JPH11326777A - 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の顕微鏡における光学素子切り換え装置
は、ターレットを回転させて干渉色を変化させているた
め、ノマルスキープリズムの光路が振動方向の正しい方
向から少しずれ光学性能が劣る。他に鋭敏色領域の背景
色が出せない、コントラストの低下、色付きの発生、若
しくは像の移動等が発生している。 【解決手段】本発明は、複数の光学素子１２ａ，１２
ｂ，１２ｃが直線移動若しくは回転移動するようにガイ
ドするガイド機構に保持されてターレット１１上に配置
され、モータ１４により回転するターレット１１の回転
軸に形成されたＶ溝にボール５９を押圧するクリックバ
ネ６０により位置決めして、選択された光学素子が光路
上に配置された後、光学素子をモータ１８でガイド機構
にガイド方向に沿って直線移動して、切り換え動作時に
コントラスト調整等の補正が自動的に行われる光学素子
切り換え装置とその装置を搭載する顕微鏡である。

Description

【発明の詳細な説明】

【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２５５６０９
８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】本発明は上記目的を達成
するために、固定基板に回転可能に設けられ、１つ以上
の光学素子が配置されたターレットと、前記ターレット
を回転させる駆動機構と、前記駆動機構の回転力をター
レットに伝達するための伝達機構と、回転する前記ター
レット上の選択された光学素子が光学系の光路上の所定
位置に停止するように位置決めを行う位置決め部と、前
記ターレット上で前記光学素子が直線移動若しくは回動
移動するように保持するガイド機構と、前記固定基板上
に設置され、前記光路上に停止した前記光学素子を前記
ガイド機構の移動方向に沿って移動させる光学素子移動
機構と、前記各機構の動作を制御する制御部とを有する
光学素子切り換え装置を提供する。前記光学素子駆動機
構は、光学素子切り換え装置の固定部に設けられるとと
もに、前記ターレットが前記位置決め部によって、所定
位置に位置決めされている時に光路上に位置する光学素
子を移動する。

【００２７】また、前記光学素子切り換え装置を搭載し
て、観察試料の光像が通過する光路上に第１のターレッ
トに装着された中から１つの対物レンズを選択的に配置
した時に、光学素子を装着する第２のターレットから設
定された検鏡法に好適する光学素子を選択配置し、ガイ
ド機構に沿って前記光学素子を直線移動若しくは回動移
動させて、対物レンズの切り換え動作時にコントラスト
等の調整や必要な補正を行う顕微鏡を提供する。

【００２８】以上のような構成の光学素子切り換え装置
及び顕微鏡は、駆動機構がターレットを回転させて、対
物レンズの光路に対して位置決めされた位置に択一的に
光学素子を配置する。さらに、その光学素子は、光学素
子移動機構により、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。

【００２９】前記光学素子切り換え装置は、前記光学素
子移動機構による前記光学素子の移動量を設定する入力
部を備え、この入力部への設定レベルに対応して、光学
素子の移動量が可変する。

【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，１
２ｂ，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１
７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１
２ａ，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，５３
ｂ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，５６
ｃのそれぞれ可動部にプリズム枠５８ａ，５８ｂ，５８
ｃ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５７
ａ，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，５
５ｄ、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，５７
ｂ，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，５７
ｂ，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，５
７ｂ，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，５
８ｂ，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６
７ａ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，６
９ｂ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７０
ａ，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Ｏ
Ｎ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、Ｏ
Ｎ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７４
ａ〜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７
２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２１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２１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、ＣＰＵ
９１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）、ＣＰＵ９
１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ＣＰＵ９
１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Ｓ
６）、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Ｓ
７）。

【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Ｓ
８）、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Ｓ
９）。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Ｓ
１２）、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、ＣＰ
Ｕ９１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８
５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９
９から入力信号があったか否かを判別する（ステップＳ
２１）。この判別で、入力された信号があった場合（Ｙ
ＥＳ）、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Ｓ２
６）。

【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ＣＰ
Ｕ９１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ＣＰＵ
９１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Ｓ３
５）、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１０
４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１０
２、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１１
２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１
１２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、Ｄ
ＩＣ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１
２２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Ｎ
Ｄ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Ｎ
Ｄ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１
２２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１４
５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）１
４９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Ｓ５
０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Ｓ５
３）、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、７
００nm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Ｖ
o 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、ＣＰ
Ｕ１４９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ＣＰＵ１４
９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、ＣＣ
Ｄ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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城田 哲也 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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定基板に回転可能に設けられ、１つ以
   上の光学素子が配置されたターレットと、 前記ターレットを回転させる駆動機構と、 前記駆動機構の回転力をターレットに伝達するための伝
   達機構と、 回転する前記ターレット上の選択された光学素子が光学
   系の光路上の所定位置に停止するように位置決めを行う
   位置決め部と前記ターレット上で前記光学素子が直線移
   動若しくは回動移動するように保持するガイド機構と、 前記固定基板上に設置され、前記光路上に停止した前記
   光学素子を前記ガイド機構の移動方向に沿って移動させ
   る光学素子移動機構と、 前記各機構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. 【請求項２】 前記光学素子切り換え装置は、さらに前
   記光学素子移動機構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、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に記載の光学素
   子切り換え装置。
3. 【請求項３】 複数の検鏡法を実施するための光学素子
   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、複数の切り換え可能な倍率の異なる対物レンズを備
   える顕微鏡において、 複数の前記対物レンズを搭載し、観察試料の光像が通過
   する光路に１つの対物レンズを選択的に配置するように
   装着される第１のターレットと、 前記第１のターレットを回転させて、選択された倍率の
   前記対物レンズを前記光路に配置する対物レンズ駆動機
   構と、 複数の光学素子を装着可能で、前記対物レンズの光軸方
   向と直交する面内で回転して、前記光路上に選択された
   光学素子または空穴を配置可能な第２のターレットと、 前記第２のターレット上に設置され、前記光学素子を直
   線移動若しくは回動移動するように保持するガイド機構
   と、 前記第２のターレットを回転して、前記光路上に選択さ
   れた前記光学素子を停止させる第２のターレット回転機
   構と、 停止した前記第２のターレット上の選択された前記光学
   素子を前記ガイド機構の移動方向に沿って任意距離の移
   動を行う光学素子移動機構と、 設定された前記検鏡法のいずれかの選択を指示する若し
   くは、所望する前記対物レンズ及び前記光学素子の選択
   を指示する操作部と、 前記操作部からの指示により、選択された検鏡法に用い
   られる前記対物レンズ及び前記光学素子若しくは、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されるように、前記対物レンズ駆動
   機構及び前記第２のターレット駆動機構を駆動させて切
   り換え、前記光学素子移動機構により前記ガイド機構の
   移動方向に沿って前記光学素子の移動を制御する制御部
   と、を具備することを特徴とする光学素子切り換え装置
   を搭載する光学顕微鏡。