JP2011133566A

JP2011133566A - 顕微鏡システム

Info

Publication number: JP2011133566A
Application number: JP2009291044A
Authority: JP
Inventors: Koichi Suzuki; 好一鈴木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-07-07

Abstract

【課題】使用者が顕微鏡観察を行っているか否かを検知し、検知結果に応じてモニタの明るさを制御して電力の消費を抑制し、省エネルギーに寄与することができる顕微鏡システムを提供する。
【解決手段】顕微鏡１０に装着される複数の電動装置を操作する操作部と顕微鏡１０に装着されたカメラの画像とを表示する表示部を有する顕微鏡用コントローラ３０を備え、前記顕微鏡の近傍における顔面の有無を検出するための顔面検出手段１２と、前記顔面検出手段１２からの信号に基づき前記近傍における顔面の有無を判定して前記表示部の明るさを制御する制御手段１５とを有することを特徴とする顕微鏡システム１。
【選択図】図２

Description

本発明は、顕微鏡用コントローラを備えた顕微鏡システムに関する。

従来、顕微鏡に搭載された電動レボルバ等の複数の電動オプション装置の状態を表示し、かつ電動オプション装置を操作するためのモニタを有する顕微鏡用コントローラを備えた顕微鏡システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１９９０７７号公報

しかしながら、従来の顕微鏡システムでは、例えば使用者が接眼レンズを覗いて試料を観察している間も、上記モニタを点灯したままであり、電力を消費しているという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、使用者が顕微鏡観察を行っているか否かを検知し、検知結果に応じてモニタの明るさを制御して電力の消費を抑制し、省エネルギーに寄与することができる顕微鏡システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、顕微鏡に装着される複数の電動装置を操作する操作部と顕微鏡に装着されたカメラの画像とを表示する表示部を有する顕微鏡用コントローラを備え、前記顕微鏡の近傍における顔面の有無を検出するための顔面検出手段と、前記顔面検出手段からの信号に基づき前記近傍における顔面の有無を判定して前記表示部の明るさを制御する制御手段とを有することを特徴とする顕微鏡システムを提供する。

本発明によれば、使用者が顕微鏡観察を行っているか否かを検知し、検知結果に応じてモニタの明るさを制御して電力の消費を抑制し、省エネルギーに寄与することができる顕微鏡システムを提供することができる。

実施の形態に係る顕微鏡システムの概略構成図である。顕微鏡の接眼レンズを覗いて標本を観察している状態を示し、（ａ）は全体図を、（ｂ）は要部拡大図をそれぞれ示す。顕微鏡の接眼レンズから目を離して顕微鏡用コントローラの液晶モニタを確認している状態を示す図である。顕微鏡内の制御部が実行する液晶モニタのバックライトのオン／オフ切替制御ルーチンを示すフローチャートである。顕微鏡内の制御部が実行する液晶モニタのバックライトのオン／オフ切替制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る顕微鏡システムについて図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、発明の理解を容易にするためのものに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。

はじめに、本実施形態に係る顕微鏡システム１の全体的な構成について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る顕微鏡システム１は、電動顕微鏡１０と、電動顕微鏡１０に装着されたデジタルカメラ２０と、電動顕微鏡１０の動作状態、操作表示及びデジタルカメラ２０で取得した画像を表示する液晶モニタ３２を備えた顕微鏡用コントローラ３０とから構成されている。なお、顕微鏡用コントローラ３０には、観察画像を表示するモニタ４０を接続することが可能である。

図１及び図２（ａ）に示すように、電動顕微鏡１０は、標本３が載置されるステージ４を備えたベース部５と、ベース部５から立設された支柱６と、ステージ４上の標本３と対向する方向に支柱６から垂直方向に設けられたアーム部７とを有し、アーム部７における標本３と対向する位置には電動レボルバ８ａに取り付けられた対物レンズ８が配置され、アーム部７上にはデジタルカメラ２０と、正面斜め上向きに接眼レンズ１１が取り付けられた接眼鏡筒９が配設されている。

顕微鏡用コントローラ３０の液晶モニタ３２にはタッチパネルが搭載されており、液晶モニタ３２には、使用者が直接指等で触れて操作するための操作部（不図示）や、デジタルカメラ２０で撮影された顕微鏡画像、顕微鏡用コントローラ３０の不図示のメモリに記録した画像等が表示される。使用者は、これらを重ねて表示することができ、どちらか一方のみを選択的に表示することもできる。操作部は、グラフィカルな複数の操作ボタンからなり、この操作ボタンには、指等で触れることにより対応する機能の操作がすぐに行われるボタンと、指等で触れることにより別ウィンドウが開いて更に操作ボタンが表示される階層構造のものとがある。なお、操作ボタンは、付属のマウスやペンを用いて操作することも可能である。

顕微鏡１０の使用者は、顕微鏡用コントローラ３０の液晶モニタ３２に表示された操作部によって、電動顕微鏡１０の電動レボルバ８ａ等の各電動オプション装置を操作することができ、またデジタルカメラ２０で撮影された顕微鏡画像を液晶モニタ３２で観察することができる。なお、使用者は、顕微鏡画像をモニタ４０で拡大して観察することができる。

さて、本実施形態では、図２（ｂ）に拡大して示すように、電動顕微鏡１０の接眼レンズ１１が装備された接眼鏡筒９における使用者側の端面部分１１ａの左右いずれか一方には、電動顕微鏡１０の近傍に使用者の顔面があるか否かを検出するための顔面検出手段１２が配置されている。なお、接眼鏡筒９は対物レンズ８を含む光学系で結像された像からの光を使用者の目に導くためのものである。顔面検出手段１２は、赤外線ＬＥＤ（発光部）１３と光電センサ１４（受光部）とからなり、本実施形態では、接眼レンズ１１における使用者側端面１１ａに、赤外線ＬＥＤ１３と光電センサ１４とをそれぞれ配置した例を示している。なお、赤外線ＬＥＤ１３と光電センサ１４とは一体に設けられていても良い。また、双眼式の顕微鏡の場合、顔面検出手段１２は左右両方の接眼レンズ１１に設けられていても良く、すなわち左右のうち少なくともいずれか一方に配置されていれば良い。また、赤外線ＬＥＤ１３及び光電センサ１４の配置位置は接眼鏡筒９中に限定されず、適宜変更可能である。

このような顔面検出手段１２では、図２に示すように、観察に際し使用者の顔面や目が接眼レンズ１１のアイポイント位置近傍にある場合、顔面検出手段１２の赤外線ＬＥＤ（発光部）１３から発射された信号光が使用者の眼球を含む顔面により反射されて光電センサ１４で受光される。制御部１５は、光電センサ１４からの検出信号の出力を取得し、当該検出信号の出力が閾値以上であるため顔面があると認識する。顔面検出手段１２を介して制御部１５が電動顕微鏡１０の近傍に眼球や顔面が近接していると認識した場合には、使用者が接眼レンズ１１を介して対物レンズ８を含む光学系で結像された像を見ていることが推定できる。

一方、図３に示すように、使用者が接眼レンズ１１から目を離し、例えば顕微鏡用コントローラ３０の液晶モニタ３２を見ている場合、赤外線ＬＥＤ１３からの信号光の反射光は少なくなる。制御部１５は、光電センサ１４からの検出信号の出力を取得し、当該検出信号の出力が閾値未満であるため顔面が無いと認識する。なお、赤外線ＬＥＤ１３と光電センサ１４からなる顔面検出手段１２は、パルス変調光を採用した変調方式とすることが好ましい。一定周期で発光を繰り返す変調方式とすることにより、外乱光の影響を受けにくくすることができ、顔面検出手段１２の動作を安定化することができる。

電動顕微鏡１０は、制御部１５を電動顕微鏡１０内に有し、制御部１５は、顔面検出手段１２を介して接眼レンズ１１のアイポイント近傍における顔面の有無を認識し、顔面の有無に応じて液晶モニタ３２の明るさを制御する。なお、制御部１５は、液晶モニタ３２のバックライトのオン／オフ切替を制御することが好ましい。また、制御部１５は、液晶モニタ３２のバックライト光を減光したり増光したりすることが好ましい。これにより、電力の消費をより抑制して省エネルギーに寄与することができる。あるいは、制御部１５は、液晶モニタ３２の電源のオン／オフ切替を制御することが好ましい。これにより、電力の消費をより抑制して省エネルギーに寄与することができる。また、制御部１５はモニタ４０の明るさ制御、あるいは電源のオン／オフ制御をすることが好ましい。制御部１５がモニタ４０の明るさ、あるいは電源のオン／オフ制御をすることで、電力の消費を抑制することができ、より省エネルギーに寄与することができる。また、制御部１５は、顕微鏡用コントローラ３０内に設けられていても良い。

本実施形態では、制御部１５が液晶モニタ３２のバックライトのオン／オフ切替を制御する例を示す。ここで、後に図４、図５を用いて詳細に説明するが、制御部１５は、顔面検出手段１２を介した接眼レンズ１１のアイポイント近傍における顔面の有無の判定結果に変化があったときに液晶モニタ３２のバックライトのオン／オフを切替えるが、この切替は変化があった際に即座に行うのではなく、後述する制御部１５内の複数のタイマーにより所定時間を計測し、所定時間経過後に再度顔面検出手段１２を介して接眼レンズ１１のアイポイント近傍における顔面の有無を判定した後、判定結果に変わりがなければそこではじめてバックライトのオン／オフ切替を行う。このように、オン／オフ動作に特定の条件を持たせることにより、使用者の意図しない過剰なバックライトのオン／オフ切替を防止することができる。なお、液晶モニタ３２のバックライトをオンにしたときに起動するタイマーは、省エネ監視タイマーであり、第１タイマーとする。液晶モニタ３２のバックライトが点灯中に制御部１５が顔面検出手段１２を介して顔面が接眼鏡筒９に近接したと認識したときに起動するタイマーを第２タイマーとする。最後に、液晶モニタ３２のバックライトが消灯中に制御部１５が顔面検出手段１２を介して顔面が接眼鏡筒９の近傍に無いと認識したときに起動するタイマーを第３タイマーとする。本実施形態においては、第１タイマーの設定時間を５分、第２タイマーの設定時間を１秒、第３タイマーの設定時間を０．３秒にそれぞれ設定したものとする。

次に、図４、図５を参照しつつ、制御部１５が液晶モニタ３２のバックライトのオン／オフを切り替えるための制御ルーチンについて説明する。

ステップＳ１：制御部１５が、顕微鏡用コントローラ３０の液晶モニタ３２のバックライトをオンにする。

ステップＳ２：制御部１５が、制御部１５内の第１タイマーをスタートする。

ステップＳ３：制御部１５は、顔面検出手段１２の光電センサ１４の検出信号の出力を取得する。なお、顔面検出手段１２は常に電動顕微鏡１０の近傍における顔面の有無を検出しているため、光電センサ１４は常に検出信号を出力している。

ステップＳ４：制御部１５は、光電センサ１４の検出信号の出力が閾値以上か否かを判定する。使用者が接眼レンズ１１に目を近づけて使用者の目がアイポイント近傍に達すると、光電センサ１４の検出信号の出力が閾値以上になる。光電センサ１４の検出信号の出力が閾値以上の場合はステップＳ５へ進み、接眼レンズ１１に目を近づけて観察を行っているかどうかの判断フローへ続く。一方、閾値未満の場合はステップＳ２０へ進み、電動顕微鏡１０の操作の有無を検出し、第１タイマーが設定した時間（５分）内に操作が行われたか否かのフローへ続く。

ステップＳ５：制御部１５は第２タイマーをスタートする。

ステップＳ６：制御部１５は、再度光電センサ１４の検出信号の出力を取得する。

ステップＳ７：制御部１５は、光電センサ１４の検出信号の出力が閾値以上か否かを再度判定する。光電センサ１４の検出信号の出力が閾値以上の場合、ステップＳ８へ進む。光電センサ１４の検出信号の出力が閾値未満の場合、ステップＳ１９へ進む。

ステップＳ８：制御部１５は、第２タイマーの経過時間が設定時間（本実施形態では１秒）を経過したか否かを判定する。第２タイマーの経過時間が設定時間（１秒）を経過している場合は、ステップＳ９へ進む。一方、第２タイマーの経過時間が設定時間を経過していない場合はステップＳ６に戻る。

以上のステップＳ５〜ステップＳ８にかけて光電センサ１４の検出信号を設定時間内で常に閾値以上であるか否かを検出している。

ステップＳ９：制御部１５は、液晶モニタ３２のバックライトをオフにする。このように、本顕微鏡システムは、使用者が接眼レンズ１１を介して標本を観察しているときは液晶モニタ３２のバックライトをオフにして省エネルギーを図ることができる。

ステップＳ１０：液晶モニタ３２のバックライトがオフになったので、制御部１５は第１タイマー及び第２タイマーをリセットする。

ステップＳ１１：制御部１５は、顔面検出手段１２の光電センサ１４の検出信号の出力を取得する。

ステップＳ１２：制御部１５は、光電センサ１４の検出信号の出力が閾値未満か否かを判定する。使用者が接眼レンズ１１から目を離して目の位置がアイポイントから外れると、光電センサ１４の検出信号の出力が閾値未満となる。光電センサ１４の検出信号の出力が閾値未満の場合、ステップＳ１３へ進む。光電センサ１４の検出信号の出力が閾値以上の場合、ステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１３：制御部１５は第３タイマーをスタートする。

ステップＳ１４：制御部１５は光電センサ１４の検出信号の出力を取得する。

ステップＳ１５：制御部１５は、光電センサ１４の検出信号の出力が閾値未満か否かを判定する。光電センサ１４の検出信号の出力が閾値未満であれば、ステップＳ１６に進む。光電センサ１４の検出信号の出力が閾値以上であれば、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１６：制御部１５は、第３タイマーの経過時間が設定時間（本実施形態においては、０．３秒）を経過したか否かを判定する。第３タイマーの経過時間が設定時間（０．３秒）を経過している場合は、ステップＳ１７へ進む。一方、第３タイマーの経過時間が設定時間を経過していない場合はステップＳ１４に戻る。

このステップＳ１３からステップＳ１６にかけて設定時間内に光電センサ１４の出力信号が閾値未満になっているかどうかを検出し、設定時間にわたって引き続き使用者が接眼レンズ１１から眼を離していることが確認されたら、液晶モニタ３２のバックライトをオンにするようにしている。

ステップＳ１７：制御部１５は、第３タイマーをリセットする。そしてステップＳ１に戻り、以降のステップを実行する。

ステップＳ１８：制御部１５は、第３タイマーをリセットする。そしてステップＳ１１に戻り、以降のステップを実行する。

ステップＳ１９：制御部１５は、第２タイマーをリセットし、ステップＳ２０へ進む。

本実施の形態では、ステップＳ４及びＳ７で第１タイマー又は第２タイマーの設定時間内に接眼レンズ１１により観察対象を観察していないことが検出された場合、ステップＳ２０に進んでいる。

ステップＳ２０：制御部１５は、使用者による操作が行われたか否かを判定する。使用者により何らかの操作(液晶モニタ３２の操作等)が行われた場合、ステップＳ２１へ進む。一方、使用者により操作が行われていない場合、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２１：制御部１５は、第１タイマーをリセットし、ステップＳ１へ戻る。

ステップＳ２２：制御部１５は、第１タイマーの経過時間が設定時間（本実施形態では５分）を経過したか否かを判定する。第１タイマーの経過時間が設定時間（５分）を経過している場合は、ステップＳ２３へ進む。一方、第１タイマーの経過時間が設定時間を経過していない場合はステップＳ２０に戻る。

ステップＳ２３：制御部１５は、液晶モニタ３２のバックライトをオフにする。

ステップＳ２０からステップＳ２３までは、電動顕微鏡１０の近傍に顔面が無いために液晶モニタ３２のバックライトがオンになっている状態において、所定時間液晶モニタ３２が使用者に何も操作されない場合、液晶モニタ３２のバックライトをオフにして省エネルギーを図るものである。この場合に液晶モニタ３２のバックライトをオフにするまでの所定時間（第１タイマーの設定時間）は、初期設定メニューで使用者が適宜設定することができる。

ステップＳ２４：制御部１５は、（１）使用者が液晶モニタ３２に触れる、（２）使用者が電動顕微鏡１０を操作する、（３）使用者が接眼レンズ１１を覗いて接眼レンズ１１から目を離す、の（１）〜（３）のいずれかが行われたか否かを判定する。使用者により（１）〜（３）のいずれかが行われた場合、ステップＳ２１を実行する。（１）〜（３）のいずれも行われない場合、ステップＳ２３に戻り、液晶モニタ３２のバックライトオフの状態が維持される。なお、無操作により液晶モニタ３２のバックライトがオフになった状態からの復帰の設定は、初期設定メニューで（１）〜（３）の中から適宜選択することができる。例えば、（１）と（２）の操作のみで復帰すると設定した場合には、（３）を行っても復帰されず、液晶モニタ３２のバックライトはオンにされない。この場合、赤外線ＬＥＤ１３と光電センサ１４の回路はオフにされる。

なお、液晶モニタ３２のバックライトが点灯して制御部１５が顔面検出手段１２を介して電動顕微鏡１０の近傍に顔面が無いと認識している状態から、顔面があると認識した場合に制御部１５が使用する第２タイマーの設定時間の方が、液晶モニタ３２のバックライトが消灯して制御部１５が顔面検出手段１２を介して電動顕微鏡１０の近傍に顔面があると認識している状態から、顔面が無いと認識した場合に制御部１５が使用する第３タイマーの設定時間よりも、長く設定されている。

これにより、光電センサ１４によるノイズの影響や、わずかな時間だけ接眼鏡筒９の近傍に顔が存在しているような状態の場合に、すぐにバックライトが消灯することを防いでいる。

また、バックライトが消灯している状態で、光電センサ１４の出力がわずかな時間でも続けて閾値未満の状態である場合には、すでに顔面が接眼レンズ１１から離れている可能性がある。そこで、第３タイマーの設定時間（本実施形態では０．３秒）を、第２タイマーの設定時間（本実施形態では１秒）よりも短い時間にすることで、接眼レンズ１１から顔面を離すと、すぐに液晶モニタ３２のバックライトがオンにされ、液晶モニタ３２の画像が見られるようにしている。

以上のように、制御部１５が液晶モニタ３２のバックライトのオン／オフ切替を制御することで、使用者が接眼レンズ１１を覗いて顕微鏡観察を行っている場合は液晶モニタ３２のバックライトをオフにして電力の消費を抑制し、省エネルギーに寄与することができる。

以上、本実施形態によれば、使用者が顕微鏡観察を行っているか否かを検知し、検知結果に応じてモニタの明るさを制御して電力の消費を抑制し、省エネルギーに寄与することができる顕微鏡システムを実現することができる。なお、本実施形態では、液晶モニタ３２のバックライトをオフにして電力の消費を抑制する例を示したが、上述のように、液晶モニタ３２あるいはモニタ４０の電源をオフにすることで電力の消費を抑制する構成としても良い。また、液晶モニタ３２のバックライト光を減光したり増光したりする構成としても良い。

１顕微鏡システム
９接眼鏡筒
１１接眼レンズ
１０電動顕微鏡
１２顔面検出手段
１３赤外線ＬＥＤ（発光部）
１４光電センサ（受光部）
１５制御部
２０デジタルカメラ
３０顕微鏡用コントローラ
３２液晶モニタ
４０モニタ

Claims

顕微鏡に装着される複数の電動装置を操作する操作部と顕微鏡に装着されたカメラの画像とを表示する表示部を有する顕微鏡用コントローラを備え、
前記顕微鏡の近傍における顔面の有無を検出するための顔面検出手段と、
前記顔面検出手段からの信号に基づき前記近傍における顔面の有無を判定して前記表示部の明るさを制御する制御手段とを有することを特徴とする顕微鏡システム。
前記制御手段は、前記表示部のバックライトのオン／オフ切替を制御することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。
前記制御手段は、前記表示部の電源のオン／オフ切替を制御することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。
前記制御手段は、前記顕微鏡内に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
前記顔面検出手段は、発光部と受光部とからなり、当該受光部は、前記顔面検出手段に対する顔面の位置に応じた検出信号を出力することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
前記発光部と受光部とは一体に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の顕微鏡システム。
前記発光部は、所定の周波数で光を変調し、前記受光部は、前記変調された光のみを検出することを特徴とする請求項５または６に記載の顕微鏡システム。
前記顔面検出手段は前記顕微鏡の接眼鏡筒部に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
前記制御手段は、前記表示部の明るさを制御するための複数のタイマーを有し、
前記タイマーは、前記顕微鏡システムの無操作時間を計測する第１タイマーと、
前記顔面検出手段を介して前記近傍に顔面が無いと認識している状態から顔面があると認識したときに使用する第２タイマーと、
前記顔面検出手段を介して前記近傍に顔面があると認識している状態から顔面が無いと認識したときに使用する第３タイマーとを有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。
前記第２タイマーの設定時間は、前記第３タイマーの設定時間よりも長く設定されていることを特徴とする請求項９に記載の顕微鏡システム。