JPH10161038A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 標本を交換してピント位置が変化したり、ピ
ント位置でないままレボルバを回転したときでも、ピン
ト合わせることができる顕微鏡を提供する。 【解決手段】 制御回路１０は操作者によってオフセッ
トスイッチ２０が押されたとき、対物レンズデータ記憶
部３に記憶されたデータを更新するための指令信号３０
ａを出力し、オフセットスイッチ２０が押されたときの
対物レンズデータ記憶部３に記憶された焦準位置から前
記指令信号３０ａを入力したときの焦準位置への変化量
に基づいて、対物レンズデータ記憶部３に記憶された複
数の対物レンズのそれぞれの焦準位置を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は顕微鏡に関し、特
に電動レボルバや電動焦準機構を備えた顕微鏡に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の顕微鏡として、電動の焦準装置
と、対物レンズの焦準位置を記憶する記憶部と、標本の
高さに合わせて焦準位置を入力する入力部とを備えてい
るものが知られている。 また、従来の他の顕微鏡として、先ず１つの対物レン
ズのピント位置を基準位置［０］として記憶部に記憶
し、次にこの基準となる対物レンズのピント位置と他の
対物レンズのピント位置との差を位置データとして順次
記憶部に記憶し、基準となる対物レンズと他の対物レン
ズとの差によって対物レンズ毎の上下位置を決めること
によって、標本が変わり、ピント位置の高さが変化して
も、レボルバによって対物レンズを切り換えたとき、対
物レンズがピント位置に移動するようにしたものが、特
開平３−１５０１５号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、の顕微鏡で
は標本を厚さの異なるものに交換したとき、ピント位置
の変化に対応するためには、交換の度に焦準位置を入力
し直す必要があった。

【０００４】また、の顕微鏡には、焦点深度の深い対
物レンズを使用し、その焦点深度の端で観察を行った後
に焦点深度の浅い対物レンズに切り換えたとき、焦点合
わせ不良によるいわゆるピンボケとなる問題があった。

【０００５】例えば、倍率４×の対物レンズと倍率１０
×の対物レンズとを用いた場合、倍率４×の対物レンズ
の焦点深度は±１６μｍ、倍率１０×の対物レンズの焦
点深度は±３μｍあるので、先ず倍率４×の対物レンズ
を用いて焦点深度の端の１６μｍの位置で観察した後、
倍率１０×の対物レンズに切り換えたとき、倍率１０×
の対物レンズの焦点深度が±３μｍの範囲を外れ、ピン
ボケの画像となってしまう。

【０００６】特に、倍率が６０×、１００×と高倍率の
対物レンズとなる程、標本が１０μｍ以上も焦準位置か
らずれ、画像のボケが強くなる傾向を示し、ピント合わ
せをできなくなってしまうことがある。

【０００７】また、ピントを合わせたときの対物レンズ
の先端から標本表面（一般にカバーグラス表面）までの
距離をＷＤ（ワーキングディスタンス）と称するが、こ
のＷＤの大きな対物レンズを用い、この対物レンズのピ
ントを合わせず、標本に接近した状態でＷＤの小さい対
物レンズに切り換えた場合、ピンボケの画像となってし
まうことがある。

【０００８】例えば、倍率１０×の対物レンズが光路に
入っている位置で標本を交換し、ピント合わせを行わず
に倍率２０×の対物レンズに切り換えた場合、倍率１０
×の対物レンズのＷＤは１６ｍｍであり、倍率２０×の
対物レンズのＷＤは２．１ｍｍであるので、倍率１０×
の対物レンズにおいて、標本を焦準位置を外れて対物レ
ンズの先端に当たらない範囲で近付けた状態で倍率２０
×の対物レンズに切り換えたとき、ピンボケの画像とな
ってしまうことがある。

【０００９】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、標本を交換してピント位置が変化したり、ピ
ント位置でないままレボルバを回転したときでも、ピン
トを合わせることができ、もって常にピントの合った画
像を得ることができる顕微鏡を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１記載の発明の顕微鏡装置の焦準装置は、電動レ
ボルバによって切り換えられる複数の対物レンズと、前
記対物レンズと標本との間隔を変える電動焦準機構と、
前記複数の対物レンズのそれぞれに対応する前記電動焦
準機構の焦準位置を記憶する対物レンズデータ記憶部
と、前記対物レンズを切り換えたとき、切り換えた先の
対物レンズに対応して前記対物レンズデータ記憶部に記
憶された焦準位置となるように前記電動焦準機構を制御
する制御回路とを備えた顕微鏡において、操作者によっ
て操作されることにより、前記対物レンズデータ記憶部
に記憶されたデータを更新するための指令信号を出力す
る操作部材を有し、前記制御回路は、前記対物レンズデ
ータ記憶部に記憶された焦準位置から前記指令信号を入
力したときの焦準位置への変化量に基づいて、前記対物
レンズデータ記憶部に記憶された前記複数の対物レンズ
のそれぞれの焦準位置を補正することを特徴とする。

【００１１】標本を交換することによって焦準位置が変
化したとき、操作者からの指令信号を入力したときの新
たな焦準位置と対物レンズデータ記憶部に記憶された焦
準位置とから焦準位置の変化量を演算し、この演算結果
に基づいて対物レンズデータ記憶部に記憶された複数の
対物レンズの焦準位置を補正するので、標本交換により
生じる対物レンズ間のピントずれを補正することができ
る。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１記載の発明の
顕微鏡において、前記制御回路は、１０倍以上の倍率の
対物レンズを用いたときだけ前記補正を行うことを特徴
とする。

【００１３】１０倍以上の倍率の対物レンズを用いたと
きだけ補正を行うことによって、１０μｍ以下に焦準位
置のずれを抑えることができ、高倍率の対物レンズを用
いたときでも画像のピント合わせが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１５】図１はこの発明の第１実施形態に係る顕微
鏡に用いられている焦準装置のブロック構成図、図２は
対物レンズデータの入力方法の一例を示す図である。

【００１６】焦準装置１は、データ入力部２０と、対物
レンズデータ記憶部３と、制御回路１０と、レボルバ４
０と、レボルバ切換スイッチ４と、レボルバ駆動モータ
６と、レボルバ駆動回路７と、センサ８と、ステージ１
４と、ステージ駆動モータ１６と、ステージ駆動回路１
７と、センサ１８と、オフセットスイッチ（操作部材）
３０とからなる。

【００１７】データ入力部２０はレボルバ４０に取り付
ける対物レンズの倍率、ＷＤ、ＮＡ（開口数）、同焦点
距離（対物レンズの焦点位置から胴付面までの距離）等
の対物レンズデータを入力するものであり、入力された
データは対物レンズデータ記憶部３に記憶される。

【００１８】このデータ入力部２０によるデータの入力
は、例えば図２に示すように、所定の用紙にバーコード
２１で表した対物レンズの倍率等のデータをバーコード
リーダ２２で読み取ったり、テンキー（図示せず）で入
力したり、対物レンズデータ記憶部３に予め記憶された
データを読み出したりすることによって行われる。

【００１９】制御回路１０はレボルバ切換スイッチ４が
押されたときの対物レンズの焦準位置を対物レンズデー
タ記憶部３のデータテーブル３ａに記憶させるととも
に、レボルバ切換スイッチ４の指令に基づいて駆動回路
７の通電を制御し、モータ６を所定方向へ回転させてレ
ボルバ４０に取り付けられている複数の対物レンズを順
次光路上に位置させる。

【００２０】また、制御回路１０は駆動回路１７の通電
を制御することによってモータ１６を所定方向へ回転さ
せ、ステージ１４を光路方向へ移動させる。

【００２１】オフセットスイッチ３０は操作者によって
操作されたとき、対物レンズデータ記憶部３に記憶され
たデータを更新するための指令信号３０ａを出力する。
制御回路１０は指令信号３０ａが入力されたとき、対物
レンズデータ記憶部３に記憶されている焦準位置データ
を標本の厚さの変化量に基づいて補正する。

【００２２】センサ８はどの対物レンズが光路上に位置
しているかを検知し、センサ１８はステージ１４の光軸
方向の位置を検知する。

【００２３】なお、ステージ１４と、モータ１６と、駆
動回路１７と、センサ１８とから電動焦準機構５０が構
成される。

【００２４】図３〜図５は対物レンズと標本との高さの
関係を説明する図、図６は顕微鏡の焦準装置のオフセッ
トを行う手順を説明するフローチャートである。なお、
図６において、Ｓ１〜Ｓ１３は各ステップを示す。

【００２５】図３（ａ）は倍率４×の対物レンズ４１と
標本５との関係を、図３（ｂ）は倍率１０×の対物レン
ズ４２と標本５との関係を、図３（ｃ）は倍率２０×の
対物レンズ４３と標本５との関係を、図３（ｄ）は倍率
４０×の対物レンズ４４と標本５との関係をそれぞれ示
している。

【００２６】なお、ここではステージが上下動する正立
型の顕微鏡を例に説明する。また、標本５はスライドグ
ラス５ａとカバーグラス５ｂとからなる。

【００２７】上記各対物レンズ４１〜４４をレボルバ４
０（図１参照）によって切り換えたとき、各対物レンズ
４１〜４４間のピント位置の誤差が大きいと画像がボケ
てしまうので、同焦点距離（対物レンズの胴付面と焦点
位置との間の距離）Ｄ，Ａ，Ｂ，Ｃを所定の範囲内にお
さめている。

【００２８】同焦点距離は対物レンズによって相違し、
この相違がピント位置の差となっている。図３では同焦
点距離を倍率１０×の対物レンズに対して、倍率４×の
対物レンズでは短く、倍率２０×の対物レンズでは長
く、倍率４０×の対物レンズでは同じとしている。

【００２９】上記の状態を初期状態としてオフセットを
行う手順を説明する。

【００３０】例えば、倍率２０×の対物レンズ４３が光
路に入っているときには、センサ８によってこのときの
レボルバ位置が確認される（Ｓ１）。

【００３１】制御回路１０は確認されたレボルバ位置に
対応する焦準位置データＦＡをデータテーブル３ａから
読み込む（Ｓ２）。

【００３２】このデータＦＡに基づき駆動回路１７を介
してモータ１６を駆動して標本５を所定の位置（焦準位
置）へ移動させる（Ｓ３）。

【００３３】その後、画像を見ながら手動により標本５
を上下動させてピント合わせを行う（Ｓ４）。

【００３４】標本５を厚さの厚いものに交換したような
場合には、オフセットスイッチ３０を押し（Ｓ５）、デ
ータテーブル３ａに記憶されているデータを更新するた
めの指令信号３０ａを出力する。

【００３５】オフセットスイッチ３０が押されたときに
は、センサ１８により現在の焦準位置データＦＮが読み
取られる（Ｓ６）。

【００３６】なお、１０倍以上の倍率の対物レンズを用
いることで１０μｍ以下に焦準位置のずれを抑えること
ができるので、１０倍以上の倍率の対物レンズを用いて
補正が行われる。倍率１０×の対物レンズのＷＤが１６
ｍｍと長いのに対し、焦点深度が±３μｍと浅いため、
ピントが合わせ易く、しかも合わせたピント位置が高倍
率の対物レンズでもあまりボケない範囲になるからであ
る（図４参照）。

【００３７】次に、先の焦準位置データＦＡと現在の焦
準位置データＦＮとの差（変化量）ＦＤを計算する（Ｓ
７）。

【００３８】この差ＦＤをデータテーブル３ａ内の対物
レンズ４１〜４４の焦準位置データに加え、データテー
ブル３ａを補正する（Ｓ８）。この動作によって焦準位
置データの更新が完了する。

【００３９】更新されたデータテーブル３ａに基づい
て、標本５が移動された状態を図５に示す。このとき、
対物レンズ４１〜４４の同焦点距離は、図３と同様にそ
れぞれＤ，Ａ，Ｂ，Ｃとなる。

【００４０】オフセットスイッチ３０が押されないと
き、レボルバ切換スイッチ４が押されると（Ｓ９）、現
在の基準位置データＦＢを読み取る（Ｓ１０）。

【００４１】このデータＦＢを、倍率２０×の対物レン
ズ４３の焦準位置としてデータテーブル３ａに入力し、
倍率２０×の対物レンズ４３の焦準位置のデータをＦＡ
からＦＢに更新する（Ｓ１１）。

【００４２】レボルバ４０を回転させ（Ｓ１２）、例え
ば倍率１０×の対物レンズに切り換える。

【００４３】レボルバ４０は停止した後、センサ８によ
ってレボルバ位置が確認される（Ｓ１３）。

【００４４】その後、確認されたレボルバ位置に対応す
る焦準位置データをデータテーブル３ａから読み込み、
この焦準位置データに基づき標本５を所定の位置（焦準
位置）へ移動させる。

【００４５】この実施形態によれば、以下の効果を発揮
できる。 標本５を交換することによって焦準位置が変化（スラ
イドグラス５ａとカバーグラス５ｂとの組合わせによっ
て０．７ｍｍ程度変化することもある）したときでも、
対物レンズ４１〜４４間のピントずれが補正されるの
で、レボルバ切換スイッチ４の指令によってレボルバ４
０を回転させて対物レンズ４１〜４４を切り換えたと
き、ピントの合った画像を得ることができる。 観察者がオフセットスイッチ３０を押すことによっ
て、対物レンズ４１〜４４に対応した標本５の位置が定
まるので、例えピントを合わせずに対物レンズ４１〜４
４を切り換えた場合ても、対物レンズ４１〜４４に対応
した位置に標本５が移動し、ピントの合った画像を得る
ことができる。 標本５と対物レンズ４１〜４４との間隔を適正に保つ
ことができるので、標本５と対物レンズ４１〜４４とが
接触したり、標本５を破壊したりすることも防止でき
る。 焦点深度の非常に深い対物レンズ（例えば、倍率０．
５×の焦点深度は±０．４ｍｍ）で補正することを避け
たので、対物レンズ切換え時の標本との接触を防止でき
る。 オートフォーカスを併用して焦準位置検出を顕微鏡側
で実行した場合、対物レンズ４１〜４４の焦点深度の範
囲は焦準位置と判断されてしまうが、１０倍以上の倍率
の対物レンズ４２〜４４を用いて補正を行うので、ピン
ト位置が高倍率の対物レンズ４２〜４４でもあまりボケ
ず、ピント位置への調整が可能となる。

【００４６】

【発明の効果】以上に説明したように請求項１記載の発
明の顕微鏡によれば、標本交換により生じる対物レンズ
間のピントずれを補正することができるので、標本を交
換してピント位置が変化したり、ピント位置でないまま
レボルバを回転したときでも、常にピントの合った画像
を得ることができる。

【００４７】請求項２に記載の発明の顕微鏡によれば、
１０倍以上の倍率の対物レンズを用いたときだけ補正を
行うことによって、どの対物レンズに切り換えてもピン
ト位置の調整が可能な、１０μｍ以下に焦準位置のずれ
を抑えることができ、高倍率の対物レンズを用いたとき
でも画像のピント合わせが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る顕微鏡に
用いられている焦準装置のブロック構成図である。

【図２】図２は対物レンズデータの入力方法の一例を示
す図である。

【図３】図３は対物レンズと標本との高さの関係を説明
する図である。

【図４】図４は対物レンズと標本との高さの関係を説明
する図である。

【図５】図５は対物レンズと標本との高さの関係を説明
する図である。

【図６】図６は顕微鏡の焦準装置のオフセットを行う手
順を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１ 焦準装置 ３ 対物レンズデータ記憶部 １０ 制御回路 ２０ オフセットスイッチ（操作部材） ４０ 電動レボルバ ５０ 電動焦準機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大友 正彦 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 斉藤 浩子 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動レボルバによって切り換えられる複
   数の対物レンズと、前記対物レンズと標本との間隔を変
   える電動焦準機構と、前記複数の対物レンズのそれぞれ
   に対応する前記電動焦準機構の焦準位置を記憶する対物
   レンズデータ記憶部と、前記対物レンズを切り換えたと
   き、切り換えた先の対物レンズに対応して前記対物レン
   ズデータ記憶部に記憶された焦準位置となるように前記
   電動焦準機構を制御する制御回路とを備えた顕微鏡にお
   いて、 操作者によって操作されることにより、前記対物レンズ
   データ記憶部に記憶されたデータを更新するための指令
   信号を出力する操作部材を有し、 前記制御回路は、前記対物レンズデータ記憶部に記憶さ
   れた焦準位置から前記指令信号を入力したときの焦準位
   置への変化量に基づいて、前記対物レンズデータ記憶部
   に記憶された前記複数の対物レンズのそれぞれの焦準位
   置を補正することを特徴とする顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記制御回路は、１０倍以上の倍率の対
   物レンズを用いたときだけ前記補正を行うことを特徴と
   する請求項１に記載の顕微鏡。