JP3081699B2 - マクロレンズを備えた顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、巨視像及び微視像の観
察が選択的に行えるマクロレンズを備えた顕微鏡に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の顕微鏡として、特開昭４
９−６０７４８号公報（以下、従来例１と称する）に開
示された巨視鏡−顕微鏡組合せ体が知られている。

【０００３】この巨視鏡−顕微鏡組合せ体は、ハウジン
グに固定された共通の観視管と、巨視系光学路を有する
巨視結像光学系と、微視系光学路を有する微視結像光学
系と、を備えており、可動の光偏向装置によって、観視
管に対して巨視系光学路または微視系光学路が選択的に
接続される。

【０００４】また、特開平２−１４１６０１号公報（以
下、従来例２と称する）に開示された標準試料及び位置
補正方法を適用することによって、例えば、ＳＴＭ装置
と光学顕微鏡との組合せ、あるいは、ＳＴＭ装置とＳＥ
Ｍとの組合せ等の複数の測定手段の相対位置が補正さ
れ、試料の多面的な観察、測定、分析が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
１、２は、マクロレンズで観察する場合、ステージ上の
プレパラートをマクロレンズの下のステージに乗せ変え
る手間がかかるため効率が悪いという問題がある。

【０００６】また、従来例１、２では、マクロレンズで
観察した画像と、顕微鏡対物レンズで観察した画像との
位置関係の対応については、一切、考慮されていないと
いう問題がある。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされ、その目的は、巨視像と微視像の観察を連続
的且つ効率よく行うことができるマクロレンズを備えた
顕微鏡を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のマクロレンズを備えた顕微鏡は、試
料の巨視像が取得可能なマクロレンズを有する巨視結像
光学系と、顕微鏡対物レンズを有する微視結像光学系
と、前記巨視結像光学系と微視結像光学系との切換を行
う切換手段と、前記切換手段によって切換えられた光学
系の光軸に対して前記試料を移動可能で、前記試料が移
動した光軸位置が前記切換手段によって切換えられた光
学系の焦点位置近傍となるように構成されたステージと
を備える。また、本発明の別のマクロレンズを備えた顕
微鏡は、試料の巨視像が取得可能なマクロレンズを有す
る巨視結像光学系と、顕微鏡対物レンズを有する微視結
像光学系と、前記巨視結像光学系と微視結像光学系との
切換を行う切換手段と、前記切換手段によって切換えら
れた光学系の光軸に対して前記試料を移動可能なステー
ジと、前記試料が前記ステージによって移動した光軸位
置が前記切換手段によって切換えられた光学系の焦点位
置近傍となるように、固定されている移動量に応じて上
下に前記ステージを制御する制御手段とを備える。

【０００９】

【作用】本発明は、切換手段によって光学系を巨視結像
光学系又は微視結像光学系に切換えると共に、ステージ
を切換手段によって切換えた光学系の光軸に移動させる
と、ステージ上の試料は、切換えられた光学系の焦点位
置近傍にセットされる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例に係るマクロレ
ンズを備えた顕微鏡について、図１及び図２を参照して
説明する。

【００１１】図１に示すように、本実施例の顕微鏡は、
基台１と、この基台１から垂直に延出された支柱３と、
この支柱３上に設けられ、巨視系と微視系との切換えを
行う巨視光学装置５と、この巨視光学装置５上に設けら
れた接眼レンズ装置７と、を備えている。

【００１２】また、基台１には、ピント合わせ用ハンド
ル９が設けられており、このハンドル９を操作すること
によって、ステージ１１が光軸方向に上下動可能に構成
されている。

【００１３】巨視光学装置５は、光路切換装置１３と、
巨視系対物レンズ１５と、巨視系レンズ１７と、を備え
ている。なお、巨視系レンズ１７は、レンズ交換可能に
構成することができると共に、ズーム機能を備えて構成
させることもできる。

【００１４】光路切換装置１３には、光路切換つまみ１
９が設けられており、この光路切換つまみ１９を操作す
ることによって、微視系光路と巨視系光路との切換えが
行われる。

【００１５】図１及び図２に示すように、本実施例に適
用されたステージ１１は、ステージ基底部２１と、この
ステージ基底部２１に沿って図中矢印Ｙ方向に摺動可能
に構成され、スライドガラス等の試料（図示しない）が
載置可能なステージ本体２３と、を備えている。

【００１６】このステージ本体２３は、Ｙ方向のステー
ジ調節ハンドル２５を備えていると共に、レボルバ２に
装着された微視系対物レンズ４を介して形成される微視
光学系の光軸Ａから巨視光学系の光軸Ｂにまで亘って延
出されており、ステージ調節ハンドル２５を操作するこ
とによって、試料を載置させたままで、巨視系と微視系
との観察の切換えが行えるように構成されている。以
下、本実施例のマクロレンズを備えた顕微鏡の動作につ
いて図１及び図２を参照して説明する。

【００１７】微視系の観察から巨視系へ切換える場合、
光路切換つまみ１９を操作して、巨視系光路に切換え
る。次に、ステージ調節ハンドル２５を介してステージ
本体２３上に載置された試料を巨視系光路上に移動させ
る。このとき双方の光学系で焦点の高さが異なる場合に
は、ピント合わせ用ハンドル９を操作して、焦点合わせ
を行うことができる。

【００１８】また、巨視系の観察から微視系へ切換える
場合、光路切換つまみ１９を操作して、微視系光路に切
換える。次に、ステージ調節ハンドル２５を介してステ
ージ本体２３上に載置された試料を微視系光路上に移動
させる。この場合も、双方の光学系で焦点の高さが異な
る場合には、ピント合わせ用ハンドル９を操作して、焦
点合わせを行うことができる。

【００１９】このように本実施例のマクロレンズを備え
た顕微鏡は、試料をステージ本体２３に載置させたまま
で、巨視系及び微視系の双方の光学系での観察を行うこ
とができる。この結果、巨視光学系によるスライドガラ
ス全体に亘る極低倍率の観察から、微視光学系による対
物レンズ４０倍といった高倍率の観察まで、連続的且つ
効率よく行うことができる。次に、本発明の第２の実施
例に係るマクロレンズを備えた顕微鏡について、図３を
参照して説明する。本実施例の場合、ステージ１１の構
成であるステージ本体２３には、ステージ調節ハンドル
２５とは別に、更に、ステージ移動レバー２７が設けら
れている。

【００２０】また、ステージ本体２３には、ステージ基
底部２１に対する相対的な移動距離を規定する移動部２
９が設けられている。なお、この移動距離は、微視光学
系の光軸Ａと巨視光学系の光軸Ｂとの間の距離に一致し
ている。

【００２１】このため、ステージ移動レバー２７を介し
てステージ本体２３をステージ基底部２１に対して図中
矢印Ｓ方向にいっぱいに引けば、ステージ本体２３上に
載置された試料は、巨視光学系の光軸Ｂ上に位置付けら
れ、また、ステージ移動レバー２７を介してステージ本
体２３をステージ基底部２１に対して図中矢印Ｓ方向と
は反対方向にいっぱいに押せば、ステージ本体２３上に
載置された試料は、微視光学系の光軸Ａ上に位置付けら
れる。

【００２２】本実施例の場合、ステージ移動レバー２７
を操作して、微視光学系又は巨視光学系に試料をセット
し、ピント合わせ用ハンドル９を介して焦点合わせを行
った後、ステージ調節ハンドル２５を操作することによ
って、双方の光学系で連続的且つ効率よく試料の観察を
行うことができる。更に、ステージ調節ハンドル２５を
操作しなければ、双方の光学系で試料の同一箇所の観察
が、試料の位置合わせを行うことなく連続的且つ効率よ
く行うことができる。

【００２３】次に、本発明の第３の実施例に係るマクロ
レンズを備えた顕微鏡について、図４を参照して説明す
る。なお、本実施例の説明に際し、第１の実施例と同一
の構成には、同一符号を付してその説明を省略する。

【００２４】本実施例の顕微鏡の特徴は、微視光学系と
巨視光学系で焦点の高さ、即ち試料面に対する焦点位置
がずれている場合、簡単にピント合わせが行えるように
構成されたステージ１１を備えている点にある。他の構
成は、上述した実施例と同様であるため、以下の説明で
は、このステージ１１の構成・作用・効果についてのみ
説明する。

【００２５】図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、本実
施例の顕微鏡に設けられたステージ１１は、支柱３から
延出したステージ支持部３１上を、図中矢印Ｐ方向に移
動可能に構成されている。

【００２６】特に、図４の（ｂ）に示すように、ステー
ジ支持部３１上には、ステージ１１の移動方向を規制す
る一対のレール３３が、図中矢印Ｐ方向に沿って設けら
れており、これら一対のレール３３上にステージ１１が
移動可能に設けられている。

【００２７】これら一対のレール３３は、ステージ１１
の水平移動距離が微視光学系の光軸Ａと巨視光学系の光
軸Ｂとの間の距離に一致するように、その長さが規定さ
れて構成されている。また、一対のレール３３の傾斜角
度は、ステージ１１を微視光学系側に移動させたとき、
ステージ１１上の試料に対して微視光学系の焦点が整合
され、且つ、ステージ１１を巨視光学系側に移動させた
とき、ステージ１１上の試料に対して巨視光学系の焦点
が整合されるように規定されて構成されている。

【００２８】また、ステージ１１には、ステージ移動つ
まみ３５が設けられており、このステージ移動つまみ３
５を操作することによって、ステージ１１は、図中矢印
Ｐ方向に光軸Ａ、Ｂの間を移動される。

【００２９】なお、ピント合わせは、ピント合わせ用ハ
ンドル９を操作して、ステージ支持部３１を図中矢印Ｔ
方向に上下させることによって、ステージ１１を移動さ
せて行われる。以下、本実施例の顕微鏡の動作について
図４を参照して説明する。

【００３０】微視系の観察から巨視系の観察へ切換える
場合、光路切換つまみ１９を操作して、巨視系光路に切
換える。次に、ステージ移動つまみ３５を操作して、ス
テージ１１を巨視光学系側まで移動させる。この段階で
は、ピントはほぼ合っている。ピントの微調節は、ピン
ト合わせ用ハンドル９を操作し、ステージ支持部３１を
上下に微動させて行われる。

【００３１】巨視系の観察から微視系の観察へ切換える
場合、光路切換つまみ１９を操作して、微視系光路に切
換える。次に、ステージ移動つまみ３５を操作して、ス
テージ１１を微視光学系側まで移動させる。この段階で
は、ピントはほぼ合っている。ピントの微調節は、ピン
ト合わせ用ハンドル９を操作し、ステージ支持部３１を
上下に微動させて行われる。なお、このときの微調節
は、微視光学系で対物レンズ４を交換した際の微調節程
度で足りる。

【００３２】本実施例の顕微鏡は、上述した各実施例の
効果に加えて、更に、巨視光学系と微視光学系とでのピ
ント合わせの調節が不要となると共に、双方の光学系で
試料の同一箇所の観察が、試料の位置合わせを行うこと
なく連続的且つ効率よく行うことができる。

【００３３】次に、本発明の第４の実施例に係るマクロ
レンズを備えた顕微鏡について、図５を参照して説明す
る。なお、本実施例の説明に際し、第１の実施例と同一
の構成には、同一符号を付してその説明を省略する。

【００３４】通常の透過光式顕微鏡では、コンデンサ４
１を用いて下から光を照射している。しかし、巨視光学
系にコンデンサを適用することは難しく、別の光源が必
要であった。

【００３５】本実施例の特徴は、上述した通常の顕微鏡
の構成に加えて、巨視光学系で観察する位置、即ち、巨
視光学系の光軸Ｂ上に高周波光源３７が内蔵されたステ
ージ１１が適用されている点にある。なお、ステージ１
１は、このステージ上に載置された試料４３が巨視光学
系の光軸Ｂと微視光学系の光軸Ａとの間を移動できるよ
うに構成されている。高周波光源３７が内蔵されている
ステージ１１の部分には、半透明のアクリル板又はすり
ガラス等で構成された透過部材３９が設けられている。

【００３６】巨視系の観察では、高周波光源３７から透
過部材３９を介して透過光を試料に照射させることによ
って、通常の蛍光灯に比べてちらつきのない均一の光を
試料４３に照射させることができる。なお、微視系の観
察は、通常の顕微鏡と同様に、コンデンサ４１を用いて
行われる。本実施例の場合も、その効果は、上述した実
施例と同様であるため、説明は省略する。

【００３７】次に、本発明の第５の実施例に係るマクロ
レンズを備えた顕微鏡について、図６を参照して説明す
る。なお、本実施例の説明に際し、第１の実施例と同一
の構成には、同一符号を付してその説明を省略する。

【００３８】本実施例の顕微鏡の特徴は、鏡筒４５とレ
ボルバ２との間の光路上に巨視光学系ユニット４７が装
着されており、共通の光路を用いて巨視系の観察と微視
系の観察とが行える点にある。巨視光学系ユニット４７
は、その内部に巨視系レンズ１７を備えていると共に、
この巨視系レンズ１７が図中矢印Ｗ方向に移動可能に構
成されている。巨視系レンズ１７の移動は、巨視光学系
ユニット４７に設けられた切換つまみ４９を操作するこ
とによって行われる。また、レボルバ２には、微視系対
物レンズ４の他に、巨視系対物レンズ１５が着脱自在に
取り付けられている。

【００３９】図６の（ａ）に示すように、微視系の観察
では、切換つまみ４９を操作して、巨視系レンズ１７を
光路から回避させると共に、レボルバ２を回転させて微
視系対物レンズ４を光路上にセットさせる。そして、ス
テージ１１を光軸方向に上下させてピント合わせを行
う。この結果、接眼レンズ５１及び対物レンズ４を介し
てステージ１１上の試料４３に対する微視系観察が行わ
れる。

【００４０】図６の（ｂ）に示すように、巨視系の観察
では、切換つまみ４９を操作して、巨視系レンズ１７を
光路上に位置付けると共に、レボルバ２を回転させて巨
視系対物レンズ１５を光路上にセットさせる。そして、
ステージ１１を光軸方向に上下させてピント合わせを行
う。この結果、接眼レンズ５１から巨視系レンズ１７及
び巨視系対物レンズ１５を介してステージ１１上の試料
４３に対する巨視系観察が行われる。

【００４１】本実施例の顕微鏡は、共通の光路を用いて
巨視像と微視像の観察を連続的且つ効率よく行うことが
できると共に、ステージ１１の移動が不要となるため、
作動部の構成が少なくなり、顕微鏡をシンプル且つ低コ
ストな構成にできる。更に、双方の光学系で試料の同一
箇所の観察が、試料の位置合わせを行うことなく連続的
且つ効率よく行うことができる。次に、本発明の第６の
実施例に係るマクロレンズを備えた顕微鏡について、図
７及び図８を参照して説明する。図７には、上述した各
実施例に示された顕微鏡を電動制御するための制御機構
のブロック図が示されている。

【００４２】なお、制御機構は、顕微鏡本体内に組込み
あるいは外部に設けることができ、ＣＰＵからの指令に
よって、顕微鏡の各動作系を制御できるように構成され
ている。なお、本実施の場合、制御機構が適用された顕
微鏡としては、例えば、図１に示された顕微鏡を基に、
以下、説明する。

【００４３】図７に示すように、制御機構は、巨視光学
系と微視光学系との光路切換スイッチ（図示しない）が
ＯＮされた際にＣＰＵ５７にその信号を出力する入力装
置５３と、例えばステージ１１の水平及び垂直移動量等
の所定のデータが記憶されたメモリ５５と、を備えてお
り、ＣＰＵ５７から出力された信号によって光路切換５
９、ステージ移動６１、ピント調節６３、倍率変更６５
等が制御可能に構成されている。なお、メモリ５５は、
ＲＯＭ又は外部記憶装置によって構成されている。

【００４４】特に、本実施例の制御機構が適用された顕
微鏡では、光路切換時におけるステージ１１の移動及び
上下動の制御に特徴を有しており、上下動については、
巨視光学系及び微視光学系相互の焦点位置の高さの違い
に合わせて制御され、その移動量は固定されている。つ
まりオートフォーカス機能による微調節とは意味合いが
異なる。以下、本実施例の顕微鏡の動作について図７と
共に図８のフローチャートを参照して説明する。

【００４５】図７及び図８に示すように、現在巨視系の
観察が行われている際に、微視系の観察に切換える場
合、光路切換スイッチ（図示しない）をＯＮする
（Ｓ₁ ）。このときのＯＮ信号は入力装置５３を介して
ＣＰＵ５７に出力され、巨視光学系への切換か否かが判
断される（Ｓ₂ ）。この場合、微視光学系への切換であ
るため、メモリ５５からＣＰＵ５７に微視光学系への移
動データが出力される（Ｓ₃ ）。ＣＰＵ５７は、出力さ
れた移動データを基に、ステージ１１（図１参照）のＹ
方向移動（Ｓ₄ ）及びピント合わせのためのステージ１
１のＺ方向移動（Ｓ₅ ）を制御する。

【００４６】このような微視系の観察が行われている際
に、巨視系の観察に切換える場合、光路切換スイッチを
ＯＮする（Ｓ₁ ）。このときのＯＮ信号は入力装置５３
を介してＣＰＵ５７に出力され、巨視光学系への切換か
否かが判断される（Ｓ₂ ）。この場合、巨視光学系への
切換であるため、メモリ５５からＣＰＵ５７に巨視光学
系への移動データが出力される（Ｓ₆ ）。ＣＰＵ５７
は、出力された移動データを基に、ステージ１１（図１
参照）のＹ方向移動（Ｓ₄ ）及びピント合わせのための
ステージ１１のＺ方向移動（Ｓ₅ ）を制御する。

【００４７】なお、本実施例において、光路切換は手動
によって行うことも可能であり、手動による切換終了
後、ＣＰＵ５７へ移動データを出力させるように構成す
ることもできる。

【００４８】本実施例の顕微鏡では、光学系の切換に対
応してステージ１１の移動及び上下動が自動制御されて
いるため、巨視像と微視像の観察の連続性及び効率性が
更に助長される。また、図１に示された顕微鏡に用いら
れたステージ１１でも、高精度な移動及び上下動が達成
できる。

【００４９】

【発明の効果】本発明は、切換手段によって切換えられ
た光学系に対して、試料をステージに載置させたままで
移動させて、巨視像と微視像の観察を連続的且つ効率よ
く行うことができる。この結果、巨視光学系によるスラ
イドガラス全体に亘る極低倍率の観察から、微視光学系
による高倍率の観察まで、連続的且つ効率よく行うこと
ができる。更に、双方の光学系で試料の同一箇所の観察
が、試料の位置合わせを行うことなく連続的且つ効率よ
く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るマクロレンズを備
えた顕微鏡の全体の構成を概略的に示す側面図。

【図２】図１に示す顕微鏡に設けられたステージを拡大
して示す斜視図。

【図３】本発明の第２の実施例に係るマクロレンズを備
えた顕微鏡の構成であるステージを拡大して示す斜視図
であって、（ａ）は、ステージ本体がステージ基底部に
対していっぱいに押された状態を示す図、（ｂ）は、ス
テージ本体がステージ基底部に対していっぱいに引かれ
た状態を示す図。

【図４】（ａ）は、本発明の第３の実施例に係るマクロ
レンズを備えた顕微鏡の全体の構成を概略的に示す側面
図、（ｂ）は、その上面図。

【図５】本発明の第４の実施例に係るマクロレンズを備
えた顕微鏡に適用されたステージの部分の構成を拡大し
て示す図。

【図６】本発明の第５の実施例に係るマクロレンズを備
えた顕微鏡の全体の構成を概略的に示す図であって、
（ａ）は微視系の観察が行われている状態を示す図、
（ｂ）は巨視系の観察が行われている状態を示す図。

【図７】本発明の第６の実施例に係るマクロレンズを備
えた顕微鏡に適用された制御機構のブロック図。

【図８】図７に示す制御機構の動作を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

１…基台、３…支柱、５…巨視光学装置、７…接眼レン
ズ装置、９…ピント合わせ用ハンドル、１１…ステー
ジ、１３…光路切換装置、１５…巨視系対物レンズ、１
７…巨視系レンズ、１９…光路切換つまみ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−60748（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−50719（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−3397（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 21/00 - 21/36 G02B 25/00 - 25/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料の巨視像が取得可能なマクロレンズを
   有する巨視結像光学系と、 顕微鏡対物レンズを有する微視結像光学系と、 前記巨視結像光学系と微視結像光学系との切換を行う切
   換手段と、 前記切換手段によって切換えられた光学系の光軸に対し
   て前記試料を移動可能で、前記試料が移動した光軸位置
   が前記切換手段によって切換えられた光学系の焦点位置
   近傍となるように構成されたステージとを具備するマク
   ロレンズを備えた顕微鏡。
2. 【請求項２】試料の巨視像が取得可能なマクロレンズを
   有する巨視結像光学系と、 顕微鏡対物レンズを有する微視結像光学系と、 前記巨視結像光学系と微視結像光学系との切換を行う切
   換手段と、 前記切換手段によって切換えられた光学系の光軸に対し
   て前記試料を移動可能なステージと、 前記試料が前記ステージによって移動した光軸位置が前
   記切換手段によって切換えられた光学系の焦点位置近傍
   となるように、固定されている移動量に応じて上下に前
   記ステージを制御する制御手段とを具備するマクロレン
   ズを備えた顕微鏡。