JP4307944B2 - シャッタ装置、レーザ走査型顕微鏡及び顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、レーザ光を使用する顕微鏡において、光路上の光束を遮光するためのシャッタ装置、レーザ走査型顕微鏡及び顕微鏡に関するものである。

光学顕微鏡の光源には、顕微鏡の種類によって様々なものが用いられており、例えば、蛍光観察に用いられる顕微鏡には、紫外光を発生する水銀ランプやレーザ光を発生するレーザ光源などが用いられている。

ところで、このような紫外光やレーザ光を使用する顕微鏡では、肉眼観察の安全性を確保するため、これらの光が肉眼観察光路上に入り込まないようにするためのシャッタ装置が安全手段として設けられている。

特許文献１は、このような安全手段の一例を示すもので、肉眼観察光学系に設けられる光遮断／非遮断切替部材と、レーザ光の遮断状態と非遮断状態を採り得る光遮断／非遮断切替部材を有し、肉眼観察光学系の光遮断／非遮断切替部材の遮断状態または非遮断状態に応じてレーザ光の遮断状態と非遮断状態を決定するようなことが開示されている。

また、特許文献２には、レーザビームまたはその他の眼に有害なビームを、接眼チューブが配置される鏡基前面に対向する後面から従来の照明のために用いられる反射ビーム路に入力することが開示されている。
特開２００３−１５０４４号公報 特開平６−１６７６５４号公報

ところが、このような従来の安全手段は、顕微鏡の内部に光路を切替える光路切換え手段、レーザ光の有無を検出する検出手段を始め、シャッタなどの光遮断手段を顕微鏡内部に全て用意しなければならない。このため、顕微鏡は、通常と異なる特殊なものとして内部設計や基本的な鏡体設計が全て別なものになってしまい、製造コストが非常に大きくなってしまうという問題を生じる。

特に、レーザ走査型顕微鏡については、通常、正立型もしくは倒立型の光学顕微鏡をベースにして、レーザ走査部とレーザ検出部を有するスキャナユニットを投光管や鏡筒に装着するようにしている。このため、顕微鏡内部に、安全手段を組み込もうとすると、顕微鏡本体を始め、投光管または鏡筒などの全てを専用設計する必要が発生し、通常の光学顕微鏡と共通な安価なスキャナユニットを使用するのが難しくなってしまう。

このように、通常の光学顕微鏡では、顕微鏡内部にレーザ光などに対する安全手段を設けることは、顕微鏡本体の設計変更によるコストアップだけでなく、不必要に鏡体が大型化したり、顕微鏡操作の妨げになる構造物などが設けられる場合もあり、操作性が大幅に低下するという問題もあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、顕微鏡側を変更をすることなく、安価でコンパクトに顕微鏡に装着することができるシャッタ装置、レーザ走査型顕微鏡及び顕微鏡を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、光束が透過する透過穴を有する装置本体と、前記透過穴を遮光する位置と露出する位置に移動可能な遮光手段と、前記遮光手段を電動で駆動させる駆動手段と、前記遮光手段が前記透過穴を遮光する位置にあることを検出する検出手段と、を備え、前記遮光手段と駆動手段と検出手段は前記装置本体に設けられていて、該装置本体は顕微鏡本体の観察光路に設けられた光学素子挿入口に着脱可能にしたことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記装置本体が着脱される前記顕微鏡の光学素子挿入口は、光学素子としてアナライザーを挿入可能であり、かつ前記顕微鏡の肉眼観察光路に設けられた挿入口であることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記装置本体は、前記遮光手段とともに光学素子が設けられ、該光学素子は、前記駆動手段により駆動され前記透過穴の位置に挿脱されることを特徴としている。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一記載の発明において、前記駆動手段は、電動駆動源とこの駆動源からの駆動力を前記遮光手段へ伝達する伝達手段とを備え、
前記装置本体は、前記顕微鏡本体の光学素子挿入口内部に挿入される幅狭部と、挿入されない幅広部を有し、前記透過穴及び前記遮光手段は前記幅狭部に設けられ、前記電動駆動源は、前記幅広部に設けられていることを特徴としている。
請求項５記載の発明は、レーザ光を走査するスキャンユニットと、対物レンズと肉眼観察光路とを有する顕微鏡本体とを備え、前記スキャンユニットで走査されたレーザ光が前記対物レンズの光路に導入されて標本のレーザ走査を行うとともに、前記肉眼観察光路により前記標本の観察像を目視観察できるレーザ走査型顕微鏡において、前記顕微鏡本体の肉眼観察光路に設けられたスライダ挿入口と、光束透過穴、この透過穴を遮光する位置と露出する位置とに移動可能な遮光手段と、前記遮光手段を電動で駆動させる駆動手段および前記遮光手段の位置を検出する検出手段を有し、前記スライダ挿入口に挿入されるシャッタ装置とを備え、前記シャッタ装置の遮光手段が前記透過穴を遮光する位置にあることが前記検出手段によって検出された場合に、前記スキャンユニットに前記レーザ光が供給されることを特徴とするレーザ走査型顕微鏡である。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記スライダ挿入口は、前記肉眼観察光路に挿脱するアナライザーを挿入可能な光学素子挿入口であることを特徴としている。
請求項７記載の発明は、紫外線を発生する光源と、対物レンズと肉眼観察光路とを有する顕微鏡本体とを備え、前記紫外線を用いた標本観察と、前記肉眼観察光路による前記標本の観察像を目視観察が可能な顕微鏡において、前記顕微鏡本体の肉眼観察光路に設けられたスライダ挿入口と、光束透過穴、この透過穴を遮光する位置と露出する位置とに移動可能な遮光手段と、前記遮光手段を電動で駆動させる駆動手段および前記遮光手段の位置を検出する検出手段を有し、前記スライダ挿入口に挿入されるシャッタ装置とを備え、前記シャッタ装置の遮光手段が前記透過穴を遮光する位置にあることが前記検出手段によって検出されない場合には前記紫外線を使用できないようにすることを特徴とする顕微鏡である。

本発明によれば、遮光手段、駆動手段および検出手段を有するシャッタ装置の装置本体を顕微鏡に装着するのみで、簡単に顕微鏡側にシャッタ機能を付加することができる。また、装置本体を顕微鏡に装着するのに、顕微鏡側の設計変更などが全く必要ないので、価格的に安価にできる。さらに、装置本体を顕微鏡に着脱するのみのため、コンパクトな装着を行なうことができるとともに、点検修理も容易に行なうことができる。

また、本発明によれば、遮光手段とともに設けられた光学素子を透過穴の位置に挿脱できるので、シャッタ機能とともに、本来の光学素子を用いた様々な検鏡法に対応する機能も提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

（第１の実施の形態）
図１（ａ）（ｂ）は、正立型光学顕微鏡をベースにしたレーザ走査型顕微鏡の概略構成を示し、図２（ａ）（ｂ）は、このようなレーザ走査型顕微鏡に用いられる本発明が適用されるシャッタ装置の概略構成を示している。

図１において、１は顕微鏡本体で、この顕微鏡本体１は、ベース１ａと、このベース１ａに直立して設けられる胴部１ｂからなっている。

顕微鏡本体１の胴部１ｂには、ステージ２が設けられている。このステージ２は、上下方向には固定式で、前後左右のみ移動できるようになっている。ステージ２上には、標本３が載置されている。また、ステージ２の下方には、コンデンサ４が配置されている。

胴部１ｂの背面には、透過照明装置５が配置されている。この透過照明装置５からの透過照明光は、ベース１ａ内部を通って垂直方向に立ち上がり、コンデンサ４を介してステージ上の標本３を透過されるようになっている。

胴部１ｂの先端には、ベース１ａと平行な方向に落射投光管６が突出して配置されている。落射投光管６の先端下方には、ステージ２と対向させてレボルバ７が設けられている。レボルバ７には、倍率の異なる複数の対物レンズ８が装着されていて、これら対物レンズ８を選択的に観察光路の光軸ａに位置させることができるようになっている。この場合、レボルバ７は、図示しない焦準機構により、観察光路上に位置される後述する対物レンズ８の光軸方向に沿って上下動しフォーカスを合わせるようになっている。

落射投光管６の先端上方には、鏡筒９が設けられ、鏡筒９の先端には、検鏡者が肉眼で覗くための接眼レンズ１０が装着されている。この場合、鏡筒９には、対物レンズ８を介して標本３を透過した光による観察像が導かれ、接眼レンズ１０により検鏡者が目視観察できるようになっている。

落射投光管６には、スキャンユニット１１が設けられている。スキャンユニット１１には、図示しないファイバーを介してレーザ光源や光検出手段などが接続されている。スキャンユニット１１は、図示しない互いに直交方向に走査される走査ミラーを有し、これら走査ミラーによりレーザ光源からのレーザ光を２次元方向に偏向するようにしている。

そして、スキャンユニット１１で２次元偏向された光は、落射投光管６を通って対物レンズ８が位置される観察光路の光軸ａ上に折り返され、対物レンズ８を透過し標本３上の集光点で光学的に２次元走査される。また、標本３から発生した光は、対物レンズ８に取り込まれ、再び落射投光管６を通ってスキャンユニット１１に戻され、図示しない光検出手段により光強度が検出されるとともに、パソコンなどを経由してモニタに表示される。

このように構成されたレーザ走査型顕微鏡は、ステージ２上の標本３の位置決めなどを行なう場合、透過照明装置５からの透過照明光をコンデンサ４を介してステージ上の標本３に透過させ、この透過光による観察像を接眼レンズ１０により検鏡者が目視観察するようになっているが、このとき、対物レンズ８が位置する観察光路上で、レーザ光の通る光路と一緒になる部分が存在している。このため、レーザ光に対する安全性を考慮して、レーザ光が接眼レンズ１０側の肉眼観察光路に入り込まないようにする対策が必須となり、以下のような安全対策が講じられている。

この場合、落射投光管６に設けられる光学素子挿入口としてのスライダー挿入口１２が利用される。このスライダー挿入口１２は、落射投光管６の鏡筒９の取付部付近の肉眼観察光路上に配置され、例えば微分干渉法によって顕微鏡観察をする場合に、アナライザーなどの特殊な光学素子を観察光路に挿入するためのものである。スライダー挿入口１２に挿脱される光学素子スライダーは、スライダー挿入口１２に対しスムーズに挿脱できる断面形状をした長方形のスライダー本体を有し、この本体先端付近に光路より若干大きい穴部を形成し、その穴部にアナライザーなどの光学素子をはめ込んだもので、スライダー挿入口１２に対し挿脱操作することで、光路上に光学素子を選択的に挿入できるようになっている。

このようなスライダー挿入口１２に対して本発明のシャッタ装置１００が装着される。図２（ａ）（ｂ）において、２１は装置本体としてのシャッタスライダーで、このシャッタスライダー２１は、一方の端部を上述したスライダー挿入口１２にスムーズに挿脱できる幅の狭い形状とし、他方の端部を幅の広い形状になっている。このようなシャッタスライダー２１は、幅が狭い端部をスライダー挿入口１２に挿入できるようになっている。また、シャッタスライダー２１は、一方の端部の幅の狭い形状部分に、光束を透過させる透過穴としての開口部２１ａを有している。図１（ａ）は、シャッタスライダー２１を落射投光管６のスライダー挿入口１２に装着した状態（ここでは、鏡筒９、接眼レンズ１０を外している）を示しており、この装着状態で、シャッタスライダー２１が容易に位置ずれを生じないようになっている。

図３（ａ）のＡ、Ｂは、シャッタ装置１００のスライダー挿入口１２に対する異なる固定方法を示すもので、このうちのＡの方法では、同図（ｂ）に示すようにスライダー挿入口１２内部の側方にに貫通するザグリ１３ａとタップ１３ｂを設け、シャッタ装置１００のシャッタスライダー２１側にタップ１３ｂの位置に対応させてＶ溝１４（または円錐状溝）を設けている。そして、Ｖ溝１４にザグリ１３ａを介してタップ１３ｂにねじ込まれた押しビス１５１の球状先端（球状でなくともよい）を押し込むことで、シャッタスライダー２１をスライダー挿入口１２内に固定するようにしている。また、Ｂの方法では、シャッタスライダー２１の先端中央部にタップ１５２を設け、シャッタスライダー２１をスライダー挿入口１２に挿入した状態で、スライダー挿入口１２と反対側からタップ１５２にフランジ付の抜け止めビス１６をねじ込むようにしている。そして、ビス１６を最後までねじ込むことで、抜け止めビス１６のフランジ部によりシャッタスライダー２１の引き抜き方向の動きを固定し、また、シャッタスライダー２１の幅の広い端部をスライダー挿入口１２の開口端に当接させることで、シャッタスライダー２１の押し込み方向の動きを固定するようにしている。

図２に戻って、シャッタスライダー２１は、周囲をカバー２２で覆われており、カバー２２で覆われた内部には、遮光手段としてのシャッタ本体２３が設けられている。シャッタ本体２３は、市販のボール循環式の直動ガイド２４に設けられ、シャッタスライダー２１内部を長手方向にスライド可能にしている。この直動ガイド２４は、コ字型の断面を有するレール２４１の内側に図示しないボールを介して可動部２４２を可動自在に設けたもので、レール２４１の厚みと、可動部２４２がレール２４１から出っ張ったわずかな部分の厚みしかないことで、非常に薄型にできるものである。そして、このような直動ガイド２４のレール２４１側にシャッタ本体２３を取り付け、可動部２４２側をシャッタスライダー２１内部にネジ止めなどで固定することで、シャッタ本体２３をレール２４１とともに直線方向に往復動作できるようにしている。この場合、シャッタ本体２３は、レール２４１の直線方向の往復動作によりシャッタスライダー２１の開口部２１ａを遮光する位置と露出する位置に移動し、光路を開閉するようになっている。

なお、シャッタ本体２３を直線動作させる直動ガイドは、市販のボール循環式の直動ガイド２４のようなものものに限らず、コロによるガイドなどさまざまな方式のものを採用することができる。

レール２４１の移動走行路には、ストッパ２５が設けられている。ストッパ２５は、シャッタ本体２３が開口部２１ａを遮光する位置に移動されたとき、開口部２１ａ上にシャッタ本体２３を正確に位置決めするためのものである。

直動ガイド２４のレール２４１には、シャッタ本体２３を固定していない側の端部に押圧部材２６が設けられている。この押圧部材２６に対応して検出手段としての２個のマイクロスイッチ２７、２８が並べて配置されている。これらマイクロスイッチ２７、２８は、シャッタ本体２３が開口部２３ａ上を遮光する位置に移動された状態で、押圧部材２６により同時に押圧されてオン動作するようになっている。この場合、２個のマイクロスイッチ２７、２８を用いているのは、安全上、片方のマイクロスイッチ２７（２８）が故障しても、もう片方でシャッタ本体２３の状態を正しく検出できるようにするためである。勿論、マイクロスイッチ２７、２８は、どちらか一方のみを使用するようにしてもよい。

マイクロスイッチ２７、２８は、図１に示すようにいケーブル１０１を介してスキャンユニット１１に接続されている。

直動ガイドのレール２４１の移動方向と直交する方向に沿って駆動手段としてのモータ２９が配置されている。モータ２９は、モータ押え３０によりシャッタスライダー２１に固定されている。

モータ２９の回転軸の先端部には、プーリ軸３１が固定されている。プーリ軸３１には、弾性部材３２が嵌め込まれている。弾性部材３２は、環状をしたＯリングのようなもので、ここでは、例えばゴムなどの摩擦係数の高いものが用いられている。

そして、モータ押え３０によりモータ２９をシャッタスライダー２１に固定した状態で、弾性部材３２の外周面が、レール２４１の外面に接して、わずかに押しつけられるような位置関係に調整されている。この場合、モータ２９とシャッタスライダー２１の間には、シート状の弾性部材３３が敷かれている。この弾性部材３３は、モータ押え３０によりモータ２９をシャッタスライダー２１上に固定するときに、寸法のばらつきなどで、モータ２９に過剰な力が加わらないようにするためのものである。

モータ２９は、図示しないケーブルを介して上述したスキャンユニット１１に接続されている。

このような構成において、まず、スキャンユニット１１でレーザ光源からのレーザ光を取り込む場合は、この前にモータ２９に対して駆動電流を供給して、モータ２９を反時計回りに回転して、弾性部材３２を回転させる。すると、弾性部材３２が接しているレール２４１は、弾性部材３２との摩擦力によって図示右方向に移動し、シャッタ本体２３を開口部２１ａ上まで移動して光路を遮断する。シャッタ本体２３により光路が遮断されると、その直後にレール２４１がストッパ２５に当たり、それ以上は動けなくなって、弾性部材３２がレール２４１上で空転する。この時、モータ２９を回転させる時間を、レール２４１がフルストローク移動する時間より僅かに長く設定することで、確実にレール２４１をストッパ２５でストップさせることができる。

また、シャッタ本体２３により光路を遮断し、レール２４１がストッパ２５に当接した状態で、押圧部材２６によりマイクロスイッチ２７，２８が押圧されてオンされる。つまり、シャッタ本体２３により完全に光路を塞いだ状態で、押圧部材２６によりマイクロスイッチ２７，２８が同時に押圧され、同時にオン動作されるようになる。そして、マイクロスイッチ２７，２８のオン動作に応じた信号がスキャンユニット１１側に送られると、この信号を待ってレーザ光源からのレーザ光がスキャンユニット１１に供給されるようになる。この場合、マイクロスイッチ２７，２８の一方がオン状態になっていなかったり、壊れたりしていても、スキャンユニット１１へレーザ光は供給されない。これにより、レーザ光が使用されるときは必ずシャッタ本体２３によって光路が遮断されることとなり、その先の鏡筒９や接眼レンズ１０側にレーザ光が入り込むことがない。

一方、スキャンユニット１１でレーザ光を使用しない場合は、モータ２９に対して上述と逆方向の駆動電流を供給して、モータ２９を時計回りに回転して、弾性部材３２を回転させる。これにより、弾性部材３２が接しているレール２４は、弾性部材３２との摩擦力によって図示左方向に移動し、シャッタ本体２３を開口部２１ａ上から移動させ光路を開放する。これにより、対物レンズ８を介して取り込まれる標本３の観察像は、鏡筒９より接眼レンズ１０に導かれ検鏡者が目視観察できることになる。

従って、このようにすれば、顕微鏡本体１の肉眼観察光路側に設けられるスライダー挿入口１２を利用してシャッタ装置１００を装着する構成とし、シャッタ装置１００は、シャッタスライダー２１内部に、モータ２９により電動駆動されるシャッタ本体２３を直動ガイド２４に沿って往復移動可能に設け、このシャッタ本体２３により開口部２１ａを透過される光束を遮光可能とする構成としたので、シャッタ装置１００をスライダー挿入口１２に装着するのみで、顕微鏡に簡単にシャッタ機能を付加することができる。

また、シャッタ装置１００を装着するのに、顕微鏡の設計変更などが全く必要ないので、従来のシャッタ機能を付加するため、顕微鏡の基本的な設計を変更する必要があったものと比べ、価格的に大幅に安価にできる。さらに、シャッタ装置１００をスライダー挿入口１２に着脱するのみのため、コンパクトに顕微鏡に装着することができる。

さらに、シャッタ装置１００は、顕微鏡本体１の外部に突出部部（モータ２９を含む駆動部）もコンパクトな形状のため、顕微鏡操作を妨げるようなことはない。

さらに、シャッタ装置１００が故障した場合も、顕微鏡への装着を解除して外部に外せば、顕微鏡本体１を分解することなく、シャッタ装置１００の点検、修理を容易に行なうことができる。

一方、現在、通常の顕微鏡を所有しているユーザが、新たにレーザー走査型顕微鏡の購入を希望するような場合、現状の顕微鏡をバージョンアップする形で、スキャンユニット８２とともに、スキャンユニット１１を接続する落射投光管６を購入すればよく、非常に安価にレーザ走査型顕微鏡を構築できる。また、このバージョンアップされた顕微鏡は、通常の検鏡法も使用できるので、スペースの無駄のない多機能の顕微鏡を実現できる。

また、既存の顕微鏡を流用する方法には、アフォーカルな光学系、例えば鏡筒９と落射投光管６の間に中間ユニットとしてシャッタ装置を設けることも考えられるが、このようにすると、接眼レンズ１０の位置が中間ユニットの分だけ上がってしまい、検鏡者の目の位置、すなわちアイポイントがずれてしまう。これに対し、本発明のスライダー挿入口１２を利用することにより、アイポイントのずれを皆無にできる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

図４（ａ）（ｂ）は、図１で述べたレーザ走査型顕微鏡に適用されるシャッタ装置の概略構成を示すもので、図２と同一部分には、同符号を付している。

この場合、シャッタ本体４１は、黒い金属製の板状材で、通常の光やレーザ光は透過できない遮光板からなっている。シャッタ本体４１は、シャッタスライダー２１底面の長手方向に沿って設けられた溝部２１ｂの中に落とし込まれ、この溝部２１ｂに沿って直線方向に往復移動できるようになっている。

シャッタ本体４１の移動方向に沿って棒状のラック４２が配置されている。このラック４２もシャッタ本体４１と同じ溝部２１ｂに沿って直線方向に往復移動できるようになっている。

ラック４２には、側縁部に沿って歯４２ａが形成されている。また、ラック４２には、連結部材４３１によりシャッタ本体４１が連結固定されている。

ラック４２に近接してモータ４３が配置されている。このモータ４３は、平らで薄い円形をしたもので、シャッタスライダー２１上に固定されている。また、モータ４３は、回転軸先端に歯車４４が設けられている。この歯車４４はラック４２の歯４２ａと噛合っていてる。これにより、モータ４３の回転軸を反時計方向に回転させると、歯車４４を介してラック４２が図示左方向に移動し、連結部材４３１を介してシャッタ本体４１を図示左方向に移動させて開口部２１ａを開放し、逆に、モータ４３の回転軸を時計方向に回転させると、歯車４４を介してラック４２が図示右方向に移動し、連結部材４３１を介してシャッタ本体４１を図示右方向に移動させて開口部２１ａを塞いで光路を遮断するようにしている。

ラック４２には、一体に押圧部材４５が設けられている。押圧部材４５に対応してマイクロスイッチ４６が配置されている。このマイクロスイッチ４６も、シャッタ本体４１が開口部２１ａ上に位置され光路を遮断した状態で、押圧部材４５により押圧されてオン動作するようになっている。この場合も、マイクロスイッチ４６は、２個用意して、安全上、片方が故障しても、もう片方でシャッタ本体４１の状態を正しく検出できるようにしてもよい。

マイクロスイッチ４６は、ケーブル１０１を介してスキャンユニット１１に接続されている。

その他は、図２と同様である。

従って、このようにすれば、モータ４３として平らで薄い円形をしたものを用い、このようなモータ４３の上側にラック４２を配置する構成としたので、第１の実施の形態より、モータなどの駆動部を収容する幅広の端部の形状をコンパクトにできる。

また、歯車４４によりラック４２を駆動するようにしているため、顕微鏡側からの液体や異物が侵入したような場合も、ラック４２を確実に駆動できるので、シャッタ本体４１の溝部２１ｂに対する摺動抵抗が増したときにも、確実にシャッタ本体２３を開閉動作ができる利点がある。さらにモータ２９をステッピングモータにすることで、必要な回転角度でシャッタ本体２３の位置を精度よく制御できるので、図２で述べたストッパ２５のようなストップ機構も不要にできる。（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。

図５（ａ）（ｂ）は、図１で述べたレーザ走査型顕微鏡に適用されるシャッタ装置の概略構成を示すもので、図２と同一部分には、同符号を付している。

この場合も、シャッタ本体５１は、通常の光やレーザ光は透過できない遮光板からなっている。シャッタ本体５１は、シャッタスライダー２１底面の長手方向に沿って設けられた溝部２１ｂの中に落とし込まれ、この溝部２１ｂに沿って直線方向に往復移動できるようになっている。

シャッタ本体５１の移動方向の延長線上にモータ５２が配置されている。このモータ５２は、平らで薄い円形をしたもので、シャッタスライダー２１上に固定されている。また、モータ５２は、回転軸先端にプーリ５３が設けられている。

プーリ５３には、ワイヤー５４が架けられている。ワイヤー５４は、リング状になっていて、プーリ５３の他に、シャッタスライダー２１の溝部２１ｂ周囲に配置された４個の滑車５５ａ〜５５ｄにも架けられている。そして、この状態から、モータ５２の位置を調整して、ワイヤー５４に適度な張りを与えることにより、モータ５２の回転をワイヤー５４に伝えてワイヤー５４全体を回転させるようにしている。

ワイヤー５４には、シャッタ本体５１が固定されている。これにより、モータ５２の回転軸を反時計方向に回転させると、プーリ５３を介してワイヤー５４も反時計方向に回転し、シャッタ本体５１を図示左方向に移動させて開口部２１ａを開放し、逆に、モータ５２の回転軸を時計方向に回転させると、プーリ５３を介してワイヤー５４も時計方向に回転し、シャッタ本体５１を図示右方向に移動させて開口部２１ａを塞いで光路を遮断するようにしている。

その他は、図２と同様である。

従って、このようにしてもモータ５２として平らで薄い円形をしたものを用い、このようなモータ５２の上側にワイヤー５４を配置する構成としたので、第２の実施の形態と同様な効果を得られる。

また、シャッタ本体５１の移動量の制御も、モータ５２をステッピングモータとすることで容易に行なうことができ、さらに、ワイヤー５４の一部に、図示しないマイクロスイッチの押圧部材を設け、シャッタ本体５１が開口部２１ａを完全に塞いだ時に、マイクロスイッチを押すようにすれば、第１の実施の形態で述べたと同様な機能を得られる。

（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。

図６は、図１で述べたレーザ走査型顕微鏡に適用されるシャッタ装置の概略構成を示すもので、図４と同一部分には、同符号を付している。

この場合、シャッタ本体６１には、通常の光を遮断する遮光板６１ａと光学素子６２がシャッタ本体６１の移動方向に並べて設けられている。シャッタ本体６１は、シャッタスライダー２１底面の長手方向に沿って設けられた溝部２１ｂの中に落とし込まれ、この溝部２１ｂに沿って直線方向に往復移動できるようになっている。

シャッタ本体６１の移動方向に沿って側縁部に沿って歯６３ａが形成された棒状のラック６３が配置されている。このラック６３もシャッタ本体６１と同じ溝部２１ｂに沿って直線方向に往復移動できるようになっている。この場合、ラック６３は、図４に示すラック４２に比べて十分に長いものが用いられ、これに伴ない、シャッタ本体６１およびラック６３が落とし込まれる溝部２１ｂも、これらシャッタ本体６１およびラック６３の移動方向に十分に長くなっている。

これにより、長いストロークをシャッタ本体６１は、移動できることになり、開口部２１ａに対して通常の光を遮断する遮光板６１ａと光学素子６２を選択的に位置決めできるようになっている。つまり、遮光板６１ａが開口部２１ａ上に位置されるときは、開口部２１ａを塞いで光路を遮断し、光学素子６２が開口部２１ａ上に位置されるときは、通常の検鏡法に対応できることになる。

その他は、図４と同様である。

従って、このようにすれば、モータ４３の制御によりラック６３を介してシャッタ本体６１を駆動することで、光路開放、光路遮断および光路への光学素子６２の挿入の３つのポジションを任意に選択できることになる。この場合、シャッタ本体６１による光路遮断のときだけは、押圧部材４５がマイクロスイッチ４６を押してオンさせるようになっており、この時はレーザー安全装置としての機能も果たすことができる。

このような構成では、装置全体としては若干大型化するが、本来の検鏡法を犠牲にすることなく、シャッタ機能を持たせることができる。また、シャッタ本体６１への光学素子６２の取付けを着脱自在に構成すれば、光学素子６２を変更するだけで、様々な検鏡法にも対応できるようになり、さらに、自動的に光学素子６２を挿脱することもできる。

なお、上述した実施の形態では、正立型顕微鏡をベースにしたレーザ走査型顕微鏡について述べたが、倒立型顕微鏡をベースにしたレーザ走査型顕微鏡にも適用できる。

図７は、かかるレーザ走査型顕微鏡の概略構成を示すもので、７１は顕微鏡本体で、この顕微鏡本体７１には、ステージ７２が配置されている。このステージ７２上には標本７３が載置されている。顕微鏡本体７１には、ステージ７２上方に向け照明支柱７４が設けられている。この照明支柱７４は、先端部をほぼ直角に折り曲げられ、この先端部がステージ７２面に対して水平方向に配置されている。照明支柱７４の先端部には、透過照明用の光源７５が設けられている。また、照明支柱７４の先端部には、コンデンサ７６が設けられている。このコンデンサ７６は、光源７５の照明光路上に配置されており、光源７５からの照明光を標本７３の位置に集光するようになっている。

ステージ７２の下方には、対物レンズ７７が配置されている。対物レンズ７７は、倍率の異なる複数本がレボルバー７８に保持されている。レボルバー７８は、回転操作可能になっていて、複数本の対物レンズ７７を択一的に光軸Ｏ上に位置させるようになっている。また、レボルバー７８は、顕微鏡本体７１に図示しない保持部材を介して保持されるとともに、焦準ハンドル７９１の操作により光軸Ｏに沿って上下動され、ステージ７２と対物レンズ７７との相対距離を変化させ、標本７３のピント合わせを可能にしている。

レボルバー７８下方の光軸Ｏ上には、図示しない反射ミラーが設けられ、標本７３を透過し対物レンズ７７より拡大された観察像を斜め上方向（水平に対し４５°の角度）に反射させるようにしている。そして、反射ミラーで反射された観察像は、リレー光学系でリレーされ、観察手段として観察鏡筒７９に取り付けられた接眼レンズ８０に入射し、観察者により目視観察されるようになっている。

一方、顕微鏡本体７１には、落射投光管８１が接続されている。落射投光管８１には、スキャンユニット８２が設けられている。スキャンユニット８２には、図示しないファイバーを介してレーザ光源や光検出手段が接続されている。スキャンユニット８２は、図示しない互いに直交方向に走査される走査ミラーを有し、これら走査ミラーによりレーザ光源からのレーザ光を２次元方向に偏向するようにしている。そして、スキャンユニット８２で２次元偏向された光は、落射投光管８１を通って対物レンズ７７が位置される観察光路の光軸Ｏ上に折り返され、対物レンズ７７を透過し標本７３上の集光点で光学的に２次元走査される。また、標本７３から発生した光は、対物レンズ７７に取り込まれ、再び落射投光管８１を通ってスキャンユニット８２に戻され、図示しない光検出手段により光強度が検出されるとともに、パソコンなどを経由してモニタに表示される。

このように構成されたレーザ走査型顕微鏡についても、ステージ７２上の標本７３の位置決めなどを行なう場合、光源７５からの透過照明光をコンデンサ７６を介してステージ７２上の標本７３に透過させ、この透過光による観察像を接眼レンズ８０により検鏡者が目視観察するようにしており、このとき、対物レンズ７７が位置する観察光路上で、レーザ光の通る光路と一緒になる部分が存在している。

そこで、この場合もレーザ光が接眼レンズ８０側の肉眼観察光路に入り込まないようにするための対策に、スライダー挿入口８３が利用される。このスライダー挿入口８３は、接眼レンズ８０側の肉眼観察光路に配置され、アナライザーなどの特殊な光学素子を観察光路に挿入するためのものである。このようなスライダー挿入口８３に対して上述したシャッタ装置が装着される。

従って、このようにしても、上述した正立型顕微鏡をベースにしたものと同様に、シャッタ装置を図示しないケーブルによりスキャンユニット８２に接続することにより、シャッタ本体の光路に対する自動挿脱動作やマイクロスイッチのオンオフ動作により、レーザ光が接眼レンズ８０側の肉眼観察光路に入り込むのを防止できる安全装置として動作させることができる。また、ベースとなる倒立型顕微鏡は、スキャンユニット８２が接続される落射投光管８１のみを専用化するだけで、あとは通常の光学顕微鏡と同じものを使用することができるので、顕微鏡全体のコストを大幅に低減することもできる。さらに、このような倒立型顕微鏡をベースとしたものでは、ステージ７２上で液体をこぼしたりすると、光路上に落ちてくることがあるが、シャッタ装置は、シャッタ本体の駆動部が顕微鏡外部にあるので、このときの影響を受けることがなく、故障の原因になりにくいという利点がある。

その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、シャッタ本体２３（４１、５１、６１）は、直線的に往復移動するものを述べたが、例えば、シャッタ本体を回転移動する形でシャッタスライダー２１内で光路へ挿脱する方法や、シャッタ本体２３（４１、５１、６１）を絞りのように分割した複数の遮光板から構成して、光路を開閉するようにしたものであってもよい。また、顕微鏡の光学素子挿入口を潰したくない（本来の目的に使用するために残しておきたい）場合は、顕微鏡の平行光路部分（例えば、図１の落射投光管６と鏡筒９の間）に、シャッタ挿入口を形成した嵩上げ部材を取り付ければ、顕微鏡の光学素子挿入口を使わずに、本発明のシャッタ装置を装着できる。さらに、上述した実施の形態では、レーザ光を確実に遮断するためメカニカルなシャッタ機構を用いたが、例えば、液晶を使用したシャッタ装置を用いることができる。この場合、モータやシャッタ本体の代わりに液晶パネルと、その駆動回路が用いられる。このような液晶を使用する場合、液晶パネルを２個所に配置して、一方が故障しても、もう一方で光路を遮断できるようにして２次故障まで保障するようにすれば、より安全にレーザ光を遮断することができる。また、液晶によれば、占有スペースを考えた場合、非常にコンパクトにでき、現在用いられているスライダーと同様な取り扱いをすることができる。

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。

本発明のシャッタ装置が適用される正立型光学顕微鏡をベースにしたレーザ走査型顕微鏡の概略構成を示す図。 本発明の第１の実施の形態のシャッタ装置の概略構成を示す図。 第１の実施の形態に適用されるシャッタ装置の固定構造を示す図。 本発明の第２の実施の形態のシャッタ装置の概略構成を示す図。 本発明の第３の実施の形態のシャッタ装置の概略構成を示す図。 本発明の第４の実施の形態のシャッタ装置の概略構成を示す図。 本発明のシャッタ装置が適用される倒立型光学顕微鏡をベースにしたレーザ走査型顕微鏡の概略構成を示す図。

符号の説明

１…顕微鏡本体、１ａ…ベース、１ｂ…胴部
２…ステージ、３…標本、４…コンデンサ
５…透過照明装置、６…落射投光管、７…レボルバ
８…対物レンズ、９…鏡筒、１０…接眼レンズ
１１…スキャンユニット、１２…スライダー挿入口
１３ａ…ザグリ、１３ｂ…タップ、１４…Ｖ溝
１５１…ビス、１５２…タップ、１６…ビス
１００…シャッタ装置、２１…シャッタスライダー、２１ａ…開口部
２１ｂ…溝部、２２…カバー、２３…シャッタ本体
２３ａ…開口部、２４…直動ガイド、２４１…レール
２４２…可動部、２５…ストッパ、２６…押圧部材
２７．２８…マイクロスイッチ、２９…モータ
３０…モータ押え、３１…プーリ軸、３２…弾性部材
３３…弾性部材、４１…シャッタ本体、４２…ラック
４２ａ…歯、４３１…連結部材、４３…モータ
４４…歯車、４５…押圧部材、４６…マイクロスイッチ
５１…シャッタ本体、５２…モータ、５３…プーリ
５４…ワイヤー、５５ａ〜５５ｄ…滑車、６１…シャッタ本体
６１ａ…遮光板、６２…光学素子、６３…ラック
７１…顕微鏡本体、７２…ステージ、７３…標本
７４…照明支柱、７５…光源、７６…コンデンサ
７７…対物レンズ、７８…レボルバー、７９１…焦準ハンドル
７９…観察鏡筒、８０…接眼レンズ
８１…落射投光管、８２…スキャンユニット
８３…スライダー挿入口

Claims (7)

1. 光束が透過する透過穴を有する装置本体と、
   前記透過穴を遮光する位置と露出する位置に移動可能な遮光手段と、
   前記遮光手段を電動で駆動させる駆動手段と、
   前記遮光手段が前記透過穴を遮光する位置にあることを検出する検出手段と、を備え、
   前記遮光手段と駆動手段と検出手段は前記装置本体に設けられていて、該装置本体は顕微鏡本体の観察光路に設けられた光学素子挿入口に着脱可能にしたことを特徴とするシャッタ装置。
2. 前記装置本体が着脱される前記顕微鏡の光学素子挿入口は、光学素子としてアナライザーを挿入可能であり、かつ前記顕微鏡の肉眼観察光路に設けられた挿入口であることを特徴とする請求項１記載のシャッタ装置。
3. 前記装置本体は、前記遮光手段とともに光学素子が設けられ、該光学素子は、前記駆動手段により駆動され前記透過穴の位置に挿脱されることを特徴とする請求項１記載のシャッタ装置。
4. 前記駆動手段は、電動駆動源とこの駆動源からの駆動力を前記遮光手段へ伝達する伝達手段とを備え、
   前記装置本体は、前記顕微鏡本体の光学素子挿入口内部に挿入される幅狭部と、挿入されない幅広部を有し、前記透過穴及び前記遮光手段は前記幅狭部に設けられ、前記電動駆動源は、前記幅広部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一記載のシャッタ装置。
5. レーザ光を走査するスキャンユニットと、対物レンズと肉眼観察光路とを有する顕微鏡本体とを備え、前記スキャンユニットで走査されたレーザ光が前記対物レンズの光路に導入されて標本のレーザ走査を行うとともに、前記肉眼観察光路により前記標本の観察像を目視観察できるレーザ走査型顕微鏡において、
   前記顕微鏡本体の肉眼観察光路に設けられたスライダ挿入口と、
   光束透過穴、この透過穴を遮光する位置と露出する位置とに移動可能な遮光手段と、前記遮光手段を電動で駆動させる駆動手段および前記遮光手段の位置を検出する検出手段を有し、前記スライダ挿入口に挿入されるシャッタ装置とを備え、
   前記シャッタ装置の遮光手段が前記透過穴を遮光する位置にあることが前記検出手段によって検出された場合に、前記スキャンユニットに前記レーザ光が供給されることを特徴とするレーザ走査型顕微鏡。
6. 前記スライダ挿入口は、前記肉眼観察光路に挿脱するアナライザーを挿入可能な光学素子挿入口であることを特徴とする請求項５記載のレーザ走査型顕微鏡。
7. 紫外線を発生する光源と、対物レンズと肉眼観察光路とを有する顕微鏡本体とを備え、前記紫外線を用いた標本観察と、前記肉眼観察光路による前記標本の観察像を目視観察が可能な顕微鏡において、
   前記顕微鏡本体の肉眼観察光路に設けられたスライダ挿入口と、
   光束透過穴、この透過穴を遮光する位置と露出する位置とに移動可能な遮光手段と、前記遮光手段を電動で駆動させる駆動手段および前記遮光手段の位置を検出する検出手段を有し、前記スライダ挿入口に挿入されるシャッタ装置とを備え、
   前記シャッタ装置の遮光手段が前記透過穴を遮光する位置にあることが前記検出手段によって検出されない場合には前記紫外線を使用できないようにすることを特徴とする顕微鏡。

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