JP2003215461A - 顕微鏡照明装置とそれを用いた顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトで発熱が少なく、ＡＣコンセント
に接続していなくても使用可能な顕微鏡照明装置と、そ
れを内蔵または着脱可能に設置した顕微鏡を提供するこ
と。 【解決手段】 少なくとも一つの半導体発光素子１から
成る光源と、前記半導体発光素子１の発光を制御する駆
動回路５と、前記半導体発光素子１と前記駆動回路５に
電源を供給する電池７の設置部とを有し、前記光源と前
記駆動回路５と前記電池７の設置部を支持しする枠体を
備え、前記枠体は、ランプ光源を支持する枠体が有する
係合部と同じ形態であること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡照明装置と
それを用いた顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、物体を照明するための照明光学系を
内蔵している顕微鏡において、高輝度の照明光を供給す
るための光源としてハロゲンランプを使用することが一
般的である。例えば、高倍率の対物レンズを用い、微分
干渉顕観察や位相差観察を行う場合、高輝度の光が必要
なため、ハロゲンランプを光源に使用することが要求さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のハロゲ
ンランプ光源は、発熱量が大きいため、ランプ光源部を
顕微鏡本体内に内蔵することができず、ハロゲンランプ
をランプハウスに配置してランプ光源とし、ランプ光源
を観察者から最も離れた位置である顕微鏡の後部に配置
して、顕微鏡本体に熱が移動し、熱により顕微鏡本体が
膨張しないようにしていた。

【０００４】また、光源としてＬＥＤ等の半導体発光素
子を用いた顕微鏡も知られている。この場合、ハロゲン
ランプを光源に用いたときに比べて、顕微鏡本体の温度
上昇を低減させることが出きる。

【０００５】一方、従来、ハロゲンランプを使用する観
察と、ＬＥＤのような半導体発光素子を使用する観察を
１台の顕微鏡で行うことはできなかった。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑みて行われたもの
であり、１台の顕微鏡で異なる光源が使用可能な顕微鏡
を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目標を達成するため
に、本発明では、少なくとも一つの半導体発光素子から
成る光源と、前記半導体発光素子の発光を制御する駆動
回路と、前記半導体発光素子と前記駆動回路に電源を供
給する電池の設置部とを有し、前記光源と前記駆動回路
と前記電池の設置部を支持しする枠体を備え、前記枠体
は、顕微鏡本体と係合する係合部を備え、前記係合部
は、ランプ光源を支持し、前記顕微鏡本体と係合可能な
枠体が有する係合部と同じ形態であることを特徴とする
顕微鏡照明装置を提供する。

【０００８】また、本発明の顕微鏡照明装置では、前記
半導体発光素子は白色ＬＥＤであることが好ましい。

【０００９】また、本発明の顕微鏡照明装置は、前記半
導体発光素子の射出面側近傍に、光拡散板が配置されて
いることが好ましい。

【００１０】また、本発明は、前記顕微鏡照明装置を、
顕微鏡本体内の照明光学系に内蔵したことを特徴とする
顕微鏡を提供する。

【００１１】また、本発明は、前記顕微鏡照明装置との
係合部を有することを特徴とする顕微鏡を提供する。

【００１２】

【発明の実施形態】本発明の実施の形態を図面を参照し
つつ説明する。図２から図８は、ベース部１２Ａ以外の
顕微鏡の構成については簡略化して示している。

【００１３】図１は、本発明に係る顕微鏡の概略構成図
であり、図２は図１の顕微鏡に取り付けられた第１の実
施形態に係る顕微鏡照明装置の拡大概略的説明図であり
である。

【００１４】図１は、本発明に係る顕微鏡照明装置Ｃ
（以後、照明装置Ｃと記す）が係合部５３を介して取り
付けられた顕微鏡１０の全体構成が概略的に示されてい
る。この顕微鏡１０は、顕微鏡本体１２と、顕微鏡本体
１２上に配置された観察ユニットとしての観察鏡筒１４
とを備えている。

【００１５】顕微鏡本体１２は、側面から見てコの字状
の形状を有しており、ベース部１２Ａと、このベース部
１２Ａの一端（図１における右端）から上方に延びる支
柱部１２Ｂと、この支柱部１２Ｂの上端から前記ベース
部１２Ａに対向した状態で水平に延びるアーム部１２Ｃ
との３部分から構成されている。

【００１６】ベース部１２Ａの上方には、標本を載置す
るためのステージ１８が水平に配置されている。このス
テージ１８は、ベース部１２Ａの上部に配置された焦準
ハンドル（つまみ）２０の操作によって上下方向（Ｚ方
向）に移動可能であるとともに、焦準ハンドル２０の図
１における紙面手前側に配置された一組の標本移動ハン
ドル２２Ｘ、２２Ｙの操作によってＸ方向（図１におけ
る紙面直交方向）及びこれに直交するＹ方向（図１にお
ける紙面左右方向）に移動させることができるようにな
っている。すなわち、ステージ１８は、Ｘ方向、Ｙ方向
及びＸＹ面に直交するＺ方向に３次元移動が可能な構成
となっている。

【００１７】ステージ１８の下方には、顕微鏡本体１２
の支柱部１２Ｂに支持部材２４を介して保持された照明
光学系２６が配置されている。支柱部１２Ｂの背面に
は、係合部５３を介して照明装置Ｃが配置され、照明装
置Ｃからの光束を照明光学系２６に導く照明光学系Ｂが
内蔵されている。ステージ１８の上方で照明光学系２６
に対向する位置には、対物レンズ２８が配置されてお
り、この対物レンズ２８は、レボルバ２９を介して顕微
鏡本体１２のアーム部１２Ｃの下部に取り付けられてい
る。対物レンズ２８の光軸はその方向がＺ軸方向となっ
ており、前述した照明光学系２６の光軸に一致してい
る。

【００１８】照明装置Ｃからの光は照明光学系Ｂを介し
て照明光学系２６に導かれ、ステージ１８に載置された
不図示の標本を照明する。標本を透過した光は対物レン
ズ２８で集光され不図示の結像光学系を介して観察鏡筒
１４の接眼レンズ３０に導かれ、標本の高倍率観察が可
能となる。

【００１９】図２は第１の実施形態に係る顕微鏡照明装
置の拡大概略的説明図である。図２は、顕微鏡１０の照
明光学系Ｂの光源部として照明装置Ｃを装着した場合を
示している。

【００２０】本実施形態の照明装置Ｃは、光源である半
導体発光素子１（以後、発光素子１と記す）と、発光素
子１の発光光を略平行光にする着脱可能なコレクターレ
ンズ３と、発光素子１の発光を制御する駆動回路５と、
発光素子１と駆動回路５に電源を供給する電池７とを枠
体に配置したものである。つまり図６に示した構成の顕
微鏡１０の照明装置Ｅを取り外し、照明装置Ｃを取り付
けたものが図２である。

【００２１】照明装置Ｃからの射出光は、照明光学系Ｂ
に設けられた視野絞りF.S.を通り、ミラー１１で反射さ
れフィールドレンズで照明光学系２６に設けられた、開
口絞りA.S.に結像する構成としている。このように配置
することによって、照明光学系Ｂはケーラ照明を実現す
ることができ、試料をムラ無く照明することができる。

【００２２】本実施形態では、図２に示すように照明装
置Ｃからの射出光は平行光である。従って、図６に示す
ランプ光源を有する照明装置Ｅとの互換性がある。

【００２３】照明装置Ｃの顕微鏡本体１２との係合部
は、例えば、顕微鏡本体１２のベース部１２Ｂの背面に
機械的な基準面を設けて、その面にビスなどで固定する
方法や、顕微鏡本体１２のベース部１２Ａの下部から照
明装置Ｃを取り付ける方法などがある。また、顕微鏡本
体１２と照明装置Ｃの接合部に磁石を設けても良い。

【００２４】このように、照明装置Ｃを顕微鏡本体１２
内に装着させる場合、係合部としては半導体発光素子１
からなる光源を支持する枠体の外壁のいずれかの位置に
凸状のレール部材を設け、嵌合させることも可能であ
る。この場合、ハロゲンランプ光源を支持する枠体の係
合部も半導体発光素子１からなる光源を支持する枠体の
係合部と同様に、枠体の外壁のいずれかの位置に凸状の
レール部材を設けるようにする。

【００２５】次に、図３は本発明の第２の実施形態に係
る顕微鏡照明装置の拡大概略的説明図である。第１の実
施形態と同等の部分には同じ符号を付し、説明を省略す
る。

【００２６】本第２の実施形態は顕微鏡１０の照明光学
系Ｂの光源部として照明装置Ｃ１を支持部１２Ｂの背面
に係合部５３を介して装着した場合を示している。効果
等は第１の実施形態と同様であり説明を省略する。

【００２７】このように、照明装置Ｃ１を顕微鏡本体１
２外に装着させる場合、照明装置Ｃ１の係合部として
は、図９に示すようなものが使用可能である。図９中の
５１は、光源等を収納する枠体であるランプハウス５１
である。この一端には、円筒状のガイド部５２が設けら
れており、顕微鏡本体１２へ光源からの照明光を導入さ
せる。ガイド部５２の一端には、顕微鏡本体１２の係合
部と嵌合する係合部５３が設けられている。顕微鏡本体
１２側の係合部（不図示）の形状は、係合部５３の凸凹
部と凸部および凹部の形状位置が逆になっている凹凸構
造を成している。嵌合させるときは、照明装置Ｃの係合
部５２の凸部と顕微鏡本体１２側の係合部の凹部を合せ
るようにし、照明装置Ｃを顕微鏡本体１２側にねじ込む
ようにする。ねじ込んだ後、照明光の光軸に垂直な方向
に照明装置Ｃ１を回転させる。そして、係合部５３の下
部に形成された位置決め部５４と顕微鏡本体１２側の位
置決め部（不図示）を合せる。この状態で、照明装置Ｃ
１の係合部５３の凸部と顕微鏡本体１２側の凸部とは嵌
合した状態になり、照明装置Ｃ１は顕微鏡本体１２から
外れなくなる。

【００２８】このように、発熱の少ない半導体発光素子
１からなる光源とハロゲンランプ光源とを容易に交換す
ることができる。

【００２９】図４は第３の実施形態に係る顕微鏡照明装
置の拡大概略的説明図である。第１の実施形態と同じ構
成部分は同じ符号を付し説明を省略する。

【００３０】図４では、顕微鏡本体１２は、照明光学系
Ｂの光源部として顕微鏡照明装置Ｄ（以後、照明装置Ｄ
と記す）を装着した場合を示している。

【００３１】本実施形態の場合、図４に示すのように顕
微鏡１０の照明光学系Ｂにはコレクターレンズ１３が配
置されているので、照明装置Ｄ内のコレクターレンズ３
は外してある。そして、照明装置Ｄの発光素子１の発光
部がコレクターレンズ１３の焦点位置（開口絞りA.S.の
共役な位置）に配置してあるため、照明装置Ｄからの射
出光は、視野絞りF.S.を通り、ミラー１１で反射されフ
ィールドレンズで照明光学系２６内に設けられた開口絞
りA.S.に結像する構成とすることができる。このように
配置することによって、照明光学系Ｂはケーラ照明を実
現することができ、試料をムラ無く照明することができ
る。

【００３２】本実施形態では、図４に示すように照明装
置Ｄからの射出光は、発散光である。従って、図７のラ
ンプ光源を有する照明装置Ｃ２との互換性がある。

【００３３】このように、発熱の少ない半導体発光素子
１からなる照明装置Ｄとハロゲンランプ光源を有する照
明装置Ｃ２とを容易に交換することができる光源部を有
する顕微鏡１０を実現することができる。

【００３４】なお、照明装置Ｄの交換の仕方は第１の実
施形態と同様であり、説明を省略する。

【００３５】図５は第４の実施形態に係る顕微鏡照明装
置の拡大概略的説明図である。第３の実施形態と同じ構
成部分は同じ符号を付し説明を省略する。

【００３６】本第４の実施形態は、顕微鏡１０の照明光
学系Ｂの光源部として照明装置Ｃ１を支持部１２Ｂの背
面に係合部５３を介して装着した場合を示している。効
果等は第３の実施形態と同様であり説明を省略する。ま
た、照明装置Ｃ１の交換の仕方は第２の実施形態と同様
であり、説明を省略する。

【００３７】なお、第１〜第４の実施形態において、発
光素子１の光を均一にするために、発光素子１の射出面
側近傍に光拡散板を配置しても良い。この光拡散板は、
照明光学系Ｂにおいて、開口絞りと共役な面の近傍に配
置するのが効果的である。

【００３８】また、本発明の各実施形態の照明装置Ｃ、
Ｃ１、およびＤは、発光素子１や駆動回路５の電源に電
池を備えているため、顕微鏡１０は、観察する場所の傍
にＡＣコンセントが無くても照明光が得られるので、場
所を選ばず顕微鏡の観察が可能である。

【００３９】また、この照明装置ＣおよびＤは、顕微鏡
の照明光学系の光源として顕微鏡内部に取り付けること
ができ、従来のように顕微鏡本体１２の外側に光源を設
置することがないので、従来よりも狭い場所に顕微鏡を
設置することが可能となる。

【００４０】また、コレクターレンズ１３は照明光の光
路に対して必要なときに挿入し、不必要なとき光路から
外す機構でも良い。例えば、コレクターレンズ１３と開
口部とを有するスライダーを設置し、スライドさせるこ
とで選択する機構でも良い。

【００４１】また、発光素子１は、白色ＬＥＤ等の半導
体発光素子が使用可能である。また、発光素子１は、白
色ＬＥＤを光軸に垂直な面上に複数の白色ＬＥＤをアレ
イ状に配置した構成としても良い。また、電源用の電池
７は、ニッケルマンガン電池の他に、充電可能な電池
（例えば、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池
等）が用いられ、通常のＡＣコンセントから電気を供給
し充電した後、コードを外して用いることもできる。

【００４２】なお、この実施の形態は例に過ぎず、本発
明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。

【００４３】

【発明の効果】上述のように、本発明では、光源の交換
を容易にすることができる照明装置を提供することがで
きる。また、１台の顕微鏡で異なる光源が使用可能な顕
微鏡を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るの顕微鏡の概略構成
図。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡照明装置
の拡大概略的説明図。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡照明装置
の拡大概略的説明図。

【図４】本発明の第３の実施形態に係るの顕微鏡照明装
置の拡大概略的説明図。

【図５】本発明の第４の実施形態に係るの顕微鏡照明装
置の拡大概略的説明図。

【図６】第１および第２の実施形態に対応する従来のハ
ロゲンランプ光源を有する顕微鏡照明装置の拡大概略説
明図。

【図７】第３の実施形態に対応する従来のハロゲンラン
プ光源を有する顕微鏡照明装置の拡大概略説明図。

【図８】第４の実施形態に対応する従来のハロゲンラン
プ光源を有する顕微鏡照明装置の拡大概略説明図。

【図９】本発明の実施形態に係る顕微鏡照明装置の係合
部の一例を示す図。

【符号の説明】

１ 半導体発光素子（発光素子） ３ 着脱可能なコレクターレンズ ５ 駆動回路 ７ 電池 １０ 顕微鏡 １１ ミラー １２ 顕微鏡本体 １２Ｂ 支柱部 １２Ａ、１２Ｃ ベース部 １３ コレクターレンズ １４ 観察鏡筒 １８ ステージ ２０ 焦準ハンドル ２２Ｘ、２２Ｙ 標本移動ハンドル ２４ 支持部材 ２６ 照明光学系 ２８ 対物レンズ ２９ レボルバ ３０ 接眼レンズ ５１ ランプハウス ５２ ガイド部 ５３ 係合部 ５４ 位置決め部 Ｂ 照明光学系 Ｃ、Ｃ１、Ｄ、Ｅ、Ｆ 顕微鏡照明装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一つの半導体発光素子から成る
   光源と、 前記半導体発光素子の発光を制御する駆動回路と、 前記半導体発光素子と前記駆動回路に電源を供給する電
   池の設置部とを有し、 前記光源と前記駆動回路と前記電池の設置部を支持しす
   る枠体を備え、 前記枠体は、顕微鏡本体と係合する係合部を備え、 前記係合部は、ランプ光源を支持し、前記顕微鏡本体と
   係合可能な枠体が有する係合部と同じ形態であることを
   特徴とする顕微鏡照明装置。
2. 【請求項２】前記半導体発光素子は白色ＬＥＤであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡照明装置。
3. 【請求項３】前記半導体発光素子の射出面側近傍に、光
   拡散板が配置されていることを特徴とする請求項１に記
   載の顕微鏡照明装置。
4. 【請求項４】請求項１または３に記載の顕微鏡照明装置
   を、顕微鏡本体内の照明光学系に内蔵したことを特徴と
   する顕微鏡。
5. 【請求項５】請求項１乃至３の何れか1項に記載の顕微
   鏡照明装置との係合部を有することを特徴とする顕微
   鏡。