JP4812188B2 - 顕微鏡用落射照明装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、明視野観察と暗視野観察を切換可能にした顕微鏡用落射照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、顕微鏡用落射投光管の電動明暗視野切換方法として、明視野および暗視野用のミラーユニットが取付けられた回転可能なターレットの外周部が歯車になっており、その外周部の歯車に噛み合うようにモータと歯車を構成してターレットを電動駆動することで、ミラーユニットを回転駆動切換えを行なうターレット切換え方式のものや直線案内される可動側に明視野、暗視野用ミラーを設けるとともに、ラックを設け、モータ側にラックに対応するピニオンを設け、これらラックとピニオンを噛み合せ、モータによりピニオンとラックを介して可動側を直線駆動することで、ミラーの切換えを行う直線駆動切換え方式のものなどが知られている。
【０００３】
ところで、最近になって、顕微鏡が様々な装置に組込まれるようになると、顕微鏡自体のコンパクト化、駆動部の電動化、駆動部の耐久性が求められるようになってきている。
【０００４】
このような要求の中で、上述したターレット切換え方式のものは、ターレットを回転する操作スペースが必要で、ミラー切換え部全体が大きなものになってしまうため適した方式とは言えない。一方、ラックとピニオンを用いた直線駆動切換え方式のものは、スペース的に無駄がなくコンパクトにできるが、それぞれのミラーの位置決めにクリック機構等の位置決め手段が必要になるため、位置決めされるミラー位置とモータの停止位置の関係を決定するセンサ等の調整が微妙で極めて難しく、この調整を疎かにすると、クリック機構での呼び込み力などにより、モータ側が無理に回転させられてモータ内部に負担がかかり、耐久性に問題を生じることがある。このため、停止精度の高いモータと精度の高いセンサ調整が必要となり、さらに高価なものとなってしまう。
【０００５】
そこで、従来、特開昭５２−１１９２８４号公報に記載されるようなミラーの角度切換え(２ポジション)手段が開示されている。つまり、かかるミラー切換え手段では、電動機(モータ)に取付けられたカム(円盤)上面の回転中心からずれた位置にピンが取り付けられ、このピンと遊びをもって係合される長溝を有する切換えレバー(アーム)がミラー角度切換え回転中心に回転可能に取り付けられ、また、切換えレバーの回転角度の位置決めをするための一対のストッパが切換えレバーに突き当たるように配置され、更にバネで引張ることにより、常に一方の切換え位置でストッパに押付けられるような構成になっている。また、それぞれの切換え位置でモータの駆動を停止する手段を有している。
【０００６】
このような構成とすれば、ピンと切換えレバーの長溝との間には、遊びがあるため、切換えレバーがストッパに当接して停止した後もモータの停止誤差を吸収でき、また、モータの駆動を停止する手段が故障等で機能しなかった場合も、切換えレバーが回転するだけなので、ストッパへの当接時にモータにかかる負担が回避され、モータの耐久性などへの影響を無くすことができる。
【０００７】
一方、最近になって、顕微鏡は、明視野や暗視野の観察の他にも、微分干渉観察等の偏光観察の要求が増してきており、これら観察のための電動化も進んできている。そして、このような電動化の一般的な例としては、上述したターレット切換え方式のものでは、明視野および暗視野用ミラーユニットの他に、ポラライザとアナライザを有するミラーユニットを組み込んだものや、ポラライザとアナライザについては、それぞれをモータ駆動により光路に対して挿脱するものが用いられている。
【０００８】
しかし、ターレット切換え方式のものは、上述したようにターレットを回転する操作スペースが必要で、ミラー切換え部全体が大きなものになるため、顕微鏡等のコンパクト化の下での使用に適していない。また、ポラライザとアナライザのそれぞれをモータで駆動して光路から挿脱するものは、これらポラライザとアナライザの挿脱を駆動する複数のモータが必要となるため、電力消費が増加し、コスト的に不利になるばかりか、スペースの面でも不利になる。
【０００９】
そこで、従来、電動式ではなく手動式であるが、特開２０００−２７５５３３号公報に開示されるように、照明光路にポラライサ、観察光路にアナライザを同時に挿脱できるように、１つの枠に２個の偏光素子を設けたものが考えられている。このような２個の偏光素子を設けた枠を電動駆動すれば、モータが１個で済み、また、枠を案内するガイドも1つで済むので、電力的にもコスト的にも有利になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータヘの負担を軽減する手段として挙げた特開昭５２−１１９２８４号のものは、基本的にモータの回転を切換えレバーを介してミラーの回転として伝えるもので、この構成では、複数のミラー切換えに応用するのは難しい。また、ミラーの取付いている切換えレバーにストッパに突き当てて停止させるため、この突き当て時の衝撃により、ミラーが振動し、光学性能に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１１】
また、偏光観察に関して述べた、特開２０００−２７５５３３号公報のものは、ポラライサおよびアナライザの光路への挿脱操作が１アクションで行うことができるが、様々な装置等に組込むことを考えると自動化が必要であり、このため、モータ等を付加して挿脱駆動しようとすると、モータ等を付加する分、消費電カ、コストが増し、スペース的にも大きくなるため、顕微鏡等のコンパクト化の下での使用に適していない。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、装置全体のコンパクト化を実現できる顕微鏡用落射照明装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、明視野光学素子と暗視野光学素子を有し、これら明視野光学素子および暗視野光学素子を選択的に照明光軸と観察光軸の交点上に挿脱させることで明視野観察と暗視野観察を切換える顕微鏡用落射照明装置において、直線方向に移動可能に設けられ、且つこの移動方向に沿って前記明視野光学素子および前記暗視野光学素子が並設される光学素子支持手段と、前記光学素子支持手段に、該光学素子支持手段の移動方向と直交する方向に沿って形成された案内部材と、モータと、このモータの回転軸に設けられるとともに、その先端が前記案内部材に沿って案内されるアームを有し、前記モータの回転軸の回転に伴う前記アーム先端の前記案内部材に沿った移動により前記光学素子支持手段を直線移動させる駆動手段と、前記光学素子支持手段による前記明視野光学素子または前記暗視野光学素子の前記照明光軸と前記観察光軸の交点上への移動を位置決めするクリック手段と、前記光学素子支持手段の移動方向に沿って移動可能に設けられ、且つ前記照明光軸と前記観察光軸にそれぞれ挿入される偏光素子を設けた偏光素子支持手段と、
前記偏光素子支持手段に、該偏光素子支持手段の移動方向と直交する方向に沿って形成された第２の案内部材とを有し、前記光学素子支持手段による前記明視野光学素子の前記照明光軸と前記観察光軸の交点上への移動の状態で、さらに前記駆動手段の前記モータの回転軸の回転に伴う前記アーム先端の前記第２の案内部材に沿った移動により前記偏光素子支持手段を直線移動させることを特徴としている。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記偏光素子支持手段は、前記偏光素子が前記照明光軸と前記観察光軸から外れた状態で、前記照明光軸上に挿入され、且つ中心部を減光部に、この減光部周囲を非減光部に構成したドーナツフィルタを有することを特徴としている。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記照明光軸に挿入される前記偏光素子は、ポラライザであり、前記観察光軸に挿入される前記偏光素子は、アナライザであり、前記偏光素子支持手段は、前記駆動手段の前記モータの回転軸の回転に伴う前記アーム先端の前記第２の案内部材に沿った移動によって、前ポラライザが前記照明光軸に、前記アナライザが前記観察光軸にそれぞれ同時に挿入されるように前ポラライザと前記アナライザを配置することを特徴としている。
【００１６】
この結果、本発明によれば、明視野と暗視野の観察法の切換えが光学素子支持手段の直線移動により行なえるため、明視野光学素子および暗視野光学素子を直動させるための光学素子３個分の移動スペースと、モータおよびアームを含む駆動手段によって装置全体のコンパクト化を実現できると共に、明視野と暗視野の観察法の切換えに加えて、偏光素子の光路への挿脱も１つのモータのみの駆動により可能となるため、省電力、コンパクト、ローコスト化が可能で、さらに専用のモータを追加することがないので、電力消費の無駄もなく、コストパフォーマンスにも優れている。
【００１８】
さらに、明視野と暗視野と偏光の観察法の切換えの効果に加え、偏光観察の際の偏光素子が入らないポジションで、照明光軸上にドーナツフィルタを入れるようにしたので、暗視野から明視野に切換えた際の光量バランスを取ることかでき、観察時の不必要な眩しさを回避することができる。
又、ポラライザ、アナライザの偏光素子の光路への挿脱も１つのモータのみの駆動により可能となるので、省電力、コンパクト、ローコスト化が可能で、さらに専用のモータを追加することがないので、電力消費の無駄もなく、コストパフォーマンスにも優れた効果を得られる。
【００１９】
【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。
【００２０】
(第１の実施の形態)
図１は、第１の実施形態に適用される顕微鏡の概略構成を示している。
【００２１】
図１において、１は顕微鏡本体で、この顕微鏡本体１は、水平方向のベース１ａに対して直立した胴部１ｂを有している。
【００２２】
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、被写体としての標本３を載置するもので、焦準ハンドル４の操作により胴部１ｂに沿って上下方向に移動可能になっている。また、胴部１ｂには、落射投光管５が設けられ、この落射投光管５の先端部には、ステージ２と対向させてレボルバ６が設けられている。このレボルバ６は、複数の対物レンズ７を支持するもので、所定の対物レンズ７を選択的に光路上に切換えるようにしている。
【００２３】
落射投光管５には、鏡筒８が設けられ、この鏡筒８には、接眼レンズ９が設けられている。
【００２４】
落射投光管５には、光源１０を有するランプハウス１１が設けられている。そして、光源１０からの照明光は、落射投光管５内部の照明光軸２８上に配置されたレンズ１２、１３を介してミラー部１４に入射し、ミラー部１４で反射された光束は、観察光軸２９上の対物レンズ７を透過して標本３に照射し、さらに標本３からの反射光は、対物レンズ７を介してミラー部１４に入射し、このミラー部１４を透過して鏡筒８に入射して接眼レンズ９に導かれ、目視観察されるようになっている。
【００２５】
この場合、ミラー部１４は、後述するミラー切換え部２１により構成されるもので、操作ユニット２２の操作によりコントロールユニット２３を介して明視野光学素子の明視野ミラー部３０と暗視野光学素子の暗視野ミラー部３１の切換えを可能にしている。また、ミラー部１４の照明光軸２８側のレンズ１３との間の光軸上には、ポラライザ１５が配置され、また、ミラー部１４の観察光軸２９側の接眼レンズ９との間の光軸上には、アナライザ１６が配置され、さらにレボルバ６内に微分干渉用プリズム１７が配置され、微分干渉観察を可能にしている。
【００２６】
図２（ａ）（ｂ）は、ミラー切換え部２１の上面および側面の概略構成を示している。
【００２７】
図において、２５は取付け座で、この取付け座２５は、落射投光管５内部に取り付けられている。この取付け座２５には、固定部と可動部を有する水平方向に直動可能な案内機構、つまりガイド２６の固定部側が取り付いており、可動部側には、光学素子支持手段としてのミラーブロック２７が取り付けられている。ミラーブロック２７には、上述した照明光軸２８を直角に対物レンズ７側の観察光軸２９方向に折り返すように明視野ミラー部３０と暗視野ミラー部３１が移動方向に沿って並べて設けられている。
【００２８】
取付け座２５には、モータ座３２が直立して設けられ、このモータ座３２には、直流式のモータ３３が設けられている。このモータ３３は、その回転軸３３１がモータ座３２を介してミラーブロック２７側に突出されている。そして、この回転軸３３１の先端部に、アーム３４の基端部が設けられ、このアーム３４の先端部に、ベアリング構造を有するローラ３５が設けられている。この場合、アーム３４は、図３(ａ)(ｂ)に示すようにモータ３３の回転軸３３１により１８０°の範囲で回動可能になっている。また、モータ座３２には、センシング手段として一対のセンサ３６、３７が所定の間隔をもって配置されている。これらセンサ３６、３７は、光の透過、遮光を検知する構成のもので、明視野ミラー部３０または暗視野ミラー部３１の位置を検出するようにしている。
【００２９】
一方、ミラーブロック２７には、案内部材としての案内溝３８が設けられている。この案内溝３８は、図３（ａ）（ｂ）に示すようにミラーブロック２７の側面で該ミラーブロック２７の移動方向に直交する垂直方向に沿って形成されるもので、アーム３４の先端部のローラ３５がある程度の隙間を持って挿入されていて、アーム３４の回動とともに、ローラ３５が案内溝３８の一方の側壁に押し付けられると同時に、この側壁に沿って移動されることで、ミラーブロック２７全体を取付け座２５のガイド２６に沿って直線移動させるようになっている。
【００３０】
ミラーブロック２７には、センサ板３９が設けられている。このセンサ板３９は、ミラーブロック２７とともに直線移動され、その端部でセンサ３６またはセンサ３７での光の透過を遮断することで、ミラーブロック２７上の明視野ミラー部３０または暗視野ミラー部３１が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置したことを検出するようにしている。
【００３１】
ミラーブロック２７には、移動方向に沿って所定の間隔を介して一対のクリック溝３９１、３９２が形成されている。そして、これらクリック溝３９１、３９２に対して取付け座２５側には、弾性部材を有するクリック板４０が設けられている。このクリック板４０は、明視野ミラー部３０または暗視野ミラー部３１が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置した状態でクリック溝３９１、３９２に係合され、ミラーブロック２７の位置決めを行うようにしている。
【００３２】
なお、モータ３３、センサ３６、３７は、それぞれケーブル(図示しない)が付いていて、図１に示すようにコントロールユニット２３を介して操作ユニット２２に接続されている。コントロールユニット２３は、モータ３３、センサ３６、３７との信号のやり取りや電源供給の制御を行うもので、また、操作ユニット２２は、複数のスイッチを有し、それぞれのスイッチが押し操作されると、コントロールユニット２３より制御信号をモータ３３、センサ３６、３７に出力されるようになっている。
【００３３】
次に、このような実施の形態の動作を説明する。この場合、図３（ａ）は暗視野光路に切換えられた状態を示し、同図（ｂ）は、明視野光路に切換えられた状態を示している。
【００３４】
まず、図３（ａ）に示すように、暗視野ミラー部３１が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置されている時に、操作ユニット２２上の明視野スイッチ(図示しない)を押し操作すると、その信号がコントロールユニット２３に伝えられる。すると、コントロールユニット２３は、ミラー切換え部２１のセンサ３６、３７のどちらが、センサ板３９によって遮光されているか読み取り(暗視野ミラー部３１が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置されている場合は、センサ３６が遮光されている)、モータ３３を起動させるための電源供給を開始する。
【００３５】
モータ３３が起動され、回転軸３３１が回転すると、回転軸３３１に取り付けられたアーム３４も回転し、アーム３４の先端に取り付けられたローラ３５がミラーブロック２７の案内溝３８の一方の側壁を押し始めるとともに、案内溝３８に沿って図示下方向に移動されることで、ミラーブロック２７全体がガイド２６に沿って図示右方向に直線移動する。その際、クリック溝３９１に係合され位置決め保持していたクリック板４０が弾性によってクリック溝３９１から外れる。
【００３６】
この状態で、ミラーブロック２７がさらに移動を続け、センサ板３９がセンサ３７を遮光すると、その信号がコントロールユニット２３に伝えられ、モータ３３の回転軸３３１の回転を停止する。この間に、クリック溝３９２にクリック板４０が弾性で呼込まれ位置決め保持され、図３（ｂ）に示すように明視野ミラー部３０が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置される。
【００３７】
このような動作により、光源１０からの照明光は、落射投光管５内部のレンズ１２、１３を介してミラー部１４に入射し、明視野ミラー部３０のハーフミラー(図示しない)により９０度反射され、観察光軸２９上の対物レンズ７を透過して標本３に照射し、さらに標本３からの反射光は、対物レンズ７を介して明視野ミラー部３０のハーフミラー(図示しない)を透過して鏡筒８に入射して接眼レンズ９に導かれ、標本３が明視野観察可能となる。
【００３８】
また、暗視野観察も同様な方法で切換えられ、暗視野ミラー部３１のドーナツミラー(図示しない)が光軸に入り、光源１０からの光束が、ドーナツミラー(図示しない)により９０度反射され、対物レンズ７の暗視野光路(図示しない)を通り、標本３に照射し、照射された反射光の中の散乱光が対物レンズ７を通り、その後は明視野観察の時と同じ光路を経て、接眼レンズ９に導かれ、暗視野観察が行なえる。
【００３９】
従って、このような構成によると、明視野と暗視野の観察法の切換えがミラーブロック２７の直線移動により行なえるため、明視野ミラー部３０および暗視野ミラー部３１を直動させるためのミラー部３個分の移動スペースと、モータ３３およびアーム３４を含む駆動部によって装置全体をコンパクトに構成できる。
【００４０】
また、ミラー部が切換わる際にモータ３３の停止とは別に、クリック板４０とクリック溝３９１、３９２にて位置決めされ、この際にモータ３３には、案内溝３８とローラ３５との間に存在する、ある程度の隙間により負荷がかかることがなく、さらに、モータ３３は、明視野ミラー部３０および暗視野ミラー部３１を有するミラーブロック２７の移動範囲の中心に配置されるので、モータ３３にかかる負荷も均等にでき、優れた耐久性も得ることができる。
【００４１】
さらに、モータ３３の回転の停止以降にオーバラン量が大きくても、この位置で案内溝３８の側壁がない部分が来るようにすれば、モータ３３に負荷のかかる心配がなく、モータ３３のブレーキタイミングとるセンサの調整、制御も簡単にできる。このため、組立性、保守性に優れるとともに、比較的安価でオーバランの多いタイプの安価なモータを採用することができ、さらにコスト的に有利にできる。
【００４２】
さらにまた、案内であるガイドに市販の直動ガイド等を用いれば、摺動力量が軽く、低トルクの安価なモータの使用が可能となるため、コストパフォーマンスにも優れた効果を得られる。また、モータ３３としてステッピングモータを採用することも可能で、このようにすれば、モータをパルス数で制御できるため、センサ３６、３７が不要となり、さらにコスト低減を実現できる。
【００４３】
(第２の実施の形態)
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４４】
この第２の実施の形態では、第１の実施例を応用して明視野、暗視野に加え、さらに偏光観察切換を付加したものである。
【００４５】
なお、第２の実施形態に適用される顕微鏡の概略構成は、上述した図１と同様なので、同図を援用するものとする。
【００４６】
また、図４（ａ）（ｂ）は、第２の実施の形態に使用されるミラー切換え部２１の上面および側面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。
【００４７】
この場合、落射投光管５には、シャフト４１と溝付シャフト４２がミラーブロック２７の移動方向に沿って平行に配置されている。これらシャフト４１と溝付シャフト４２は、それぞれの両端を押え部材４３により固定されている。
【００４８】
これらシャフト４１と溝付シャフト４２には、偏光素子支持手段としてのスライダブロック４４が、これらシャフト４１と溝付シャフト４２に沿って摺動するように設けられている。スライダブロック４４は、光源１０とミラーブロック２７の間に位置する側面に偏光素子であるポラライザ４５、ミラーブロック２７と鏡筒８の間に位置する側面に偏光素子であるアナライザ４６が設けられている。この場合、アナライザ４６は、ポラライザ４５の振動方向に対して直交の振動方向となるように取り付いている。
【００４９】
また、スライダブロック４４には、ミラーブロック２７側の案内溝３８と同様に垂直方向に沿って第２の案内部材としての案内溝４７が形成されている。この案内溝４７は、図５(ｂ)の状態、つまり、明視野ミラー部３０が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置された状態で、ミラーブロック２７側の案内溝３８と直列方向に位置され、アーム３４の先端部のローラ３５が挿入され、アーム３４の回動とともに、ローラ３５が案内溝４７に沿って移動されることで、スライダブロック４４をシャフト４１と溝付シャフト４２に沿って直線移動させるようになっている。
【００５０】
スライダブロック４４には、センサ板４８が設けられている。このセンサ板４８は、スライダブロック４４とともに直線移動され、その端部でセンサ４９での光の透過を遮断することで、スライダブロック４４が照明光軸２８と観察光軸２９の交点上に位置したことを検出するようにしている。
【００５１】
溝付シャフト４２には、所定の間隔をおいてＶ溝部４２１、４２２が形成されている。これらＶ溝部４２１、４２２に対応して、ボールとバネを用いたプランジャ機構５０が設けられている。このプランジャ機構５０は、スライダブロック４４が照明光軸２８と観察光軸２９の交点上と、これより外れた位置でＶ溝部４２１、４２２に係合され、スライダブロック４４の位置決めを行うようにしている。
【００５２】
次に、このような実施の形態の動作を説明する。この場合、図５（ａ）は、暗視野光路に切換えられた状態を示し、同図（ｂ）は、明視野光路に切換えられた状態を示し、同図（ｃ）は、偏光板が光路に挿入された状態を示している。
【００５３】
この場合、明視野光路と暗視野光路の切換えは、上述したと同様である。この状態から、操作ユニット２２上の偏光観察切換スイッチ(図示しない)を押し操作すると、その信号がコントロールユニット２３に伝えられる。すると、コントロールユニット２３は、センサ３６、３７、４９のいずれかが遮光されているか読み取り、現在の位置を確認する。
【００５４】
ここで、暗視野の位置にあった場合（センサ３６のみが遮光された状態）は、第１の実施の形態で述べたと同様にして、図５（ａ）から(ｂ)に示すように暗視野から明視野への切換えが行われる。
【００５５】
そして、図５(ｂ)の状態、つまり、明視野ミラー部３０が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置され、ミラーブロック２７側の案内溝３８に直列にスライダブロック４４の案内溝４７が位置された状態で、さらに、モータ３３の回転軸３３１が回転すると、アーム３４先端のローラ３５が案内溝４７の側壁を押し始める（この場合、ミラーブロック２７は、明視野が保持された状態のままである）。これにより、スライダブロック４４は、プランジャ機構５０が溝付シャフト４２のＶ溝部４２１から外れることで、シャフト４１と溝付シャフト４２に沿って移動を開始する。
【００５６】
この状態で、スライダブロック４４が移動を続け、センサ板４８がセンサ４９を遮光すると、その信号がコントロールユニット２３に伝えられ、モータ３３の回転軸３３１の回転を停止する。この間に、プランジャ機構５０がＶ溝部４２２に呼込まれ位置決め保持され、図５（ｃ）に示すようにスライダブロック４４が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置され、ポラライザ４５が照明光軸２８に入り、アナライザ４６が観察光軸２９に入るようになる。
【００５７】
このような動作により、暗視野と明視野の際は、第１の実施の形態と同様な観察が可能となり、偏光観察では、明視野光路の照明光軸２８上にポラライザ４５、観察光軸２９上にアナライザ４６が配置される。この場合、ポラライザ４５とアナライザ４６は、互いの振動方向が直交状態になっているので、これらに加えて、ミラー部１４と対物レンズ７との間の観察光軸２９上に微分干渉用プリズム(図示しない)を挿入することで、微分干渉観察が可能となる。
【００５８】
従って、このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態で述べた明視野と暗視野の観察法の切換えに加えて、ポラライザ４５、アナライザ４６の偏光素子の光路への挿脱も１つのモータ３３のみの駆動により可能となるため、省電力、コンパクト、ローコスト化が可能で、さらに専用のモータを追加することがないので、電力消費の無駄もなく、コストパフォーマンスにも優れた効果を得られる。
【００５９】
また、明視野と暗視野の観察法の切換えおよび微分干渉観察への切換えも、モータ３３を同一方向に回転操作させるだけなので、これらの切換の順序が単純で、制御的にも簡単にでき、取り扱いを簡単なものにできる。
【００６０】
さらに、この実施の形態の中では、案内をシャフト４１と溝付シャフト４２としたが、市販の直動ガイド等を使用すれば、摺動力量が軽くなるため、低トルクの安価なモータも使用できる。
【００６１】
(第３の実施の形態)
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００６２】
この第３の実施の形態では、第２の実施例を応用して、明視野、暗視野時にドーナツフィルターが挿入できるようにしたもにである。
【００６３】
なお、第３の実施形態に適用される顕微鏡の概略構成は、上述した図１と同様なので、同図を援用するものとする。
【００６４】
また、図６は、第３の実施の形態に使用されるミラー切換え部２１の上面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。
【００６５】
この場合、スライダブロック４４は、光源１０とミラーブロック２７の間に位置する側面にポラライザ４５とドーナツフィルタ５１が並べて設けられ、ポラライザ４５が照明光軸２８より外れ、プランジャ機構５０がＶ溝部４２１に呼込まれ位置決め保持された状態で、ドーナツフィルタ５１が照明光軸２８上に位置されるようになっている。
【００６６】
この場合、ドーナツフィルタ５１は、図７に示すように中心部を減光部５１１に、この減光部５１１の周囲を非減光部５１２に構成したものである。
【００６７】
このような構成によると、暗視野と明視野の観察法を選択した場合は、ドーナツフィルタ５１が照明光軸２８に挿入されていることになり、暗視野の時は暗視野観察に必要な外周方向の光束がドーナツフィルタ５１の非減光部５１２を通り、明視野の時は、明視野観察に必要な光束がドーナツフィルタ５１の減光部５１１を通ることになる。また、偏光観察の時は、ポラライザ４５が照明光軸２８に入り、ドーナツフィルタ５１は、照明光軸２８から外される。
【００６８】
従って、このような第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態で述べた明視野と暗視野と偏光の観察法の切換えの効果に加え、偏光観察の際のポラライザ４５などの偏光板が入らないポジションで、照明光軸２８上にドーナツフィルタ５１を入れるようにしたので、暗視野から明視野に切換えた際の光量バランスを取ることかでき、観察時の不必要な眩しさを回避することができる。また、偏光観察の際には、必ずドーナツフィルタ５１が照明光軸２８から外れるので、光量をロスすることはなく、光学性能を十分に引き出すことができる。
【００６９】
なお、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。
【００７０】
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。
【００７１】
なお、上述した実施の形態には、下記の発明も含まれる。
【００７２】
（１）明視野と暗視野がモータ駆動で水平方向に直線切換可能な機構を有する顕微鏡用落射照明装置において、前記機構に水平方向に直線移動するための案内機構と前記案内機構の可動側に取付けられた一方は明視野用のミラー部、もう一方は暗視野用のミラー部を有するミラー部組と、前記ミラー部組に前記直線移動するための案内と垂直方向に設けられた溝部と、明視野、暗視野がそれぞれ光路内の所定の位置に保持できるクリック機構と、前記水平方向に直線移動するための案内に対し水平方向に直角に配置されたモータと、前記モータの回転軸に対して遠心方向に伸びたアームと、前記アームの先端に取付けられた前記ミラー部組に設けられた垂直方向の溝部の側壁間に、ある程度の隙間を持って挿入される回転または円筒状部材と、前記モータを案内の固定側または、別の部分に固定する部材と明視野と暗視野のどちらが光路に入っているか認識でき、モータのブレーキタイミングをとるセンシング手段と、モータを駆動する電源供給手段とそれぞれに切換える操作スイッチと、操作スイッチからの信号を処理し、切換指示を出すコントロール手段を有したことを特徴とする顕微鏡用落射照明装置。
【００７３】
（２）水平方向に直線移動するための案内機構と前記案内機構の可動側に取付けられた一方は明視野用のミラー部、もう一方は暗視野用のミラー部を有するミラー部組と前記ミラー部組に前記直線移動するための案内と垂直方向に設けられた溝部と、明視野、暗視野がそれぞれ光路内の所定の位置に保持できるクリック機構と、前記水平方向に直線移動するための案内機構に対し水平方向に直角に配置されたモータと前記モータの回転軸に対して遠心方向に伸びたアームと、前記アームの先端に取付けられた前記ミラー部組に設けられた垂直方向の溝部の側壁間に、ある隙間を持って挿入される回転または円筒状部材と前記モータを案内の固定側または、別の部分に固定する部材と明視野と暗視野のどちらが光路に入っているか認識でき、モータのブレーキタイミングをとるセンシング手段とモータを駆動する電源供給手段とそれぞれに切換える操作スイッチと操作スイッチか'らの信号を処理し、切換指示を出すコントロール手段を有する顕微鏡用落射照明装置であって、明視野用のミラーが光路に入っている状態で、モータの回転を更に続けた時に、照明光路にポラライザ、観察光路にアナライザが同時に光路に入るように、前記ミラー部組と同方向に移動する案内機構と前記案内機構の可動側に設けられ、前記ミラー部組に設けられた溝と同方向で前記アーム先端に設けられた回転または円筒状部材とある程度の隙問をもった溝と可動側移動部材の照明光路側に取付けられたポラライザと観察光路側に取付けられたアナライザと前記アナライザ及びポラライザが光路に入った時と、外れた位置で保持できるクリック機構と前記アナライザ及びポラライザが光路に入った時認識でき、モータのブレーキタイミングをとるセンシング手段を有したことを特徴とする顕微鏡用落射照明装置。
【００７４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、装置全体のコンパクト化を実現できる顕微鏡用落射照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１乃至第３の実施の形態に適用される顕微鏡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ミラー切換え部の上面および側面の概略構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態の動作を説明するための図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に用いられるミラー切換え部の上面および側面の概略構成を示す図。
【図５】第２の実施の形態の動作を説明するための図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に用いられるミラー切換え部の概略構成を示す図。
【図７】第３の実施の形態に用いられるドーナツフィルタ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…焦準ハンドル
５…落射投光管
６…レボルバ
７…対物レンズ
８…鏡筒
９…接眼レンズ
１０…光源
１１…ランプハウス
１２．１３…レンズ
１４…ミラー部
１５…ポラライザ
１６…アナライザ
１７…微分干渉用プリズム
２１…ミラー切換え部
２２…操作ユニット
２３…コントロールユニット
２５…取付け座
２６…ガイド
２７…ミラーブロック
２８…照明光軸
２９…観察光軸
３０…明視野ミラー部
３１…暗視野ミラー部
３２…モータ座
３３…モータ
３３１…回転軸
３４…アーム
３５…ローラ
３６．３７…センサ
３８…案内溝
３９…センサ板
３９１．３９２…クリック溝
４０…クリック板
４１…シャフト
４２…溝付シャフト
４２１…Ｖ溝部
４２２…Ｖ溝部
４３…押え部材
４４…スライダブロック
４５…ポラライザ
４６…アナライザ
４７…案内溝
４８…センサ板
４９…センサ
５０…プランジャ機構
５１…ドーナツフィルタ
５１１…減光部
５１２…非減光部
【発明の属する技術分野】
本発明は、明視野観察と暗視野観察を切換可能にした顕微鏡用落射照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、顕微鏡用落射投光管の電動明暗視野切換方法として、明視野および暗視野用のミラーユニットが取付けられた回転可能なターレットの外周部が歯車になっており、その外周部の歯車に噛み合うようにモータと歯車を構成してターレットを電動駆動することで、ミラーユニットを回転駆動切換えを行なうターレット切換え方式のものや直線案内される可動側に明視野、暗視野用ミラーを設けるとともに、ラックを設け、モータ側にラックに対応するピニオンを設け、これらラックとピニオンを噛み合せ、モータによりピニオンとラックを介して可動側を直線駆動することで、ミラーの切換えを行う直線駆動切換え方式のものなどが知られている。
【０００３】
ところで、最近になって、顕微鏡が様々な装置に組込まれるようになると、顕微鏡自体のコンパクト化、駆動部の電動化、駆動部の耐久性が求められるようになってきている。
【０００４】
このような要求の中で、上述したターレット切換え方式のものは、ターレットを回転する操作スペースが必要で、ミラー切換え部全体が大きなものになってしまうため適した方式とは言えない。一方、ラックとピニオンを用いた直線駆動切換え方式のものは、スペース的に無駄がなくコンパクトにできるが、それぞれのミラーの位置決めにクリック機構等の位置決め手段が必要になるため、位置決めされるミラー位置とモータの停止位置の関係を決定するセンサ等の調整が微妙で極めて難しく、この調整を疎かにすると、クリック機構での呼び込み力などにより、モータ側が無理に回転させられてモータ内部に負担がかかり、耐久性に問題を生じることがある。このため、停止精度の高いモータと精度の高いセンサ調整が必要となり、さらに高価なものとなってしまう。
【０００５】
そこで、従来、特開昭５２−１１９２８４号公報に記載されるようなミラーの角度切換え(２ポジション)手段が開示されている。つまり、かかるミラー切換え手段では、電動機(モータ)に取付けられたカム(円盤)上面の回転中心からずれた位置にピンが取り付けられ、このピンと遊びをもって係合される長溝を有する切換えレバー(アーム)がミラー角度切換え回転中心に回転可能に取り付けられ、また、切換えレバーの回転角度の位置決めをするための一対のストッパが切換えレバーに突き当たるように配置され、更にバネで引張ることにより、常に一方の切換え位置でストッパに押付けられるような構成になっている。また、それぞれの切換え位置でモータの駆動を停止する手段を有している。
【０００６】
このような構成とすれば、ピンと切換えレバーの長溝との間には、遊びがあるため、切換えレバーがストッパに当接して停止した後もモータの停止誤差を吸収でき、また、モータの駆動を停止する手段が故障等で機能しなかった場合も、切換えレバーが回転するだけなので、ストッパへの当接時にモータにかかる負担が回避され、モータの耐久性などへの影響を無くすことができる。
【０００７】
一方、最近になって、顕微鏡は、明視野や暗視野の観察の他にも、微分干渉観察等の偏光観察の要求が増してきており、これら観察のための電動化も進んできている。そして、このような電動化の一般的な例としては、上述したターレット切換え方式のものでは、明視野および暗視野用ミラーユニットの他に、ポラライザとアナライザを有するミラーユニットを組み込んだものや、ポラライザとアナライザについては、それぞれをモータ駆動により光路に対して挿脱するものが用いられている。
【０００８】
しかし、ターレット切換え方式のものは、上述したようにターレットを回転する操作スペースが必要で、ミラー切換え部全体が大きなものになるため、顕微鏡等のコンパクト化の下での使用に適していない。また、ポラライザとアナライザのそれぞれをモータで駆動して光路から挿脱するものは、これらポラライザとアナライザの挿脱を駆動する複数のモータが必要となるため、電力消費が増加し、コスト的に不利になるばかりか、スペースの面でも不利になる。
【０００９】
そこで、従来、電動式ではなく手動式であるが、特開２０００−２７５５３３号公報に開示されるように、照明光路にポラライサ、観察光路にアナライザを同時に挿脱できるように、１つの枠に２個の偏光素子を設けたものが考えられている。このような２個の偏光素子を設けた枠を電動駆動すれば、モータが１個で済み、また、枠を案内するガイドも1つで済むので、電力的にもコスト的にも有利になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、モータヘの負担を軽減する手段として挙げた特開昭５２−１１９２８４号のものは、基本的にモータの回転を切換えレバーを介してミラーの回転として伝えるもので、この構成では、複数のミラー切換えに応用するのは難しい。また、ミラーの取付いている切換えレバーにストッパに突き当てて停止させるため、この突き当て時の衝撃により、ミラーが振動し、光学性能に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１１】
また、偏光観察に関して述べた、特開２０００−２７５５３３号公報のものは、ポラライサおよびアナライザの光路への挿脱操作が１アクションで行うことができるが、様々な装置等に組込むことを考えると自動化が必要であり、このため、モータ等を付加して挿脱駆動しようとすると、モータ等を付加する分、消費電カ、コストが増し、スペース的にも大きくなるため、顕微鏡等のコンパクト化の下での使用に適していない。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、装置全体のコンパクト化を実現できる顕微鏡用落射照明装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、明視野光学素子と暗視野光学素子を有し、これら明視野光学素子および暗視野光学素子を選択的に照明光軸と観察光軸の交点上に挿脱させることで明視野観察と暗視野観察を切換える顕微鏡用落射照明装置において、直線方向に移動可能に設けられ、且つこの移動方向に沿って前記明視野光学素子および前記暗視野光学素子が並設される光学素子支持手段と、前記光学素子支持手段に、該光学素子支持手段の移動方向と直交する方向に沿って形成された案内部材と、モータと、このモータの回転軸に設けられるとともに、その先端が前記案内部材に沿って案内されるアームを有し、前記モータの回転軸の回転に伴う前記アーム先端の前記案内部材に沿った移動により前記光学素子支持手段を直線移動させる駆動手段と、前記光学素子支持手段による前記明視野光学素子または前記暗視野光学素子の前記照明光軸と前記観察光軸の交点上への移動を位置決めするクリック手段と、前記光学素子支持手段の移動方向に沿って移動可能に設けられ、且つ前記照明光軸と前記観察光軸にそれぞれ挿入される偏光素子を設けた偏光素子支持手段と、
前記偏光素子支持手段に、該偏光素子支持手段の移動方向と直交する方向に沿って形成された第２の案内部材とを有し、前記光学素子支持手段による前記明視野光学素子の前記照明光軸と前記観察光軸の交点上への移動の状態で、さらに前記駆動手段の前記モータの回転軸の回転に伴う前記アーム先端の前記第２の案内部材に沿った移動により前記偏光素子支持手段を直線移動させることを特徴としている。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記偏光素子支持手段は、前記偏光素子が前記照明光軸と前記観察光軸から外れた状態で、前記照明光軸上に挿入され、且つ中心部を減光部に、この減光部周囲を非減光部に構成したドーナツフィルタを有することを特徴としている。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記照明光軸に挿入される前記偏光素子は、ポラライザであり、前記観察光軸に挿入される前記偏光素子は、アナライザであり、前記偏光素子支持手段は、前記駆動手段の前記モータの回転軸の回転に伴う前記アーム先端の前記第２の案内部材に沿った移動によって、前ポラライザが前記照明光軸に、前記アナライザが前記観察光軸にそれぞれ同時に挿入されるように前ポラライザと前記アナライザを配置することを特徴としている。
【００１６】
この結果、本発明によれば、明視野と暗視野の観察法の切換えが光学素子支持手段の直線移動により行なえるため、明視野光学素子および暗視野光学素子を直動させるための光学素子３個分の移動スペースと、モータおよびアームを含む駆動手段によって装置全体のコンパクト化を実現できると共に、明視野と暗視野の観察法の切換えに加えて、偏光素子の光路への挿脱も１つのモータのみの駆動により可能となるため、省電力、コンパクト、ローコスト化が可能で、さらに専用のモータを追加することがないので、電力消費の無駄もなく、コストパフォーマンスにも優れている。
【００１８】
さらに、明視野と暗視野と偏光の観察法の切換えの効果に加え、偏光観察の際の偏光素子が入らないポジションで、照明光軸上にドーナツフィルタを入れるようにしたので、暗視野から明視野に切換えた際の光量バランスを取ることかでき、観察時の不必要な眩しさを回避することができる。
又、ポラライザ、アナライザの偏光素子の光路への挿脱も１つのモータのみの駆動により可能となるので、省電力、コンパクト、ローコスト化が可能で、さらに専用のモータを追加することがないので、電力消費の無駄もなく、コストパフォーマンスにも優れた効果を得られる。
【００１９】
【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。
【００２０】
(第１の実施の形態)
図１は、第１の実施形態に適用される顕微鏡の概略構成を示している。
【００２１】
図１において、１は顕微鏡本体で、この顕微鏡本体１は、水平方向のベース１ａに対して直立した胴部１ｂを有している。
【００２２】
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、被写体としての標本３を載置するもので、焦準ハンドル４の操作により胴部１ｂに沿って上下方向に移動可能になっている。また、胴部１ｂには、落射投光管５が設けられ、この落射投光管５の先端部には、ステージ２と対向させてレボルバ６が設けられている。このレボルバ６は、複数の対物レンズ７を支持するもので、所定の対物レンズ７を選択的に光路上に切換えるようにしている。
【００２３】
落射投光管５には、鏡筒８が設けられ、この鏡筒８には、接眼レンズ９が設けられている。
【００２４】
落射投光管５には、光源１０を有するランプハウス１１が設けられている。そして、光源１０からの照明光は、落射投光管５内部の照明光軸２８上に配置されたレンズ１２、１３を介してミラー部１４に入射し、ミラー部１４で反射された光束は、観察光軸２９上の対物レンズ７を透過して標本３に照射し、さらに標本３からの反射光は、対物レンズ７を介してミラー部１４に入射し、このミラー部１４を透過して鏡筒８に入射して接眼レンズ９に導かれ、目視観察されるようになっている。
【００２５】
この場合、ミラー部１４は、後述するミラー切換え部２１により構成されるもので、操作ユニット２２の操作によりコントロールユニット２３を介して明視野光学素子の明視野ミラー部３０と暗視野光学素子の暗視野ミラー部３１の切換えを可能にしている。また、ミラー部１４の照明光軸２８側のレンズ１３との間の光軸上には、ポラライザ１５が配置され、また、ミラー部１４の観察光軸２９側の接眼レンズ９との間の光軸上には、アナライザ１６が配置され、さらにレボルバ６内に微分干渉用プリズム１７が配置され、微分干渉観察を可能にしている。
【００２６】
図２（ａ）（ｂ）は、ミラー切換え部２１の上面および側面の概略構成を示している。
【００２７】
図において、２５は取付け座で、この取付け座２５は、落射投光管５内部に取り付けられている。この取付け座２５には、固定部と可動部を有する水平方向に直動可能な案内機構、つまりガイド２６の固定部側が取り付いており、可動部側には、光学素子支持手段としてのミラーブロック２７が取り付けられている。ミラーブロック２７には、上述した照明光軸２８を直角に対物レンズ７側の観察光軸２９方向に折り返すように明視野ミラー部３０と暗視野ミラー部３１が移動方向に沿って並べて設けられている。
【００２８】
取付け座２５には、モータ座３２が直立して設けられ、このモータ座３２には、直流式のモータ３３が設けられている。このモータ３３は、その回転軸３３１がモータ座３２を介してミラーブロック２７側に突出されている。そして、この回転軸３３１の先端部に、アーム３４の基端部が設けられ、このアーム３４の先端部に、ベアリング構造を有するローラ３５が設けられている。この場合、アーム３４は、図３(ａ)(ｂ)に示すようにモータ３３の回転軸３３１により１８０°の範囲で回動可能になっている。また、モータ座３２には、センシング手段として一対のセンサ３６、３７が所定の間隔をもって配置されている。これらセンサ３６、３７は、光の透過、遮光を検知する構成のもので、明視野ミラー部３０または暗視野ミラー部３１の位置を検出するようにしている。
【００２９】
一方、ミラーブロック２７には、案内部材としての案内溝３８が設けられている。この案内溝３８は、図３（ａ）（ｂ）に示すようにミラーブロック２７の側面で該ミラーブロック２７の移動方向に直交する垂直方向に沿って形成されるもので、アーム３４の先端部のローラ３５がある程度の隙間を持って挿入されていて、アーム３４の回動とともに、ローラ３５が案内溝３８の一方の側壁に押し付けられると同時に、この側壁に沿って移動されることで、ミラーブロック２７全体を取付け座２５のガイド２６に沿って直線移動させるようになっている。
【００３０】
ミラーブロック２７には、センサ板３９が設けられている。このセンサ板３９は、ミラーブロック２７とともに直線移動され、その端部でセンサ３６またはセンサ３７での光の透過を遮断することで、ミラーブロック２７上の明視野ミラー部３０または暗視野ミラー部３１が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置したことを検出するようにしている。
【００３１】
ミラーブロック２７には、移動方向に沿って所定の間隔を介して一対のクリック溝３９１、３９２が形成されている。そして、これらクリック溝３９１、３９２に対して取付け座２５側には、弾性部材を有するクリック板４０が設けられている。このクリック板４０は、明視野ミラー部３０または暗視野ミラー部３１が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置した状態でクリック溝３９１、３９２に係合され、ミラーブロック２７の位置決めを行うようにしている。
【００３２】
なお、モータ３３、センサ３６、３７は、それぞれケーブル(図示しない)が付いていて、図１に示すようにコントロールユニット２３を介して操作ユニット２２に接続されている。コントロールユニット２３は、モータ３３、センサ３６、３７との信号のやり取りや電源供給の制御を行うもので、また、操作ユニット２２は、複数のスイッチを有し、それぞれのスイッチが押し操作されると、コントロールユニット２３より制御信号をモータ３３、センサ３６、３７に出力されるようになっている。
【００３３】
次に、このような実施の形態の動作を説明する。この場合、図３（ａ）は暗視野光路に切換えられた状態を示し、同図（ｂ）は、明視野光路に切換えられた状態を示している。
【００３４】
まず、図３（ａ）に示すように、暗視野ミラー部３１が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置されている時に、操作ユニット２２上の明視野スイッチ(図示しない)を押し操作すると、その信号がコントロールユニット２３に伝えられる。すると、コントロールユニット２３は、ミラー切換え部２１のセンサ３６、３７のどちらが、センサ板３９によって遮光されているか読み取り(暗視野ミラー部３１が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置されている場合は、センサ３６が遮光されている)、モータ３３を起動させるための電源供給を開始する。
【００３５】
モータ３３が起動され、回転軸３３１が回転すると、回転軸３３１に取り付けられたアーム３４も回転し、アーム３４の先端に取り付けられたローラ３５がミラーブロック２７の案内溝３８の一方の側壁を押し始めるとともに、案内溝３８に沿って図示下方向に移動されることで、ミラーブロック２７全体がガイド２６に沿って図示右方向に直線移動する。その際、クリック溝３９１に係合され位置決め保持していたクリック板４０が弾性によってクリック溝３９１から外れる。
【００３６】
この状態で、ミラーブロック２７がさらに移動を続け、センサ板３９がセンサ３７を遮光すると、その信号がコントロールユニット２３に伝えられ、モータ３３の回転軸３３１の回転を停止する。この間に、クリック溝３９２にクリック板４０が弾性で呼込まれ位置決め保持され、図３（ｂ）に示すように明視野ミラー部３０が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置される。
【００３７】
このような動作により、光源１０からの照明光は、落射投光管５内部のレンズ１２、１３を介してミラー部１４に入射し、明視野ミラー部３０のハーフミラー(図示しない)により９０度反射され、観察光軸２９上の対物レンズ７を透過して標本３に照射し、さらに標本３からの反射光は、対物レンズ７を介して明視野ミラー部３０のハーフミラー(図示しない)を透過して鏡筒８に入射して接眼レンズ９に導かれ、標本３が明視野観察可能となる。
【００３８】
また、暗視野観察も同様な方法で切換えられ、暗視野ミラー部３１のドーナツミラー(図示しない)が光軸に入り、光源１０からの光束が、ドーナツミラー(図示しない)により９０度反射され、対物レンズ７の暗視野光路(図示しない)を通り、標本３に照射し、照射された反射光の中の散乱光が対物レンズ７を通り、その後は明視野観察の時と同じ光路を経て、接眼レンズ９に導かれ、暗視野観察が行なえる。
【００３９】
従って、このような構成によると、明視野と暗視野の観察法の切換えがミラーブロック２７の直線移動により行なえるため、明視野ミラー部３０および暗視野ミラー部３１を直動させるためのミラー部３個分の移動スペースと、モータ３３およびアーム３４を含む駆動部によって装置全体をコンパクトに構成できる。
【００４０】
また、ミラー部が切換わる際にモータ３３の停止とは別に、クリック板４０とクリック溝３９１、３９２にて位置決めされ、この際にモータ３３には、案内溝３８とローラ３５との間に存在する、ある程度の隙間により負荷がかかることがなく、さらに、モータ３３は、明視野ミラー部３０および暗視野ミラー部３１を有するミラーブロック２７の移動範囲の中心に配置されるので、モータ３３にかかる負荷も均等にでき、優れた耐久性も得ることができる。
【００４１】
さらに、モータ３３の回転の停止以降にオーバラン量が大きくても、この位置で案内溝３８の側壁がない部分が来るようにすれば、モータ３３に負荷のかかる心配がなく、モータ３３のブレーキタイミングとるセンサの調整、制御も簡単にできる。このため、組立性、保守性に優れるとともに、比較的安価でオーバランの多いタイプの安価なモータを採用することができ、さらにコスト的に有利にできる。
【００４２】
さらにまた、案内であるガイドに市販の直動ガイド等を用いれば、摺動力量が軽く、低トルクの安価なモータの使用が可能となるため、コストパフォーマンスにも優れた効果を得られる。また、モータ３３としてステッピングモータを採用することも可能で、このようにすれば、モータをパルス数で制御できるため、センサ３６、３７が不要となり、さらにコスト低減を実現できる。
【００４３】
(第２の実施の形態)
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４４】
この第２の実施の形態では、第１の実施例を応用して明視野、暗視野に加え、さらに偏光観察切換を付加したものである。
【００４５】
なお、第２の実施形態に適用される顕微鏡の概略構成は、上述した図１と同様なので、同図を援用するものとする。
【００４６】
また、図４（ａ）（ｂ）は、第２の実施の形態に使用されるミラー切換え部２１の上面および側面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。
【００４７】
この場合、落射投光管５には、シャフト４１と溝付シャフト４２がミラーブロック２７の移動方向に沿って平行に配置されている。これらシャフト４１と溝付シャフト４２は、それぞれの両端を押え部材４３により固定されている。
【００４８】
これらシャフト４１と溝付シャフト４２には、偏光素子支持手段としてのスライダブロック４４が、これらシャフト４１と溝付シャフト４２に沿って摺動するように設けられている。スライダブロック４４は、光源１０とミラーブロック２７の間に位置する側面に偏光素子であるポラライザ４５、ミラーブロック２７と鏡筒８の間に位置する側面に偏光素子であるアナライザ４６が設けられている。この場合、アナライザ４６は、ポラライザ４５の振動方向に対して直交の振動方向となるように取り付いている。
【００４９】
また、スライダブロック４４には、ミラーブロック２７側の案内溝３８と同様に垂直方向に沿って第２の案内部材としての案内溝４７が形成されている。この案内溝４７は、図５(ｂ)の状態、つまり、明視野ミラー部３０が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置された状態で、ミラーブロック２７側の案内溝３８と直列方向に位置され、アーム３４の先端部のローラ３５が挿入され、アーム３４の回動とともに、ローラ３５が案内溝４７に沿って移動されることで、スライダブロック４４をシャフト４１と溝付シャフト４２に沿って直線移動させるようになっている。
【００５０】
スライダブロック４４には、センサ板４８が設けられている。このセンサ板４８は、スライダブロック４４とともに直線移動され、その端部でセンサ４９での光の透過を遮断することで、スライダブロック４４が照明光軸２８と観察光軸２９の交点上に位置したことを検出するようにしている。
【００５１】
溝付シャフト４２には、所定の間隔をおいてＶ溝部４２１、４２２が形成されている。これらＶ溝部４２１、４２２に対応して、ボールとバネを用いたプランジャ機構５０が設けられている。このプランジャ機構５０は、スライダブロック４４が照明光軸２８と観察光軸２９の交点上と、これより外れた位置でＶ溝部４２１、４２２に係合され、スライダブロック４４の位置決めを行うようにしている。
【００５２】
次に、このような実施の形態の動作を説明する。この場合、図５（ａ）は、暗視野光路に切換えられた状態を示し、同図（ｂ）は、明視野光路に切換えられた状態を示し、同図（ｃ）は、偏光板が光路に挿入された状態を示している。
【００５３】
この場合、明視野光路と暗視野光路の切換えは、上述したと同様である。この状態から、操作ユニット２２上の偏光観察切換スイッチ(図示しない)を押し操作すると、その信号がコントロールユニット２３に伝えられる。すると、コントロールユニット２３は、センサ３６、３７、４９のいずれかが遮光されているか読み取り、現在の位置を確認する。
【００５４】
ここで、暗視野の位置にあった場合（センサ３６のみが遮光された状態）は、第１の実施の形態で述べたと同様にして、図５（ａ）から(ｂ)に示すように暗視野から明視野への切換えが行われる。
【００５５】
そして、図５(ｂ)の状態、つまり、明視野ミラー部３０が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置され、ミラーブロック２７側の案内溝３８に直列にスライダブロック４４の案内溝４７が位置された状態で、さらに、モータ３３の回転軸３３１が回転すると、アーム３４先端のローラ３５が案内溝４７の側壁を押し始める（この場合、ミラーブロック２７は、明視野が保持された状態のままである）。これにより、スライダブロック４４は、プランジャ機構５０が溝付シャフト４２のＶ溝部４２１から外れることで、シャフト４１と溝付シャフト４２に沿って移動を開始する。
【００５６】
この状態で、スライダブロック４４が移動を続け、センサ板４８がセンサ４９を遮光すると、その信号がコントロールユニット２３に伝えられ、モータ３３の回転軸３３１の回転を停止する。この間に、プランジャ機構５０がＶ溝部４２２に呼込まれ位置決め保持され、図５（ｃ）に示すようにスライダブロック４４が照明光軸２８と観察光軸２９の交点に位置され、ポラライザ４５が照明光軸２８に入り、アナライザ４６が観察光軸２９に入るようになる。
【００５７】
このような動作により、暗視野と明視野の際は、第１の実施の形態と同様な観察が可能となり、偏光観察では、明視野光路の照明光軸２８上にポラライザ４５、観察光軸２９上にアナライザ４６が配置される。この場合、ポラライザ４５とアナライザ４６は、互いの振動方向が直交状態になっているので、これらに加えて、ミラー部１４と対物レンズ７との間の観察光軸２９上に微分干渉用プリズム(図示しない)を挿入することで、微分干渉観察が可能となる。
【００５８】
従って、このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態で述べた明視野と暗視野の観察法の切換えに加えて、ポラライザ４５、アナライザ４６の偏光素子の光路への挿脱も１つのモータ３３のみの駆動により可能となるため、省電力、コンパクト、ローコスト化が可能で、さらに専用のモータを追加することがないので、電力消費の無駄もなく、コストパフォーマンスにも優れた効果を得られる。
【００５９】
また、明視野と暗視野の観察法の切換えおよび微分干渉観察への切換えも、モータ３３を同一方向に回転操作させるだけなので、これらの切換の順序が単純で、制御的にも簡単にでき、取り扱いを簡単なものにできる。
【００６０】
さらに、この実施の形態の中では、案内をシャフト４１と溝付シャフト４２としたが、市販の直動ガイド等を使用すれば、摺動力量が軽くなるため、低トルクの安価なモータも使用できる。
【００６１】
(第３の実施の形態)
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００６２】
この第３の実施の形態では、第２の実施例を応用して、明視野、暗視野時にドーナツフィルターが挿入できるようにしたもにである。
【００６３】
なお、第３の実施形態に適用される顕微鏡の概略構成は、上述した図１と同様なので、同図を援用するものとする。
【００６４】
また、図６は、第３の実施の形態に使用されるミラー切換え部２１の上面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。
【００６５】
この場合、スライダブロック４４は、光源１０とミラーブロック２７の間に位置する側面にポラライザ４５とドーナツフィルタ５１が並べて設けられ、ポラライザ４５が照明光軸２８より外れ、プランジャ機構５０がＶ溝部４２１に呼込まれ位置決め保持された状態で、ドーナツフィルタ５１が照明光軸２８上に位置されるようになっている。
【００６６】
この場合、ドーナツフィルタ５１は、図７に示すように中心部を減光部５１１に、この減光部５１１の周囲を非減光部５１２に構成したものである。
【００６７】
このような構成によると、暗視野と明視野の観察法を選択した場合は、ドーナツフィルタ５１が照明光軸２８に挿入されていることになり、暗視野の時は暗視野観察に必要な外周方向の光束がドーナツフィルタ５１の非減光部５１２を通り、明視野の時は、明視野観察に必要な光束がドーナツフィルタ５１の減光部５１１を通ることになる。また、偏光観察の時は、ポラライザ４５が照明光軸２８に入り、ドーナツフィルタ５１は、照明光軸２８から外される。
【００６８】
従って、このような第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態で述べた明視野と暗視野と偏光の観察法の切換えの効果に加え、偏光観察の際のポラライザ４５などの偏光板が入らないポジションで、照明光軸２８上にドーナツフィルタ５１を入れるようにしたので、暗視野から明視野に切換えた際の光量バランスを取ることかでき、観察時の不必要な眩しさを回避することができる。また、偏光観察の際には、必ずドーナツフィルタ５１が照明光軸２８から外れるので、光量をロスすることはなく、光学性能を十分に引き出すことができる。
【００６９】
なお、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。
【００７０】
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。
【００７１】
なお、上述した実施の形態には、下記の発明も含まれる。
【００７２】
（１）明視野と暗視野がモータ駆動で水平方向に直線切換可能な機構を有する顕微鏡用落射照明装置において、前記機構に水平方向に直線移動するための案内機構と前記案内機構の可動側に取付けられた一方は明視野用のミラー部、もう一方は暗視野用のミラー部を有するミラー部組と、前記ミラー部組に前記直線移動するための案内と垂直方向に設けられた溝部と、明視野、暗視野がそれぞれ光路内の所定の位置に保持できるクリック機構と、前記水平方向に直線移動するための案内に対し水平方向に直角に配置されたモータと、前記モータの回転軸に対して遠心方向に伸びたアームと、前記アームの先端に取付けられた前記ミラー部組に設けられた垂直方向の溝部の側壁間に、ある程度の隙間を持って挿入される回転または円筒状部材と、前記モータを案内の固定側または、別の部分に固定する部材と明視野と暗視野のどちらが光路に入っているか認識でき、モータのブレーキタイミングをとるセンシング手段と、モータを駆動する電源供給手段とそれぞれに切換える操作スイッチと、操作スイッチからの信号を処理し、切換指示を出すコントロール手段を有したことを特徴とする顕微鏡用落射照明装置。
【００７３】
（２）水平方向に直線移動するための案内機構と前記案内機構の可動側に取付けられた一方は明視野用のミラー部、もう一方は暗視野用のミラー部を有するミラー部組と前記ミラー部組に前記直線移動するための案内と垂直方向に設けられた溝部と、明視野、暗視野がそれぞれ光路内の所定の位置に保持できるクリック機構と、前記水平方向に直線移動するための案内機構に対し水平方向に直角に配置されたモータと前記モータの回転軸に対して遠心方向に伸びたアームと、前記アームの先端に取付けられた前記ミラー部組に設けられた垂直方向の溝部の側壁間に、ある隙間を持って挿入される回転または円筒状部材と前記モータを案内の固定側または、別の部分に固定する部材と明視野と暗視野のどちらが光路に入っているか認識でき、モータのブレーキタイミングをとるセンシング手段とモータを駆動する電源供給手段とそれぞれに切換える操作スイッチと操作スイッチか'らの信号を処理し、切換指示を出すコントロール手段を有する顕微鏡用落射照明装置であって、明視野用のミラーが光路に入っている状態で、モータの回転を更に続けた時に、照明光路にポラライザ、観察光路にアナライザが同時に光路に入るように、前記ミラー部組と同方向に移動する案内機構と前記案内機構の可動側に設けられ、前記ミラー部組に設けられた溝と同方向で前記アーム先端に設けられた回転または円筒状部材とある程度の隙問をもった溝と可動側移動部材の照明光路側に取付けられたポラライザと観察光路側に取付けられたアナライザと前記アナライザ及びポラライザが光路に入った時と、外れた位置で保持できるクリック機構と前記アナライザ及びポラライザが光路に入った時認識でき、モータのブレーキタイミングをとるセンシング手段を有したことを特徴とする顕微鏡用落射照明装置。
【００７４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、装置全体のコンパクト化を実現できる顕微鏡用落射照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１乃至第３の実施の形態に適用される顕微鏡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ミラー切換え部の上面および側面の概略構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態の動作を説明するための図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に用いられるミラー切換え部の上面および側面の概略構成を示す図。
【図５】第２の実施の形態の動作を説明するための図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に用いられるミラー切換え部の概略構成を示す図。
【図７】第３の実施の形態に用いられるドーナツフィルタ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…焦準ハンドル
５…落射投光管
６…レボルバ
７…対物レンズ
８…鏡筒
９…接眼レンズ
１０…光源
１１…ランプハウス
１２．１３…レンズ
１４…ミラー部
１５…ポラライザ
１６…アナライザ
１７…微分干渉用プリズム
２１…ミラー切換え部
２２…操作ユニット
２３…コントロールユニット
２５…取付け座
２６…ガイド
２７…ミラーブロック
２８…照明光軸
２９…観察光軸
３０…明視野ミラー部
３１…暗視野ミラー部
３２…モータ座
３３…モータ
３３１…回転軸
３４…アーム
３５…ローラ
３６．３７…センサ
３８…案内溝
３９…センサ板
３９１．３９２…クリック溝
４０…クリック板
４１…シャフト
４２…溝付シャフト
４２１…Ｖ溝部
４２２…Ｖ溝部
４３…押え部材
４４…スライダブロック
４５…ポラライザ
４６…アナライザ
４７…案内溝
４８…センサ板
４９…センサ
５０…プランジャ機構
５１…ドーナツフィルタ
５１１…減光部
５１２…非減光部
Claims (3)
- 明視野光学素子と暗視野光学素子を有し、これら明視野光学素子および暗視野光学素子を選択的に照明光軸と観察光軸の交点上に挿脱させることで明視野観察と暗視野観察を切換える顕微鏡用落射照明装置において、
直線方向に移動可能に設けられ、且つこの移動方向に沿って前記明視野光学素子および前記暗視野光学素子が並設される光学素子支持手段と、
前記光学素子支持手段に、該光学素子支持手段の移動方向と直交する方向に沿って形成された案内部材と、
モータと、このモータの回転軸に設けられるとともに、その先端が前記案内部材に沿って案内されるアームを有し、前記モータの回転軸の回転に伴う前記アーム先端の前記案内部材に沿った移動により前記光学素子支持手段を直線移動させる駆動手段と、
前記光学素子支持手段による前記明視野光学素子または前記暗視野光学素子の前記照明光軸と前記観察光軸の交点上への移動を位置決めするクリック手段と、
前記光学素子支持手段の移動方向に沿って移動可能に設けられ、且つ前記照明光軸と前記観察光軸にそれぞれ挿入される偏光素子を設けた偏光素子支持手段と、
前記偏光素子支持手段に、該偏光素子支持手段の移動方向と直交する方向に沿って形成された第２の案内部材と、
を有し、
前記光学素子支持手段による前記明視野光学素子の前記照明光軸と前記観察光軸の交点上への移動の状態で、さらに前記駆動手段の前記モータの回転軸の回転に伴う前記アーム先端の前記第２の案内部材に沿った移動により前記偏光素子支持手段を直線移動させる、
ことを特徴とする顕微鏡用落射照明装置。 - 前記偏光素子支持手段は、前記偏光素子が前記照明光軸と前記観察光軸から外れた状態で、前記照明光軸上に挿入され、且つ中心部を減光部に、この減光部周囲を非減光部に構成したドーナツフィルタを有することを特徴とする請求項１記載の顕微鏡用落射照明装置。
- 前記照明光軸に挿入される前記偏光素子は、ポラライザであり、
前記観察光軸に挿入される前記偏光素子は、アナライザであり、
前記偏光素子支持手段は、前記駆動手段の前記モータの回転軸の回転に伴う前記アーム先端の前記第２の案内部材に沿った移動によって、前ポラライザが前記照明光軸に、前記アナライザが前記観察光軸にそれぞれ同時に挿入されるように前ポラライザと前記アナライザを配置する、
ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡用落射照明装置。
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