JP2009025394A - 顕微鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】光源の光量調整の操作性を向上させた顕微鏡装置を提供する。
【解決手段】光源１は、試料１０への照明光を発生させる。操作部２０は、この照明光の光量を変化させるときの変化特性を選択するための指示を取得する。制御部１９は、操作部２０が取得した指示に係る変化特性で光源１を制御して、照明光の光量を変化させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、顕微鏡の技術に関し、特に、観察対象の標本を照明する光の光量を調整する技術に関する。

生物分野における研究や各種工業分野での検査工程などの分野では、微細な標本の拡大観察を行う顕微鏡装置が幅広く利用されている。
これらの顕微鏡装置には、対物レンズの倍率や種類の変更、あるいは標本に対する照明法の変更をすることで、例えば明視野観察、暗視野観察、微分干渉観察、偏光観察など、各種の観察法（検鏡法）での観察を可能にする構成のものがある。これらの観察法は、標本の種類、特性などに応じて最適なものが選択され、その観察法で観察を行うために、顕微鏡装置は、その構成が切り換えられて使用される。

ここで、選択された観察法に従って照明法を切り換えると、標本像の明るさが変化してしまう場合がある。例えば、暗視野観察は、標本から反射してくる光量が明視野観察に比べて少ないために観察像は非常に暗くなる。このため、暗視野観察では明視野観察時よりも高い光量を必要とする。

また、同一の観察法の下での観察においても、観察に使用する対物レンズの開口率や倍率を変更すれば標本像の明るさは変化する。例えば、低倍率の対物レンズよりも、高倍率の対物レンズは、射出瞳の径が低倍率のものよりも小さいため、同一の明るさで観察を行うには、低倍率のもので観察していたときよりも高い光量が必要となる。

従って、対物レンズの倍率や種類を切り換えて、あるいは標本に対する照明法を切り換えて、観察を行う場合には、その切り換えの度に光源の光量を調整し直すという操作が通常必要となる。この光量調整では、例えば、光源から得られる最大光量の８割以上が必要な場合から、最大光量の１割以下でよい場合まで、その切り換えの内容によって調節範囲が大きく変化する。

このような光量調整においては、例えば、光量を最大光量の１割から８割へと大きく変化させることができる一方で、その最大光量の１割以下の範囲内で適切な光量を得るための微調整を行うこともできるような、良好な操作性が求められる。

このような光量調整のための操作性を向上させる技術に関し、例えば特許文献１には、観察法を切り替える設定を顕微鏡に行うと、その観察法に応じて光源の光量を自動的に切り換えて、暗視野観察時には最大光量とし、明視野観察時には最小光量とし、微分干渉観察時にはその中間の光量とする、という技術が開示されている。
特開２００１−２４２３８５号公報

しかしながら、上述した特許文献１の技術では、光量をより適切なものとするための微調整に対する配慮はなされていない。また、対物レンズを切り換えて同一の観察法で観察を行う場合には光源の光量の切り換えが自動的には行われない。更に、観察に最適な光量は、標本の反射率によっても異なるが、特許文献１の技術では、この点に対する配慮もなされていない。

また、近年の顕微鏡装置では、標本の照明光を得るための光源として、従来から用いられていたハロゲンランプに加え、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子も使用されるようになった。ところが、ＬＥＤ素子の電流−光量特性は、ハロゲンランプの電圧−光量の特性と大きく異なっているため、光量の調整では、ＬＥＤ素子とハロゲンランプとの各々の特性に則った異なる操作を行う必要があり、大変煩わしい。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、光源の光量調整の操作性を向上させた顕微鏡装置を提供することである。

本発明の態様のひとつである顕微鏡装置は、標本への照明光を発生させる光源と、該照明光の光量を変化させるときの変化特性を選択するための指示を取得する指示取得手段と、該指示取得手段が取得した指示に係る変化特性で該照明光の光量を変化させる光量変化手段と、を有することを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

なお、上述した本発明に係る顕微鏡装置において、該光量変化手段は、抵抗変化特性の異なる複数の可変抵抗と、該指示に基づいて該可変抵抗のうちのひとつを選択する選択手段と、該選択手段により選択された可変抵抗の抵抗変化特性に従って該照明光の光量を変化させる制御手段と、を有するように構成することができる。

なお、このとき、該標本の拡大像を目視で観察するための光路と該拡大像を撮影する撮影装置のための光路とを更に有しており、該光源は発光ダイオードであり、該複数の可変抵抗には、抵抗変化特性がＡ群変化特性であるものとＢ群変化特性であるものとが少なくとも含まれている、ように構成することができる。

なお、このとき、該発光ダイオードの点灯を、パルス駆動により行い、該制御手段は、該発光ダイオードをパルス駆動させるパルス信号のデューティ比を変化させることで該照明光の光量を変化させる、ように構成することができる。

あるいは、このとき、該光源として、発光ダイオードとハロゲンランプとのうちのどちらかを選択可能であり、該複数の可変抵抗には、抵抗変化特性がＡ群変化特性であるものとＢ群変化特性であるものとが少なくとも含まれている、ように構成することもできる。

あるいは、このとき、該照明光の光路に対して挿脱することにより該標本に対する照明を暗視野照明と明視野照明とで切り換える観察法切り換え部を更に有しており、該複数の可変抵抗には、抵抗変化特性がＡ群変化特性であるものとＢ群変化特性若しくはＣ群変化特性であるものとが少なくとも含まれている、ように構成することもできる。

また、このとき、互いに倍率の異なる複数の対物レンズを更に有しており、該複数の可変抵抗には、抵抗変化特性がＡ群変化特性であるものとＢ群変化特性若しくはＣ群変化特性であるものとが少なくとも含まれている、ように構成することもできる。

あるいは、このとき、該複数の可変抵抗として、一軸多連の回転型可変抵抗を用いて構成することもできる。
また、前述した本発明に係る顕微鏡装置において、該指示取得手段は、該標本の拡大像の観察のために設定されている該顕微鏡装置の設定状態を該指示として取得し、該光量変化手段は、該指示取得手段が取得した設定状態に対応付けられている変化特性で記照明光の光量を変化させる、ように構成することもできる。

なお、このとき、該指示取得手段が取得する該設定状態は、該標本の拡大像を目視で観察するための光路と該標本の拡大像を撮影する撮影装置のための光路との選択状態、該光源の種別、該顕微鏡装置における観察法の設定状態、及び、該標本の拡大像の観察に使用している対物レンズの倍率のうちの少なくともいずれかであるとすることができる。

また、前述した本発明に係る顕微鏡装置において、該光量変化手段は、該変化特性が複数示されているテーブルが予め記憶されている記憶部と、該テーブルに示されている変化特性のうちのひとつを該指示に基づいて選択する選択手段と、該選択手段により選択された変化特性を該記憶部から読み出して該変化特性に従って該照明光の光量を変化させる制御手段と、を有するように構成することもできる。

なお、このとき、該制御手段は、該照明光の光路上に備えられている開口絞りの開口径を、該選択手段により選択された変化特性に従って変化させるように構成することができる。

本発明によれば、以上のようにすることにより、光源の光量調整の操作性を向上させた顕微鏡装置の提供が可能になるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

まず図１について説明する。図１は、本発明を実施する顕微鏡システムの構成の第一の例を示している。本実施例は、この図１に示した構成の顕微鏡システムで本発明を実施するものである。

図１において、顕微鏡本体１００では、落射照明用の光源１で発生させた光が、照明系レンズ２、開口絞り３、及び視野絞り４を介して観察法切り替えユニット５に入射する。観察法切り替えユニット５には、光学部材としてハーフミラー６が備えられており、観察法切り替えユニット５に入射した光を反射する。反射した光は、レボルバ７に装着されている対物レンズ８を介し、ステージ９上に載置されている標本である試料１０を落射照明する。

照明光を照射している試料１０からの反射光が対物レンズ８を介した後に観察法切り替えユニット５に入射すると、今度はハーフミラー６を今度は透過し、結像レンズ１１を更に介した後に光路切り替えユニット１２に入射する。

光路切り替えユニット１２は、この反射光が進む光路を、試料１０の拡大像を目視で観察するための光路と試料１０の拡大像を撮影するカメラ１６のための光路との間で切り替える。光路切り替えユニット１２によって目視用の光路が選択されている場合には、この反射光は、その後ミラー１３で反射した後に鏡筒双眼部１４へと進み、アイポイント１５において試料１０の拡大像を結像する。一方、光路切り替えユニット１２によって撮影用の光路が選択されている場合には、ミラー１３が光路から外される結果、反射光がカメラ１６へと向けられて、カメラ１６内部の撮像素子１７の受光面上で試料１０の拡大像を結像する。この場合には、試料１０の拡大画像がモニタ１８に表示される。

試料１０への照明光を発生させる光源１としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子を使用する。なお、必要に応じ、ＬＥＤ素子である光源１をハロゲンランプに交換することができる。

観察法切り替えユニット５は、各種の光学素子を各々有している複数のキューブユニットで構成されている。観察法切り替えユニット５は、複数のキューブユニットの中からいずれか１つを選択的に切り替えて顕微鏡本体１００の観察光軸上に配置させる。本実施例においては、キューブユニットとして、明視野観察用キューブと暗視野観察用キューブとが取り付けられており、顕微鏡システムの使用者が観察法の選択に従って照明光の光路に挿脱することで、試料１０に対する照明を、明視野照明と暗視野照明とで切り換える。

レボルバ７には対物レンズ８が複数装着されており、各々の倍率が互いに異なっている。使用者がレボルバ７を回転させることにより、複数の対物レンズ８のうちのひとつが選択されて顕微鏡本体１００の観察光軸上に配置される。

操作部２０は、試料１０への照明光の光量の変化の指示を、使用者による操作内容に基づいて取得する。この操作部２０の外観構成を図２に示す。
図２に示した外観構成の第一の例では、操作部２０は、照明光の光量の調節指示を取得するつまみである調光部１０１と、照明光の光量を変化させるときの変化特性を選択するための指示を取得する切り替えボタン１１１及び１１２とを備えている。

なお、操作部２０は顕微鏡１００の筐体前面、側面等に取り付けられていてもよいし、別個としてあってもよい。
操作部２０から出力される信号は制御部１９に伝えられる。制御部１９は、この信号に基づいて光源１に印加されている電流や電圧を制御し、光源１で発生させる照明光の光量を変化させる。

次に図３について説明する。同図は図２に示した操作部２０の回路構成を示している。
図３において、多連ボリューム１０３は、可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２からなる、一軸多連の回転型可変抵抗であり、その回転操作部である軸は調光部１０１に接続されている。可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２の各々の抵抗体は、その両端が電源電圧Ｖｃｃとグランド（基準接地電位）とに接続されており、可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２の各々の可動片は、スイッチ１３１及び１３２のメーク接点にそれぞれ接続されている。なお、スイッチ１３１及び１３２は２接点スイッチであり、切り替えボタン１１１及び１１２に対する押下操作に応じ、そのどちらか一方のみが選択されて閉止状態となる。スイッチ１３１及び１３２のコモン接点同士が接続されて制御部１９へと導かれている。

なお、本実施例においては多連ボリューム１０３が２個の可変抵抗（Ｒ１２１及びＲ１２２）を有しており、スイッチも操作部２０に２つ（スイッチ１３１及び１３２）備えているが、これらを３個ずつ、若しくは更に多く備えるようにしてもよい。なお、この場合には、複数のスイッチのうち選択されたいずれか１つのみが閉止状態とされ、その他は開放状態とされる。

次に図４について説明する。同図は、可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２の抵抗変化特性の特性例を示している。この特性例において、横軸はボリューム指示位置（調光部１０１を反時計方向に回し切った位置を基点とし、当該基点から時計方向に調光部１０１を回転させたときの回転角度）を示しており、縦軸は抵抗値（可変抵抗Ｒ１２１若しくはＲ１２２における可動片側端子とグランド側端子との間の抵抗値）を示している。

同図において、（１）Ａ群変化特性は、調光部１０１を時計方向に回転させたときに、その回転角度に対し上記の抵抗値が指数関数的に増加する特性（以下、この特性を「Ａ特性」と称する）を示している。また、（２）Ｂ群変化特性は、調光部１０１を時計方向に回転させたときに、その全回転角度の中央付近での回転角度に対する上記の抵抗値との関係がほぼ直線的であり、中央点に対しほぼ対称形の特性（以下、この特性を「Ｂ特性」と称する）を示している。また、（３）Ｃ群変化特性は、調光部１０１を時計方向に回転させたときに、その回転角度に対し上記の抵抗値がＡ群変化特性と逆となる特性、すなわち、調光部１０１を時計方向に回転させたときに、その回転角度に対し上記の抵抗値が対数関数的に増加する特性（以下、この特性を「Ｃ特性」と称する）を示している。

上述した各群の抵抗変化特性は、日本工業規格：電子機器用可変抵抗器通則（規格番号：ＪＩＳＣ５２６０）における定義に従っている。但し、Ｃ特性は、この規格では、調光部１０１を反時計方向に回転させたときに、その回転角度に対し、可変抵抗Ｒ１２１若しくはＲ１２２における可動片側端子と電源電圧印加側端子との間の抵抗値が指数関数的に増加する特性と定義されている。

多連ボリューム１０３が有している可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２としては、図４に示した３つの抵抗変化特性のうちの互いに異なるいずれかの特性のものを用いている。
制御部１９は、操作部２０から送られてくる電圧信号の電圧値に比例する値の電流を光源１であるＬＥＤ素子に流す。なお、光源１としてハロゲンランプを選択している場合には、制御部１９は、操作部２０から送られてくる電圧信号の電圧値に比例する値の電圧を光源１であるハロゲンランプに印加する。

観察者である人間の眼は、光量が所定量よりも低い範囲では光量変化を敏感に感じるのに対し、光量が所定量よりも高い範囲では光量変化に対する感覚が鈍くなる。つまり、人間の眼の感度は、図４に示した各特性において横軸を光量（光刺激の強さ）とみなし縦軸を眼の感度とみなすと、図４の（３）に示したＣ特性のようになる。従って、光源１の光量変化の特性として、縦軸を光源１の光量とみなしたときの図４の（１）のＡ特性のような、Ｃ特性と反対の特性、すなわち、調光部１０１への回転操作に対する光量の変化が光量の低い範囲では緩やかである特性とすると、目視観察において、調光部１０１への回転操作に応じ照明光の光量が直線的に変化しているように観察者に感じさせることができ、光量調整の操作性の観点からは好ましいとされる。

しかし、ＬＥＤ素子の電流−光量特性は、図４に示した各特性において横軸をＬＥＤ素子に流される電流値とみなし縦軸を光量とみなすと、図４の（２）に示したＢ特性のようなものである。

そこで、光源１としてＬＥＤ素子を使用しているときに明視野観察を目視で行う場合には、観察者は切り替えボタン１１１及び１１２を操作して、可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうち抵抗変化特性がＡ特性であるものの可動片端子の電圧が制御部１９へ出力されるようにする。このようにすると、光源１としてＬＥＤ素子を選択していても、その光量変化の特性をＡ特性に近づけることができる。

ここで、試料１０の拡大像をカメラ１６で撮影する場合を考える。
カメラ１６の撮像素子１７であるＣＣＤ（電荷結合素子）の感度は、図４に示した各特性において横軸を光量とみなし縦軸をＣＣＤの感度とみなすと、図４の（２）に示したＢ特性のようになる。この場合に、光源１の光量変化の特性をＡ特性のままにしておくと、光量が低い範囲において調光部１０１に対し回転操作を行っても得られる画像における明るさに余り変化が現れない、このため、設定に時間を要することとなる上、回転操作と画像における明るさの変化との関係が直線的とならないために操作感覚が掴み辛いものとなってしまう。

そこで、光源１としてＬＥＤ素子を使用しているときに明視野観察の画像の撮影を行う場合には、観察者は切り替えボタン１１１及び１１２を操作して、可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうち抵抗変化特性がＢ特性であるものの可動片端子の電圧が制御部１９へ出力されるようにする。このようにすると、光源１としてＬＥＤ素子を選択しているときの光量変化の特性をＢ特性に近づけることができる。

以上のように、光源１としてＬＥＤ素子を使用する場合には、抵抗変化特性がＡ特性であるものとＢ特性であるものとを可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２として用い、観察者が、これらのうちのどちらかを、試料１０の目視観察と画像撮影とのどちらを行うかに応じて切り替えボタン１１１及び１１２を操作して選択する。すると、制御部１９が、可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうち選択されたものの抵抗変化特性に従って光源１の光量を変化させる。この結果、光源１の光量調整の操作性が向上する。

次に、光源１としてハロゲンランプを使用する場合について説明する。
ハロゲンランプの電圧−光量特性は、図４に示した各特性において横軸をハロゲンランプへの印加電圧値とみなし縦軸を光量とみなすと、図４の（１）に示したＡ特性のようなものである。従って、この場合に明視野観察を目視で行うのであれば、観察者は切り替えボタン１１１及び１１２を操作して、可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうち抵抗変化特性がＢ特性であるものの可動片端子の電圧が制御部１９へ出力されるようにする。このようにすると、目視観察において、調光部１０１への回転操作に応じ照明光の光量が直線的に変化しているように観察者に感じさせることができる。

一方、この場合に明視野観察の画像の撮影を行うのであれば、観察者は切り替えボタン１１１及び１１２を操作して、可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうち抵抗変化特性がＣ特性であるものの可動片端子の電圧が制御部１９へ出力されるようにする。このようにすると、この場合における光源１の光量変化の特性をＢ特性に近づけることができる。

以上のように、光源１としてハロゲンランプを使用する場合には、抵抗変化特性がＢ特性であるものとＣ特性であるものとを可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２として用い、観察者が、これらのうちのどちらかを、試料１０の目視観察と画像撮影とのどちらを行うかに応じて切り替えボタン１１１及び１１２を操作して選択する。すると、制御部１９が、可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうち選択されたものの抵抗変化特性に従って光源１の光量を変化させる。この結果、光源１の光量調整の操作性が向上する。

また、光源１としてＬＥＤ素子とハロゲンランプとのどちらかを選択できる場合に、抵抗変化特性がＡ特性であるものとＢ特性であるものとを可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２として用い、観察者が、目視観察時において、光源１の選択結果に応じて切り替えボタン１１１及び１１２を操作して選択する。すると、制御部１９が、可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうち選択されたものの抵抗変化特性に従って光源１の光量を変化させる。この結果、光源１の光量調整の操作性が向上する。

あるいは、光源１としてＬＥＤ素子とハロゲンランプとのどちらかを選択できる場合に、抵抗変化特性がＢ特性であるものとＣ特性であるものとを可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２として用い、観察者が、試料１０の画像撮影時において、光源１の選択結果に応じて切り替えボタン１１１及び１１２を操作して選択する。すると、制御部１９が、可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうち選択されたものの抵抗変化特性に従って光源１の光量を変化させる。この結果、光源１の光量調整の操作性が向上する。

以上の他にも、同様に、例えば、光源１としてＬＥＤ素子を使用し、観察法切り替えユニット５を操作して明視野観察と暗視野観察とを切り替えて目視観察を行う場合に、明視野観察時には光源１の光量変化の特性をＡ特性にし（Ａ特性の抵抗変化特性を有する可変抵抗を切り替えボタン１１１及び１１２で選択する）、照明光に高い光量が求められるため低い光量の範囲では光量調整が行われることが少ない暗視野観察時には光源１の光量変化の特性をＢ特性若しくはＣ特性にする（Ｂ特性若しくはＣ特性の抵抗変化特性を有する可変抵抗を切り替えボタン１１１及び１１２で選択する）ことで、光源１の光量調整の操作性が向上する。

また、同様に、例えば、光源１としてＬＥＤ素子を使用し、レボルバ７を操作して観察に使用する対物レンズ８を切り替えて目視観察を行う場合に、低倍率の対物レンズ８で観察を行うときには光源１の光量変化の特性をＡ特性にし（Ａ特性の抵抗変化特性を有する可変抵抗を切り替えボタン１１１及び１１２で選択する）、照明光に高い光量が求められるため低い光量の範囲では光量調整が行われることが少ない高倍率の対物レンズ８で観察を行うときには光源１の光量変化の特性をＢ特性若しくはＣ特性にする（Ｂ特性若しくはＣ特性の抵抗変化特性を有する可変抵抗を切り替えボタン１１１及び１１２で選択する）ことで、光源１の光量調整の操作性が向上する。

ここで図５について説明する。同図は、図１に示した顕微鏡システムの操作手順をフローチャートで示したものである。
この顕微鏡システムを使用する使用者は、まず、光源１としてＬＥＤ素子もしくはハロゲンランプを選択した後、Ｓ１０１において、レボルバ７、観察法切り替えユニット５、若しくは光路切り替えユニット１２を操作して、観察に使用する対物レンズ８、キューブユニット、若しくはミラー１３といった光学部材の切り替えを行う。

次に、Ｓ１０２において、使用者は、光学部材の切り替えに従い、操作部２０の切り替えボタン１１１及び１１２を操作して指示を行い、可変抵抗Ｒ１２１若しくはＲ１２２のうちのどちらかを選択させる。すると、この選択指示に従ってスイッチ１３１及び１３２が可変抵抗Ｒ１２１若しくはＲ１２２のうちのどちらかを選択する。

次に、Ｓ１０３において、使用者は調光部１０１を回転操作する。すると、可変抵抗Ｒ１２１若しくはＲ１２２の抵抗値（可変抵抗Ｒ１２１若しくはＲ１２２における可動片側端子とグランド側端子との間の抵抗値）が変化するので、操作部２０が制御部１９に出力する信号の電圧値が変化する。制御部１９は、光源１がＬＥＤ素子である場合には当該ＬＥＤ素子に流す電流値を、また、光源１がハロゲンランプである場合には当該ハロゲンランプに印加する電圧値を、操作部２０から送られてくる信号の電圧値の変化に従ってそれぞれ変化させて照明光の光量を変化させる。こうして照明光の調光が行われる。

以上のように、本実施例に係る顕微鏡システムは、試料１０への照明光の光量を変化させるときの変化特性を選択するための指示を切り替えボタン１１１及び１１２が取得し、この取得した指示に係る変化特性で制御部１９が当該照明光の光量を変化させる。従って、この顕微鏡システムにより、簡単で操作性の良い照明光の調光を行うことができる。

なお、上述した説明では、図１に示した顕微鏡システムにおいて、光源１としてＬＥＤ素子を使用した場合に、制御部１９は、操作部２０から出力される信号の電圧値に応じてＬＥＤ素子の電流値を変化させるものとしていた。この代わりに、ＬＥＤ素子をパルス駆動により点灯させるようにし、制御部１９が、ＬＥＤ素子をパルス駆動させるパルス信号のデューティ比を、操作部２０から出力される信号の電圧値に応じて変化させることで、試料１０への照明光の光量を変化させるように構成することができる。すなわち、例えば、制御部１９内部にＬＥＤ素子のパルス駆動のためのパルス点灯回路を備えるようにすると共に、操作部２０から出力される信号の電圧値をアナログ−デジタル変換し、得られたデジタル値に基づいて、パルス点灯回路で生成されるパルス信号のデューティ比を変化させるように構成する。

このように構成することにより、ＬＥＤ素子で照明光を発生させるので、調光を行ってもハロゲンランプのように色温度の変化を起こすことはない。また、ＬＥＤ素子の電流制御による調光を行うと生じるような、発生させた照明光の波長の変化を起こさないので、調光に起因する試料１０の拡大像での色の変化が生じない。

まず図６について説明する。図６は、本発明を実施する顕微鏡システムの構成の第二の例を示している。本実施例は、この図６に示した構成の顕微鏡システムで本発明を実施するものである。

なお、図６に示した顕微鏡システムにおいて、図１に示した第一の例に係るものと同一の構成要素には同一の符号を付しており、これらのものについての説明は省略する。
図６に示した顕微鏡システムでは、光路切り替えユニット５にセンサ２０３が備えられている点、観察法切り替えユニット１２にセンサ２０２が備えられている点、及びレボルバ７にセンサ２０１が備えられている点において、図１に示した第一の例に係るものと異なっている。また、この他に、カメラ１６で撮影した試料１０の画像は一旦コンピュータ２１に転送され、この画像のモニタ１８での表示はコンピュータ２１により行われること、及び、明確には図示していないが、操作部２０のスイッチ１３１及び１３２の開閉が、制御部１９によって制御される点も異なっている。

センサ２０３は、光路切り替えユニット５により現在選択されている光路が、試料１０の拡大像を目視で観察するための光路と当該拡大像を撮影するカメラ１６のための光路とのうちのどちらであるかを示す信号を出力する。センサ２０２は、観察法切り替えユニット１２により現在されている観察法が、明視野観察と暗視野観察とのどちらであるかを示す信号を出力する。また、センサ２０１は、レボルバ７により観察光軸上に現在配置されている対物レンズ８が何であるかを示す信号を出力する。

センサ２０１、２０２、及び２０３の各々から出力される信号は制御部１９に送られる。制御部１９は、この信号に基づき、図６の顕微鏡システムにおける現在の設定状態、すなわち、光路の選択状態（目視用光路と撮影用光路とのどちらの光路が選択されているのか）と観察法の選択状態（明視野観察と暗視野観察とのどちらの観察法が選択されているのか）と対物レンズ８の選択状態（観察光軸上に現在配置されている対物レンズ８の倍率）とを認識し、この認識結果に従って、操作部２０のスイッチ１３１及び１３２を切り換える。

なお、図６における操作部２０は図２に示したものと同一の外観構成を有しており、その回路構成も図３に示したものと同一のものでよい。但し、実施例１においては顕微鏡システムの使用者が切り替えボタン１１１及び１１２を操作することでスイッチ１３１及び１３２の開閉状態を切り換えるようにしていたが、前述したように、本実施例では、制御部１９がスイッチ１３１及び１３２を制御してその開閉状態を切り替える。従って、本実施例においては、切り替えボタン１１１及び１１２は操作部２０に必須ではない。

ここで図７及び図８について説明する。図７は、図６に示した顕微鏡システムの操作手順をフローチャートで示したものである。また、図８は、この操作手順に応じて制御部１９により行われるスイッチ１３１及び１３２の開閉状態切り替え制御処理の処理内容をフローチャートで示したものである。

この顕微鏡システムを使用する使用者は、まず、光源１としてＬＥＤ素子もしくはハロゲンランプを選択した後、図７のＳ２０１において、レボルバ７、観察法切り替えユニット５、若しくは光路切り替えユニット１２を操作して、観察に使用する対物レンズ８、キューブユニット、若しくはミラー１３といった光学部材の切り替えを行う。

この切り替えが行われると、制御部１９は、図８のＳ２１１において、センサ２０１、２０２、及び２０３の各々から出力される信号を取得して当該切り替えを検出し、顕微鏡システムにおける上述した現在の設定状態を認識する処理を行う。そして、続くＳ２１２において、制御部１９は、この認識結果に従ってスイッチ１３１及び１３２の開閉状態を切り換えて可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうちのどちらかを選択する処理を行い、その後はこの図８の処理を終了する。なお、この認識結果とスイッチ１３１及び１３２の開閉状態との対応関係を示す情報は、予め制御部１９に与えられているものとする。

一方、使用者は、制御部１９がスイッチ１３１及び１３２の開閉状態を切り換えた後に、図７のＳ２０２において、調光部１０１を回転操作する。すると、制御部１９は、光源１がＬＥＤ素子である場合には当該ＬＥＤ素子に流す電流値を、また、光源１がハロゲンランプである場合には当該ハロゲンランプに流す電圧値を、操作部２０から送られてくる信号の電圧値の変化に従ってそれぞれ変化させて照明光の光量を変化させる。こうして照明光の調光が行われる。なお、このＳ２０２の工程は、図５に示した実施例１の顕微鏡システムについての操作手順におけるＳ１０３の工程と同一のものである。

以上のように、本実施例に係る顕微鏡システムは、試料１０への照明光の光量を変化させるときの変化特性を選択するための指示として、試料１０の拡大像の観察のために設定されている顕微鏡システムの設定状態をセンサ２０１、２０２、及び２０３で取得する。そして、制御部１９が、可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうち、この設定状態に対応付けられている変化特性をもたらすものを選択するようにスイッチ１３１及び１３２の開閉状態を切り換え、照明光の光量をその変化特性で変化させる。従って、この顕微鏡システムにより、顕微鏡システムの設定状態に好適な照明光の光量の変化特性についての知識を使用者が有していなくても、簡単で操作性の良い照明光の調光を行うことができる。

なお、上述した説明では、図６に示した顕微鏡システムにおいて、制御部１９がセンサ２０１、２０２、及び２０３の各々から出力される信号を取得して顕微鏡システムにおける現在の設定状態を認識し、その認識結果に従ってスイッチ１３１及び１３２の開閉状態を切り換えて可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうちのどちらかを選択するものとしていた。この代わりに、コンピュータ２１がセンサ２０１、２０２、及び２０３の各々から出力される信号を取得して顕微鏡システムにおける現在の設定状態を認識し、その認識結果に従ってスイッチ１３１及び１３２の開閉状態を切り換えて可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうちのどちらかを選択するように構成することもできる。

また、図６の顕微鏡システムにおいて、光源１としてＬＥＤ素子とハロゲンランプとのどちらが選択されているかを検出するためのセンサを設け、選択された光源１の種別を制御部１９（若しくはコンピュータ２１）がセンサの出力に基づいて認識し、この認識結果に従ってスイッチ１３１及び１３２の開閉状態を切り換えて可変抵抗Ｒ１２１及びＲ１２２のうちのどちらかを選択するように構成することもできる。

本実施例は、図６に示した顕微鏡システムの第二の例の構成で本発明を実施するものである。但し、操作部２０及び制御部１９の構成が実施例２におけるものと異なっている。
図９について説明する。同図は、操作部２０の外観構成の第二の例を示している。

図２に示した外観構成の第二の例では、操作部２０は、照明光の光量の増加と減少とを示す２個一対の光量調節ボタン１０２を備えている。この光量調節ボタン１０２のどちらか一方が押下操作されると、光量の増加若しくは減少の指示を示す信号が制御部１９へと出力される。

なお、この代わりに、例えばコンピュータ２１がモニタ１８上に表示させるＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インタフェース）で操作部２０を構成することも可能である。また、光量調節ボタン１０２の代わりに、例えばロータリーエンコーダを操作部２０に設け、使用者による回転操作の操作方向や操作量をロータリーエンコーダが検出し、その検出信号を光量の増加若しくは減少の指示を示す信号として制御部１９へ出力するように構成することもできる。

次に図１０について説明する。同図は本実施例に係る制御部１９の構成を示している。このように、本実施例における制御部１９は、ＣＰＵ３０１、記憶部３０２、及びＤ／Ａ変換器３０３を備えている。

ＣＰＵ３０１は、試料１０への照明光の光量を変化させるときの変化特性を選択するための指示として、試料１０の拡大像の観察のために設定されている顕微鏡システムの設定状態をセンサ２０１、２０２、及び２０３で取得する。そして、この設定状態に対応付けられている変化特性に従い、操作部２０から送られてくる信号に応じて光源１を制御し、照明光の光量を増加若しくは減少させる。

記憶部３０２には図１１に例示した調光テーブルが予め記憶されている。調光テーブルは、照明光の光量の指示値と光源１で発生させる光量を決定する制御値との対応関係が変化特性毎に対応付けられているテーブルである。

図１１に示したテーブルでは、指示値に対応する制御値が各横行に並べられており、変化特性（図１１の例では、特性Ａ、特性Ｂ、特性Ｃ、特性Ｄ）に対応する制御値が各縦列に並べられている。

なお、図１１に示した調光テーブルでは、変化特性として、特性Ａ、特性Ｂ、特性Ｃ、特性Ｄの４つの特性を示しているが、調光テーブルに備える変化特性は複数であれば幾つでもよく、例えば、照明光の光量変化の特性として、前述したＡ特性、Ｂ特性、Ｃ特性を、ＬＥＤ素子とハロゲンランプとの各々に持たせるためのものを全て調光テーブルに備えるようにしてもよい。更に、例えば、光量の少ない範囲での指示量に対する光量変化をＡ特性よりも更に緩やかにする等、光学系の状況に応じ、更に多くの変化特性を調光テーブルに備えるようにしてもよい。

ＣＰＵ３０１は、図１１に例示した調光テーブルにおける横行の選択を、操作部２０から送られてくる信号で示される照明光の光量の指示に基づいて行い、縦行の選択を、センサ２０１、２０２、及び２０３からの信号に基づいて行うことで、光源１に対する制御量を当該調光テーブルから取得する。

Ｄ／Ａ（デジタル−アナログ）変換器３０３は、ＣＰＵ３０１が調光テーブルから取得して出力するデジタルデータである制御量を、アナログ信号である制御信号に変換して光源１へ出力する。光源１は、この制御信号で示される光量の光を照明光として発生させる。

ここで図１２について説明する。同図は、制御部１９のＣＰＵ３０１によって行われる光量制御処理の処理内容をフローチャートで示したものである。ＣＰＵ３０１は、不図示のプログラム記憶部に予め記憶されている所定の制御プログラムを読み出して実行することによって、この制御処理を行えるようになる。

本実施例における図６に示した顕微鏡システムの操作手順は、図７に示した手順と同様である。ＣＰＵ３０１は、この手順の進行に従って図１２の制御処理を進める。
この顕微鏡システムを使用する使用者は、まず、光源１としてＬＥＤ素子若しくはハロゲンランプを選択した後、図７のＳ２０１において、レボルバ７、観察法切り替えユニット５、若しくは光路切り替えユニット１２を操作して、観察に使用する対物レンズ８、キューブユニット、若しくはミラー１３といった光学部材の切り替えを行う。

この切り替えが行われると、ＣＰＵ３０１は、図１２のＳ３０１において、センサ２０１、２０２、及び２０３の各々から出力される信号を取得して当該切り替えを検出し、顕微鏡システムにおける上述した現在の設定状態を認識する処理を行う。

続くＳ３０２において、ＣＰＵ３０１は、この認識結果に従い、試料１０への照明光の光量を変化させるときの変化特性を、図１１に例示した調光テーブルの縦行から選択する。なお、この認識結果と変化特性との対応関係を示す情報は、ＣＰＵ３０１が実行中の制御プログラム中に予めに与えられているものとする。

一方、使用者は、図７のＳ２０２において、光量調節ボタン１０２を押下操作する。すると、操作部２０は、この押下操作に対応する信号を制御部１９へ出力する。制御部１９のＣＰＵ３０１は、図１２のＳ３０３において、操作部２０から送られてくる信号により指示されている、照明光の増加若しくは減少後の光量を指示値として取得し、この指示値に対応する制御値を、Ｓ３０２の処理によって調光テーブルより選択した変化特性から取得する処理を行う。

次に、ＣＰＵ３０１は、Ｓ３０４において、操作部２０から送られてくる信号の取得を更に試み、指示値の更なる変更を指示する信号を取得したか否かを判定する処理を行う。ここで、当該信号を取得したと判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）にはＳ３０５に処理を進め、当該信号は取得しないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）にはＳ３０６に処理を進める。

Ｓ３０５では、操作部２０から取得した信号により指示されている、照明光の更なる変更後の光量を指示値として取得し、この指示値に対応する制御値を、Ｓ３０２の処理によって調光テーブルより選択した変化特性から改めて取得する処理をＣＰＵ３０１が行う。

次に、ＣＰＵ３０１は、Ｓ３０６において、前述したＳ３０３若しくはＳ３０５の処理によって取得した制御値をＤ／Ａ変換器３０３へ出力し、当該制御値に対応する制御信号を光源１に与える処理が行われ、その後はこの図１２の処理を終了する。光源１は、この制御信号で示される光量の光を照明光として発生させる。

以上のように、本実施例に係る顕微鏡システムは、照明光の光量を変化させるときの変化特性が複数示されている調光テーブルが予め記憶されている記憶部３０２を制御部１９に備えると共に、この調光テーブルに示されている変化特性のうちのひとつを、センサ２０１、２０２、及び２０３の出力信号に基づきＣＰＵ３０１が選択する。そして、ＣＰＵ３０１が、選択した変化特性を記憶部３０２から読み出して当該変化特性に従って照明光の光量を変化させる。従って、この顕微鏡システムにより、顕微鏡システムの設定状態に好適な照明光の光量の変化特性についての知識を使用者が有していなくても、簡単で操作性の良い照明光の調光を行うことができる。

また、本実施例に係る顕微鏡システムによれば、照明光の光量調整において多様な変化特性を提供することが可能であり、そのためにスイッチや可変抵抗といったハードウェアを増やす必要がない。また、提供可能な変化特性は、可変抵抗の抵抗変化特性を利用する場合に比べて高い自由度を有している。

なお、上述した説明では、試料１０への照明光の光量を変化させるために、光源１で発生させる光量の制御を行うようにしていた。この代わりに、照明光の光路上に備えられている開口絞り３の開口径を制御して照明光の光量を制御することができる。

ここで図１３について説明する。同図は、本発明を実施する顕微鏡システムの構成の第三の例を示している。なお、図１３に示した顕微鏡システムにおいて、図６に示した第二の例に係るものと同一の構成要素には同一の符号を付しており、これらのものについての説明は省略する。

図１３に示した顕微鏡システムでは、開口絞り３を電動で駆動させるモータ２０４が備えられている点、このモータ２０４を駆動させる駆動部２２が備えられている点、及び、制御部１９が光源１ではなく駆動部２２を制御する点において、図６に示した第二の例に係るものと異なっている。

図１３において、制御部１９は、駆動部２２を制御することで、開口絞り３の開口径を制御する。この制御部１９は、図１０に示した構成を備えているものとする。ここで、記憶部３０２に予め記憶されている調光テーブルは、照明光の光量の指示値と開口絞り３での開口径との対応関係が変化特性毎に対応付けられているテーブルとする。つまり、指示値に対応する開口径が各横行に並べられており、変化特性に対応する開口径が各縦列に並べられているテーブルを調光テーブルとし、ＣＰＵ３０１は、開口絞り３の開口径を、調光テーブルから選択した変化特性に従って変化させるようにする。

一般に、顕微鏡での観察像の明るさは、開口率と倍率とにも依存する。つまり、図１３に示した顕微鏡システムにおいて、試料１０への照明光の光量は、開口絞り３の開口径を変化させることによっても変化させることができる。なお、照明光の光量の変化は、開口絞り３の開口径の二乗に比例する。つまり、開口絞り３の開口径の変化に対する照明光の光量の変化特性は、図４における（１）のＡ特性に近いものとなる。

一般に、顕微鏡の開口絞りはコントラストを変化させるために使用される。従って、図１３の顕微鏡システムでは、例えば、コントラストを変化させる目的で開口絞り３の開口径を変化させる場合には、操作部２０に対する変化の指示量と開口径の変化との関係を、図４における（２）のＢ特性とすると、操作部２０への操作に応じ照明光の光量が直線的に変化しているように観察者に感じさせることができ、操作性が向上する。

一方、例えば、照明光に高い光量が求められるため低い光量の範囲では光量調整が行われることが少ない暗視野観察時には、開口絞り３での開口径の変化をＣ特性のようにする、すなわち、開口径が小さい範囲では、開口径を大きく変化させるようにすることで、照明光の光量調整の操作性が向上する。

なお、上述の実施例では、光源としてＬＥＤ素子及びハロゲンランプを用いて示したが、これに限らず、水銀ランプやキセノンランプ等、その他の種類の光源を用いて、その特性を考慮した光量調整を行っても構わない。

その他、本発明は、上述した各実施例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。

本発明を実施する顕微鏡システムの構成の第一の例を示す図である。 操作部の外観構成の第一の例を示す図である。 図２に示した操作部の回路構成を示す図である。 可変抵抗の抵抗変化特性の特性例を示す図である。 図１に示した顕微鏡システムの操作手順をフローチャートで示した図である。 本発明を実施する顕微鏡システムの構成の第二の例を示す図である。 図６に示した顕微鏡システムの操作手順をフローチャートで示した図である。 スイッチの開閉状態切り替え制御処理の処理内容をフローチャートで示した図である。 操作部の外観構成の第二の例を示す図である。 実施例３に係る制御部の構成を示す図である。 調光テーブルの例を示す図である。 光量制御処理の処理内容をフローチャートで示した図である。 本発明を実施する顕微鏡システムの構成の第三の例を示す図である。

符号の説明

１ 光源
２ 照明系レンズ
３ 開口絞り
４ 視野絞り
５ 観察法切り替えユニット
６ ハーフミラー
７ レボルバ
８ 対物レンズ
９ ステージ
１０ 試料
１１ 結像レンズ
１２ 光路切り替えユニット
１３ ミラー
１４ 鏡筒双眼部
１５ アイポイント
１６ カメラ
１７ 撮像素子
１８ モニタ
１９ 制御部
２０ 操作部
２１ コンピュータ
２２ 駆動部
１００ 顕微鏡本体
１０１ 調光部
１０２ 光量調節ボタン
１０３ 多連ボリューム
１１１、１１２ 切り替えボタン
Ｒ１２１、Ｒ１２２ 抵抗
１３１、１３２ スイッチ
２０１、２０２、２０３ センサ
２０４ モータ
３０１ ＣＰＵ
３０２ 記憶部
３０３ Ｄ／Ａ変換器

Claims (12)

1. 標本への照明光を発生させる光源と、
   前記照明光の光量を変化させるときの変化特性を選択するための指示を取得する指示取得手段と、
   前記指示取得手段が取得した指示に係る変化特性で前記照明光の光量を変化させる光量変化手段と、
   を有することを特徴とする顕微鏡装置。
2. 前記光量変化手段は、
   抵抗変化特性の異なる複数の可変抵抗と、
   前記指示に基づいて前記可変抵抗のうちのひとつを選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された可変抵抗の抵抗変化特性に従って前記照明光の光量を変化させる制御手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
3. 前記標本の拡大像を目視で観察するための光路と該拡大像を撮影する撮影装置のための光路とを更に有しており、
   前記光源は発光ダイオードであり、
   前記複数の可変抵抗には、抵抗変化特性がＡ群変化特性であるものとＢ群変化特性であるものとが少なくとも含まれている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡装置。
4. 前記発光ダイオードの点灯を、パルス駆動により行い、
   前記制御手段は、前記発光ダイオードをパルス駆動させるパルス信号のデューティ比を変化させることで前記照明光の光量を変化させる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡装置。
5. 前記光源として、発光ダイオードとハロゲンランプとのうちのどちらかを選択可能であり、
   前記複数の可変抵抗には、抵抗変化特性がＡ群変化特性であるものとＢ群変化特性であるものとが少なくとも含まれている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡装置。
6. 前記照明光の光路に対して挿脱することにより前記標本に対する照明を暗視野照明と明視野照明とで切り換える観察法切り換え部を更に有しており、
   前記複数の可変抵抗には、抵抗変化特性がＡ群変化特性であるものとＢ群変化特性若しくはＣ群変化特性であるものとが少なくとも含まれている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡装置。
7. 互いに倍率の異なる複数の対物レンズを更に有しており、
   前記複数の可変抵抗には、抵抗変化特性がＡ群変化特性であるものとＢ群変化特性若しくはＣ群変化特性であるものとが少なくとも含まれている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡装置。
8. 前記複数の可変抵抗として、一軸多連の回転型可変抵抗を用いていることを特徴とする請求項２から７のうちのいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
9. 前記指示取得手段は、前記標本の拡大像の観察のために設定されている前記顕微鏡装置の設定状態を前記指示として取得し、
   前記光量変化手段は、前記指示取得手段が取得した設定状態に対応付けられている変化特性で記照明光の光量を変化させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
10. 前記指示取得手段が取得する前記設定状態は、前記標本の拡大像を目視で観察するための光路と該標本の拡大像を撮影する撮影装置のための光路との選択状態、前記光源の種別、前記顕微鏡装置における観察法の設定状態、及び、前記標本の拡大像の観察に使用している対物レンズの倍率のうちの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項９に記載の顕微鏡装置。
11. 前記光量変化手段は、
    前記変化特性が複数示されているテーブルが予め記憶されている記憶部と、
    前記テーブルに示されている変化特性のうちのひとつを前記指示に基づいて選択する選択手段と、
    前記選択手段により選択された変化特性を前記記憶部から読み出して該変化特性に従って前記照明光の光量を変化させる制御手段と、
    を有することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
12. 前記制御手段は、前記照明光の光路上に備えられている開口絞りの開口径を、前記選択手段により選択された変化特性に従って変化させることを特徴とする請求項１１に記載の顕微鏡装置。

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