顕微鏡用照明制御装置及びこれを有する顕微鏡システム
【課題】顕微鏡用の照明装置の光源を容易に交換して使用できるようにする。
【解決手段】LED照明部１１は、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃとLEDチップ４１ａ乃至４１ｃの特性を表す特性データが記録されたメモリ４２ａ乃至４２ｃとを備えるLEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの着脱が可能である。照明制御装置１２のLED駆動回路５１ａ乃至５１ｃは、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのLEDチップ４１ａ乃至４１ｃをそれぞれ駆動する。LED制御回路５２は、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのメモリ４２ａ乃至４２ｃに記録されている特性データを読み出し、読み出した特性データに基づいて、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃを制御する。本発明は、例えば、顕微鏡用の照明装置を制御する照明制御装置に適用できる。
【解決手段】LED照明部１１は、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃとLEDチップ４１ａ乃至４１ｃの特性を表す特性データが記録されたメモリ４２ａ乃至４２ｃとを備えるLEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの着脱が可能である。照明制御装置１２のLED駆動回路５１ａ乃至５１ｃは、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのLEDチップ４１ａ乃至４１ｃをそれぞれ駆動する。LED制御回路５２は、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのメモリ４２ａ乃至４２ｃに記録されている特性データを読み出し、読み出した特性データに基づいて、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃを制御する。本発明は、例えば、顕微鏡用の照明装置を制御する照明制御装置に適用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡用照明制御装置及びこれを有する顕微鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、LED（Light Emitting Diode）の温度特性、電圧特性、経時特性を記憶しておき、LEDの温度、順方向電圧、使用累積時間に応じて、LEDを駆動するDUTY比を変化させ、ホワイトバランスを一定に保つLED光源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９６１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、顕微鏡を使用する場合、標本の種類や観察方法によって、標本の観察に用いる照明の波長を変更することがある。一方、LEDは製品によって特性が異なり、駆動特性が異なる。そのため、標本の観察に用いる照明の波長を変更するためにLEDを交換するたびに、それに合わせてLEDの駆動回路を交換したり、駆動回路の調整を行ったりする必要が生じ、作業が煩雑になっていた。特許文献１に記載の発明は、予め装置に組み込まれているLEDを特性に応じて駆動するものであり、LEDを交換することについては考慮されていない。
【０００５】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、顕微鏡用の照明装置の光源を容易に交換して使用できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面の顕微鏡用照明制御装置は、光源の特性を表す特性データが記録されたメモリを備え、顕微鏡用の照明装置に着脱可能に装着される光源モジュールの光源を駆動する駆動手段と、前記照明装置に前記光源モジュールが装着された状態にあるとき、前記メモリに記録されている前記特性データを読み出し、読み出した前記特性データに基づいて、前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、顕微鏡用の照明装置の光源を容易に交換して使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。
【０００９】
図１は、本発明を適用した顕微鏡システムの一実施の形態を示すブロック図である。図１の顕微鏡システム１は、落射照明を用いて標本の観察が可能な顕微鏡であり、LED照明部１１、照明制御装置１２、落射照明ユニット１３、顕微鏡装置１４、および、外部制御装置１５を含むように構成される。
【００１０】
LED照明部１１は、落射照明光を発する照明装置である。LED照明部１１には、LEDをモジュール化した複数のLEDモジュール２１ａ乃至２１ｃが装着されている。LED照明部１１は、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの点灯および消灯を個々に制御することができ、点灯するLEDを選択したり、複数のLEDを同時に点灯し、照明光を合成したりすることが可能である。
【００１１】
ここで、さらに図２および図３を参照して、LEDモジュール２１ａの構成の詳細について説明する。なお、図２は、LEDモジュール２１ａの外観を模式的に示す側面図であり、図３は、LEDモジュール２１ａのLED基板３１ａの外観を模式的に示す正面図である。
【００１２】
LEDモジュール２１ａにおいては、LED基板３１ａが、ネジ部７１ａの上に設置され、ネジ部７１ａは、冷却用の放熱板７２ａ上に設置されている。また、LED基板３１ａには、LEDをチップ化したLEDチップ４１ａ、メモリ４２ａ、温度センサ４３ａ、および、コネクタ４４ａが設けられている。
【００１３】
不揮発性のメモリ４２ａには、例えば、LEDモジュール２１ａを生産するメーカにおいて、LEDモジュール２１ａの特性を表す以下の１１種類のデータを含む特性データが記録される。
【００１４】
１．LED種別データ
LEDチップ４１ａの種別を示す。例えば、紫外線LED、赤外線LED、白色LED、可視単光LEDなどを示す。
２．最大電流データ
LEDチップ４１ａの駆動電流の定格値を示す。
３．順方向電圧データ
LEDチップ４１ａの順方向電圧の定格値を示す。なお、この値はLEDチップ４１ａの直列数などにより変動する。
４．モジュール形状データ
LEDモジュール２１ａの形状、LEDチップ４１ａの大きさなどを示す。
５．LEDチップ型名データ
LEDチップ４１ａのメーカ、型名などを示す。
６．発光出力データ
LEDチップ４１ａのパワー（明るさ）、光度ランクなどを示す。
７．分光波長特性データ
LEDチップ４１ａに定格電流を流したときに発せられる光の中心波長、LEDチップ４１ａから発せられる光の分光波長特性（例えば、半値幅など）などを示す。
８．色温度データ
LEDチップ４１ａの色温度を示す。特に、LEDチップ４１ａが白色LEDの場合に必要となる。
９．発光波長温度係数データ
LEDチップ４１ａの温度変化に対する中心発光波長の変化率を表す係数を示す。
１０．発光出力温度係数データ
LEDチップ４１ａの温度変化に対する発光出力の変化率を表す係数を示す。例えば、LEDチップ４１ａの発光出力温度係数データが、−0.25％／℃である場合、LEDチップ４１ａの発光出力は、10℃の温度上昇で−2.5％変動する。
１１．熱抵抗データ
LEDチップ４１ａのジャンクションと温度センサ４３ａとの間の熱抵抗を示す。
【００１５】
温度センサ４３ａは、LEDチップ４１ａの近傍に設置され、LEDモジュール２１ａの温度（より詳細には、LEDチップ４１ａの近傍のLED基板３１ａの温度）を測定する。
【００１６】
LEDチップ４１ａ、メモリ４２ａ、および、温度センサ４３ａは、コネクタ４４ａに接続されている。なお、メモリ４２ａおよび温度センサ４３ａとコネクタ４４ａとの間の配線は、配線本数を少なくするためにワンワイヤインターフェースなどのシリアル通信インタフェースを適用することが望ましい。
【００１７】
LEDモジュール２１ａは、LED照明部１１の図示せぬネジ部にネジ部７１ａを嵌合することにより、LED基板３１ａが設けられている方向からLED照明部１１に装着される。そして、LED照明部１１のコネクタ２２ａにコネクタ４４ａを接続することにより、LED照明部１１において、LEDモジュール２１ａを使用することが可能となる。逆に、コネクタ２２ａからコネクタ４４ａを取り外し、ネジ部７１ａをLED照明部１１の図示せぬネジ部から取り外すことにより、LED照明部１１からLEDモジュール２１ａを簡単に取り外すことができる。
【００１８】
なお、LEDモジュール２１ａをLED照明部１１に装着する方法は、ネジ嵌合以外の方法を用いてもよく、その場合には、簡単に着脱することができ、かつ、装着した状態がしっかりと安定する方法（例えば、プラグイン構造など）を適用することが望ましい。
【００１９】
なお、図１において図示を省略しているが、LEDモジュール２１ｂおよびLEDモジュール２１ｃも、LEDモジュール２１ａと同様の構成を有している。すなわち、LEDモジュール２１ｂは、LED基板３１ｂ、LEDチップ４１ｂ、メモリ４２ｂ、温度センサ４３ｂ、コネクタ４４ｂ、ネジ部７１ｂ、および、放熱板７２ｂを含むように構成され、LEDモジュール２１ｃは、LED基板３１ｃ、LEDチップ４１ｃ、メモリ４２ｃ、温度センサ４３ｃ、コネクタ４４ｃ、ネジ部７１ｃ、および、放熱板７２ｃを含むように構成される。また、LEDモジュール２１ｂのメモリ４２ｂ、および、LEDモジュール２１ｃのメモリ４２ｃには、それぞれ、LEDモジュール２１ａのメモリ４２ａに記録されているデータと同様の特性データが記録されている。さらに、LEDモジュール２１ｂおよび２１ｃのコネクタ４４ｂおよび４４ｃは、LED照明部１１のコネクタ２２ｂおよび２２ｃにそれぞれ接続される。
【００２０】
なお、以下、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃ、LED基板３１ａ乃至３１ｃ、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃ、メモリ４２ａ乃至４２ｃ、温度センサ４３ａ乃至４３ｃ、コネクタ４４ａ乃至４４ｃ、ネジ部７１ａ乃至７１ｃ、放熱板７２ａ乃至７２ｃを個々に区別する必要がない場合、それぞれ、単にLEDモジュール２１、LED基板３１、LEDチップ４１、メモリ４２、温度センサ４３、コネクタ４４、ネジ部７１、および、放熱板７２と称する。
【００２１】
なお、図１では、LED照明部１１に装着可能なLEDモジュール２１の個数を３個とする例を示したが、例えば、１個、２個、あるいは、４個以上とすることも可能である。
【００２２】
不揮発性のメモリ２３は、例えば、LED照明部１１を生産するメーカにおいて、LED照明部１１の形状などを含むLED照明部１１の属性データが記録される。
【００２３】
そして、コネクタ２２ａ乃至２２ｃおよびメモリ２３と、コネクタ２４とは、電気的に接続され、コネクタ２４は、照明制御装置１２のコネクタ５６に接続されている。
【００２４】
照明制御装置１２のLED駆動回路５１ａ乃至５１ｃは、LED制御回路５２の制御の基に、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのLEDチップ４１ａ乃至４１ｃをそれぞれ駆動する。また、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃは、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃに流れている駆動電流およびLEDチップ４１ａ乃至４１ｃに印加されている駆動電圧を測定し、測定結果を示すデータをLED制御回路５２に供給する。なお、以下、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃを個々に区別する必要がない場合、単にLED駆動回路５１と称する。
【００２５】
LED制御回路５２は、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの特性データをメモリ４２ａ乃至４２ｃから読み出し、温度センサ４３ａ乃至４３ｃからLED基板３１ａ乃至３１ｃの温度を示すデータを取得する。また、LED制御回路５２は、LED照明部１１のメモリ２３からLED照明部１１の属性データを読み出す。さらに、LED制御回路５２は、入力装置５３を用いてユーザにより入力される、LEDの光量、ON/OFF、外部トリガによる外部制御設定などを設定するための設定情報を取得する。また、LED制御回路５２は、必要に応じて、各LEDモジュール２１の特性、温度、状態などを示すデータを顕微鏡装置１４および外部制御装置１５に供給する。さらに、LED制御回路５２は、各LEDチップ４１の点灯状態の制御を指令する制御信号を顕微鏡装置１４および外部制御装置１５から取得する。
【００２６】
LED制御回路５２は、入力装置５３から取得した設定情報、各LEDモジュール２１から取得した特性データおよび温度データ、LED駆動回路５１から取得した各LEDチップ４１の駆動電流および駆動電圧、顕微鏡装置１４および外部制御装置１５から供給される制御信号に基づいて、各LED駆動回路５１を制御する。また、LED制御回路５２は、必要に応じて、各LEDモジュール２１から取得した特性データ、各LEDチップ４１の状態、ユーザにより設定された設定情報などを表示器５４に表示させる。
【００２７】
落射照明ユニット１３は、LED照明部１１により発せられる照明光の光路を制御したり、照明光から所定の波長成分を抽出したりして、顕微鏡装置１４の図示せぬステージ上に設置された標本に照明光を照射する。落射照明ユニット１３は、バリヤフィルタ、エキサイタフィルタなどのフィルタを備えるフィルタキューブを複数装着でき、使用するフィルタキューブを選択することが可能なフィルタターレットを備えている。落射照明ユニット１３は、照明光が透過するように設定されているフィルタキューブの特性（例えば、透過波長など）を示すデータを顕微鏡装置１４に供給する。
【００２８】
顕微鏡装置１４は、落射照明ユニット１３を介して照射される落射照明光を用いて標本の観察が可能な顕微鏡である。
【００２９】
外部制御装置１５は、例えば、PC（パーソナルコンピュータ）などにより構成される。外部制御装置１５は、顕微鏡装置１４およびLED制御回路５２の制御を行ったり、顕微鏡装置１４により観察される標本の画像および顕微鏡装置１４の状態を示すデータを取得し、取得した画像やデータを表示したりする。
【００３０】
次に、図４のフローチャートを参照して、顕微鏡システム１により実行される照明制御処理について説明する。なお、この処理は、例えば、照明制御装置１２の電源がオンされたとき開始される。
【００３１】
ステップＳ１において、LED制御回路５２は、LED照明部１１に装着されているLEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの特性データをメモリ４２ａ乃至４２ｃから読み込む。
【００３２】
ステップＳ２において、LED制御回路５２は、LED照明部１１の属性データをメモリ２３から読み出す。
【００３３】
ステップＳ３において、LED制御回路５２は、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのモジュール形状データ、および、LED照明部１１の属性データに基づいて、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの形状がLED照明部１１に適合するか否かを判定する。LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの形状がLED照明部１１に適合すると判定された場合、処理はステップＳ４に進む。
【００３４】
ステップＳ４において、LED制御回路５２は、インターロック制御が必要であるか否かを判定する。具体的には、LED制御回路５２は、LED種別データに基づいて、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのうち少なくとも１つから紫外線などの人体に悪影響を及ぼす危険性のある光が照射されることを検出した場合、インターロック制御が必要であると判定し、処理はステップＳ５に進む。
【００３５】
ステップＳ５において、顕微鏡システム１は、インターロック制御を行う。具体的には、顕微鏡装置１４から照明制御装置１２のLED制御回路５２には、LED照明部１１から照射される照明光が顕微鏡装置１４の接眼部に到達する光路設定になっているか否かを示す信号が入力されている。LED制御回路５２は、その信号に基づいて、顕微鏡装置１４の接眼部に照明光が到達する光路設定になっていることを検出した場合、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃのうち人体に悪影響を及ぼす危険性のある光を発するLEDチップを点灯しないように、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃを制御する。これにより、人体に悪影響を及ぼす危険性のある光が誤ってユーザの目などに照射されることが防止される。その後、処理はステップＳ６に進む。
【００３６】
一方、ステップＳ４において、インターロック制御が必要ないと判定された場合、ステップＳ５の処理はスキップされ、処理はステップＳ６に進む。
【００３７】
ステップＳ６において、LED制御回路５２は、最大電流値を設定する。具体的には、LED制御回路５２は、各LEDモジュール２１を駆動する駆動電流の最大値が、各LEDモジュール２１の最大電流データにより示される定格値以下になるように、各LED駆動回路５１を設定する。これにより、手動により駆動電流の定格値を設定することなく、各LEDモジュール２１に流れる駆動電流の可変範囲が自動的に設定される。そして、各LEDチップ４１ａ乃至４１ｃの駆動電流の大小に関わらず、定格値を超える駆動電流が流れてLEDチップ４１ａ乃至４１ｃが故障することが防止される。
【００３８】
ステップＳ７において、LED制御回路５２は、最大駆動電圧を設定する。具体的には、LED制御回路５２は、各LEDモジュール２１の順方向電圧データに基づいて、各LEDモジュール２１に印加される電圧が、各LEDモジュール２１を駆動するために最適な電圧になるように、各LED駆動回路５１を制御する。これにより、例えば、照明光のフリッカノイズを低減するために、各LEDモジュール２１に対してリニアな定電流制御を行う場合に、各LEDモジュール２１の駆動電圧を最適化することができ、各LED駆動回路５１の図示せぬ定電流回路の発熱を抑えることができる。
【００３９】
ステップＳ８において、LED制御回路５２は、特性データが要求されたか否かを判定する。LED制御回路５２が、外部制御装置１５から特性データが要求されたと判定した場合、処理はステップＳ９に進む。
【００４０】
ステップＳ９において、LED制御回路５２は、各LEDモジュール２１の特性データを外部制御装置１５に送信する。
【００４１】
ステップＳ１０において、外部制御装置１５は、特性データに基づく処理を行う。例えば、外部制御装置１５は、現在設定されている落射照明光のフィルタキューブの特性を示すデータを顕微鏡装置１４から読み出す。外部制御装置１５は、フィルタキューブの透過特性と、各LEDチップ４１の波長特性（例えば、中心波長、半値幅など）を表示する。これにより、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃとフィルタキューブの組み合わせが適切であるか否かを容易に確認することができ、誤った組み合わせで使用されることを防止することができる。
【００４２】
また、例えば、外部制御装置１５は、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃに白色LEDが含まれる場合、そのLEDチップ４１の色温度を表示する。白色LEDは色温度のばらつきが大きいため、例えば、複数の顕微鏡で照明光の色調を合わせたい場合に、色温度を表示することにより、各顕微鏡において色温度が同様のLEDモジュール２１を選択することが容易になる。
【００４３】
その後、処理はステップＳ１１に進む。
【００４４】
一方、ステップＳ８において、特性データが要求されていないと判定された場合、ステップＳ９およびＳ１０の処理はスキップされ、処理はステップＳ１１に進む。
【００４５】
ステップＳ１１において、LED制御回路５２は、各LEDモジュール２１の測定データを取得する。具体的には、LED制御回路５２は、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの温度データを温度センサ３３ａ乃至３３ｃから取得する。また、LED制御回路５２は、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃの駆動電流および駆動電圧の値を示すデータを、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃから取得する。
【００４６】
LED制御回路５２は、温度センサ３３ａにより検出されたLED基板３１ａの温度、LEDチップ４１ａのジャンクションと温度センサ４３ａとの間の熱抵抗、並びに、LEDチップ４１ａの駆動電圧および駆動電流に基づいて、LEDチップ４１ａの温度を算出する。LED制御回路５２は、LEDチップ４１ｂ，４１ｃの温度も同様にして算出する。
【００４７】
ステップＳ１２において、LED制御回路５２は、測定データが要求されたか否かを判定する。LED制御回路５２が、外部制御装置１５から測定データが要求されたと判定した場合、処理はステップＳ１３に進む。
【００４８】
ステップＳ１３において、LED制御回路５２は、測定データ、すなわち、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃの駆動電流、駆動電圧および温度を示すデータを外部制御装置１５に送信する。
【００４９】
ステップＳ１４において、外部制御装置１５は、測定データを記録する。具体的には、外部制御装置１５は、各LEDチップ４１の温度と発光波長の温度係数データに基づいて、各LEDチップ４１の発光波長を算出する。また、外部制御装置１５は、各LEDチップ４１の温度と発光出力の温度係数データに基づいて、各LEDチップ４１の発光出力を算出する。外部制御装置１５は、各LEDチップ４１の駆動電流、駆動電圧、温度、発光波長および発光出力を、現在の時刻とともに記録する。
【００５０】
このようにして、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃに関する測定データを時系列に記録することにより、例えば、異なる顕微鏡システム１あるいは同じ顕微鏡システム１において、後で同じ観察条件（照明強度）を再現して、標本の観察を行うことが容易になる。
【００５１】
LEDの発光出力は、ハロゲンランプなどの光源と比べて個体差が大きく、同一型番であってもバラツキが大きい。また、顕微鏡の照明装置にLEDを組み込んだときの観察時の照明の明るさは、LEDの発光出力およびLEDの駆動電流にほぼ比例し、以下の式（１）により表される。
【００５２】
照明の明るさ∝LEDの発光出力×LEDの駆動電流 ・・・（１）
【００５３】
例えば、同一の構成の顕微鏡が複数台ある環境では、そのうちの１台で実施した観察条件を、他の顕微鏡において再現して、標本を観察したい場合がある。この場合、基準となる顕微鏡ＡにおけるLEDの発光出力Ａおよび駆動電流Ａの情報を基に、顕微鏡Ａと同じ構成の顕微鏡ＢのLEDの駆動電流Ｂを算出して、LEDを駆動することにより、顕微鏡Ａとほぼ同じ観察条件で標本を観察することができる。このときの顕微鏡Ｂの駆動電流Ｂは、以下の式（２）により算出することができる。
【００５４】
駆動電流Ｂ＝駆動電流Ａ×発光出力Ａ／発光出力Ｂ ・・・（２）
【００５５】
ここで、より具体的に、基準となる１台の顕微鏡システム１（以下、顕微鏡システム１Ａと称する）で観察した場合と同じ観察条件で、別の顕微鏡システム１（以下、顕微鏡システム１Ｂ）において標本を観察する場合について考える。
【００５６】
この場合、顕微鏡システム１Ａの外部制御装置１５Ａに記録されている測定データＡを顕微鏡システム１Ｂに与えることにより、顕微鏡システム１ＢのLED制御回路５２は、顕微鏡システム１ＡのLEDチップ４１の発光出力Ａおよび駆動電流Ａの時系列データを得ることができる。また、顕微鏡システム１ＢのLED制御回路５２は、上述したように、自身のLEDチップ４１の温度データを得ることができ、取得した温度データに基づいて、自身のLEDチップ４１の発光出力Ｂを算出することができる。そして、顕微鏡システム１ＢのLED制御回路５２は、上述した式（２）を用いて、算出した発光出力Ｂに基づいて、自身のLEDチップ４１を駆動する駆動電流Ｂを算出し、算出した駆動電流ＢをLEDチップ４１に流すようにLED駆動回路５１を制御する。
【００５７】
これにより、顕微鏡システム１Ａにおける観察条件を顕微鏡システム１Ｂにおいてほぼ正確に再現することができる。すなわち、時間的な隔たりと顕微鏡個体の違いがあっても、同一の像の明るさで、標本を観察することが可能となる。また、ほぼ同一の照明光量で標本を照明することにより、例えば、LED照明による蛍光観察において、励起光による標本の退色などの影響を同等レベルにコントロールすることが可能となる。
【００５８】
なお、１台の顕微鏡システム１において、時間をおいて同じ観察条件を再現する場合も同様にして、ほぼ正確に観察条件を再現することができる。
【００５９】
なお、各LEDチップ４１の発光波長および発光出力は、各LEDチップ４１の温度、並びに、発光波長および発光出力の温度係数データがあれば、後で算出することができる。従って、各LEDチップ４１の発光波長および発光出力の代わりに、各LEDチップ４１の発光波長および発光出力の温度係数データを他の測定データとともに記録するようにしてもよい。
【００６０】
また、外部制御装置１５が、必要に応じて、測定データを表示するようにしてもよい。さらに、外部制御装置１５の代わりに、LED制御回路５２が全ての測定データを算出し、記録するようにしてもよい。
【００６１】
その後、処理はステップＳ１５に進む。
【００６２】
一方、ステップＳ１２において、測定データが要求されなかったと判定された場合、ステップＳ１３およびＳ１４の処理はスキップされ、処理はステップＳ１５に進む。
【００６３】
ステップＳ１５において、照明制御装置１２は、各LEDチップ４１を駆動する。具体的には、LED制御回路５２は、入力装置５３を用いてユーザにより入力された設定情報を取得する。LED制御回路５２は、取得した設定情報に基づいて、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃに指令を送り、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃは、その指令に基づいて、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃの点灯を制御する。また、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃは、LED制御回路５２により算出されたLEDチップ４１ａ乃至４１ｃの温度が高い場合、駆動電流を小さくし、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃの発熱を抑える。
【００６４】
ステップＳ１６において、照明制御装置１２は、現在の状態を表示する。具体的には、LED制御回路５２は、各LEDモジュール２１の特性データ、測定データ、および、点灯状態などを示すデータを表示器５４に供給し、表示器５４は、取得したデータを表示する。このとき表示されるデータの種類は、例えば、事前にユーザが選択し設定する。
【００６５】
その後、処理はステップＳ１に戻り、照明制御装置１２の電源がオフされるまで、ステップＳ１乃至Ｓ１６の処理が繰り返し実行される。
【００６６】
一方、ステップＳ３において、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのうち少なくとも１つの形状がLED照明部１１に適合しないと判定された場合、処理はステップＳ１７に進む。
【００６７】
ステップＳ１７において、表示器５４は、形状不適合の表示を行う。すなわち、表示器５４は、LED制御回路５２の制御の基に、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのうち少なくとも１つの形状がLED照明部１１に適合していないことを通知するメッセージを表示する。その後、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃの駆動は行われずに、照明制御処理は終了する。
【００６８】
以上のようにして、顕微鏡システム１の照明光の光源であるLEDを容易に交換して使用することができる。すなわち、LEDモジュール２１を装着するだけで、特別な設定を行うことなく、新たに装着したLEDモジュール２１を適切に駆動して使用することができる。
【００６９】
また、LEDをモジュール化することにより、LEDの交換が容易になり、使用する照明光の波長を容易に変更することができる。さらに、例えば、高輝度、高出力のLEDチップが新たに発売された場合に、LEDモジュール２１と同様にモジュール化することにより、LEDチップの仕様や形状の違いに関わらず、新たなLEDチップをLED照明部１１に装着して、使用することが可能になる。
【００７０】
なお、LEDモジュール２１の特性データの読み出しに、RFID（Radio Frequency IDentification）などの無線通信を用いるようにしてもよい。
【００７１】
また、以上の説明では、落射照明の制御を行う場合の例を示したが、本発明は、落射照明以外の照明（例えば、透過照明）の制御に用いることも可能である。
【００７２】
さらに、以上の説明では、LEDを光源に用いた照明を制御する場合の例を示したが、本発明は、LED以外の光源を用いた照明を制御する場合にも適用することが可能である。
【００７３】
また、上述した外部制御装置１５によるLED制御回路５２の制御に関わる処理を、LED制御回路５２自身で行うようにしてもよい。
【００７４】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明を適用した顕微鏡システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】LEDモジュールの外観を模式的に示す側面図である。
【図３】LED基板の外観を模式的に示す正面図である。
【図４】顕微鏡システムにより実行される照明制御処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１ 顕微鏡システム， １１ LED照明部， １２ 照明制御装置， １３ 落射照明ユニット， １４ 顕微鏡装置， １５ 外部制御装置， ２１ａ乃至２１ｃ LEDモジュール， ２３ メモリ， ４１ａ乃至４１ｃ LEDチップ， ４２ａ乃至４２ｃ メモリ， ４３ａ乃至４３ｃ 温度センサ， ５１ａ乃至５１ｃ LED駆動回路， ５２ LED制御回路， ５４ 表示器， ７１ａ乃至７１ｃ ネジ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡用照明制御装置及びこれを有する顕微鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、LED（Light Emitting Diode）の温度特性、電圧特性、経時特性を記憶しておき、LEDの温度、順方向電圧、使用累積時間に応じて、LEDを駆動するDUTY比を変化させ、ホワイトバランスを一定に保つLED光源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−９６１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、顕微鏡を使用する場合、標本の種類や観察方法によって、標本の観察に用いる照明の波長を変更することがある。一方、LEDは製品によって特性が異なり、駆動特性が異なる。そのため、標本の観察に用いる照明の波長を変更するためにLEDを交換するたびに、それに合わせてLEDの駆動回路を交換したり、駆動回路の調整を行ったりする必要が生じ、作業が煩雑になっていた。特許文献１に記載の発明は、予め装置に組み込まれているLEDを特性に応じて駆動するものであり、LEDを交換することについては考慮されていない。
【０００５】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、顕微鏡用の照明装置の光源を容易に交換して使用できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面の顕微鏡用照明制御装置は、光源の特性を表す特性データが記録されたメモリを備え、顕微鏡用の照明装置に着脱可能に装着される光源モジュールの光源を駆動する駆動手段と、前記照明装置に前記光源モジュールが装着された状態にあるとき、前記メモリに記録されている前記特性データを読み出し、読み出した前記特性データに基づいて、前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、顕微鏡用の照明装置の光源を容易に交換して使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。
【０００９】
図１は、本発明を適用した顕微鏡システムの一実施の形態を示すブロック図である。図１の顕微鏡システム１は、落射照明を用いて標本の観察が可能な顕微鏡であり、LED照明部１１、照明制御装置１２、落射照明ユニット１３、顕微鏡装置１４、および、外部制御装置１５を含むように構成される。
【００１０】
LED照明部１１は、落射照明光を発する照明装置である。LED照明部１１には、LEDをモジュール化した複数のLEDモジュール２１ａ乃至２１ｃが装着されている。LED照明部１１は、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの点灯および消灯を個々に制御することができ、点灯するLEDを選択したり、複数のLEDを同時に点灯し、照明光を合成したりすることが可能である。
【００１１】
ここで、さらに図２および図３を参照して、LEDモジュール２１ａの構成の詳細について説明する。なお、図２は、LEDモジュール２１ａの外観を模式的に示す側面図であり、図３は、LEDモジュール２１ａのLED基板３１ａの外観を模式的に示す正面図である。
【００１２】
LEDモジュール２１ａにおいては、LED基板３１ａが、ネジ部７１ａの上に設置され、ネジ部７１ａは、冷却用の放熱板７２ａ上に設置されている。また、LED基板３１ａには、LEDをチップ化したLEDチップ４１ａ、メモリ４２ａ、温度センサ４３ａ、および、コネクタ４４ａが設けられている。
【００１３】
不揮発性のメモリ４２ａには、例えば、LEDモジュール２１ａを生産するメーカにおいて、LEDモジュール２１ａの特性を表す以下の１１種類のデータを含む特性データが記録される。
【００１４】
１．LED種別データ
LEDチップ４１ａの種別を示す。例えば、紫外線LED、赤外線LED、白色LED、可視単光LEDなどを示す。
２．最大電流データ
LEDチップ４１ａの駆動電流の定格値を示す。
３．順方向電圧データ
LEDチップ４１ａの順方向電圧の定格値を示す。なお、この値はLEDチップ４１ａの直列数などにより変動する。
４．モジュール形状データ
LEDモジュール２１ａの形状、LEDチップ４１ａの大きさなどを示す。
５．LEDチップ型名データ
LEDチップ４１ａのメーカ、型名などを示す。
６．発光出力データ
LEDチップ４１ａのパワー（明るさ）、光度ランクなどを示す。
７．分光波長特性データ
LEDチップ４１ａに定格電流を流したときに発せられる光の中心波長、LEDチップ４１ａから発せられる光の分光波長特性（例えば、半値幅など）などを示す。
８．色温度データ
LEDチップ４１ａの色温度を示す。特に、LEDチップ４１ａが白色LEDの場合に必要となる。
９．発光波長温度係数データ
LEDチップ４１ａの温度変化に対する中心発光波長の変化率を表す係数を示す。
１０．発光出力温度係数データ
LEDチップ４１ａの温度変化に対する発光出力の変化率を表す係数を示す。例えば、LEDチップ４１ａの発光出力温度係数データが、−0.25％／℃である場合、LEDチップ４１ａの発光出力は、10℃の温度上昇で−2.5％変動する。
１１．熱抵抗データ
LEDチップ４１ａのジャンクションと温度センサ４３ａとの間の熱抵抗を示す。
【００１５】
温度センサ４３ａは、LEDチップ４１ａの近傍に設置され、LEDモジュール２１ａの温度（より詳細には、LEDチップ４１ａの近傍のLED基板３１ａの温度）を測定する。
【００１６】
LEDチップ４１ａ、メモリ４２ａ、および、温度センサ４３ａは、コネクタ４４ａに接続されている。なお、メモリ４２ａおよび温度センサ４３ａとコネクタ４４ａとの間の配線は、配線本数を少なくするためにワンワイヤインターフェースなどのシリアル通信インタフェースを適用することが望ましい。
【００１７】
LEDモジュール２１ａは、LED照明部１１の図示せぬネジ部にネジ部７１ａを嵌合することにより、LED基板３１ａが設けられている方向からLED照明部１１に装着される。そして、LED照明部１１のコネクタ２２ａにコネクタ４４ａを接続することにより、LED照明部１１において、LEDモジュール２１ａを使用することが可能となる。逆に、コネクタ２２ａからコネクタ４４ａを取り外し、ネジ部７１ａをLED照明部１１の図示せぬネジ部から取り外すことにより、LED照明部１１からLEDモジュール２１ａを簡単に取り外すことができる。
【００１８】
なお、LEDモジュール２１ａをLED照明部１１に装着する方法は、ネジ嵌合以外の方法を用いてもよく、その場合には、簡単に着脱することができ、かつ、装着した状態がしっかりと安定する方法（例えば、プラグイン構造など）を適用することが望ましい。
【００１９】
なお、図１において図示を省略しているが、LEDモジュール２１ｂおよびLEDモジュール２１ｃも、LEDモジュール２１ａと同様の構成を有している。すなわち、LEDモジュール２１ｂは、LED基板３１ｂ、LEDチップ４１ｂ、メモリ４２ｂ、温度センサ４３ｂ、コネクタ４４ｂ、ネジ部７１ｂ、および、放熱板７２ｂを含むように構成され、LEDモジュール２１ｃは、LED基板３１ｃ、LEDチップ４１ｃ、メモリ４２ｃ、温度センサ４３ｃ、コネクタ４４ｃ、ネジ部７１ｃ、および、放熱板７２ｃを含むように構成される。また、LEDモジュール２１ｂのメモリ４２ｂ、および、LEDモジュール２１ｃのメモリ４２ｃには、それぞれ、LEDモジュール２１ａのメモリ４２ａに記録されているデータと同様の特性データが記録されている。さらに、LEDモジュール２１ｂおよび２１ｃのコネクタ４４ｂおよび４４ｃは、LED照明部１１のコネクタ２２ｂおよび２２ｃにそれぞれ接続される。
【００２０】
なお、以下、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃ、LED基板３１ａ乃至３１ｃ、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃ、メモリ４２ａ乃至４２ｃ、温度センサ４３ａ乃至４３ｃ、コネクタ４４ａ乃至４４ｃ、ネジ部７１ａ乃至７１ｃ、放熱板７２ａ乃至７２ｃを個々に区別する必要がない場合、それぞれ、単にLEDモジュール２１、LED基板３１、LEDチップ４１、メモリ４２、温度センサ４３、コネクタ４４、ネジ部７１、および、放熱板７２と称する。
【００２１】
なお、図１では、LED照明部１１に装着可能なLEDモジュール２１の個数を３個とする例を示したが、例えば、１個、２個、あるいは、４個以上とすることも可能である。
【００２２】
不揮発性のメモリ２３は、例えば、LED照明部１１を生産するメーカにおいて、LED照明部１１の形状などを含むLED照明部１１の属性データが記録される。
【００２３】
そして、コネクタ２２ａ乃至２２ｃおよびメモリ２３と、コネクタ２４とは、電気的に接続され、コネクタ２４は、照明制御装置１２のコネクタ５６に接続されている。
【００２４】
照明制御装置１２のLED駆動回路５１ａ乃至５１ｃは、LED制御回路５２の制御の基に、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのLEDチップ４１ａ乃至４１ｃをそれぞれ駆動する。また、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃは、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃに流れている駆動電流およびLEDチップ４１ａ乃至４１ｃに印加されている駆動電圧を測定し、測定結果を示すデータをLED制御回路５２に供給する。なお、以下、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃを個々に区別する必要がない場合、単にLED駆動回路５１と称する。
【００２５】
LED制御回路５２は、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの特性データをメモリ４２ａ乃至４２ｃから読み出し、温度センサ４３ａ乃至４３ｃからLED基板３１ａ乃至３１ｃの温度を示すデータを取得する。また、LED制御回路５２は、LED照明部１１のメモリ２３からLED照明部１１の属性データを読み出す。さらに、LED制御回路５２は、入力装置５３を用いてユーザにより入力される、LEDの光量、ON/OFF、外部トリガによる外部制御設定などを設定するための設定情報を取得する。また、LED制御回路５２は、必要に応じて、各LEDモジュール２１の特性、温度、状態などを示すデータを顕微鏡装置１４および外部制御装置１５に供給する。さらに、LED制御回路５２は、各LEDチップ４１の点灯状態の制御を指令する制御信号を顕微鏡装置１４および外部制御装置１５から取得する。
【００２６】
LED制御回路５２は、入力装置５３から取得した設定情報、各LEDモジュール２１から取得した特性データおよび温度データ、LED駆動回路５１から取得した各LEDチップ４１の駆動電流および駆動電圧、顕微鏡装置１４および外部制御装置１５から供給される制御信号に基づいて、各LED駆動回路５１を制御する。また、LED制御回路５２は、必要に応じて、各LEDモジュール２１から取得した特性データ、各LEDチップ４１の状態、ユーザにより設定された設定情報などを表示器５４に表示させる。
【００２７】
落射照明ユニット１３は、LED照明部１１により発せられる照明光の光路を制御したり、照明光から所定の波長成分を抽出したりして、顕微鏡装置１４の図示せぬステージ上に設置された標本に照明光を照射する。落射照明ユニット１３は、バリヤフィルタ、エキサイタフィルタなどのフィルタを備えるフィルタキューブを複数装着でき、使用するフィルタキューブを選択することが可能なフィルタターレットを備えている。落射照明ユニット１３は、照明光が透過するように設定されているフィルタキューブの特性（例えば、透過波長など）を示すデータを顕微鏡装置１４に供給する。
【００２８】
顕微鏡装置１４は、落射照明ユニット１３を介して照射される落射照明光を用いて標本の観察が可能な顕微鏡である。
【００２９】
外部制御装置１５は、例えば、PC（パーソナルコンピュータ）などにより構成される。外部制御装置１５は、顕微鏡装置１４およびLED制御回路５２の制御を行ったり、顕微鏡装置１４により観察される標本の画像および顕微鏡装置１４の状態を示すデータを取得し、取得した画像やデータを表示したりする。
【００３０】
次に、図４のフローチャートを参照して、顕微鏡システム１により実行される照明制御処理について説明する。なお、この処理は、例えば、照明制御装置１２の電源がオンされたとき開始される。
【００３１】
ステップＳ１において、LED制御回路５２は、LED照明部１１に装着されているLEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの特性データをメモリ４２ａ乃至４２ｃから読み込む。
【００３２】
ステップＳ２において、LED制御回路５２は、LED照明部１１の属性データをメモリ２３から読み出す。
【００３３】
ステップＳ３において、LED制御回路５２は、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのモジュール形状データ、および、LED照明部１１の属性データに基づいて、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの形状がLED照明部１１に適合するか否かを判定する。LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの形状がLED照明部１１に適合すると判定された場合、処理はステップＳ４に進む。
【００３４】
ステップＳ４において、LED制御回路５２は、インターロック制御が必要であるか否かを判定する。具体的には、LED制御回路５２は、LED種別データに基づいて、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのうち少なくとも１つから紫外線などの人体に悪影響を及ぼす危険性のある光が照射されることを検出した場合、インターロック制御が必要であると判定し、処理はステップＳ５に進む。
【００３５】
ステップＳ５において、顕微鏡システム１は、インターロック制御を行う。具体的には、顕微鏡装置１４から照明制御装置１２のLED制御回路５２には、LED照明部１１から照射される照明光が顕微鏡装置１４の接眼部に到達する光路設定になっているか否かを示す信号が入力されている。LED制御回路５２は、その信号に基づいて、顕微鏡装置１４の接眼部に照明光が到達する光路設定になっていることを検出した場合、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃのうち人体に悪影響を及ぼす危険性のある光を発するLEDチップを点灯しないように、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃを制御する。これにより、人体に悪影響を及ぼす危険性のある光が誤ってユーザの目などに照射されることが防止される。その後、処理はステップＳ６に進む。
【００３６】
一方、ステップＳ４において、インターロック制御が必要ないと判定された場合、ステップＳ５の処理はスキップされ、処理はステップＳ６に進む。
【００３７】
ステップＳ６において、LED制御回路５２は、最大電流値を設定する。具体的には、LED制御回路５２は、各LEDモジュール２１を駆動する駆動電流の最大値が、各LEDモジュール２１の最大電流データにより示される定格値以下になるように、各LED駆動回路５１を設定する。これにより、手動により駆動電流の定格値を設定することなく、各LEDモジュール２１に流れる駆動電流の可変範囲が自動的に設定される。そして、各LEDチップ４１ａ乃至４１ｃの駆動電流の大小に関わらず、定格値を超える駆動電流が流れてLEDチップ４１ａ乃至４１ｃが故障することが防止される。
【００３８】
ステップＳ７において、LED制御回路５２は、最大駆動電圧を設定する。具体的には、LED制御回路５２は、各LEDモジュール２１の順方向電圧データに基づいて、各LEDモジュール２１に印加される電圧が、各LEDモジュール２１を駆動するために最適な電圧になるように、各LED駆動回路５１を制御する。これにより、例えば、照明光のフリッカノイズを低減するために、各LEDモジュール２１に対してリニアな定電流制御を行う場合に、各LEDモジュール２１の駆動電圧を最適化することができ、各LED駆動回路５１の図示せぬ定電流回路の発熱を抑えることができる。
【００３９】
ステップＳ８において、LED制御回路５２は、特性データが要求されたか否かを判定する。LED制御回路５２が、外部制御装置１５から特性データが要求されたと判定した場合、処理はステップＳ９に進む。
【００４０】
ステップＳ９において、LED制御回路５２は、各LEDモジュール２１の特性データを外部制御装置１５に送信する。
【００４１】
ステップＳ１０において、外部制御装置１５は、特性データに基づく処理を行う。例えば、外部制御装置１５は、現在設定されている落射照明光のフィルタキューブの特性を示すデータを顕微鏡装置１４から読み出す。外部制御装置１５は、フィルタキューブの透過特性と、各LEDチップ４１の波長特性（例えば、中心波長、半値幅など）を表示する。これにより、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃとフィルタキューブの組み合わせが適切であるか否かを容易に確認することができ、誤った組み合わせで使用されることを防止することができる。
【００４２】
また、例えば、外部制御装置１５は、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃに白色LEDが含まれる場合、そのLEDチップ４１の色温度を表示する。白色LEDは色温度のばらつきが大きいため、例えば、複数の顕微鏡で照明光の色調を合わせたい場合に、色温度を表示することにより、各顕微鏡において色温度が同様のLEDモジュール２１を選択することが容易になる。
【００４３】
その後、処理はステップＳ１１に進む。
【００４４】
一方、ステップＳ８において、特性データが要求されていないと判定された場合、ステップＳ９およびＳ１０の処理はスキップされ、処理はステップＳ１１に進む。
【００４５】
ステップＳ１１において、LED制御回路５２は、各LEDモジュール２１の測定データを取得する。具体的には、LED制御回路５２は、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃの温度データを温度センサ３３ａ乃至３３ｃから取得する。また、LED制御回路５２は、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃの駆動電流および駆動電圧の値を示すデータを、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃから取得する。
【００４６】
LED制御回路５２は、温度センサ３３ａにより検出されたLED基板３１ａの温度、LEDチップ４１ａのジャンクションと温度センサ４３ａとの間の熱抵抗、並びに、LEDチップ４１ａの駆動電圧および駆動電流に基づいて、LEDチップ４１ａの温度を算出する。LED制御回路５２は、LEDチップ４１ｂ，４１ｃの温度も同様にして算出する。
【００４７】
ステップＳ１２において、LED制御回路５２は、測定データが要求されたか否かを判定する。LED制御回路５２が、外部制御装置１５から測定データが要求されたと判定した場合、処理はステップＳ１３に進む。
【００４８】
ステップＳ１３において、LED制御回路５２は、測定データ、すなわち、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃの駆動電流、駆動電圧および温度を示すデータを外部制御装置１５に送信する。
【００４９】
ステップＳ１４において、外部制御装置１５は、測定データを記録する。具体的には、外部制御装置１５は、各LEDチップ４１の温度と発光波長の温度係数データに基づいて、各LEDチップ４１の発光波長を算出する。また、外部制御装置１５は、各LEDチップ４１の温度と発光出力の温度係数データに基づいて、各LEDチップ４１の発光出力を算出する。外部制御装置１５は、各LEDチップ４１の駆動電流、駆動電圧、温度、発光波長および発光出力を、現在の時刻とともに記録する。
【００５０】
このようにして、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃに関する測定データを時系列に記録することにより、例えば、異なる顕微鏡システム１あるいは同じ顕微鏡システム１において、後で同じ観察条件（照明強度）を再現して、標本の観察を行うことが容易になる。
【００５１】
LEDの発光出力は、ハロゲンランプなどの光源と比べて個体差が大きく、同一型番であってもバラツキが大きい。また、顕微鏡の照明装置にLEDを組み込んだときの観察時の照明の明るさは、LEDの発光出力およびLEDの駆動電流にほぼ比例し、以下の式（１）により表される。
【００５２】
照明の明るさ∝LEDの発光出力×LEDの駆動電流 ・・・（１）
【００５３】
例えば、同一の構成の顕微鏡が複数台ある環境では、そのうちの１台で実施した観察条件を、他の顕微鏡において再現して、標本を観察したい場合がある。この場合、基準となる顕微鏡ＡにおけるLEDの発光出力Ａおよび駆動電流Ａの情報を基に、顕微鏡Ａと同じ構成の顕微鏡ＢのLEDの駆動電流Ｂを算出して、LEDを駆動することにより、顕微鏡Ａとほぼ同じ観察条件で標本を観察することができる。このときの顕微鏡Ｂの駆動電流Ｂは、以下の式（２）により算出することができる。
【００５４】
駆動電流Ｂ＝駆動電流Ａ×発光出力Ａ／発光出力Ｂ ・・・（２）
【００５５】
ここで、より具体的に、基準となる１台の顕微鏡システム１（以下、顕微鏡システム１Ａと称する）で観察した場合と同じ観察条件で、別の顕微鏡システム１（以下、顕微鏡システム１Ｂ）において標本を観察する場合について考える。
【００５６】
この場合、顕微鏡システム１Ａの外部制御装置１５Ａに記録されている測定データＡを顕微鏡システム１Ｂに与えることにより、顕微鏡システム１ＢのLED制御回路５２は、顕微鏡システム１ＡのLEDチップ４１の発光出力Ａおよび駆動電流Ａの時系列データを得ることができる。また、顕微鏡システム１ＢのLED制御回路５２は、上述したように、自身のLEDチップ４１の温度データを得ることができ、取得した温度データに基づいて、自身のLEDチップ４１の発光出力Ｂを算出することができる。そして、顕微鏡システム１ＢのLED制御回路５２は、上述した式（２）を用いて、算出した発光出力Ｂに基づいて、自身のLEDチップ４１を駆動する駆動電流Ｂを算出し、算出した駆動電流ＢをLEDチップ４１に流すようにLED駆動回路５１を制御する。
【００５７】
これにより、顕微鏡システム１Ａにおける観察条件を顕微鏡システム１Ｂにおいてほぼ正確に再現することができる。すなわち、時間的な隔たりと顕微鏡個体の違いがあっても、同一の像の明るさで、標本を観察することが可能となる。また、ほぼ同一の照明光量で標本を照明することにより、例えば、LED照明による蛍光観察において、励起光による標本の退色などの影響を同等レベルにコントロールすることが可能となる。
【００５８】
なお、１台の顕微鏡システム１において、時間をおいて同じ観察条件を再現する場合も同様にして、ほぼ正確に観察条件を再現することができる。
【００５９】
なお、各LEDチップ４１の発光波長および発光出力は、各LEDチップ４１の温度、並びに、発光波長および発光出力の温度係数データがあれば、後で算出することができる。従って、各LEDチップ４１の発光波長および発光出力の代わりに、各LEDチップ４１の発光波長および発光出力の温度係数データを他の測定データとともに記録するようにしてもよい。
【００６０】
また、外部制御装置１５が、必要に応じて、測定データを表示するようにしてもよい。さらに、外部制御装置１５の代わりに、LED制御回路５２が全ての測定データを算出し、記録するようにしてもよい。
【００６１】
その後、処理はステップＳ１５に進む。
【００６２】
一方、ステップＳ１２において、測定データが要求されなかったと判定された場合、ステップＳ１３およびＳ１４の処理はスキップされ、処理はステップＳ１５に進む。
【００６３】
ステップＳ１５において、照明制御装置１２は、各LEDチップ４１を駆動する。具体的には、LED制御回路５２は、入力装置５３を用いてユーザにより入力された設定情報を取得する。LED制御回路５２は、取得した設定情報に基づいて、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃに指令を送り、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃは、その指令に基づいて、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃの点灯を制御する。また、LED駆動回路５１ａ乃至５１ｃは、LED制御回路５２により算出されたLEDチップ４１ａ乃至４１ｃの温度が高い場合、駆動電流を小さくし、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃの発熱を抑える。
【００６４】
ステップＳ１６において、照明制御装置１２は、現在の状態を表示する。具体的には、LED制御回路５２は、各LEDモジュール２１の特性データ、測定データ、および、点灯状態などを示すデータを表示器５４に供給し、表示器５４は、取得したデータを表示する。このとき表示されるデータの種類は、例えば、事前にユーザが選択し設定する。
【００６５】
その後、処理はステップＳ１に戻り、照明制御装置１２の電源がオフされるまで、ステップＳ１乃至Ｓ１６の処理が繰り返し実行される。
【００６６】
一方、ステップＳ３において、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのうち少なくとも１つの形状がLED照明部１１に適合しないと判定された場合、処理はステップＳ１７に進む。
【００６７】
ステップＳ１７において、表示器５４は、形状不適合の表示を行う。すなわち、表示器５４は、LED制御回路５２の制御の基に、LEDモジュール２１ａ乃至２１ｃのうち少なくとも１つの形状がLED照明部１１に適合していないことを通知するメッセージを表示する。その後、LEDチップ４１ａ乃至４１ｃの駆動は行われずに、照明制御処理は終了する。
【００６８】
以上のようにして、顕微鏡システム１の照明光の光源であるLEDを容易に交換して使用することができる。すなわち、LEDモジュール２１を装着するだけで、特別な設定を行うことなく、新たに装着したLEDモジュール２１を適切に駆動して使用することができる。
【００６９】
また、LEDをモジュール化することにより、LEDの交換が容易になり、使用する照明光の波長を容易に変更することができる。さらに、例えば、高輝度、高出力のLEDチップが新たに発売された場合に、LEDモジュール２１と同様にモジュール化することにより、LEDチップの仕様や形状の違いに関わらず、新たなLEDチップをLED照明部１１に装着して、使用することが可能になる。
【００７０】
なお、LEDモジュール２１の特性データの読み出しに、RFID（Radio Frequency IDentification）などの無線通信を用いるようにしてもよい。
【００７１】
また、以上の説明では、落射照明の制御を行う場合の例を示したが、本発明は、落射照明以外の照明（例えば、透過照明）の制御に用いることも可能である。
【００７２】
さらに、以上の説明では、LEDを光源に用いた照明を制御する場合の例を示したが、本発明は、LED以外の光源を用いた照明を制御する場合にも適用することが可能である。
【００７３】
また、上述した外部制御装置１５によるLED制御回路５２の制御に関わる処理を、LED制御回路５２自身で行うようにしてもよい。
【００７４】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明を適用した顕微鏡システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】LEDモジュールの外観を模式的に示す側面図である。
【図３】LED基板の外観を模式的に示す正面図である。
【図４】顕微鏡システムにより実行される照明制御処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１ 顕微鏡システム， １１ LED照明部， １２ 照明制御装置， １３ 落射照明ユニット， １４ 顕微鏡装置， １５ 外部制御装置， ２１ａ乃至２１ｃ LEDモジュール， ２３ メモリ， ４１ａ乃至４１ｃ LEDチップ， ４２ａ乃至４２ｃ メモリ， ４３ａ乃至４３ｃ 温度センサ， ５１ａ乃至５１ｃ LED駆動回路， ５２ LED制御回路， ５４ 表示器， ７１ａ乃至７１ｃ ネジ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の特性を表す特性データが記録されたメモリを備え、顕微鏡用の照明装置に着脱可能に装着される光源モジュールの光源を駆動する駆動手段と、
前記照明装置に前記光源モジュールが装着された状態にあるとき、前記メモリに記録されている前記特性データを読み出し、読み出した前記特性データに基づいて、前記駆動手段を制御する駆動制御手段と
を含むことを特徴とする顕微鏡用照明制御装置。
【請求項２】
前記特性データは、前記光源の定格電流を含み、
前記駆動制御手段は、前記光源の駆動電流が前記定格電流以下になるように前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用照明制御装置。
【請求項３】
前記特性データは、前記光源の種別を示すデータを含み、
前記駆動制御手段は、前記照明装置が接続されている顕微鏡において前記光源から発せられる照明光が接眼部に到達する光路設定になっている場合、前記照明光の種類により、前記光源を点灯しないように前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用照明制御装置。
【請求項４】
前記特性データは、前記光源の波長特性を示すデータを含み、
前記駆動制御手段は、前記照明装置が接続されている顕微鏡において前記光源から発せられる照明光を透過するフィルタの透過特性を示すデータを取得し、前記光源の波長特性と前記フィルタの透過特性を表示手段に表示させる
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用照明制御装置。
【請求項５】
前記照明モジュールは、前記照明モジュールの温度を測定する測定手段をさらに備え、
前記駆動制御手段は、前記測定手段により測定された前記照明モジュールの温度を時系列に記録する
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用照明制御装置。
【請求項６】
前記特性データは、前記光源の発光出力の温度係数を示すデータを含み、
前記駆動制御手段は、測定された前記照明モジュールの温度、および、前記光源の発光出力の温度係数に基づいて、前記光源の発光出力を算出し、算出した前記光源の発光出力に基づいて、前記駆動手段が前記光源を駆動する駆動電流を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の顕微鏡用照明制御装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項の顕微鏡用照明制御装置を有する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項１】
光源の特性を表す特性データが記録されたメモリを備え、顕微鏡用の照明装置に着脱可能に装着される光源モジュールの光源を駆動する駆動手段と、
前記照明装置に前記光源モジュールが装着された状態にあるとき、前記メモリに記録されている前記特性データを読み出し、読み出した前記特性データに基づいて、前記駆動手段を制御する駆動制御手段と
を含むことを特徴とする顕微鏡用照明制御装置。
【請求項２】
前記特性データは、前記光源の定格電流を含み、
前記駆動制御手段は、前記光源の駆動電流が前記定格電流以下になるように前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用照明制御装置。
【請求項３】
前記特性データは、前記光源の種別を示すデータを含み、
前記駆動制御手段は、前記照明装置が接続されている顕微鏡において前記光源から発せられる照明光が接眼部に到達する光路設定になっている場合、前記照明光の種類により、前記光源を点灯しないように前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用照明制御装置。
【請求項４】
前記特性データは、前記光源の波長特性を示すデータを含み、
前記駆動制御手段は、前記照明装置が接続されている顕微鏡において前記光源から発せられる照明光を透過するフィルタの透過特性を示すデータを取得し、前記光源の波長特性と前記フィルタの透過特性を表示手段に表示させる
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用照明制御装置。
【請求項５】
前記照明モジュールは、前記照明モジュールの温度を測定する測定手段をさらに備え、
前記駆動制御手段は、前記測定手段により測定された前記照明モジュールの温度を時系列に記録する
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用照明制御装置。
【請求項６】
前記特性データは、前記光源の発光出力の温度係数を示すデータを含み、
前記駆動制御手段は、測定された前記照明モジュールの温度、および、前記光源の発光出力の温度係数に基づいて、前記光源の発光出力を算出し、算出した前記光源の発光出力に基づいて、前記駆動手段が前記光源を駆動する駆動電流を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の顕微鏡用照明制御装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項の顕微鏡用照明制御装置を有する
ことを特徴とする顕微鏡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−７２５０３（Ｐ２０１０−７２５０３Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４２０１４（Ｐ２００８−２４２０１４）
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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