JP2006195274A - 顕微鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】十分に省電力化を実現した顕微鏡システムを提供する。
【解決手段】試料を照明するための照明装置５，８を含む複数の電動装置２，３，４，６，７，９と、前記複数の電動装置２，３，４，６，７，９を制御するための制御装置１０とを備えた顕微鏡１からなる顕微鏡システムにおいて、顕微鏡１に対して所定時間以上操作が行われない場合に、制御装置１０は照明装置５，８の電源を切ることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡システムに関する。

近年の顕微鏡では、観察光学系等の切り換えに応じて照明光の光量を変化させる構成のものが知られており、特に最近では、照明光の光量を適切に調整して省電力化を図るとともに、常に良好な観察画像を取得することが可能な顕微鏡システムが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。このような顕微鏡システムでは、顕微鏡にパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）が組み合わされ、顕微鏡で得られた観察像をＰＣのモニタに拡大表示するとともに記憶媒体に記憶させることが可能である。また、ＰＣは電池電源を有し、この電池電源は顕微鏡システム全体の電源として使用される。したがって以上のような構成の顕微鏡システムにおいては、顕微鏡を制御するためのアプリケーションが必須であるため、顕微鏡及びＰＣに加えこのようなアプリケーションも含めて顕微鏡システムとしてとらえられる。
特開２００４−１３８８１８号公報

上述のように従来の顕微鏡システムは、観察光学系等の切り換えに応じて照明光の光量を変化させることで省電力化を図るものである。このため、電源の切り忘れ等による顕微鏡不使用時の電力の浪費を解消できるものではなかった。特に、ランプの消し忘れは、消費電力も大きく発熱による火災へとつながってしまう危険がある。また、従来の顕微鏡システムでは、顕微鏡はＰＣの外部接続装置の一つにすぎないため、顕微鏡を使用せずにＰＣのみが動作している等の場合がある。このような場合でも従来の顕微鏡システムは、顕微鏡に対して電力が供給される構成であるため、十分に省電力化が図られたものではなかった。

例えば、複数台の顕微鏡を用いこれらを一台のＰＣによって操作する構成の顕微鏡システムでは、使用中の顕微鏡にのみ電源を入れている状態が望まれる。また、これとは逆に一台の顕微鏡に対して複数台のＰＣを接続して操作する構成の顕微鏡システムは、複数人の使用者によって使用される機会が多く、顕微鏡とＰＣの接続を変更するだけで顕微鏡の操作を別の使用者へと引き継ぐことができる。しかしながらこのような状況では、電源の切り忘れが発生しやすい。したがって、顕微鏡システムの十分な省電力化を実現するためには、使用していない顕微鏡毎に、特にランプの電源を切ることが不可欠となる。

そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、十分に省電力化を実現した顕微鏡システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、
試料を照明するための照明装置を含む複数の電動装置と、前記複数の電動装置を制御するための制御装置とを備えた顕微鏡からなる顕微鏡システムにおいて、
前記顕微鏡に対して所定時間以上操作が行われない場合に、前記制御装置は前記照明装置の電源を切ることを特徴とする顕微鏡システムを提供する。

また本発明の好ましい態様によれば、
前記顕微鏡システムは、前記顕微鏡と、前記複数の電動装置を操作するための外部制御装置とからなり、
前記顕微鏡に対して所定時間以上操作が行われない場合に、前記外部制御装置が前記照明装置の電源を切ることが望ましい。

また本発明の好ましい態様によれば、
前記顕微鏡に対して所定時間以上操作が行われない場合に、前記複数の電動装置全ての電源が切られることが望ましい。

また本発明の好ましい態様によれば、
前記顕微鏡に対して所定時間以上操作が行われない場合に、前記制御装置を含む前記顕微鏡全体の電源が切られることが望ましい。

本発明によれば、十分に省電力化を実現した顕微鏡システムを提供することができる。

以下、本発明の各実施の形態に係る顕微鏡システムを添付図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡システムの構成を示す図である。
図１に示すように本実施の形態に係る顕微鏡システムは、後述する省電力制御を実行するための制御装置（後述の電動装置制御部１０）を備えた顕微鏡１のみからなる。
顕微鏡１において、試料を載置するための電動ステージ２は、上下動制御部３によってその移動が制御される。
電動レボルバ４は、複数の対物レンズ（不図示）を取り外し交換自在に備えており、当該レボルバ４を回転させて適宜切り替えることができる。

蛍光用ランプ５は、蛍光観察時に照明光源として用いられ、その電源のオン／オフ及び光量の調整は手動でも電動でも行うことが可能である。また、蛍光用ランプ５による照明光の観察光路内への導入／非導入はランプシャッタ６のオープン／クローズによって切り替えられる。
フィルタキューブ７は、２種類のフィルタと１枚のダイクロイックミラーとから構成されており、蛍光観察時に試料から発せられた蛍光とその他の不要な光等とを分離し、観察に必要な光のみを通過させる。

透過用ランプ８は、通常観察時に照明光源として用いられ、その電源のオン／オフ及び光量の調整は電動で行うことが可能である。また、透過用ランプ８による照明光は、電動コンデンサ９によって集光したり、コンデンサ９中の絞りによって弱めたり、コンデンサ９の上下移動によって集光状態を変化させることができる。

電動装置制御部１０は、各電動装置、即ち電動ステージ２、上下動制御部３、電動レボルバ４、電動コンデンサ９、ランプシャッタ６、フィルタキューブ７、及び透過用ランプ８の制御を行う。また、電動装置制御部１０に含まれる操作確認用タイマー１１は、後述する省電力制御を開始する際のトリガーとなる。

操作スイッチ１２は、使用者によって直接操作されるものであり、使用者はこの操作スイッチ１２を用いて各電動装置を操作することができる。また、さらに使用者はこの操作スイッチ１２を用いて、後述する省電力制御のフローにおいて参照される各種制御フラグ１３の設定を電動装置制御部１０に対して行うことができる。なお、制御フラグ１３には、省電力制御モード即ち省電力制御を行う設定とするための省電力制御モード使用許可フラグ、蛍光用ランプ５を用いて観察を行う設定とするための蛍光観察フラグ、及び透過照明用ランプ８を用いて観察を行う設定とするための透過照明観察フラグ等がある。

パワーサプライ１４は、顕微鏡１及び該顕微鏡１に接続されている全ての電動装置に対して電力を供給する。
通信制御部１５は、顕微鏡１に対してＰＣが接続された場合に、ＰＣと顕微鏡１との通信を制御する。

以上の構成の下、電動ステージ２上に載置された試料は蛍光用ランプ５又は透過用ランプ８によって照明され、試料からの光は不図示の対物レンズを介して顕微鏡１に取り付けられたデジタルカメラ１６へ導かれる。このデジタルカメラ１６では試料の像が撮像されて、顕微鏡１に別途接続されている観察モニタ１７に試料の像が観察画像として表示されることとなる。

次に、本実施の形態に係る顕微鏡システムにおいて、省電力制御を行うために実行される省電力制御用のフローチャートを説明する。
図２は、本実施の形態における省電力制御用のフローチャートを示す図である。
はじめに、パワーサプライ１４の電源を入れることで顕微鏡システムが起動し、この起動にともないフローチャートがスタートする。

ステップ１−１：顕微鏡システムにおける電動ステージ２やランプ５，８等の電動装置の制御状況、即ち各電動装置の装着状態等を確認する初期化処理を行う。初期化処理終了後、ステップ１−２へ進む。
ステップ１−２：操作確認用タイマー１１のカウントを０にセットし、ステップ１−３へ進む。

ステップ１−３：通信制御部１５の入出力状態から、顕微鏡１に対してＰＣが接続されているか否かを確認する。ＰＣの接続が認められない場合はステップ１−４へ進み、認められた場合には顕微鏡１はＰＣの顕微鏡操作用アプリケーションに従って制御されることとなる。なお、本実施の形態に係る顕微鏡システムは、ＰＣを接続していない場合に顕微鏡１自身で省電力化を実現するものであるため、ＰＣの接続が確認された場合即ちＰＣ接続モードについては言及しない。

ステップ１−４：電動装置制御部１０によって顕微鏡システムの制御状態の変化、例えば電動ステージ２や電動レボルバ４が動作していないか等の確認を行う。制御状態に変化があった場合はステップ１−５へ進み、変化がなかった場合はステップ１−６へ進む。
ステップ１−５：操作確認用タイマー１１のカウントを０にリセットする。
ステップ１−６：操作確認用タイマー１１の時間経過を確認する。所定の時間を経過している場合はステップ１−７へ進み、経過していない場合にはステップ１−３へ戻り、ステップ１−３から本ステップ１−６までのフローを繰り返し実行する。

ステップ１−７：制御フラグ１３中の省電力制御モード使用許可フラグより、省電力制御モードに移行するか否かを判断する。当該フラグが省電力制御を行う設定となっていればステップ１−８へ進み、なっていなければステップ１−３へ戻る。またここで、試料の経時変化を観察するタイムラプス処理等を行っている場合にもステップ１−３へ戻る。

ステップ１−８：省電力制御モードへの移行が許可される。
ステップ１−９：制御フラグ１３中の蛍光観察フラグ及び透過照明観察フラグから、現在、蛍光観察又は透過照明観察のうちのいずれの観察を行っているかを確認する。
ステップ１−１０：ステップ１−９において、蛍光観察を行っていることが確認された場合は蛍光用ランプ５の電源を消し、また、透過照明観察を行っていることが確認された場合は透過照明用ランプ８の電源を消す。

ステップ１−１１：蛍光用ランプ５、ランプシャッタ６、フィルタキューブ７、電動レボルバ４、電動ステージ２、上下動制御部３、制御フラグ１３の状態変化の有無、及び操作スイッチ１２による顕微鏡システムへの入力の有無を確認する。いずれの状態変化も入力も確認されない場合は本ステップ１−１１を繰り返し行い、状態変化又は入力のいずれかが確認された場合はステップ１−１２へ進む。

ステップ１−１２：ステップ１−１０において蛍光用ランプ５の電源を消した場合には蛍光用ランプ５の電源を再び入れ、また、透過用ランプ８の電源を消した場合には透過用ランプ８の電源を再び入れることによって省電力制御モードを解除する。そして、ステップ１−３へ戻り、ステップ１−３から本ステップ１−１２までのフローを繰り返し行う。

本実施の形態に係る顕微鏡システムは、以上のフローチャートを実行することによって、所定時間以上使用者がスイッチ操作や手動操作をしなかった場合に、使用中のランプの電源が自動的に切断される。これにより、電源の切り忘れ等による顕微鏡不使用時の電力の浪費を解消して省電力化を実現することができ、ランプの消し忘れによる火災も防ぐことができる。

なお、本実施の形態では、省電力制御のフローチャートにステップ１−３を備えることでＰＣと接続可能な顕微鏡１を例示しているが、これに限られず本発明の省電力制御はＰＣと接続することができない構成の顕微鏡にも当然適用することができる。この場合、省電力制御のフローチャートは、ステップ１−３を削除し、該ステップ１−３へのループをステップ１−４へのループとするだけでよい。
また、本実施の形態では、上述のタイムラプス処理を行っている際にも省電力制御を行う構成とすることでさらなる省電力化を図ることが可能である。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡システムの構成を示す図である。
図３に示すように本実施の形態に係る顕微鏡システムは、顕微鏡１と、後述する省電力制御を実行するための顕微鏡操作用アプリケーションを備えたＰＣ１８とからなる。
ここで、本実施の形態では、上記第１の実施の形態と同様の構成である部分については同じ符号を付してその説明を省略し、特徴的な部分についてのみ詳細に説明する。

ＰＣ１９は、顕微鏡操作用アプリケーションがインストールされたＰＣ本体２０、モニタ２１、及び入力装置２２からなる。
モニタ２１には、顕微鏡操作用アプリケーションに基づく操作画面が表示され、この操作画面には各電動装置の接続状況等を示す情報も含まれている。
また、入力装置２２はマウス等からなり、使用者はこの入力装置２２を用いて前記操作画面を直接操作することで顕微鏡１８へ操作命令を送ることができる。
通信制御部１５は、ＰＣ本体２０とＵＳＢ接続されており、顕微鏡１８とＰＣ１９との通信を制御する。

以上の構成の下、電動ステージ２上に載置された試料は蛍光用ランプ５又は透過用ランプ８によって照明され、試料からの光は不図示の対物レンズを介して顕微鏡１８に取り付けられたデジタルカメラ１６へ導かれる。このデジタルカメラ１６では試料の像が撮像されて、顕微鏡１８に別途接続されている観察モニタ１７又はＰＣ１９のモニタ２１に試料の像が観察画像として表示されることとなる。

次に、本実施の形態に係る顕微鏡システムにおいて、省電力制御を行うために実行される省電力制御用のフローチャートを説明する。
図４は、本実施の形態における省電力制御用のフローチャートを示す図である。
まず、図４に示すフローチャートが実行される前段階として、パワーサプライ１４の電源を入れることで顕微鏡システムが起動する。そして、上記第１の実施の形態におけるステップ１−１の初期化処理が行われる。そしてさらに、ステップ１−３のＰＣ接続状態チェックが行われ、ここで顕微鏡１８に対するＰＣ１９の接続が認められることによって図４に示すフローチャートがスタートする。

ステップ２−１：顕微鏡操作用アプリケーションが起動する。
ステップ２−２：通信制御部１５の入出力状態から、顕微鏡１８とＰＣ１９との接続状態を確認する。顕微鏡１８とＰＣ１９が接続されておりその通信が正常である場合はステップ２−３へ進み、正常な通信が可能な接続を認められない場合にはステップ２−５へ進む。

ステップ２−３：電動装置制御部１０によって顕微鏡システムの制御状態の変化、例えば電動ステージ２や電動レボルバ４が動作していないか等の確認を行う。制御状態に変化があった場合はステップ２−４へ進み、変化がなかった場合はステップ２−６へ進む。
ステップ２−４：モニタ２１に表示されている顕微鏡操作用アプリケーションに基づく操作画面（ＧＵＩ）を更新する。
ステップ２−５：顕微鏡操作用アプリケーションを自動的に終了し、フローを終了する。

ステップ２−６：入力装置２２によるＰＣ１８への外部入力が所定時間以上ない場合にはスクリーンセイバーやモニタ２１の省電力機能が起動するため、本ステップではこのスクリーンセイバー又はモニタ２１の省電力機能が起動していないかを確認する。詳細には、上記第１の実施の形態において操作確認用タイマー１１を用いて行っていた所定時間経過の確認を、本実施の形態ではＰＣ毎に設定されているスクリーンセイバー又はモニタ２１の省電力機能が起動するまでの時間を前記所定時間としてこれらの起動を確認することで行う。スクリーンセイバー又はモニタ２１の省電力機能のいずれかが起動している場合はステップ２−７へ進み、いずれも起動していない場合にはステップ２−２へ戻り、ステップ２−２から本ステップ２−６までのフローを繰り返し実行する。

ステップ２−７：制御フラグ１３中の省電力制御モード使用許可フラグより、省電力制御モードに移行するか否かを判断する。当該フラグが省電力制御を行う設定となっていればステップ２−８へ進み、なっていなければステップ２−２へ戻る。またここで、試料の経時変化を観察するタイムラプス処理等を行っている場合にもステップ２−２へ戻る。
ステップ２−８：省電力制御モードへの移行が許可される。
ステップ２−９：制御フラグ１３中の蛍光観察フラグ及び透過照明観察フラグから、現在、蛍光観察又は透過照明観察のうちのいずれの観察を行っているかを確認する。

ステップ２−１０：ステップ２−９において、蛍光観察を行っていることが確認された場合は蛍光用ランプ５の電源を消し、また、透過照明観察を行っていることが確認された場合は透過照明用ランプ８の電源を消す。
ステップ２−１１：蛍光用ランプ５、ランプシャッタ６、フィルタキューブ７、電動レボルバ４、電動ステージ２、上下動制御部３、制御フラグ１３の状態変化の有無、操作スイッチ１２による顕微鏡システムへの入力の有無、及び入力装置２２による外部入力の有無を確認する。いずれの状態変化も入力も確認されない場合は本ステップ２−１１を繰り返し行い、状態変化又は入力のいずれかが確認された場合はステップ２−１２へ進む。

ステップ２−１２：ステップ２−１０において蛍光用ランプ５の電源を消した場合には蛍光用ランプ５の電源を再び入れ、また、透過用ランプ８の電源を消した場合には透過用ランプ８の電源を再び入れることによって省電力制御モードを解除する。そして、ステップ２−２へ戻り、ステップ２−３から本ステップ２−１２までのフローを繰り返し行う。

本実施の形態に係る顕微鏡システムは、以上のフローチャートを実行することによって、所定時間以上使用者がスイッチ操作や手動操作をしなかった場合に、使用中のランプの電源が自動的に切断される。これにより、電源の切り忘れ等による顕微鏡不使用時の電力の浪費を解消して省電力化を実現することができ、ランプの消し忘れによる火災も防ぐことができる。

なお、上述のように本実施の形態では、スクリーンセイバー又はモニタ２１の省電力機能の起動を、省電力制御モードを開始する際のトリガー（ＰＣ側のトリガー）としている。しかしながら本発明はこれに限られず、上記第１の実施の形態と同様に電動装置制御部１０の操作確認用タイマー１１をトリガーとして使用し、さらにＰＣ側のトリガーも同時に使用する構成とすることもできる。この構成により、ＰＣ１９上で顕微鏡操作以外の処理を行うことが可能となるため、顕微鏡を操作せずにＰＣ１９のみを使用している場合にも、顕微鏡１８の省電力制御を機能させることが可能となる。

また本実施の形態において、スクリーンセイバー及びモニタ２１の省電力機能が起動するまでの時間は、それぞれ任意に設定することができる。これにより、省電力制御モードを開始するまでの所定時間を任意に設定することができる。
また本実施の形態では、上述のように顕微鏡１８の電力をパワーサプライ１４から得る構成であるが、本発明はこれに限られず、ＵＳＢ接続を介してＰＣ１９から直接電力を得る構成とすることもできる。

また、上記各実施の形態に係る顕微鏡システムは、上述のように省電力制御モードに際して使用中のランプのみの電源を消す構成である。しかしながら本発明はこれに限られず、省電力制御モードに際して顕微鏡１，１８におけるランプ以外の電動装置の電源を消す構成、又は電動装置制御部１０以外の全ての電動装置の電源を消す構成とすることも可能であり、これによりさらなる省電力化を実現しつつ、再度顕微鏡１，１８を使用する際にも顕微鏡システムの再起動をスムーズに行うことができる。また、省電力制御モードに際して顕微鏡１，１８全体の電源を消す構成とすることも可能であり、これにより省電力化を最大限に図ることができる。

以上、本発明の各実施の形態によれば、十分に省電力化を実現した顕微鏡システムを実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡システムの構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における省電力制御用のフローチャートを示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡システムの構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における省電力制御用のフローチャートを示す図である。

符号の説明

１，１８ 顕微鏡
２ 電動ステージ
５ 蛍光用ランプ
８ 透過用ランプ
１０ 電動装置制御部
１４ パワーサプライ
１９ ＰＣ

Claims (4)

1. 試料を照明するための照明装置を含む複数の電動装置と、前記複数の電動装置を制御するための制御装置とを備えた顕微鏡からなる顕微鏡システムにおいて、
   前記顕微鏡に対して所定時間以上操作が行われない場合に、前記制御装置は前記照明装置の電源を切ることを特徴とする顕微鏡システム。
2. 前記顕微鏡システムは、前記顕微鏡と、前記複数の電動装置を操作するための外部制御装置とからなり、
   前記顕微鏡に対して所定時間以上操作が行われない場合に、前記外部制御装置が前記照明装置の電源を切ることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。
3. 前記顕微鏡に対して所定時間以上操作が行われない場合に、前記複数の電動装置全ての電源が切られることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の顕微鏡システム。
4. 前記顕微鏡に対して所定時間以上操作が行われない場合に、前記制御装置を含む前記顕微鏡全体の電源が切られることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の顕微鏡システム。

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