JPH07174976A

JPH07174976A - ビデオマイクロスコープ用照明装置

Info

Publication number: JPH07174976A
Application number: JP31826593A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Kitahara; 章広北原
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1995-07-14

Abstract

(57)【要約】【目的】ズーム変倍に際しても、倍率変化に対応して
適切な視野範囲及び明るさの照明光を容易に得られるよ
うにする。【構成】被観察物２７の像を可変拡大倍率によって拡
大するズーム光学系１０を有し、該ズーム光学系１０に
設けたズーム対物レンズ本体１１の先端部外周に円環状
の照明光を導光する導光手段１７と、ズーム対物レンズ
本体１１の先端部から出射される照明光を被観察物２７
に照射する照明ヘッド２２とを備える照明装置におい
て、照明ヘッド２２に対し、導光手段１７からの照明光
を被観察物２７方向へ反射させる円環状の反射面２０，
２６を配置すると共に、反射面２６をズーム光学系１０
の拡大倍率変化に対応して光軸１０ａ方向に移動可能に
する反射面移動手段１５，１５ａを設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被観察物の拡大倍率を
変化させ得るズーム光学系を有し、該被観察物に対して
ズーム対物レンズ本体を近接，又は接触させることで、
その拡大像をモニタ可能にしたビデオマイクロスコープ
用照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のこの種のビデオマイクロ
スコープの概要を示す構成説明図である。

【０００３】この図５に示す装置構成において、従来の
ビデオマイクロスコープは、光源部及び画像処理部（共
に図示省略）を夫々に内蔵するコントロールボックス３
１を有し、且つ該コントロールボックス３１からは、光
源部に光ファイバを用いて接続させたライトガイド３２
と、同様に、画像処理部に接続させた映像信号ケーブル
３３とを取り出すと共に、これらのライトガイド３２及
び映像信号ケーブル３３の夫々を別に設けた観察ヘッド
３４に接続させてある。又、前記観察ヘッド３４には、
前記映像信号ケーブル３３に接続させた撮像素子３５を
内蔵するプローブ３６が設けられており、該プローブ３
６の先端部側にあって、筒状の対物レンズ部３７，及び
該対物レンズ部３７の先端部に対して前記ライトガイド
３２に接続させた照明ヘッド部３８を夫々順次に装着し
て構成する。尚、同図５中、３９は観察対象の被観察
物、４０は被観察物３９の観察像を表示するモニタテレ
ビジョンである。

【０００４】而して、上記従来の装置構成の場合、先
ず、コントロールボックス３１の光源部から放射される
照明光は、ライトガイド３２に導光されて観察ヘッド３
４に至り、且つ照明ヘッド部３８を経て被観察物３９を
照射する。ここで、該照明ヘッド部３８については、被
観察物３９に対して近接，もしくは接触させることで使
用する態様のものに交換可能である。次いで、前記照明
光で照明された被観察物３９の観察像は、対物レンズ部
３７によってプローブ３６に内蔵された撮像素子３５の
撮像面上に結像され、該撮像素子３５からは、撮像され
た観察像の映像信号が出力される。ここでも、該対物レ
ンズ部３７については、倍率の異なる対物レンズ，又は
ズーム対物レンズに夫々交換可能である。そして、前記
観察像の映像信号は、映像信号ケーブル３３を通してコ
ントロールボックス３１の画像処理部に入力され、該画
像処理部では、入力される映像信号を画像処理した後
に、これを前記被観察物３９の拡大像としてモニタテレ
ビジョン４０の画面上に映し出し、このようにして該被
観察物３９の拡大観察を可能にするのである。

【０００５】ところで、上記構成によるビデオマイクロ
スコープにおいては、被観察物３９の有効視野範囲内に
対して可及的に適切な照明を行なう必要があり、このた
めに従来から、該被観察物３９を照明する照明光が、対
物レンズ部３７の光軸上で正しく照射されるように、種
々の形態による照明ヘッド部３８の構成が提案且つ実施
されている。

【０００６】従来のこの種の代表的な照明手段として
は、例えば、実開昭６４−１０７２９号公報に開示され
た技術がある。この従来技術による照明装置の主要部構
成を図６に示す。

【０００７】即ち、この図６に示す従来の照明装置にお
いては、対物レンズ部４１として、筒心方向に沿う光軸
４１ａ上の先端部に対物レンズ系４３を配置させ、且つ
先端部の外周面に所定傾斜角による下向きの円環状反射
面４４を形成した対物レンズ筒４２を設けると共に、該
対物レンズ筒４２の外周部に嵌着した支持筒４５内に
は、前記光軸４１ａの同心円上にあって導光用の複数本
からなる光ファイバ４６を密接状態で円環状に配置させ
てある。又、前記支持筒４５の周辺先端部側には、照明
ヘッド部５１として、内周面に前記円環状反射面４４に
外側で対向させるように所要傾斜角による上向きの円環
状反射面５３を形成した支持環５２を止着させ、且つ該
支持環５２によって、前記複数からなる各光ファイバ４
６の円環状光放射端列に対向するリング状レンズ５４を
支持させており、更に、前記支持環５２の先端部に対し
ては、前記光軸４１ａ上に対応する中心部に所要開口径
の撮像（観察）開口５６を有するヘッド部材５５を設け
て構成したものである。

【０００８】従って、この従来構成の場合、前記各光フ
ァイバ４６の円環状をなす光放射端から出射される照明
光は、対向配置されたリング状レンズ５４により集光さ
れた後、円環状反射面５３で内側に向けて反射されると
共に、円環状反射面４４で下方に向けて再反射され、前
記撮像（観察）開口５６，ひいては図示しない被観察物
に集中して照射させ得るのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
６に示す構成による従来の照明装置の場合には、複数の
各光ファイバ４６からなる円環状の光放射端列に対向さ
せたリング状レンズ５４と、該リング状レンズ５４を経
た照明光を全周に亘って撮像（観察）開口５６部に反射
させる各円環状反射面５３，４４とが夫々に固定されて
いることから、一定の視野範囲内にしか照明光を照射し
得ないものであった。

【００１０】ここで、この種の撮像面における照明光の
照度Ｅ₀は、照明光学系の光透過率をｔ，被観察物の輝
度をＢ，撮像側開口数をＮＡ’としたとき、大気中の場
合、一般的に次式(1.1) で表わされる。Ｅ₀＝πｔＢＮＡ’2 ‥‥(1.1) 又、被観察物側開口数をＮＡ，光学系の倍率をβとすれ
ば、 β＝ＮＡ／ＮＡ’ ‥‥(1.2) となる。

【００１１】而して、前記照明光学系の倍率βを増加さ
せる場合には、被観察物側の開口数ＮＡも大きくする必
要があるが、通常、該被観察物側の開口数ＮＡの増加率
は、照明光学系の倍率βの増加率よりも小さくて、前式
(1.2) から、前記撮像側開口数ＮＡ’は、照明光学系の
倍率βが大きくなるほど小さくなり、この結果、前式
(1.1) から前記被観察物の輝度Ｂが同じである場合、撮
像面の照度Ｅ₀は、高倍率になるほど小さくなる。つま
り、これを換言すると、同じ照明下では、高倍率になる
ほど視野内の明るさが暗くなって了う。

【００１２】従って、前記構成による従来装置において
は、設定倍率に対応して照明光の明るさを変える必要が
あり、特に、ズーム対物レンズを用いてズーム変倍を行
なう場合には、連続的に視野及び倍率が変化するため
に、このような問題点が顕著に表われて好ましくないも
のであった。

【００１３】本発明は、このような従来の問題点を解消
するためになされたもので、その目的とするところは、
ズーム変倍に際しても、倍率変化に対応して適切な視野
範囲及び明るさの照明光を容易に得られるようにしたビ
デオマイクロスコープ用照明装置を提供することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係るビデオマイクロスコープ用照明装置
は、被観察物の像を可変拡大倍率によって拡大するズー
ム光学系を有し、該ズーム光学系に設けたズーム対物レ
ンズ本体の先端部外周に円環状の照明光を導光する導光
手段と、前記ズーム対物レンズ本体の先端部から出射さ
れる照明光を被観察物に照射する照明ヘッドとを、少な
くとも備えるビデオマイクロスコープ用照明装置におい
て、前記照明ヘッドに対し、前記導光手段からの照明光
を被観察物方向へ反射させる円環状の反射面を配置する
と共に、該反射面を前記ズーム光学系の拡大倍率変化に
対応して光軸方向に移動可能にする反射面移動手段を設
けたことを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】従って、本発明によれば、ズーム光学系におけ
るズーム変倍操作に連動して、導光手段からの照明光を
被観察物方向へ反射させる反射面が、反射面移動手段に
よって光軸方向に作動され、ズーム倍率に対応した視野
範囲内に照明光を集光，又は拡散させ、これによって倍
率変化に応じた適切な視野範囲，及び明るさの照明が行
なわれる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に係るビデオマイクロスコープ
用照明装置の実施例につき、図１乃至図４を参照して詳
細に説明する。

【００１７】図１は、本発明に係る照明装置の第１実施
例を適用したビデオマイクロスコープにおけるズーム対
物レンズ部及び照明ヘッド部の各概要構成を示す縦断面
図である。

【００１８】この図１に示す第１実施例装置の構成にお
いて、ズーム対物レンズ部１０のレンズ鏡筒１１内に
は、その光軸１０ａ上で、先端部側に止着させた固定レ
ンズ群１２，該光軸１０ａ方向に摺動可能にした可動レ
ンズ群１３，及びその他の図示しない所要レンズ群等が
夫々に配置されると共に、可動レンズ群１３から突出さ
れてレンズ鏡筒１１のガイド孔１１ａにガイドされるカ
ムピン１４をカム筒１５のカム溝１５ａに係合させてあ
り、公知のように、該カム筒１５を回動調整すること
で、可動レンズ群１３をズーム変倍操作可能にしてあ
る。なお、同図１中，１６は鏡筒部の外周囲を覆うカバ
ーである。

【００１９】又、前記レンズ鏡筒１１の先端内部には、
前記光軸１０ａの同心円上で導光部材１７を円筒状に連
接して配置させてあり、且つ該導光部材１７の先端側出
射部１７ａに対向してリング状レンズ１８を配設させる
と共に、先端外側へ拡開される外周面部に、所定の傾斜
角で外向きの円環状反射面２０を形成した内側反射部材
１９を配設させ、これらのリング状レンズ１８及び内側
反射部材１９を支持環２１で固定保持させることによ
り、前記リング状レンズ１８からの出射光を内側反射部
材１９の円環状反射面２０で外周囲側に向けて反射させ
得るようになっている。

【００２０】更に、前記カム筒１５の先端部外周に嵌挿
されて止めピン２５で固定する照明ヘッド部２２の照明
ヘッド部材２３には、先端外側へ拡開される内周面部に
あって、前記外向き円環状反射面２０に対し、所要傾斜
角による所定の断面形状で対向される内向きの円環状反
射面２４を形成してあり、且つ該照明ヘッド部材２３の
嵌装部内周面に形成した回り止め溝２３ａに対し、前記
支持環２１から突出される回り止めピン２６を係合させ
たものである。ここで、前記内向きの円環状反射面２４
の断面形状については、本実施例の場合、先に述べた式
(1.1) 等に鑑みて設定された直線部，及び該直線部に接
して連続的に曲率の大きくなる曲線部で形成される。

【００２１】従って、上記構成とした第１実施例による
照明装置の場合、先に述べたのと同様に、コントロール
ボックス３１の光源部から放射される照明光は、ライト
ガイド３２に導光されて観察ヘッド部３４に至り、該観
察ヘッド部３４を構成している本実施例でのズーム対物
レンズ部１０の導光部材１７を経た上で、その先端側出
射部１７ａから出射される。ついで、このように先端側
出射部１７ａから出射される照明光は、リング状レンズ
１８によって集光され且つ平行光線にされた上で、先
ず、内側反射部材１９の外向き円環状反射面２０により
外周囲に向けて反射されると共に、引続き、照明ヘッド
部材２３の内向き円環状反射面２４により再反射され、
被観察面２７を所定の視野範囲内で集中的に照明する。

【００２２】又、前記状態で、カム筒１５の回動調整に
より、可動レンズ群１３が移動されてズーム倍率を変化
させること，つまり、変倍操作することができると共
に、該操作に連動されて前記照明ヘッド部２２の照明ヘ
ッド部材２３もまた、回り止めされたままで光軸１０ａ
に沿って移動されるために、該照明ヘッド部材２３の内
向き円環状反射面２４で再反射される照明光の反射角度
が、ここでの内向き円環状反射面２４に与えられている
断面形状に対応して連続的に変化し、所期通り、ズーム
変倍に対応した適切な視野範囲及び明るさによる集中的
な照明がなされるのである。

【００２３】ここで、図２(a),(b) 及び(c) は、前記第
１実施例構成でのズーム対物レンズ部及び照明ヘッド部
によるズーム変倍操作に伴う照明作用の相関関係を各別
且つ模式的に簡略化して示した夫々に断面説明図であ
る。

【００２４】即ち、これらの図２(a),(b) 及び(c) から
明らかなように、ズーム対物レンズ部１０のズーム変倍
操作，つまり、これを換言すると、照明ヘッド部２２の
移動に伴って被観察面２７における照明範囲が、連続的
に２７ａ→２７ｂ→２７ｃの如く変化することになる。
そして、この場合、前記被観察面２７上での照明輝度Ｂ
は、照明される単位面積当りの光度であるから、照明範
囲の変化に対応してＢ(a) ＞Ｂ(b) ＞Ｂ(c) のようにな
ることが分かる。

【００２５】従って、ここでは、前記ズーム対物レンズ
部１０におけるカム溝１５ａのリード形状，及び前記照
明ヘッド部２２における内向き円環状反射面２４の断面
形状の夫々が、以上の操作内容と式(1.1) 等とに鑑みて
設定されることから、結果的に、ズーム変倍に際して
は、その倍率変化に連動して常時適切な範囲及び明るさ
の照明が容易且つ自動的に得られるのである。

【００２６】次に、図３は、本発明に係る照明装置の第
２実施例を適用したビデオマイクロスコープにおけるズ
ーム対物レンズ部及び照明ヘッド部の各概要構成を示す
縦断面図である。

【００２７】この図３に示す第２実施例装置は、前記第
１実施例装置の構成において、前記レンズ鏡筒１１の先
端外部に周設させたストッパー面１１ｂと、該先端外部
に螺着させた支持環２１のストッパー面２１ａとの間
で、該支持環２１上に螺合されている照明ヘッド部材２
８をズーム変倍操作に合わせ、光軸１０ａ方向に沿わせ
て手動的に単独で螺進退可能なようにしておき、該照明
ヘッド部材２８の螺進退位置によって照明範囲を調整す
るものである。そして、この場合、照明ヘッド部材２８
における内向き円環状反射面２４ａの断面形状について
は、直線部，及び該直線部に接して一定曲率にされた曲
線部で形成される。

【００２８】従って、上記構成とした第２実施例による
照明装置の場合にも、照明ヘッド部材２８につき、これ
をズーム変倍操作に合わせて手動的に螺進退操作するほ
かは前例の場合と全く同様に作用し、ほぼ同等の効果，
つまり、ズーム変倍に対応した適切な視野範囲及び明る
さによる集中的な照明がなされるのである。

【００２９】又、ここでも、図４(a) 及び(b) は、前記
第２実施例構成でのズーム対物レンズ部及び照明ヘッド
部によるズーム変倍操作に伴う照明作用の相関関係を各
別且つ模式的に簡略化して示した夫々に断面説明図であ
る。

【００３０】即ち、これらの図４(a) 及び(b) から明ら
かなように、ズーム対物レンズ部１０のズーム変倍操作
による照明ヘッド部２２の移動に伴って被観察面２７に
おける照明範囲が、連続的に２７ｄ→２７ｅの如く変化
し、前例と同様に、照明範囲の変化に対応してＢ(d) ＞
Ｂ(e) のようになる。

【００３１】従って、本第２実施例の場合にあっても、
結果的に、ズーム変倍に際しては、その倍率変化に伴
い、低倍側及び高倍側の夫々に対応して適切な範囲及び
明るさの照明を容易に選択して利用することができる。
そして、本第２実施例の構成では、前記第１実施例の構
成に比較するとき、照明ヘッド部２２の形状が頗る単純
化され、且つ連動のためのカム機構等をも必要としない
ために、その設計及び加工等を極めて容易に行うことが
でき、安価な提供を可能にする。なお、前記内向き円環
状反射面２４ａの断面形状については、前述の実施例の
他に、全面が曲線部で形成されていてもよく、又、複数
の直線部で形成されていてもよく、更には、複数の直線
部と曲線部とで形成されていてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上、各実施例によって詳述したよう
に、本発明によれば、被観察物の像を可変拡大倍率によ
って拡大するズーム光学系を有し、ズーム光学系に設け
たズーム対物レンズ本体の先端部外周に円環状の照明光
を導光する導光手段と、ズーム対物レンズ本体の先端部
から出射される照明光を被観察物に照射する照明ヘッド
とを、少なくとも備えるビデオマイクロスコープ用照明
装置において、照明ヘッドに対し、導光手段からの照明
光を被観察物方向へ反射させる円環状の反射面を配置す
ると共に、反射面をズーム光学系の拡大倍率変化に対応
して光軸方向に移動可能にする反射面移動手段を設けて
構成したから、ズーム変倍操作に連動して、導光手段か
らの照明光を被観察物方向へ反射させる反射面が、反射
面移動手段によって光軸方向に作動され、ズーム倍率に
対応した視野範囲内に照明光を集光，又は拡散できるも
ので、光源自体の明るさを調整したりせずに、倍率変化
に応じた適切な視野範囲，及び明るさの照明を行ない得
るという優れた特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る照明装置の第１実施例を適用した
ビデオマイクロスコープにおけるズーム対物レンズ部及
び照明ヘッド部の各概要構成を示す縦断面図である。

【図２】(a),(b),(c) は、同第１実施例構成でのズーム
対物レンズ部及び照明ヘッド部によるズーム変倍操作に
伴う照明作用の相関関係を各別且つ模式的に簡略化して
示した夫々に断面説明図である。

【図３】本発明に係る照明装置の第２実施例を適用した
ビデオマイクロスコープにおけるズーム対物レンズ部及
び照明ヘッド部の各概要構成を示す縦断面図である。

【図４】(a),(b) は、同第２実施例構成でのズーム対物
レンズ部及び照明ヘッド部によるズーム変倍操作に伴う
照明作用の相関関係を各別且つ模式的に簡略化して示し
た夫々に断面説明図である。

【図５】従来のビデオマイクロスコープの概要を示す構
成説明図である。

【図６】同従来のビデオマイクロスコープにおける対物
レンズ部及び照明ヘッド部の要部構成を拡大して示す縦
断面図である。

【符号の説明】

１０ズーム対物レンズ部１０ａ光軸１１レンズ鏡筒１１ａガイド孔１１ｂストッパー面１２固定レンズ群１３可動レンズ群１４カムピン１５カム筒１５ａカム溝１６カバー１７導光部材１７ａ先端側出射部１８リング状レンズ１９内側反射部材２０外向きの円環状反射面２１支持環２１ａストッパー面２２照明ヘッド部２３，２８照明ヘッド部材２３ａ回り止め溝２４，２４ａ内向き円環状反射面２５止めピン２６回り止めピン２７被観察面２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ照明範囲

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被観察物の像を可変拡大倍率によって拡
大するズーム光学系を有し、該ズーム光学系に設けたズ
ーム対物レンズ本体の先端部外周に円環状の照明光を導
光する導光手段と、前記ズーム対物レンズ本体の先端部
から出射される照明光を被観察物に照射する照明ヘッド
とを、少なくとも備えるビデオマイクロスコープ用照明
装置において、前記照明ヘッドに対し、前記導光手段からの照明光を被
観察物方向へ反射させる円環状の反射面を配置すると共
に、該反射面を前記ズーム光学系の拡大倍率変化に対応
して光軸方向に移動可能にする反射面移動手段を設けた
ことを特徴とするビデオマイクロスコープ用照明装置。