JP3007978B2

JP3007978B2 - 拡大観察用の照明機構

Info

Publication number: JP3007978B2
Application number: JP2409719A
Authority: JP
Inventors: 正男山本
Original assignee: Scalar Corp
Current assignee: Scalar Corp
Priority date: 1990-12-11
Filing date: 1990-12-11
Publication date: 2000-02-14
Anticipated expiration: 2015-02-14
Also published as: JPH04214523A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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
て観察するための拡大観察装置乃至器具における照明機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の拡大観察において最も大切なこ
とは、被観察物を照明する照明光の制御乃至被観察物か
らの影像光の制御である。照明光の制御には各種の要素
があるが、その中に、偏光を選択的に用いるという制御
がある。これは、例えば、人の皮膚の観察に例をとった
場合、皮膚の表面から直接反射する直接反射光が多い
と、例えば皮膚の染みのような色彩的なものが見え辛く
なるので、この直接反射光を除いて、一旦皮膚の表層を
透過した後に反射してくる間接反射光を主体とすること
により皮膚の染みを見易くする、と言うような場合に用
いられる制御である。すなわち、照明光として偏光を用
い、この偏光が直接反射の場合にはその偏光性をそのま
ま維持しているが、間接反射となると自然光化するとい
う関係を利用し、偏光性を維持している直接反射光を偏
光板で遮断することにより、間接反射光を主体とする観
察を行うというものである。

【０００３】このような制御の例としては、例えば、特
願平１−２６４６２号及び特願平１−２７３４１号等に
示される技術がある。これらの技術は、何れも偏光板を
機械的に動かすか、あるいは偏光面を回転させるための
手段を設けることにより偏光の選択制御を行うようにし
ている。しかし、このように偏光板を機械的に動かした
り、偏光面回転手段を設けるようにする技術には、その
作動機構の構成がなかなか面倒であり、またそのために
全体が複雑化し、さらには故障的要素が多くなる等の欠
点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、偏光板を動かしたり偏光面回転手段を設けたりする
ことなく偏光の制御を行えるようにした拡大観察用の照
明機構の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】具体的には、選
択的に発光可能とされた偏光用光源と非偏光用光源とを
設け、そして、非偏光用光源からの光については偏光化
用偏光板を透過させるようにすると共に、偏光化用偏光
板の透過により形成された偏光を遮断する遮断用偏光板
を被観察物と光学系との間に配してなる拡大観察用の照
明機構を提供する。

【０００６】この照明機構は、偏光用光源からの光は偏
光化用偏光板を透過することにより偏光化され、他方、
井偏光用光源からの光は非偏光（自然光）状態のまま照
射されるようになっている。したがって、偏光用光源と
井偏光用光源を選択的に発光させることにより、偏光に
よる照明または非偏光による照明を選択できる。このよ
うな照明機構は、環状に配列された光源を複数のブロッ
クに分けると共に、この複数の各ブロックを偏光用光源
と非偏光用光源とに分けるようにすることができる。こ
のような構成は、高倍率用の光源を得るのに適してい
る。

【０００７】このような照明機構は、環を一環とし、こ
の一環内で複数のブロックを形成するようにできる。こ
のような構成は構造が比較的簡単で制作上有利である。
また、環を複数とし、この各環をそれぞれブロックとす
るようにもできる。このような構成は、より均一な照明
を得られると言う利点がる。

【０００８】さらに、複数の発光源を設け、各発光源ご
とに光ファイバ束にて光を導き、そして、光ファイバ束
を形成する多数の光ファイバの照射端面を環状に配列す
ることにより光源を形成するようにすれば、より強力な
光源を得られ、倍率の高い拡大観察で要求される明るさ
を十分に確保することができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。この実
施例による照明機構は、図６に示すような拡大観察装置
の対物具１に用いた例で、この対物具１は、撮像ユニッ
ト２、光学系ユニット３、及び光源４を内蔵させた円筒
状のケース５の先端に対物接触体６を着脱自在に組み合
わせてなるもので、光源４と披観察物Ｍとの間には光源
４に近接させて偏光化用偏光板７が設けられ、また、披
観察物Ｍと光学系ユニット３との間には光学系ユニット
３め先端に近接させて遮断用偏光板８が設けられ、これ
らの光源４及び偏光化用偏光板７と遮断用偏光板８によ
り照明機構が形成されている。

【００１０】撮像ユニット２は、光学系ユニット３で得
られる像を捉えて図外の観察装置本体に送るためのもの
で、例えば、ＣＣＤ素子のような撮像素子やその他の部
品をユニット化してケース１１内に納めたものである。

【００１１】光学系ユニット３は、被観察物Ｍの拡大像
を得るためのもので、図５にその内部を示すように、対
物レンズ１２やその他のレンズをユニット化してケース
１３内に納めたもので、ケース１３の先端は、より深い
焦点深度を与えるための“絞り”のために逆円錐状に形
成されており、内部には複数の遮光絞り１４、１４、…
‥が必要最小限の光路Ｔを形成するように円環状で突設
されている。対物接触体６は、光学系ユニット３の被観
察物Ｍに対する焦点合わせのためのものであると共に、
余分な光が被観察部位に当たらないように周囲からの光
を遮断するためのもので、スカート状に形成されてい
る。

【００１２】光源４は、図１に示すように、発光源とし
て複数、この例では二個の光源ランプ１５（１５ａ、１
５ｂ）を前述した図外の観察装置側に設け、この二個の
光源ランプ１５ａ、１５ｂごとに多系統、この例では２
系統の光ファイバ束１６（１６ａ、１６ｂ）で光を導
き、この各光ファイバ束１６を形成する多数の光ファイ
バ１７（１７ａ、１７ａ、……、１７ｂ、１７ｂ、…
…）の照射端面を円環状にして配列することにより形成
されている。このような光源は、より強力な明るさが得
られ、倍率の高い拡大観察で要求される明るさに応える
のに優れた手段である。しかし、他の手段で光源を形成
することは十分可能で、例えば、複数の小さな発光源を
同様に円環状に配列させるようにしてもよい。また、例
えば、円環状の蛍光灯のような連続的な発光源を用いる
こともできる。

【００１３】この円環状の光源４は、さらに、図１及び
図２に示すような状態に８個のブロック分けられてい
る。具体的には、光ファイバ束１６ａの光ファイバ１７
ａ、１７ａ、……をブロック１８（１８ａ、１８ａ、…
…）に、光ファイバ束１６ｂの光ファイバ１７ｂ、１７
ｂ、……をブロック１８（１８ｂ、１８ｂ、……）にと
言うように、両光ファイバ束１６ａ、１６ｂの光ファイ
バ１７（１７ａ、１７ａ、……、１７ｂ、１７ｂ、…
…）を交互にブロック化させて配列し、ブロック１８ａ
を偏光用光源４ａとし、ブロック１８ｂを井偏光用光源
４ｂとしている。このようなブロック化に関連して、前
述の蛍光灯のような連続的な発光源の場合には、複数の
適宜なシャッタを発光源の形状に対応させて配列させ、
このシャッタをそれぞれ独立に且つ選択的に作動させる
ようにすることにより、ブロック化を行うことになる。
このような例についてはさらに後述される。

【００１４】偏光化用偏光板７は、偏光用光源４ａから
の光を偏光化させるためのもので、図１反び図３に示す
ように、光源４の形状に対応させて平たいド一ナッツ状
に形成されており、非偏光用光源４ｂのブロック１８
ｂ、１８ｂ、１８ｂに対応する部分に開口１９、１９、
……が形成されている。したがって、偏光用光源４ａか
らの光は偏光化用偏光板７を透過することにより偏光さ
れるが、非偏光用光源４ｂからの光は開口１９、１９…
…を通って非偏光のまま披観察物Ｍに照射することにな
る。尚、偏光化用偏光板７を透過することにより偏光用
光源４ａからの光の明るさが減るので、これに合わせる
ために開口１９に適宜な減光手段を設けるようにする
か、あるいは偏光用光源４ａと非偏光用光源４ｂの明る
さの比率を予め変えておくようにするのが好ましい。

【００１５】遮断用偏光板８は、偏光化用偏光板７で偏
光され、被観察物Ｍの表面で直接反射されその偏光性を
そのまま保持している光を遮断させるためのもので、図
１及び図３に示すように、偏光化用偏光板７の内側に入
るような円板状に形成されている。尚、この遮断用偏光
板８は、要は被観察物Ｍからの反射光を遮断できればよ
いのであるから、図５に示すように、光学系ユニット３
のケース１３内に設けるようにしてもよい。

【００１６】これらの光源４（４ａ、４ｂ）及び偏光化
用偏光板７と遮断用偏光板８により形成された照明機構
は、光源ランプ１５ａ、１５ｂを選択的に発光させるだ
けで、偏光照明と非偏光照明の選択を行える。すなわ
ち、偏光用光源４ａに対応する光源ランプ１５ａだけ発
光させれば、偏光化用偏光板７を透過した偏光による照
明が得られ、また、非偏光用光源４ｂに対応する光源ラ
ンプ１５ｂだけ発光させれば、偏光化用偏光板７の開口
１９、１９、……を通過することにより自然光のままで
ある光による照明を選択できる。そして、偏光による照
明の場合には、披観察物Ｍの表面から直接反射してその
偏光性をそのまま保持している光についてはこれを遮断
用偏光板８で遮断し、一旦披観察物Ｍの表層を透過した
後に反射してくることにより自然光化した間接反射光だ
けを光学系ユニット３に送り、この間接反射光を主体と
した観察が可能となる。尚、光源ランプ１５ａ、１５ｂ
の発光制御は、電気的にＯＮ／ＯＦＦさせてもよいが、
切り換えの迅速性を考慮すれる場合には、光源ランプ１
５ａ、１５ｂと光ファイバ束１６ａ、１６ｂとの間にそ
れぞれ機械的なシャッタを設け、このシャッタの切り換
えにより発光制御を行うのが好ましい。

【００１７】図４に示すのは、光源についての変形例
で、前述の実施例が一円環に配列していたのに対し、こ
の光源４０では、二円環に配列させて各円環を一つのブ
ロックとし、一方を偏光用光源４０ａ、他方を非偏光用
光源４０ｂとしている。この場合には、前述の偏光化用
偏光板７における開口１９は不要となり、ただ、偏光化
用偏光板７の径と幅を偏光用光源４０ａに合わせればよ
い。尚、この例をさらに発展させて三円環以上に形成す
ることも可能であることは勿論である。このような、多
重円環配列は、より均一な照明を得られると言う利点を
持つが、前述の単円環配列は、構造が比較的簡単で制作
し易いと言う利点を持つ。

【００１８】図７に示すのは、他の実施例で、この実施
例による照明機構は、ハンディタイプの拡大観察具５１
に用いた例である。具体的には、拡大観察具５１は、前
述の対物具１と異なり撮像ユニット２のようなものを備
えておらず、直接目で観察するタイプで、観察部５２と
把持部５３とよりなり、その内部に、光源５４、シャッ
タＳ、偏光化用偏光板５５、遮断用偏光板５５、及び光
学系５７を内蔵している。

【００１９】観察部５２は、光学系５７で拡大された披
観察物Ｍの像を直接的に観察するための接眼部５８と、
披観察物Ｍに臨ませる対物部５９とよりなっている。対
物部５９は、半球面状に形成されており、その先端に通
孔６０が穿設されている。この対物部５９は、必要に応
じて別物とし、観察部５２に対し着脱できるようにして
もよい。

【００２０】把持部５３は、手に持つための部分で、操
作用のスイッチ６１が複数設けられている。さらに、こ
の把持部５３からは電源コード６３が出ており、外部か
らＡＣ電源を取ることもできるし、また内蔵の充電器に
充電させることもできるようになっている。

【００２１】光源５４は、半球状とされた対物部５９の
基端部に設けられており、対物部５９の半球面状の形状
により照射光が無駄なく効率的に通孔６０から観察部位
を照射するようになっている。シャッタＳは、図８に示
すように、一対の開閉板Ｓａ、Ｓｂを並べてなるもの
で、開閉板Ｓａ、Ｓｂがそれぞれ選択的に開閉されるよ
うになっており、これにより、選択的に発光可能な複数
の光源を形成し、開閉板Ｓａが開くことにより照射され
場合を偏光用光源５４ａとし、開閉板Ｓｂが開くことに
より照射され場合を非偏光用光源５４ｂとしている。

【００２２】偏光化用偏光板５５は、図８に示すよう
に、開閉板Ｓａと披観察物Ｍとの間に設けられており、
前述の実施例と同様に、偏光用光源５４ａからの光を偏
光させるようになっている。遮断用偏光板５６は、被観
察物Ｍと光学系５７との間に設けられており、前述の実
施例と同様に、被観察物Ｍからの直接反射光だけを遮断
するようになっている。

【００２３】光学系５７は、この例では１個の凸レンズ
６４で形成されている。そして、基本的には、対物部５
９の先端を被観察物Ｍの表面に当接させれば焦点が披観
察物Ｍの表面に合うようにされている。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したこの発明による拡大観察用
の照明機構は、偏光用光源からの光は偏光化用偏光板を
透過することにより偏光化され、他方、非偏光用光源か
らの光は非偏光状態のまま照射されるようになっている
ので、偏光用光源と非偏光用光源を選択的に発光させる
だけで、偏光による照明または井偏光による照明を選択
でき、偏光板を動かしたり、偏光面回転手段を設けたり
する従来技術に較べ、より単純で制作が容易な機構で済
み、故障的要素も少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】照明機構における光源、偏光化用偏光板及び遮
断用偏光板の関係を示す斜視図である。

【図２】光源の底面図である。

【図３】偏光化用偏光板及び遮断用偏光板の関係を示す
平面図である。

【図４】他の例による光源の底面図である。

【図５】光学系ユニットの一部破断を含む側面図であ
る。

【図６】この発明による照明機構を備えた対物具の一部
破断を含む側面図である。

【図７】他の実施例による照明機構を備えた拡大観察具
の一部破断を含む側面図である。

【図８】光源とシャッタ及び偏光化用偏光板の関係を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１対物具２撮像ユニット３光学系ユニット４光源４ａ偏光用光源４ｂ非偏光用光源５ケース６対物接触体７偏光化用偏光板８遮断用偏光板１１ケース１２対物レンズ１３ケース１４遮光絞り１５光源ランプ１６光ファイバ束１７光ファイバ１８ブロック

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】選択的に発光可能とされた偏光用光源と
非偏光用光源とを設け、そして、非偏光用光源からの光
については偏光化用偏光板を透過させるようにしてなる
拡大観察用の照明機構であって、偏光用光源及び非偏光用光源は、環状に形成された光源
を分けて形成した複数のブロックの各々であり、偏光化
用偏光板の透過により形成された偏光を遮断する遮断用
偏光板を披観察物と光学系との間に配してなる拡大観察
用の照明機構。
【請求項２】環を一環とし、この一環内で複数のブロ
ックを形成した請求項１の拡大観察用の照明機構。
【請求項３】環を複数とし、この各環をそれぞれブロ
ックとした請求項１の拡大観察用の照明機構。
【請求項４】複数の発光源を設け、各発光源ごとに光
ファイバ束にて光を導き、そして、光ファイバ束を形成
する光ファイバの照射端面を環状に配列することにより
光源を形成した請求項２又は請求項３記載の拡大観察用
の照明機構。