JPH0493908A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、切換え可能の複数の対物レンズと、合焦検出
手段を備えた顕微鏡に関する。

〔従来の技術〕

現在、微細な試料を拡大観察したり、観察像を写真やビ
デオ画像等として記録することのできる顕微鏡は、工業
分野を初め生物分野の研究や検査等に多く利用されてい
るが、この種の顕微鏡は、通常拡大倍率の異なる複数の
対物レンズを回転式のレボルバ−に取付け、観察倍率を
変更する場合には上記レボルバ−を電動或いは手動で回
転して観察光学系内へ挿入されるべき対物レンズを切換
えることにより行っている。ところで、この種従来の顕
微鏡では、レボルバ−や対物レンズの部品精度誤差によ
り対物レンズの切換え操作に応じて多少のピントズレが
生じるため、再度ピント合せ操作を行なわなければなら
ない。そこで、本願出願人は特願平２−６５３９９号に
おいて、対物レンズ毎の同焦データを記憶した記憶手段
と、切換え前に使用されていた対物レンズと切換え後に
使用される対物レンズとの同焦データに基づいて結像状
態を補正する補正手段とを具備せしめることにより対物
レンズの切換え時に自動的に合焦位置が補正されるよう
にした顕微鏡を提案した。これによれば、観察倍率を変
更するために、レボルバ−に取付けられた対物レンズを
切換えても常に良好な合焦状態が得られ、対物レンズ切
換え後にピント合わせをする必要はない。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記提案による顕微鏡では、切換えに伴
う合焦位置のズレ（同焦ズレ）を補正するための補正量
の設定をキーボード等を利用して手動で行なわなければ
ならないため、操作が面倒であった。又、顕微鏡の対物
レンズやフレームは周囲温度の変化等により寸法等が変
化するため、上記補正量も特に長時間の使用中には多少
なりとも変化するものであり、従ってその都度補正量の
設定を行なわなければ効果が得られないという問題点が
あった。

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
なされたものであり、その目的とするところは、特に同
焦ズレの補正量を手動操作で行なう必要がなく、又長時
間使用しても対物レンズの切換えによる同焦ズレが適確
に補正され得る、操作性の良い顕微鏡を提供しようとす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明による顕微鏡は、各
対物レンズ毎の同焦データを記憶する記憶手段と、切換
え前に使用されていた対物レンズと切換え後に使用され
る対物レンズとの同焦ズレを上記記憶手段のデータに基
づき補正して良好な結像状態を保持させる補正手段と、
上記記憶手段により記憶された各対物レンズの同焦デー
タを合焦検出時に常に更新する手段とを備えている。

〔作　用〕

記憶手段は、使用中の対物レンズによる合焦位置と次に
使用すべく切換えられる対物レンズによる合焦位置との
差をデータテーブルの形で記憶していて、対物レンズが
切換えられたとき切換え前の対物レンズとの間の上記合
焦位置の差から補正手段により、自動的に切換えられた
対物レンズに適合した合焦位置へステージが持ち来され
る。記憶手段により記憶された各対物レンズの合焦位置
データは合焦検出時に更新される。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基つき本発明の詳細な説明する
。

第１図において、１は顕微鏡本体、２は倍率の異なる複
数の対物レンズを取付けた回転式レボルバ−３は観察光
路内へ挿入された対物レンズにより形成された像を検出
するための像検出センサ４は像検出センサー３により検
出された像を電気信号に変換する像検出回路、５は観察
光路に現在どの対物レンズが挿入されているかを検出す
るレボルバ−位置検出センサー　６は対物レンズの切換
えを行なうためレボルバ−２を電気的に駆動するレボル
バ−駆動回路、７は対物レンズの光軸方向へ移動可能な
試料移動ステージ、８はステージ７の現在位置を検出す
るための例えばロータリーエンコーダ等のスケールで構
成されたステージ位置検出センサー　９はステージ７を
駆動するためのステージ駆動回路、ＩＯは像検出回路４
、レボルバ−位置検出センサー５．レボルバ−駆動回路
６．ステージ位置検出センサー８及びステージ駆動回路
９の動作を管理する制御回路、ＩＩは演算回路、１２は
制御回路１０による制御に際し必要とされるデータを記
憶する記憶回路、１３は初期データを設定するための初
期設定スイッチ１４と合焦検出を行なうためのＡＦスイ
ッチ１５とレボルバ−２を右回転させるためのスイッチ
１６とレボルバ−２を左回転させるためのスイッチ１７
を含むコントロール部である。尚、制御回路ＩＯには制
御過程で必要とされる諸データを一時的に記憶しておく
記憶装置が含まれており、又記憶回路１２には電源スィ
ッチが切られた後でも記憶されているデータテーブル１
８（第２図）が含まれている。回転式レボルバ−２には
、例えば第３図に示すように、その可動部に基準位置か
ら各対物レンズ１９，２０，２１．・・・・を夫々観察
光路内へ持ち来たすのに必要な回転角に対応する範囲に
亘って延びる同心円弧状の反射板２１０，２１１．２１
２．　・・・・或いは同心円弧状のスリット２１０’、
２１１’、２１２’、　　・・・・が設けられていて、
レボルバ−位置検出センサー５として複数個の反射型光
センサー５０１，５０２，５０３゜・・・・が用いられ
る場合にはこれらに夫々対応するように配設された複数
の上記反射板２１０，２１１，２１２．　　・・・・が
用いられ、又レボルバー位置検出センサー５′として複
数個の透過型光センサー５０１’、５０２’、５０３’
、　　・・・・が用いられる場合にはこれらに夫々対応
するように配設された複数の上記スリット２１０’、２
１１’、２１２′、・・・・が用いられ、それによって
何れの対物レンズが観察光路内へ挿入されたかを検出し
得るようになっている。

次に上記実施例の作用について第４図のフローチャート
を参照しながら説明する。

通常、顕微鏡には４〜６本の対物レンズが取付けられて
いるが、各対物レンズの合焦位置は、各対物レンズ自身
の焦点距離の違いやレボルバ−の各対物レンズ取付は部
位の突出差によって互いに異なる。第５図は対物レンズ
１９，２０，２１．。

・・・・、Ｎの合焦時のステージ位置１９’、２０’２
１′、・・・・、Ｎ′を図式的に示したものである。

従って、対物レンズ毎の合焦ステージ位置は各対物レン
ズ特有のデータとして何らかの形で記憶回路１２中のデ
ータテーブル１８に記憶させて置く必要がある。このデ
ータは、本実施例によれば、次のようにして記憶せしめ
られる。

先づ、初期設定について述べる。今、観察光路上に対物
レンズ１９が挿入されているとすれば、コントロール部
１３の初期設定スイッチ１４が押されると、制御回路１
０は対物レンズ１９の合焦検出を行なうため像検出セン
サー３からの像信号を像検出回路４を介して取込み、例
えばコントラスト法の如き周知の合焦検出方法を利用し
てステージ駆動回路９により試料移動ステージ７を動か
し、合焦状態が得られるようにする。かくして得られた
ステージ位置１９′　（第５図）と使用対物レンズ１９
（即ち、レボルバ−位置）を制御回路１０中のメモリへ
一時的に記憶させる。ここでは、第４図のフローチャー
トで示すようにステージ位置は制御回路１０内のメモリ
のＡ部分に、又レボルバ−位置はメモリのＢ部に夫々記
憶させる。

次に制御回路１０は、レボルバ−駆動回路６へ信号を送
って回転式レボルバ−２を１ピッチ分回動させ、それに
よって対物レンズ１９の代わりに対物レンズ２０が観察
光路上へ挿入されるようにする。このようにして使用さ
れるべき対物レンズが切換えられた後対物レンズ２０に
ついて上記と同様の手順で合焦検出を行なう。合焦検出
が終了すると、その時のステージ位置２０′とレボルバ
−位置を、ステージ位置検出センサー８とレボルバ−位
置検出センサー５より読取り、夫々制御回路１０内のメ
モリのＣ部分とＤ部分に記憶させる。

このＣ部分のデータと前記−時的にＡ部分に記憶された
対物レンズ切換え前のステージ位置１９′との差を取り
、この差が記憶回路１２のデータテーブル１８に記憶さ
れる。例えば、対物レンズ１９がレボルバ−２の取付は
穴Ｎα１　（以下単にレボ穴Ｎα１と略称する）に、対
物レンズ２０がレボ穴Ｎα２に装着されているとすれば
、データテーブル１８のａ部分に記憶されることになる
。このような作業をレボルバ−２に装着された対物レン
ズの総てについて行ない、各合焦位置の差をデータテー
ブル１８に記憶させる。この時はフローチャートで示す
ようにＣ部分のデータをＡ部分に、又り部分のデータを
Ｂ部分に夫々入れ替えて上述の動作を繰り返せばよい。

又、隣合わない対物レンズ例えば対物レンズ１９と２１
の合焦位置即ちステージ位置の差は、対物レンズ１９と
２０との間のステージ位置差と、対物レンズ２０と２１
との間のステージ位置差とから、演算回路１１により求
めることができる。即ち、第５図に示す例の場合は、対
物レンズ１９と２０との間のステージ位置差と対物レン
ズ２０と２１との間のステージ位置差をだすことにより
求めることができる。かくして、データテーブル１８に
は、回転レボルバ−２に装着されるべき対物レンズの数
をＮとすると、（Ｎ２−Ｎ）７２個のデータが記憶され
ることになる。

次に、観察時の動作について述べる。今、対物レンズ１
９が観察光路上に挿入されているものとし、これを対物
レンズ２０へ切換えるためコントロール部１３のスイッ
チ１６を押すか或いは手動でレボルバ−２を第３図矢印
方向へ回動したとする。制御回路１０では、先づ対物レ
ンズ２０のステージ位置データ２０′を一時的に制御回
路ＩＯ中ツメモリのＡ部分に記憶し、この時のレボルバ
−位置をメモリのＢ部分に記憶する。次にデータテーブ
ル１８から対物レンズ２０と２１との間のステージ位置
差を読出し、読出したデータと上記−時的に記憶したデ
ータとに基づいてステージ駆動回路９へ信号を与え、そ
れにより試料移動ステージ７が駆動せしめられて、新し
いステージ位置が決定される。かくして、切換えられた
新しい対物レンズ２Ｉに適合した合焦状態が得られる。

この場合、顕微鏡の対物レンズやフレームが使用環境等
の変化により実際の合焦位置が例えば第５図にｄで示し
た部分だけズしていたとすれば、正しい合焦位置２０′
へステージ７を再び移動せしめる必要が生じる。この場
合は、コントロール部１３のＡＰスイッチ１５を押すこ
とにより合焦検出か行なわれる。かくして合焦検出が行
なわれた後制御回路ＩＯ中のメモリのＡ部分に一時的に
記憶された対物レンズ２０のステージ位置２０′と新し
く設定されたステージ位置２０′との間の差が求められ
る。この差を既にデータテーブル１８に記憶されていた
それまでの補正値にたしたものが更新された補正値とし
てデータテーブル１８に記憶し直される。以後の異なる
対物レンズの切換えに際しては、この新しい補正値に基
づいてステージ位置差の補正が行なわれるので、合焦位
置の補正か正確に行なわれ得る。

このように、合焦検出時に合焦位置のデータが更新され
るので、環境の変化に左右されず常に適正な合焦位置補
正が可能となる。又、対物レンズの切換え時に、仮りに
合焦位置がズしていたとしてもそのズレ量は実際上数μ
ｍから数１０μｍであるので、瞬時に合焦検出を行なう
ことができ、極めて操作性の良い顕微鏡が提供され得る
。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によれば、観察倍率を変更するために
レボルバ−に装着された対物レンズを切換えた時の試料
移動ステージの合焦位置補正に使用するデータを手動操
作で入力する必要はなく、また合焦検出時において上記
データを更新するため長時間の使用においても対物レン
ズの切換えに応じて常に適正な合焦位置補正が行なわれ
得る、極めて操作性の良い顕微鏡を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る顕微鏡の一実施例を示すブロック
図、第２図は記憶回路に記憶されるべきデータテーブル
の一例を示す図、第３図は回転式レボルバ−の互いに異
なる二つの構造例を示す正面図、第４図は合焦検出の操
作手順を示すフローチャート、第５図は切換えられるべ
き複数の対物レンズの合焦位置の差を示す説明図である
。 １・・・・顕微鏡本体、２・・・・レボルバ−３・・・
・像検出センサー　４・・・・像検出回路、５・・・・
レボルバ−位置検出センサー　６・・・・レボルバ−駆
動回路、７・・・・試料移動ステージ、８・・・・ステ
ージ位置検出センサー　９・・・・ステージ駆動回路、
１０・・・・制御回路、１１・・・・演算回路、１２・
・・・記憶回路、１３・・・・コントロール部、１４・
・・・初期設定スイッチ、１５・・・・ＡＦスイッチ、
１６，１７・・・・レボルバ−回転用スイッチ、１８・
・・・データテーブル、１９，２０，２１．・・・・、
Ｎ・・・・対物レンズ。 第３図 牙５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 切換え可能の複数の対物レンズと、合焦検出手段とを備
   えた顕微鏡において、各対物レンズ毎の同焦データを記
   憶する記憶手段と、切換え前に使用されていた対物レン
   ズと切換え後に使用される対物レンズとの同焦ズレを上
   記記憶手段のデータに基づき補正して良好な結像状態を
   保持させる補正手段と、上記記憶手段により記憶された
   各対物レンズの同焦データを合焦検出時に更新する手段
   とを有することを特徴とする顕微鏡。