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JP2005266584A - Automatic focusing method and its device - Google Patents

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JP2005266584A
JP2005266584A JP2004081537A JP2004081537A JP2005266584A JP 2005266584 A JP2005266584 A JP 2005266584A JP 2004081537 A JP2004081537 A JP 2004081537A JP 2004081537 A JP2004081537 A JP 2004081537A JP 2005266584 A JP2005266584 A JP 2005266584A
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light
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focus
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JP2004081537A
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Japanese (ja)
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Shinya Sakamoto
伸也 坂本
Takashi Yoneyama
貴 米山
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Olympus Corp
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Olympus Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase focusing speed by eliminating a waiting time before the start of a signal processing time corresponding to the integration time of analog detection signals outputted from a light receiving element. <P>SOLUTION: After having integrate-processed, in an integration circuit 30, the analog detection signals corresponding to the light amount of the luminous flux from a specimen S received by a light receiving sensor 21 through an observation optical system, the signals are converted into digital values for a constant processing time Tc by an A/D converting section 31 to conduct focusing judgement. At that time, the amount of light received is determined on the basis of digital range signals A and B corresponding to the amount of light received by the light receiving sensor 21 and setting changes are respectively made for the integration time at the integration circuit 30 and the starting time of the A/D conversion at the A/D converting section 31 based on optical amount determination signals "0", "1", ... or "5". <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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, Patent Document 1 discloses a technique for expanding the dynamic range with respect to the amount of incident light.

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 Patent Document 1 discloses a method for improving the apparent sensitivity of a light receiving element by controlling the integration time according to the brightness of reflected light when taking in observation light from a sample using an integrating light receiving element. Is disclosed. This method widens the dynamic range of light and darkness by shortening the integration time when the reflected light is bright and increasing the integration time when the reflected light is dark.

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。
特開昭54−45127号公報 特開2001−91856号公報
In Patent Document 2, even if the integration time when capturing observation light from a sample using a light receiving element is the same, the amount of light obtained by integration processing differs if the magnification of the objective lens is different. A method of setting the longest integration time for each is disclosed. This method cuts redundant processing that unnecessarily increases the AF supplemental range and integration time when the focal point of the sample is greatly deviated.
JP 54-45127 A JP 2001-91856 A

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 Patent Documents 1 and 2, it is not possible to increase the focusing speed, which is an important subject of AF performance. The focusing speed is closely related to a period for detecting the degree of focusing on the sample, a so-called focusing detection period (hereinafter referred to as a focusing period). In other words, if the focusing cycle is shortened, the number of times the focusing cycle is repeated increases, and this increases the amount of information that can be acquired per time, so that the focusing speed can be increased.

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p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 stage 1. The stage 1 is provided with a focusing motor 2. The stage 1 moves up and down in the direction of the optical axis p 1 by driving the focusing motor 2. The focusing motor 2 is driven by the focusing motor drive control unit 3.

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p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p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 electric revolver 4 is provided above the stage 1. The electric revolver 4 includes a revolver body 6 that can be rotated and to which a plurality of objective lenses 5 can be attached, and an electric for rotating the revolver body 6 to insert an arbitrary objective lens 5 on the optical axis p 1. And a revolver hole position detector 8 for detecting an objective lens mounting position arranged on the optical axis p 1 among a plurality of objective lens mounting positions in the revolver body 6. Have. The revolver motor 7 is driven by a revolver motor drive unit 9.

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 reference light source 10 used for AF uses a light source that outputs light in the visible light wavelength region such as infrared laser light. The reference light source 10 is pulsed by the laser driving unit 11 and its light intensity is driven and controlled.

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 reference light source 10, a collimator lens 12, a light projection side stopper ST, and a polarization beam splitter 13 are arranged. The collimating lens 12 shapes the laser light output from the reference light source 10 into parallel light. The projection-side stopper ST cuts half of the beam diameter of the laser light. The polarization beam splitter 13 reflects only the P-polarized light component of the laser light cut by the light projection side stopper ST, and transmits the S-polarized light component incident from the reflected direction.

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p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p)上には、対物レンズ5が設けられる。 A condensing lens group 14, a chromatic aberration correction lens group 15, a λ / 4 plate 16, and a dichroic mirror 17 are disposed on the reflected light path of the polarization beam splitter 13. The condensing lens group 14 condenses the laser light from the polarization beam splitter 13. The chromatic aberration correction lens group 15 corrects chromatic aberration, and moves in the direction of the optical axis p 2 by driving the chromatic aberration correction lens driving motor 18. The chromatic aberration correction lens driving motor 18 is driven by a chromatic aberration correction lens driving unit 19. The λ / 4 plate 16 polarizes the laser light from the chromatic aberration correction lens group 15 by 45 °. The dichroic mirror 17 reflects only the light in the infrared region of the laser light polarized by the λ / 4 plate 16 downward, and the luminous flux from the sample S side to the λ / 4 plate 16 side and an eyepiece not shown. Or it branches in two directions with the imaging device side, such as CCD. An objective lens 5 is provided below the dichroic mirror 17 on the reflected light path (optical axis p 1 ).

偏光ビームスプリッタ13の透過光路(光軸p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p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 light receiving sensor 21 is provided on the transmission optical path (in the direction of the optical axis p 2 ) of the polarization beam splitter 13 via a condenser lens group 20. The light receiving sensor 21 is a two-divided photodiode and a two-divided detector. The light receiving sensor 21 has, for example, two light receiving elements 21 a and 21 b by dividing a signal processing region by a subsequent signal processing unit 26 into two equal parts. The light receiving sensor 21, the light receiving elements 21a, placing the boundary 21b on the optical axis p 2. Each of the light receiving elements 21a and 21b of the light receiving sensor 21 receives a spot imaged by the condenser lens group 20, and outputs a sensor signal corresponding to the received light intensity.

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 light receiving sensor 21 is formed on each light receiving element 21a as long as the sample S is disposed at the in-focus position (focus position) of the objective lens 5. , 21b, the light is received in a narrow area and has a high light intensity, and the sample S is disposed on the lower side (rear pin position) from the focus position, as shown in FIGS. As shown in FIGS. 4A and 4B, if the sample S is received with an intensity distribution biased toward the light receiving element 21b and the sample S is disposed on the upper side (front pin position) from the focus position, the light receiving element 21a side is obtained. Light is received with an intensity distribution that is biased toward

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p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 illumination light source 22 outputs illumination light for observing the sample S. A lens 23 and a half mirror 24 are provided on the optical path of the illumination light output from the illumination light source 22. The half mirror 24 is provided on the optical axis p 1 and illuminates the sample S from above by reflecting the illumination light output from the illumination light source 22 downward.

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 control unit 25 controls the focusing operation of the microscope, and controls each of the focusing motor drive control unit 3, the revolver motor drive unit 9, the laser drive unit 11, and the chromatic aberration correction lens drive unit 19. Each signal from the signal processing unit 26, the operation unit 27, and the pulse counter 28 is input. The control unit 25 has a configuration in which a program memory, a data memory, an input / output port, and the like are connected to the CPU.

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 operation unit 27 has various operation switches so that, for example, operations such as AF start / stop and switching of the objective lens 5 can be performed by an observer. A JOG encoder 29 is connected to the pulse counter 28. Output pulses of the JOG encoder 29 are counted by the pulse counter 28 and the count value is sent to the control unit 25. Thereby, the stage 1 can be moved up and down by the JOG dial.

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 signal processing unit 26 receives the sensor signal output from the light receiving sensor 21, divides the sensor signal for each range of the two light receiving elements 21a and 21b, and each digital range signal A of the sum of the received light intensity for each range. , B are output. FIG. 5 shows the incident light intensity with respect to the vertical position (defocus) of the stage 1 for each of the range signals A and B of the light receiving elements 21a and 21b.

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 control unit 25 receives the digital range signals A and B output from the signal processing unit 26, and from these digital range signals A and B, the addition signal A + B shown in FIG. 6 and the focus determination signal Ef shown in FIG. {= (A−B) / (A + B)} and the light amount signal value max (A, B) are calculated, and the focusing operation is executed based on these signals. The light quantity signal value max (A, B) indicates the larger one of the digital range signals A and B.

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 control unit 25 determines the presence / absence of the sample S based on the digital range signals A and B, determines the focusing direction based on the sign of the focusing determination signal Ef, and sets the focusing determination signal Ef to “0”. A focusing operation for guiding the sample S to the focusing position is performed.

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 signal processing unit 26 and the control unit 25 have the configuration shown in FIG. The signal processing unit 26 includes an integration circuit 30 and an A / D conversion unit 31. The integrating circuit 30 integrates each sensor signal output from each light receiving element 21a, 21b of the light receiving sensor 21. The A / D conversion unit 31 converts each integration output of the integration circuit 30 into a digital value in a certain processing time Tc.

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 calculation unit 32 of the control unit 25 takes in the digital range signals A and B corresponding to the received light amounts of the light receiving elements 21a and 21b output from the signal processing unit 26, and based on the digital range signals A and B. The addition signal A + B, the focus determination signal Ef {= (A−B) / (A + B)}, and the light amount signal value max (A, B) are calculated, and the focus determination signal Ef is calculated as the focus determination unit. To 33.

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 focus determination unit 33 determines that the sample S is in focus when the focus determination signal Ef becomes “0” for each focus cycle, and at the same time, the focus motor drive control unit A drive stop signal is sent to 3. The focus determination unit 33 determines the focus direction based on the signs “+” and “−” of the focus determination signal Ef, and controls the focus motor drive control so that the focus determination signal Ef is “0”. A focusing signal is sent to the unit 3 to guide the sample S to the focusing position.

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 quantity determination unit 34 receives the digital range signals A and B of the received light amounts of the light receiving elements 21a and 21b from the calculation unit 32, and stores these digital range signals A and B in the light quantity determination table 35 shown in FIG. The received light amount at the light receiving sensor 21 is determined with reference to a plurality of light amount determination signals, for example, light amount determination signals “0”, “1”. The plurality of light quantity determination signals “0”, “1”... “5” are used to determine the amount of received light at a plurality of stages. For example, the initial value is “0” and the light quantity gradually increases.

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 amount determination unit 34 determines the light amount required for the AF operation when each light amount value of the digital range signal A or B is within the range of threshold TH1 ≦ max (A or B) ≦ TH0. Therefore, the corresponding digital range signal A or B is held and a light quantity determination signal is sent to the timing generator 36.

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 amount determination unit 34 decrements the light amount determination signal of the light amount determination table 35 by 1 to increase the detected light amount when the light amount value of the digital value range signal A or B is threshold value TH1> max (A or B). Then, the light quantity determination signal “0”, “1”... Or “5” is sent to the timing generator 36.

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 amount determination unit 34 increments the light amount determination signal of the light amount determination table 35 by 1 to reduce the detected light amount. Then, the light quantity determination signal “0”, “1”... Or “5” is sent to the timing generator 36.

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 amount determination unit 34 does not increase or decrease the light amount determination signal when the upper and lower limits of the light amount determination signal exceed the upper limit “5” and the lower limit “0” of the light amount determination signal due to increase or decrease of the light amount determination signal. Holds the current light quantity determination signal.

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 integration circuit 30, and the A / D conversion start time is set in the A / D conversion unit 31.

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 element 21a, 21b, that is, each light quantity determination signal “0” “1”. The start time of each A / D conversion is set to a time for starting A / D conversion immediately after the end of each integration time. For example, the integration time of the light quantity determination signal “0” is, for example, 1024 μs, and the start time of A / D conversion is 1025 μs after 1 μs after the end of the integration time.

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 reference light source 10 is pulse-lit, laser light in the visible light wavelength region such as infrared laser light is output from the reference light source 10. The intensity of the laser beam output from the reference light source 10 is controlled by the laser driving unit 11. The laser light output from the reference light source 10 is shaped into parallel light by the collimating lens 12, and half of the light beam diameter is cut by the light projecting side stopper ST. The laser light that has not been cut by the projection-side stopper ST is incident on the polarization beam splitter 13 where only the P-polarized component is reflected.

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 polarization beam splitter 13 is condensed by a condenser lens group 14, corrected for chromatic aberration by a chromatic aberration correction lens group 15, and polarized by 45 ° by a λ / 4 plate 16 to be dichroic mirror. Of the laser light that is incident on 17 and is polarized by the λ / 4 plate 16, only the light in the infrared region is reflected downward. The laser light reflected by the dichroic mirror 17 passes through the half mirror 24 and forms a spot-shaped image on the sample S by the objective lens 5.

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 plate 16 through the optical path irradiating the sample S with the laser beam and the reverse optical path, that is, the objective lens 5, the half mirror 24, and the dichroic mirror 17. It is polarized by 45 ° and polarized to the S-polarized component. The light beam polarized by the λ / 4 plate 16 passes through the chromatic aberration correction lens group 15, the condenser lens group 14, and the polarization beam splitter 13, and is condensed by the condenser lens group 20 to form an image on the light receiving sensor 21. Is done.

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 light receiving elements 21a and 21b of the light receiving sensor 21 receives a spot imaged by the condenser lens group 20, and outputs a sensor signal corresponding to the received light intensity.

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 illumination light source 22. This illumination light is incident on the half mirror 24 through the lens 23 and is reflected downward to illuminate the sample S from above. Reflected light (observation light) from the sample S passes through the objective lens 5, the half mirror 24, and the dichroic mirror 17 and enters an imaging device such as an eyepiece lens (not shown) or a CCD.

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 operation unit 27 while the sample S is away from the focus position, the control unit 25 determines in step # 1 that the AF start switch has been pressed, In the next step # 2, the threshold values TH0, TH1, and TH2 of the amount of light received by the light receiving sensor 21 are determined. The threshold value TH2 is a reference value for determining whether or not the Ef value is sufficiently close to “0”. When | Ef | <TH2, Ef = 0 is considered.

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 light receiving sensor 21 is input to the signal processing unit 26, integrated by the integration circuit 30 in the signal processing unit 26, and then digitally processed by the A / D conversion unit 31 at a certain processing time Tc. Converted to a value. As a result, the signal processing unit 26 outputs the digital range signals A and B that are the sum of the received light intensity for each range of the light receiving elements 21a and 21b of the light receiving sensor 21.

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 step # 3, the arithmetic unit 32 takes in the digital range signals A and B output from the signal processing unit 26, and calculates each light amount signal value max (A, B) based on the digital range signals A and B. To do.

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 part 32 compares each light quantity signal value max (A, B) with threshold value TH1 in step # 4. If the light quantity signal value max (A, B) is lower than the threshold value TH1 as a result of this comparison, the calculation unit 32 indicates that the light intensity of the light beam from the sample S is low, that is, the sample S is at a position far from the focus position. judge.

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 calculation unit 32 moves to step # 5, determines whether or not the entire range for searching the focus position by driving the stage 1 up and down is completed, and the entire range. If not, the process proceeds to step # 6 to issue a drive command to the in-focus motor drive control unit 3 through the in-focus determination unit 33. This calculating unit 32 searches the focus position with respect to the sample S by moving the stage 1 up and down by repeating steps # 4 to # 6. In this case, the focus position search with respect to the sample S is performed in a range where the light amount signal value max (A, B) is equal to or greater than the threshold value TH1, as shown in FIG.

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 calculation unit 32 determines that AF is not possible due to the low reflectance of the sample S, for example, and in step # 7 The AF operation is interrupted.

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 calculation unit 32 determines that the light intensity of the light beam from the sample S is sufficiently high and the sample S is in the vicinity of the focus position. Then, the process proceeds from step # 4 to step # 8 to start the fine scan.

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 step # 9, the arithmetic unit 32 calculates a focus determination signal Ef {= (A−B) / (A + B)} based on the digital range signals A and B, The absolute value of the focus determination signal Ef value is compared with the threshold value TH2. If the absolute value of the focus determination signal Ef value is larger than the threshold value TH2 as a result of this comparison, the calculation unit 32 moves to step # 10 and determines the drive direction of the stage 1 from the sign of the focus determination signal Ef value. The drive command in the determined drive direction is issued to the focus motor drive control unit 3 through the focus determination unit 33. Thereby, the stage 1 moves up and down.

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 step # 11, the calculation unit 32 takes in the respective digital range signals A and B output from the signal processing unit 26, and again returns each light quantity signal value max (A, B) based on these digital range signals A and B. B) and the focus determination signal Ef {= (A−B) / (A + B)} are calculated.

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 calculation unit 32 performs the AF cycle operation by repeating Steps # 9 to # 11. When the absolute value of the focus determination signal Ef becomes smaller than the threshold value TH2 by repeating this AF cycle operation, the calculation unit 32 specifies the focus position and ends the AF operation in step # 12.

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 quantity determination unit 34 receives the respective digital range signals A and B of the respective received light amounts of the respective light receiving elements 21a and 21b from the calculation unit 32 in step # 13, and receives the light received by the light receiving sensor 21. The amount is determined with reference to each light amount determination signal “0” “1”... “5” stored in the light amount determination table 35 in advance.

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 timing generator 36.

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 timing generator 36 receives a light amount determination signal determined by the light amount determination unit 34, for example, a light amount determination signal “0”, and an integration time corresponding to the light amount determination signal “0” from the timing storage table 37 shown in FIG. 1024 μs) and the A / D conversion start time (for example, 1025 μs), the integration time is set in the integration circuit 30, and the A / D conversion start time is set in the A / D conversion unit 31.

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 amount determination unit 34 decrements the light amount determination signal of the light amount determination table 35 by 1 when the light amount value of the digital value range signal A or B is threshold value TH1> max (A or B), For example, a light amount determination signal “1” decremented by 1 from the light amount determination signal “2” is sent to the timing generator 36.

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 timing generator 36 receives a light amount determination signal determined by the light amount determination unit 34, for example, a light amount determination signal “1”, and an integration time (for example, 256 μs) corresponding to the light amount determination signal “1” from the timing storage table 37 and A The / D conversion start time (for example, 257 μs) is read, and the integration time is set in the integration circuit 30 and the A / D conversion start time is set in the A / D conversion unit 31.

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 amount determination unit 34 increments the light amount determination signal of the light amount determination table 35 by 1 when the light amount value of the digital value range signal A or B is threshold value max (A or B)> TH0, For example, a light amount determination signal “1” incremented by 1 from the light amount determination signal “0” is sent to the timing generator 36.

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 timing generator 36 receives a light amount determination signal determined by the light amount determination unit 34, for example, a light amount determination signal “1”, and an integration time (for example, 256 μs) corresponding to the light amount determination signal “1” from the timing storage table 37 and A The / D conversion start time (for example, 257 μs) is read, and the integration time is set in the integration circuit 30 and the A / D conversion start time is set in the A / D conversion unit 31.

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 amount determination unit 34 does not increase or decrease the light amount determination signal when the upper and lower limits of the light amount determination signal exceed the upper limit “5” and the lower limit “0” of the light amount determination signal due to increase or decrease of the light amount determination signal. Holds the current light quantity determination signal.

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 integration circuit 30 and an A / D processing time (signal) in the A / D conversion unit 31 that starts immediately after the integration processing of the integration circuit 30 ends. Processing time). The A / D converter 31 digitally converts the range signals A and B of the light receiving elements 21a and 21b in a certain processing time Tc.

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 light receiving sensor 21 increases.

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 integration circuit 30 receives the sensor signals output from the light receiving elements 21a and 21b of the light receiving sensor 21 at the integration time when the setting is changed, for example, the integration time 1024 μs when it is determined as the light amount determination signal “0”. Integrate. For example, the A / D conversion unit 31 performs A / D conversion at a fixed processing time Tc from the A / D conversion start time 1025 μs when it is determined as the light amount determination signal “0”.

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 integration circuit 30 integrates the analog detection signal corresponding to the amount of light received when the light beam from the sample S is received by the light receiving sensor 21 through the observation optical system. When the / D conversion unit 31 converts the digital value into a digital value at a fixed processing time Tc and performs focus determination, the received light amount is determined based on the digital range signals A and B corresponding to the received light amount at the light receiving sensor 21. Then, based on the light quantity determination signal “0”, “1”... Or “5”, the integration time in the integration circuit 30 and the A / D conversion start time in the A / D conversion unit 31 are respectively changed.

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 light receiving sensor 21 can be quickly repeated, and the repetition period of the AF cycle is executed quickly, and as a result, high-speed focusing processing can be realized. For example, the focusing period is shortened, for example, with an increase in the amount of light received by the light receiving sensor 21, and the time until focusing is completed can be shortened.

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p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 signal processing unit 26 and the control unit 25. The magnification detector 40 recognizes the magnification of the objective lens 5 attached to the observation optical system. Specifically, the magnification detector 40 receives the objective lens attachment position signal output from the revolver hole position detector 8 and receives the optical axis p. The magnification of the objective lens 5 is recognized from the position of the objective lens mounted on 1 .

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 objective lens 5, for example, 5 times, 10 times, and 20 times, and the received light amounts, that is, the respective light amounts by the light receiving sensor 21 set for each magnification information. A plurality of integration times in the integration circuit 30 corresponding to the determination signal and a plurality of A / D conversion start times in the A / D conversion unit 31 are stored in advance. Among these, the integration time is set to be longer when the magnification of the objective lens 5 is higher and shorter when it is lower for the same light quantity determination signal. For example, in the light quantity determination signal “0”, the integration time is, for example, 32 μs at 5 × magnification of the objective lens 5, 243 μs at 10 × magnification of the objective lens 5, and 1024 μs at 20 × magnification of the objective lens 5.

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 timing generator 42 receives the magnification information of the objective lens 5 recognized from the magnification detection unit 40, corresponds to this magnification information, and starts integration time and A / D conversion corresponding to the light amount determination signal from the light amount determination unit 34. The time is read from the timing storage table 41 and is variably set in the integration circuit 30 and the A / D conversion unit 31, respectively.

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p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p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 operation unit 27 while the sample S is away from the focus position, the control unit 25 determines in step # 1 that the AF start switch has been pressed, in the next step # 20, the magnification detector 40, the objective lens 5 from the objective lens mounting position receiving objective lens mounting position signal are arranged on the optical axis p 1 output from the revolver hole position detector 8 Recognize magnification. Each magnification of the objective lens 5 to be attached to each of the objective lens mounting position of the revolver body 6, because it is set in advance by the viewer from the arranged objective lens mounting position on the optical axis p 1 of the objective lens 5 The magnification can be recognized.

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p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 magnification detector 40, at step # 2, the threshold value set for each magnification of the objective lens 5 TH0, TH1, TH2 objective lens was actually disposed on the optical axis p 1 from the combinations of 5 Threshold values TH0, TH1, and TH2 corresponding to the magnification of are selected and set.

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 step # 21, the magnification detection unit 40 replaces the timing storage table 41 shown in FIG. 15 with a table of integration time and A / D conversion start time corresponding to the magnification of the objective lens 5. For example, when the objective lens 5 is switched from 20 times magnification to 10 times magnification, the magnification detection unit 40 is a table of integration time and A / D conversion start time corresponding to 20 times magnification of the objective lens 5 in the timing storage table 41. Are replaced with a table of integration time and A / D conversion start time corresponding to a magnification of 10 times.

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 Step # 3 to Step # 12 are the same as those in the first embodiment.

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 step # 13, the light quantity determination unit 34 receives the respective digital range signals A and B of the respective received light amounts of the respective light receiving elements 21a and 21b from the calculation unit 32 in the same manner as in the first embodiment, and receives the light receiving sensor 21. Is determined with reference to each light quantity determination signal “0” “1”... Or “5” stored in the light quantity determination table 35 in advance, and the light quantity determination signal “0” “1”. “5” is transmitted.

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 timing generator 36 receives a light amount determination signal determined by the light amount determination unit 34, for example, a light amount determination signal “0”, and uses, for example, a table of 10 × magnification of the objective lens 5 from the timing storage table 37 shown in FIG. The integration time (for example, 243 μs) corresponding to the light quantity determination signal “0” and the A / D conversion start time (for example, 244 μs) are read, and the integration time is set in the integration circuit 30 to start the A / D conversion. Time is set in the A / D converter 31.

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 integration circuit 30 receives each sensor signal output from each of the light receiving elements 21a and 21b of the light receiving sensor 21 at an integration time whose setting has been changed, for example, an integration time of 243 μs when it is determined that the light amount determination signal is “0”. Integrate. For example, the A / D conversion unit 31 performs A / D conversion at a fixed processing time Tc from the A / D conversion start time 244 μs when it is determined as the light amount determination signal “0”.

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 objective lens 5 recognized by the magnification detection unit 40 and the A / D conversion start time can be changed. . Thus, the amount of light received by the light receiving sensor 21 varies depending on the magnification of the objective lens 5, that is, the amount of light received by the light receiving sensor 21 decreases when the magnification of the objective lens 5 increases, and the amount of light received by the light receiving sensor 21 decreases when the magnification decreases. Therefore, an appropriate integration time corresponding to the magnification of the objective lens 5 and the start time of A / D conversion can be changed and set. Accordingly, it is possible to realize a high-speed focusing process by setting the focusing period to an appropriate time length according to the magnification of the objective lens 5 and the amount of light received by the light receiving sensor 21.

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 stage 1 and the amount of light reflected from the sample S will be described. The basic speed of the stage 1 is determined for each objective lens 5. This basic speed will be described with reference to FIG. In FIG. 10, the horizontal axis represents the stage coordinates, and the vertical axis represents the intensity of the laser light reflected from the sample S. The figure shows a laser intensity distribution of the reflectance R (= 3%) of the sample S, for example, glass, and a laser intensity distribution of the reflectance R (= 100%), for example, of a mirror. When the reflectance of the sample S is low, the reflected laser light intensity is lower than the laser light intensity projected onto the sample S.

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 stage 1 at which the reflected laser light intensity is equal to or higher than the threshold TH1 varies depending on the reflectance of the sample S. For example, if the sample S has a reflectance of 3%, Zb shown in FIG. In the case of the sample S having a reflectance of 100%, for example, it is Za shown in FIG.

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 stage 1. In this case, since the reflectance of the sample S is unknown at the start of AF, the speed must be set so that the moving range Zb of the narrower stage 1 can be detected with a reflectance of 3%, for example. However, the search speed is
Search speed = Zb / focusing cycle. If the sample S is focused at such a search speed, the movement range Zb of the stage 1 is surely detected, and the presence or absence of the sample S can be detected regardless of the reflectance of the sample S.

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 stage 1 that can detect the sample S is wider than the moving range Zb. As a result, the sample S can be detected even when the search speed is high. However, in the third embodiment, when the amount of reflected light from the sample S is large, the driving speed of the stage 1 is increased.

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 signal processing unit 26 and the control unit 25. The same parts as those in FIG. 1 and FIG.

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 light receiving sensor 21 are stored in advance. Specifically, in the speed table 50, as shown in FIG. 18, speed signals “4”, “6”, and “12” corresponding to the light quantity determination signals “0”, “1”, and “5” are stored in advance. Yes. These speed signals “4”, “6”,..., “12” are set so as to increase as the amount of light received by the light receiving sensor 21 increases and to decrease as the amount of received light decreases.

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 speed control unit 51 drives the focusing motor drive control unit 3 to change the driving speed for moving the sample S to the in-focus position of the observation optical system. The received light amount determined by the light amount determination unit 34, that is, The speed signals “4”, “6”,..., Or “12” corresponding to the light quantity determination signals “0”, “1”,..., “5” are read from the speed table 50 and variably set in the focusing motor drive control unit 3.

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 step # 1 to # 12 is the same as that in the first embodiment.

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 step # 13, the light quantity determination unit 34 receives the respective digital range signals A and B of the respective received light amounts of the respective light receiving elements 21a and 21b from the calculation unit 32 in the same manner as in the first embodiment, and receives the light receiving sensor 21. Is determined with reference to each light quantity determination signal “0” “1”... Or “5” stored in the light quantity determination table 35 in advance, and the light quantity determination signal “0” “1”. “5” is transmitted. For example, when the light quantity determination unit 34 is in the state of sending the light quantity judgment signal “1” and the amount of light received by the light receiving sensor 21 is increased, the light quantity judgment signal “1” is changed to “2” and sent. To do.

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 amount determination unit 34 changes from “1” to “2” in step # 30, the speed control unit 51 changes the speed signal read from the speed table 50 from “6” to “ Change to 8 ”.

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 step # 31, the speed control unit 51 variably sets the speed signal “8” read from the speed table 50 in the focusing motor drive control unit 3. Thereby, the focusing motor drive control unit 3 moves the stage 1 up and down at a driving speed according to the speed signal “8”.

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 timing generator 42 receives the light amount determination signal determined by the light amount determination unit 34, for example, the light amount determination signal “2”, and corresponds to the light amount determination signal “2” from the timing storage table 37 shown in FIG. An integration time (for example, 64 μs) and an A / D conversion start time (for example, 65 μs) are read, and the integration time is set in the integration circuit 30 and the A / D conversion start time is set in the A / D conversion unit 31.

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 stage 1 is moved up and down at a driving speed according to the speed signal “8”, and the integration circuit 30 together with this, the integration time when the setting is changed, for example, the integration time 243 μs when determined as the light quantity determination signal “0”. Then, each sensor signal output from each of the light receiving elements 21a and 21b of the light receiving sensor 21 is integrated, and the A / D conversion unit 31 starts A / D conversion when it is determined that the light amount determination signal is “0”, for example. A / D conversion is performed at a constant processing time Tc from time 244 μs.

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 integration circuit 30 and the start time of the A / D conversion in the A / D conversion unit 31 are variable according to the amount of light received by the light receiving sensor 21. In addition to setting, the driving speed of the stage 1 is variably set according to the amount of light received by the light receiving sensor 21. As a result, the focusing period can be shortened, and the time required to reach the in-focus position by increasing the driving speed of the stage 1 can be shortened. As a result, the focusing speed can be increased.

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 signal processing unit 26 and the control unit 25.

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p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。 Magnification detection unit 40 receives the objective lens mounting position signal outputted from the revolver hole position detector 8 recognizes the magnification of the objective lens 5 from the objective lens mounting position disposed on the optical axis p 1.

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 objective lens 5, for example, 5 times, 10 times, and 20 times, and the received light amounts, that is, the respective light amounts by the light receiving sensor 21 set for each magnification information. A plurality of integration times in the integration circuit 30 corresponding to the determination signal and a plurality of A / D conversion start times in the A / D conversion unit 31 are stored in advance.

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 timing generator 42 receives the magnification information of the objective lens 5 recognized from the magnification detection unit 40, corresponds to this magnification information, and starts integration time and A / D conversion corresponding to the light amount determination signal from the light amount determination unit 34. The time is read from the timing storage table 41 and is variably set in the integration circuit 30 and the A / D conversion unit 31, respectively.

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 objective lens 5 recognized by the magnification detection unit 40 are stored in advance. Specifically, as shown in FIG. 21, the speed table 60 includes speed signals “16”, “12”, and “4” corresponding to the magnifications “5 times”, “10 times”, and “20 times” of the objective lens 5. Stored. These speed signals “16”, “12”,..., “4” are set to lower speeds as the magnifications “5 times”, “10 times”, “20 times” of the objective lens 5 become higher.

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 speed control unit 61 receives the magnification information of the objective lens 5 recognized from the magnification detection unit 40, reads the speed signal “16”, “12”... Or “4” corresponding to the magnification information from the speed table 60. The read speed signal “16”, “12”... Or “4” is variably set in the focusing motor drive control unit 3.

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 stage 1 during the AF cycle operation will be described.

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p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 magnification detection unit 40 receives the objective lens mounting position signal output from the revolver hole position detection unit 8 and receives the magnification of the objective lens 5 from the objective lens mounting position arranged on the optical axis p 1 , for example, a magnification of 10 A double objective lens 5 is recognized. In the same manner as described above, the magnification detection unit 40 replaces the timing storage table 41 shown in FIG. 15 with a table of integration time and A / D conversion start time corresponding to the objective lens 5 having a magnification of 10 times.

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 quantity determination unit 34 receives the digital range signals A and B of the light reception amounts of the light receiving elements 21 a and 21 b from the calculation unit 32 in the same manner as in the first embodiment, and receives the light received by the light receiving sensor 21. The amount is determined with reference to each light amount determination signal “0” “1”... Or “5” stored in the light amount determination table 35 in advance, and the light amount determination signal “0” “1”. Is sent out.

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 timing generator 42 receives the light amount determination signal determined by the light amount determination unit 34, for example, the light amount determination signal “0”, and uses, for example, the table of the objective lens 5 having a magnification of 10 times from the timing storage table 37 shown in FIG. The integration time (for example, 243 μs) corresponding to the light quantity determination signal “0” and the A / D conversion start time (for example, 244 μs) are read, the integration time is set in the integration circuit 30, and the A / D conversion start time is set. Is set in the A / D converter 31.

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 speed controller 61 receives the magnification information of the objective lens 5 having a magnification of, for example, 10 recognized from the magnification detector 40, and the speed table “60” corresponding to the magnification information is shown in the speed table 60 shown in FIG. The read speed signal “12” is variably set in the focusing motor drive control unit 3.

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 stage 1 moves up and down at a driving speed according to the speed signal “12”, and the integration circuit 30 simultaneously with the integration time from the respective light receiving elements 21a and 21b of the light receiving sensor 21 with the integration time changed, for example, the integration time 243 μs. Each of the output sensor signals is integrated, and the A / D conversion unit 31 performs A / D conversion at a constant processing time Tc from, for example, A / D conversion start time 244 μs.

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 integration circuit 30 and the A / D conversion unit 31 correspond to the magnification information of the objective lens 5 and correspond to the amount of light received by the light receiving sensor 21. A / D conversion start time is variably set, and the drive speed of the stage 1 is variably set in accordance with the magnification information of the objective lens 5 and in accordance with the amount of light received by the light receiving sensor 21. As a result, it is possible to change and set an appropriate integration time corresponding to the magnification of the objective lens 5 and an A / D conversion start time, and to variably set an appropriate driving speed of the stage 1 corresponding to the magnification of the objective lens 5. As a result, the focusing cycle can be shortened, and the time required to reach the in-focus position by increasing the driving speed of the stage 1 can be shortened to increase the focusing speed.

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p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 signal processing unit 26 and the control unit 25. Magnification detection unit 40 receives the objective lens mounting position signal outputted from the revolver hole position detector 8 recognizes the magnification of the objective lens 5 from the objective lens mounting position disposed on the optical axis p 1.

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 quantity determination unit 34 and each magnification of the objective lens 5 recognized by the magnification detection unit 40, For example, the driving speeds of a plurality of stages 1 corresponding to the magnifications “5 times”, “20 times”, and “100 times” are stored in advance. The driving speed of the stage 1 is set faster with an increase in the amount of light received by the light receiving sensor 21, that is, with each light quantity determination signal “0”, “1”... “5”, and faster as the magnification of the objective lens 5 increases. Is set.

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 speed control unit 71 receives the magnification information of the objective lens 5 recognized by the magnification detection unit 40 and receives the light amount determination signal “0”, “1”... A speed signal “4”, “6”, or “30” corresponding to the magnification of the objective lens 5 and the light amount determination signal “0”, “1”, or “5” from the table 70 is sent to the focusing motor drive control unit 3. Variable setting.

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 stage 1 during the AF cycle operation will be described.

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p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 magnification detection unit 40 receives the objective lens attachment position signal output from the revolver hole position detection unit 8 and receives the magnification of the objective lens 5 from the objective lens attachment position disposed on the optical axis p 1 , for example, the magnification 5. A double objective lens 5 is recognized.

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 quantity determination unit 34 receives the digital range signals A and B of the light reception amounts of the light receiving elements 21 a and 21 b from the calculation unit 32 in the same manner as in the first embodiment, and receives the light received by the light receiving sensor 21. The light amount determination signal stored in advance in the light amount determination table 35, for example, a light amount determination signal “0” is determined, and the light amount determination signal “0” is transmitted.

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 timing generator 42 receives, for example, the light amount determination signal “0” determined by the light amount determination unit 34, and uses the table of the objective lens 5 having a magnification of 5 times, for example, from the timing storage table 41 shown in FIG. The integration time corresponding to “0” (for example, 32 μs) and the A / D conversion start time (for example, 33 μs) are read, the integration time is set in the integration circuit 30, and the A / D conversion start time is set to A / D. Set in the conversion unit 31.

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 speed controller 71 receives the magnification information of the objective lens 5 having a magnification of, for example, 5 recognized from the magnification detector 40, and also receives the light amount determination signal “0” sent from the light amount determiner 34. For example, the speed signal “16” corresponding to the light quantity determination signal “0” and the objective lens 5 having a magnification of 5 times is variably set in the focusing motor drive controller 3 from the speed table 70 shown in FIG.

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 stage 1 moves up and down at the driving speed according to the speed signal “16”, and the integration circuit 30 simultaneously with the integration time from the light receiving elements 21a and 21b of the light receiving sensor 21 with the integration time changed, for example, the integration time 33 μs. Each of the output sensor signals is integrated, and the A / D conversion unit 31 performs A / D conversion at a constant processing time Tc from, for example, 34 μs of A / D conversion start time.

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 objective lens 5 and the start time of A / D conversion can be changed and set. The driving speed of the stage 1 can be variably set according to the magnification of the objective lens 5. As a result, the focusing cycle can be shortened, and the time required to reach the in-focus position by increasing the driving speed of the stage 1 can be reduced. It can be shortened to increase the focusing speed.

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 signal processing unit 26 and the control unit 25. When the focusing determination unit 33 determines that the sample S is focused for each focusing cycle, it sends a drive stop signal to the focusing motor drive control unit 3 and simultaneously with this, the counter 80 is sent to the counter 80. An increment signal for incrementing by one is sent.

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 counter 80 receives the increment signal sent from the in-focus determination unit 33 for each in-focus period and performs a counting operation to count the in-focus frequency.

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 light receiving sensor 21 is stored in advance. Specifically, in the focusing number setting table 81, as shown in FIG. 25, each focusing number value “1” corresponding to the light amount determination signal “0” “1”. “1”... “5” are stored. These focusing frequency values “1”, “1”... “5” are set to be larger as the amount of light received by the light receiving sensor 21 increases.

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 number setting unit 82 receives the light amount determination signals “0”, “1”,..., Or “5” sent from the light amount determination unit 34 for each focusing period, and the light amount determination signals “0”, “1”,. The focus count value corresponding to “5” is read from the focus count setting table 81 and sent to the focus completion determination unit 83.

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 number setting unit 82 for each in-focus period with the in-focus number of the counter 80, and the in-focus number of the counter 80 becomes the in-focus number value. When it arrives, it is determined that focusing is complete.

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 focus determination unit 33 determines that the sample S is in focus because the focus determination signal Ef becomes “0” for each focus cycle, the focus determination unit 33 determines that the focus motor drive control unit 3 is in focus. Then, a drive stop signal is sent, and at the same time, an increment signal is sent to the counter 80.

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 counter 80 receives the increment signal sent from the focus determination unit 33 and counts up by 1 to count the number of focus times.

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 stage 1 is not moving up and down because a drive stop signal is sent from the focus determination unit 33 to the focus motor drive control unit 3. In this state, the AF cycle proceeds repeatedly.

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 focus determination unit 33 determines the focus direction based on the signs “+” and “−” of the focus determination signal Ef, and A focusing operation is performed to send the control signal to the focusing motor drive control unit 3 so as to set the focusing determination signal Ef to “0” and lead the sample S to the focusing position.

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 focus determination unit 33 determines again that the sample S is focused and stops driving the focusing motor drive control unit 3. At the same time, an increment signal is sent to the counter 80. The counter 80 receives the increment signal sent from the focus determination unit 33 and counts up by 1 to count the number of focus times.

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 quantity determination unit 34 receives the respective digital range signals A and B of the respective received light amounts of the respective light receiving elements 21a and 21b from the calculation unit 32 for each focusing period, and receives the light. The amount of light received by the sensor 21 is determined as a light amount determination signal stored in the light amount determination table 35 in advance, for example, a light amount determination signal “0”, and the light amount determination signal “0” is transmitted.

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 number setting unit 82 receives the light amount determination signal “0” sent from the light amount determination unit 34 for each focusing cycle, and focuses the focusing number value “1” corresponding to the light amount determination signal “0”. It is read from the number-of-times setting table 81 and sent to the in-focus completion determination unit 83.

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 number setting unit 82 for each in-focus period with the in-focus number of the counter 80. As a result of this comparison, when the in-focus count of the counter 80 reaches the in-focus count value, the in-focus completion determination unit determines that in-focus is complete. In this case, it is determined that focusing is completed based on the number of focusings that increases as the amount of light received by the light receiving sensor 21 increases. When focusing is completed, the AF cycle stops.

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 counter 80 counts the number of focusing times, compares the number of focusing times with the focusing number value corresponding to the amount of light received by the light receiving sensor 21, and determines the counter 80. When the in-focus count reaches the in-focus count value, it is determined that focusing is complete. Since the focusing period is variably set according to the amount of light received by the light receiving sensor 21, the focusing determination value for determining completion of focusing can be varied according to the focusing period. For example, when the amount of light received by the light receiving sensor 21 is large, the focusing cycle is shortened. At the same time, by increasing the in-focus determination value, the period for determining in-focus can be increased. Thereby, for example, when the microscope main body vibrates due to camera shake or the like, and this vibration is transmitted to the sample S via the stage 1, the number of in-focus times of the counter 80 reaches the in-focus number value. It is possible to eliminate vibration in the meantime, complete focusing without being affected by camera shake or the like, and prevent a focus determination error.

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 counter 80, the number of focusing is compared with the number of focusing according to the amount of light received by the light receiving sensor 21, and the number of focusing of the counter 80 reaches the number of focusing. The method for determining that the in-focus state has been completed can be applied to the first to fifth embodiments.

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 objective lens 5 is not limited to the stage 1 being driven up and down, and for example, a mechanism that moves the revolver body 6 to which the objective lens 5 is attached in the vertical direction may be used.

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 objective lens 5 are performed by a switch provided in the operation unit 27. However, the operation is not limited to this, and for example, a communication command by a host personal computer connected to the control unit 25 A method of setting by may be used.

本発明に係る自動合焦装置の第1の実施の形態を用いた顕微鏡を示す構成図。The block diagram which shows the microscope using 1st Embodiment of the automatic focusing apparatus which concerns on this invention. 同装置における試料がピント位置に配置された場合の受光センサ上に結像されるスポットの強度分布を示す図。The figure which shows intensity distribution of the spot imaged on the light reception sensor when the sample in the same apparatus is arrange | positioned in a focus position. 同装置における試料が後ピント位置に配置された場合の受光センサ上に結像されるスポットの強度分布を示す図。The figure which shows intensity distribution of the spot imaged on the light reception sensor when the sample in the same apparatus is arrange | positioned in a back focus position. 同装置における試料が前ピント位置に配置された場合の受光センサ上に結像されるスポットの強度分布を示す図。The figure which shows intensity distribution of the spot imaged on the light reception sensor when the sample in the same apparatus is arrange | positioned in a front focus position. 同装置における受光センサでの各範囲別の入射光強度の各範囲信号を示す図。The figure which shows each range signal of the incident light intensity according to each range in the light reception sensor in the same apparatus. 同装置における各範囲信号の加算信号A+Bを示す図。The figure which shows the addition signal A + B of each range signal in the same apparatus. 同装置における合焦判定信号Ef値を示す図。The figure which shows the focus determination signal Ef value in the same apparatus. 同装置における信号処理部及びコントロール部の具体的な構成図。The specific block diagram of the signal processing part and control part in the apparatus. 同装置における光量判定テーブルの模式図。The schematic diagram of the light quantity determination table in the same apparatus. 同装置における光量判定部の作用を説明するための図。The figure for demonstrating the effect | action of the light quantity determination part in the apparatus. 同装置におけるタイミング格納テーブルの模式図。The schematic diagram of the timing storage table in the same apparatus. 同装置におけるAFフローチャート。An AF flowchart in the apparatus. 同装置における合焦周期を示す図。The figure which shows the focusing period in the same apparatus. 本発明に係る自動合焦装置の第2の実施の形態における信号処理部及びコントロール部の具体的な構成図。The specific block diagram of the signal processing part and control part in 2nd Embodiment of the automatic focusing apparatus which concerns on this invention. 同装置におけるタイミング格納テーブルの模式図。The schematic diagram of the timing storage table in the same apparatus. 同装置におけるAFフローチャート。An AF flowchart in the apparatus. 本発明に係る自動合焦装置の第3の実施の形態における信号処理部及びコントロール部の具体的な構成図。The specific block diagram of the signal processing part and control part in 3rd Embodiment of the automatic focusing apparatus which concerns on this invention. 同装置における速度テーブルの模式図。The schematic diagram of the speed table in the same apparatus. 同装置におけるAFフローチャート。An AF flowchart in the apparatus. 本発明に係る自動合焦装置の第4の実施の形態における信号処理部及びコントロール部の具体的な構成図。The specific block diagram of the signal processing part and control part in 4th Embodiment of the automatic focusing apparatus which concerns on this invention. 同装置における速度テーブルの模式図。The schematic diagram of the speed table in the same apparatus. 本発明に係る自動合焦装置の第5の実施の形態における信号処理部及びコントロール部の具体的な構成図。The specific block diagram of the signal processing part in the 5th Embodiment of the automatic focusing apparatus which concerns on this invention, and a control part. 同装置における速度テーブルの模式図。The schematic diagram of the speed table in the same apparatus. 本発明に係る自動合焦装置の第6の実施の形態における信号処理部及びコントロール部の具体的な構成図。The specific block diagram of the signal processing part in the 6th Embodiment of the automatic focusing apparatus which concerns on this invention, and a control part. 同装置における合焦回数設定テーブルの模式図。The schematic diagram of the focusing frequency setting table in the same apparatus. 試料に対する合焦度合いを検出する合焦周期を示す図。The figure which shows the focusing period which detects the focus degree with respect to a sample. 試料に対する合焦度合いを検出する合焦周期に待ち時間を生じた場合を示す図。The figure which shows the case where waiting time arises in the focusing period which detects the focus degree with respect to a sample.

符号の説明Explanation of symbols

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)

試料と観察光学系との相互の間隔を変化させながら前記試料からの光束を前記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、
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.
前記検出信号の積分時間は、前記受光素子での受光量が増加すれば短く可変し、前記受光量が減少すれば長く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。 2. The automatic focusing method according to claim 1, wherein the integration time of the detection signal varies short when the amount of light received by the light receiving element increases, and varies long when the amount of received light decreases. 前記アナログ検出信号の前記積分処理と、前記積分処理の直後の前記ディジタル値への変換処理とからなる合焦周期を繰り返して前記合焦判定を行い、
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. .
前記検出信号の前記積分時間は、前記観察光学系の倍率情報に応じて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 automatic focusing method according to claim 1, wherein the integration time of the detection signal varies according to magnification information of the observation optical system. 前記検出信号の前記積分時間は、前記観察光学系の倍率が高くなれば長く可変し、低くなれば短く可変することを特徴とする請求項4記載の自動合焦方法。 5. The automatic focusing method according to claim 4, wherein the integration time of the detection signal is changed long when the magnification of the observation optical system is high, and short when the magnification is low. 前記判定された前記受光量に応じて前記試料と前記観察光学系との相互の間隔を可変する駆動速度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。 2. The automatic focusing method according to claim 1, wherein a driving speed for changing a distance between the sample and the observation optical system is varied in accordance with the determined amount of received light. 前記試料と前記観察光学系との間隔を可変する駆動速度は、前記受光素子での前記受光量が増加すれば速く可変し、前記受光量が減少すれば遅く可変することを特徴とする請求項6記載の自動合焦方法。 The driving speed for changing the distance between the sample and the observation optical system is varied rapidly when the amount of light received by the light receiving element is increased, and is varied slowly when the amount of received light is decreased. 6. The automatic focusing method according to 6. 前記観察光学系の倍率情報を認識し、前記倍率情報に応じて前記試料と前記観察光学系との相互の間隔を可変する駆動速度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。 2. The automatic focusing according to claim 1, wherein the magnification information of the observation optical system is recognized, and the driving speed for varying the distance between the sample and the observation optical system is varied according to the magnification information. Method. 前記試料と前記観察光学系との間隔を可変する駆動速度は、前記観察光学系の倍率情報が高くなると遅く可変し、前記倍率情報が低くなれば速く可変することを特徴とする請求項8記載の自動合焦方法。 9. The driving speed for changing the interval between the sample and the observation optical system is varied slowly when the magnification information of the observation optical system is high, and is varied rapidly when the magnification information is low. Automatic focusing method. 前記判定された前記受光量に応じて前記観察光学系が前記試料に対して合焦する合焦判定回数を可変し、
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:
前記合焦判定回数は、前記受光素子での受光量が増加すれば多く可変し、前記受光量が減少すれば少なく可変することを特徴とする請求項10記載の自動合焦方法。 11. The automatic focusing method according to claim 10, wherein the number of focusing determinations is varied as the amount of light received by the light receiving element increases, and varies as the amount of received light decreases. 試料と観察光学系との相互の間隔を変化させながら前記試料からの光束を前記観察光学系を通して受光素子で受光し、前記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、この後に前記積分回路の出力を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、前記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、
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:
前記受光素子での前記受光量に応じた複数の前記積分時間と、前記A/D変換での複数の前記開始時間とを予め格納したタイミング格納テーブルを有し、
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:
前記タイミング格納テーブルは、前記光量判定部により判定された前記受光量に応じた複数段階の光量判定データと、これら光量判定データ毎に設定された前記受光素子での前記受光量の増加に従って短くなる複数の前記積分時間と、これら積分時間の終了直後から設定された前記A/D変換の複数の前記開始時間とを格納することを特徴とする請求項13記載の自動合焦装置。 The timing storage table is shortened in accordance with an increase in the amount of received light at the light receiving element set for each of the light amount determination data and a plurality of levels of light amount determination data corresponding to the amount of received light determined by the light amount determination unit. 14. The automatic focusing device according to claim 13, wherein a plurality of the integration times and a plurality of the start times of the A / D conversion set immediately after the integration times are ended are stored. 前記観察光学系は、それぞれ倍率の異なる複数の対物レンズを取り付け可能であり、
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受光素子での前記受光量に応じた複数の前記積分時間と、前記A/D変換の複数の前記開始時間とを予め格納したタイミング格納テーブルを有し、
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:
前記タイミング格納テーブルは、前記対物レンズの倍率が高くなれば長く、低くなれば短くなる前記積分時間を格納することを特徴とする請求項16記載の自動合焦装置。 17. The automatic focusing apparatus according to claim 16, wherein the timing storage table stores the integration time that is longer when the magnification of the objective lens is higher and shorter when the magnification is lower. 前記試料を載置するステージと、
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:
前記受光素子での前記受光量に応じた複数の前記速度信号を予め格納した速度テーブルを有し、
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:
前記速度テーブルは、前記受光素子での前記受光量が増加すれば速く、前記受光量が減少すれば遅くなる前記速度信号を格納することを特徴とする請求項19記載の自動合焦装置。 20. The automatic focusing apparatus according to claim 19, wherein the speed table stores the speed signal that increases when the amount of light received by the light receiving element increases and decreases when the amount of received light decreases. 前記試料を載置するステージと、
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:
複数の前記倍率情報に応じた複数の前記速度信号を予め格納した速度テーブルを有し、
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
前記速度テーブルは、前記倍率情報が高くなると遅く、前記倍率情報が低くなれば速い前記速度信号を格納することを特徴とする請求項22記載の自動合焦装置。 23. The automatic focusing apparatus according to claim 22, wherein the speed table stores the speed signal that is slow when the magnification information is high and is fast when the magnification information is low. 前記試料を載置するステージと、
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:
前記受光素子から出力される前記アナログ検出信号を積分処理した後に前記A/D変換した前記ディジタル値に基づいて前記合焦判定を行う合焦判定部と、
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:
前記合焦回数設定テーブルは、前記受光素子での前記受光量が増加すれば多くなり、前記受光量が減少すれば少なくなる前記合焦判定回数を格納することを特徴とする請求項25記載の自動合焦装置。 26. The in-focus count setting table stores the in-focus determination count that increases as the amount of light received by the light receiving element increases and decreases as the amount of received light decreases. Automatic focusing device.
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