JP3447357B2 - 顕微鏡システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ズームレンズを光軸方
向へ移動させるズーム機構及び対物レンズを切換える対
物切換機構を備えた顕微鏡システムに係り、さらに詳し
くは倍率変更に伴い自動的に調光処理を行う顕微鏡シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学顕微鏡では観察像の拡大倍率
を変更するため種々の方式が適用されている。例えば、
変倍用レンズ群が配設された円環状ターレットを顕微鏡
の観察光路近傍に設けて観察光路内に挿入する変倍用レ
ンズを切換える方式（ターレット方式）、倍率の異なる
複数の対物レンズが装着された対物レンズレボルバーに
より観察光路内に挿入する対物レンズを切換える方式
（レボルバー方式）、観察光路に挿入されズームリング
内のズームレンズ群を移動させる方式（ズーム切換方
式）などである。

【０００３】ターレット方式，レボルバー方式は、目的
に合った倍率のレンズ群を予め用意しておくことによ
り、複数種類の倍率切換が可能である。また、ズーム切
換方式は、主に実体顕微鏡等で採用されており、可変範
囲内であればズームリング等の移動といった簡単な操作
でリニアに倍率変更することができる。これらの方式が
採用された光学顕微鏡では、操作性を向上させる目的
で、電気的な駆動によりレボルバー等を駆動する電動切
換構成が採られている場合がある。

【０００４】光学顕微鏡における倍率変換は検鏡時に頻
繁に行われる作業である。そのため、特に電動切換方式
では、対物レンズ又は変倍レンズを指定するスイッチ、
或いはズーム比の増大及び減少スイッチと連動させた可
変方式が採られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した光学顕微鏡に
あっては、特に電動切換方式を採用している光学顕微鏡
では、ある特定の倍率（例えば×１０）で観察する場
合、その倍率に対応したズーム比を実現するために増大
又は減少用スイッチをその倍率になるまで操作し続けな
ければならない。そのため、ズーム比を大きな幅で変化
させる場合は、所望の倍率となるまで長時間を要すると
いった問題があった。

【０００６】また、ターレット方式又はレボルバー方式
と、ズーム切換方式とを同時に有している光学顕微鏡に
おいても、固定倍率以外の倍率による観察は上記同様に
ズーム比の変更操作が必要となる。しかも、かかる２方
式を同時に有する光学顕微鏡では、特殊な倍率による観
察が行われる場合がある。例えば、ある対物倍率とズー
ム比でなければ実現できない検鏡については、対物レン
ズの切換操作とズーム比の調整が必要となり操作が煩雑
であった。

【０００７】また、観察倍率を変更すると観察光量及び
視野絞り比率が変倍前に比べて異なるので、対物レンズ
または変倍レンズの切換えに連動して補正する必要があ
る。このような補正機能を備えた顕微鏡が特開昭５９−
１７７５０７号、特開昭５９−１７２６１７号に記載さ
れている。

【０００８】しかしながら、上記各公開公報に記載され
た顕微鏡は、ズームレンズの移動といったリニアに倍率
が変化する変倍動作に追従した補正を行うことはできな
い。従って、ズームレンズを移動させて観察倍率を変更
する度に、前述した補正操作が必要となり、その操作に
精通した熟練者によらなければ顕微鏡の機能を十分に引
き出すことができなかった。

【０００９】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、検鏡や写真撮影等における倍率変更に伴う
光学素子の操作を簡略化することができる顕微鏡システ
ムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、次のような手段を講じた。請求項１に対
応する本発明は、ズームレンズを移動させるズーム機構
を備えたシステムにおいて、前記ズームレンズによる倍
率を予め定められている複数段階の中から選択する第１
の倍率設定環境と前記ズームレンズによる倍率をズーム
範囲の中から任意に選択する第２の倍率設定環境とを記
憶した記憶手段と、前記第１の倍率設定環境と前記第２
の倍率設定環境のいずれの倍率設定環境を使って倍率設
定を行うのかを選択するための環境選択手段と、前記環
境選択手段で選択された倍率設定環境において前記ズー
ム機構による倍率設定を行う倍率設定手段を備えてい
る。

【００１１】請求項２に対応する本発明は、上記構成の
システムにおいて、対物レンズを電動で切換える対物切
換機構を更に有し、前記ズーム機構及び前記対物レンズ
を含む光学系における観察光量，絞り径等のパラメータ
のうち少なくとも一つを記憶するパラメータ記憶手段
と、前記ズーム機構の倍率変更時に、前記パラメータ記
憶手段に記憶されている倍率変更前のパラメータを参照
し、倍率変更の前後における観察条件の変化を所定範囲
内に抑える補正手段とを備えている。

【００１２】請求項３に対応する本発明は、前記補正手
段が、倍率変更の前後において観察光量が一定に維持さ
れるように、前記光学系に設けられている調光部材を制
御するものとした。

【００１３】請求項４に対応する本発明は、前記補正手
段が、倍率変更の前後において絞り径の視野内比率が一
定に維持されるように、前記光学系に設けられている調
光部材を制御するものとした。

【００１４】

【００１５】

【作用】本発明は、以上のような手段を講じたことによ
り、次のような作用を奏する。請求項１に対応する本発
明では、環境選択手段により第１の倍率設定環境又は第
２の倍率設定環境のいずれかが選択されると、その環境
選択手段で選択された倍率設定環境下で倍率設定手段に
よる倍率設定が行なわれる。

【００１６】請求項２に対応する本発明では、ズーム機
構の倍率変更時には、補正手段によりパラメータ記憶手
段に記憶されている倍率変更前のパラメータが参照さ
れ、倍率変更の前後における観察条件の変化が所定範囲
内に抑えられるように光学素子が制御されるものとな
る。

【００１７】請求項３に対応する本発明では、倍率変更
の前後において観察光量が一定に維持されるように、光
学系に設けられている調光部材が補正手段によって制御
される。

【００１８】請求項４に対応する本発明では、倍率変更
の前後において絞り径の視野内比率が一定に維持される
ように、光学系に設けられている調光部材が補正手段に
より制御される。

【００１９】

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は本発明の一実施例に係る顕微鏡システムの全体構成
を示しており、図２は該顕微鏡の光学系の構成を示して
いる。

【００２１】本実施例の顕微鏡システムにおける光学系
は、例えばハロゲンランプからなる透過照明用光源１か
らの光をコレクタレンズ２で集光して透過用フィルター
ユニット３へ入射する。

【００２２】透過用フィルターユニット３は透過照明用
光源１の色温度を変えずに明るさの調光を行う複数枚の
ＮＤフィルターと、色補正を行うための複数枚の補正フ
ィルターとからなり、任意のフィルターを照明光学系の
光路中に選択的に挿脱可能になっている。

【００２３】上記透過用フィルターユニット３を透過し
た照明光を、透過視野絞り４，透過開口絞り５，コンデ
ンサ光学素子ユニット６，コンデンサトップレンズユニ
ット７を介して試料ステージ８の下方からステージ上の
観察試料Ｓを照明する。

【００２４】なお、コンデンサ光学素子ユニット６は光
路中に選択的に挿入される複数のユニット６ａ〜６ｃか
らなり、コンデンサトップレンズユニット７は光路中に
選択的に挿入される複数のユニット７ａ，７ｂからな
る。また、試料ステージ８は観察試料Ｓを光軸と直交す
る平面内で２次元移動できると共に、ピント合わせのた
め光軸方向へ移動可能になっている。

【００２５】試料ステージ上方には複数のユニットから
なる複数の対物レンズ９ａ〜９ｃがレボルバー１０に保
持されている。レボルバー１０はその回転により観察光
路内の光軸上に挿入すべき対物レンズを交換可能に構成
されている。レボルバー１０は、例えば顕微鏡のアーム
先端部に回転自在に取付けられており、そのアーム先端
部の観察光路上にキューブユニット１１が配設されてい
る。キューブユニット１１は、各種検鏡法により選択的
に挿入される複数のユニット１１ａ〜１１ｃからなる。
キューブユニット１１を透過した光をビームスプリッタ
ー１２で２方向に分岐し、一方の光をビームスプリッタ
ー１３を介して接眼レンズ１４へ導いている。なお、ビ
ームスプリッター１２，１３は光路に対して挿脱可能に
なっている。

【００２６】また、水銀ランプ等からなる落射照明用光
源１５からの光を、落射用フィルターユニット１６，落
射シャッター１７，落射視野絞り１８，落射開口絞り１
９を介して、キューブユニット１１の光路中に挿入され
ているユニットに入射し、観察試料Ｓ側へ反射させて落
射照明する。

【００２７】なお、落射用フィルターユニット１６は落
射照明用光源１５の色温度を変えずに明るさの調光を行
う複数枚のＮＤフィルターと、色補正を行うための複数
枚の補正フィルターとから構成される。

【００２８】一方、観察光路上に挿入されたビームスプ
リッター１２で分岐された他方の光を写真撮影用光路へ
導いている。写真撮影用光路に対してビームスプリッタ
ー２０が挿脱自在に設けられており、光路中に挿入した
ビームスプリッター２０で分岐した一方の光を、結像レ
ンズを介してピント検知用受光素子２１へ入射してい
る。このピント検知用受光素子２１はピント検知用の光
量を測光するためのものである。

【００２９】また、写真撮影用光路のビームスプリッタ
ー２０で分岐した他方の光を、写真撮影用倍率を任意に
調整するズームレンズ２２を介して該光路中に挿入され
たビームスプリッター２３に入射する。このビームスプ
リッター２３は光路に対して挿脱自在になっており、光
路内に挿入したビームスプリッター２３で反射させた光
を、さらに別のビームスプリッター２４に入射して２方
向へ分岐している。ビームスプリッター２４も光路に対
して挿脱自在になっている。光路内に挿入したビームス
プリッター２４で反射した光は写真用受光素子２５に入
射している。写真用受光素子２５は写真撮影の露出時間
を測光するための素子である。そしてビームスプリッタ
ー２４を光路から脱した状態で、ビームスプリッター２
３で反射させた光を写真撮影用シャッター２６を介して
写真撮影用のフィルムを収納したカメラ２７に入射して
いる。

【００３０】次に、本実施例の顕微鏡システムにおける
制御系の構成について説明する。システム全体の動作を
管理しているメインコントロール部３０に対して専用シ
リアルバス３１を介して写真撮影コントロール部３２，
ＡＦコントロール部３３，フレームコントロール部３
４，透過フィルターコントロール部３５，透過視野絞り
コントロール部３６，コンデンサコントロール部３７，
視野絞りコントロール部３８，落射フィルターコントロ
ール部３９をそれぞれ接続している。

【００３１】写真撮影コントロール部３２は、ビームス
プリッター１２，２０，２４を光路中に挿脱するための
駆動及び制御と、ズームレンズ２２の駆動及び制御と、
写真用受光素子２５の測光値から写真撮影時間を算出す
るための演算処理と、写真撮影用シャッターの開閉駆動
制御と、カメラ２７のフィルム巻き上げ及び巻き戻し制
御とを行う。

【００３２】ＡＦコントロール部３３は、ピント検知用
受光素子２１からのデータで所定の合焦演算を行い、そ
の演算結果に応じて試料ステージ８を駆動することによ
り自動合焦検出を行う。

【００３３】フレームコントロール部３４は、透過照明
用光源１，落射照明用光源１５，レボルバー１０，キュ
ーブユニット１１，落射シャッター１７を駆動制御する
ものである。

【００３４】透過フィルターコントロール部３５は透過
用フィルターユニット３の駆動及び制御を行い、透過視
野絞りコントロール部３６は透過用視野絞りの駆動及び
制御を行う。また、コンデンサコントロール部３７はコ
ンデンサ光学素子ユニット６，コンデンサトップレンズ
ユニット７，透過用開口絞り５の駆動及び制御を行う。
視野絞りコントロール部３８は視野絞り１８，落射開口
絞り１９の駆動及び制御を行う。また、落射フィルター
コントロール部３９は落射用フィルタユニット１６の駆
動及び制御を行う。

【００３５】上記各コントロール部３２〜３９は、それ
ぞれ図３に示す回路構成を備えている。すなわち、各コ
ントロール部は、ＣＰＵ回路４１と、このＣＰＵ回路４
１からの指令で制御対象の光学ユニットを駆動する駆動
回路４２と、制御対象の光学ユニットの位置を検出して
ＣＰＵ回路４１へ知らせる位置検知回路４３と、ＣＰＵ
回路４１と専用シリアルバス３１とを接続する専用シリ
アル通信Ｉ／Ｆ回路４４と、その他の図示しない周辺回
路とを内蔵する。上記ＣＰＵ回路４１は、ＣＰＵ４５が
ＲＯＭ４６，ＲＡＭ４７にＣＰＵバス４８を介して接続
され、ＲＯＭ４６に各々の制御内容を記述したプログラ
ムが記憶され、ＲＡＭ４７に制御演算用のデータが格納
されている。そして各コントロール部３２〜３９に専用
シリアルバス３１を介してメインコントロール部３０か
ら制御指示が送り込まれ、ＣＰＵ４５がＲＯＭ４６のプ
ログラムに従って動作することにより各々受け持ちの光
学ユニット等の制御が行われる。

【００３６】図４はメインコントロール部３０の構成を
示す図である。同図に示すメインコントロール部３０
は、上記各コントロール部と同様のＣＰＵ回路４１と、
ジョグダイヤル４９と、顕微鏡の各種設定状態を記憶す
るための不揮発性メモリ５０と、各種操作スイッチを備
えた透明タッチスイッチパネル５１と、各種情報を表示
するための表示パネル５２と、専用シリアルバス３１を
コントロールするための専用シリアルバス駆動回路５３
とを備えている。

【００３７】表示パネル５２は、プラズマディスプレイ
又はＬＣＤ等の表示部材から構成されており、ＣＰＵ４
５より送られてくる表示内容を表示する。表示パネル５
２に表示される各種画面はＲＯＭ４６に予め記憶されて
いる。透明タッチスイッチパネル５１は透明シートから
なるスイッチで構成され、図５に示すように表示パネル
５２の上面に貼り合わされている。透明タッチスイッチ
パネル５１上の任意の位置を押下すると、その位置がＣ
ＰＵ４５に認識されるようになっている。本実施例で
は、例えば図６に示すような初期画面を表示する。２０
１〜２０３は区画されたスイッチエリアを示す表示であ
る。例えばスイッチエリア２０３を指等で押下すれば、
その押下位置データとその押下位置の表示データとから
ＣＰＵ４５が何のスイッチが押されたかを認識して、そ
のスイッチに対応した制御（画面出力等）が行われるよ
うにしている。

【００３８】本実施例では、メインコントロール部３０
のＲＯＭ４６に、図６に示す初期画面の他に、ズーム倍
率を固定値より選択するのに使用するズーム固定倍率選
択画面６０−１、任意のズーム倍率を選択するのに使用
するズーム任意倍率選択画面６０−２、不図示のズーム
倍率選択画面等を記憶している。

【００３９】ズーム固定倍率選択画面６０−１は、図７
に示すように選択可能な倍率（固定倍率）を表示したス
イッチ群と、初期画面へ戻るためのリターンスイッチ６
２とが含まれている。ズーム任意倍率選択画面６０−２
は、図８に示すようにズーム倍率に連動するバーグラフ
６３と、リターンスイッチ６２とが含まれている。

【００４０】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について図９を参照して説明する。なお、図６に示
す初期画面においてズーム倍率選択用のスイッチがスイ
ッチＣであるとする。

【００４１】図６に示す初期画面が表示されている状態
で、スイッチＣが押下げられると、その押下位置がＣＰ
Ｕ４５へ入力される。ＣＰＵ４５は現在表示されている
画面の種別と押下位置との組合わせから指示内容を判断
する。この場合は、ズーム倍率の変更が要求されている
と認識してズーム倍率選択画面を表示パネル５２に表示
する。

【００４２】次に、複数の固定倍率の中から特定のズー
ム倍率を選択するダイレクト設定か否か判断し、ダイレ
クト設定の指示が入力された場合は図７に示すズーム固
定倍率選択画面６０−１を表示させる。また、ダイレク
ト設定以外の指示が入力された場合は図８に示すズーム
任意倍率選択画面６０−２を表示させる。

【００４３】ズーム固定倍率選択画面６０−１が表示さ
れた状態で、特定の倍率選択用スイッチ６１が押下げら
れると、その押下げられたスイッチ６１の倍率を認識
し、その認識したズーム倍率へ変更するのに必要なズー
ムレンズ２２の移動量を算出して写真撮影コントロール
部３２へ駆動指令を出力する。その結果、メインコント
ロール部３０から駆動指令を受けた写真撮影コントロー
ル部３２が駆動指令に応じた方向へ指示された距離だけ
ズームレンズ２２を移動させる。

【００４４】一方、ズーム任意倍率選択画面６０−２が
表示された状態で、ジョグダイヤル４９が操作される
と、ジョグダイヤル４９の回転方向からズームレンズ２
２の移動方向（倍率の増加／減少方向）を判断し、ジョ
グダイヤル４９が操作されている期間、その判断した方
向へズームレンズ２２を移動させるための駆動指令を送
出する。また、同時にズーム任意倍率選択画面６０−２
のバーグラフ６３をジョグダイヤル４９の回転方向へ操
作期間だけ変化させる。

【００４５】リターンスイッチ６２が押下げられると、
図６の初期画面へ戻し、ズーム倍率の変倍処理は待機状
態となる。以上のように構成された本実施例によれば、
ズームレンズ２２による倍率変更に際し、使用者が複数
段階に分けられた固定倍率から所望の固定倍率をダイレ
クト設定するズーム固定倍率選択画面６０−１と、使用
者の任意の倍率へ連続的に可変させて設定するズーム任
意倍率選択画面６０−２とを選択可能にしたので、ルー
チンワークにおいて複数の特定倍率による観察又は写真
撮影と、注目部位の観察像のリニアな変倍との切換え
を、熟練者によらなくても、簡便に行うことができ、操
作性の改善が図られる。

【００４６】次に、本発明の第２実施例に係る顕微鏡シ
ステムについて説明する。本実施例の顕微鏡システム
は、光学系及び制御系の基本的な構成は、前述した第１
実施例と同様であり、ズーム固定倍率選択画面６０−１
とズーム任意倍率選択画面６０−２を使った倍率選択機
能を備えている。第１実施例と重複する説明は省略する
ものとし、また共通部分には図１〜図５を流用して説明
する。

【００４７】本実施例は、メインコントロール部３０の
不揮発性メモリ５０に図１０及び図１１に示すパラメー
タテーブルが格納され、またＲＯＭ４６に図１２〜図１
４に示す各種画面が格納されている。図１０に示すパラ
メータテーブルは、レボルバー１０に取付可能な対物レ
ンズの種類毎に、観察系像面での照度（Ｌ）、光学系の
開口絞りの明るさ比（ＡＳ）、対物レンズ固有の明るさ
比（ＯＢ）からなる。図１１に示すパラメータテーブル
は、レボルバー１０の対物レンズの取付け穴の位置（レ
ボルバー位置）に対応させて、照度（Ｌ）、開口絞りの
明るさ比（ＡＳ）、対物レンズ固有の明るさ比（Ｏ
Ｂ）、マニュアル補正値（Ｋｍ）からなる。

【００４８】図１０のパラメータテーブルは予め設定さ
れているが、図１１のパラメータテーブルは後述する初
期設定処理により設定される。通常、観察系像面での照
度Ｌは0.5 〜1 ［ルクス］程度、また開口絞り（ＡＳ）
は瞳径の８５％が標準と考えられる。観察系像面の照度
Ｌは（１）式で表すことができる。

【００４９】 Ｌ＝ＬＡ×ＮＤ×ＡＳ×ＯＢ×Ｂｉ×（１／Ｚｍ² ）×Ｋｍ …（１） ただし、ＬＡは基準対物レンズ使用時のＢｉ１００％光
路（観察系１００％光路）における像面照度、ＮＤは透
過用フィルターユニット３のＮＤフィルターの組合わせ
濃度比率、ＡＳは開口絞り５の絞り開放時を１としたと
きの明るさ比である。例えば、瞳径の８５％とする標準
値での明るさ比ＡＳは、 ＡＳ＝0.85² …（２） 即ち、約0.72という固定値で表される。また、ＯＢは基
準対物レンズを１としたときの各対物レンズ固有の明る
さ比、Ｂｉは観察系１００％光路を基準とした明るさ
比、Ｚｍはズーム倍率、Ｋｍはマニュアル操作による明
るさの変位である。

【００５０】ところで、ズーム倍率の変更に伴い、観察
像面における観察光量及び視野絞り径の比率も変化して
しまう。従って、ズーム倍率を変更する前後に亙って同
一条件で観察するためには、光学要素を再度調整する必
要がある。

【００５１】本実施例では、ズーム倍率変更の前後で照
度が一定値に保たれるように、ＮＤ値の補正を行い、ま
たズーム倍率変更の前後で視野と視野絞りとの比率が一
定となるように視野絞りを補正する。

【００５２】なお、視野絞り径は（３）式で与えられ
る。 視野絞り径＝｛ＯＣｆｒ／（ＯＢｍｎｇ×Ｚｍ×ＦＳｍｎｇ）｝×Ｋｆ …（３） ただし、ＯＣｆｒは接眼レンズの視野数、ＯＢｍｎｇは
対物レンズの倍率、ＦＳｍｎｇは視野絞り投影倍率、Ｋ
ｆはマニュアル操作が加わった場合の補正係数である。
なお、補正係数Ｋｆはマニュアル操作が加わらない時を
“１”とする。

【００５３】以下、本実施例の動作について説明する。
顕微鏡操作の前段階として、レボルバー１０のどの対物
取付け穴にどのような種類の対物レンズが取付けられて
いるかをＣＰＵ４５に認識させて、図１１のパラメータ
テーブルを作成する。

【００５４】そのため、表示パネル５２に図１２の初期
画面を表示することから始める。この画面においてパラ
メータ設定動作を開始するためのスイッチINITIAL を押
すことにより、ＣＰＵ４５が押下位置を認識し、押下位
置と図１２の初期画面との組合わせからスイッチINITIA
L が押されたことを認識する。

【００５５】スイッチINITIAL が押されると、ＣＰＵ４
５は表示パネル５２の画面を図１３に示す画面へ変更す
る。図１３に示す画面上にはレボルバー１０に設けられ
た対物取付け穴の各位置を指定するＳＷ表示領域６４が
表示される。ＳＷ表示領域６４はスイッチREVO１〜REVO
７からなり７つの対物取付け穴を指定可能になってい
る。ＳＷ表示領域６４のスイッチ数は現在装着されてい
るレボルバー１０の対物取付け穴の数に対応させてい
る。また，この画面はレボルバー１０のどの対物取付け
穴に何の対物レンズが取付けられているかを表す一覧表
６５と、初期設定動作を中止するためのスイッチCANCEL
と、初期設定動作を終了するためのスイッチEND とを備
えている。

【００５６】図１３の画面において、ＳＷ表示領域６４
のスイッチREVO１を押下げれば、レボルバー１０の対物
取付け穴の第１位置に装着される対物レンズの設定操作
へ移行する。すなわち、スイッチREVO１が押されると、
ＣＰＵ４５が表示パネル５２の画面を図１３の画面から
図１４の画面へと変更し、使用対物レンズの一覧表６６
を表示させる。

【００５７】それと同時に、ＣＰＵ４５が専用シリアル
バス駆動回路５３を駆動して専用シリアルバス３１を介
してフレームコントロール部３４にレボルバー１０の回
転指示を与える。この回転指示を受けたフレームコント
ロール部３４が駆動回路４２を駆動してレボルバー１０
の対物取付け穴１番を光軸位置に挿入する。その結果、
スイッチREVO１で指示された対物レンズが観察光路上に
挿入される。

【００５８】なお、この場合は初期設定であり試料の観
察は行わない為、試料ステージ８はメインコントロール
部３０からの指示によりＡＦコントロール部３３が最下
限まで下降させている。

【００５９】操作者は、レボルバー１０の回転が終了し
てから、現在光路中に挿入されている対物レンズを確認
し、その対物レンズを表示パネル５２の一覧表６６から
捜して指定する。ジョグダイヤル４９からの操作信号が
入力しているＣＰＵ４５が、ジョグダイヤル４９の回転
方向に対応した方向（Ａ方向またはＢ方向）へ操作期間
だけ所定の速度で指示表示部６７を移動させる。そし
て、指示表示部６７が停止した位置を読み込んで、その
位置に表示されている対物レンズを指定対物レンズとし
て認識する。

【００６０】対物レンズの指定が終了してスイッチENTE
R が押されたならば、対物一覧表６６において指示表示
部６７で指示されている対物レンズの各パラメータのテ
ーブルデータを図１０に示すパラメータテーブルから読
出し、その読出したパラメータデータで図１１に示すテ
ーブルの該当箇所を更新する。

【００６１】以上の操作をＳＷ表示領域６４のスイッチ
REVO１〜REVO7 まで繰り返すことにより、初期設定が終
了する。ここで、不揮発性メモリ５０のパラメータテー
ブルに設定したデータは電源遮断後も保持されることか
ら、レボルバー１０に装着されている対物レンズが変わ
らない限り再設定の必要はない。

【００６２】図１１に示すパラメータテーブルに設定さ
れているマニュアル補正値Ｋｍは、上記したようにマニ
ュアル操作による明るさの変位であるが、初期設定時に
は“１”に設定されている。マニュアル操作が行われる
と、その値（Ｋｍ）が更新される。

【００６３】次に、顕微鏡システム本来の各種観察や観
察像の写真撮影時の動作について説明する。メインコン
トロール部３０は、現在の倍率から他の倍率へ変更する
操作が行われた場合、常に現在の透過開口絞り５、透過
視野絞り４、透過フィルターユニット３、コンデンサト
ップレンズユニット７、レボルバー１０、ズームレンズ
２２の各制御パラメータを検出して記憶する。そして、
ズーム倍率の変更があると図１５に示すフローチャート
に基づいた動作を実行する。すなわち、ズームレンズ２
２を移動したならば、その時のレボルバー位置を検出
し、図１１に示すパラメータテーブルから当該レボルバ
ー位置（対物レンズ）に対応する各種パラメータを読み
出して、ＮＤフィルターの組合わせにより像面照度を一
定に保つ第１の調光処理と、視野絞り径を制御すること
により視野と視野絞りとの比率を一定に保つ第２の調光
処理とを実行する。

【００６４】第１の調光処理では、検出したレボルバー
位置に対応する各種パラメータを読み込むと共に、移動
後のズームレンズ２２のズーム倍率を読込む。その読込
んだ各種パラメータおよびズーム倍率Ｚｍを（１）式に
代入し、観察系像面での照度Ｌがズーム変倍前後で一定
の値に保たれるようなパラメータを算出する。本実施例
では、ズーム変倍前後で照度Ｌが一定の値に保たれるよ
うなＮＤ値を求める。このようなＮＤ値が算出されたな
らば、メインコントロール部３０から透過フィルターコ
ントロール部３５へ変更指令が送出される。メインコン
トロール部３０から変更指令を受信した透過フィルター
コントロール部３５では指定されたＮＤ値となるような
ＮＤフィルターの組合わせを決定し、その組み合わせと
なるように光路内に挿入されたＮＤフィルターを組み替
える。

【００６５】また、第２の調光処理では、ズームレンズ
２２を移動した後のズーム倍率，対物倍率及び検出レボ
ルバー位置の各種パラメータを読み込み、それら各読込
み値を（３）式に代入して、ズーム変倍前後で視野に対
して一定の比率となるような視野絞り径を算出する。こ
のようにして補正視野絞り径が算出されたならば、メイ
ンコントロール部３０から透過視野絞りコントロール部
３６へ変更指令が送出される。メインコントロール部３
０から変更指令を受信した透過視野絞りコントロール部
３６では計算した視野絞り径となるよう透過視野絞り４
を制御する。

【００６６】このように本実施例によれば、ズームレン
ズ２２の移動に応じて、ＮＤフィルターの組合わせによ
り像面照度を一定に保つ第１の調光処理と、視野絞り径
を制御することにより視野と視野絞りとの比率を一定に
保つ第２の調光処理とを実行するようにしたので、ズー
ム倍率の変更前後で観察条件を維持できると共に、ズー
ム倍率の変更に伴う煩雑な作業を削除することができ、
操作性の改善を図ることができる。

【００６７】なお、上記した第２実施例では第１の調光
処理で透過照明用光源１のランプ電圧が考慮されていな
いが、これはランプ電圧の変更に伴い色温度に影響を与
えないフィルターで光量調整を行っていることを前提と
するからである。ただし、ある範囲内であれば撮影時の
色温度の変動が問題ない場合や、観察時の明るさ補正に
おいてはランプ電圧補正を自動的に行うようにしても良
い。このようなランプ電圧補正を合わせて行うようにす
れば、ズーム倍率の変化に対して非常にリニアな明るさ
補正が可能になる。さらに、透過フィルターユニット３
の代わりに図１８に示すような円盤状のＮＤフィルター
を利用することにより、色温度の変化がなく、リニアな
明るさ調整が可能になる。

【００６８】また、上記した第２実施例では第１の調光
処理でＮＤ値の補正を行うようにしているが、他のパラ
メータを対象とした補正も可能である。次に、本発明の
第３実施例に係る顕微鏡システムについて説明する。

【００６９】本実施例の顕微鏡システムは、光学系及び
制御系の基本的な構成は、前述した第１実施例及び第２
実施例と同様であり、共通部分の説明には図１〜図５を
流用する。

【００７０】本実施例は、メインコントロール部３０の
ＲＯＭ４６に図１６に示す総合倍率選択画面６０−３を
格納しており、メインコントロール部３０のＣＰＵ４５
が総合倍率の選択に応じてレボルバ１０やズームレンズ
２２を駆動し、かつ第２実施例と同様の調光処理を行
う。

【００７１】総合倍率選択画面６０−３は、実現可能な
総合倍率が表示される総合倍率表示領域７０と初期画面
へ戻るためのリターンスイッチ６２とを備えている。Ｃ
ＰＵ４５は、不揮発性メモリ５０に記憶されている図１
０のパラメータテーブルに設定されている対物レンズの
種類とズーム倍率範囲とから、現在のシステム環境で実
現可能な代表的な総合倍率を総合倍率表示領域７０に表
示する。

【００７２】なお、各倍率値は特に指定がなければ自動
的にメインコントロール部３０で設定するが、使用者が
任意の総合倍率を指定することも可能である。また、総
合倍率表示領域７０の各総合倍率表示には、等しい倍率
であるが種別の異なる対物レンズが取付けられる場合を
考慮して、対物登録ナンバーを表示している。

【００７３】次に、このような本実施例の動作について
図１７のフローチャートを参照して説明する。先ず、初
期画面において総合倍率選択用のスイッチ（例えばスイ
ッチＡ）が押下げられると、メインコントロール部３０
がその押下位置に基づいてＲＯＭ４６から図１６に示す
総合倍率選択画面６０−３を読出して表示パネル５２へ
表示させる。

【００７４】次に、操作者から総合倍率選択画面６０−
３における総合倍率表示領域７０の中から所望の総合倍
率表示部が押下げられることによりある総合倍率が選択
されると、以下のようにして対物倍率とズーム倍率とを
算出する。

【００７５】本実施例では、ズームレンズ２２の最小ズ
ーム倍率を基準にして対物倍率を決定し、その決定した
対物からズーム倍率を決定している。例えば、最小ズー
ム倍率が１．２で、１００倍の総合倍率が選択されたと
すれば、（４）式より対物倍率を求める。

【００７６】 対物倍率＝総合倍率／最小ズーム倍率…（４） ＝１００／１．２＝８３．３倍 但し、小数点以下の倍率は、対物レンズの倍率として通
常は存在しないので、算出した対物倍率に最も近い倍率
の対物レンズを図１０のパラメータテーブルに登録され
ている対物レンズの中から選択する。

【００７７】次に、選択した対物レンズの倍率で総合倍
率を除算することによりズーム倍率を求める。例えば、
６０倍の対物レンズを選択したとすれば、（５）式より
ズーム倍率が求められる。

【００７８】 ズーム倍率＝総合倍率／決定した対物レンズ倍率 …（５） ＝１００÷６０＝１．６７倍 このようにしてコントロール部３０が現状のシステム接
続状況で可能な限り総合倍率に近い対物レンズを選択
し、さらに可能な限りズーム倍率を小さく抑えた値で総
合倍率を決定する。

【００７９】次に、現在のレボルバ位置及びズーム倍率
と上記算出した対物レンズ倍率（６０倍）及びズーム倍
率（１．６７倍）とを比較して、現在の対物レンズから
６０倍の対物レンズへ切換えるのに必要なレボルバー１
０の駆動量と、現在のズーム倍率から１．６７倍のズー
ム倍率にするのに必要なズームレンズ２２の移動量とを
算出する。その算出したレボルバー１０及びズームレン
ズ２２に関する駆動量およひ移動量に応じた駆動指令
を、フレームコントロール部３４及び写真撮影コントロ
ール部３２へ送出する。その結果、６０倍の対物レンズ
が光軸上に配置されるようにレボルバー１０が回転さ
れ、且つ１．６７倍のズーム倍率となる位置までズーム
レンズ２２が移動する。

【００８０】このように本実施例によれば、予め実際に
使用する各対物レンズの種別データをメインコントロー
ル部３０に記憶しておき、実現可能な総合倍率をズーム
範囲より計算して代表的な又は任意に設定された総合倍
率を表示し、総合倍率が選択されたならば対物倍率の切
換えに連動して最適ズーム倍率を自動設定するようにし
たので、総合倍率の変更に対する光学的操作を簡略化す
ることができる。しかも、自動設定の際に最小ズーム倍
率を基準にして対物レンズをできる限り総合倍率に近い
倍率で設定しているので、解像度の高い拡大像を得るこ
とができ、操作性、観察性能に優れた顕微鏡を実現でき
る。

【００８１】なお、ズーム倍率の変更に伴う各光学素子
の自動補正と共に、選択対物レンズ毎での補正も必要と
なる。対物レンズ毎での補正は、上記（１）式、（３）
式より明らかなように観察像面での照度Ｌと視野絞り径
について、ズーム倍率変更と同様に、変倍に対する光学
素子の調整により行う。

【００８２】ここで、使用者が特に光学素子の調整を行
わない場合、本システムでは自動的に標準の像面照度お
よび視野絞り、開口絞りを設定するのは上述した通りで
ある。しかし、使用者の意向により、絞りをもう少し絞
り込んだり、或いは像面照度を多少変更する場合があ
る。このため、標準値との差分は各パラメータに対する
補正値としてメインコントロール部３０に記憶してお
き、変倍に伴う自動補正時に使用者の意向に合わせて観
察条件を維持するような制御をかける。この補正値は、
（１）式ではＫｍであり、（３）式ではＫｆである。こ
の他に、開口絞り径についても同様に下記の（６）式に
おけるＫａとして表される値がある。

【００８３】 開口絞り径＝２×ＯＢｎａ×ＣＤｆ×Ｋａ …（６） ただし、ＯＢｎａは使用対物レンズの開口数、ＣＤｆは
コンデンサトップレンズユニットにおけるトップレンズ
焦点距離である。

【００８４】また、上記実施例では総合倍率選択画面に
対物登録ナンバーを表示させたが、これ以外の表示方式
として検鏡法別に総合倍率を表示させるようにしても良
い。例えば蛍光観察用対物レンズ群のみで実現できる総
合倍率を表示する。

【００８５】このような表示方式によれば同一検鏡法で
の倍率変更が容易になる。また、以上の説明では観察光
学系の変倍操作に関して説明したが、この他に写真撮影
光学系やオートフォーカス光学系等における変倍操作に
おいても同様に適用できる。本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
で種々変形実施可能である。

【００８６】

【発明の効果】本発明によれば、ズーム機構を持つ変倍
光学系における倍率指定を、操作者が頻繁に使用する倍
率（例えば写真撮影時の適当な倍率）のダイレクト設
定、又は観察しながら任意の倍率へ連続的に変倍する任
意設定といった２通りの操作方法が使用用途により選
べ、変倍に伴う検鏡，写真フレーム内の観察光量，絞り
比率調整といった操作から解消され、本来の観察操作に
集中できる極めて操作性の高い顕微鏡システムを提供で
きる。

【００８７】また、本発明によれば、総合倍率を指定す
ることで対物切換えに連動して最適なズーム倍率に自動
設定されるため、倍率変更に伴う煩雑な操作を削減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る顕微鏡システムの全
体構成図である。

【図２】図１の顕微鏡システムにおける光学系の構成図
である。

【図３】図１の顕微鏡システムにおける制御系の構成図
である。

【図４】図１の顕微鏡システムにおける各コントロール
部の構成図である。

【図５】表示パネル及び透明タッチスイッチパネルの構
成図である。

【図６】表示パネル及び透明タッチスイッチパネルの平
面図である。

【図７】ズーム固定倍率ダイレクト設定の表示例を示す
図である。

【図８】ズーム任意倍率設定の表示例を示す図である。

【図９】第１実施例に係る顕微鏡システムの動作内容を
示す図である。

【図１０】本発明の第２実施例に係る顕微鏡システムに
おけるパラメータテーブルデータを示す図である。

【図１１】他のパラメータテーブルデータを示す図であ
る。

【図１２】テーブルデータ設定のための表示画面を示す
図である。

【図１３】テーブルデータ設定のための他の表示画面を
示す図である。

【図１４】テーブルデータ設定のためのさらに他の表示
画面を示す図である。

【図１５】第２実施例に係る顕微鏡システムの動作説明
図である。

【図１６】本発明の第３実施例に係る顕微鏡システムに
おける総合倍率選択画面を示す図である。

【図１７】第３実施例に係る顕微鏡システムの動作説明
図である。

【図１８】ＮＤフィルターの構成図である。

【符号の説明】

１…透過照明用光源、３…透過用フィルターユニット、
９…対物レンズ、２２…ズームレンズ、３０…メインコ
ントロール部、３２…写真撮影コントロール部、３３…
ＡＦコントロール部、３４…フレームコントロール部、
３５…透過フィルターコントロール部、３６…透過視野
絞りコントロール部、３７…コンデンサコントロール
部、３８…落射絞りコントロール部、３９…落射フィル
ターコントロール部、４５…ＣＰＵ，４６…ＲＯＭ、４
９…ジョグダイヤル、５０…不揮発性メモリ、５１…透
明タッチパネルスイッチ、５２…表示パネル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 達喜 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−180508（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−172617（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−102266（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−19810（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 21/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ズームレンズを移動させるズーム機構を
   備えた顕微鏡システムにおいて、 前記ズームレンズによる倍率を予め定められている複数
   段階の中から選択する第１の倍率設定手段と前記ズーム
   レンズによる倍率をズーム範囲の中から任意に選択する
   第２の倍率設定手段とを記憶した記憶手段と、 前記第１の倍率設定手段と前記第２の倍率設定手段のい
   ずれの倍率設定手段を使って倍率設定を行うのかを選択
   するための選択手段と、 前記選択手段で選択された倍率設定手段において前記ズ
   ーム機構による倍率設定を行う倍率設定手段とを具備し
   たことを特徴とする顕微鏡システム。
2. 【請求項２】 対物レンズを電動で切換える対物切換機
   構を更に有し、前記ズーム機構及び前記対物レンズを含
   む光学系における観察光量，絞り径等のパラメータのう
   ち少なくとも一つを記憶するパラメータ記憶手段と、 前記ズーム機構の倍率変更時に、前記パラメータ記憶手
   段に記憶されている倍率変更前のパラメータを参照し、
   倍率変更の前後における観察条件の変化を所定範囲内に
   抑える補正手段とを具備したことを特徴とする請求項１
   記載の顕微鏡システム。
3. 【請求項３】 前記補正手段は、倍率変更の前後におい
   て観察光量が一定に維持されるように、前記光学系に設
   けられている調光部材を制御することを特徴とする請求
   項２記載の顕微鏡システム。
4. 【請求項４】 前記補正手段は、倍率変更の前後におい
   て絞り径の視野内比率が一定に維持されるように、前記
   光学系に設けられている調光部材を制御することを特徴
   とする請求項２記載の顕微鏡システム。