JP3907728B2 - オートフォーカス顕微鏡装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料からの光束を利用して焦点面を検出するオートフォーカス顕微鏡装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、オートフォーカス(以下、AFと称する。)装置として、例えば試料から反射される光束を2分割するとともに、これら2つの光束に対して、それぞれの光学系によって光路差を与え、これをCCDラインセンサーのような受光素子により受光することで、これら2つのコントラスト値によって焦点位置を算出するような、いわゆる光路差光学系によるコントラスト法が知られている。
【0003】
図12は、このようなAF装置を採用した写真撮影装置付顕微鏡の一例を示すもので、顕微鏡本体1には、ステージ4を設け、このステージ4の上方に対物レンズ5、接眼レンズ6を配置している。また、顕微鏡本体1の上部に観察光学系2を配置し、この観察光学系2にカメラユニット17とAFユニット7を設けている。
【0004】
そして、ステージ4上の載置された試料3に対しステージ4下部からの照明光を試料3を透過させ、対物レンズ5からの観察光を観察光学系2を通して最終的に接眼レンズ6により使用者に観察される。
【0005】
この場合、観察光学系2は、光路18に沿っていくつかのビームスプリッターや焦点板などを配していて、これらを電動によって移動制御するようにしている。これにより、例えば、ビームスプリッター8を光路18中に挿入すると、対物レンズ5からの観察光は、AFユニット7に一定の割合で導かれ、また、ビームスプッリター16を光路18中に挿入すると、対物レンズ5からの観察光は、カメラユニット17に導かれるようになっている。
【0006】
AFユニット7は、リレー光学系9、ビームスプリッター10、反射ミラー11、リレーレンズ121、122、ラインセンサー13、ラインセンサー固定ブロック15、このブロック15を取り付けたベース14およびこのベース14上に取り付けられた図示しない制御回路基板によって構成している。そして、このようなAFユニット7に導かれた観察光は、リレー光学系9を通ってビームスプッリター10で2分割され、一方は90°反射してリレ−レンズ121を通ってラインセンサー13へ入射され、他方は、そのまま透過した後に反射ミラ−11で90°方向を変え、リレーレンズ122を通ってラインセンサー13に入射される。
【0007】
この場合、ラインセンサー13で受光した2つの光には光路差が与えられており、これら2つの信号がベース14上の制御回路基板に送られることで、コントラスト値合焦位置が検出されるとともに、ステージ移動方向と移動量を制御するための信号が生成されて、顕微鏡本体1の図示しないステージ駆動回路に送られ、ステージ4が合焦位置に移動される。
【0008】
このような一連の合焦動作は、ビームスプリッター8が観察光学系2の光路18に入っていればリアルタイムで行うことができ、ステージ4を移動させて試料3の位置を変化させたような場合でも、常に合焦点を保ち続けることができるようになる。
【0009】
ところで、このようなAF装置では、正確なAFの機能を発揮させるために、製造する過程で光学的な調整が必要となる。このためには、予めステージ4を試料3の合焦位置に合わせておき、この状態でラインセンサー13から出力される信号が合焦となるようにラインセンサー13を2つの光束に対して前後に移動させるようにしている。この作業を行うことで、AFの初期微調整が完了し、この後は何度でもAF操作により合焦を得ることが可能になる。
【0010】
ところで、このような調整作業は、ラインセンサー13の固定ブロック15を取り付けたベース14(AFユニット)を上下に移動させ、ビームスプリッター8、9の間の光路長を可変させることでも代用できる。
【0011】
このような調整作業を採用したAF装置では、試料3の厚さが、対物レンズ5の焦点深度と同じくらいか、それよりも厚い場合、ラインセンサー13が受光する範囲の平均の合焦位置を検出するため、試料3の厚みの中心付近で合焦とする可能性が高くなる。つまり、観察者が厚み中心からずれた所望の位置を観察しようとしても、この観察ポイントから若干ずれた位置をAFのベストピントと判断するようになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者のAF装置では、ラインセンサー13から出力される信号が合焦となるようにラインセンサー13を2つの光束に対して前後に移動させたり、ラインセンサー13を有するAFユニット7を上下動させて光路長を可変するようになるため、合焦位置の微調整に非常に手間がかかり、またバラツキを生じ易くなる。なぜなら、製造時の調整では、各種試料の平均的な同焦位置にAF装置の合焦位置がくるように、数多くの試料を使用して合焦位置調整を行うために多大な時間を要し、また、基準となる合焦位置は人間の目で判断されるために観察者によるバラツキが大きくなるからである。さらに、製品完成後に、AF装置の合焦位置を使用者が全く変更できないとなれば、製造時の初期調整を、さらに高い精度で行う必要もある。つまり、バラツキを少なく精度を上げるためには、工数が多くかかり、コストもアップするという問題点があった。
【0013】
また、後者のAF装置では、使用者が特殊な試料、たとえば比較的厚い試料のある一定の厚さ部分にある場所を観察し、この観察像を撮影したい場合などには、AF装置の合焦位置は、常に厚みの中心付近に設定されるため、実際に使用者が見たい部分が試料の厚さ中心より上下にずれた位置にある場合は、AFでは、見たい部分にベストピントが合わないことがある。このためAF動作後に、観察像を見ながら微少に同焦位置をずらしながら所望の観察位置にベストピントを合わせる必要が生じ、検鏡時の作業性が極端に悪化してしまうという問題点があった。
【0014】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、合焦位置を任意の位置に決定することがができ、さらにコスト的にも有利にできるオートフォーカス顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、ステージに載置した試料の光路方向の厚さ内の面を観察像として観察像位置に結像する観察光学系と、この観察光学系の光路の途中から分離する検出用光路と、この検出用光路に設けられ、前記試料の面からの観察光を前記観察像位置と互いに共役な検出位置に集光させる検出光学系と、この検出光学系の前記検出位置に配置される受光素子と、この受光素子からの信号に基づいて試料を載置した前記ステージを、前記試料が合焦するように移動させてオートフォーカスを行なう制御手段とを有するオートフォーカス装置において、前記検出光学系中に設けられた平行平面状の光学素子の光路方向の厚さ寸法を変化させることにより前記検出光学系の光路長を変更する操作手段を備え、使用者による前記操作手段の操作により、オートフォーカスを行う前記制御手段が前記ステージの位置を変化させ、前記観察光学系における試料の合焦位置を、前記試料の光路方向の厚さ内における任意の面にずらすことを特徴としている。
【0016】
請求項2記載の発明は、ステージに載置した試料の光路方向の厚さ内の面を観察像として観察像位置に結像する観察光学系と、この観察光学系の光路の途中から分離する検出用光路と、この検出用光路に設けられ、前記試料の面からの観察光を前記観察像位置と互いに共役な検出位置に集光させる検出光学系と、この検出光学系の前記検出位置に配置される受光素子と、この受光素子からの信号に基づいて試料を載置した前記ステージを、前記試料が合焦するように移動させてオートフォーカスを行なう制御手段とを有するオートフォーカス装置において、前記検出光学系中に設けられたリレー光学系の群レンズの光路方向の間隔を変化させる操作手段を備え、使用者による前記操作手段の操作により、オートフォーカスを行う前記制御手段が前記ステージの位置を変化させ、前記観察光学系における試料の合焦位置を、前記試料の光路方向の厚さ内における任意の面にずらすことを特徴としている。
【0017】
請求項3記載の発明は、ステージに載置した試料の光路方向の厚さ内の面を観察像として観察像位置に結像する観察光学系と、この観察光学系の光路の途中から分離する検出用光路と、この検出用光路に設けられ、前記試料の面からの観察光を前記観察像位置と互いに共役な検出位置に集光させる検出光学系と、この検出光学系の前記検出位置に配置される受光素子と、この受光素子からの信号に基づいて試料を載置した前記ステージを、前記試料が合焦するように移動させてオートフォーカスを行なう制御手段とを有するオートフォーカス装置において、前記検出光学系を通った光束を受光する受光素子の光路方向の位置を変化させる操作手段を備え、使用者による前記操作手段の操作により、オートフォーカスを行う前記制御手段が前記ステージの位置を変化させ、前記観察光学系における試料の合焦位置を、前記試料の光路方向の厚さ内における任意の面にずらすことを特徴としている。
【0018】
この結果、本発明によれば、AF装置の合焦位置を微調整できることから、合焦位置を所望する任意の位置に設定できるので、実際に、使用者が、検鏡する標本に対して、観察したい位置にAF装置の合焦位置を微調整することができ、検鏡の作業性が向上する。また、AF装置の合焦位置を微調整できることは、初期の合焦位置の調整に、さほどの精度が要求されなくなるので、初期調整工数を少なくでき、コストを下げることもできる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【0020】
(第一の実施の形態)
図1は、本発明が適用されるAF装置の概略構成を示している。図において、21は観察光学系、22はAFユニットで、これら観察光学系21およびAFユニット22は、上述した図11で述べた観察光学系2およびAFユニット7にそれぞれ相当している。
【0021】
観察光学系21は、いくつかのビームスプリッターや焦点板などとともに、図示しない対物レンズからの観察光23をAFユニット22に導くためのビームスプリッター24を有している。
【0022】
また、AFユニット22は、観察光学系21より導かれた光路25に沿って、平行平面板26、リレーレンズ系27、ビームスプリッター28を配置し、このビームスプリッター28で2分割された光路のうち90°反射した光路251に沿ってリレ−レンズ29、そのまま直進する光路252に沿って反射ミラ−30、リレーレンズ31をそれぞれ配置し、これらリレ−レンズ29、31からの光路差が与えられた観察光をラインセンサー32に導くようにしている。この場合、ラインセンサー32は、ラインセンサー固定ブロック33に固定し、この固定ブロック33をベース34に支持している。このベース34には、図示しない制御回路基板を設けている。
【0023】
しかして、観察光学系21のビームスプリッター24によりAFユニット22に導かれた光は、光路25に沿って平行平面板26、リレーレンズ系27よりビームスプリッター28に導かれ、このビームスプリッター28で、2分割され、90°反射した光は、光路251に沿ってリレ−レンズ29よりラインセンサー32に、そのまま直進する光は、光路252に沿って反射ミラ−30で全反射し、90°向きを変え、リレーレンズ31よりラインセンサー32の別の位置に入射されるようになる。
【0024】
図2は、光路25に挿入される平行平面板26の概略構成を示している。
【0025】
この場合、平行平面板26は、2種類のくさび形プリズム261、262を上下に重ねることで平行平面を作り出しており、これらの重なり面を図示左右方向に移動することで、厚さ寸法を可変できるようになっている。
【0026】
このような平行平面板26は、支持枠263により支持される。この場合、支持枠263は、枠本体2631の周囲に突壁2632を有するもので、枠本体2631の底面に上述したビームスプリッター24から導かれる観察光を通す穴部263aを形成するとともに、穴部263a周囲に溝部263bを形成し、この溝部263bに平行平面板26の下側のくさび形プリズム262を収容している。また、支持枠263の突壁2632上には、押さえ板264を皿バネ265を介してネジ部材266で取り付け、ネジ部材266の捩じ込み力で押さえ板264により平行平面板26の上側のくさび形プリズム261の周縁を下方向に押さえ付けることで、上側のくさび形プリズム261が図示左右に移動しても、平行平面状態が崩れることなく、芯ズレによるAFの悪影響を防止できるようにしている。
【0027】
支持枠263の突壁2632には、穴部2633を形成し、この穴部2633に一端部を平行平面板26の上側のくさび形プリズム261の肉厚部に固定した操作軸267を貫通して設けている。この操作軸267は、穴部2633との間に形成したガイド2671によりその軸方向に進退移動できるようにしている。操作軸267の他方端面には、ネジ穴2672を設けている。
【0028】
また、突壁2632の外側には、穴部2633に連通する案内筒268を設け、この案内筒268に摘み2691を有する操作桿269を挿通している。この操作桿269は、案内筒268に対して回転可能になっているものの、その軸方向の移動を図示しないストッパにより禁止されるようになっている。また、この操作桿269の先端には、ネジ部2692を設け、このネジ部2692を前記操作軸267のネジ穴2672に捩じ込んでいて、摘み2691を回して操作桿269先端のネジ部2692を回転させることにより、操作軸267をガイド2671に沿って直進動作させ、平行平面板26の上側くさび形プリズム261を左右方向に平行移動できるようにしている。
【0029】
これにより、摘み2691の回転量に応じて平行平面板26の平行平面を保ちながら厚さだけを増減可能にしている。
【0030】
しかして、このように構成したAF装置では、観察光学系21のビームスプリッター24によりAFユニット22に導かれた光は、平行平面板26よりリレー光学系27を通ってビームスプッリター28で2分割され、一方は90°反射してリレ−レンズ29を通ってラインセンサー32へ入射され、他方は、そのまま透過した後に反射ミラ−30で90°方向を変えられ、リレーレンズ31を通ってラインセンサー32に入射される。そして、光路差を有する2つの光は、ラインセンサー32で受光され、各信号はベース34上の図示しない制御回路基板に送られ、コントラスト法に基づいて値合焦位置が検出され、さらにステージ移動方向と移動量を制御するための信号が生成されて、顕微鏡本体のステージ駆動回路に送られ、ステージが合焦位置に移動される。
【0031】
この場合、AFユニット22に設けられる平行平面板26は、その厚さが初期調整時のものになっているものとし、この状態から、AF装置の合焦位置を微調整したい場合は、使用者が平行平面板26の摘み2691を回すようになる。
【0032】
すると、操作桿269とともにネジ部2692が回転し、ネジ穴2672を有する操作軸267がガイド2671に沿って直進動作されるので、平行平面板26の上側くさび形プリズム261が平行移動され、平行平面板26の厚さ寸法が調整される。
【0033】
このようにして、平行平面板26の厚さ寸法を調整して、ガラスと空気の換算光路長を可変することで、ラインセンサー32の上での合焦位置を補正できるので、変化が生じ、所望する観察位置に合焦位置を合わせることができる。
【0034】
従って、使用者は、AFをリアルタイムで行いながら、さらに観察を行いながら、平行平面板26の摘み2691を調整することにより、自分の思い通りに合焦位置を設定することができるようになる。
【0035】
また、例えば、生物標本を顕微鏡観察するような場合、標本の厚さがまちまちであり、選択された対物レンズの焦点深度よりも厚い標本の場合には、特に見たい部分にAF装置の合焦が得られないことがある。しかし、この場合も、上述したように観察しながらAF装置の合焦位置を微調整できるので、標本の位置を移動したり、自分の見たい部分を見ながら、そこに合焦するように平行平面板26の摘み2691を調整するようにすればよい。
【0036】
また、顕微鏡の対物レンズでは焦点深度が浅いため凹凸(光軸方向に高低差のある)試料の例えば一番高い部分にピントを合わせるとその他の部分はボケて見えなくなることもある。この場合も、AF装置の合焦後に、手動により光軸方向に合焦位置を、例えば高所から低所に向けて微調整をすることにより、所望の深さ位置にピントを合わせることができる。この場合、合焦位置を変化させる平行平面板26は、観察光学系21のビームスプリッター24からの観察光が導入されるAFユニット22に設けられているので,AF装置の合焦位置を変化させても観察光学系の光路長に影響を与えることはない。
【0037】
従って、このようにすれば、AFユニット22の光路25に挿入される平行平面板26を、くさび形プリズム261、262を上下に重ねることで構成し、この内上部のくさび形プリズム261を移動させて、平行平面板26の光路方向の厚さ寸法を変化させることで、空気とガラスの光路長の差により、AF時の合焦位置から所望する観察位置へ合焦位置をずらすことができる。
【0038】
これにより、使用者によるAF装置の合焦位置を微調整することが可能になり、AF装置の合焦位置を所望する任意の位置に設定できるので、例えば、AFの基準位置がずれるような標本でもAF装置の合焦位置を補正することができるようになるなど、実際に、使用者が検鏡する標本に対して、適切な位置に合焦位置の微調整を行うことができるようになり、検鏡の作業性が向上する。また、合焦位置を微調整できることから、初期の合焦位置の調整に、さほどの精度が要求されなくなるので、初期調整工数を少なくでき、その分コストを下げることもできるようになる。
【0039】
(第2の実施の形態)
図3は、第2の実施の形態の概略構成を示すもので、図1と同一部分には、同符号を付している。
【0040】
この場合、AFユニット22のベース34上に回転軸41を設け、この回転軸41にターレット42を回転可能に設けている。このターレット42は、その回転動作により複数種類の平行平面板26を切り替え可能にしたもので、ここでは、図4に示すようにターレット42面の6等分の角度位置に厚さの異なる平行平面板26を6個設けている。また、ターレット42は、各平行平面板26に対応する周縁部分に溝部421を形成していて、この溝部421をバネ431と球体432を有するクリック機構43により係止することで、AF光学系の光路252上に各平行平面板26を停止できるようにしている。さらに、ターレット42は、周縁部の一部をAFユニット22の穴部221から外部に露出させ、この露出部分より溝部421に指を掛けるなどしてターレット42を外部から回せるようになっていて、任意の平行平面板26をAF光学系の光路252に位置させるようになっている。
【0041】
従って、このようにすれば、使用者がターレット42を直接回して、所望する平行平面板26を光路252上に位置させることで、段階的にAF装置の合焦位置を変えることができるようになる。これにより、予め標本によって、ターレット42の位置を調べておけば、ワンタッチで適正な合焦位置を呼び出すことができる。また、ターレット42の回転を電動化することにより、他の機器の電動操作と同じようにコントロールボックスなどで集中的な一括操作が可能になる。
【0042】
(第3の実施の形態)
図5は、第3の実施の形態の概略構成を示すものである。
【0043】
この第3の実施の形態では、図3で述べたターレット42に代えて、スライダー51を使用するようにしている。その他の構成は、図3を援用するものとする。
【0044】
この場合、スライダー51は、複数(図示例では3個)の穴部511を直列に配置し、これら穴部511に厚さ寸法の異なる複数の平行平面板26を設けている。
【0045】
そして、このようなスライダー51は、図3に示すAFユニット22の穴部221から図しないガイドに沿ってAFユニット22内部に挿入するようになる。この場合、スライダー51には、平行平面板26と同数の図示しないクリック溝を有していて、AFユニット21の穴部211から挿入した時、クリック機構によってそれぞれの平行平面板26がAF光学系の光路252上に停止できるようになっている。
【0046】
このようにしても、使用者が任意にAF装置の合焦位置を変化させることができて、第2の実施の形態で述べたと同様な効果を期待でき、さらにコスト的にはターレットを用いた場合より安価にでき、またAFユニット21内でのスペースもコンパクトにできる。
【0047】
(第4の実施の形態)
図6は、第4の実施の形態の概略構成を示すものである。
【0048】
この第4の実施の形態では、図3で述べたターレット42に代えて、他のスライダー61を使用するようにしている。その他の構成は、図3を援用するものとする。
【0049】
この場合、スライダー61は、透明な樹脂で作られ、その上面を段階状にし、低面からの厚さ寸法をそれぞれの部分で異なるようにして複数の平行平面板26を形成している。
【0050】
そして、このようなスライダー61についても、図3に示すAFユニット22の穴部221から図しないガイドに沿ってAFユニット22内部に挿入するようになる。この場合、スライダー61には、平行平面板26と同数の図示しないクリック溝を有していて、AFユニット21の穴部211から挿入した時、クリック機構によってそれぞれの平行平面板26がAF光学系の光路252上に停止できるようになっている。
【0051】
このようにしても、使用者が任意にAF装置の合焦位置を変化させることができて、第2の実施の形態で述べたと同様な効果を期待でき、さらに、スライダー61が一体の透明樹脂のため、モールド成形だけでスライダーを作ることができ、コスト的にさらに安価にできる。
【0052】
(第5の実施の形態)
図7は、第5の実施の形態の概略構成を示すものである。
【0053】
この第5の実施の形態では、図3で述べたターレット42に代えて、さらに他のスライダー71を使用するようにしている。その他の構成は、図3を援用するものとする。
【0054】
この場合、スライダー71は、先端部に1個の穴部711を形成している。この穴部711は、フィルター枠72を嵌合可能にしている。このフィルター枠72は、平行平面板26を設けたもので、ここでは厚さ寸法の異なる平行平面板26を設けた複数個のフィルター枠72が用意され、これらのうちの一つが穴部711に嵌合されるようになっている。
【0055】
そして、このようなスライダー71についても、先端部の穴部711に所望の平行平面板26を有するフィルター枠72を嵌合したものを、図3に示すAFユニット22の穴部221から図示しないガイドに沿ってAFユニット22内部に挿入するようになる。
【0056】
このようにして、使用者は、スライダー71のフィルター枠72を交換しながらAF装置の合焦位置を調整するようになる。
【0057】
このようにすれば、さらに、コスト的に安価にでき、スペース的にも第3および第4の実施の形態のものよりコンパクトにできる。またフィルター枠72について厚さの異なる平行平面板26を無数に用意できるので、厚みの差をさらに少なくすることで、無段階に近い状態で合焦調整が可能となる。
【0058】
(第6の実施の形態)
図8(a)(b)は、第6の実施の形態の概略構成を示すものである。
【0059】
この第6の実施の形態では、第1の実施の形態で述べたAFユニット21のリレー光学系27の構成を工夫して合焦位置の調整を可能にしたものである。その他の構成は、図1を援用するものとする。
【0060】
この場合、リレー光学系27は、レンズ筒270内の光軸方向に沿って第1群レンズ271と第2群レンズ272を設けている。そして、第1群レンズ271は、レンズ筒270内に固定している。また、第2群レンズ272は、レンズ筒270内で光軸方向に移動可能な移動レンズ枠273内に設けられ、この移動レンズ枠273とともに光軸方向に移動することで、AF光学系の合焦位置を変えられるようにしている。
【0061】
移動レンズ枠273には、ピン274を突設し、このピン274をレンズ筒270の穴部2711を介して外部に突出している。この場合のレンズ筒270の穴部2711は、光軸方向に延びる長穴からなっている。
【0062】
レンズ筒270の外周には、カム筒275を回転可能に設けている。このカム筒275外周面には、所定角度傾いた長穴2751を形成している。この場合、長穴2751の傾きは、第2群レンズ271の光軸方向の移動量とカム筒275の操作回転角度により決定されている。
【0063】
そして、このカム筒275の長穴2751に移動レンズ枠273のピン274を嵌合させて、カム筒275を回転操作することにより、長穴2751に沿ってピン274が上下移動することで、移動レンズ枠273を光軸方向に移動できるようにしている。
【0064】
カム筒275の外周上部にはレバー276をねじ込みにより取り付けている。このレバー276は、カム筒275の回転を操作するものである。また、このレバー276は、カム筒275へのねじ込み側の端部をカム筒275を貫通してレンズ筒270の外周面に達していて、レバー276のねじ込みによりカム筒275とレンズ筒270を固定できるようにもしている。
【0065】
そして、このようなレバー276は、AFユニット21外部に突出していて、外部からレバー操作できるようになっている。
【0066】
しかして、外部に突出しているレバー276を使用者が操作すると、カム筒275の回転により、このカム筒275の長穴2751に沿ってピン274が上下方向移動され、これにともない移動レンズ枠273がレンズ筒270内を光軸方向に移動され、第2群レンズ272が光軸に沿って移動されて、第1群レンズ271との間隔が変化されることで、合焦位置を変化させることができるようになる。そして、位置が決まったらレバー276をねじ込んでカム筒275をレンズ筒270に固定する。
【0067】
このようにすれば、カム筒275の長穴2751の傾き角度を任意に設定することで、AF装置の合焦位置の変化量をレバー移動量に対して自由に設定できるようになり、合焦調整をスムーズにかつ無段階に行うことができる。また、移動レンズ枠273の移動は、レンズ筒270内に沿って行われるので、AF光学系I芯ズレなどを生じることも防止できる。
【0068】
(第7の実施の形態)
図9は、第7の実施の形態の概略構成を示すものである。
【0069】
この第7の実施の形態では、第1の実施の形態で述べたラインセンサー固定ブロック33とベース34の構成を工夫してAF装置の合焦位置の調整を可能にしたものである。その他の構成は、図1を援用するものとする。
【0070】
AFユニット22のラインセンサー32は、ラインセンサー固定ブロック33に固定され、この固定ブロック33をベース34に支持している。この場合、固定ブロック33の下部はアリ形状(図示せず)となっており、ベース34に加工されたメスアリ部(図示せず)に嵌め込まれ、固定ブロック33をスムーズに直線移動できるようになっている。
【0071】
また、ベース34には、固定ブロック33と対峙する突壁341を有し、この突壁341には、ネジ部353を有する操作桿35を設けている。
【0072】
この操作桿35は、一方端に摘み351を有し、この摘み351頭部の切り欠きを、AFユニット22外部からドライバーなどで回すことで、操作桿35の直線移動を可能にしている。また、操作桿35の他方端には、鍔部352を有し、この鍔部352を、固定ブロック33に形成した溝部331に嵌合している。この場合、固定ブロック33の溝部331は、図10に示すように操作桿35をガタ付きなく挿通する幅寸法を有するとともに、鍔部352の厚さ寸法がガタなく嵌まり込むうな奥行きを有している。
【0073】
しかして、使用者が、AFユニット22外部からドライバーなどで操作桿35の摘み351を回すと、ネジ部353により操作桿35は回転しながら直線移動するので、鍔部352を介して固定ブロック33とともに、ラインセンサー32が光軸方向に移動され、合焦位置を変化させることができるようになる。
【0074】
この場合、固定ブロック33の移動は、アリ形状部が嵌め込まれたベース34のメスアリ部に沿って光軸方向に行われるので、AF光学系の芯ズレは起こらない。
【0075】
なお、固定ブロック33の移動ガイドとしては、アリではなく、直動ガイドなどを利用することもできる。
【0076】
(第8の実施の形態)
図11(a)(b)(c)(d)は、第8の実施の形態の概略構成を示すものである。
【0077】
図において、81、82は、くさび角度を同一に形成したくさび形プリズムで、これらくさび形プリズムは、一定間隔をおいて配置されている。そして、一方のくさび形プリズム82を枠本体83に取り付けている。この枠本体83には、くさび形プリズム82を平行保持するための溝部831を有するとともに、後述するオスアリ84に対応するメスアリ832を有し、また、溝部831底面には、光束を通す楕円状の穴833を設けている。
【0078】
枠本体83のメスアリ832には、オスアリ84が嵌め込まれ、メスアリ832に沿って摺動可能になっている。このオスアリ84にも、他方のくさび形プリズム81を平行保持するための溝部841を有するとともに、この溝部841底面には、光束を通す長穴842を設けている。
【0079】
また、オスアリ84には、ベアリング85が外周を圧入する形で埋め込まれており、このベアリング85の内径に摘み86の回転軸862先端を回転可能に圧入している。この回転軸862は、その途中に枠本体83側に形成したメネジ部834に対応するオネジ部861が捩じ込まれており、摘み86を使用者が摘んで正転または逆転すると、メネジ部834に噛み合ったオネジ部861が出し入れされ、これにともなってベアリング85によって回転は自由だが、出し入れ方向は一体になっているオスアリ84が、オネジ部861の出し入れ方向、つまり、楕円状の穴833の長径方向に移動することになる。
【0080】
このオスアリ84の移動は、枠本体83に捩じ込まれ固定されたストッパ87により規制されるようになっている。
【0081】
しかして、摘み86を回して、図の位置からオスアリ84を移動させると、オスアリ84に保持されたくさび形プリズム81も移動する。この場合、くさび形プリズム81を保持するオスアリ84の溝部841底面と、他のくさび形プリズム82を保持する枠本体83の溝部831底面は互いに平行で、かつオスアリ84の移動方向に対して平行であるため、2つのくさび形プリズム81、82により平行平面板が構成された状態で、その厚さを変化する動作が得られ、図2で述べたと同様な効果を期待できる。
【0082】
特に、この実施の形態によれば、くさび形プリズム81、82の角度面が非接触で、しかもオスアリ84、枠本体83に形成したメスアリ832と、それぞれの溝部831、841の面精度さえ出ていれば、オスアリ84の移動によって平行がくずれ光束の芯がずれるような危険性はまったくなく、繰り返し精度が高められ、プリズムの耐久性も向上する。また、摺動部分は、アリ機構を用いるため摺動力量やフィーリングも自由に変えることもできる。
【0083】
なお、摘み86の操作軸862とオスアリ84との連結はベアリング85を使わなくても良く、回転軸862の軸方向の出入りを規制するいかなる機構であっても良い。またくさび形プリズム81、82の移動機構も、アリとは限らず市販の直動ガイド、コロやボールによる直動機構などでも良い。
【0084】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、AF装置の合焦位置を段階的または無段階に微調整でき、合焦位置を所望する任意の位置に設定できるので、実際に、使用者は、検鏡する標本に対して、適切な位置にAF装置の合焦位置の微調整を行うことができ、検鏡の作業性が向上する。
【0085】
また、合焦位置を微調整できることは、AF装置の合焦位置調整に、さほどの精度が要求されなくなるので、初期調整工数を少なくでき、コストを下げることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態のAF装置の概略構成を示す図。
【図2】 第1の実施の形態に用いられる平行平面板の概略構成を示す図。
【図3】 本発明の第2の実施の形態の概略構成を示す図。
【図4】 第2の実施の形態に用いられるターレットの概略構成を示す図。
【図5】 本発明の第3の実施の形態に用いられるスライダーの概略構成を示す図。
【図6】 本発明の第4の実施の形態に用いられるスライダーの概略構成を示す図。
【図7】 本発明の第5の実施の形態に用いられるスライダーの概略構成を示す図。
【図8】 本発明の第6の実施の形態の概略構成を示す図。
【図9】 本発明の第7の実施の形態の概略構成を示す図。
【図10】 第7の実施の形態に用いられる固定ブロックの概略構成を示す図。
【図11】 本発明の第8の実施の形態の概略構成を示す図。
【図12】 従来のAF装置を用いて写真撮影装置付顕微鏡の一例の概略構成を示す図。
【符号の説明】
21…観察光学系、22…AFユニット、221…穴部、23…観察光、24…ビームスプリッター、25、251、252…光路、26…平行平面板、27…リレーレンズ系、28…ビームスプリッター、29…リレ−レンズ、30…反射ミラ−、31…リレーレンズ、32…ラインセンサー、33…固定ブロック、34…ベース、261、262…くさび形プリズム、263…支持枠、2631…枠本体、2632…突壁、2633…穴部、263a…穴部、263b…溝部、264…押さえ板、265…皿バネ、266…ネジ部材、267…操作軸、2671…ガイド、2672…ネジ穴、268…案内筒、269…操作桿、2691…摘み、2692…ネジ部、41…回転軸、42…ターレット、421…溝部、43…クリック機構、431…バネ、432…球体、51、61、71…スライダー、72…フィルター枠、270…レンズ筒、2711…穴部、271…第1群レンズ、272…第2群レンズ、273…移動レンズ枠、274…ピン、275…カム筒、2751…穴部、276…レバー、331…溝部、341…突壁、35…操作桿、351…摘み、352…鍔部、353…ネジ部、81、82…くさび形プリズム、83…枠本体、831…溝部、832…メスアリ、833…穴、84…オスアリ、841…溝部、842…長穴、85…ベアリング、86…摘み、861…オネジ部、862…回転軸、87…ストッパ。
Claims (3)
- ステージに載置した試料の光路方向の厚さ内の面を観察像として観察像位置に結像する観察光学系と、
この観察光学系の光路の途中から分離する検出用光路と、
この検出用光路に設けられ、前記試料の面からの観察光を前記観察像位置と互いに共役な検出位置に集光させる検出光学系と、
この検出光学系の前記検出位置に配置される受光素子と、
この受光素子からの信号に基づいて試料を載置した前記ステージを、前記試料が合焦するように移動させてオートフォーカスを行なう制御手段とを有するオートフォーカス装置において、
前記検出光学系中に設けられた平行平面状の光学素子の光路方向の厚さ寸法を変化させることにより前記検出光学系の光路長を変更する操作手段を備え、
使用者による前記操作手段の操作により、オートフォーカスを行う前記制御手段が前記ステージの位置を変化させ、前記観察光学系における試料の合焦位置を、前記試料の光路方向の厚さ内における任意の面にずらすことを特徴とするオートフォーカス装置。 - ステージに載置した試料の光路方向の厚さ内の面を観察像として観察像位置に結像する観察光学系と、
この観察光学系の光路の途中から分離する検出用光路と、
この検出用光路に設けられ、前記試料の面からの観察光を前記観察像位置と互いに共役な検出位置に集光させる検出光学系と、
この検出光学系の前記検出位置に配置される受光素子と、
この受光素子からの信号に基づいて試料を載置した前記ステージを、前記試料が合焦するように移動させてオートフォーカスを行なう制御手段とを有するオートフォーカス装置において、
前記検出光学系中に設けられたリレー光学系の群レンズの光路方向の間隔を変化させる操作手段を備え、
使用者による前記操作手段の操作により、オートフォーカスを行う前記制御手段が前記ステージの位置を変化させ、前記観察光学系における試料の合焦位置を、前記試料の光路方向の厚さ内における任意の面にずらすことを特徴とするオートフォーカス装置。 - ステージに載置した試料の光路方向の厚さ内の面を観察像として観察像位置に結像する観察光学系と、
この観察光学系の光路の途中から分離する検出用光路と、
この検出用光路に設けられ、前記試料の面からの観察光を前記観察像位置と互いに共役な検出位置に集光させる検出光学系と、
この検出光学系の前記検出位置に配置される受光素子と、
この受光素子からの信号に基づいて試料を載置した前記ステージを、前記試料が合焦するように移動させてオートフォーカスを行なう制御手段とを有するオートフォーカス装置において、
前記検出光学系を通った光束を受光する受光素子の光路方向の位置を変化させる操作手段を備え、
使用者による前記操作手段の操作により、オートフォーカスを行う前記制御手段が前記ステージの位置を変化させ、前記観察光学系における試料の合焦位置を、前記試料の光路方向の厚さ内における任意の面にずらすことを特徴とするオートフォーカス装置。
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