JP2004226882A - 顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
【課題】この発明は、構成簡易で、最適な駆動速度の設定を実現して、操作性の向上に寄与し得るようにすることにある。
【解決手段】対物レンズ５の倍率を記憶して、この対物レンズ５の倍率とズーム倍率とに基づいて焦準機構８の駆動速度を算出して、焦準機構８を駆動する焦準用ステッピングモータ１４ｂを駆動して対物レンズ５とステージ３との間隔を移動調整して焦準操作するように構成した。
【選択図】 図１
【解決手段】対物レンズ５の倍率を記憶して、この対物レンズ５の倍率とズーム倍率とに基づいて焦準機構８の駆動速度を算出して、焦準機構８を駆動する焦準用ステッピングモータ１４ｂを駆動して対物レンズ５とステージ３との間隔を移動調整して焦準操作するように構成した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば標本を拡大して観察する顕微鏡に係り、特に、その対物レンズを観察光路上に移動制御する顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、顕微鏡においては、観察光学系を構成する対物レンズの倍率、及び被検査物である標本と観察光学系とを相対的に移動する焦準機構の移動速度を決定する場合、観察者の感に負うところが大きく、熟練を要し、標本の種類、明るさ、観察目的によってその制御に相当な時間を費やす。
【０００３】
そこで、最近では、焦準機構を電動化した速度制御装置が開発されている。このような速度制御装置としては、ズーム変倍機構の操作に応じて、観察光学系が高倍率になった場合、所定の電気的出力信号に基づき標本あるいは観察光学系を、光軸あるいは光軸と略垂直な方向へ低速移動させるように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。そして、観察光学系が低倍率になった場合には、再び、電気的出力信号に基づいて上記標本あるいは観察光学系を、光軸あるいは光軸と略垂直な方向に高速移動するように構成される。
【０００４】
しかしながら、上記速度制御装置では、ズーム変倍機構の変倍のみに連動して駆動速度を設定している構成のために、観察光学系の対物レンズを倍率の異なるものと交換した場合に、駆動速度が最適でなくなるという不都合を有する。このため、観察途中で対物レンズを交換すると、そのピント合わせ（焦点合わせ）操作が煩雑となり、その調整に無駄な時間を費やすという不具合を有する。
【０００５】
【特許文献１】
特公昭５９−１９３２２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来の速度制御装置では、ズーム変倍に連動して駆動速度を設定しているために、対物レンズを交換すると、そのピント合わせ操作が煩雑となり、調整に時間を費やすという不具合を有する。
【０００７】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、構成簡易で、最適な駆動速度の設定を実現して、操作性の向上に寄与し得るようにした顕微鏡を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の顕微鏡は、標本が載置されるステージと、このステージに対向して観察光路に挿入配置される対物レンズと、対物レンズとステージとの間隔を調整する焦準ハンドルと、ズーム倍率を調整するズームハンドルとを備て、前記対物レンズの倍率及びズーム倍率に基づいて焦準操作するように顕微鏡を構成した。
【０００９】
上記構成によれば、対物レンズの倍率及びズーム倍率に基づいて焦準操作していることにより、対物レンズの倍率及びズーム倍率のどちらが変化されても最適な速度で焦準機構を駆動制御することが可能となるため、その調整操作を含む取扱い操作の簡略化が図れる。
【００１０】
また、この発明は、対物レンズをステージと反対方向に退避させるように構成した。これによれば、安全性の高い退避動作が実現される。
【００１１】
また、この発明は、対物レンズとステージの間隔を調整した後に調整前の間隔に戻すように構成した。これによれば、一旦合わせた照準の位置に、対物レンズとステージを戻すことが可能となる。
【００１２】
また、この発明は、さらに、ズーム変倍及び対物レンズ駆動の少なくとも一方をハンドル操作又は電動操作に切換設定する切換手段を備えて構成した。これによれば、さらに、焦準ハンドルを操作した観察形態の多様化を容易に図ることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、この発明の一実施の形態に係る顕微鏡に適用される顕微鏡装置の全体構成を示すもので、顕微鏡本体１には、標本２の載置されるステージ３が架台４を介して配される。そして、この架台４上には、対物レンズ５が支柱７を介して上記ステージ３に対向して組付けられる。
【００１５】
即ち、支柱７には、焦準機構８が配され、この焦準機構８には、上記対物レンズ５がレンズ保持部６を介して上記ステージに対向して観察光路上に移動自在に配される。また、焦準機構８には、ズームハンドル１２が取り付けられ、このズームハンドル１２には、ズーム用ステッピングモ一タ１４ａのモータ軸が連結される。
【００１６】
ズーム用ステッピングモ一タ１２は、ズーム用モータドライバ１５ａから供給される駆動電流により、所定の速度で回転する構成されており、ズームハンドル１２を回転させることで、ズーム倍率を変化させる。また、ズーム用ステッピングモータ１４ａのモータ軸には、ズーム用ロータリーエンコーダ４３ａが取付けられる。このズーム用ロータリーエンコーダ４３ａは、ズームハンドル１２の回転角を検出して、その回転角信号をメインコントロール部８０に出力する。
【００１７】
また、上記焦準機構８には、焦準ハンドル９が取り付けられる。この焦準ハンドル９は、その回転操作に連動して、図示しない昇降機構を介して焦準機構８を支柱４に沿って矢印方向に昇降し、焦準操作を実行する。
【００１８】
焦準ハンドル９には、焦準用ステッピングモ一タ１４ｂのモータ軸が連結される。この焦準用ステッピングモ一タ１４ｂは、焦準用モータドライバ１５ｂから供給される駆動電流により、回転駆動され、そのモータ軸には、焦準用ロータリーエンコーダ４３ｂが取付けられる。焦準用ロータリーエンコーダ４３ｂは、焦準ハンドル９の回転角を検出して、その回転角信号を出力して上記メインコントロール部８０に出力する。
【００１９】
また、メインコントロール部８０には、上記ズーム用ステッピングモータ１４ａ及び焦準用ステッピングモータ１４ｂが接続される。
【００２０】
さらに、上記焦準機構８の上方には、接眼レンズ１０が取り付けられた鏡筒１１が配され、この鏡筒１１には画像取得装置１３が取付けられる。画像取得装置１３は、対物レンズ５でとらえた標本２の像を電気信号に変換して画像情報として蓄積し、そのＴＶモニタ等のモニタ部５０に表示する。
【００２１】
ここで、上記メインコントロール部８０の構成について説明する。即ち、メインコントロール部８０は、図２に示すようにコントロールユニット１６と、顕微鏡の各種設定状態を記憶するための不揮発性メモリ９０と、各種操作スイッチを設けた入力部３１と、各種情報を表示するための表示部８１とを備える。
【００２２】
このうちコントロールユニット１６は、ＣＰＵ回路２１と、このＣＰＵ回路２１からの指令で制御対象である焦準機構８を駆動する駆動回路２２と、その他、図示しない周辺回路とが内蔵される。ＣＰＵ回路２１には、そのＣＰＵ２４が設けられ、このＣＰＵ２４には、ＲＯＭ２５及びＲＡＭ２６がＣＰＵバス２７を介して接続される。
【００２３】
このうちＲＯＭ２５には、ズームハンドル回転速度（一定）と、各ズーム倍率毎のズームハンドル１２の回転角量と、各々の観察倍率における制御内容を記憶したプログラムが記憶される。そして、ＲＡＭ２６には、制御演算用のデータが格納されている。
【００２４】
上記表示部８１は、例えばプラズマディスプレイ又はＬＣＤ等の表示部材から構成され、ＣＰＵ２４から送出される表示内容を表示する。この表示部８１に表示される各種画面は、上記ＲＯＭ２５によってあらかじめ記憶される。
【００２５】
ここで、メインコントロール部８０は、制御指示を光学ユニットの各コントロール部に送出し、そのＣＰＵ回路２１がＲＯＭ２５に格納されるプログラムにしたがって動作することにより、各々の光学ユニットの制御を実行する。
【００２６】
また、上記対物レンズ５に関しては、その倍率及び焦点深度とを入力したテーブルデータを作成し、そのテーブルデータをメインコントロール部８０におけるＣＰＵ回路２１のＲＯＭ２５に、プログラムと共に格納する。
【００２７】
上記表示部８１上には、例えば図３に示すように透明シートからなるスイッチで構成される入力部３１が貼り合わされて積重配置される。入力部３１は、その任意の位置が押圧されると、その押圧位置がＣＰＵ２４で認識される。
【００２８】
これら入力部３１及び表示部８１には、図４に示すようにＳＷ１〜６を有した対物レンズ指定スイッチ部３２が設けられる。この対物レンズ指定スイッチ部３２は、例えばＳＷ１が指などで押圧操作されると、その押圧位置のデータとその押圧位置の表示データとに基づいて、どのスイッチが押されたかをＣＰＵ２１が認識して、焦準部駆動スイッチ３３ａ（３３ｂ）を押圧中、上記焦準機構８がプログラムされた駆動速度で焦点位置まで駆動されるよう、焦準用モータドライバ１５ｂに駆動信号を出力する。
【００２９】
このように構成された入力部３１は、先ず、顕微鏡操作の前段階として何の種類（倍率）の対物レンズ５が取付けられているかをＣＰＵ回路２１のＣＰＵ２４に認識させる初期設定に供される。この初期設定時には、その表示部８１に観察者が初期設定動作を開始するためのイニシャル（ＩＮＩＴＩＡＬ）スイッチ９３と、対物レンズ指定スイッチ３２と、焦準部駆動スイッチ３３ａ，３３ｂと、ズーム変倍スイッチ３４ａ，３４ｂと、対物レンズ退避スイッチ３５と、ズーム用及び焦準用電動／手動切換スイッチ３６ａ、２６ｂとが表示される。この状態で、ズームハンドル１２を最低倍の位置まで回転させてから、ＩＮＩＴＩＡＬスイッチ９３を押圧操作する。これにより、ＣＰＵ２４が入力部３１の押圧位置データと表示部８１の表示データとから、ＩＮＩＴＩＡＬスイッチ９３が押されたことを認識し、現在のズームハンドル１２の位置が最低倍であることを不揮発性メモリ９０に記憶させる。
【００３０】
ここで、ＣＰＵ２４は、表示部８１の画面を図５に示す画面に変更する。この画面には、どのスイッチにどの種類の対物レンズデータが格納されているかを示す一覧表９４と、初期設定動作を中止させるためのキャンセル（ＣＡＮＣＥＬ）スイッチ９５と、初期設定動作を終了するためのエンド（ＥＮＤ）スイッチ９６とが表示される。図５に示す画面上で対物レンズ指定スイッチ３２中のＳＷ１を押圧操作すると、ＳＷ１操作時に選択される対物レンズ５の設定操作へ移行される。すなわち、図５に示す画面上でＳＷ１が押圧操作されると、表示部８１が図５から図６に示すように変更され、使用対物一覧表９８が表示される。
【００３１】
観察者は、現在光路に挿入されている対物レンズ５の種類を確認し、その対物レンズ５を表示部８１の使用対物一覧表９８から探して指定する。対物レンズ５の指定は、図示しない操作ツマミを回すことにより使用対物一覧表９８の指示表示部９９を上下へ移動させて指定する。
【００３２】
ここで、例えば対物レンズ５の指定が終了してエンター（ＥＮＴＥＲ）スイッチ９７が押圧操作されると、初期設定は、終了する。ここで、不揮発性メモリ９０のデータテーブルに設定されたズームハンドル最低倍位置データおよび対物レンズデータは、電源遮断後も保持されることから、各スイッチに対応する対物レンズデータの変更がない限り、再設定の必要はない。観察者は、初期設定が終了したならば、図５の画面においてＥＮＤスイッチ９６を押圧操作する。このＥＮＤスイッチ９６が押されると、再び図４に示す画面が表示部８１に表示され、実際の操作が可能な状態になる。
【００３３】
ＣＰＵ２４は、ズーム用ロータリーエンコーダ４３ａから出力される回転角信号を受けて、ＲＯＭ２５に記憶された各ズーム倍率毎のズームハンドル１２の回転角量から現在のズーム倍率を認識し、かつ、入力部３１の対物レンズ指定スイッチ３２中のＳＷ１を押圧操作すると対物レンズ倍率を認識する。この対物レンズ倍率およびズーム倍率を合わせた総合倍率から、コントロールユニット１６がＲＯＭ２５にプログラムされた制御内容に基づいた焦準機構８の移動速度および移動方向の指令を焦準用モータドライバ１５ｂに出力する。この指令を受けた焦準用モータドライバ１５ｂは、焦準用ステッピングモ一夕１４ｂのコイルに励磁電流を供給し、該焦準用ステッピングモ一夕１４ｂのモータ軸を回転駆動する。
【００３４】
焦準ハンドル９は、焦準用ステッピングモータ１４ｂの回転に追従して回転し、焦準機構８を昇降させる。焦準用モータドライバ１５ｂから焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに流される励磁電流は、焦準部駆動スイッチ３３ａ又は３３ｂが押圧操作されている状態で供給され、焦準部駆動スイッチ３３ａ又は３３ｈの押圧操作が解除されると、電流供給が遮断されて昇降動作が停止され、焦準機構８の位置が所望の位置に設定される。
【００３５】
例えば駆動速度としては、対物レンズ倍率１×の場合、図７に示すように設定される。即ち、総合倍率の変化に対応した表のような各駆動速度は、予め、不揮発性メモリ９０にデータテーブルとして格納され、倍率が１×以外の対物レンズ５の場合には、図７中に示す対物レンズ１×の駆動速度を基準とし、これに各対物レンズ倍率を乗じてシフトした値を駆動速度とするようプログラムされ、このデータに基づいて総合倍率が高倍の時は低速で、低倍の時は高速で、上記焦準機構８が駆動される。
【００３６】
ここで、上記駆動速度は、総合倍率の関係が対物レンズ１×においてズーム倍率をＭｚ、駆動速度をＳｆ、として
ｌｏｇ１０Ｓｆ＝５．４５−ｌｏｇ１０Ｍｚ
の式に基づいて図８に示すように対数関数的に求められる。これについても対物レンズ５の倍率が１×以外の場合には、対物レンズ１×の駆動速度を基準とし、上式を対物レンズ倍率Ｍｏｂで乗じた値
ｌｏｇ１０Ｓｆ＝５．４５−ｌｏｇ１０Ｍｚ×Ｍｏｂ
となる。なお、図８中に示す点線部は、対物レンズ１．２×と対物レンズ０．５×の駆動速度である。
【００３７】
即ち、駆動速度は、対物レンズ１×を基準とし、倍率が高くなると低速方向へ、倍率が低くなると高速方向ヘシフトされ、上記図７中に示したデータテーブルが、上記式の範囲で近似される。
【００３８】
従って、上述した駆動速度と速度表をデータテーブルとして格納する代わりに、図８のグラフに示すような数式に従って図７のデータテーブルと近似した倍率と駆動速度の関係を制御回路に組む形式に構成することも可能となる。
【００３９】
このように、総合倍率に基づいて焦準機構８の駆動速度を決定していることにより、ズーム倍率だけでなく、各々の対物レンズ倍率にも対応した速度変化が可能となり、どのような倍率変化にも最適な速度で焦準機構８を駆動することができる。これにより、ピント合わせにかかる時間を軽減することができ、かつ、観察者の精神的負担を軽減した簡便にして容易な取扱い操作が実現される。
【００４０】
また、上記入力部３１の対物レンズ退避スイッチ３５は、上記対物レンズ指定スイッチ３２等と同様、ＣＰＵ回路２１に接続され、このＣＰＵ回路２１内のＲＯＭ２５には、その押圧操作時、標本２とは反対方向に焦準機構８が駆動するような制御内容がプログラムされている。
【００４１】
上記構成により、上記対物レンズ退避スイッチ３５が押圧操作されると、ＣＰＵ２４は、退避信号画入力されて、上述したように検出された焦準機構８の駆動速度と同じ速度で、かつ、ＲＯＭ２５の記憶内容から判定された駆動方向に焦準機構８が退避駆動するような指令を焦準用モータドライバ１５ｂに出力する。すると、焦準用モータドライバ１５ｂは、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに標本２から退避する方向に焦準機構８を駆動するよう励磁電流を供給し、ピント合わせ動作と同等の速度で、焦準ステッピングモ一夕１４ｂのモータ軸を回転駆動させる。
【００４２】
ここで、焦準ハンドル９は、焦準用ステッピングモータ１４ｂの回転に追従して回転され、観察倍率が低倍の場合に高速で、観察倍率が高倍の場合に低速で焦準機構８を退避させる。この焦準用モータドライバ１５ｂから焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに流される励磁電流は、対物レンズ退避スイッチ３５が押圧操作されている状態のみに供給され、対物レンズ退避スイッチ３５の押圧操作を解除すると、電流が遮断されて昇降動作が停止され、焦準機構８が所望の位置に退避される。
【００４３】
このように、対物レンズ退避スイッチ３５を押圧操作するだけで、対物レンズ５が標本２から退避する方向に、ピント合わせ動作時の駆動速度と同速度で焦準機構８が退避される。この結果、観察操作以外の動作で観察者にかかる負担を軽減される。
【００４４】
また、上記メインコントロール部８０の焦準部駆動回路２２には、シリアルバス６０及び６１を介してズーム用モータドライバ１５ａ及び焦準用モータドライバ１５ｂがそれぞれ接続される（図２参照）。このシリアルバス６０及び６１には、それぞれ接点６２ａ、６２ｂ及び６３ａ、６３ｂが設けられている。これら接点６２ａ、６２ｂ及び６３ａ、６３ｂは、上記図４に示す表示画面中のズーム用電動／手動切換スイッチ３６ａと、焦準用電動／手動切換スイッチ３６ｂの押圧操作により切換え設定される。また、これらの接点６２ａ、６２ｂ及び６３ａ、６３ｂは、電源投入時には導通された状態に保持されている。
【００４５】
上記構成により、例えば焦準用電動／手動スイッチ３６ｂが押圧操作されると、ＣＰＵ２４が入力部３１の押圧位置データと表示部８１の表示データとに基づいて押圧操作を認識する。すると、コントロールユニット１６は、ＣＰＵ２４から電動／手動切換信号を受けて駆動回路２２に対して接点６３ａと６３ｂの導通を解除する指令を出力する。駆動回路２２は、シリアルバス６１上の接点６３ａと６３ｂの導通を解除し、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに流れる励磁電流を遮断する。これにより、焦準ハンドル９は、マニュアル操作による回転が可能な状態となる。
【００４６】
また、焦準部が手動操作モードに切換えられている状態で、上記焦準用電動／手動スイッチ３６ｂが押圧操作されると、コントロールユニット１６は、ＣＰＵ２４から電動／手動切換信号を受けて駆動回路２２に対して接点６３ａと６３ｂを導通するような指令を出力する。すると、駆動回路２２は、シリアルバス６１上の接点６３ａと６３ｂを導通させ、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに再び励磁電流が供給される。これにより、焦準ハンドル９は、電動操作による回転が可能な状態となる。
【００４７】
このズーム部の電動／手動切換動作についても上記の焦準部の電動／手動切換動作と同様であり、ズーム用電動／手動切換スイッチ３６ａを押下すると駆動回路２２がシリアルバス６０上の接点６２ａと６２ｂの導通を解除し、ズーム用ステッピングモ一夕１４ａのコイルに流れる励磁電流が遮断されて、ズームハンドル１２はマニュアル操作による回転が可能な状態となる。
【００４８】
また、ズーム部の手動操作から電動操作への切換え動作も、上述した焦準部の切換え動作と同様で、その詳細な説明に付いては、省略する。
【００４９】
なお、上記焦準及びズーム部の手動、電動切換手段としては、上記説明に限るものでなく、例えばズームハンドル１２及び焦準ハンドル９と、ズーム用ステッピングモータ１４ａ及び焦準用ステッピングモータ１４ｂのモータ軸とを接続して、ズーム用ステッピングモータ１４ａ及び焦準用ステッピングモ一夕１４ｂの回転力をそれぞれズームハンドル１２及び焦準ハンドル９に伝達する状態と、伝達しない状態とを切換可能な構成としたクラッチ機構を介在して構成することも可能である。この場合、コントロールユニット１６は、例えば焦準用電動／手動スイッチ３６ｂが押下されてマニュアル観察が選択されると、焦準用ステッピングモータ１４ｂとの連結を開放する開放制御信号とをクラッチ機構に送出し、また、電動観察が選択されると、焦準用ステッピングモ一夕１４ｂのモータ軸と、焦準ハンドル９とを連結させる連結制御信号をクラッチ機構に送出する機能を有し、連結制御手段として動作する。
【００５０】
このように電動観察を行っている際に、観察者がズーム用電動／手動切換スイッチ３６ａ及び焦準用電動／手動切換スイッチ３６ｂを押圧操作すると、ズーム用ステッピングモータ１４ａ及び焦準用ステッピングピングモ一夕１４ｂの回転力は、ズームハンドル１２及び焦準ハンドル９に伝達されなくなり、該観察者の手によるズームハンドル１２及び焦準ハンドル９の回転操作による標本２に対するマニュアルでの観察操作が可能になる。
【００５１】
ここで、上記ズーム用ステッーピングモータ１４ａのモータ軸に組付けられたズーム用ロータリーエンコーダ４３ａは、モータ軸の回転角を検出して、その回転角を上記ズームハンドル１２の回転角として、その回転角信号をコントロールユニット１６に出力する。同様に、焦準用ステッピングモ一夕１４ｂのモータ軸に組付けられた焦準用ロータリーユニンコーダ４３ｂは、モータ軸の回転角を検出して、その回転角を検出して、その回転角を上記焦準ハンドル９の回転角信号として、コントロールユニット１６に出力する。
【００５２】
コントロールユニット１６のＣＰＵ２４は、ズーム用ロータリーエンコーダ４３ａから出力される回転角信号を受けて、この回転角量を戻すのに相当する電流をズーム用モータドライバ１５ａ及び焦準用モータドライバ１５ｂに出力する回転角検出機能と、ズーム用ステッピングモータ１４ａ及び焦準用ステッピングモ一夕１４ｂを回転させ、ズームハンドル１２及び焦準ハンドル９のずれ量を補正する位置ずれ補正機能とを有している。
【００５３】
上記構成により、電動観察において、コントロールユニット１６は、焦準用モータドライバ１５ｂに対して焦準用ステッピングモータ１４ｂの励磁パターンを順次、更新させる指令を出力する。この指令を受けた焦準用モータドライバ１５ｂは、励磁パターンに応じてコイルに励磁電流を供給して焦準用ステッピングモータ１４ｂのモータ軸をその励磁パターンに応じた角度に引き込み、これに対して焦準ハンドル９を焦準用ステッピングモータ１４ｂのモータ軸の回転に追従して回転させる。
【００５４】
そして、コントロールユニット１６のＣＰＵ２４は、手動操作から電動操作に切換えられると、焦準用ロータリーエンコーダ４３ｂから自動的に出力される回転角信号に基づいて、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに励磁電流を供給する前後における焦準用ステッピングモータ１４ｂの角度ずれ量を算出し、その角度ずれ量を戻すための指令を駆動回路２２に出力する。この指令を受けた駆動回路２２は、焦準用モータドライバ１５ｂから角度ずれ量を戻すに相当する励磁電流を焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに供給する。ここで、焦準ハンドル９は、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに流れる励磁電流によって生じる位置ずれが補正される。
【００５５】
ここで、上記焦準ハンドル９は、原理的に手動／電動切換え時、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに励磁電流が流れる前の位置（角度）からずれた位置（角度）に引き込まれる。このため、マニュアルで焦準ハンドル９を回転操作して標本２に対する焦点合わせを行った後、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに再び励磁電流を流すと、マニュアル操作により合わせた標本２に対する焦点がずれる。この焦点のずれは、上記焦準ハンドル９の位置ずれを補正することにより、防止することができる。
【００５６】
このように手動から電動に切換えた場合には、焦準用ロータリーエンコーダ４３ｂから出力される回転角信号に基づいて焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに励磁電流を供給する前後における焦準用ステゾピングモータ１４ｂの角度ずれ量を求めて、この角度ずれ量を補正するための指令を焦準用モータドイライバ１５ｂに出力して、焦準用ステッピングモータ１４ｂに励磁電流を供給する。これにより、マニュアル（手動）で焦準ハンドル９を回転操作して標本２に対する焦点合わせを行った後、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに励磁電流を流して電動操作に切り換えても、一旦、マニュアル操作によって合わせた標本２に対する焦点ずれが防止される。
【００５７】
また、ズーム部の位置ずれ補正動作についても、上述した焦準部の位置ずれ補正動作と略同様であり、手動操作から電動操作に切換られる際に、自動的に補正動作が行われる。これにより、マニュアル（手動）でズームハンドル１２を回転操作して標本２に対するズーミングを行った後、ズーム用ステッピングモータ１４ａのコイルに励磁電流を流しても、マニュアル操作によって合わせた標本２に対する位置ずれが防止される。
【００５８】
焦準用ロータリーエンコーダ４３ｂからの回転角情報を観察者の指示入力により記憶し、この情報に基づいて対物レンズ５を照準位置に駆動して対物レンズ５とステージ３との間隔を現在位置から戻して調整することが可能となる。この時の駆動速度は対物レンズ５の倍率とズーム倍率に基づいて求められる。
【００５９】
このように、上記顕微鏡は、対物レンズ５の倍率を記憶して、この対物レンズ５の倍率とズーム倍率とに基づいて焦準機構８の駆動速度を算出して、焦準機構８を駆動する焦準用ステッピングモータ１４ｂを駆動して対物レンズ５とステージ３との間隔を移動調整して焦準操作するように構成した。
【００６０】
これによれば、ズーム倍率及び対物レンズ５の倍率に基づいて焦準機構８の駆動速度を求めて、この駆動速度情報に基づいて焦準制御していることにより、ズーム倍率及び対物レンズ５の倍率のどちらが変化されても最適な速度で焦準機構８を駆動制御することが可能となる。この結果、観察者の精神的負担を軽減した簡便にして容易な取扱い操作が実現される。
【００６１】
また、対物レンズ退避スイッチ３５を設けて、焦準機構８の最適な駆動速度と同速度で焦準機構８の退避を行うように構成した。これにより、対物レンズ５の迅速にして安全な退避が可能となる。
【００６２】
さらに、ズーム動作及び焦準動作を電動操作又はマニュアル操作に切換え可能に構成した。これによれば、観察形態の多様化を図ることが可能となる。
【００６３】
また、マニュアルで焦準ハンドル９を回転操作して標本２に対するピント合わせを行った後、ステッピングモータ１４ｂに励磁電流を流しても、標本２に対する焦点のずれを防止するように構成した。これにより、簡便にして容易に高精度な調整操作が可能となる。
【００６４】
なお、上記実施の形態では、ズーム動作及び焦準動作の双方を電動操作又はマニュアル操作に切換え可能に構成したが、これの限ることなく、ズーム動作及び焦準動作のいずれか一方を電動操作又はマニュアル操作可能に構成してもよい。
【００６５】
よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００６６】
例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００６７】
この発明には以下が含まれる。
【００６８】
（１） 標本が載置されるステージと、このステージに対向して観察光路に挿入配置され、前記標本の観察像を取り込む対物レンズと、この対物レンズを前記ステージに対向して光軸方向に移動自在に配する焦準機構と、この焦準機構を移動調整して前記対物レンズとステージとの間隔を調整する焦準ハンドルと、前記焦準機構に連動され、ズーム倍率を設定するズーム変倍機構と、このズーム変倍機構を駆動して前記ズーム倍率を調整するズームハンドルと、前記ズーム変倍機構を前記ズームハンドルの操作に連動して駆動制御して前記ズーム倍率を設定する電動ズーム倍率駆動手段と、前記ズーム倍率を検出するズーム倍率検出手段と、前記対物レンズの倍率を記憶する対物レンズデータ記憶手段と、この対物レンズデータ記憶手段に記憶される前記対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率検出手段で検出したズーム倍率に基づいて前記焦準機構の駆動速度を算出する駆動速度決定手段と、この駆動速度決定手段で算出した駆動速度情報に基づいて前記焦準機構を駆動して、前記対物レンズとステージとの間隔を移動調整して焦準操作する電動焦準駆動手段とを具備することを特徴とする顕微鏡の速度制御装置。
【００６９】
（２） 前記駆動速度決定手段で算出した駆動速度で前記焦準機構を前記ステージと反対方向に退避させる退避手段を備えることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡の速度制御装置。
【００７０】
（３） 前記電動焦準駆動手段の駆動モータに駆動電流を供給する前後において、前記駆動モータの回転角を検出して、その回転角に基づいて前記焦準機構を初期位置に復帰させる駆動電流を、該駆動モータに供給する位置ずれ補正手段を備えること特徴とする請求項３記載の顕微鏡の速度制御装置。
【００７１】
（４） 前記ズーム変倍機構及び焦準機構の少なくとも一方をハンドル操作又は電動操作に切換設定する切換手段を具備したことを特徴とする請求項１又は２記載の顕微鏡の速度制御装置。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、簡易な構成で、最適な駆動速度の設定を実現して、操作性の向上に寄与し得るようにした顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る顕微鏡であって速度制御装置が配備される装置の全体構成を示した構成図である。
【図２】この発明の一実施の形態に係る顕微鏡の速度制御装置のメインコントロール部を示したブロック図である。
【図３】図２の入力部と表示部を取り出して示した分解斜視図である。
【図４】図２の入力部を取り出して示した図である。
【図５】図２の入力部の初期設定画面を示した図である。
【図６】図２の入力部の対物レンズデータ一覧表を示した図である。
【図７】図１の焦準機構の駆動速度のデータ一覧表を示した図である。
【図８】図１の焦準機構と総合倍率の関係を関数式で近似して示した特性図である。
【符号の説明】
１ … 顕微鏡本体
２ … 標本
３ … ステージ
４ … 架台
５ … 対物レンズ
６ … レンズ保持部
７ … 支柱
８ … 焦準機構
９ … 焦準ハンドル
１０ … 接眼レンズ
１２ … ズームハンドル
１１ … 鏡筒
１２ … ズームハンドル
１３ … 画像取得装置
１４ａ … ズーム用ステッピングモータ
１４ｂ … 焦準用ステッピングモータ
１５ａ … ズーム用モータドライバ
１５ｂ … 焦準用モータドライバ
１６ … コントロールユニット
２１ … ＣＰＵ回路
２２ … 駆動回路
２４ … ＣＰＵ
２５ … ＲＯＭ
２６ … ＲＡＭ
２７ … ＣＰＵバス
３１ … 入力部
３２ … 対物レンズ指定スイッチ部
３３ａ、３３ｂ … 焦準部駆動スイッチ
３４ａ、３４ｂ … ズーム変倍スイッチ
３５ … 対物レンズ退避スイッチ
３６ａ … ズーム用電動／手動切換スイッチ
３６ｂ … 焦準用電動／手動切換スイッチ
４３ａ … ズーム用ロータリーエンコーダ
４３ｂ … 焦準用ロータリーエンコーダ
５０ … モニタ部
６０、６１ … シリアルバス
６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６３ｂ … 接点
８０ … メインコントロール部
８１ … 表示部
９０ … 不揮発性メモリ
９３ … イニシャルスイッチ
９４ … 一覧表
９５ … キャンセルスイッチ
９６ … エンドスイッチ
９７ … エンタースイッチ
９８ … 使用対物一覧表
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば標本を拡大して観察する顕微鏡に係り、特に、その対物レンズを観察光路上に移動制御する顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、顕微鏡においては、観察光学系を構成する対物レンズの倍率、及び被検査物である標本と観察光学系とを相対的に移動する焦準機構の移動速度を決定する場合、観察者の感に負うところが大きく、熟練を要し、標本の種類、明るさ、観察目的によってその制御に相当な時間を費やす。
【０００３】
そこで、最近では、焦準機構を電動化した速度制御装置が開発されている。このような速度制御装置としては、ズーム変倍機構の操作に応じて、観察光学系が高倍率になった場合、所定の電気的出力信号に基づき標本あるいは観察光学系を、光軸あるいは光軸と略垂直な方向へ低速移動させるように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。そして、観察光学系が低倍率になった場合には、再び、電気的出力信号に基づいて上記標本あるいは観察光学系を、光軸あるいは光軸と略垂直な方向に高速移動するように構成される。
【０００４】
しかしながら、上記速度制御装置では、ズーム変倍機構の変倍のみに連動して駆動速度を設定している構成のために、観察光学系の対物レンズを倍率の異なるものと交換した場合に、駆動速度が最適でなくなるという不都合を有する。このため、観察途中で対物レンズを交換すると、そのピント合わせ（焦点合わせ）操作が煩雑となり、その調整に無駄な時間を費やすという不具合を有する。
【０００５】
【特許文献１】
特公昭５９−１９３２２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来の速度制御装置では、ズーム変倍に連動して駆動速度を設定しているために、対物レンズを交換すると、そのピント合わせ操作が煩雑となり、調整に時間を費やすという不具合を有する。
【０００７】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、構成簡易で、最適な駆動速度の設定を実現して、操作性の向上に寄与し得るようにした顕微鏡を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の顕微鏡は、標本が載置されるステージと、このステージに対向して観察光路に挿入配置される対物レンズと、対物レンズとステージとの間隔を調整する焦準ハンドルと、ズーム倍率を調整するズームハンドルとを備て、前記対物レンズの倍率及びズーム倍率に基づいて焦準操作するように顕微鏡を構成した。
【０００９】
上記構成によれば、対物レンズの倍率及びズーム倍率に基づいて焦準操作していることにより、対物レンズの倍率及びズーム倍率のどちらが変化されても最適な速度で焦準機構を駆動制御することが可能となるため、その調整操作を含む取扱い操作の簡略化が図れる。
【００１０】
また、この発明は、対物レンズをステージと反対方向に退避させるように構成した。これによれば、安全性の高い退避動作が実現される。
【００１１】
また、この発明は、対物レンズとステージの間隔を調整した後に調整前の間隔に戻すように構成した。これによれば、一旦合わせた照準の位置に、対物レンズとステージを戻すことが可能となる。
【００１２】
また、この発明は、さらに、ズーム変倍及び対物レンズ駆動の少なくとも一方をハンドル操作又は電動操作に切換設定する切換手段を備えて構成した。これによれば、さらに、焦準ハンドルを操作した観察形態の多様化を容易に図ることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、この発明の一実施の形態に係る顕微鏡に適用される顕微鏡装置の全体構成を示すもので、顕微鏡本体１には、標本２の載置されるステージ３が架台４を介して配される。そして、この架台４上には、対物レンズ５が支柱７を介して上記ステージ３に対向して組付けられる。
【００１５】
即ち、支柱７には、焦準機構８が配され、この焦準機構８には、上記対物レンズ５がレンズ保持部６を介して上記ステージに対向して観察光路上に移動自在に配される。また、焦準機構８には、ズームハンドル１２が取り付けられ、このズームハンドル１２には、ズーム用ステッピングモ一タ１４ａのモータ軸が連結される。
【００１６】
ズーム用ステッピングモ一タ１２は、ズーム用モータドライバ１５ａから供給される駆動電流により、所定の速度で回転する構成されており、ズームハンドル１２を回転させることで、ズーム倍率を変化させる。また、ズーム用ステッピングモータ１４ａのモータ軸には、ズーム用ロータリーエンコーダ４３ａが取付けられる。このズーム用ロータリーエンコーダ４３ａは、ズームハンドル１２の回転角を検出して、その回転角信号をメインコントロール部８０に出力する。
【００１７】
また、上記焦準機構８には、焦準ハンドル９が取り付けられる。この焦準ハンドル９は、その回転操作に連動して、図示しない昇降機構を介して焦準機構８を支柱４に沿って矢印方向に昇降し、焦準操作を実行する。
【００１８】
焦準ハンドル９には、焦準用ステッピングモ一タ１４ｂのモータ軸が連結される。この焦準用ステッピングモ一タ１４ｂは、焦準用モータドライバ１５ｂから供給される駆動電流により、回転駆動され、そのモータ軸には、焦準用ロータリーエンコーダ４３ｂが取付けられる。焦準用ロータリーエンコーダ４３ｂは、焦準ハンドル９の回転角を検出して、その回転角信号を出力して上記メインコントロール部８０に出力する。
【００１９】
また、メインコントロール部８０には、上記ズーム用ステッピングモータ１４ａ及び焦準用ステッピングモータ１４ｂが接続される。
【００２０】
さらに、上記焦準機構８の上方には、接眼レンズ１０が取り付けられた鏡筒１１が配され、この鏡筒１１には画像取得装置１３が取付けられる。画像取得装置１３は、対物レンズ５でとらえた標本２の像を電気信号に変換して画像情報として蓄積し、そのＴＶモニタ等のモニタ部５０に表示する。
【００２１】
ここで、上記メインコントロール部８０の構成について説明する。即ち、メインコントロール部８０は、図２に示すようにコントロールユニット１６と、顕微鏡の各種設定状態を記憶するための不揮発性メモリ９０と、各種操作スイッチを設けた入力部３１と、各種情報を表示するための表示部８１とを備える。
【００２２】
このうちコントロールユニット１６は、ＣＰＵ回路２１と、このＣＰＵ回路２１からの指令で制御対象である焦準機構８を駆動する駆動回路２２と、その他、図示しない周辺回路とが内蔵される。ＣＰＵ回路２１には、そのＣＰＵ２４が設けられ、このＣＰＵ２４には、ＲＯＭ２５及びＲＡＭ２６がＣＰＵバス２７を介して接続される。
【００２３】
このうちＲＯＭ２５には、ズームハンドル回転速度（一定）と、各ズーム倍率毎のズームハンドル１２の回転角量と、各々の観察倍率における制御内容を記憶したプログラムが記憶される。そして、ＲＡＭ２６には、制御演算用のデータが格納されている。
【００２４】
上記表示部８１は、例えばプラズマディスプレイ又はＬＣＤ等の表示部材から構成され、ＣＰＵ２４から送出される表示内容を表示する。この表示部８１に表示される各種画面は、上記ＲＯＭ２５によってあらかじめ記憶される。
【００２５】
ここで、メインコントロール部８０は、制御指示を光学ユニットの各コントロール部に送出し、そのＣＰＵ回路２１がＲＯＭ２５に格納されるプログラムにしたがって動作することにより、各々の光学ユニットの制御を実行する。
【００２６】
また、上記対物レンズ５に関しては、その倍率及び焦点深度とを入力したテーブルデータを作成し、そのテーブルデータをメインコントロール部８０におけるＣＰＵ回路２１のＲＯＭ２５に、プログラムと共に格納する。
【００２７】
上記表示部８１上には、例えば図３に示すように透明シートからなるスイッチで構成される入力部３１が貼り合わされて積重配置される。入力部３１は、その任意の位置が押圧されると、その押圧位置がＣＰＵ２４で認識される。
【００２８】
これら入力部３１及び表示部８１には、図４に示すようにＳＷ１〜６を有した対物レンズ指定スイッチ部３２が設けられる。この対物レンズ指定スイッチ部３２は、例えばＳＷ１が指などで押圧操作されると、その押圧位置のデータとその押圧位置の表示データとに基づいて、どのスイッチが押されたかをＣＰＵ２１が認識して、焦準部駆動スイッチ３３ａ（３３ｂ）を押圧中、上記焦準機構８がプログラムされた駆動速度で焦点位置まで駆動されるよう、焦準用モータドライバ１５ｂに駆動信号を出力する。
【００２９】
このように構成された入力部３１は、先ず、顕微鏡操作の前段階として何の種類（倍率）の対物レンズ５が取付けられているかをＣＰＵ回路２１のＣＰＵ２４に認識させる初期設定に供される。この初期設定時には、その表示部８１に観察者が初期設定動作を開始するためのイニシャル（ＩＮＩＴＩＡＬ）スイッチ９３と、対物レンズ指定スイッチ３２と、焦準部駆動スイッチ３３ａ，３３ｂと、ズーム変倍スイッチ３４ａ，３４ｂと、対物レンズ退避スイッチ３５と、ズーム用及び焦準用電動／手動切換スイッチ３６ａ、２６ｂとが表示される。この状態で、ズームハンドル１２を最低倍の位置まで回転させてから、ＩＮＩＴＩＡＬスイッチ９３を押圧操作する。これにより、ＣＰＵ２４が入力部３１の押圧位置データと表示部８１の表示データとから、ＩＮＩＴＩＡＬスイッチ９３が押されたことを認識し、現在のズームハンドル１２の位置が最低倍であることを不揮発性メモリ９０に記憶させる。
【００３０】
ここで、ＣＰＵ２４は、表示部８１の画面を図５に示す画面に変更する。この画面には、どのスイッチにどの種類の対物レンズデータが格納されているかを示す一覧表９４と、初期設定動作を中止させるためのキャンセル（ＣＡＮＣＥＬ）スイッチ９５と、初期設定動作を終了するためのエンド（ＥＮＤ）スイッチ９６とが表示される。図５に示す画面上で対物レンズ指定スイッチ３２中のＳＷ１を押圧操作すると、ＳＷ１操作時に選択される対物レンズ５の設定操作へ移行される。すなわち、図５に示す画面上でＳＷ１が押圧操作されると、表示部８１が図５から図６に示すように変更され、使用対物一覧表９８が表示される。
【００３１】
観察者は、現在光路に挿入されている対物レンズ５の種類を確認し、その対物レンズ５を表示部８１の使用対物一覧表９８から探して指定する。対物レンズ５の指定は、図示しない操作ツマミを回すことにより使用対物一覧表９８の指示表示部９９を上下へ移動させて指定する。
【００３２】
ここで、例えば対物レンズ５の指定が終了してエンター（ＥＮＴＥＲ）スイッチ９７が押圧操作されると、初期設定は、終了する。ここで、不揮発性メモリ９０のデータテーブルに設定されたズームハンドル最低倍位置データおよび対物レンズデータは、電源遮断後も保持されることから、各スイッチに対応する対物レンズデータの変更がない限り、再設定の必要はない。観察者は、初期設定が終了したならば、図５の画面においてＥＮＤスイッチ９６を押圧操作する。このＥＮＤスイッチ９６が押されると、再び図４に示す画面が表示部８１に表示され、実際の操作が可能な状態になる。
【００３３】
ＣＰＵ２４は、ズーム用ロータリーエンコーダ４３ａから出力される回転角信号を受けて、ＲＯＭ２５に記憶された各ズーム倍率毎のズームハンドル１２の回転角量から現在のズーム倍率を認識し、かつ、入力部３１の対物レンズ指定スイッチ３２中のＳＷ１を押圧操作すると対物レンズ倍率を認識する。この対物レンズ倍率およびズーム倍率を合わせた総合倍率から、コントロールユニット１６がＲＯＭ２５にプログラムされた制御内容に基づいた焦準機構８の移動速度および移動方向の指令を焦準用モータドライバ１５ｂに出力する。この指令を受けた焦準用モータドライバ１５ｂは、焦準用ステッピングモ一夕１４ｂのコイルに励磁電流を供給し、該焦準用ステッピングモ一夕１４ｂのモータ軸を回転駆動する。
【００３４】
焦準ハンドル９は、焦準用ステッピングモータ１４ｂの回転に追従して回転し、焦準機構８を昇降させる。焦準用モータドライバ１５ｂから焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに流される励磁電流は、焦準部駆動スイッチ３３ａ又は３３ｂが押圧操作されている状態で供給され、焦準部駆動スイッチ３３ａ又は３３ｈの押圧操作が解除されると、電流供給が遮断されて昇降動作が停止され、焦準機構８の位置が所望の位置に設定される。
【００３５】
例えば駆動速度としては、対物レンズ倍率１×の場合、図７に示すように設定される。即ち、総合倍率の変化に対応した表のような各駆動速度は、予め、不揮発性メモリ９０にデータテーブルとして格納され、倍率が１×以外の対物レンズ５の場合には、図７中に示す対物レンズ１×の駆動速度を基準とし、これに各対物レンズ倍率を乗じてシフトした値を駆動速度とするようプログラムされ、このデータに基づいて総合倍率が高倍の時は低速で、低倍の時は高速で、上記焦準機構８が駆動される。
【００３６】
ここで、上記駆動速度は、総合倍率の関係が対物レンズ１×においてズーム倍率をＭｚ、駆動速度をＳｆ、として
ｌｏｇ１０Ｓｆ＝５．４５−ｌｏｇ１０Ｍｚ
の式に基づいて図８に示すように対数関数的に求められる。これについても対物レンズ５の倍率が１×以外の場合には、対物レンズ１×の駆動速度を基準とし、上式を対物レンズ倍率Ｍｏｂで乗じた値
ｌｏｇ１０Ｓｆ＝５．４５−ｌｏｇ１０Ｍｚ×Ｍｏｂ
となる。なお、図８中に示す点線部は、対物レンズ１．２×と対物レンズ０．５×の駆動速度である。
【００３７】
即ち、駆動速度は、対物レンズ１×を基準とし、倍率が高くなると低速方向へ、倍率が低くなると高速方向ヘシフトされ、上記図７中に示したデータテーブルが、上記式の範囲で近似される。
【００３８】
従って、上述した駆動速度と速度表をデータテーブルとして格納する代わりに、図８のグラフに示すような数式に従って図７のデータテーブルと近似した倍率と駆動速度の関係を制御回路に組む形式に構成することも可能となる。
【００３９】
このように、総合倍率に基づいて焦準機構８の駆動速度を決定していることにより、ズーム倍率だけでなく、各々の対物レンズ倍率にも対応した速度変化が可能となり、どのような倍率変化にも最適な速度で焦準機構８を駆動することができる。これにより、ピント合わせにかかる時間を軽減することができ、かつ、観察者の精神的負担を軽減した簡便にして容易な取扱い操作が実現される。
【００４０】
また、上記入力部３１の対物レンズ退避スイッチ３５は、上記対物レンズ指定スイッチ３２等と同様、ＣＰＵ回路２１に接続され、このＣＰＵ回路２１内のＲＯＭ２５には、その押圧操作時、標本２とは反対方向に焦準機構８が駆動するような制御内容がプログラムされている。
【００４１】
上記構成により、上記対物レンズ退避スイッチ３５が押圧操作されると、ＣＰＵ２４は、退避信号画入力されて、上述したように検出された焦準機構８の駆動速度と同じ速度で、かつ、ＲＯＭ２５の記憶内容から判定された駆動方向に焦準機構８が退避駆動するような指令を焦準用モータドライバ１５ｂに出力する。すると、焦準用モータドライバ１５ｂは、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに標本２から退避する方向に焦準機構８を駆動するよう励磁電流を供給し、ピント合わせ動作と同等の速度で、焦準ステッピングモ一夕１４ｂのモータ軸を回転駆動させる。
【００４２】
ここで、焦準ハンドル９は、焦準用ステッピングモータ１４ｂの回転に追従して回転され、観察倍率が低倍の場合に高速で、観察倍率が高倍の場合に低速で焦準機構８を退避させる。この焦準用モータドライバ１５ｂから焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに流される励磁電流は、対物レンズ退避スイッチ３５が押圧操作されている状態のみに供給され、対物レンズ退避スイッチ３５の押圧操作を解除すると、電流が遮断されて昇降動作が停止され、焦準機構８が所望の位置に退避される。
【００４３】
このように、対物レンズ退避スイッチ３５を押圧操作するだけで、対物レンズ５が標本２から退避する方向に、ピント合わせ動作時の駆動速度と同速度で焦準機構８が退避される。この結果、観察操作以外の動作で観察者にかかる負担を軽減される。
【００４４】
また、上記メインコントロール部８０の焦準部駆動回路２２には、シリアルバス６０及び６１を介してズーム用モータドライバ１５ａ及び焦準用モータドライバ１５ｂがそれぞれ接続される（図２参照）。このシリアルバス６０及び６１には、それぞれ接点６２ａ、６２ｂ及び６３ａ、６３ｂが設けられている。これら接点６２ａ、６２ｂ及び６３ａ、６３ｂは、上記図４に示す表示画面中のズーム用電動／手動切換スイッチ３６ａと、焦準用電動／手動切換スイッチ３６ｂの押圧操作により切換え設定される。また、これらの接点６２ａ、６２ｂ及び６３ａ、６３ｂは、電源投入時には導通された状態に保持されている。
【００４５】
上記構成により、例えば焦準用電動／手動スイッチ３６ｂが押圧操作されると、ＣＰＵ２４が入力部３１の押圧位置データと表示部８１の表示データとに基づいて押圧操作を認識する。すると、コントロールユニット１６は、ＣＰＵ２４から電動／手動切換信号を受けて駆動回路２２に対して接点６３ａと６３ｂの導通を解除する指令を出力する。駆動回路２２は、シリアルバス６１上の接点６３ａと６３ｂの導通を解除し、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに流れる励磁電流を遮断する。これにより、焦準ハンドル９は、マニュアル操作による回転が可能な状態となる。
【００４６】
また、焦準部が手動操作モードに切換えられている状態で、上記焦準用電動／手動スイッチ３６ｂが押圧操作されると、コントロールユニット１６は、ＣＰＵ２４から電動／手動切換信号を受けて駆動回路２２に対して接点６３ａと６３ｂを導通するような指令を出力する。すると、駆動回路２２は、シリアルバス６１上の接点６３ａと６３ｂを導通させ、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに再び励磁電流が供給される。これにより、焦準ハンドル９は、電動操作による回転が可能な状態となる。
【００４７】
このズーム部の電動／手動切換動作についても上記の焦準部の電動／手動切換動作と同様であり、ズーム用電動／手動切換スイッチ３６ａを押下すると駆動回路２２がシリアルバス６０上の接点６２ａと６２ｂの導通を解除し、ズーム用ステッピングモ一夕１４ａのコイルに流れる励磁電流が遮断されて、ズームハンドル１２はマニュアル操作による回転が可能な状態となる。
【００４８】
また、ズーム部の手動操作から電動操作への切換え動作も、上述した焦準部の切換え動作と同様で、その詳細な説明に付いては、省略する。
【００４９】
なお、上記焦準及びズーム部の手動、電動切換手段としては、上記説明に限るものでなく、例えばズームハンドル１２及び焦準ハンドル９と、ズーム用ステッピングモータ１４ａ及び焦準用ステッピングモータ１４ｂのモータ軸とを接続して、ズーム用ステッピングモータ１４ａ及び焦準用ステッピングモ一夕１４ｂの回転力をそれぞれズームハンドル１２及び焦準ハンドル９に伝達する状態と、伝達しない状態とを切換可能な構成としたクラッチ機構を介在して構成することも可能である。この場合、コントロールユニット１６は、例えば焦準用電動／手動スイッチ３６ｂが押下されてマニュアル観察が選択されると、焦準用ステッピングモータ１４ｂとの連結を開放する開放制御信号とをクラッチ機構に送出し、また、電動観察が選択されると、焦準用ステッピングモ一夕１４ｂのモータ軸と、焦準ハンドル９とを連結させる連結制御信号をクラッチ機構に送出する機能を有し、連結制御手段として動作する。
【００５０】
このように電動観察を行っている際に、観察者がズーム用電動／手動切換スイッチ３６ａ及び焦準用電動／手動切換スイッチ３６ｂを押圧操作すると、ズーム用ステッピングモータ１４ａ及び焦準用ステッピングピングモ一夕１４ｂの回転力は、ズームハンドル１２及び焦準ハンドル９に伝達されなくなり、該観察者の手によるズームハンドル１２及び焦準ハンドル９の回転操作による標本２に対するマニュアルでの観察操作が可能になる。
【００５１】
ここで、上記ズーム用ステッーピングモータ１４ａのモータ軸に組付けられたズーム用ロータリーエンコーダ４３ａは、モータ軸の回転角を検出して、その回転角を上記ズームハンドル１２の回転角として、その回転角信号をコントロールユニット１６に出力する。同様に、焦準用ステッピングモ一夕１４ｂのモータ軸に組付けられた焦準用ロータリーユニンコーダ４３ｂは、モータ軸の回転角を検出して、その回転角を検出して、その回転角を上記焦準ハンドル９の回転角信号として、コントロールユニット１６に出力する。
【００５２】
コントロールユニット１６のＣＰＵ２４は、ズーム用ロータリーエンコーダ４３ａから出力される回転角信号を受けて、この回転角量を戻すのに相当する電流をズーム用モータドライバ１５ａ及び焦準用モータドライバ１５ｂに出力する回転角検出機能と、ズーム用ステッピングモータ１４ａ及び焦準用ステッピングモ一夕１４ｂを回転させ、ズームハンドル１２及び焦準ハンドル９のずれ量を補正する位置ずれ補正機能とを有している。
【００５３】
上記構成により、電動観察において、コントロールユニット１６は、焦準用モータドライバ１５ｂに対して焦準用ステッピングモータ１４ｂの励磁パターンを順次、更新させる指令を出力する。この指令を受けた焦準用モータドライバ１５ｂは、励磁パターンに応じてコイルに励磁電流を供給して焦準用ステッピングモータ１４ｂのモータ軸をその励磁パターンに応じた角度に引き込み、これに対して焦準ハンドル９を焦準用ステッピングモータ１４ｂのモータ軸の回転に追従して回転させる。
【００５４】
そして、コントロールユニット１６のＣＰＵ２４は、手動操作から電動操作に切換えられると、焦準用ロータリーエンコーダ４３ｂから自動的に出力される回転角信号に基づいて、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに励磁電流を供給する前後における焦準用ステッピングモータ１４ｂの角度ずれ量を算出し、その角度ずれ量を戻すための指令を駆動回路２２に出力する。この指令を受けた駆動回路２２は、焦準用モータドライバ１５ｂから角度ずれ量を戻すに相当する励磁電流を焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに供給する。ここで、焦準ハンドル９は、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに流れる励磁電流によって生じる位置ずれが補正される。
【００５５】
ここで、上記焦準ハンドル９は、原理的に手動／電動切換え時、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに励磁電流が流れる前の位置（角度）からずれた位置（角度）に引き込まれる。このため、マニュアルで焦準ハンドル９を回転操作して標本２に対する焦点合わせを行った後、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに再び励磁電流を流すと、マニュアル操作により合わせた標本２に対する焦点がずれる。この焦点のずれは、上記焦準ハンドル９の位置ずれを補正することにより、防止することができる。
【００５６】
このように手動から電動に切換えた場合には、焦準用ロータリーエンコーダ４３ｂから出力される回転角信号に基づいて焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに励磁電流を供給する前後における焦準用ステゾピングモータ１４ｂの角度ずれ量を求めて、この角度ずれ量を補正するための指令を焦準用モータドイライバ１５ｂに出力して、焦準用ステッピングモータ１４ｂに励磁電流を供給する。これにより、マニュアル（手動）で焦準ハンドル９を回転操作して標本２に対する焦点合わせを行った後、焦準用ステッピングモータ１４ｂのコイルに励磁電流を流して電動操作に切り換えても、一旦、マニュアル操作によって合わせた標本２に対する焦点ずれが防止される。
【００５７】
また、ズーム部の位置ずれ補正動作についても、上述した焦準部の位置ずれ補正動作と略同様であり、手動操作から電動操作に切換られる際に、自動的に補正動作が行われる。これにより、マニュアル（手動）でズームハンドル１２を回転操作して標本２に対するズーミングを行った後、ズーム用ステッピングモータ１４ａのコイルに励磁電流を流しても、マニュアル操作によって合わせた標本２に対する位置ずれが防止される。
【００５８】
焦準用ロータリーエンコーダ４３ｂからの回転角情報を観察者の指示入力により記憶し、この情報に基づいて対物レンズ５を照準位置に駆動して対物レンズ５とステージ３との間隔を現在位置から戻して調整することが可能となる。この時の駆動速度は対物レンズ５の倍率とズーム倍率に基づいて求められる。
【００５９】
このように、上記顕微鏡は、対物レンズ５の倍率を記憶して、この対物レンズ５の倍率とズーム倍率とに基づいて焦準機構８の駆動速度を算出して、焦準機構８を駆動する焦準用ステッピングモータ１４ｂを駆動して対物レンズ５とステージ３との間隔を移動調整して焦準操作するように構成した。
【００６０】
これによれば、ズーム倍率及び対物レンズ５の倍率に基づいて焦準機構８の駆動速度を求めて、この駆動速度情報に基づいて焦準制御していることにより、ズーム倍率及び対物レンズ５の倍率のどちらが変化されても最適な速度で焦準機構８を駆動制御することが可能となる。この結果、観察者の精神的負担を軽減した簡便にして容易な取扱い操作が実現される。
【００６１】
また、対物レンズ退避スイッチ３５を設けて、焦準機構８の最適な駆動速度と同速度で焦準機構８の退避を行うように構成した。これにより、対物レンズ５の迅速にして安全な退避が可能となる。
【００６２】
さらに、ズーム動作及び焦準動作を電動操作又はマニュアル操作に切換え可能に構成した。これによれば、観察形態の多様化を図ることが可能となる。
【００６３】
また、マニュアルで焦準ハンドル９を回転操作して標本２に対するピント合わせを行った後、ステッピングモータ１４ｂに励磁電流を流しても、標本２に対する焦点のずれを防止するように構成した。これにより、簡便にして容易に高精度な調整操作が可能となる。
【００６４】
なお、上記実施の形態では、ズーム動作及び焦準動作の双方を電動操作又はマニュアル操作に切換え可能に構成したが、これの限ることなく、ズーム動作及び焦準動作のいずれか一方を電動操作又はマニュアル操作可能に構成してもよい。
【００６５】
よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００６６】
例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００６７】
この発明には以下が含まれる。
【００６８】
（１） 標本が載置されるステージと、このステージに対向して観察光路に挿入配置され、前記標本の観察像を取り込む対物レンズと、この対物レンズを前記ステージに対向して光軸方向に移動自在に配する焦準機構と、この焦準機構を移動調整して前記対物レンズとステージとの間隔を調整する焦準ハンドルと、前記焦準機構に連動され、ズーム倍率を設定するズーム変倍機構と、このズーム変倍機構を駆動して前記ズーム倍率を調整するズームハンドルと、前記ズーム変倍機構を前記ズームハンドルの操作に連動して駆動制御して前記ズーム倍率を設定する電動ズーム倍率駆動手段と、前記ズーム倍率を検出するズーム倍率検出手段と、前記対物レンズの倍率を記憶する対物レンズデータ記憶手段と、この対物レンズデータ記憶手段に記憶される前記対物レンズの倍率及び前記ズーム倍率検出手段で検出したズーム倍率に基づいて前記焦準機構の駆動速度を算出する駆動速度決定手段と、この駆動速度決定手段で算出した駆動速度情報に基づいて前記焦準機構を駆動して、前記対物レンズとステージとの間隔を移動調整して焦準操作する電動焦準駆動手段とを具備することを特徴とする顕微鏡の速度制御装置。
【００６９】
（２） 前記駆動速度決定手段で算出した駆動速度で前記焦準機構を前記ステージと反対方向に退避させる退避手段を備えることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡の速度制御装置。
【００７０】
（３） 前記電動焦準駆動手段の駆動モータに駆動電流を供給する前後において、前記駆動モータの回転角を検出して、その回転角に基づいて前記焦準機構を初期位置に復帰させる駆動電流を、該駆動モータに供給する位置ずれ補正手段を備えること特徴とする請求項３記載の顕微鏡の速度制御装置。
【００７１】
（４） 前記ズーム変倍機構及び焦準機構の少なくとも一方をハンドル操作又は電動操作に切換設定する切換手段を具備したことを特徴とする請求項１又は２記載の顕微鏡の速度制御装置。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、簡易な構成で、最適な駆動速度の設定を実現して、操作性の向上に寄与し得るようにした顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る顕微鏡であって速度制御装置が配備される装置の全体構成を示した構成図である。
【図２】この発明の一実施の形態に係る顕微鏡の速度制御装置のメインコントロール部を示したブロック図である。
【図３】図２の入力部と表示部を取り出して示した分解斜視図である。
【図４】図２の入力部を取り出して示した図である。
【図５】図２の入力部の初期設定画面を示した図である。
【図６】図２の入力部の対物レンズデータ一覧表を示した図である。
【図７】図１の焦準機構の駆動速度のデータ一覧表を示した図である。
【図８】図１の焦準機構と総合倍率の関係を関数式で近似して示した特性図である。
【符号の説明】
１ … 顕微鏡本体
２ … 標本
３ … ステージ
４ … 架台
５ … 対物レンズ
６ … レンズ保持部
７ … 支柱
８ … 焦準機構
９ … 焦準ハンドル
１０ … 接眼レンズ
１２ … ズームハンドル
１１ … 鏡筒
１２ … ズームハンドル
１３ … 画像取得装置
１４ａ … ズーム用ステッピングモータ
１４ｂ … 焦準用ステッピングモータ
１５ａ … ズーム用モータドライバ
１５ｂ … 焦準用モータドライバ
１６ … コントロールユニット
２１ … ＣＰＵ回路
２２ … 駆動回路
２４ … ＣＰＵ
２５ … ＲＯＭ
２６ … ＲＡＭ
２７ … ＣＰＵバス
３１ … 入力部
３２ … 対物レンズ指定スイッチ部
３３ａ、３３ｂ … 焦準部駆動スイッチ
３４ａ、３４ｂ … ズーム変倍スイッチ
３５ … 対物レンズ退避スイッチ
３６ａ … ズーム用電動／手動切換スイッチ
３６ｂ … 焦準用電動／手動切換スイッチ
４３ａ … ズーム用ロータリーエンコーダ
４３ｂ … 焦準用ロータリーエンコーダ
５０ … モニタ部
６０、６１ … シリアルバス
６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６３ｂ … 接点
８０ … メインコントロール部
８１ … 表示部
９０ … 不揮発性メモリ
９３ … イニシャルスイッチ
９４ … 一覧表
９５ … キャンセルスイッチ
９６ … エンドスイッチ
９７ … エンタースイッチ
９８ … 使用対物一覧表
Claims (4)
- 標本が載置されるステージと、
このステージに対向して観察光路に挿入配置される対物レンズと、
対物レンズとステージとの間隔を調整する焦準ハンドルと、
ズーム倍率を調整するズームハンドルと
を具備し、前記対物レンズの倍率及びズーム倍率に基づいて焦準操作することを特徴とする顕微鏡。 - 対物レンズをステージと反対方向に退避させることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
- 対物レンズとステージとの間隔を調整した後に調整前の間隔に戻すことを特徴とする請求項２記載の顕微鏡。
- ズーム変倍及び対物レンズ駆動の少なくとも一方をハンドル操作又は電動操作に切換設定する切換手段を具備したことを特徴とする請求項１又は２記載の顕微鏡。
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