JP3316331B2 - マイクロスコープ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、観察対象となる微小な
被写体に接触または近接させて使用され、被写体にラン
プ光を照射し、ＣＣＤカメラで撮影した映像をモニター
画面により観察できるようにレンズを通して拡大するよ
うに構成されたマイクロスコープに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のマイクロスコープとし
て、例えば実開平５−６９８４号公報に開示されている
ように、固体撮像素子としてＣＣＤ、ＣＣＤの画像信号
を処理する制御回路基板および被写体を照射するための
光源を一体化して本体ケースに内装した形態の拡大観察
装置（マイクロスコープ）が知られている。

【０００３】通常マイクロスコープでは、手で持って使
用するため、小型で扱いやすいことが望まれる。そのた
め、被写体を照射するための光源として、小型で光量の
大きなハロゲンランプを用い、照度可変用ボリューム等
で照度を可変させて使用することが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハロゲンラ
ンプは使用していくにつれて劣化し、照度が低下してい
き、寿命となる。しかしながら、従来のマイクロスコー
プでは、以下に示す原因があるため、ハロゲンランプの
寿命がくるのが早まるという問題があり、ハロゲンラン
プの交換時期が早まる。

【０００５】すなわち、ハロゲンランプは、駆動する電
圧が高いほど寿命時間が短くなる。ところが、使用する
レンズの倍率が違えば、レンズのＦ数が異なり必要照度
が異なり、ハロゲンランプを駆動する電圧も異なる。高
倍率レンズでは、高い照度が必要になり、高い電圧でハ
ロゲンランプを駆動することになるが、低倍率レンズで
は、低い照度でもよく、低い電圧でハロゲンランプを駆
動することになる。しかしながら、通常は使用する最高
倍率レンズの必要照度に合わせてハロゲンランプは高い
電圧に固定して駆動されているため、使用するレンズに
応じた最適な電圧でハロゲンランプを駆動できず、ハロ
ゲンランプの寿命時間が短くなってしまう。

【０００６】なお、使用時間の経過とともに照度が低下
するのを防ぐ方法として、特開平４−３０１０５号公報
において、光量を一定化する方法が提案されている。し
かし、この方法では、使用するレンズの明るさについて
は全く考慮されておらず、根本的な解決方法ではない。

【０００７】そこで、本発明は、上記に鑑み、使用レン
ズの種類を考慮することによってハロゲンランプの寿命
がくるのを遅くすることができるマイクロスコープの提
供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、マイクロスコープ本体１に、固体撮像素子４ａ、
その制御回路４ｂおよび被写体照明用ハロゲンランプ９
が一体的に内装され、レンズ１８を通して拡大された被
写体を固体撮像素子４ａにより撮影するマイクロスコー
プにおいて、使用するレンズ１８の倍率あるいはＦ数に
応じてハロゲンランプ９の出力を設定する設定手段３１
が設けられ、レンズ１８の種類を識別して使用レンズ１
８の倍率あるいはＦ数に応じた照度となるようにハロゲ
ンランプ９の駆動電圧値を設定するものである。

【０００９】

【作用】上記課題解決手段において、使用するレンズ１
８の種類を識別して、その倍率あるいはＦ数に対応した
照度が得られるようにハロゲンランプ９の駆動電圧値を
設定する。この駆動電圧値でハロゲンランプ９を駆動す
ることによって、レンズ１８に応じた最適な状態でハロ
ゲンランプ９は駆動されることになり、必要な照度が得
られるとともにハロゲンランプ９の寿命がくるのも遅く
なる。

【００１０】

【実施例】本実施例のマイクロスコープを図２，３に示
す。マイクロスコープは、マイクロスコープ本体１と制
御装置２とから構成されており、マイクロスコープ本体
１は、図２の如く、合成樹脂製の本体ケース３に、固体
撮像素子（ＣＣＤ）４ａおよびその制御回路基板４ｂと
からなるＣＣＤカメラ４、被写体照明用光源としてのハ
ロゲンランプユニット５、および冷却ファン６が一体的
に内装されたものである。本体ケース３は手で持ちやす
い形状とされ、制御装置２とは図示しない可撓性のケー
ブルによって接続されている。

【００１１】ＣＣＤ４ａは、本体ケース３の軸心に沿っ
て配設され、制御回路基板４ｂ上に設けられた映像信号
処理部７を介してモニターテレビ８にケーブルによって
接続されている。ハロゲンランプユニット５は、ハロゲ
ンランプ９、防熱フィルター１０、集光レンズ１１、お
よび光ファイバー１２をその順序で本体ケース３の後端
３ｂから前方に同軸に配置してなり、本体ケース３の上
半分に配設されている。また、このような配置関係によ
り、ハロゲンランプ９の上面は本体ケース３の天面３ａ
と近接対向している。冷却ファン６は、プロペラファン
からなり、制御回路４ｂのプリント基板を冷却するとと
もにハロゲンランプ９から発生する熱を排気口１３から
外部へ排出するために設けられたもので、本体ケース３
の後端部３ｂでハロゲンランプ９の斜め後方部位に配設
されている。なお、図２中、１４は吸入口、１５はカバ
ー、１６は整流板である。

【００１２】また、本体ケース３の前側には中空状のレ
ンズマウントユニット１７が固定され、その先端にレン
ズ１８が内嵌され螺合されている。さらに、レンズ１８
の前方にフォーカスキャップ１９が設けられ、レンズマ
ウントユニット１７に外嵌され螺合されている。レンズ
１８の交換は、フォーカスキャップ１９を外してからレ
ンズ１８を取り外し、別のレンズ１８をねじ込むことに
よって行われる。

【００１３】レンズマウントユニット１７では、中央に
被写体からの反射光が通過する光路が形成され、光路の
周囲に光ファイバー１２が挿通され、後端にＣＣＤ４ａ
が装着されている。これによって、光ファイバー１２か
らの照明光はフォーカスキャップ１９の孔１９ａを通過
して被写体に到達し、被写体からの反射光がフォーカス
キャップ１９の孔１９ａからレンズ１８を経てＣＣＤ４
ａに達する。

【００１４】そして、制御装置２は、図３に示すよう
に、中央制御部であるマイクロコンピュータ２０、マイ
クロスコープ本体１からの映像信号を加工するための処
理部である映像出力切替部２１、デコーダ２２、Ａ／Ｄ
変換器２３、メモリ２４、Ｄ／Ａ変換器２５、エンコー
ダ２６、メモリ制御部２７、キャラクタ制御部２８で構
成されている。

【００１５】マイクロスコープ本体１においては、マイ
クロコンピュータ２０からハロゲンランプ９に駆動信号
が出力されることによってハロゲンランプ９が駆動さ
れ、ハロゲンランプ９の光は、防熱フィルター１０を介
して集光レンズ１１で集光され、光ファイバー１２を通
じて被写体を照射する。また、レンズ１８を通して拡大
されＣＣＤカメラ４に撮像された被写体の光信号は、映
像信号処理部７を通して映像信号として制御装置２に入
力され、制御装置２で加工され、映像信号としてモニタ
ーテレビ８に出力され、モニターテレビ８に映し出され
る。モニターテレビ８に出力される映像信号には、動画
と静止画の２種類があり、マイクロコンピュータ２０が
切り替え制御を行っている。動画では、マイクロスコー
プ本体１からの映像信号がそのままモニターテレビ８に
出力され、静止画では、マイクロスコープ本体１からの
映像信号に対して、デコード（Ｙ／Ｃ分離、クロマ信号
により色差信号の生成）、メモリ書き込み・読み出し、
および、エンコード（輝度信号、色差信号よりコンポジ
ットビデオ信号の生成）の各処理を施した上、モニター
テレビ８に出力される。

【００１６】ここで、使用するレンズ１８の倍率が異な
れば、必要照度が変わる。すなわち、高倍率ほど高い照
度が必要となり、ハロゲンランプ９への駆動電圧値が高
くなり、ハロゲンランプ９の寿命に影響してくる。例え
ば、ハロゲンランプ９として、定格入力端子電圧１２
Ｖ、定格寿命２０００Ｈ、入力電圧可変範囲１２Ｖ±１
０％（１０．８〜１３．０Ｖ）、寿命範囲７００（入力
電圧１３．０Ｖ固定時）〜８０００Ｈ（入力電圧１０．
８Ｖ固定時）といった仕様のものを用いたときのハロゲ
ンランプ９の寿命時間特性および照度特性を図５に示
す。

【００１７】６００倍レンズ使用時は、ハロゲンランプ
９の照度（フォーカスキャップ１９先端の照度）として
２８０００ｌｘ必要なため、ハロゲンランプ９への入力
電圧である駆動電圧値として１２．５７Ｖに設定され
る。仮に、６００倍レンズ固定で使用したとすると、ハ
ロゲンランプ９の寿命時間は１２５０Ｈとなる。５０倍
レンズ使用時は、ハロゲンランプ９の照度として２００
００ｌｘ必要なため、ハロゲンランプ９の駆動電圧値と
して１１．３８Ｖに設定される。仮に、５０倍レンズ固
定で使用したとすると、ハロゲンランプ９の寿命時間は
４２５０Ｈとなる。

【００１８】このように、５０倍から６００倍のレンズ
１８を各種使用したとき、ハロゲンランプ９の寿命時間
は１２５０〜４２５０Ｈの範囲になる。したがって、６
００倍レンズ１８に合わせた駆動電圧値に固定するより
も使用レンズ１８に合わせた駆動電圧値にすることによ
り寿命がくるまでの時間を長くすることができる。

【００１９】そこで、本実施例のマイクロスコープの制
御装置２には、図１の如く、使用しているレンズ１８の
倍率を識別する手段として使用レンズ１８を設定する使
用レンズ設定手段３０と、ハロゲンランプ９の出力を設
定する手段として使用レンズ１８の種類に応じたハロゲ
ンランプ９の必要照度に合わせて駆動電圧値を自動設定
するハロゲンランプ駆動電圧値設定手段３１とが設けら
れている。

【００２０】使用レンズ設定手段３０は、使用者が操作
する使用レンズ選択スイッチ３０ａからなり、マイクロ
コンピュータ２０に接続されており、使用者が使用する
レンズ１８の種類に応じて設定するようになっている。
また、ハロゲンランプ駆動電圧値設定手段３１として
は、マイクロコンピュータ２０およびハロゲンランプ９
の駆動制御を行うハロゲンランプ制御部３２からなる。
マイクロコンピュータ２０には、レンズ１８の倍率に応
じた駆動電圧値であるハロゲンランプへの入力電圧があ
らかじめ設定されており、選択スイッチ３０ａによって
設定されたレンズ１８に対してマイクロコンピュータ２
０内のプログラムコードからハロゲンランプ９の駆動電
圧値を読み出し、ハロゲンランプ制御部３２に駆動電圧
値に応じた駆動信号を出力している。

【００２１】上記構成において、図４に示すように、使
用者がマイクロスコープの電源を入れると、マイクロコ
ンピュータ２０は、使用者が設定した選択スイッチ３０
ａの使用レンズ１８の設定状態を読み取り、使用レンズ
１８に応じたハロゲンランプ駆動電圧値をマイクロコン
ピュータ２０内のプログラムコードから選択する。例え
ば、６００倍レンズ１８の設定状態であると読み取った
とき、６００倍レンズ１８に対応した駆動電圧値を選択
する。ここで、レンズ１８が交換されて選択スイッチ３
０ａが操作される場合があるので、もう一度選択スイッ
チ３０ａの設定状態を確認し変更されていれば、それに
応じたハロゲンランプ９の駆動電圧値を選択する。そし
て、選択された駆動電圧値に対応する駆動信号をハロゲ
ンランプ制御部３２に出力し、ハロゲンランプ制御部３
２によって使用レンズ１８に応じた照度となるようにハ
ロゲンランプ９を駆動する。

【００２２】ところで、使用レンズ１８が低倍率のもの
になれば、高倍率に比べてハロゲンランプ９の照度が低
下しても十分使用できるので、高い駆動電圧値で駆動す
る必要はなくなる。レンズ１８が交換されたかどうか確
認するために、定期的に選択スイッチ３０ａの設定状態
を読み取り、低倍率のレンズ１８に交換され選択スイッ
チ３０ａが操作された場合にはハロゲンランプ９の駆動
電圧値を低くした駆動信号が出力され、ハロゲンランプ
９は低電圧で駆動される。

【００２３】したがって、使用するレンズ１８に応じた
最適な駆動電圧値でハロゲンランプ９は駆動され、レン
ズ１８に関係なく駆動電圧値を一定にしておく場合に比
べて必要な照度を得つつ寿命がくるまでの時間を延ばす
ことができ、ハロゲンランプ９を頻繁に交換する必要が
なくなる。また、最適な電圧より高い電圧で駆動される
ことがなくなり、無駄な電圧の出力がなく省電力にもな
る。

【００２４】また、上記実施例では、使用するレンズ１
８の倍率に応じてハロゲンランプ９の駆動電圧値を設定
したが、レンズ１８の倍率が異なると、レンズ１８のＦ
数が異なり、必要照度が変わることより、図６の如く、
レンズ１８のＦ数を識別する使用レンズ設定手段として
使用レンズ１８のＦ数選択スイッチ３０ｂを設けて、使
用レンズ１８のＦ数に応じたハロゲンランプ９の必要照
度に合わせて駆動電圧値を自動設定する。すなわち、Ｆ
数の小さいレンズ１８を使用するときは、ハロゲンラン
プ９の駆動電圧値を低くし、Ｆ数の大きいレンズ１８の
場合は駆動電圧値を高くする。これによって、上記と同
じ作用効果を奏する。

【００２５】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。例えば、使
用するレンズを識別する手段として、レンズの種類は使
用者が選択スイッチの操作により設定していたが、レン
ズに倍率あるいはＦ数に対応した被検出体を設け、マイ
クロスコープ本体側に被検出体を検出する検出器を設
け、レンズをマイクロスコープ本体に装着したとき自動
的にレンズの種類を識別できるようにする。これによっ
て、使用者が選択スイッチを操作する手間が省けるとと
もに、操作忘れも防止でき、確実に使用レンズに応じた
駆動電圧値でハロゲンランプを駆動でき、ハロゲンラン
プが寿命になるまでの時間を延長する効果を高めること
ができる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、使用するレンズを識別して、レンズの倍率ある
いはＦ数に応じて光源の駆動電圧値を設定することによ
って、レンズに対応した必要な照度が得られ、光源へ無
駄な電圧が出力されることがなくなり、しかも光源が寿
命になるまでの時間を長くすることができ、光源の交換
する回数を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のマイクロスコープの機能ブロ
ック図

【図２】マイクロスコープ本体の断面図

【図３】マイクロスコープの制御ブロック図

【図４】ハロゲンランプの駆動電圧値を設定するための
フローチャート

【図５】ハロゲンランプの入力電圧に対する寿命時間お
よび照度の特性図

【図６】他の実施例のマイクロスコープの制御ブロック
図

【符号の説明】

１ マイクロスコープ本体 ２ 制御装置 ９ ハロゲンランプ １８ レンズ ３０ａ 選択スイッチ ３２ ハロゲンランプ制御部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロスコープ本体に、固体撮像素
   子、その制御回路および被写体照明用光源が一体的に内
   装され、レンズを通して拡大され前記固体撮像素子によ
   り撮像された被写体の映像信号を加工して出力する制御
   装置と、使用するレンズの種類を設定するレンズ設定手
   段とを備え、前記制御装置に、電源入時に前記レンズ設
   定手段の設定状態を読み取って、使用するレンズの種類
   に応じて前記光源の出力を設定する設定手段と、定期的
   に前記レンズ設定手段の設定状態を読み取って、レンズ
   が交換されたかを確認する手段とが設けられ、レンズが
   交換されていた場合に、そのレンズの種類に応じた出力
   を設定することを特徴とするマイクロスコープ。
2. 【請求項２】 マイクロスコープ本体に、固体撮像素
   子、その制御回路および被写体照明用光源が一体的に内
   装され、レンズを通して拡大され前記固体撮像素子によ
   り撮像された被写体の映像信号を加工して出力する制御
   装置と、使用するレンズの種類を設定するレンズ設定手
   段とを備え、前記制御装置に、電源入時に前記レンズ設
   定手段の設定状態を読み取って、使用するレンズの種類
   に応じて前記光源の出力を設定する設定手段と、設定後
   に再度レンズ設定手段の設定状態を確認する手段とが設
   けられ、レンズが交換されていた場合に、そのレンズの
   種類に応じた出力を設定することを特徴とするマイクロ
   スコープ。
3. 【請求項３】 レンズ設定手段は、使用レンズの倍率あ
   るいはＦ数を設定する選択スイッチからなり、該選択ス
   イッチの状態から使用レンズの倍率あるいはＦ数に応じ
   た照度となるように光源の出力が設定されることを特徴
   とする請求項１または２記載のマイクロスコープ。