JP3016584B2 - 拡大観察用の対物具 - 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、あるいは集積回路等
のような被観察物の表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
拡大観察用の対物具（以下、単に「対物具」という）に
関する。

〔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、被観察物の観察面を上から照らす落射光と、被
観察物の観察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る。そして、落射
光は、全体的な立体観察に秀れているが、表面反射光つ
まり照射光が被観察物の表面で直接反射してくる光の影
響で、部分的に見えない部分が生じたり、被観察物の色
彩の観察がしづらいという短所があり、また側射光は、
急角度での照射により陰影を与えることで落射光だけで
は見えにくいような立体構造の観察を可能とするのに秀
れており、さらに透過光は、透光性の被観察物の場合に
しか使えないが、被観察物の表層をある程度の深さを以
て影絵的に観察できるというように、それぞれが固有の
長所と短所を持っている。したがって、観察目的に応じ
て、落射光を除いて側射光を主体にしたり、あるいは側
射光をも除いて透過光だけを用いるような各光の選択を
行うことにより、より有効な観察を行えることになる。

このような照射光の処理に関しては、例えば、当出願
人が先に提案した特開平１−308527号がある。

特開平１−308527号の技術は、半球面体状の前部を有
すると共にその先端部に照射孔（小孔）を有する導光キ
ャップを被観察物の照明用に用いている。すなわち、こ
の導光キャップにより、円環状に配列された多数の光源
からの照射光を被観察物の観察部位に集光させ、この強
力な集光により高倍率で且つ深い焦点深度での観察を可
能とすると共に、側射光（水平光）を主体として落射光
及び透過光を適度に組み合わせることにより、より良好
な観察を可能としている。

しかし、この技術における導光キャップで得られる集
光は主に側射光だけで、落射光については、導光キャッ
プによる集光がなされていない光に頼っている。つま
り、強力に集光した光として落射光を得ることができな
い。また、この技術では側射、落射、及び透過の各光の
選択的使用について配慮がなされていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、この発明は、落射光についても集光を行える
ような対物具の提供を目的とし、また落射、側射、及び
透過の各光を適宜に選択することのできる対物具の提供
を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

具体的には、対物具本体と、対物具本体の先端に接続
される導光キャップとよりなり、対物具本体は、被観察
物の像を拡大するための光学系及び被観察物照明用の光
源を内蔵しており、導光キャップは、所定厚さで半球面
状とされ中心に、内側面に対して垂直な孔である照射孔
が形成された前部と、該前部の後端から一連に延設され
且つその後端に基端面が形成された円筒状の後部と、を
有しており、そして基端面から導光キャップの中実内部
に入射した光源からの照射光を中実内部での全反射によ
り照射孔まで導いて照射孔の側面より被観察物に照射す
るようにしてなる拡大観察用の対物具であり、導光キャ
ップの照射孔が、導光キャップの素材の全反射について
の臨界角をθ、照射孔の幅をｄ、照射孔の高さをｔとし
て、ｄ≦ｔ・tanθとなるように形成されている対物具
を提供する。

また、このような対物について、具導光キャップの内
側空間に遮光体を設け、且つこの遮光体の先端部を導光
キャップの照射孔の閉塞を可能とする形状に形成すると
共に、この遮光体の先端部で導光キャップの照射孔を選
択的に閉塞するように遮光体を導光キャップに対し相対
動自在とした対物具を提供する。

さらに、このような対物について、遮光体の一部を独
立可動部とし、この独立可動部を他の部分に対し相対動
自在とした対物具を提供する。

〔作 用〕

これらの対物具は、その導光キャップの照射孔をｄ≦
ｔ・tanθとなるように形成したことにより、照射孔の
下部からは従来のものと同様に側射光が得られるが、同
時に照射孔の上部から急角度で落ちて来て効率よく観察
対象部位を照射する落射光が得られ、落射光としても導
光キャップで集光された強力な落射光が得られる。

また、遮光体を設けた対物具にあっては、遮光体の操
作により落射、側射、及び透過の各光についての選択を
行える。すなわち、照射孔を全開にしておけば、落射、
側射、及び透過の各光が混合した状態での観察を行え、
また遮光体で照射孔の上部だけを閉塞すれば、落射光が
排除されて側射光を主体とした観察を行え、さらに遮光
体で照射孔全体を閉塞させれば、落射光及び側射光が除
かれた透過光だけによる観察を行える。

さらに、遮光体の一部を独立可動部とした対物具にあ
っては、独立可動部を他の部分に対し相対的に動かすこ
とにより、落射光及び側射光について特定の方向からの
部分照射を行える。すなわち、遮光体で照射孔全体を閉
塞させた状態において、独立可動部を動かしてこの独立
可動部の部分を開けてやれば、ここだけから側射光だ
け、あるいは側射光及び落射光を照射することができ、
特定の方向からの部分照射が可能となる。

〔実 施 例〕

以下、この発明の実施例を説明する。

第４図に示すように、対物具１は、対物具本体２及び
導光キャップ３にて形成されている。

対物具本体２は、被観察物Ｍを照射するための光源４
（第１図及び第２図）、及び被観察物Ｍの像を拡大する
ための光学系５を内蔵した円筒状のもので、この例で
は、さらに撮像手段６（CCDカメラ）を内蔵しており、
その信号が観察用ディスプレイに送られ、この観察用デ
ィスプレイにより50倍〜数千倍の拡大観察ができるよう
になっている。

光源４は、この例では、図外の発光源からの光を光フ
ァイバケーブル７で対物具本体２内に導き、この光ファ
イバケーブル７中の個々の光ファイバ7fの先端を対物具
本体２内において第２図に示すように円環状に配列する
ことにより形成している。もっとも、これに限られず、
複数の小さな発光源を直接対物具本体２内において円環
状に配列するようにしてもよい。

導光キャップ３は、前述の円環状の光源４からの照射
光を集光させてより強力な照射光にして被観察物Ｍの観
察部位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。具体的には、円筒状とされた後部3rと所定
厚さの半球面状とされた前部3fとからなり、後部3rの端
には基端面８が形成され、前部3fにはその先端の中心
に、内側面に対して垂直な孔である照射孔９が形成され
ている。導光キャップ３の後部3rは、導光キャップ３の
前部3fの後端に一連に延設されている。

照射孔９は、幅（径）がｄで高さがｔとなるように形
成されるものであるが、ｄとｔの関係は、ｄ≦ｔ・tan
θとなるようにされている。ここで、θは導光キャップ
３の素材、この例ではアクリル樹脂の臨界角、つまり光
の全反射が生じるための最小の入射角で約42゜である。

このように照射孔９を形成することにより、落射光に
ついても集光がなされ、より強力な落射光が得られる。
すなわち、第３図に示すように、導光キャップ３による
光源４からの照射光の集光は、基端面８から中実内部に
入射した光源４からの照射光を中実内部での全反射によ
り導いて照射孔９に集中させその側面9sより被観察物に
照射するようにしてなされるが、照射孔９がｄ≦ｔ・ta
nθなる関係で形成されているので、照射孔９の下部か
らは従来のものと同様に側射光Lsが得られると同時に、
照射孔９の上部からは急角度で被観察物を照射する落射
光Ldが得られる。尚、中実内部を伝播してきた照射光の
一部は全反射せずに照射孔９の周囲、つまり観察対象部
位の周囲において被観察物Ｍを照射し、これが透過光Lt
となる。

この導光キャップ３は、後部3rに形成されている螺合
ネジ10により対物具本体２の先端に螺着されており、螺
合量を調整することにより、その先端を被観察物Ｍの表
面に当接させた状態で光学系５に対し被観察物Ｍの焦点
を合わせることができるようになっている。

第５図に示すのは、第２の実施例で、導光キャップ３
の内側空間に遮光体11を設けた例である。

遮光体11は、操作部12と遮光部13からなっている。操
作部12は、遮光体11全体を導光キャップ３に対し矢示
Ｘ、Ｙの如く相対動させる操作のための部分で、その側
面に突設されたブラケット突起14が導光キャップ３の側
面に形成されている長孔15を通って操作リング16に接続
されており、この操作リング16を操作することにより前
記相対動がなされるようになっている。遮光部13は、前
記相対動により導光キャップ３の照射孔９を選択的に閉
塞するためのもので、照射孔９の形状に相応する円筒状
とされており、その内部は映像光を通すための通孔17と
されている。尚、遮光体11と導光キャップ３との間には
スプリング18が介設されており、このスプリング18にて
遮光体11を常時非閉塞方向に付勢するようしている。

この遮光体11により、第６図に示すように、照射孔９
の上部を閉塞させると落射光Ldが排除されて側射光Lsを
主体として観察が行え、また、第７図に示すように、照
射孔９の全体を閉塞させると落射光Lt及び側射光Lsが排
除されて透過光Ltだけによる観察を行える。

第８図に示すのは、第３の実施例で、遮光体11の一部
を独立可動部19とし、この独立可動部19を他の部分に対
し相対動自在とした例である。

すなわち、遮光部13で照射孔９を閉塞した状態におい
て独立可動部19を矢示Ｘ方向に動かし、この独立可動部
19に対応する部分だけを開けば、第９図に示すように、
特定の方向Ｐからだけ側射光Ls乃至側射光Ls及び落射光
Ldを部分照射することができ、より多面的な観察を行え
るようになっている。

第10図に示すのは他の実施例による導光キャップ30
で、この導光キャップ30は、前部の半球面状の形状が前
記の導光キャップ３とやや異なる形状とされている。す
なわち、導光キャップ３では内側面が照射孔９の周囲に
おいて平坦になるようにされているのに対し、この導光
キャップ30では照射孔９の周囲が肉厚にされ、照射孔９
に対し内側面がある角度のスロープで臨むようにされて
いる。この結果、より急角度で落射する落射光Ldを得る
ことができる。

〔発明の効果〕

この発明による対物具は、以上説明してきた如きもの
なので、以下のような効果を有する。

（ａ）．側射光と共に、落射光についても導光キャップ
で集光された強力なものが得られ、より有効な観察を行
える。

（ｂ）．落射、側射、及び透過の各光を選択的に使用で
きより多面的観察を行える。

（ｃ）．落射光及び側射光について特定の方向からの部
分照射を行えるので、観察の多面性がより一層高度なも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１実施例による対物具の部分断面図、 第２図は、第１図中における矢示II方向から見た導光キ
ャップと光源との関係を示す概略平面図、 第３図は、導光キャップの先端における各種の光の状態
を示す説明図、 第４図は、対物具の概略側面図、 第５図は、第２実施例による対物具の部分断面図、 第６図は、遮光体で照射孔の上部を閉塞した状態を示す
説明図、 第７図は、遮光体で照射孔の全体を閉塞した状態を示す
説明図、 第８図は、第３実施例による遮光体の概略斜視図、 第９図は、独立可動部による部分照射の状態を示す説明
図、そして 第10図は、他の実施例による導光キャップの第３図相当
の説明図である。 １……対物具 ２……対物具本体 ３……導光キャップ ４……光源 ５……光学系 ８……基端面 ９……照射孔 11……遮光体 13……遮光部 19……独立可動部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対物具本体と、対物具本体の先端に接続さ
   れる導光キャップとよりなり、対物具本体は、被観察物
   の像を拡大するための光学系及び被観察物照明用の光源
   を内蔵しており、導光キャップは、所定厚さで半球面状
   とされ中心に、内側面に対して垂直な孔である照射孔が
   形成された前部と、該前部の後端から一連に延設され且
   つその後端に基端面が形成された円筒状の後部と、を有
   しており、そして基端面から導光キャップの中実内部に
   入射した光源からの照射光を中実内部での全反射により
   照射孔まで導いて照射孔の側面より被観察物に照射する
   ようにしてなる拡大観察用の対物具に於いて、 導光キャップの照射孔が、導光キャップの素材の全反射
   についての臨界角をθ、照射孔の幅をｄ、照射孔の高さ
   をｔとして、ｄ≦ｔ・tanθとなるように形成されてい
   ることを特徴とする拡大観察用の対物具。
2. 【請求項２】導光キャップの内側空間に遮光体を設け、
   且つこの遮光体の遮光部を導光キャップの照射孔の閉塞
   を可能とする形状に形成すると共に、この遮光体の遮光
   部で導光キャップの照射孔を選択的に閉塞するように遮
   光体を導光キャップに対し相対動自在とした請求項１記
   載の拡大観察用の対物具。
3. 【請求項３】遮光体の一部が独立可動部とされ、この独
   立可動部が他の部分に対し相対動自在とされた請求項２
   記載の拡大観察用の対物具。