JP4374893B2 - Focusing device and microscope equipped with the same - Google Patents

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JP4374893B2
JP4374893B2 JP2003122193A JP2003122193A JP4374893B2 JP 4374893 B2 JP4374893 B2 JP 4374893B2 JP 2003122193 A JP2003122193 A JP 2003122193A JP 2003122193 A JP2003122193 A JP 2003122193A JP 4374893 B2 JP4374893 B2 JP 4374893B2
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focusing
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焦準装置に関する。
【0002】
【従来技術】
従来、モータを用いた顕微鏡の焦準装置において、標本交換時等にステージを高速で退避させるために、退避用のスイッチ、または上方向粗動用ボタンおよび下方向粗動用ボタンを別途用意して焦準部の高速退避を行っている
また、光軸上に配置された対物レンズの種類により対物レンズまたはステージを光軸方向に移動させる焦準部の微動、粗動範囲を予め設定しておき、外部コントローラー部に設けられたジョグを操作した際、顕微鏡本体に内蔵された位置検出器の信号に基づき設定した範囲で微動、粗動の動作を切替えることが行われている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−98256号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記開示例では、観察する標本の厚みや、観察標本の形状によって粗動、微動の範囲が変化する場合、粗動、微動を行う範囲を再設定する必要があり、操作が煩雑となり焦点合わせ作業を効率的に行うことができないという課題がある。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みて行われたものであり、顕微鏡の焦準ハンドルを操作することによって、焦準部の移動速度や移動量を広い範囲で変化させることができる焦準装置およびそれを備えた顕微鏡を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、ステージに載置された標本に対物レンズの焦点を合わせる焦準装置において、前記ステージまたは前記対物レンズを光軸方向に移動させる移動手段と、前記ステージまたは前記対物レンズの移動を指示する焦準ハンドルと、前記対物レンズ毎に予め定められた、前記焦準ハンドルの回転速度に応じて前記移動手段の移動速度を制御する第1の制御モードか、または前記焦準ハンドルの回転数に応じて前記移動手段の移動量を制御する第2の制御モードかの制御情報と、前記焦準ハンドルの操作により前記移動手段を移動させる際、前記制御情報と光路に配置された前記対物レンズの種類とに基づいて前記移動手段を制御する制御部を備えることを特徴とする焦準装置を提供する。
【0007】
また、本発明にかかる焦準装置では、前記第1の制御モードは前記対物レンズが低倍率である場合の制御であり、前記第2の制御モードは前記対物レンズが高倍率である場合の制御であることが好ましい。
【0008】
また、本発明にかかる焦準装置では、前記対物レンズの種類を検出する検出手段をさらに備えることが好ましい
また、本発明では、前記焦準装置を備えることを特徴とする顕微鏡を提供する。
【0010】
【発明の実施形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【0011】
図1は、本発明の実施形態にかかる焦準装置を搭載した顕微鏡の概略構成図を示す。図2は、本発明の実施形態にかかる顕微鏡の照準装置の制御系の概略構成図を示す。図3は、制御系に保存されている単位時間あたりのパルス数と速度との関係を決める単位時間あたりのパルス数対設定速度の例を示す。図4は、制御系に保存されている駆動制御情報データの一例を示す。図5は、顕微鏡に取付けられた対物レンズと駆動制御情報との関係を示す駆動制御情報テーブルの一例を示す。図6は、本発明の実施形態にかかる顕微鏡の焦準装置の動作を示すフローチャートを示す。
【0012】
図1において、顕微鏡本体1に設けられた光源3からの照明光は標本7を透過照明する光であり、不図示の照明光学系を介してステージ5に載置された標本7に照射される。標本からの光は、顕微鏡本体1の対物レンズ切替装置9(以後、リボルバーと記す)に取付けられた複数の対物レンズのうち選択されて光軸に取付けられた対物レンズ11で集光されて、不図示の観察光学系を介して接眼レンズ13に至り、観察者によって観察される。リボルバー9には取付けられた複数の対物レンズを区別するために用いる符号(番号等)が付与されており、光軸に挿入された対物レンズ11のリボルバー9の位置は、後述の対物レンズ位置判別センサ21で検出され上記符号と関係付けられている。
【0013】
顕微鏡本体1の下部の側面には、ステージ5の下部に結合された焦準部15の上下移動の指示を行う焦準ハンドル17が設けられている。また、顕微鏡本体1には、制御部19と、対物レンズ位置判別センサ21と、エンコーダ25と、ステッピングモータ27と、モータドライバ29が設けられている。なお、本実施形態では、ステージを移動させているが、対物レンズを移動させても構わない。
【0014】
制御部19には、リボルバー9の近傍に配設され、光軸上に位置する対物レンズ11が取付けられたリボルバー9の位置を検出する対物レンズ位置判別センサ21と、リボルバー9に装着されている複数の対物レンズの対物レンズ情報(倍率、開口数NA等)とリボルバー9のどの位置にどの対物レンズが取付けられているか等を入力する情報入力装置23(例えば、PCまたは外部端末など)と、焦準ハンドル15に接続され焦準ハンドル15の回転によってパルス信号を発生するエンコーダ25と、ステージ5に結合された焦準部15を上下に移動させるステッピングモータ27の駆動制御を行うモータドライバ29が接続されている。このようにして、焦準装置を搭載した顕微鏡が構成されている。
【0015】
次に、本実施形態にかかる焦準装置の制御系19について説明する。
【0016】
図2において、焦準ハンドル17を回転した際、エンコーダ25から出力された2つの信号、エンコーダ信号A(以後、A信号と記す)とA信号に対して90度位相がずれたエンコーダ信号B(以後、B信号と記す)とは、制御部19の制御回路に入力する。制御回路では、A信号とB信号とから、ステッピングモータ27を後述する速度制御モードで駆動する際に用いる回転方向信号、回転のスタート/ストップを決める回転/停止信号、および回転速度を決める際に用いられる速度信号(単位時間あたりのパルス数)と、ステッピングモータ25を後述するパルス制御モードで駆動する際に用いるUPパルス信号およびDOWNパルス信号が形成される。
【0017】
CPU部には、図3に示す単位時間あたりのパルス数対設定速度、図4に示す対物レンズ特性に対応する駆動制御情報データや各種の制御プログラム等が内蔵されている。そして、情報入力装置23から対物レンズ情報(例えば、対物レンズを装着したリボルバー9の位置と対物レンズの種類や倍率やNA等)が入力された際、図3に示す単位時間あたりのパルス数対設定速度や図4に示す対物レンズ特性に対応する駆動制御情報データから、図5に示すようなリボルバー9の位置と対物レンズ情報と制御モードとを関係付けた駆動情報制御情報テーブルが作成されている。
【0018】
CPU部に対物レンズ位置判別センサ21からリボルバー9の位置情報が入力され、対物レンズ位置判別センサ21の情報により図5に示す駆動情報制御情報テーブルから、対物レンズ11に応じたステッピングモータ27の制御モードが選択されて、制御回路に指示される。なお、対物レンズ位置判別センサ21を使用せず、情報入力装置23から直接使用する対物レンズ情報を入力しても構わない。
【0019】
制御回路では、制御モードの中で速度制御モードとパルス制御モードのどちらが設定されたかに応じて上述の各信号を出力する。
【0020】
速度制御モードとは、焦準ハンドル17の回転速度を検出し、それを基に焦準部15の移動速度を制御するモードである。すなわち、焦準ハンドル17を回転したときエンコーダ25からの単位時間当たりのパルス数によって焦準部15の速度を決めるものである。図3に単位時間あたりのパルス数に対する設定速度のデータを示している。例えば(1)の曲線に従って焦準部15を制御すると、焦準ハンドル17をゆっくり回転させた場合には、焦準部15は遅い速度で動き、焦準ハンドル17を早く回転させた場合には、単位時間あたりのパルス数が増加する以上の速度で焦準部15が動く。
【0021】
図3には3種類の単位時間あたりのパルス数対設定速度曲線((1)(2)(3))を示している。速度制御モード1は、図4において対物レンズのNAが0.15未満の時に用いられる制御モードであり、図3の単位時間あたりのパルス数対設定速度曲線(1)が用いられ最も高速で焦準部15を駆動する。速度制御モード2は、対物レンズのNAが0.15以上0.30未満の場合に図3の単位時間あたりのパルス数対設定速度曲線(2)が用いられ、速度制御モード3は対物レンズのNAが0.30以上0.50未満の場合に図3の単位時間あたりのパルス数対設定速度曲線(3)がそれぞれ用いられる。
【0022】
パルス制御モードとは、焦準ハンドル17の回転数を検出し、それを基に焦準部15の移動量を制御するモードである。すなわち、焦準ハンドル17の回転に際してエンコーダ25から出力されるパルス信号に応じて焦準部15をパルス毎に所定移動量駆動するモードである。例えば、図4において、パルス制御モード1では、焦準ハンドル17を一回転した際、焦準部15が100μmだけ移動する微動モードである。同様に、パルス制御モード2では、焦準ハンドル17を一回転した際、焦準部15が50μmだけ移動する微動モードであり、パルス制御モード3では、焦準ハンドル17を一回転した際、焦準部15が25μmだけ移動する微動モードである。焦準ハンドル17が1回転したときのエンコーダ25から出力されるパルス数は一定であるので、パルス制御モード1から3にしたがって、1パルス当たりの焦準部15の移動量は少なくなり微妙な焦点合わせが可能となる。
【0023】
上記いずれのモードで動作するかは、対物レンズ位置判別センサ21の情報により光軸に挿入されている対物レンズ11に応じてCPU部から送られる制御モード設定信号で切替えられる。
【0024】
対物レンズ11が速度制御モードに対応するNAを有する対物レンズ(例えば、低倍の対物レンズ)である場合、CPU部から制御モード設定信号が制御回路に送られ、制御回路からは速度制御モードに必要な、回転方向信号、回転/停止信号、および速度信号が出力され、CPU部に入力される。CPU部では所定のプログラムにしたがって回転方向と、図3に示されるエンコーダ25からの単位時間あたりのパルス数対設定速度との関係に従って、回転速度信号がモータコントローラに送られ、モータコントローラからモータドライバ29にステッピングモータ27の回転方向信号と回転速度信号が送られて、ステッピングモータ27が所定の速度で回転し焦準部15を所定の速度で移動させる。このとき、ステッピングモータ27が脱調しないようにステッピングモータ27の回転速度が制御される。また、回転スタート時の加速特性や、回転停止時の減速特性なども所定の加速および減速プログラムに従って制御される。
【0025】
対物レンズ11がパルス制御モードに対応するNAを有する対物レンズ(例えば、高倍率の対物レンズ)である場合、CPU部から制御モード設定信号が制御回路に送られ、制御回路からは、パルス制御モードに必要なUPパルス信号またはDOWNパルス信号が出力され、モータコントローラに送られ、モータコントローラからモータドライバ29にステッピングモータ27の制御信号が送られて、ステッピングモータ27が1パルス当たり所定の回転量で回転し焦準部15を設定した移動量で移動させる。
【0026】
なお、制御回路にエンコーダ25から高周波のパルス入力があったときに、ステッピングモータ27の脱調を防止するために、不図示の周波数検出回路を設け高周波のパルスの入力を抑制するようにしても良い。
【0027】
なお、ステッピングモータ27の1ステップ当たりの焦準部15の移動量は設計時点で定められるものであり、顕微鏡の設計により適宜変更可能である。また、上記速度制御モードおよびパスル制御モードの動作は一例を示しており、適宜変更が可能である。
【0028】
なお、NAの大きな対物レンズは焦点深度が浅いため、焦準ハンドル17の回転量と焦準部15の移動量が比例している方が好ましいため、図4においては、NAが小さい対物レンズでは速度制御モードを設定し、NAが大きい対物レンズではパスル制御モードを設定しているが、NAが小さい対物レンズでパルス制御モードを設定し、NAが大きい対物レンズで速度制御モードを採用しても構わない。
【0029】
図6は、本実施形態の焦準装置の動作をフローチャートに示したものである。このフローチャートでは、リボルバー9に取付けられた複数の対物レンズの位置情報は情報入力装置21を介してすでに入力済みとして説明している(例えば、図5に示す駆動制御情報テーブルとなっている)。
【0030】
対物レンズ位置判定センサ21からの情報を基に、現在光軸に挿入されている対物レンズ11を判別する(S1)。CPU部にある駆動制御情報から、対物レンズ11に対応する駆動制御情報を読み出し(S2)、制御回路に送り制御モードを設定する(S3)。焦準ハンドル17を回転してエンコーダ25から回転指示が与えられた際(S4)、制御モードを判別して(S5)、速度制御モードの場合ステップS6とS7を実行し、パルス制御モードの場合ステップS8とS9を実行する。それぞれの制御モードで焦準部15が駆動されて対物レンズ11と標本7との距離が調整されて標本7に焦点合わせが行われる。
【0031】
また、リボルバー9を回転して対物レンズ11を交換した際、ステップS1から動作が開始され、上述のステップS2からS9までが実行されて、交換した対物レンズ11に応じた駆動制御情報が選択されて焦準部15が移動して標本に合焦が行われる。
【0032】
一般に、標本を観察する際には、低倍率の対物レンズで観察を始め、低倍率の対物レンズで標本に焦点を合わせた後、高倍率の対物レンズに交換して標本に焦点を合わせて標本の観察が行われる。
【0033】
低倍の対物レンズ11を使用する場合、焦準部15に結合されたステージ5は、図3で示す単位時間あたりのパルス数対設定速度曲線(1)を用いて制御される。例えば、単位時間あたりのパルス数対設定速度曲線(1)では、焦準ハンドル17を早く回転すると曲線(1)の傾きの急な部分の移動速度がステージ5に与えられるため、ステージ5は高速で移動する。対物レンズ11の位置が合焦近傍に近づくにつれて、観察者は焦準ハンドル17の回転速度を遅くするため、曲線(1)の傾きが緩やかな部分の移動速度がステージ5に与えられステージ5の移動速度が遅くなり焦点合わせが行いやすくなる。選択された対物レンズ11の特性に応じて単位時間あたりのパルス数対設定速度曲線が選択されるので、観察者は容易に焦点合わせが行えるようになる。
【0034】
低倍率の対物レンズ11で合焦した後、リボルバー9を回動して高倍率の対物レンズ11に交換した際(例えば、40倍の対物レンズ)、図5に示す制御モードはパルス制御モード1に切替り、焦準部15は焦準ハンドル17の回転によって対物レンズ11に応じた所定量の微動移動が可能となり、高倍率の対物レンズ11でも標本7に容易に焦点を合わせることができるようになる。この際、低倍率の対物レンズで予め焦点合わせが行われているので、高倍率の対物レンズでは微動モードでも短時間で焦点合わせを行うことができる。このようにして、順次対物レンズの倍率を上げて行くことにより、標本を傷つけることなく焦点合わせを行うことができる。
【0035】
標本7の観察が終わった際には、低倍率の対物レンズ11(例えば、4倍)に切替えて制御モードを高速移動可能な速度制御モードに切替え、焦準部15を高速で移動し標本7を素早く退避し、標本7を交換しても良い。
【0036】
このように、本実施形態にかかる顕微鏡の焦準装置では、光軸に挿入された対物レンズの情報に応じて焦準部(ステージ)の移動モードを切替えることができるため、一般的な顕微鏡と同様に焦準ハンドルのみの操作で焦準ハンドルの操作速度より速い速度や遅い速度で焦準部を移動することができるため、迅速かつ容易に標本に焦点合わせすることが可能となる。
【0037】
なお、本実施形態では、焦準部15がステージ5に結合されてステージ5を駆動している場合について説明したが、焦準部15が対物レンズ部に結合されて対物レンズを駆動して焦点合わせするようにしても良い。
【0038】
また、焦準部15の駆動をステッピングモータ27で行っているが、ステッピングモータ27の代わりにDCモータを用いても良い。なお、DCモータを用いる場合には、モータドライバ29、制御部、およびモータコントローラ等もDCモータに合わせて変更することが必要である。
【0039】
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【0040】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、顕微鏡の焦準ハンドルを操作することによって、焦準部の移動速度や移動量を広い範囲で変化させることができる焦準装置およびそれを備えた顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる焦準装置を搭載した顕微鏡の概略構成図を示す。
【図2】本発明の実施形態にかかる顕微鏡の照準装置の制御系の概略構成図を示す。
【図3】制御系に保存されている単位時間あたりのパルス数対設定速度との関係を決める単位時間あたりのパルス数対設定速度曲線の例を示す。
【図4】制御系に保存されている駆動制御情報データの一例を示す。
【図5】顕微鏡に取付けられた対物レンズと駆動制御情報との関係を示す駆動制御情報テーブルの一例を示す。
【図6】本発明の実施形態にかかる顕微鏡の焦準装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 顕微鏡本体
3 光源
5 ステージ
7 標本
9 対物レンズ切替装置(リボルバー)
11 対物レンズ
13 接眼レンズ
15 焦準部
17 焦準ハンドル
19 制御部
21 対物レンズ位置判別センサ
23 情報入力手段
25 エンコーダ
27 ステッピングモータ
29 モータドライバ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a focusing apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a focusing apparatus for a microscope using a motor, in order to retract the stage at a high speed when exchanging specimens, a retracting switch, or an upward coarse movement button and a downward coarse movement button are separately prepared. The quasi part is retracted at high speed, and the fine movement and coarse movement range of the focusing part that moves the objective lens or stage in the direction of the optical axis according to the type of objective lens arranged on the optical axis is set in advance. When a jog provided in the external controller is operated, fine movement and coarse movement are switched within a range set based on a signal from a position detector built in the microscope body (for example, Patent Document 1). reference.).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-98256
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above disclosed example, when the range of coarse movement and fine movement changes depending on the thickness of the specimen to be observed and the shape of the observation specimen, it is necessary to reset the range of coarse movement and fine movement, which makes the operation complicated and causes the focus There is a problem that the alignment work cannot be performed efficiently.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and a focusing device capable of changing a moving speed and a moving amount of a focusing unit in a wide range by operating a focusing handle of a microscope, and the same It aims at providing the microscope provided with.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the focusing apparatus for focusing the objective lens on the specimen placed on the stage, the stage or the moving means for moving the objective lens in the optical axis direction, and the stage Alternatively , a focusing handle for instructing movement of the objective lens, and a first control mode for controlling a moving speed of the moving unit according to a rotation speed of the focusing handle, which is predetermined for each objective lens , Or control information on whether the second control mode controls the amount of movement of the moving means according to the number of rotations of the focusing handle, and when moving the moving means by operating the focusing handle, There is provided a focusing apparatus comprising a control unit that controls the moving unit based on the type of the objective lens arranged in an optical path .
[0007]
In the focusing apparatus according to the present invention, the first control mode is control when the objective lens has a low magnification, and the second control mode is control when the objective lens has a high magnification. It is preferable that
[0008]
In the focusing apparatus according to the present invention, it is preferable that the focusing apparatus further includes detection means for detecting the type of the objective lens. In the present invention, a microscope characterized by including the focusing apparatus is provided.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a microscope equipped with a focusing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a control system of the microscope aiming device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an example of the number of pulses per unit time versus the set speed that determines the relationship between the number of pulses per unit time and the speed stored in the control system. FIG. 4 shows an example of drive control information data stored in the control system. FIG. 5 shows an example of a drive control information table showing the relationship between the objective lens attached to the microscope and the drive control information. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the microscope focusing apparatus according to the embodiment of the present invention.
[0012]
In FIG. 1, illumination light from a light source 3 provided in the microscope main body 1 is light that transmits and illuminates the specimen 7, and is irradiated onto the specimen 7 placed on the stage 5 via an illumination optical system (not shown). . Light from the specimen is collected by an objective lens 11 selected from a plurality of objective lenses attached to an objective lens switching device 9 (hereinafter referred to as a revolver) of the microscope body 1 and attached to the optical axis, It reaches the eyepiece 13 through an observation optical system (not shown) and is observed by an observer. The revolver 9 is provided with a code (number or the like) used for distinguishing a plurality of attached objective lenses, and the position of the revolver 9 of the objective lens 11 inserted in the optical axis is determined as an objective lens position determination described later. It is detected by the sensor 21 and is associated with the above-mentioned symbol.
[0013]
On the side surface of the lower part of the microscope main body 1, a focusing handle 17 is provided for instructing the vertical movement of the focusing unit 15 coupled to the lower part of the stage 5. The microscope body 1 is provided with a control unit 19, an objective lens position determination sensor 21, an encoder 25, a stepping motor 27, and a motor driver 29. In this embodiment, the stage is moved, but the objective lens may be moved.
[0014]
The control unit 19 is attached to the revolver 9 and an objective lens position determination sensor 21 that is disposed in the vicinity of the revolver 9 and detects the position of the revolver 9 to which the objective lens 11 located on the optical axis is attached. An information input device 23 (for example, a PC or an external terminal) for inputting objective lens information (magnification, numerical aperture NA, etc.) of a plurality of objective lenses and which objective lens is attached at which position of the revolver 9; A motor driver 29 that controls the driving of an encoder 25 that is connected to the focusing handle 15 and generates a pulse signal by rotation of the focusing handle 15 and a stepping motor 27 that moves the focusing unit 15 coupled to the stage 5 up and down. It is connected. In this way, a microscope equipped with a focusing device is configured.
[0015]
Next, the control system 19 of the focusing apparatus according to the present embodiment will be described.
[0016]
In FIG. 2, when the focusing handle 17 is rotated, two signals output from the encoder 25, encoder signal A (hereinafter referred to as A signal) and encoder signal B (90 degrees out of phase with respect to the A signal) Hereinafter, the signal B is input to the control circuit of the control unit 19. In the control circuit, when determining the rotation direction signal, the rotation / stop signal for determining the rotation start / stop, and the rotation speed, which are used when the stepping motor 27 is driven in the speed control mode described later, from the A signal and the B signal. A speed signal (number of pulses per unit time) used and an UP pulse signal and a DOWN pulse signal used when the stepping motor 25 is driven in a pulse control mode to be described later are formed.
[0017]
The CPU section incorporates the number of pulses per unit time shown in FIG. 3 versus the set speed, drive control information data corresponding to the objective lens characteristics shown in FIG. 4, various control programs, and the like. When the objective lens information (for example, the position of the revolver 9 on which the objective lens is mounted and the type, magnification, NA, etc. of the objective lens) is input from the information input device 23, the number of pulses per unit time shown in FIG. From the drive control information data corresponding to the set speed and the objective lens characteristics shown in FIG. 4, a drive information control information table associating the position of the revolver 9, objective lens information, and control mode as shown in FIG. 5 is created. Yes.
[0018]
Position information of the revolver 9 is input from the objective lens position determination sensor 21 to the CPU, and the control of the stepping motor 27 corresponding to the objective lens 11 is performed from the drive information control information table shown in FIG. A mode is selected and directed to the control circuit. The objective lens information used directly may be input from the information input device 23 without using the objective lens position determination sensor 21.
[0019]
The control circuit outputs each of the above signals depending on whether the speed control mode or the pulse control mode is set in the control mode.
[0020]
The speed control mode is a mode in which the rotational speed of the focusing handle 17 is detected and the moving speed of the focusing unit 15 is controlled based on the detected rotational speed. That is, the speed of the focusing unit 15 is determined by the number of pulses per unit time from the encoder 25 when the focusing handle 17 is rotated. FIG. 3 shows set speed data with respect to the number of pulses per unit time. For example, when the focusing unit 15 is controlled according to the curve of (1) , when the focusing handle 17 is rotated slowly, the focusing unit 15 moves at a slow speed, and when the focusing handle 17 is rotated quickly, The focusing unit 15 moves at a speed higher than the number of pulses per unit time increases.
[0021]
FIG. 3 shows three types of pulses per unit time versus set speed curves ( (1) , (2) , (3) ). The speed control mode 1 is a control mode used when the NA of the objective lens is less than 0.15 in FIG. 4, and the number of pulses per unit time versus the set speed curve (1) in FIG. The quasi part 15 is driven. In the speed control mode 2, when the NA of the objective lens is 0.15 or more and less than 0.30, the number of pulses per unit time versus the set speed curve (2) of FIG. 3 is used. When NA is 0.30 or more and less than 0.50, the number of pulses per unit time versus the set speed curve (3) shown in FIG. 3 is used.
[0022]
The pulse control mode is a mode in which the number of rotations of the focusing handle 17 is detected and the movement amount of the focusing unit 15 is controlled based on the detected number. That is, in this mode, the focusing unit 15 is driven by a predetermined amount of movement for each pulse in accordance with a pulse signal output from the encoder 25 when the focusing handle 17 is rotated. For example, in FIG. 4, pulse control mode 1 is a fine movement mode in which the focusing unit 15 moves by 100 μm when the focusing handle 17 is rotated once. Similarly, the pulse control mode 2 is a fine movement mode in which the focusing unit 15 moves by 50 μm when the focusing handle 17 is rotated once. In the pulse control mode 3, the focusing handle 17 is rotated when the focusing handle 17 is rotated once. This is a fine movement mode in which the quasi part 15 moves by 25 μm. Since the number of pulses output from the encoder 25 when the focusing handle 17 makes one rotation is constant, the amount of movement of the focusing unit 15 per pulse decreases according to the pulse control modes 1 to 3, and the delicate focus. Matching is possible.
[0023]
Which mode is operated is switched by a control mode setting signal sent from the CPU according to the objective lens 11 inserted in the optical axis according to the information of the objective lens position determination sensor 21.
[0024]
When the objective lens 11 is an objective lens having an NA corresponding to the speed control mode (for example, a low-magnification objective lens), a control mode setting signal is sent from the CPU unit to the control circuit, and the control circuit enters the speed control mode. Necessary rotation direction signals, rotation / stop signals, and speed signals are output and input to the CPU unit. The CPU section sends a rotation speed signal to the motor controller according to the relationship between the rotation direction according to a predetermined program and the number of pulses per unit time from the encoder 25 shown in FIG. A rotation direction signal and a rotation speed signal of the stepping motor 27 are sent to 29, and the stepping motor 27 rotates at a predetermined speed to move the focusing unit 15 at a predetermined speed. At this time, the rotation speed of the stepping motor 27 is controlled so that the stepping motor 27 does not step out. Further, acceleration characteristics at the start of rotation, deceleration characteristics at the time of rotation stop, and the like are controlled according to a predetermined acceleration and deceleration program.
[0025]
When the objective lens 11 is an objective lens having an NA corresponding to the pulse control mode (for example, a high-magnification objective lens), a control mode setting signal is sent from the CPU unit to the control circuit, and the control circuit sets the pulse control mode. The UP pulse signal or DOWN pulse signal necessary for the output is output and sent to the motor controller, and the control signal for the stepping motor 27 is sent from the motor controller to the motor driver 29. The stepping motor 27 is rotated at a predetermined rotation amount per pulse. Rotate and move the focusing unit 15 by the set amount of movement.
[0026]
When a high frequency pulse is input from the encoder 25 to the control circuit, a frequency detection circuit (not shown) is provided to suppress the input of the high frequency pulse in order to prevent the stepping motor 27 from stepping out. good.
[0027]
Note that the amount of movement of the focusing unit 15 per step of the stepping motor 27 is determined at the time of design, and can be appropriately changed depending on the design of the microscope. The operations in the speed control mode and the pulse control mode are examples, and can be appropriately changed.
[0028]
Since an objective lens having a large NA has a shallow depth of focus, it is preferable that the amount of rotation of the focusing handle 17 and the amount of movement of the focusing unit 15 be proportional. Therefore, in FIG. The speed control mode is set and the pulse control mode is set for the objective lens having a large NA. However, the pulse control mode is set for the objective lens having a small NA and the speed control mode is adopted for the objective lens having a large NA. I do not care.
[0029]
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the focusing apparatus of the present embodiment. In this flowchart, the position information of the plurality of objective lenses attached to the revolver 9 has been described as being already input via the information input device 21 (for example, the drive control information table shown in FIG. 5).
[0030]
Based on the information from the objective lens position determination sensor 21, the objective lens 11 currently inserted in the optical axis is discriminated (S1). The drive control information corresponding to the objective lens 11 is read from the drive control information in the CPU section (S2), and the feed control mode is set in the control circuit (S3). When the focusing handle 17 is rotated and a rotation instruction is given from the encoder 25 (S4), the control mode is discriminated (S5), steps S6 and S7 are executed in the speed control mode, and in the pulse control mode. Steps S8 and S9 are executed. The focusing unit 15 is driven in each control mode, the distance between the objective lens 11 and the sample 7 is adjusted, and the sample 7 is focused.
[0031]
When the revolver 9 is rotated and the objective lens 11 is exchanged, the operation starts from step S1, and the above-described steps S2 to S9 are executed to select drive control information corresponding to the exchanged objective lens 11. Then, the focusing unit 15 moves to focus the sample.
[0032]
In general, when observing a specimen, start observation with a low-magnification objective lens, focus on the specimen with a low-magnification objective lens, and then replace the high-magnification objective lens to focus on the specimen. Observations are made.
[0033]
When the low-magnification objective lens 11 is used, the stage 5 coupled to the focusing unit 15 is controlled using the number of pulses per unit time versus the set speed curve (1) shown in FIG. For example, in the number of pulses per unit time versus the set speed curve (1) , if the focusing handle 17 is rotated quickly, the moving speed of the steep part of the curve (1) is given to the stage 5, so the stage 5 is fast. Move with. As the position of the objective lens 11 approaches the in-focus vicinity, the observer slows down the rotational speed of the focusing handle 17, so that the moving speed of the part where the slope of the curve (1) is gentle is given to the stage 5. The moving speed becomes slow and focusing becomes easier. Since the number of pulses per unit time versus the set speed curve is selected according to the characteristics of the selected objective lens 11, the observer can easily focus.
[0034]
After focusing with the low-magnification objective lens 11, when the revolver 9 is rotated and replaced with the high-magnification objective lens 11 (for example, 40-times objective lens), the control mode shown in FIG. The focusing unit 15 can be moved by a predetermined amount of fine movement according to the objective lens 11 by the rotation of the focusing handle 17 so that the specimen 7 can be easily focused even with the high-magnification objective lens 11. become. At this time, since the focusing is performed in advance with the low-magnification objective lens, the focusing can be performed in a short time even in the fine movement mode with the high-magnification objective lens. In this way, by sequentially increasing the magnification of the objective lens, focusing can be performed without damaging the specimen.
[0035]
When the observation of the specimen 7 is finished, the objective lens 11 (for example, 4 times) having a low magnification is switched to switch the control mode to a speed control mode capable of moving at high speed, and the focusing unit 15 is moved at high speed to move the specimen 7 May be withdrawn quickly and the specimen 7 may be replaced.
[0036]
As described above, in the focusing apparatus of the microscope according to the present embodiment, the movement mode of the focusing unit (stage) can be switched according to the information of the objective lens inserted into the optical axis. Similarly, since the focusing unit can be moved at a speed faster or slower than the operation speed of the focusing handle by operating only the focusing handle, it is possible to focus on the specimen quickly and easily.
[0037]
In the present embodiment, the case where the focusing unit 15 is coupled to the stage 5 to drive the stage 5 has been described. However, the focusing unit 15 is coupled to the objective lens unit to drive the objective lens and focus. You may make it match.
[0038]
Further, although the focusing unit 15 is driven by the stepping motor 27, a DC motor may be used instead of the stepping motor 27. When a DC motor is used, it is necessary to change the motor driver 29, the control unit, the motor controller, and the like according to the DC motor.
[0039]
The above-described embodiment is merely an example, and is not limited to the above-described configuration and shape, and can be appropriately modified and changed within the scope of the present invention.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by operating the focusing handle of the microscope, the focusing device capable of changing the moving speed and moving amount of the focusing unit in a wide range and the microscope including the same Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a microscope equipped with a focusing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a control system of a microscope aiming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows an example of the number of pulses per unit time versus the set speed curve for determining the relationship between the number of pulses per unit time stored in the control system and the set speed.
FIG. 4 shows an example of drive control information data stored in the control system.
FIG. 5 shows an example of a drive control information table showing a relationship between an objective lens attached to a microscope and drive control information.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the microscope focusing apparatus according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Microscope body 3 Light source 5 Stage 7 Sample 9 Objective lens switching device (revolver)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Objective lens 13 Eyepiece 15 Focusing part 17 Focusing handle 19 Control part 21 Objective lens position discrimination sensor 23 Information input means 25 Encoder 27 Stepping motor 29 Motor driver

Claims (4)

ステージに載置された標本に対物レンズの焦点を合わせる焦準装置において、
前記ステージまたは前記対物レンズを光軸方向に移動させる移動手段と、
前記ステージまたは前記対物レンズの移動を指示する焦準ハンドルと、
前記対物レンズ毎に予め定められた、前記焦準ハンドルの回転速度に応じて前記移動手段の移動速度を制御する第1の制御モードか、または前記焦準ハンドルの回転数に応じて前記移動手段の移動量を制御する第2の制御モードかの制御情報と、前記焦準ハンドルの操作により前記移動手段を移動させる際、前記制御情報と光路に配置された前記対物レンズの種類とに基づいて前記移動手段を制御する制御部を備えることを特徴とする焦準装置。
In the focusing device that focuses the objective lens on the specimen placed on the stage,
Moving means for moving the stage or the objective lens in the optical axis direction;
A focusing handle for instructing movement of the stage or the objective lens;
A first control mode for controlling the moving speed of the moving means according to the rotational speed of the focusing handle, which is predetermined for each objective lens , or the moving means according to the rotational speed of the focusing handle. On the basis of the control information on the second control mode for controlling the movement amount of the lens and the type of the objective lens arranged in the optical path when the moving means is moved by operating the focusing handle. A focusing apparatus comprising a control unit for controlling the moving means.
前記第1の制御モードは前記対物レンズが低倍率である場合の制御であり、前記第2の制御モードは前記対物レンズが高倍率である場合の制御であることを特徴とする請求項1に記載の焦準装置。 The first control mode is control when the objective lens has a low magnification, and the second control mode is control when the objective lens has a high magnification. The focusing device described. 前記対物レンズの種類を検出する検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の焦準装置。  The focusing apparatus according to claim 1, further comprising detection means for detecting a type of the objective lens. 請求項1から3のいずれか1項に記載の焦準装置を備えることを特徴とする顕微鏡。  A microscope comprising the focusing device according to any one of claims 1 to 3.
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