JP2008040158A - 顕微鏡の付加装置とこれを有する顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者の目的に合った安価で拡張性の高い顕微鏡装置を提供すること。
【解決手段】顕微鏡の付加装置４，５，７と、前記付加装置を制御する制御装置１０と、前記付加装置の状態を設定する設定手段１９からなり、前記制御装置は、前記付加装置の接続手段４４と接続するための前記制御装置側の接続手段２１〜２４と、前記付加装置の認識信号発生手段からの信号に基づき選択された当該付加装置に対応する駆動制御手順と、当該付加装置の駆動手段の駆動を制御する前記制御手段側の接続手段２１〜２４に対応する駆動制御手段を有し、前記駆動制御手段は、前記設定手段からの指示に基き前記駆動手順により前記駆動手段の駆動制御を実行し、状態検出手段の信号から前記付加装置の状態を検出する顕微鏡装置１００。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡に搭載されて使用される顕微鏡の付加装置とこれを有する顕微鏡装置に関する。

従来、顕微鏡装置は、さまざまな顕微鏡観察に対応できるように、顕微鏡本体に例えば、レボルバやフィルタ装置等の各種付加装置が最大限搭載されると共に、これら各種付加装置を駆動制御する駆動制御部も付加装置に対応した分が搭載されていた（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６３−１３３１１５号公報

従来の顕微鏡装置は、種々の顕微鏡観察に対応できるようにするために、ある一つの顕微鏡観察を目的として使用する場合にも、ぞの顕微鏡には不要な付加装置とこれを制御する駆動制御部が搭載され、特定の観察のみを行なうユーザにとってはコスト上昇の原因になると共に、そのコスト上昇分をユーザーが負担する結果となっていた。

本発明は、上記課題に鑑みて行われたものであり、使用者の目的に合った安価で拡張性の高い顕微鏡装置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、顕微鏡本体に搭載されて使用される顕微鏡の付加装置であって、前記付加装置は、当該付加装置を認識するための認識信号発生手段と、当該付加装置の動作状態を検出する状態検出手段と、当該付加装置を駆動する駆動手段と、前記顕微鏡側に設けられ前記付加装置の制御を行う制御装置に接続するための接続手段を有することを特徴とする顕微鏡の付加装置を提供する。

また、本発明は、前記顕微鏡の付加装置と、前記付加装置を制御し、前記付加装置の接続手段と接続するための前記制御装置側の少なくとも１つの接続手段と、前記付加装置の認識信号発生手段からの信号に基き選択される当該付加装置に対応し、前記設定手段からの指示に基き前記駆動手段により前記駆動手段の駆動制御を実行し、前記状態検出手段の信号から前記付加装置の状態を検出する駆動制御手段と、当該駆動制御手段により当該付加装置の駆動を制御する前記制御装置側の少なくとも１つの接続手段に対応する駆動制御手段を有する制御装置と、前記付加装置の状態を設定する設定手段からなることを特徴とする顕微鏡装置を提供する。

本発明によれば、使用者の目的に合った安価で拡張性の高い顕微鏡装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態に関し図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡装置の概略構成図である。図２は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡本体に搭載される付加装置の一例と、この付加装置を制御する制御装置の概略構成図である。図３、図４は、顕微鏡本体に搭載される各種付加装置をそれぞれ示す。図５は、各種付加装置に対する制御および駆動への割当配線の一例を示す。図６は、番地情報に対するセンサー信号線の状態を示す。図７は、本顕微鏡装置のける各種付加装置のＩＤ確認フローを、図８は、本顕微鏡装置におけるＩＤに対する駆動制御プログラムのロードフローをそれぞれ示す。

図１において、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡装置１００は、倒立型顕微鏡１に後述する付加装置の制御装置１０と付加装置の状態を設定するコントローラ１９とから構成されている。以降の説明は、倒立型顕微鏡１を引用して説明するが他の顕微鏡にも適用可能である。

倒立型顕微鏡１は、光源２を内蔵するランプハウス３からの照明光を光源用シャッタ４をＯＮ／ＯＦＦして照明光学系中に配設されたカセットホルダ５に入射する。カセットホルダ５は、この中に配設されたフィルタセット５ａを介して標本６への励起光の波長と標本６からの蛍光を分離する。具体的には、ランプハウス３からの照明光は、フィルタセット５ａの励起フィルタ５ａ１で励起光の波長が選択され、ダイクロイックミラー５ａ２でレボルバ７に搭載されたた対物レンズ７ａ方向に反射され、対物レンズ７ａで標本６に集光される。励起光で励起された標本６からの蛍光は、対物レンズ７ａで集光されて励起フィルタ５ａのダイクロイックミラー５ａ２を通過し、吸収フィルタ５ａ３を透過して目的の波長の蛍光が取り出され、ミラー９で反射されてカメラ８の撮像装置８ａ（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなど）で蛍光画像として取得される。

ここで、光源用シャッタ４、カセットフィルタ５、およびレボルバ７は、倒立型顕微鏡１の付加装置であり、それぞれを駆動するために制御装置１０に接続され、使用者がコントローラ１９を操作することで、付加装置それぞれの状態変更を行うことができる。

次に、図２〜図４を参照しつつ付加装置の駆動制御に付いて説明する。

図２は、レボルバ７を代表として駆動制御を説明する図である。図３、図４は、レボルバ７以外の他の付加装置として、カセットホルダ５、励起フィルタ、吸収フィルタ、コンデンサ、上下動、Ｘステージ、Ｙステージ、光源用シャッタ４、アナライザ等を示しており、これらの駆動制御も同様であり、各付加装置の説明は省略する。

図２において、レボルバ７には、観察光軸中に配設されている対物レンズ７ａの位置を検出するためのセンサ４１と、レボルバ７を回転駆動するための駆動部４２と、レボルバ７であることを示す認識信号（以後、ＩＤと記す）を発生するＩＤ設定部４３とからなる回路４０が内蔵され、回路４０は接続手段の接続部であるコネクタ４４で制御装置１０の制御装置側の接続部であるコネクタ２１〜２４のいずれかに接続される。なお、図３、図４に示す付加装置にも各付加装置に対応したセンサ４１と、駆動部４２と、ＩＤ設定部４３とからなる回路４０と、コネクタ４４が配設されている。説明の便宜上符号は同じ符号を付してあるが、回路４０は各付加装置に内蔵され、付加装置に合わせて設計されている。

制御装置１０は、複数の駆動制御部１１〜１４、各駆動制御部１１〜１４に対応する制御装置１０側のコネクタ２１〜２４、および制御プログラム等を内蔵するＣＰＵ１５を備えている。

ＩＤ設定部４３は、例えば、ディップスイッチを使って装置固有のＩＤを設定するものとし、制御装置１０側のコネクタ２１とレボルバ７側のコネクタ４４を接続することで、ＣＰＵ１５が、ディップスイッチからの電気的信号によりコネクク２１に接続されたレボルバ７を識別できるように構成されている。

レボルバ７を制御装置１０のコネクタ２１に接続した際、ＣＰＵ１５に設けられているＲＯＭに記憶してあるレボルバ７の駆動制御プログラムを駆動制御部１１にロードする。コントローラ１９の操作スイッチやＰＣからの通信コマンドによるレボルバ７の制御命令を受け付けると、制御装置１０のコネクク２１を介してレボルバ７の駆動部４２を制御する。

また、制御装置１０は、コネクタ２１と同じコネクタが他に３個（２２、２３、２４）設けられている。後述するように、レボルバ７のコネクタ４４と制御装置１０側のコネクタ２１〜２４は各付加装置で配線が共通化されており、コネクタ４４をコネクタ２１〜２４のいずれに接続しても良いように設計されている。

これにより、ＣＰＵ１５がコネクタ２１〜２４に接続された装置のＩＤを識別し、識別されたＩＤの装置に応じてＲＯＭに記憶してある駆動制御プログラムを選択して駆動制御部１１〜１４にロードすることで、制御装置１０は、コネクク２１〜２４のどこに、どの付加装置が接続されても、接続された付加装置に応じた駆動制御を実行することを可能にしている。

図３および図４に示す各種付加装置は、図５に示す共通の信号形態を有している。例えば、図２の「レボルバ７」の場合、ＩＤ信号４本（装置認識のための信号線）とセンサ信号４本（うち３本を位置を認識するための番地検出、１本を停止位置の検出）とモータ制御信号２本（１本を正回転、１本を逆回転）の１０本の信号線と電源系信号線４本（電源およびＧＮＤ）で合計１４本の信号で構成される。

また、図４（ｄ）の「アナライザ」の場合、ＩＤ信号４本（装置認識のための信号線）とセンサ信号２本（うち１本をＩＮ側検出、１本をＯＵＴ側検出、２本を他の装置と本数を合わせるための予備信号線）とモータ制御信号２本（１本をＩＮ方向制御、１本をＯＵＴ方向制御）の１０本の信号線と電源系信号線４本（電源およびＧＮＤ）で合計１４本の信号で構成されている。その他の装置も図５に示す信号線の構成を有している。

すなわち、ＩＤ信号線４本、センサ信号４本、モータ制御信号２本、電源系信号４本、合計１４本を共通化させているため、どの位置のコネクタ２１〜２４に接続しても制御可能に構成されている。

図６は、各番地情報を３本の信号線で表す時の各信号線のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すものである。３本の信号線を用いることで０〜７まで、番地不定状態を０とすると、７個の番地を指定、または検出することができる。また図５のＩＤは、４本の信号線を使用しているので、０〜Ｆまで、未接続の状態を０とすると、１５個のＩＤを設定、または検出することができ、１５種類の付加装置を区別することができる。

制御装置１０の駆動制御部１１〜１４にロードされる駆動制御プログラムは、「レボルバ７」を例にすると、コントローラ１９からの時計方向回転指示によりレボルバ７を時計方向に回転させ、センサー４１中の停止位置センサで所定位置に停止したかを確認して、その位置での対物レンズの位置を示す番地センサの状態を判定しコントローラ１９に番地を表示する。これにより、使用者は所定の倍率の対物レンズ７ａが観察光軸にセットされているかを認識することができる。

また、図３（ｂ）の「励起フィルタ」の場合は、図５に示す原点センサがＯＮとなる位置まで回転させ、原点センサがＯＮとなった位置を１番地と認識させ、以降停止センサ毎に番地を増減させて励起フィルタの位置を検出することで「励起フィルタ」の駆動制御を達成することができる。

このように、図２〜図４に示す各種付加装置に対応することでて、ＣＰＵ１５から駆動制御部１１〜１４にロードされる駆動制御プログラムはそれぞれ異なることになる。例えば、図１に示すように、コネクタ２１にレボルバ７、コネクタ２２にカセットフォルダ５、コネクタ２３に光源用シャッタ４がそれぞれ接続されている場合は、駆動制御部１１にはレボルバ７の駆動制御プログラムが、駆動制御部１２にはカセットフォルダ５の駆動制御プログラムが、駆動制御部１３には光源用シャッタ４の駆動制御プログラムがそれぞれＣＰＵ１５からロードされて、コントローラ１９からの使用者の指示に従ってレボルバ７、カセットホルダ５、光源用シャッタ４がそれぞれ駆動制御する事が可能になる。このように、制御装置１０は付加装置が接続されたコネクタ２１〜２４の位置に対応する駆動制御部１１〜１４に、付加装置のＩＤ情報に対応する駆動制御プログラムがロードされ、付加装置の駆動制御を可能にする。

次に、駆動制御部１１〜１４にロードされる駆動制御プログラムの設定手順に付いて図７、図８を参照しつつ説明する。

顕微鏡装置１００の使用状態において、図７に示すようにＣＰＵ１５は常にコネクタ２１〜２４の接続状態を確認しており、ステップ１０１でコネクタ２１に接続してある付加装置のＩＤを確認、ステップ１０２でコネクタ２２に接続してある付加装置のＩＤを確認、ステップ１０３でコネクタ２３に接続してある付加装置のＩＤを確認、ステップ１０４でコネクタ２４に接続してある付加装置のＩＤを確認、ステップ１０５でＩＤ確認処理を終了するか否かを判定してＮＯであればステップ１０１に、ＹＥＳであればＩＤ確認処理を終了することが行われている。

以下、コネクタ２１における処理を代表として説明する。なお、他のコネクタ２２〜２４の場合も同様である。

図７に示すように、コネクタ２１に接続された付加装置のＩＤ確認を行い、コネクタ２１に付加装置が接続されていない場合はＩＤ＝０がＣＰＵ１５に伝達される。ＣＰＵ１５は、駆動制御部１１に駆動制御プログラムがロードされていた場合、駆動制御部１１にロードされていた駆動制御プログラムを駆動制御部１１から削除する（ステップ２０２）。従って、ＩＤ＝０の時には、駆動制御部１１は駆動制御プログラムなしの状態となる。

コネクタ２１に、例えばレボルバ７が接続された場合、図５に示すようにレボルバ７にはＩＤ＝１が設定されているので、ＣＰＵ１５はＩＤ＝１を認識し（ステップ２０３）、ＩＤ＝１に対応する（即ち、レボルバ７に対応する）駆動制御プログラムを駆動制御部１１にロードする（ステップ２０４）。この結果、使用者はコントローラ１９でレボルバ７の駆動制御を実行することが可能になり、対物レンズ７ａを交換することが可能になる。

また、同様にしてコネクタ２１に光源用シャッタ４が接続された場合、ＣＰＵ１５はＩＤ＝Ａを検出する（ステップ２０５）。この結果、ＣＰＵ１５は駆動制御部１１に光源用シャッタ４の駆動制御プログラムをロードする。これにより、使用者はコントローラ１９で光源用シャッタ４の駆動制御を実行することが可能になり、シャッタ４の開閉操作が可能になる。

なお、以上の説明では、コネクタ２１と駆動制御部１１に付加装置が接続された場合を説明したが、ＣＰＵ１５はコネクタ２１〜２４に対する付加装置の接続状態を常に監視しており、コネクタ２１〜２４のどれに付加装置が接続されたかによって、コネクタ２１〜２４に対応する駆動制御部１１〜１４に接続された付加装置に対応する駆動制御プログラムがロードされることは言うまでもない。

また、図１に示したように複数の付加装置（４、５、７）が接続されている場合には、その接続情報を制御装置１０がコントローラ１９に通知するため、使用者はコントローラ１９で付加装置（４，５，７）を駆動制御することが可能になる。このように、使用者は一つのコントローラ１９で複数の付加装置の駆動制御を実行することが可能である。

以上述べたように、本発明の顕微鏡装置では、顕微鏡本体に搭載可能な複数の付加装置の中から標本６の顕微鏡観察に必要な付加装置のみを選択して搭載し、それぞれの付加装置の駆動制御を実行することが可能になり、不必要な付加装置を搭載する必要がないため、観察の目的に整合した安価な顕微鏡装置を提供することができる。

なお、実施の形態の説明では、ＩＤ検出の例としてディップスイッチを使用したが、この代わりに、複数の重ならない抵抗値を使用して、出力をＡ／Ｄ変換し、認識することも可能である。その場合、信号線を１本にすることができる。

また、ＩＤ書き込みＲＯＭを使用することも可能である。この場合、ＲＯＭに対しＣＬＫ信号とＤＡＴＡ信号を接続して読み出す方式を採用すると信号線を２本にすることができる。

また、各駆動制御部で使用している駆動制御は、ステッピングモータを例にパルス出力信号線を２本使用して行っているが、ＤＣモータで制御も可能である。

また、制御装置１０のコネクタは４個の場合について説明したが、コネクタと駆動制御部をそれぞれ、８個、１２個等有する制御装置を準備しておくことで、顕微鏡本体に搭載する付加装置が多い場合にも対応可能である。

また、本発明の顕微鏡装置では、顕微鏡本体に搭載された付加装置は、付加装置固有のＩＤで認識することができるため、顕微鏡本体に搭載された付加装置に応じた駆動制御プログラムを駆動制御部にロードすることができ、付加装置の交換、増設等にも適宜対応することが可能であり、拡張性の高い顕微鏡装置を提供することができる。

また、本発明の顕微鏡装置では、付加装置の検出、駆動、ＩＤ等の配線が共通化され、コネクタも共通化されているため、付加装置を制御装置のいずれのコネクタに接続しても駆動制御することが可能となり、接続の煩雑さを解消することができる。

また、本発明の顕微鏡装置では、観察条件によって付加装置を増設しなければならない場合でも、コネクタの数が多い制御装置と付加装置のみを購入することで観察条件の変更に対応でき、従来のように顕微鏡装置全体を買い換える必要がなく、非常に安価に観察条件の変更が可能になる。

なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。

本発明の実施の形態にかかる顕微鏡装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態にかかる顕微鏡本体に搭載される付加装置の一例と、この付加装置を制御する制御装置の概略構成図である。 顕微鏡本体に搭載される各種付加装置を示す。 顕微鏡本体に搭載される各種付加装置を示す。 各種付加装置に対する制御および駆動への割当配線の一例を示す。 番地情報に対するセンサー信号線の状態を示す。 本顕微鏡装置における各種付加装置のＩＤ確認フローを示す。 本顕微鏡装置におけるＩＤに対する駆動制御プログラムのロードフローを示す。

符号の説明

１ 倒立型顕微鏡
２ 光源
３ ランプハウス
４ 光源用シャッタ
５ カセットホルダ
６ 標本
７ レボルバ
８ カメラ
９ ミラー
１０ 制御装置
１１〜１４ 駆動制御部
１５ ＣＰＵ
１９ コントローラ
２１〜２４，４４ コネクタ
４０ 回路
４１ センサ
４２ 駆動部
４３ ＩＤ設定部

Claims (4)

1. 顕微鏡本体に搭載されて使用される顕微鏡の付加装置であって、
   前記付加装置は、当該付加装置を認識するための認識信号発生手段と、当該付加装置の動作状態を検出する状態検出手段と、当該付加装置を駆動する駆動手段と、前記顕微鏡側に設けられ前記付加装置の制御を行う制御装置に接続するための接続手段を有することを特徴とする顕微鏡の付加装置。
2. 前接続手段の前記制御装置への接続部は、全ての前記付加装置で共通化されていることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡の付加装置。
3. 前記付加装置は、レボルバ、カセットフォルダ、励起フィルタ、吸収フィルタ、コンデンサレンズ、上下動、Ｘステージ、Ｙステージ、アナライザ、光源用シャッタのうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡の付加装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の顕微鏡の付加装置と、
   前記付加装置を制御し、前記付加装置の接続手段と接続するための前記制御装置側の少なくとも１つの接続手段と、前記付加装置の認識信号発生手段からの信号に基き選択される当該付加装置に対応し、前記設定手段からの指示に基き前記駆動手段により前記駆動手段の駆動制御を実行し、前記状態検出手段の信号から前記付加装置の状態を検出する駆動制御手段と、当該駆動制御手段により当該付加装置の駆動を制御する前記制御装置側の少なくとも１つの接続手段に対応する駆動制御手段を有する制御装置と、
   前記付加装置の状態を設定する設定手段からなることを特徴とする顕微鏡装置。

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