JP4720460B2 - 顕微鏡 - Google Patents
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Description
焦点位置調整用の光源からの照明光を対物レンズを介して標本上に結像し、光軸上に配置されている当該光軸方向へ移動可能なレンズにより照明光の焦点位置を変える焦点位置調整レンズを有するフォーカス用照明光学系と、
前記標本からの反射光を前記対物レンズを介して受光しフォーカス用光電変換器に結像するフォーカス用結像光学系と、
前記焦点位置調整レンズを操作するための焦点位置調整レンズ駆動用回転操作手段と、を有するフォーカス装置と、
前記標本を載置し前記対物レンズの光軸方向へ移動可能なステージを操作するためのステージ用回転操作手段と、
前記焦点位置調整レンズ駆動用回転操作手段の1回転当たりの前記焦点位置調整レンズの移動量を、前記ステージ用回転操作手段の1回転当たりの前記ステージの移動量と略等しくするための、前記対物レンズの種類に対応した前記焦点位置調整レンズの駆動情報を格納した記憶手段と、
前記焦点位置調整レンズを駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記焦点位置調整レンズ駆動用回転操作手段の回転時に、前記駆動情報に基づいて前記駆動部に前記焦点位置調整レンズを駆動させることを特徴とする顕微鏡を提供する。
前記記憶手段は、環境温度に対応した前記焦点位置調整レンズの駆動情報をさらに備え、
前記制御部は、前記焦点位置調整レンズ駆動用回転操作手段の回転時に、前記対物レンズの種類に対応した前記焦点位置調整レンズの駆動情報及び前記環境温度に対応した前記焦点位置調整レンズの駆動情報に基づいて前記駆動部に前記焦点位置調整レンズを駆動させることが望ましい。
はじめに、本顕微鏡の全体的な構成について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るオートフォーカス装置を備えた顕微鏡の構成を示す図である。
図1に示すように本顕微鏡1は、標本2を載置するステージ3、ステージ3下方に配置された対物レンズ4及びフォーカス装置5、ステージ3上方に配置された透過照明装置6、フォーカス制御用スイッチボックス7を備えている。ここで、対物レンズ4は不図示の電動ターレットに保持されており、このターレットには他の倍率の対物レンズが複数個取り付けられており、標本に応じて適宜切替えることができる。
さらに、フォーカス制御用スイッチボックス7には、後述する図2に示す焦点位置調整レンズ13を当該焦点位置調整レンズ13の光軸方向へ操作するためのダイヤル12(以下、「オフセットダイヤル」という。)が設けられている。
図2に示すように本顕微鏡1の光学系は、標本2の下方に配置された観察光学系15、フォーカス装置5の光学系であるフォーカス用照明光学系16及びフォーカス用結像光学系17からなる。
フォーカス用結像光学系17は、フォーカス用照明光学系16によって照明された標本2からの反射光を受光するための光学系であって、ハーフミラー22の反射光路上に配置されたオートフォーカス用結像レンズ25、及びCCDセンサ26を有している。
上記従来のオートフォーカス装置を備えた顕微鏡は、上述のようにオフセットダイヤルを回転させるたびに同じ回転角であっても環境温度や対物レンズの種類によってオフセットレンズの移動量が異なる。そしてこの条件のままオフセットレンズ13bの駆動とオートフォーカス制御(移動した照明光の集光位置へ標本面を配置するためのステージ駆動)が同時に行われることとなる。したがって観察者は、オフセットダイヤルを回転させるたびに、同じ回転角であっても環境温度や対物レンズの種類によってステージの移動量が異なることとなるため、オフセットダイヤルを回転させ標本の所望の位置を観察光学系の焦点位置に配置する際、調整し難かった。
本制御フローは、観察者によるオートフォーカス制御開始スイッチの操作に伴って開始される。
ステップS102:制御部10が、所定時間の経過を判断する(本実施形態においては10ミリ秒に設定されている。)。所定時間が経過している場合はステップS103へ進み、所定時間が経過していない場合は本ステップS102が繰り返し行われる。
ステップS103:オフセットレンズ13用のレンズ駆動部27とともに備えられた不図示の回転角検出部を介し、制御部10がオフセットダイヤル12の回転角を読み取る。
本ステップにおいて制御部10はさらに、算出されたステージ3の上下方向移動量から、これに対応する移動量分だけオフセットレンズ13を駆動するために必要なパルス数を計算する。なお、このパルス数の計算については、後に詳述する。
ステップS107:制御部10が、ステップS105で得られたオフセットレンズ13を駆動するためのパルス数をレンズ駆動部27へ出力してオフセットレンズ13を駆動する。そして、ステップS103へ戻る。
図4は、本発明の実施形態に係るフォーカス装置を備えた顕微鏡のメモリに格納されている、基準温度でのオフセットゼロ位置からの各距離のパルス数を対物レンズごとに示したテーブルである。
図5は、本発明の実施形態に係るフォーカス装置を備えた顕微鏡のメモリに格納されている、各温度におけるオフセットゼロ位置のパルス数を対物レンズごとに示したテーブルである。
なお、テーブルの態様はこれに限られず、例えば、リニアエンコーダ等を利用して、ステージ3の上下方向位置を検出するための装置が顕微鏡1に備えられている場合には、顕微鏡1の使用前にオフセットレンズ13を移動させ、そのときのステージ3の位置を読み取り、図4に示すテーブルを作成する構成とすることもできる。この構成によれば、温度を考慮する必要がなくなるため、図4に示すテーブルのみを用いることで上述のパルス数の計算を行うことが可能となる。
2 標本
3 ステージ
4 対物レンズ
10 制御部
11 ステージダイヤル
12 オフセットダイヤル
13 焦点位置調整レンズ(オフセットレンズ)
M メモリ
Claims (2)
- 焦点位置調整用の光源からの照明光を対物レンズを介して標本上に結像し、光軸上に配置されている当該光軸方向へ移動可能なレンズにより照明光の焦点位置を変える焦点位置調整レンズを有するフォーカス用照明光学系と、
前記標本からの反射光を前記対物レンズを介して受光しフォーカス用光電変換器に結像するフォーカス用結像光学系と、
前記焦点位置調整レンズを操作するための焦点位置調整レンズ駆動用回転操作手段と、を有するフォーカス装置と、
前記標本を載置し前記対物レンズの光軸方向へ移動可能なステージを操作するためのステージ用回転操作手段と、
前記焦点位置調整レンズ駆動用回転操作手段の1回転当たりの前記焦点位置調整レンズの移動量を、前記ステージ用回転操作手段の1回転当たりの前記ステージの移動量と略等しくするための、前記対物レンズの種類に対応した前記焦点位置調整レンズの駆動情報を格納した記憶手段と、
前記焦点位置調整レンズを駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記焦点位置調整レンズ駆動用回転操作手段の回転時に、前記駆動情報に基づいて前記駆動部に前記焦点位置調整レンズを駆動させることを特徴とする顕微鏡。 - 前記記憶手段は、環境温度に対応した前記焦点位置調整レンズの駆動情報をさらに備え、
前記制御部は、前記焦点位置調整レンズ駆動用回転操作手段の回転時に、前記対物レンズの種類に対応した前記焦点位置調整レンズの駆動情報及び前記環境温度に対応した前記焦点位置調整レンズの駆動情報に基づいて前記駆動部に前記焦点位置調整レンズを駆動させることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡。
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