(57)【要約】【課題】カメラによって撮像した試料の画像を良好に観察することができる制御装置、顕微鏡を提供すること。【解決手段】試料撮像用のカメラヘッド３３を備えた顕微鏡１における試料照明用のＰＷＭ制御可能なＬＥＤ光源部２９の点灯のタイミングを、カメラヘッド３３の露光のタイミングに合わせるように制御する制御装置４９。【選択図】図１
2011022334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料撮像用のカメラを備えた光学観察装置における試料照明用のパルス変調制御可能な光源部の点灯のタイミングを、前記カメラの露光のタイミングに合わせるように制御することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記カメラの露光のタイミングとは、露光を開始する時であり、この露光開始の時に前記光源部の点灯を開始し、更に露光開始から露光終了の期間は、前記光源部は点灯を継続させることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記光源部に出力する制御信号のデューティ比を変更可能なＰＷＭ制御回路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記光源部はＬＥＤ光源部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記光学観察装置であり、ステージ上に載置された試料を観察するための対物レンズと接眼レンズと、請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置を有することを特徴とする顕微鏡。
【請求項６】
前記制御装置に接続され、前記光源部から発する照明光を調光するための調光操作部を有することを特徴とする請求項５に記載の顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料撮像用のカメラを備えた顕微鏡などの光学観察装置において、試料照明用の例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用した光源部を、例えば特許文献１に開示されているようなパルス変調制御回路により制御するものがある。ＬＥＤにはハロゲンランプと比較して高速応答、省電力、低発熱、長寿命、低コストなどの利点がある。またパルス変調制御回路によれば電力ロスを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５２０９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の顕微鏡などの光学観察装置において、例えばＬＥＤを使用した光源部をパルス変調制御している場合、ある周波数で光源部が点灯と消灯を繰り返している。この状態で、例えば顕微鏡の双眼部などを用いて試料を観察する時は、一定の周波数以上で光源部が点灯と消灯を繰り返していれば、目の残像効果によりちらつきなどを感じることはなく、問題はない。しかし、カメラによって撮像した試料の画像をＰＣ（Personal Computer）などのディスプレイに表示して観察する時は、カメラの露光のタイミングと光源部の点灯のタイミングとのずれによって、画面にちらつきなどを生じてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、カメラによって撮像した試料の画像を良好に観察することができる制御装置、顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置は、試料撮像用のカメラを備えた光学観察装置における試料照明用のパルス変調制御可能な光源部の点灯のタイミングを、前記カメラの露光のタイミングに合わせるように制御することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る顕微鏡は、前記光学観察装置であり、ステージ上に載置された試料を観察するための対物レンズと接眼レンズと、前記制御装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、カメラによって撮像した試料の画像を良好に観察することができる制御装置、顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る制御装置を有する顕微鏡の構成を示す側面図である。
【図２】実施形態に係る制御装置を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る制御装置によるＰＷＭ制御信号の改正を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本願の実施形態に係る制御装置と、これを有する顕微鏡について図面を参照して説明する。
【００１１】
まず、実施形態に係る制御装置を有する顕微鏡について説明する。
【００１２】
図１に示すように、内部に後述の実施形態に係る制御装置４９を有する顕微鏡（光学観察装置）１は、顕微鏡本体３とカメラシステム５とから構成されている。顕微鏡本体３は、ベース７、支柱９、アーム１１、アーム１１に取り付けられたレボルバ１３及び鏡筒１５を有する。顕微鏡本体３に取り付けられたステージ１７上に載置された図示しない試料を観察するために、レボルバ１３に複数の対物レンズ１９が取り付けられ、また鏡筒１５の双眼部２１には接眼レンズ２３が保持されている。また、符号２５は視野絞り環、符号２７はベース７側面に設けられた焦準ハンドル、符号２９は試料照明用のＬＥＤ光源部を示す。
【００１３】
試料を撮影するためのカメラシステム５は、鏡筒１５上部に設けられたポート３１に取り付けられたカメラヘッド３３と、カメラヘッド３３にケーブルにより接続されたＣＣＵ（Camera Control Unit）３５と、ＣＣＵ３５に接続されたＰＣ３７などから構成される。カメラヘッド３３の露光時間は検鏡者が任意に設定することができる。なお、図１に示す顕微鏡１の構成は一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１４】
検鏡者は、双眼部２１の接眼レンズ２３で試料を観察することができる。また、検鏡者は、カメラヘッド３３によって撮像した試料の画像をＰＣ３７のディスプレイに表示して観察することができる。ＰＣ３７のディスプレイには、Ｌｉｖｅ画像、静止画像共に表示することが可能である。
【００１５】
顕微鏡本体３の内部には顕微鏡本体３を制御する図示しない制御部が設けられている。例えばＰＣ３７のディスプレイにＬｉｖｅ画像を表示している時、ケーブル２を通してＣＣＵ３５から前記制御部へ、露光開始を示す露光開始信号（トリガ信号）、露光していることを示す露光信号、撮像した画像データをメモリに転送していることを示す画像データ転送信号などのカメラシステム５の状態を表す信号を出力している（図３参照）。
【００１６】
次に、実施形態に係る制御装置について図１から図３を参照して説明する。
【００１７】
顕微鏡本体３の内部には、ＬＥＤ光源部２９を駆動するＬＥＤ駆動回路として、パルス変調制御回路の一種である定電圧ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御回路３９が形成された基板が設けられている（図２参照）。なお、定電圧ＰＷＭ制御回路３９は定電流ＰＷＭ制御回路であってもよい。図２における符号４１はＬＥＤ光源部２９のＬＥＤ、符号４３は電流制限抵抗を示す。
【００１８】
ＬＥＤ４１をＰＷＭ制御可能な定電圧ＰＷＭ制御回路３９は、ＬＥＤ４１に出力する制御信号のデューティ比を変更することができる。検鏡者は、定電圧ＰＷＭ制御回路３９に接続された調光操作部４５（図２参照）を操作することにより、上記の制御信号のデューティ比を変更し、ＬＥＤ４１の照明光の光量を調整する（調光する）ことができる。調光操作部４５は、図１には図示しないが、例えば顕微鏡本体３の側面に設けたダイヤルである。
【００１９】
定電圧ＰＷＭ制御回路３９に接続されたコネクタである露光開始信号入力部４７が顕微鏡本体３の背面に設けられており、露光開始信号入力部４７にＣＣＵ３５がケーブル２により接続されている。ＰＣ３７のディスプレイにＬｉｖｅ画像を表示している時、又は静止画像の場合、その一枚を表示している時、上述の露光開始信号がＣＣＵ３５から出力されて露光開始信号入力部４７に入力されるように構成されている。
【００２０】
図２に示す定電圧ＰＷＭ制御回路３９、露光開始信号入力部４７などから本実施形態の制御装置４９が構成されている。なお、制御装置４９は顕微鏡本体３の外部に設けることもできる。制御装置４９の定電圧ＰＷＭ制御回路３９は、ＰＣ３７のディスプレイにＬｉｖｅ画像を表示している時（この時の顕微鏡１の状態を以下Ｌｉｖｅ画像モードという）、露光開始信号入力部４７に入力された露光開始信号に基づいて、カメラヘッド３３の露光のタイミングにＬＥＤ４１の点灯のタイミングを合わせるようにＬＥＤ４１を制御する。なお、カメラヘッド３３の露光のタイミングとは、露光を開始する時であり、この露光開始の時にＬＥＤ４１の点灯を開始し、更に露光開始から露光終了の期間は、ＬＥＤ４１の点灯を継続させる。
【００２１】
図３には、上から順に、上述のＬｉｖｅ画像モードにおいてＣＣＵ３５から出力される露光開始信号とこの露光開始信号によって開始される露光のための露光信号と画像データ転送信号の波形、改正前（従来）のＰＷＭ制御信号、即ち上述のタイミングを合わせるための調整を行わない状態で定電圧ＰＷＭ制御回路３９がＬＥＤ４１に出力する制御信号の波形、及びこの状態でカメラヘッド３３により試料を撮像した場合の画像の明るさ、改正後（本発明）のＰＷＭ制御信号、即ち上述のタイミングを合わせるための調整を行った状態で定電圧ＰＷＭ制御回路３９がＬＥＤ４１に出力する制御信号の波形、及びこの状態でカメラヘッド３３により試料を撮像した場合の画像の明るさが示されている。
【００２２】
図３に示すように、カメラヘッド３３の露光のタイミングにＬＥＤ４１の点灯のタイミングが合っていない状態での画像には、ＬＥＤ４１が点灯している時に露光した場合（図３中、左から１つ目、２つ目及び４つ目、５つ目の露光信号と改正前のＬＥＤＰＷＭ制御信号のタイミングを比較）とＬＥＤ４１が消灯している時に露光した場合（図３中、左から３つ目及び６つ目の露光信号と改正前のＬＥＤＰＷＭ制御信号のタイミングを比較）とで明暗の差が生じ、画面にちらつきが発生する。つまり、動画であるＬｉｖｅ画像を表示する場合、連続する明るい画像中に暗い画像が挿入された形で表示されてしまうので、画面がちらつくように感じてしまう。また、静止画像の表示の場合、上述のタイミングがずれた時に取得した画像は、暗い画像となってしまう。また、ＬＥＤ４１を調光するために制御信号のデューティ比を変更すると、画面のちらつきの程度が変化してしまう。つまり、連続する明るい画像中に暗い画像がより多く或いは少なく挿入された形でＬｉｖｅ画像が表示されてしまう。
【００２３】
なお、図３では露光信号の周期が改正前のＰＷＭ制御信号の周期より短い状態を例示しているが、露光信号の周期が改正前のＰＷＭ制御信号の周期より長い状態であっても、露光時間内にＬＥＤ４１が何回点灯するかによって画像の明るさに差が生じ、ちらつきの原因となってしまう。
【００２４】
一方、図３に矢印で示した本発明では、カメラ３３の露光のタイミングにＬＥＤ４１の点灯のタイミングを合わせており、常にＬＥＤ４１が点灯している時に露光されるため、取得される画像はどれも明るい画像となり、画面にちらつきは発生しない。よってＬｉｖｅ画像や静止画像を良好に観察することができる。
【００２５】
なお、露光開始信号の周波数とＰＷＭ制御信号の周波数が合っているこの状態においても、検鏡者は、ＬＥＤ４１を調光するために調光操作部４５を操作してＰＷＭ制御信号のデューティ比を任意に変更することができる。
【００２６】
また、検鏡者は、ＰＣ３７のディスプレイに表示されているＬｉｖｅ画像を観察しながら、必要に応じて静止画像を撮影することができる。静止画像の撮影は、例えばＰＣ３７のディスプレイ上のＧＵＩ（Graphical User Interface）に配置されている撮影操作部、或いは顕微鏡本体３の焦準ハンドル２７の粗動・微動ハンドルの支軸の先端周に設けた撮影操作部（撮影ボタン）などを操作し、ＣＣＵ３５に露光開始信号（トリガ信号）を入力することにより行うことができる。
【００２７】
このように静止画像を撮影する場合でも、露光開始信号をＣＣＵ３５から露光開始信号入力部４７に導き、定電圧ＰＷＭ制御回路３９によりカメラ３３の露光のタイミングにＬＥＤ４１の点灯のタイミングを合わせるようにＬＥＤ４１を制御することで、常に明るい静止画像を取得することができる。よってディスプレイに複数枚の静止画像を並べて表示したような場合でも、違和感なく良好に観察することができる。
【００２８】
以上のように、本実施形態の制御装置４９と、これを有する顕微鏡１によれば、カメラ３３によって撮像した試料の画像を良好に観察することができる。
【００２９】
なお、上述の実施形態は例に過ぎず、上述の構成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。
【符号の説明】
【００３０】
１          顕微鏡
３          顕微鏡本体
５          カメラシステム
１７        ステージ
１９        対物レンズ
２３        接眼レンズ
２９        ＬＥＤ光源部
３３        カメラヘッド
３５        ＣＣＵ
３７        ＰＣ
３９        定電圧ＰＷＭ制御回路
４１        ＬＥＤ
４５        調光操作部
４７        露光開始信号入力部
４９        制御装置
【図１】
2011022334.tif 000003
【図２】
2011022334.tif 000004
【図３】
2011022334.tif 000005