JP4695234B2 - Light source device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡や計測器などの光学器機に用いられる光源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ランプハウスを有する顕微鏡として、図7に示すように構成したものがある。図7は、倒立顕微鏡を示すもので、顕微鏡本体1の上方に標本201を載置するステージ2を設けている。また、顕微鏡本体1の後方に絞り4を有する投光管3を配置している。この投光管3には、ランプハウス5を設けている。このランプハウス5は、ランプ51を有するもので、このランプ51からの光を図示しないコレクターレンズで集光し、絞り4を介して観察光路中に配置したハーフミラー6に入射させ、ここでの反射光をレボルバ7に装着された対物レンズ8を介してステージ2上の標本201に照射させる。そして、標本201からの反射光を対物レンズ8、ハーフミラー6を介して反射ミラー9で反射させ、顕微鏡本体1前方に配置される鏡筒10を介して接眼レンズ11より拡大標本像の観察を可能にしている。
【0003】
ところで、このような顕微鏡に用いられるランプハウス5は、ランプ51から発生する熱がかなりの高温になることが知られており、発熱に対する対策が講じられている。図8は、このようなランプハウス5の概略構成を示すもので、実公平7−40972号公報に開示されている。
【0004】
この場合、ランプハウス5は、外枠501と内枠502を有し、このうち外枠501は、上下面にそれぞれ開口部501a、501bを形成し、また、内枠502は、ランプ51を収容するとともに、ランプ51を囲むように傾斜板503、504を設けている。そして、ランプ51から発せられる光を、熱線吸収フィルタ505より光軸に沿って上述した投光管3側に出射させるととてもに、傾斜板503、504で熱に変換して開口部501aから501bへの自然対流を発生させるとともに、これら開口部501a、501bから外部に放熱させるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように投光管3とランプハウス5を採用した顕微鏡によると、ランプハウス5は、外枠501および内枠502の内部にそれぞれ大きな空間を作ってランプ51の発生熱を放熱させる構成になっているため、その外形寸法が大きくなっている。このため、このようなランプハウス5を用いると、図7に示すようにランプハウス5の高さ寸法hが大きくなるとともに、投光管3を含めた幅寸法lも大きくなってしまい、このようなランプハウス5を組み合わせた顕微鏡を机上などに設置しようとすると、机上で極めて大きな設置スペースを占有するという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、温度上昇を抑制できるとともに、コンパクト化を実現した光源装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、第1の管状中空部と、この第1の管状中空部材における一方の開口端に連結される第2の管状中空部材と、上記第1及び第2の管状中空部材における互いの連結部の間で挟持される断熱部材と、内部に光源を備えており、第1の管状中空部材における他方の開口端に配置され、第1及び第2の管状中空部材における中空部分を介して光源からの光を射出する光源支持部材と、上記第2の管状中空部材の外周部から上記第1の管状中空部材の他方の開口端側に延出するように上記第2の管状中空部材の外周部に設けられるとともに、空気層を介して該第1の管状中空部材の外周を覆うように形成された第1のカバー部材と、により構成している。
【0007】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、上記光源支持部材に固定され、空気層を介して上記光源支持部材の周囲を囲むように、第2のカバー部材を配置したことを特徴としている。
また、請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、上記第2のカバー部材は、上記光源支持部材とともに、上記第1のカバー部材の下面を除く該第1のカバー部材の周囲を覆うように設けることを特徴としている。
【0008】
この結果、請求項1記載の発明によれば、投光管を構成する第1および第2の管状中空部材の間に断熱部材を介在させることにより、光源からの発熱が投光管を介して他へ影響するのを防止できる。また、光源支持部材の光源を、その内部の光軸上に配置された第1の管状中空部材の周囲を空気層を介して囲むように、第2の管状中空部材に設けたカバー部材を配置しているので、カバー部材の表面温度を大幅に低下させることができる。
【0009】
また、請求項2記載の発明によれば、光源支持部材の周囲を空気層を介して、さらにカバー部材で囲むようにしたので、光源支持部材自身の表面温度を低下させることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
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は、本発明の第1の実施の形態の光源装置を用いた倒立顕微鏡の概略構成を示している。図において、21は顕微鏡本体で、この顕微鏡本体21の上方には、標本221を載置するステージ22をネジなどで一体に取付けている。また、顕微鏡本体21の後方に光源装置23を設けている。
【0011】
この光源装置23は、落射投光管24と、この落射投光管24に対し着脱可能なランプソケット25から構成している。
落射投光管24は、図2に示すように光軸方向に配置された、アルミ材からなる管状の中空部材241、242、243より構成されている。このうちの中空部材241は、フランジ241aを有し、このフランジ241aにより顕微鏡本体21に直接固定されるようになっている。また、中空部材241は、光軸上に明るさ絞り26を設けている。この明るさ絞り26は、レバーを光軸回りに回転操作することで、光軸の光量を調整できるようになっている。218は、ランプの光量を調整するためのボリュームである。
【0012】
中空部材242は、中空部材241にネジなどで一体に連結されるもので、中空部材241との連結部の光軸上にフロスト27を設けている。このフロスト27は、照明系の照野の集中を分散させるものである。
【0013】
中空部材243は、光源支持部材としてのランプソケット25を着脱可能に取付けるもので、中空部材242に対し、中をくり抜いた円柱形状の断熱部材28を介して固定している。この断熱部材28は、通常の材料に比べれば断熱効果が高い程度で完全断熱でない、例えば樹脂材などが用いられる。樹脂材としては、熱硬化性、熱可塑性樹脂が考えられ、本発明では、フェノール樹脂を組合わせている。また、中空部材243は、断熱部材28側端部の光軸上にコレクターレンズ29を設けている。
【0014】
中空部材243および後述するランプソケット25の周囲を囲むようにカバー部材30を配置している。このカバー部材30は、アルミ材などの筒状をなすもので、一方端部を中空部材242にネジなどで固定され、中空部材243およびランプソケット25の周囲を所定厚さの空気層31を介して囲むようにしている。また、カバー部材30は、後述するランプソケット25からの電源コード37を通すための細長い切り欠部301を形成している。
【0015】
ランプソケット25は、図3に示すようにソケット本体251前面にランプ座32を突出して設けている。そして、このランプ座32上に光源としてのランプ33を直立して設け、また、このランプ33の背部に、ランプ33後方への光の漏れ防止するための反射板34を設けている。ランプ座32には、リード線35を介してソケット本体251前面に突設された外部端子36に接続している。この外部端子36には、電源コード37を接続しており、この電源コード37を、上述したカバー部材30の切り欠部301を介して外部に導出している。
【0016】
ソケット本体251前面には、ランプ座32上のランプ33を挟むように一対のランプ位置決め用バー41を突設している。これらランプ位置決め用バー41は、落射投光管24にランプソケット25を取付ける際に、中空部材243内部の光軸上にランプ33を位置決めするものである。
【0017】
なお、38はソケット本体251後面に設けられた後方カバーである。この後方カバー38は、その背面に多数のスリット穴部381を形成している。
そして、このように構成した光源装置23のランプソケット25のランプ33からの光を落射投光管24の中空部材243中のコレクターレンズ29で集光し、中空部材242の光軸上のフロスト27、中空部材241の光軸上の明るさ絞り26を介して顕微鏡本体21内部のハーフミラー211に入射させ、ここでの反射光をレボルバ212に装着された対物レンズ213を介してステージ22上の標本221に照射させる。そして、標本221からの反射光を対物レンズ213、ハーフミラー211を介して反射ミラ214で反射させ、顕微鏡本体21前方に配置される鏡筒215の光軸分岐プリズムを介して接眼レンズ216より拡大標本像の観察を可能にしている。
【0018】
この場合、レボルバ212の回転操作により光軸上の対物レンズ213が切替わって倍率変換を可能にし、また、顕微鏡本体21前方に設けた準焦ハンドル217を回転操作することで、レボルバ212を上下動できるようになっている。
【0019】
次に、このように構成した倒立顕微鏡の動作を説明する。
この場合、光源装置23のランプソケット25のランプ33から光が発せられると、落射投光管24のコレクターレンズ29、フロスト27、明るさ絞り26を介して顕微鏡本体21内部のハーフミラー211に入射し、ここでの反射光が対物レンズ213を介してステージ22上の標本221に照射され、さらに、標本221からの反射光が対物レンズ213、ハーフミラー211を介して反射ミラ214で反射され、顕微鏡本体21前方の鏡筒215を介して接眼レンズ216より拡大標本像が観察される。
【0020】
この場合、ランプ33から発せられた光は、コレクターレンズ29を経由して照明光として作用するものと、ランプ33周辺の部材に吸収され熱に変換されるものとがある。このうち、後者の熱変換については、ランプ33の放射熱により、落射投光管24の中空部材243が直接温められ、仮りにランプ33の出力を30Wとすると、実験値では、中空部材243内部の図2のa点で、基準温度を40℃として換算すると110℃となり、中空部材243の外部表面のb点で、中空部材243の肉厚を意識して厚めにして熱勾配をかけることで、基準温度を40℃として換算すると約90℃となる。
【0021】
この場合、中空部材243の熱は、中空部材242との間の断熱部材28に伝わるが、この時の断熱部材28は、高い断熱効果を期待できないため、中空部材242にも伝わり、さらに顕微鏡本体21までも伝わる。しかし、断熱部材28での断熱効果により中空部材242側への熱の伝導は、大幅に抑制されるので、顕微鏡本体21への熱の影響は回避でき、逆に、中空部材243の熱の一部を顕微鏡本体21側まで伝えることで、中空部材243での熱の集中を避けることができる。一方、中空部材243の周囲に配置されるカバー部材30は、中空部材243に対して断熱部材28を介して接続された中空部材242に固定されているので、カバー部材30表面のc点での温度は、基準温度を40℃として換算すると約65℃となる。この時、カバー部材30と中空部材243との間には、樹脂等の断熱材を使用するより安価で効果的な断熱効果を得られる空気層31が介在されるため、中空部材243の熱の影響を受けることなく、中空部材243に比べ低い温度が維持される。
【0022】
従って、このようにすれば、ランプソケット25のランプ33周囲の熱分布は、熱源であるランプ33に近い落射投光管24の中空部材243は、高い温度となるものの、中空部材243に断熱部材28を介して接続される中空部材242では、熱の伝導が抑制され低い温度を維持できるので、顕微鏡本体21への熱の影響を回避できる。また、落射投光管24の中空部材243周囲を囲むように配置されるカバー部材30は、中空部材243との間に空気層31を介在させることで、中空部材243からの熱の影響を直接受けないようにしているので、中空部材243での表面温度に比べて大幅に低い表面温度を維持することができ、さらに、ランプソケット25の周面は、ランプ33の発熱により温度上昇され、基準温度を40℃として換算すると100℃とかなりの高温になるが、表面温度を低く維持されたカバー部材30で囲まれるため、安全性も確保できる。そして、この結果として、ランプソケット25は、その回りの構成を含めてコンパクトにできるので、 図7に示す、従来の投光管とランプハウスを組み合わせたものと比較して、ランプソケット25の高さ寸法Hおよび落射投光管24を含めた幅寸法Lも小さくでき、このようなランプソケット25を組み合わせた顕微鏡を机上などに設置する場合、机上のスペースを有効に利用することができる。
(第2の実施の形態) 図4は、本発明の第2の実施の形態の光源装置を用いた倒立顕微鏡の概略構成図、図5は、落射投光管の側断面図および図6は、ランプソケットの側断面図を示すもので、上述した図1乃至図3と同一部分には、同符号を付している。
【0023】
ところで、第1の実施の形態で述べたように、ランプソケット25は、ソケット本体251の上面、下面、側面および後方カバー38については、ランプ33の熱により温度上昇され、基準温度を40℃として換算すると100℃とかなりの高温になっている。
【0024】
そこで、この第2の実施の形態では、ソケット本体251の前面と下面を除いた回りを空気層40を介在させてソケットカバー39により囲むようにしている。この場合、ソケットカバー39は、上部カバー391と下部カバー392に2分割構造になっているが、実質的には一体構造となっている。また、ソケットカバー39は、上部カバー391および下部カバー392の背面に多数のスリット穴部39aを形成している。さらに、ソケットカバー39は、上部カバー391の上面に傾斜面391aを形成し、この上部カバー391上面に、仮にコードなどの部品が乗せられたとき、傾斜面391aにより滑り落ちるようにしている。
【0025】
そして、このようなソケットカバー39は、ランプソケット25のソケット本体251に固定されるが、この状態で、ソケットカバー39内に、ランプソケット25とともに、カバー部材30の下面を除く部分が収容される。
【0026】
従って、このようにすれば、ランプソケット25のソケット本体251の後部カバー392を含めた周囲を空気層40を介在させたソケットカバー39により囲むようにしたので、ランプソケット25の表面温度を下げることができ、さらに安全性を確保することができる。ちなみに、ソケットカバー39による断熱効果としては、ソケットカバー39の上面、側面および後面で基準温度を40℃として換算すると約50℃以下となっている。
【0027】
なお、上述した実施の形態では、ランプソケット25は、落射投光管24に対して着脱できるタイプとしたが、ランプ33のみを着脱するタイプにも適用することができる。また、上述した実施の形態で述べた各温度値は、一つの形態の実験結果であるとともに、各数値は相対的な比較としてのものであり、測定環境、ランプ33の容量、落射投光管24の材質、直径、断熱部材28の材質などで数値は変わってくる。さらに、同じ構造であっても、表面部材を樹脂材などに変えることで、感覚的な熱さの程度も変化する。さらにまた、 ランプソケット25のソケットカバー39の形状は、特に上面が斜めになっている必要はなく、平らなものでも構わない。また、ランプソケット25と落射投光管24は必ずしも対で組合わせる必要はなく、例えば、落射投光管24としての機能を顕微鏡本体21中に設けて、直接顕微鏡の透過照明用として組合わせることもできる。さらに、ランプ33の電源に関しては特に言及していないが、顕微鏡本体21に対して内蔵・外部電源などが考えられる。外部電源にすれば、発熱を抑制する上で有利である。さらにまた、落射投光管24は、光軸方向に並設された中空部材241、242、243より構成しているが、これら中空部材241、242、243は、管タイプのものならば丸、角などの形状も容易に考えられる。また、断熱部材28は、中をくり抜いた円柱状形ではなく、例えば、中空部材243と242を固定するためのネジ部のみスペーサとして入れても容易に構成できる。また、上述した実施の形態では、一貫して倒立顕微鏡に適用した例を述べたが、正立型顕微鏡や他の光学機器などの光源装置として適用することもできる。
【0028】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、光源からの発熱が投光管を介して他へ影響するのを防止でき、また、光源を支持する光源支持部材および投光管の周囲温度の上昇を抑制してコンパクト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の概略構成を示す図。
【図2】第1の実施の形態に用いられる落射投光管の概略構成を示す側断面図。
【図3】第1の実施の形態に用いられるランプソケットの概略構成を示す側断面図。
【図4】本発明の第2の実施の形態の概略構成を示す図。
【図5】第2の実施の形態に用いられる落射投光管の概略構成を示す側断面図。
【図6】第2の実施の形態に用いられるランプソケットの概略構成を示す側断面図。
【図7】従来の光源装置を用いた倒立顕微鏡の概略構成を示す図。
【図8】従来の光源装置の一例の概略構成を示す図。
【符号の説明】
21…顕微鏡本体
22…ステージ
23…光源装置
24…落射投光管
25…ランプソケット
26…明るさ絞り
27…フロスト
28…断熱部材
29…コレクターレンズ
30…カバー部材
301…切り欠部
31…空気層
32…ランプ座
33…ランプ
34…反射板
35…リード線
36…外部端子
37…電源コード
41…ランプ位置決め用バー
38…後方カバー
381…スリット穴部
39…ソケットカバー
391…上部カバー
392…下部カバー
39a…スリット穴部
391a…傾斜面
40…空気層
211…ハーフミラー
212…レボルバ
213…対物レンズ
214…反射ミラ
215…鏡筒
216…接眼レンズ
217…準焦ハンドル
218…ボリューム
221…標本
241.242.243…中空部材
241a…フランジ
251…ソケット本体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light source device used in an optical instrument such as a microscope or a measuring instrument.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a microscope having a lamp house is configured as shown in FIG. FIG. 7 shows an inverted microscope, in which a
[0003]
By the way, it is known that the heat generated from the
[0004]
In this case, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the microscope employing the
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a light source device that can suppress temperature rise and that is compact.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a first tubular hollow portion, a second tubular hollow member connected to one open end of the first tubular hollow member, and the first and second tubular hollow members. In the first and second tubular hollow members, the heat-insulating member sandwiched between the connecting portions of the first and second tubular hollow members is provided. A light source support member that emits light from the light source through the first tubular hollow member and the second tubular hollow member so as to extend from the outer peripheral portion of the second tubular hollow member to the other opening end side of the first tubular hollow member The first cover member is provided on the outer peripheral portion of the hollow member and is formed so as to cover the outer periphery of the first tubular hollow member with an air layer interposed therebetween.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the second cover member is disposed so as to be fixed to the light source support member and surround the light source support member via an air layer. It is a feature.
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the second cover member, together with the light source support member, surrounds the first cover member excluding the lower surface of the first cover member. It is characterized by being provided so as to cover.
[0008]
As a result, according to the first aspect of the present invention, by interposing the heat insulating member between the first and second tubular hollow members constituting the light projecting tube, heat generated from the light source is transmitted through the light projecting tube. It can be prevented from affecting others. Also, a cover member provided on the second tubular hollow member is disposed so that the light source of the light source support member surrounds the first tubular hollow member disposed on the optical axis inside the light source through an air layer. As a result, the surface temperature of the cover member can be greatly reduced.
[0009]
According to the invention described in
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of an inverted microscope using the light source device according to the first embodiment of the present invention. In the figure,
[0011]
The
As shown in FIG. 2, the epi-
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
As shown in FIG. 3, the
[0016]
A pair of lamp positioning bars 41 protrude from the front surface of the
[0017]
Then, the light from the
[0018]
In this case, the
[0019]
Next, the operation of the inverted microscope configured as described above will be described.
In this case, when light is emitted from the
[0020]
In this case, there are light emitted from the
[0021]
In this case, the heat of the
[0022]
Therefore, in this case, the heat distribution around the
Second Embodiment FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an inverted microscope using a light source device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a side sectional view of an epi-projector, and FIG. FIG. 4 is a side sectional view of a lamp socket, and the same reference numerals are given to the same parts as those in FIGS. 1 to 3 described above.
[0023]
By the way, as described in the first embodiment, in the
[0024]
Therefore, in the second embodiment, the
[0025]
The
[0026]
Accordingly, since the periphery of the
[0027]
In the above-described embodiment, the
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the heat generated from the light source from affecting the other through the projector tube, and to increase the ambient temperature of the light source support member and the projector tube that support the light source. It is possible to achieve compactness by suppressing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing a schematic configuration of an epi-illumination projection tube used in the first embodiment.
FIG. 3 is a side sectional view showing a schematic configuration of a lamp socket used in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a side sectional view showing a schematic configuration of an epi-illumination projection tube used in the second embodiment.
FIG. 6 is a side sectional view showing a schematic configuration of a lamp socket used in the second embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an inverted microscope using a conventional light source device.
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a conventional light source device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
この第1の管状中空部材における一方の開口端に連結される第2の管状中空部材と、
上記第1及び第2の管状中空部材における互いの連結部の間で挟持される断熱部材と、
内部に光源を備えており、第1の管状中空部材における他方の開口端に配置され、第1及び第2の管状中空部材における中空部分を介して光源からの光を射出する光源支持部材と、
上記第2の管状中空部材の外周部から上記第1の管状中空部材の他方の開口端側に延出するように上記第2の管状中空部材の外周部に設けられるとともに、空気層を介して該第1の管状中空部材の外周を覆うように形成された第1のカバー部材と、
を具備したことを特徴とする光源装置。A first tubular hollow;
A second tubular hollow member coupled to one open end of the first tubular hollow member;
A heat insulating member sandwiched between the connecting portions of the first and second tubular hollow members;
A light source support member that includes a light source therein, is disposed at the other opening end of the first tubular hollow member, and emits light from the light source through the hollow portions of the first and second tubular hollow members;
The second tubular hollow member is provided on the outer peripheral portion of the second tubular hollow member so as to extend from the outer peripheral portion of the second tubular hollow member to the other opening end side of the first tubular hollow member. a first cover member formed to cover the outer periphery of the first tubular hollow member,
A light source device comprising:
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