JP3016579B2 - 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
ルーぺがあるが、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、他方ルーぺはそれ自
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
物照明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ぺ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、図示せずディスプレイ（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とって重要である。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
照らす落射光と、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被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ができ、さ
らに側射光についてはその照射方向を変えることができ
れば、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、しかも側射光の照射方向の選択を可能と
する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
ップの基端面に対し複数系統の光源を配列し、この各系
統の光源を選択的にON/OFF制御できるようにしてなる拡
大観察装置により達成され、また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、スリット孔を有するマスク体を光源と導光キャップ
の基端面との間に介在させ、このマスク体の回動操作に
より光源からの照射孔を部分的に導光キャップの基端面
にあてられ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、光源からの
照射孔から、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と、導光キャップの中
実内部を全反射により通過して来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、及び通孔以外の部位から被観察物にあたりその表層
を透過して被観察物を内部から照らすことになる透過光
とが得られるが、側射光については、複数系統の光源を
選択的にON/OFFさせて特定の部位のみから照射光を導光
キャップの内部に入れることによりその照射方向を特定
の方向に限定することができ、またマスク体の回動操作
により光源からの照射光を導光キャップの基端面に部分
的にあてることによりその照射方向を特定の方向に限定
することができる。

〔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
及び光学６を内蔵しており、その先端部に導光キャップ
７が接続されている。

光学系５は、筒状のホルダ８に対物レンズ９及び他の
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、第３図に示すように、多数の小さな発光源
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４個のブロック6a〜6dにブロック
化されており、各ブロック6a〜6dごとにON/OFF制御を行
えるようになっている。

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
（第２図）、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。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の端には基端面13が形成され、前部7fにはそ
の先端の中心に小さな通孔15が穿設されている。

ここで、前述の側射光Lsは、基端面13から導光キャッ
プ７の中実内部に入った照射光が導光キャップ７の中実
内部を全反射により通過して来て通孔15の内側面か等出
ることにより被観察物Ｍをその正面に対し略平行に照射
するもので、また落射光Ldは、導光キャップ７の中実内
部での全反射から漏れて導光キャップ７の内側空間に入
りここを通って通孔15より被観察物Ｍを正面から照らす
もので、さらに透過光Ltは、通孔15以外の部位で透明な
導光キャップ７を透過した落射光Ldが被観察物Ｍの表層
を透過して被観察物Ｍの表層を内部から照らすものであ
る。

そして、前述のような構造により、側射光Lsについて
はその照射方向を自由に選択できる。すなわち、光源６
のブロック6a〜6dを選択的にON/OFF制御して特定のブロ
ックのみから照射光を当て、この特定のブロックに対応
する部分、つまり第３図及び第４図中に破線により仮に
示した区画ごとに側射光Lsを得るようにすることによ
り、その照射方向を一定の方向だけにすることができ
る。尚、導光キャップ７にブロック6a〜6dと対応させて
不透明な仕切りを設けるようにすればより明確に側射光
Lsの照射方向を限定でき、より好ましい。

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
ディスプレイに接続するケーブル19が導出されており、
さらに光源６の各ブロック6a〜6dごとのON/OFF用スイッ
チ20a〜20dが側面に設けられ、このスイッチ20a〜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
被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。

第５図に示すのは、他の実施例で、この実施例でも前
述の実施例と同様に側射光Lsの照射方向を選択できるよ
うになっている。具体的には、光源６は１系統で形成さ
れているが、この光源６と導光キャップ７の基端面13と
の間にマスク体30が介在させられている。このマスク体
30は、導光キャップ７の基端面13に対応する円形状とさ
れ、その一部に円弧状のスリット孔31が穿設されてなる
もので、光源６からの照射光はスリット孔31のみから導
光キャップ７の基端面13にあたることになる。したがっ
て、マスク体30の回動操作を行うことにより側射光Lsの
照射方向を自由に選択できる。尚、その他の点は前述の
実施例と同様なのでその説明を省略する。

〔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）．側射光の照射方向を選択できるようになってい
るので、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、導光キャップの底面図、 第５図は、他の実施例における導光キャップ、マスク体
及び光源との関係を示す概略斜視図、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 ７……導光キャップ 13……基端面 16……撮像手段 17……信号処理手段 30……マスク体 31……スリット孔

Claims (2)

(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対し複数系統の光源を配列し、
   この各系統の光源を選択的にON/OFF制御できるようにし
   たことを特徴とする拡大観察装置。
2. 【請求項２】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、 スリット孔を有するマスク体を光源と導光キャップの基
   端面との間に介在させ、このマスク体の回動操作により
   光源からの照射光を導光キャップの基端面に部分的にあ
   てられるようにしたことを特徴とする拡大観察装置。