CN1428624A - 显微镜 - Google Patents

Abstract

本发明的显微镜如下构成，即通过载物台(11)下侧的光轴成一直线的光学部(12)，相对配置具有摄像元件(101)的底座(10)，并对应于该载物台(11)，通过第一以及第二支撑臂(13、18)，绕与光轴不同的两个轴转动调整自由地组装配置照明头(24)。

Description

显微镜

技术领域

本发明涉及把例如细胞组织和微生物等的试料的光学图像转换为电信号、以作为图像数据来观察的显微镜。

背景技术

近年来，在教学领域中，正在推广灵活地运用计算机进行教学。这样的计算机教学不只限于单纯地教授计算机的操作，也在考虑在实际中使用计算机进行各种教学。

例如，在理科教学中，也考虑不只是使用显微镜直接地观察细胞组织和微生物等，有时将观察图像生成为图像信号，以在计算机上进行观察。

因此，作为可以生成这样的图像信号的显微镜，被开发成如下的结构，即，在放置试料的载物台的下方配置具有一直线状光轴的光学系统，在该光学系统的成像位置上安装有配置了摄像元件的摄像装置。这种显微镜通过光学系统摄取在载物台上放置的试料的光学图像，且通过摄像元件将该光学图像转换为电信号，并生成图像信号。

该显微镜具有以下特征：在载物台和摄像元件之间配置具有一直线状光轴的光学系统的结构，还可以得到携带性优良的小型、轻量的结构，并且可以得到高精度的图像数据，因此可以简便地实现使用该图像信号进行理科教学等的各种教学。

但是，在这样的显微镜中，为了能够对各种试料进行进一步观察并使多数人有兴趣，考虑通过附加照明机构，该照明机构对载物台上的试料进行偏射照明等的照明，可以使图像数据具有鲜明对比度的各种照明方式，从而在理科教学等的教学领域做出贡献。

作为可以实施这些多种照明方式的照明机构，考虑将照明头安装在支撑臂(arm)的一端，把该支撑臂的另一端自由转动地组装配置在显微镜主体上。而且，此支撑臂根据照明方式，使另一端部转动，来设定从照明头发出的照明光的照射角。

然而，在上述照明机构中，如果对显微镜主体只安装可以转动的照明头，则会产生以下异常，即改变对载物台的试料承载面上的试料进行照射的照明位置，使实现偏射照明等的照明方式变得困难。

发明内容

本发明是鉴于以上事实做成的，其目的是提供一种显微镜，不仅实现高自由度的观察方式，而且可以简便地实现容易的照明方式的变更，并且对于各种照明方式可以实现获得高精度的图像。

本发明的显微镜由以下部分组成构成：载物台部，用于放置试料；光学部，其被配置成与上述载物台部的试料放置面的反面对置，且摄取放置在上述载物台部上的上述试料的光学图像的光轴成一直线状；摄像部，其被配置在上述光学部的成像位置上，并将通过上述光学部成像的上述试料的光学图像转换为电信号；照明机构，其具有多个位置调整部，该位置调整部可变地调整对上述载物台部上放置的试料照射照明光的照明头的照射方向，来设定照明方式。

根据上述结构，通过光轴被配置成一直线状的光学部，与载物台部的下侧面相对地配置摄像部，并对该载物台部组装配置照明头，使照明头通过多个位置调整部可自由地转动调整，并通过调整操作该多个位置调整部，对载物台部上的试料的照明方式进行可变设定，可以通过摄像部取得各种照明方式的图像数据。这样一来，不仅实现可以进行包括移动在内的简便的处理的显微镜机构，而且可以取得各照明方式的精度良好的图像数据，可以容易地实现观察方式的多样化。

附图说明

图1是用于表示剖开的与本发明的一个实施例有关的显微镜的一部分的局部剖面图。

图2是表示图1中的第一支撑臂的转动结构的剖面图。

图3是表示图1中的第二支撑臂的转动结构的剖面图。

图4是表示用于说明图1中的照明头的调整动作的平面图。

图5是用于表示剖开的与本发明的其它实施例有关的显微镜的一部分的局部剖面图。

图6是表示图5中的第二支撑臂的滑动结构的剖面图。

图7是从外观表示图5中的第二支撑臂的滑动结构的平面图。

图8是表示图5中的照明头的转动结构的侧面图。

图9是表示从图8的IX-IX剖开的剖面图。

图10是表示与本发明的其它实施例有关的显微镜的主要部分的配置结构的平面图。

图11是表示用于说明图10中的照明头的调整动作的结构图。

图12是用于表示与本发明的其它实施例有关的显微镜的主要部分的配置结构的局部剖面图。

图13是表示放大了的图12中的主要部分的剖面图。

具体实施方式

以下就本发明的实施例参照图面来详细加以说明。

图1是表示与本发明的一个实施例有关的显微镜，在装有摄像部的底座10上，通过光学部12以一定的间隔组装配置放置试料用的载物台部11。在载物台部11上，载物板111例如被设成在水平面上可自由地移动调整。通过未图示出的操作部的调整，载物板111相对载物台部11进行位置调整。

另外，在上述光学部12内，具有一直线状光轴的光学部件122与上述载物板111对置地配置，通过该光学部件122摄取放置在上述载物板111上的试料的光学图像。

光学部件122，例如装备有变焦镜头，与在上述光学部12的周围安装的可自由地转动操作的操作环121进行转动操作，并在光轴方向上移动调整该变焦镜头，从而有选择地对放置在上述载物板111上的试料的光学图像进行放大或缩小。另外，在上述光学部12上装有图中未示出的焦点调整部，使上述光学部件122的焦点可以调整。

再有，在上述底座10中，对应上述光学部件122的成像位置设有摄像元件101，在摄像元件101上形成通过上述光学部件122得到的光学图像。底座10通过摄像元件101将光学图像转换为电信号，且该电信号经信号处理生成图像信号，并通过图中未表示的输出装置向外输出到外部设备，例如个人计算机(以下记做计算机)。

像上述结构那样，在载物台11的下侧，通过采用如下的显微镜结构，即通过装有光轴成一直线的光学部件122的光学部12，具有摄像元件101的底座10被相对配置的显微镜的结构，可以在实现小型化的同时实现结构的简单化，并且因为可以实现使光学部12的结构简单化，所以能够得到精度良好的图像数据。

另外，在上述载物台11上设有安装照明头用的支撑臂安装部112，在该支撑臂安装部112上，例如，螺纹孔113设成和光轴大致垂直。而且，在该支撑臂安装部112上安装了绕着轴A可自由地转动的构成照明机构的第一支撑臂13。

在第一支撑臂13的一端，如图2所示，与上述支撑臂安装部112的螺纹孔相对应，设有构成位置调整部的通孔131。该第一支撑臂13，相对此通孔131，插入安装螺钉16，其上按顺序地装有垫片14、施加转动力用的板簧15。在这种状态下，在安装螺钉16的前端装有垫片17，然后螺旋紧固在上述支撑臂安装部112的螺纹孔113中。

这里，第一支撑臂13的一端可自由转动地装在支撑臂安装部112上。在此组装状态中，第一支撑臂13，它的一端有安装螺钉16、垫片14、17以及板簧15施加的弹力，并通过克服该弹力的摩擦力而被施加转动力。而且，在此转动位置上，第一支撑臂13通过板簧15的弹力在轴向上被施加力，从而被限位、定位。

另外，在第一支撑臂13的另一端设有如图3所示的构成位置调整部的安装孔132。而且，在该第一支撑臂13的安装孔132上，将设置在第二支撑臂18的一端的转动部181组装成绕轴B可自由地转动。

该第二支撑臂18的转动部181，在它的周围装上垫片19，插入上述第一支撑臂13的安装孔132中后，在其先端的周围顺次地安装垫片20、输出转动力用的板簧21，还安装有固定环22。在此固定环22上，螺纹孔221相对于轴B大致成直角，螺钉23被螺旋紧固在此螺纹孔221中，以固定第二支撑臂18的转动部181。

此处，第二支撑臂18，它的转动部181对第一支撑臂13的安装孔132，通过固定环22、垫片19、20以及板簧21产生的弹力，在轴向上施加力，并克服该弹力，以对第一支撑臂13的安装孔132施加转动力。而且，在此转动位置上，第二支撑臂18通过板簧21的弹力在轴向上被施加力，从而被限位、定位。

另外，在第二支撑臂18的另一端上设有照明头24(参照图1)。该照明头24，例如，只要通过图中未表示的电缆从外部供给电源，就在希望的照射方向上发出照明光。而且，作为此照明头24的电源结构，也可做成装有电池的结构。

根据上述结构，在设定放置在载物台11的载物板111上的试料的照明方式时，例如如图4中虚线所示，克服板簧15的弹力，以使第一支撑臂13绕轴A转动地被施加转动力。于是，第一支撑臂13其与第二支撑臂18同时被转动，并在去解除了转动能的位置，通过板簧15的弹力，在转动位置上在轴向上被施加动力，从而被限位、定位。这里，受第二支撑臂18支撑的照明镜24，保持绕相对于光轴大致垂直的轴A转动的状态。

在此状态下，当第二支撑臂18通过克服板簧21的弹力被施加转动能而绕以第一支撑臂13的安装孔132为中心的轴B转动时，照明镜24和该第二支撑臂18同时转动。而且，第二支撑臂18在被去除转动力时，通过板簧21的弹力，在转动位置上在轴向上被施加力，从而被限位、定位。据此，照明头24绕两个轴转动，将其照射方向设定在想要的状态，并设定偏射照明等想要的照明方式。

如上所述，上述显微镜如下构成，即通过载物台11的下侧的光轴成一直线的光学部12，使具有摄像元件101的底座10相对设置，通过第一以及第二支撑臂13、18，对该载物台11组装配置照明头24，使其绕与光轴方向不同的两个轴自由地转动调整。

如果这样，则通过第一以及第二支撑臂13、18使照明头24绕两个轴转动，在偏射照明等预期的照明方式中，可以容易地将照明头24的照射方向调整到光轴上的预期位置。其结果，在确保使用包括移动处理的简化的显微镜结构中，可以得到多种照明方式的良好精度的图像数据，可以实现观察方式的多样化。

而且，在上述实施例中，说明了利用板簧15、21的弹力构成使第一支撑臂13以及第二支撑臂18在各自的转动位置上定位的定位机构的情形，但是，并不只限于此，也可以使用其它部件来构成。而且，作为使第一支撑臂13以及第二支撑臂18各自转动调整自由地柱状配置的机构，并不限于上述的转动力输出的结构，另外，例如可以作成使第一支撑臂13以及第二支撑臂18在各自的转动调整位置上，释放自由地保持的定位机构，例如配置通过观察者可以任意地调整转动力的力量调整臂。

另外，在上述实施例中，说明了设立位置调整部，以使照明头24绕与光轴方向不同的两个轴转动自由地设置的情况，但并不限于这个数量，例如，有时可以做成如图5到图9所示的结构，或者可以做成图10以及图11中所示的结构。但是，在图5到图11中，对和上述图1到图4相同的部分，给出了相同的号码，并省略其说明。

首先，在图5到图9所示的实施例中，第一支撑臂13被安装成和上述图1中所示的实施例一样，相对于载物台11的支撑臂安装部112，绕轴A自由地转动。而且，在该第一支撑臂13的另一端上，将第二支撑臂25安装成大致垂直的状态。

第二支撑臂25例如被作成筒状，在其内部嵌装构成位置调整部的移动部件26，移动部件26可以在轴向上自由地移动。在该第二支撑臂25的轴向上，如图6以及图7所示形成导向孔251，在该导向孔251中，移动自由地插入固定螺钉27。该固定螺钉27螺旋紧固在上述移动部件26上。

这样一来，只要松开该固定螺钉27，固定螺钉27就可以沿着第二支撑臂25的导向孔251移动，调整移动部件26进出第二支撑臂25。而且，移动部件26在拧紧该固定螺钉27时，通过使该固定螺钉27压接在第二支撑臂25上，被定位在该移动位置上。

另外，如图8以及图9所示，在移动部件26的前端形成位置调整部，例如，形成切成半圆形的缺口部261，在该缺口部261上设有螺纹孔262。而且，该缺口部261上，设置在上述照明头24上的安装部241被组装成绕轴C自由地转动。

在上述安装部241上，与上述螺纹孔262相对应来设立通孔242。而且，螺钉29通过板簧28插入该安装部241的通孔242。该螺钉29在插入安装部241的通孔242后，其前端被螺旋紧固在移动部件26的缺口部261上的螺钉孔262中。据此，照明头24在克服板簧28的弹力，并被施加绕以螺钉29为中心的轴C转动的转动力时，绕轴C转动，来调整其转动角度。而且，照明头24在它的转动位置上，当去除转动力时，它的安装部241通过上述板簧28的弹力在轴向上被施加力，在转动位置上被限位、定位。

即，在该实施例中，通过第一支撑臂13移动调整照明头24使它绕轴A转动。接着，在轴向上伸缩调整第二支撑臂25，在该伸缩位置，照明头24相对第二支撑臂25转动。这样，通过3个部位调整照明头24的位置，可变调整其照明方式。

另外，在图10以及图11中所示的实施例中，在载物台11和照明头24之间，构成作为位置调整部的连杆机构，例如，3个连杆部件301、302、303连接成大致成四边形的环，由它们组合配置成第二支撑臂30。在其中的连杆部件301的前端，通过回转轴304第二支撑臂30中自由地转动。而且，在构成第二支撑臂30的连杆部件303上设有驱动销305，该驱动销305例如与驱动凸轮槽133驱动自由地接合，该驱动凸轮槽133在载物台11上被形成为预定的形状。

另外，在构成第二支撑臂30的3个连杆部件301、302、303之中，连杆部件302的连杆连接部被固定支撑在照明头24上。

在上述结构中，第二支撑臂30当照明头24被移向照射位置时，就如图11所示，连杆部件301以回转轴304为中心被施加转动力，与此连动，连杆部件302、303依次被施加转动力。此时，连杆部件303的驱动销305被引导沿着第一支撑臂13的驱动凸轮槽133运动。据此，构成第二支撑臂30的连杆部件301、302、303，根据照明头24的照明位置，例如如图11所示被转动。

在这里，照明头24通过这些连杆部件301、302、303的移动位置被限位，来确保预期的照射方向。如果根据该实施例，只通过可变调整照明头24的照射位置，通常就可以照明载物台11的载物板111上的试料。其结果，观察者可以简单地进行调整照射方向的照明调整操作。

另外，在该实施例中，说明了在第一支撑臂13和照明头24之间，使连杆部件301、302、303连杆连接并使相互间连动的结构的情况，但是，也可以例如做成使用垫片连接或者齿轮连接构造等并使相互间连动的结构，代替该连杆连接构造。

再有，本发明不限于上述实施例，作为位置调整部，例如，也可以做成在上述第一支撑臂13以及第二支撑臂18、25的中间部设立转动部，形成可自由地弯折，通过该转动部以转动方式可弯折调整第一支撑臂13以及第二支撑臂18、25的中间部的结构。

再有，本发明，并不限于上述实施例，其它，做成如图12以及图13所示的配置上述照明头24的结构，也可达到和上述各实施例大致相同的效果。但是在图12以及图13中，为了方便，对上述图1到图4中相同的部分，给出了相同的号码，并省略其说明。

即，在图12以及图13所示的实施例中，与上述载物台11的载物板111的试料放置部相对应，设有构成位置调整部的支撑臂安装部40，在该支撑臂安装部40的前端设有螺纹孔401。而且，在该螺纹孔401中，例如，用构成定位机构的螺钉部件42，螺旋连接调整自由地螺旋紧固弯曲状的支撑臂41的根部。

据此，支撑臂41的根部被安装成相对上述支撑臂安装部40，通过板簧43以螺钉部件42为中心绕轴D可自由转动。成为该支撑臂41的转动支点的轴D，最好在与上述载物板111的试料放置面同一平面上，而且，与光学部12的光轴大致垂直的轴线上。

另外，在支撑臂41的上端部，安装有上述照明头24。该照明头24的照射光照射与上述载物板111的试料放置面的上述光学部12的光轴交叉的部位。

根据上述结构，如果松开螺旋紧固在支撑臂41的根部上的螺钉部件42，如果以螺钉部件42为轴D转动支撑臂41，则可以改变照明头24的照明光的照射方向。这里，照明头24的照明光，在各转动位置，照向与上述载物板111的试料放置面的上述光学部12的光轴的部位。其结果，照明头24不变换在载物板111上的照射部位，可以对应支撑臂41的转动位置得到预期的照明方式。

这样一来，支撑臂41相对支撑臂安装部40被定位，照明头24的照明光照射在载物板111的试料放置面的光轴上。

因此，本发明并不限于上述实施例，另外，可以是在实施阶段在不脱离该要旨的范围内可以实施各种变形结构。另外，在上述实施例中，包含各阶段的发明，对公开的多个结构要件进行适当的组合，可以得到各种发明。

例如，即使从实施例中所示的全部构成要件中去除几个构成要件，也可以解决在发明要解决的课题范围内的上述课题，在可以得到上述的发明效果时，可以得到去除该构成要件后的结构。

Claims (9)

1.一种显微镜，其特征是具有：

载物台(11)，用于放置试料；

光学部(12)，其被配置成与上述载物台部的试料放置面的反面对置，且摄取放置在上述载物台部上的上述试料的光学图像的光轴成一直线状；

摄像部(10)，其被配置在上述光学成像位置上，并将通过上述光学部成像的上述试料的光学图像转换为电信号；

照明机构(13、16、18、22、24、241、26、27、30)，其具有多个位置调整部，该位置调整部可变地调整对上述载物台部上放置的试料照射照明光的照明头的照明方向，来设定照明方式。

2.如权利要求1所述的显微镜，其特征是：

上述照明机构(13、16、18、22、24、25、26、30)具有：第一位置调整部(13、16)，其绕第一轴可转动自由地被配置在上述载物台上，并通过绕上述第一轴移动调整上述照明头；第二位置调整部(18、22)，其用于对该第一位置调整部、绕与上述第一轴大致平行的第二轴转动自由地进行连接，并随第二轴的旋转而移动调整上述照明头。

3.如权利要求2所述的显微镜，其特征是：

上述第一和第二位置调整部，通过连杆机构(301、302、303)，可绕上述第一和第二轴进行连杆连接。

4.如权利要求1所述的显微镜，其特征是：

上述照明机构(13、16、18、22、25、26、30)具有：第一位置调整部(13、16)，其绕第一轴可转动自由地被配置在上述载物台上，并通过旋转上述第一轴移动调整上述照明头；第二位置调整部(241、26、27、29)，其相对第一位置调整部，在与第一轴大致平行的第二轴的轴向上移动自由、而且，配置成绕相对第二轴垂直的轴转动自由，并通过与上述第二轴的轴向及该第二轴相垂直的轴的转动，移动调整上述照明头。

5.如权利要求1所述的显微镜，其特征是：

进一步具有定位机构(14、15、20、21、27、29、133、304、305)，其在各自的调整位置自由地使上述多个位置调整部定位。

6.如权利要求2到4的任一要求所述的显微镜，其特征是：

进一步具有定位机构(14、15、20、21、27、29、133、304、305)，其在各自的调整位置自由地使上述第一以及第二位置调整部定位。

7.一种显微镜，其特征是具有：

载物台(11)，用于放置试料；

光学部(12)，其被配置成与上述载物台部的试料放置面的反面对置，且摄取放置在上述载物台部上的上述试料的光学图像的光轴成一直线；

摄像部(10)，其被配置在上述光学部的成像位置，并将通过上述光学部成像的上述试料的光学图像转换为电信号；

照明机构(24、40、41、42)被配置成，对放置在上述载物台的试料放置面上的试料照射照明光的照明头，其照明光照射上述载物台的试料放置面与上述光学部的光轴交叉的部位，并在上述载物台转动自由。

8.如权利要求7所述的显微镜，其特征是：

上述照明机构(24、40、41、42)被配置成，转动调整用的轴与上述试料放置面在同一平面上，而且与上述光学部的光轴大致垂直。

9.如权利要求7或者8所述的显微镜，其特征是：

具有定位机构(401、42)，其在调整位置释放自由地定位上述照明机构。

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