JP2003308988A - 顕微鏡用光源装置 - Google Patents

顕微鏡用光源装置

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JP2003308988A
JP2003308988A JP2002115238A JP2002115238A JP2003308988A JP 2003308988 A JP2003308988 A JP 2003308988A JP 2002115238 A JP2002115238 A JP 2002115238A JP 2002115238 A JP2002115238 A JP 2002115238A JP 2003308988 A JP2003308988 A JP 2003308988A
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Shinji Matsushita
真治 松下
Mitsuhiko Saito
光彦 斉藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1つの電源で複数のランプを適切に駆動可能
とすることにより、ランプと調光装置の組み合わせの問
題をなくし、使いやすい顕微鏡用光源装置を提供するこ
と。 【解決手段】 光源8aと、前記光源に電力を供給する
光源制御手段17と、前記光源に流れる電流値を検出す
る電流検出手段16と、前記電流検出手段で検出した電
流値により、前記光源の種類を認識する光源認識手段1
8とを備え、前記光源認識手段の認識結果に基づいて、
前記光源制御手段が前記光源に印加する電圧範囲を制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡におけるハ
ロゲンランプなどの白熱ランプ照明光源の光量を調整す
る顕微鏡用光源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、透過型もしくは反射型光学顕微
鏡を用いた像観察や撮像を行う場合、最適な色合い並び
に階調性を得るためには、標本の透過率や反射率、対物
レンズの倍率等に合わせてランプ光量の調節を行う必要
がある。例えばハロゲンランプなどの白熱ランプ照明を
光源として使用する顕微鏡においては、光量の調節のた
めに、ランプヘの印加電圧を手動もしくはコンピュータ
等による電子的手段による自動によって調節する調光装
置を備えているのが一般的である。
【0003】図9は、従来の調光装置を備えた顕微鏡シ
ステムを示す図である。
【0004】図9において、照明光学系1002は、顕
微鏡1001内に置かれた観察用標本を照明するための
白熱ランプを含む。調光装置1003は、照明光学系1
002内の白熱ランプに印加する電圧P1を調節するこ
とにより照明の光量を調節する。撮像系1004は、照
明された標本の拡大像を撮像するためのフィルムもしく
は電荷蓄積型撮像素子と、シャッタ機構やレンズ等の撮
像に必要とされる光学系とを含み、撮像制御部1005
から送出される電気的信号P2に基づいて前記シャッタ
機構を操作する。外部制御装置1006は、顕微鏡によ
る撮像システムの構成要素として必須ではないが、しば
しば用いられるものであって、制御信号P3によって顕
微鏡1001に含まれる電動式の合焦機構やレボルバの
回転等を制御し、制御信号P4によって調光装置100
3を制御し、制御信号P5によって撮像制御部1005
を制御する機能を有する、ユニットもしくは汎用のコン
ピュータと専用のインターフェイスおよびソフトウェア
の組み合わせからなる装置である。
【0005】一般的には、調光装置1003と撮像制御
部1005の動作は非同期、すなわち操作の時間的順序
は任意である。したがって、手動操作もしくは外部制御
装置1006を用いた自動操作によって、照明光量を調
節しながら撮像する動作を繰り返し行う場合には、調光
装置1003の操作の後に、撮像制御部1005を操作
し撮影を行う。
【0006】また、特開平4−171496号公報に記
載された顕微鏡照明装置では、透過照明と落射照明とが
行え、両者に同じ照明光が伝達でき調光が個別に精微に
行える顕微鏡用照明装置を提供することを目的として、
次のような顕微鏡用照明装置が開示されている。1個の
光源の光を、2分岐ファイバで受け、2本のファイバで
光を伝達する。2光路に分岐された光に対して、個別に
シャッタを設けて光路を開閉して照明方法を選び、個別
にNDフィルタを設けることで、照明方法を選択できる
ようになっている。
【0007】しかし、一般的には、照明光学系1002
内の白熱ランプは、例えばハロゲンランプとした場合で
あっても、通常何種類ものランプの組み合わせが可能と
なっている。すなわち、容量が違うものもあれば(10
0W、50W、…)、容量は同じでも定格電圧が異なる
ものも存在する。これらは検鏡法や、標本の種類、対物
レンズの種類などにより使い分けることになる。
【0008】そのため、調光装置1003も、上記ラン
プ種顆によって何種類もの装置を使い分ける必要があ
る。このため、調光装置の選択がまぎらわしいだけでな
く、ランプと調光装置の組み合わせを間違えると、場合
によってはランプ寿命が極端に短くなってしまったり、
最悪の場合には電源の故障が起きる可能性もある。特に
図示していないが、ランプの種類はたくさんあっても装
着する(ケースである)ランプハウスは共通の場合も多
いので、ランプの種類を識別しにくいことが多い。つま
り、ランプを非常に間違えやすい。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決するためになされたもので、1つの電源で複数の
ランプを適切に駆動可能とすることにより、ランプと調
光装置の組み合わせの問題をなくし、使いやすい顕微鏡
用光源装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を講じた。
【0011】本発明に係る顕微鏡用光源装置は、光源
と、前記光源に電力を供給する光源制御手段と、前記光
源に流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記電流
検出手段で検出した電流値により、前記光源の種類を認
識する光源認識手段とを備え、前記光源認識手段の認識
結果に基づいて、前記光源制御手段が前記光源に印加す
る電圧範囲を制御することを特徴とする。ここで、印加
する電圧範囲は、主に電圧の上限値を意味し、その上限
値は認識された光源の種類の定格電圧付近である。
【0012】本発明に係る他の顕微鏡用光源装置は、光
源に電力を供給する光源制御手段と、前記光源に流れる
電流値を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で
検出した電流値により、前記光源の種顆を認識する光源
認識手段とを備え、前記光源認識手段における認識結果
に基づいて、前記光源制御手段が前記光源に供給する電
流範囲を制御することを特徴とする。ここで、供給する
電流範囲とは、主に電流の上限値を意味し、その上限値
は認識された光源の定格電流付近である。
【0013】上記の各顕微鏡用光源装置の好ましい実施
態様は以下のとおりである。なお、以下の各実施態様
は、単独で適用しても良いし、適宜組み合わせて適用し
ても良い。 (1) 前記光源認識手段において前記光源を認識する
場合において、前記光源制御手段が光源に印加する電圧
値を十分低い値とすること。ここで、十分低い値とは、
組み合わせが考えられる全ての種類の光源について、そ
の定格電圧を超えない程度(定格電圧が最も低いものに
合わせた程度)の値である。 (2) 前記光源認識手段における光源認識結果を記憶
する記憶手段を更に備え、前記光源制御手段は前記記憶
手段からの情報に基づいて前記光源を制御することを特
徴とする。 (3) 前記光源認識手段における光源認識結果を表示
する表示手段を更に備えたことを特徴とする。ここで表
示手段には、例えば、光源の容量、定格電圧、定格電
流、光源の型名等が表示される。
【0014】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図1は、本発明の実施形態に係る顕微鏡
用光源装置が適用される顕微鏡を示す図である。
【0015】図1において、顕微鏡本体100には、被
写体のサンプルを保持するステージ1が設けられてい
る。このステージ1は、粗動微動ハンドル2により光軸
方向に沿って上下動可能であるとともに、ステージXY
ハンドル3の操作により光軸と直交する水平面上でXY
方向に駆動可能になっている。また、ステージ表面には
標本固定用のクレンメル(図示しない)が取り付けられ
ている。
【0016】顕微鏡本体100には、ステージ1に対向
して対物レンズ4が光軸上に挿入されるように配置され
ている。
【0017】光源BOX8の内部に取り付けられた光源
8aからの光(照明光)が数枚の内蔵フィルター(図示
しない)を通過し、視野絞り5、コーナーキューブ6で
上方に反射される。上方に向きを変えた光は、開口絞り
7を通過しサンプルを照明する。被顕者は、照明された
サンプルの対物レンズ4で拡大された像を接眼レンズ9
を通して観察することができる。
【0018】フィルムもしくは電荷蓄積型撮像素子等
(図示しない)を備えた撮像手段14は、顕微鏡本体1
00の上部に接続され、対物レンズ4で拡大されたサン
プル像を撮影する。撮像手段14は、操作ユニット15
に接続される。照明光の光量は明るさ調整つまみ12に
よって任意に変化させることができ、そのときのランプ
電圧の値はランプ電圧表示グラフ13に表示される。
【0019】明るさ調整つまみ12は調光装置11に接
続され、電圧変化量を調光装置11に入力する。図2
は、調光装置11の概略ブロック図である。図2におい
て、制御部17は、光源8aに電力を供給する。そし
て、当該電力によって光源8aに流れる電流値が電流検
出部16で検出される。そして、電流検出部16で検出
された電流検出結果は光源認識部18に入力される。な
お、制御部17には、操作ユニット15からの情報と、
調光つまみ12からの情報と、光源認識部18からの認
識情報とが入力されている。
【0020】調光装置11の回路例を図3に示す。図3
において、CPU17aのD/A出力は増幅器19に入
力される。そして、増幅器19からの出力が光源8aに
電力として供給される。また、光源認識部18に相当す
る回路18aでは、光源に流れる電流を、制限抵抗20
(例えば、0.1Ω)を利用して電圧変換して増幅器2
1を通して、CPU17aに接続されている。なお、後
述するように、図2における光源認識部18の役割を、
CPU17aが行う。また、CPU17aには、プログ
ラムや各種データ格納用のROM22とRAM23が接
続されている。
【0021】次に、本実施形態の作用について説明す
る。顕微鏡100の電源が投入されると、CPU17a
は接続されている光源の種類を認識するため、D/A出
力端子に固定電圧を出力し、ランプに固定電圧を印加す
る。ここで、印加する電圧値は、以下のように設定され
る。
【0022】まず、もともと接続が想定されている光源
は、図4に示すように、20W〜100Wまでのハロゲ
ンランプが4種類となっている。これらのデータはあら
かじめROMの内部に記憶されている。ランプは、それ
ぞれ定格電圧は異なるが、どのような種類のランプが接
続されているかわからないため、どのようなランプが接
続されていても定格電圧を超えないように制御する必要
がある。そのため、光源を認識する場合には、印加電圧
を6V以下にする必要がある。従って、ここでは、ラン
プに6Vを印加した場合について説明する。
【0023】図4は、6Vを印加した場合の電流値も記
載されている。ランプは、印加電圧に対して電流値が必
ずしもリニアな特性になるとは限らない。図5にはそれ
ぞれのランプのV−I特性を示してある。6Vを印加す
ると、図4にあるようにランプの種類により流れる電流
値が異なる。たとえば、No.1の100Wランプが接
続されている場合、5.5Aの電流が流れる。このとき
制限抵抗20の両端には、 5.5A×0.1Ω=0.55V の電圧が発生する。この電圧をCPU17aのA/D入
力部で入力する。
【0024】つまり、6V印加時において、CPU17
aのA/D入力部で取りこまれた電圧値に基づいて、接
続されているランプの種類を認識することができる。
【0025】ここで、その電圧値が0.55Vであった
場合、接続されているのは12V、9A(100W)の
ランプであると認識できるため、その(認識)後はCP
U17aでは、調光つまみ12や操作ユニット15の情
報に応じて12Vまたは9Aを超えない範囲でランプを
制御する。
【0026】この時、単にD/A出力電圧を12V超え
ない範囲で駆動しても良いし、またCPU17aのA/
D入力部から得られるランプ電流をモニタしながら9A
を超えない範囲で制御しても良い。また、両方をくみあ
わせて制御することも可能である。
【0027】また、ランプは、通常、多少のばらつきを
有しているので、ランプの種類と認識する電圧や電流の
範囲はある程度幅を持っておくことも可能である。ま
た、定格電圧を超えない範囲で、ランプの種類が認識し
やすい電圧値にすることも可能である。
【0028】本実施形態によれば、ランプの電流を検出
することでランプの種類を識別できるため、常に接続さ
れているランプに見合った適性な制御が可能である。
【0029】第2の実施形態について図6から図8を参
照して説明する。図6及び図7において、第1の実施形
態と同じ部分については、同じ符号を付し、詳細な説明
を省略する。図6は、調光回路の概略ブロック図であ
り、図7はその回路例である。図6には、図2の構成に
対して、ランプの種類を表示するランプ種類表示部24
が追加されている。第1の実施形態と同様にして制御部
17がランプの種類を認識すると、制御部17は認識結
果をランプ種類表示部24に送信する。そして、ランプ
種類表示部24は、送信された認識結果に基づいてラン
プの種類等を表示する。
【0030】また、本実施形態においては、図7に示し
たように、CPU17aにNVRAM25(不揮発性メ
モリ)が接続されている。NVRAM25には、制御部
17(CPU17a)で認識されたランプの種類のデー
タが、一時的に記憶され、保存される。
【0031】上記の構成において、制御部17がランプ
種類を認識すると、認識結果をランプ種類表示部24に
送信する。送信の内容は、認識されたランプの定格電
圧、定格電流、容量、ランプの型名などである。ランプ
種類の認識結果をランプ種類表示部24が受信すると、
ランプ種類表示部24は、図8に示すように、定格電
圧、定格電流、容量(電力)の順に液晶表示部24aに
表示する。なお、この表示部24aは、液晶としたが、
LED等の簡単な表示でも良い。また、専用の表示部と
せず、例えば、モニタやPC等を使用して表示しても良
い。
【0032】制御部17は、認識した結果であるランプ
の種類を上記のようにランプ種類表示部24に送信する
と共に、NVRAM25に書きこむ。その内容として
は、定格電圧、定格電流、容量などである。NVRAM
25は、不揮発性であり、電源をOFFされてもデータ
を保持している。従って、次回の電源投入時に、CPU
17aはNVRAM25のデータを読み込み、NVRA
M25に、何らかのランプの種類に係るデータが入って
いればそれを現在装着されているランプと認識して、ラ
ンプの電圧範囲等を決定し、制御することが可能であ
る。また、DIPスイッチ等のランプの認識スイッチ等
(図示しない)を設けて、スイッチが押されている場合
はNVRAM25のデータにかかわらずランプの種類を
認識する動作を行うことも可能である。
【0033】本実施形態によれば、認識したランプの種
類を表示することで、観察者がランプの種類を確認する
ことができ、また、一度認識したランプの種類に係るデ
ータをNVRAM25に記憶させることでランプの認識
動作を最小限、また任意に行うことができる。
【0034】第1の実施形態及び第2の実施形態では、
光源の認識をランプに流れる電流値を検出して行った
が、その電流値の時間的変化量によりランプの種類を検
出することも可能である。また、認識された光源の種類
により、過電流リミット、光源温度検出などの保護機能
のしきい値を適性な値に設定することも可能である。
【0035】また、ランプの種類は4種類としたが、こ
れより少なくても多くても良い。また、ランプに印加す
る電圧(電流)の最小値は、ランプの種類により適宜変
更することも可能である。
【0036】本発明は、上記の発明の実施の形態に限定
されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で
種々変形して実施できるのは勿論である。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、接続された光源の種顆
を自動的に認識することで、常に適性な光源の制御が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る顕微鏡用光源装置が
適用される顕微鏡を示す図。
【図2】 本発明の第1の実施形態に係る顕微鏡用光源
装置の調光装置の概略ブロック図。
【図3】 本発明の第1の実施形態に係る顕微鏡用光源
装置の調光装置の回路例を示す図。
【図4】 顕微鏡用光源として使用されるハロゲンラン
プの特性例を示す図。
【図5】 図4に示すそれぞれのランプのV−I特性を
示す図。
【図6】 本発明の第2の実施形態に係る顕微鏡用光源
装置の調光装置の概略ブロック図。
【図7】 本発明の第2の実施形態に係る顕微鏡用光源
装置の調光装置の回路例を示す図。
【図8】 本発明の第2の実施形態に係る顕微鏡用光源
装置のランプ種類表示部の表示例を示す図。
【図9】 従来の調光装置を備えた顕微鏡システムを示
す図。
【符号の説明】
8a…光源 12…調光つまみ 15…操作ユニット 16…電流検出部 17…制御部 18…光源認識部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H052 AC28 AC31 3K073 AA13 AA26 AA28 AA38 AA42 AA52 AA82 AA87 AB06 BA09 CE14 CG16 CG18 CG45 CH22 CJ14 CJ15

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、 前記光源に電力を供給する光源制御手段と、 前記光源に流れる電流値を検出する電流検出手段と、 前記電流検出手段で検出した電流値により、前記光源の
    種類を認識する光源認識手段とを備え、 前記光源認識手段の認識結果に基づいて、前記光源制御
    手段が前記光源に印加する電圧範囲を制御することを特
    徴とする顕微鏡用光源装置。
  2. 【請求項2】 光源に電力を供給する光源制御手段と、 前記光源に流れる電流値を検出する電流検出手段と、 前記電流検出手段で検出した電流値により、前記光源の
    種類を認識する光源認識手段とを備え、 前記光源認識手段における認識結果に基づいて、前記光
    源制御手段が前記光源に供給する電流範囲を制御するこ
    とを特徴とする顕微鏡用光源装置。
  3. 【請求項3】 前記光源認識手段において前記光源を認
    識する場合において、前記光源制御手段が光源に印加す
    る電圧値を十分低い値とすることを特徴とする請求項1
    又は請求項2のいずれかに記載の顕微鏡用光源装置。
  4. 【請求項4】 前記光源認識手段における光源認識結果
    を記憶する記憶手段を更に備え、前記光源制御手段は前
    記記憶手段からの情報に基づいて前記光源を制御するこ
    とを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に
    記載の顕微鏡用光源装置。
  5. 【請求項5】 前記光源認識手段における光源認識結果
    を表示する表示手段を更に備えたことを特徴とする請求
    項1から請求項4のいずれか1項に記載の顕微鏡用光源
    装置。
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