JP2018529111A - 偏光顕微鏡の自動偏光装置及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 偏光顕微鏡の自動偏光装置及びその使用方法であり、台座底板（200）、台座架台（300）、下偏光ユニット（400）と上偏光ユニット（500）を備える。台座架台は、縦置きで台座底板の一側に設置される。偏光顕微鏡（100）は、固定装置を通して台座底板に取り付けられる。下偏光ユニットは、台座架台の中下部に取り付けられる。上偏光ユニットは台座架台の上部に取り付けられる。偏光顕微鏡の自動偏光装置及びその使用方法は、上偏光ユニットと下偏光ユニットの組合せによって直交ニコルによる観察とオルソスコープ観察の自動化操作を実現すると同時に、正確に計測できることで顕微鏡検査の正確度を高める。

Description

本発明は偏光顕微鏡の補助装置であり、特に偏光顕微鏡の自動偏光装置及びその使用方法に関する。

偏光顕微鏡は透明と不透明の異方性材料の研究に使用される顕微鏡である。地質学等理工学専攻において重要な応用がある。複屈折を持つ物質であれば、偏光顕微鏡ではっきりわかる。勿論、これらの物質は染色法で観察してもいいが、観察できない場合があるので必ず偏光顕微鏡を利用しなければならない。

反射偏光顕微鏡は偏光特性を利用して複屈折を持つ物質に対して研究・鑑定を行う必要な機器である。オルソスコープ観察、直交ニコルによる観察、コノスコープ観察を行うことができる。

現在多くの偏光顕微鏡の偏光子と検光子は使用されるときにいずれもその角度が固定され、回転できない。スライドガラスを回転してスライドガラスに載せている物質の偏光に対する角度を変える。更にコンピュータ又は人間の目で識別する。その識別度が低いと同時に二次検査ができない

本発明の目的は前記の問題を解決するために偏光顕微鏡の自動偏光装置及びその使用方法を提供する。

本発明は下記の技術案で前記の目的を実現する。
偏光顕微鏡の自動偏光装置であり、台座底板、台座架台、下偏光ユニットと上偏光ユニットを備える。前記台座架台は、縦置きで上述の台座底板の一側に設置される。前記偏光顕微鏡は、固定装置を通して前記台座底板に取り付けられる。前記下偏光ユニットは、前記台座架台の中下部に取り付けられる。前記上偏光ユニットは前記台座架台の上部に取り付けられる。

具体的に言えば、前記上偏光ユニットは、上偏光架台ケース、上偏光子と上偏光駆動系統を備える。前記上偏光架台ケースの第1端は、前記台座架台の中に設置される。前記上偏光架台ケースの第2端には第1透光孔が設置される。前記上偏光子は、上偏光子リングを通して前記第1透光孔の中に取り付けられる。前記上偏光駆動系統は、前記上偏光架台ケースの第1端の内部に設置され、且つ前記上偏光子リングと接続される。前記上偏光架台ケースに上偏光架台カバー板を設置する。

具体的に言えば、前記上偏光架台ケースの第2端は、前記偏光顕微鏡の検光子差込口に差し込む。前記上偏光駆動系統は、上偏光ステッピングモーター、上偏光制御器、上伝動輪、第１上同期ベルト、第2上同期ベルトを備える。前記上偏光制御器と前記上偏光ステッピングモーターは、制御器架台とモーター架台を通して前記上偏光架台ケースの上側面に固定される。前記上伝動輪のシャフトは、前記上偏光制御器と接続される。前記上伝動輪の本体は、第1上同期ベルトを通して前記上偏光ステッピングモーターのトルク出力シャフトと接続される。前記上伝動輪の本体は、第2上同期ベルトを通して前記上偏光子リングと接続される。前記上偏光制御器の制御信号出力端は、前記上偏光ステッピングモーターと接続される。

更に、上偏光架台ケースの第2端に第2透光孔を設ける。前記第2透光孔は、第1透光孔の外側に位置する。前記第2透光孔の中に減光フィルターが設置される。

具体的に言えば、前記上偏光駆動系統は、更に単色光ステッピングモーター、光電スイッチ、モーター接続板とリニアスライダを備える。前記リニアスライダは、前記モーター接続板の上表面に設置される。前記上偏光架台ケースの下表面にスライドレールが設置される。前記スライドレールは、前記リニアスライダの中に設置される。前記単色光ステッピングモーターと前記モーター接続板の下表面と固定し接続される。前記上偏光架台ケースの底面の側面にラックが設置され、前記単色光ステッピングモーターのトルク出力シャフトに歯車を設置する。前記歯車と前記ラックと噛合う。前記光電スイッチは、前記リニアスライダの外側に設置される。前記光電スイッチの信号出力端は、前記上偏光制御器の信号入力端と接続される。前記単色光ステッピングモーターの制御信号入力端は、前記上偏光制御器の制御信号出力端と接続される。

具体的に言えば、前記下偏光ユニットは、下偏光架台ケース、下偏光子と下偏光駆動系統を備える。前記下偏光架台ケースの第1端は、前記台座架台の中に設置される。前記下偏光架台ケースの第2端には第2透光孔が設置される。前記下偏光子は、下偏光子リングを通して前記第3透光孔の中に取り付けられる。前記下偏光駆動系統は、前記上偏光架台ケースの第1端の内部に設置され、且つ前記下偏光子リングと接続される。前記下偏光架台ケースに下偏光架台カバー板を設置する。

具体的に言えば、前記下偏光駆動系統は、下偏光ステッピングモーター、下偏光制御器と下伝動輪を備える。前記下偏光制御器は固定冶具を通して前記下偏光架台ケースの上表面に取り付けられる。前記下偏光ステッピングモーターは、前記下偏光架台の下表面に取り付けられる。前記下伝動輪のシャフトは、それぞれ前記下偏光ステッピングモーターのトルク出力シャフトと前記下偏光制御器と接続される。前記下伝動輪の回転輪は、下同期ベルトを通して前記下偏光子リングと接続される。前記下偏光制御器の制御信号出力端と前記下偏光ステッピングモーターの制御信号入力端と接続する。

偏光顕微鏡に使用する自動偏光装置の使用方法であり、下記の手順を含む。
A1：前記偏光顕微鏡を前記台座底板に取り付け、且つ固定ボルトで固定する。前記下偏光ユニットの第2端を前記偏光顕微鏡の偏光子の位置に合わせると同時に上偏光ユニットの第2端を前記偏光顕微鏡の検光子の差込口に差し込む。
A2：前記上偏光制御器と前記下偏光制御器を通して前記上偏光ステッピングモーターと前記下偏光ステッピングモーターの回転をコントロールして、前記下偏光子と前記上偏光子との間の角度を調整してその偏光方向はお互いに垂直させる。
A3： 直交ニコルによる観察を行うとき、手順B1にジャンプする。オルソスコープ観察を行うとき、手順B2又はB3にジャンプする。
B1：直交ニコルによる観察を行うとき、前記上偏光制御器と前記下偏光制御器を通して前記上偏光子と前記下偏光子を同じ方向、同じ角速度で回転するようにコントロールする。
B2：オルソスコープ観察を行うとき、前記上偏光制御器を通して前記上偏光子の回転をコントロールして、前記上偏光子と下偏光子の偏光方向をお互いに平行させる。
B3：オルソスコープ観察を行うとき、前記上偏光制御器を通して前記単色光ステッピングモーターをコントロールして、上偏光子を前記偏光顕微鏡の光路から移出すると当時に減光フィルターを前記偏光顕微鏡の光路に放置する。

前記上偏光制御器と前記下偏光制御器はいずれも型番がLI38T08のエンコーダーである。

本発明の効果は、
本発明の偏光顕微鏡の自動偏光装置及びその使用方法は、上偏光ユニットと下偏光ユニットの組合せによって直交ニコルによる観察とオルソスコープ観察の自動化操作を実現すると同時に、正確に計測できることで顕微鏡検査の正確度を高める。

図1は、本発明前記偏光顕微鏡の自動偏光装置の使用を示す図である。
図2は、本発明前記偏光顕微鏡の自動偏光装置の全体的断面図である。
図3は、本発明前記上偏光ユニットの立体図である。
図4は、本発明前記上偏光ユニットの側面図である。
図5は、図4のAーA断面図である。
図6は、図4のJーJ断面図である。
図7は、本発明前記下偏光ユニットの断面図である。
100 偏光顕微鏡、200 台座底板、300 台座架台、400 下偏光ユニット、500 上偏光ユニット、401 下偏光架台ケース、402 下偏光ステッピングモーター、403 下偏光制御器、404 下偏光子、405 下伝動輪、406 下偏光子リング、407 下固定冶具、408 下偏光架台カバー板、501 上偏光架台ケース、502 上偏光架台カバー板、503 上伝動輪、504 上偏光子リング、505 上偏光上制御器、506 上偏光ステッピングモーター、507 制御器架台、508 上偏光子、509 単色光ステッピングモーター、510 リニアスライダ、511 歯車、512 モーター接続板、513 第1上同期ベルト、514 第2上同期ベルト、515 光電スイッチ、516 減光フィルター、517 モーター架台

付図を結び付けて更に本発明を説明する。

図1と図2に示すように、本発明である偏光顕微鏡の自動偏光装置は、台座底板200、台座架台300、下偏光ユニット400と上偏光ユニット500を備える。台座架台300は、縦置きで上述の台座底板200の一側に設置される。偏光顕微鏡100は、固定装置を通して台座底板200に取り付けられる。下偏光ユニット400は、台座架台300の中下部に取り付けられる。上偏光ユニット500は台座架台300の上部に取り付けられる。

図3、図４、図５と図6に示すように、上偏光ユニット500は、上偏光架台ケース501、上偏光子508と上偏光駆動系統を備える。上偏光架台ケース501の第1端は、台座架台300の中に設置される。上偏光架台ケース501の第2端には第1透光孔が設置される。上偏光子508は、上偏光子リング504を通して第1透光孔の中に取り付けられる。上偏光駆動系統は、上偏光架台ケース501の第1端の内部に設置され、且つ上偏光子リング504と接続される。上偏光架台ケース501に上偏光架台カバー板502を設置する。

上偏光架台ケース501の第2端は、偏光顕微鏡100の検光子差込口に差し込む。上偏光駆動系統は、上偏光ステッピングモーター506、上偏光制御器505、上伝動輪503、第１上同期ベルト513、第2上同期ベルト514、単色光ステッピングモーター509、光電スイッチ515、モーター接続板512とリニアスライダを備える。上偏光制御器505と上偏光ステッピングモーター506は、制御器架台507とモーター架台517を通して上偏光架台ケース501の上側面に固定される。上伝動輪503のシャフトは、上偏光制御器505と接続される。上伝動輪503の本体は、第1上同期ベルト513を通して上偏光ステッピングモーター506のトルク出力シャフトと接続される。上伝動輪503の本体は、第2上同期ベルト514を通して上偏光子リング504と接続される。上偏光制御器505の制御信号出力端は、上偏光ステッピングモーター506と接続される。

上偏光架台ケース501の第2端に第2透光孔を設ける。第2透光孔は、第1透光孔の外側に位置する。第2透光孔の中に減光フィルター516が設置される。

リニアスライダは、モーター接続板512の上表面に設置される。上偏光架台ケース501の下表面にスライドレールが設置される。スライドレールは、リニアスライダの中に設置される。単色光ステッピングモーター509とモーター接続板512の下表面と固定し接続される。上偏光架台ケース501の底面の側面にラックが設置され、単色光ステッピングモーター509のトルク出力シャフトに歯車511を設置する。歯車511とラックと噛合う。光電スイッチ515は、リニアスライダの外側に設置される。光電スイッチ515の信号出力端は、上偏光制御器505の信号入力端と接続される。単色光ステッピングモーター509の制御信号入力端は、上偏光制御器505の制御信号出力端と接続される。

図7に示すように、下偏光ユニット400は、下偏光架台ケース401、下偏光子404と下偏光駆動系統を備える。下偏光架台ケース401の第1端は、台座架台300の中に設置される。下偏光架台ケース401の第2端には第2透光孔が設置される。下偏光子404は、下偏光子リング406を通して第3透光孔の中に取り付けられる。下偏光駆動系統は、上偏光架台ケース501の第1端の内部に設置され、且つ下偏光子リング406と接続される。下偏光架台ケース401に下偏光架台カバー板408を設置する。

下偏光駆動系統は、下偏光ステッピングモーター402、下偏光制御器403と下伝動輪405を備える。下偏光制御器403は固定冶具を通して下偏光架台ケース401の上表面に取り付けられる。下偏光ステッピングモーター402は、下偏光架台の下表面に取り付けられる。下伝動輪405のシャフトは、それぞれ下偏光ステッピングモーター402のトルク出力シャフトと下偏光制御器403と接続される。下伝動輪405の回転輪は、下同期ベルトを通して下偏光子リング406と接続される。下偏光制御器403の制御信号出力端と下偏光ステッピングモーター402の制御信号入力端と接続する。

上偏光制御器505と下偏光制御器403はいずれも型番がLI38T08のエンコーダーである。

偏光顕微鏡に使用する自動偏光装置の使用方法であり、下記の手順を含む。
A1：偏光顕微鏡100を台座底板200に取り付け、且つ固定ボルトで固定する。下偏光ユニット400の第2端を偏光顕微鏡100の偏光子の位置に合わせると同時に上偏光ユニット500の第2端を偏光顕微鏡100の検光子の差込口に差し込む。
A2：上偏光制御器505と下偏光制御器403を通して上偏光ステッピングモーター506と下偏光ステッピングモーター402の回転をコントロールして、下偏光子404と上偏光子508との間の角度を調整してその偏光方向はお互いに垂直させる。
A3： 直交ニコルによる観察を行うとき、手順B1にジャンプする。オルソスコープ観察を行うとき、手順B2又はB3にジャンプする。
B1：直交ニコルによる観察を行うとき、上偏光制御器505と下偏光制御器403を通して上偏光子508と下偏光子404を同じ方向、同じ角速度で回転するようにコントロールする。
B2：オルソスコープ観察を行うとき、上偏光制御器505を通して上偏光子508の回転をコントロールして、上偏光子508と下偏光子404の偏光方向をお互いに平行させる。
B3：オルソスコープ観察を行うとき、上偏光制御器505を通して単色光ステッピングモーター509をコントロールして、上偏光子508を偏光顕微鏡100の光路から移出すると当時に減光フィルター516を偏光顕微鏡100の光路に放置する。

本発明である偏光顕微鏡の自動偏光装置及びその使用方法の作動原理は、下記のとおりである。

偏光顕微鏡100を台座底板200に取り付け、且つ固定ボルトで固定する。下偏光ユニット400の第2端を偏光顕微鏡100の偏光子の位置に合わせると同時に上偏光ユニット500の第2端を偏光顕微鏡100の検光子の差込口に差し込む。上偏光制御器505と下偏光制御器403を通して上偏光ステッピングモーター506と下偏光ステッピングモーター402の回転をコントロールし、上偏光ステッピングモーター506は第1上同期ベルト513を通して上伝動輪503を回転させると同時上伝動輪503は第2上同期ベルトを通して上偏光子リング504を回転させ、上偏光子508の角度を調整し、且つ上伝動輪503のシャフトは上偏光制御器505と接続されて上偏光制御器505は上偏光子508の角度をコントロールできる。同様で、下偏光制御器403と下偏光ステッピングモーター402によって下偏光子404の角度の制御と操作を実現する。

直交ニコルによる観察を行うとき、上偏光制御器505と下偏光制御器403を通して上偏光子508と下偏光子404を同じ方向、同じ角速度で回転するようにコントロールし、スライドガラスを回転しなくて多角度の偏光検査を実現した。

オルソスコープ観察を行うとき、2つの方法によって実現できる。1つ目は、上偏光制御器505を通して上偏光子508の回転をコントロールして、上偏光子508と下偏光子404をお互いに平行させる。2つ目は、上偏光制御器505を通して単色光ステッピングモーター509をコントロールして、上偏光子508を偏光顕微鏡100の光路から移出すると当時に減光フィルター516を偏光顕微鏡100の光路に放置する。減光フィルター516は、偏光顕微鏡100の接眼レンズに入った強光を減少でき、光線の急な増強を避ける。

偏光顕微鏡100の光源は、単独制御可能独立光源を採用すると同時にその制御信号入力端と上偏光制御器505と接続させ、オルソスコープ観察を行うときに自動的に光源の輝度を下げ、光線の急な増強を避ける。

本発明の技術案は上述の具体的な実施方法に限らない。本発明の技術案による技術の変化はいずれも本発明の保護範囲に入る。

本発明による偏光顕微鏡の自動偏光装置及びその使用方法は、上偏光ユニットと下偏光ユニットの組合せによって直交ニコルによる観察とオルソスコープ観察の自動化操作を実現すると同時に、正確に計測できることで顕微鏡検査の正確度を高める。

100 偏光顕微鏡
200 台座底板
300 台座架台
400 下偏光ユニット
500 上偏光ユニット
401 下偏光架台ケース
402 下偏光ステッピングモーター
403 下偏光制御器
404 下偏光子
405 下伝動輪
406 下偏光子リング
407 下固定冶具
408 下偏光架台カバー板
501 上偏光架台ケース
502 上偏光架台カバー板
503 上伝動輪
504 上偏光子リング
505 上偏光上制御器
506 上偏光ステッピングモーター
507 制御器架台
508 上偏光子
509 単色光ステッピングモーター
510 リニアスライダ
511 歯車
512 モーター接続板
513 第1上同期ベルト
514 第2上同期ベルト
515 光電スイッチ
516 減光フィルター
517 モーター架台

Claims (9)

1. 偏光顕微鏡の自動偏光装置である。その特徴は、台座底板、台座架台、下偏光ユニットと上偏光ユニットを備える。前記台座架台は、縦置きで上述の台座底板の一側に設置される。前記偏光顕微鏡は、固定装置を通して前記台座底板に取り付けられる。前記下偏光ユニットは、前記台座架台の中下部に取り付けられる。前記上偏光ユニットは前記台座架台の上部に取り付けられる。
2. 特許請求項１に記載の偏光顕微鏡の自動偏光装置である。その特徴は、前記上偏光ユニットは、上偏光架台ケース、上偏光子と上偏光駆動系統を備える。前記上偏光架台ケースの第1端は、前記台座架台の中に設置される。前記上偏光架台ケースの第2端には第1透光孔が設置される。前記上偏光子は、上偏光子リングを通して前記第1透光孔の中に取り付けられる。前記上偏光駆動系統は、前記上偏光架台ケースの第1端の内部に設置され、且つ前記上偏光子リングと接続される。前記上偏光架台ケースに上偏光架台カバー板を設置する。
3. 特許請求項2に記載の偏光顕微鏡の自動偏光装置である。その特徴は、前記上偏光架台ケースの第2端は、前記偏光顕微鏡の検光子差込口に差し込む。前記上偏光駆動系統は、上偏光ステッピングモーター、上偏光制御器、上伝動輪、第１上同期ベルト、第2上同期ベルトを備える。前記上偏光制御器と前記上偏光ステッピングモーターは、制御器架台とモーター架台を通して前記上偏光架台ケースの上側面に固定される。前記上伝動輪のシャフトは、前記上偏光制御器と接続される。前記上伝動輪の本体は、第1上同期ベルトを通して前記上偏光ステッピングモーターのトルク出力シャフトと接続される。前記上伝動輪の本体は、第2上同期ベルトを通して前記上偏光子リングと接続される。前記上偏光制御器の制御信号の出力端は、前記上偏光ステッピングモーターと接続される。
4. 特許請求項2に記載の偏光顕微鏡の自動偏光装置である。その特徴は、上偏光架台ケースの第2端に第2透光孔を設けられる。前記第2透光孔は、第1透光孔の外側に位置する。前記第2透光孔の中に減光フィルターが設置される。
5. 特許請求項3に記載の偏光顕微鏡の自動偏光装置である。その特徴は、前記上偏光駆動系統は、更に単色光ステッピングモーター、光電スイッチ、モーター接続板とリニアスライダを備える。前記リニアスライダは、前記モーター接続板の上表面に設置される。前記上偏光架台ケースの下表面にスライドレールが設置される。前記スライドレールは、前記リニアスライダの中に設置される。前記単色光ステッピングモーターと前記モーター接続板の下表面と固定し接続される。前記上偏光架台ケースの底面の側面にラックが設置され、前記単色光ステッピングモーターのトルク出力シャフトに歯車を設置する。前記歯車と前記ラックと噛合う。前記光電スイッチは、前記リニアスライダの外側に設置される。前記光電スイッチの信号出力端は、前記上偏光制御器の信号入力端と接続される。前記単色光ステッピングモーターの制御信号入力端は、前記上偏光制御器の制御信号出力端と接続される。
6. 特許請求項１に記載の偏光顕微鏡の自動偏光装置である。その特徴は、前記下偏光ユニットは、下偏光架台ケース、下偏光子と下偏光駆動系統を備える。前記下偏光架台ケースの第1端は、前記台座架台の中に設置される。前記下偏光架台ケースの第2端には第2透光孔が設置される。前記下偏光子は、下偏光子リングを通して前記第3透光孔の中に取り付けられる。前記下偏光駆動系統は、前記上偏光架台ケースの第1端の内部に設置され、且つ前記下偏光子リングと接続される。前記下偏光架台ケースに下偏光架台カバー板を設置する。
7. 特許請求項6に記載の偏光顕微鏡の自動偏光装置である。その特徴は、前記下偏光駆動系統は、下偏光ステッピングモーター、下偏光制御器と下伝動輪を備える。前記下偏光制御器は固定冶具を通して前記下偏光架台ケースの上表面に取り付けられる。前記下偏光ステッピングモーターは、前記下偏光架台の下表面に取り付けられる。前記下伝動輪のシャフトは、それぞれ前記下偏光ステッピングモーターのトルク出力シャフトと前記下偏光制御器と接続される。前記下伝動輪の回転輪は、下同期ベルトを通して前記下偏光子リングと接続される。前記下偏光制御器の制御信号出力端と前記下偏光ステッピングモーターの制御信号入力端と接続する。
8. 偏光顕微鏡に使用する自動偏光装置の使用方法である。その特徴は、下記の手順を含むことである。
   A1：前記偏光顕微鏡を前記台座底板に取り付け、且つ固定ボルトで固定する。前記下偏光ユニットの第2端を前記偏光顕微鏡の偏光子の位置に合わせると同時に上偏光ユニットの第2端を前記偏光顕微鏡の検光子の差込口に差し込む。
   A2：前記上偏光制御器と前記下偏光制御器を通して前記上偏光ステッピングモーターと前記下偏光ステッピングモーターの回転をコントロールして、前記下偏光子と前記上偏光子との間の角度を調整してその偏光方向はお互いに垂直させる。
   A3： 直交ニコルによる観察を行うとき、手順B1にジャンプする。オルソスコープ観察を行うとき、手順B2又はB3にジャンプする。
   B1：直交ニコルによる観察を行うとき、前記上偏光制御器と前記下偏光制御器を通して前記上偏光子と前記下偏光子を同じ方向、同じ角速度で回転するようにコントロールする。
   B2：オルソスコープ観察を行うとき、前記上偏光制御器を通して前記上偏光子の回転をコントロールして、前記上偏光子と下偏光子の偏光方向をお互いに平行させる。
   B3：オルソスコープ観察を行うとき、前記上偏光制御器を通して前記単色光ステッピングモーターをコントロールして、上偏光子を前記偏光顕微鏡の光路から移出すると当時に減光フィルターを前記偏光顕微鏡の光路に放置する。
9. 特許請求項8に記載の偏光顕微鏡の自動偏光装置の使用方法である。その特徴は、前記上偏光制御器と前記下偏光制御器はいずれも型番がLI38T08のエンコーダーである。

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