JP2017016016A - Lens unit, and duplex microscopic apparatus, for smart devices - Google Patents

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國昭 永山
Kuniaki Nagayama
國昭 永山
俊幸 伊藤
Toshiyuki Ito
俊幸 伊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens unit and a duplex microscopic apparatus for smart devices that can be easily focused and permits fixing of the focusing in the focused position.SOLUTION: A lens unit comprising a lens 1; a plate-shaped supporting member 2 that holds the lens 1 in a direction perpendicular to the optical axis; a specimen plate 3 made of elastic transparent plastic material, having a fold 3a formed in a direction orthogonal to the lengthwise direction and arranged on the supporting member 2 with this fold 3a positioned on the upper side; a fixed member 41 fixed to the supporting member 2; a focusing mechanism 4 having a pressing member 42 that is held by this fixed member 41 and varies the deflection of the specimen plate 3 by pressing the fold 3a part of the specimen plate 3, is mounted on a smart device having camera functions. The smart device-mounted lens unit constitutes a duplex microscope together with the camera.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、カメラ機能を有するスマートデバイスと共に使用されるレンズユニット及びこのレンズユニットとスマートデバイスとで構成される複式顕微鏡装置に関する。より詳しくは、スマートデバイスを用いた複式顕微鏡観察における合焦技術に関する。   The present invention relates to a lens unit used together with a smart device having a camera function, and a compound microscope apparatus including the lens unit and the smart device. More specifically, the present invention relates to a focusing technique in a double microscope observation using a smart device.

近時、スマートフォンやタブレット端末などのカメラ機能を有するスマートデバイスを用いて顕微鏡観察を行うためのレンズユニットが提案されている(非特許文献1〜3参照)。非特許文献1〜3では、これらの新しいタイプの複式顕微鏡は、スマートデバイスがカメラ機能として備える自動焦点や自動露出を有効利用し、市販の高級顕微鏡並の性能が得られると報告されている。   Recently, a lens unit for performing microscopic observation using a smart device having a camera function such as a smartphone or a tablet terminal has been proposed (see Non-Patent Documents 1 to 3). In Non-Patent Documents 1 to 3, it is reported that these new types of compound microscopes can effectively use autofocus and autoexposure that a smart device has as a camera function, and can obtain performance equivalent to a commercially available high-class microscope.

しかしながら、前述したスマートデバイスを用いた複式顕微鏡は、以下に示す問題点を有し、現在、期待するほどに普及していない。
(1)手で持つことを前提としているため、撮影された画像に手ぶれが生じやすい。
(2)レンズをスマートデバイスに固定する機構が確立していない。
(3)観察対象物を近接させると、顕微鏡本体により外光が遮られるため、別途照明装置を用意する必要があり、構造が煩雑となる。
However, the compound microscope using the smart device described above has the following problems and is not widely used as expected.
(1) Since it is assumed to be held by hand, camera shake is likely to occur in the photographed image.
(2) A mechanism for fixing the lens to the smart device has not been established.
(3) When the object to be observed is brought close to, the external light is blocked by the microscope main body, so it is necessary to prepare a separate illumination device, and the structure becomes complicated.

これに対して、本発明者は、単純な構造で、スマートデバイスに取り付けることで容易に顕微鏡観察画像を取得することができるレンズユニット及び複式顕微鏡装置を提案している(特許文献1参照)。この複式顕微鏡装置は、スマートデバイスのフロントカメラを利用するものであり、簡便で操作性が高く、前述した従来の複式顕微鏡の課題を全て解決できることから、スマホ顕微鏡の名称で急速に普及している。   On the other hand, the present inventor has proposed a lens unit and a dual microscope apparatus that have a simple structure and can easily acquire a microscope observation image by being attached to a smart device (see Patent Document 1). This dual microscope apparatus uses the front camera of a smart device, is simple and has high operability, and can solve all the problems of the conventional dual microscope described above. .

特開2015−057626号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-057626

David N. Breslauer 他4名、“Mobile Phone Based Clinical Microscopy for Global Health Applications”、PLoS ONE 4(7): e6320、2009年7月22日発行David N. Breslauer and four others, “Mobile Phone Based Clinical Microscopy for Global Health Applications”, PLoS ONE 4 (7): e6320, issued July 22, 2009 Z.J. Smith 他9名、“Cell-Phone-Based Platform for Biomedical Device Development and Education Applications”、PLoS ONE 6(3): e17150、2011年3月2日発行Z.J. Smith and nine others, “Cell-Phone-Based Platform for Biomedical Device Development and Education Applications”, PLoS ONE 6 (3): e17150, issued March 2, 2011 Sarun Sumriddetchkajorn et al.、"Mobile Device-Based Digital Microscopy for Education, Healthcare, and Agriculture"、Electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON)、2012 9th International Conference on、2012年5月18日、p.1−4Sarun Sumriddetchkajorn et al., "Mobile Device-Based Digital Microscopy for Education, Healthcare, and Agriculture", Electrical Engineering / Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON), 2012 9th International Conference on, May 18, 2012 Day, p. 1-4

しかしながら、前述した従来の複式顕微鏡装置は、水平方向の試料移動は手動で簡便に行うことができ、その位置も容易に固定することができるが、焦点合わせが難しく、試料の置き方によって撮像した画像がぼけることがある。   However, in the above-described conventional compound microscope apparatus, the sample movement in the horizontal direction can be easily performed manually and its position can be easily fixed, but focusing is difficult, and imaging was performed depending on how the sample was placed. The image may be blurred.

そこで、本発明は、簡便に合焦操作することができ、かつ合焦位置でピントを固定することが可能なスマートデバイス用レンズユニット及び複式顕微鏡装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a smart device lens unit and a compound microscope apparatus that can be simply focused and can be fixed in focus.

本発明に係るレンズユニットは、カメラ機能を有するスマートデバイス上に載置され、前記カメラと共に複式顕微鏡を構成するレンズユニットであって、レンズと、前記レンズを光軸に垂直な方向から保持する板状の支持部材と、弾性を有する透明プラスチック材料からなり、長手方向に垂直な方向に折り目が形成され、前記折り目を上側にして前記支持部材上に配置された試料板と、前記支持部材に固定される固定部材、及び前記固定部材に保持され、前記試料板の前記折り目部分を押圧して前記試料板のたわみを変化させる押圧部材を備えた合焦機構を有するものである。
このレンズユニットは、前記支持部材上に、前記試料板の一方の端部の位置を固定する試料板固定材が配設されていてもよい。
前記押圧部材はねじ状部材でもよく、また、棒状部材でもよい。前記押圧部材が棒状部材の場合、前記固定部材に設けられたゴム材との摩擦力により前記棒状部材の上下方向の位置を固定することができる。
一方、前記支持部材には凹状又は凸状のガイドが形成されており、前記固定部材には前記ガイドと嵌合する凸部又は凹部が形成されていてもよい。
又は、前記支持部材に強磁性材料からなる金属板又は金属テープが貼付されると共に、前記固定部材に磁石が埋め込まれており、磁力により前記固定部材が前記支持部材に固定されていてもよい。
The lens unit according to the present invention is a lens unit that is mounted on a smart device having a camera function and constitutes a compound microscope together with the camera, and the lens and a plate that holds the lens from a direction perpendicular to the optical axis A support member, a transparent plastic material having elasticity, a fold is formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction, a sample plate placed on the support member with the fold on the upper side, and fixed to the support member And a focusing mechanism provided with a pressing member that is held by the fixing member and changes the deflection of the sample plate by pressing the fold portion of the sample plate.
In this lens unit, a sample plate fixing material that fixes the position of one end of the sample plate may be disposed on the support member.
The pressing member may be a screw-like member or a rod-like member. When the pressing member is a rod-shaped member, the vertical position of the rod-shaped member can be fixed by a frictional force with a rubber material provided on the fixing member.
On the other hand, a concave or convex guide may be formed on the support member, and a convex portion or a concave portion that fits with the guide may be formed on the fixing member.
Alternatively, a metal plate or a metal tape made of a ferromagnetic material may be affixed to the support member, and a magnet may be embedded in the fixing member, and the fixing member may be fixed to the support member by a magnetic force.

本発明に係る複式顕微鏡装置は、前述したレンズユニットと、カメラ機能を有するスマートデバイスを有し、前記レンズユニットは、前記スマートデバイスの上に、前記レンズが前記カメラの光軸上に位置するように載置されているものである。   The compound microscope apparatus according to the present invention includes the lens unit described above and a smart device having a camera function, and the lens unit is positioned on the smart device so that the lens is positioned on the optical axis of the camera. It is what is mounted on.

本発明によれば、弾性材料からなり上側が凸になるよう折り目が設けられた試料板を合焦機構により押圧し、そのたわみを変化させることで試料とレンズとの距離を調整しているため、簡便に合焦操作することができ、かつ合焦位置でピントを固定することが可能となる。   According to the present invention, the distance between the sample and the lens is adjusted by pressing a sample plate made of an elastic material and having a fold line so that the upper side is convex by a focusing mechanism and changing its deflection. Thus, the focusing operation can be performed easily, and the focus can be fixed at the focusing position.

本発明の第1の実施形態に係るレンズユニットの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the lens unit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. Aは図1に示すレンズユニット10の平面図であり、Bは側面図である。A is a plan view of the lens unit 10 shown in FIG. 1, and B is a side view. 本発明の第1の実施形態の第1変形例のレンズユニットにおける合焦機構の取り付け部分を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows the attachment part of the focusing mechanism in the lens unit of the 1st modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の第2変形例のレンズユニットにおける合焦機構の押圧部材の構成を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows the structure of the press member of the focusing mechanism in the lens unit of the 2nd modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の実施例で用いたレンズユニットの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the lens unit used in the Example of this invention. A,Bは図5に示すレンズユニットを用いて毛髪(黒髪)を観察した透過顕微鏡写真である。A and B are transmission micrographs obtained by observing hair (black hair) using the lens unit shown in FIG. A〜Cは図5に示すレンズユニットを用いて毛髪のレプリカ(透明)を観察した透過顕微鏡写真である。AC is a transmission micrograph which observed the replica (transparence) of hair using the lens unit shown in FIG.

以下、本発明を実施するための形態について、添付の図面を参照して、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below.

(第1の実施形態)
先ず、本発明の第1の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。図1及び図2は本実施形態のレンズユニットの構成を示す図であり、図1は斜視図、図2Aは平面図、図2Bは側面図である。本実施形態のレンズユニット10は、カメラ機能を有するスマートデバイス上に載置され、そのカメラと共に複式顕微鏡を構成するものであり、図1に示すように、レンズ1、支持部材2、試料板3、合焦機構4などを備えている。
(First embodiment)
First, the lens unit according to the first embodiment of the present invention will be described. 1 and 2 are diagrams showing the configuration of the lens unit of the present embodiment. FIG. 1 is a perspective view, FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a side view. The lens unit 10 of the present embodiment is placed on a smart device having a camera function and constitutes a compound microscope together with the camera. As shown in FIG. 1, the lens 1, the support member 2, and the sample plate 3 are arranged. The focusing mechanism 4 is provided.

[レンズ1]
レンズ1には、ガラス又はプラスチックにより形成されたボールレンズ又は屈折率分布(Gradient Index:GRIN)レンズを使用することができる。レンズ1の大きさは、例えば1〜5mmであるが、小さいレンズほど焦点距離が小さく、スマートデバイスと一体で構成される複式顕微鏡の倍率が大きくなるので、必要倍率に応じて適宜選択することができる。
[Lens 1]
The lens 1 can be a ball lens or a gradient index (GRIN) lens formed of glass or plastic. The size of the lens 1 is, for example, 1 to 5 mm. However, the smaller the lens, the smaller the focal length, and the magnification of the dual microscope configured integrally with the smart device increases. Therefore, the size can be appropriately selected according to the required magnification. it can.

[支持部材2]
支持部材2は、レンズ1及び合焦機構4を支持するものであり、例えば、レンズ1を収容可能な大きさの貫通孔が形成されている透明平板又は半透明平板を用いることができる。支持部材2には、スマートデバイスのカメラ光軸とレンズユニット10のレンズ1との位置合わせを容易にする観点から、透明材料を用いることが好ましい。ただし、その場合、レンズ1に迷光が入ることを防止するため、貫通孔の内壁に黒色塗料や黒色シートで被覆するなどの不透明化処理を施すことが望ましい。
[Supporting member 2]
The support member 2 supports the lens 1 and the focusing mechanism 4. For example, a transparent flat plate or a semitransparent flat plate in which a through hole having a size capable of accommodating the lens 1 is formed can be used. For the support member 2, it is preferable to use a transparent material from the viewpoint of facilitating alignment between the camera optical axis of the smart device and the lens 1 of the lens unit 10. However, in that case, in order to prevent stray light from entering the lens 1, it is desirable to perform an opacity treatment such as coating the inner wall of the through hole with a black paint or a black sheet.

また、支持部材2の側面には、合焦機構4の取り付け位置を固定する凸状又は凹状のガイド21が設けられていてもよい。このガイド21は、少なくとも合焦機構4を取り付ける位置に設けられていればよいが、図1及び図2に示すレンズユニット10のように、支持部材2の長手方向両側面にその長さ方向沿って延びる凸状又は凹状のガイド21を設けてもよい。このように、ガイド21を長さ方向に延長することで、合焦機構4の位置を、上下方向は変動させず、左右方向のみ任意に調整することが可能となる。   Further, a convex or concave guide 21 that fixes the mounting position of the focusing mechanism 4 may be provided on the side surface of the support member 2. The guide 21 only needs to be provided at least at a position where the focusing mechanism 4 is attached. However, like the lens unit 10 shown in FIGS. 1 and 2, the guide 21 extends along the longitudinal direction on both side surfaces in the longitudinal direction of the support member 2. A convex or concave guide 21 may be provided. Thus, by extending the guide 21 in the length direction, the position of the focusing mechanism 4 can be arbitrarily adjusted only in the left-right direction without changing the vertical direction.

[試料板3]
試料板3は、観察対象物(試料)を載置するものであり、弾性を有する透明プラスチック材料により形成されている。図2A,Bに示すように、試料板3は、長手方向に垂直な方向に折り目3aが形成されており、支持部材2上に上側が凸になるように配置されている。即ち、試料板3は、側面視で「へ」の字状に屈曲した状態で、支持部材2上に配置されている。
[Sample plate 3]
The sample plate 3 is used for placing an observation object (sample), and is formed of a transparent plastic material having elasticity. As shown in FIGS. 2A and 2B, the sample plate 3 has a fold 3 a formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction, and is arranged on the support member 2 so that the upper side is convex. In other words, the sample plate 3 is disposed on the support member 2 in a state of being bent in a “h” shape in a side view.

ここで、押圧部材42により押圧される前の初期状態での試料板3の曲げ角度αは、固定されず、レンズ1の焦点距離、試料板3の長さや折り目3aの位置によって任意に設定することができる。曲げ角度αの目安としては、折り目3aがない平面状態に対して10〜45°程度である。また、試料板3の折り目3aは、例えば一方の端部から1/3程度の位置に形成することができる。なお、試料板3を支持部材2上に配置する際は、操作性の観点から、折り目3aから端部までの距離が長い方がレンズ1側になるように配置することが好ましい。 Here, the bending angle α 0 of the sample plate 3 in the initial state before being pressed by the pressing member 42 is not fixed, and is arbitrarily set according to the focal length of the lens 1, the length of the sample plate 3, and the position of the crease 3a. can do. As a standard of the bending angle α 0 , it is about 10 to 45 ° with respect to a planar state without the crease 3a. Further, the fold line 3a of the sample plate 3 can be formed, for example, at a position about 1/3 from one end. In addition, when arrange | positioning the sample plate 3 on the support member 2, it is preferable to arrange | position so that the one where the distance from the crease | fold 3a to an edge part may become the lens 1 side from a viewpoint of operativity.

[合焦機構4]
合焦機構4は、試料板3を上方から押してそのたわみを変化させる押圧部材42と、押圧部材42を保持すると共に支持部材2に固定する固定部材41とで構成されている。この合焦機構4では、押圧部材42の先端を試料板3の折り目3aの部分に接触させ、押圧部材42を上下方向に移動させることで試料板3のたわみを変化させる。これにより、試料板3に載置されている観察対象物(試料)の上下方向の位置を調整することができるため、顕微鏡観察における合焦操作(ピント合わせ)を行うことが可能となる。
[Focusing mechanism 4]
The focusing mechanism 4 includes a pressing member 42 that changes the deflection by pressing the sample plate 3 from above, and a fixing member 41 that holds the pressing member 42 and fixes it to the support member 2. In this focusing mechanism 4, the tip of the pressing member 42 is brought into contact with the fold 3 a portion of the sample plate 3, and the deflection of the sample plate 3 is changed by moving the pressing member 42 in the vertical direction. Thereby, since the vertical position of the observation object (sample) placed on the sample plate 3 can be adjusted, it is possible to perform a focusing operation (focusing) in microscope observation.

ここで、押圧部材42には、例えば先端が平面で形成されたねじ状部材を用いることができる。また、固定部材41は、例えば押圧部材42が螺合可能なねじ孔を有する橋状部材を用いることができる。このような構成にすることで、合焦位置の調整及び固定が容易になる。具体的には、押圧部材42にねじ状部材を用いると、押圧部材42を固定部材41のねじ孔に螺合させ、押圧部材42の軸を右回り又は左回りに回転させることで、顕微鏡像を見ながら容易に焦点合わせを行うことができ、更に合焦位置で試料板3を固定することが可能となる。   Here, as the pressing member 42, for example, a screw-shaped member having a flat tip can be used. The fixing member 41 may be a bridge-shaped member having a screw hole into which the pressing member 42 can be screwed, for example. By adopting such a configuration, the focus position can be easily adjusted and fixed. Specifically, when a screw-like member is used for the pressing member 42, the pressing member 42 is screwed into the screw hole of the fixing member 41, and the axis of the pressing member 42 is rotated clockwise or counterclockwise, thereby obtaining a microscopic image. The sample plate 3 can be fixed at the in-focus position.

なお、合焦機構4を支持部材2に取り付ける方法は、特に限定されるものではないが、例えば固定部材41の脚部に、支持部材2を狭持する又は支持部材2の端部に嵌合する構造の取付部を設ける方法がある。また、支持部材2にガイド21が形成されている場合は、固定部材41の脚部に、ガイド21に嵌合する凹部又は凸部を形成することで、合焦機構4を容易に取付け、位置決めすることが可能となる。   The method for attaching the focusing mechanism 4 to the support member 2 is not particularly limited. For example, the support member 2 is held between the legs of the fixing member 41 or fitted to the end of the support member 2. There is a method of providing a mounting portion of the structure to be. Further, when the guide 21 is formed on the support member 2, the focusing mechanism 4 can be easily attached and positioned by forming a concave or convex portion that fits into the guide 21 on the leg of the fixing member 41. It becomes possible to do.

[試料板固定材5]
更に、本実施形態のレンズユニット10には、支持部材2上に、試料板3の一方の端部の位置を摩擦力や粘着力などによって固定する試料板固定材5が配置されていてもよい。この試料板固定材5としては、ゴムなどの摩擦力の大きい材料や粘着性を有する材料を用いることができ、例えば両面粘着テープを用いてもよい。試料板固定材5の厚さは、特に限定されるものではないが、焦点合わせしやすさの観点から、薄い方が好ましく、例えば0.1〜1mmとすることができる。
[Sample plate fixing material 5]
Furthermore, in the lens unit 10 of the present embodiment, a sample plate fixing material 5 that fixes the position of one end portion of the sample plate 3 by frictional force or adhesive force may be disposed on the support member 2. . As the sample plate fixing material 5, a material having a large frictional force such as rubber or a material having adhesiveness can be used. For example, a double-sided adhesive tape may be used. The thickness of the sample plate fixing material 5 is not particularly limited, but is preferably thinner from the viewpoint of ease of focusing, for example, 0.1 to 1 mm.

合焦機構4の押圧部材42により試料板3の折り目3aの部分を押圧すると、試料板3の折り目3aに対して垂直な方向(長手方向)両端部が支持部材2上で移動し、レンズ1に対して試料の位置がずれることがある。そこで、支持部材2上に試料板固定材5を設け、その上に試料板3の一方の端部を配置すると、合焦機構4により試料板3をたわませた際、一方の端部は試料板固定材5によりその位置が固定され、他方の端部のみが支持部材2上を滑動することとなる。   When the fold 3a portion of the sample plate 3 is pressed by the pressing member 42 of the focusing mechanism 4, both end portions in the direction (longitudinal direction) perpendicular to the fold 3a of the sample plate 3 move on the support member 2, and the lens 1 In some cases, the position of the sample may be shifted. Therefore, when the sample plate fixing material 5 is provided on the support member 2 and one end portion of the sample plate 3 is disposed thereon, when the sample plate 3 is bent by the focusing mechanism 4, one end portion is The position is fixed by the sample plate fixing material 5, and only the other end slides on the support member 2.

試料板固定材5は、レンズ1の近くに配置し、試料板3の観察対象物(試料)に近い側の端部を固定するようにすることが好ましい。これにより、合焦操作による試料の位置ずれを効率的に防止することができる。   It is preferable that the sample plate fixing material 5 is disposed near the lens 1 and fixes the end of the sample plate 3 on the side close to the observation object (sample). Thereby, the position shift of the sample by focusing operation can be prevented efficiently.

[滑り止め材6]
本実施形態のレンズユニット10は、スマートデバイス側の面に、樹脂又はゴム製の滑り止め材6を設けることもできる。スマートデバイス側の面に滑り止め材6を設けることにより、スマートデバイスに固定する際の安定性が向上する。この滑り止め材6の厚さは、スマートデバイスの筐体の凹凸(表示面と筐体の段差など)を考慮し、例えば0.5〜3mmとすることができる。
[Non-slip material 6]
In the lens unit 10 of the present embodiment, a non-slip material 6 made of resin or rubber can be provided on the surface on the smart device side. By providing the anti-slip material 6 on the surface on the smart device side, stability when fixing to the smart device is improved. The thickness of the anti-slip material 6 can be set to, for example, 0.5 to 3 mm in consideration of unevenness of the case of the smart device (step difference between the display surface and the case).

また、滑り止め材6には、スマートデバイスの表示面を形成する樹脂材料に対して吸着性が高いシリコンゴムが好適である。これにより、スマートデバイスのフロントカメラの窓と、レンズの位置合わせをした後、スマートデバイスに押し付けるだけで、レンズユニット10を簡単に固定することが可能となる。   The anti-slip material 6 is preferably made of silicon rubber that is highly adsorbable with respect to the resin material that forms the display surface of the smart device. Thereby, after aligning the lens of the front camera of the smart device and the lens, the lens unit 10 can be easily fixed simply by pressing the lens unit 10 against the smart device.

[動作]
次に、前述した構成のレンズユニット10を用いて、試料を観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット10を、スマートデバイスの画像表示面側に設けられたフロントカメラ上に配置する。その際、レンズ1がスマートデバイスに設けられたカメラの光軸上に位置するように配置する。例えば、支持部材2が透明平板で形成されている場合は、支持部材2を通して見えるスマートデバイスのカメラの窓とレンズ1が重なるように配置する。これにより、レンズユニット10のレンズ1と、スマートデバイス内蔵カメラのレンズとで複式顕微鏡が構成される。
[Operation]
Next, a method for observing a sample using the lens unit 10 having the above-described configuration will be described. First, the lens unit 10 of the present embodiment is disposed on a front camera provided on the image display surface side of the smart device. At that time, the lens 1 is arranged so as to be positioned on the optical axis of the camera provided in the smart device. For example, when the support member 2 is formed of a transparent flat plate, the lens 1 is arranged so that the camera window of the smart device seen through the support member 2 and the lens 1 overlap each other. Thus, a compound microscope is configured by the lens 1 of the lens unit 10 and the lens of the smart device built-in camera.

次に、レンズユニット10の試料板3に、観察対象物(試料)を載置する。その際、試料板3の折り目3aから端部までの距離が長い方をレンズ1側になるように配置し、試料はレンズ1の直上域又はその近傍に載置する。その後、スマートデバイスの画像表示面で顕微鏡像を確認しながら、手動で合焦機構4を操作し、焦点合わせを行う。   Next, an observation object (sample) is placed on the sample plate 3 of the lens unit 10. At that time, the sample plate 3 is arranged so that the longer distance from the crease 3a to the end of the sample plate 3 is on the lens 1 side, and the sample is placed in the region directly above or near the lens 1. Thereafter, focusing is performed by manually operating the focusing mechanism 4 while confirming a microscopic image on the image display surface of the smart device.

具体的には、試料位置を下げて、試料とレンズの距離を短くする場合は、押圧部材42を下降させて試料板3の折り目3a部分を押圧し、試料板3をたわませる。一方、試料位置を上げて、試料とレンズの距離を長くする場合は、押圧部材42を上昇させて試料板3の折り目3a部分の押圧を解除し、試料板3のたわみを戻す。そして、合焦位置で押圧部材42の操作を停止し、ピントを固定する。   Specifically, when the sample position is lowered to shorten the distance between the sample and the lens, the pressing member 42 is lowered to press the fold 3a portion of the sample plate 3, and the sample plate 3 is bent. On the other hand, when the sample position is raised and the distance between the sample and the lens is increased, the pressing member 42 is raised to release the pressing of the fold 3a portion of the sample plate 3, and the deflection of the sample plate 3 is returned. Then, the operation of the pressing member 42 is stopped at the in-focus position, and the focus is fixed.

本実施形態のレンズユニットは、弾性を有する透明プラスチック材料で試料板を形成し、合焦機構によりその折り目部分を押圧することで試料板のたわみを制御しているため、合焦操作を及び合焦位置の固定を容易に行うことができる。   In the lens unit of the present embodiment, the sample plate is formed of a transparent plastic material having elasticity, and the bending of the sample plate is controlled by pressing the fold portion by the focusing mechanism. The focal position can be easily fixed.

なお、本実施形態のレンズユニットは、透過型及び反射型のいずれの顕微鏡装置にも適用することが可能である。具体的には、本実施形態のレンズユニットは、自然光を光源として利用したり、上方から照明光を照射したりすることで、試料の透過像を得ることができ、また、レンズの近傍に光源を配置してレンズ側から照明することで、試料の反射像を得ることができる。   Note that the lens unit of the present embodiment can be applied to both transmissive and reflective microscope apparatuses. Specifically, the lens unit of the present embodiment can obtain a transmitted image of the sample by using natural light as a light source or irradiating illumination light from above, and a light source near the lens. By arranging and illuminating from the lens side, a reflected image of the sample can be obtained.

(第1の実施形態の第1変形例)
次に、本発明の第1の実施形態の第1変形例に係るレンズユニットについて説明する。図3は本変形例のレンズユニットにおける合焦機構の取り付け部分を示す拡大斜視図である。前述した第1の実施形態では、支持部材に設けられた凹部又は凸部と、固定部材の脚部に設けられた凹部又は凸部とを嵌合させることにより、支持部材に合焦機構を固定しているが、本変形例のレンズユニットでは、図3に示すように、磁力により合焦機構を支持部材2に固定している。
(First modification of the first embodiment)
Next, a lens unit according to a first modification of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a mounting portion of the focusing mechanism in the lens unit of this modification. In the first embodiment described above, the focusing mechanism is fixed to the support member by fitting the recess or projection provided in the support member with the recess or projection provided in the leg of the fixing member. However, in the lens unit of this modification, the focusing mechanism is fixed to the support member 2 by magnetic force as shown in FIG.

具体的には、本変形例のレンズユニットでは、支持部材2の表面の長辺側端部に帯状の鉄など強磁性材料からなる金属板(テープ)22が貼付されると共に、固定部材41の脚部に磁石43が埋め込まれている。このレンズユニットでは、金属板22と磁石43とが引き合う力により、合焦機構が支持部材2に固定される。   Specifically, in the lens unit of the present modification, a metal plate (tape) 22 made of a ferromagnetic material such as band-like iron is attached to the long side end of the surface of the support member 2, and the fixing member 41 A magnet 43 is embedded in the leg. In this lens unit, the focusing mechanism is fixed to the support member 2 by the force with which the metal plate 22 and the magnet 43 are attracted.

ここで、図3には2つの脚部に磁石43が2個ずつ埋め込まれた構成を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、磁石の数や大きさは、磁石の性能(磁力)などに応じて適宜選択することができる。例えば、磁力が強い磁石を用いる場合は、各脚部の幅方向中心付近に磁石を1つだけ埋め込んだ構成にすることも可能である。   Here, FIG. 3 illustrates a configuration in which two magnets 43 are embedded in two legs, but the present invention is not limited to this, and the number and size of the magnets Can be appropriately selected according to the performance (magnetic force). For example, when a magnet having a strong magnetic force is used, a configuration in which only one magnet is embedded in the vicinity of the center in the width direction of each leg may be employed.

本変形例のレンズユニットのように、磁力を利用して合焦機構を支持部材に固定する構成にすると、合焦機構の脱着や位置調整が容易になる。なお、本変形例における上記以外の構成及び効果は、前述した第1の実施形態と同様である。   If the focusing mechanism is fixed to the support member using magnetic force as in the lens unit of this modification, the focusing mechanism can be easily attached and detached and the position can be adjusted. The configuration and effects other than those described above in the present modification are the same as those in the first embodiment described above.

(第1の実施形態の第2変形例)
次に、本発明の第1の実施形態の第2変形例に係るレンズユニットについて説明する。図4は本変形例のレンズユニットにおける合焦機構の押圧部材の構成を示す拡大斜視図である。図1及び図2には、押圧部材としてねじ状部材を用いた構成を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、押圧部材は試料板3を押圧できるものであればよい。
(Second modification of the first embodiment)
Next, a lens unit according to a second modification of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is an enlarged perspective view showing the configuration of the pressing member of the focusing mechanism in the lens unit of this modification. 1 and 2 show a configuration using a screw-like member as the pressing member, the present invention is not limited to this, and the pressing member may be any member that can press the sample plate 3. .

具体的には、図4に示すように、押圧部材として棒状部材44を使用することもできる。この場合、固定部材45には、上面中心部に貫通孔が形成され、この貫通孔の内側面にはゴム材46が貼付され、その内径が棒状部材44の外径よりもわずかに小径になるように調整されている。そして、このゴム材46の弾性力により、挿入された棒状部材44は、上下方向への移動及び任意の位置での固定が可能となる。   Specifically, as shown in FIG. 4, a rod-shaped member 44 can be used as the pressing member. In this case, the fixing member 45 is formed with a through hole at the center of the upper surface, and a rubber material 46 is affixed to the inner side surface of the through hole, and the inner diameter thereof is slightly smaller than the outer diameter of the rod-shaped member 44. Have been adjusted so that The inserted rod-like member 44 can be moved in the vertical direction and fixed at an arbitrary position by the elastic force of the rubber material 46.

本変形例のレンズユニットでは、押圧部材をねじ状部材ではなく棒状部材で構成し、これを貫通孔に挿入し、上下させることで試料板のたわみを制御しているため、合焦機構の構成を簡素化することができる。なお、本変形例におけるその他の構成及び効果は、前述した第1の実施形態と同様である。また、本発明のレンズユニットは、本変形例と前述した第1変形例とを組み合わせた構成とすることもできる。   In the lens unit of this modification, the pressing member is configured by a rod-shaped member instead of a screw-shaped member, and the deflection of the sample plate is controlled by inserting this into the through hole and moving it up and down. Can be simplified. The other configurations and effects in this modification are the same as those in the first embodiment described above. The lens unit of the present invention can also be configured by combining the present modification and the first modification described above.

以下、本発明の実施例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。図5は本実施例で用いたレンズユニットの構成を示す斜視図である。図5に示すように、本実施例では、前述した第1の実施形態の第1変形例及び第2変形例の両方の構成を備えるレンズユニットを用いて、毛髪(黒髪)の一部とそのレプリカ(透明な合成樹脂に髪の毛の表面構造を転写したもの)を観察した。   Hereinafter, the effects of the present invention will be described in detail with reference to examples of the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the lens unit used in this embodiment. As shown in FIG. 5, in this example, a part of hair (black hair) and its portion are used by using a lens unit having the configurations of both the first modification and the second modification of the first embodiment described above. A replica (transparent synthetic resin with the hair surface structure transferred) was observed.

図6Aは直上から照明光を照射して撮影した毛髪の透過像である。黒髪は光が透過しないため、図6Aでは、試料(黒髪)は黒いシルエットとして明視野を背景に見えている。図6Bは照明光を斜めに外し、照明光が直接カメラに入らないようにした斜光照明像である。図6Bでは、非対称に色づいた髪がかろうじて暗視野に見えている。   FIG. 6A is a transmission image of hair taken by irradiating illumination light from directly above. Since black hair does not transmit light, in FIG. 6A, the sample (black hair) appears as a black silhouette against a bright field in the background. FIG. 6B is an oblique illumination image in which the illumination light is obliquely removed so that the illumination light does not enter the camera directly. In FIG. 6B, the asymmetrically colored hair is barely visible in the dark field.

図7A〜Cは毛髪のレプリカの透過像である。この合成樹脂レプリカは透明なため、図7A〜Cでは透過像が明視野を背景に見えている。そして、図7Aは焦点(ピント)が合った像であり、髪表面のキューティクルが鮮明に観察できる。これに対して、図7Bはピントが近い方にずれた像であり、図7Cはピントが遠い方にずれた像である。図7B,Cはいずれも不明瞭なゴースト像が写っている。   7A-C are transmission images of hair replicas. Since this synthetic resin replica is transparent, in FIGS. FIG. 7A shows a focused image, and the cuticle on the hair surface can be clearly observed. On the other hand, FIG. 7B is an image shifted toward the near focus, and FIG. 7C is an image shifted toward the far focus. 7B and 7C each show an unclear ghost image.

このように、合焦操作が極めて難しい透明な試料についても、本発明のレンズユニットを用いることにより、容易な操作で焦点合わせを行うことができ、合焦位置での顕微鏡像観察が可能であることが確認された。   As described above, even a transparent sample that is extremely difficult to focus on can be focused by an easy operation by using the lens unit of the present invention, and a microscope image can be observed at the in-focus position. It was confirmed.

1 レンズ
2 支持部材
3 試料板
3a 折り目
4 合焦機構
5 試料板固定材
6 滑り止め材
10 レンズユニット
21 ガイド
22 金属板
41、45 固定部材
42 押圧部材(ねじ状部材)
43 磁石
44 棒状部材
46 ゴム材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens 2 Support member 3 Sample plate 3a Fold 4 Focusing mechanism 5 Sample plate fixing material 6 Anti-slip material 10 Lens unit 21 Guide 22 Metal plate 41, 45 Fixing member 42 Press member (screw-shaped member)
43 Magnet 44 Bar-shaped member 46 Rubber material

Claims (7)

カメラ機能を有するスマートデバイス上に載置され、前記カメラと共に複式顕微鏡を構成するレンズユニットであって、
レンズと、
前記レンズを光軸に垂直な方向から保持する板状の支持部材と、
弾性を有する透明プラスチック材料からなり、長手方向に垂直な方向に折り目が形成され、前記折り目を上側にして前記支持部材上に配置された試料板と、
前記支持部材に固定される固定部材、及び前記固定部材に保持され、前記試料板の前記折り目部分を押圧して前記試料板のたわみを変化させる押圧部材を備えた合焦機構と、
を有するスマートデバイス用レンズユニット。
A lens unit mounted on a smart device having a camera function and constituting a compound microscope together with the camera,
A lens,
A plate-like support member for holding the lens from a direction perpendicular to the optical axis;
A sample plate made of a transparent plastic material having elasticity, formed with a fold in a direction perpendicular to the longitudinal direction, and disposed on the support member with the fold on the upper side;
A focusing member provided with a fixing member fixed to the support member, and a pressing member that is held by the fixing member and presses the fold portion of the sample plate to change the deflection of the sample plate;
A lens unit for a smart device.
前記支持部材上に、前記試料板の一方の端部の位置を固定する試料板固定材が配設されている請求項1に記載のスマートデバイス用レンズユニット。   The lens unit for smart devices according to claim 1, wherein a sample plate fixing material for fixing a position of one end portion of the sample plate is disposed on the support member. 前記押圧部材は、ねじ状部材である請求項1又は2に記載のスマートデバイス用レンズユニット。   The lens unit for smart devices according to claim 1 or 2, wherein the pressing member is a screw-shaped member. 前記押圧部材は棒状部材であり、前記固定部材に設けられたゴム材との摩擦力により前記棒状部材の上下方向の位置が固定される請求項1又は2に記載のスマートデバイス用レンズユニット。   The smart device lens unit according to claim 1, wherein the pressing member is a rod-shaped member, and a vertical position of the rod-shaped member is fixed by a frictional force with a rubber material provided on the fixing member. 前記支持部材には凹状又は凸状のガイドが形成されており、前記固定部材には前記ガイドと嵌合する凸部又は凹部が形成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載のスマートデバイス用レンズユニット。   The concave shape or convex guide is formed in the said supporting member, The convex part or recessed part which fits with the said guide is formed in the said fixing member, The any one of Claims 1-4. Lens unit for smart devices. 前記支持部材に強磁性材料からなる金属板又は金属テープが貼付されると共に、前記固定部材に磁石が埋め込まれており、
磁力により前記固定部材が前記支持部材に固定される請求項1〜4のいずれか1項に記載のスマートデバイス用レンズユニット。
A metal plate or a metal tape made of a ferromagnetic material is affixed to the support member, and a magnet is embedded in the fixing member,
The lens unit for smart devices according to claim 1, wherein the fixing member is fixed to the support member by a magnetic force.
請求項1〜6のいずれか1項に記載のレンズユニットと、
カメラ機能を有するスマートデバイスと、を有し、
前記レンズユニットは、前記スマートデバイスの上に、前記レンズが前記カメラの光軸上に位置するように載置されている複式顕微鏡装置。
The lens unit according to any one of claims 1 to 6,
A smart device having a camera function,
The compound microscope apparatus, wherein the lens unit is placed on the smart device so that the lens is positioned on an optical axis of the camera.
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