(57)【要約】【課題】本発明は、検鏡や写真撮影等における倍率変更に伴う光学素子の操作を簡略化することを目的とする。【解決手段】対物レンズを電動で切換える対物切換機構とズームレンズを移動させるズーム機構とを備えた顕微鏡システムにおいて、外部から指示される顕微鏡の総合倍率に応じて、前記ズーム機構のズーム範囲における最低ズーム倍率を基準として対物レンズの倍率を算出する対物倍率算出手段と、前記対物倍率算出手段で算出された対物倍率を基準として前記ズームレンズによるズーム倍率を算出するズーム倍率算出手段と、前記対物倍率算出手段及び前記ズーム倍率算出手段でそれぞれ算出された対物倍率及びズーム倍率に基づいて前記対物切換機構及び前記ズーム機構を制御する総合倍率設定手段とを具備する。【選択図】　　図１７
2004004856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを電動で切換える対物切換機構とズームレンズを移動させるズーム機構とを備えた顕微鏡システムにおいて、外部から指示される顕微鏡の総合倍率に応じて、前記ズーム機構のズーム範囲における最低ズーム倍率を基準として対物レンズの倍率を算出する対物倍率算出手段と、前記対物倍率算出手段で算出された対物倍率を基準として前記ズームレンズによるズーム倍率を算出するズーム倍率算出手段と、前記対物倍率算出手段及び前記ズーム倍率算出手段でそれぞれ算出された対物倍率及びズーム倍率に基づいて前記対物切換機構及び前記ズーム機構を制御する総合倍率設定手段とを具備したことを特徴とする顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズを光軸方向へ移動させるズーム機構及び対物レンズを切換える対物切換機構を備えた顕微鏡システムに係り、さらに詳しくは倍率変更に伴い自動的に調光処理を行う顕微鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学顕微鏡では観察像の拡大倍率を変更するため種々の方式が適用されている。例えば、変倍用レンズ群が配設された円環状ターレットを顕微鏡の観察光路近傍に設けて観察光路内に挿入する変倍用レンズを切換える方式（ターレット方式）、倍率の異なる複数の対物レンズが装着された対物レンズレボルバーにより観察光路内に挿入する対物レンズを切換える方式（レボルバー方式）、観察光路に挿入されズームリング内のズームレンズ群を移動させる方式（ズーム切換方式）などである。
【０００３】
ターレット方式，レボルバー方式は、目的に合った倍率のレンズ群を予め用意しておくことにより、複数種類の倍率切換が可能である。また、ズーム切換方式は、主に実体顕微鏡等で採用されており、可変範囲内であればズームリング等の移動といった簡単な操作でリニアに倍率変更することができる。これらの方式が採用された光学顕微鏡では、操作性を向上させる目的で、電気的な駆動によりレボルバー等を駆動する電動切換構成が採られている場合がある。
【０００４】
光学顕微鏡における倍率変換は検鏡時に頻繁に行われる作業である。そのため、特に電動切換方式では、対物レンズ又は変倍レンズを指定するスイッチ、或いはズーム比の増大及び減少スイッチと連動させた可変方式が採られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５９−１７７５０７号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開昭５９−１７２６１７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した光学顕微鏡にあっては、特に電動切換方式を採用している光学顕微鏡では、ある特定の倍率（例えば×１０）で観察する場合、その倍率に対応したズーム比を実現するために増大又は減少用スイッチをその倍率になるまで操作し続けなければならない。そのため、ズーム比を大きな幅で変化させる場合は、所望の倍率となるまで長時間を要するといった問題があった。
【０００８】
また、ターレット方式又はレボルバー方式と、ズーム切換方式とを同時に有している光学顕微鏡においても、固定倍率以外の倍率による観察は上記同様にズーム比の変更操作が必要となる。しかも、かかる２方式を同時に有する光学顕微鏡では、特殊な倍率による観察が行われる場合がある。例えば、ある対物倍率とズーム比でなければ実現できない検鏡については、対物レンズの切換操作とズーム比の調整が必要となり操作が煩雑であった。
【０００９】
また、観察倍率を変更すると観察光量及び視野絞り比率が変倍前に比べて異なるので、対物レンズまたは変倍レンズの切換えに連動して補正する必要がある。このような補正機能を備えた顕微鏡が特開昭５９−１７７５０７号、特開昭５９−１７２６１７号に記載されている。
【００１０】
しかしながら、上記各公開公報に記載された顕微鏡は、ズームレンズの移動といったリニアに倍率が変化する変倍動作に追従した補正を行うことはできない。従って、ズームレンズを移動させて観察倍率を変更する度に、前述した補正操作が必要となり、その操作に精通した熟練者によらなければ顕微鏡の機能を十分に引き出すことができなかった。
【００１１】
本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので、検鏡や写真撮影等における倍率変更に伴う光学素子の操作を簡略化することができる顕微鏡システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【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、次のような手段を講じた。請求項１に対応する本発明は、対物レンズを電動で切換える対物切換機構とズームレンズを移動させるズーム機構とを備えたシステムにおいて、外部から指示される顕微鏡の総合倍率に応じて、前記ズーム機構のズーム範囲における最低ズーム倍率を基準として対物レンズの倍率を算出する対物倍率算出手段と、前記対物倍率算出手段で算出された対物倍率を基準として前記ズームレンズによるズーム倍率を算出するズーム倍率算出手段と、前記対物倍率算出手段及び前記ズーム倍率算出手段でそれぞれ算出された対物倍率及びズーム倍率に基づいて前記対物切換機構及び前記ズーム機構を制御する総合倍率設定手段とを備えている。
【００１３】
【作用】本発明は、以上のような手段を講じたことにより、次のような作用を奏する。請求項１に対応する本発明では、外部から顕微鏡の総合倍率が指示されると、それに応じて対物倍率算出手段がズーム機構のズーム範囲における最低ズーム倍率を基準として対物レンズの倍率を算出する。次に、ズーム倍率算出手段が算出された対物倍率を基準としてズームレンズによるズーム倍率を算出する。そして、対物倍率算出手段及びズーム倍率算出手段でそれぞれ算出された対物倍率及びズーム倍率に基づいて対物切換機構及びズーム機構が総合倍率設定手段から制御される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態に係る顕微鏡システムの全体構成を示しており、図２は該顕微鏡の光学系の構成を示している。
【００１５】
本実施形態の顕微鏡システムにおける光学系は、例えばハロゲンランプからなる透過照明用光源１からの光をコレクタレンズ２で集光して透過用フィルターユニット３へ入射する。
【００１６】
透過用フィルターユニット３は透過照明用光源１の色温度を変えずに明るさの調光を行う複数枚のＮＤフィルターと、色補正を行うための複数枚の補正フィルターとからなり、任意のフィルターを照明光学系の光路中に選択的に挿脱可能になっている。
【００１７】
上記透過用フィルターユニット３を透過した照明光を、透過視野絞り４，透過開口絞り５，コンデンサ光学素子ユニット６，コンデンサトップレンズユニット７を介して試料ステージ８の下方からステージ上の観察試料Ｓを照明する。
【００１８】
なお、コンデンサ光学素子ユニット６は光路中に選択的に挿入される複数のユニット６ａ〜６ｃからなり、コンデンサトップレンズユニット７は光路中に選択的に挿入される複数のユニット７ａ，７ｂからなる。また、試料ステージ８は観察試料Ｓを光軸と直交する平面内で２次元移動できると共に、ピント合わせのため光軸方向へ移動可能になっている。
【００１９】
試料ステージ上方には複数のユニットからなる複数の対物レンズ９ａ〜９ｃがレボルバー１０に保持されている。レボルバー１０はその回転により観察光路内の光軸上に挿入すべき対物レンズを交換可能に構成されている。レボルバー１０は、例えば顕微鏡のアーム先端部に回転自在に取付けられており、そのアーム先端部の観察光路上にキューブユニット１１が配設されている。キューブユニット１１は、各種検鏡法により選択的に挿入される複数のユニット１１ａ〜１１ｃからなる。キューブユニット１１を透過した光をビームスプリッター１２で２方向に分岐し、一方の光をビームスプリッター１３を介して接眼レンズ１４へ導いている。なお、ビームスプリッター１２，１３は光路に対して挿脱可能になっている。
【００２０】
また、水銀ランプ等からなる落射照明用光源１５からの光を、落射用フィルターユニット１６，落射シャッター１７，落射視野絞り１８，落射開口絞り１９を介して、キューブユニット１１の光路中に挿入されているユニットに入射し、観察試料Ｓ側へ反射させて落射照明する。
【００２１】
なお、落射用フィルターユニット１６は落射照明用光源１５の色温度を変えずに明るさの調光を行う複数枚のＮＤフィルターと、色補正を行うための複数枚の補正フィルターとから構成される。
【００２２】
一方、観察光路上に挿入されたビームスプリッター１２で分岐された他方の光を写真撮影用光路へ導いている。写真撮影用光路に対してビームスプリッター２０が挿脱自在に設けられており、光路中に挿入したビームスプリッター２０で分岐した一方の光を、結像レンズを介してピント検知用受光素子２１へ入射している。このピント検知用受光素子２１はピント検知用の光量を測光するためのものである。
【００２３】
また、写真撮影用光路のビームスプリッター２０で分岐した他方の光を、写真撮影用倍率を任意に調整するズームレンズ２２を介して該光路中に挿入されたビームスプリッター２３に入射する。このビームスプリッター２３は光路に対して挿脱自在になっており、光路内に挿入したビームスプリッター２３で反射させた光を、さらに別のビームスプリッター２４に入射して２方向へ分岐している。ビームスプリッター２４も光路に対して挿脱自在になっている。光路内に挿入したビームスプリッター２４で反射した光は写真用受光素子２５に入射している。写真用受光素子２５は写真撮影の露出時間を測光するための素子である。そしてビームスプリッター２４を光路から脱した状態で、ビームスプリッター２３で反射させた光を写真撮影用シャッター２６を介して写真撮影用のフィルムを収納したカメラ２７に入射している。
【００２４】
次に、本実施形態の顕微鏡システムにおける制御系の構成について説明する。システム全体の動作を管理しているメインコントロール部３０に対して専用シリアルバス３１を介して写真撮影コントロール部３２，ＡＦコントロール部３３，フレームコントロール部３４，透過フィルターコントロール部３５，透過視野絞りコントロール部３６，コンデンサコントロール部３７，視野絞りコントロール部３８，落射フィルターコントロール部３９をそれぞれ接続している。
【００２５】
写真撮影コントロール部３２は、ビームスプリッター１２，２０，２４を光路中に挿脱するための駆動及び制御と、ズームレンズ２２の駆動及び制御と、写真用受光素子２５の測光値から写真撮影時間を算出するための演算処理と、写真撮影用シャッターの開閉駆動制御と、カメラ２７のフィルム巻き上げ及び巻き戻し制御とを行う。
【００２６】
ＡＦコントロール部３３は、ピント検知用受光素子２１からのデータで所定の合焦演算を行い、その演算結果に応じて試料ステージ８を駆動することにより自動合焦検出を行う。
【００２７】
フレームコントロール部３４は、透過照明用光源１，落射照明用光源１５，レボルバー１０，キューブユニット１１，落射シャッター１７を駆動制御するものである。
【００２８】
透過フィルターコントロール部３５は透過用フィルターユニット３の駆動及び制御を行い、透過視野絞りコントロール部３６は透過用視野絞りの駆動及び制御を行う。また、コンデンサコントロール部３７はコンデンサ光学素子ユニット６，コンデンサトップレンズユニット７，透過用開口絞り５の駆動及び制御を行う。視野絞りコントロール部３８は視野絞り１８，落射開口絞り１９の駆動及び制御を行う。また、落射フィルターコントロール部３９は落射用フィルタユニット１６の駆動及び制御を行う。
【００２９】
上記各コントロール部３２〜３９は、それぞれ図３に示す回路構成を備えている。すなわち、各コントロール部は、ＣＰＵ回路４１と、このＣＰＵ回路４１からの指令で制御対象の光学ユニットを駆動する駆動回路４２と、制御対象の光学ユニットの位置を検出してＣＰＵ回路４１へ知らせる位置検知回路４３と、ＣＰＵ回路４１と専用シリアルバス３１とを接続する専用シリアル通信Ｉ／Ｆ回路４４と、その他の図示しない周辺回路とを内蔵する。上記ＣＰＵ回路４１は、ＣＰＵ４５がＲＯＭ４６，ＲＡＭ４７にＣＰＵバス４８を介して接続され、ＲＯＭ４６に各々の制御内容を記述したプログラムが記憶され、ＲＡＭ４７に制御演算用のデータが格納されている。そして各コントロール部３２〜３９に専用シリアルバス３１を介してメインコントロール部３０から制御指示が送り込まれ、ＣＰＵ４５がＲＯＭ４６のプログラムに従って動作することにより各々受け持ちの光学ユニット等の制御が行われる。
【００３０】
図４はメインコントロール部３０の構成を示す図である。同図に示すメインコントロール部３０は、上記各コントロール部と同様のＣＰＵ回路４１と、ジョグダイヤル４９と、顕微鏡の各種設定状態を記憶するための不揮発性メモリ５０と、各種操作スイッチを備えた透明タッチスイッチパネル５１と、各種情報を表示するための表示パネル５２と、専用シリアルバス３１をコントロールするための専用シリアルバス駆動回路５３とを備えている。
【００３１】
表示パネル５２は、プラズマディスプレイ又はＬＣＤ等の表示部材から構成されており、ＣＰＵ４５より送られてくる表示内容を表示する。表示パネル５２に表示される各種画面はＲＯＭ４６に予め記憶されている。透明タッチスイッチパネル５１は透明シートからなるスイッチで構成され、図５に示すように表示パネル５２の上面に貼り合わされている。透明タッチスイッチパネル５１上の任意の位置を押下すると、その位置がＣＰＵ４５に認識されるようになっている。本実施形態では、例えば図６に示すような初期画面を表示する。２０１〜２０３は区画されたスイッチエリアを示す表示である。例えばスイッチエリア２０３を指等で押下すれば、その押下位置データとその押下位置の表示データとからＣＰＵ４５が何のスイッチが押されたかを認識して、そのスイッチに対応した制御（画面出力等）が行われるようにしている。
【００３２】
本実施形態では、メインコントロール部３０のＲＯＭ４６に、図６に示す初期画面の他に、ズーム倍率を固定値より選択するのに使用するズーム固定倍率選択画面６０−１、任意のズーム倍率を選択するのに使用するズーム任意倍率選択画面６０−２、不図示のズーム倍率選択画面等を記憶している。
【００３３】
ズーム固定倍率選択画面６０−１は、図７に示すように選択可能な倍率（固定倍率）を表示したスイッチ群と、初期画面へ戻るためのリターンスイッチ６２とが含まれている。ズーム任意倍率選択画面６０−２は、図８に示すようにズーム倍率に連動するバーグラフ６３と、リターンスイッチ６２とが含まれている。
【００３４】
次に、以上のように構成された本実施形態の動作について図９を参照して説明する。なお、図６に示す初期画面においてズーム倍率選択用のスイッチがスイッチＣであるとする。
【００３５】
図６に示す初期画面が表示されている状態で、スイッチＣが押下げられると、その押下位置がＣＰＵ４５へ入力される。ＣＰＵ４５は現在表示されている画面の種別と押下位置との組合わせから指示内容を判断する。この場合は、ズーム倍率の変更が要求されていると認識してズーム倍率選択画面を表示パネル５２に表示する。
【００３６】
次に、複数の固定倍率の中から特定のズーム倍率を選択するダイレクト設定か否か判断し、ダイレクト設定の指示が入力された場合は図７に示すズーム固定倍率選択画面６０−１を表示させる。また、ダイレクト設定以外の指示が入力された場合は図８に示すズーム任意倍率選択画面６０−２を表示させる。
【００３７】
ズーム固定倍率選択画面６０−１が表示された状態で、特定の倍率選択用スイッチ６１が押下げられると、その押下げられたスイッチ６１の倍率を認識し、その認識したズーム倍率へ変更するのに必要なズームレンズ２２の移動量を算出して写真撮影コントロール部３２へ駆動指令を出力する。その結果、メインコントロール部３０から駆動指令を受けた写真撮影コントロール部３２が駆動指令に応じた方向へ指示された距離だけズームレンズ２２を移動させる。
【００３８】
一方、ズーム任意倍率選択画面６０−２が表示された状態で、ジョグダイヤル４９が操作されると、ジョグダイヤル４９の回転方向からズームレンズ２２の移動方向（倍率の増加／減少方向）を判断し、ジョグダイヤル４９が操作されている期間、その判断した方向へズームレンズ２２を移動させるための駆動指令を送出する。また、同時にズーム任意倍率選択画面６０−２のバーグラフ６３をジョグダイヤル４９の回転方向へ操作期間だけ変化させる。
【００３９】
リターンスイッチ６２が押下げられると、図６の初期画面へ戻し、ズーム倍率の変倍処理は待機状態となる。以上のように構成された本実施形態によれば、ズームレンズ２２による倍率変更に際し、使用者が複数段階に分けられた固定倍率から所望の固定倍率をダイレクト設定するズーム固定倍率選択画面６０−１と、使用者の任意の倍率へ連続的に可変させて設定するズーム任意倍率選択画面６０−２とを選択可能にしたので、ルーチンワークにおいて複数の特定倍率による観察又は写真撮影と、注目部位の観察像のリニアな変倍との切換えを、熟練者によらなくても、簡便に行うことができ、操作性の改善が図られる。
【００４０】
次に、本発明の第２実施形態に係る顕微鏡システムについて説明する。本実施形態の顕微鏡システムは、光学系及び制御系の基本的な構成は、前述した第１実施形態と同様であり、ズーム固定倍率選択画面６０−１とズーム任意倍率選択画面６０−２を使った倍率選択機能を備えている。第１実施形態と重複する説明は省略するものとし、また共通部分には図１〜図５を流用して説明する。
【００４１】
本実施形態は、メインコントロール部３０の不揮発性メモリ５０に図１０及び図１１に示すパラメータテーブルが格納され、またＲＯＭ４６に図１２〜図１４に示す各種画面が格納されている。図１０に示すパラメータテーブルは、レボルバー１０に取付可能な対物レンズの種類毎に、観察系像面での照度（Ｌ）、光学系の開口絞りの明るさ比（ＡＳ）、対物レンズ固有の明るさ比（ＯＢ）からなる。図１１に示すパラメータテーブルは、レボルバー１０の対物レンズの取付け穴の位置（レボルバー位置）に対応させて、照度（Ｌ）、開口絞りの明るさ比（ＡＳ）、対物レンズ固有の明るさ比（ＯＢ）、マニュアル補正値（Ｋｍ）からなる。
【００４２】
図１０のパラメータテーブルは予め設定されているが、図１１のパラメータテーブルは後述する初期設定処理により設定される。通常、観察系像面での照度Ｌは０．５　〜１　［ルクス］程度、また開口絞り（ＡＳ）は瞳径の８５％が標準と考えられる。観察系像面の照度Ｌは（１）式で表すことができる。
【００４３】
Ｌ＝ＬＡ×ＮＤ×ＡＳ×ＯＢ×Ｂｉ×（１／Ｚｍ２）×Ｋｍ　…（１）
ただし、ＬＡは基準対物レンズ使用時のＢｉ１００％光路（観察系１００％光路）における像面照度、ＮＤは透過用フィルターユニット３のＮＤフィルターの組合わせ濃度比率、ＡＳは開口絞り５の絞り開放時を１としたときの明るさ比である。例えば、瞳径の８５％とする標準値での明るさ比ＡＳは、
ＡＳ＝０．８５２…（２）
即ち、約０．７２という固定値で表される。また、ＯＢは基準対物レンズを１としたときの各対物レンズ固有の明るさ比、Ｂｉは観察系１００％光路を基準とした明るさ比、Ｚｍはズーム倍率、Ｋｍはマニュアル操作による明るさの変位である。
【００４４】
ところで、ズーム倍率の変更に伴い、観察像面における観察光量及び視野絞り径の比率も変化してしまう。従って、ズーム倍率を変更する前後に亙って同一条件で観察するためには、光学要素を再度調整する必要がある。
【００４５】
本実施形態では、ズーム倍率変更の前後で照度が一定値に保たれるように、ＮＤ値の補正を行い、またズーム倍率変更の前後で視野と視野絞りとの比率が一定となるように視野絞りを補正する。
【００４６】
なお、視野絞り径は（３）式で与えられる。
【００４７】
視野絞り径＝｛ＯＣｆｒ／（ＯＢｍｎｇ×Ｚｍ×ＦＳｍｎｇ）｝×Ｋｆ　…（３）
ただし、ＯＣｆｒは接眼レンズの視野数、ＯＢｍｎｇは対物レンズの倍率、ＦＳｍｎｇは視野絞り投影倍率、Ｋｆはマニュアル操作が加わった場合の補正係数である。なお、補正係数Ｋｆはマニュアル操作が加わらない時を“１”とする。
【００４８】
以下、本実施形態の動作について説明する。顕微鏡操作の前段階として、レボルバー１０のどの対物取付け穴にどのような種類の対物レンズが取付けられているかをＣＰＵ４５に認識させて、図１１のパラメータテーブルを作成する。
【００４９】
そのため、表示パネル５２に図１２の初期画面を表示することから始める。この画面においてパラメータ設定動作を開始するためのスイッチＩＮＩＴＩＡＬ　を押すことにより、ＣＰＵ４５が押下位置を認識し、押下位置と図１２の初期画面との組合わせからスイッチＩＮＩＴＩＡＬ　が押されたことを認識する。
【００５０】
スイッチＩＮＩＴＩＡＬ　が押されると、ＣＰＵ４５は表示パネル５２の画面を図１３に示す画面へ変更する。図１３に示す画面上にはレボルバー１０に設けられた対物取付け穴の各位置を指定するＳＷ表示領域６４が表示される。ＳＷ表示領域６４はスイッチＲＥＶＯ１〜ＲＥＶＯ７からなり７つの対物取付け穴を指定可能になっている。ＳＷ表示領域６４のスイッチ数は現在装着されているレボルバー１０の対物取付け穴の数に対応させている。また，この画面はレボルバー１０のどの対物取付け穴に何の対物レンズが取付けられているかを表す一覧表６５と、初期設定動作を中止するためのスイッチＣＡＮＣＥＬと、初期設定動作を終了するためのスイッチＥＮＤ　とを備えている。
【００５１】
図１３の画面において、ＳＷ表示領域６４のスイッチＲＥＶＯ１を押下げれば、レボルバー１０の対物取付け穴の第１位置に装着される対物レンズの設定操作へ移行する。すなわち、スイッチＲＥＶＯ１が押されると、ＣＰＵ４５が表示パネル５２の画面を図１３の画面から図１４の画面へと変更し、使用対物レンズの一覧表６６を表示させる。
【００５２】
それと同時に、ＣＰＵ４５が専用シリアルバス駆動回路５３を駆動して専用シリアルバス３１を介してフレームコントロール部３４にレボルバー１０の回転指示を与える。この回転指示を受けたフレームコントロール部３４が駆動回路４２を駆動してレボルバー１０の対物取付け穴１番を光軸位置に挿入する。その結果、スイッチＲＥＶＯ１で指示された対物レンズが観察光路上に挿入される。
【００５３】
なお、この場合は初期設定であり試料の観察は行わない為、試料ステージ８はメインコントロール部３０からの指示によりＡＦコントロール部３３が最下限まで下降させている。
【００５４】
操作者は、レボルバー１０の回転が終了してから、現在光路中に挿入されている対物レンズを確認し、その対物レンズを表示パネル５２の一覧表６６から捜して指定する。ジョグダイヤル４９からの操作信号が入力しているＣＰＵ４５が、ジョグダイヤル４９の回転方向に対応した方向（Ａ方向またはＢ方向）へ操作期間だけ所定の速度で指示表示部６７を移動させる。そして、指示表示部６７が停止した位置を読み込んで、その位置に表示されている対物レンズを指定対物レンズとして認識する。
【００５５】
対物レンズの指定が終了してスイッチＥＮＴＥＲ　が押されたならば、対物一覧表６６において指示表示部６７で指示されている対物レンズの各パラメータのテーブルデータを図１０に示すパラメータテーブルから読出し、その読出したパラメータデータで図１１に示すテーブルの該当箇所を更新する。
【００５６】
以上の操作をＳＷ表示領域６４のスイッチＲＥＶＯ１〜ＲＥＶＯ７　まで繰り返すことにより、初期設定が終了する。ここで、不揮発性メモリ５０のパラメータテーブルに設定したデータは電源遮断後も保持されることから、レボルバー１０に装着されている対物レンズが変わらない限り再設定の必要はない。
【００５７】
図１１に示すパラメータテーブルに設定されているマニュアル補正値Ｋｍは、上記したようにマニュアル操作による明るさの変位であるが、初期設定時には“１”に設定されている。マニュアル操作が行われると、その値（Ｋｍ）が更新される。
【００５８】
次に、顕微鏡システム本来の各種観察や観察像の写真撮影時の動作について説明する。メインコントロール部３０は、現在の倍率から他の倍率へ変更する操作が行われた場合、常に現在の透過開口絞り５、透過視野絞り４、透過フィルターユニット３、コンデンサトップレンズユニット７、レボルバー１０、ズームレンズ２２の各制御パラメータを検出して記憶する。そして、ズーム倍率の変更があると図１５に示すフローチャートに基づいた動作を実行する。すなわち、ズームレンズ２２を移動したならば、その時のレボルバー位置を検出し、図１１に示すパラメータテーブルから当該レボルバー位置（対物レンズ）に対応する各種パラメータを読み出して、ＮＤフィルターの組合わせにより像面照度を一定に保つ第１の調光処理と、視野絞り径を制御することにより視野と視野絞りとの比率を一定に保つ第２の調光処理とを実行する。
【００５９】
第１の調光処理では、検出したレボルバー位置に対応する各種パラメータを読み込むと共に、移動後のズームレンズ２２のズーム倍率を読込む。その読込んだ各種パラメータおよびズーム倍率Ｚｍを（１）式に代入し、観察系像面での照度Ｌがズーム変倍前後で一定の値に保たれるようなパラメータを算出する。本実施形態では、ズーム変倍前後で照度Ｌが一定の値に保たれるようなＮＤ値を求める。このようなＮＤ値が算出されたならば、メインコントロール部３０から透過フィルターコントロール部３５へ変更指令が送出される。メインコントロール部３０から変更指令を受信した透過フィルターコントロール部３５では指定されたＮＤ値となるようなＮＤフィルターの組合わせを決定し、その組み合わせとなるように光路内に挿入されたＮＤフィルターを組み替える。
【００６０】
また、第２の調光処理では、ズームレンズ２２を移動した後のズーム倍率，対物倍率及び検出レボルバー位置の各種パラメータを読み込み、それら各読込み値を（３）式に代入して、ズーム変倍前後で視野に対して一定の比率となるような視野絞り径を算出する。このようにして補正視野絞り径が算出されたならば、メインコントロール部３０から透過視野絞りコントロール部３６へ変更指令が送出される。メインコントロール部３０から変更指令を受信した透過視野絞りコントロール部３６では計算した視野絞り径となるよう透過視野絞り４を制御する。
【００６１】
このように本実施形態によれば、ズームレンズ２２の移動に応じて、ＮＤフィルターの組合わせにより像面照度を一定に保つ第１の調光処理と、視野絞り径を制御することにより視野と視野絞りとの比率を一定に保つ第２の調光処理とを実行するようにしたので、ズーム倍率の変更前後で観察条件を維持できると共に、ズーム倍率の変更に伴う煩雑な作業を削除することができ、操作性の改善を図ることができる。
【００６２】
なお、上記した第２実施形態では第１の調光処理で透過照明用光源１のランプ電圧が考慮されていないが、これはランプ電圧の変更に伴い色温度に影響を与えないフィルターで光量調整を行っていることを前提とするからである。ただし、ある範囲内であれば撮影時の色温度の変動が問題ない場合や、観察時の明るさ補正においてはランプ電圧補正を自動的に行うようにしても良い。このようなランプ電圧補正を合わせて行うようにすれば、ズーム倍率の変化に対して非常にリニアな明るさ補正が可能になる。さらに、透過フィルターユニット３の代わりに図１８に示すような円盤状のＮＤフィルターを利用することにより、色温度の変化がなく、リニアな明るさ調整が可能になる。
【００６３】
また、上記した第２実施形態では第１の調光処理でＮＤ値の補正を行うようにしているが、他のパラメータを対象とした補正も可能である。次に、本発明の第３実施形態に係る顕微鏡システムについて説明する。
【００６４】
本実施形態の顕微鏡システムは、光学系及び制御系の基本的な構成は、前述した第１実施形態及び第２実施形態と同様であり、共通部分の説明には図１〜図５を流用する。
【００６５】
本実施形態は、メインコントロール部３０のＲＯＭ４６に図１６に示す総合倍率選択画面６０−３を格納しており、メインコントロール部３０のＣＰＵ４５が総合倍率の選択に応じてレボルバ１０やズームレンズ２２を駆動し、かつ第２実施形態と同様の調光処理を行う。
【００６６】
総合倍率選択画面６０−３は、実現可能な総合倍率が表示される総合倍率表示領域７０と初期画面へ戻るためのリターンスイッチ６２とを備えている。ＣＰＵ４５は、不揮発性メモリ５０に記憶されている図１０のパラメータテーブルに設定されている対物レンズの種類とズーム倍率範囲とから、現在のシステム環境で実現可能な代表的な総合倍率を総合倍率表示領域７０に表示する。
【００６７】
なお、各倍率値は特に指定がなければ自動的にメインコントロール部３０で設定するが、使用者が任意の総合倍率を指定することも可能である。また、総合倍率表示領域７０の各総合倍率表示には、等しい倍率であるが種別の異なる対物レンズが取付けられる場合を考慮して、対物登録ナンバーを表示している。
【００６８】
次に、このような本実施形態の動作について図１７のフローチャートを参照して説明する。先ず、初期画面において総合倍率選択用のスイッチ（例えばスイッチＡ）が押下げられると、メインコントロール部３０がその押下位置に基づいてＲＯＭ４６から図１６に示す総合倍率選択画面６０−３を読出して表示パネル５２へ表示させる。
【００６９】
次に、操作者から総合倍率選択画面６０−３における総合倍率表示領域７０の中から所望の総合倍率表示部が押下げられることによりある総合倍率が選択されると、以下のようにして対物倍率とズーム倍率とを算出する。
【００７０】
本実施形態では、ズームレンズ２２の最小ズーム倍率を基準にして対物倍率を決定し、その決定した対物からズーム倍率を決定している。例えば、最小ズーム倍率が１．２で、１００倍の総合倍率が選択されたとすれば、（４）式より対物倍率を求める。
【００７１】
2004004856.tif 000003
但し、小数点以下の倍率は、対物レンズの倍率として通常は存在しないので、算出した対物倍率に最も近い倍率の対物レンズを図１０のパラメータテーブルに登録されている対物レンズの中から選択する。
【００７２】
次に、選択した対物レンズの倍率で総合倍率を除算することによりズーム倍率を求める。例えば、６０倍の対物レンズを選択したとすれば、（５）式よりズーム倍率が求められる。
【００７３】
2004004856.tif 000004
このようにしてコントロール部３０が現状のシステム接続状況で可能な限り総合倍率に近い対物レンズを選択し、さらに可能な限りズーム倍率を小さく抑えた値で総合倍率を決定する。
【００７４】
次に、現在のレボルバ位置及びズーム倍率と上記算出した対物レンズ倍率（６０倍）及びズーム倍率（１．６７倍）とを比較して、現在の対物レンズから６０倍の対物レンズへ切換えるのに必要なレボルバー１０の駆動量と、現在のズーム倍率から１．６７倍のズーム倍率にするのに必要なズームレンズ２２の移動量とを算出する。その算出したレボルバー１０及びズームレンズ２２に関する駆動量およひ移動量に応じた駆動指令を、フレームコントロール部３４及び写真撮影コントロール部３２へ送出する。その結果、６０倍の対物レンズが光軸上に配置されるようにレボルバー１０が回転され、且つ１．６７倍のズーム倍率となる位置までズームレンズ２２が移動する。
【００７５】
このように本実施形態によれば、予め実際に使用する各対物レンズの種別データをメインコントロール部３０に記憶しておき、実現可能な総合倍率をズーム範囲より計算して代表的な又は任意に設定された総合倍率を表示し、総合倍率が選択されたならば対物倍率の切換えに連動して最適ズーム倍率を自動設定するようにしたので、総合倍率の変更に対する光学的操作を簡略化することができる。しかも、自動設定の際に最小ズーム倍率を基準にして対物レンズをできる限り総合倍率に近い倍率で設定しているので、解像度の高い拡大像を得ることができ、操作性、観察性能に優れた顕微鏡を実現できる。
【００７６】
なお、ズーム倍率の変更に伴う各光学素子の自動補正と共に、選択対物レンズ毎での補正も必要となる。対物レンズ毎での補正は、上記（１）式、（３）式より明らかなように観察像面での照度Ｌと視野絞り径について、ズーム倍率変更と同様に、変倍に対する光学素子の調整により行う。
【００７７】
ここで、使用者が特に光学素子の調整を行わない場合、本システムでは自動的に標準の像面照度および視野絞り、開口絞りを設定するのは上述した通りである。しかし、使用者の意向により、絞りをもう少し絞り込んだり、或いは像面照度を多少変更する場合がある。このため、標準値との差分は各パラメータに対する補正値としてメインコントロール部３０に記憶しておき、変倍に伴う自動補正時に使用者の意向に合わせて観察条件を維持するような制御をかける。この補正値は、（１）式ではＫｍであり、（３）式ではＫｆである。この他に、開口絞り径についても同様に下記の（６）式におけるＫａとして表される値がある。
【００７８】
開口絞り径＝２×ＯＢｎａ×ＣＤｆ×Ｋａ　…（６）
ただし、ＯＢｎａは使用対物レンズの開口数、ＣＤｆはコンデンサトップレンズユニットにおけるトップレンズ焦点距離である。
【００７９】
また、上記実施形態では総合倍率選択画面に対物登録ナンバーを表示させたが、これ以外の表示方式として検鏡法別に総合倍率を表示させるようにしても良い。例えば蛍光観察用対物レンズ群のみで実現できる総合倍率を表示する。
【００８０】
このような表示方式によれば同一検鏡法での倍率変更が容易になる。また、以上の説明では観察光学系の変倍操作に関して説明したが、この他に写真撮影光学系やオートフォーカス光学系等における変倍操作においても同様に適用できる。本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施可能である。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、ズーム機構を持つ変倍光学系における倍率指定を、操作者が頻繁に使用する倍率（例えば写真撮影時の適当な倍率）の固定倍率のダイレクト設定、又は観察しながら任意の倍率へ連続的に変倍する任意設定といった２通りの操作方法が使用用途により選べ、変倍に伴う検鏡，写真フレーム内の観察光量，絞り比率調整といった操作から解消され、本来の観察操作に集中できる極めて操作性の高い顕微鏡システムを提供できる。
【００８２】
また、本発明によれば、総合倍率を指定することで対物切換えに連動して最適なズーム倍率に自動設定されるため、倍率変更に伴う煩雑な操作を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る顕微鏡システムの全体構成図である。
【図２】図１の顕微鏡システムにおける光学系の構成図である。
【図３】図１の顕微鏡システムにおける制御系の構成図である。
【図４】図１の顕微鏡システムにおける各コントロール部の構成図である。
【図５】表示パネル及び透明タッチスイッチパネルの構成図である。
【図６】表示パネル及び透明タッチスイッチパネルの平面図である。
【図７】ズーム固定倍率ダイレクト設定の表示例を示す図である。
【図８】ズーム任意倍率設定の表示例を示す図である。
【図９】第１実施形態に係る顕微鏡システムの動作内容を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る顕微鏡システムにおけるパラメータテーブルデータを示す図である。
【図１１】他のパラメータテーブルデータを示す図である。
【図１２】テーブルデータ設定のための表示画面を示す図である。
【図１３】テーブルデータ設定のための他の表示画面を示す図である。
【図１４】テーブルデータ設定のためのさらに他の表示画面を示す図である。
【図１５】第２実施形態に係る顕微鏡システムの動作説明図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る顕微鏡システムにおける総合倍率選択画面を示す図である。
【図１７】第３実施形態に係る顕微鏡システムの動作説明図である。
【図１８】ＮＤフィルターの構成図である。
【符号の説明】
１…透過照明用光源、３…透過用フィルターユニット、９…対物レンズ、２２…ズームレンズ、３０…メインコントロール部、３２…写真撮影コントロール部、３３…ＡＦコントロール部、３４…フレームコントロール部、３５…透過フィルターコントロール部、３６…透過視野絞りコントロール部、３７…コンデンサコントロール部、３８…落射絞りコントロール部、３９…落射フィルターコントロール部、４５…ＣＰＵ，４６…ＲＯＭ、４９…ジョグダイヤル、５０…不揮発性メモリ、５１…透明タッチパネルスイッチ、５２…表示パネル。
【図１】
2004004856.tif 000005
【図２】
2004004856.tif 000006
【図３】
2004004856.tif 000007
【図４】
2004004856.tif 000008
【図５】
2004004856.tif 000009
【図６】
2004004856.tif 000010
【図７】
2004004856.tif 000011
【図８】
2004004856.tif 000012
【図９】
2004004856.tif 000013
【図１０】
2004004856.tif 000014
【図１１】
2004004856.tif 000015
【図１２】
2004004856.tif 000016
【図１３】
2004004856.tif 000017
【図１４】
2004004856.tif 000018
【図１５】
2004004856.tif 000019
【図１６】
2004004856.tif 000020
【図１７】
2004004856.tif 000021
【図１８】
2004004856.tif 000022