JP2019139134A - 顕微鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】観察効率を低下することなく、観察者の意に反した急激な光量の増加を防止することができる顕微鏡システムを提供する。【解決手段】顕微鏡システム１は、光源部１０７ａと、透過照明光学系と、接眼レンズ１１２およびカメラ１１４を有する観察光学系と、光源部１０７ａの調光値を設定する調光操作部１１６と、光源部１０７ａの所定調光値を記憶する記憶部１２２と、標本ＳＰからの透過光の光路を検出するセンサ部１１１ｂと、センサ部１１１ｂからの検出信号に基づき、観察光路が接眼レンズ光路またはカメラ光路のいずれかを判定する観察光路判定部１２３と、光源部１０７ａの光量を制御する照明制御部１２１と、を備え、照明制御部１２１は、観察光路判定部１２３が前記観察光路は前記接眼レンズ光路であると判定した場合、記憶部１２２から前記所定調光値を取得し、前記所定調光値以下に光源部１０７ａの光量を制御することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ステージ上に載置された標本を観察する顕微鏡システムに関する。

従来、顕微鏡システムにおいては、ハロゲンランプを光源として標本に照明光を照射していた。しかしながら、ハロゲンランプは、調光によって色温度が変化するため、視野の色が変わってしまうという問題点があった。このため、近年では、調光によって色温度がほとんど変化しないＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源として標本に照明光を照射する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、標本を観察する観察光路の状態と調光値設定部から入力された調光信号とに基づいて、ＬＥＤの光量を自動的に調光することにより、観察時の操作性の向上を図っている。

特開２００５−２５０１５１号公報

特許文献１ではＬＥＤ光源を使用するため、調光値設定部で設定された調光値に瞬時に切り替え可能である。しかしながら、電源投入時に調光値が必要以上に大きく設定されている場合等に、瞬時に大きな光量がＬＥＤ光源から照射されるため、観察者が接眼レンズから目を離す回避行動や対光反射に要する時間的な余裕がなく、観察者の意に反して大きな光量が観察者の目に入射してしまい、眩しさにより目が疲れてしまう。

また、観察光学系にカメラを備えた顕微鏡システムでは、モニタ観察から接眼レンズを介した目視観察に切り替えて観察を行う場合、モニタ観察時の比較的大きい調光値のまま接眼レンズに光路が切り替えられることがあるため、電源投入時と同様に、観察者の意に反して大きな光量が観察者の目に入射してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、観察効率を低下することなく、観察者の意に反した急激な光量の増加を防止することができる顕微鏡システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る顕微鏡システムは、照明光を発光するＬＥＤ光源と、前記照明光を標本に照射する照明光学系と、前記標本からの透過光または反射光を観察する接眼レンズおよびカメラを有する観察光学系と、前記ＬＥＤ光源の調光値を設定する調光操作部と、前記ＬＥＤ光源の所定調光値を記憶する記憶部と、前記標本からの透過光または反射光の光路を検出するセンサ部と、前記センサ部からの検出信号に基づき、観察光路が接眼レンズ光路またはカメラ光路のいずれかを判定する観察光路判定部と、前記ＬＥＤ光源の光量を制御する照明制御部と、を備え、前記照明制御部は、前記観察光路判定部が前記観察光路は前記接眼レンズ光路であると判定した場合、前記記憶部から前記所定調光値を取得し、前記所定調光値以下に前記ＬＥＤ光源の光量を制御することを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記照明制御部は、前記観察光路判定部が前記観察光路は前記接眼レンズ光路であって、前記調光操作部で設定された調光値が前記所定調光値以上であると判定した場合、前記ＬＥＤ光源の光量を前記所定調光値に調光、または前記ＬＥＤ光源を消灯することを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記照明制御部は、前記観察光路判定部が前記観察光路は前記接眼レンズ光路であって、前記調光操作部で設定された調光値が前記所定調光値以上であると判定した場合、前記ＬＥＤ光源の光量を前記所定調光値に調光し、前記ＬＥＤ光源を点滅させることを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記照明制御部は、前記ＬＥＤ光源の光量を前記所定調光値に調光した後、前記調光操作部で設定された調光値に前記ＬＥＤ光源の光量を段階的に上昇させることを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、前記照明制御部は、前記ＬＥＤ光源を消灯、または前記ＬＥＤ光源の光量を前記所定調光値に調光し、前記ＬＥＤ光源を点滅させた後、所定時間経過後に前記調光操作部で設定された調光値に前記ＬＥＤ光源の光量を制御することを特徴とする。

本発明に係る顕微鏡システムによれば、観察効率を低下することなく、観察者の意に反した急激な光量の増加を防止することができ、観察者の目の疲れを低減することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る調光操作部を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムにおける光源部の制御を説明するフローチャートである。 図４は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムにおける光源部の制御を説明するフローチャートである。 図５は、本発明の実施の形態３に係る顕微鏡システムにおける光源部の制御を説明するフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は、各図で例示された形状、大きさおよび位置関係のみに限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る顕微鏡システム１の概略構成を示す模式図である。図１に示す顕微鏡システム１は、フレーム部１０１と、ステージ１０２と、保持台１０３と、回転焦準部１０４と、対物レンズ１０５と、ランプハウス１０７と、ミラー１０８と、コンデンサレンズ１０９と、接眼レンズ１１２と、カメラ１１４と、調光操作部１１６と、照明コントローラ１２０と、を備える。

机上に載置されるフレーム部１０１は、標本ＳＰを載置するステージ１０２を保持代１０３により保持している。保持代１０３は、ステージ１０２を垂直方向（上下方向）へ移動可能に保持し、回転焦準部１０４はフレーム部１０１の内部に設けられた図示しないラックやピニオン等の機構を介して保持台１０３と接続され、保持台１０３を介してステージ１０２を垂直方向へ移動する。倍率が異なる複数の対物レンズ１０５は、フレーム部１０１に設けられるレボルバ１０６により、選択的に光路Ｌ上に配置される。

ランプハウス１０７は、本ＳＰを照射する照明光を投射する光源部１０７ａと、光源部１０７ａから照射された照明光を平行光に変換するコレクタレンズ１０７ｂと、を有し、フレーム部１０１に対して着脱可能に取り付けられている。ミラー１０８は、コレクタレンズ１０７ｂから照射された照明光を標本ＳＰに向けて反射し、ミラー１０８から反射された照明光は、コンデンサレンズ１０９により標本ＳＰに照射される。

鏡筒１１１は、アーム部１１０の上面に固定され、対物レンズ１０５を介して入射された標本ＳＰの観察像をミラー１１１ａに照射し、内部に設けられた図示しない結像レンズ等によって結像する。鏡筒１１１には、標本ＳＰの透過光である観察像を拡大して観察する接眼レンズ１１２と、カメラ１１４と、が取り付けられている。

また、鏡筒１１１内には、標本ＳＰからの透過光の光路を検出するセンサ部１１１ｂが設けられている。センサ部１１１ｂは、標本ＳＰからの透過光の光路、すなわち、観察光路が接眼レンズ光路かカメラ光路であるかを検出する。たとえば、センサ部１１１ｂをフォトインタラプタ等で構成し、接眼レンズ光路が選択された場合に、検出信号を後述する観察光路判定部１２２に出力する。

本実施の形態１では、ランプハウス１０７、ミラー１０８、およびコンデンサレンズ１０９により透過照明光学系が構成され、対物レンズ１０５、ミラー１１１ａ、接眼レンズ１１２、およびカメラ１１４により観察光学系が構成されている。なお、カメラ１１４は図示しないモニタ等と接続され、カメラ１１４により撮像した画像は、モニタ等により観察可能とされている。また、本実施の形態１では、透過照明光学系を備えた顕微鏡システム１について説明するが、反射照明光学系を備えた顕微鏡システムにおいても、本実施の形態１の適用は可能である。

図２は、調光操作部１１６を示す図である。調光操作部１１６は、多回転エンコーダからなる調光値指示部１１６ａと、モーメンタリスイッチ等からなる復帰ボタン１１６ｂとを有する。観察者は、調光値指示部１１６ａを回転させて、光源部１０７ａの光量を所望の調光値に設定する。調光値指示部１１６ａの抵抗の摺動子接点が調光指示位置となる。観察者により調光値指示部１１６ａが操作されると、調光指示位置信号が調光操作部１１６から照明コントローラ１２０に通知され、照明コントローラ１２０は調光値指示部１１６ａにより設定された調光値に基づき光源部１０７ａを調光する。なお、調光値指示部１１６ａは、多回転エンコーダのほか、単回転ボリュームやスライダ等を使用することもできる。

照明コントローラ１２０は、光源部１０７ａの光量を制御する照明制御部１２１と、光源部１０７ａの所定調光値を記憶する記憶部１２２と、センサ部１１１ｂからの検出信号に基づき、観察光路が接眼レンズ光路またはカメラ光路のいずれかを判定する観察光路判定部１２３と、を有する。

照明制御部１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を用いて構成される。照明制御部１２１は、調光操作部１１６からの調光指示信号を受けて、調光指示位置の調光値に応じた電力を光源部１０７ａに供給する。照明制御部１２１は、観察光路判定部１２３が観察光路は接眼レンズ光路であると判定した場合、記憶部１２１から所定調光値を取得し、所定調光値と調光操作部１１６で設定された調光値とを比較する。設定された調光値が所定調光値以上である場合、照明制御部１２１は、光源部１０７ａの光量を所定調光値に調整、または光源部１０７ａを消灯する。設定された調光値が所定調光値より小さい場合、照明制御部１２１は、光源部１０７ａの光量を設定された調光値に調整する。

記憶部１２２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を用いて構成され、調光値指示部１１６ａで設定された現在の調光値や所定調光値を記憶する。所定調光値は、照明制御部１２１による光源部１０７ａの制御により瞬時に光量が調光された場合でも観察者が眩しさを感じず、回避行動を不要とする光量に設定されている。例えば、調光値（抵抗）のＭＡＸ値に対し、１／２０以下の調光値に設定されている。

次に、図３を参照して、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システム１における光源部１０７ａの制御について説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システム１における光源部１０７ａの光量制御を説明するフローチャートである。

顕微鏡システム１の電源が入力されると、調光操作部１１６からの調光指示位置で設定された調光設定が有効とされ、観察光路が接眼レンズか否かを判定する（ステップＳ２０１）。観察光路の判定は、センサ部１１１ｂからの検出信号に基づき、観察光路判定部１２２が判定する。

観察光路が接眼レンズでない場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、すなわち、観察光路がカメラ光路である場合、照明制御部１２１は、調光値指示部１１６ａで設定された調光指示値に光源部１０７ａの調光値を制御する（ステップＳ２０５）。

観察光路が接眼レンズである場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、照明制御部１２１は、記憶部１２１から所定調光値を取得し、所定調光値と調光操作部１１６で設定された調光指示値とを比較する（ステップＳ２０２）。

調光指示値が所定調光値より小さい場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、照明制御部１２１は、調光値指示部１１６ａで設定された調光指示値に光源部１０７ａの調光値を制御する（ステップＳ２０５）。

調光指示値が所定調光値以上の場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、照明制御部１２１は、光源部１０７ａを消灯、または光源部１０７ａの光量を所定調光値に調整する（ステップＳ２０３）。

次に、照明制御部１２１は、復帰ボタン１１６ｂが押圧されたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。復帰ボタン１１６ｆが押圧された場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、照明制御部１２１は、光源部１０７ａの光量を調光指示値に制御する（ステップＳ２０５）。実施の形態１では、防眩制御により観察者の意に反した大きな光量が光源部１０７ａから照射されることを防止しているが、復帰ボタン１１６の押圧により防眩制御を解除し、観察者の意図する調光指示値に光源部１０７ａの光量を制御することができる。

一方、復帰ボタン１１６ｂが押圧されていない場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、ステップＳ２０１から繰り返す。

その後、観察光路判定部１２２は、観察光路が切り替えられたか否かを判定し（ステップＳ２０６）、変化していない場合は（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、光源部１０７ａの光量制御を終了し、変化した場合は（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０１から繰り返す。

本発明の実施の形態１では、観察光路がカメラ光路から接眼レンズ光路に切り替えられる際、調光指示部１１６ａの調光指示位置にかかわらず、照明制御部１２１は観察者が眩しいと感じない所定調光値に光源部１０７ａの光量を調整、または消灯する。これにより、観察者の意に反した急激な光量の照射を防止し、目の疲れを防止することができる。また、上記の防眩制御がされた場合であっても、観察者が復帰ボタン１１６ｂを押圧すると、照明制御部１２１は防眩制御を無効として光源部１０７ａを調光指示値に設定できるため、再度光源部１０７ａの光量を設定する必要がなく、観察効率の低下を抑制することができる。

上記の実施の形態１では、所定調光値は予め設定された値が使用されているが、観察者が任意に設定するようにしてもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２の顕微鏡システムにおいて、調光操作部１１６は、復帰ボタン１１６ｂを有しておらず、調光値指示部１１６ａのみからなる。図４は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムにおける光源部１０７ａの光量制御を説明するフローチャートである。

実施の形態２において、顕微鏡システムの電源が入力されると、実施の形態１と同様に、観察光路判定部１２２は、観察光路が接眼レンズか否かを判定し（ステップＳ３０１）、観察光路が接眼レンズでない場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、照明制御部１２１は、調光値指示部１１６ａで設定された調光指示値に光源部１０７ａの調光値を制御し（ステップＳ３０６）、観察光路が接眼レンズである場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、照明制御部１２１は、記憶部１２１から所定調光値を取得し、所定調光値と調光操作部１１６で設定された調光指示値とを比較する（ステップＳ３０２）。

調光指示値が所定調光値より小さい場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、照明制御部１２１は、調光値指示部１１６ａで設定された調光指示値に光源部１０７ａの調光値を制御し（ステップＳ３０６）、調光指示値が所定調光値以上の場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、照明制御部１２１は、光源部１０７ａの光量を所定調光値に調整する（ステップＳ３０３）。

光源部１０７ａの光量を所定調光値に調整した後、照明制御部１２１は、光源部１０７ａの光量を調光指示値まで段階的に上昇させる（ステップＳ３０４）。実施の形態２では、一旦、観察者が眩しさを感じない光源部１０７ａの光量を所定調光値に調整し、その後、光源部１０７ａの光量を調光指示値まで段階的に上昇させるため、観察者の意に反した大きな光量が光源部１０７ａから照射されることを防止するとともに、観察者に眩しさを感じさせることなく、観察者の意図する調光指示値に光源部１０７ａの光量を制御することができる。

その後、観察光路判定部１２２は、観察光路が切り替えられたか否かを判定し（ステップＳ３０５）、変化していない場合は（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、光源部１０７ａの光量制御を終了し、変化した場合は（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０１から繰り返す。

本発明の実施の形態２では、実施の形態１と同様に、観察光路がカメラ光路から接眼レンズ光路に切り替えられる際、調光指示部１１６ａの調光指示位置にかかわらず、照明制御部１２１は観察者が眩しいと感じない所定調光値に光源部１０７ａの光量を調整するため、観察者の意に反した急激な光量の照射を防止し、目の疲れを防止することができる。また、上記の防眩制御がされた場合であっても、その後光源部１０７ａの光量を調光指示値に段階的に上昇させるため、復帰ボタン１１６ｂを設けることなく所望する調光指示値に調整でき、観察効率の低下も抑制することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３の顕微鏡システムでは、実施の形態２と同様に、調光操作部１１６は、調光値指示部１１６ａのみからなる。図５は、本発明の実施の形態３に係る顕微鏡システムにおける光源部１０７ａの光量制御を説明するフローチャートである。

実施の形態３において、顕微鏡システムの電源が入力されると、実施の形態１および２と同様に、観察光路判定部１２２は、観察光路が接眼レンズか否かを判定し（ステップＳ４０１）、観察光路が接眼レンズでない場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、すなわち、観察光路がカメラである場合、照明制御部１２１は、調光値指示部１１６ａで設定された調光指示値に光源部１０７ａの調光値を制御し（ステップＳ４０５）、観察光路が接眼レンズである場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、照明制御部１２１は、記憶部１２１から所定調光値を取得し、所定調光値と調光操作部１１６で設定された調光指示値とを比較する（ステップＳ４０２）。

調光指示値が所定調光値より小さい場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、照明制御部１２１は、調光値指示部１１６ａで設定された調光指示値に光源部１０７ａの調光値を制御し（ステップＳ４０５）、調光指示値が所定調光値以上の場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、照明制御部１２１は、光源部１０７ａの光量を所定調光値に設定し点滅、または消灯する（ステップＳ４０３）。

光源部１０７ａの光量を所定調光値に設定し点滅、または消灯した後、照明制御部１２１は、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４０４）。所定時間が経過した場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、照明制御部１２１は、光源部１０７ａの光量を調光指示値に設定する（ステップＳ４０５）。実施の形態３では、光源部１０７ａの光量を所定調光値に調整して点滅、または消灯し、その後所定時間が経過後、光源部１０７ａの光量を調光指示値に調整する。これにより、観察光路の切り替え直後に、観察者の意に反した大きな光量が光源部１０７ａから照射されることを防止するとともに、光源部１０７ａを点滅または消灯することにより観察者に注意喚起することができるので、所定時間後に光源部１０７ａの光量を上昇させた場合でも、観察者に対し光量の上昇に対する対応する余地を与えることが可能となるとともに、観察者の意図する調光指示値に光源部１０７ａの光量を制御することができる。

所定時間が経過しない場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、ステップＳ４０４を繰り返し、その後、観察光路判定部１２２は、観察光路が切り替えられたか否かを判定し（ステップＳ４０６）、変化していない場合は（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、光源部１０７ａの光量制御を終了し、変化した場合は（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０１から繰り返す。

本発明の実施の形態３では、実施の形態１および２と同様に、観察光路がカメラ光路から接眼レンズ光路に切り替えられる際、調光指示部１１６ａの調光指示位置にかかわらず、照明制御部１２１は観察者が眩しいと感じない所定調光値に光源部１０７ａの光量を調整し点滅、または消灯するため、観察者の意に反した急激な光量の照射を防止し、目の疲れを防止することができる。また、光源部１０７ａの点滅、または消灯させることにより、光源部１０７ａの光量が上昇することを観察者に認知させ、所定時間経過後に光源部１０７ａを調光指示値に設定するため、観察者に対し光量増量に対する対応する余地を与えるとともに、観察効率の低下も抑制することができる。

１ 顕微鏡システム
１０１ フレーム部
１０２ ステージ
１０３ 保持台
１０４ 回転焦準部
１０５ 対物レンズ
１０６ レボルバ
１０７ ランプハウス
１０７ａ 光源部
１０７ｂ コレクタレンズ
１０８ ミラー
１０９ コンデンサレンズ
１１０ アーム部
１１１ 鏡筒
１１２ 接眼レンズ
１１４ カメラ
１１６ 調光値設定部
１１６ａ 調光指示部
１１６ｂ 復帰ボタン
１２０ 照明コントローラ
１２１ 照明制御部
１２２ 記憶部
１２３ 観察光路判定部
Ｌ 光路
ＳＰ 標本

Claims (5)

1. 照明光を発光するＬＥＤ光源と、
   前記照明光を標本に照射する照明光学系と、
   前記標本からの透過光または反射光を観察する接眼レンズおよびカメラを有する観察光学系と、
   前記ＬＥＤ光源の調光値を設定する調光操作部と、
   前記ＬＥＤ光源の所定調光値を記憶する記憶部と、
   前記標本からの透過光または反射光の光路を検出するセンサ部と、
   前記センサ部からの検出信号に基づき、観察光路が接眼レンズ光路またはカメラ光路のいずれかを判定する観察光路判定部と、
   前記ＬＥＤ光源の光量を制御する照明制御部と、
   を備え、
   前記照明制御部は、前記観察光路判定部が前記観察光路は前記接眼レンズ光路であると判定した場合、前記記憶部から前記所定調光値を取得し、前記所定調光値以下に前記ＬＥＤ光源の光量を制御することを特徴とする顕微鏡システム。
2. 前記照明制御部は、前記観察光路判定部が前記観察光路は前記接眼レンズ光路であって、前記調光操作部で設定された調光値が前記所定調光値以上であると判定した場合、前記ＬＥＤ光源の光量を前記所定調光値に調光、または前記ＬＥＤ光源を消灯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。
3. 前記照明制御部は、前記観察光路判定部が前記観察光路は前記接眼レンズ光路であって、前記調光操作部で設定された調光値が前記所定調光値以上であると判定した場合、前記ＬＥＤ光源の光量を前記所定調光値に調光し、前記ＬＥＤ光源を点滅させることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。
4. 前記照明制御部は、前記ＬＥＤ光源の光量を前記所定調光値に調光した後、前記調光操作部で設定された調光値に前記ＬＥＤ光源の光量を段階的に上昇させることを特徴とする請求項２または３に記載の顕微鏡システム。
5. 前記照明制御部は、前記ＬＥＤ光源を消灯、または前記ＬＥＤ光源の光量を前記所定調光値に調光し、前記ＬＥＤ光源を点滅させた後、所定時間経過後に前記調光操作部で設定された調光値に前記ＬＥＤ光源の光量を制御することを特徴とする請求項２または３に記載の顕微鏡システム。

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