JPH054122U - 透過光学顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低コストで、光学要素の面倒な光軸調整も不要
であり、屋外でも使用でき、しかも試料をムラなく均一
に照明できる照明装置を備えた透過光学顕微鏡を提供す
ることである。 【構成】この顕微鏡は、対物レンズ（６）と、試料（１
５）のステージ（７）と、平面蛍光層を有する平面蛍光
灯を有する平面螢光灯ユニット（９）と、この蛍光層を
励起して光を射出させるグロー放電を発生させる発振回
路（１７）と、その直流電源１２とを具備する。合焦時
の対物レンズの焦点深度外に前記平面蛍光層が位置する
ようにして試料を明視野照明する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、明視野照明法によって試料を照明し、試料を透過した透過光を観察 する透過光学顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、光学顕微鏡の照明装置としては、光源として主に２０Ｗ〜１００Ｗ程度 のハロゲンランプを用い、ケーラー照明法によって均一な照明を行っているもの が大部分であった。こうした装置は、光源としてのハロゲンランプ、点灯用電源 、の他、コレクタレンズ、拡散板、視野絞り、明るさ絞り、コンデンサレンズか らなる光学系により構成されており、ハロゲンランプのフィラメントからの光を 光学系の作用によって平行光に変換させて試料面を照射するものである。 こうしたケーラー照明法によれば、照明にムラができず、また熱焦点が試料よ り外れるため、試料を長時間照明しても試料を傷つける心配がない。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、こうしたケーラー照明法による照明装置は非常に複雑であり、種々の 光学要素や機械要素を用いているため高価である。また、種々の光学要素相互を 光軸調整しなければならないので、製造に手間がかかり、製造コストも高い。

【０００４】 また、ハロゲンランプ等の電力源として、２０Ｗ〜１００Ｗ程度の消費電力の ものを必要とするため、商用電源が近くにある場所でしか顕微鏡を使用すること ができず、仮に屋外で顕微鏡観察を行う場合には、専用の発電機等の機材を運搬 する必要がある。

【０００５】 本考案の目的は、低コストで、光学要素の面倒な光軸調整も不要であり、屋外 でも使用でき、しかも試料をムラなく均一に照明できる照明装置を備えた透過光 学顕微鏡を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係わる、明視野照明法によって試料を照明し、試料を透過した透過光 を観察する透過光学顕微鏡は、対物レンズと、試料を支持する手段と、平面蛍光 層を有する平面蛍光灯と、この蛍光層を励起して光を射出させるグロー放電を発 生させる手段とを有し、合焦時の対物レンズの焦点深度外に前記平面蛍光層が位 置するようにして試料を明視野照明する平面螢光灯ユニットとを具備することを 特徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、平行グロー放電を励起源とする平面螢光灯ユニットを明視野 照明源として設置するので、コイル状に巻回した発光体を有するランプと異なり 、発光源に奥行き、面分布があり、従って試料をムラなく均一に照明することが できる。また、ハロゲンランプやタングステンランプのように高熱を発しないの で、試料を熱で損傷するおそれもない。

【０００８】 また、発光源から直接試料を明視野照明するので、ケーラー照明法と異なり、 コレクタレンズ、視野絞り、明るさ絞りといった各種の光学要素を必要としない ため、比較的低コストである。また、これらの各種の光学要素を光軸調整する繁 雑な工程も不要である。更に、平行グロー放電を利用しており、消費電力を少な くできるので、電池によって平面螢光灯ユニットを駆動することも可能であり、 顕微鏡を屋外に携帯する際に発電機等を持参する必要がない。

【０００９】 更に、この平面螢光灯を、合焦時の対物レンズの焦点深度よりも下側に設置す るので、平面螢光灯に塗布された螢光体の凹凸等が眼に入らず、試料観察の邪魔 になることはない。従来のケーラー照明装置においては、ハロゲンランプ等は試 料から相当離して試料の加熱を防止する必要があったことから、こうした問題は 生じ得なかったのである。

【００１０】

【実施例】

図１は、本考案の実施例に係る透過光学顕微鏡を概略的に示す側面図である。 ステージ受け８には平面螢光灯受け台１０が公知の機構により上下移動可能に支 持されている。この受け台１０上には載置台１３が設けられ、この載置台１３の 上に、後述する平面螢光灯ユニット９がを載置されている。ステージ受け８には ハンドル１１が回動可能に設けられ、このハンドル１１を回転させることにより 、ピニオンーラック機構等公知の機構により受け台１０はステージ受け８に対し て上下移動される。この受け台１０の移動に伴って載置台１３及び平面螢光灯ユ ニット９も上下移動される。鏡体３上もしくは中に設けられた、点灯用電源、即 ち、例えば５Ｖのような低圧直流電源１２が、発振回路１７並びにリード線を介 して平面螢光灯ユニット９に対して電気的に接続されている。図示していないが この電源１２は電池が着脱自在に装着される電池ボックスのタイプでも良い。代 わって、図９に示すように、プラグにより商用交流電源に接続されて、ここから の電流を直流に変換するＡ／Ｄ変換器２０を介してのタイプでも良い。

【００１１】 平面螢光灯ユニット９の上方にはこれと僅かの間隔を有して、ＸＹステージ７ が配設されている。このステージ７は前記ステージ受け８にＸＹ方向、即ち、水 平方向に移動可能に支持されている。このステージ７上には試料、即ち、標本１ ５が載置される。このステージ７は少なくとも試料が載置されている所が透明体 でできており、平面螢光灯１９から発した光で、ＸＹステージ７上に載置された 試料１５を明視野照明できるようになっている。このステージ７は、透明体で構 成する代わりに試料が載置される箇所に穴を形成し、この穴を介して試料１５を 照明するようにしても良い。

【００１２】 前記ステージ受け８は鏡体３に、Ｚハンドル４の回転により上下方向、即ち、 Ｚ方向移動可能に支持されている。この鏡体３の上部にはレボルバー５が回転可 能に支持されている。このレボルバー５には、倍率の異なる複数の対物レンズ６ が、レボルバーの回転により試料１５上方に順次移動可能に支持されている。こ の結果、前記試料１５に入射した照明光は試料を透過し、試料上方に位置する対 物レンズ６に入る。この対物レンズ６は、鏡体３の上部に取着された観察鏡筒２ と接眼レンズ１と共に、結像光学系を構成する。かくして、観察者は、接眼レン ズ１を通し、試料１５の拡大像を観察することができる。 次に、前記平面螢光灯ユニット９について図２ないし図５を参照して説明する 。

【００１３】 平面螢光灯ユニット９を、前述したように、顕微鏡の明視野照明装置として用 いる。このユニット９は平面螢光灯１９とインバータ回路１８とからなる。この 平面螢光灯１９は、相対向する一対の電極間での平行グロー放電を発光源とする ものであり、例えば、三洋電機株式会社製の液晶用平面バックライト（ＢＬＵ− １Ａ：商品名）が使用され得る。

【００１４】 上面ガラスパネル９ｃ、底面ガラスパネル９ｇ及び側面ガラスパネル９ｆによ って、ガラス容器が形成されている。これらガラスパネルは透明のガラスにより 形成されている。このガラス容器の内部空間の対向する端部には、陰極９ａと陽 極９ｂとが設置されている。これら陰極９ａと陽極９ｂとは、断面Ｕ字形をなし た細長い金属板で形成されており、互いに開口側が対面するようにして平行に配 設されている。り、上面ガラスパネル９ｃの内側壁面及び下側ガラスパネル９ｇ の内側壁面には、ほぼ全面に渡って、それぞれ螢光膜９ｄが印刷法等によって形 成されている。各蛍光膜は複数の正方形の蛍光膜片を並べて構成となっている。 各平行電極９ａ，９ｂには、前記電源１２（図１）に接続されたリード線に接続 されるリード部１６が接続固定されている。ガラス容器の内部空間は、これに導 通された排気管９ｅを介して空気を排出した後に、アルゴン、ネオン等の励起ガ スを供給することにより、低圧励起ガスで充填されている。このような平面蛍光 灯においては、相対向する一対の平行電極９ａ，９ｂ間に直流電圧を印加して平 行グロー放電を生じさせ、これを螢光体励起源とする。

【００１５】 陰極９ａと陽極９ｂとの間でグロー放電を生じさせる際には、まず陰極９ａと 陽極９ｂとの間で一様に平行グロー放電を生じさせる。しかし、この状態で放置 しておくと、すぐに電流が大きくなり、かつ非常に限られた領域を電流が線状に 走るようになる。これを避けるため、点灯用電源から電力を供給する際に、ごく 高速でスイッチのオンとオフとを繰り返し、平行グロー放電のみが繰り返し起こ るようにする。

【００１６】 こうした点灯用電源の一例を、図５のブロック図に示す。ＡＣアダプタ又は電 池からなる電力供給源１２から、＋Ｖ、ＧＮＤの電力を発振器１７ａに供給し、 発振器１７ａから、例えば図６に示すような矩形波を発振させる。この例では、 ５３．６μs のオン時間と１０μs のオフ時間とを交互に繰り返す。この波形を 、バッファ１７ｂによって増幅し、ＳＹＮＣ信号として出力する。これら発振器 １７ａとバッファ１７ｂとは発振回路１７を構成する。インバータ回路１８には ＋Ｖ、ＧＮＤ、ＳＹＮＣ信号が入力され、インバータ回路１８の出力により、一 対の平行電極９ａ，９ｂ間で平行グロー放電が生じ、平面螢光灯１９が点灯する 。

【００１７】 本実施例によれば、相対向する一対の電極９ａ，９ｂ間での平行グロー放電を 励起源とする平面螢光灯ユニット９を、明視野照明源として設置するので、発光 源に奥行き、面分布がなく、従って試料１５をムラなく均一に照明することがで きる。また、ハロゲンランプやタングステンランプのように高熱を発しないので 、試料１５を熱で損傷するおそれもない。

【００１８】 更に、各種光学要素を必要としないため、低コストである。また、これら各種 の光学要素を光軸調整する煩雑な工程も不要である。更に平行グロー放電を利用 しており、消費電力を少なくできるので、電池によって平面螢光灯ユニット９を 駆動することも可能である。

【００１９】 前記したように、ガラスパネル９ｃ，９ｇの内側壁面には螢光剤を塗布してい る。そして、本考案者の観察によると、対物レンズ６の焦点深度内に、この螢光 剤塗布面が入ると、塗布ムラが見える。例えば、対物レンズの倍率が１×の場合 は、焦点深度が約１．５mm、２×の場合は約０．４mmである。試料１５に、螢光 剤塗布面がこの距離内にまで近ずくと、試料１５の像と平面螢光灯１９の螢光剤 塗布面の像が重なってしまうため、螢光剤の塗布ムラが観察の邪魔になってしま う。また、塗布ムラを試料１５のムラと見間違える可能性もある。

【００２０】 このため、ハンドル１１を回転させて平面螢光灯受け台１０を最も上昇させた 状態でも、平面螢光灯１９の表面が対物レンズ６の焦点深度よりも下側に位置す るように調整する。こうすれば螢光剤塗布面の像と試料１５の像とが重なること はない。 平面螢光灯１９は、対物レンズ６の光軸１４とほぼ垂直に設置することが、試 料１５をムラなく均一に照明するうえで好ましい。 更に具体的な実験結果について述べる。

【００２１】 前記電圧＋Ｖを＋５Ｖとし、図６に示したような矩形波を発振させて図２ない し図４に示す平面螢光灯１９を発光させる。この場合、平面螢光灯ユニット９の 消費電流は約１１０mAであり、発振器１７ａ、バッファ１２ｃを含めても、消費 電力は１Ｗ未満で済む。このため、電力供給源１２として、乾電池等を使用する ことができる。

【００２２】 平面螢光灯１９の発光面の大きさは２１．２×１６．３mmとした。この程度の 大きさであれば、通常の対物レンズ６の視野を照明する目的に対して充分な発光 面積である。

【００２３】 また、平面螢光灯１９の発光面を基盤目状に縦横それぞれ３列に区分し、各部 分の輝度を測定し、その測定結果を相対値で図７に表示する。ただし、ここで各 部分の数値は、中央部の輝度を１００％としたときのパーセンテージを示す。

【００２４】 この結果から解るように、最低でも７０％の輝度を確保できており、明視野照 明用光源として実用上ほとんど問題ない。また、この発光面の色温度は約７００ ０Ｋであるため、明視野観察に適している。

【００２５】 上記の平面螢光灯ユニット９を図１に示す位置に設置し、対物レンズ６の倍率 を種々変更し、それぞれの場合について、接眼レンズ１における照度を測定した 。この測定結果を表１に示す。 表 １ 対物レンズ６の倍率 接眼部の照度（ＬＵＸ） １× ２．４ ２× ２．５ ４× １．７ １０× １．８ ２０× ０．９ ４０× ０．５

【００２６】 一般に１ＬＵＸ程度の照度が得られれば、試料の拡大像を観察し易い。対物レ ンズ６の倍率が４０倍のときには若干暗いが、他の倍率の場合は、見易い明るさ である。

【００２７】 従来のケーラー照明方法においては、接眼レンズにおける照度は、対物レンズ の倍率の２乗に反比例していた。従って、例えば対物レンズの倍率が１倍の場合 と４０倍の場合とでは、照度が１０００倍以上も異なることになる。従って、対 物レンズを交換した場合には、ハロゲンランプの電圧、明るさ絞り、ＮＤフィル ター等をすべて再調整しなければならない。

【００２８】 これに対し、本実施例では、対物レンズの倍率がかなり変化しても、接眼部１ における照度は数倍程度のオーダーでしか変化しない。これは人間の肉眼で自然 に調節できる程度の変化にすぎない。従って、対物レンズを交換しても、あらた めて調光する手間が不要である。 また、ほぼ白色の螢光剤を塗布することにすれば、観察の対象物が一面の白地 の中に浮き上がって見えるので、その位置探しが容易である。

【００２９】 更に、本実施例において、上記の照度測定を行った後、平面螢光灯１９を更に ２mm程下に下げても、接眼部１における照度は０．２ＬＵＸ程度しか下がらない ことが判明した。従って、ＸＹステージ７として、上述したように、照明用の穴 が開いた不透明な板ではなく、穴のない透明なガラス製のＸＹステージを用いる こともできる。この場合は、スライドガラスの破片がＸＹステージの下に落ちる おそれがないので、クリーニングが容易である。

【００３０】 以上、主に生物用の透過顕微鏡について、本考案の実施例を説明したが、これ は実体顕微鏡の透過透明としても用いることができるのはもちろんである。実体 顕微鏡の場合、対物レンズの焦点深度は数mmとなるため、平面螢光灯１９を焦点 深度より下に位置させることが、観察の際に一層重要となる。

【００３１】 本考案に係わる透過光学顕微鏡の照明装置として、平面蛍光灯を使用した場合 につき、説明したが、例えば、エレクトロルミネッセンスランプ等、他の平面光 源用ランプを使用しても良い。 図８に示す本考案の変形例の顕微鏡では、発振回路１７は載置台１３中に設け られ、鏡体３中の電源１３と電気的に接続されている。

【００３２】

【考案の効果】

本考案によれば、相対向する一対の電極間での平行グロー放電を発光源とする 平面螢光灯を明視野照明源として設置するので、コイル状に巻回した発光体を有 するランプと異なり、発光源に奥行き、面分布がなく、従って試料をムラなく均 一に照明することができる。また、ハロゲンランプやタングステンランプのよう に高熱を発しないので、試料を熱で損傷するおそれもない。

【００３３】 また、発光源から直接試料を明視野照明するので、ケーラー照明法と異なり、 コレクタレンズ、視野絞り、明るさ絞りといった各種の光学要素を必要としない ため、低コストである。また、これら各種の光学要素を光軸調整する繁雑な工程 も不要である。更に、平行グロー放置を利用しており、消費電力を少なくできる ので、電池によって平面螢光灯を駆動することも可能であり、顕微鏡を屋外に携 帯する刷に発電機等を持参する必要がない。

【００３４】 更に、この平面螢光灯を、合焦時の対物レンズの焦点深度よりも下側に設置す るので、平面螢光灯に塗布された螢光体等の凹凸等が眼に入らず、試料観察の邪 魔になることはない。

【００３５】 上記の平面螢光灯を明視野照明に使用すれば、対物レンズの倍率がかなり変化 しても、接眼部における照度は比較的緩やかにしか変化しない。従って、対物レ ンズを交換しても、平面螢光灯をあらためて調光する手間が不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る透過光学顕微鏡を概略的
に示す正面図である。

【図２】平面螢光灯の一例を示す平面図である。

【図３】図２に示す平面螢光灯の断面図である。

【図４】図２に示す平面螢光灯の一部破断斜視図であ
る。

【図５】点灯用電源の一例を示すブロック図である。

【図６】発振器から発振した平行グロー放電制御用の矩
形波の一例を示すグラフである。

【図７】平面螢光灯の発光面を縦横３列毎に区分し、各
部分の輝度を測定し、各部分におけるこれら測定値の相
対値を各部分に記入した平面図である。

【図８】本考案の顕微鏡の変形例を示す側面図である。

【図９】本考案の顕微鏡の別の変形例を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

３…鏡体、６…対物レンズ、９…平面蛍光灯ユニット、
１２…電源、１５…試料、１７…発振回路。１８…イン
バータ回路、１９…平面螢光灯、２０…Ａ／Ｄ変換器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 明視野照明法によって試料を照明し、試
   料を透過した透過光を観察する透過光学顕微鏡におい
   て、 対物レンズと、試料を支持する手段と、平面蛍光層を有
   する平面蛍光灯と、この蛍光層を励起して光を射出させ
   るグロー放電を発生させる手段とを有し、合焦時の対物
   レンズの焦点深度外に前記平面蛍光層が位置するように
   して試料を明視野照明する平面螢光灯ユニットとを具備
   することを特徴とする。