JP4493115B2 - 光学素子切り換え装置及びその装置を搭載する光学顕微鏡 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の検鏡法に必要な部位の切り換えを自動的に行う光学素子切り換え装置と、その装置を搭載する光学顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、光学素子の切り換えを行う場合は、操作者が手動により、明視野、暗視野、微分干渉等の各種検鏡法に必要となる光学素子を挿脱していた。例えば、落射（反射）微分干渉検鏡の場合には、通常使用する明視野検鏡に加えて、ポラライザ、ノマルスキープリズム、アナライザ等を光路中に挿入する必要がある。
【０００３】
前記ポラライザは、照明光路中に挿入され、照明光を特定の振動方向の直線偏光にする光学素子である。ノマルスキープリズムは、このポラライザを通過した直線偏光を互いに振動方向に直交する２つの直線偏光に分解すると共に観察試料からの２つの光を再び重ね合せる光学素子である。
【０００４】
落射観察の場合には、照明光用と観察光用を兼ねた１つのノマルスキープリズムが必要となり、また透過観察では照明光用と観察光用に一対のノマルスキープリズムが必要となる。アナライザは、ノマルスキープリズムを通過した光束を同一の振動方向に揃えて干渉させる光学素子である。
【０００５】
さらに、背景色を変化させてコントラストを調整するために、移動機構若しくは、回転機構が設けられている。前記移動機構は、ノマルスキープリズムを光軸と直交する方向に移動させる。また、前記回転機構は、ポラライザ若しくはアナライザを光軸と直交する面内で、その近傍に配置された１／４波長板に対して相対的に回転させる。通常、これら移動機構や回転機構の操作部を手動操作して、コントラスト調整を行なっていた。
【０００６】
但し、前記ノマルスキープリズムは、すべての対物レンズに対して、ただ１つのものを用いれば良いのではない。観察に用いる対物レンズに合わせてシェアリング量（直交する２つの直線偏光の分割量）の異なるタイプを用いた方が、より適切にコントラストをつけることができる。そのため、２つ若しくはそれ以上のノマルスキープリズムを選択された対物レンズに応じて切り換えて使用することもある。
【０００７】
また前記ノマルスキープリズムのローカライズ位置（すなわち、互いに直交する２つの直線偏光が交わる位置）は、対物レンズの瞳位置に合わせて使用するため、瞳位置の異なる対物レンズを切り換えて使用する際に、ノマルスキープリズムの光軸方向の位置を移動させる必要がある。通常、このような対物レンズの切り換えに伴うノマルスキープリズムの切り換えは、顕微鏡使用者の手動操作で行っていた。
【０００８】
例えば、実用新案登録公報第２５５６０９８号には、図２３及び図２４に示すノマルスキー式干渉コントラスト方式の顕微鏡が開示される。この顕微鏡は、低倍率対物レンズ専用のノマルスキープリズム１及び高倍率対物専用のノマルスキープリズム２を有するターレット３と、ノブ４を回すことにより、ギア５，６を介して、ターレット３を上下移動させる昇降駆動機構と、使用する対物レンズの倍率によってターレット３を回転させてノマルスキープリズムを選択する切り換え機構とを備えている。
【０００９】
この顕微鏡によれば、前記ターレット３を回転させることにより、２種類のノマルスキープリズム１，２を使い分けることができる。
【００１０】
またノマルスキープリズム１，２の横方向中央線をターレット３の円周方向に一致するよう配置しているため、ターレット３を微小回転させることにより背景色を変化させることができる。また前記昇降駆動機構によりターレット３を上下移動させることにより、各対物レンズのバックフォーカス位置（瞳位置）とノマルスキープリズムのローカライズ位置を一致させることができるようになっている。
【００１１】
また、特開昭６３−１３３１１５号公報には、各種光学部材を光路中に挿脱することによって異なる検鏡法が選択可能な顕微鏡が開示される。
【００１２】
この顕微鏡は、記憶部、指令部及び挿脱制御部を有している。ここで、前記記憶部は、各検鏡法に対応した各光学部材の挿脱状態を記憶する。前記指令部は、操作部材の操作により指令された検鏡法に対応した指令信号を出力する。前記挿脱制御部は、指令信号に応答して指令された検鏡法に対応する各光学部材の挿脱状態を記憶部から読み出し、挿脱部に光学部材の挿脱を制御する信号を出力する。
【００１３】
この顕微鏡によれば、従来のように各光学部材を手動操作して光路に挿脱する手間が省け、操作部材の操作のみで所望する検鏡法を自動的に選択することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した実用新案登録公報第２５５６０９８号に記載される顕微鏡では、ターレット３の微小回転のみにより干渉色を変化させるように構成している。この場合、ノマルスキープリズムは、ターレット３の回転に沿った円弧を描いて移動することとなり、背景色を変化させる際には、ノマルスキープリズムの光学軸がポラライザやアナライザの振動方向に対して、正しい方向から少しずれ、本来の光学性能が引き出せないという問題がある。
【００１５】
さらに対物レンズの切り換えに伴って、ターレット３を回転させて、ノマルスキープリズムを低倍率対物レンズ用から高倍率対物レンズ用に切り換える場合、あるいはその逆に切り換える場合、切り換え前に観察していた背景色と同じ背景色に再度調整するのに手間が掛かっていた。
【００１６】
また、ノマルスキープリズムの種類によってシェアリング量が異なるため、ターレットの回転に対する背景色の変化の割合は、プリズムの種類毎に異なってしまい、観察者に違和感を与えてしまうという問題もあった。
【００１７】
さらに、観察者によって観察を行う背景色、すなわちリターデーションの位置はほぼ決まっているにもかかわらず、観察を必要とする位置と観察を必要としない位置でのプリズム駆動の感度を変化させることができないため、必ずしも操作性が良いとはいえない。
【００１８】
また、前述した特開昭６３−１３３１１５号公報では、マイクロコンピュータが記憶回路に記憶されている微分干渉観察時の各種光学部材の挿脱状態を読み出して挿脱制御指令を行い、その結果、光路中の対物レンズに対応するノマルスキープリズム、偏光板、１／４波長板をはじめとする光学部材が光路中に挿入される。
【００１９】
そして微分干渉観察時は、背景色を変化させてコントラスト調整を行うために、前述したノマルスキープリズムを光軸と直交する方向に移動させる移動機構、あるいは前記ポラライザあるいはアナライザを光軸と直交する面内で、その近傍に配置された１／４波長板に対して相対的に回転させる回転機構が必要であるが、本公報には、その技術は開示されておらず、実施可能か判定できない。
【００２０】
また背景色を変化させるために、ポラライザあるいはアナライザを回転させる方式は、比較的電動化しやすいが、反面、光学性能上は、ノマルスキープリズム自体を移動させる方式に比べて、以下に述べるような点において劣るという欠点がある。
【００２１】
第１に、位相差の変化量が、−λ／２〜＋λ／２しか確保できないため、高次の鋭敏色領域の背景色が出せない。
【００２２】
第２に、照明光を導入するハーフミラーの影響でポラライザ、１／４波長板を通過した光が完全な円偏光ではなくなるため、コントラストが低下する。
【００２３】
第３に、１／４波長板は特定の波長でのみ１／４波長板としての効果を有していて他の波長域では１／４波長からずれてしまうため、色付きが生じる。
【００２４】
第４に、素子そのものの有するくさび角によって素子の回転にともなって像が移動する。
【００２５】
そこで本発明は、微分干渉観察における光学性能を最大限発揮できるような構成で、且つ検鏡法の切り換えならびに観察時の調整を自動化するとともに、観察者に背景色の調整操作の違和感を与えない光学素子切り換え装置及びその装置を搭載する光学顕微鏡を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本出願の請求項１に係る発明は、固定基板に対して回転可能に設けられ、複数の光学素子が配置されたターレットと、前記ターレットに駆動力を与える駆動手段と、前記駆動手段が発生する駆動力を前記ターレットに伝達するための伝達手段と、前記ターレットを回転させ、該ターレット上の光学素子を、選択的に光学系の光路上に位置決め保持する位置決め手段と、前記ターレット上で前記光学素子を移動可能に保持する案内手段と、前記固定基板上に設けられ、前記ターレットの外側より前記光路上に停止した前記光学素子を前記案内手段の移動方向に沿って移動させる１つの光学素子移動手段と、前記駆動手段及び前記光学素子移動手段のうち少なくとも一方の動作を制御する制御部と、を具備することを特徴とする光学素子切り換え装置である。光学素子移動手段は、光学素子切り換え装置の固定部に設けられるとともに、前記ターレットが位置決め手段によって、所定位置に位置決めされている時に光路上に停止した光学素子を案内手段の移動方向に沿って移動させる。
【００２７】
また、本出願の請求項２に係る発明は、固定基板に対して回転可能に設けられ、複数の対物レンズのうち少なくとも１つを選択的に光学系の光路上に配置するための第１の切り換え手段と、前記選択された対物レンズを位置決め保持する第１の位置決め手段と、前記第１の切り換え手段を駆動する第１の駆動手段と、前記固定基板に対して回転可能に設けられ、複数の検鏡法に対応する複数の光学素子のうち少なくとも１つを選択的に前記光路に配置するための第２の切り換え手段と、前記選択された光学素子を位置決め保持する第２の位置決め手段と、前記第２の切り換え手段を駆動する第２の駆動手段と、前記第２の切り換え手段に設けられ、前記第２の切り換え手段上で前記光学素子のそれぞれを移動可能に保持する案内手段と、前記固定基板上に設けられ、前記第２の切り換え手段の外側より前記光路上に停止した前記光学素子を、前記案内手段の移動方向に沿って移動させる１つの光学素子移動手段と、前記第１の駆動手段、前記第２の駆動手段及び前記光学素子移動手段のうち少なくとも１つの動作を制御する制御部と、を具備することを特徴とする光学素子切り換え装置である。
【００２８】
さらに、本出願の請求項７に係る発明は、複数の検鏡法に対応する光学素子を切り換え可能に備える光学素子切り換え装置を搭載し、倍率の異なる複数の対物レンズを切り換え可能な光学顕微鏡において、固定基板に対して回転可能に設けられ、少なくとも１つの前記対物レンズを装着可能な第１のターレットと、前記第１のターレットを回転させて、観察試料の光像が通過する光路上に前記対物レンズを選択的に配置する第１の駆動手段と、前記固定基板に対して回転可能に設けられ、複数の光学素子を装着可能で、前記光路上に配置された対物レンズの光軸に直交する面内で回転可能に保持される第２のターレットと、前記第２のターレット上に設置され、前記光学素子を移動可能に保持する案内手段と、前記第２のターレットを回転して、前記光学素子または前記第２のターレットに設けられる空穴を前記光路上に選択的に配置する第２の駆動手段と、前記固定基板上に設けられ、前記第２のターレットの外側より前記光路上に停止した光学素子を前記案内手段の移動方向に沿って移動させる１つの光学素子移動手段と、前記光路上に配置される前記対物レンズ及び前記光学素子を選択指示するための操作部と、前記操作部によって選択指示された前記対物レンズ及び前記光学素子を、それぞれ前記光路上に配置するように、前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段を駆動制御し、かつ前記光学素子を移動させるように前記光学素子移動手段を駆動制御する制御部と、を具備することを特徴とする光学顕微鏡である。
【００２９】
以上のような構成の光学素子切り換え装置及び光学顕微鏡は、駆動手段がターレットを回転させて、対物レンズが配置される光路に対して、択一的に光学素子を配置し位置決めされる。さらに、その光学素子は、光学素子移動手段によってターレット上で所定の方向に移動され、併せて切り換え動作時にコントラスト等の調整や必要な補正が行われる。これにより、複数の検鏡法に対応した光学素子や対物レンズの切り換えならびに観察時の調整を自動化することが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３１】
図１（ａ）は、本発明の光学素子切り換え装置の概念的な構成を示す図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す線分Ａ−Ａのガイド機構を伴う光学素子の断面構成を示す図である。
【００３２】
この光学素子切り換え装置は、ガイド機構１０によって、それぞれガイドされる方向に沿って直線移動可能に支持される光学素子（プリズム）１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び空孔１３が設けられたターレット１１と、ターレット１１を回転させるモータ１４と、モータ１４の回転軸に取付けられ、ターレット１１の外周に設けられたギヤ１５に噛み合うピニオンギヤ１６と、前記ターレット１１の停止位置を決めるクリック停止機構１７と、クリック停止機構１７により光路（後述する対物レンズの光軸）９上に配置された光学素子１２をガイド機構１０の運動方向に沿って移動させるモータ１８とで構成される。
【００３３】
前記ターレット１１には、光学素子を装着するための複数の孔を有しており、前記空孔１３は、光学素子が未装着の孔であり、光学素子を装着する場合に、１つは空孔１３として用いるものとする。
【００３４】
前記クリック停止機構１７は、光学素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び空孔１３が光路上に停止するように位置決めするものであり、前記ターレット１１外周を４等分した停止位置に基づく箇所に停止用部材が配置されいてる。図１（ａ）においては、光学素子１２ａが光路９の上にある場合を示している。
【００３５】
このガイド機構１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、ターレット１１に固定され、両サイドにＶ溝が形成された矩形状の固定部１９と、Ｖ溝にベアリング等を介在させて、移動可能に取り付けられた移動部２０とで構成され、移動部２０には、プリズム１２がはめ込まれた枠部２２が一体的に構成されている。
【００３６】
このガイド機構１０により、光学素子１２がガイド方向に沿って直線的に移動可能となっており、モータ１８の軸２１が押し出されて、移動部２０若しくは枠部２２の所定箇所を押して移動させる。軸２１が当たる箇所に専用の部材を設けてもよい。前記軸２１は、移動部２０、枠部２２及び光学素子１２とは連結されていない。
【００３７】
また、押し出された軸２１が後退した場合に、移動された光学素子１２が元の初期位置に戻るようにスプリングバネ等を取り付けてある。光学素子１２はモータ１８により移動されない限り、ターレット上での初期位置を維持する。この初期位置に戻す部材として、スプリングバネだけでなく、磁石、ゴムからなる弾性部材若しくはゼンマイバネ等を用いることが考えられる。
【００３８】
この光学素子切り換え装置においては、モータ１４によりターレット１１が回転され、３つの光学素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び空孔１３のうち、いずれか１つが選択され、クリック停止機構１７によりターレット１１の停止位置が決められて停止し、光路上に配置される。そして、光路上に配置された光学素子１２をガイド機構１０ａ，１０ｂ，１０ｃのガイド方向（矢印）に沿って、モータ１８で移動する。
【００３９】
この時、例えば顕微鏡等に光学素子切り換え装置を搭載した場合には、良好な観察状態となるように、コントラスト等の調整や補正を行う。
【００４０】
図２には、本発明による第１の実施形態に係る光学素子切り換え装置の断面構成を示し説明する。図３には、この光学素子切り換え装置の主要部を示す平面構成を示す。
【００４１】
図２においては、複数の対物レンズのうちの１つが光軸上に位置するように選択するための対物レンズ切り換え装置３１と一体的に構成された光学素子切り換え装置３２を示している。
【００４２】
この光学素子切り換え装置３２において、顕微鏡に搭載するための取付部材５１には固定軸５２が固定される。この固定軸５２にベアリング５３ａ，５３ｂを介在させて、回転部材５５が回転自在に取り付けられる。この回転部材５５には、ターレット５４が取り付けらている。
【００４３】
前記ターレット５４上には、３つの直動ガイド５６ａ，５６ｂ，５６ｃが各々９０度の角度をなして取付けられ、これら直動ガイド５６ａ，５６ｂ，５６ｃのそれぞれ可動部にプリズム枠５８ａ，５８ｂ，５８ｃが保持される。これらのプリズム枠５８ａ，５８ｂ，５８ｃには、種類の異なるノマルスキープリズム５７ａ，５７ｂ，５７ｃがそれぞれ固定される。前記ノマルスキープリズム５７ａ，５７ｂ，５７ｃは、ターレット５４の開口部５４ａ，５４ｂ，５４ｃ内で、それぞれが直線方向（ガイド方向）に移動可能である。本実施形態では、直動ガイドが各々９０度の角度をなして取付けたが、これに限定されるものではない。
【００４４】
さらに前記ターレット５４上には、ノマルスキー微分干渉観察以外の観察時に、光路上に配置され、中心部とその周辺部に開口を有する筒状部材５８ｄが設けられている。
【００４５】
そして前記回転部材５５の外周部には、４つのＶ溝５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄが９０度毎に設けられ、前記取付部材５１の側面には、先端部でＶ溝にボール５９をバネ力で押さえ付けるクリックバネ６０が設けられている。
【００４６】
これらのＶ溝５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ、ボール５９、クリックバネ６０は、回転するターレット５４の９０度毎の停止位置を決めるための位置決め部となる。
【００４７】
この構成により、回転するターレット５４を筒状部材５８及びノマルスキープリズム５７ａ，５７ｂ，５７ｃが光路上に４５度の角度を持って停止できる。
【００４８】
次に、直動ガイド５６ａ，５６ｂ，５６ｃのそれぞれ可動部の一端には、ターレット５４に固定された引っ張りバネ６１ａ，６１ｂ，６１ｃが取付けられ、ターレット５４の外方向に向かって常に引っ張られている。後述するリニアステッピングモータ６２の軸先端部がプリズム枠に接していない場合には、プリズム枠は、初期位置に保持される。
【００４９】
また取付部材５１には、その軸が回転進退するリニアステッピングモータ６２が４５度の方向をなして設置される。前述した位置決め部により、光路上にプリズム枠５８ａ，５８ｂ，５８ｃのいずれか１つが配置されると、そこに配置されたプリズム枠を軸先端部で押すことにより、ノマルスキープリズム５７ａ，５７ｂ，５７ｃが移動する。
【００５０】
このリニアステッピングモータ６２は、その軸先端が移動されたノマルスキープリズム５７ａ，５７ｂ，５７ｃに対して、退避する方向に駆動させると、軸先端部が途中から接触していたプリズム枠５８ａ，５８ｂ，５８ｃから離れて、リミットセンサとして機能する基準位置センサ８８により、基準位置で停止する。
【００５１】
一方、取付部材５１に延設されたベース板６３には、モータ台６４を介してターレット５４を回転させるためのモータ６５が配置され、このモータ６５の回転軸６５ａにはターレット５４の外周部に設けられたギヤ５４ｇと噛み合うピニオンギヤ６６及び切欠き部６７ａが形成された円板６７が取り付けられる。またモータ台６４には、円板６７の回転状態を検知するフォトインタラプタ等のフォトセンサ６８が配置されている。
【００５２】
これらの円板６７及びフォトセンサ６８は、ターレット５４がプリズムと係合している状態を検知する係合センサを構成しており、ターレット５４が位置決め部により位置決めされている時には、円板６７の切欠き部６７ａが係合センサ６８により必ず検知されるようになっている。
【００５３】
前記ターレット５４上方には、ターレット５４の回転位置を認識するための２個の磁石６９ａ，６９ｂが配置される。これらの磁石６９ａ，６９ｂに対向して取付部材５１の下側には、２個のホールセンサ７０ａ，７０ｂがそれぞれ取付けられている。これらの磁石６９ａ，６９ｂとホールセンサ７０ａ，７０ｂの対向状態によって、ホールセンサ７０ａ，７０ｂの組合せで、４通りの信号を出力する。図３に示すように黒丸印は、磁石があることを、白丸印は磁石がないことをそれぞれ示している。
【００５４】
図４を参照して、前記磁石６９ａ，６９ｂとホールセンサ７０ａ，７０ｂによるターレットの回転位置の認識方法について説明する。
【００５５】
まず、ノマルスキープリズム５７ａが光路中に配置される状態の時、磁石６９ａ，６９ｂはいずれもホールセンサ７０ａ，７０ｂによって検出されない（図４の状態１）。
【００５６】
前記ノマルスキープリズム５７ｂが光路中に配置される状態の時（すなわち図３の状態の時）、磁石６９ａのみがホールセンサ７０ａによって検出されＯＮの状態となる（図４の状態２）。
【００５７】
前記ノマルスキープリズム５７ｃが光路中に配置される状態の時、磁石６９ａ，６９ｂがそれぞれホールセンサ７０ａ，７０ｂによって検出され、ともにＯＮ状態となる（図４の状態３）。
【００５８】
前記ノマルスキー微分干渉観察以外の時、すなわち筒状部材５８ｄが光路中に配置された時、磁石６９ｂのみがホールセンサ７０ｂによって検出され、ＯＮの状態となる（図４の状態４）。
【００５９】
このようにターレット５４の回転位置は、ホールセンサ７０ａ，７０ｂの信号の組合せにより、４通りの出力信号により認識することができる。
【００６０】
次に、対物レンズ切り換え装置の構成を図２及び図５を参照して説明する。
【００６１】
前述した取付部材５１に固定された支持部材７１にレボルバー７２が、ガイドとしても機能する多数のボール７３を介して回転自在に支持されている。このレボルバー７２は、異なる倍率を有する複数（ここでは、５個）の対物レンズ７４ａ〜７４ｅが装着可能な対物レンズ取付部７２ａ〜７２ｅを有している。レボルバー７２の外周部分には５個の対物レンズ取付部７２ａ〜７２ｅに対応した係合溝Ｖａ〜Ｖｅが円周上の５箇所に形成されている。
【００６２】
一方、支持部材７１の上面には、先端にクリックボール７５が固定された板バネ７６が固定されている。板バネ７６は、クリックボール７５をレボルバー７２の外周の係合溝Ｖａ〜Ｖｅに押し付けるように作用し、クリックボール７５が係合溝Ｖａ〜Ｖｅに係合された時、レボルバー７２上に装着された各対物レンズ７４ａ〜７４ｅが光軸に正確に一致するようになっている。これらの板バネ７６及びクリックボール７５は、レボルバー７２と支持部材７１との間で所定の係合力を有して接触する係合部を構成している。
【００６３】
前記ベース板６３には、モータ台７７を介してモータ７８が取付けられている。レボルバー７２の外周には、モータ７８の回転を減速しつつレボルバー７２に回転を伝達するための歯車７９が設けられ、モータ７８の回転軸７８ｒに固定された歯車８０と噛み合うように構成されている。
【００６４】
この歯車８０には、切欠き部８１ａを有する円板８１が取付けられている。この円板８１に相対するようにフォトインタラプタ等のフォトセンサ８２がモータ台７７に取付けられている。この円板８１とフォトセンサ８２は、レボルバー７２の停止位置信号を発生する停止センサを構成しており、レボルバー７２の外周の係合溝Ｖａ〜Ｖｅにクリックボール７５が係合される時、フォトセンサ８２が円板８１の切欠き部８１ａを検出するように配置されている。
【００６５】
さらにレボルバー７２には、３個の識別子例えば、指標用磁石８３が取付けられる。また、これらと相対する支持部材７１の円周上には、３個のセンサ例えば磁気を検知するホール素子８４が取付けられている。これら指標用磁石８３とホール素子８４とが対物レンズ取付部７２ａ〜７２ｅを識別する種別センサを構成している。
【００６６】
これらの対物レンズ取付部７２ａ〜７２ｅを識別する方法は、２ビットと３ビットの違い以外は、前述した図４と同様であり、ここでの説明は省略する。
【００６７】
次に図６には、本実施形態の光学素子切り換え装置の回路構成を概念的に示し説明する。
【００６８】
本実施形態において、ＣＰＵ９１には、コントローラ８５、係合センサ８６、種別センサ８７、基準位置センサ８８、ドライバ９２，９３を介してモータ６５，６２及び対物レンズ切り換え装置３１が接続される。
【００６９】
このＣＰＵ９１は、各センサにより検出された信号に基づく駆動制御信号により、ドライバ９２，９３，９４を介してモータ６２，６５，７８を駆動させる。
【００７０】
前記対物レンズ切り換え装置３１は、対物レンズを切り換えるためにレボルバーを回転させるモータ７８と、モータ７８を駆動するドライバ９４と、対物レンズ種別を判別する種別センサ９０と、レボルバーの回転停止位置を検出する停止センサ８９とで構成される。
【００７１】
前記コントローラ８５には、図７に示すように、ノマルスキー観察指示用スイッチ９６Ｃ、プリズム駆動量指示用ジョグエンコーダ９７、その他検鏡法切り換え指示用スイッチ９６Ａおよび９６Ｂ、対物レンズ切り換え指示用スイッチ９８、ステージ駆動量指示用ジョグ（ＪＯＧ）エンコーダ９９、顕微鏡各部の状態を表示する表示部１００等が備えられている。また、ＣＰＵ９１には、必要に応じて顕微鏡各部の情報を記憶するメモリ９５が接続されている。
【００７２】
図８のフローチャートを参照して、このように構成された本実施形態の動作について説明する。
【００７３】
まず、操作者がコントローラ８５のスイッチを操作して、対物レンズ切り換え指示が入力されると（ステップＳ１）、ＣＰＵ９１がモータ７８の回転方向を判断して、ドライバ９４にモータ７８の回転指示を与える（ステップＳ２）。
【００７４】
このモータ７８が始動された後、停止センサ８９の信号により、レボルバー７２の停止位置に達したか否かが判断される（ステップＳ３）。ここで、停止位置であると判断された場合には（ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１からドライバ９４にモータ７８の停止指示が与えられ、モータ７８が停止する（ステップＳ４）。
【００７５】
次に、モータ７８の停止と同時にＣＰＵ９１が、種別センサ９０の出力により切り換え後の対物レンズの種別を確認する（ステップＳ５）。この確認の後、ＣＰＵ９１が切り換え前と異なるノマルスキープリズムを使用する必要があるか否か判断し（ステップＳ６）、必要があると判断したならば（ＹＥＳ）、ノマルスキープリズムの位置を決めているリニアステッピングモータ６２をリミット位置（基準位置）まで退避させるように、ドライバ９３に駆動指示を与える（ステップＳ７）。
【００７６】
そしてＣＰＵ９１は、基準位置センサ８８の出力からリニアステッピングモータ６２がリミット位置まで退避したことを確認したならば（ステップＳ８）、ＣＰＵ９１は、リニアステッピングモータ６２の駆動パルス数をメモリ９５に記憶する（ステップＳ９）。その後、ＣＰＵ９１はドライバ９２に駆動指示を与え、ターレット５４を回転させるモータ６５を駆動する（ステップＳ１０）。
【００７７】
次に、ＣＰＵ９１は種別センサ８７の出力により目的のノマルスキープリズムが光路上に位置したか否かを判断し（ステップＳ１１）、目的のノマルスキープリズムが位置した場合には（ＹＥＳ）、次にターレット５４の係合範囲であることを検出して（ステップＳ１２）、検出されたならば（ＹＥＳ）、モータ６５を停止させる信号をドライバ９２に与えて、モータ６５を停止させる（ステップＳ１３）。
【００７８】
このモータ６５が停止すると同時に、ＣＰＵ９１は再度、種別センサ８７によりノマルスキープリズムの種別を確認して（ステップＳ１４）、前にメモリに記憶したリニアステッピングモータ６２のパルス数を読み出して、リニアステッピングモータ６２を元の位置まで戻すようにドライバ９３に指示を与える（ステップＳ１５）。
【００７９】
そしてリニアステッピングモータ６２が元の位置に戻った後、ＣＰＵ９１は、切り換わった対物レンズ及びノマルスキープリズムの種別をコントローラ８５の表示部に表示する（ステップＳ１６）。
【００８０】
このような一連の切り換え動作が完了した後、次の切り換え指示が入力されるまで待機する（ステップＳ１７）。
【００８１】
ここで、背景色を変化させたい場合には、ジョグ（ＪＯＧ）エンコーダ９９を操作する。この操作について説明する。
【００８２】
図９は、背景色調整の第１例を示すフローチャートである。
【００８３】
まず、ＣＰＵ９１は、ジョグエンコーダ９９から入力信号があったか否かを判別する（ステップＳ２１）。この判別で、入力された信号があった場合（ＹＥＳ）、ノマルスキープリズムが変更されたか否か検出する（ステップＳ２２）。そして、種別センサ８７によって選択されて光路上に配置されたプリズムの種別を検出する（ステップＳ２３）。検知されている光路上にあるノマルスキープリズムの種別に基づき、メモリ９５内に記憶されるデータ（移動量テーブル）から選択して、ジョグエンコーダ９９の１回転の入力に対するノマルスキープリズムの駆動量を読み出す（ステップＳ２４）。
【００８４】
そして、ジョグエンコーダ９９からプリズム駆動の指示があった場合には、先に選択されたプリズム駆動量に基づき、プリズムの駆動が行われる（ステップＳ２５）。その後、待機状態となる（ステップＳ２６）。
【００８５】
また、対物レンズの切り換えに伴うノマルスキープリズムの切り換えが行われると、その都度ＣＰＵ９１は、前述した様にプリズム駆動量の選択を行う。そして選択されたプリズム駆動量に基づくジョグエンコーダ９９の入力操作によりノマルスキープリズムの駆動が行われる。
【００８６】
なお、前記格納データにおけるジョグエンコーダ９９の入力信号とノマルスキープリズムの駆動量との関係は、いずれのプリズムにおいてもジョグエンコーダー９９の１回転の入力に対して同一のリターデーション変化を示すようなプリズム駆動量を関係付けるものである。具体的には、予め設定された図１０に示すような各プリズムの移動量に対するリターデーションの変化量に基づき、図１１に示すように、ジョグエンコーダー９９の１回転の入力に対し、いずれのプリズムにおいても同一のリターデーション変化を示すようなプリズム駆動量を求めて、これらの駆動量を各プリスム毎に設定し、移動量テーブルとしてメモリ９５に記憶している。
【００８７】
次に、背景色調整の第２例を図１２に示したフローチャートとともに説明する。
【００８８】
この第２例の場合、ジョグエンコーダ９９の１回転の入力に対するノマルスキープリズムの駆動量は、基準位置に対するプリズムの座標位置によって可変となっており、例えば、ノマルスキー観察指示用スイッチ９６Ｃの操作（連続２度押しなど）によって設定できるようにしておく。
【００８９】
設定されたプリズム座標位置に対するプリズム駆動量は、プリズム座標駆動テーブルとして、メモリ９５内に格納される。
【００９０】
プリズム座標駆動テーブルは、例えば、背景色を鋭敏色で観察を行う場合には、図１３に示すように、一次鋭敏色、二次鋭敏色と現れてくる鋭敏色位置でのジョグエンコーダの１回転あたりのプリズム駆動量を小さく設定するとよい。
【００９１】
もちろん、一次鋭敏色に対する設定が二次鋭敏色、三次鋭敏色と各位置に自動的に反映されるようになっていてもよいし、また、背景色ごとに異なる値を設定できるようにしてもよい。
【００９２】
まずジョグエンコーダ９９からプリズム駆動の指示があったか否か判別し、指示が入力された場合（ＹＥＳ）、基準位置に対する現在のプリズム座標位置がＣＰＵ９１によって検出される（ステップＳ３２）。このプリズム座標位置の検出は、基準位置センサ８８からのリニアステッピングモータ６２のパルス数をＣＰＵ９１内にあるカウンタによってカウントすることにより常時行われている。
【００９３】
次に検出されたプリズム座標位置によって、メモリ９５内に格納されているプリズム座標駆動テーブルから、ジョグエンコーダ９９の１回転の入力に対するノマルスキープリズムの駆動量が選択される（ステップＳ３３）。
【００９４】
その後、選択されたプリズム駆動量に基づいて、ジョグエンコーダ９９の入力操作によりノマルスキープリズムの駆動が行われる（ステップＳ３４）。
【００９５】
以後、待機状態となり（ステップＳ３５）、ジョグエンコーダ９９の入力操作によりプリズム駆動指示が出される度に、ＣＰＵ９１がプリズム座標位置からプリズム駆動量を選択し、選択された値に基づいてプリズムの駆動が行われる。
【００９６】
前述したように鋭敏色位置でのプリズム駆動量を小さく設定すると、図１４に示すように、鋭敏色位置で、同一のジョグエンコーダの回転量に対し、プリズムの移動量を小さくすることができ、より細かい背景色調整が可能である。 以上のように第２例の場合において、観察を必要とする位置と観察を必要としない位置でのプリズム駆動の感度を可変設定できるため、非常に操作性がよいという利点を有する。
【００９７】
なお、前記ジョグエンコーダの操作による背景色調整の方法は、本実施形態のように、ノマルスキープリズムが複数段けられている構成に限らず、１つのプリズムのみを光路に対して挿脱するような光学素子切り換え装置においても適用できることは言うまでもない。
【００９８】
以上のように、第１の実施の形態では、ターレット上で３種類のノマルスキープリズムを装填し、これらを水平方向に直動可能に保持し、そのうちの１つが光路上に配置された際に、そのノマルスキープリズムに対してリニアステッピングモータにより一定の方向に駆動するように構成したので、光学性能が最大に発揮され、コントラストの調整を正しく行うことができると同時に、簡単な構成でアクチュエータの数を最小限に抑制してノマルスキープリズムの電動切り換え及びコントラスト調整機構が実現できる。
【００９９】
また、リニアステッピングモータを光学素子切り換え装置の固定部分に配置したため、ノマルスキープリズムターレット上でコントラスト調整用のアクチュエータが回転してケーブルが絡まるといったような不具合を生じることもない。
【０１００】
尚、第１の実施形態においては、対物レンズ切り換え動作が完了した後に、ノマルスキープリズムの切り換えを行うようにしたが、対物レンズの切り換えがいずれか１個を直接指定する方式の場合には、最初から切り換え先の対物レンズの種類が確定しているため、対物レンズ切り換え動作と並行してノマルスキープリズムの切り換え動作を行ってもよい。この場合、全動作に要する時間を大幅に短縮できる。
【０１０１】
次に図１５には、第１の実施形態の光学素子切り換え装置の変形例を示し説明する。
【０１０２】
この光学素子切り換え装置は、ターレット１０１と、ターレット１０１の位置決めを行うクリックバネ１１０と、顕微鏡本体の固定部（図示せず）に取付けられたモータ１０８と、ピニオンギヤ１０９と、リニアステッピングモータ１１２と、モータ１０８の軸に取り付けられる切欠きを有する円板１１５と、切欠き部を検知するフォトインタラプタ１１６とで構成される。
【０１０３】
前記ターレット１０１は、２個の光学素子、例えば光軸上で回転するように取り付けられたアナライザ１０２、１／４波長板１０３及び１個の空孔１０４が取り付けられ、外周部分には３ヶ所にＶ字形状の係合溝が形成される。
【０１０４】
前記アナライザ１０２は、光学顕微鏡に用いた場合、微分干渉検鏡や偏光検鏡のときに光路に挿入される。また１／４波長板はコンフォーカル検鏡等において、特に途中のレンズ面などで反射した有害なフレア光をカットする目的で用いられることが多い。したがって、本変形例に示した光学素子切り換え装置も、検鏡法の切り換えにともなって使用されるものである。
【０１０５】
前記クリックバネ１１０は、その先端部に固着されたクリックボール１１１を係合溝に填め入れて保持することで、ターレット１０１のアナライザ１０２、１／４波長板１０３、空孔１０４のいずれかが光路９上に位置決めされる。ピニオンギヤ１０９は、モータ１０８の軸に固定され、ターレット１０１の外周部分に取付けられたギヤ１０７に噛み合っている。前記リニアステッピングモータ１１２は、アナライザ１０２が固定され、ターレット１０１上に回転可能に支持されている枠部材１０６の突起部に進退可能に接して押圧する軸先端部を有する。
【０１０６】
また、ターレット１０１には、光学素子の種別を検知するための１個の指標用磁石１１３が取付けられる。これと対応して図示しない顕微鏡本体の固定部には２個のホールセンサ１１４が設けられている。これら磁石１１３とホールセンサ１１４による光学素子の認識方法についてはすでに述べた通りであるので、説明を省略する。
【０１０７】
さらに前記アナライザ１０２は、ターレット１０１に対して回動自在に支持された枠部材１０６に固定される。つまり、枠部材１０６は、図示しないバネによって、その突起部がリニアステッピングモータ１１２の軸先端部に押圧するようになっているため、前記軸先端部の進退によって、アナライザ１０２が光軸上で回転する。
【０１０８】
前記モータ１０８が回転するのに伴い、ピニオンギヤ１０９が噛み合うギヤ１０７に回転が伝達され、ターレット１０１が回転する。この時、ターレット１０１の外周に形成された係合溝にクリックバネ１１０の先端のバネ力でクリックボール１１１を填め入れ、位置決めされる。
【０１０９】
また同様に、前記モータ１０８の回転に伴い、切欠きを有する円板１１５が回転し、フォトインタラプタ１１６がその切欠き部を検知する。この切り欠き部を検知している時には必ずターレット１０１の外周のＶ溝がクリックボール１１１に係合するように配置されている。
【０１１０】
この変形例の動作について説明する。
【０１１１】
まず、図１６に示すような顕微鏡各部の操作指示を送るコントローラのスイッチにより、検鏡法切り換え指示が出されると、指定された検鏡法に応じてモータ１０８によりターレット１０１が回転する。この時、リニアステッピングモータ１１２の軸は、リミット位置まで退避する。
【０１１２】
そして、ホールセンサ１１４の出力により、指示した光学素子が光路上にきたことが検出された後、フォトインタラプタ１１６が円板１１５の切欠き部を検出したらターレット１０１は停止し、クリックボール１１１によって位置決めされる。
【０１１３】
光路上の光学素子がアナライザ１０２であった場合には、リニアステッピングモータ１１２の軸が基準位置まで進み出て、枠部材１０６の突起部に接触し、その後押すことにより、アナライザ１０２は所定の角度で停止する。微分干渉検鏡や偏光検鏡のときに必要となる図示されないポラライザとのクロスニコルは、コントローラ内のスイッチでリニアステッピングモータ１１２を駆動して調整するようにすればよい。
【０１１４】
このように第１の実施形態の変形例においては、光学素子をターレット上で回転自在に支持し、この光学素子が光路中に配置されたときに、顕微鏡固定部に設けられたアクチュエータにより回転駆動するようにしたので、簡単な構成で、回転により観察状態が変化するような光学素子を切り換えおよび調整する光学素子切り換え装置を実現できる。
【０１１５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１１６】
次に図１６には、本発明による第２の実施形態に係る光学素子切り換え装置を搭載する光学顕微鏡の概略的な構成を示し、説明する。本実施形態は、前述した光学素子切り換え装置を顕微鏡に搭載した例である。
【０１１７】
この顕微鏡本体１２１において、観察系は、標本を載せるステージ１２２と、このステージを上下方向に駆動してピントを合わせるための焦準ハンドル１２３と、対物レンズ１２４が装着されるとともに、ＤＩＣプリズム等の光学素子切り換え装置（以後ＤＩＣターレットと称する）１２５が内蔵され、前記ステージ１２２の上方に配置される対物レンズ切り換え装置１２６と、対物レンズ１２４の垂直光路上方に配置されるアナライザ等の光学素子切り換え装置（以後、ＡＮターレットと称する）１２７と、コンフォーカル観察用光路及びコンフォーカル観察用光源を有する鏡筒部１２８と、鏡筒部１２８の直筒部に取付けられたＴＶカメラ１２９とで構成される。
【０１１８】
落射照明系としては、顕微鏡本体１２１の上方背面部に設けられたハロゲン等の落射用光源１３０と、落射用光源１３０からの出射光を集光するコレクタレンス１３１と、落射用光源１３０の光量を調整するＮＤフィルタターレット１３２と、落射照明光の開口数を調整する開口絞り１３３と、開口絞り１３３の像を対物レンズ１２４の瞳に投影する投影レンズ１３４と、落射照明光を一定の振動方向に偏向するポラライザを光路に挿脱するポラライザ挿脱ユニット１３５と、対物レンズ１２４の垂直光路上で落射照明光を明視野照明、暗視野照明に切り換えるミラーユニット（キューブ）１３６とで構成されている。
【０１１９】
透過照明系としては、顕微鏡本体１２１の下方背面部に設けられたハロゲン等の透過用光源１３７と、透過用光源１３７からの出射光を集光するコレクタレンズ１３８と、透過用光源１３７の光量を調整するＮＤフィルタターレット１３９と、透過照明範囲を制限するための視野絞り１４０と、透過照明光を垂直上方に折り曲げるミラー１４１と、視野絞り１４０の像を観察試料上に投影するための投影レンズ１４２と、ステージ１２２を支持するステージ受け１４３内に設けられたコンデンサユニット１４４とで構成されている。
【０１２０】
このコンデンサユニット１４４は、その内部に、落射照明系と同様なポラライザ挿脱ユニット１４５と、透過照明光の開口数を調整する開口絞り１４６と、ＤＩＣプリズム等の光学素子を挿脱する光学素子夕ーレット１４７と、透過照明光を観察試料に集光するとともに閉口絞り１４６の像を対物レンズ１２４の瞳に投影するためのコンデンサレンズ１４８を有している。
【０１２１】
さらに、これら顕微鏡本体内の各切り換え部に接続され、その動作を制御する制御部（ＣＰＵ）１４９と、このＣＰＵ１４９に接続され各切り換え部の動作指令や状態を表示するコントローラ１５０とを有している。
【０１２２】
前記ミラーユニット（キューブ）切り換え機構及びポラライザ挿脱機構、絞り機構、ＮＤフィルタ切り換え機構についても、一般的なモータを用いた切り換え機構であれば適用できる。
【０１２３】
次に、第２の実施形態の動作について説明する。
【０１２４】
図１７は、前述した各切り換え部の光学素子の光路への挿脱状態を示している。
【０１２５】
落射照明による観察を行う場合、例えば、操作者がコントローラ１５０より落射明視野検鏡への指示を入力すると、ＣＰＵ１４９が、これら光学素子のうち光路中に挿入すべき光学素子に該当するミラーユニット１３６として、明視野用キューブ、落射用ＮＤフィルタ１３２、ＡＮターレット１２７の空孔をそれぞれ光路に挿入するように、各切り換え部に指示を行う。
【０１２６】
また別の検鏡法、例えば落射微分干渉検鏡であれば、ＤＩＣターレット１２５内のＤＩＣプリズム、ミラーユニット１３６の明視野用キューブ、落射用ポラライザ１３２及び、ＡＮターレット１２７のアナライザ、の各光学素子を選択して光路中に挿入するように制御部が指示を行う。
【０１２７】
同様に透過照明による観察を行う場合、例えば、操作者がコントローラ１５０より透過微分干渉検鏡への指示を入力すると、ＣＰＵ１４９がＤＩＣターレット１２５内のＤＩＣプリズム、ミラーユニット１３６の明視野用キューブ、ＡＮターレット１２７のアナライザ、光学素子ターレット１４７のＤＩＣプリズム及び、透過用ポラライザ挿脱ユニット１４５のポラライザ、の各光学素子を選択して光路中への挿入指示を行う。
【０１２８】
また別の検鏡法、例えば透過位相差検鏡であれば、同様に、ミラーユニット１３６の明視野用キューブ、ＡＮターレット１２７の空孔、光学素子ターレット１４７の輪帯開口を選択して、光路中への挿入指示を行う。
【０１２９】
但し、図１７で、落射コンフォーカル検鏡の場合には、図中に示した光学素子の挿入に加えて、鏡筒部１２８内の光路を切換えて、コンフォーカル用周回光路とする必要がある。
【０１３０】
また透過位相差検鏡の場合には、図中に示した光学素子の挿入に加えて、対物レンズ１２４の瞳位置に位相板を配した位相差検鏡専用の対物レンスを選択する必要がある。
【０１３１】
また、光学素子切り換え装置（ＤＩＣターレット）１２５及び光学素子切り換え装置（ＡＮターレット）１２７については、第１の実施形態およびその変形例で説明したように、本実施例においても同様の効果が得られる。
【０１３２】
この効果は、図１６および図１７で示したように、落射照明による観察のみならず、透過照明を用いる観察においても同様に発揮されるもので、光学顕微鏡の構成上、光学素子切り換え装置（ＤＩＣターレット）を含む対物レンズ切り換え装置１２６が、落射照明と透過照明の場合に共通使用できるという点で、その効果は大きい。
【０１３３】
次に図１８には、本発明による第３の実施形態に係る光学素子切り換え装置を搭載する光学顕微鏡の回路構成例を示す。
【０１３４】
この第３の実施形態の光学顕微鏡の構成は、前述した第２の実施形態と同様であるが、一部回路構成と作用が異なっており、特にノマルスキープリズムの切り換え動作に特徴を有している。
【０１３５】
本実施形態の回路構成は、図６で説明したものと同様な構成に加え、ＣＣＤ等の撮像素子とその制御部を内蔵したＴＶカメラ１２９がＣＰＵ１４９に接続されている。またＴＶカメラ１２９で撮像した画像データやノマルスキープリズムの駆動量等のデータが保存されるメモリ１５１がＣＰＵ１４９に接続されている。
【０１３６】
また、図１６に示した顕微鏡各部を駆動するためのドライバ、モータ、センサがそれぞれ接続されている。尚、図中は、１つの駆動部についてのみ示すが、実際には駆動される顕微鏡各部に対応して複数接続されている。
【０１３７】
図１９に示すフローチャートを参照して本実施形態の動作について説明する。
【０１３８】
まず、ノマルスキープリズム切り換え指示がコントローラより入力されると（ステップＳ４１）、現在の微分干渉観察像の画像がＴＶカメラ１２９より取込まれる（ステップＳ４２）。そして、コントローラ内の制御部が、その取込んだ画像を解析処理して色情報を抽出し、その情報が制御部内のメモリに記憶される（ステップＳ４３）。
【０１３９】
次にノマルスキープリズムを駆動するリニアステッピングモータ６２をそのリミット位置まで退避させ（ステップＳ４４）、リミット位置まで達したか否か判断して（ステップＳ４５）、リミット位置まで達したことが検出されると（ＹＥＳ）、リミット位置までの駆動に要したリニアステッピングモータ６２のパルス数が制御部内に記憶される（ステップＳ４６）。
【０１４０】
その後、ステップＳ４６からステップＳ５０では、前述した第１の実施形態の図８のステップＳ９〜ステップＳ１３と同様にターレット５４が回転されて、目的のノマルスキープリズムが光路に配置されるとターレット５４が停止する。
【０１４１】
次に、ノマルスキープリズムの種別が再度確認された後（ステップＳ５１）、一旦リニアステッピングモータ６２は制御部内に記憶されたパルス数によりもとの位置までもどされる（ステップＳ５２）。
【０１４２】
さらに、ノマルスキープリズム切り換え後の画像をＴＶカメラ１２９より取込み（ステップＳ５３）、制御部がその画像より色情報を抽出する（ステップＳ５４）。ここで、前回のノマルスキープリズムにおける画像の色情報と今回の色情報との間に相違があるか否か判断し（ステップＳ５５）、相違があった場合には（ＹＥＳ）、その色情報が一致するまでリニアステッピングモータによりノマルスキープリズムを駆動する（ステップＳ５６）。最後に、切り換え動作完了後のノマルスキープリズムの種別をコントローラの表示部に表示し（ステップＳ５７）、次の指令が入力されるまで待機する（ステップＳ５８）。
【０１４３】
次に第３の実施形態の変形例について説明する。
【０１４４】
本変形例においては、第３の実施形態と同じ構成であり、作用のみが異なる。図２０は、本変形例の作用を示すフローチャートである。
【０１４５】
図２０において、ステップＳ４１からステップＳ５１までは、第３の実施形態（図１９）と同様であり、その説明は省略する。
【０１４６】
但し、ステップＳ４３における色情報としては、例えば、取込んだ画像データに異なる３つのフィルタ処理を施し、３つの単波長４００nm、５５０nm、７００nmの強度データに、それぞれ所定の係数を掛けて正規化したものとする。
【０１４７】
図２１は、ミラー状の平坦な試料を観察した場合、このように抽出した色情報の、ノマルスキープリズムを駆動したときの変化を示すものである。
【０１４８】
図２１において、ノマルスキー観察の暗黒位置は、３つの波長の強度がいずれも小さくほぼ一致したＰo 点であり、ノマルスキープリズムを暗黒の位置から駆動すると、３つの波長がそれぞれ異なる周期で強弱の変化を繰り返していく。Ｐo 点以外には暗黒位置はなく、例えば３つの波長に基づく色情報がすべて極小値Ｖo になる位置は必ずＰo となる。
【０１４９】
また３つの波長に基づく色情報の値がＶA 、ＶB 、ＶC となるようなプリズム位置はＰ点となる。つまり、このように抽出した３つの波長の強度に基づく色情報は、ノマルスキープリズムの位置に対応した値をもつことになる。
【０１５０】
次に、リニアステッピングモータ６２をメモリ１５１内に記憶されたパルス数により、元の位置に向かって所定量駆動した（ステップＳ６１）後に、ＣＰＵ１４９がＴＶカメラ１２９より画像を取込み（ステップＳ６２）、前述した３つの波長による色情報を抽出して（ステップＳ６３）、メモリ１５１内に記憶されている前回の色情報と比較する（ステップＳ６４）。
【０１５１】
前回の色情報と相違がある場合には、ステップＳ６１〜ステップＳ６４を繰り返すことで、モータを所定量駆動しながら逐次、色情報を比較していく。
【０１５２】
そして、ステップＳ６４で抽出している色情報が、前回の色情報と等しくなったことをＣＰＵ１４９が判断すると、ＣＰＵ１４９の指令によりノマルスキープリズムが停止する（ステップＳ６５）。
【０１５３】
最後に第３の実施形態と同様に、切り換え動作完了後のノマルスキープリズムの種別をコントローラ１５０の表示部に表示し（ステップＳ６６）、次の指令が入力されるまで待機する（ステップＳ６７）。但し、図２１に示す色情報のグラフは、観察試料によって、必ずしもこのようにきれいな規則性を示すとは限らないので、ステップＳ６４における色情報の比較時は値の完全な一致ではなく、所定の許容誤差を与えるものとする。
【０１５４】
本変形例では、ミラー状の平坦な試料、例えば、ハードディスクやウエハ研磨後の表面をノマルスキー観察する場合などに非常に有効であり、色情報として３つの波長における強度データを用いているため、プリズムの種類を切り換えても、ＴＶカメラより取り込まれる色情報を切り換え前のプリズムにおける色情報と比較することによって、同じ色（コントラスト）で観察できるように、プリズム位置を自動的に補正することができる。
【０１５５】
また、色情報を抽出する画像範囲を、ＣＣＤ等撮像素子の視野の５％以下程度に絞ることにより、ＣＰＵ１４９の処理にかかる時間を短縮できると共に前述した試料以外（例えば、視野内にかなりのパターン変化があるような試料）においても有効である。
【０１５６】
以上説明したように、第３の実施形態及び、その変形例では、ノマルスキープリズムの毎回の切り換え動作毎に、画像の色情報を抽出してノマルスキープリズムの位置補正を行なうようにしたが、初回の切り換え動作により各ノマルスキープリズムの基準位置を記憶し、これら各ノマルスキープリズムの偏差分を以後のノマルスキープリズム切り換え動作毎に補正駆動するようにしてもよい。この場合には、ノマルスキープリズムの切り換え動作毎に画像を取込む必要がないので、全体の動作時間を著しく短縮できる。
【０１５７】
前述した実施形態の光学顕微鏡によれば、各光学素子を光路上に配置した時に得られる顕微鏡画像の色情報に基づいて各光学素子の基準位置が決定され、ターレットを回転させて光学素子を切り換えた時にはこの基準位置をもとに光学素子の位置を補正するようにしたので、光学素子の種類によらずに常に同じ観察状態に自動的に調整される。光学素子としてノマルスキープリズムを用いた場合には、対物レンズの切り換えに伴って異なるノマルスキープリズムが光路に配置されても、画像の色情報に基づいて同じリターデーションとなるようにノマルスキープリズムの位置が自動補正される。
【０１５８】
さらに、本実施形態の光学素子切り換え装置によれば、複数の光学素子はターレット上に水平方向に直動あるいは回動可能に保持されているため、光学素子としてノマルスキープリズムを用いた場合、光路上でノマルスキープリズムを必ず一定方向に直線移動するように構成でき、光学性能が最大に発揮され、コントラストの調整を正しく行うことができる。
【０１５９】
またターレットを回転させて所定の回転位置に位置決めし、複数の光学素子のいずれか１つを光路上に配置した場合、この光学素子に対して１つの固定された駆動部により移動を行うので、光学素子ごとに複数の駆動部（アクチュエータ）を用意することなく、１つのアクチュエータで代用できる。
【０１６０】
また、操作指示に基づいて、制御部が前記対物レンズ切り換え装置と前記光学素子切り換え装置とを連動させるため、対物レンズの切り換えに伴う光学素子の切り換え、調整を手動で行うことなく、省力化が可能である。
【０１６１】
尚、前述した各実施形態では、１枚のターレットに光学素子を平面的に配置して選択的に１つの光学素子が光路上に位置するように選択しているが、これに限定されるものではない。
【０１６２】
図２２に示すように、複数の光学素子が積層された状態で使用する検鏡法があった場合には、２枚以上のターレット、例えば、ターレット１６１，１６２の様に、積層配置して、前述した駆動機構により、それぞれ回転や移動等の各動作を行ってもよい。
【０１６３】
尚、前述した各実施形態では、ターレットによって複数の光学素子を切り換えるようにしているが、１つの光学素子と空穴とを切り換えるように構成してもよい。
【０１６４】
また、ターレットを切り換え駆動する駆動機構、光学素子をターレット上で駆動する駆動機構の一方若しくは、両方を手動で動かすようにしてもよい。
【０１６５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、微分干渉観察における光学性能を最大限発揮できるような構成で、且つ検鏡法の切り換えならびに観察時の調整を自動化するとともに、観察者に背景色の調整操作の違和感を与えない光学素子切り換え装置及びその装置を搭載する光学顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学素子切り換え装置の概略的な構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る光学素子切り換え装置の断面構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態の光学素子切り換え装置の主要部を示す図である。
【図４】第１の実施形態において、ターレットの回転位置の認識方法について説明するための図である。
【図５】第１の実施形態における対物レンズ切り換え装置の構成を示す図である。
【図６】第１の実施形態の光学素子切り換え装置の回路構成を示す図である。
【図７】第１の実施形態の光学素子切り換え装置のコントローラの構成例を示す図である。
【図８】第１の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】第１の実施形態において、背景色調整の第１例を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態における背景色調整の第１例において、プリズムの移動量とリターデーションの変化量の関係を示す図である。
【図１１】第１の実施形態における背景色調整の第１例において、ジョグ送り量とリターデーションの変化量の関係を示す図である。
【図１２】第１の実施形態において、背景色調整の第２例を説明するためのフローチャートである。
【図１３】第１の実施形態における背景色調整の第２例において、プリズム座標とジョグエンコーダの１回転あたりのプリズム駆動量の関係を示す図である。
【図１４】第１の実施形態における背景色調整の第２例において、ジョグ回転量とリタデーション量との関係示す図である。
【図１５】第１の実施形態の光学素子切り換え装置の変形例を示す図である。
【図１６】本発明による第２の実施形態に係る光学素子切り換え装置を搭載する光学顕微鏡の概略的な構成を示す図である。
【図１７】第２の実施形態における各切り換え部の光学素子の光路への揮脱状態の例を示す図である。
【図１８】本発明による第３の実施形態に係る光学素子切り換え装置を搭載する光学顕微鏡の回路構成例を示す図である。
【図１９】第３の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２０】第３の実施形態の光学素子切り換え装置の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図２１】ノマルスキープリズムを駆動した時のプリズム位置と各波長における強度データとの関係を示す図である。
【図２２】積層配置されたターレットの構成例を示す図である。
【図２３】従来の顕微鏡における切り換え機構について説明するための図である。
【図２４】図２３に示す従来の切り換え機構の断面構成を示す図である。
【符号の説明】
９…光路
１０…ガイド機構
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…光学素子
１３…空孔
１１…ターレット
１４…モータ
１５…ギヤ
１６…ピニオンギヤ
１７…クリック停止機構
１８…モータ
１９…固定部
２０…移動部
２１…軸

Claims (12)

1. 固定基板に対して回転可能に設けられ、複数の光学素子が配置されたターレットと、
   前記ターレットに駆動力を与える駆動手段と、
   前記駆動手段が発生する駆動力を前記ターレットに伝達するための伝達手段と、
   前記ターレットを回転させ、該ターレット上の光学素子を、選択的に光学系の光路上に位置決め保持する位置決め手段と、
   前記ターレット上で前記光学素子を移動可能に保持する案内手段と、
   前記固定基板上に設けられ、前記ターレットの外側より前記光路上に停止した前記光学素子を前記案内手段の移動方向に沿って移動させる１つの光学素子移動手段と、
   前記駆動手段及び前記光学素子移動手段のうち少なくとも一方の動作を制御する制御部と、
   を具備することを特徴とする光学素子切り換え装置。
2. 固定基板に対して回転可能に設けられ、複数の対物レンズのうち少なくとも１つを選択的に光学系の光路上に配置するための第１の切り換え手段と、
   前記選択された対物レンズを位置決め保持する第１の位置決め手段と、
   前記第１の切り換え手段を駆動する第１の駆動手段と、
   前記固定基板に対して回転可能に設けられ、複数の検鏡法に対応する複数の光学素子のうち少なくとも１つを選択的に前記光路に配置するための第２の切り換え手段と、
   前記選択された光学素子を位置決め保持する第２の位置決め手段と、
   前記第２の切り換え手段を駆動する第２の駆動手段と、
   前記第２の切り換え手段に設けられ、前記第２の切り換え手段上で前記光学素子のそれぞれを移動可能に保持する案内手段と、
   前記固定基板上に設けられ、前記第２の切り換え手段の外側より前記光路上に停止した前記光学素子を、前記案内手段の移動方向に沿って移動させる１つの光学素子移動手段と、
   前記第１の駆動手段、前記第２の駆動手段及び前記光学素子移動手段のうち少なくとも１つの動作を制御する制御部と、
   を具備することを特徴とする光学素子切り換え装置。
3. 前記光学素子切り換え装置は、さらに前記光学素子移動手段による前記光学素子の移動量を設定する入力部を具備し、この入力部への設定レベルに対応して、前記光学素子の移動量が可変することを特徴とする請求項１または２記載の光学素子切り換え装置。
4. 前記ターレット上に配置された案内手段は、前記光学素子移動手段により移動された前記光学素子が移動前の初期位置に戻る若しくは、初期位置を維持するためのバネ部材を有していることを特徴とする請求項１に記載の光学素子切り換え装置。
5. 前記第２の切り換え手段上に配置された案内手段は、前記光学素子移動手段により移動された前記光学素子が移動前の初期位置に戻る若しくは、初期位置を維持するためのバネ部材を有していることを特徴とする請求項２に記載の光学素子切り換え装置。
6. 前記光学素子移動手段は、前記バネ部材による付勢力に抗して前記光学素子を移動させるための押出部材を有することを特徴とする請求項４または５に記載の光学素子切り換え装置。
7. 複数の検鏡法に対応する光学素子を切り換え可能に備える光学素子切り換え装置を搭載し、倍率の異なる複数の対物レンズを切り換え可能な光学顕微鏡において、
   固定基板に対して回転可能に設けられ、少なくとも１つの前記対物レンズを装着可能な第１のターレットと、
   前記第１のターレットを回転させて、観察試料の光像が通過する光路上に前記対物レンズを選択的に配置する第１の駆動手段と、
   前記固定基板に対して回転可能に設けられ、複数の光学素子を装着可能で、前記光路上に配置された対物レンズの光軸に直交する面内で回転可能に保持される第２のターレットと、
   前記第２のターレット上に設置され、前記光学素子を移動可能に保持する案内手段と、
   前記第２のターレットを回転して、前記光学素子または前記第２のターレットに設けられる空穴を前記光路上に選択的に配置する第２の駆動手段と、
   前記固定基板上に設けられ、前記第２のターレットの外側より前記光路上に停止した光学素子を前記案内手段の移動方向に沿って移動させる１つの光学素子移動手段と、
   前記光路上に配置される前記対物レンズ及び前記光学素子を選択指示するための操作部と、
   前記操作部によって選択指示された前記対物レンズ及び前記光学素子を、それぞれ前記光路上に配置するように、前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段を駆動制御し、かつ前記光学素子を移動させるように前記光学素子移動手段を駆動制御する制御部と、
   を具備することを特徴とする光学顕微鏡。
8. 前記光学素子移動手段による前記光学素子の移動量を設定する入力部を具備し、この入力部への設定レベルに対応して、前記光学素子の移動量が可変することを特徴とする請求項７に記載の光学顕微鏡。
9. 前記光学素子は、少なくとも２つのノマルスキープリズムであり、
   前記制御部は、前記光軸上に配置された対物レンズの種類に応じて使用すべきノマルスキープリズムを選択して前記光軸上に停止させるように前記第２の駆動手段を制御することを特徴とする請求項７記載の光学顕微鏡。
10. 前記試料の画像を取得する撮像部と、
    前記撮像部により取得される前記試料画像の色情報を記憶する記憶部と、を備え、
    前記制御部は、前記光学素子の切り換え前に前記撮像部により取得された試料画像の色情報を記憶して、前記光学素子の切り換え後に前記撮像部により取得された試料画像の色情報と比較し、切り換え前後の前記色情報が等しくなるように前記光学素子移動手段を駆動して当該切り換え後の前記光学素子の位置を調整することを特徴とする請求項９記載の光学顕微鏡。
11. 前記第２のターレット上に配置された案内手段は、前記光学素子移動手段により移動された前記光学素子が移動前の初期位置に戻る若しくは、初期位置を維持するためのバネ部材を有していることを特徴とする請求項７に記載の光学顕微鏡。
12. 前記光学素子移動手段は、前記バネ部材による付勢力に抗して前記光学素子を移動させるための押出部材を有することを特徴とする請求項１１に記載の光学顕微鏡。

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