(57)【要約】【課題】複数の対物レンズを切り替えて使用する顕微鏡装置を有する顕微鏡システムにおいて、対物レンズの切り替えの際における試料と対物レンズとの接触の回避に有効な技術を提供する。【解決手段】複数の対物レンズ８０１〜８０６を保持し、対物レンズ８０１〜８０６の光軸上への移動を可能とするレボルバ７を備える顕微鏡本体１００を有する顕微鏡システム１５０において、レボルバ７は、所定値以上の作動距離を持つか否かに基づき、相対的に作動距離の長い対物レンズからなる長作動距離対物レンズ群４０と相対的に作動距離の短い対物レンズからなる短作動距離対物レンズ群５０とに分けた複数の対物レンズ８０１〜８０６を、倍率順に、且つ長作動距離対物レンズ群４０と短作動距離対物レンズ群５０とでそれぞれまとめた状態で保持する。【選択図】図３
2016102854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の対物レンズを保持し、前記対物レンズの光軸上への移動を可能とするレボルバを備える顕微鏡装置を有する顕微鏡システムであって、
前記レボルバは、所定値以上の作動距離を持つか否かに基づき、相対的に作動距離の長い対物レンズからなる長作動距離対物レンズ群と相対的に作動距離の短い対物レンズからなる短作動距離対物レンズ群とに分けた前記複数の対物レンズを、倍率順に、且つ前記長作動距離対物レンズ群と前記短作動距離対物レンズ群とでそれぞれまとめた状態で保持する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
前記レボルバの対物レンズを保持する位置ごとに、保持する対物レンズの作動距離を含むパラメータを記録する記録部と、
前記記録部に記録されている前記作動距離を含むパラメータに基づき光軸上の対物レンズを切り替えるときに前記複数の対物レンズのうちの少なくとも１つが試料と接触するおそれがあると判定した場合には、前記レボルバの回転方向を制限させる演算部と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡システム。
【請求項３】
前記レボルバは、前記長作動対物レンズ群と前記短作動対物レンズ群との間に、前記レボルバの回転を制限する制限手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の顕微鏡システム。
【請求項４】
前記演算部は、前記判定処理において前記複数の対物レンズのうちの少なくとも１つが試料と接触するおそれがあると判定した場合には、前記制限手段を用いて前記レボルバの回転方向を制限させる
ことを特徴とする請求項３記載の顕微鏡システム。
【請求項５】
前記制限手段は、光軸中にある前記対物レンズの倍率が大きくなっていく方向に前記レボルバを回転させたときに、前記長作動距離対物レンズ群から前記短作動距離対物レンズ群へと切り替わる第１の位置に設けられる第１の制限手段を含む
ことを特徴とする請求項３または４記載の顕微鏡システム。
【請求項６】
前記制限手段は、前記短作動距離対物レンズ群と前記長作動距離対物レンズ群との境界であって、前記第１の位置とは異なる第２の位置に設けられる第２の制限手段を更に含む
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項７】
前記演算部は、前記レボルバの回転方向を制限させる処理に代えて、前記レボルバを退避させる
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【請求項８】
前記演算部は、前記レボルバの回転方向を制限させる処理に代えて、警告を出す
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の対物レンズを切り替えて使用する顕微鏡装置及び当該顕微鏡装置を有する顕微鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡装置においては、観察倍率の変更や３Ｄ撮像において測定レンジを拡大させる等の目的のため、レボルバに取り付けられている複数の対物レンズの中から、測定試料に応じて所望の対物レンズに切り替えて使用することが一般的となっている。
【０００３】
対物レンズは、開口数（ＮＡ）を大きくするほど分解能が向上する。その一方で、開口数を上げると、焦点を結ぶ位置が開口部から近い位置になる。したがって、対物レンズの作動距離が小さくなってしまう。このようなことから、同倍率であっても作動距離の異なる対物レンズを用意し、レボルバには標準の作動距離の対物レンズと長作動距離の対物レンズとを取り付けてユーザが適宜選択可能とする態様での使用も広く行われている。
【０００４】
ここで、作動距離の長い対物レンズと短い対物レンズとを切り替えて使用するときに、使用する２つの対物レンズの間に作動距離の短い対物レンズが保持されている場合、レボルバの回転時、試料に作動距離の短い対物レンズが接触しそうになる、という問題がある。
【０００５】
これについては、例えば、焦点深度が浅い対物レンズを跨いで対物レンズが移動することのないよう、最高倍率から最低倍率の間の回転を制限して、対物レンズの試料への接触を防ぐ技術について開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
また、例えば、対物レンズの配置を作動距離または倍率の順とし、レボルバの回転方向を制限することにより対物レンズの試料への接触を回避する技術についても開示されている（例えば、特許文献２）。これによれば、作動距離の短い対物レンズから作動距離の長い対物レンズへと切り替える際には、作動距離が長くなる方向に順次レボルバを回転させることとし、作動距離が短くなる方向には回転をさせないことにより、試料との接触を防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−５０２２６号公報
【特許文献２】特開平８−３３８９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
対物レンズの作動距離は、対物レンズの種類によって異なるものであり、必ずしも焦点深度が浅くなる順に対物レンズの作動距離が長くなるわけではない。このため、特許文献１に開示されている方法のみによっては、依然、レボルバを回転させる際における作動距離の短い対物レンズの試料との接触を回避することができない。
【０００９】
本発明は、複数の対物レンズを切り替えて使用する顕微鏡装置を有する顕微鏡システムにおいて、対物レンズの切り替えの際における試料と対物レンズとの接触の回避に有効な技術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】
【００１０】
本発明の一態様に係る顕微鏡システムによれば、複数の対物レンズを保持し、前記対物レンズの光軸上への移動を可能とするレボルバを備える顕微鏡装置を有する顕微鏡システムであって、前記レボルバは、所定値以上の作動距離を持つか否かに基づき、相対的に作動距離の長い対物レンズからなる長作動距離対物レンズ群と相対的に作動距離の短い対物レンズからなる短作動距離対物レンズ群とに分けた前記複数の対物レンズを、倍率順に、且つ前記長作動距離対物レンズ群と前記短作動距離対物レンズ群とでそれぞれまとめた状態で保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の対物レンズを切り替えて使用する顕微鏡装置を有する顕微鏡システムにおいて、効果的に対物レンズの切り替えの際における試料と対物レンズとの接触を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る顕微鏡システムの構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態において使用されるレボルバのうちの対物レンズの取り付け部の構成を例示する図である。
【図３】第１の実施形態における対物レンズのレボルバへの配置順について説明する図である。
【図４】従来における対物レンズのレボルバへの配置順を例示する図である。
【図５】第１の実施形態に係る顕微鏡システムが回転制限位置を設定する処理を示したフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係る顕微鏡システムによる対物レンズの切り替え処理を示したフローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係る顕微鏡システムにより必要な場合に対物レンズと試料との接触を回避するための処理を実行する処理を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る顕微鏡システムの構成例を示す図である。図１に示す顕微鏡システム１５０は、顕微鏡本体１００、カメラ１６、コンピュータ２１及びモニタ１８を有する。図１においては、顕微鏡本体１００として、正立型顕微鏡を例示している。顕微鏡システム１５０のユーザは、顕微鏡本体１００で得られる試料１０の拡大画像を、鏡筒双眼部１４を通じて目視をしたり、カメラ１６にて撮像して得られる画像を、モニタ１８を通じて観察したりする。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態においては、顕微鏡本体１００は、落射照明光学系を採用している。具体的には、ハロゲンランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等からなる落射照明用光源１からの光を、照明系レンズ２、開口絞り３、視野絞り４を介して観察法切り替えユニット５のハーフミラー６等の光学部材により反射させる。そして、レボルバ７にて選択可能な対物レンズ８を介して電動ステージ９に置かれた試料１０へ反射させて、落射照明をする。
【００１５】
なお、図１においては、顕微鏡本体１００として、落射型顕微鏡を例示しているが、これに限定されるものではなく、透過型顕微鏡であってもよい。
【００１６】
試料１０からの反射光は、対物レンズ８を介して観察法切り替えユニット５のハーフミラーを透過して、結像レンズ１１を通過する。観察法切り替えユニット５は、それぞれが各種光学素子を有する複数のキューブユニットからなる。明視野観察、暗視野観察、微分干渉観察、蛍光観察等の所望の観察法に応じて、一のキューブユニットを選択し、これを観察光軸上に配置させることができる。
【００１７】
結像レンズ１１を通過した光は、目視またはカメラ観察のいずれが選択されているかに応じて、それぞれ鏡筒双眼部１４または撮像素子１７のいずれかにおいて結像する。光路切り替えユニット１２は、ミラー１３を挿脱することで、結像位置を切り替える。目視が選択されている場合には、光路切り替えユニット１２は、結像レンズ１１を通過した光を、ミラー１３により反射させて鏡筒双眼部１４へと入射させ、アイポイント１５へ結像させる。カメラ観察が選択されている場合には、光路切り替えユニット１２は、結像レンズ１１を通過した光を、カメラ１６内部の撮像素子１７へ結像させる。撮像素子１７にて検出された画像は、コンピュータ２１と接続されたモニタ１８に表示される。
【００１８】
顕微鏡本体１００のレボルバ７は、倍率や観察法等ごとに種類の異なる複数の対物レンズ８を保持することができる。駆動部２２がモータ１０２を駆動してレボルバ７を回転させることにより、対物レンズ８を選択して光軸上に移動させることができる。センサ１０１は、複数の対物レンズ８のうちいずれが光路上に配置されているかを検出する。なお、レボルバ７については、モータ１０２により回転する構成には限定されず、手動で動かせる構成であってもよい。
【００１９】
電動ステージ９は、対物レンズ８と対向する位置に試料１０を載置し、駆動部２２によりＸＹ方向に移動可能に構成されている。
制御回路１９は、コンピュータ２１によりモニタ１８に表示されたＧＵＩ（Graphic User Interface）や顕微鏡本体１００のＭＭＩ（Man Machine Interface）である操作部２０からの指示を受けて、各電動部を駆動するための制御信号を駆動機構２２に送る。駆動機構２２は、制御回路１９から受信した制御信号にしたがって、各電動部を駆動する。
【００２０】
コンピュータ２１は、顕微鏡本体１００と接続され、内部には、撮像素子１７にて撮像して得られた画像の処理を行う演算部２３や、各種データを保持するデータ保管部２４を有する。なお、図１においては、コンピュータ２１内に演算部２３やデータ保管部２４を有する構成を例示しているが、これに限定されるものではない。顕微鏡本体１００等の他の部分にこれらの構成が組み込まれていてもよい。また、演算部２３及びデータ保管部２４がそれぞれ別個の装置内に、例えば一方は顕微鏡本体１００に、他方はコンピュータ２１に備えられる構成であってもよい。
【００２１】
操作部２０は、操作ボタンが配置されたハンドスイッチ、ジョイスティック、エンコーダ等により構成され、顕微鏡本体１００の各種操作を受け付ける。操作部２０については、タッチパネルＰＣ（Personal Computer）のように、コンピュータ２１とモニタ１８の機能を有する装置を用いてもよい。また、顕微鏡のＧＵＩに統合されていてもよい。
【００２２】
本実施形態に係る顕微鏡システム１５０においては、レボルバ７に取り付ける対物レンズ８の配置等により、光軸中にある対物レンズ８を切り替えるためにレボルバ７を回転させた際の対物レンズ８と電動ステージ９上の試料１０との接触を効果的に回避している。これについて、以下に具体的に説明する。
【００２３】
図２は、本実施形態において使用されるレボルバ７のうちの対物レンズ８の取り付け部の構成を例示する図である。
図２に示すレボルバ７は、６穴のレボルバであり、対物レンズ８を６個取り付けることが可能である。図２に示す例では、レボルバ７は、対物レンズ８０１〜８０６を保持している。なお、レボルバ７の穴数はこれに限定されるものではなく、何個であってもよい。
【００２４】
本実施形態に係る顕微鏡システム１５０における複数の対物レンズ８（図２の例では対物レンズ８０１〜８０６）のレボルバ７への配置順や、光路上の対物レンズ８を切り替える際のレボルバ７を回転させる方法について、更に説明する。
【００２５】
図３は、本実施形態における対物レンズ８のレボルバ７への配置順について説明する図である。図３においては、５倍（８０１）、５０倍（８０４）、１００倍（８０５）の通常の作動距離の対物レンズ、２０倍（８０２）、５０倍（８０３）、１００倍（８０６）の長作動距離の対物レンズをレボルバ７に取り付けた場合を例示する。図３中の符号８０１〜８０６は、図２と対応している。
【００２６】
対物レンズ８の作動距離（ＷＤ）に関しては、一般的に、通常の（標準的な）作動距離のものと、倍率が同じで通常のものより長い作動距離を持つものとがある。また、通常の作動距離の対物レンズ同士を比較すると、低倍率の対物レンズ８は、高倍率のそれと比べて作動距離は長くなる。
【００２７】
同倍率であっても作動距離の異なる対物レンズ８は、それぞれ用途が異なっている。試料１０の高低差が大きい場合は、作動距離の長い対物レンズを用いる必要がある一方で、作動距離の長い対物レンズは、開口数（ＮＡ）が低く、分解能が低い。このため、試料１０や観察したい場所等に応じて作動距離の異なる対物レンズ８を使い分け、対物レンズ８を切り替えて使用することも多い。
【００２８】
そこで、本実施形態においては、レボルバ７に取り付ける複数の対物レンズ８を、作動距離が長い対物レンズからなる群と、作動距離が短い対物レンズからなる群とに分けて配置する。
【００２９】
実施例では、５０倍（８０４）及び１００倍（８０５）の通常対物レンズの作動距離を０．３５ｍｍとし、１００倍（８０６）の長作動距離対物レンズの作動距離を３．５ｍｍとする。作動距離が３．０ｍｍ以上である対物レンズ８（図３においては符号８０１〜８０３及び８０６）は、長作動距離対物レンズ群４０に含まれると定義する。長作動距離対物レンズ群４０に含まれない他の対物レンズ８、すなわち、作動距離が３．０ｍｍ未満の対物レンズ８（図３においては符号８０４及び８０５）は、短作動距離対物レンズ群５０に含まれると定義する。
【００３０】
図４は、従来における対物レンズのレボルバへの配置順を例示する図である。従来は、図４に例示するように、対物レンズ８０１´〜８０６´を倍率順で並べて配置することも多い。上述のとおり、同倍率であっても相対的に作動距離の長い対物レンズと短い対物レンズとがある。このため、ある対物レンズ８０３´から別の対物レンズ８０５´へと切り替えるときに、その間に配置されている作動距離の短い対物レンズ８０４´が試料と接触する可能性がある。
【００３１】
これに対し、本実施形態によれば、図３に示すように、６個の対物レンズ８０１〜８０６を、倍率順に、且つ対物レンズの作動距離に応じて長作動距離対物レンズ群４０と短作動距離対物レンズ群５０とに分け、各レンズ群でまとめて配置されるように対物レンズ８０１〜８０６をレボルバ７に保持させている。
【００３２】
上記のレンズ群４０、５０の定義によれば、図３の対物レンズ８０１〜８０３、８０６は、長作動距離対物レンズ群４０に含まれ、対物レンズ８０４、８０５は、短作動距離対物レンズ群５０に含まれる。このうち、１００倍の対物レンズ８０６は、作動距離が３．０ｍｍ以上であることから、高倍率ではあるが、長作動距離対物レンズ群４０に含まれることとしている。このような配置としても、当該対物レンズ８０６については、図３では破線で示すように、１００倍の通常の対物レンズ８０５の隣に配置されることとなる。これにより、倍率順、且つ作動距離に応じて複数の対物レンズ８０１〜８０６をレンズ群４０、５０ごとにまとめてレボルバ７に配置することが可能となる。
【００３３】
なお、複数の対物レンズのそれぞれが長作動距離対物レンズ群４０または短作動距離対物レンズ群５０のいずれに含まれるかの判断基準については、上記の例に限定されるものではない。用途や顕微鏡本体１００に応じて、すなわち、試料１０や取り付ける対物レンズ８等により適宜変更できることとしてもよい。
【００３４】
上記の方法で複数の対物レンズ８０１〜８０６を配置することで、ユーザは、光軸中にある対物レンズ８が長作動距離対物レンズ群４０または短作動距離対物レンズ群５０のいずれに含まれるものであるかを容易に認識することができる。例えば長作動距離レンズ群４０の対物レンズ８から短作動距離レンズ群５０の対物レンズ８へとレンズ群を跨ぐ切り替えの際には、ユーザは、試料１０との接触の可能性を考慮して、レボルバ７を回転させることが可能となる。したがって、レボルバ７を回転させて光軸中の対物レンズ８を切り替える際における対物レンズ８の試料１０との接触を効果的に回避することが可能となる。
【００３５】
更には、レボルバ７の回転時に対物レンズ８が試料１０と接触することを回避するために、レボルバ７の回転を制限する手段を設けてもよい。これについて、詳しく説明する。
今、図３の対物レンズ８０３が光軸中にあり、ユーザがより高倍率での観察に切り替えようとしているが、試料１０はその高低差が大きく、５０倍、１００倍の通常の作動距離の対物レンズ８０４、８０５は、試料１０と接触する可能性があるとする。このような条件の下では、５０倍の長作動距離の対物レンズ８０３から１００倍の長作動距離の対物レンズ８０６への切り替えに際しては、レボルバ７の回転を制限する。
【００３６】
具体的には、光軸中にある対物レンズの倍率が大きくなっていく方向（図３では、時計回り（ＣＷ）方向）にレボルバ７を回転させたときに、長作動距離対物レンズ群４０から短作動距離対物レンズ群５０へと切り替わる位置を、回転制限位置８１０とする。そして、回転制限位置８１０を通過する方向の回転は避け、反時計回り（ＣＣＷ）方向にレボルバ７を回転させる。
【００３７】
このように、光軸中の対物レンズを長作動距離対物レンズ群４０の対物レンズ８０３から同レンズ群４０の対物レンズ８０６に切り替える際のように、回転角度が同じ場合であっても、レボルバ７の回転方向を、回転制限位置８１０を跨がない方向とする。これにより、短作動距離対物レンズ群５０が試料１０の上を通過することを回避でき、したがって、対物レンズ８０４、８０５が試料１０と接触することをより確実に回避できる。
【００３８】
回転制限手段の具体例としては、レボルバ７上の回転制限位置８１０に回転防止ピン等の手段を取り付ける構成としてもよい。あるいは、データ保管部２４に回転制限位置８１０を特定するデータを保管しておき、演算部２３や制御回路１９が回転制限位置８１０を跨ぐ回転を行わないよう制御する構成としてもよい。
【００３９】
更には、複数の回転制限位置を設ける構成とすることもできる。具体的には、上記の第１の回転制限手段に加えて、レボルバ７上の複数の対物レンズ８０１〜８０６のうち、長作動距離対物レンズ群４０と短作動距離対物レンズ群５０のもう一方の境界の位置に、第２の回転制限手段を設ける構成としてもよい。図２においては、第２の回転制限手段の位置を、「回転制限位置８１１」として示している。
【００４０】
図３の対物レンズ８０４は、短作動距離対物レンズ群５０に含まれ、この対物レンズ８０４が光軸中にあるとする。ユーザが、より高倍率での観察に切り替えるため、５０倍の対物レンズ８０４から１００倍の対物レンズ８０６に切り替えることを選択したとする。このような場合には、第２の回転制限手段による回転制限が効果を奏する。具体的には、回転制限位置８１１を通過する方向の回転は避け、反時計回り（ＣＣＷ）方向にレボルバ７を回転させる。時計回り（ＣＷ）方向に回転させる場合と比べて時間は要することにはなるものの、対物レンズ８０５が試料１０上を通過しないようにレボルバ７を回転させることで、より安全に対物レンズの切り替えを行うことが可能となる。
【００４１】
また、長作動距離対物レンズ群４０に含まれる対物レンズが光軸中にあり、他の対物レンズに切り替えを行う際にも、回転制限位置８１１を用いた回転制限が有効なこともある。例えば、手動にてレボルバ７を回転させる構成において、反時計回り（ＣＣＷ）方向にレボルバ７を回転させて長作動距離対物レンズ群４０の対物レンズ８０６へと切り替えようとしている場合に、ユーザが誤って対物レンズ８０５まで回転させようとしてしまうことがある。このような場合には、回転制限位置８１１でレボルバ７の回転を制限することにより、短作動距離対物レンズ群５０の対物レンズが試料１０上を通過することを効果的に防止することができる。
【００４２】
このように、回転制限位置８１１に基づくレボルバ７の回転の制御により、回転制限位置８１１を越えてレボルバ７が回転しないようにすることができる。
第２の回転制限手段についても、上記の第１の回転制限手段と同様に、レボルバ７上の回転制限位置８１１に回転防止ピン等の手段を取り付ける構成としてもよい。あるいは、データ保管部２４に回転制限位置８１１を特定するデータを保管しておき、演算部２３や制御回路１９が回転制限位置８１１を跨ぐ回転を行わないよう制御する構成としてもよい。
【００４３】
上記の回転制限位置８１０、８１１については、ユーザが設定するか否かを選択可能な構成としてもよい。ユーザは、試料１０やレボルバ７に取り付ける対物レンズ８の構成等に応じて、必要に応じて回転制限を設定して安全な観察を行うことが可能となる。また、一度設定した回転制限を、解除可能な構成としてもよい。２つの対物レンズ群４０、５０の間を跨ぐ回転が可能となることで、効率よくレボルバ７を回転させられる場合もある。
【００４４】
回転制限位置８１０、８１１の設定は、対物レンズ８の種類、例えば、長作動距離対物、低倍対物、通常高倍対物等の種類から試料１０と接触する可能性を判断して設定する構成としてもよい。この場合は、コンピュータ２１のデータ保管部２４に保管されている対物レンズ８の作動距離を含む各種の情報から、各対物レンズ８が長作動距離対物レンズ群４０または短作動距離対物レンズ群５０のいずれに含まれるかを判断して、回転制限位置８１０、８１１を決定することとなる。
【００４５】
あるいは、試料１０の高低差に応じて回転制限位置８１０、８１１を設定する構成としてもよい。これについて、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
図５は、本実施形態に係る顕微鏡システム１５０が回転制限位置８１０、８１１を設定する処理を示したフローチャートである。図１の演算部２３は、ＭＭＩ等からなる操作部２０やＧＵＩ等を介して入力された対物レンズ８の切り替えの指示を認識したタイミング、装置に電源を投入したタイミング、サンプル交換を実施したタイミング等を契機として、図５に示す一連の処理を開始する。
【００４７】
まず、ステップＳ５０１で、演算部２３は、電動ステージ９上の試料１０の高さを取得する。
ステップＳ５０１では、顕微鏡本体１００が高さ方向（Ｚ方向）の計測が可能な顕微鏡である場合は、低倍の対物レンズ８を用いて試料１０の高さを測定する。ここでは、高さの測定処理において試料１０と接触しないようにするため、元々作動距離の長い低倍の対物レンズ８を用いている。高さ方向の計測が行えない顕微鏡については、例えば、操作部２０やコンピュータ２１の図１においては不図示のキーボード等の入力手段を介してユーザが手動で入力した試料１０の高さを受け付ける。
【００４８】
ステップＳ５０２で、演算部２３は、ステップＳ５０１で取得した試料１０の高さに基づき、試料１０の高低差を計算する。そして、ステップＳ５０３で、演算部２３は、ステップＳ５０２で計算により求めた試料１０の高低差と、データ保管部２４の対物レンズ８の作動距離（ＷＤ）とを比較する。
【００４９】
ステップＳ５０４で、演算部２３は、ステップＳ５０３の比較結果に基づき、回転制限が必要か否かを判定する。例えば、試料１０の高低差が対物レンズ８の作動距離に対して小さく、複数の対物レンズ８のうちの少なくとも１つが試料１０と接触するおそれがあると判断した場合には、ステップＳ５０５へと処理を移行させて、回転制限を設定してから、処理を終了する。試料１０の高低差に対して対物レンズ８の作動距離が十分にあり、試料１０との接触のおそれがないと判断した場合には、特に処理を行わず、処理を終了する。
【００５０】
ステップＳ５０５で、演算部２３は、該当箇所へ回転制限を設定する。該当箇所とは、上記のとおり、倍率順で、且つ作動距離に応じて２つのレンズ群でそれぞれまとめて配置されている対物レンズ８のうち、試料１０の高低差に対して試料１０と接触のおそれが「あり」の対物レンズとおそれが「なし」の対物レンズとの境界をいう。図３の例では、作動距離が「３．０ｍｍ」に満たない場合には試料１０との接触のおそれがあると判断し、短作動距離対物レンズ群５０の対物レンズ８０４と、長作動距離対物レンズ群４０の対物レンズ８０３との間の位置を、回転制限位置８１０と設定する。長作動距離対物レンズ群４０と短作動距離対物レンズ群５０との他方の境界を、回転制限位置８１１と設定する。
【００５１】
図５に例示する方法によれば、試料１０の高低差と対物レンズ８の作動距離とに基づき、必要な場合には、長作動距離対物レンズ群４０と短作動距離対物レンズ群５０との間に回転制限８１０、８１１を設定している。この他にも、所定のしきい値を設定し、しきい値に基づき、必要に応じてレボルバ７の回転を制限してもよい。これについて、図６を参照して説明する。
【００５２】
図６は、本実施形態に係る顕微鏡システム１５０による対物レンズ８の切り替え処理を示したフローチャートである。図６に示す一連の処理は、図１の演算部２３が、操作部２０等を介して入力された対物レンズ８の切り替えの指示を認識したことを契機として開始される。
【００５３】
まず、ステップＳ６０１で、演算部２３は、現在光軸中にある対物レンズの作動距離（ＷＤ）をデータ保管部２４から読み出し、ステップＳ６０２で、切り替え後の対物レンズの作動距離（ＷＤ）をデータ保管部２４から読み出す。そして、ステップＳ６０３で、演算部２３は、データ保管部２４に保持する「しきい値」を参照して、対物レンズの切り替えの前後で、作動距離が当該しきい値を跨ぐか否かを判定する。当該しきい値により、レボルバ７に取り付けられる複数の対物レンズ８は、長作動距離対物レンズ群４０と短作動距離対物レンズ群５０とに分けられる。図３に示す例では、しきい値は「３．０ｍｍ」である。ステップＳ６０３では、切り替えの前後で作動距離がしきい値を跨ぐものでない場合は、ステップＳ６０４へと処理を移行させる。切り替えの前後で作動距離がしきい値を跨ぐ場合、すなわちしきい値よりも作動距離が長い対物レンズ８から短いものへの切り替えである場合には、ステップＳ６０５へと処理を移行させる。
【００５４】
ステップＳ６０４では、演算部２３は、レボルバ７の回転方向を最短距離での回転とする旨の制御信号を駆動機構２２に送信するよう、制御回路１９に指示を送る。これは、切り替えの前後で作動距離がしきい値を跨ぐものではない場合は、レボルバ７の回転方向を時計／反時計回りのいずれの方向としても、複数の対物レンズ８のいずれについても、試料１０と接触するおそれはない、と判断しているためである。駆動機構２２の駆動によりレボルバ７が回転し、光軸中の対物レンズ８が切り替えられると、処理を終了する。
【００５５】
一方、ステップＳ６０５では、演算部２３は、回転制限を使用した回転とする旨の制御信号を駆動機構２２に送信するよう、制御回路１９に指示を送る。これは、切り替えの前後で作動距離がしきい値を跨いでいる場合は、対物レンズ７の倍率が大きくなっていく方向（図３のＣＷ方向）にレボルバ７を回転させると、複数の対物レンズ８のうち少なくとも１つが試料１０と接触するおそれがある、と判断しているためである。このような判断に基づき、回転制限を使用した回転としている。駆動機構２２の駆動によりレボルバ７が回転制限位置を跨がない方向に回転させ、光軸中の対物レンズ８が切り替えられると、処理を終了する。
【００５６】
ステップＳ６０５においては、レボルバ７を手動で回転させる構成としてもよい。この場合は、回転を制限する回転防止ピンをレボルバ７上に設けてもよいし、レボルバ７が危険な方向に回転し始めたことを図１のセンサ１０１で検知すると、回転トルクの制御により回転を制限してもよい。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態に係る顕微鏡システム１５０によれば、レボルバ７に取り付ける複数の対物レンズ８を、その作動距離に応じて長作動距離対物レンズ群４０と短作動距離対物レンズ群５０とに分けて、各レンズ群に含まれる対物レンズ８をまとめて配置する。複数の対物レンズ８が作動距離の長短によりそれぞれまとめて配置されていることで、ユーザは、レボルバ７を回転させる際に、試料１０との接触の可能性の高い方向へ回転させようとしているか等を把握し易くなる。これにより、効果的に対物レンズ８と試料１０との接触を回避することが可能となる。
【００５８】
より具体的には、倍率順に、且つ長作動距離対物レンズ群４０と短作動距離対物レンズ群５０とでそれぞれまとめて配置されるように、複数の対物レンズ８をレボルバ７に取り付ける。複数の対物レンズ８をこのような配置順とすることで、ユーザは、対物レンズ８と試料１０との接触の可能性をより認識し易くなり、その結果、対物レンズ８と試料との接触の回避に資する。
【００５９】
更には、本実施形態によれば、試料１０の高低差が大きい場合や切り替えようとしている対物レンズ８の作動距離により、必要な場合には回転制限手段を設けてレボルバ７の回転を制限する。従来技術には、対物レンズを作動距離の順に配置して、作動距離が長くなる方向にレボルバを回転させることとし、逆方向には回転をさせない方法がある。しかし、このような方法では、レボルバの回転方向が一定の方向に制限される。このため、切り替え前後の対物レンズのレボルバ上の位置によっては、対物レンズの切り替え時間が無駄に長くなってしまう、といった弊害が考えられる。これに対し、本実施形態によれば、対物レンズの切り替えに要する時間を無駄に長くなってしまうことを防ぎ、効率的に対物レンズ８と試料１０との接触を回避することができる。
【００６０】
レボルバ７の回転の制限に関しては、倍率が大きくなる方向にレボルバ７を回転させた場合の長作動距離対物レンズ群４０と短作動距離対物レンズ群５０との境界の位置には、第１の回転制限手段を設ける。第１の回転制限手段の設けられる位置（回転制限位置８１０）においてレボルバ７の回転を制限することで、対物レンズ８の切り替えの際に試料１０上を短作動距離対物レンズ群５０の対物レンズ８が通過して、試料１０と接触することを回避することができる。
【００６１】
更には、２つの対物レンズ群４０、５０の２つの境界のうち、第１の回転制限位置８１０とは異なる（他方の）位置に、第２の回転制限手段を設けてもよい。第２の回転制限手段の設けられる位置（回転制限位置８１１）においてレボルバ７の回転を制限することで、光軸中の対物レンズ８が長作動距離の対物レンズ８から短作動距離の対物レンズ８に切り替わる際の試料１０との接触を、効果的に回避する。
＜第２の実施形態＞
【００６２】
上記の実施形態においては、複数の対物レンズ８のうち、少なくとも１つ（作動距離の短い対物レンズ８）が試料１０と接触するおそれがある場合には、レボルバ７の回転を制限して、試料１０との接触を回避している。これに対し、本実施形態においては、レボルバ７の回転に制限を加えることなく、レボルバ７の退避やユーザへの警告により、対物レンズ８が試料と接触することを回避している。
【００６３】
以下、本実施形態に係る顕微鏡システムについて、上記の実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態に係る顕微鏡システムの構成については、上記の実施形態と同様であり、図１を参照して説明したとおりである。
【００６４】
また、レボルバ７の構成や複数の対物レンズ８のレボルバ７への取り付け方（配置順）についても、上記の実施形態と同様であり、それぞれ図２及び図３を参照して説明したとおりである。
【００６５】
図７は、本実施形態に係る顕微鏡システム１５０により必要な場合に対物レンズ８と試料１０との接触を回避するための処理を実行する処理を示したフローチャートである。図７に示す一連の処理は、図５の場合と同様に、図１の演算部２３が、操作部２０等を介して入力された対物レンズ８の切り替えの指示を認識したタイミング、装置に電源を投入したタイミング、サンプル交換を実施したタイミング等を契機として開始される。
【００６６】
図７のステップＳ７０１〜ステップＳ７０３の処理については、それぞれ図５のステップＳ５０１〜ステップＳ５０３の処理と同様である。
ステップＳ７０４で、演算部２３は、ステップＳ７０３の比較結果に基づき、対物レンズ８の試料１０との接触のおそれの有無を判定する。複数の対物レンズ８のうちの少なくとも１つが試料１０と接触するおそれがある場合は、ステップＳ７０５へと処理を移行させる。試料１０の高低差に対して対物レンズ８の作動距離が十分にあり、試料１０との接触のおそれがない場合は、特に処理を行わず、処理を終了する。
【００６７】
ステップＳ７０５では、演算部２３は、顕微鏡本体１００の構成に応じて、対物レンズ８と試料１０との接触を防ぐための各種処理を実行する。対物レンズ８と試料１０との接触を防ぐための処理の１つとしては、例えば、レボルバ７をＺ方向に退避させる旨の制御信号を駆動機構２２に送信するよう、制御回路１９に指示を送る処理が挙げられる。レボルバ７の退避により、対物レンズ８と試料１０との接触を回避する。
【００６８】
このとき、通常の退避よりも退避量を多くとる構成としてもよい。退避量は、所定の値を予め設定しておいてもよいし、試料１０の高さに応じて演算により求めてもよい。また、いずれの対物レンズ８に切り替えるかに応じて退避量を設定してもよい。
【００６９】
また、レボルバ７を退避させる場合には、焦点位置に戻る動作を通常より遅くしてもよいし、通常は退避させたレボルバ７を復帰させるときは焦点位置に戻すが、通常よりも試料１０から離れた位置で停止させるようにしてもよい。このような構成とすることで、対物レンズ８が試料１０と接触してしまう前に、ユーザがこれを回避するための措置をとり得る。
【００７０】
レボルバ７の退避以外の対物レンズ８と試料１０の接触を防ぐための他の処理としては、例えば、通常の回転速度よりも遅い速度でレボルバ７を回転させることとしてもよい。試料１０と接触した際のダメージを小さく抑えることができる。
【００７１】
更に他の対物レンズ８と試料１０の接触を防ぐための処理としては、ユーザに対して試料１０との接触のおそれがある旨を警告する構成としてもよい。ＧＵＩ等を介して、試料１０と接触のおそれがあるためレボルバ７を退避させる旨の通知をしたり、ユーザに確認を促すメッセージを表示したりしてもよい。あるいは、音やＭＭＩの振動等、五感に刺激を与える方法でもよい。これらのユーザへの警告は、上記のレボルバ７との退避処理と組み合わせて行ってもよい。警告により、対物レンズ８が試料１０と接触してしまう前にユーザが適切に対応することが可能となる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態によっても、上記の実施形態と同様の効果を得る。更には、上記の実施形態のように、回転制限によっては回避できない試料１０への接触を回避できる。すなわち、図３の対物レンズ８０３から対物レンズ８０５への切り替えを行う際には、切り替え後の対物レンズ８０５の作動距離が短いため、回転制限によっては試料１０との接触を回避できない。しかし、本実施形態のように、必要と判定した場合にはレボルバ７の退避や警告等を行う構成とすることにより、試料１０との接触を未然に回避することが可能となる。回転制限による時間の無駄をなくしつつ、試料１０との接触を効果的に回避できる。
【００７３】
本発明は、上述した実施形態そのままに限定されるものではく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００７４】
１      光源
７      レボルバ
８、８０１〜８０６  対物レンズ
１０    試料
２３    演算部
２４    データ保管部
１９    制御回路
２０    操作部
２２    駆動機構
１００  顕微鏡本体
１５０  顕微鏡システム
８１０、８１０  回転制限位置
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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