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技術 多目的ズームレンズ機構共通型マイクロスコープシステム

出願人 村上一村上綾乃
発明者 村上一
出願日 2003年6月24日 (17年0ヶ月経過) 出願番号 2003-203353
公開日 2005年1月20日 (15年5ヶ月経過) 公開番号 2005-017998
状態 未査定
技術分野 レンズ鏡筒 顕微鏡、コンデンサー レンズ系
主要キーワード 種アダプタ 汎用ソフトウエア 観察内容 フィルター設定 共通型 コントロールインターフェイス 同軸落射光 光路径
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題

観察試料に対しひとつの光学機器で広い視野範囲を観察し、また多彩観察法をひとつの光学機器で行うこと。及び操作性が良く、低コストマイクロスコープステムを提供すること。

解決手段

ひとつの光学機器システム数種類対物レンズに対してズームレンズ機構の共通化で、先端部の数種類の対物レンズの交換により低倍率から高倍率まで幅の広い視野範囲の観察を可能とし、多彩な照明類の共通化等で、多彩な観察が可能となる。前記手段を採用して、操作性が良く、低コストのマイクロスコープシステムが可能となる。

概要

背景

従来のマイクロスコープステムは、観察内容や目的に応じて倍率の設定は固定レンズまたはズームレンズなど個別に交換し、照明の設定は照明機器の交換を行って個別に対応していた。またズームレンズ仕様による可変被写界深度は困難であった。さらに倍率表示、基準となるスケール表示校正データ値は、視野範囲(倍率)を変えるごとに個別に前記視野範囲(倍率)の倍率表示内容を人が視覚で確認してその倍率表示に合わせてパーソナルコンピュータ内の画像処理ソフトウエアーで倍率表示、基準となるスケール表示、校正データ値を手動設定し認識させていた。

概要

観察試料に対しひとつの光学機器で広い視野範囲を観察し、また多彩観察法をひとつの光学機器で行うこと。及び操作性が良く、低コストのマイクロスコープシステムを提供すること。ひとつの光学機器システム数種類対物レンズに対してズームレンズ機構の共通化で、先端部の数種類の対物レンズの交換により低倍率から高倍率まで幅の広い視野範囲の観察を可能とし、多彩な照明類の共通化等で、多彩な観察が可能となる。前記手段を採用して、操作性が良く、低コストのマイクロスコープシステムが可能となる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

観察試料光学的に拡大する対物レンズ無限遠有限遠)を先端部に設置し、前記対物レンズ(無限遠・有限遠)の光軸中心に合わせてズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)の光軸中心を設定することにより、数種類の前記対物レンズ(無限遠・有限遠)に対して前記ズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)の共通化をはかることが可能となる。この発明に基づき、先端部の数種類の前記対物レンズ(無限遠・有限遠)の設定および交換により、ひとつの光学機器で複数のズームレンズ仕様が可能となり、低倍率から高倍率まで幅の広い視野範囲倍率範囲)を観察できるズームレンズ機構共通型光学系が可能となる。

請求項2

上記方法により、さらに前記対物レンズ(無限遠・有限遠)の後方に前記ズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)の最大光路径をXとしたとき、1.45X以上の空間をあけることが可能となり、前記対物レンズ(無限遠・有限遠)と前記ズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)を上記請求項1の方法で設置することにより、前記1.45X以上の空間内に多種照明(例:側射照明、同軸落射照明、偏光照明(側射光同軸落射光)、偏射照明(側射光・同軸落射光)、微分干渉観察蛍光観察赤外観察など)可能な照明切替機構マイクロスコープに内蔵可能となり且つ上記低倍率から高倍率まで、幅の広い視野範囲(倍率範囲)に対して前記多種照明の共通化が可能となる。また観察試料の下方に透過照明を設置することで、透過観察(側射光・偏光励起光)が可能となる。さらに前記対物レンズ(無限遠・有限遠)と前記ズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)の光路を中心とした空間内に可変可能な絞り機構を設置することにより前記観察試料の凹凸に合わせて被写界深度の調整が可能となる。この発明に基づき幅の広い視野範囲(倍率範囲)に対する多種照明・可変被写界深度が多目的な観察に対応可能となる。

請求項3

前記ズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)の光軸後方にカメラを設置し上記請求項1、請求項2の方法でとらえた鮮明な画像を前記カメラでとらえて電気的に映像信号に変換し、前記映像信号をパーソナルコンピュータ専用ソフトウエアー通して画像データに変換しリアルタイムCRTモニターに表示する。さらに上記請求項1で設定した数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)とズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)倍率比を、個別設定されたセンサーにより電気的に認識して、現在設定されている視野範囲(倍率)の状態を多目的ズームレンズ機構共通型マイクロスコープ(マルチマイクロスコープ)に内蔵している前記個別設定されたセンサー・インターフェイス基板を通して、電気的に対物レンズ種別LED表示ズーム倍率比種別LED表示が設定・表示され且つ前記パーソナルコンピュータと専用ソフトウエアーに情報をリアルタイムに送ることにより前記専用ソフトウエアーで事前にパーソナルコンピュータ内で設定されている個別の視野範囲(倍率)に対する校正データ値をもとに、前記パーソナルコンピュータ・専用ソフトウエアーにより認識、算出して前記画像データと重ねてオートで現在の倍率表示、基準となるスケール表示を前記CRTモニター上にリアルタイムに表示可能としさらにパーソナルコンピュータ内に設定されている多種ソフトウエアー画像ファイリング画像計測画像処理)に対する校正データ値の設定がオートで可能となり上記請求項1、請求項2含めて大変操作性の良い低コストの多目的ズームレンズ機構共通型マイクロスコープシステム(マルチマイクロスコープシステム)が可能となる。

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0001

【発明の属する技能分野】
本発明は色々な観察の要求(視野範囲倍率範囲)、可変被写界深度、多種照明オート倍率表示、オートスケール表示、オート校正データ設定など)をひとつの光学機器カメラも含む)と、パーソナルコンピュータソフトウエアーも含む)のシステムで可能とした低コストで大変操作性の良い多目的ズームレン機構共通型マイクロスコープシステム(マルチマイクロスコープシステム)に関するものである。

背景技術

0002

従来のマイクロスコープシステムは、観察内容や目的に応じて倍率の設定は固定レンズまたはズームレンズなど個別に交換し、照明の設定は照明機器の交換を行って個別に対応していた。またズームレンズ仕様による可変被写界深度は困難であった。さらに倍率表示、基準となるスケール表示、校正データ値は、視野範囲(倍率)を変えるごとに個別に前記視野範囲(倍率)の倍率表示内容を人が視覚で確認してその倍率表示に合わせてパーソナルコンピュータ内の画像処理ソフトウエアーで倍率表示、基準となるスケール表示、校正データ値を手動設定し認識させていた。

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら従来の方法だと固定レンズ、ズームレンズ、照明機器の個別の交換で対応していたために交換を行うたびに観察視野がずれてしまったり、観察試料凹凸に合わせて被写界深度の調整ができなかったり、同視野での多種照明切替えが困難であったり、視野範囲(倍率)を変えたにもかかわらずパーソナルコンピュータ内に設定されている多種ソフトウエアー(画像ファイリング画像計測画像処理)の倍率表示、基準となるスケール表示、校正データ値の設定を間違えてしまい視野範囲(倍率)の違いや画像処理で計測したデータが合わないなど正確性が低下し大変操作性が悪かった。また個別のズームレンズに合わせた個別の多種照明機器の設定など多目的な観察試料に対して大変操作性が悪かった。また従来の技術ではズームレンズ機構部、照明機器の共通化がはかれなかったためにコスト高になってしまい、且つ個別仕様でのレンズや照明機器の交換が必要な為に大変操作性の悪くコスト高の多目的マイクロスコープシステムであった。

0004

本発明は、ひとつの光学機器システムでズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)の共通化と先端部の数種類対物レンズ(無限遠・有限遠)の交換をはかることで低倍率から高倍率まで幅の広い視野範囲(倍率範囲)を可能とし、且つ前記幅の広い視野範囲(倍率範囲)に対して多彩な照明類の共通化、被写界深度の調整、さらにパーソナルコンピュータと連動させてオートで追従する視野範囲(倍率)の倍率表示、スケール表示、校正データ値の設定が可能となり、多彩な観察及び画像ファイル、画像計測、画像処理などの効率が上がり大変操作性が良く且つ低コストな今までにない新しい光学機器システムにより上記課題を解決する。

0005

【実施例】
以下、本発明に係る多目的ズームレンズ機構共通型マイクロスコープシステム(マルチマイクロスコープシステム)実施例につき図1図2図3を参照して詳細に説明する。

0006

図1は、本発明の一実施例を適用した光学機器システム:多目的ズームレンズ機構共通型マイクロスコープシステム(以降、マルチマイクロスコープシステムと称する)の概要を模式的に示す構成説明図である。図2光学系:多目的ズームレンズ機構共通型マイクロスコープ(以降、マルチマイクロスコープ10と称する)の詳細図をもとに示す構成説明図である。図3はマルチマイクロスコープ10内で使用する多種アダプター類の詳細図をもとに示す構成説明図である。

0007

即ち、図1に示す実施例装置の構成においてマルチマイクロスコープシステムは、すべての装置に対して接続ケーブル類(電源ケーブル類、インターフェイスケーブル類)は接続されている条件とし、且つ電源を用する装置類(光源17、CCDカメラ23、パーソナルコンピュータ26、CRTモニター27、マルチマイクロスコープ10)に対して電源が入っていることを前提に説明をおこなう。
マルチマイクロスコープシステムは、観察試料11の観察したい視野範囲(倍率範囲)を設定して、前記視野範囲(倍率範囲)に合わせて数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)12の1種Aを選定してマルチマイクロスコープ10の先端にある対物レンズ(無限遠・有限遠)交換機構13に取り付けて視野範囲(倍率範囲)を設定する。次に光源17内のランプ17aより光ファイバー18を通して高輝度照明光18bをマルチマイクロスコープ10内にある多彩な照明切替機構20に入光する。観察したい目的に合わせてマルチマイクロスコープ10内にある多彩な照明切替機構20の照明を選定して観察試料11に照射する。そのあと画像の焦点を合わせるために観察試料11とマルチマイクロスコープ10間の距離を調整するマルチマイクロスコープ10に隣接するZ軸機構21を上下に動かしてCCDカメラ(デジタル式アナログ式)23でとらえた画像データ(デジタル式・アナログ式)23cをリアルタイムに表示しているCRTモニター27で確認しながら焦点を合わせる。対物レンズ(無限遠・有限遠)12の1種Aとズームレンズ機構(無限遠)14で光学的にとらえた鮮明な画像22は鏡筒15、CCDカメラマウント16を通してCCDカメラ(デジタル式・アナログ式)23内のCCD素子23aで映像信号(デジタル式・アナログ式)23bにリアルタイムに変換し、接続しているCCDカメラケーブル24とCCDカメラコントロールインターフェイス基板25を通してパーソナルコンピュータ26に映像信号(デジタル式・アナログ式)23bをリアルタイムに取り込みパーソナルコンピュータ26・専用ソフトウエアー26aでリアルタイムに変換された画像データ(デジタル式・アナログ式)23cをCRTモニター27にリアルタイム表示する。またCRTモニター27で画像データ(デジタル式・アナログ式)23cを確認しながら前記視野範囲(倍率)に合わせてマルチマイクロスコープ10内にあるズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)14を動かして目的に合わせた視野範囲(倍率)に設定する。さらにマルチマイクロスコープ10の対物レンズ(無限遠・有限遠)交換機構13に接続されている数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)12の1種Aに連動する対物レンズ感知センサー28とズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)14のズーム倍率比Bに連動するズーム倍率比感知用センサー29により、現在観察している数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)12の1種Aとズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)14内のズーム倍率比Bの内容を感知してその視野範囲(倍率)データCをリアルタイムにオート倍率表示メイン基板31に送り、前記視野範囲(倍率)データCもとに対物レンズ種別LED表示28a・ズーム倍率比種別LED表示29aをリアルタイムに表示すると同時に視野範囲(倍率)データCをオート倍率表示メイン基板31でPC信号30に変換して前記PC信号30をRS−232C出力端子30aよりインターフェイスケーブル(RS−232C用)31cを通してパーソナルコンピュータ26内のインターフェイス基板(RS−232C用)31dに入力してパーソナルコンピュータ26・専用ソフトウエアー26aに取り込む。
PC信号30と、事前にパーソナルコンピュータ26内の専用ソフトウエアー26aで計測しておいた個別の視野範囲(倍率)データCに対する個別の校正データ値Dに対して現在設定されている視野範囲(倍率)をパーソナルコンピュータ26内の専用ソフトウエアー26aでリアルタイムに認識及び算出する。前記認識及び算出したデータをもとにパーソナルコンピュータ26内専用ソフトウエアー26aに校正データ値Dを自動設定すると同時にCRTモニター27上にリアルタイム表示されている画像データ(デジタル式・アナログ式)23cに対して、現在の倍率表示と基準となるスケール表示32を重ねて自動表示でリアルタイムにCRTモニター27上に表示可能なマルチマイクロスコープシステムである。

0008

ここで、前記マルチマイクロスコープ10は対物レンズ(無限遠・有限遠)12を先端とし、対物レンズ(無限遠・有限遠)交換機構13、照明切替機構20、ハーフミラー20a、光ファイバー入光部18a、ズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)14、鏡筒15、CCDカメラマウント16、対物レンズ感知用センサー28、対物レンズ種別LED表示28a、ズーム倍率比感知用センサー29、ズーム倍率比種別LED表示29a、オート倍率表示メイン基板31、RS−232C出力端子31a、DC15V入力端子31bで構成されている。

0009

ここで前記数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)12は、数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)12の1種A、後方部に照明切替機構20へ入光する高輝度の照明光18bを受けるバンドル光ファイバー部12aが設置され、バンドル光ファイバー部12aより対物レンズ(無限遠・有限遠)12の円周より先端部円周にかけて対物レンズ(無限遠・有限遠)12の個別の視野範囲(倍率)を照射するようにリング光ファイバー部12bを有する。前記リング光ファイバー部12bより高輝度の照明光18bが出光する部分に側射光偏光照明ユニットポラライザー)12c及び側射光用偏射照明ユニット12dが用意され、観察目的に合わせて脱着可能とする。またマルチマイクロスコープ10先端の対物レンズ(無限遠・有限遠)交換機構13に対して数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)12は脱着可能交換式とする。
さらに数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)12の種類を対物レンズ感知用センサー28で対物レンズ(無限遠・有限遠)12の種別感知するために個別の対物レンズ(無限遠・有限遠)12に対して対物レンズ種別バー12gを対物レンズの種別が可能なように個別に設置する。

0010

ここで、前記ズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)14は、対物レンズ(無限遠・有限遠)12でとらえた光学的画像をうけて無限遠画像に変換し、且つ前記無限遠画像がズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)14に連動しズーム倍率比にあわせて連続的に拡大、縮小する。
例えば、対物レンズ(無限遠・有限遠)12=×5倍(光学倍率)としズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)14のズーム倍率比=10(×1倍(光学倍率)から×10倍(光学倍率))としたとき×50倍(光学倍率)から×500倍(光学倍率)の連続的な視野範囲(倍率範囲)での観察が可能となる。さらに上記の対物レンズ(無限遠・有限遠)12のみ交換でズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)14の共通化をはかることにより、低倍率から高倍率まで多種ズームレンズ(ズーム倍率比=10仕様)の仕様が可能となるマルチマイクロスコープである。

0011

ここで、前記光源17は、ランプ(例えばメタルハライドランプ)17aと熱線カットする熱線カットフィルター17b、光の量を調整する調光機構17c、AC電源をDCに変えるスイッチング電源17dで構成されている。さらにランプ(例えばメタルハライドランプ)17aから出力された高輝度の照明光18bは熱線カットフィルター17bを通して光ファイバー18に入り、マルチマイクロスコープ10内の光ファイバー入光部18aを通して多彩な照明切替機構20に高輝度の照明光18bを導く。

0012

ここで、前記照明切替機構20内は、側射光・同軸落射光の切替え可能なハーフミラー20aと照明の仕様にあわせてフィルター、機構ユニットなど交換可能な励起フィルター設置部20A、フィルターB設置部20b、フィルターC設置部20c、フィルターD設置部20dが設定されている。またハーフミラー20aは前後平行移動を可能とし、ハーフミラー20aをP側(前側)へ平行に移動させると側射光(側射照明、偏光照明、偏射光照明、励起光照明(蛍光観察))の設定が可能となり、ハーフミラー20aをQ側(後側)へ平行に移動させると同軸落射光(同軸落射照明、偏光照明、偏射光照明、ノマルスキー微分干渉観察)の設定が可能となる。さらに観察試料11の下部に透過光19を設置することにより透過照明(透過照明、偏光照明)の設定が可能となる。

0013

ここで前記被写界深度可変機構ユニット12fは、前記照明切替機構20内のフィルターC設置部20cに設置して、観察試料11の凹凸にあわせて被写界深度可変機構ユニット12f内部にある可変絞り開閉させながら被写界深度の調整をおこなう。被写界深度可変機構ユニット12fは数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)12に対して共通で使用可能である。

0014

ここで、前記照明切替機構20で設定する多彩な照明法を説明すると、取り付けるフィルター類及び照明ユニットは、偏光フィルターアナライザー)Af、偏光フィルター(ポラライザー)Pf、ノマルスキープリズムNp、励起フィルター(励起光に合わせてフィルター設定)Ff、カットフィルター(励起光に合わせてカットフィルター設定)Cf、側射光用偏光照明ユニット(ポラライザー)12c、側射光用偏射光照明ユニット12d、同軸落射光用偏射照明ユニット12eとする。
実際の照明の設定は、下記(1)から(10)に示す。
(1)側射照明(側射光):光が対物レンズ12内バンドル光ファイバー部12a、リング光ファイバー部12bを通り、対物レンズ12の周り360°から照射する照明法(ハーフミラー20a=P側、励起フィルター設置部20A=なし、フィルターB設置部20b=なし、フィルターC設置部20c=なし、フィルターD設置部20d=なし、対物レンズ12先端部=なし)
(2)偏光照明(側射光):光が対物レンズ12内バンドル光ファイバー部12a、リング光ファイバー部12b、対物レンズ12先端部の側射光用偏光照明ユニット12cを通り、対物レンズ12の周り360°から照射する。さらにとらえた画像に偏光フィルター(アナライザー)Afをかける照明法(ハーフミラー20a=P側、励起フィルター設置部20A=なし、フィルターB設置部20b=偏光フィルター(アナライザー)Af、フィルターC設置部20c=なし、フィルターD設置部20d=なし、対物レンズ12先端部=側射光用偏光照明ユニット12c(ポラライザー))
(3)偏射照明(側射光):光が対物レンズ12内バンドル光ファイバー部12a、リング光ファイバー部12b、対物レンズ12先端部の側射光用偏射照明ユニット12dを通り、対物レンズ12の周り一方向(180°)から照射し360°回転する照明法(ハーフミラー20a=P側、励起フィルター設置部20A=なし、フィルターB設置部20b=なし、フィルターC設置部20c=なし、フィルターD設置部20d=なし、対物レンズ12先端部=側射光用偏射照明ユニット12d)
(4)励起光照明:蛍光観察・赤外観察(側射光):光が励起フィルターFf、対物レンズ12内バンドル光ファイバー部12a、リング光ファイバー部12bを通り対物レンズ12の周り360°から励起光を照射する。さらにとらえた画像にカットフィルターCfをかける照明法(ハーフミラー20a=P側、励起フィルター設置部20A=励起光に合わせてフィルター設定、フィルターB設置部20b=励起光に合わせてカットフィルターCf設定、フィルターC設置部20c=なし、フィルターD設置部20d=なし、対物レンズ12先端部=なし)
(5)同軸落射照明(同軸落射光):光がハーフミラー20aを反射して対物レンズ12内レンズを通り、垂直に照射する照明法(ハーフミラー20a=Q側、励起フィルター設置部20A=なし、フィルターB設置部20b=なし、フィルターC設置部20c=なし、フィルターD設置部20d=なし、対物レンズ12先端部=なし)
(6)偏光照明(同軸落射光):光が偏光フィルター(ポラライザー)Pfを通りハーフミラー20aを反射して対物レンズ12内レンズを通り、垂直に照射する。さらにとらえた画像に偏光フィルター(アナライザー)Afをかける照明法(ハーフミラー20a=Q側、励起フィルター設置部20A=なし、フィルターB設置部20b=偏光フィルター(アナライザー)Af、フィルターC設置部20c=なし、フィルターD設置部20d=偏光フィルター(ポラライザー)Pf、対物レンズ12先端部=なし)
(7)偏射照明(同軸落射光):光が同軸落射光用偏射照明ユニット12eを通りハーフミラー20aを反射して対物レンズ12内レンズを通り垂直に1方向性のある光を照射する照明法(ハーフミラー20a=Q側、励起フィルター設置部20A=なし、フィルターB設置部20b=なし、フィルターC設置部20c=なし、フィルターD設置部20d=同軸落射光用偏射照明ユニット12e、対物レンズ12先端部=なし)
(8)微分干渉観察(同軸落射光):光が偏光フィルター(ポラライザー)Pfを通りハーフミラー20aを反射してノマルスキープリズムNpをとおり対物レンズ12内レンズを通り垂直に照射する。さらにノマルスキープリズムNpを通り、とらえた画像に偏光フィルター(アナライザー)Afをかける照明観察法(ハーフミラー20a=Q側、励起フィルター設置部20A=なし、フィルターB設置部20b=偏光フィルター(アナライザー)Af、フィルターC設置部20c=ノマルスキープリズムNp、フィルターD設置部20d=偏光フィルター(ポラライザー)Pf、対物レンズ12先端部=なし)
(9)透過照明(透過光):光が観察試料の下から平行光で照射する照明法(ハーフミラー20a=P側、励起フィルター設置部20A=なし、フィルターB設置部20b=なし、フィルターC設置部20c=なし、フィルターD設置部20d=なし、対物レンズ12先端部=なし)
(10)偏光照明(透過光):光が観察試料の下方から偏光フィルター(ポラライザー)Pfを通り平行光で照射する。さらにとらえた画像に偏光フィルター(アナライザー)Afをかける照明法(ハーフミラー20a=P側、励起フィルター設置部20A=なし、フィルターB設置部20b=偏光フィルター(アナライザー)Af、フィルターC設置部20c=なし、フィルターD設置部20d=なし、透過照明部=偏光フィルター(ポラライザー)Pf、対物レンズ12先端部=なし)

0015

従って、本実施例装置の具体的構成では、先に述べた従来例の場合と比較して次のようなそれぞれの効果が得られる。即ち
(A)今までのマイクロスコープとは異なりズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)の共通化をはかり、目的に合わせて数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)を交換することによりひとつの光学機器で低倍率から高倍率まで幅の広い視野範囲を可能とした。
(B)上記方法(A)によりコストダウンがはかれ、視野範囲(倍率範囲)仕様にあわせてレンズ交換が簡単になり操作性が向上した。
(C)上記方法(A)により対物レンズ(無限遠・有限遠)とズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)間に空間が設けられその空間内に照明機構の設置が可能となり、この発明によりひとつの光学機器で観察目的にあわせて多種照明(側射照明、同軸落射照明、偏光照明(側射光、同軸落射光)、偏射照明(側射光、同軸落射光)、透過照明(透過光、偏光、励起光)、微分干渉観察、蛍光観察、赤外観察)が可能となり且つ同視野での観察、及び異なる照明法による同視野での比較画像が可能になった。
(D)上記方法(A)により対物レンズ(無限遠・有限遠)とズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)間に空間が設けられ、その空間内に被写界深度可変機構の設置可能となり、観察試料の凹凸に合わせて被写界深度の調整が可能となった。
(E)上記方法(C)により低倍率から高倍率まで幅の広い視野範囲を共通の照明機構で観察可能となり操作性が向上し且つコストダウンが可能となった。
(F)上記方法(A)によりマルチマイクロスコープ内に共通のズーム倍率比感知用センサーと対物レンズ感知用センサーの設置可能により、幅の広い視野範囲(倍率)に対して、視野範囲(倍率)のデータがリアルタイムにパーソナルコンピュータに取り込むことにより、オート且つリアルタイムに視野範囲(倍率)の倍率表示基準となるスケール表示及び倍率表示が可能となった。
(G)上記方法(F)の発明によりパーソナルコンピュータで画像計測、画像処理するための校正値がオートで設定可能となり操作性、正確度が上がった。
(H)上記方法(A)〜(G)により、マルチマイクロスコープシステム仕様が可能となり、ひとつの光学機器システムでいろいろな方向からの観察、診断、処理・計測・検査が可能になった。

0016

ここで前記実施例構成においては、CCDカメラ(デジタル式・アナログ式)23仕様がカラーであればカラーで鮮明な画像22をCRTモニター27へリアルタイムに表示可能であり、モノクロ仕様であればモノクロで鮮明な画像22をCRTモニター27へリアルタイムに表示可能である。またカメラはCCDカメラでなくても良い。

0017

ここで前記実施例構成においては、対物レンズ感知用センサー28は正確性、コンパクト性、低コストを考慮し遮断光電センサーを使用したが、前記遮断式光電センサーに限定されることはなく電気的に対物レンズ(無限遠・有限遠)12の種別可能で、その情報がパーソナルコンピュータ26に出力可能であれば良い。

課題を解決するための手段

0018

ここで、前記実施例構成においては、ズーム倍率比感知用センサー29はコンパクト性、低コストを考慮し遮断式光電センサーを使用したが、前記遮断式光電センサーに限定される必要はなくズームレンズ機構部14の回転角度もしくは、移動量が数値化されその情報がパーソナルコンピュータ26に出力可能であれば良い。

発明の効果

0019

以上、実施例よって詳述したように本発明によれば数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)に対してズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)の共通化をはかることが可能となる。この発明に基づき、先端部の前記数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)の設定および交換により複数のズーム倍率が可能となり、ひとつの光学機器で低倍率から高倍率まで幅の広い視野範囲を観察できるズームレンズ機構共通型光学系が可能となる。
さらに対物レンズ(無限遠・有限遠)とズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)間に空間を設置することにより空間内に多種照明が可能な照明切替機構が1つのマイクロスコープ内で可能となり、(例:側射照明、同軸落射照明、偏光照明(側射光、同軸落射光)、偏射照明(側射光、同軸落射光)、微分干渉観察、蛍光観察、赤外観察)且つすべての視野範囲(倍率)に対して照明及び観察の共通化が図れる。
さらに対物レンズ(無限遠・有限遠)とズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)の光路を中心とした空間内に可変可能な絞り機構(被写界深度可変機構ユニット)を設置により観察試料の凹凸に合わせて被写界深度の調整が可能となる。
さらに数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)とズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)の倍率比を個別に設定されたセンサーにより電気的に認識して、現在設定されている観察視野(倍率)の状態を対物レンズ種別LED表示とズーム倍率比種別LED表示に表示され、さらにパーソナルコンピュータ内専用ソフトウエアーに情報をリアルタイムに送ることにより、専用ソフトウエアーに事前に設定されている個別の視野範囲(倍率)に対する校正データをもとに現在の倍率表示やスケール表示などパーソナルコンピュータ・専用ソフトウエアーを通してCRTモニター上に画像データと重ねてリアルタイムに表示可能となる。またパーソナルコンピュータで画像計測・画像処理するための校正値がオートで設定可能となり操作性と正確度が上がった。
以上の発明により低コストと大変操作性の良いマルチマイクロスコープシステムが可能となる。

図面の簡単な説明

0020

また前記パーソナルコンピュータに汎用画像処理、計測など汎用ソフトウエアーを設定することにより目的にあわせて画像の数値化が簡易となり、いろいろな方向からの観察・診断・検査が行うことができるなどの利点や今後の飛躍が可能となる。

図1
本発明の一実施例を適用した光学機器システム:多目的ズームレンズ機構共通型マイクロスコープシステム(マルチマイクロスコープシステム)の概要を模式的に示す構成説明図である。
図2
本発明の一実施例を適用した光学機器:多目的ズームレンズ機構共通型マイクロスコープ(マルチマイクロスコープ)の詳細図の概要を正面図、側面図、上面図にわけて模式的に示す構成説明図である。
図3
本発明の一実施例を適用した光学機器:多目的ズームレンズ機構共通型マイクロスコープ(マルチマイクロスコープ)内で使用する多種アダプター類の個々詳細図の概要を取付け部も含めて模式的に示す構成説明図である。
【符号の説明】
10 マルチマイクロスコープ
11観察試料
12対物レンズ(無限遠・有限遠)
12aバンドル光ファイバー部(対物レンズ内部)
12bリング光ファイバー部(対物レンズ内部)
12c 側射光用偏光照明ユニット(ポラライザー)
12d 側射光用偏射照明ユニット
12e同軸落射光用偏射照明ユニット
12f被写界深度可変機構ユニット
12g 対物レンズ種別バー
13 対物レンズ(無限遠・有限遠)交換機構
14 ズームレンズ機構(無限遠・無限遠補正)
15鏡筒
16CCDカメラマウント
17光源
17aランプ
17b熱線カットフィルター
17c調光機構
17dスイッチング電源
18光ファイバー
18a 光ファイバー入光部
18b高輝度の照明光
19透過光
20照明切替機構
20A励起フィルター設置部
20aハーフミラー(P側(前側)・Q側(後側))
20b フィルターB設置部
20c フィルターC設置部
20d フィルターD設置部
21 Z軸機構部(マルチマイクロスコープ10上下駆動機構
22 鮮明な画像
23 CCDカメラ(デジタル式・アナログ式)
23aCCD素子(Charge Coupled Device)
23b映像信号(デジタル式・アナログ式)
23c 画像データ(デジタル式・アナログ式)
24 CCDカメラケーブル
25 CCDカメラコントロールインターフェイス基板
26 パーソナルコンピュータ
26a専用ソフトウエアー
27CRTモニター
28 対物レンズ感知用センサー
28a 対物レンズ種別LED表示
29ズーム倍率比感知用センサー
29a ズーム倍率比種別LED表示
30PC信号
31オート倍率表示メイン基板
31a RS−232C出力端子
31b DC15V入力端子
31cインターフェイスケーブル(RS−232C用)
31dインターフェイス基板(RS−232C用)
32視野範囲(倍率)の倍率表示と基準となるスケール表示
A数種類の対物レンズ(無限遠・有限遠)12の1種
ズーム機構部14内ズーム倍率比
C 視野範囲(倍率)データ
D校正データ値
Af偏光フィルター(アナライザー)
Pf 偏光フィルター(ポラライザー)
Npノマルスキープリズム
Ff 励起フィルター(励起光に合わせてフィルター設定)
Cfカットフィルター(観察目的に合わせてカットフィルター設定)

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