JP2018173560A - 顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対物レンズの切り替えに応じた照明光の光量制御を行う際、中間位置および光路上でも光量切り替え等による眩しさを低減して観察者の疲れを抑制しうる顕微鏡装置を提供する。【解決手段】顕微鏡装置１は、光源部１０７ａと、複数の対物レンズ１０５を保持し、対物レンズ１０５を光路Ｌ上に切り替え可能に配置するレボルバ１０６と、光路Ｌ上に配置された対物レンズ１０５を検出するレボ穴センサ１０６ａと、複数の対物レンズ１０５毎に設定された照明光量を記憶する調光テーブルと、切り替え前の対物レンズの照明光量である光路照明光量と、切り替え後の対物レンズの照明光量である予想照明光量の大小を判定する判定部と、中間位置の照明を、前記判定部が光量が小さいと判定した照明光量に制御する照明制御部と、を備え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装置に関する。

従来、複数の対物レンズを光路に切り替え可能に配置するレボルバを備えた顕微鏡装置において、対物レンズを切り替えて標本の観察を行う際の照明光の光量調整の手間を省くために、センサにより光路上に位置するレボルバの穴番号を検出し、予めメモリに記憶された穴番号に対応する対物レンズに最適な照明光の光量を取得して、照明光の光量を制御する光量設定・再現機能が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−３４１１９７号公報

光量設定・再現機能を有する顕微鏡装置では、観察者は、通常、標本を接眼レンズで観察した状態で対物レンズの切り替えを行うが、対物レンズの切り替え途中の中間位置で照明部が照射する光量が大きい場合、レボルバの金属枠等に反射した光を視認してしまい、眩しさにより目が疲れてしまうことがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、対物レンズの切り替えに応じた照明光の光量制御を行う際、中間位置および光路上でも光量切り替え等による眩しさを低減して観察者の疲れを抑制しうる顕微鏡装置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装置は、 標本に照明光を照射する光源部と、複数の対物レンズを保持し、前記対物レンズを光路上に切り替え可能に配置するレボルバと、前記光路上に配置された対物レンズを検出するレボ穴センサと、前記複数の対物レンズ毎に設定された照明光量を記憶する調光テーブルと、前記レボ穴センサで検出された現在の光路中にある対物レンズの照明光量として前記調光テーブルにおいて設定されている光路照明光量と、切り替え後の対物レンズの照明光量として前記調光テーブルにおいて設定されている予想照明光量との大小を判定する判定部と、前記光路上に配置されている対物レンズから、次の対物レンズに切り替えるまでの照明を、前記判定部の判定結果に応じて光路照明光量、または予想照明光量のいずれかに制御する照明制御部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡装置は、上記発明において、前記判定部が、前記光路照明光量が前記予想照明光量より大きいと判定した場合、前記照明制御部は、前記対物レンズの切り替え開始時に、前記予想照明光量に切り替え制御することを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡装置は、上記発明において、前記判定部が、前記光路照明光量が前記予想照明光量より小さいと判定した場合、前記照明制御部は、次の対物レンズに切り替え完了時に前記予想照明光量に切り替え制御することを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡装置は、上記発明において、前記光源部は、ＬＥＤであることを特徴とする。

また、本発明に係る顕微鏡装置は、上記発明において、前記レボルバは、電動レボルバであることを特徴とする。

本発明に係る顕微鏡装置によれば、中間位置での照明光の反射による眩しさを低減するとともに、対物レンズの切り替えにより照明光の光量が大きくなる場合、切り替える対物レンズが光路に挿入されるのと同時に照明光の光量を切り替えるよう制御するため、中間位置および光路上でも照明光の光量切り替え等による眩しさを低減して観察者の疲れを抑制することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る顕微鏡装置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に係る顕微鏡装置の照明光量操作部を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る顕微鏡装置のレボルバのレボ穴の配置の一例を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る顕微鏡装置の調光テーブルの一例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る顕微鏡装置の制御部のブロック図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る顕微鏡装置の照明光量切り替えのタイミングチャートの一例を示す図である。 図７は、従来技術に係る顕微鏡装置の照明光量切り替えのタイミングチャートの一例を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る顕微鏡装置の照明光量の制御を説明するフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態の変形例に係る顕微鏡装置の照明光量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）
図１は、本実施の形態に係る顕微鏡装置の概略構成を示す模式図である。図１に示す顕微鏡装置１は、机上に載置されたフレーム部１０１と、標本ＳＰが載置されるステージ１０２と、ステージ１０２を垂直方向（上下方向）へ移動可能に保持する保持台１０３と、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を垂直方向へ移動させる回転焦準部１０４と、フレーム部１０１に設けられ、標本ＳＰ上に配置する互いに倍率が異なる複数の対物レンズ１０５を選択的に光路Ｌ上に配置するレボルバ１０６と、フレーム部１０１に対して着脱可能に取り付けられ、ＬＥＤ光源で構成され、標本ＳＰを照射する光線を投射する光源部１０７ａが設けられたランプハウス１０７と、光源部１０７ａから照射された照明光を図示しない照明光学系によって平行光に変換し、この平行光に変換された照明光を標本ＳＰに向けて反射するミラー１０８と、ミラー１０８から反射された照明光を標本ＳＰに照射するコンデンサレンズ１０９と、フレーム部１０１のアーム部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に反射し、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と、鏡筒１１１に取り付けられ、接眼レンズ１１２によって標本ＳＰの観察像を拡大して観察する双眼部１１３と、光源部１０７ａが発する照明光の光量を調整する照明光量操作部１１４と、各部と通信可能に接続され、光源部１０７ａの照明光量やレボルバ１０６の回転を制御する制御部１１５と、使用する対物レンズ１０５を選択するレボルバ操作部１１６と、を備える。

図２は、照明光量操作部１１４を示す図である。照明光量操作部１１４は、複数の対物レンズ１０５の種類（倍率）に応じて対物レンズ１０５毎に設定される第１照明光量を設定するものである。観察者が対物レンズ１０５毎に設定した照明光量は、調光テーブル１２１ａ（図４参照）として記憶される。照明光量操作部１１４は、調光テーブル１２１ａに記憶する光量の再現機能が有効（ＯＮ）か無効（ＯＦＦ）かの指示を受け付ける照明光量スイッチ１１４ａと、照明光量の入力を受け付ける回転可能な照明光入力部１１４ｂと、照明光入力部１１４ｂで入力された照明光量を確定する照明光量セット部１１４ｃと、を有する。

照明光量スイッチ１１４ａの押圧により、調光テーブル１２１ａに記憶する光量の再現機能の有効（ＯＮ）、無効（ＯＦＦ）の切り替えが行われる。照明光量スイッチ１１４ａを押圧して有効（ＯＮ）とし、照明光入力部１１４ｂを回転して、光路Ｌに配置されている対物レンズ１０５の光量を調整する。接眼レンズ１１２で観察しながら光量を調整し、最適な光量に調整した後、照明光量セット部１１４ｃを押圧することにより、光路Ｌに配置されている対物レンズ１０５の照明光量が確定する。確定した照明光量が調光テーブル１２１ａに記憶される。図３は、本発明の実施の形態に係る顕微鏡装置１のレボルバ１０６のレボ穴の配置の一例を示す図である。図４は、調光テーブル１２１ａの一例を示す図である。図４に示す調光テーブル１２１ａには、図３に示す対物レンズ１０５が配置されるレボ穴毎に、対物レンズ１０５の倍率と、照明光入力部１１４ｂで入力した照明光量（電流値）とが記憶されている。観察者は、レボルバ１０６に保持されるすべての対物レンズ１０５について、照明光量操作部１１ｂにより照明光量を調光する。

図５は、制御部１１５のブロック図である。制御部１１５は、照明光量操作部１１４から送信された出力信号に基づき、光源部１０７ａの出力する光量を制御する照明制御部１２０と、対物レンズ１０５毎に設定した照明光量である調光テーブル１２１ａを記憶する記憶部１２１と、レボルバ操作部１１６から受信した対物レンズ１０５の切り替え信号を、レボルバ駆動部１０６ｂに送信して、対物レンズ１０５を切り替え制御するレボルバ制御部１２２と、を備える。

照明制御部１２０は、光路Ｌ上に配置されている対物レンズ１０５の照明光量である光路照明光量と、レボルバ操作部１１６を介して選択された次に使用する対物レンズ１０５の照明光量である予想照明光量の大小を判定する判定部１２０ａを備える。照明制御部１２０は、光路Ｌ上に配置されている対物レンズ１０５から、次の対物レンズ１０５に切り替えるまで、すなわち中間位置の照明を、判定部１２０ａが光量が小さいと判定した光路照明光量、または予想照明光量のいずれかに制御する。例えば、光路Ｌ上に４０×の対物レンズ１０５が配置され、レボルバ操作部１１６により、６０×の対物レンズ１０５への切り替えが入力された場合、判定部１２０ａが４０×の対物レンズ１０５の光路照明光量（３００ｍＡ）と６０×の対物レンズ１０５の予想照明光量（４５０ｍＡ）を対比し、小さいと判定した４０×の対物レンズ１０５の照明光量に、照明制御部１２０は中間位置の照明を制御する。

図６は、本発明の実施の形態に係る顕微鏡装置１の照明光量切り替えのタイミングチャートの一例を示す図である。図７は、従来技術に係る顕微鏡装置の照明光量切り替えのタイミングチャートの一例を示す図である。図６において、上段は、４×の対物レンズ１０５から１００×の対物レンズ１０５に切り替えられる場合を示し、下段は、１００×の対物レンズ１０５から４×の対物レンズ１０５に切り替えられる場合を示している。

レボルバ制御部１２２を介してレボルバ駆動部１０６ｂに対物レンズ１０５の切り替え信号が送信され、時間ｔ１にレボルバ駆動部１０６ｂが駆動すると、レボ穴センサ１０６ａがレボルバ１０６の切り替えを検知した△ｔ後にレボ穴センサ１０６ａから照明制御部１２０に対物レンズ１０５の切り替え信号が送信される。４×の対物レンズ１０５から１００×の対物レンズ１０５に切り替えられる場合、照明制御部１２０は、中間位置の照明を強度が小さい４×の対物レンズ１０５の照明光量（５０ｍＡ）のまま保持し、１００×の対物レンズ１０５が光路上に挿入される時間ｔ４に照明光量が１００×の対物レンズの照明強光量（６５０ｍＡ）になるように制御する。すなわち、光源部１０７ａの照明光量の切り替えに要する時間△ｔ０を考慮し、時間ｔ３に光源部１０７ａに照明光量の切り替え信号を送信する。

従来技術、例えば特許文献１では、図７に示すように、時間ｔ１にレボルバ２１を回転した後、レボルバ位置・回転方向検出部８がレボルバ２１の切り替えおよび回転方向を△ｔ後に検知すると、調光コントロール部３が連続可変ＮＤフィルタ５を制御して、時間ｔ１から（△ｔ＋△ｔ０）後の時間ｔ２に適正光に制御される。特許文献１では、光路Ｌ上の対物レンズおよび切り替えられる対物レンズの照明光量を考慮することなく、次の対物レンズに切り替えられる中間位置で照明光量を切り替えるため、照明光量が大きくなる場合に照明光の反射により、目が疲れてしまう。

本実施の形態では、中間位置の照明の光量を、切り替え前後の対物レンズ１０５の照明光量、すなわち光路照明光量と予想照明光量のうち、より小さな照明光量に制御することにより、照明の反射による眩しさを低減することができる。また、対物レンズ１０５の切り替えと略同時に照明光量を切り替えるため、照明光量が大きくなる場合でも光量変化を感じにくくなり、疲労を軽減できるとともに、対物レンズ１０５の切り替え時に照明光量も切り替えられるため、即時に観察が可能となる。

一方、対物レンズ１０５が高倍（１００×）から低倍（４×）に切り替えられる場合、レボルバ駆動部１０６ｂの駆動を開始した時間ｔ１からレボ穴センサ１０６ａがレボルバ１０６の切り替えを検知した△ｔ後に、照明制御部１２０はレボ穴センサ１０６ａから対物レンズ１０５の切り替え信号を受信し、即時に照明制御部１２０は光源部１０７ａに照明光量の切り替え信号を送信する。光源部１０７ａの照明光量は、時間ｔ１から（△ｔ＋△ｔ０）後の時間ｔ２に５０ｍＡに切り替えられる。本実施の形態では、切り替え予定の対物レンズ１０５の照明光量（予測照明光量）が光路Ｌ上の対物レンズ１０５の照明光量（光路照明光量）より小さい場合、対物レンズ１０５の切り替え信号を受信した直後に、照明光量を切り替え制御することで、中間位置での照明の反射による眩しさを低減することができる。

図８は、本発明の実施の形態に係る顕微鏡装置１の照明光量の制御を説明するフローチャートである。

レボルバ制御部１２２は、レボルバ操作部１１６から、レボルバ１０６の切り替え信号の入力の可否を判断する（ステップＳ１０１）。入力がない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ステップＳ１０１を繰り返し、入力を受け付けた場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、レボルバ駆動部１０６ｂに駆動信号を送信し、レボルバ１０６を駆動制御する（ステップＳ１０２）。

照明制御部１２０は、レボ穴センサ１０６ａから送信されたレボルバ１０６の切り替え信号を取得すると（ステップＳ１０３）、記憶部１２１の調光テーブル１２１ａから、切り替え前の対物レンズ１０５の照明光量（光路照明光量）と、切り替え後の対物レンズ１０５の照明光量（予想照明光量）等の照明光量情報を取得する（ステップＳ１０４）。

判定部１２０ａは、切り替え前の照明光量（光路照明光量）と、切り替え後の照明光量（予想照明光量）とを対比し、切り替え前の照明光量が切り替え後の照明光量より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

切り替え前の照明光量が切り替え後の照明光量より大きい場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、照明制御部１２０は、直ちに光源部１０７ａに照明光量の切り替え信号を送信し、光源部１０７ａの照明光量を切り替え後の照明光量（予想照明光量）に制御する（ステップＳ１０６）。

切り替え前の照明光量が切り替え後の照明光量より小さい場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、照明制御部１２０は、中間位置での光源部１０７ａの光量を切り替え前の照明光量（光路照明光量）に制御し、次の対物レンズ１０５が光路Ｌに配置されるのと同時、すなわちレボルバ１０６の駆動完了時に光源部１０７ａの光量を切り替え後の照明光量（予想照明光量）に制御する（ステップＳ１０７）。

上記のように制御することにより、中間位置での照明光の反射による眩しさを低減するとともに、対物レンズ１０５の切り替えにより照明光の光量が大きくなる場合でも、光路Ｌ上でも照明光の光量切り替えによる観察者の疲れを抑制することができる。

上記の顕微鏡装置１では、対物レンズ１０５を自動で切り替える電動のレボルバ１０６を使用するが、手動のレボルバを使用する場合にも本発明を適用することができる。図９は、本発明の実施の形態の変形例に係る顕微鏡装置の照明光量の制御を説明するフローチャートである。なお、手動のレボルバを使用する場合、図４の調光テーブル１２１ａのように、レボ穴順に対物レンズ１０５の倍率が増加、またはレボ穴順に対物レンズ１０５の倍率が低下するように配置すればよい。以下は、図４の調光テーブル１２１ａのように、レボ穴順に対物レンズ１０５の倍率が増加する場合について説明する。

レボ穴センサ１０６ａおよびレボルバ１０６の回転方向を検知するセンサにより、照明制御部１２０はレボルバ１０６の切り替え信号および回転方向情報を取得する（ステップＳ２０１）。

回転方向がＣＷ（時計回り）の場合には（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、次の対物レンズ１０５の照明光量情報を取得し（ステップＳ２０３）、中間位置での光源部１０７ａの光量を切り替え前の照明光量（光路照明光量）に制御し、次の対物レンズ１０５が光路Ｌに配置されるのと同時、すなわちレボルバ１０６の駆動完了時に光源部１０７ａの光量を切り替え後の照明光量（予想照明光量）に制御する（ステップＳ２０４）。図３および図４に示すように、回転方向がＣＷ（時計回り）の場合、切り替え後の対物レンズ１０５の倍率は大きくなり、照明光量も大きくなるため、次の対物レンズ１０５に切り替え完了時に照明光量を切り替え制御する。

回転方向がＣＣＷ（反時計回り）の場合には（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、次の対物レンズ１０５の照明光量情報を取得し（ステップＳ２０５）、照明制御部１２０は、直ちに光源部１０７ａに照明光量の切り替え信号を送信し、光源部１０７ａの照明光量を切り替え後の照明光量（予想照明光量）に制御する（ステップＳ２０６）。図３および図４に示すように、回転方向がＣＣＷ（反時計回り）の場合、切り替え後の対物レンズ１０５の倍率は小さくなり、照明光量も小さくなるため、レボルバ１０６の切り替え信号を受信した後、直ちに次の対物レンズ１０５の照明光量に切り替え制御する。

１ 顕微鏡装置
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
１０６ａ レボ穴センサ
１０６ｂ レボルバ駆動部
１０７ ランプハウス
１０７ａ 光源部
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
１１３ 双眼部
１１４ 照明光量操作部
１１４ａ 照明光量スイッチ
１１４ｂ 照明光入力部
１１４ｃ 照明光量セット部
１１５ 制御部
１２０ 照明制御部
１２１ 記憶部
１２２ レボルバ制御部
Ｌ 光路
ＳＰ 標本

Claims (5)

1. 標本に照明光を照射する光源部と、
   複数の対物レンズを保持し、前記対物レンズを光路上に切り替え可能に配置するレボルバと、
   前記光路上に配置された対物レンズを検出するレボ穴センサと、
   前記複数の対物レンズ毎に設定された照明光量を記憶する調光テーブルと、
   前記レボ穴センサで検出された現在の光路中にある対物レンズの照明光量として前記調光テーブルにおいて設定されている光路照明光量と、切り替え後の対物レンズの照明光量として前記調光テーブルにおいて設定されている予想照明光量との大小を判定する判定部と、
   前記光路上に配置されている対物レンズから、次の対物レンズに切り替えるまでの照明を、前記判定部の判定結果に応じて光路照明光量、または予想照明光量のいずれかに制御する照明制御部と、
   を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
2. 前記判定部が、前記光路照明光量が前記予想照明光量より大きいと判定した場合、
   前記照明制御部は、前記対物レンズの切り替え開始時に、前記予想照明光量に切り替え制御することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
3. 前記判定部が、前記光路照明光量が前記予想照明光量より小さいと判定した場合、
   前記照明制御部は、次の対物レンズに切り替え完了時に前記予想照明光量に切り替え制御することを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡装置。
4. 前記光源部は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の顕微鏡装置。
5. 前記レボルバは、電動レボルバであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の顕微鏡装置。

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