(57)【要約】【課題】リミット位置を簡易な操作によって安全かつ確実に手動設定できること。【解決手段】顕微鏡装置１００は、標本１と対物レンズ３との相対距離を焦点合わせ方向に変化させる焦準機構５と、対物レンズ３のレンズ情報１０ａを記憶した記憶部１０と、焦準機構５の駆動位置のうち標本１が対物レンズ３に合焦された合焦駆動位置とレンズ情報１０ａとをもとに、標本１と対物レンズ３との相対距離の下限値を制限するリミット位置を設定し、焦準機構５の駆動位置がその制限位置を越えないように焦準機構５を駆動制御する焦準制御部１２ｂとを備える。【選択図】        図１
2008175892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本と対物レンズとの相対距離を焦点合わせ方向に変化させる焦準機構を備えた顕微鏡装置において、
前記対物レンズのレンズ情報を記憶した記憶手段と、
前記焦準機構の駆動位置のうち前記標本が前記対物レンズに合焦された合焦駆動位置と前記レンズ情報とをもとに、前記相対距離の下限値を制限する制限位置を設定し、前記駆動位置が前記制限位置を越えないように前記焦準機構を駆動制御する焦準制御手段と、
を備えたことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項２】
前記標本が前記対物レンズに合焦されたことを報知する報知情報を前記焦準制御手段に対して入力する入力手段を備え、
前記焦準制御手段は、前記報知情報が入力されたときの前記駆動位置を前記合焦駆動位置として前記制限位置を設定することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
【請求項３】
前記焦準制御手段は、前記レンズ情報をもとに所定演算を行い、前記合焦駆動位置から該所定演算の演算結果だけ前記相対距離を減小させた前記駆動位置を前記制限位置とすることを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡装置。
【請求項４】
前記対物レンズは、複数であり、前記標本に対して択一的に配置され、
前記記憶手段は、複数の前記対物レンズのうち作動距離が最も短い最短対物レンズの前記レンズ情報を記憶し、
前記焦準制御手段は、前記最短対物レンズの前記レンズ情報をもとに所定演算を行い、前記合焦駆動位置から該所定演算の演算結果だけ前記相対距離を減小させた前記駆動位置を前記制限位置とすることを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡装置。
【請求項５】
複数の保持部を有し、該保持部ごとに前記対物レンズを保持するとともに、複数の前記対物レンズを前記標本に対して択一的に配置させるレンズ保持手段を備え、
前記記憶手段は、複数の前記対物レンズのうち作動距離が最も短い最短対物レンズの前記レンズ情報と、焦点深度が最も浅い最浅対物レンズを保持した前記保持部の識別情報とを記憶し、
前記焦準制御手段は、前記識別情報をもとに、前記報知情報が入力されたときに前記標本に対して配置された前記対物レンズが前記最浅対物レンズであるか否かを判断し、前記最浅対物レンズであると判定した場合に前記最短対物レンズの前記レンズ情報をもとに所定演算を行い、前記合焦駆動位置から該所定演算の演算結果だけ前記相対距離を減小させた前記駆動位置を前記制限位置とすることを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡装置。
【請求項６】
複数の保持部を有し、該保持部ごとに前記対物レンズを保持するとともに、複数の前記対物レンズを前記標本に対して択一的に配置させるレンズ保持手段を備え、
前記記憶手段は、複数の前記対物レンズのうち作動距離が最も短い最短対物レンズの前記レンズ情報を記憶するとともに、複数の前記保持部に保持された前記対物レンズごとに、前記最短対物レンズの焦点位置を基準とした焦点位置誤差を記憶し、
前記焦準制御手段は、前記最短対物レンズの前記レンズ情報と、前記報知情報が入力されたときに前記標本に対して配置された前記対物レンズに対応する前記焦点位置誤差とをもとに所定演算を行い、前記合焦駆動位置から該所定演算の演算結果だけ前記相対距離を減小させた前記駆動位置を前記制限位置とすることを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡装置。
【請求項７】
前記レンズ情報は、作動距離、開口数または焦点深度の少なくとも１つを示す情報であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標本と対物レンズとの相対距離を焦点合わせ方向に変化させる焦準機構を備えた顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡装置による標本観察では、焦準機構によって標本と対物レンズとの相対距離を変化させて焦点合わせをする必要があり、この相対距離を過度に変化させた場合に標本と対物レンズとを衝突させる危険性がある。例えば、標本が半導体ウェハである場合、ウェハ上に形成された微細な回路パタン等が衝突によって破損されると、半導体製造にかかる歩留まりを著しく低下させるなどの問題が生じる。また、衝突によってウェハ自体が破壊されて廃棄処分とされる場合には、半導体の製造者に対して多大な損害を与えることになる。
【０００３】
このため顕微鏡装置では、近年、標本と対物レンズとの衝突を防止する機構が一般に設けられている。例えば、電動で標本と対物レンズとの相対距離を変化させる電動焦準機構では、その相対距離の下限値を制限するリミット位置を設け、焦準機構の駆動位置がリミット位置を越えないように駆動制御することで衝突が回避される。具体的には特許文献１に開示されているように、対物レンズ、あるいは対物レンズを保持するレボルバに触覚センサまたは近接センサ等を設け、標本と対物レンズとが所定距離以下に近接しないように駆動制御するものが開発されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９９８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように触覚センサや近接センサなどを用いる場合、かかるセンサを有した専用の対物レンズあるいはレボルバが必要となるため、互換性および汎用性が損なわれるばかりか製造コストが高騰するという問題があった。また、対物レンズの交換作業や顕微鏡装置のセットアップに多大な手間と時間を要するという問題があった。
【０００６】
これに対して、上述のリミット位置を手動で設定する電動焦準機構を備えた顕微鏡装置がある。リミット位置を手動で設定する場合、一般に検鏡者が標本と対物レンズとの間隔を目測しながら両者を所望の距離まで近づけ、その位置において所定の入力ボタンを押下するなどの操作を行うことでリミット位置が設定される。
【０００７】
ところが、このようなリミット位置の設定作業では、標本と対物レンズとの間隔を目測できない場合にリミット位置を設定することができないという問題があった。例えば、標本が容器等に収容されてステージ上に載置された場合や標本の周囲に付属機器等が配設された場合など、目測を行う上で障害物となるものが存在する場合に、リミット位置を所望の位置に設定することが困難となる。
【０００８】
また、上述のようなリミット位置の設定作業は、一般に検鏡者が不慣れなこともあり、標本観察を行う通常の観察作業に比べて検鏡者に多大な負担がかけられるという問題があった。特に、標本の種類等を頻繁に交換する場合には、標本の厚さが変わるごとにリミット位置を再設定する必要があるため、検鏡者にかかる作業負荷は膨大なものとなる。
【０００９】
また、観察に高倍率の対物レンズを用いる場合には、設定すべきリミット位置は標本と対物レンズとを極近接させた位置となり、そもそもリミット位置の設定作業において標本と対物レンズとを衝突させる恐れがあるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、焦準機構のリミット位置を簡易な操作によって安全かつ確実に手動設定できる顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる顕微鏡装置は、標本と対物レンズとの相対距離を焦点合わせ方向に変化させる焦準機構を備えた顕微鏡装置において、前記対物レンズのレンズ情報を記憶した記憶手段と、前記焦準機構の駆動位置のうち前記標本が前記対物レンズに合焦された合焦駆動位置と前記レンズ情報とをもとに、前記相対距離の下限値を制限する制限位置を設定し、前記駆動位置が前記制限位置を越えないように前記焦準機構を駆動制御する焦準制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記標本が前記対物レンズに合焦されたことを報知する報知情報を前記焦準制御手段に対して入力する入力手段を備え、前記焦準制御手段は、前記報知情報が入力されたときの前記駆動位置を前記合焦駆動位置として前記制限位置を設定することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記焦準制御手段は、前記レンズ情報をもとに所定演算を行い、前記合焦駆動位置から該所定演算の演算結果だけ前記相対距離を減小させた前記駆動位置を前記制限位置とすることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記対物レンズは、複数であり、前記標本に対して択一的に配置され、前記記憶手段は、複数の前記対物レンズのうち作動距離が最も短い最短対物レンズの前記レンズ情報を記憶し、前記焦準制御手段は、前記最短対物レンズの前記レンズ情報をもとに所定演算を行い、前記合焦駆動位置から該所定演算の演算結果だけ前記相対距離を減小させた前記駆動位置を前記制限位置とすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、複数の保持部を有し、該保持部ごとに前記対物レンズを保持するとともに、複数の前記対物レンズを前記標本に対して択一的に配置させるレンズ保持手段を備え、前記記憶手段は、複数の前記対物レンズのうち作動距離が最も短い最短対物レンズの前記レンズ情報と、焦点深度が最も浅い最浅対物レンズを保持した前記保持部の識別情報とを記憶し、前記焦準制御手段は、前記識別情報をもとに、前記報知情報が入力されたときに前記標本に対して配置された前記対物レンズが前記最浅対物レンズであるか否かを判断し、前記最浅対物レンズであると判定した場合に前記最短対物レンズの前記レンズ情報をもとに所定演算を行い、前記合焦駆動位置から該所定演算の演算結果だけ前記相対距離を減小させた前記駆動位置を前記制限位置とすることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、複数の保持部を有し、該保持部ごとに前記対物レンズを保持するとともに、複数の前記対物レンズを前記標本に対して択一的に配置させるレンズ保持手段を備え、前記記憶手段は、複数の前記対物レンズのうち作動距離が最も短い最短対物レンズの前記レンズ情報を記憶するとともに、複数の前記保持部に保持された前記対物レンズごとに、前記最短対物レンズの焦点位置を基準とした焦点位置誤差を記憶し、前記焦準制御手段は、前記最短対物レンズの前記レンズ情報と、前記報知情報が入力されたときに前記標本に対して配置された前記対物レンズに対応する前記焦点位置誤差とをもとに所定演算を行い、前記合焦駆動位置から該所定演算の演算結果だけ前記相対距離を減小させた前記駆動位置を前記制限位置とすることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記レンズ情報は、作動距離、開口数または焦点深度の少なくとも１つを示す情報であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる顕微鏡装置によれば、焦準機構のリミット位置を簡易な操作によって安全かつ確実に手動設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる顕微鏡装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一符号を付して示している。
【００２０】
（実施の形態）
まず、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡装置について説明する。図１は、本実施の形態にかかる顕微鏡装置１００の要部構成を示す図である。この図に示すように、顕微鏡装置１００は、標本１が載置されるステージ２と、標本１の上部に配置される対物レンズ３と、レボルバ４を介して対物レンズ３を保持するとともに焦準機構５を介してステージ２を支持する顕微鏡本体６と、顕微鏡本体６の上部に内設された照明光学系７と、顕微鏡本体６の後端部（図１における右端部）に設けられたランプハウス８と、顕微鏡本体６上に搭載された三眼鏡筒９と、各種情報を記憶する記憶部１０と、各種情報の入出力を行う入出力部１１と、顕微鏡装置１００内で電動駆動される各部の処理および動作を制御する制御部１２と、を備える。
【００２１】
対物レンズ３は、倍率等が異なる複数の対物レンズを含み、それぞれ着脱自在にレボルバ４に取り付けられている。各対物レンズ３は、レボルバ４の回動動作に応じて標本１に対して択一的に配置される。レボルバ４は、モータ４ａを有し、このモータ４ａが制御部１２によって駆動制御されることで回動動作される。ステージ２は、端部に設けられたハンドル２ａの回動操作に応じ、対物レンズ３の光軸ＯＡに直交した面内で標本１を移動させ、対物レンズ３に対する標本１の観察位置を変化させる。
【００２２】
焦準機構５は、顕微鏡本体６の底部に内設されており、上部に凸設させた支持部５ｂによってステージ２を支持するとともに、内部に設けられたステッピングモータ５ａによって支持部５ｂを上下動させることで、ステージ２を介して標本１を昇降移動させる。これによって焦準機構５は、標本１と対物レンズ３との相対距離を焦点合わせ方向、つまり対物レンズ３の光軸ＯＡ方向に変化させ、対物レンズ３に対する標本１の焦点合わせを行うことができる。ステッピングモータ５ａは、制御部１２と電気的に接続されており、制御部１２によって駆動制御される。
【００２３】
照明光学系７は、照明レンズ７ａ，７ｄ、開口絞り７ｂ、視野絞り７ｃおよびビームスプリッタ７ｅを用いて構成されている。開口絞り７ｂおよび視野絞り７ｃは、それぞれ絞り径が変更自在とされており、ビームスプリッタ７ｅは、明視野観察、暗視野観察、微分干渉観察および蛍光観察等に応じて異なる特性のものが切換自在に設けられている。ランプハウス８は、照明光を発する光源としてのランプ８ａを内部に有し、ランプ８ａは、例えばハロゲンランプが用いられる。ランプ８ａが発した照明光は、照明光学系７に入射され、ビームスプリッタ７ｅによって対物レンズ３へ向けて反射された後、対物レンズ３を介して標本１に照射される。
【００２４】
標本１に照射された照明光は、標本１によって反射され、観察光として対物レンズ３およびビームスプリッタ７ｅを透過した後、三眼鏡筒９内に設けられた結像レンズ９ａによって収斂される。この収斂された観察光は、図示しない光路分岐素子によって接眼レンズ９ｂとカメラ９ｃとに対して分配され、各々標本１の観察像を結像する。この観察像の一方は、接眼レンズ９ｂを介して検鏡者に目視観察され、他方は、カメラ９ｃによって撮像された後、図示しない表示装置によって表示されて検鏡者に観察される。
【００２５】
記憶部１０は、制御部１２が実行する処理プログラムや各種処理情報等を記憶するとともに、レボルバ４に取り付けられた各対物レンズ３のレンズ情報１０ａと、焦準機構５に対して設定されたリミット位置を示すリミット位置情報１０ｂとを記憶している。レンズ情報１０ａは、各対物レンズ３の種類、作動距離、開口数または焦点深度の少なくとも１つを示す情報であって、記憶部１０は、かかるレンズ情報１０ａをレボルバ４の保持部としての図示しない取付穴ごとに対応付けて記憶している。
【００２６】
具体的には、記憶部１０は、例えば図２に示すように、レボルバ４の取付穴を識別する識別情報としての取付穴番号ごとに、対物レンズ３の種類（倍率情報を含む）、開口数および作動距離を記憶する。なお、これらのレンズ情報１０ａは、後述の登録モードによってあらかじめ登録されて記憶される。また、リミット位置情報１０ｂは、所定の設定モードによって適宜設定および更新される。
【００２７】
入出力部１１は、制御部１２に対して各種情報を入出力する機構を備え、特に、焦準機構５およびレボルバ４を操作する操作ボタン等を有したハンドスイッチ１１ａを備える。ハンドスイッチ１１ａは、例えば図３−１〜図３−３に示すように構成される。図３−１は、正面図であり、図３−２は、図３−１における上面を示す平面図であり、図３−３は、図３−１における左側面を示す側面図である。
【００２８】
これらの図に示すように、ハンドスイッチ１１ａは、焦準機構５を上下方向に粗動させる粗動ボタン２１，２２および微動させる微動ハンドル２３と、レボルバ４を左右方向に回動させて対物レンズ３を切り換える転換ボタン２４，２５とを備える。また、標本１の観察を行う観察モードと焦準機構５のリミット位置の設定を行う設定モードとを切り換えるモード切換ボタン２６と、制御部１２に対してリミット位置の設定を指示するリミット位置設定ボタン２７と、各種情報を文字表示する表示部２８と、レボルバ４に取り付けられた各対物レンズ３の登録を行う登録モードと観察モードとを起動時に切り換えるモード切換スイッチ２９とを備える。
【００２９】
制御部１２は、ＣＰＵ等によって実現され、レボルバ４、焦準機構５、記憶部１０および入出力部１１等に電気的に接続されている。制御部１２は、レボルバ４を駆動制御するレボルバ制御部１２ａと、焦準機構５を駆動制御する焦準制御部１２ｂとを備える。レボルバ制御部１２ａは、転換ボタン２４，２５が押下されるごとにレボルバ４を所定量回転させ、標本１上に配置する取付穴および対物レンズ３を順次切り換える。このとき、レボルバ制御部１２ａは、標本１上に配置された取付穴を識別可能であり、その取付穴番号とレンズ情報１０ａと対比することで、標本１上に配置された対物レンズ３を識別することができる。
【００３０】
焦準制御部１２ｂは、粗動ボタン２１，２２または微動ハンドル２３の操作に応じてステッピングモータ５ａを駆動させ、焦準機構５を上下動させることで、ステージ２を介して標本１を昇降移動させる。これによって焦準制御部１２ｂは、標本１と対物レンズ３との相対距離、つまり標本１と対物レンズ３との間隔を焦点合わせ方向に変化させる。このとき、焦準制御部１２ｂは、ステッピングモータ５ａの駆動量をもとに、所定の原点位置を基準とした焦準機構５の駆動位置を認識することができ、これによって標本１の昇降位置（高さ位置）を認識することができる。
【００３１】
また、焦準制御部１２ｂは、標本１が対物レンズ３の焦点位置に合焦されたときの焦準機構５の駆動位置である合焦駆動位置と、記憶部１０に記憶されたレンズ情報１０ａとをもとに、標本１と対物レンズ３との相対距離の下限値を制限する制限位置としてのリミット位置を設定し、焦準機構５の駆動位置がこの制限位置を越えないように焦準機構５を駆動制御する。その際、焦準制御部１２ｂは、リミット位置設定ボタン２７が押下されたときの焦準機構５の駆動位置を合焦駆動位置としてリミット位置の設定を行う。言い換えると、焦準制御部１２ｂは、標本１が対物レンズ３に合焦されたことを報知する報知情報がリミット位置設定ボタン２７から入力された場合に、その時点の焦準機構５の駆動位置とレンズ情報１０ａとをもとにリミット位置の設定を行う。
【００３２】
ここで、焦準機構５の駆動位置とは、ステッピングモータ５ａによって支持部５ｂとともに上下動される所定部分の昇降位置に相当し、例えばステージ２の上面である載置面２ｂの昇降位置として認識される。この場合、合焦駆動位置は、標本１の上面部が対物レンズ３の焦点位置に合焦されたときの載置面２ｂの昇降位置として認識され、リミット位置は、標本１と対物レンズ３との相対距離が所望の下限値とされたときの載置面２ｂの昇降位置として認識される。なお、標本１と対物レンズ３との相対距離とは、焦点合わせ方向における標本１の上面部と対物レンズ３の下面部との間隔に相当する。
【００３３】
つづいて、焦準機構５のリミット位置の設定手順について説明する。図４は、標本１と対物レンズ３との位置関係を示す図である。まず、検鏡者が粗動ボタン２１，２２および微動ハンドル２３を操作して焦準機構５を駆動させることで、図４に実線で示すように、標本１の上面部１ａが対物レンズ３の焦点位置ＦＰに合焦される。これによって、標本１と対物レンズ３との相対距離は、対物レンズ３の作動距離ＷＤと等しくされる。
【００３４】
つぎに、標本１が合焦された状態で、検鏡者がリミット位置設定ボタン２７を押下することで、焦準制御部１２ｂは、焦準機構５の駆動位置として例えば載置面２ｂの昇降位置を合焦駆動位置３１として認識する。そして、レンズ情報１０ａに記憶された対物レンズ３の作動距離ＷＤをもとに所定演算を行い、この演算結果としてのリミット長ＬＤと合焦駆動位置３１とをもとにリミット位置３２を算出する。
【００３５】
具体的には、焦準制御部１２ｂは、例えば次式（１）によってリミット長ＬＤを算出し、合焦駆動位置３１からリミット長ＬＤだけ標本１と対物レンズ３との相対距離を減小させた位置、つまり合焦駆動位置３１から対物レンズ３側へリミット長ＬＤだけ離れた位置をリミット位置３２とする。そして、このリミット位置３２を示すリミット位置情報１０ｂを記憶部１０に記憶させる。
ＬＤ＝ＷＤ×ｋ１                                            ・・・（１）
【００３６】
ここで、式（１）に用いる係数ｋ１（０＜ｋ１＜１）は、検鏡者によって適宜設定される実数値であり、あらかじめ記憶部１０に記憶される。一般に、係数ｋ１は、リミット長ＬＤが対物レンズ３の焦点深度以上となるように設定することが好ましく、対物レンズ３の開口数ＮＡと、観察に用いる照明光の波長λと、標本１を載置する環境の屈折率ｎ（空気の場合は屈折率ｎ＝１）とを用い、次式（２）を満足する値とすることが好ましい。
ｋ１＞（ｎ・λ／２ＮＡ2）／ＷＤ                              ・・・（２）
【００３７】
以上のようにリミット位置３２を設定した後、焦準制御部１２ｂは、リミット位置情報１０ｂをもとに、焦準機構５の駆動位置としての載置面２ｂの昇降位置がリミット位置３２を越えて対物レンズ３に近づかないように焦準機構５を駆動制御する。これによって焦準制御部１２ｂは、標本１と対物レンズ３との相対距離をリミット位置３２によって制限される下限値ＬＬ以上に維持することができ、標本１と対物レンズ３との衝突を常時防止することができる。
【００３８】
なお、焦準制御部１２ｂは、レボルバ４に取り付けられる複数の対物レンズ３の作動距離がそれぞれ異なる場合、そのうち最も短い作動距離を上述の作動距離ＷＤとしてリミット長ＬＤを算出する。すなわち、図５に示すように、対物レンズ３として、それぞれ作動距離ＷＤ１〜ＷＤ４（ＷＤ１＞ＷＤ２＞ＷＤ３＞ＷＤ４）を有する対物レンズ３−１〜３−４がレボルバ４に取り付けられている場合、仮に作動距離ＷＤ２をもとにリミット長ＬＤを算出してリミット位置を設定すると、標本１の上面部１ａが例えば昇降位置３３まで移動可能とされ、対物レンズ３−３，３−４では、観察中に標本１が衝突される可能性が生じる。このため、焦準制御部１２ｂは、レンズ情報１０ａに記憶された作動距離のうち最も短い作動距離をもとにリミット長ＬＤを算出してリミット長を設定することで、レボルバ４に設けられたすべての対物レンズ３に対して標本１との衝突を防止するようにしている。なお、図５では、対物レンズ３−１〜３−４がレボルバ４における共通高さの取付面３４に取り付けられ、等しい同焦点距離３５を有するものとしている。
【００３９】
つづいて、観察モードにおいて焦準制御部１２ｂが行う処理手順について説明する。図６は、その処理手順を示すフローチャートである。この図に示すように、焦準制御部１２ｂは、モード切換スイッチ２９が観察モード側（図３−２では「０」側）にされ、図示しない電源スイッチが投入された場合に、まず初期化処理を行う（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１では、焦準制御部１２ｂは、焦準機構５に設けられた図示しない原点センサを用いて駆動位置の原点確認を行う。なお、焦準制御部１２ｂ以外にも制御部１２では、顕微鏡装置１００における各制御対象の初期化動作を行う。
【００４０】
つぎに、焦準制御部１２ｂは、記憶部１０からリミット位置情報１０ｂを読み出し（ステップＳ１０２）、焦準機構５のリミット位置が設定されているか否かを判断し（ステップＳ１０３）、リミット位置が設定されてない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、観察モードから設定モードに切り換えて後述のリミット位置設定処理を行う（ステップＳ１０４）。このステップＳ１０４では、焦準制御部１２ｂは、モード切換ボタン２６に対する操作の有無によらず自動的に設定モードに移行し、検鏡者に対してリミット位置の設定を促す。その際、焦準制御部１２ｂは、例えばリミット位置の設定を促す警告情報等を表示部２８に表示させる。これによって、焦準制御部１２ｂは、リミット位置が設定されていない状態で標本１の観察が行われないようにしている。
【００４１】
リミット位置設定処理を行った後、もしくはステップＳ１０３においてリミット位置が設定されていると判断した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、焦準制御部１２ｂは、標本１の通常観察に対応する観察処理を行う（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０５では、焦準制御部１２ｂは、粗動ボタン２１，２２、微動ハンドル２３および転換ボタン２４，２５等の操作に応じてレボルバ４および焦準機構５等を駆動制御する。また、焦準制御部１２ｂ以外にも制御部１２では、開口絞り７ｂおよび視野絞り７ｃの絞り径の変更、ビームスプリッタ７ｅの交換による検鏡法の変更、ランプ８ａの電圧変更などの各種制御を行う。
【００４２】
標本１の観察が行われる間、焦準制御部１２ｂは、モード切換ボタン２６が押下されたか否かを適宜判断し（ステップＳ１０６）、押下されていない場合には（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、観察処理を継続するとともにステップＳ１０６の判断を適宜繰り返す。一方、モード切換ボタン２６が押下された場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、焦準制御部１２ｂは、設定モードに移行してリミット位置設定処理を行う（ステップＳ１０７）。これによって、焦準制御部１２ｂは、モード切換ボタン２６が押下されるごとにリミット位置を更新することができる。その後、焦準制御部１２ｂは、電源スイッチがオフされるなど、観察モードの終了を指示する所定の指示入力がされるまでステップＳ１０５からの処理を繰り返す。
【００４３】
つづいて、設定モードにおけるリミット位置設定処理について説明する。図７は、リミット位置設定処理において焦準制御部１２ｂが行う処理手順を示すフローチャートである。この図に示すように、焦準制御部１２ｂは、設定モードに移行した場合、まず焦準機構５の退避処理を行い（ステップＳ１１１）、リミット位置として記憶されたリミット位置情報１０ｂをクリアする（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１１では、焦準制御部１２ｂは、リミット位置がクリアされた状態でも標本１が対物レンズ３に衝突されないように、焦準機構５を駆動して標本１およびステージ２を安全な位置まで対物レンズ３から遠ざける。
【００４４】
つぎに、焦準制御部１２ｂは、検鏡者が標本１を対物レンズ３の焦点位置に合焦させる焦点合わせ動作に対応した焦点合わせ処理を行う（ステップＳ１１３）。このステップＳ１１３では、焦準制御部１２ｂは、粗動ボタン２１，２２、微動ハンドル２３および転換ボタン２４，２５等の操作に応じてレボルバ４および焦準機構５等を駆動制御する。そして、焦点合わせ処理を行う間、焦準制御部１２ｂは、リミット位置設定ボタン２７が押下されたか否かを適宜判断し（ステップＳ１１４）、押下されていない場合には（ステップＳ１１４：Ｎｏ）、焦点合わせ処理を継続するとともにステップＳ１１４の判断を適宜繰り返す。
【００４５】
一方、リミット位置設定ボタン２７が押下された場合（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ）、焦準制御部１２ｂは、押下された時点に標本１に対して配置されていた対物レンズ３が、レボルバ４に取り付けられた複数の対物レンズ３のうち焦点深度が最も浅い対物レンズ（以下、最浅対物レンズと呼ぶ。）であるか否かをさらに判断する（ステップＳ１１５）。そして、最浅対物レンズではないと判定した場合（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、最浅対物レンズで焦点合わせをさせる旨の警告表示を表示部２８に表示させ（ステップＳ１１６）、ステップＳ１１３からの処理を繰り返す。
【００４６】
最浅対物レンズであると判定した場合には（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、焦準制御部１２ｂは、レンズ情報１０ａに記憶された作動距離のうち最も短い作動距離をもとに上述の通りリミット位置を設定し、リミット位置情報１０ｂとして記憶部１０に記憶させる（ステップＳ１１７）。その後、焦準制御部１２ｂは、リミット位置設定処理を終了し、ステップＳ１０４またはＳ１０７へリターンする。
【００４７】
このリミット位置設定処理では、焦準制御部１２ｂは、ステップＳ１１５の判断を行うことで、標本１を最浅対物レンズに対して合焦させた場合以外、つまり最浅対物レンズを用いて合焦駆動位置を確定させた場合以外にリミット位置が設定されないようにしている。一般に、最浅対物レンズを用いて焦点合わせを行う場合に最も厳密に合焦駆動位置を確定することができ、最も正確に所望のリミット位置を設定することができる。ステップＳ１１５は、このための処理であって、例えば、作動距離が極めて短い高倍率の対物レンズ３を用いて観察を行う場合などに有効である。
【００４８】
これに対して、作動距離が比較的長い低倍率の対物レンズ３のみを用いて観察を行う場合など、リミット位置に要求される設定精度が比較的緩い場合には、ステップＳ１１５の判断処理およびステップＳ１１６の警告表示処理を省略して構わない。このため、焦準制御部１２ｂは、ステップＳ１１５，Ｓ１１６の処理を省略するか否かを、例えば検鏡者による所定の指示入力に基づいて判断できることが好ましい。
【００４９】
なお、焦点合わせを行う場合、例えば焦点深度が極めて浅い高倍率の対物レンズ３を用いて標本１を合焦させることは一般に困難である。このため、ステップＳ１１３の焦点合わせ処理では、標本１を最浅対物レンズに合焦させる過程で、最浅対物レンズ以外の対物レンズ３を適宜用いて焦点合わせを行うことができるようにされている。具体的には、例えば焦点深度が比較的深い低倍率の対物レンズ３を用いて焦点合わせを行った後、最浅対物レンズに切り換えて焦点合わせをすることができる。
【００５０】
これに対して、最浅対物レンズが比較的焦点深度が深い低倍率の対物レンズ３である場合などには、焦準制御部１２ｂは、ステップＳ１１３の焦点合わせ処理を開始する時点で自動的に最浅対物レンズを標本１上に配置するようにしてもよい。
【００５１】
なお、焦準制御部１２ｂは、図２に例示したように、レンズ情報１０ａに各対物レンズ３の焦点深度が記憶されていない場合には、ステップＳ１１５において、開口数をもとに最浅対物レンズであるか否かの判断を行う。具体的には、開口数が最も大きい対物レンズ３を最浅対物レンズであると判断する。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態にかかる顕微鏡装置１００では、記憶部１０は、レボルバ４に取り付けられた対物レンズ３のレンズ情報１０ａを記憶し、焦準制御部１２ｂは、焦準機構５の駆動位置のうち標本１が対物レンズ３に対して合焦された合焦駆動位置とレンズ情報１０ａとをもとに、標本１と対物レンズ３との相対距離の下限値を制限するリミット位置を設定し、焦準機構５の駆動位置がこのリミット位置を越えないように焦準機構５を駆動制御しているため、検鏡者は、対物レンズ３に対して標本１を合焦させ、リミット位置設定ボタン２７を押下するだけの簡易な操作によって、焦準機構５のリミット位置を安全かつ確実に手動設定することができる。また、従来のように検鏡者が標本１と対物レンズ３との間隔を目測してリミット位置を設定する場合に比べ、検鏡者によるリミット位置のバラツキを抑制することができる。
【００５３】
（変形例）
つぎに、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡装置の変形例について説明する。ここまですべての対物レンズ３は、例えば図５に示したように、レボルバ４における共通高さの取付面３４に取り付けられ、それぞれ等しい同焦点距離３５を有するものとして説明していたが、一般には、レボルバ４の取付穴ごとに取付面の高さは異なっており、各取付穴に取り付けられた対物レンズ３ごとに、取付面の高さ誤差と等しい焦点位置誤差が発生する。本変形例では、焦準制御部１２ｂは、この焦点位置誤差を補正してリミット位置を設定できるようにしている。
【００５４】
具体的には、例えば図８に示すように、最も短い作動距離ＷＤ５を有した対物レンズ３−５に対する取付面３４を基準として、高さ誤差ＥＲ１だけ上方に取り付けられた対物レンズ３−１では、対物レンズ３−５の焦点位置（標本１の上面部１ａが合焦された位置）に対し、高さ誤差ＥＲ１に等しい焦点位置誤差だけ上方に焦点位置が設けられ、その焦点位置に標本１の上面部１ａが合焦される。同様に、それぞれ高さ誤差ＥＲ２〜ＥＲ４だけ取付面３４から上方または下方に取り付けられた対物レンズ３−２〜３−４でも、対物レンズ３−５の焦点位置に対して各々高さ誤差ＥＲ２〜ＥＲ４に等しい焦点位置誤差だけ上方または下方に標本１の上面部１ａが合焦される。
【００５５】
これに対して本変形例では、記憶部１０は、例えば図９に示すように、レボルバ４の取付穴番号ごとに図２に示した各レンズ情報１０ａに加えて焦点位置誤差を記憶するようにしている。この焦点位置誤差は、レボルバ４を実測するなどして求められ、レンズ情報１０ａとともに所定の登録モードによってあらかじめ登録されて記憶される。なお、焦点位置誤差の符号は、基準に対する誤差の方向を示しており、例えば図９では、上方への誤差を「＋」とし、下方への誤差を「−」として示している。
【００５６】
また、本変形例では、焦準制御部１２ｂは、リミット位置設定ボタン２７が押下されたときの焦準機構５の駆動位置から焦点位置誤差を差し引いた位置を合焦駆動位置とみなし、この合焦駆動位置から対物レンズ３側へリミット長ＬＤだけ離れた位置をリミット位置とするようにしている。これによって、焦準制御部１２ｂは、対物レンズ３ごとに焦点位置誤差が生じる場合にも、その焦点位置誤差を補正してリミット位置を設定することができ、正確に所望のリミット位置を設定することができる。
【００５７】
ここまで、本発明を実施する最良の形態を実施の形態として説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。
【００５８】
例えば、上述した実施の形態では、ステージ２を昇降移動させることで対物レンズ３に対する標本１の焦点合わせを行うものとして説明したが、ステージ２の昇降移動に限定されず、対物レンズ３を昇降移動させることで焦点合わせを行うようにしてもよい。この場合、対物レンズ３を昇降移動させる焦準機構の駆動位置をもとに合焦駆動位置およびリミット位置を求めるとよい。
【００５９】
また、上述した実施の形態では、式（１）をもとにリミット長ＬＤを算出するものとして説明したが、リミット長ＬＤを算出する演算は式（１）に限定されず、例えば所定の定数ｋ２を用いた次式（３）によって算出することもできる。また、これらの式（１），（３）に限定されず、所望の演算式によって算出してもよく、適用する演算式を適宜変更しても構わない。さらに、上述した実施の形態では、作動距離をもとにリミット長を算出するものとしたが、作動距離に限定されず、開口数、焦点深度等をもとにリミット長を算出してもよく、これらの特性値を組み合わせて算出しても構わない。その場合、リミット長の算出に用いる各特性値をレンズ情報１０ａとして記憶するとよい。
ＬＤ＝ＷＤ−ｋ２                                            ・・・（３）
【００６０】
また、上述した実施の形態では、レボルバ４および焦準機構５を駆動させる各種操作ボタンやリミット位置設定ボタン２７等をハンドスイッチ１１ａ上に設けるものとして説明したが、ハンドスイッチ上に限定されず、例えば顕微鏡本体６上に設けてもよく、あるいは制御部１２に接続された表示装置のＧＵＩ画面上やタッチパネル上に設けても構わない。
【００６１】
また、上述した実施の形態では、観察モードから設定モードに移行してリミット位置設定処理を行うものとして説明したが、観察モードからの移行に限定されず、例えばモード切換スイッチ２９によるモード切り換えと同様に、起動時に設定モードを立ち上げてリミット位置設定処理を行うようにしてもよい。
【００６２】
また、上述した実施の形態では、顕微鏡装置１００は、標本１に対して上部から観察を行う正立顕微鏡であるものとして説明したが、標本１の下部から観察を行う倒立顕微鏡とすることもできる。また、顕微鏡装置１００は、標本１に対して落射照明を行うものとして説明したが、透過照明を行う構成とすることもできる。さらに、落射照明と透過照明とを切換自在に構成することもできる。
【００６３】
なお、落射照明と透過照明とを切換自在とした場合には、落射照明から透過照明に切り換える際に、この照明切換に連動させて、標本１と対物レンズ３との相対距離の上限値（最大離間距離）に制限を設けるとよい。具体的には、ステージ２の昇降移動範囲における下限位置を、落射照明を行う場合よりも上方、つまり対物レンズ３側に設定するとよい。
【００６４】
通常、透過照明を行う場合、ステージ２の下部に設けられる図示しないコンデンサレンズや開口絞り等を調整する必要があり、ステージ２と顕微鏡本体６の基部との間に調整作業用のスペースを確保しなければならない。これに対し、落射照明から透過照明に切り換える際に、標本１と対物レンズ３との相対距離の上限値を制限し、透過照明時のステージ２の下限位置を落射照明時のそれよりも対物レンズ３側に設定することで、所望の調整スペースを確保することができ、その作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
また、上述した相対距離の上限値の制限量は、光軸ＯＡ上に配置された対物レンズ３の種類、例えば対物レンズ３の作動距離に応じて可変設定するように構成してもよい。
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる顕微鏡装置の構成を示す図である。
【図２】記憶部に記憶されるレンズ情報の一例を示す図である。
【図３−１】ハンドスイッチの外観構成を示す図である。
【図３−２】ハンドスイッチの外観構成を示す図である。
【図３−３】ハンドスイッチの外観構成を示す図である。
【図４】標本と対物レンズとの位置関係を示す図である。
【図５】作動距離が異なる複数の対物レンズと標本との位置関係を示す図である。
【図６】観察モードの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】リミット位置設定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】対物レンズごとの焦点位置誤差を示す図である。
【図９】記憶部に記憶されるレンズ情報と焦点位置誤差との一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    標本
１ａ    上面部
２    ステージ
２ａ    ハンドル
２ｂ    載置面
３，３−１〜３−５    対物レンズ
４    レボルバ
４ａ    モータ
５    焦準機構
５ａ    ステッピングモータ
５ｂ    支持部
６    顕微鏡本体
７    照明光学系
７ａ，７ｄ    照明レンズ
７ｂ    開口絞り
７ｃ    視野絞り
７ｅ    ビームスプリッタ
８    ランプハウス
８ａ    ランプ
９    三眼鏡筒
９ａ    結像レンズ
９ｂ    接眼レンズ
９ｃ    カメラ
１０    記憶部
１０ａ    レンズ情報
１０ｂ    リミット位置情報
１１    入出力部
１１ａ    ハンドスイッチ
１２    制御部
１２ａ    レボルバ制御部
１２ｂ    焦準制御部
２１，２２    粗動ボタン
２３    微動ハンドル
２４，２５    転換ボタン
２６    モード切換ボタン
２７    リミット位置設定ボタン
２８    表示部
２９    モード切換スイッチ
３１    合焦駆動位置
３２    リミット位置
３３    昇降位置
３４    取付面
３５    同焦点距離
１００    顕微鏡装置
ＦＰ    焦点位置
ＯＡ    光軸
【図１】
2008175892.tif 000003
【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図４】
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【図５】
2008175892.tif 000009
【図６】
2008175892.tif 000010
【図７】
2008175892.tif 000011
【図８】
2008175892.tif 000012
【図９】
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