JP2005189398A - 光路遮断装置及びその光路遮断装置を備える顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 光路の切換とフィルタ等の交換とを同時に行うことができるようにして、作業性を向上させることができる光路遮断装置及びその光路遮断装置を備える顕微鏡を提供する。
【解決手段】 光路を遮断する遮断板１０をねじりコイルばね３０によって光路遮断位置に保持させる。ダイクロイックミラー５１が光路に挿入されたとき、ダイクロイックミラー５１の挿入に連動して遮断板１０を光路開放方向へ動かす突起部１１を遮断板１０に設けた。
【選択図】 図１

Description

この発明は光路遮断装置及びその光路遮断装置を備える顕微鏡に関する。

光学顕微鏡やレーザ顕微鏡を用いて標本の観察を行うとき、励起フィルタ、蛍光フィルタ、ダイクロイックミラー等を交換する必要がある。フィルタ等を交換するには、フィルタ等を顕微鏡の筐体から引き抜かなければならない。

しかし、フィルタ等が引き抜かれると、筐体に開口部が形成されるため、光源が点灯している場合、筐体の開口部を通じて光が見える。レーザ光源や水銀ランプから紫外光が射出されている場合、誤って筐体の開口部に指等を入れると、紫外光が外部に漏れるおそれがある。

光源の出力が数ｍＷの場合には、紫外光によって目や皮膚に障害が生じるおそれがあるため、紫外光が外部へ漏れないように光路を遮断する光路遮断装置が必要である。

従来、この種の光路遮断装置としては特許第３３６４５０９号公報に開示されたものが知られている。この光路遮断装置は、第１の遮光片及び第２の遮光片を有するシャッタ体が第１の位置から第２の位置まで移動すると、最初に第２の遮光片がレーザ加工光学系からのレーザ光を完全に遮るとともに、第１の遮光片が直接観察光学系からの光を遮り、その後第１の遮光片が直接観察光学系の光路を開放する構成である。

この光路遮断装置ではレーザ加工光学系の光路を遮断してレーザ光の漏れを防止することができる。
特許第３３６４５０９号公報

しかし、前述の光路遮断装置ではフィルタ等を交換するために、光路遮断装置とは別に専用の機構が必要だった。

したがって、光路の遮断・非遮断動作とフィルタ等の交換とをそれぞれ別個に行なわなければならず、作業性が悪かった。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は光路の遮断・非遮断動作とフィルタ等の光学素子の交換とを同時に行うことができるようにして、作業性を向上させることができる光路遮断装置及びその光路遮断装置を備える顕微鏡を提供することである。

上記課題を解決すべく請求項１に記載の発明は、光路を遮断する遮断部材と、この遮断部材を光路遮断位置に保持させる保持部材と、光学素子が光路に挿入されたとき、前記保持部材の保持力に抗して前記遮断部材を光路開放方向へ動かす光路開放部材とを備え、前記保持部材は、前記光学素子が光路から脱出するとき、前記遮断部材を光路遮断位置に動かすことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光路遮断装置において、前記保持部材は前記遮断部材を光路遮断方向へ付勢するばねであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の光路遮断装置において、前記光路開放部材は前記遮断部材に一体に成形された突起部であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の光路遮断装置を備えていることを特徴とする顕微鏡。

この発明の光路遮断装置及びその光路遮断装置を備える顕微鏡によれば、光路の遮断・非遮断動作とフィルタ等の光学素子の交換とを同時に行うことができ、作業性を向上させることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の第１実施形態に係る光路遮断装置の断面を示す概念図、図２は図１のＡ矢視図、図３は図２のＢ矢視図である。

図１〜図３はダイクロイックミラー（光学素子）５１（図４〜図６参照）を筐体４０から引き出した状態を示す。

この光路遮断装置は遮光板（遮断部材）１０とねじりコイルばね（保持部材）３０と突起部（光路開放部材）１１とを備えている。

光路を遮断する遮光板１０はステンレス板等の板材で形成されている。この遮光板１０は回転支持部１２に支持された回転軸２０に支持され、回転軸２０を中心に回転する。回転支持部１２は筐体４０に取り付けられている。

ねじりコイルばね３０は回転軸２０に支持されている。ねじりコイルばね３０の一端は筐体４０に当接し、ダイクロイックミラー５１が筐体４０から引き出されている場合、他端は遮光板１０に当接している。遮光板１０の一端はコイル３１の弾性力（保持力）によって制限部１５に押し付けられている（光路遮断位置）。

遮光板１０はダイクロイックミラー５１が筐体４０内に挿入されるまでねじりコイルばね３０によって光路遮断位置に保持される。

突起部１１は遮光板１０の他端をほぼ直角に折り曲げて形成されている。

この突起部１１はダイクロイックミラー５１を出し入れするために筐体４０に形成された開口部４１に位置する。ダイクロイックミラー５１が開口部４１から筐体４０に挿入されたとき、突起部１１、遮光板１０は回転軸２０をほぼ中心として回転し、光路が開放される。

遮光板１０が光路遮断位置にあるとき、矢印に示すように進行した光は遮光板１０によって遮断され、開口部４１に達しない。

図４はこの発明の第１実施形態に係る光路遮断装置の断面を示す概念図、図５は図４のＣ矢視図、図６は図５のＤ矢視図である。

図４〜図６はダイクロイックミラー５１を筐体４０に挿入した状態を示す。

ダイクロイックミラー５１はミラーホルダ５０に保持されている。特性の異なるダイクロイックミラー５１に交換するときには、ミラーホルダ５０が交換される。ミラーホルダ５０を保持する筐体としては、リニアスライダやターレットがある。

例えば複数のダイクロイックミラーを保持するリニアスライダがある。なお、他のミラーホルダとしては複数のダイクロイックミラーを保持するターレットがある。

ミラーホルダ５０を開口部４１から筐体４０内に挿入する。ミラーホルダ５０の先端部で突起部１１が押され、遮光板１０がねじりコイルばね３０の弾性力に抗して反時計方向へ回転する。

ミラーホルダ５０が所定の位置まで挿入されたとき、突起部１１、遮光板１０は回転軸２０を中心としてほぼ９０°回転し、遮光板１０は光路から退避した光路退避位置に達する（図４参照）。

遮光板１０が光路退避位置にあるとき、矢印ａに示すように進行した光はダイクロイックミラー５１に入射する。ダイクロイックミラー５１に入射した光は所定の波長の光だけが矢印ｂに示すように反射される。

この実施形態によれば、光路の遮断・非遮断動作とダイクロイックミラー５１の交換とを同時に行うことができ、作業性を向上させることができる。

また、ダイクロイックミラー５１が光路上に配置されたときだけ光路が開放されるので、紫外光が外部に漏れるおそれがない。

図７はこの発明の第２実施形態に係る光路遮断装置の断面を示す概念図、図８は図７のＥ矢視図、図９は図８のＦ矢視図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図７〜図９はダイクロイックミラー（光学素子）５１（図４〜図６参照）を筐体４０から引き出した状態を示す。

この光路遮断装置は遮光板（遮断部材）１１０と引張りばね（保持部材）１３０と垂直壁部（光路開放部材）１１１とを備えている。

光路を遮断する遮光板１１０は筐体４０内に設けられたガイド１１２に支持され、ガイド１１２に沿って図７の左右方向へ移動する。ガイド１１２には光路開口窓１１６が形成されている。

一対の引張りばね１３０はダイクロイックミラー５１の幅より大きい間隔で互いに平行に配置されている（図９参照）。引張りばね１３０は遮光板１１０を図７の右方向に引っ張っている。

引張りばね１３０の一端は筐体４０の開口部１４１の近傍に支持され、他端は遮光板１１０に支持されている。

垂直壁部１１１は遮光板１１０の一端部に直角に設けられている。垂直壁部１１１と遮光板１１０とはステンレス板等の板材で一体に形成されている。

図示したダイクロイックミラー５１が筐体４０から引き出されているとき、遮光板１１０は引張りばね１３０のばね力（保持力）によって光路開口窓１１６を塞ぐ位置に保持されている（光路遮断位置）。

遮光板１１０が光路遮断位置にあるとき、矢印に示すように進行した光は遮光板１１０によって遮断され、開口部１４１に達しない。

図１０はこの発明の第２実施形態に係る光路遮断装置の断面を示す概念図、図１１は図１０のＧ矢視図、図１２は図１１のＨ矢視図である。

図１０〜図１２はダイクロイックミラー５１を筐体４０に挿入した状態を示す。

ダイクロイックミラー５１はミラーホルダ５０に保持されている。

ミラーホルダ５０を開口部１４１から筐体４０に挿入する。ミラーホルダ５０の先端部で垂直壁部１１１が押されて図１０の左方向に移動し、遮光板１１０が引張りばね１３０の引張力に抗して左方向へ移動する。

ミラーホルダ５０が所定の位置まで挿入されたとき、遮光板１１０は光路から退避した光路退避位置に達し、光路上にダイクロイックミラー５１が配置される（図１０参照）。

遮光板１１０が光路退避位置にあるとき、矢印に示すように進行した光はダイクロイックミラー５１に入射する。

この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

図１３はこの発明に係る光路遮断装置を備えるレーザ顕微鏡の構成を示すブロック図である。

このレーザ顕微鏡は顕微鏡３１０とレーザ顕微鏡本体３２０とレーザユニット３３０とを備えている。

レーザユニット３３０はＧ−ＨｅＮｅレーザ光源３３１とＡｒレーザ光源３３２とシャッタ３３３，３３４とダイクロイックミラー３３５，３３６と集光レンズ３３７とを備え、Ｇ−ＨｅＮｅレーザ光源３３１とＡｒレーザ光源３３２とを切り換えることによって波長の異なる複数のレーザ光を出射する。

顕微鏡３１０は蛍光照明ユニット３１１と鏡筒３１２とレボルバ３１３とステージ３１４とを備える。

顕微鏡３１０には鏡筒３１２を介してレーザ顕微鏡本体３２０が接続されている。

ステージ３１４はレボルバ３１３に取り付けられた対物レンズ３１６の光軸に沿って上下動する。ステージ３１４には標本３１５が載置されている。

レーザ顕微鏡本体３２０は集光レンズ３２１〜３２４とダイクロイックミラー５１とガルバノスキャナ３２５と第５集光レンズ３２６と検出器３２７とを備える。ダイクロックミラー５１は上述したようにミラーホルダ５０に保持され（図１〜図１２参照）、ミラーホルダ５０の挿入口には上述した光路遮断が設けられている。

レーザユニット３３０から光ファイバ３４０を介してレーザ顕微鏡本体３２０に導かれたレーザ光は、第３集光レンズ３２３を通り、ダイクロイックミラー５１で反射された後、ガルバノスキャナ３２５で２次元に振られ、第２集光レンズ３２２、第１集光レンズ３２１、第５集光レンズ３２６及び対物レンズ３１６を通り標本３１５に集光される。標本３１５から発せられた蛍光は対物レンズ３１６、第５集光レンズ３２６、第１集光レンズ３２１、第２集光レンズ３２２、ガルバノスキャナ３２５へと逆行し、ダイクロイックミラー５１でレーザ光と分離される。ダイクロイックミラー５１を透過した光は第４集光レンズ３２４によって検出器３２７の受光面に集光される。検出器３２７は受光した光を電気信号に変換し、その電気信号をモニタ（図示せず）に送出する。

なお、上記各実施形態では保持部材としてねじりコイルばねや引張りばねを用いて光路の遮断・非遮断動作を行ったが、これらに限られるものではなく、例えば保持部材として磁石を用いてもよい。光路を遮断するときには、磁力によって遮断板１０（１１０）をダイクロイックミラー５１を保持するミラーホルダ５０にくっつけて遮光板１０（１１０）を光路まで移動させる。

なお、上記各実施形態では光学素子としてダイクロイックミラー５１を用いた場合を説明したが、光学素子としては、例えば調光フィルタ、蛍光フィルタ、励起フィルタ等を用いることもできる。

図１はこの発明の第１実施形態に係る光路遮断装置の断面を示す概念図である。 図２は図１のＡ矢視図である。 図３は図２のＢ矢視図である。 図４はこの発明の第１実施形態に係る光路遮断装置の断面を示す概念図である。 図５は図４のＣ矢視図である。 図６は図５のＤ矢視図である。 図７はこの発明の第２実施形態に係る光路遮断装置の断面を示す概念図である。 図８は図７のＥ矢視図である。 図９は図８のＦ矢視図である。 図１０はこの発明の第２実施形態に係る光路遮断装置の断面を示す概念図である。 図１１は図１０のＧ矢視図である。 図１２は図１１のＨ矢視図である。 図１３はこの発明に係る光路遮断装置を備えるレーザ顕微鏡の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０，１１０ 遮断板（遮断部材）
３０ ねじりコイルばね（保持部材）
５１ ダイクロイックミラー（光学素子）
１１ 突起部（光路開放部材）
１１１ 垂直壁部（光路開放部材）
１３０ 引張りばね（保持部材）

Claims (4)

1. 光路を遮断する遮断部材と、この遮断部材を光路遮断位置に保持させる保持部材と、光学素子が光路に挿入されたとき、前記保持部材の保持力に抗して前記遮断部材を光路開放方向へ動かす光路開放部材とを備え、
   前記保持部材は、前記光学素子が光路から脱出するとき、前記遮断部材を光路遮断位置に動かすことを特徴とする光路遮断装置。
2. 前記保持部材は前記遮断部材を光路遮断方向へ付勢するばねであることを特徴とする請求項１記載の光路遮断装置。
3. 前記光路開放部材は前記遮断部材に一体に成形された突起部であることを特徴とする請求項１又は２記載の光路遮断装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の光路遮断装置を備えていることを特徴とする顕微鏡。

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