JP4910845B2 - 顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、標本への照明を容易に設定可能な顕微鏡に関する。

従来の落射照明および透過照明可能な顕微鏡では、照明装置をそれぞれ顕微鏡本体の透過照明、落射照明専用の制御ポートに接続して使用していた(例えば、特許文献１参照)。
特開２００４−２５２０３５号公報

しかしながら、透過照明、落射照明のそれぞれの制御ポートは、接続する照明装置にあわせて設計する為、ある特定の制御ポートには予め定められた照明装置以外の照明装置を接続できず、たとえ接続できたとしてもその照明装置を制御するためには透過、落射照明で操作する照明装置の設定を行わなければならず、照明装置の交換時の作業が煩雑であると言う問題がある。

上記課題を解決するため、本発明は、複数の照明装置と、前記照明装置が装着される複数の制御ポートと、前記複数の照明装置を操作する操作手段と、少なくとも二つの前記制御ポートに接続された前記複数の照明装置の識別と装着の有無の検出手段と、前記複数の照明装置のいずれかを用いて、異なる照明方法での観察を可能にし、前記検出手段で検出された前記複数の照明装置の情報と、前記制御手段に記憶された照明方法情報とから、前記複数の照明装置を異なる照明方法のいずれかの照明方法に自動的に設定し、前記操作手段で操作可能にする制御手段とを有することを特徴とする顕微鏡を提供する。

本発明によれば、接続された照明装置が変更された場合でも自動的に透過照明、落射照明、或いは落射透過照明に設定し制御することのできる顕微鏡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て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の概略構成図である。図２は図１に示す顕微鏡のブロック図である。図３は図２の顕微鏡における制御ＣＰＵ基板のブロック図である。以下の説明では電動顕微鏡を代表として説明するが、これに限定されるものではない。なお、電動顕微鏡では、他にもレボルバ等の電動装置があるが本願発明とは直接の関係がないので記載を省略する。

図１において、蛍光顕微鏡５１には落射型の照明装置５３が装着されている。照明装置５３には水銀ランプＬを有する光源７１が接続されており、水銀ランプＬを出射した光はコレクタレンズ５２を通して照明装置５３に平行光として入射する。

照明装置５３に入射した平行光束は、レンズ５４により開口絞り位置５５にいったん結像される。開口絞り位置５５に結像された光束は、レンズ５６および励起フィルタ５７を通った後にダイクロイックミラー５８で反射されて第一対物レンズ６０の瞳位置５９に結像し、第一対物レンズ６０により試料６１に平行光束として照射される。

励起フィルタ５７は、光源光Ｌ１から特定波長域の光を励起光Ｌ２として透過させるフィルタである。また、ダイクロイックミラー５８は上記特定波長域以下の光を反射する特性を有しており、励起光Ｌ２はダイクロイックミラー５８により反射される。試料６１は予め複数の試薬によって染色されており、ダイクロイックミラー５８で反射された励起光Ｌ２が試料６１に入射すると、その励起光Ｌ２に反応する蛍光物質が蛍光を発生する。この蛍光の波長は、照射した励起光Ｌ２の波長よりも少しだけ長波長側にシフトしている。

試料６１から発せられた蛍光は、第一対物レンズ６０を通って平行光となった後にダイクロイックミラー５８に入射する。蛍光は励起光Ｌ２よりも長波長側にシフトしているため、ダイクロイックミラー５８を透過してバリアフィルタ６２に入射する。なお、試料６１からの光には蛍光だけでなく励起光Ｌ２も含まれており、波長が上記特定波長域以下の光はダイクロイックミラー５８により反射されて光源方向へと進む。

バリアフィルタ６２は蛍光を透過するフィルタである。バリアフィルタ６２を透過した蛍光は不図示の第二対物レンズにより収束し、不図示のプリズムを通って接眼レンズ６９の手前の結像位置に集光される。この結像位置に結像された蛍光像を、接眼鏡筒７０に設けられた接眼レンズ６９で観察する。符号７２はカメラ等の撮像装置を装着する観察ポートである。符号８０は、透過用のランプハウスであり、透過用の照明光学系を介して試料６１に下方から照明を行う構成である。また、蛍光顕微鏡５１には、後述する顕微鏡の制御ＣＰＵ基板１が内蔵されている。

図２、図３において、制御ＣＰＵ基板１は、基板上にある照明装置制御ポートＡ（１８）（以後、ポートＡと記す）に接続されている照明装置３の種別の検出及び制御、同様に照明装置制御ポートＢ（１９）（以後、ポートＢと記す）に接続されている照明装置４の種別の検出及び制御を行うことができる。

また、制御ＣＰＵ基板１は、スイッチ入力ポート１７（以後、入力ポートと記す）を介して操作スイッチ２から照明装置３と照明装置４の制御操作入力ＳＷ（２ａ〜２ｆ）からの入力を検出し、各該当する照明装置３及び照明装置４の制御を行う。例えば、ＥＰＩ・ＯＮ（２ａ）は、照明装置３又は４が落射照明装置である場合の制御をＯＮ／ＯＦＦするトグルスイッチである。ＥＰＩ・△（２ｂ）は、照明光の光量を増加させるスイッチであり、ＥＰＩ・▽（２ｃ）は、照明光の光量を減少されるスイッチである。同様にＤＩＡと表示されたスイッチ２ｄ、２ｅ、２ｆは照明装置３又は４が透過照明装置である場合の制御スイッチであり、作用は落射照明装置の場合と同等である。

また、制御ＣＰＵ基板１は、パーソナルコンピュータ５（以後、ＰＣ５と記す）との通信が通信ポート１０を介してＵＳＢやシリアル等で可能で、ＰＣ５を介して後述する照明方法の設定、照明装置３及び４の制御などを行うことができる。

図３において、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１５に書き込まれたプログラムの実行、ＳＲＡＭ１４へのデータの読み出し／書き込み、不揮発性メモリ１３への設定情報の書き込み／読み出し、シリアル通信ドライバ１６ａを使用しポートＢ（１９）を介して例えば水銀照明装置４の制御、シリアル通信ドライバ１６ｂを使用し通信ポート１０を介してのＰＣ５との通信、Ｄ／Ａ変換器１２を使用してのポートＡ（１８）を介して例えばハロゲンランプ照明装置３の制御、入力ポート１７を介して操作スイッチ２からの入力情報の受信を行うことができる。また、ポートＡ（１８）を介してポートＡ（１８）に接続された照明装置の識別信号の受信１８ａ、照明装置のＯＮ／ＯＦＦ制御１８ｂ等を受行うことが可能である。

不揮発性メモリ１３には、図４に示す照明方法を設定する為の情報及び落射照明及び透過照明で制御する照明装置の各設定を行う為の優先順位情報等のテーブル２１が格納されている。この不揮発性メモリ１３のテーブル２１は、装置の起動時に読み出され、ＳＲＡＭ１４にコピーして使用される。なお、前記の照明方法を設定する為の情報、落射及び透過照明で制御する照明装置の設定を行う為の優先順位情報については、ＰＣ５から設定内容を変更することができる。

ＲＯＭ１５には、図６に示すプログラム以外に本装置がポートＡ（１８）及びポートＢ（１９）に装着した装置を識別する照明装置のコード情報（図５参照）が格納されており、ＣＰＵ１１はどの制御ポートにどのような種類例えばハロゲン照明、ＬＥＤ照明、水銀照明装置等が取り付けられているかを識別できる。

図４は、本実施の形態で使用する不揮発性メモリ１３のテーブル２１に格納されている情報の詳細である。

テーブル２１の照明法設定情報２１ａは、図６に示すように顕微鏡の照明方法を設定する為の情報であり、落射照明、透過照明、落射透過同時照明、或いは照明を使用しない、の４つのパターンの設定が可能である。

テーブル２１の落射透過同時照明用設定情報２１ｂは、図７に示す落射透過同時照明使用時に落射、透過照明に設定する照明装置の優先順位情報（装置コード）を格納している。

テーブル２１の透過照明用設定情報２１ｃ、及び落射照明用設定情報２１ｄについても、図７に示す落射透過同時照明用設定情報２１ｂと同様の情報が設定可能である。

なお、図４における優先順位は１から３を示しているが、照明装置の種類が増えて例えば１から５の場合には、優先順位も１から５に増やして制御される。

図５は、本実施の形態で装着することのできる照明装置と装置識別コード情報の一覧表である。表中の内容の、０〜３のデータのうちのいずれか１つのデータが、ＳＲＡＭ１４の落射照明用装置識別メモリと透過照明用装置識別メモリにそれぞれ記憶されている。

図６は、不揮発性メモリ１３のテーブル２１に格納されている照明法設定情報２１ａとその照明方法識別コード情報の一覧表である。表中の内容の、０〜３データのうちのいずれか１つのデータが、ＳＲＡＭ１４の照明法設定情報メモリに記憶されている。

図７は、不揮発性メモリ１３テーブル２１に格納されている照明方法別の照明装置の設定優先順位情報（装置コード）の一覧表である。ＳＲＡＭ１４内部では、各観察法別に優先順位１〜３の装置情報が格納される３つのエリアがあり、その各エリアに表内の装置コードがそれぞれ格納されている。

図８は、本実施の形態において、ポートＡ（１８）に例えばハロゲン照明装置３、ポートＢ（１９）に例えば水銀照明装置４が装着されている下で、後述する図９から図１３の制御フローを実行して得られた各観察方法指定時の落射照明及び透過照明の設定の結果を表したものである。

図９は、照明装置の装着検出と装着設定の制御フロー図である。以下、ステップに従って説明する。なお、ポートＡ（１８）にハロゲン照明装置が、ポートＢ（１９）に水銀照明装置が装着されている場合を例に説明するが、制御フローはこれに限られるわけではない。
・ステップＳ１１、Ｓ１２
ポートＡ（１８）及びポートＢ（１９）に装着している照明装置の種別を検出する。ポートＡ（１８）については、ポートＡ（１８）を介してポートＡ（１８）に装着されている照明装置から送信される識別信号を読み出して識別する。また、ポートＢ（１９）については、通信コマンド１６ａを使用して識別を行う。また、各ポートＡ（１８），ポートＢ（１９）で検出した照明装置は、図５に示す装置コード情報により、図３のＳＲＡＭ１４に図１５に示す内容で格納される。
・ステップＳ１３
落射透過照明、落射照明、或いは透過照明のいずれの照明モードであるかの読み出しを行う。これは、ユーザがＰＣ５から通信ポート１０を介してＣＰＵ１１に情報を入力し、図６に示す照明法設定情報２１ａに基づき情報が設定される。設定された情報に基きステップＳ１４以降が実行される。
・ステップＳ１４、
照明法設定情報２１ａが落射透過同時照明か否かを判断する。ＹＥＳの場合はステップ１８にＮＯの場合はステップ２０にジャンプする。
・ステップＳ１８
落射透過同時照明の設定を図１０のフローに従って行う。

図１０は、落射透過同時照明モード時の装着設定の詳細なフロー図である。なお、本実施の形態では、落射透過同時観察については、落射照明を優先して設定を行う為、透過照明の設定は落射照明の設定の後に行う。透過照明の詳細は、図１３で説明する。

始めに、不揮発性メモリ１３のテーブル２１から図７に示す落射透過照明用優先順位１位装置情報を読み出す（ステップＳ１４１）。

次に、ポートＡ（１８）に装着されている照明装置との比較を行い（ステップＳ１４２）、一致していれば落射照明をポートＡ（１８）に接続されている照明装置に設定する（ステップＳ１４３）。

また、一致しない場合、ポートＢ（１９）に装着されている照明装置との比較を行い（ステップＳ１４５）、一致していれば落射照明をポートＢ（１９）に接続されている照明装置に設定する（ステップＳ１４６）。

図７に示す落射透過同時照明用優先順位１位装置情報と一致する装置がポートＡ（１８）、ポートＢ（１９）に接続されていなかった場合、図７に示す落射透過同時照明用優先順位２位装置情報を読み出す（ステップＳ１４８）。以下同様に、ポートＡ（１８）及びポートＢ（１９）のチェックを行う（ステップＳ１４９〜Ｓ１５４）。

図７に示す落射透過照明用優先順位２位装置情報と一致する装置が制御ポートＡ（１８）、Ｂ（１９）に接続されていなかった場合、図７に示す落射透過同時照明用優先順位３位装置情報を読み出す（ステップＳ１５５）。以下同様にポートＡ（１８）及びポートＢ（１９）のチェックを行う（ステップＳ１５７〜Ｓ１６１）。

図７に示す落射透過同時照明用優先順位３位装置情報と一致する装置がポートＡ（１８）、Ｂ（１９）に接続されていなかった場合、落射照明及び透過照明の両方を未装着とする（ステップＳ１６２）。

図１１は、落射透過同時照明モード時の透過照明設定の詳細フロー図である。

本処理では落射照明がポートＡ（１８）又はポートＢ（１９）のいずれか１つを使用しているので、落射照明が使用していないポートのみを設定の対象とするように分岐する（ステップＳ２００）。

以下は、ポートＢ（１９）の設定処理の説明である。

始めに、図７に示す落射透過同時照明用優先順位１位装置情報を読み出す（ステップＳ２０１）。次に、ポートＢ（１９）に装着されている照明装置との比較を行い（ステップＳ２０２）、一致していれば透過照明をポートＢ（１９）に接続されている照明装置に設定する（ステップＳ２０３）。図７に示す落射透過同時照明用優先順位１位装置情報と一致する装置がポートＢ（１９）に接続されていなかった場合、図７に示す透落射過同時照明用優先順位２位装置情報を読み出す（ステップＳ２０４）。以下同様にポートＢ（１９）のチェックを行う（ステップＳ２０５〜Ｓ２０６）。

図７に示す落射透過同時照明用優先順位２位装置情報と一致する装置がポートＢ（１９）に接続されていなかった場合、図７に示す落射透過同時照明用優先順位３位装置情報を読み出す（ステップＳ２０７）。以下同様にポートＢ（１９）のチェックを行う（ステップＳ２０８〜Ｓ２０９）。

落射透過同時照明用優先順位３位装置情報と一致する装置がポートＢ（１９）に接続されていなかった場合、透過照明装置を未装着とする（ステップＳ２１０）。

次に、ポートＡ（１８）の設定処理を説明する。

始めに、図７に示す落射透過同時照明用優先順位１位装置情報を読み出す（ステップＳ２２１）。次に、ポートＡ（１８）に装着されている照明装置との比較を行い（ステップＳ２２２）、一致していれば透過照明をポートＡ（１８）に接続されている照明装置に設定する（ステップＳ２２３）。

図７に示す落射透過同時照明用優先順位１位装置情報と一致する装置が制御ポートＡ（１８）に接続されていなかった場合、図７に示す落射透過同時照明用優先順位２位装置情報を読み出す（ステップＳ２２４）。以下同様に、ポートＡ（１８）のチェックを行う（ステップＳ２２５〜Ｓ２２６）。

図７に示す射透過同時照明用優先順位２位装置情報と一致する装置がポートＡ（１８）に接続されていなかった場合、図７に示す落射透過同時照明用優先順位３位装置情報を読み出す（ステップＳ２２７）。以下同様に、ポートＡ（１８）のチェックを行う（ステップＳ２２８〜Ｓ２２９）。

図７に示す落射透過同時照明用優先順位３位装置情報と一致する装置がポートＡ（１８）に接続されていなかった場合、透過照明装置を未装着とする（ステップＳ２３０）。

以上で落射透過同時照明の場合の処理を終了する。

次に、図９のステップＳ２０以降の処理を説明する。
・ステップＳ２０
照明法設定情報が落射照明か否かを判断する。ＹＥＳの場合はステップＳ２１にＮＯの場合はステップＳ２３にジャンプする。
・ステップＳ２１
落射照明の設定を図１２のフローに従って行う。図１２は、落射照明モード時の装着設定の詳細フロー図である。

始めに、図７に示す落射照明用優先順位１位装置情報を読み出す（ステップＳ１０１）。

次に、ポートＡ（１８）に装着されている照明装置との比較を行い（ステップＳ１０２）、一致していれば落射照明をポートＡ（１８）に接続されている照明装置に設定する（ステップＳ１０３）。

また、一致しない場合、ポートＢ（１９）に装着されている照明装置との比較を行い（ステップＳ１０４）、一致していれば落射照明をポートＢ（１９）に接続されている照明装置に設定する（ステップＳ１０５）。

図７に示す落射照明用優先順位１位装置情報と一致する装置がポートＡ、ポートＢ（１９）に接続されていなかった場合、図７に示す落射照明用優先順位２位装置情報を読み出す（ステップＳ１０６）。以下同様に、ポートＡ（１８）及びポートＢ（１９）のチェックを行う（ステップＳ１０７〜Ｓ１１０）。

図７に示す落射照明用優先順位２位装置情報と一致する照明装置がポートＡ（１８）、Ｂ（１９）に接続されていなかった場合、図７に示す落射照明用優先順位３位装置情報を読み出す（ステップＳ１１１）。以下同様に、ポートＡ（１８）及びポートＢ（１９）のチェックを行う（ステップＳ１１２〜Ｓ１１６）。

以上で落射照明の場合の処理を終了する。

次に、図９のステップＳ２３以降を説明する。
・ステップＳ２３
照明法設定情報が透過照明か否かを判断する。ＹＥＳの場合はステップＳ２４にＮＯの場合はエラー処理を行う。ここで、エラー処理とは、照明方法を設定しない状態で処理を終了するか、或いは他の処理を行うことを言う。
・ステップＳ２４
透過照明の設定を図１３のフローに従って行う。図１３は透過照明モード時の装置設定の詳細フロー図である。

始めに、図７に示す透過照明用優先順位１位装置情報を読み出す（ステップＳ１２１）。

次に、ポートＡ（１８）に装着されている照明装置との比較を行い（ステップＳ１２２）、一致していれば透過照明をポートＡ（１８）に接続されている照明装置に設定する（ステップＳ１２３）。

また、一致しない場合、ポートＢ（１９）に装着されている照明装置との比較を行い（ステップＳ１２４）、一致していれば透過照明をポートＢ（１９）に接続されている照明装置に設定する（ステップＳ１２５）。

図７に示す透過照明用優先順位１位装置情報と一致する装置がポートＡ（１８）、ポートＢ（１９）に接続されていなかった場合、図７に示す透過照明用優先順位２位装置情報を読み出す（ステップＳ１２６）。以下同様に、ポートＡ（１８）及びポートＢ（１９）のチェックを行う（ステップＳ１２７〜Ｓ１３０）。

図７に示す透過照明用優先順位２位装置情報と一致する照明装置がポートＡ（１８）、Ｂ（１９）に接続されていなかった場合、図７に示す透過照明用優先順位３位装置情報を読み出す（ステップＳ１３１）。以下同様に、ポートＡ（１８）及びポートＢ（１９）のチェックを行う（ステップＳ１３２〜Ｓ１３６）。

以上で透過照明の場合の処理を終了する。

以上、本実施の形態に係る顕微鏡において、透過落射同時照明、落射照明、透過照明の各照明観察時の各処理を実行することによって、顕微鏡に装着する照明装置の設定、制御を行うことができる。この設定に基き、ポートＡ（１８）及びポートＢ（１９）に設定された各照明装置を、顕微鏡の光源装着部分（例えばランプハウスを装着する部分）にそれぞれ装着することにより、落射照明、透過照明、或いは落射透過同時照明の観察が実行可能になると同時に、操作スイッチ２或いはＰＣ５でそれぞれの照明装置の調整を行うことが可能になる。なお、上記説明では制御ポートが二つの場合を説明したが、二つに限られないことは言うまでもない。

以上述べたように、落射照明、透過照明、或いは落射透過同時照明に適切な照明装置を自動的に設定できる使い勝手のよい顕微鏡を提供することができる。

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の概略構成図。 実施の形態にかかる顕微鏡のブロック図。 実施の形態に係る顕微鏡における制御ＣＰＵ基板のブロック図。 実施の形態に係る顕微鏡の制御ＣＰＵ基板中の不揮発性メモリに記憶される情報の一例。 実施の形態に係る顕微鏡の装置コード一覧表。 実施の形態に係る顕微鏡の照明法設定情報一覧表。 実施の形態に係る顕微鏡の照明方法別照明装置優先設定順位テーブル。 実施の形態に係る顕微鏡の落射照明および透過照明の設定例。 実施の形態に係る顕微鏡の照明装置の制御フロー図。 実施の形態に係る顕微鏡の落射透過同時照明方法選択時の落射照明装置の設定フロー図。 実施の形態に係る顕微鏡の落射透過同時照明方法選択時の透過照明装置の設定フロー図。 実施の形態に係る顕微鏡の落射照明方法選択時の照明装置の設定フロー図。 実施の形態に係る顕微鏡の透過照明方法選択時の照明装置の設定フロー図。 実施の形態に係る顕微鏡の照明装置の検出結果の一例。 実施の形態に係る顕微鏡の各照明方法選択時における、落射照明および透過照明の設定結果の一例。

符号の説明

１ 制御ＣＰＵ基板
２ 操作ＳＷ
３ ハロゲンランプ照明装置
４ 水銀照明装置
５ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
１０ 通信ポート（ＰＣ用通信ポート）
１１ ＣＰＵ
１２ Ｄ／Ａ変換
１３ 不揮発性メモリ
１４ 外付けメモリ（ＳＲＡＭ）
１５ 外付けメモリ（ＲＯＭ）
１６ シリアル通信ドライバ
１７ スイッチ入力ポート
１８ 制御ポートＡ
１９ 制御ポートＢ
２１ 不揮発性メモリ内のテーブル
５１ 蛍光顕微鏡

Claims (6)

1. 複数の照明装置と、
   前記照明装置が装着される複数の制御ポートと、
   前記複数の照明装置を操作する操作手段と、
   少なくとも二つの前記制御ポートに接続された前記複数の照明装置の識別と装着の有無の検出手段と、
   前記複数の照明装置のいずれかを用いて、異なる照明方法での観察を可能にし、前記検出手段で検出された前記複数の照明装置の情報と、前記制御手段に記憶された照明方法情報とから、前記複数の照明装置を異なる照明方法のいずれかの照明方法に自動的に設定し、前記操作手段で操作可能にする制御手段とを有することを特徴とする顕微鏡。
2. 前記複数の照明装置は、少なくともハロゲン照明装置、ＬＥＤ照明装置、水銀照明装置の二種類以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
3. 前記照明方法は、落射照明方法、透過照明方法、落射透過照明方法の何れか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。
4. 前記操作手段は、顕微鏡本体の操作部又は前記制御手段に接続されたパーソナルコンピュータであることを特徴とする請求項１又は３に記載の顕微鏡。
5. 前記照明方法情報は、前記落射照明方法、前記透過照明方法、前記落射透過同時照明方法の設定情報を含み、前記制御手段を介して変更可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の顕微鏡。
6. 前記照明装置を自動的に設定するテーブルを有し、
   前記テーブルは、前記制御手段を介して変更可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の顕微鏡。

Images