JP3215815U - スマートデバイス用レンズユニット及び顕微鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】可搬性を損なわず、手軽に合焦操作を行えるレンズユニット及び顕微鏡装置を提供する。【解決手段】レンズ孔が形成された基板1と、基板のレンズ孔1aに嵌め込まれたレンズ2と、基板に突設された基部3a及び基部に回転可能に支持され観察対象物が固定された試料板又は観察対象物が収容された容器が載置される台部3bを備える試料保持部材3と、基部3aに対する台部3bの上下方向相対位置を変更することによりレンズ2と観察対象物との距離を調整するねじ機構4を有するレンズユニット10を、カメラ機能を有するスマートデバイス11の内蔵カメラのレンズ11bの光軸上にレンズ2が位置するように配置して顕微鏡装置とする。【選択図】図2
Description
本考案は、カメラ機能を有するスマートデバイスに取り付けて使用されるレンズユニット及びこのレンズユニットとスマートデバイスとで構成される顕微鏡装置に関する。
近時、スマートフォン、タブレット端末及びノート型パーソナルコンピュータなどのようにカメラ機能を備えたモバイル機器を用いて顕微鏡観察を行うためのレンズユニットが提案されている(特許文献1〜3参照)。例えば、特許文献1に記載のレンズユニットは、スマートデバイスに装着され、その内蔵カメラと共に複式顕微鏡を構成する。
現在製品化されているレンズユニットは、ロバートフック型とレーウェンフック型の2つの形式に分類される。中でもレーウェンフック型のレンズユニットとスマートデバイスで構成される複式顕微鏡は、極めて小型で、手持不用の載置型であり、スマートデバイスカメラ部へのレンズユニットの装着や観察対象物の照明が容易であるなどの特徴を有することから、スマートフォン顕微鏡の名称で急速に普及している。
レーウェンフック型レンズユニットを用いた複式顕微鏡の最大の特徴は、スマートデバイスに内蔵されたカメラのレンズ孔上にレンズユニットを配置するだけでよく、レンズユニットと内蔵カメラのレンズとの距離を調節する必要がないことである。このため、レーウェンフック型のレンズユニットは共に用いるカメラの種類が限定されないという特徴を有し、スマートフォンやタブレットに搭載されたカメラの他、パソコン搭載のカメラ、各種ウエッブカメラ、ゲーム制御器搭載のカメラ、市販の可搬型カメラなどに適用することができる。そして、いずれの場合も、内蔵カメラの光軸に合うようにレンズユニットを配置するだけで、複式顕微鏡を実現することができる。
一方、スマートデバイスとレーウェンフック型レンズユニットで構成される従来の顕微鏡装置は、全て固定焦点型であり、その多くは透明試料板の上面や透明容器の底面に合焦する(ピントがあう)よう設計されている。そのため、試料板や容器底面から浮いている観察対象物にはピントが合わず、ボケが生じる。この現象は、低倍率観察や透過光観察では問題にならないが、高倍率観察や反射光観察の場合、焦点深度が浅いため、観察像のボケを防止するために、ピント合わせを行う必要がある。
従来、レーウェンフック型レンズユニットを用いた顕微鏡装置において、ピント合わせを行うための機構が提案されている(特許文献4,5参照)。例えば、特許文献4に記載のレンズユニットは、弾性材料からなり上側が凸になるよう折り目が設けられた試料板を合焦機構により押圧し、そのたわみを変化させることで試料とレンズとの距離を調整している。
また、特許文献5に記載の位置合わせ機構は、カメラ機能を有するスマートデバイスが載置される第1ステージと、第1ステージを水平方向に任意の距離移動させる水平移動機構と、第1ステージの上方に配置され、観察対象の試料が固定された透明試料板が載置される第2ステージと、第2ステージを垂直方向に任意の距離移動させる垂直移動機構とを備え、水平移動機構及び垂直移動機構はそれぞれ独立に動作し、第1ステージと第2ステージとが相対移動する構成となっている。
しかしながら、前述した従来の合焦機構は、以下に示す課題がある。特許文献4に記載のレンズユニットは、試料板のたわみを利用してレンズから試料までの距離を変更するため、ガラス製の汎用プレパラートを使用することができない。また、特許文献5に記載の位置合わせ機構は、観察領域の特定及び合焦操作を精度よく行うことができるが、装置が大型化するため、用途が限定される。
そこで、本考案は、可搬性を損なわず、手軽に合焦操作を行えるレンズユニット及び顕微鏡装置を提供することを目的とする。
本考案に係るレンズユニットはカメラ機能を有するスマートデバイスを用いて顕微鏡観察を行うためのレンズユニットであって、レンズ孔が形成された基板と、前記レンズ孔に嵌め込まれたレンズと、前記基板に突設された基部、及び前記基部に回転可能に支持され、前記観察対象物が固定された試料板又は前記観察対象物が収容された容器が載置される台部を備える試料保持部材と、前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置を変更することにより、前記レンズと前記観察対象物との距離を調整するねじ機構とを有する。
前記ねじ機構は、前記台部に形成された雄ねじ又は雌ねじと、前記基部に形成され前記台部のねじ溝に螺合する雌ねじ又は雄ねじとで構成されていてもよく、その場合、前記台部を回転させると、前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置が変更される。
本考案のレンズユニットは、更に、前記台部を回転させるウォームギアが設けられていてもよい。
その場合、前記ウォームギアは、前記台部に設けられたウォームホイールと、前記基板に設けられたウォームを備えていてもよい。
又は、本考案のレンズユニットの前記ねじ機構は、前記台部に形成された雄ねじ又は傾斜歯切りされたラックと、前記基板に設けられ前記台部の雄ねじの溝又はラックの歯溝と噛合する歯車を備える回転盤状ウォームとで構成することもでき、その場合、前記回転盤状ウォームを回転させると、前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置が変更される。
本考案のレンズユニットは、前記基部を前記基板のレンズ孔を囲むように設けられた円筒体とし、前記台部に前記基部の中空部から連続する孔が形成してもよい。
前記ねじ機構は、前記台部に形成された雄ねじ又は雌ねじと、前記基部に形成され前記台部のねじ溝に螺合する雌ねじ又は雄ねじとで構成されていてもよく、その場合、前記台部を回転させると、前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置が変更される。
本考案のレンズユニットは、更に、前記台部を回転させるウォームギアが設けられていてもよい。
その場合、前記ウォームギアは、前記台部に設けられたウォームホイールと、前記基板に設けられたウォームを備えていてもよい。
又は、本考案のレンズユニットの前記ねじ機構は、前記台部に形成された雄ねじ又は傾斜歯切りされたラックと、前記基板に設けられ前記台部の雄ねじの溝又はラックの歯溝と噛合する歯車を備える回転盤状ウォームとで構成することもでき、その場合、前記回転盤状ウォームを回転させると、前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置が変更される。
本考案のレンズユニットは、前記基部を前記基板のレンズ孔を囲むように設けられた円筒体とし、前記台部に前記基部の中空部から連続する孔が形成してもよい。
本考案に係る顕微鏡装置は、前述したレンズユニットと、カメラ機能を有するスマートデバイスとを有し、前記レンズユニットは、前記レンズが前記スマートデバイスに内蔵されたカメラのレンズの光軸上に位置するように配置されている。
本考案によれば、ねじ機構により観察対象物と対物レンズとの距離を調整するため、装置を大型化することなく、簡単な操作で焦点合わせを行うことができる。
以下、本考案を実施するための形態について、添付の図面を参照し、詳細に説明する。なお、本考案は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
(第1の実施形態)
先ず、本考案の第1の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。図1及び図2は本実施形態のレンズユニットを用いた顕微鏡装置の構成を模式的に示す図であり、図1は斜視図であり、図2は断面図である。本実施形態のレンズユニットを用いた顕微鏡装置を示す模式図である。図1及び図2に示すように、本実施形態のレンズユニット10は、カメラ機能を有するスマートデバイス11を用いて顕微鏡観察を行うためのものであり、少なくとも、基板1、レンズ2及び試料保持部材3を備える。
先ず、本考案の第1の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。図1及び図2は本実施形態のレンズユニットを用いた顕微鏡装置の構成を模式的に示す図であり、図1は斜視図であり、図2は断面図である。本実施形態のレンズユニットを用いた顕微鏡装置を示す模式図である。図1及び図2に示すように、本実施形態のレンズユニット10は、カメラ機能を有するスマートデバイス11を用いて顕微鏡観察を行うためのものであり、少なくとも、基板1、レンズ2及び試料保持部材3を備える。
[基板1]
基板1は、例えば熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる板状成形体であり、レンズ1を収容可能な大きさのレンズ孔1aが形成されている。基板1の厚さは、レンズ孔に嵌合させたときにレンズ2が突出しない厚さであればよい。
基板1は、例えば熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる板状成形体であり、レンズ1を収容可能な大きさのレンズ孔1aが形成されている。基板1の厚さは、レンズ孔に嵌合させたときにレンズ2が突出しない厚さであればよい。
[レンズ2]
レンズ2は、基板1に設けられたレンズ孔1aに嵌め込まれて保持されている。レンズ2の種類や材質は、特に限定されるものではないが、例えばガラス又はプラスチックにより形成された凸レンズ、平凸レンズ、ボールレンズ又は複合レンズを使用することができる。なお、レンズ2の種類、形、大きさ及び焦点距離などは、顕微鏡の必要倍率に応じて適宜選択することができる。その際、サイズが小さいレンズほど焦点距離が短くなり、スマートデバイス11の内蔵カメラと一体で構成される複式顕微鏡の倍率が大きくなる。
レンズ2は、基板1に設けられたレンズ孔1aに嵌め込まれて保持されている。レンズ2の種類や材質は、特に限定されるものではないが、例えばガラス又はプラスチックにより形成された凸レンズ、平凸レンズ、ボールレンズ又は複合レンズを使用することができる。なお、レンズ2の種類、形、大きさ及び焦点距離などは、顕微鏡の必要倍率に応じて適宜選択することができる。その際、サイズが小さいレンズほど焦点距離が短くなり、スマートデバイス11の内蔵カメラと一体で構成される複式顕微鏡の倍率が大きくなる。
[試料保持部材3]
試料保持部材3は、観察対象物13を保持するものであり、基板1に突設された基部3aと、基部3aに回転可能に支持された台部3b、基部3aに対する台部3bの位置を変更するねじ機構4で構成されている。基部3aは、例えば図1,2に示すような円筒体とし、基板1のレンズ孔1aを囲むように設けることができる。その場合、台部3bには基部3aの中空部から連続する孔を形成し、その上に観察対象物13が配置されるようにする。
試料保持部材3は、観察対象物13を保持するものであり、基板1に突設された基部3aと、基部3aに回転可能に支持された台部3b、基部3aに対する台部3bの位置を変更するねじ機構4で構成されている。基部3aは、例えば図1,2に示すような円筒体とし、基板1のレンズ孔1aを囲むように設けることができる。その場合、台部3bには基部3aの中空部から連続する孔を形成し、その上に観察対象物13が配置されるようにする。
台部3bは、観察対象物13が固定されたスライドガラス12や観察対象物が収容された容器が載置可能な形状であればよく、例えばロート状又は円盤状とすることができる。例えば、台部3bを、図1,2に示すようなロート状とした場合、その脚部が基部3aに連結され、傘部にスライドガラス12などが載置される。
ねじ機構4は、雌ねじと雄ねじにより構成されている。例えば、図1,2に示すレンズユニット10の場合、基部3aの外面にねじ溝(雄ねじ)が形成されており、台部3bの脚部の内面には基部3aのねじ溝に螺合するねじ溝(雌ねじ)が形成されている。このレンズユニット10では、基部3aを軸として台部3bを回転させることにより、基部3aに対する台部3bの上下方向の位置を変更して、レンズ2と観察対象物13との距離を変更する。
[使用方法]
次に、前述したレンズユニット10を用いて、顕微鏡観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット10を、スマートデバイス11の表示部11a側に設けられたフロントカメラ上に配置する。その際、レンズ2がスマートデバイス11のレンズ11bの光軸上に位置するように配置する。これにより、レンズユニット10のレンズ2が対物レンズとなり、スマートデバイス11の内蔵カメラとで複式顕微鏡が構成される。
次に、前述したレンズユニット10を用いて、顕微鏡観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット10を、スマートデバイス11の表示部11a側に設けられたフロントカメラ上に配置する。その際、レンズ2がスマートデバイス11のレンズ11bの光軸上に位置するように配置する。これにより、レンズユニット10のレンズ2が対物レンズとなり、スマートデバイス11の内蔵カメラとで複式顕微鏡が構成される。
ここで、レンズユニット10は、クリップなどの固定部材を用いてスマートデバイス11のフロントカメラ上に固定することができる。又は、レンズユニット10の基板1の裏面(スマートデバイス11側の面)に、粘着性部材や吸着性部材を設け、これらの部材を介してレンズユニット1を固定又は保持してもよい。
次に、試料保持部材3の台部3bに、観察対象物13が固定されたスライドガラス12又は観察対象物13が収容された容器(シャーレ)を載置する。その際、レンズ2の直上域に観察対象物13が位置するようにスライドガラス12や容器の位置を調整する。その後、スマートデバイス11の撮像素子11cで撮影された顕微鏡像を表示部11aで確認しながら、ねじ機構4を操作して焦点合わせを行う。
具体的には、観察対象物13とレンズ2の距離を短くする場合は、基部3aを軸にして台部3bを回転させ、台部3bを下降させる。一方、観察対象物13とレンズ2の距離を長くする場合は、台部3bを逆方向に回して、台部3bを上昇させる。そして、合焦位置でねじ機構の操作を停止し、ピントを固定して撮影を行う。
以上詳述したように、本実施形態のレンズユニット10は、試料保持部材3に雄ねじと雌ねじからなるねじ機構4を設けているため、台部3bを回転させることで、観察対象物13と対物レンズ(レンズ2)の距離を変えて、顕微鏡像のピント調整することができる。これにより、可搬性を損なう原因となる試料台などの付属機器を用いなくても、容易に合焦操作を行うことができる。
(第1の実施形態の第1変形例)
次に、本考案の第1の実施形態の第1変形例に係るレンズユニットについて説明する。前述した第1の実施形態のレンズユニット10では、試料保持部材3の基部3aに雄ねじを形成し、台部3bに雌ねじを形成しているが、本考案はこれに限定されるものではなく、ねじ機構24を構成する雄ねじと雌ねじを逆に形成してもよい。
次に、本考案の第1の実施形態の第1変形例に係るレンズユニットについて説明する。前述した第1の実施形態のレンズユニット10では、試料保持部材3の基部3aに雄ねじを形成し、台部3bに雌ねじを形成しているが、本考案はこれに限定されるものではなく、ねじ機構24を構成する雄ねじと雌ねじを逆に形成してもよい。
図3は本変形例のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。なお、図3においては、図1,2に示すレンズユニット10の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図3に示すように、本変形例のレンズユニット20は、試料保持部材23の基部23aの内面に雌ねじが形成され、台部23bの脚部に雄ねじが形成されており、基部23aに台部23bを螺入する構成となっている。
本変形例のレンズユニット20も、試料保持部材23に雄ねじと雌ねじからなるねじ機構24を設けているため、台部23bを回転させることで、観察対象物と対物レンズ2の距離を変えてピント調整することができる。これにより、可搬性を損なう原因となる試料台などの付属機器を用いなくても、容易に合焦操作を行うことができる。なお、本変形例における上記以外の構成及び効果は、前述した第1の実施形態と同様である。
(第1の実施形態の第2変形例)
次に、本考案の第1の実施形態の第2変形例に係るレンズユニットについて説明する。前述した第1及び第2の実施形態では、台部がロート形状である例を示しているが、本考案はこれに限定されるものではなく、台部は観察対象物を保持可能な形状であればよい。
次に、本考案の第1の実施形態の第2変形例に係るレンズユニットについて説明する。前述した第1及び第2の実施形態では、台部がロート形状である例を示しているが、本考案はこれに限定されるものではなく、台部は観察対象物を保持可能な形状であればよい。
図4は本変形例のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。なお、図4においては、図1,2に示すレンズユニット10及び図3に示すレンズユニット20の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図4に示すように、本変形のレンズユニット30は、試料保持部材33の台部33bにおけるスライドガラス12などが載置される部分が円盤状となっている。
ここで、図4に示すレンズユニット30では、ねじ機構34として、基部33aに雄ねじが形成され、台部33bに雌ねじが形成されているが、図3に示す第1変形例のレンズユニット20のように、試料保持部材の基部に雌ねじを形成し、台部に雄ねじを形成してもよい。そして、いずれの構成においても、可搬性を損なわず、手軽に合焦操作を行えるレンズユニットを実現することができる。なお、本変形例における上記以外の構成及び効果は、前述した第1の実施形態及びその第1変形例と同様である。
(第2の実施形態)
次に、本考案の第2の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。前述した第1の実施形態及びその変形例のレンズユニットでは、レンズ孔を囲むように試料保持部材の基部を設けているが、本考案はこれに限定されるものではなく、試料保持部材はレンズの直上域に観察対象物が配置できればよく、その基部は基板上の任意の位置に設けることができる。
次に、本考案の第2の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。前述した第1の実施形態及びその変形例のレンズユニットでは、レンズ孔を囲むように試料保持部材の基部を設けているが、本考案はこれに限定されるものではなく、試料保持部材はレンズの直上域に観察対象物が配置できればよく、その基部は基板上の任意の位置に設けることができる。
図5は本実施形態のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。なお、図5においては、図1,2に示すレンズユニット10、図3に示すレンズユニット20及び図4に示すレンズユニット30の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図5に示すように、本実施形態のレンズユニット40は、レンズ孔1aから所定距離離れた基板1上に、試料保持部材43の基部43aが突設されている。
本実施形態のレンズユニット40では、試料保持部材43の基部43aを外面に雄ねじが形成された円柱体とし、台部43bの脚部の内面に基部43aのねじ溝に螺合する雌ねじが形成されている。そして、基部43aの雌ねじと台部43bの雌ねじにより、ねじ機構44が構成されている。ここで、試料保持部材の基部は、内面に雌ねじが形成された円筒体としてもよく、その場合、台部の脚部の外面に雄ねじを形成すればよい。また、台部の形状も、図5に示す円盤状に限定されず、ロート状とすることもできる。
また、本実施形態のレンズユニット40には、基板1における試料保持部材43が設けられている面に、レンズ孔1aを囲むように光ガイド5が形成されている。光ガイド5は、内蔵カメラのレンズ11bへの環境光の進入を防止するものである。この光ガイド5の材質は、特に限定されるものではないが、例えば光透過率が低い熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂で形成することができる。なお、光ガイド5は、基板1と一体で形成してもよく、その場合、基板1と同じ材料で形成される。また、本実施形態における上記以外の構成は、前述した第1の実施形態と同様である。
[使用方法]
次に、前述したレンズユニット40を用いて、顕微鏡観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット40を、スマートデバイス11のフロントカメラ上に、レンズ2がスマートデバイス11のレンズ11bの光軸上に位置するように配置する。次に、試料保持部材43の台部43bに、レンズ2の直上域に観察対象物が位置するよう観察対象物が固定されたスライドガラス12などを載置する。なお、レンズ2の直上域に台部43bがかかってしまう場合、台部43bの当該領域に開口などを設ける必要がある。
次に、前述したレンズユニット40を用いて、顕微鏡観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット40を、スマートデバイス11のフロントカメラ上に、レンズ2がスマートデバイス11のレンズ11bの光軸上に位置するように配置する。次に、試料保持部材43の台部43bに、レンズ2の直上域に観察対象物が位置するよう観察対象物が固定されたスライドガラス12などを載置する。なお、レンズ2の直上域に台部43bがかかってしまう場合、台部43bの当該領域に開口などを設ける必要がある。
その後、スマートデバイス11の撮像素子11cで撮影された顕微鏡像を表示部で確認しながら、台部43bを回転させて観察対象物とレンズ2の距離を調整し、焦点合わせを行う。その際、台部43bの回転により、観察対象物がレンズ2の直上域から外れた場合は、スライドガラス12の位置を調整して観察対象物がレンズ2の直上域に位置するようにする。
本実施形態のレンズユニット40も、試料保持部材43に雄ねじと雌ねじからなるねじ機構44を設けているため、台部43bを回転させることで、観察対象物と対物レンズ(レンズ2)の距離を変えて、顕微鏡像のピント調整することができる。これにより、可搬性を損なう原因となる試料台などの付属機器を用いなくても、容易に合焦操作を行うことができる。更に、レンズ孔1aの周囲に光ガイド5を設けているため、環境光の進入を防止することができ、ノイズが少ない顕微鏡像が得られる。
(第3の実施形態)
次に、本考案の第3の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。図6は本実施形態のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。なお、図6においては、図1,2に示すレンズユニット10、図3に示すレンズユニット20及び図4に示すレンズユニット30の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
次に、本考案の第3の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。図6は本実施形態のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。なお、図6においては、図1,2に示すレンズユニット10、図3に示すレンズユニット20及び図4に示すレンズユニット30の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
前述した第1の実施形態のレンズユニットは、台部の回転を手動で行うため、ピント調整する際にスライドガラスやシャーレを移動するなどの余分な操作が必要となる。そこで、図6に示すように、本実施形態のレンズユニット50では、ねじ機構54にウォームギア6を付加して、台部53bに触れることなく台部53bを回転できる構成としている。具体的には、本実施形態のレンズユニット50の試料保持部材53は、外面に雄ねじが形成された円筒状の基部53aに、脚部内面に雌ねじが形成された台部53bが連結支持された構成となっており、台部53bの外面にはウォームホイール6dが設けられている。
また、基板1には、ウォーム支持部6bが突設されており、このウォーム支持部6bにウォームホイール6dの傾斜歯車(溝)と噛合するねじ溝が形成されたウォーム6aが回転可能に支持されている。更に、ウォーム支持部6bの外側には、ウォーム6aを回転させるためのウォーム回転用ノブ6cが取り付けられている。このレンズユニット50では、基部53aのねじ溝、台部53bのねじ溝、ウォーム6aのねじ溝及びウォームホイール6bのねじ溝により、ねじ機構54が構成されている。
[使用方法]
次に、前述したレンズユニット50を用いて、顕微鏡観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット50を、スマートデバイス11のフロントカメラ上に、レンズ2がスマートデバイス11のレンズ11bの光軸上に位置するように配置する。次に、試料保持部の台部53bに、レンズ2の直上域に観察対象物が位置するよう観察対象物が固定されたスライドガラス12などを載置する。
次に、前述したレンズユニット50を用いて、顕微鏡観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット50を、スマートデバイス11のフロントカメラ上に、レンズ2がスマートデバイス11のレンズ11bの光軸上に位置するように配置する。次に、試料保持部の台部53bに、レンズ2の直上域に観察対象物が位置するよう観察対象物が固定されたスライドガラス12などを載置する。
その後、スマートデバイス11の撮像素子11cで撮影された顕微鏡像を表示部で確認しながら、ウォーム回転用ノブ6cを回転させ、観察対象物とレンズ2の距離を調整して焦点合わせを行い、合焦位置でねじ機構54の操作を停止して撮影を行う。本実施形態のレンズユニット50は、ウォーム回転用ノブ6cを回転させるとウォーム6aが回転し、それに連動してウォームホイール6dが回転するため、ウォームホイール6dが固定されている台部53bも回転して下降又は上昇する。
本実施形態のレンズユニット50では、ウォーム回転用ノブ6cの回転方向により、台部53bが下降するか上昇するかを制御し、ウォーム回転用ノブ6cの回転量により、台部53bの下降量又は上昇量を調整することができる。即ち、このレンズユニット50は、台部53bに触れなくても、上下方向における台部53bの位置(観察対象物とレンズ2の距離)を調整し、ピント合わせをすることが可能である。
以上詳述したように、本実施形態のレンズユニット50は、試料保持部材53の基部53a及び台部53bにそれぞれ雄ねじ及び雌ねじを設け、その台部53bをウォームギア6により回転させるため、ピント合わせの際に、台部53b上に載置されたスライドガラスやシャーレを移動する必要がない。また、ウォームギア6により、台部53bの回転量を精密に制御できるため、ウォーム回転用ノブ6cを回転させるという簡単な操作で、精度よくピント合わせを行うことができる。更に、ウォームギア6は、基板1上に設置可能であるため、可搬性は損なわれない。
本考案は、図6に示す構成に限定されるものではなく、図4に示すレンズユニット30や図5に示すレンズユニット40についても、ウォームギアを付加することができ、その場合も本実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述した第1の実施形態と同様である。
(第4の実施形態)
次に、本考案の第4の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。図7は本実施形態のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。なお、図7においては、図1,2に示すレンズユニット10、図3に示すレンズユニット20、図4に示すレンズユニット30及び図6に示すレンズユニット50の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
次に、本考案の第4の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。図7は本実施形態のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。なお、図7においては、図1,2に示すレンズユニット10、図3に示すレンズユニット20、図4に示すレンズユニット30及び図6に示すレンズユニット50の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
前述した第3の実施形態のレンズユニットでは試料支持部材の台部の外面にウォームホイールを設けたが、台部の外面にねじ溝又は傾斜歯溝を形成し、これをウォームホイールとして利用すれば、基板にウォームを設けるだけでウォームギアを構成することが可能となる。具体的には、図7に示すレンズユニット60のように、試料保持部材63を、レンズ孔1aの周囲に設けられた円筒状の基部63aと、基部63aに脚部が連結された台部63bとで構成し、台部63bの脚部外面に雄ねじ又は傾斜歯切りされたラックを形成する。なお、本実施形態のレンズユニット60では、基部63aにねじ溝は不要である。
また、基板1にはウォーム支持部66bが突設されており、このウォーム支持部66bに、台部63bの雄ねじの溝又はラックの歯溝と噛合する歯車が形成された回転盤状ウォーム66aが回転可能に支持されている。そして、このレンズユニット60では、台部63bに形成された雄ねじ又はラックと、基板1に設けられたウォーム66aにより、ねじ機構64が構成されている。
[使用方法]
次に、前述したレンズユニット60を用いて、顕微鏡観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット60を、スマートデバイス11のフロントカメラ上に、レンズ2がスマートデバイス11のレンズ11bの光軸上に位置するように配置する。次に、試料保持部63の台部63bに、レンズ2の直上域に観察対象物が位置するよう観察対象物が固定されたスライドガラス12などを載置する。
次に、前述したレンズユニット60を用いて、顕微鏡観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット60を、スマートデバイス11のフロントカメラ上に、レンズ2がスマートデバイス11のレンズ11bの光軸上に位置するように配置する。次に、試料保持部63の台部63bに、レンズ2の直上域に観察対象物が位置するよう観察対象物が固定されたスライドガラス12などを載置する。
その後、スマートデバイス11の撮像素子11cで撮影された顕微鏡像を表示部で確認しながら、回転盤状のウォーム66aを回転させて、焦点合わせを行う。具体的には、ウォーム66aを回転させて、ウォームホイールとして機能する台部63b上下動させ、観察対象物とレンズ2の距離を調整する。このレンズユニット60では、ウォーム66aの回転方向により、台部63bの下降又は上昇を制御すると共に、ウォーム66aの回転量により、台部63bの下降量又は上昇量が調整できる。そして、合焦位置でねじ機構64の操作を停止し、ピントを固定して撮影を行う。
以上詳述したように、本実施形態のレンズユニット60は、試料保持部材63にウォームギアを構成するねじ溝又は傾斜歯溝を設けているため、別途ウォームホイールを設ける必要がなく、基板にウォーム66aを設けるだけで、可搬性を損なわずにウォームギアを備えるねじ機構64を実現できる。そして、このレンズユニットは、ウォーム66aを回転させるという簡単な操作で、精度よくピント合わせを行うことができる。
本実施形態のレンズユニット60は、ピント合わせの際に、台部63b上に載置されたスライドガラスやシャーレを移動する必要がなく、更に観察対象物が載置されている台部63bも回転しないため、同一視野に固定した状態で合焦操作を行うことができる。
なお、本考案は、図7に示す構成に限定されるものではなく、図3に示すレンズユニット20についても、本実施形態と同様の構成のウォームギアを付加することができ、その場合も本実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述した第3の実施形態と同様である。
以下、本考案の実施例として、図1,2に示す構成のレンズユニット10と、市販のスマートフォンを用いて、綿の葉の葉柄の断面の染色組織切片標本の顕微鏡像を撮影した。レンズユニット10のレンズ2には、焦点距離が約14mmのものを用い、スマートフォンの表示部に表示される顕微鏡像の倍率は約10倍とした。この倍率は、通常の顕微鏡では実体顕微鏡に相当する。また、観察対象の標本は、組織切片が厚さ1.2mmのスライドガラスとカバーガラスに挟まれた標準プレパラートである。
この顕微鏡装置を用いて、試料保持部3の台部3bを回転させて、標本とレンズ2との距離を変化させて顕微鏡像の撮影を行った。なお、試料保持部3の台部3bを回転させる際は、試料保持部3からプレパラートを移動させ、台部3bを所定量回転させた後、再度、台部3bにプレパラートを載置した。そして、スマートフォンに表示される画像を確認しながら、手動で観察対象物(標本)の位置調整を行った。
図8A〜Cは本実施例で撮影した顕微鏡像であり、図8Aはプレパラートがレンズに近づきピントが外れた顕微鏡像(近位ピント外れ像)、図8Bはプレパラートがピントのあった正焦点位置にある顕微鏡像(正焦点像)、図8Cはプレパラートがレンズから遠くにずれピントが外れた顕微鏡像(遠位ピント外れ像)である。本実施例で用いたレンズユニットは、試料保持部3の台部3bを回転するだけで、図8Aに示す近位ピント外れの状態、又は、図8Cに示す遠位ピント外れの状態から、容易に、図8Bに示す正焦点状態にすることができた。
以上の結果から、本考案のレンズユニット及び複合顕微鏡を用いることにより、装置を大型化することなく、手軽にピント合わせできることができることが確認された。
1 基板
1a レンズ孔
2 レンズ(対物レンズ)
3、23、43、53、63 試料保持部材
3a、23a、33a、43a、53a、63a 基部
3b、23b、33b、43b、53b、63b 台部
4、24、34、44、54、64 ねじ機構
5 光ガイド
6 ウォームギア
6a、66a ウォーム
6b、66b ウォーム支持部
6c ウォーム回転用ノブ
6d ウォームホイール
10、20、30、40、50、60 レンズユニット
11 スマートデバイス
11a 表示部
11b 内蔵カメラのレンズ
11c 内蔵カメラのイメージセンサ
12 スライドガラス
13 観察対象物
1a レンズ孔
2 レンズ(対物レンズ)
3、23、43、53、63 試料保持部材
3a、23a、33a、43a、53a、63a 基部
3b、23b、33b、43b、53b、63b 台部
4、24、34、44、54、64 ねじ機構
5 光ガイド
6 ウォームギア
6a、66a ウォーム
6b、66b ウォーム支持部
6c ウォーム回転用ノブ
6d ウォームホイール
10、20、30、40、50、60 レンズユニット
11 スマートデバイス
11a 表示部
11b 内蔵カメラのレンズ
11c 内蔵カメラのイメージセンサ
12 スライドガラス
13 観察対象物
Claims (7)
- カメラ機能を有するスマートデバイスを用いて顕微鏡観察を行うためのレンズユニットであって、
レンズ孔が形成された基板と、
前記レンズ孔に嵌め込まれたレンズと、
前記基板に突設された基部、及び前記基部に回転可能に支持され、前記観察対象物が固定された試料板又は前記観察対象物が収容された容器が載置される台部を備える試料保持部材と、
前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置を変更することにより、前記レンズと前記観察対象物との距離を調整するねじ機構と
を有するスマートデバイス用レンズユニット。 - 前記ねじ機構は、前記台部に形成された雄ねじ又は雌ねじと、前記基部に形成され前記台部のねじ溝に螺合する雌ねじ又は雄ねじとで構成されており、
前記台部を回転させると、前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置が変更される請求項1に記載のスマートデバイス用レンズユニット。 - 更に、前記台部を回転させるウォームギアが設けられている請求項1又は2に記載のスマートデバイス用レンズユニット。
- 前記ウォームギアは、前記台部に設けられたウォームホイールと、前記基板に設けられたウォームを備える請求項3にスマートデバイス用レンズユニット。
- 前記ねじ機構は、前記台部に形成された雄ねじ又は傾斜歯切りされたラックと、前記基板に設けられ前記台部の雄ねじの溝又はラックの歯溝と噛合する歯車を備える回転盤状ウォームとで構成されており、
前記回転盤状ウォームを回転させると、前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置が変更される請求項1に記載のスマートデバイス用レンズユニット。 - 前記基部は前記基板のレンズ孔を囲むように設けられた円筒体であり、
前記台部には前記基部の中空部から連続する孔が形成されている
請求項1〜5のいずれか1項に記載のスマートデバイス用レンズユニット。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のレンズユニットと、
カメラ機能を有するスマートデバイスと
を有し、
前記レンズユニットは、前記レンズが前記スマートデバイスに内蔵されたカメラのレンズの光軸上に位置するように配置されている顕微鏡装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018000379U JP3215815U (ja) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | スマートデバイス用レンズユニット及び顕微鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018000379U JP3215815U (ja) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | スマートデバイス用レンズユニット及び顕微鏡装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP3215815U true JP3215815U (ja) | 2018-04-12 |
Family
ID=61906540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018000379U Expired - Fee Related JP3215815U (ja) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | スマートデバイス用レンズユニット及び顕微鏡装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3215815U (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109343209A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-02-15 | 刘畅 | 一种智能移动终端显微镜 |
CN112230413A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-15 | 深圳市劢科隆科技有限公司 | 自动校准光学轴的微型显微结构及校准方法 |
-
2018
- 2018-02-02 JP JP2018000379U patent/JP3215815U/ja not_active Expired - Fee Related
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CN112230413A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-15 | 深圳市劢科隆科技有限公司 | 自动校准光学轴的微型显微结构及校准方法 |
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