JP2003207718A - Microscope apparatus - Google Patents

Microscope apparatus

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JP2003207718A
JP2003207718A JP2002006613A JP2002006613A JP2003207718A JP 2003207718 A JP2003207718 A JP 2003207718A JP 2002006613 A JP2002006613 A JP 2002006613A JP 2002006613 A JP2002006613 A JP 2002006613A JP 2003207718 A JP2003207718 A JP 2003207718A
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Japan
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light source
image
point light
lens
microscope
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Application number
JP2002006613A
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Japanese (ja)
Inventor
Kimio Komata
公夫 小俣
Isamu Nitta
勇 新田
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Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized microscope apparatus which provides clear images. <P>SOLUTION: A spot light source 220 comprising an LED, etc., is fixed by means of a holder to a body 200. The light from the light source 220 heads through a lens 221 toward a half mirror 241. The luminous flux reflected 90° by the half mirror 241 arrives at the examinee 204 through an objective lens 218 of a body tube 205. The luminous flux reflected by the examinee 204 tracks back the same optical path and heads toward a pentagonal prism 245 through the half mirror 241. The luminous flux reflected by the prism 245 forms the image at a photoreceiving body 231, such as a CCD, through a first mirror 242, an image formation lens 243 and a second mirror 244. Since the luminous flux from the spot light source 220 has high directictivity, the uniform illumination is eventually received evenly on the observation surface of the examinee and if there is a shape change, such as a flaw, the dark part by a shade is formed in a contour segment. As a result, the image stressed in the contour is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡装置に関す
るものであり、特に、反射型の照明系を有する顕微鏡装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microscope apparatus, and more particularly to a microscope apparatus having a reflection type illumination system.

【0002】[0002]

【技術的背景】従来より、顕微鏡は各種のものが良く知
られている。例えば精密光学顕微鏡や電子顕微鏡は、観
察結果が高倍率で高精度に安定して得られるように工夫
されている。また、これらの顕微鏡には、例えば微分干
渉法などによるエッジ強張機能が付加されているものも
ある。しかし、この様な高倍率で高精度の顕微鏡に対す
る操作は高度の熟練を要し、使用できる者は、特別に訓
練された専門の技術者や科学者だけに限定されてしまう
ことが多い。それだけでなく、これらの高倍率・高精度
の顕微鏡の価格は、非常に高価となっている。一方、通
常の比較的安価な光学顕微鏡は、一般の人だけでなく学
校教育の一環として小学校などでも多く使用されてる。
この安価な光学顕微鏡の構造は、例えば、図1に示すよ
うに、被検体を倍率を変えて観察するために、上下動す
る鏡筒110に接続している複数の対物レンズ112
と、鏡筒110内の接眼レンズ114と、被検体に外部
からの光を取り込み照明するための反射ミラー120
と、被検体を載置する観察台130などで構成されてい
る。即ち、この様な顕微鏡では、光学系は経済的にとい
う制約で透過式が採用されている。そのため被検体は光
が透過できるように薄片に加工しなければならない。照
明系も外部からの光を反射ミラーで取り込んでいるため
に、微妙な調整をその都度行なわなければならない。
BACKGROUND OF THE INVENTION Various types of microscopes have been well known. For example, precision optical microscopes and electron microscopes are devised so that observation results can be stably obtained with high magnification and high precision. Further, some of these microscopes are provided with an edge tensioning function such as a differential interference method. However, operation of such a high-magnification, high-precision microscope requires a high degree of skill, and the person who can use it is often limited to specially trained professional engineers and scientists. Not only that, the price of these high-magnification, high-precision microscopes is very high. On the other hand, ordinary relatively inexpensive optical microscopes are often used not only by ordinary people but also by elementary schools as part of school education.
The structure of this inexpensive optical microscope is, for example, as shown in FIG. 1, a plurality of objective lenses 112 connected to a vertically moving lens barrel 110 for observing a subject at various magnifications.
And an eyepiece 114 in the lens barrel 110, and a reflection mirror 120 for taking in light from the outside to the subject and illuminating it.
And an observation table 130 on which the subject is placed. That is, in such a microscope, the transmission type is adopted because the optical system is economically limited. Therefore, the subject must be processed into a thin piece so that light can be transmitted. The illumination system also takes in light from the outside with a reflection mirror, so subtle adjustments must be made each time.

【0003】このように、通常の顕微鏡では安価ではあ
るが被検体を観察できる状態にするまでの前工程作業が
必要であり、これが大変煩わしく熟練も要し、学校教育
の場ではこれを先生が担当し、それから生徒に観察させ
るという工程をとっている。又、前述したように、顕微
鏡100自身は、対物レンズ112と接眼レンズ114
を設置している鏡筒110、観察台130、反射ミラー
120というような単純な構成とはなっているが、鏡筒
110を保護して光学系全体の精度を維持するための保
護手段が不可欠となっている。ところがこの保護手段は
携帯時には不要な異形構造となって邪魔になり、特別の
収容ケースを準備し、その中に顕微鏡全体を収容するな
どの対策が必要とされていた。従ってこれまでの通常の
光学顕微鏡は小学校低学年の生徒だけでなく、一般人も
含めてどのような被検体でも、どのような場所、照明の
中でも容易に扱えるというような環境が完備されている
とは言えなかった。また被検体は一旦薄片とするため、
生きたままでの植物や生物の観察はしにくいという不便
さもあり、学校教育の場ではその改善が待たれていた。
As described above, an ordinary microscope is inexpensive, but requires a pre-process work until the object can be observed, which is very cumbersome and requires skill. I am in charge of it, and then I take the process of letting the students observe. Further, as described above, the microscope 100 itself includes the objective lens 112 and the eyepiece lens 114.
Although it has a simple structure such as the lens barrel 110, the observation table 130, and the reflection mirror 120 in which the lens barrel 110 is installed, a protection means for protecting the lens barrel 110 and maintaining the accuracy of the entire optical system is indispensable. Has become. However, this protection means becomes a hindrance because it has an oddly shaped structure that is unnecessary when carried, and it is necessary to take measures such as preparing a special housing case and housing the entire microscope therein. Therefore, conventional optical microscopes are said to be equipped with an environment in which not only students in lower grades of elementary school but also ordinary people can easily handle any subject, in any place and under any lighting conditions. I couldn't say. Also, since the subject is a thin piece,
There is also the inconvenience that it is difficult to observe plants and living things alive, so improvement was awaited at the school education site.

【0004】これらの不便を生じる原因は、主に透過式
光学系と後に述べる照明の問題、それに携帯時の不便さ
であるとされている。これを解決する1つの方法は、顕
微鏡の光学系を透過式から反射式とすれば或る程度解決
することができる。顕微鏡における反射式の照明系およ
び光学系の構成例を図2(a)で説明する。この照明系
(ケーラー照明法)では、ハロゲンランプ152の像
を、コレクターレンズ154により落射照明装置の開口
絞り156の面に結像させ、リレーレンズ158、ハー
フミラー170,フィールドレンズ162により、更に
対物レンズ166の後側焦点面168近くに結像させ
て、対物レンズ166を通って物体164を照明する。
物体164から反射した光束は、対物レンズ166を通
過して、再び対物レンズ後側焦点面168にランプ像と
して結像する。更に、アイポイントに目を置けば、接眼
レンズ174を通過することによって、目の虹彩絞りに
ランプ像が結像し、目にはまったくランプ像としては現
れない。一方、視野絞り160はフィールドレンズ16
2、対物レンズ166により物体164の面に結像し、
照明視野を制限する。この視野絞り像は、再び対物レン
ズ166を通過し、対物レンズ166による像画172
に結像する。更に、接眼レンズ174と目により目の網
膜に再結像し、視野絞り像として現れる。この様な構成
にすると、物体に必要最小限の光束を均一に照射するこ
とができる。かつ、開口絞りは明るさと焦点深度を、視
野絞りは視野をそれぞれ独立にコントロールすることが
可能となる。
It is said that the causes of these inconveniences are mainly the problems of the transmission type optical system and the illumination which will be described later, and the inconvenience during carrying. One method of solving this can be solved to some extent by changing the optical system of the microscope from a transmission type to a reflection type. A configuration example of the reflection type illumination system and the optical system in the microscope will be described with reference to FIG. In this illumination system (Kohler illumination method), the image of the halogen lamp 152 is formed on the surface of the aperture stop 156 of the epi-illumination device by the collector lens 154, and further the objective is formed by the relay lens 158, the half mirror 170, and the field lens 162. An image is formed near the rear focal plane 168 of the lens 166, and the object 164 is illuminated through the objective lens 166.
The light flux reflected from the object 164 passes through the objective lens 166 and is imaged again on the back focal plane 168 of the objective lens as a lamp image. Further, when the eye is placed on the eye point, a lamp image is formed on the iris diaphragm of the eye by passing through the eyepiece lens 174, and does not appear as a lamp image at all on the eye. On the other hand, the field stop 160 includes the field lens 16
2. Image on the surface of the object 164 by the objective lens 166,
Limit the illumination field. This field stop image passes through the objective lens 166 again, and an image image 172 formed by the objective lens 166.
Image on. Further, it is re-imaged on the retina of the eye by the eyepiece lens 174 and the eye, and appears as a field stop image. With such a configuration, it is possible to uniformly irradiate the object with the necessary minimum luminous flux. Moreover, the aperture stop can control the brightness and the depth of focus, and the field stop can control the field of view independently.

【0005】この様に照明系を反射式とすれば、外部か
ら光を採る照明用反射ミラーの操作や薄片を作り出す作
業を省くことができる。また、それに伴い反射ミラーに
よる明るさの維持や被検体薄片の加工精度の修練という
煩わしい作業も除去することができる。さらに顕微鏡自
体の形状も工夫できるから、携帯時もさほどの注意を必
要としないで済む。しかし、このような反射式の照明系
とするためには、大がかりな光学系と新たに照明用光源
の設置が求められる。この光源の問題について述べる。
各種の照明用光源としてハロゲンランプが採用される場
合が多い。これは所定の照度が容易に得られるためであ
るが、しかし一方ではエネルギーが熱に変化してしま
い、ファンなどの冷却装置が必要となってくる。そして
それに伴いファンによる振動が発生したり、光源装置全
体が大型になってしまうという欠点も生じてくる。また
ハロゲンランプ自身が持つ欠点として制御の応答性が悪
いということが上げられる。これは電圧をかけてもすぐ
に輝度が上がらないということで、その輝度も時間によ
って微妙に変化するという現象を有している。これらの
ことは顕微鏡の光源としてハロゲンランプを使用し、し
かもその顕微鏡を工業用として各種作業現場で実際に使
用するような場合、観察結果に誤差を生み出す因となり
やすい。例えば金属加工部門での表面仕上がり状況や
傷、ごみなど付着物の確認、電子機器に使用される各種
基盤の導通確認や線幅の確認、或いはカラー印刷物の網
点形状の確認などの作業に使用した場合、その結果が大
きな問題となる。
If the illumination system is of a reflection type as described above, it is possible to omit the operation of a reflection mirror for illumination which takes in light from the outside and the work of producing a thin piece. In addition, it is possible to eliminate the troublesome work of maintaining the brightness by the reflection mirror and improving the processing accuracy of the subject thin piece. In addition, the shape of the microscope itself can be modified, so you do not need to be very careful when carrying it. However, in order to make such a reflection type illumination system, a large-scale optical system and a new installation of an illumination light source are required. The problem of this light source will be described.
A halogen lamp is often used as a light source for various types of illumination. This is because a predetermined illuminance can be easily obtained, but on the other hand, the energy is changed into heat, which requires a cooling device such as a fan. As a result, vibrations due to the fan may occur and the entire light source device may become large. Another drawback of the halogen lamp itself is poor control response. This means that the brightness does not immediately rise even when a voltage is applied, and the brightness also slightly changes with time. When a halogen lamp is used as a light source of a microscope and the microscope is actually used in various work sites for industrial use, these tend to cause errors in observation results. For example, in the metalworking department to check the surface finish, scratches, dust and other deposits, to check the continuity and line width of various substrates used in electronic equipment, or to check the dot shape of color printed matter. If you do, the result is a big problem.

【0006】図2(b)はこの観察状況を説明するもの
で、被検体表面の明るさを表している。図において縦軸
は明るさを、横軸は被検体観察面の寸法を示している。
もし観察面に傷やごみなどが付着していると、ハロゲン
ランプなどの照明を受けたときその立体部分は照度が強
調されて表現される。図の例では2つの傷があり、P1
とP2のピークとして明るさが示されている。ところが
光源の明るさにムラが生じ、あるレベルまでしか達しな
いと区域L2以上にあるピークP2しか確認できない
が、明るさが変化して区域L1以上のレベルとなると、
2つのピークP1、P2を確認することができる。つま
り光源の明るさによって傷の数が1つであったり2つに
なったり変化し、観察結果に誤差が生じることになる。
これは傷だけでなく、ゴミの数や計測する線幅寸法など
にも影響を与えるということになる。このような問題を
避けるために、光源に安定化回路を付加したり、照度を
光源にフィードバックするようなことも考えられるが、
その分コストが上昇することになる。また振動の発生は
レンズ倍率が高くなればなるほど、除去しなければなら
ない問題として指摘される。従って光学系にハロゲンラ
ンプなどの光源を付加して反射式光学系としての機能を
発揮させたとしても、顕微鏡装置自身が振動、大型化、
コスト高、輝度の変化などを発生し、解決しなければな
らない問題として残される。その結果、観察結果の品質
にバラツキが生じることになる。例えば、ある作業現場
で担当者が得た結果を、現場から離れた会議室の様な所
で操作したときに、同じ被検体と同じ顕微鏡を用いて
も、同じ結果が得られるとは限らないということにな
る。このことは誰でもが、どのような被検体であって
も、どのような場所でも観察面を高倍率にして確認でき
るという顕微鏡本来の目的から逸脱してしまうことにな
る。さらに在来の顕微鏡には表示手段や紙上にプリント
アウトするという機能や、或いはデータとして保存する
という機能が付加されていない場合が多いが、たとえ付
加されていたとしても、大がかりなシステムとなってし
まい、色々な場所へ持っていくことができず、1つの顕
微鏡で同時に複数の人がその観察結果を見ることができ
ない。そのため観察結果に基づいて論議したり、後日に
観察結果を再確認するという様な時に時間がかかる問題
が発生する。これらのことは想像力や好奇心の高揚を阻
害する一因となりかねず、その改良が待たれていた。
FIG. 2 (b) illustrates this observation situation, and shows the brightness of the surface of the subject. In the figure, the vertical axis represents the brightness and the horizontal axis represents the dimension of the subject observation surface.
If there are scratches or dust on the observation surface, the illuminance of the three-dimensional portion is emphasized when illuminated by a halogen lamp or the like. In the example shown, there are two scratches, P1
And the brightness is shown as the peak of P2. However, the brightness of the light source becomes uneven, and if it reaches only a certain level, only the peak P2 in the area L2 or more can be confirmed, but if the brightness changes and reaches the level of the area L1 or more,
Two peaks P1 and P2 can be confirmed. In other words, the number of scratches changes to one or two depending on the brightness of the light source, which causes an error in the observation result.
This means not only scratches, but also the number of dust particles and the line width dimension to be measured. In order to avoid such a problem, it is possible to add a stabilizing circuit to the light source or feed back the illuminance to the light source.
The cost will increase accordingly. Further, it is pointed out that the occurrence of vibration is a problem that must be removed as the lens magnification increases. Therefore, even if a light source such as a halogen lamp is added to the optical system and the function as a reflection type optical system is exerted, the microscope apparatus itself vibrates and becomes large,
High costs, changes in brightness, etc. occur and remain as problems to be solved. As a result, the quality of the observation result varies. For example, when a person in charge at a certain work site operates the result in a place such as a conference room away from the work site, the same result may not always be obtained even if the same subject and the same microscope are used. It turns out that. This deviates from the original purpose of the microscope, which allows anyone to check an observation surface with a high magnification at any place in any object. Furthermore, conventional microscopes often do not have a display means, a function of printing out on paper, or a function of saving as data, but even if they are added, it becomes a large-scale system. It cannot be taken to various places, and multiple people cannot see the observation results with one microscope at the same time. Therefore, there arises a problem that it takes time when discussing based on the observation result or reconfirming the observation result at a later date. These things could be one of the factors that hinder the enhancement of imagination and curiosity, and their improvement was awaited.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決した、反射型の照明系を備えた顕微鏡装置を提供す
ることを目的とする。それも光学系の精度維持と堅牢
性、携帯性が考慮され、人や場所が変化しても観察結果
が左右されない安定性を備え、さらに安価な構造であり
ながら高品質の観察像が得られるようにした顕微鏡を提
供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a microscope apparatus having a reflection type illumination system, which solves the above problems. In consideration of maintaining the accuracy of the optical system, robustness, and portability, the observation result is stable even if people or places change, and a high-quality observation image can be obtained with an inexpensive structure. To provide such a microscope.

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、LEDによる点光源と、前記点光源から
の光束を、ハーフミラーで反射し、対物レンズを介して
被観察物に向かわせ、被観察物からの反射光束を前記ハ
ーフミラー通過後、結像レンズで結像するように形成し
た光学系とを備え、前記点光源と前記光学系とを一体と
して収容することを特徴とした顕微鏡装置である。前記
光学系中に、前記結像レンズで結像した像を画像信号に
変換する受光体を有することもできる。また、前記点光
源は、実質的に光軸方向に移動できるように構成しても
よい。前記点光源は、発光色の異なる複数のLEDを有
し、該複数のLEDを、選択的に前記光学系の点光源と
して使用できる構成としてもよい。前記点光源又は前記
光学系は、前記点光源の光路方向を変化させることが可
能であるように構成してもよい。この場合、前記点光源
は、選択可能である、異なる光路方向の複数LEDや、
選択可能であるLEDとレンズ又はプリズムで構成して
もよい。
In order to achieve the above object, the present invention provides a point light source by an LED and a light beam from the point light source, which is reflected by a half mirror and is reflected on an object to be observed through an objective lens. An optical system formed so that the light flux reflected from the object to be observed is passed through the half mirror and then imaged by an imaging lens, and the point light source and the optical system are housed as a unit. It is a microscope device. The optical system may include a light receiving body that converts an image formed by the image forming lens into an image signal. Further, the point light source may be configured to be movable in the optical axis direction. The point light source may include a plurality of LEDs having different emission colors, and the plurality of LEDs may be selectively used as a point light source of the optical system. The point light source or the optical system may be configured so that the optical path direction of the point light source can be changed. In this case, the point light source is a selectable plurality of LEDs in different optical path directions,
It may be composed of a selectable LED and a lens or a prism.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施形
態を説明する。図3は、本発明の顕微鏡装置の実施形態
の一例を示す構成概略図である。図3において、顕微鏡
本体200には、内部に光学系が収容されている。顕微
鏡本体200は、台座203に固定した支柱209上
で、ねじ211、212などで連結した微調装置202
により、上下、左右方向に移動したり、回転することが
できる。顕微鏡本体200に着脱自在に取り付けた鏡筒
205の内部には、任意倍率の対物レンズを有してお
り、これにより、被検体204を観察することができ
る。顕微鏡本体200でCCD等により撮影した画像信
号は、信号線207を介して制御部192,表示部19
4を備えた制御表示装置190に送られる。この制御表
示装置190は、顕微鏡本体200の内部の光源に電力
を供給することができる。顕微鏡本体200内のCCD
等からの画像信号は、表示部194により観察する。ま
た、観察した画像は、制御表示装置190内に設けられ
たハードディスク等に記憶しておくこともできる。微調
装置202には金具213が取り付けられ、ねじ211
を回転することによって、顕微鏡本体200は、台座2
03に固定した支柱209に沿って下方向に微少量移動
できる。図3では図示されていないが、この金具213
と同様な金具がもう1つ別に微調装置202に取り付け
られていて、そのねじ212を回転することによって、
顕微鏡本体200を左右方向に微少量移動できるよう構
成されている。金具213とねじ211,212の構造
や顕微鏡本体200を移動させる実際の構造は任意のも
のを採用でき、ここでは市販されている直線Zステージ
と、Xステージを採用している。同様に、回転ステージ
を顕微鏡本体200に取り付けておけば、回転方向にも
動作させることができる。従って顕微鏡本体200を支
柱209に沿って移動させる場合、大きな移動は手操作
で、微少な移動はねじ211,212を用いて実施する
ことができる。顕微鏡本体200と微調装置202を台
座に対して保持する実際的な構造(この例では支柱20
9)や、支柱209と微調装置202間の制動と、その
位置固定用の手段については既存のものを採用できるの
で、ここではその具体的な説明を省略する。また制御表
示装置190はパーソナル・コンピュータ・システムに
よって構成できる。顕微鏡本体200内の光源に電力を
供給する電源ユニットは、制御部192とは別に独立し
て設置できるようにしておけば、バッテリの使用も可能
となる。また、本体200の姿勢制御を手動で行う構成
例を示しているが、アクチュエータを設置して、制御表
示装置190によりアクチュエータを制御する構成とす
ることもできる。大きな移動は、台座203に大きな移
動のための機構を取り付けて、顕微鏡本体200を前後
左右の方向に大きく動かすことができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of an embodiment of the microscope apparatus of the present invention. In FIG. 3, an optical system is housed inside the microscope body 200. The microscope main body 200 includes a fine adjustment device 202 connected by screws 211 and 212 on a support 209 fixed to a pedestal 203.
Thus, it is possible to move up and down, left and right, and rotate. An objective lens having an arbitrary magnification is provided inside a lens barrel 205 that is detachably attached to the microscope body 200, so that the subject 204 can be observed. An image signal photographed by a CCD or the like by the microscope body 200 is transmitted via the signal line 207 to the control unit 192 and the display unit 19.
4 to the control display device 190. The control display device 190 can supply power to the light source inside the microscope body 200. CCD in the microscope body 200
Image signals from the display device 194 and the like are observed by the display unit 194. Further, the observed image can be stored in a hard disk or the like provided in the control display device 190. The metal fitting 213 is attached to the fine adjustment device 202, and the screw 211
By rotating the microscope main body 200,
A small amount can be moved downward along the column 209 fixed to 03. Although not shown in FIG. 3, this metal fitting 213
Another metal fitting similar to is attached to the fine adjustment device 202, and by rotating the screw 212,
It is configured so that the microscope main body 200 can be moved in the lateral direction by a small amount. As the structure of the metal fitting 213 and the screws 211 and 212 and the actual structure for moving the microscope main body 200, any structure can be adopted, and here a commercially available linear Z stage and X stage are adopted. Similarly, if the rotation stage is attached to the microscope main body 200, the rotation stage can also be operated in the rotation direction. Therefore, when the microscope main body 200 is moved along the column 209, a large movement can be performed manually and a minute movement can be performed using the screws 211 and 212. A practical structure for holding the microscope main body 200 and the fine adjustment device 202 to the pedestal (in this example, the support 20
9), braking between the support 209 and the fine adjustment device 202, and existing position fixing means can be adopted, so a detailed description thereof will be omitted here. Further, the control display device 190 can be configured by a personal computer system. If the power supply unit that supplies power to the light source in the microscope body 200 can be installed separately from the control unit 192, the battery can be used. Further, although a configuration example in which the attitude control of the main body 200 is manually performed is shown, an actuator may be installed and the control display device 190 may control the actuator. For large movements, a mechanism for large movements can be attached to the pedestal 203, and the microscope main body 200 can be largely moved in the front, rear, left, and right directions.

【0009】図4は、顕微鏡本体200の内部を一部断
面図として示した正面略図で、筐体状の本体200から
蓋214(図3)を外して、内部を見える状態としたと
きを示している。図4において、LED等で構成した光
源220は、保持具を介して本体200に固定されてい
る。光源220からの光は、照明用レンズ221を経て
ハーフミラー241に向かう。ハーフミラー241で9
0度反射した光束は、鏡筒205内に固定した任意倍率
の対物レンズ218を経て、被検体204に達する。被
検体204で反射した光束は、同じ光路をたどり、ハー
フミラー241を通過して、ペンタプリズム245に向
かう。プリズム245内で偶数回反射した光束は、第1
ミラー242,結像レンズ243,第2ミラー244を
経て、CCD等の受光体231に結像する。受光体23
1に結像し光電変換された画像信号は、信号線207よ
り図2の制御表示装置190に向かう。受光体231は
本体200に保持具234によって固定されている。前
述の光学系を形成する各部材、光源220、照明用レン
ズ221、ハーフミラー241、ペンタプリズム24
5、第1ミラー242、結像レンズ243、第2ミラー
244のそれぞれも、図示してない保持具によって顕微
鏡本体200に固定されている。鏡筒205は、本体2
00に対してねじ止めなどにより着脱自在に取り付けら
れている。この鏡筒205を交換することによって、内
部に取り付けた対物レンズ218の倍率を変換するよう
にしてある。そのため携帯時には、鏡筒205を本体2
00より取り外すことができる。取り外したとき、その
ねじ穴にキャップなどを装着するようにすれば、本体2
00内部にほこり等の進入を防ぐことができる。光源2
20は保持具ごと本体より取り外して交換できるように
しておけば、目的に応じた波長の光源を光学系中に設置
することができる。
FIG. 4 is a schematic front view showing the inside of the microscope main body 200 as a partial cross-sectional view, showing a state where the inside of the microscope main body 200 is visible by removing the lid 214 (FIG. 3) from the main body 200. ing. In FIG. 4, a light source 220 composed of an LED or the like is fixed to the main body 200 via a holder. The light from the light source 220 goes through the illumination lens 221 to the half mirror 241. 9 with half mirror 241
The light flux reflected by 0 degrees reaches the subject 204 through the objective lens 218 of arbitrary magnification fixed in the lens barrel 205. The light beam reflected by the subject 204 follows the same optical path, passes through the half mirror 241, and travels toward the pentaprism 245. The light flux reflected even number of times within the prism 245 is the first
An image is formed on a light receiving body 231 such as a CCD through a mirror 242, an imaging lens 243 and a second mirror 244. Photoreceptor 23
The image signal which has been imaged at 1 and has been photoelectrically converted goes from the signal line 207 to the control display device 190 of FIG. The light receiver 231 is fixed to the main body 200 by a holder 234. Each member forming the above-mentioned optical system, the light source 220, the illumination lens 221, the half mirror 241, and the pentaprism 24.
5, the first mirror 242, the imaging lens 243, and the second mirror 244 are also fixed to the microscope main body 200 by a holder (not shown). The lens barrel 205 is the main body 2
It is detachably attached to 00 by screwing or the like. By exchanging the lens barrel 205, the magnification of the objective lens 218 attached inside is changed. Therefore, when carrying the lens barrel 205,
It can be removed from 00. When you remove it, you can attach a cap to the screw hole
It is possible to prevent dust and the like from entering the inside of 00. Light source 2
If the holder 20 and the holder can be removed from the main body and replaced, a light source having a wavelength suitable for the purpose can be installed in the optical system.

【0010】図2、3に示した構成例では、顕微鏡本体
200を方形の筐体として構成し、その内部にLEDで
構成した光源を含めた光学系を収容している。この光学
系では、被検体204の観察面を対物レンズ218で任
意倍率に拡大し、その像を画像信号として制御表示装置
190の表示部194に伝え、表示するようにしてい
る。それによって光学系全体は、筐体とした本体200
内に収容され、精度維持を図りながら、保護と小型化を
進めることができ、携帯性にも対処することができる。
なお、図4に点線で示した枠状の230は、カメラユニ
ットを示しており、本体200より受光体231,保持
具234を除去し、そこヘビデオカメラなどのユニット
を設置できるようにした。このユニットは例えば市販さ
れているビデオカメラであり、これを本体200に取り
付け、受光体231の位置にビデオカメラの受光体(C
CD)がセットされるよう連結する。この連結機構は本
体200とビデオカメラの位置が規定されれば特別な手
段は必要としないが、このようにすることによって、制
御表示装置190の代わりとしてカメラを使用すること
ができる。上述の構成では、CCD等により画像信号を
得て、それを表示する構成としたが、通常の光学顕微鏡
と同様に、直接肉眼で見る構成としてもよい。
In the configuration example shown in FIGS. 2 and 3, the microscope main body 200 is constructed as a rectangular casing, and an optical system including a light source constituted by an LED is housed inside the casing. In this optical system, the observation surface of the subject 204 is magnified to an arbitrary magnification by the objective lens 218, and the image is transmitted as an image signal to the display unit 194 of the control display device 190 for display. As a result, the entire optical system is used as a main body 200
It is housed inside, and while maintaining accuracy, protection and downsizing can be promoted, and portability can also be addressed.
It should be noted that a frame-shaped 230 shown by a dotted line in FIG. 4 indicates a camera unit, and the light receiving body 231 and the holder 234 are removed from the main body 200 so that a unit such as a video camera can be installed there. This unit is, for example, a commercially available video camera, which is attached to the main body 200, and the light receiver 231 (C
CD) to be set. This connection mechanism does not require any special means if the positions of the main body 200 and the video camera are defined, but by doing so, the camera can be used instead of the control display device 190. In the above-mentioned configuration, the image signal is obtained by the CCD or the like and displayed, but the configuration may be such that it is viewed directly with the naked eye, as in a normal optical microscope.

【0011】図4に示した光学系では、光源220とし
てLEDを用いているので、輝度ムラが少ない点光源と
して発光する。例えば、光学系中に設置されている光源
が赤色LEDとすれば、その発光部面積は約0.24平
方mmである。これに対し、従来のハロゲンランプでは
その発光部面積は約1〜2平方mmである。このよう
に、LEDを光源として使用すると、ハロゲンランプと
比較すると1/10程度となり、点光源とみなすことが
できる。一方、ハロゲンランプは、そのおおきさから面
光源とみなすことができる。点光源からの光束は指向性
が強いので、被検体観察面では一様に均一な照明を受け
るようになり、その照明域内に傷などの形状変化がある
場合には、傷の輪郭が強調されたように発光する。つま
り観察面に微少な凹凸や傷などの形状変化部がある場
合、その境界部が強められて照明を受けたかのように作
用する。
In the optical system shown in FIG. 4, since an LED is used as the light source 220, it emits light as a point light source with less unevenness in brightness. For example, if the light source installed in the optical system is a red LED, the light emitting portion area is about 0.24 square mm. On the other hand, the area of the light emitting portion of the conventional halogen lamp is about 1 to 2 square mm. As described above, when the LED is used as the light source, it is about 1/10 of that of the halogen lamp and can be regarded as a point light source. On the other hand, the halogen lamp can be regarded as a surface light source because of its large size. Since the luminous flux from the point light source has a strong directivity, it becomes possible to receive uniform illumination on the observation surface of the subject, and if there is a change in shape such as a flaw within the illumination area, the contour of the flaw will be emphasized. It emits light like That is, when there is a minute unevenness or a shape change portion such as a scratch on the observation surface, the boundary portion is strengthened and acts as if it was illuminated.

【0012】図5は、被検体204の照明状況を説明す
るものである。被検体204の観察面には微少な寸法d
分の凹凸があることを示している。このような被検体
204を図4に示す光学系で見ると、対物レンズ218
がd分の深度を持っているときは、被検体の凸部25
6も凹部も1つの画像として同時に確認することができ
る。図5(a)に示すように、点光源からの光束によ
り、被検体が照明される。すると被検体204の凸部2
56の輪郭は、その影を作って凹部上に投影する。この
影の発生は、光源を点光源として指向性を持たせたこと
によるものである。なお、従来のように面光源であれ
ば、図5(b)に示すように、被検体204の凸部25
4の輪郭では、色々な方向の光で照明されることとな
り、光の拡散、散乱などが発生し、凸部254の影が生
成されないだけでなく、得られる画像自身の輪郭形状の
確認に支障をきたすようになる。図5の被検体204
を、例えばレーザ露光で印刷用網点を撮影した銀塩フィ
ルムに形成したものとすると、被検体全体の厚さは約
0.1mmほどで、その表面に画線として再現される黒
化部は凸部257として形成され、その厚さdは1μ
mほどである。そして、この凸部から得られる影は微少
なものではあるが、これが画線部(凸部256)輪郭に
付加されて一緒に観察されるようになるから、画線部像
は一層明瞭に鮮明に再現されることになる。なお、上記
のレーザ露光用の銀塩フィルムとは、主に写真製版用に
使われるモノクロ(白黒)の写真フィルムで、白か黒か
しか表現しないものである。また、光源に半導体光源の
1つであるレーザを使用した場合、その発光部の面積は
約0.003平方mmであるので、LED光源以上の点
光源となる。従って指向性をさらに強められるからLE
D以上の効果を得ることができる。しかし、単波長によ
る干渉発生対策や、カラー化するための対策が必要とな
る。
FIG. 5 illustrates the illumination condition of the subject 204. A small dimension d on the observation surface of the subject 204
It shows that there is unevenness for 2 minutes. When such an object 204 is viewed with the optical system shown in FIG.
Has a depth of d 2 minutes, the convex portion 25 of the subject
Both 6 and the concave portion can be simultaneously confirmed as one image. As shown in FIG. 5A, the subject is illuminated by the light flux from the point light source. Then, the convex portion 2 of the subject 204
The contour of 56 casts its shadow and projects it onto the recess. The generation of this shadow is due to the fact that the light source is a point light source and has directivity. In the case of a surface light source as in the conventional art, as shown in FIG.
The contour of No. 4 is illuminated with light in various directions, so that light is diffused and scattered, the shadow of the convex portion 254 is not generated, and it is difficult to confirm the contour shape of the obtained image itself. Will be caused. Subject 204 of FIG.
Is formed on a silver salt film on which printing dots are photographed by laser exposure, for example, the thickness of the entire subject is about 0.1 mm, and the blackened portion reproduced as an image line on the surface is It is formed as a convex portion 257 and has a thickness d 2 of 1 μm.
It is about m. Although the shadow obtained from this convex portion is minute, it is added to the outline of the image portion (convex portion 256) and is observed together, so the image of the image portion is clearer and clearer. Will be reproduced. The above-mentioned silver salt film for laser exposure is a monochrome (black and white) photographic film mainly used for photoengraving and expresses only white or black. Further, when a laser, which is one of the semiconductor light sources, is used as the light source, the area of the light emitting portion is about 0.003 square mm, so the point light source is larger than the LED light source. Therefore, the directivity can be further strengthened, so LE
The effect of D or more can be obtained. However, it is necessary to take measures to prevent interference due to a single wavelength and to convert to color.

【0013】点光源による被検物の凹凸等に対する影
は、光源の位置,対物レンズの倍率や深度と被検物との
関係で変化する。それを利用することにより、影を強調
して、よりコントラストがあるような状態の像を得るこ
とができる。それを図6および図7により説明する。図
6は、光源220の光学系中における設定位置を、変化
分dに応じて移動させたときの状態を説明するものであ
る。図6(a)は、光源の像が被検物上にある状態を示
しており、図6(b)は、距離dだけ光源を移動させ
て、光源の像が被検物の後ろにある状態を示している。
図6では、ハーフミラー241等は図示していない。図
7は、被検物204の凸部の影ができる様子を示してい
る。図7(a)は、図6(a)のように、光源の像22
5が被検物204上にあるときの状態を拡大したもので
あり、図7(b)は、点光源220を距離d移動したと
きの状態を拡大したものである。さて、図7において、
被検物を照射する光線は、対物レンズ218と光源の像
225とを直線で結んだ間に存在している。また、図7
では、説明のため被検物204の凸部片側のみ表示して
いる。図7(a)では、図示されているように光源の像
225から照射されるのと等価と考えられるので、被検
物204の凸部に対して均一に光が当たり、影ができに
くい。図7(b)では、光束が分散され、その分凸部の
影ができやすくなっている。即ち、例えば図7(b)の
13から上の対物レンズ上側の光束は、凸部により遮
られるので、影ができやすくなっている。図7に示すよ
うに、光源位置の移動により凹凸の対する影が得られる
ので、凹凸があるとき、その凸部輪郭や、溝、傷のよう
に形状が変化したところに陰影をつけ、それを強調する
ように作用し、観察画像をより鮮明に表現するようにな
る。これによって、例えば微分干渉法などによる高度な
構成を付加したかのような高画質像にすることができ
る。この変化分dの実際の値は、図4に示した本体20
0内の光学系の光路長にもよるが、0.1mm〜10数
mm程度移動できるようにすれば充分である。移動のた
めの機構として、例えばねじ等を使用することができ
る。なお、対物レンズは、一般的にその倍率が低いと焦
点深度は深く、倍率が高いと深度は浅くなるから、凹凸
分の深度に耐えられない倍率の対物レンズを使用すると
きは、図6(b)に示すように、絞り222を設置し
て、その開口部を調整する。このように、LEDによる
点光源を光軸方向に移動自在とし、被検体への照明位置
を変更できるようにしておくことは、鮮明画像を得る上
で有効に作用する。また、LEDのような輝度ムラの少
ない点光源を用いることで、図6に示したような簡単な
照明系とすることができる。なお、点光源を移動するの
と実質的に同じ効果が、図6において点光源220の前
に設置してある照明用レンズ221を移動することによ
り得ることができる。また、影を強調したくない場合
は、光源220と照明用221の間に拡散板などを入れ
ることにより、拡散光源とすることができる。
The shadow of the unevenness of the test object due to the point light source changes depending on the relationship between the position of the light source, the magnification and depth of the objective lens and the test object. By utilizing it, it is possible to enhance the shadow and obtain an image with more contrast. This will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 illustrates a state in which the set position of the light source 220 in the optical system is moved according to the change amount d. FIG. 6A shows a state in which the image of the light source is on the test object, and FIG. 6B shows that the image of the light source is behind the test object by moving the light source by the distance d. It shows the state.
In FIG. 6, the half mirror 241 and the like are not shown. FIG. 7 shows how the shadow of the convex portion of the test object 204 is formed. FIG. 7A shows an image of the light source 22 as shown in FIG.
5 is an enlarged view of the state when the object 5 is on the object 204, and FIG. 7B is an enlarged view of the state when the point light source 220 is moved by the distance d. Now, in FIG.
The light beam that illuminates the test object exists between the objective lens 218 and the image 225 of the light source that are connected by a straight line. Also, FIG.
Then, for the sake of explanation, only one side of the convex portion of the test object 204 is shown. In FIG. 7A, it is considered that the light is equivalent to being emitted from the image 225 of the light source as shown in the figure, so that the convex portion of the test object 204 is uniformly irradiated with the light and is less likely to form a shadow. In FIG. 7B, the light flux is dispersed, and the shadow of the convex portion is likely to be formed accordingly. That is, for example, since the light flux on the upper side of the objective lens above l 13 in FIG. 7B is blocked by the convex portion, a shadow is likely to be formed. As shown in FIG. 7, since the shadow of the unevenness is obtained by moving the light source position, when the unevenness is present, the contour of the convex portion, the groove, or the place where the shape changes, such as a scratch, is shaded. It acts as an emphasis, and makes the observed image more clear. This makes it possible to form a high-quality image as if a high-level configuration such as a differential interference method is added. The actual value of this change d is the main body 20 shown in FIG.
Although it depends on the optical path length of the optical system within 0, it is sufficient to be able to move about 0.1 mm to 10 mm. For example, a screw or the like can be used as the moving mechanism. Note that the objective lens generally has a deep depth of focus when the magnification is low, and has a shallow depth when the magnification is high. As shown in b), a diaphragm 222 is installed and its opening is adjusted. As described above, making the point light source by the LED movable in the optical axis direction and changing the illumination position on the subject is effective in obtaining a clear image. Further, by using a point light source such as an LED with less uneven brightness, a simple illumination system as shown in FIG. 6 can be obtained. The same effect as moving the point light source can be obtained by moving the illumination lens 221 installed in front of the point light source 220 in FIG. If the shadow is not desired to be emphasized, a diffuser plate or the like may be inserted between the light source 220 and the illuminator 221 to provide a diffused light source.

【0014】図8は、図4に示した点光源220の他の
構成例を示したものある。図8で示すように、本体20
0に軸274で支持されたターレット状基板272上
に、4つの光源(LED)220a、220b、220
c、220dが取り付けてある。この4つの光源はそれ
ぞれ発光色が異なり、例えば白色LED220a、赤色
LED220b、青色LED220c、緑色LEDdと
する。これらを基板272の軸274を中心として回転
することで、各光源220を光学系の所定光源位置にセ
ットできるようにしてある。例えば、基板272の回転
は、基板272の外周部一端を顕微鏡本体200の蓋2
14から突出させ、それを指先で回転させて、図示して
ない光源の位置規定機構を働かせる構成とすることがで
きる。勿論光源220の色(波長)や数、その選択手段
は任意に選べるが、白色光源220aを使用すれば、受
光体231は、被検体からの反射光束をカラー信号とし
て扱うことができる。赤色LED220b、青色LED
220c、緑色LED220dの光源を適宜使用すれ
ば、例えばカラー印刷の3色の網点を観察するようなと
きに便利である。また光源に赤外線用LEDを取り付け
れば、コンクリート壁面内部のひび割れ、亀裂などの確
認時に利用することができる。
FIG. 8 shows another configuration example of the point light source 220 shown in FIG. As shown in FIG.
The four light sources (LEDs) 220a, 220b, 220 are provided on the turret-shaped substrate 272 supported by the shaft 274 at 0.
c and 220d are attached. The four light sources have different emission colors, for example, a white LED 220a, a red LED 220b, a blue LED 220c, and a green LEDd. By rotating these around the axis 274 of the substrate 272, each light source 220 can be set at a predetermined light source position of the optical system. For example, when the substrate 272 is rotated, one end of the outer peripheral portion of the substrate 272 is attached to the lid 2 of the microscope main body 200.
It is possible to have a configuration in which the position defining mechanism of the light source (not shown) is activated by projecting it from 14 and rotating it with a fingertip. Of course, the color (wavelength) and number of the light sources 220 and the selection means therefor can be arbitrarily selected, but if the white light source 220a is used, the light receiving body 231 can treat the reflected light flux from the subject as a color signal. Red LED 220b, blue LED
If the light sources of 220c and the green LED 220d are appropriately used, it is convenient, for example, when observing halftone dots of three colors in color printing. In addition, if an infrared LED is attached to the light source, it can be used when checking for cracks or cracks inside the concrete wall surface.

【0015】図9は、凹凸の輪郭部分の影を得てさらに
輪郭を強調するために、斜光を生じるための他の構成例
を示している。図9(a)は、図4に示されている光学
系を簡略して示したものであり、付してある参照番号は
図4の光学系と同じである。図9(a)に示した光学系
は、CCD等の受光体231,結像レンズ243,ハー
フミラー241,点光源220,照明用レンズ221,
対物レンズ218,被検物204で構成されている。さ
て、図9(b)は、照射方向が変化する点光源290と
して、照射方向がわずかに異なる、複数のLED29
1,292,293,294,295を配置している。
照射する方向により、点灯するLEDを切り替えること
により、所望の照射方向をえることができる。また、影
のつけ方の変化を見るために、周囲に配置されているL
ED291,292,293,294を順次点灯を繰り
返すようにすることもできる。このように点灯すること
により、影のできる方向が変化して、被検物204の様
子がよく分かる。また、中心のLED295と、周囲に
あるLEDとにおける光量を調整できるようにして、同
時に点灯することにより、影の濃さを変えられるように
することもできる。さらに、周囲に配置されているLE
Dを順次点灯するタイミングに合わせて画像を取り込
み、取り込んだ画像を処理することにより、微細な像を
生成することができる。なお、中心のLEDのみを点灯
したときは、通常の点光源を1つとした場合と同様の照
明となる。また、全てのLEDを点灯することで、さら
に明るい照明系とすることができる。点光源として採用
したLEDは小型なので、光学系を大きくすることな
く、図9(b)に示すように、多数の点光源の集合体を
形成することができる。図9(c)は、LEDによる点
光源220’を動かして、被検物204への照射方向が
変えられるように構成している。これにより、1つのL
EDで被検物204に対して斜め方向に照明でき、影の
つけ方を変えることができる。図9(d)は、ハーフミ
ラー241’の角度を変化させ、被検物への照射方向が
変えられるように構成している。
FIG. 9 shows another configuration example for producing oblique light in order to obtain the shadow of the contour portion of the unevenness and further enhance the contour. FIG. 9A is a simplified view of the optical system shown in FIG. 4, and the reference numerals attached are the same as those of the optical system of FIG. The optical system shown in FIG. 9A includes a light receiving body 231, such as a CCD, an image forming lens 243, a half mirror 241, a point light source 220, an illuminating lens 221, and the like.
The objective lens 218 and the test object 204 are included. By the way, in FIG. 9B, as the point light source 290 in which the irradiation direction changes, a plurality of LEDs 29 having slightly different irradiation directions are used.
1, 292, 293, 294, 295 are arranged.
A desired irradiation direction can be obtained by switching the LED to be turned on according to the irradiation direction. Also, in order to see how the shadow is changed, the L
The EDs 291, 292, 293, 294 can be sequentially turned on. By turning on the light in this way, the direction in which the shadow is formed changes, and the state of the object to be inspected 204 can be clearly understood. It is also possible to adjust the amount of light of the central LED 295 and the surrounding LEDs so that they can be turned on at the same time to change the density of the shadow. Furthermore, LEs that are arranged around
A fine image can be generated by capturing an image in accordance with the timing of sequentially lighting D and processing the captured image. It should be noted that when only the central LED is turned on, the illumination is the same as in the case where one ordinary point light source is used. Further, by turning on all the LEDs, a brighter illumination system can be obtained. Since the LED used as the point light source is small, it is possible to form an assembly of a large number of point light sources as shown in FIG. 9B without enlarging the optical system. FIG. 9C is configured such that the point light source 220 ′ by the LED is moved so that the irradiation direction to the test object 204 can be changed. This gives one L
It is possible to illuminate the test object 204 in an oblique direction with the ED, and change the method of applying a shadow. In FIG. 9D, the angle of the half mirror 241 'is changed so that the irradiation direction to the test object can be changed.

【0016】図10は、図9(b)に示したような複数
のLEDによる光源290を設けた場合、異なる照射方
向を得るための構成を示したものである。図10(a)
は、ミラー296を用いて、図9(b)に示した複数の
LEDによる光源290の配置位置や方向を変化させる
ことができることを示している。また、図10(a)
(2)および(3)は、LEDを5個や7個設けること
ができることを示している。図10(b)および(c)
は、平行においた複数のLEDによる光源290’に、
レンズ297やプリズム298を組み合わせることによ
り、被検物に対して異なる照射方向を得る構成を示して
いる。また、図10(d)は、複数のLEDとミラー2
99との組み合わせより、被検物に対して異なる照射方
向を得る構成を示している。図10(d)(1),
(2)は、それぞれ側面、正面からみた図である。
FIG. 10 shows a structure for obtaining different irradiation directions when the light source 290 having a plurality of LEDs as shown in FIG. 9B is provided. Figure 10 (a)
Shows that the arrangement position and direction of the light source 290 by the plurality of LEDs shown in FIG. 9B can be changed by using the mirror 296. In addition, FIG.
(2) and (3) indicate that five or seven LEDs can be provided. 10 (b) and (c)
Is a light source 290 'composed of a plurality of LEDs arranged in parallel,
By combining a lens 297 and a prism 298, a configuration in which different irradiation directions are obtained with respect to the test object is shown. Further, FIG. 10D shows a plurality of LEDs and the mirror 2.
It shows a configuration in which different irradiation directions are obtained for the test object by combination with 99. FIG. 10 (d) (1),
(2) is a view seen from the side and the front, respectively.

【0017】図11は、上述の図3,図4に示した実施
形態の構成において、2種類の被検体を観察したときに
得られる像を撮影したものである。図11(a)は、銀
塩フィルムにレーザで描いたものであって、0.5mm
×0.375mmの領域を、倍率を10倍とした対物レ
ンズで拡大したものである。この画像は、点光源の位置
を調節して、影によるコントラストを強調したものであ
る。また、図11(b)は、倍率を50倍とした対物レ
ンズで、塩の結晶を撮影したものである。このように、
本発明の顕微鏡装置を使用することにより、はっきりと
した画像を簡単な構成で得ることができる。図12は、
50倍の対物レンズを使用して、レーザー露光した銀塩
フィルムを拡大したものである。図12(a)は、図6
(b)で示した照明系で撮影した画像である。図12
(b)は、図9(c)で示したように、点光源220’
を光軸方向からずらして、斜光照明として影を強調し、
さらに輪郭をはっきりさせたものである。図12(a)
と図12(b)とを比較すると、図12(b)では、さ
らに細かい部分まではっきり見えていることが認められ
る。なお、図11、図12は、いずれも平面においた被
検体を撮影している。しかし、例えば円筒状管面内部の
ようなものであっても、その壁面に沿って顕微鏡本体を
移動させれば、同じように観察を進めることができる。
FIG. 11 is a photograph of an image obtained when two types of subjects are observed in the configuration of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 described above. FIG. 11 (a) is a diagram drawn by a laser on a silver salt film and has a thickness of 0.5 mm.
A region of × 0.375 mm is enlarged by an objective lens having a magnification of 10 times. In this image, the position of the point light source is adjusted to enhance the contrast due to the shadow. Further, FIG. 11B is an image of a salt crystal photographed with an objective lens having a magnification of 50 times. in this way,
By using the microscope apparatus of the present invention, a clear image can be obtained with a simple structure. Figure 12
This is a magnified version of the silver salt film exposed by laser using a 50 × objective lens. FIG. 12 (a) is shown in FIG.
It is an image photographed by the illumination system shown in (b). 12
FIG. 9B shows a point light source 220 ′ as shown in FIG.
Shift from the optical axis direction to emphasize the shadow as oblique lighting,
Furthermore, it is the one where the outline is made clear. Figure 12 (a)
12B is compared with FIG. 12B, it can be seen that even finer parts are clearly visible in FIG. 12B. 11 and 12 both image the subject placed on a plane. However, even in the case of the inside of a cylindrical tube surface, if the microscope main body is moved along the wall surface, the same observation can be performed.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上のように、本発明による顕微鏡で
は、照明用光源をLEDのような点光源として極めて小
さい光学系を構成し、その光源からの光束で被検体を照
明するという単純な方法で、従来にない鮮明な画像が得
られる。それによってどのような被検体でも、どのよう
な場所でも誰でもが容易に扱うことのできる顕微鏡装置
を提供することができ、さらに例えばLEDの持つ特
性、小型、堅牢、長寿命という特徴に加えて、消費電力
が少なく制御の応答性も高いという一般的な効果も顕微
鏡に付加することができる。また、光源の発するエネル
ギーが熱に変化することは殆どないので、ファンなどに
よる振動の発生がない装置として使用することができ
る。これは光学系の倍率が高くなると、少しの振動が被
検体や光学系に微妙な影響を与え、画像に不鮮明さを与
えるということを防止することになる。LEDの光源自
体は小さなものであるから、ターレット状の構造にして
複数設置すれば、異なる波長の光源を用途に応じて使い
分けるようにすることもできる。そして、顕微鏡本体部
の小型化は、これまで観察がやっかいであった管面内側
のような狭いところでも観察ができるようになり、携帯
時にも便利となる。さらに、反射式光学系の採用で、被
検体を薄片に加工したり、反射ミラーによる集光などに
煩わされずにすむだけでなく、被検体を生きたままで観
察することができる。それによって小学校の低学年生の
様に特別な訓練のされていない者であっても容易に操作
することができる。
As described above, in the microscope according to the present invention, an extremely small optical system is constructed by using the illumination light source as a point light source such as an LED, and a light beam from the light source illuminates the subject. The result is a clear image that has never been seen before. As a result, it is possible to provide a microscope device that can be easily handled by anyone, any place, and in addition to the characteristics of LEDs, such as small size, robustness, and long life. The general effect of low power consumption and high control response can be added to the microscope. Further, since the energy emitted from the light source hardly changes into heat, it can be used as a device in which vibration due to a fan does not occur. This means that when the magnification of the optical system becomes high, a slight vibration has a delicate influence on the subject and the optical system, and prevents the image from being blurred. Since the light source of the LED itself is small, if a plurality of turret-like structures are provided and light sources of different wavelengths are used, the light sources of different wavelengths can be used properly. Further, the downsizing of the microscope main body enables observation even in a narrow space such as the inside of the tube surface, which has been difficult to observe up to now, and is convenient when carried. Further, by adopting the reflection type optical system, it is possible not only to process the subject into a thin piece or to collect light by a reflection mirror, but also to observe the subject alive. As a result, even a person without special training, such as a lower grade student in an elementary school, can easily operate it.

【0019】点光源としてのLEDの採用と、それを光
軸方向に移動させることや、斜め方向の光束の利用とい
う方法の採用によって、被検体の観察面に微少な凹凸が
あるような場合、影の発生によってその立体部陰影をよ
り一層鮮明に表現できるから、比較的安価な構成の光学
顕微鏡でありながら、高級精密光学顕微鏡と同等品質の
観察画像を得ることができる。さらにCCD等により画
像信号を得て、それを表示部に表示することにより、同
時に複数の者が1つの画像を観察することができ、デー
タとして保存すれば後日の再確認も支障無く行える。
In the case where there is a minute unevenness on the observation surface of the subject by adopting the method of using the LED as the point light source, moving it in the optical axis direction, and utilizing the light flux in the oblique direction, Since the shadow of the three-dimensional portion can be expressed more clearly by the generation of the shadow, it is possible to obtain an observation image of the same quality as that of a high-precision optical microscope, even though the optical microscope has a relatively inexpensive structure. Further, by obtaining an image signal from a CCD or the like and displaying it on the display unit, a plurality of persons can observe one image at the same time, and if it is saved as data, reconfirmation at a later date can be performed without any trouble.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の光学顕微鏡の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional optical microscope.

【図2】反射型照明系の構成等を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration and the like of a reflection type illumination system.

【図3】実施形態の顕微鏡装置の構成例を示す構成概略
図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of a microscope apparatus according to an embodiment.

【図4】顕微鏡本体内部の光学系を示した図である。。FIG. 4 is a diagram showing an optical system inside a microscope main body. .

【図5】被検体の照明状況を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an illumination state of a subject.

【図6】光源の位置変化と被検体の照明関係を説明する
図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a positional change of a light source and an illumination relationship of a subject.

【図7】被検体の部分の拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a portion of the subject.

【図8】光源の他の構成例を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing another configuration example of the light source.

【図9】被検体に対して斜め方向の照射を得る構成を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration for obtaining irradiation in an oblique direction with respect to a subject.

【図10】被検体に対して斜め方向の照射を得る他の構
成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing another configuration for obtaining oblique irradiation on a subject.

【図11】実施形態の顕微鏡装置による画像を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing an image by the microscope apparatus of the embodiment.

【図12】光源の位置の変化による効果を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing the effect of changing the position of the light source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

190 制御表示装置 192 制御部 194 表示部 200 顕微鏡本体 202 微調装置 203 台座 204 被検体 205 鏡筒 207 信号線 209 支柱 210 金具 211 ねじ 212 ねじ 213 金具 214 蓋 218 対物レンズ 220 光源 221 照明用レンズ(コンデンサ・レンズ) 241 ハーフミラー 242 第1ミラー 243 結像レンズ 245 ペンタプリズム 244 第2ミラー 230 カメラ部ユニット 231 受光体 234 保持具 272 基板 274 軸 296 ミラー 297 レンズ 298 プリズム 299 反射鏡 190 Control display device 192 Control unit 194 Display 200 microscope body 202 Fine adjustment device 203 pedestal 204 subject 205 lens barrel 207 signal line 209 props 210 metal fittings 211 screws 212 screws 213 metal fittings 214 lid 218 Objective lens 220 light source 221 Lighting lens (condenser lens) 241 half mirror 242 First mirror 243 Imaging lens 245 penta prism 244 Second mirror 230 Camera unit 231 photoreceptor 234 holder 272 substrate 274 axis 296 mirror 297 lens 298 prism 299 reflector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小俣 公夫 埼玉県さいたま市太田窪一丁目1番21号 (72)発明者 新田 勇 新潟県新潟市寺地1130−9 Fターム(参考) 2H052 AC04 AC09 AC14 AC27 AC33 AD02 AD32 AD33 AF14 AF21   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kimio Omata             1-21 Otakubo, Saitama City, Saitama Prefecture (72) Inventor Isamu Nitta             1130-9 Terachi, Niigata City, Niigata Prefecture F-term (reference) 2H052 AC04 AC09 AC14 AC27 AC33                       AD02 AD32 AD33 AF14 AF21

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 LEDによる点光源と、 前記点光源からの光束を、ハーフミラーで反射し、対物
レンズを介して被観察物に向かわせ、被観察物からの反
射光束を前記ハーフミラー通過後、結像レンズで結像す
るように形成した光学系とを備え、前記点光源と前記光
学系とを一体として収容することを特徴とした顕微鏡装
置。
1. A point light source using an LED, and a light beam from the point light source is reflected by a half mirror and directed toward an object to be observed through an objective lens, and a reflected light beam from the object to be observed passes through the half mirror. A microscope apparatus comprising: an optical system formed so as to form an image by an imaging lens, and the point light source and the optical system are integrally housed.
【請求項2】 前記光学系中に、前記結像レンズで結像
した像を画像信号に変換する受光体を有することを特徴
とする請求項1記載の顕微鏡装置。
2. The microscope apparatus according to claim 1, wherein the optical system includes a light receiving body that converts an image formed by the image forming lens into an image signal.
【請求項3】 前記点光源は、実質的に光軸方向に移動
できることを特徴とする請求項1又は2に記載の顕微鏡
装置。
3. The microscope apparatus according to claim 1, wherein the point light source is movable in the optical axis direction.
【請求項4】 前記点光源は、発光色の異なる複数のL
EDを有し、 該複数のLEDを、選択的に前記光学系の点光源として
使用できることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
記載の顕微鏡装置。
4. The point light source comprises a plurality of Ls of different emission colors.
4. The microscope apparatus according to claim 1, further comprising an ED, wherein the plurality of LEDs can be selectively used as a point light source of the optical system.
【請求項5】 前記点光源又は前記光学系は、前記点光
源の光路方向を変化させることが可能であるように構成
されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
記載の顕微鏡装置。
5. The point light source or the optical system is configured so as to be able to change the optical path direction of the point light source. Microscope device.
【請求項6】 前記点光源は、選択可能である、異なる
光路方向の複数のLEDで構成されていることを特徴と
する請求項5に記載の顕微鏡装置。
6. The microscope apparatus according to claim 5, wherein the point light source is composed of a plurality of selectable LEDs having different optical path directions.
【請求項7】 前記点光源は、選択可能である複数のL
EDとレンズ又はプリズムで構成されていることを特徴
とする請求項5に記載の顕微鏡装置。
7. The point light source comprises a plurality of selectable L light sources.
The microscope apparatus according to claim 5, wherein the microscope apparatus comprises an ED and a lens or a prism.
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