JP4751501B2

JP4751501B2 - 光学要素切換ターレット

Info

Publication number: JP4751501B2
Application number: JP2000216191A
Authority: JP
Inventors: 真人金尾
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2020-07-17
Also published as: JP2002031763A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡本体に設けられ、例えばバンドパスフィルタや偏光フィルタなどの各種の光学要素を光路上に切り換えて挿入するための光学要素切換ターレットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は光学要素切換ターレットの構成図である。この光学要素切換ターレットは、実用新案登録第２５１３３２７号公報に記載された技術である。本体ケース（以下、スライダと称する）１に、２つの開口２、３が形成されている。このスライダ１の各開口２、３には、それぞれ環状歯車４、５が回転可能に支持され、２つの開口６、７が形成された蓋８により閉じられている。各環状歯車４、５には、それぞれ偏光フィルタなどの光学要素９が取り付けられ、かつ互いに歯合して連動するようになっている。そして、これら環状歯車４、５のうち例えば環状歯車４の一部分がスライダ１の切欠き１０から当該スライダ１の外に突出している。
【０００３】
図７は他の光学要素切換ターレットの構成図である。この光学要素切換ターレットは、特許第２９１８９３８号公報に記載された技術である。コンデンサ本体１１には、コンデンサレンズ１２が設けられている。このコンデンサ本体１１には、第１のターレット１３と第２のターレット１４とがコンデンサレンズ１２の光軸とは異なる軸上に回転自在に設けられている。これら第１のターレット１３、第２のターレット１４には、それぞれ第１の光学要素１５、第２の光学要素１６が取り付けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者（実用新案登録第２５１３３２７号公報）では、光路上に挿脱できる光学要素９の枚数を増加する場合、環状歯車４、５の個数を増加しなければならず、これに伴ってスライダ１の全長を長くしなければならない。
【０００５】
スライダ１の全長を長くすると、このスライダ１を例えば顕微鏡本体に対して前後方向にスライドさせる場合、顕微鏡本体の奥行き側のスペースに限界があり、光学要素の枚数を増加するにも限界がある。又、スライダ１を例えば顕微鏡本体に対して前後以外の方向にスライドさせる場合でも、スライダ１の全長が長くなると、顕微鏡本体の左右から突出する。
【０００６】
このため、例えば顕微鏡で標本にピントを合わせる照準操作などの操作に支障をきたすといった問題が生じたり、細胞標本にパッチクランプを行って細胞標本を操作する場合などでは、顕微鏡本体の周辺に配置されたマニュプレータの支柱などに干渉するおそれがある。
【０００７】
又、環状歯車４、５を任意の角度にするために、スライダ１から突出する環状歯車４の環状部分には目盛り１７が刻設されているが、これら環状歯車４、５を任意の角度で固定する手段が設けられていないために、当該スライダ１から突出する環状歯車４の環状部分に不用意に接触した場合、環状歯車４、５が回転し、光学要素として例えば偏光フィルタが取り付けられていれば、クロスニコル調整が狂うという問題が生じる。
【０００８】
後者（特許第２９１８９３８号公報）では、コンデンサレンズ１２と一体的に構成されているために、ターレットとコンデンサレンズ１２との組み合わせでしか使用できない。このため、あらゆる検鏡方法に対応するためには、高い性能を有するコンデンサレンズ１２が必要となり、検鏡方法や観察者によっては無駄に高価なコンデンサレンズ１２を使用しなければならない。
【０００９】
又、一般的にコンデンサは、標本を載置するステージの直下に配置されており、コンデンサの各操作は、ステージの直下の空中に手を浮かせた状態でかつ狭い空間内で行わなければならない。例えば、細胞標本にパッチクランプを行っている状態では、マニュプレータの支柱に接触しないように細心の注意を払いながらコンデンサを操作しなければならず、その操作が非常にやりずらいという問題がある。
【００１０】
さらに、光学要素として偏光フィルタの回転方向の位置決めは、所定の基準角度又は当該基準角度から９０°回転した角度しか調整できず、この偏光フィルタと対をなす偏光フィルタとのクロスニコル調整での微調整ができない。
【００１１】
そこで本発明は、コンデンサレンズに拘わらずに、顕微鏡本体に対して簡単な操作で着脱できる光学要素切換ターレットを提供することを目的とする。
【００１２】
又、本発明は、光学要素の切り換えの操作性を向上できる光学要素切換ターレットを提供することを目的とする。
【００１３】
又、本発明は、振動や不用意な接触があっても光学要素に位置ずれが生じない光学要素切換ターレットを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載による本発明は、顕微鏡の光源とコンデンサレンズとの間に着脱自在に配置され、複数の光学要素のうちいずれかの光学要素を前記顕微鏡の光路上に切換挿入する光学要素切換ターレットであって、複数の開口部が形成され、ターレットベースとカバーとにより形成されるターレット本体と、前記ターレットベースの下部に取り付けられ、前記顕微鏡に取り付けるための取付環と、前記複数の開口部のうち少なくとも２つの開口部に収納され、互いに歯合して連動する光学要素取付用の少なくとも２つの環状歯車とを具備し、一方の前記環状歯車は、前記顕微鏡の光路上に位置決めされるようになっており、前記２つの環状歯車のそれぞれの一部分は、前記ターレット本体の外に突出した状態で回転自在に設けられ、前記他方の環状歯車を回転させ、前記顕微鏡の光路上に位置決めされた前記一方の環状歯車の回転を任意の角度で調整することを特徴とする光学要素切換ターレットである。
【００１５】
請求項２記載による本発明は、請求項１記載の光学要素切換ターレットにおいて、前記複数の開口部にそれぞれ取り付けられた前記光学要素を固定する押え環を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載による本発明は、請求項１記載の光学要素切換ターレットにおいて、前記ターレット本体に対する前記環状歯車の回転を任意の角度で固定する固定部を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載による本発明は、請求項１記載の光学要素切換ターレットにおいて、前記ターレット本体の回転角度を所定の角度で位置決めする位置決め手段を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載による本発明は、請求項４記載の光学要素切換ターレットにおいて、前記位置決め手段は、前記取付環に磁石を配置し、前記ターレットベースの略円周上に等間隔に複数個の磁石を配置し、前記ターレット本体が回転したときに所望の前記開口部を前記顕微鏡の光路上に位置決めすることを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載による本発明は、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の光学要素切換ターレットは、前記顕微鏡の窓レンズ部に着脱自在に設けられ、前記顕微鏡の前記光源と前記コンデンサレンズとの間に配置されることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明の光学要素切換ターレットを用いた顕微鏡の全体構成図である。顕微鏡フレーム２０は、Ｙ字形状に形成され、ベース部２１と垂直部２２と水平アーム部２３とからなっている。ベース部２１には光源２４、ミラー２５が設けられ、水平アーム部２３には、対物レンズ２６を取り付けたレボルバ２７、観察鏡筒２７Ａ、接眼レンズ２８が設けられている。このうちベース部２１の上面には、光源２４から出力されてミラー２５で反射した照明光を出射するための光通過口（以下、窓レンズ部と称する）２９が設けられている。この窓レンズ部２９には、照明光をコンデンサレンズ３３に導くためのレンズ系が取り付けられるもので、ベース部２１の上面から円筒状に突出している。
【００２２】
顕微鏡フレーム２０の垂直部２２には、ステージアーム３０が上下方向に移動自在に設けられている。このステージアーム３０の上部には標本３１を載置するためのステージ３２が設けられ、下部にはコンデンサレンズ３３が設けられている。なお、ステージ３２の奥方のベース部２１には操作ハンドル３４が設けられ、この操作ハンドル３４の回転操作によりステージアーム３０が上下動するものとなっている。
【００２３】
上記窓レンズ部２９には、光学要素切換ターレット３５が着脱自在に取り付けられている。この光学要素切換ターレット３５は、複数の光学要素、例えばバンドパスフィルタや偏光フィルタなどの光学要素のうちいずれかの光学要素を照明光の通る光路上に切換挿入するためのもので、図２に具体的な構成を示す。
【００２４】
ターレットベース３６の下部には、取付環３７がねじ３８により回転自在に取り付けられている。この場合、取付環３７の円周上にねじ穴３９が形成され、このねじ穴３９にターレットベース３６が取り付けられている。又、取付環３７は、窓レンズ部２９の外径よりも若干大きな環状に形成され、２つのねじ４０、４１により窓レンズ部２９に対してねじ止めされる。
【００２５】
図３はターレットベース３６を上方から見た図である。ターレットベース３６には、等間隔で４つの開口部４２〜４５が形成されている。このうち隣り合う２つの開口部４２、４３には、これら開口部４２、４３の径よりも大きい円形状の凹部４６、４７が形成されている。又、凹部４６に繋がるターレットベース３６の上面には、切欠き部４８が形成され、この切欠き部４８内にねじ穴４９が形成されている。
【００２６】
ターレットベース３６の各凹部４６、４７内には、それぞれ光学要素取付用の各環状歯車５０、５１が収納される。これら環状歯車５０、５１は、図４に示すようにそれぞれ外周上に歯部５２、５３が形成され、かつ環内にバンドパスフィルタや偏光フィルタなどの光学要素が同時に２枚まで収納可能なものとなっている。これら環状歯車５０、５１の環内には、ねじ５４が切ってあり、環内に光学要素を収納した場合に押え環５５により締め付けて光学要素を固定するようになっている。なお、押え環５５の外周面には、ねじ５６が切ってある。
【００２７】
これら環状歯車５０、５１がターレットベース３６の各凹部４６、４７内に収納されることにより、これら環状歯車５０、５１は互いに歯部５２、５３が歯合して連動するものとなる。すなわち、一方の環状歯車５０を左向きに回転させれば、他方の環状歯車５１は右向きに回転し、かつ一方の環状歯車５０を右向きに回転させれば、他方の環状歯車５１は左向きに回転する。
【００２８】
又、これら環状歯車５０、５１がターレットベース３６の各凹部４６、４７内に収納されることにより、これら環状歯車５０、５１の外周の一部分がターレットベース３６の外周よりも外側に突出する。この突出する環状歯車５０、５１の一部分が観察者によって回転操作される部分となる。
【００２９】
これら環状歯車５０、５１が収納されたターレットベース３６の上面には、カバー５７が各ねじ５８ａ〜６０ａによってターレットベース３６上の各ねじ穴５８ｂ〜６０ｂにねじ止めされている。なお、ターレットベース３６とこのカバー５７とによりターレット本体が形成される。このカバー５７には、ターレットベース３６に形成された各開口部４２〜４５に対応する部分にそれぞれ開口部５８〜６１が形成されている。
【００３０】
又、カバー５７における開口部５８に繋がって長方形状の切欠き片６２が形成されている。この切欠き片６２は、環状歯車５０、５１の回転を任意の角度で固定する固定部として作用するもので、カバー５７がターレットベース３６に取り付けられたときに、ターレットベース３６上の切欠き部４８上に配置される。そして、押えねじ６３がねじ穴６４を通してねじ穴４９に螺合し、切欠き片６２を環状歯車５０に押さえ付けるものとなっている。
【００３１】
又、ターレットベース３６には、図３に示すようにその内部の４箇所にそれぞれ磁石６５〜６８が設けられている。これら磁石６５〜６８は、ターレット本体が回転したときに各開口部４２〜４５のうち所望の開口部４２〜４５を窓レンズ部２９に位置決めするためのもので、位置決め基準用の磁石６９が取付環３７上に設けられている。
【００３２】
次に、上記の如く構成された顕微鏡の光学要素切換ターレットの作用について説明する。
【００３３】
光学要素切換ターレット３５は、取付環３７を窓レンズ部２９にはめ込み、２つのねじ４０、４１により顕微鏡のベース部２１上の窓レンズ部２９に対してねじ止めされる。光学要素切換ターレット３５を取り外すときは、２つのねじ４０、４１を緩めればよい。
【００３４】
光学要素切換ターレット３５は、ねじ３８により取り付けた部分を中心として回転する。この回転により光学要素切換ターレット３５上の各開口部４２〜４５のうち所望の１つの開口部４２〜４５を窓レンズ部２９上に位置決めできる。
【００３５】
この位置決めのとき、１つの開口部４２〜４５に該当する磁石６５〜６８と取付環３７上の磁石６９との間の磁力により吸引し合って非接触の状態で位置決めされる。従って、位置決め時に、振動や衝撃が生じることはない。
【００３６】
又、標本３１の偏光観察を行う場合、例えば環状歯車５０又は５１に偏光フィルタを収納し、この偏光フィルタの回転角度を、この偏光フィルタと対をなす水平アーム部２３などの観察光路上に配置された偏光フィルタの偏光方向に応じて調整（クロスニコル調整）する必要がある。
【００３７】
この場合、図５(a)に示すように一方の環状歯車５１が窓レンズ部２９上に位置決めされていれば、顕微鏡のフロント側から観察者は、光学要素切換ターレット３５の図中右側に配置されている他方の環状歯車５０を回転操作することにより、この環状歯車５１の回転が環状歯車５１に伝達され、当該環状歯車５１が回転する。これにより、環状歯車５１に取り付けられている偏光フィルタの回転角度を変化でき、クロスニコル調整を行うことができる。
【００３８】
又、図５(b)に示すように他方の環状歯車５０が窓レンズ部２９上に位置決めされていれば、顕微鏡のフロント側から観察者は、光学要素切換ターレット３５の図中左側に配置されている一方の環状歯車５１を回転操作することにより、この環状歯車５１の回転が環状歯車５０に伝達され、当該環状歯車５０が回転する。これにより、環状歯車５０に取り付けられている偏光フィルタの回転角度を変化でき、クロスニコル調整を行うことができる。
【００３９】
例えば、標本３１を中心波長７７５ｎｍと中心波長９００ｎｍの２種類のバンドパスフィルタを用いてＤＩＣ観察することがある。この観察では、中心波長７７５ｎｍのバンドパスフィルタ及び波長７７５ｎｍ用の偏光フィルタを一方の環状歯車５１に重ねて取り付け、中心波長９００ｎｍのバンドパスフィルタ及び波長９００ｎｍ用の偏光フィルタを他方の環状歯車５０に重ねて取り付ける。
【００４０】
従って、ＤＩＣ観察する場合には、観察者が光学要素切換ターレット３５を回転させて中心波長７７５ｎｍと中心波長９００ｎｍとの２種類のバンドパスフィルタのいずれかのバンドパスフィルタに切り換え、かつ切り換えたときに偏光フィルタの回転角度を調整するために観察者は、一方の環状歯車５１に取り付けられた中心波長７７５ｎｍに対応した偏光フィルタを回転調整するときに他方の環状歯車５０を回転操作し、他方の環状歯車５０に取り付けられた中心波長９００ｎｍに対応した偏光フィルタを回転調整するときに一方の環状歯車５１を回転操作する。
【００４１】
偏光フィルタの回転角度を調整した後、この回転角度を固定する場合には、押えねじ６３を操作することにより、切欠き片６２が環状歯車５０を押さえ付けて固定する。
【００４２】
又、標本３１にパッチクランプを行って標本３１を操作しているときに、光学要素切換ターレット３５を回転させて中心波長７７５ｎｍと中心波長９００ｎｍとの２種類のバンドパスフィルタのいずれかのバンドパスフィルタに切り換え動作しても、これらバンドパスフィルタの開口部４２、４３に該当する磁石６６、６７と取付環３７上の磁石６９との間の磁力により吸引し合って非接触の状態で位置決めされるので、振動や衝撃が生ぜず、パッチクランプが標本３１から外れることはない。
【００４３】
このように上記一実施の形態においては、例えばバンドパスフィルタや偏光フィルタなどの光学要素を照明光の通る光路上に切換挿入する光学要素切換ターレット３５を着脱自在に取り付けるようにしたので、コンデンサレンズ３３とは別体にでき、コンデンサレンズ３３に拘わらず既存の各種顕微鏡に着脱でき、かつ簡単に操作できる。これにより、高価なコンデンサレンズを使用することなく、検鏡方法や観察者に応じたコンデンサレンズ３３を有効に使用できる。
【００４４】
又、光学要素切換ターレット３５とコンデンサレンズ３３とを別体な構成とするので、コンデンサレンズ３３の周囲の空間を広くでき、コンデンサレンズ３３の操作性がよくなる。又、環状歯車５０、５１は、互いに隣同士に設けられ、一方の環状歯車５１に取り付けられている偏光フィルタを回転させるときにはフロント側から見て右側に突出する他方の環状歯車５０を回転させ、他方の環状歯車５０に取り付けられている偏光フィルタを回転させるときにはフロント側から見て左側に突出する一方の環状歯車５１を回転させるので、左右側の操作位置で光路上に挿入されている偏光フィルタの種類を判別できる。これにより、例えば暗室で蛍光観察を行う場合などで、目視による偏光フィルタ等の光学要素の確認を必要としない。
【００４５】
又、光学要素切換ターレット３５の切り換え時に各環状歯車５０、５１などの位置決めを各磁石６６、６７と取付環３７上の磁石６９との間の磁力により非接触で行うので、位置決めのときに振動や衝撃が生ぜず、例えばパッチクランプが生細胞標本３１から外れることはない。
【００４６】
又、各環状歯車５０、５１内の偏光フィルタ等の光学要素は、押え環５５により固定されているので、外部からの振動を受けても位置ずれすることはない。
【００４７】
さらに、環状歯車５０は、切欠き片６２を押えねじ６３により押さえるので、偏光フィルタ等の光学要素の回転角度を固定でき、かつ外部からの振動を受けても位置ずれすることはない。
【００４８】
なお、本発明は、上記一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逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００４９】
さらに、上記実施形態には、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が解決でき、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。
【００５０】
例えば、上記一実施の形態は、次の通り変形してもよい。
【００５１】
本発明の光学要素切換ターレット３５は、各種顕微鏡、例えば実体顕微鏡、倒立型生物顕微鏡、位相差顕微鏡、微分干渉顕微鏡、落射蛍光顕微鏡、偏光顕微鏡などにも適用できる。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、コンデンサレンズに拘わらずに、顕微鏡本体に対して簡単な操作で着脱でき、光学要素の切り換えの操作性を向上でき、かつ振動や不用意な接触があっても光学要素に位置ずれを生ぜず、さらに一方の環状歯車に取り付けられている光学要素を回転させるときには例えば右側に突出する他方の環状歯車を回転させ、他方の環状歯車に取り付けられている光学要素を回転させるときには例えば左側に突出する一方の環状歯車を回転させるので、左右側の操作位置で光路上に挿入されている光学要素の種類を判別でき、例えば暗室で蛍光観察を行う場合などで、目視による光学要素の確認を必要としない光学要素切換ターレットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる光学要素切換ターレットを用いた顕微鏡の一実施の形態を示す全体構成図。
【図２】本発明に係わる光学要素切換ターレットの一実施の形態を示す分解構成図。
【図３】本発明に係わる光学要素切換ターレットの一実施の形態におけるターレットベースを上方から見た図。
【図４】本発明に係わる光学要素切換ターレットの一実施の形態における環状歯車の外観図。
【図５】本発明に係わる光学要素切換ターレットの一実施の形態における操作性を説明するための図。
【図６】従来の光学要素切換ターレットの構成図。
【図７】従来の他の光学要素切換ターレットの構成図。
【符号の説明】
２０：顕微鏡フレーム
２１：ベース部
２２：垂直部
２３：水平アーム部
２４：光源
２５：ミラー
２６：接眼レンズ
２７：レボルバ
２８：接眼レンズ
２９：窓レンズ部
３０：ステージアーム
３１：標本
３２：ステージ
３３：コンデンサレンズ
３４：操作ハンドル
３５：光学要素切換ターレット
３６：ターレットベース
３７：取付環
４２〜４５：開口部
４６，４７：凹部
４８：切欠き部
５０，５１：環状歯車
５２，５３：歯部
５５：押え環
５７：カバー
５８〜６１：開口部
６２：切欠き片
６３：押えねじ
６５〜６８，６９：磁石

Claims

顕微鏡の光源とコンデンサレンズとの間に着脱自在に配置され、複数の光学要素のうちいずれかの光学要素を前記顕微鏡の光路上に切換挿入する光学要素切換ターレットであって、
複数の開口部が形成され、ターレットベースとカバーとにより形成されるターレット本体と、
前記ターレットベースの下部に取り付けられ、前記顕微鏡に取り付けるための取付環と、
前記複数の開口部のうち少なくとも２つの開口部に収納され、互いに歯合して連動する光学要素取付用の少なくとも２つの環状歯車と、
を具備し、
一方の前記環状歯車は、前記顕微鏡の光路上に位置決めされるようになっており、
前記２つの環状歯車のそれぞれの一部分は、前記ターレット本体の外に突出した状態で回転自在に設けられ、
前記他方の環状歯車を回転させ、前記顕微鏡の光路上に位置決めされた前記一方の環状歯車の回転を任意の角度で調整する、
ことを特徴とする光学要素切換ターレット。
前記複数の開口部にそれぞれ取り付けられた前記光学要素を固定する押え環を有することを特徴とする請求項１記載の光学要素切換ターレット。
前記ターレット本体に対する前記環状歯車の回転を任意の角度で固定する固定部を有することを特徴とする請求項１記載の光学要素切換ターレット。
前記ターレット本体の回転角度を所定の角度で位置決めする位置決め手段を有することを特徴とする請求項１記載の光学要素切換ターレット。
前記位置決め手段は、
前記取付環に磁石を配置し、
前記ターレットベースの略円周上に等間隔に複数個の磁石を配置し、
前記ターレット本体が回転したときに所望の前記開口部を前記顕微鏡の光路上に位置決めする、
ことを特徴とする請求項４記載の光学要素切換ターレット。
請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の光学要素切換ターレットは、前記顕微鏡の窓レンズ部に着脱自在に設けられ、前記顕微鏡の前記光源と前記コンデンサレンズとの間に配置されることを特徴とする。