JP2950947B2 - 拡大観察装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、医療、学術、産業等の各種の分野におい
て、例えば人の皮膚、微細な生物、あるいは集積回路の
ような被観察物の外面乃至表層を拡大して観察するのに
用いられるもので、殊に対物具を被観察物の表面に当接
または近接させるだけで、被観察物をそれがあるままの
位置で何らの加工を施すことなく拡大して観察すること
のできる拡大観察装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より拡大観察用の器具乃至装置としては顕微鏡や
ルーペがあるが、顕微鏡は被観察物を加工してこれを顕
微鏡の側に持って行く必要があり、他方ルーペはそれ自
体を被観察物の側に持って行って被観察物に何らの加工
を施すことなく手軽に観察することができるが、被観察
物照射用の光源を備えておらず、また可能な倍率も低い
ものである。

このような事情を背景に、当出願人は高倍率という顕
微鏡の長所と手軽さというルーペの長所の両方を併せ持
った拡大観察装置を先に開発した（特開平１−308527
号、特願平１−26462号及び特願平１−273419号）。

この拡大観察装置は、図示せぬディスプレイ（表示手
段）及びコントローラからなる観察装置本体と、第６図
に示す対物具（特開平１−308527号に言う鏡筒及び導光
キャップ）100とからなり、対物具100は、映像拡大用の
光学系102を内蔵すると共に観察装置本体側に設けられ
ている光源から被観察物Ｍを照明するための照射光を導
く光ファイバ103も内蔵し、その先端に導光キャップ
（対物先端部）105を備えている。そして、この対物具1
00を手で持ったままその導光キャップ105を被観察物Ｍ
に当接または近接させ、対物具100中に内蔵されている
撮像素子104（CCD素子）で捉えた像をディスプレイに再
現して観察するもので、導光キャップ105の先端を被観
察物Ｍに当接させるかあるいは所定の近接距離に近接さ
せれば自ずとピントが合うようにされており、何らの技
能や熟練を必要とせず誰でも手軽に50倍〜数千倍の倍率
での観察を行えるというものである。

ところで、この拡大観察装置は、より強力な照射光を
得るためにコントローラ内に光源を設け、この光源から
光ファイバーで対物具に照射光を導くようにしており、
また撮像素子とディスプレイの間に介在する信号処理手
段もコントローラ内に設けるようにしている。そのた
め、対物具とディスプレイの他にコントローラが必要と
なり、その分、全体として大型化し、手軽さをより一層
重視する場合については不十分である。

また、このような拡大観察装置においては、被観察物
に照射する照射光の制御乃至被観察物からの映像光の制
御がよりよい観察によって重要である。すなわち、一般
に被観察物を照射する照射光には、被観察物を正面から
照らす落射光、被観察物の正面に対し平行に近い急角度
で照射する側射光と、及び透光性の被観察物の場合に内
部に透過した光で内側から表層を照らす透過光とがあ
り、また被観察物からの映像光には被観察物の表面でそ
のまま直接的に反射される表面反射光と、被観察物の表
層を一旦透過して来る非表面反射光とがあるが、これら
の光を適宜に選択あるいは組み合わせることにより、よ
り有効な観察を行える。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、この発明は、より一層小型化して手軽な扱い
が可能であり、しかも照射光の選択が可能であるような
拡大観察装置の提供を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的は、通孔が中心に形成された半球面状
の前部を有する透明な導光キャップを先端部に接続した
対物具と、この対物具で得られる被観察物の拡大像を表
示するための表示手段とよりなり、対物具を接・離自在
な前方ブロックと後方ブロックに分割し、そして前方ブ
ロックに被観察物拡大用の光学系と被観察物照射用の光
源を内蔵させ、後方ブロックに光学系からの拡大像を捉
える撮像手段と撮像手段からの信号を処理して表示手段
に出力する信号処理手段を内蔵させると共に、導光キャ
ップの基端面に入射面と反射面とを交互に形成し且つ、
光源を側射光用光源と落射光用光源との２系統に形成
し、側射光用光源を入射面に対応させ、落射光用光源を
反射面に対応させるようにしてなる拡大観察装置により
達成される。

〔作用〕

この拡大観察装置は、光源及び信号処理手段も対物具
に内蔵させるようにしているので、前述の従来のもので
は必要としていたコントローラが不要となり、その分、
全体が小型化する。しかも、この光源及び信号処理手段
の対物具への内蔵は、光源についてみると、光源がそれ
だけ被観察物に近くなるから、光源の出力がより小さく
て済むということであり、光源自体を格段に小型化でき
ることに結び付き、また信号処理手段についてみると、
信号処理手段がそれだけ撮像手段に近くなるから、信号
処理手段の容量が従来の場合に比べ格段に小さくて済む
ということであり、信号処理手段を格段に小型化できる
ことに結び付く。つまり、光源及び信号処理手段の対物
具への内蔵は光源及び信号処理手段の小型化に結び付
き、この小型化がまた内蔵化を可能にするという有機的
関連が全体の小型化をもたらしているものである。

しかも、この拡大観察装置は、このような光源及び信
号処理手段の対物具への内蔵化と関連させて、対物具を
光学系及び光源を内蔵する前方ブロックと撮像手段及び
信号処理手段を内蔵する後方ブロックとに分割し両者を
接・離自在としているので、拡大率や対象被観察物の種
類に応じて専用仕様とした前方ブロックを予め用意して
おき、この交換だけで必要な観察に簡単に対応できるこ
とになり、扱いがより一層手軽になる。

さらに、この拡大観察装置の対物具では、側射光用光
源からの照射光は、導光キャップの基端面の入射面から
導光キャップの中実内部に入りその内部を全反射により
通過して通孔から出ることにより被観察物をその正面に
対し略平行に照射する側射光となり、また落射光用光源
からの照射光は、導光キャップの基端面の反射面で反射
され導光キャップの内側空間を通って通孔より被観察物
を正面から照らす落射光及び通孔以外の部位で透明な導
光キャップを通過した落射光が被観察物の表層を通過し
て被観察物の表層を内部から照らすことになる透過光と
なる。したがって、側射光用光源または落射光用光源の
何れかだけから照射光を供給するか、あるいは両者の光
度を変えることにより、落射光または側射光の何れかを
選択でき、また両者の比率を適宜に変えることができ
る。

〔実 施 例〕

以下、この発明の実施例を説明する。

この拡大観察装置は、第１図に示すような対物具１
と、この対物具１で得られた被観察物Ｍの拡大像を再生
・表示する例えばCRTのような表示手段（図示せず）と
よりなる。

対物具１は、全体が細長い筒状のもので、前方ブロッ
ク３と後方ブロック４とに分割されており、前方ブロッ
ク３が後方ブロック４に対し着脱できるようになってい
る。

前方ブロック３は、内部に被観察物拡大用の光学系５
及び被観察物照射用の光源６を内蔵しており、その先端
部に導光キャップ７が接続されれている。

光学系５は、筒状のホルダ８に対物レンズ９及びその
他のレンズを保持させてなるもので、ホルダ８の先端部
には先窄まり状に形成した遮光庇10が設けられている。
この光学系５は、基本的には導光キャップ７の先端が被
観察物Ｍの表面に当接することにより対物レンズ９の焦
点が被観察物Ｍの表面に合うように位置決めされるが、
導光キャップ７の前方ブロック３に対する螺合状態を調
整することにより被接触観察も可能なようになってい
る。

光源６は、複数の小さな発光源12を遮光庇10の外側に
おいて導光キャップ７の基端面13に向けて円環状に配列
してなるもので、それぞれ一定の個数の発光源12を含む
８個のブロックにブロック化され、各ブロックが交互に
側射光用光源6s乃至落射光用光源6dとされており、側射
光用光源6sは後述の導光キャップ７の基端面13の入射面
13sに対応し、落射光用光源6dは、反射面13dにそれぞれ
対応するようになっていて、側射光用光源6sと落射光用
光源6dとが個々にON/OFF制御を行えるようになっている
（第３図）。

導光キャップ７は、その先端を被観察物Ｍの表面に当
接させることにより光学系５の対物レンズ９の焦点に対
し被観察物Ｍの表面が合うようにするためのものである
と共に、光源６からの照射光を落射光Ld、側射光Ls、及
び透過光Ltとに分けて被観察物Ｍに照射するためのもの
で、例えばアクリル樹脂（メタクリル樹脂）のような透
明性の高い合成樹脂で作られている（第２図）。そし
て、後部7rに形成されている螺合ネジ14により前方ブロ
ック３の先端に螺着されており、この螺着状態において
前述の焦点合わせがなされるようになっている。より詳
細には、円筒状の後部7rと半球面状とされた前部7fとか
らなり、後部7rの端に形成されている基端面13にはそれ
ぞれ同じ長さとされた入射面13sと反射面13dとが４面ず
つ交互に形成され、前部7fにはその先端の中心に通孔15
が穿設されている。

入射面13sは、側射光用光源6sからの照射光を導光キ
ャップ７の中実内部に透入させるためのもので、照射光
の主な進行方向に対し直交するようにされており、逆に
反射面13dは、落射光用光源6dからの照射光を前部反射
させて導光キャップ７の内側空間に導くためのもので、
照射光の進行方向に対し照射光を全反射させ得る傾斜状
態とされている。

そして、側射光用光源6sのみをONとして入射面13sだ
けに照射光を当てるようにすれば、第４図に示すよう
に、この照射光が入射面13sから導光キャップ７の中実
内部に入りこの内部を全反射により通過して通孔15の側
面から出ることにより被観察物Ｍをその正面に対し平行
に近い急角度で照射する側射光Lsだけが得られ、逆に、
落射光用光源6dのみをONとして反射面13dだけに照射光
を当てるようにすれば、第５図に示すように、照射光が
反射面13dで全部反射され導光キャップ７の内側空間を
通って通孔15より被観察物Ｍを正面から照らす落射光Ld
だけが得られ、また側射光用光源6sからの照射光と落射
光用光源6dからの照射光とを各々の強弱を変えて入射面
13sと反射面13dの両方に当てれば、側射光Lsと落射光Ld
とを適宜の比率で組み合わせることができる。

この前方ブロック３は、後方ブロック４に対し着脱で
きるものであるから、拡大率や対象被観察物の種類に応
じた専用仕様のものを予め複数用意して置き、この専用
仕様のものを選択的に使い分けることが可能である。

後方ブロック４は、光学系５により得られる被観察物
Ｍの拡大像を捉える撮像手段（CCD素子）16及び撮像手
段16からの信号を処理する信号処理手段17を内蔵してい
る。また、この後方ブロック４は、先端面に前方ブロッ
ク３の接続のための嵌合筒18が突設され、後端部からは
表示手段に接続するケーブル19が導出されており、さら
に光源6s、6dのON/OFF用のスイッチ20s、20dが側面に設
けられ、このスイッチ20s、20dからの導線の端子21が先
端面に臨まされており、前方ブロック３の後端面に臨ま
されている光源６からの導線の端子22と接続するように
なっている。

このような拡大観察装置を用いて被観察物Ｍの観察を
行うには、対物具１を被観察物Ｍの側に持って行き、接
触観察が可能な被観察物であればその導光キャップ７の
先端を被観察物Ｍの表面に当接させるだけでよい。もし
非接触観察が必要な場合には導光キャップ７の前方ブロ
ック３に対する螺合状態を調整し、導光キャップ７を被
観察物Ｍから離して観察する。

〔発明の効果〕

この発明による拡大観察装置は、以上説明してきた如
きものなので以下の如き効果を有する。

（ａ）．光源及び信号処理手段も対物具に内蔵させるよ
うにしているので、全体が小型化し、扱いがより容易化
している。

（ｂ）．対物具を前方ブロックと後方ブロックとに分割
し両者を接・離自在としたことにより、拡大率や対象被
観察物の種類に応じて予め専用仕様とした前方ブロック
の交換だけで必要な観察に簡単に対応でき、より一層手
軽な観察が可能となる。

（ｃ）．導光キャップに入射面と反射面を形成すると共
に、光源を側射光用と落射光用とに分け、各光源からの
光を入射面と反射面に対し選択的に当てられるようにし
ているので、落射光と側射光の選択あるいは両者の適宜
な比率での組合せを行え、より多面的な観察を行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による拡大観察装置の対物具の一部
断面を含む概略側面図、 第２図は、対物具の先端部分の部分概略断面図、 第３図は、導光キャップと光源との関係を示す概略斜視
図、 第４図は、側射光用光源で照射光を当てた場合について
の説明図、 第５図は、落射光用光源で照射光を当てた場合について
の説明図、そして 第６図は、従来の拡大観察装置の対物具の概略側面図で
ある。 １……対物具 ３……前方ブロック ４……後方ブロック ５……光学系 ６……光源 6s……側射光用光源 6d……落射光用光源 ７……導光キャップ 13……基端面 13s……入射面 13d……反射面 15……通孔 16……撮像手段 17……信号処理手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通孔が中心に形成された半球面状の前部を
   有する透明な導光キャップを先端部に接続した対物具
   と、この対物具で得られる被観察物の拡大像を表示する
   ための表示手段とよりなる拡大観察装置であって、 対物具を接・離自在な前方ブロックと後方ブロックに分
   割し、そして前方ブロックに被観察物拡大用の光学系と
   被観察物照明用の光源を内蔵させ、後方ブロックに光学
   系からの拡大像を捉える撮像手段と撮像手段からの信号
   を処理して表示手段に出力する信号処理手段を内蔵させ
   ると共に、 導光キャップの基端面に入射面と反射面とを交互に形成
   し且つ、光源を側射光用光源と落射光用光源との２系統
   に形成し、側射光用光源を入射面に対応させ、落射光用
   光源を反射面に対応させるようにしたことを特徴とする
   拡大観察装置。