JPH10311789A

JPH10311789A - 測光装置

Info

Publication number: JPH10311789A
Application number: JP9121806A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Maeda; 一郎前田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】測光感度の変域が広く、適正な感度への切り
換えが簡単に行うことができ、正確に測光値を計測する
ことができる測光装置を提供する。【解決手段】フォトマル（２７）と、フォトマル（２
７）から得られる電気信号に基づいて測光値を算出する
演算手段（４０）と、フォトマル（２７）に対して印加
電圧を供給する印加電圧供給手段（２９）とを有し、さ
らにフォトマル（２７）に対して光量の異なる光を照射
可能な光照射手段（２４、２５、２６、４７、４８）
と、光照射手段、及び印加電圧供給手段に制御信号を出
力し、フォトマルが光照射手段から光量の異なる光を受
けているときに印加電圧を変更して、フォトマルの印加
電圧と感度との関係を示す情報を取得する制御手段（４
３）と、その情報を記憶する記憶手段（５０）とを有す
る測光装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測光装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】顕微測光の対象となる試料は多様であ
り、試料から発する光量には大きな違いがある。このた
め、顕微測光装置には相対感度の切り換え機能が要求さ
れてきた。従来からの感度の切り換え法は、電気信号の
増幅手段（アンプ）の増幅率を変更したり、印加電圧の
変更によるフォトマルの増幅率を変更することにより行
われていた。前者の長所は、変更後の増幅率が分かるこ
とであり、後者の長所は、増幅率の変域が広いことが上
げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では、増幅率を上げた場合にノイズが乗りやすいと
いう問題があり、増幅率の変域が狭いと言う欠点があっ
た。また、後者の方法では、変更後の増幅率がわからな
いという欠点があった。後者の欠点を補う方法として
は、基準物質との比較が広く行われている。この方法
は、試料と計測値が近く、性質が分かっている基準物質
を測光し、この測光値との比較により計測データの定義
づけを行うものである。しかし、計測者は先ず基準物質
の選択から始めなければならず、この事が大きな労力で
あった。

【０００４】また、増幅率そのものを知ろうとした場合
には、印加電圧変更後の感度を実測する必要がある。フ
ォトマルの感度はフォトマル間に固体差があり、同じフ
ォトマルでも使用環境によって変化する。従って、感度
の測定は１回で済むものではなく、計測者が適宜行う必
要がある。感度の計測を行う場合、光量が段階的に違う
基準光源を用意し、各印加電圧にに対して光源の光量と
フォトマルからの出力値との関係を実測して行き、それ
を直線で近似し、その傾きから相対感度を算出するのが
一般的である。この作業は、上述した基準物質と比較す
る作業よりも大きな労力を必要とするため、あまり行わ
れていない。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点を鑑み
てなされたものであり、測光感度の変域が広く、適正な
感度への切り換えが簡単に行うことができ、正確に測光
値を計測することができる測光装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、フォトマル
（２７）と、フォトマル（２７）から得られる電気信号
に基づいて測光値を算出する演算手段（４０）と、フォ
トマル（２７）に対して印加電圧を供給する印加電圧供
給手段（２９）とを有する測光装置において、フォトマ
ル（２７）に対して光量の異なる光を照射可能な光照射
手段（２４、２５、２６、４７、４８）と、光照射手
段、及び印加電圧供給手段に制御信号を出力し、フォト
マルが光照射手段から光量の異なる光を受けているとき
に印加電圧を変更して、フォトマルの印加電圧と感度と
の関係を示す情報を取得する制御手段（４３）と、その
情報を記憶する記憶手段（５０）とを有することを特徴
とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係
る顕微測光装置を示す図である。顕微鏡ＭはステージＳ
Ｔ上には試料Ｓが配置される。顕微鏡Ｍの鏡筒１の上部
には、測光装置２が取り付けられている。顕微鏡Ｍは不
図示の光源から励起光を試料Ｓに対して照射し、試料Ｓ
が発する蛍光は、鏡筒１及び測光装置２に導かれる。

【０００８】測光装置２にはコントローラ３が接続され
ている。コントローラ３内には制御装置が備えられ、測
光装置２はこの制御装置によって統括制御される。この
事は後に詳しく説明する。図２は測光装置２の概略的な
構成を示す図である。測光装置３は光源ユニット２１と
測光ヘッド２２とから構成される。光源ユニット２１
は、レバー２３によって顕微鏡光路中に挿脱可能な光源
（例えばＬＥＤ）２４と、光源２４の上部に設けられ、
径の異なる複数の開口が設けられたターレット板２５
と、ターレット板２５を回転駆動するパルスモータ２６
とを備えている。

【０００９】光源ユニット２１の上部には測光ヘッド２
２が設けられており、測光ヘッド２２内には測光素子で
あるフォトマル２７と印加電圧供給回路２９が設けられ
ている。フォトマル２７からの検出信号はコントローラ
３に供給される。フォトヘマル２７の手前には顕微鏡光
路に挿脱されるシャッタ３０が設けられている。シャッ
タ３０はモータ３１によって駆動される。

【００１０】図３はターレット板に設けられた複数の開
口絞りを示す図である。ターレット板２５には、回転軸
２５ａを中心に、４つの開口絞り３５ａ、３５ｂ、３５
ｃ、３５ｄが同心円上に設けられている。開口絞り３５
ａが一番大きな径を有し、次いで３５ｂ、３５ｃ、３５
ｄの順に径が小さくなっている。各々の開口の中心点
は、ターレット板２５が回転することにより、顕微鏡光
路の光軸ＡＸ上に配置される。これらの開口絞りを変え
ることにより、光源２４からフォトマル２７に対して照
射する光の光量を変更することができる。光量の調節
は、本実施形態の如く開口絞りによるものに限らず、例
えば透過率の異なる複数のフィルタを用いることもでき
るし、光強度の異なる複数の光源を設けるようにしても
よい。

【００１１】このターレット板２５は、顕微鏡対物レン
ズの瞳面に配置されている。また、最大径の開口３５ａ
は、試料からの光を全て通過させる大きさ（全開口）に
設定されている。このことにより、試料測光時に絞りを
顕微鏡光路から外さなくて済む。図４は、コントローラ
３のブロック構成図を示す図である。測光装置２からの
検出信号は、コントローラ内に設けられたアンプ４１、
Ａ／Ｄ変換機４２を介して制御装置４３に供給される。
制御装置４３は、、測光装置２からの信号に基づいて演
算部４０にて測光値を算出し、その測光値を表示装置４
４に表示する。制御装置４３は、フォトマルの感度を変
更するための印加電圧制御信号を、Ｄ／Ａ変換機４５を
介して印加電圧供給回路２９に出力する。このフォトマ
ル感度の制御は、操作者がコントローラ３の操作パネル
に設けられた感度切り換えスイッチ４６を操作すること
により、手動で切り換えることもできる。

【００１２】また、制御装置４３は、モータ駆動制御装
置４７を介してパルスモータ２６に回転制御信号を出力
する。また、シャッタ駆動制御回路４９を介して、モー
タ３１にシャッタ制御信号を出力する。さらに、光源用
電源４８を介して光源２４のオンオフ制御を行う。次
に、測光装置２、及びコントローラ３によるフォトマル
感度計測の動作を説明する。図４は、制御装置４３の制
御フローチャートを示す図である。

【００１３】操作者は、初期設定として、操作レバー２
３を押して光源２４を光路中に配置する。そして、コン
トローラ３の操作パネル上のスタートボタン（不図示）
を雄と、制御装置４３は制御フローのステップ１に進む
（以下、ステップ１を「Ｓ１」、ステップ２を「Ｓ２」
・・・と記す）。Ｓ１において、制御装置４３はパルス
モータ２６の回転を制御して、最大径の開口絞り３５ａ
を光路中に配置する。次にＳ２に移り、印加電圧供給回
路２９の印加電圧が最小となるように制御する。次にＳ
３においてシャッタ３０を閉じ、フォトマル２７への入
射光量をゼロにする。この時制御装置４３はＳ４におい
て、フォトマル２７からの出力を受け、バックグランド
として引き、演算した測光値をゼロに調整する。次にＳ
５にてシャッタ３０を開け、Ｓ６にて光源２４を点灯
し、測光値を取得する。印加電圧は最小値であるので、
Ｓ７で印加電圧を所定量だけ上げる。そして、Ｓ８にて
印加電圧が上限を越えているか否かを判断し、越えてい
なければＳ９に移り、Ｓ６にて取得した測光値が測光値
上限を越えているか否かを判断する。越えていない場合
は再びＳ３に戻り、Ｓ３〜Ｓ８を繰り返す。Ｓ９にて測
光値上限を越えていると、Ｓ１０にて印加電圧を所定量
下げる。そしてＳ１１にて開口絞りの大きさを１つ小さ
なものに変更し、再びＳ３に戻る。また、Ｓ８にて印加
電圧が上限を越えていると判断すると、制御フローを終
了させる。

【００１４】上述の制御フローが終了すると、制御装置
４３は図６に示すようなデータを取得する。曲線６１は
開口絞り３５ａが光路に配置されているときの測定結果
であり、同様に曲線６２、６３、６４、はそれぞれ開口
絞り３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが光路に配置されていると
きの測定結果である。制御装置４３は図６に示すデータ
に基づいて図７に示すような単位電圧あたりの測光値の
変化、すなわち、印加電圧が最小の時の増幅率を１とし
て、各印加電圧における増幅率の変化を積分によって求
める。そして、制御装置４３は、図７に示す増幅率の変
化により、図８に示すような各印加電圧におけるフォト
マルの感度変化を求め、これをコントローラ３内の記憶
装置５０に記憶させる。

【００１５】次に、実際に試料の測光を行う場合につい
て説明する。操作者は、試料の測光が行えるように、図
２に示す操作レバーを引いて、光源２４を顕微鏡光路か
ら外す。また、コントローラ３の操作パネルにある絞り
切り換えボタン（不図示）を操作して、開口絞り３５ａ
を光路上に配置する。このことにより、試料から発する
光が測光装置２のフォトマル２７によって検出される。

【００１６】記憶装置５０には、上述のように、各印加
電圧におけるフォトマル感度の変化のデータが記憶され
ている。フォトマル２７が試料からの光を検出すると、
制御装置４３はフォトマル２７からの検出信号に基づい
て測光値を算出する。この時、印加電圧供給回路２９か
ら、現在フォトマル２７に印加している印加電圧の情報
を得、記憶装置５０に記憶されているデータに基づい
て、現在の感度を求める。そして、フォトマル２７から
の信号とフォトマルの感度とによって、正確な測光値を
算出することができる。

【００１７】試料からの光が非常に微弱であるにもかか
わらず、印加電圧の値が非常に小さい場合、フォトマル
２７からは何の信号も得られない。このとき制御装置４
３は、印加電圧がアンダーであることを認識し、印加電
圧が低すぎることを示す表示を表示装置に行わせる。逆
に、試料からの光が非常に強く、印加電圧が大きすぎる
場合、制御装置４３は、印加電圧がオーバーであること
を認識し、印加電圧が高すぎることを示す表示を表示装
置に行わせる。操作者は、これらの表示によって、印加
電圧の値を適正な値（領域）に設定することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上の如き構成の測光装置により、操作
者は、試料からの光の強度がどのような大きさであって
も、フォトマルの感度を簡単に適正なものに変更するこ
とができ、試料の測光値を正確に求めることができる。
また、フォトマルの増幅率変域が広いので、試料からの
光の強弱に関わらず、より多くの試料の測光を正確に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る顕微測光装置を示す
図である。

【図２】測光装置の概略構成を示す図である。

【図３】ターレット板に設けられた開口絞りを示す図で
ある。

【図４】コントローラのブロック図である。

【図５】制御装置の制御フローチャート図である。

【図６】各光量での測光値データを示す図である。

【図７】各印加電圧における増幅率の変化のデータを示
す図である。

【図８】各印加電圧における感度の変化のデータを示す
図である。

【符号の説明】

１・・・鏡筒２・・・測光装置３・・・コントローラ２４・・・光源２５・・・ターレット板２７・・・フォトマル２９・・・印加電圧供給手段４０・・・演算部４３・・・制御手段４４・・・表示手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フォトマルと、前記フォトマルから得られ
る電気信号に基づいて測光値を算出する演算手段と、前
記フォトマルに対して印加電圧を供給する印加電圧供給
手段とを有する測光装置において、前記フォトマルに対して光量の異なる光を照射可能な光
照射手段と、前記光照射手段、及び前記印加電圧供給手段に制御信号
を出力し、前記フォトマルが前記光照射手段から光量の
異なる光を受けているときに前記印加電圧を変更して、
フォトマルの印加電圧と感度との関係を示す情報を取得
する制御手段と、前記情報を記憶する記憶手段と、を有することを特徴と
する測光装置。