing from
光量判定部34は、ステップ#13において、上記第1の実施の形態と同様に、演算部32から各受光素子21a、21bの各受光量の各ディジタル範囲信号A、Bを受け取り、受光センサ21での受光量を、光量判定テーブル35に予め格納されている各光量判定信号「0」「1」…又は「5」を参照して判定し、その光量判定信号「0」「1」…又は「5」を送出する。例えば、光量判定部34は、光量判定信号「1」を送出している状態にあって、受光センサ21での受光量が増加すると、光量判定信号「1」から「2」に変更して送出する。
In
次に、速度制御部51は、ステップ#30において、光量判定部34から送出される光量判定信号が「1」から「2」に変化すると、速度テーブル50から読み取る速度信号を「6」から「8」に変更する。
Next, when the light amount determination signal sent from the light
次に、速度制御部51は、ステップ#31において、速度テーブル50から読み取った速度信号「8」を合焦用モータ駆動制御部3に可変設定する。これにより、合焦用モータ駆動制御部3は、速度信号「8」に従った駆動速度でステージ1を昇降する。
Next, in
これと共に、タイミングジェネレータ42は、光量判定部34により判定された光量判定信号、例えば光量判定信号「2」を受け取り、図11に示すタイミング格納テーブル37の中から光量判定信号「2」に対応する積分時間(例えば64μs)とA/D変換の開始時間(例えば65μs)とを読み取り、積分時間を積分回路30に設定すると共にA/D変換の開始時間をA/D変換部31に設定する。
At the same time, the
しかるに、ステージ1は、速度信号「8」に従った駆動速度で昇降し、これと共に積分回路30は、設定変更された積分時間、例えば光量判定信号「0」と判定されたときの積分時間243μsで受光センサ21の各受光素子21a、21bから出力された各センサ信号をそれぞれ積分処理し、A/D変換部31は、例えば光量判定信号「0」と判定されたときのA/D変換開始時間244μsから一定の処理時間TcでA/D変換を行う。
However, the
このように上記第3の実施の形態によれば、受光センサ21での受光量に応じて積分回路30での積分時間とA/D変換部31でのA/D変換の開始時間とを可変設定すると共に、受光センサ21での受光量に応じてステージ1の駆動速度を可変設定する。これにより、合焦周期を短くできると共に、ステージ1の駆動速度を速くして合焦位置に到達するまでの時間を短縮でき、結果として合焦速度を速くできる。
As described above, according to the third embodiment, the integration time in the
次に、本発明の第4の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図14と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図20は信号処理部26及びコントロール部25の具体的な構成図である。
FIG. 20 is a specific configuration diagram of the
倍率検出部40は、レボルバ穴位置検出部8から出力される対物レンズ取付位置信号を受けて、光軸p1上に配置されている対物レンズ取付位置から対物レンズ5の倍率を認識する。
タイミング格納テーブル41には、図15に示すように対物レンズ5の複数の倍率情報、例えば5倍、10倍、20倍と、これら倍率情報別に設定された受光センサ21での受光量すなわち各光量判定信号に応じた積分回路30での複数の積分時間と、A/D変換部31での複数のA/D変換開始時間とが予め格納されている。
In the timing storage table 41, as shown in FIG. 15, a plurality of magnification information of the
タイミングジェネレータ42は、倍率検出部40から認識された対物レンズ5の倍率情報を受け取り、この倍率情報に対応しかつ光量判定部34からの光量判定信号に応じた積分時間とA/D変換の開始時間とをタイミング格納テーブル41から読み取ってそれぞれ積分回路30とA/D変換部31とに可変設定する。
The
速度テーブル60には、倍率検出部40により認識された対物レンズ5の倍率情報に対する速度信号が予め格納されている。具体的に速度テーブル60には、図21に示すように対物レンズ5の倍率「5倍」「10倍」…「20倍」に対応した各速度信号「16」「12」…「4」が格納されている。これら速度信号「16」「12」…「4」は、対物レンズ5の倍率「5倍」「10倍」…「20倍」が高くなるに従って低速に設定されている。
In the speed table 60, speed signals for the magnification information of the
速度制御部61は、倍率検出部40から認識された対物レンズ5の倍率情報を受け取り、この倍率情報に対応した速度信号「16」「12」…又は「4」を速度テーブル60から読み取り、この読み取った速度信号「16」「12」…又は「4」を合焦用モータ駆動制御部3に可変設定する。
The
次に、AFサイクル動作中における積分時間とA/D変換の開始時間とステージ1の駆動速度の変更設定について説明する。
Next, the setting for changing the integration time, the A / D conversion start time, and the driving speed of the
先ず、倍率検出部40は、レボルバ穴位置検出部8から出力される対物レンズ取付位置信号を受けて光軸p1上に配置されている対物レンズ取付位置から対物レンズ5の倍率、例えば倍率10倍の対物レンズ5を認識する。この倍率検出部40は、上記同様に、図15に示すタイミング格納テーブル41の中から倍率10倍の対物レンズ5に応じた積分時間、A/D変換開始時間のテーブルに入れ換える。
First, the
一方、光量判定部34は、上記第1の実施の形態と同様に、演算部32から各受光素子21a、21bの各受光量の各ディジタル範囲信号A、Bを受け取り、受光センサ21での受光量を、光量判定テーブル35に予め格納されている各光量判定信号「0」「1」…又は「5」を参照して判定し、その光量判定信号「0」「1」…又は「5」を送出する。
On the other hand, the light
タイミングジェネレータ42は、光量判定部34により判定された光量判定信号、例えば光量判定信号「0」を受け取り、図15に示すタイミング格納テーブル37の中から例えば倍率10倍の対物レンズ5のテーブルを用い、光量判定信号「0」に対応する積分時間(例えば243μs)とA/D変換の開始時間(例えば244μs)とを読み取り、積分時間を積分回路30に設定すると共に、A/D変換の開始時間をA/D変換部31に設定する。
The
これと共に、速度制御部61は、倍率検出部40から認識された例えば倍率10倍の対物レンズ5の倍率情報を受け取り、この倍率情報に対応した速度信号「12」を図21に示す速度テーブル60から読み取り、この読み取った速度信号「12」を合焦用モータ駆動制御部3に可変設定する。
At the same time, the
しかるに、ステージ1は、速度信号「12」に従った駆動速度で昇降し、これと共に積分回路30は、設定変更された積分時間、例えば積分時間243μsで受光センサ21の各受光素子21a、21bから出力された各センサ信号をそれぞれ積分処理し、A/D変換部31は、例えばA/D変換開始時間244μsから一定の処理時間TcでA/D変換を行う。
However, the
このように上記第4の実施の形態によれば、対物レンズ5の倍率情報に対応し、かつ受光センサ21での受光量に応じて積分回路30での積分時間とA/D変換部31でのA/D変換の開始時間とを可変設定すると共に、対物レンズ5の倍率情報に対応し、かつ受光センサ21での受光量に応じてステージ1の駆動速度を可変設定する。これにより、対物レンズ5の倍率に応じた適切な積分時間とA/D変換の開始時間と変更設定できると共に、対物レンズ5の倍率に応じた適切なステージ1の駆動速度に可変設定でき、この結果として合焦周期を短くできると共に、ステージ1の駆動速度を速くして合焦位置に到達するまでの時間を短縮して合焦速度を速くできる。
As described above, according to the fourth embodiment, the integration time in the
次に、本発明の第5の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図17と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 17 identical to those in FIG. 17 are assigned the same reference codes as in FIG.
図22は信号処理部26及びコントロール部25の具体的な構成図である。倍率検出部40は、レボルバ穴位置検出部8から出力される対物レンズ取付位置信号を受けて、光軸p1上に配置されている対物レンズ取付位置から対物レンズ5の倍率を認識する。
FIG. 22 is a specific configuration diagram of the
速度テーブル70には、図23に示すように光量判定部34により判定された各光量判定信号「0」「1」…「5」と倍率検出部40により認識された対物レンズ5の各倍率、例えば倍率「5倍」「20倍」「100倍」とに対応する複数のステージ1の駆動速度が予め格納されている。これらステージ1の駆動速度は、受光センサ21での受光量の増加、すなわち各光量判定信号「0」「1」…「5」と共に速く設定されると共に、対物レンズ5の倍率が高くなるに従って速く設定されている。
In the speed table 70, as shown in FIG. 23, each light quantity determination signal “0” “1”... “5” determined by the light
速度制御部71は、倍率検出部40により認識された対物レンズ5の倍率情報を受け取ると共に、光量判定部34から送出された光量判定信号「0」「1」…又は「5」を受け取り、速度テーブル70から対物レンズ5の倍率でかつ光量判定信号「0」「1」…又は「5」に対応する速度信号「4」「6」…又は「30」を合焦用モータ駆動制御部3に可変設定する。
The
次に、AFサイクル動作中における積分時間とA/D変換の開始時間とステージ1の駆動速度の変更設定について説明する。
Next, the setting for changing the integration time, the A / D conversion start time, and the driving speed of the
先ず、倍率検出部40は、レボルバ穴位置検出部8から出力される対物レンズ取付位置信号を受けて光軸p1上に配置されている対物レンズ取付位置から対物レンズ5の倍率、例えば倍率5倍の対物レンズ5を認識する。
First, the
一方、光量判定部34は、上記第1の実施の形態と同様に、演算部32から各受光素子21a、21bの各受光量の各ディジタル範囲信号A、Bを受け取り、受光センサ21での受光量を、光量判定テーブル35に予め格納されている光量判定信号、例えば光量判定信号「0」を判定し、その光量判定信号「0」を送出する。
On the other hand, the light
タイミングジェネレータ42は、光量判定部34により判定された例えば光量判定信号「0」を受け取り、図15に示すタイミング格納テーブル41の中から例えば倍率5倍の対物レンズ5のテーブルを用い、光量判定信号「0」に対応する積分時間(例えば32μs)とA/D変換の開始時間(例えば33μs)とを読み取り、積分時間を積分回路30に設定すると共に、A/D変換の開始時間をA/D変換部31に設定する。
The
これと共に、速度制御部71は、倍率検出部40から認識された例えば倍率5倍の対物レンズ5の倍率情報を受け取ると共に、光量判定部34から送出された光量判定信号「0」を受け取り、図23に示す速度テーブル70から例えば倍率5倍の対物レンズ5でかつ光量判定信号「0」に対応する速度信号「16」を合焦用モータ駆動制御部3に可変設定する。
At the same time, the
しかるに、ステージ1は、速度信号「16」に従った駆動速度で昇降し、これと共に積分回路30は、設定変更された積分時間、例えば積分時間33μsで受光センサ21の各受光素子21a、21bから出力された各センサ信号をそれぞれ積分処理し、A/D変換部31は、例えばA/D変換開始時間34μsから一定の処理時間TcでA/D変換を行う。
However, the
このように上記第5の実施の形態においても、上記第4の実施の形態と同様に、対物レンズ5の倍率に応じた適切な積分時間とA/D変換の開始時間と変更設定できると共に、対物レンズ5の倍率に応じた適切なステージ1の駆動速度に可変設定でき、この結果として合焦周期を短くできると共に、ステージ1の駆動速度を速くして合焦位置に到達するまでの時間を短縮して合焦速度を速くできる。
As described above, in the fifth embodiment, as in the fourth embodiment, an appropriate integration time corresponding to the magnification of the
次に、本発明の第6の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図8と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図24は信号処理部26及びコントロール部25の具体的な構成図である。合焦判定部33は、合焦周期毎に試料Sに対して合焦していると判定すると、合焦用モータ駆動制御部3に対して駆動停止信号を送出し、これと同時にカウンタ80に対して1ずつインクリメントさせるインクリメント信号を送出する。
FIG. 24 is a specific configuration diagram of the
カウンタ80は、合焦判定部33から合焦周期毎に送出されるインクリメント信号を受けてカウント動作して合焦回数をカウントする。
The
合焦回数設定テーブル81には、受光センサ21での受光量に応じた合焦判定回数が予め格納されている。具体的に合焦回数設定テーブル81には、図25に示すように光量判定部34から送出される光量判定信号「0」「1」…又は「5」に対応した各合焦回数値「1」「1」…「5」が格納されている。これら合焦回数値「1」「1」…「5」は、受光センサ21での受光量の増加に伴って多く設定されている。
In the focusing number setting table 81, the number of focusing determinations corresponding to the amount of light received by the
合焦回数設定部82は、合焦周期毎に光量判定部34から送出される光量判定信号「0」「1」…又は「5」を受け取り、この光量判定信号「0」「1」…又は「5」に対応した合焦回数値を合焦回数設定テーブル81から読み取って合焦完了判定部83に送出する。
The focusing
合焦完了判定部は、合焦周期毎に合焦回数設定部82から送出された合焦回数値とカウンタ80の合焦回数とを比較し、カウンタ80の合焦回数が合焦回数値に到達したときに合焦完了と判定する。
The in-focus completion determination unit compares the in-focus number value sent from the in-focus
次に、AFサイクル動作中における合焦動作について説明する。なお、AFサイクル動作中における積分時間とA/D変換の開始時間との変更設定の動作は、上記第1の実施の形態と同様である。 Next, the focusing operation during the AF cycle operation will be described. The change setting operation between the integration time and the A / D conversion start time during the AF cycle operation is the same as that in the first embodiment.
合焦判定部33は、合焦周期毎に合焦判定信号Efが「0」になったことで試料Sに対して合焦であることを判定すると、合焦用モータ駆動制御部3に対して駆動停止信号を送出し、これと同時にカウンタ80に対してインクリメント信号を送出する。
When the
このカウンタ80は、合焦判定部33から送出されるインクリメント信号を受けて1ずつカウントアップして合焦回数をカウントする。
The
このとき、ステージ1は、合焦判定部33から合焦用モータ駆動制御部3に対して駆動停止信号が送出されているので、昇降動作していない。この状態で、AFサイクルは、反復進行している。
At this time, the
この状態で、試料Sに対する合焦がずれると、通常のAFサイクルに戻り、合焦判定部33は、合焦判定信号Efの符号「+」「−」によって合焦方向を判定し、かつ合焦判定信号Efを「0」とするように合焦用モータ駆動制御部3に制御信号を送出して試料Sを合焦位置へ導く合焦動作を行う。
In this state, when the focus on the sample S is deviated, the normal AF cycle is resumed, and the
この後、試料Sに対して合焦されると、合焦判定部33は、再び、試料Sに対して合焦であることを判定し、合焦用モータ駆動制御部3に対して駆動停止信号を送出し、これと同時にカウンタ80に対してインクリメント信号を送出する。このカウンタ80は、合焦判定部33から送出されるインクリメント信号を受けて1ずつカウントアップして合焦回数をカウントする。
Thereafter, when the sample S is focused, the
一方、光量判定部34は、上記第1の実施の形態と同様に、合焦周期毎に演算部32から各受光素子21a、21bの各受光量の各ディジタル範囲信号A、Bを受け取り、受光センサ21での受光量を、光量判定テーブル35に予め格納されている光量判定信号、例えば光量判定信号「0」を判定し、その光量判定信号「0」を送出する。
On the other hand, similarly to the first embodiment, the light
合焦回数設定部82は、合焦周期毎に光量判定部34から送出される光量判定信号「0」を受け取り、この光量判定信号「0」に対応した合焦回数値「1」を合焦回数設定テーブル81から読み取って合焦完了判定部83に送出する。
The focusing
この合焦完了判定部は、合焦周期毎に合焦回数設定部82から送出された合焦回数値「1」とカウンタ80の合焦回数とを比較する。この比較の結果、カウンタ80の合焦回数が合焦回数値に到達すると、合焦完了判定部は、合焦完了と判定する。この場合、受光センサ21での受光量が増加するほど多くなる合焦回数によって合焦が完了したと判定する。合焦完了すると、AFサイクルは停止する。
The in-focus completion determination unit compares the in-focus number value “1” sent from the in-focus
このように上記第6の実施の形態によれば、合焦回数をカウンタ80でカウントし、この合焦回数と受光センサ21での受光量に応じた合焦回数値とを比較し、カウンタ80の合焦回数が合焦回数値に到達したときに合焦完了と判定する。合焦周期は、受光センサ21での受光量に応じて可変設定されるので、この合焦周期に応じて合焦完了と判定する合焦判定値を可変できる。例えば、受光センサ21での受光量が多い場合、合焦周期は短くなる。これと同時に合焦判定する合焦回数値を多くすることで、合焦を判定する期間を長くする等に調整できる。これによって、例えば手ぶれ等により顕微鏡本体に振動が生じ、この振動がステージ1を介して試料Sに伝達された場合等のときでも、カウンタ80の合焦回数が合焦回数値に到達するまでの間に振動を無くすことができ、手ぶれ等による影響を受けずに合焦完了でき、合焦判定ミスを防止できる。
As described above, according to the sixth embodiment, the
このように合焦回数をカウンタ80でカウントし、この合焦回数と受光センサ21での受光量に応じた合焦回数値とを比較し、カウンタ80の合焦回数が合焦回数値に到達したときに合焦完了と判定する方式は、上記第1乃至第5の実施形態に適用することも可能である。
In this way, the number of focusing is counted by the
なお、本発明は、上記第1乃至第6の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。 Note that the present invention is not limited to the first to sixth embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
例えば、試料Sと対物レンズ5との距離の調整は、ステージ1を昇降駆動により行うに限らず、例えば対物レンズ5を装着するレボルバ本体6を上下方向に移動する機構にしてもよい。
For example, the adjustment of the distance between the sample S and the
AF動作は、レーザ光を試料Sに照射してその反射光に基づいてAF動作する、いわゆるアクティブ型AFに限らず、試料Sの像を例えばCCDラインセンサ等で検出し、その画像データのコントラスト値に基づいてAF動作する、いわゆるパッシブ型AF動作にも適用できる。 The AF operation is not limited to the so-called active AF in which the sample S is irradiated with the laser light and the AF operation is performed based on the reflected light. The image of the sample S is detected by, for example, a CCD line sensor, and the contrast of the image data is detected. The present invention can also be applied to a so-called passive AF operation that performs an AF operation based on a value.
アクティブ型AFでは、合焦位置付近か否かの判定に用いた閾値TH1を、レーザ光の強度max(A,B)に対して設定しているが、パッシブ型AFでは、CCDラインセンサ等で検出される試料Sの像のコントラストの総和値に対して閾値TH1を設定することによってAF動作が可能である。 In the active AF, the threshold value TH1 used for determining whether or not it is near the in-focus position is set with respect to the intensity max (A, B) of the laser beam. In the passive AF, a CCD line sensor or the like is used. An AF operation can be performed by setting the threshold value TH1 for the total contrast value of the detected image of the sample S.
AF動作の開始、停止や対物レンズ5の切り換え等の操作は、操作部27に設けられたスイッチにより行っているが、これに限らず、例えばコントロール部25に接続されるホストパーソナルコンピュータによる通信コマンドにより設定する方式を用いてもよい。
Operations such as start / stop of AF operation and switching of the
S:試料、1:ステージ、2:焦準用モータ、3:合焦用モータ駆動部、4:電動レボルバ、5:対物レンズ、6:レボルバ本体、7:レボルバ用モータ、8:レボルバ穴位置検出部、9:レボルバ用モータ駆動部、10:基準光源、11:レーザ駆動部、12:コリメートレンズ、ST:投光側ストッパ、13:偏光ビームスプリッタ、14:集光レンズ群、15:色補正レンズ群、16:λ/4板、17:ダイクロイックミラー、18:色収差レンズ駆動用モータ、19:色収差レンズ駆動部、20:集光レンズ群、21:受光センサ、21a,21b:受光素子、22:照明用光源、23:レンズ、24:ハーフミラー、25:コントロール部、26:信号処理部、27:操作部、28:パルスカウンタ、29:JOGエンコーダ、30:積分回路、31:A/D変換部、32:演算部、33:合焦判定部、34:光量判定部、35:光量判定テーブル、36:タイミングジェネレータ、37:タイミング格納テーブル、40:倍率検出部、41:タイミング格納テーブル、42:タイミングジェネレータ、50:速度テーブル、51:速度制御部、60:速度テーブル、61:速度制御部、70:速度テーブル、71:速度制御部、80:カウンタ、81:合焦回数設定テーブル、82:合焦回数設定部。 S: Sample, 1: Stage, 2: Focusing motor, 3: Focusing motor drive unit, 4: Electric revolver, 5: Objective lens, 6: Revolver body, 7: Revolver motor, 8: Revolver hole position detection , 9: Revolver motor drive unit, 10: Reference light source, 11: Laser drive unit, 12: Collimator lens, ST: Projection side stopper, 13: Polarizing beam splitter, 14: Condensing lens group, 15: Color correction Lens group, 16: λ / 4 plate, 17: Dichroic mirror, 18: Motor for driving chromatic aberration lens, 19: Chromatic lens driving unit, 20: Condensing lens group, 21: Light receiving sensor, 21a, 21b: Light receiving element, 22 : Light source for illumination, 23: Lens, 24: Half mirror, 25: Control unit, 26: Signal processing unit, 27: Operation unit, 28: Pulse counter, 29: JOG encoder, 3 : Integration circuit, 31: A / D conversion unit, 32: calculation unit, 33: focus determination unit, 34: light amount determination unit, 35: light amount determination table, 36: timing generator, 37: timing storage table, 40: magnification Detection unit, 41: Timing storage table, 42: Timing generator, 50: Speed table, 51: Speed control unit, 60: Speed table, 61: Speed control unit, 70: Speed table, 71: Speed control unit, 80: Counter 81: Focusing number setting table 82: Focusing number setting unit.
Claims (26)
前記受光素子から出力される前記検出信号に基づいて前記受光素子での受光量を判定し、この受光量に応じて前記検出信号の積分時間を可変すると共に、当該検出信号の前記積分処理終了直後に前記ディジタル値への変換の開始時間を設定する、
ことを特徴とする自動合焦方法。 While changing the distance between the sample and the observation optical system, the light beam from the sample is received by the light receiving element through the observation optical system, and the analog detection signal corresponding to the amount of light received output from the light receiving element is integrated. Later, in the automatic focusing method in which the integral value is converted into a digital value in a fixed processing time, and the focusing determination is performed based on the digital value,
The amount of light received by the light receiving element is determined based on the detection signal output from the light receiving element, the integration time of the detection signal is varied according to the amount of received light, and immediately after the integration processing of the detection signal is completed. To set the start time of the conversion to the digital value,
An automatic focusing method characterized by that.
前記受光量に応じた前記積分時間を求めると、当該積分時間を求めた前記合焦周期の次の合焦周期において前記積分時間を可変することを特徴とする請求項1記載の自動合焦方法。 The focusing determination is performed by repeating a focusing cycle consisting of the integration processing of the analog detection signal and the conversion processing to the digital value immediately after the integration processing,
2. The automatic focusing method according to claim 1, wherein when the integration time corresponding to the amount of received light is obtained, the integration time is varied in a focusing period next to the focusing period for which the integration time is obtained. .
前記アナログ検出信号を積分処理した後の前記ディジタル値に基づいて前記合焦判定を行う合焦周期毎に合焦回数をカウントし、当該カウント値が前記合焦判定回数に到達すると合焦完了と判定する、
ことを特徴とする請求項1記載の自動合焦方法。 According to the determined amount of received light, the observation optical system varies the in-focus determination number of times to focus on the sample,
Based on the digital value after integration processing of the analog detection signal, the number of focusing is counted for each focusing cycle for performing the focusing determination, and when the count value reaches the focusing determination number, the focusing is completed. judge,
The automatic focusing method according to claim 1, wherein:
前記受光素子の前記受光量に応じた前記ディジタル値に基づいて前記受光素子での前記受光量を判定する光量判定部と、
前記光量判定部により判定された前記受光量に応じて前記積分回路における前記検出信号の積分時間を可変し、かつ前記A/D変換部における前記A/D変換の開始時間を前記積分回路での積分処理終了直後に設定するタイミング発生部と、
を具備したことを特徴とする自動合焦装置。 While changing the distance between the sample and the observation optical system, the light beam from the sample is received by the light receiving element through the observation optical system, and an analog detection signal corresponding to the amount of light received output from the light receiving element is received by the integration circuit. In an automatic focusing device that performs integration processing, and thereafter converts the output of the integration circuit into a digital value in a predetermined processing time by an A / D converter, and performs focusing determination based on the digital value.
A light amount determination unit that determines the amount of light received by the light receiving element based on the digital value corresponding to the amount of light received by the light receiving element;
The integration time of the detection signal in the integration circuit is varied in accordance with the amount of received light determined by the light quantity determination unit, and the start time of the A / D conversion in the A / D conversion unit is changed in the integration circuit. A timing generator to be set immediately after completion of the integration process;
An automatic focusing device characterized by comprising:
前記タイミング発生部は、前記光量判定部により判定された前記受光量に応じた前記積分時間と前記A/D変換の開始時間とを前記タイミング格納テーブルから読み取ってそれぞれ前記積分回路と前記A/D変換部とに可変設定する、
ことを特徴とする請求項12記載の自動合焦装置。 A timing storage table that stores in advance a plurality of the integration times corresponding to the amount of light received by the light receiving element and a plurality of the start times in the A / D conversion;
The timing generation unit reads the integration time corresponding to the amount of received light determined by the light amount determination unit and the start time of the A / D conversion from the timing storage table, and the integration circuit and the A / D respectively. Variably set in the converter,
The automatic focusing device according to claim 12, wherein:
前記観察光学系に取り付けられた前記対物レンズの倍率を認識する倍率検出部を有し、
前記タイミング発生部は、前記倍率検出部により認識された前記対物レンズの倍率情報に応じて前記積分回路における前記積分時間を可変設定する、
ことを特徴とする請求項12記載の自動合焦装置。 The observation optical system can be attached with a plurality of objective lenses each having a different magnification.
A magnification detector that recognizes the magnification of the objective lens attached to the observation optical system;
The timing generation unit variably sets the integration time in the integration circuit according to magnification information of the objective lens recognized by the magnification detection unit;
The automatic focusing device according to claim 12, wherein:
前記タイミング発生部は、前記対物レンズの前記倍率情報に対応しかつ前記光量判定部により判定された前記受光量に応じた前記積分時間と前記A/D変換の前記開始時間とを前記タイミング格納テーブルから読み取ってそれぞれ前記積分回路と前記A/D変換部とに可変設定する、
ことを特徴とする請求項12記載の自動合焦装置。 A plurality of magnification information of the objective lens, a plurality of integration times corresponding to the amount of light received by the light receiving element set for each magnification information, and a plurality of the start times of the A / D conversion are stored in advance. Timing storage table
The timing generation unit corresponds to the magnification information of the objective lens and indicates the integration time corresponding to the received light amount determined by the light amount determination unit and the start time of the A / D conversion in the timing storage table. Are variably set in the integration circuit and the A / D conversion unit, respectively.
The automatic focusing device according to claim 12, wherein:
前記ステージを昇降させるステージ駆動部と、
前記ステージ駆動部を駆動して前記試料を前記観察光学系の合焦位置に移動させる駆動速度を可変する速度制御部と、
を有することを特徴とする請求項12記載の自動合焦装置。 A stage on which the sample is placed;
A stage driving unit for raising and lowering the stage;
A speed control unit that drives the stage driving unit to vary the driving speed for moving the sample to the in-focus position of the observation optical system;
13. The automatic focusing device according to claim 12, further comprising:
前記速度制御部は、前記光量判定部により判定された前記受光量に応じた前記速度信号を前記速度テーブルから読み取って前記ステージ駆動部に可変設定する、
ことを特徴とする請求項18記載の自動合焦装置。 A speed table in which a plurality of the speed signals corresponding to the amount of light received by the light receiving element are stored in advance;
The speed control unit reads the speed signal according to the received light amount determined by the light amount determination unit from the speed table and variably sets the stage driving unit;
The automatic focusing device according to claim 18, wherein:
前記ステージを昇降させるステージ駆動部と、
前記観察光学系の前記倍率情報を認識する倍率検出部と、
前記倍率検出部により認識された前記倍率情報に基づいて前記ステージ駆動部を駆動して前記試料を前記観察光学系の合焦位置に移動させる駆動速度を可変する速度制御部と、
を有することを特徴とする請求項12記載の自動合焦装置。 A stage on which the sample is placed;
A stage driving unit for raising and lowering the stage;
A magnification detector for recognizing the magnification information of the observation optical system;
A speed control unit that drives the stage driving unit based on the magnification information recognized by the magnification detection unit to vary a driving speed for moving the sample to a focusing position of the observation optical system;
13. The automatic focusing device according to claim 12, further comprising:
前記速度制御部は、前記倍率検出部により認識された前記倍率情報に応じた前記速度信号を前記速度テーブルから読み取って前記ステージ駆動部に可変設定する、
ことを特徴とする請求項21記載の自動合焦装置。 Having a speed table pre-stored with a plurality of speed signals according to a plurality of magnification information;
The speed control unit reads the speed signal according to the magnification information recognized by the magnification detection unit from the speed table and variably sets the stage driving unit;
The automatic focusing device according to claim 21, wherein
前記ステージを昇降させるステージ駆動部と、
前記観察光学系の前記倍率情報を認識する倍率検出部と、
前記光量判定部により判定された前記受光量と、前記対物レンズの複数の倍率情報と、これら倍率情報別に設定された前記ステージ駆動部の速度信号とを予め格納した速度テーブルと、
前記対物レンズの前記倍率情報に対応しかつ前記光量判定部により判定された前記受光量に応じた前記速度信号を前記速度テーブルから読み取って前記ステージ駆動部に可変設定する速度制御部と、
を有することを特徴とする請求項12記載の自動合焦装置。 A stage on which the sample is placed;
A stage driving unit for raising and lowering the stage;
A magnification detector for recognizing the magnification information of the observation optical system;
A speed table that stores in advance the received light amount determined by the light amount determination unit, a plurality of pieces of magnification information of the objective lens, and a speed signal of the stage driving unit set for each piece of magnification information;
A speed controller corresponding to the magnification information of the objective lens and reading the speed signal according to the amount of received light determined by the light quantity determination unit from the speed table and variably setting the stage drive unit;
13. The automatic focusing device according to claim 12, further comprising:
前記合焦判定部により前記合焦周期毎に合焦と判定した合焦回数をカウントするカウンタと、
前記受光素子での前記受光量に応じた合焦判定回数を予め格納した合焦回数設定テーブルと、
前記光量判定部により判定された前記受光量に応じた合焦判定回数を前記合焦回数設定テーブルから読み取り、当該合焦判定回数に前記カウンタの前記合焦回数が到達したときに合焦完了と判定する合焦完了判定部と、
を有することを特徴とする請求項12記載の自動合焦装置。 An in-focus determination unit that performs the in-focus determination based on the A / D converted digital value after integrating the analog detection signal output from the light receiving element;
A counter that counts the number of in-focus times determined to be in focus at each in-focus period by the in-focus determination unit;
A focusing number setting table that stores in advance the number of focusing determinations according to the amount of light received by the light receiving element;
Read the in-focus determination number according to the received light amount determined by the light amount determination unit from the in-focus number setting table, and when the in-focus number of the counter reaches the in-focus determination number A focus completion determination unit for determining,
13. The automatic focusing device according to claim 12, further comprising:
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