JPH07333507A - 顕微鏡システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】検鏡用光学系及び焦準方式の種類を問わず、標
本の検鏡を短時間且つ高精度に行うことができる操作性
及び安全性に優れた顕微鏡システムを提供する。 【構成】対物レンズ７２ａ，７２ｂを保持可能であって
対物レンズを選択的に観察光軸Ａ上にセット可能な電動
レボルバ７４と、ステージ７６を所定方向に移動可能に
保持し、標本を対物レンズの視野内に位置付け可能なス
テージホルダ７８と、電動レボルバ及びステージホルダ
のいずれか一方を選択的に装着可能であって且つそのい
ずれか一方を観察光軸に沿って移動させ、対物レンズと
標本との間の相対距離を調節して焦点合わせを行う電動
焦準機構８０と、電動焦準機構に電動レボルバ及びステ
ージホルダのいずれが選択的に装着されているのかを検
出する焦準対象検出器８２と、焦準対象検出器から出力
された検出信号に基づいて、電動焦準機構を駆動制御す
る駆動制御部８４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば対物レンズと標
本との間の相対距離を調節して焦点を合わせる電動焦準
機構を備えた顕微鏡システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の顕微鏡システムに適用さ
れた例えば正立顕微鏡には、一般的に、ステージを光軸
方向に上下動させて焦点を合わせる焦準機構が取り付け
られている。この焦準機構は、ステージを保持するステ
ージホルダと、このステージホルダの一部に取り付けら
れたコンデンサホルダと、このコンデンサホルダに保持
された透過照明用コンデンサレンズと、上記ステージ，
ステージホルダ，コンデンサホルダ及びコンデンサレン
ズを一体的に光軸方向に移動させる移動手段とを備えて
いる。このような構成によれば、移動手段によって、レ
ボルバを介して鏡体に支持された対物レンズとステージ
上の標本と間の相対距離を調節して焦点合わせが行われ
る。

【０００３】このような正立顕微鏡は、通常、透過照明
光を用いた生物標本観察や落射照明光を用いた蛍光観察
の他に、半導体ウェハや金属標本の観察等も行うことが
できるように構成されている。

【０００４】図８には、上述したような一般的な正立顕
微鏡の構成が示されている。図８に示すように、この正
立顕微鏡には、鏡体２のアーム部２ａに支持されたレボ
ルバ４と、このレボルバ４に装着された対物レンズ６
と、標本Ｓを載置するステージ８と、このステージ８を
保持するステージホルダ１０と、このステージホルダ１
０の下側に設けられたコンデンサホルダ１２と、このコ
ンデンサホルダ１２に装着されたコンデンサレンズ１４
と、上記標本Ｓ，ステージ８，ステージホルダ１０，コ
ンデンサホルダ１２及びコンデンサレンズ１４を一体的
に光軸方向に上下動させるラック・ピニオン等からなる
焦準機構（図示しない）の取付部１６と、焦準機構を介
して取付部１６を上下動させる焦準ハンドル１８とが設
けられている。なお、鏡体４のアーム部４ａ上には、鏡
筒２０を介して双眼部２２が設けられており、この双眼
部２２には、夫々接眼レンズ（図示しない）が内蔵され
ている。

【０００５】このような構成によれば、焦準ハンドル１
８を回動操作して、焦準機構を介して取付部１６を上下
動させることによって、対物レンズ６と標本Ｓと間の相
対距離が調節され焦点合わせが行われる。この結果、対
物レンズ６を介して導光された標本Ｓの光学像を接眼レ
ンズを介して観察することが可能となる。

【０００６】ところで、上述したような正立顕微鏡にお
いて、例えば大型で且つ重量の大きな標本Ｓを観察する
場合、ステージ８やステージホルダ１０の剛性や焦準機
構の精度の点で問題が生じ、構造上不利である。

【０００７】そこで、例えば特願平２−３１３５８３号
公報（特開平４−１８４３１２号公報）には、ステージ
を固定して対物レンズを上下動させる方式の焦準機能付
き顕微鏡が提案されている。

【０００８】この焦準機能付き顕微鏡は、鏡体の胴部に
対物レンズレホルバを保持するレボルバ保持部材及びス
テージを保持するステージ保持部材のいずれか一方を取
付可能な取付ガイドと、鏡体の胴部内に設けられ、操作
ハンドルの操作を取付ガイドの上下動に変換する焦準機
構と、ステージ保持部材を取付ガイドに取り付ける場合
に対物レンズレボルバが取り付けられるレボルバ取付部
と、レボルバ保持部材を取付ガイドに取り付ける場合に
鏡体のベース部に配置される標本載置台とを備えてい
る。

【０００９】このような構成によれば、焦準方式の切り
換え、即ち、ステージの上下動（以下、ステージ上下式
という）と対物レンズの上下動（以下、対物レンズ上下
式という）との切り換えを容易に行うことが可能とな
る。

【００１０】図９（Ａ）には、ステージ上下式の顕微鏡
の構成が示されており、図９（Ｂ）には、対物レンズ上
下式の顕微鏡の構成が示されている。図９（Ａ），
（Ｂ）に示された顕微鏡には、共に、鏡体２４の胴部２
４ａに設けられた操作ハンドル２６の操作を取付ガイド
２８の上下動に変換するように、胴部２４ａに焦準機構
（図示しない）が内蔵されている。

【００１１】図９（Ａ）に示すように、ステージ上下式
の顕微鏡には、取付ガイド２８にステージ保持部材３０
が取り付けられ、このステージ保持部材３０上に標本Ｓ
を載置可能なステージ３２が装着されている。なお、鏡
体２４のアーム部２４ｂには、レボルバ３４が回動自在
に取り付けられ、このレボルバ３４には、対物レンズ３
６が装着されている。また、ステージ保持部材３０の下
部には、照明光を標本Ｓに集光させるコンデンサレンズ
３８が取り付けられている。

【００１２】このような構成によれば、操作ハンドル２
６を所定方向に所定量だけ回動すると、焦準機構を介し
て取付ガイド２８が所定方向に所定量だけ上下動する。
この結果、ステージ保持部材３０，ステージ３２及び標
本Ｓが一体的に上下動することによって、標本Ｓと対物
レンズ３６との間の相対距離が調節されて焦点合わせが
行われる。同時に、光源装置（図示しない）から出力さ
れた照明光が、コンデンサレンズ３８を介して標本Ｓに
集光されることによって、標本Ｓから発生した標本像
は、対物レンズ３６，鏡筒４０及び接眼レンズ４２を介
して観察されることになる。

【００１３】一方、図９（Ｂ）に示すように、対物レン
ズ上下式の顕微鏡には、取付ガイド２８にレボルバ保持
部材４４が取り付けられ、このレボルバ保持部材の先端
部に対物レンズ３６を装着可能なレボルバ３４が取り付
けられている。なお、ステージ３２は、ステージ固定部
材４６を介して鏡体２４のベース部２４ｃに固定されて
いる。また、この対物レンズ上下式の顕微鏡の構成の説
明に際し、ステージ上下式の顕微鏡と同一の構成には、
同一符号を付してその説明を省略する。

【００１４】このような構成によれば、操作ハンドル２
６を所定方向に所定量だけ回動すると、焦準機構を介し
て取付ガイド２８が所定方向に所定量だけ上下動する。
この結果、レボルバ保持部材４４，レボルバ３４及び対
物レンズ３６が一体的に上下動することによって、ステ
ージ３２とこのステージ３２上の標本Ｓとの間の相対距
離が調節されて焦点合わせが行われると共に、上述のス
テージ上下式の顕微鏡と同様に標本像の観察が行われ
る。

【００１５】また、近年では、正立顕微鏡を用いた検鏡
には、様々な検鏡法（例えば位相差法や微分干渉法）に
対応した万能型のコンデンサレンズが用いられたり、通
常の光学的な画像に加えＴＶカメラで捕えた光学像に画
像処理を施す手法が盛んに取り入れられるようになっ
た。特に、画像処理によって、複数の二次元光学切片像
から三次元像を構築する手法は重要な手法の一つであ
る。

【００１６】この場合、光学切片像は、常に均一且つ同
条件の照明光で照明された像であることが好ましい。し
かしながら、通常の正立顕微鏡では、図８に示すよう
に、標本Ｓを載置するステージ８やステージホルダ１０
に加えコンデンサホルダ１２及びコンデンサレンズ１４
が一体的に光軸方向に移動するため、対物レンズ６に対
するコンデンサレンズ１４の相対位置が変化する。この
結果、各光学切片像が常に均一且つ同条件の照明光で照
明されなくなってしまう。

【００１７】この問題を解決する手段として、例えば特
願平５−２７４３５９号公報に開示された光学顕微鏡が
知られている。この光学顕微鏡によれば、着脱可能なコ
ンデンサレンズをフォーカス可能に保持するコンデンサ
ホルダと、標本を載置可能なステージを保持するステー
ジホルダとを独立して設けることによって、標本の微妙
な焦点合わせを行う際、コンデンサレンズが動かないよ
うに構成されている。この結果、光学切片像は、常に同
一且つ同条件の照明光で照明されることとなり、画像処
理された三次元画像は、高精度に構築される。

【００１８】図１０には、特願平５−２７４３５９号公
報に開示された光学顕微鏡の構成が概略的に示されてい
る。図１０に示すように、この光学顕微鏡には、鏡体４
８のアーム部４８ａに支持されたレボルバ５０と、この
レボルバ５０に装着された対物レンズ５２と、標本Ｓを
載置するステージ５４と、このステージ５４を保持する
ステージホルダ５６と、鏡体４８のベース部４８ｂに固
着され、コンデンサレンズ５８を光軸方向に上下動させ
るコンデンサホルダ６０と、鏡体４８に内蔵された焦準
機構（図示しない）を介して上下動される取付ガイド６
２と、上記焦準機構を介して取付ガイド６２を上下動さ
せる操作ハンドル６４とが設けられており、ステージホ
ルダ５６は、取付ガイド６２に取り付けられている。な
お、鏡体４８のアーム部４８ａ上には、鏡筒６６を介し
て双眼部６８及び撮像部７０が設けられており、双眼部
６８には、夫々接眼レンズ（図示しない）が内蔵されて
いる。

【００１９】このような構成によれば、操作ハンドル６
４を所定方向に所定量だけ回動すると、コンデンサレン
ズ５８は静止した状態を維持しつつ、標本Ｓ，ステージ
５４及びステージホルダ５６が光軸方向に所定量だけ上
下動して、標本Ｓに対する対物レンズ５２の焦点合わせ
が行われる。

【００２０】また、近年、生物の研究分野をはじめ、工
業分野の検査工程等で操作性の向上や検査時間の短縮化
を図るため、各部の電動化や自動化を実現した顕微鏡が
開発されている。

【００２１】例えば、拡大倍率の異なる複数の対物レン
ズを電動で切り換えて観察倍率を変更させたり、あるい
は、検査時間の短縮化を達成するために、電動焦準装置
を組み込むことによって、標本を載置するステージを光
軸方向に電動で移動して焦点合わせを行う顕微鏡システ
ム（特公平４−２６０８２号公報参照）が開発されてい
る。このような構成によれば、対物レンズの交換時に一
旦ステージを退避（下降）させると共に元の位置を記憶
しておき、対物レンズの交換完了後、ステージを再び記
憶された元の位置に復帰させる一連の動作が自動化され
る。

【００２２】また、特公平４−２６０８３号公報には、
標本交換時の作業能率を向上させることを目的として構
成された電動焦準装置付きの顕微鏡システムが開示され
ている。この顕微鏡システムによれば、電動焦準装置に
ステージ位置再現スイッチが設けられており、１回目の
スイッチ操作でステージが下限位置まで下降すると共
に、ステージの元の位置が記憶され、２回目のスイッチ
操作でステージが記憶された元の位置に復帰される。こ
のような顕微鏡システムは、ほぼ同じ厚さを有する標本
を多数観察する場合に有効である。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願平
２−３１３５８３号公報に開示された顕微鏡では、ステ
ージ上下式と対物レンズ上下式との切り換えを容易に行
うことができるが、焦点合わせを行うための焦準機構を
電動化させる場合に問題が生じる。即ち、公知のラック
ピニオン方式に基づく手動焦準機構を電動化する場合、
操作ハンドル（特に粗微動機能を有する場合には微動ハ
ンドル）に、カップリングとＤＣモータやパルスモータ
等のアクチュエータ等から成るアクチュエータ機構部と
を取り付けると共に、このアクチュエータ機構部を制御
する駆動制御ユニットと、この駆動制御ユニットに接続
される例えば２個のスイッチ（一方のスイッチは、ステ
ージを上方に駆動させ、他方のスイッチは、ステージを
下方に駆動させる）を有する操作卓とを付加して電動焦
準システムを構成することが一般的である。

【００２４】いま、ステージ上下式から対物レンズ上下
式にシステムを変更した場合、駆動制御ユニット内の駆
動方向切換スイッチを切り換える必要がある。もし、顕
微鏡検鏡者が、この切り換えを行わずに操作すると、標
本交換時に対物レンズが標本に衝突してしまう場合が考
えられる。また、対物レンズと標本との衝突を防止する
ように、上述の電動焦準システムに焦準ストロークを規
制するリミット手段を設ける場合もある。

【００２５】対物レンズ上下式では、対物レンズを標本
に対して上方に退避させる必要上、ピント位置即ち標本
位置（高さ）が、ステージ上下式とは異なることにな
る。従って、リミット手段を設けた場合でも、ステージ
上下式と対物レンズ上下式の切換時に、検鏡者がリミッ
ト手段のリミット位置を変更する必要がある。そして、
かかるリミット位置の変更を行わない場合、上記同様対
物レンズが標本に衝突してしまう場合が考えられる。

【００２６】また、特願平５−２７４３５９号公報に開
示された顕微鏡において、その焦準部を電動化させる場
合、上記特願平２−３１３５８３号公報の顕微鏡と同様
に、アクチュエータ機構部、駆動制御ユニット、操作卓
およびリミット手段を付加することが一般的である。

【００２７】このように、ステージを保持するステージ
ホルダの下側に取り付けられたコンデンサレンズ及びこ
のコンデンサレンズを保持するコンデンサホルダが、焦
準動作の際、一体的に上下動する旧タイプの顕微鏡にお
いて、焦準ストロークは、焦準部を構成しているガイド
によって通常２０〜３０ｍｍ程度に規定されている。し
かしながら、焦準駆動するステージホルダとは独立して
コンデンサレンズが鏡体に固定されている場合、上記焦
準ストロークは著しく規制される。

【００２８】この規制を解除するためには、コンデンサ
レンズ側の構成を改良（以下、改良タイプの顕微鏡とい
う）する必要がある。例えば、ステージホルダの下降動
作に連動するガイド機構を設けたり、あるいは、ステー
ジホルダがピント位置に復帰する際にコンデンサレンズ
に付勢力を与えて元の位置に復帰させる復帰ばね等を設
ける必要がある。しかしながら、このような構成は複雑
であり構造上不利である。

【００２９】このように、上記旧タイプの顕微鏡から改
良タイプの顕微鏡に切り換える時にも、焦準ストローク
が変わるため、リミット手段のリミット位置を変更した
り、コンデンサレンズの構成を変更する必要がある。そ
して、このような変更を行わない場合には、コンデンサ
レンズとステージホルダとが衝突してしまう場合が考え
られる。

【００３０】また、特公平４−２６０８２号公報及び特
公平４−２６０８３号公報に開示された顕微鏡は、いず
れもステージを焦準駆動させるように構成されている。
この構成によれば、対物レンズ上下式に基づく焦準方式
へ切り換えることが困難であるため、顕微鏡システムと
しての自由度に欠けるものである。

【００３１】本発明は、以上のような状況に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、検鏡用光学系及び焦準方
式の種類を問わず、標本に対する検鏡を短時間且つ高精
度に行うことができる操作性及び安全性に優れた顕微鏡
システムを提供することにある。

【００３２】

【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、請求項１に係る本発明の顕微鏡システムは、
複数の対物レンズを保持可能に構成され且つ所定の対物
レンズを選択的に観察光軸上にセット可能に構成された
レボルバと、標本が載置されるステージを光軸に垂直な
方向に移動可能に保持し且つ前記標本を前記対物レンズ
の視野内に位置付け可能に構成されたステージホルダ
と、前記レボルバ及び前記ステージホルダのいずれか一
方を選択的に装着可能であって且つ前記レボルバ及び前
記ステージホルダのいずれか一方を観察光軸に沿って移
動させることによって、前記対物レンズと前記標本との
間の相対距離を調節して焦点合わせを行う電動焦準機構
と、この電動焦準機構に前記レボルバ及び前記ステージ
ホルダのいずれが選択的に装着されているのかを検出す
る検出手段と、この検出手段から出力された検出信号に
基づいて、前記電動焦準機構を駆動制御する駆動制御部
とを備える。

【００３３】また、請求項２に係る本発明の顕微鏡シス
テムは、複数の対物レンズを保持可能に構成され且つ所
定の対物レンズを選択的に観察光軸上にセット可能に構
成されたレボルバと、標本が載置されるステージを所定
方向に移動可能に保持し且つ前記標本を前記対物レンズ
の視野内に位置付け可能に構成されたステージホルダ
と、このステージホルダを支持し且つ観察光軸に沿って
移動させることによって、前記対物レンズと前記標本と
の間の相対距離を調節して焦点合わせを行う電動焦準機
構と、前記標本に所定の照明光が与えられるように、所
定位置に選択的に装着可能なコンデンサレンズユニット
と、このコンデンサレンズユニットの装着位置を検出可
能な検出手段と、この検出手段から出力された検出信号
に基づいて、前記電動焦準機構を駆動制御する駆動制御
部とを備える。

【００３４】

【作用】請求項１に係る本発明の顕微鏡システムによれ
ば、レボルバ及びステージホルダのいずれが電動焦準機
構に装着されているのかが検出手段によって検出され
る。駆動制御部は、検出手段から出力された検出信号に
基づいて、電動焦準機構を駆動制御する。この結果、対
物レンズと標本との間の相対距離が調節されて焦点合わ
せが行なわれる。

【００３５】請求項２に係る本発明の顕微鏡システムに
よれば、コンデンサレンズユニットの装着位置が検出手
段によって検出される。駆動制御部は、検出手段から出
力された検出信号に基づいて、電動焦準機構を駆動制御
する。この結果、対物レンズと標本との間の相対距離が
調節されて焦点合わせが行なわれる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例に係る顕微鏡シ
ステムについて、図１ないし図４を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、本実施例の顕微鏡システム
は、ステージ７６を観察光軸Ａ方向に上下動させる焦準
方式（以下、ステージ上下式という）と、対物レンズ
（同図では例えば符号７２ａで示す対物レンズ）を観察
光軸Ａ方向に上下動させる焦準方式（以下、対物レンズ
上下式という）とが切換可能に構成されている。具体的
には、図１には、ステージ上下式の顕微鏡システムが、
図２には、対物レンズ上下式の顕微鏡システムが、夫々
示されている。

【００３７】図１に示すように、ステージ上下式の顕微
鏡システムは、複数の対物レンズ（同図には図面の都合
上、例示として符号７２ａ，７２ｂで示す２つの対物レ
ンズのみを示す）を保持可能に構成され且つ所定の対物
レンズ７２ａを選択的に観察光軸Ａ上にセット可能に構
成された電動レボルバ７４と、標本Ｓが載置されるステ
ージ７６を光軸に垂直な方向に移動可能に保持し且つ標
本Ｓを対物レンズ７２ａの視野内に位置付け可能に構成
されたステージホルダ７８と、電動レボルバ７４及びス
テージホルダ７８のいずれか一方を選択的に装着可能で
あって且つ電動レボルバ７４及びステージホルダ７８の
いずれか一方を観察光軸Ａに沿って移動させることによ
って対物レンズ７２ａと標本Ｓとの間の相対距離を調節
して焦点合わせを行う電動焦準機構８０と、この電動焦
準機構８０に電動レボルバ７４及びステージホルダ７８
のいずれが選択的に装着されているのかを検出する検出
手段即ち焦準対象検出器８２と、この焦準対象検出器８
２から出力された検出信号に基づいて、電動焦準機構８
０を駆動制御する駆動制御部８４とを備えている。

【００３８】電動レボルバ７４は、鏡体８６のアーム部
８６ａに取り付けられており、鏡体８６に内蔵されたレ
ボルバ制御部８８を介してメインコントロール部９０に
電気的に接続されている。メインコントロール部９０
は、鏡体８６外部に設けられた操作卓９２に電気的に接
続されている。この操作卓９２には、対物レンズ切換操
作スイッチ９２ａと、後述する焦準操作スイッチ９２ｂ
及びサンプルスイッチ９２ｃが設けられており、これら
スイッチ操作に基づいた所定の信号をメインコントロー
ル部９０に出力可能に構成されている。このような構成
によれば、対物レンズ切換操作スイッチ９２ａを操作し
たときに出力される信号は、メインコントロール部９０
に入力され、所定の演算が施された後、レボルバ制御部
８８に出力される。レボルバ制御部８８は、メインコン
トロール部９０から出力された信号に基づいて、電動レ
ボルバ７４を駆動制御する。この結果、電動レボルバ７
４に装着されている対物レンズ７２ａ，７２ｂの選択切
り換えが行われ、例えば図中符号７２ａで示す対物レン
ズが観察光軸Ａ上にセットされることになる。

【００３９】ステージホルダ７８には、後述する光源装
置１１６から出射された照明光を標本Ｓに照射させるよ
うに、コンデンサレンズ９４を装着可能なコンデンサホ
ルダ９６が観察光軸Ａに沿って上下動可能に取り付けら
れている。具体的には、コンデンサホルダ９６は、ステ
ージホルダ７８に設けられたフォーカスつまみ９８を操
作することによって、観察光軸Ａに沿って上下動可能に
構成されており、コンデンサレンズ９４を介して標本Ｓ
に照射される照明光のフォーカス調節ができるように構
成されている。

【００４０】図１に示す顕微鏡システムは、ステージ上
下式に該当するため、上述した構成を有するステージホ
ルダ７８は、観察光軸Ａに沿って上下動するように、後
述する電動焦準機構８０の可動体１０４に装着されてい
る。

【００４１】電動焦準機構８０は、鏡体８６に内蔵固定
された電動焦準本体１００と、この電動焦準本体１００
に支持され且つ電動焦準本体１００に設けられたガイド
１０２に沿って上下動可能に構成された可動体１０４
と、電動焦準本体１００に回転可能に支持され且つ可動
体１０４に突設された突起部１０４ａが係合している送
りねじ１０６と、電動焦準本体１００に設けられたカッ
プリング１０８を介して送りねじ１０６に対して同軸上
に接続されたステッピングモータ１１０と、突起部１０
４ａの先端付近に対面配置され、可動体１０４の上下動
ストロークを一定の範囲に規制するためのリミット検出
器１１２とを備えている。

【００４２】具体的には、可動体１０４は、その突起部
１０４ａを介して観察光軸Ａに沿った方向に配置された
送りねじ１０６に係合されている。このため、ステッピ
ングモータ１１０を駆動させて送りねじ１０６を所定方
向に回転させることによって、可動体１０４は、観察光
軸Ａに沿って上下動する。

【００４３】このような可動体１０４には、上述したス
テージホルダ７８が、位置決めピン１１４によって装着
されているため、ステッピングモータ１１０を介して送
りねじ１０６を回転させて可動体１０４を上下動させる
ことによって、ステージホルダ７８を観察光軸Ａに沿っ
て上下動させることが可能となる。

【００４４】また、リミット検出器１１２は、後述する
駆動制御部８４を介してステッピングモータ１１０に電
気的に接続されており、リミット検出器１１２から出力
された信号に基づいて、駆動制御部８４は、ステッピン
グモータ１１０を駆動制御して、送りねじ１０６の回転
量及び回転方向を一定の範囲に規制する。この結果、可
動体１０４の上下動ストロークが一定の範囲に規制され
ることになる。

【００４５】なお、ステッピングモータ１１０は、後述
する駆動制御部８４を介してメインコントロール部９０
に電気的に接続されており、メインコントロール部９０
からの指令を受けた駆動制御部８４によって、駆動状態
が制御されている。

【００４６】焦準対象検出器８２は、可動体１０４の一
端に設けられ、後述する駆動制御部８４に電気的に接続
されている。このような焦準対象検出器８２は、可動体
１０４に装着される対象物の種類を検出して、検出信号
を駆動制御部８４に出力するように構成されている。本
実施例では、可動体１０４には、電動レボルバ７４及び
ステージホルダ７８のいずれか一方が選択的に装着され
るが、図１の顕微鏡システムでは、ステージホルダ７８
が装着されることになる。従って、可動体１０４にステ
ージホルダ７８が装着されたとき、焦準対象検出器８２
は、ステージホルダ７８が装着されたことを駆動制御部
８４に指令する。

【００４７】駆動制御部８４は、上述したように、メイ
ンコントロール部９０からの指令や、焦準対象検出器８
２及びリミット検出器１１２から出力された信号に基づ
いて、ステッピングモータ１１０の駆動や停止を制御す
るように構成されている。

【００４８】また、鏡体８６のベース部８６ｂ側の背面
には、標本Ｓを照明するための照明光を出射可能な光源
装置１１６が取り付けられており、この光源装置１１６
から出射された照明光は、ベース部８６ｂに内蔵された
透過照明系１１８によって、コンデンサレンズ９４に照
射されるように構成されている。なお、透過照明系１１
８には、光源装置１１６から出射された照明光を導光す
る一対のレンズ１１８ａ，１１８ｂと、マスク１１８ｃ
と、一対のレンズ１１８ａ，１１８ｂ及びマスク１１８
ｃを介して導光された照明光をコンデンサレンズ９４方
向に反射する反射ミラー１１８ｄとが設けられている。

【００４９】また、鏡体８６のアーム部８６ａ上には、
照明光によって標本Ｓから発生する光学像を観察できる
ように、鏡筒１２０と、この鏡筒１２０の先端スリーブ
部１２０ａに装着された接眼レンズ１２２とが設けられ
ている。

【００５０】このような顕微鏡システムによれば、焦準
対象検出器８２によって、ステージホルダ７８が電動焦
準機構８０に装着されていることが検出される。そし
て、駆動制御部は、焦準対象検出器８２から出力された
検出信号に基づいて、電動焦準機構８０を駆動制御す
る。この結果、対物レンズ７２ａと標本Ｓとの間の相対
距離が調節されて焦点合わせが行なわれる。

【００５１】一方、図２には、対物レンズ上下式の顕微
鏡システムの構成が示されている。なお、本顕微鏡シス
テムの説明に際し、図１と同様の構成には同一符号を付
して、その説明を省略する。

【００５２】図２に示すように、対物レンズ上下式の顕
微鏡システムにおいて、電動レボルバ７４は、レボルバ
保持部材１２４を介して電動焦準機構８０の可動体１０
４に装着されており、可動体１０４と共に観察光軸Ａに
沿って上下動可能に構成されている。

【００５３】また、標本Ｓが載置されるステージ７６
は、鏡体８６のベース部８６ｂに取り付けられたステー
ジ固定部材１２６上に装着されている。具体的には、ス
テージ固定部材１２６は、標本Ｓに対して照明光が照射
されるように、鏡体８６のベース部８６ｂに取り付けら
れた窓レンズ部１２８に固定されている。また、ステー
ジ固定部材１２６の胴部内側には、ステージ固定部材１
２６に対して相対的に上下動可能なコンデンサホルダ９
６が設けられている。このコンデンサホルダ９６には、
標本Ｓに対して最適な照明光が与えられるように、コン
デンサレンズ９４が装着されている。なお、ステージ固
定部材１２６の胴部には、フォーカスつまみ１３０が回
動自在に設けられており、このフォーカスつまみ１３０
を操作することによって、コンデンサホルダ９６を観察
光軸Ａに沿って相対的に上下動させることができる。こ
の結果、コンデンサレンズ９４を介して標本Ｓに照射さ
れる照明光のフォーカス調節が行われる。

【００５４】このような顕微鏡システムによれば、焦準
対象検出器８２によって、電動レボルバ７４が電動焦準
機構８０に装着されていることが検出される。そして、
駆動制御部は、焦準対象検出器８２から出力された検出
信号に基づいて、電動焦準機構８０を駆動制御する。こ
の結果、対物レンズ７２ａと標本Ｓとの間の相対距離が
調節されて焦点合わせが行なわれる。

【００５５】このように本発明の第１の実施例によれ
ば、顕微鏡システムの構成を変更することなく、ステー
ジ上下式と対物レンズ上下式との切り換えを容易に行う
ことが可能となる。

【００５６】このような焦準方式の切り換え制御は、焦
準対象検出器８２から出力される検出信号に基づいて行
われている。次に、本実施例に適用された焦準対象検出
器８２の具体的な構成について、図３を参照して説明す
る。なお、同図では、ステージホルダ７８が可動体１０
４に装着された場合（即ち、ステージ上下式の場合）の
例が示されている。

【００５７】図３（ａ），（ｂ）に示すように、焦準対
象検出器８２は、ステージホルダ７８の装着側面７８ａ
に埋設された磁石１３２と、一対のねじ１３４で可動体
１０４に固定され、３つのホールＩＣ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ
３）を備えた基板１３６とから構成されている。なお、
磁石１３２は、レボルバ保持部材１２４（図２参照）に
も同様に設けられている（図示しない）。

【００５８】いま、ステージホルダ７８を位置決めピン
１１４によって可動体１０４に固定すると、磁石１３２
とホールＩＣ（Ｈ１）が丁度対面することとなり、ホー
ルＩＣ（Ｈ１）のみが“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに
変化する。

【００５９】また、標本Ｓ（図１及び図２参照）の厚み
が大きいとき、ステージホルダ７８の上下動ストローク
をある程度確保するために、例えば点線で示す位置決め
ピン１１４′によってステージホルダ７８を固定する
と、磁石１３２とホールＩＣ（Ｈ２）が丁度対面するこ
ととなり、ホールＩＣ（Ｈ２）のみが“Ｌ”レベルから
“Ｈ”レベルに変化する。

【００６０】一方、レボルバ保持部材１２４（図２参
照）を可動体１０４に対して位置決め固定すると、磁石
１３２とホールＩＣ（Ｈ３）が丁度対面することとな
り、ホールＩＣ（Ｈ３）のみが“Ｌ”レベルから“Ｈ”
レベルに変化する。

【００６１】このように、ホールＩＣ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ
３）を基板１３６上の異なる位置に設けることによっ
て、上述した３種類の状態検出が可能となる。次に、リ
ミット検出器１１２（図１及び図２参照）の具体的な構
成について、図３（ｃ）を参照して説明する。

【００６２】図３（ｃ）に示すように、リミット検出器
１１２は、可動体１０４の突起部１０４ａ（図１及び図
２参照）の末端に取り付けられたスリット板１０４ｂ
と、このスリット板１０４ｂを挟むように配置された一
対のセンサ即ち第１及び第２のフォトインタラプタＳ
１，Ｓ２とを備えている。

【００６３】このようなリミット検出器１１２によれ
ば、上記フォトインタラプタＳ１，Ｓ２によって、可動
体１０４の上下動ストロークによって移動するスリット
板１０４ｂのストローク位置（同図（ｃ）に符号
で示す位置）と、その中間ストローク位置（同図
（ｃ）にリミットＡ〜Ｃで示す位置）とを光学的に検出
することができる。

【００６４】例えば、図３（ｃ）と図４（ａ）との関係
から明らかなように、スリット板１０４ｂが符号の状
態の位置にあるとき、センサ即ち第１のフォトインタラ
プタＳ１から“Ｈ”信号が出力され、第２のフォトイン
タラプタＳ２から“Ｌ”信号が出力される。また、スリ
ット板１０４ｂが符号の状態の位置にあるとき、第１
のフォトインタラプタＳ１から“Ｌ”信号が出力され、
第２のフォトインタラプタＳ２から“Ｌ”信号が出力さ
れる。

【００６５】次に、このような構成を有する本実施例の
顕微鏡システムの動作について、図１ないし図４を参照
して説明する。鏡体８６の電源を投入すると、まず、初
期設定として、電動焦準機構８０の可動体１０４に装着
されている焦準対象が、ステージホルダ７８であるか、
あるいは、レボルバ保持部材１２４であるのか、また、
ステージホルダ７８が装着されている場合には、その装
着位置が上（ステージ位置上）か下（ステージ位置下）
かが、焦準対象検出器８２によって検出される。

【００６６】このとき、焦準対象検出器８２から出力さ
れた検出信号は、駆動制御部８４に入力され、ここで、
図４（ｂ）に示すような動作条件が決定され記憶され
る。例えば、ステージホルダ７８がステージ位置上に装
着されている場合には、上下動ストロークの上限リミッ
ト（標本Ｓと対物レンズ７２ａとが接近する方）がリミ
ットＡ（図３（ｃ）参照）となる。なお、レボルバ保持
部材１２４が装着されている場合には、対物レンズ７２
ａの上限リミットは、リミットＢ（図３（ｃ）参照）と
なる。

【００６７】なお、操作卓９２には、対物レンズ切換操
作スイッチ９２ａと、フォーカス調節用の焦準操作スイ
ッチ９２ｂと、標本Ｓを交換する際に操作されるサンプ
ルスイッチ９２ｃとが設けられている（図１及び図２参
照）。

【００６８】ステージホルダ７８が装着されている場合
（ステージ上下式）、サンプルスイッチ９２ｃは、最初
の１回目のスイッチ操作によって、規定された下限リミ
ット位置までステージホルダ７８を退避させると共に、
元の位置を記憶し、２回目のスイッチ操作によって、記
憶された元の位置までステージホルダ７８を復帰させる
機能を有する。なお、レボルバ保持部材１２４が装着さ
れている場合（対物レンズ上下式）も同様である。

【００６９】実際の検鏡操作において、操作卓９２の焦
準操作スイッチ９２ｂを操作することによって、低倍の
対物レンズ（例えば、図１及び図２に符号７２ｂで示す
対物レンズ）と標本Ｓとの間の焦点合わせが行われる。

【００７０】次に、ステージ上下式の場合フォーカスつ
まみ９８（図１参照）を操作して、コンデンサレンズ９
４を観察光軸Ａに沿って上下動させることによって、標
本Ｓに最適な照明光が照射されるように調節する。な
お、対物レンズ上下式の場合には、フォーカスつまみ１
３０（図２参照）を操作することになる。

【００７１】この後、対物レンズ切換操作スイッチ９２
ａを操作すると、メインコントロール部９０を介して駆
動制御部８４に信号が送られる。このとき、駆動制御部
８４は、初期設定時に記憶された動作条件に従ってステ
ッピングモータ１１０を駆動制御する。

【００７２】このとき、焦準対象検出器８２から出力さ
れた検出信号によれば、ステージ上下式の動作条件が記
憶されている場合、対物レンズ切換操作スイッチ９２ａ
の操作後直ちに、ステッピングモータ１１０が駆動して
ステージ７６を所定量だけ下降させる。この後、メイン
コントロール部９０からレボルバ制御部８８に信号が送
られて、所望の対物レンズ（例えば、図１及び図２に符
号７２ａで示す対物レンズ）に切り換わる。

【００７３】対物レンズ切換動作完了後、レボルバ制御
部８８からメインコントロール部９０に切換完了信号が
送られる。このとき、駆動制御部８４によってステッピ
ングモータ１１０が駆動され、下限位置にあるステージ
７６を再び元の位置まで上昇させる。

【００７４】一方、焦準対象検出器８２から出力された
検出信号によれば、対物レンズ上下式の動作条件が記憶
されている場合、対物レンズ切換操作スイッチ９２ａの
操作後直ちに、ステッピングモータ１１０が駆動して電
動レボルバ７４を所定量だけ上昇させる。そして、上記
同様に対物レンズの切換動作が行われた後、再び電動レ
ボルバ７４が元の位置まで下降される。

【００７５】このような一連の検鏡作業完了後、標本Ｓ
を交換する場合、操作卓９２のサンプルスイッチ９２ｃ
を操作すると、メインコントロール部９０から駆動制御
部８４に信号が送られる。

【００７６】このとき、駆動制御部８４は、初期設定時
に記憶された動作条件に従ってステッピングモータ１１
０を駆動制御する。即ち、駆動制御部８４は、焦準対象
検出器８２の検出信号に基く下限リミット位置まで可動
体１０４を下降させるように、ステッピングモータ１１
０を駆動させると共に、可動体１０４の元の位置を記憶
する。

【００７７】そして、可動体１０４が下限リミット位置
に到達したとき、リミット検出器１１２から出力された
信号に基づいて、駆動制御部８４は、ステッピングモー
タ１１０を停止させ、ステージ７６又は対物レンズ７２
ａを標本Ｓから退避させた状態に維持させる。

【００７８】この間に標本Ｓが交換され、その交換後、
再びサンプルスイッチ９２ｃを操作すると、メインコン
トロール部９０から駆動制御部８４に信号が送られる。
このとき、駆動制御部８４によってステッピングモータ
１１０が駆動され、下限リミット位置にある可動体１０
４を再び元の位置まで上昇させる。

【００７９】このように、本実施例によれば、電動焦準
機構８０に電動レボルバ７４及びステージホルダ７８の
いずれが選択的に装着されているのかを検出する焦準対
象検出器８２と、この焦準対象検出器８２から出力され
た検出信号に基づいて、電動焦準機構８０を駆動制御し
て、上下動ストローク（リミット位置）や駆動方向及び
駆動速度を制御する駆動制御部８４とを備えているた
め、検鏡用光学系及び焦準方式の種類を問わず、標本に
対する検鏡を短時間且つ高精度に行うことができる操作
性及び安全性に優れた顕微鏡システムを提供することが
できる。

【００８０】なお、上述した実施例では、焦準対象検出
器８２にホールＩＣ（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）が適用されて
いるが、これに限らず、例えばフォトインタラプタ等の
他の検出器を用いることも可能である。また、上述した
実施例は、透過照明光を用いて検鏡する透過型顕微鏡に
適用されているが、これに限らず、例えば落射照明型顕
微鏡に適用することも可能である。更に、上述した実施
例には、電動焦準機構８０のアクチュエータとしてステ
ッピングモータ１１０が適用されているが、これに限ら
ず、例えばＤＣモータ等の他のアクチュエータを用いる
ことも可能である。更にまた、本実施例では、焦準機構
として送りねじ方式を採用しているが、周知のラック・
ピニオンを適用した場合でも同様の作用効果を奏するこ
とが可能である。

【００８１】次に、本発明の第２の実施例に係る顕微鏡
システムについて、図５ないし図７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、その説明を省略し、以下
相違する構成についてのみ説明する。

【００８２】図５及び図６に示すように、本実施例に
は、ステージ上下式の顕微鏡システムが適用されてお
り、ステージホルダ７８は、電動焦準機構８０の可動体
１０４に固定されている。このような顕微鏡システムに
は、標本Ｓに所定の照明光を与えるように、所定位置に
選択的に装着可能なコンデンサレンズユニット１４０
と、このコンデンサレンズユニット１４０の装着位置を
検出可能な検出手段とが設けられている。

【００８３】検出手段は、第１のホールＩＣ１４２と第
２のホールＩＣ１４４とを備えており、第１のホールＩ
Ｃ１４２は、ステージホルダ７８の装着面即ち後述する
コンデンサホルダ９６が装着される側の面に埋設されて
いる。また、第２のホールＩＣ１４４は、鏡体８６のベ
ース部８６ｂに取り付けられた窓レンズ部１２８の装着
面即ち後述するコンデンサレンズユニット１４０が装着
される側の面に埋設されている。

【００８４】コンデンサレンズユニット１４０には、こ
のコンデンサレンズユニット１４０を窓レンズ部１２８
に装着した際、第２のホールＩＣ１４４に対面する位置
に磁石１４６が埋設されている。

【００８５】図５に示すステージ上下式の顕微鏡システ
ムでは、コンデンサレンズユニット１４０は、窓レンズ
部１２８に装着されている。この場合、窓レンズ部１２
８に埋設されている第２のホールＩＣ１４４は、磁石１
４６の磁気作用を受けて、その信号レベルのみが“Ｈ”
レベルに変化する。このとき、第２のホールＩＣ１４４
から出力された信号は、駆動制御部８４に入力され、こ
こで、図７に示すような動作条件が初期設定され記憶さ
れる。

【００８６】図６に示すステージ上下式の顕微鏡システ
ムでは、コンデンサレンズユニット１４０は、コンデン
サホルダ９６を介してステージホルダ７８に装着されて
いる。そして、このコンデンサホルダ９６は、ステージ
ホルダ７８に設けられたフォーカスつまみ９８を操作す
ることによって、ステージホルダ７８に対して相対的に
観察光軸Ａに沿って上下動可能に構成されている。

【００８７】この場合、ステージホルダ７８に埋設され
ている第１のホールＩＣ１４２の信号レベルのみが
“Ｈ”レベルに変化する。このとき、第１のホールＩＣ
１４２から出力された信号は、駆動制御部８４に入力さ
れ、ここで、図７に示すような動作条件が初期設定され
記憶される。

【００８８】このように本実施例のステージ上下式の顕
微鏡システムでは、コンデンサレンズユニット１４０の
装着位置に応じた駆動条件を初期設定することができ
る。このような初期設定が完了した後、操作卓９２を操
作することによって、上記第１の実施例と同様に、電動
焦準機構８０に対する駆動制御が行われ、セットされて
いる対物レンズ（例えば、図５及び図６に符号７２ａで
示す対物レンズ）と標本Ｓとの間の焦点合わせが行われ
る。

【００８９】このように本実施例によれば、コンデンサ
レンズユニット１４０の装着位置を検出し、その装着位
置に応じて電動焦準機構８０の駆動制御が行われるた
め、検鏡用光学系及び焦準方式の種類を問わず、標本に
対する検鏡を短時間且つ高精度に行うことができる操作
性及び安全性に優れた顕微鏡システムを提供することが
できる。

【００９０】なお、上述した本実施例では、検出手段と
してホールＩＣを適用したが、これに限定されることは
なく、例えばフォトインタラプタ等の他の検出手段を用
いることもできる。また、第１及び第２のホールＩＣの
いずれか一方を省略しても本実施例と同様の作用効果を
奏することが可能である。また、上述した実施例は、透
過照明光を用いて検鏡する透過型顕微鏡に適用されてい
るが、これに限らず、例えば落射照明型顕微鏡に適用す
ることも可能である。更に、上述した実施例には、電動
焦準機構８０のアクチュエータとしてステッピングモー
タ１１０が適用されているが、これに限らず、例えばＤ
Ｃモータ等の他のアクチュエータを用いることも可能で
ある。更にまた、本実施例では、焦準機構として送りね
じ方式を採用しているが、周知のラック・ピニオンを適
用した場合でも同様の作用効果を奏することが可能であ
る。

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、焦準方式やコンデンサ
レンズユニットの装着位置に対応して電動焦準機構の駆
動制御を行うことができるため、検鏡用光学系及び焦準
方式の種類を問わず、標本に対する検鏡を短時間且つ高
精度に行うことができる操作性及び安全性に優れた顕微
鏡システムを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るステージ上下式の
顕微鏡システムの構成を概略的に示す図。

【図２】本発明の第１の実施例に係る対物レンズ上下式
の顕微鏡システムの構成を概略的に示す図。

【図３】（ａ）は、焦準対象検出器の構成を示す断面
図、（ｂ）は、（ａ）の正面図、（ｃ）は、移動してい
る可動体とリミット検出器との間の関係を模式的に示す
ブロック図。

【図４】（ａ）は、リミット検出器のセンサの信号レベ
ルを示す図、（ｂ）は、電動焦準機構の動作条件を示す
図。

【図５】本発明の第２の実施例に係り、コンデンサレン
ズユニットが鏡体のベース部に装着されたステージ上下
式の顕微鏡システムの構成を示す図。

【図６】本発明の第２の実施例に係り、コンデンサレン
ズユニットがコンデンサホルダを介してステージホルダ
に装着されたステージ上下式の顕微鏡システムの構成を
示す図。

【図７】電動焦準機構の駆動条件を示す図。

【図８】従来の一般的な正立顕微鏡の構成を示す側面
図。

【図９】（Ａ）は、従来のステージ上下式の顕微鏡の構
成を示す図、（Ｂ）は、従来の対物レンズ上下式の顕微
鏡の構成を示す図。

【図１０】従来の光学顕微鏡の構成を示す側面図。

【符号の説明】

７２ａ，７２ｂ…対物レンズ、７４…電動レボルバ、７
６…ステージ、７８…ステージホルダ、８０…電動焦準
機構、８２…焦準対象検出器、８４…駆動制御部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の対物レンズを保持可能に構成され
   且つ所定の対物レンズを選択的に観察光軸上にセット可
   能に構成されたレボルバと、 標本が載置されるステージを光軸に垂直な方向に移動可
   能に保持し且つ前記標本を前記対物レンズの視野内に位
   置付け可能に構成されたステージホルダと、 前記レボルバ及び前記ステージホルダのいずれか一方を
   選択的に装着可能であって且つ前記レボルバ及び前記ス
   テージホルダのいずれか一方を観察光軸に沿って移動さ
   せることによって、前記対物レンズと前記標本との間の
   相対距離を調節して焦点合わせを行う電動焦準機構と、 この電動焦準機構に前記レボルバ及び前記ステージホル
   ダのいずれが選択的に装着されているのかを検出する検
   出手段と、 この検出手段から出力された検出信号に基づいて、前記
   電動焦準機構を駆動制御する駆動制御部とを備えている
   ことを特徴とする顕微鏡システム。
2. 【請求項２】 複数の対物レンズを保持可能に構成され
   且つ所定の対物レンズを選択的に観察光軸上にセット可
   能に構成されたレボルバと、 標本が載置されるステージを所定方向に移動可能に保持
   し且つ前記標本を前記対物レンズの視野内に位置付け可
   能に構成されたステージホルダと、 このステージホルダを支持し且つ観察光軸に沿って移動
   させることによって、前記対物レンズと前記標本との間
   の相対距離を調節して焦点合わせを行う電動焦準機構
   と、 前記標本に所定の照明光が与えられるように、所定位置
   に選択的に装着可能なコンデンサレンズユニットと、 このコンデンサレンズユニットの装着位置を検出可能な
   検出手段と、 この検出手段から出力された検出信号に基づいて、前記
   電動焦準機構を駆動制御する駆動制御部とを備えている
   ことを特徴とする顕微鏡システム。