(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察試料を照明するための光源と、
前記光源の光量を調節するための光量調節手段と、
前記光量調節手段の操作量を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された前記光量調節手段の前記操作量に応じて、前記光量調節手段による前記光量の調節量を変化させる制御手段とを備え、
前記光量の前記調節量は、前記光源の駆動電流を変化させるための分解能であり、前記分解能は、倍率の異なる対物レンズごとの、前記光源の駆動電流の所定の変化量に対する接眼部での照度変化量に基づいて設定されていることを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
前記光量の前記調節量は、対物レンズの倍率に応じて設定されていることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項３】
前記光源の駆動電流を変化させるための前記分解能は、最も倍率の低い前記対物レンズを用いる場合に比べて、最も倍率の高い前記対物レンズを用いる場合のほうが粗く設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡システム。
【請求項４】
前記顕微鏡システムは、前記光源としてＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源の駆動分解能と前記光量調節手段の調節情報との関係を予め記憶した記憶部とを備え、
前記制御手段は前記記憶部に記憶された前記調節情報に基づいて前記ＬＥＤ光源の光量調節を行なうことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の顕微鏡システム。
【請求項５】
観察試料を照明するための光源と、
前記光源の光量を調節するための光量調節手段と、
前記光量調節手段の操作量を検出する検出手段と、
前記光量の調節を制御する制御手段とを備えた顕微鏡システムを制御するプログラムであって、
前記光量調節手段による前記光量の調節量は、前記光源の駆動電流を変化させるための分解能であり、前記分解能は、倍率の異なる対物レンズごとの、前記光源の駆動電流の所定の変化量に対する接眼部での照度変化量に基づいて設定されており、
前記検出手段で検出された前記光量調節手段の前記操作量に応じて、前記光量調節手段による前記光量の調節量を変化させる制御を実行することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は顕微鏡システム、および顕微鏡システムの制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡の照明光源としてＬＥＤ光源を用いる場合、観察に使用する対物レンズの倍率に応じて光量を調節する必要がある。特許文献１には、光量調節に調光ボリュームを使用する顕微鏡が記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の顕微鏡システムは、調光ボリュームの回転角に応じたＬＥＤ光源への供給電圧を対物レンズの倍率ごとに予め定め、これを記憶した電圧テーブルを対応する対物レンズの倍率ごとに備えている。そして観察に用いる対物レンズの倍率が決定すると、決定した倍率に対応する電圧テーブルが選択される。調光ボリュームが回転されると回転角の値が検出され、選択された電圧テーブルを用い、調光ボリュームの回転角に対応する電圧値を電圧テーブルから読み出し、読み出した電圧値に基づく電力をＬＥＤ光源に供給する。これにより、観察に用いる対物レンズの倍率に対応した最適な照明光量の調節が可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の顕微鏡システムで最適な照明光量を得ようとすると、まず、観察光路に位置決めされる対物レンズの種類を検出するための検出装置を備える必要がある。
【０００６】
さらに、顕微鏡システムの制御に用いられるメモリ等の記憶部に次のことを予め記憶させておく必要がある。まず、レボルバに装着される各対物レンズの情報を記憶させておく必要がある。また、対物レンズの装着装置である例えばレボルバに複数の対物レンズが装着される場合、どの対物レンズがレボルバのどの装着部に装着されているのかを記憶させておく必要がある。また、対物レンズごとに対応する電圧テーブルを作成し、記憶させておく必要がある。このように特許文献１に記載の顕微鏡システムは、予めメモリ等に記憶させる情報が多く、ユーザーにとってその情報の入力あるいは設定操作は手間のかかるものであった。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ユーザーによる情報の入力あるいは設定操作の手間を省くことができる顕微鏡システム、および顕微鏡システムの制御プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る顕微鏡システムは、観察試料を照明するための光源と、前記光源の光量を調節するための光量調節手段と、前記光量調節手段の操作量を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された前記光量調節手段の前記操作量に応じて、前記光量調節手段による前記光量の調節量を変化させる制御手段とを備え、前記光量の前記調節量は、前記光源の駆動電流を変化させるための分解能であり、前記分解能は、倍率の異なる対物レンズごとの、前記光源の駆動電流の所定の変化量に対する接眼部での照度変化量に基づいて設定されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るプログラムは、観察試料を照明するための光源と、前記光源の光量を調節するための光量調節手段と、前記光量調節手段の操作量を検出する検出手段と、前記光量の調節を制御する制御手段とを備えた顕微鏡システムを制御するプログラムであって、前記光量調節手段による前記光量の調節量は、前記光源の駆動電流を変化させるための分解能であり、前記分解能は、倍率の異なる対物レンズごとの、前記光源の駆動電流の所定の変化量に対する接眼部での照度変化量に基づいて設定されており、前記検出手段で検出された前記光量調節手段の前記操作量に応じて、前記光量調節手段による前記光量の調節量を変化させる制御を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ユーザーによる情報の入力あるいは設定操作の手間を省くことができる顕微鏡システム、および顕微鏡システムの制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る顕微鏡システムの外観図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態に係る顕微鏡システムの照明装置の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は照明装置の調光制御機能を示すブロック図である。
【図３】調光ボリュームの回転方向を示す図である。
【図４】エンコーダの出力信号の波形を示す図である。
【図５】（ａ）は、接眼レンズに照度計を取り付け、ＬＥＤの駆動電流を変化させ、このときの電流変化に対するＬＥＤの照度の変化を対物レンズごとに示すグラフであり、（ｂ）は、図５（ａ）中の４倍対物レンズおよび２０倍対物レンズの照度変化量を抽出して示す図である。
【図６】（ａ）は、４倍対物レンズにおける所定の電流変化量に対する照度変化量を１としたときの他の対物レンズにおける同じ電流変化量に対する照度変化量を示す図であり、（ｂ）は、各対物レンズにおけるＬＥＤの必要な駆動分解能を示す図であり、（ｃ）は、ＤＡコンバータの入力ステップ数の最大設定値を示す図である。
【図７】ＤＡコンバータの入力ステップ数と実際必要となるステップ数との関係を示す図である。
【図８】第１実施形態に係る顕微鏡システムにおける調光制御のフロー図である。
【図９】第２実施形態に係る顕微鏡システムの照明装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第２実施形態に係る顕微鏡システムにおける調光制御のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１は第１実施形態に係る顕微鏡システムの外観図である。
【００１３】
第１実施形態に係る顕微鏡システム１は正立顕微鏡である。顕微鏡システム１の本体部４は、ベース部７と、ベース部７の上方に該ベース部７と対向して配置された片持ちアーム１０と、ベース部７と片持ちアーム１０とを連結する支柱部１３とによって構成されている。片持ちアーム１０の下面とベース部７の上面とは対向しており、本体部４は図１に示すように側方から見て略コの字形状をしている。片持ちアーム１０の上面には鏡筒１６が設けられ、鏡筒１６には一対の接眼レンズ１９が備えられている。片持ちアーム１０の下面にはレボルバ２２が設けられている。レボルバ２２には複数の対物レンズ２５が取り付けられている。レボルバ２２は電動でも手動でも良いが、観察光路に配置された対物レンズ２５の種類を検出するためのセンサ等の装備は備えていない。
【００１４】
ベース部７の上面には、試料２８を載置するためのステージ３１が設けられている。ステージ３１の下部にはコンデンサレンズ３４が設けられている。ステージ３１はベース部７に設けられた上下動ハンドル３７を操作することで上下方向に移動し、これによってステージ３１上の試料２８の観察面に対物レンズ２５の焦点を合わせることができるようになっている。また、ベース部７にはランプハウス４０が設けられている。ランプハウス４０には光源が内蔵されている。本実施形態では光源としてＬＥＤ光源（以下、ＬＥＤと略記する。）を用いている。ベース部７には光源の光量を調節するための調光ボリューム４６が設けられている。光源から発せられた照明光は試料２８の表面で反射する。試料２８の表面で反射した光は対物レンズ２５を通過し、接眼レンズ１９に入射する。観察者は接眼レンズ１９に入射した光を像として観察する。
【００１５】
図２（ａ）は、本実施形態に係る顕微鏡システムの照明装置の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は当該照明装置の調光制御機能を示すブロック図である。
【００１６】
照明装置は、ＬＥＤ４３と、エンコーダ４９を備えた調光ボリューム４６と、ＣＰＵ５２と、ＤＡコンバータ５５と、定電流回路５８と、レボルバ２２とを備えている。ＬＥＤ４３の光量は調光ボリューム４６を回転操作することで調節する。調光ボリューム４６の回転方向は、図３に示すように、一方をＣＷとし、他方をＣＣＷとする。エンコーダ４９は調光ボリューム４６の回転を検知し、パルス信号を出力する。エンコーダ４９から出力され、ＣＰＵ５２に入力されるパルス信号は、図４に示すように、９０°の位相差を持ったＡ相およびＢ相の２つの信号である。ＣＰＵ５２はエンコーダ４９からバッファ回路５９を介して入力されたＡ相およびＢ相のパルス信号から調光ボリューム４６の回転方向を判別する。また、入力されたパルス信号を４逓倍し、内部カウンタ６１にてパルス信号の周期数（パルス数）をカウントする。周期数のカウントは、調光ボリューム４６の回転方向により内部カウンタ６１のカウント数をアップまたはダウンさせることで行なう。回転方向がＣＷであればカウント数をアップし、ＣＣＷであればカウント数をダウンする。すなわち、内部カウンタ６１のカウント数は、調光ボリューム４６の回転量を表している。
【００１７】
ＣＰＵ５２は、内部カウンタ６１のカウント数すなわち調光ボリューム４６の回転量に基づき、後述する駆動テーブル６４を参照して調光ボリューム４６の回転量に対応する制御信号をＤＡコンバータ５５へ出力する。ＣＰＵ５２からＤＡコンバータ５５へ制御信号が出力されることにより、バッファ回路６２を介して定電流回路５８に調光ボリューム４６の回転量に対応する大きさの電流が流れる。定電流回路５８に流れる電流はＬＥＤ４３の駆動電流である。すなわち、定電流回路５８に流れる電流の大きさと同じ大きさの電流がＬＥＤ４３に流れる。従って、定電流回路５８に流れる電流の値によりＬＥＤ４３の光量が調節される。このように、ＣＰＵ５２は内蔵する駆動テーブル６４を参照し、ＤＡコンバータ５５を介して定電流回路５８に流れる電流を変化させることでＬＥＤ４３の光量を制御している。
【００１８】
本実施形態に係る顕微鏡システム１では、対物レンズ２５の倍率は、４倍、１０倍、２０倍、４０倍、および１００倍の５タイプが用意され、これらがレボルバ２２に取り付けられるようになっている。接眼レンズ１９で観察される像は、照明光が通過する対物レンズ２５の倍率によってその明るさが異なり、対物レンズ２５の倍率が低ければ明るく、高倍率であれば暗くなる。言い換えると、対物レンズ２５の倍率が低ければ視野内は明るく、高倍率であれば暗くなる。従って観察光路に配置される対物レンズ２５の倍率が異なれば、観察に必要な最適光量が異なる。
【００１９】
図５（ａ）は、本実施形態に係る顕微鏡システム１の接眼レンズ１９に照度計を取り付け、定電流回路５８に流れる電流すなわちＬＥＤ４３の駆動電流を変化させ、このときの電流変化に対するＬＥＤ４３の照度の変化を対物レンズ２５ごとに示したグラフである。図５（ａ）に示すように、各グラフの傾きは異なっている。つまり、倍率によってＬＥＤ４３の駆動電流に対する照度が異なっている。明るさが一番明るい４倍の対物レンズ２５を基準とし、これより高倍になるに従い照度の傾きが緩くなり明るさは暗くなる。すなわち、ＬＥＤ４３の電流変化に対する照度変化は、対物レンズ２５が高倍になるに従い小さくなっている。
【００２０】
ここで本実施形態の光源として用いたＬＥＤ４３は、定格電流が３５０mAであり、定格電流を流した時の４倍の対物レンズ２５における接眼レンズ１９の位置での照度を８００lxとする。一般に、視野内が明るいほど試料２８の見え方は顕著であり、ＬＥＤ４３の光量を調節するのに必要な電流を変化させるための分解能（以下、電流を変化させるための分解能を「電流変化の分解能」と表す。）を細かくしないと調光ボリューム４６の操作時に明るさが階段状に変化し、操作性を損なってしまう。本実施形態に係る顕微鏡システム１において、ＬＥＤ４３の光量を最小から最大まで調節するのに必要な電流変化の分解能が１４bitとすると、ＣＰＵ５２がＬＥＤ４３の光量を最小から最大まで調節するための駆動テーブル６４は１６３８４のステップ数（ステップ０〜ステップ１６３８３）が必要となり、ＤＡコンバータ５５の分解能（入力bit数）も１４bitすなわち１６３８４のステップ数（ステップ０〜ステップ１６３８３）が必要となる。なお、１ステップ当たりの電流変化量は約０．０２mAである。
【００２１】
この場合においてＬＥＤ４３の光量を最大にするには、調光ボリューム４６をＣＷ方向に最大に回転させる。ＣＰＵ５２はエンコーダ４９から入力されるパルス数から調光ボリューム４６の回転量をカウントし、駆動テーブル６４を参照して調光ボリューム４６の回転量に対応する制御信号をＤＡコンバータ５５へ出力する。この場合、ＣＰＵ５２からＤＡコンバータ５５へ出力される制御信号は、ＤＡコンバータ５５の値が０から１６３８３までを取るように信号を出力する。つまりＤＡコンバータ５５の入力ステップ数は、ステップ０からステップ１６３８３までの１６３８４となる。なお、このときのエンコーダ４９からＣＰＵ５２への入力パルス数は、１６３８３／４＝４０９５．７５パルスとなる。このとき２５６Ｐ／Ｒのエンコーダ４９を選定したとしても、調光ボリューム４６を最小から最大まで操作するのに、４０９５．７５／２５６≒１６回転必要となり、操作性は良くない。
【００２２】
なお、以後本明細書においては、「ＬＥＤ４３の光量を調節する」と「ＬＥＤ４３を駆動する」とは同じ意味内容を表している。従って、「ＬＥＤ４３の光量を調節するための電流変化の分解能」を「ＬＥＤ４３を駆動する電流変化の分解能」と表現し（ただし、「ＬＥＤ４３の駆動分解能」とする場合もある。）、「ＬＥＤ４３の光量を調節するためのテーブル６４」を「ＬＥＤ４３の駆動テーブル６４」と表現する場合もある。
【００２３】
ところで、実際の観察においては、ＬＥＤ４３が高輝度で明るさが充分足りている場合、例えば明視野４倍観察においては、ある一定以上の照度では眩しく感じ、試料２８を直視できない。本実施形態では、この一定の照度の値を４０lxとしている（図５（ａ）参照）。つまり、照度が４０lxを超えると、それ以上明るくなるようにＬＥＤ４３に電流を多く流しても、眩しくて試料２８を直視できないことに変わりがない。図５（ａ）に示すように、この場合に必要となるＬＥＤ４３の駆動電流は、最大で約１６mAである。そしてこの状態で、ＣＰＵ５２から出力され、ＤＡコンバータ５５へ入力される制御信号の最大値をステップ８００、つまりＤＡコンバータ５５のステップ１からステップ８００までの範囲のステップ全てに入力される信号とすると、エンコーダ４９からの入力パルス数は８００／４＝２００パルスとなる。その結果、２５６Ｐ／Ｒのエンコーダ４９を用いたとすると、調光ボリューム４６は、２００／２５６≒０．７８回転となり、１回転せずに最小から最大光量まで調節することができることとなる。
【００２４】
同様に、１０の倍対物レンズ２５の場合、照度４０lxの状態でＣＰＵ５２からＤＡコンバータ５５へ出力される制御信号の最大値をステップ９３０とすると、入力パルス数は９３０／４＝２３２．５パルスとなる。その結果、２５６Ｐ／Ｒのエンコーダ４９を用いたとすると、調光ボリューム４６は、２３２．５／２５６≒０．９１回転となり、最小から１回転弱で最大光量まで調節することができる。２０倍の対物レンズ２５の場合では、照度４０lxの状態でＣＰＵ５２からＤＡコンバータ５５へ出力される制御信号の最大値をステップ１５００とすると、入力パルス数は１５００／４＝３７５パルスとなる。その結果、２５６Ｐ／Ｒのエンコーダ４９を用いたとすると、調光ボリューム４６は、３７５／２５６≒１．４６回転となり、最小から約１回転半で最大光量まで調節することができる。
【００２５】
このように低倍側の対物レンズ２５において操作性を良くすれば、全体としては操作性の向上を図ることができる。
【００２６】
ところが、対物レンズ２５の倍率が高くなるに従い接眼部での明るさは暗くなるので、対物レンズ２５の倍率がさらに高くなれば試料２８の観察に必要な光量をさらに増やす必要がある。
【００２７】
例えば１００倍の対物レンズ２５の場合、ＬＥＤ４３に駆動電流である２２０mAの電流を流して接眼部での照度を４０lxの光量にすることが出来る（図５（ａ）参照）。駆動電流である２２０mAを流した状態を考えると、ＣＰＵ５２からＤＡコンバータ５５へ出力される制御信号はステップ１０３００、つまりＤＡコンバータ５５のステップ１からステップ１０３００までの全てのステップに入力される信号となる。そうすると、エンコーダ４９からの入力パルス数は１０３００／４＝２５７５パルスとなる。このとき２５６Ｐ／Ｒのエンコーダ４９を選定したとしても、調光ボリューム４６を最大光量となるまで操作するのに、２５７５／２５６≒１０．０６回転必要となる。
【００２８】
このように、照度４０lxを接眼部での照度の上限と考え、ＣＰＵ５２からＤＡコンバータ５５へ出力される制御信号のステップ数を上記のように設定すると、低倍率の対物レンズ２５であれば調光ボリューム４６での光量の調節は少ない回転数で光量を最大（この場合４０lx）まで調節できるが、高倍率である１００倍の対物レンズ２５で光量を増やそうとすると回転数が多くなり、高倍側の操作性が良くない。従って高倍側ではさらに操作性を良くする余地がある。
【００２９】
そこで本実施形態においては、各対物レンズ２５において、ＬＥＤ４３の電流変化に対する照度変化、すなわち図５（ａ）の各グラフの傾きに着目した。上述したように、明るさが一番明るい４倍の対物レンズ２５を基準とし、高倍になるに従い照度の傾きが緩くなり明るさは暗くなっている。つまり電流変化量に対する照度の変化量は小さくなっている。このことより、高倍側ではＬＥＤ４３を駆動する電流変化の分解能を粗くすることが可能である。つまり電流変化量を大きくしても照度は低倍側ほど大きくは変化しない。高倍の対物レンズ２５での観察では、ＬＥＤ４３の駆動分解能を粗くしても視野内の光量は階段状に変化せず、操作感に違和感も生じないので操作性を損なうことはない。図５（ａ）の各グラフの傾きより、対物レンズ２５がより高倍になれば、ＬＥＤ４３の駆動分解能をより粗くすることが可能となる。以下にＬＥＤ４３の駆動分解能をどの程度粗くするかについて説明する。なお、ＬＥＤ４３の駆動分解能を粗くすれば、これに対応してＤＡコンバータ５５の分解能（入力bit数）も間引くことができる。
【００３０】
図５（ｂ）は、図５（ａ）中の４倍の対物レンズ２５と２０倍の対物レンズ２５の照度変化量を抽出して示す図である。また、図６（ａ）は、４倍の対物レンズ２５における所定の電流変化量に対する照度変化量を１としたときの他の対物レンズ２５における同じ電流変化量に対する照度変化量を示している。
【００３１】
図５（ｂ）および図６（ａ）を参照して説明すると、４倍の対物レンズ２５の所定の電流変化量に対する照度変化量を１としたときに、２０倍の対物レンズ２５では照度変化量は０．５である。つまり、４倍の対物レンズ２５におけるＬＥＤ４３の駆動分解能の１ステップ分に対応する電流変化量に対する照度変化量と、２０倍の対物レンズ２５におけるＬＥＤ４３の駆動分解能の２ステップ分に対応する電流変化量に対する照度変化量とは等しい。従って、ＬＥＤ４３の必要な駆動分解能は、４倍の対物レンズ２５では１４bitなので、２０倍の対物レンズ２５では１３bitとなる。
【００３２】
同様に考えると、１０倍の対物レンズ２５の照度変化量を０．８として計算すると、４倍の対物レンズ２５におけるＬＥＤ４３の駆動分解能の１ステップ分に対応する電流変化量に対する照度変化量と、１０倍の対物レンズ２５におけるＬＥＤ４３の駆動分解能の１．２５ステップ分に対応する電流変化量に対する照度変化量とは等しい。従って、ＬＥＤ４３の必要な駆動分解能を４倍の対物レンズ２５と同様の１４bitとする。また、４０倍の対物レンズ２５の照度変化量を０．２５とすると、４倍の対物レンズ２５におけるＬＥＤ４３の駆動分解能の１ステップ分に対応する電流変化量に対する照度変化量と、４０倍の対物レンズ２５におけるＬＥＤ４３の駆動分解能の４ステップ分に対応する電流変化量に対する照度変化量とは等しい。従って、ＬＥＤ４３の必要な駆動分解能を１２bitとする。１００倍の対物レンズ２５の照度変化量を０．０６とすると、４倍の対物レンズ２５におけるＬＥＤ４３の駆動分解能の１ステップ分に対応する電流変化量に対する照度変化量と、１００倍の対物レンズ２５におけるＬＥＤ４３の駆動分解能の約１６．６ステップ分に対応する電流変化量に対する照度変化量と等しい。従って、ＬＥＤ４３の必要な駆動分解能を１０bitとする。
【００３３】
図６（ｂ）に各対物レンズ２５におけるＬＥＤ４３の必要な駆動分解能を示す。このように、高倍になるにつれてＬＥＤ４３の必要な駆動分解能すなわちbit数を間引くことができる。各対物レンズ２５において駆動分解能を間引くことができれば、これに対応してＤＡコンバータ５５の分解能（入力bit数）も間引くことができる。従って各対物レンズ２５に対応するＤＡコンバータ５５の必要な分解能も図６（ｂ）に示す値と同じである。
【００３４】
そして各対物レンズ２５において、ＣＰＵ５２からＤＡコンバータ５５へ出力される制御信号のステップ数、すなわちＤＡコンバータ５５の入力ステップ数の最大設定値をそれぞれ図６（ｃ）に示す値とする。そうすると、ＬＥＤ４３の駆動分解能を間引いた後の実際に必要となるＤＡコンバータ５５の入力ステップ数は、次の通りとなる。４倍の対物レンズ２５に対応するＤＡコンバータ５５の入力ステップ数は８００、すなわちＤＡコンバータ５５のステップ１からステップ８００までのステップに入力される信号に対応する数であり、ＬＥＤ４３の必要な駆動分解能は１４bitなので、実際必要となる入力ステップ数はそのまま８００である。１０倍の対物レンズ２５におけるＤＡコンバータ５５の入力ステップ数は、ＤＡコンバータ５５のステップ８０１からステップ９３０までのステップに入力される信号に対応する数であり、ＬＥＤ４３の必要な駆動分解能は１４bitなので、１０倍の対物レンズ２５に対応する実際必要なステップ数は９３０−８００＝１３０となる。２０倍の対物レンズ２５におけるＤＡコンバータ５５の入力ステップ数は、ＤＡコンバータ５５のステップ９３１からステップ１５００までのステップに入力される信号に対応する数であり、ＬＥＤ４３の必要な駆動分解能は１３bitなので、２０倍の対物レンズ２５に対応する実際必要なステップ数は（１５００−９３０）／２＝２８５となる。４０倍の対物レンズ２５におけるＤＡコンバータ５５の入力ステップ数は、ＤＡコンバータ５５のステップ１５０１からステップ２５００までのステップに入力される信号に対応する数であり、ＬＥＤ４３の必要な駆動分解能は１２bitなので、４０倍の対物レンズ２５に対応する実際必要なステップ数は（２５００−１５００）／４＝２５０となる。１００倍の対物レンズ２５におけるＤＡコンバータ５５の入力ステップ数は、ＤＡコンバータ５５のステップ２５０１からステップ１０３００までのステップに入力される信号に対応する数であり、ＬＥＤ４３の必要な駆動分解能は１０bitなので、１００倍の対物レンズ２５に対応する実際必要なステップ数は（１０３００−２５００）／１６≒４８８となる。なお、本実施形態においては、実際必要となるステップ数を求める際、上記各式のように、ＤＡコンバータ５５の入力ステップ数を図６（ａ）に示す照度変化量の逆数（小数点以下は無視）で割っている。
【００３５】
また、これらのＤＡコンバータ５５の入力ステップ数と実際必要となるステップ数との関係を示したのが図７である。図７において、上段の数は対物レンズ２５の倍率ごとに設定したＤＡコンバータ５５の入力ステップ数の最大設定値を示している。中段のbit数は対物レンズ２５の倍率ごとに必要となるＬＥＤ４３の駆動分解能を示している。下段の数および数式はＬＥＤ４３の駆動分解能を間引いた後の実際に必要となるＤＡコンバータ５５の入力ステップ数を示している。
【００３６】
以上より、本実施形態に係る顕微鏡システム１において、ＣＰＵ５２がＬＥＤ４３の光量を変化させるときに参照する駆動テーブル６４は次のような構成となる。ＤＡコンバータ５５のステップ１からステップ１０３００までの全範囲を、ステップ１からステップ９３０までの第１範囲と、ステップ９３１からステップ１５００までの第２範囲と、ステップ１５０１からステップ２５００までの第３範囲と、ステップ２５０１からステップ１０３００までの第４範囲との４つの範囲に区分し、ＤＡコンバータ５５に入力される制御信号のステップ数を、第１範囲ではＬＥＤ４３の駆動分解能を１４bitとして演算し、第２範囲ではＬＥＤ４３の駆動分解能を１３bitとして演算し、第３範囲ではＬＥＤ４３の駆動分解能を１２bitとして演算し、第４範囲ではＬＥＤ４３の駆動分解能を１０bitとして演算するようになっている。本実施形態では、ＬＥＤ４３の光量を調節するために、このようにプログラムされた駆動テーブル６４が予めＣＰＵ５２に内蔵されている。
【００３７】
そして、これらの各対物レンズ２５に対応する実際必要となるＤＡコンバータ５５の入力ステップ数から入力パルス数、および２５６Ｐ／Ｒのエンコーダ４９を用いたときの調光ボリューム４６の回転パルス数を求めると、次のようになる。４倍の対物レンズ２５における入力パルス数は、８００／４＝２００パルスで、調光ボリューム４６の回転数は、２００／２５６≒０．７８回転となる。１０倍の対物レンズ２５における入力パルス数は、１３０／４＝３２．５パルスで、調光ボリューム４６の回転数は、３２．５／２５６≒０．１３回転となる。つまり、駆動分解能が１４bitに対応する部分は、合計で２３２．５パルスであり、調光ボリューム４６の回転数は約０．９１回転である。また、２０倍の対物レンズ２５における入力パルス数は、２８５／４＝７１．２５パルスで、調光ボリューム４６の回転数は、７１．２５／２５６≒０．２８回転となる。４０倍の対物レンズ２５における入力パルス数は、２５０／４＝６２．５パルスで、調光ボリューム４６の回転数は、６２．５／２５６≒０．２４回転となる。また、１００倍の対物レンズ２５における入力パルス数は、４８８／４＝１２２パルスで、調光ボリューム４６の回転数は、１２２／２５６≒０．４８回転となる。
【００３８】
従って、トータルの必要なステップ数は、上記式および図７より、８００＋１３０＋２８５＋２５０＋４８８＝１９５３となる。また、必要なエンコーダ４９のパルス数は、２００＋３２．５＋７１．２５＋６２．５＋１２２＝４８８．２５パルスである。よって、２５６Ｐ／Ｒのエンコーダ４９を用いたとすると、調光ボリューム４６は、０．７８＋０．１３＋０．２８＋０．２４＋０．４８＝１．９１回転となり、低倍から高倍まで２回転弱で光量を操作可能となり、操作性を向上させることができる。
【００３９】
以下に具体的な操作例を示す。まず４倍の対物レンズ２５を装着した状態で調光ボリューム４６を最小の状態からＣＷ方向に約０．７８回転させる。するとこの範囲は４倍の対物レンズ２５に適した分解能でＬＥＤ４３が駆動されるので、観察者にとって違和感なく、つまり明るさが階段状に変化することなくＬＥＤ４３の光量が調光ボリューム４６の回転量に応じて増加し、照度が４０lxに達する。この状態で４倍の対物レンズ２５から１０倍の対物レンズ２５に切り替える。すると、倍率が高くなったので観察視野は暗くなる。そこで調光ボリューム４６をさらにＣＷ方向に回転操作して光量を増加する。１０倍の対物レンズ２５に交換したときの状態から調光ボリューム４６を約０．１３回転（すなわち最小の状態から約０．９１回転）させる。するとこの範囲は１０倍の対物レンズ２５に適した分解能でＬＥＤ４３が駆動されるので、観察者にとって違和感なくＬＥＤ４３の光量が調光ボリューム４６の回転量に応じて増加し、視野の照度が４０lxに達する。この状態でさらに２０倍の対物レンズ２５に切り替えて調光ボリューム４６を約０．２８回転（すなわち最小の状態から約１．１９回転）させる。するとこの範囲は２０倍の対物レンズ２５に適した分解能でＬＥＤ４３が駆動されるので、観察者にとって違和感なくＬＥＤ４３の光量が調光ボリューム４６の回転量に応じて増加し、視野の照度が４０lxに達する。
【００４０】
以下同様に、４０倍の対物レンズ２５に切り替えて調光ボリューム４６をさらに約０．２４回転（すなわち最小の状態から約１．４３回転）させ、１００倍の対物レンズ２５に切り替えて調光ボリューム４６をさらに約０．４８回転（すなわち最小の状態から約１．９１回転）させて光量を増加させる。以上明るさが顕著な明視野観察に関して述べているが、他の観察法では照度変化は緩くなりＬＥＤ４３の定格電流まで使用したい。例えば、位相差観察においては照度の傾きが更に緩くなりこの場合定格３５０mAを流したとしても照度は４０lxには達しない。
【００４１】
明視野観察での１００倍対物レンズ２５の照度変化よりも位相差観察では照度変化が更に緩やかであるので、これを考慮し回転量を計算すると図７より次のようになる。
【００４２】
ＬＥＤ４３の定格電流における入力パルス数は、８６８／４＝２１７パルスで、調光ボリューム４６の回転数は、２１７／２５６≒０．８５回転となる。
【００４３】
ＬＥＤ４３の最小から最大光量を得るには調光ボリューム４６を、最小の状態から約２．２８回転させて光量を増加させることが出来る。上記のようにＬＥＤ４３を定格電流まで駆動させた場合でもそれぞれの倍率に適した分解能でＬＥＤ４３が駆動されるので、調光ボリューム４６の回転量に応じて違和感なく光量を増加させることができる。このように、本実施形態によれば、各対物レンズ２５において調光ボリューム４６の回転数を少なく、かつ観察者に違和感を与えることなく光量を増加させることができる。
【００４４】
本実施形態においては、観察光路に配置された対物レンズ２５の種類を検出するための装備は備えていないので、対物レンズ２５を交換する際、観察光路に配置された対物レンズ２５の倍率は観察者が自身で認識する。上記のようにプログラムされた駆動テーブル６４を備えていれば、試料２８の観察中に対物レンズ２５を切り替えても、調光ボリューム４６の操作性を損なうことなく新たに観察光路に配置された対物レンズ２５の調光を行なうことができる。
【００４５】
このように本実施形態に係る顕微鏡システム１は、上述した駆動テーブル６４が予めＣＰＵ５２に内蔵されているので、ユーザーが光量調節に関して様々な情報を入力あるいは設定するための操作を省くことができる。さらに、レボルバ２２に装着されたどの対物レンズ２５を用いる場合であっても、調光時に調光ボリューム４６を数多く回転させる必要がなく、操作性に優れたものとなっている。
【００４６】
次に、本実施形態に係る顕微鏡システム１の調光制御の動作について説明する。図８は、本実施形態に係る顕微鏡システム１における調光制御のフロー図である。
【００４７】
まず顕微鏡システム１に電源を投入する（ステップＳ１００１）。顕微鏡システム１の電源が投入されている状態で調光ボリューム４６が回転操作されると、ＣＰＵ５２へエンコーダ４９の回転パルスが入力される。エンコーダ４９から出力され、ＣＰＵ５２へ入力されるパルスは、図４に示すように、９０°の位相差を持ったＡ相およびＢ相の２つの信号である。ＣＰＵ５２は入力されたＡ相およびＢ相の信号より調光ボリューム４６の回転方向を判別する（ステップＳ１００２）。ステップＳ１００３で調光ボリューム４６の回転方向がＣＷであればステップＳ１００４に進んで内部カウンタ６１のカウント数をアップする。一方、ステップＳ１００３で調光ボリューム４６の回転方向がＣＣＷであればステップＳ１００５に進んで内部カウンタ６１のカウント数をダウンする。そして調光ボリューム４６の回転量に基づき、駆動テーブル６４を参照して調光ボリューム４６の回転量に対応する制御信号をＤＡコンバータ５５へ出力する（ステップＳ１００６）。そして定電流回路５８に調光ボリューム４６の回転量に対応する大きさの電流が流れ、上述したようにＬＥＤ４３の光量が調節される。
（第２実施形態）
次に第２実施形態について説明する。
【００４８】
図９は、第２実施形態に係る顕微鏡システム２０１の照明装置の構成を示すブロック図である。第２実施形態に係る顕微鏡システム２０１の構成は、第１実施形態と略同様であり、同じ構成については同じ符号を用いて説明する。
【００４９】
本実施形態に係る顕微鏡システム２０１は、第１実施形態の顕微鏡システム１の構成に加えて、観察光路に配置された対物レンズ２５の種類を検知するための構成を備えている。レボルバ２２の対物レンズ２５を装着するための各装着部には、番地情報を示すためのマグネット（図示省略）が設けられ、各装着部の番地をマグネットの配置で表している。これらの番地はホールＩＣを用いたアドレス基板６７で読み出し、このアドレス基板６７からの信号がＣＰＵ５２の番地判別回路７０に入力される。これによりＣＰＵ５２は観察光路に現在配置されている番地を識別する。本実施形態においては、観察者はレボルバ２２の各番地へ対物レンズ２５を取り付け、その番地情報を操作部（図示省略）よりＣＰＵ５２に入力する。これによりＣＰＵ５２は現在観察光路に配置されている対物レンズ２５を識別することができる。
【００５０】
第１実施形態においては、図５（ａ）の各グラフの傾きに着目して、各対物レンズ２５においてＬＥＤ４３を駆動する電流変化の分解能を最適にする駆動テーブル６４を構成した。ところで、第１実施形態における駆動テーブル６４を用いても、各対物レンズ２５の光量の低い部分、例えば図５（ａ）における駆動電流が１６mAより小さい領域は、対物レンズ２５の倍率にかかわらず１４bitの分解能でＬＥＤ４３の駆動を行なっている。しかし、第１実施形態で示したように、２０倍以上の対物レンズ２５にあっては、ＬＥＤ４３の駆動分解能は１４bitである必要はない（図６（ｂ）参照）。例えば２０倍の対物レンズ２５では１３bitの駆動分解能で良い。そうすると、２０倍の対物レンズ２５におけるＤＡコンバータ５５の入力ステップ数の最大設定値を図６（ｃ）に示すように１５００としても、実際必要となるステップ数は１５００／２＝７５０ステップとなる。その結果、入力パルス数は７５０／４＝１８７．５パルスとなり、調光ボリューム４６の回転数は、１８７．５／２５６≒０．７３回転となる。その結果、最小から最大（この場合照度４０lx）まで０．７３回転となり、一回転以内で操作することができるようになる。
【００５１】
同様に、図６（ｂ）および図６（ｃ）を参照すると、４０倍の対物レンズ２５においてはＬＥＤ４３の駆動分解能は１２bitなので、実際必要となるステップ数は２５００／４＝６２５ステップとなる。その結果、入力パルス数は６２５／４＝１５６．２５パルスとなり、調光ボリューム４６の回転数は、１５６．２５／２５６≒０．６１回転となる。１００倍の対物レンズ２５においてはＬＥＤ４３の駆動分解能は１０bitなので、実際必要となるステップ数は１０３００／１６＝６４３．７５ステップとなる。その結果、入力パルス数は６４３．７５／４＝１６０．９３７５パルスとなり、調光ボリューム４６の回転数は、１６０．９３７５／２５６≒０．６３回転となる。
【００５２】
以上より、観察光路に配置された対物レンズ２５の倍率が識別できれば、その対物レンズ２５で観察する際の調光ボリューム４６の回転数をさらに少なくすることができる。そこで本実施形態に係る顕微鏡システム２０１において、ＣＰＵ５２がＬＥＤ４３の光量を変化させるときに参照する駆動テーブル２６４は次のような構成となる。ＤＡコンバータ５５のステップ１〜ステップ１０３００の全範囲について、ステップ１からステップ９３０までの第１範囲と、ステップ１からステップ１５００までの第２範囲と、ステップ１からステップ２５００までの第３範囲と、ステップ１からステップ１０３００までの第４範囲との４つの範囲に分類し、ＤＡコンバータ５５に入力される制御信号のステップ数を、観察光路に配置された対物レンズ２５の倍率が４倍または１０倍であれば第１範囲を適用してＬＥＤ４３の駆動分解能を１４bitとして演算し、対物レンズ２５の倍率が２０倍であれば第２範囲を適用してＬＥＤ４３の駆動分解能を１３bitとして演算し、対物レンズ２５の倍率が４０倍であれば第３範囲を適用してＬＥＤ４３の駆動分解能を１２bitとして演算し、対物レンズ２５の倍率が１００倍であれば第４範囲を適用してＬＥＤ４３の駆動分解能を１０bitとして演算するようになっている。
【００５３】
上記は明視野観察を例にしているが、他の観察でも観察法をＣＰＵへ入力しＣＰＵが観察情報を持つことにより最適な駆動テーブルとすることが出来る。例えば位相差観察を例にすれば、図７より、全範囲で１０bitで演算すれば良い。この時、ＬＥＤ４３の定格電流における入力パルス数は、１０２３．９３７５／４≒２５６パルスで、調光ボリューム４６の回転数は、２５６／２５６＝１回転となる。
【００５４】
本実施形態では、ＬＥＤ４３の光量を調節するために、このようにプログラムされた駆動テーブル２６４が予めＣＰＵ５２に内蔵されている。従ってユーザーは、光量調節に関して、レボルバ２２へ取り付けた対物レンズ２５の番地情報をＣＰＵ５２に入力する以外は、入力あるいは設定操作を省くことができる。さらに、レボルバ２２のどの対物レンズ２５を用いる場合であっても、調光時に調光ボリューム４６を数多く回転させる必要がなく、操作性に優れたものとなっている。
【００５５】
次に、本実施形態に係る顕微鏡システム２０１の調光制御の動作について説明する。図１０は、本実施形態に係る顕微鏡システム２０１における調光制御のフロー図である。
【００５６】
まず顕微鏡システム２０１に電源を投入する（ステップＳ２００１）。その後観察者は、操作部（図示省略）より、レボルバ２２へ取り付けた対物レンズ２５の番地情報をＣＰＵ５２に入力する（ステップＳ２００２）。顕微鏡システム２０１の電源が投入されている状態で調光ボリューム４６が回転操作されると、ＣＰＵ５２へエンコーダ４９の回転パルスが入力される。エンコーダ４９から出力され、ＣＰＵ５２へ入力されるパルスは、図４に示すように、９０°の位相差を持ったＡ相およびＢ相の２つの信号である。ＣＰＵ５２は入力されたＡ相およびＢ相の信号より調光ボリューム４６の回転方向を判別する（ステップＳ２００３）。ステップＳ２００４で調光ボリューム４６の回転方向がＣＷであればステップＳ２００５に進んで内部カウンタ６１のカウント数をアップする。一方、ステップＳ２００４で調光ボリューム４６の回転方向がＣＣＷであればステップＳ２００６に進んで内部カウンタ６１のカウント数をダウンする。ＣＰＵ５２はアドレス基板６７が読み出したアドレス信号から観察光路に配置された対物レンズ２５を判別する（ステップＳ２００７）。そして判別した対物レンズ２５の倍率および調光ボリューム４６の回転量に基づき、駆動テーブル２６４を参照して調光ボリューム４６の回転量に対応する制御信号をＤＡコンバータ５５へ出力する（ステップＳ２００８）。そして定電流回路５８に調光ボリューム４６の回転量に対応する大きさの電流が流れ、ＬＥＤ４３の光量が調節される。
【００５７】
以上で各実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されず適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１、２０１  顕微鏡システム
４  本体部
７  ベース部
１０  片持ちアーム
１３  支持部
１６  鏡筒
１９  接眼レンズ
２２  レボルバ
２５  対物レンズ
２８  試料
３１  ステージ
３４  コンデンサレンズ
３７  上下動ハンドル
４０  ランプハウス
４３  ＬＥＤ
４６  調光ボリューム
４９  エンコーダ
５２  ＣＰＵ
５５  ＤＡコンバータ
５８  定電流回路
５９、６２  バッファ回路
６１  内部カウンタ
６４、２６４  駆動テーブル
６７  アドレス基板
７０  番地判別回路
【図１】
0005866882.tif 000002
【図２】
0005866882.tif 000003
【図３】
0005866882.tif 000004
【図４】
0005866882.tif 000005
【図５】
0005866882.tif 000006
【図６】
0005866882.tif 000007
【図７】
0005866882.tif 000008
【図８】
0005866882.tif 000009
【図９】
0005866882.tif 000010
【図１０】
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