JPH0516006B2

JPH0516006B2 -

Info

Publication number: JPH0516006B2
Application number: JP58047649A
Authority: JP
Inventors: Masami Kawasaki; Masayuki Naito
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-03-22
Filing date: 1983-03-22
Publication date: 1993-03-03
Also published as: EP0119857A1; EP0119857B1; JPS59172617A; US4643540A; DE3473182D1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、自動制御式照明光学系を備えた顕微
鏡に関する。

一般に顕微鏡の光学的性能を決定する最大要因
は対物レンズ自体の光学的性能であるが、この対
物レンズに入射する照明光が適切でないと、対物
レンズの性能が十分に活かされ得ない。従つて、
高性能顕微鏡の場合、照明光学系のコンデンサー
レンズの切換や開口絞り、視野絞りの調整等によ
つて、対物レンズの変換に伴つて照明光を適正に
補正することが必要である。ここでコンデンサー
レンズの切換は、照野と開口数の両方を満たさな
ければならないので極低倍から高倍までの照明を
するためにステツプ切換やズーム式切換により行
なわれる。また開口絞りは、開きすぎると物体像
のコントラストが低下し絞りすぎると解像力が低
下するが一般的には対物レンズの瞳よりやや絞り
込んだ程度が最良とされており、写真撮影時には
観察時より少し絞り込んだ方が良い結果が得られ
る。さらに視野絞りは、絞り込んだ方が中心のコ
ントラストが向上するので、視野がケラレない程
度にできるだけ絞り込まれる。視野の明るさも使
用される対物レンズの倍率や照明光学系により大
きく変化してしまうので、光源電圧の調整やND
フイルターの挿入によつて調光が行なわれなけれ
ばならない。かくして使用する顕微鏡の性能を活
かすためには、上記のような複雑で且つ面倒な操
作が対物レンズの変換の度に必要になる。尚、先
行技術としては特公昭55−44923号公報による
「ケーレル装置を使用した透過型光学顕微鏡照明
装置」があるが、これは対物レンズの変換と照明
レンズ系の連動のみを行なうものであり、顕微鏡
全体の操作の簡略化には殆ど貢献しない。

本発明は、以上の点に鑑み、対物レンズの倍率
変換や光路切換に伴う一連の複雑な操作を必要と
する顕微鏡に対して、照明倍率の切換、開口絞り
や視野絞りの調整、照明光の明るさ調整、コンデ
ンサーレンズの切換等を自動化して操作を簡略化
し、同時に操作ミスを防止するようにした顕微鏡
を提供することを目的としており、本発明によれ
ば、対物レンズの倍率及び種別を入力する対物レ
ンズデータ入力部と、光路に挿入された対物レン
ズを検出する検出手段と、複数個の対物レンズデ
ータを記憶する記憶部と、電気的に制御し得る調
光部、開口絞り、照野絞り、コンデンサーレンズ
等の照明光学系要素のための駆動制御部とを含ん
でいて、該検出手段により検出された対物レンズ
に対応して記憶部から読み出された対物レンズデ
ータに基づいて各照明光学系要素が自動的に適正
値に制御されることを特徴とする自動制御式照明
光学系を備えた顕微鏡により前記目的が達成され
得る。

以下図面に基づき本発明の概略について説明す
る。第１図は本発明の基礎となる顕微鏡の光学系
を示しており、１は例えばハロゲンランプの如き
光源、２はコレクターレンズ、３は光源１の色温
度を変えずに調光するためのNDフイルター、４
は視野絞り、５は開口絞り、６は光路中に選択的
に挿入され得る複数のユニツト６ａ，６ｂ，６ｃ
から成るコンデンサーレンズ、７はステージ、８
は各々レボルバー９に取付けられたユニツト８
ａ，８ｂから成る対物レンズである。ここで選択
された対物レンズ８ａ，８ｂの倍率により、コン
デンサーレンズ６ａ，６ｂ，６ｃが選定され、光
路に挿入された対物レンズ及びコンデンサーレン
ズに基づき視野絞り４及び開口絞り５の絞り径が
調整される。１０は光路中に挿脱可能に配設され
た観察プリズムで挿入状態においては接眼レンズ
を介して観察が行なわれ得、退避状態では反射プ
リズム１１、撮影レンズ１２、ハーフミラー１
３、反射ミラー１４を通り再び接眼レンズを介し
て観察が行なわれ同時に写真撮影が行なわれるよ
うになつている。ここで、撮影レンズ１２は光路
中に選択的に挿入可能な複数のユニツト１２ａ，
１２ｂから成る。次に第２図には第１図の光学系
を有する顕微鏡の制御システムのブロツク図が示
されている。１６はレボルバー制御部で、レボル
バーの穴位置を検出することまたは対物レンズ外
側の表示を直接読み取る等の方法により光路中に
挿入されている対物レンズのデータを読み出す。
対物レンズのデータとしては倍率の他に例えば同
倍率で開口数の異なる対物レンズが使用される場
合（アクロマートとアポクロマートとがあるよう
な場合）には開口数も含まれ得る。１７はCPU、
１８は記憶装置、１９は演算装置、２０はコンデ
ンサーレンズ制御部、２１は開口絞り制御部、２
２は観察プリズム制御部、２３は視野絞り制御
部、２４は撮影レンズ制御部である。

このように構成された光学系と制御システムを
有する顕微鏡について次に制御システムの動作に
ついて説明する。先づレボルバー制御部１６によ
り光路中に挿入された対物レンズ８ａのデータが
読み出され、その信号がCPU１７に入力される。
CPU１７において、入力されたデータ信号によ
り、記憶装置１８から予め入力されている対物レ
ンズの倍率及び開口数が読み出され、演算装置１
９に入力される。ここで各制御部１６，２０，２
１，２２，２３，２４に出力すべき信号の演算が
行なわれる。例えば照明倍率の切換については、
挿入されている対物レンズの倍率によつてコンデ
ンサーレンズ６ａ，６ｂ，６ｃのうちのどれが光
路中に挿入されるべきかが決定されて、コンデン
サーレンズ制御部２０に信号が出力され、選択さ
れた最適なコンデンサー６ａ，６ｂまたは６ｃが
光路中に挿入される。開口絞りの大きさは、対物
レンズの開口数とコンデンサーレンズの焦点距離
の関数であるから演算装置１９内で計算されて、
開口絞り制御部２１に信号が出力され、最適値に
調整されるが、絞り込み係数は一般には対物レン
ズの瞳の70〜80％が適当とされ、さらに写真撮影
時は観察時よりもやゝ絞り込んだ方が良い像が得
られるため、観察プリズム制御部２２から光路が
観察状態にあるか写真撮影状態にあるかの信号が
CPU１７に入力されていることにより、絞り込
み係数が補正され得る。視野絞りの大きさは、対
物レンズの倍率とコンデンサーレンズによる絞り
像の投影倍率の関数であるから同様に計算され
て、視野絞り制御部２３に信号が出力され、最適
値に調整されるが、観察の場合には観察プリズム
１０が挿入位置にあることを検知して即ち観察プ
リズム制御部２２からの信号に基づいて接眼レン
ズの視野にほゞ外接する大きさに調整され、また
写真撮影の場合には撮影レンズ制御部２４で挿入
されている撮影レンズの倍率を検知してCPU１
７に信号が入力されることにより、光路中に挿入
された撮影レンズの視野にほゞ外接する大きさに
調整される。尚、NDフイルター３の制御は公知
の方法で演算装置１９からの出力信号に基づいて
行なわれる。また開口絞り５及び視野絞り４の絞
り込み係数は標本の状態に応じて変更した方が良
い場合もあるため手動操作も可能になつている。
この場合、絞りの大きさを変更すると、そのとき
の絞り込み係数が記憶され対物レンズの倍率を変
えた際にも同じ絞り込み係数に絞りの大きさが調
整され得る。さらに明るさについても、観察者の
好みや標本の状態に応じて変更され得るように、
手動操作可能になつている。かくして制御システ
ムの動作は完了するが、倍率変換の終了後にこれ
らの動作が行なわれると明るさや像の過渡状態が
観察者に不快感を与えることになるので、コンデ
ンサーレンズの切換、絞りの調整及びNDフイル
ターの駆動はレボルバーの回転動作中に完全に実
施されるようになつている。

以上が本発明の概要であるが、次に本発明の一
実施例を図面に基づき詳しく説明する。

第３図は本発明による顕微鏡の制御装置５０を
示しており、５１はCPU、５２はバツテリー５
３により電源遮断時にバツクアツプされる
RAM、５４はプログラムメモリとしてのROM、
５５は演算精度及び時間短縮のために使用される
演算器、５６は制御装置５０のコントロールを外
部から行なう外部制御装置５７のためのインター
フエース、５８は写真撮影装置５９のためのイン
ターフエース、６０は光路切換やレボルバー等の
すべての駆動部とCPU５１とのデータ及び信号
の受渡しを行なうＩ／Ｏポート、６１は自動焦点
合せのための一次元イメージセンサを使用した撮
像素子、６２は撮像素子６１の駆動回路、６３は
Ａ／Ｄ変換器、６４は操作スイツチ及び表示器を
含む操作パネルで、対物レンズに関するデータの
入出力信号、各駆動部への切換信号等をインター
フエース６５を介してＩ／Ｏポート６０に入出力
する。６６は撮影レンズ６７を切換えるための駆
動部、６８は観察系と写真撮影系に光路を切換え
るビームスプリツタ６９の駆動部で、同時に光路
が何れであるかを検出し得る。７０はレボルバー
７１を回転させる対物レンズ切換駆動部で、同時
にレボルバーの位置を検出し得る。７２はステー
ジ７３は上下動させる焦準ステージ駆動部、７４
はコンデンサーレンズ７５を対物レンズの倍率に
応じて切換える切換駆動部、７６は開口絞り７７
の絞り径を制御する制御駆動部、７８は視野絞り
７９の絞り径を制御する制御駆動部、８０は調光
のために使用するNDフイルターユニツト８１を
切換駆動する切換駆動部、８２は光源８３を調光
するための調光回路、８４は自動焦点合せのため
に使用される瞳分割用チヨツパ８５のための駆動
部である。第４図は操作パネル６４の一例を示し
ており、８６は操作パネル、８７は対物レンズの
倍率及び種別（SPLAN，SPLAN APO，
DPLAN等）を入力するためのスイツチ、８８は
対物レンズの倍率表示器、８９は対物レンズの種
別表示器、９０は光路を観察系、写真撮影光学系
等に切換えるためのスイツチ、９１は使用状態に
切換えられている光路の種別を示す表示器、９
２，９３は各々視野絞り７９、開口絞り７７を手
動により適当な絞り径に調整するためのスイツ
チ、９４は調光用のNDフイルター８１を切換え
るためのスイツチ、９５は撮影レンズ６７の倍率
切換スイツチ、９６は撮影レンズの倍率表示器、
９７は焦準ステージ駆動のためのスイツチ、９８
はレボルバー起動スイツチ、９９は自動焦点合せ
起動スイツチである。

本実施例は以上のように構成されており、最初
に対物レンズのデータセツト及びそれに関連する
動作について説明する。

ここで一例としてレボルバー７１の光路上に対
物レンズSPLAN 10Xが切換挿入されている場合
について説明すれば、操作パネル８６上において
スイツチ８７により倍率10X、種別SPLANを選
択しセツト入力すると、この情報はインターフエ
ース６５及びＩ／Ｏポート６０を介してCPU５
１に入力される。CPU５１はレボルバー７１の
光路上の対物レンズ位置を対物レンズ切換駆動部
７０により読み出し、そのレボルバー位置と操作
パネル８６からの情報とにより対物データテーブ
ル１００（第５図）を作成しRAM５２に記憶さ
せる。この対物データテーブル１００は、レボル
バー位置データに対応して対物レンズの倍率及び
種別を含み、第５図の場合六ケ所のレボルバー位
置に関して対物データテーブル１００が作成され
るようになつている。そしてCPU５１は常に対
物データテーブル１００をモニターとして次の演
算及び制御を行なう。即ちCPU５１は対物デー
タテーブル１００により第６図のテーブルからコ
ンデンサーレンズ７５の倍率を決定してコンデン
サーレンズ切換駆動部７４へ切換データを出力
し、適正なコンデンサーレンズへの切換が行なわ
れる。ここでコンデンサーレンズ７０は対物レン
ズの倍率によつて三段階に切換えられる。その
後、さらに最良の観察条件を設定するために、対
物データテーブル１００から視野絞り７９、開口
絞り７７の絞り径が決定されるが、先づ視野絞り
７９の絞り径の求め方を説明する。視野絞りの絞
り径d₁は次式により演算される。

d₁＝FNO.（視野数）／対物レンズ倍率×FS投影倍率×
K1 …… ここで、FNO.（視野数）は第７図のテーブル
に示されているように光路が観察系（Bi）であ
るかまたは写真撮影系（FK）光路における撮影
レンズ６７の倍率により決まり、FS投影倍率は
前出の第６図のテーブルに示されているようにコ
ンデンサーレンズ７５の倍率により決まる。また
K1は視野に対する比率で、K1＝１ならば式で
演算された値d₁は視野外接の絞り径を与えるが、
本実施例では対物レンズのデータセツト時及び電
源投入時はK1＝１として視野絞り７９の絞り径
d₁が決定されるようになつており、従つて光路が
観察系であつても写真撮影系であつても視野絞り
は常に式により視野外接の絞り径d₁に設定され
ることになる。次に開口絞り７７の絞り径d₂は次
式により演算される。

d₂＝NA×２×ｆ×K2 …… ここでNAは第６図のテーブルに示したように
対物レンズの倍率及び種別により決まる開口値、
ｆは同様に第６図のテーブルから求められるコン
デンサーレンズ７５の焦点距離である。またK2
は瞳径に対する比率で、K2＝１ならば式から
得られた値d₂は瞳径の100％の絞り径を与えるが、
本実施例では対物レンズのデータセツト時及び電
源投入時はK2＝0.8として開口絞り７７の絞り径
d₂が観察時に最適とされている対物レンズの瞳径
の80％に初期設定されるようになつている。尚、
第６図及び第７図のテーブルはROM５４に記憶
されている。ここで対物レンズがSPLAN10Xで
光路が観察系である場合、自動設定される各絞り
径d₁，d₂は以下のように演算される。第６図及び
第７図のテーブルよりFNO.＝28，FS投影倍率＝
0.133が得られまたK1＝１とすれば式より d₁＝28／10×0.133×１≒21.1（mm）となり同様にして第６図のテーブルからNA＝
0.3，ｆ＝12が得られまたK2＝0.8とすれば式か
ら、 d₂＝0.3×２×12×0.8≒5.8（mm）が求められる。以上の演算はCPU５１及び演算
器５５によつて行なわれ、その演算結果により視
野絞り制御駆動部７８及び開口絞り制御駆動部７
６を介して視野絞り７９及び開口絞り７７が前記
絞り径d₁，d₂に設定される。第８図は照野絞り７
９または開口絞り７７の制御を示すブロツク図で
あり、１１０はＤ／Ａ変換器、１１１，１１２は
アンプ、１１３はモータ駆動回路、１１４はモー
タ、１１５はギヤを介してモータ１１４により開
閉される絞り機構、１１６は絞り機構１１５の位
置をギヤにより検出するポテンシヨメータであ
る。前述のように演算された絞り径は、デジタル
変換されるが、ここで８ビツトのデジタル変換を
行なう場合絞り径の範囲を０〜34mmとすると、分
解能は0.13mm／ビツトとなる。絞り径のデジタル
変換は、次式により行われる。

Ｄ／Ａデータ＝視野絞り径×7.5 ∴Ｄ／Ａデータ＝FNO.（視野数）／
対物レンズ倍率×FS投撮倍率×K1×7.5…… ここで、式中7.5は、デジタルデータに変換
するための定数である。８ビツトにデジタル変換
されたデータはCPU５１からＩ／Ｏポート６０
を介してＤ／Ａ変換器１１０に入力され、ここで
アナログ信号に変換されアンプ１１１により増幅
されてモータ駆動回路１１３によつてモータ１１
４を駆動する。従つて絞り機構１１５が開閉され
得るが、その位置がポテンシヨメータ１１６によ
り常にモニターされアンプ１１２を介してアンプ
１１１にフイードバツクされているので、所定の
絞り径に制御され得る。

次に対物レンズデータセツト時に観察に対して
最適な明るさにするための自動設定の動作につい
て説明する。

観察光の像面における照度Ｌは次のように表わ
される。

Ｌ＝LA×ND×AS×Ob×Bi （lx）ここでNDは例えば第９図に示されているよう
な複数枚（ここでは４枚）のNDフイルターND
０，ND１，ND２，ND３の組合せにより透過率
を変更するようにしたNDフイルターユニツト１
２０（実願昭57−34645号）によつて与えられる
光量比で、各NDフイルターがモータ１２１によ
り駆動されるカム１２２によりレバー１２３を介
して光路に挿脱されることにより第１０図に示す
ように11段階に制御され、第９図ではND０及び
ND２が光路中に挿入されており第１０図より光
量比ND＝１／16が与えられている。ASは開口
絞り７７の明るさ比で、瞳径の80％を標準値とす
ると明るさ比ASは0.8²＝0.64となる。Biは第１１
図に示されているようにBi100％の光路を１とし
たときの光量比、Obは第１２図で示されている
ように対物レンズの倍率及び種別から参照する光
量比であり対物レンズSPLAN 10×を基準とし
て１にとつている。LAは対物レンズSPLAN 10
×、光量比Ｎ＝１、明るさ比AS＝１、Bi100％
の光路における像面照度であり、本実施例では
LA＝189lxを定数として使用する。この状態で像
面照度Ｌを常に0.5〜1lxの範囲に維持するには、Ｌ＝0.5×√２×２±^1/2 ＝0.707×２±^1/2（lx）なる目標値により式からＬ＝189×0.64×ND×Ob×Bi ＝0.707×２±^1/2 従つて ND＝0.707／189×0.64×Ob×Bi＝5.84×10^-3／Ob×Bi が得られ、NDフイルターの光量比の目標値が与
えられる。ところで、NDフイルターユニツト１
２０は４枚のNDフイルターの組合せで構成され
ているので、式によるNDの目標値は2^1/4の分
解能で与えられなければならない。そこで式に
おいて2^1/4を底ａとする対数をとると、 logaND ＝−30−logaOb−logaBi となる。従つて実際のNDフイルターの組合せを
求めるためには、第１２図のテーブルから対物レ
ンズに対応してlogaObを求め、また第１１図の
テーブルからlogaBiを求めて式よりlogaNDが
得られる。かくしてこのlogaNDに対応して第１
３図に示されているテーブルに基づき光量比ND
が得られ、この光量比NDを与えるようなNDフ
イルターの制御が第１０図に従つてNDフイルタ
ー切換駆動部８０により行なわれる。尚、第１０
図乃至第１３図のテーブルは必要に応じて読み出
されるデータとしてROM５４に記憶されてい
る。ここで、対物レンズSPLAN10×，Bi20％の
光路の場合には第１１図及び第１２図より
logaBi＝−９，logaOb＝０となり式から logaND＝−30−０−（−９）＝−21 が得られ、第１３図のテーブルよりND＝1/32と
なり、第１０図のテーブルによればND０及び
ND３が光路に挿入されれば適正な明るさが得ら
れる。従つてCPU５１はNDフイルター切換駆動
部８０に信号を出力してNDフイルターND０及
びND３を光路内に挿入せしめ、観察系の明るさ
が最適に而も一定に設定され得る。

かくして、対物レンズのデータセツト時の一連
の関連動作が行なわれるが、複数の対物レンズの
データセツトをする場合各対物レンズについて上
記動作が行なわれる。また一度セットされた対物
レンズのデータは第５図の対物データテーブル１
００としてレボルバー位置と共にRAM５２に記
憶され、RAM５２はバツテリー５３により電源
遮断時にもバツクアツプされているので、最初に
一回だけセツト操作すればよい。さらに、対物デ
ータテーブル１００が記憶されているから、例え
ばレボルバー７１を切換えると、そのレボルバー
位置が検出され、対物データテーブル１００によ
り対物レンズの倍率及び種別が読み出され、
CPU５１が前述の如く演算しまたはROMに記憶
されたテーブルのデータを参照して自動的に最適
なコンデンサーレンズ７５、視野絞り７９及び開
口絞り７７の絞り径、NDフイルターユニツト８
１の組合せを決定して各駆動部に信号を出力し自
動設定を行なう。尚、対物レンズの切換時だけで
なく、観察系（Bi）光路の切換、撮影レンズ６
７の切換等の場合にも全く同様に上記自動設定が
行なわれるので、観察者は顕微鏡の複雑な操作か
ら解放され且つ操作ミスのない検鏡を行なうこと
ができる。

以上のようにデータセツト及びその関連動作が
行なわれた後に、自動焦点合せのための光学系バ
ツクグラウンドデータが入力されるが、これはス
テージ７３の試料面に何も置かない状態で撮像素
子６１に投影される像の照明ムラ及び光学系のム
ラ並びに撮像素子６１に固定的に存在するノイズ
パターンを自動焦点合せに対して補正するために
行なわれる。而もこの補正データ入力シーケンス
はRAM５２の対物データテーブル１００により
最適の投影像データとして入力するようにNDフ
イルターユニツト８１、視野絞り７９、開口絞り
７７のデータを設定する。瞳分割用チヨツパ８５
により瞳分割された二つの投影像データＡ，Ｂは
撮像素子６１により第１４図の如く得られ、この
データが補正データとして使用される。ここで横
(x)軸は撮像素子のビツトを縦(y)ｙ）軸は撮像素子
の各ビツトの出力信号即ち光量の補正データを示
している。このデータに基づき各ビツトの補正係
数を求めると、補正データＡ，Ｂに対する補正係
数A′，B′は第１５図のように表わされ、該補正
係数A′，B′をRAM５２に入力して対物データテ
ーブル１００と対比させることにより、レボルバ
ー７１に接続される対物レンズの各々についての
補正係数を順次RAM５２に記憶させて、自動焦
点合せの際に撮像素子６１からの投影像データが
入力されるときには該投影像データを補正係数演
算して、投影像データの精度が向上せしめられ
る。この補正データ入力シーケンスの後、NDフ
イルター８１、視野絞り７９、開口絞り７７は
各々観察に対して最良の条件を示すように決定さ
れた前述の値に設定される。

対物レンズのデータセツト及びそれに関連する
動作は以上のように行なわれるが、これをまとめ
ると第１６図のフローチヤートに示す通りであ
る。

次に絞り及び明るさが観察者により手動操作で
任意に設定される場合について説明する。

視野絞り、開口絞り、明るさ設定のためのND
フイルターは前述の如く対物レンズデータセツト
時及び電源投入時には初期値（代表値）に設定さ
れる。この場合、視野絞り７９は式において
K1＝１として視野外接に、開口絞り７７は式
においてK2＝0.8として瞳径の80％に、NDフイ
ルターは式において定数を−30として像面での
明るさを0.5〜1lxに、各々設定される。このよう
に初期値の設定が行なわれた後に、手動操作が行
なわれる。

先づ、視野絞り７９の手動操作による補正シー
ケンスを説明すれば、第４図の操作パネル８６の
スイツチ９２により信号が入力されると、第３図
において操作パネル６４からインターフエース６
５、Ｉ／Ｏポート６０を介してCPU５１に信号
が送られる。CPU５１はスイツチ９２が押され
続けているか否かをモニターしながら時間管理し
つつデジタルデータをＩ／Ｏポート６０を介して
Ｄ／Ａ変換器１１０（第８図）に出力する。第１
７図はスイツチ９２のON時間とＤ／Ａデータの
出力との関係を示しており、Ｄ／Ａデータを時間
に対して指数関数的に変化させることによりスイ
ツチONから数秒間は高分解能での制御を可能に
しさらにON時間が経過すると急速に絞りの開閉
を行ない得るという人間の操作に対応した制御が
なされる。本実施例では全閉から全開またはその
逆の絞り駆動の所要時間を約５秒とし、スイツチ
９２のON直後の分解能を１ビツト／0.3秒に設定
している。ここで手動操作による補正係数の求め
方を説明すれば、スイツチ９２が押されたとき、１予めRAM５２に記憶されているＤ／Ａデー
タを直接変化させ出力する。（変化量は第１７
図に示された時間との関係による。）２式におけるK1の値を１）で変化させた
Ｄ／Ａデータから逆算し、得られたK1をRAM
５２に記憶させて、これ以後、すべての演算に
おいてこのK1の値を使用することにより、対
物レンズ切換時及び光路切換時には補正された
比率を維持しながら絞り径が決定される。

このときK1は次のようにして求められる。K1
＝１のときの視野絞り７９の絞り径（視野外接）
のデータをFULLFS（ビツト）とすれば FULLFS＝FNo／対物レンズ倍率
×FS投影倍率×7.5 となり、Ｄ／Ａデータを１ビツト変化させたとき
の係数K1の変化分を△K1とすれば △K1＝１／FULLFS である。従つてＤ／Ａデータをｎビツト変化させ
たときの係数K1は次式で与えられる。

K1＝K1＋（△K1×ｎ）但しｎは操作パネル８６のスイツチ９２の
「開」または「閉」の選択によりプラスまたはマ
イナスの値としてCPU５１により認識される。
かくして視野絞り７９の手動操作による補正及び
その比率の維持が行なわれ得る。

次に、開口絞り７７の手動操作による補正シー
ケンスは、視野絞り７９の場合と全く同様であ
る。このときの補正係数の求め方も基本的には同
様である。開口絞り７７の絞り径の分解能を0.1
mm／ビツト、Ｄ／Ａデータと絞り径の関係をＤ／Ａデータ＝開口絞りの絞り径×10 とすれば式よりＤ／Ａデータ＝NA×２×ｆ×K2×10 となり、視野絞りと同様に手動操作による補正係
数は次のようにして求められる。スイツチ９３が
押されると１予めRAM５２に記憶されているＤ／Ａデー
タを直接変化させ出力する。（変化量は第１７
図に示されたと同様の時間との関係による。）２式におけるK2の値を１）で変化させた
Ｄ／Ａデータから逆算し、得られたK2をRAM
５２に記憶させて、これ以後すべての演算にお
いてこのK2の値を使用することにより、対物
レンズ切換時及び光路切換時には補正された比
率を維持しながら絞り径が決定される。

このときK2は次のようにして求められる。K2
＝１のときの開口絞り７７の絞り径（瞳径に対し
て100％）のデータをFULLAS（ビツト）とすれ
ば、 FULLAS＝NA×２×ｆ×10 となりＤ／Ａデータを１ビツト変化させたときの
係数K2の変化分を△K2とすれば、 △K2＝１／FULLAS である。従つてＤ／Ａデータをｎビツト変化させ
たときの係数K2は次式で与えられる。

K2＝K2＋（△K2×ｎ）但しｎは操作パネル８６のスイツチ９３の
「開」または「閉」の選択によりプラスまたはマ
イナスの値としてCPU５１により認識される。
ここで開口絞り７７の手動操作を実際例により説
明する。

１対物レンズSPLAN4×でデータセツトした
場合、第６図のテーブルよりNA＝0.13、ｆ＝
61.5が読み出され式より FULLAS＝0.13×２×61.5×10＝159.9（ビツ
ト）となり、式において初期値K2＝0.8を入れる
と、Ｄ／Ａデータ＝159.9×0.8≒128（ビツト）が得られ、Ｄ／Ａ変換器１１０に出力されると
共にRAM５２に記憶される。尚、このとき開
口絞り７７の絞り径は12.8mmに設定される。

２この状態から手動操作によりスイツチ９３で
５ビツト分だけ絞ると、RAM５２から前記
Ｄ／Ａデータが読み出されＤ／Ａデータ＝128−５＝123（ビツト）なる演算が行なわれ、この補正されたＤ／Ａデ
ータがＤ／Ａ変換器１１０に出力され、開口絞
りの絞り径が12.3mmに設定される。またこのと
きの係数K2は式から K2＝0.8−５／159.9≒0.77 と演算され、これがRAM５２に記憶される。

３次にレボルバー７１により対物レンズの切換
が行なわれて光路上に対物レンズSPLAN
APO40×が挿入されると、第６図のテーブル
よりNA＝0.95，ｆ＝6.5が読み出され、また
RAM５２からK2＝0.77が読み出されるので、
式よりＤ／Ａデータ＝0.95×２×6.5×0.77×10 ≒95（ビツト）が得られ、Ｄ／Ａ変換器１１０に出力されると
同時にRAM５２に記憶される。かくして開口
絞り７７の絞り径は9.5mmに設定される。

さらに調光用のNDフイルターの手動操作によ
る補正を説明すれば、これは操作パネル８６のス
イツチ９４によりCPU５１に入力され同様にし
てNDフイルター切換駆動部８０によつてNDフ
イルターの切換が行なわれる。この場合、手動操
作による補正係数は式において定数（−30）を
以下の如く変化させることにより求められる。

１明るくする場合（−30）＋４×ｎ２暗くする場合（−30）−４×ｎここでｎは第１０図における光量比のステツプ
数に相当する。

以上のように視野絞り、開口絞り及びNDフイ
ルターによる調光は手動操作により任意に補正さ
れ、一度補正が行なわれるとそのときの補正係数
が記憶されるので、その後対物レンズの切換等が
行なわれても常に同じ補正の比率が維持され得
る。尚、補正係数は好ましくは適宜手段により初
期値にリセツトされ得る。

上述の如く実施例で説明したように本発明によ
る顕微鏡は、１対物レンズの倍率と種別（開口数）とから照
明光学系を自動的に制御するようにしたことに
より、対物レンズの切換の際に必要な一連の複
雑な調整操作から観察者が解放され、さらに操
作ミス及び操作忘れが防止され得る。

２対物レンズの他に、光路が観察系か写真撮影
系かを検出して照明光学系を自動的に制御する
ようにしたことにより、この光路切換による照
明光学系の調整操作からも解放され得る。

３自動制御以外に、マニユアル操作も可能にし
てあることにより、標本の状態や観察者の好み
により絞り径及び明るさが任意に調整され得
る。

４前記手動操作により補正された絞り径及び明
るさが対物レンズの切換、光路の切換等の場合
に同じ補正の比率で自動制御されるようにした
ことにより、常に標本の状態や観察者の好みに
適した観察像が得られる。

５手動操作により決定され且つ記憶された補正
係数が適宜な手段により初期値にリセツトされ
るようにしたことにより、再補正を行なう場合
の操作が容易になる。

という効果を有しており、極めて便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は顕微鏡の光学系の一例を示す概略図、
第２図は第１図の顕微鏡のための本発明による制
御システムのブロツク図、第３図は本発明による
顕微鏡の一実施例の制御装置を示す詳細なブロツ
ク図、第４図は第３図の制御装置における操作パ
ネルの一例を示す正面図、第５図は対物データテ
ーブルを示す図表、第６図は対物レンズとコンデ
ンサーレンズの対照を示す図表、第７図は光路の
FNo.（視野数）を示す図表、第８図は絞り制御の
ブロツク図、第９図はNDフイルターユニツトの
一例を示す図、第１０図はNDフイルターの組合
せによる光量比を示す図表、第１１図は光路によ
る光量比Biを示す図表、第１２図は対物レンズ
による光量比Obを示す図表、第１３図はNDフイ
ルターによる光量比NDを示す図表、第１４図及
び第１５図は撮像素子上の投影像の補正データ及
び補正係数を示すグラフ、第１６図は本発明によ
る自動制御のフローチヤート、第１７図は手動操
作の際のスイツチ９２，９３の出力を示すグラフ
である。１……光源、２……コレクターレンズ、３……
NDフイルター、４……視野絞り、５……開口絞
り、６……コンデンサレンズ、７……ステージ、
８……対物レンズ、９……レボルバ、１０……観
察プリズム、１１……反射プリズム、１２……撮
影レンズ、１３……ハーフミラー、１４……反射
ミラー、１６……レボルバ制御部、１７……
CPU、１８……記憶装置、１９……演算装置、
２０……コンデンサレンズ制御部、２１……開口
絞り制御部、２２……観察プリズム制御部、２３
……視野絞り制御部、２４……撮影レンズ制御
部。

Claims

【特許請求の範囲】１対物レンズの倍率及び種別を入力する対物レ
ンズデータ入力部と、光路に挿入された対物レン
ズを検出する検出手段と、倍率及び種別を含む複
数の対物レンズの諸元データが記憶された記憶部
と、照明光学系の光量を電気的に制御する駆動制
御部とを含み、前記検出手段により検出される対
物レンズの諸元データを前記記憶部より読みだ
し、該諸元データに基づいて前記照明光学系の制
御量を算出し、該算出された制御量に基づいて前
記駆動制御部を駆動して前記照明光学系の少なく
とも開口絞りを制御することを特徴とする自動制
御式照明光学系を備えた顕微鏡。２対物レンズの種別が開口数であることを特徴
とする、特許請求の範囲１に記載の自動制御式照
明光学系を備えた顕微鏡。３照明光学系がNDフイルターであり、該ND
フイルターの制御が対物レンズの諸元データに基
づいて行われることを特徴とする、特許請求の範
囲１に記載の自動制御式照明光学系を備えた顕微
鏡。４照明光学系が複数のコンデンサレンズであ
り、該コンデンサレンズの制御が対物レンズの諸
元データに基づいて行われることを特徴とする、
特許請求の範囲１に記載の自動制御式照明光学系
を備えた顕微鏡。５照明光学系が視野絞りであり、該視野絞りの
制御が対物レンズの倍率に基づいて行われること
を特徴とする、特許請求の範囲１に記載の自動制
御式照明光学系を備えた顕微鏡。６観察状態か或いは写真撮影状態かを検出する
光路検出手段を含み、該光路検出手段の検出信号
に基づいて照明光学系が制御されることを特徴と
する、特許請求の範囲１に記載の自動制御式照明
光学系を備えた顕微鏡。７照明光学系を構成する複数の光学要素の夫々
の光量制御量を手動で設定し得る手動設定手段
と、該手動設定手段により光量制御量が設定され
たときの各光学要素の制御比率を記憶する比率記
憶部とを含み、対物レンズの交換時又は観察光路
の切替え時に、前記制御比率に基づいて前記照明
光学系が制御されることを特徴とする、特許請求
の範囲１に記載の自動制御式照明光学系を備えた
顕微鏡。