光路選択装置と、これを有する照明装置と、顕微鏡

【課題】光路選択光学素子やシャッタ開閉動作の煩わしさを軽減し、迷光を防止することが可能な光路選択装置と、これを有する照明装置、及びこれを有する顕微鏡を提供すること。
【解決手段】複数の接続ポート１２０ａ，１２０ｂにそれぞれ接続された複数の光源からの光のの光路を選択する光路選択手段１２０と、前記光路選択手段で切替えられた光路の位置を検出する検出手段５４，５５と、前記接続ポートと前記光路選択手段との間に配置された遮光手段５２、５３と、前記検出手段からの信号に基づき、前記遮光手段の位置を制御する制御手段と、を有する光路選択装置１２０。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡に入射する照明光を選択切替する光路選択装置と、これを有する照明装置と、この照明装置を有する顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡の照明装置では、複数の照明ユニット、例えば水銀ランプやレーザ光源を接続可能なミラーハウスの光路選択光学素子によって照明光の光路を選択して顕微鏡本体へ照明光を導入するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１２６８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の照明装置では、各照明ユニットには光源からの光をＯＮ／ＯＦＦするシャッタが設けられ顕微鏡に導入する照明光のＯＮ／ＯＦＦを行っている。このため、使用者は、選択されていない光源からの照明光による迷光を防止するために、選択されていない照明ユニットのシャッタを閉じる必要がある。また、複数の照明光を選択したい場合、ミラーハウスの光路選択光学素子にはハーフミラーやダイクロイックミラーを使用し、照明ユニットのシャッタを開けた状態にする必要がある。この様に、使用者は、迷光を防止するために、ミラーハウスの光路選択光学素子が何であるかを認識した上でシャッタの開閉を行わなければならないと言う煩わしさがある。
【０００４】
本発明は上記課題に鑑みて行われたものであり、光路選択光学素子やシャッタ開閉動作の煩わしさを軽減し、迷光を防止することが可能な光路選択装置と、これを有する照明装置、及びこれを有する顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の光路選択装置は、複数の接続ポートにそれぞれ接続された複数の光源からの光の光路の何れかを選択する光路選択手段と、前記光路選択手段で切替えられた光路の位置を検出する検出手段と、前記各接続ポートと前記光路選択手段との間に配置された遮光手段と、前記検出手段からの信号に基づき、前記遮光手段の位置を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の照明装置は、前記光路選択装置を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の顕微鏡は、前記照明装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光路選択光学素子やシャッタ開閉動作の煩わしさを軽減し、迷光を防止することが可能な光路選択装置と、これを有する照明装置、及びこれを有する顕微鏡を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態にかかる光路選択装置と、これを有する照明装置、及びこれを有する顕微鏡について図面を参照しつつ説明する。なお、この実施の形態は、発明の理解の容易化のためのものに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。この点に関しては補正・訂正後においても同様である。
【００１０】
図１は、実施の形態にかかる光路選択装置と、これを有する照明装置、及びこれを有する顕微鏡の概略構成図である。
【００１１】
図１において倒立型顕微鏡１００は、顕微鏡本体１１０に、後述する光路選択装置１２０と、この光路選択装置１２０に接続された複数の光源からなる照明装置１３０が接続されて構成されている。なお、以下の説明では、倒立型顕微鏡１００を代表として説明するが、倒立型顕微鏡に限定されないことは言うまでもない。
【００１２】
顕微鏡本体１１０の背面に接続された照明装置１３０からの例えば励起用のレーザ光は、蛍光キューブ交換装置１０内の例えばダイクロイックミラー１１によって対物レンズ１２側に反射されステージ１３に載置された例えば細胞標本などの標本１４に照射される。標本１４への合焦は、顕微鏡本体１１０の焦準ハンドル１９を回動し、対物レンズ１２又はステージ１３を上下動することで行われる。
【００１３】
照射されたレーザ光で励起された標本１４からの蛍光は、対物レンズ１２で集光され、不図示のバリアフィルタを透過して不図示の検出装置で検出され不図示のモニターに表示される。
【００１４】
レーザ光を照射するための標本１４の位置決めは、顕微鏡本体１１０の上部に配置されたランプ光源１５からの照明光を透過照明光学系１６を介して標本１４に照射し、標本１４の光学像を対物レンズ１２、及び結像光学系１７を介して、接眼レンズ１８で観察しながら行う。また、このとき、不図示のカメラを介して画像を取得しモニターに表示することも可能である。なお、透過像取得の際には、蛍光キューブ交換装置１０内からダイクロイックミラー１１等の光学部材は光路から外されていることは言うまでもない。
【００１５】
また、顕微鏡本体１１０には、顕微鏡制御部２０が内蔵され外部のコントローラ３０により顕微鏡本体１１０の各駆動が制御可能に構成されている。なお、観察時、対物レンズ１２の交換、蛍光キューブ交換装置１０の駆動、焦準ハンドル１９の駆動、ステージ１３の駆動等は電動で行われ、これらの駆動制御は、顕微鏡制御部２０を介して行われる。
【００１６】
顕微鏡本体１１０の背面下部には、後述する光路選択装置１２０が接続部を介して固定され、照明装置１３０からの照明光を顕微鏡本体１１０に導入している。
【００１７】
次に、光路選択装置１２０を有する照明装置１３０について図２、図３を参照しつつ説明する。
【００１８】
図２は、光路選択装置１２０を有する照明装置１３０の概略構成図である。図２において、複数の照明ユニットをそれぞれ取り付けるための接続ポート１２０ａ、１２０ｂを有する光路選択装置１２０が顕微鏡本体１１０にネジ等で固定されている。光路選択装置１２０からは、光路選択装置１２０内の各部材を駆動制御するための配線１２１を有し、この配線は、接続部１２２を介して顕微鏡本体１１０と接続され（図１参照）、顕微鏡制御部２０を介してコントローラ３０で制御可能に構成されている。なお、接続部１２２を介して光路選択装置１２０専用のコントローラに接続し、駆動制御を行うことも可能である。
【００１９】
光路選択装置１２０の接続ポート１２０ａには、落射照明装置１３１が接続されている。落射照明装置１３１は、光ファイバー１３２を介して水銀ランプ光源１３３に接続されている。水銀ランプ光源１３３からの光は光ファイバー１３２を介して落射照明装置１３１に導かれ、落射照明装置１３１内で所定の波長が選択され光路選択装置１２０に導入される。なお、落射照明装置１３１内の光学系は公知の光学系が用いられており詳細な説明は省略する。
【００２０】
光路選択装置１２０の接続ポート１２０ｂには、全反射照明装置１４１が接続されている。全反射照明装置１４１は、光ファイバー１４２を介してレーザ光源１４３に接続されている。レーザ光源１４３からのレーザ光は光ファイバー１４２を介して全反射照明装置１４１に導かれ、全反射照明装置１４１内で光軸に対して所定の位置に集光されて光路選択装置１２０に導入される。なお、全反射照明装置１４１内の光学系は公知の光学系が用いられており詳細な説明は省略する。
【００２１】
次に、光路選択装置１２０について図３を参照しつつ説明する。
【００２２】
図３は、光路選択装置１２０の内部概略構成図である。図３では、光路選択装置１２０の内部を示すために、筐体のカバーを外した状態を示している。光路選択装置１２０には落射照明装置１３１と全反射照明装置１４１がそれぞれ接続ポート１２０ａ、１２０ｂを介して接続されている。
【００２３】
光路選択装置１２０の内部には、落射照明装置１３１と全反射照明装置１４１の各照明光を顕微鏡本体１１０に導くための光路選択素子５１と、落射照明装置１３１からの光をＯＮ／ＯＦＦするためのシャッタ機構５２と、全反射照明装置１４１からのレーザ光をＯＮ／ＯＦＦするためのシャッタ機構５３と、光路選択素子５１の位置を検出するためのセンサー５４、５５が配置されている。
【００２４】
光路選択素子５１は、ハーフミラー５１ａが保持部材５１ｂに取り付けられている。保持部材５１ｂへのハーフミラー５１ａの取り付けについては後述する。なお、以下の説明ではハーフミラーの場合を説明するが、ダイクロイックミラー等の波長選択性の光学部材を用いることも可能である。保持部材５１ｂの一端部にはプーリー５１ｃが結合され、プーリ５１ｃとモータ５１ｄとがベルト５１ｅを介して連結されている。モータ５１ｄは光路選択装置１２０の筐体に固定されている。モータ５１ｄの回転はベルト５１ｅを介してプーリ５１ｃに伝達され、プーリ５１ｃの中心軸５１ｆ回りに回転する。中心軸５１ｆは、光路選択装置１２０の筐体に固定されている。モータ５１ｄを規定数回転させると保持部材５１ｂを略４５度回動し、落射照明装置１３１と全反射照明装置１４１の各光路に挿入することができる。
【００２５】
シャッタ機構５２、５３は、略同じ構成である。シャッタ機構５２は、光路選択装置１２０の筐体に固定されたモータ５２ａの回転軸に支持部材を介して遮光部材５２ｂが固定され、モータ５２ａの回動により、落射照明装置１３１からの照明光の光路を開けたり閉じたりすることができる。また、シャッタ機構５３は、光路選択装置１２０の筐体に固定されたモータ５３ａの回転軸に支持部材を介して遮光部材５３ｂが固定され、モータ５３ａの回動により、全反射照明装置１４１からの照明光の光路を開けたり閉じたりすることができる。
【００２６】
シャッタ機構５２，５３の開閉は、光路選択素子５１の位置に応じて、それぞれの光路を開けたり閉めたりするように顕微鏡制御部２０を介してコントローラ１３０、或いは光路選択装置１２０専用のコントローラで制御される。この様に、光路選択素子５１の設定位置に応じてシャッタ機構５２，５３でそれぞれの光路を開閉することで、必要な照明光のみを顕微鏡本体１１０に導くことができ、不要な光による迷光を防止することができる。なお、シャッタ機構５２，５３の回動動作は、後述するセンサー５４、５５の検出信号に基づき光路選択素子５１の位置に連動して駆動されるように構成することが望ましい。光路選択素子５１の設定位置に連動してシャッタ機構５２，５３を駆動することで、必要な照明光のみを顕微鏡本体１１０に導くことができ、不要な光による迷光を容易に防止することができる。
【００２７】
次に、光路選択素子５１の構成について詳説する。図４（ａ）、（ｂ）は、光路選択素子５１の構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図をそれぞれ示す。
【００２８】
図４において、光路選択素子５１は、保持部材５１ｂの一端部にプーリ５１ｃが結合されている。開口部５１ｘの底面側には、ハーフミラー５１ａが、保持部材５１ｂに形成された溝部５１ｂａに係合され、固定部材５１ｇを介して４個のネジ５１ｈで保持部材５１ｂに保持・固定されている。
【００２９】
固定部材５１ｇの側面には、略長方形の薄板で形成された被検出部である爪部６１、６２、６３、６４が形成され、センサー５４、５５の検出部に挿脱され、光路選択素子５１の位置検出に用いられる。センサー５４は、例えばホトインタラプター等を用いることができる。
【００３０】
爪部６１と６２は、固定部材５１ｇの側面の中央部近傍に対向して形成されており光路選択素子５１が光路中に有るか否か、かつ光学部材（ハーフミラー５１ａ、後述する全反射ミラー７１ａ）の種類を検出するために使用される。固定部材５１ｇは、１８０度回転してネジ止めすることができ、１８０度回転することで、爪部６１と６２、及び６３と６４の位置が入れ替わるように形成されている。また、爪部６１は爪部６２より長く形成されており、固定部材５１ｇの爪部６１と６２の位置を入れ替えることによって、保持部材５１ｂに形成されている溝部５１ｂａに配置された光学部材（ミラーの種別）の種別を検出することができる。また、爪部６３、６４は、固定部材５１ｇの側面の対角線上の角部近傍に形成されており、光路選択素子５１が光路から退避されセンサー５５で検出される際に使用される。
【００３１】
なお、爪部６１，６２，６３，６４の形状及び位置は、図４に示された位置に限らず、後述するセンサー５４，５５との関係で、適宜変更することは言うまでもない。
【００３２】
図５は、光路選択素子５１の爪部６１がセンサー５４の検出部５４ａに挿入されている状態を示している。光路選択素子５１が照明光学装置の光路中に挿入されている場合、センサー５４の検出部５４ａが長い爪部６１を検出する。
【００３３】
また、長い爪部６１が検出部５４ａにある時、光路選択素子５１には、この場合ハーフミラー５１ａを使用していることが分かる。さらに、センサー５４の検出部５４ａ及び５４ｂの両方に爪部６１、６２が挿入していない場合は、光路選択素子５１が光路中に配置されていないこともコントローラを介して作業者が認識できる。
【００３４】
図６は、センサー５５と固定部材５１ｇの爪部６３，６４の関係を示している。爪部６３，６４は、ほぼ同様の形状に形成されてる。図３において、破線で示すように光路選択素子５１が照明光の光路から外され、センサー５５部に退避した時、爪部６３がセンサー５５の検出部５５ａに位置する。これにより、光路選択素子５１が、光路中から退避された事を検出できる。
【００３５】
このとき、図３において落射照明装置１３１からの照明光は、顕微鏡本体１１０に導入されなくなるので、光路選択素子５１が光路中から退避したことの検出によりシャッタ機構５２の遮光部材５２ｂが破線部に示す位置まで回動して、落射照明装置１３１からの照明光を遮光部材５２ｂで遮光し、迷光となることを防止する。
【００３６】
（実施の形態の変形例）
図７は、実施の形態にかかる光路選択装置１２０の変形例を示す。図８は、変形例におけるセンサー５５と固定部材５１ｇの爪部６３，６４の関係を示している。図９は、変形例における光路選択素子５１の長い爪部６１がセンサー５４の検出部５４ｂに挿入されている状態を示している。
【００３７】
図７における変形例では、前述した光路選択装置１２０と基本構成は同様であり、同様の構成には同じ符号を付し説明を省略する。上記実施の形態と異なる点は、光路選択素子５１のミラー部材が全反射ミラー７１ａに交換され、固定部材５１ｇが上述の場合に対して１８０度回転して固定されていることにある。
【００３８】
上述の実施の形態では、ハーフミラー５１ａを使っているため、落射照明装置１３１からの照明光と全反射照明装置１４１からの照明光を同時に顕微鏡本体１１０に導くことができるが、本変形例では、どちらか一方の照明光を導入するために用いられる。
【００３９】
図７において全反射照明装置１４１からの照明光を顕微鏡本体１１０に導入する場合、図７の実線で示すように光路選択素子５１を光路中から退避し、シャッタ機構５２の遮光部材５２ｂを実線で示すように落射照明装置１３１からの照明光の光路に配置して照明光を遮光し、シャッタ機構５３の遮光部材５３ｂを実線で示すように全反射照明装置１４１からの照明光の光路から外す。これにより、全反射照明装置１４１からの照明光を顕微鏡本体１１０に導き、落射照明装置１３１からの照明光を遮断し、迷光を防止することができる。
【００４０】
このときの光路選択素子５１とセンサー５５の関係を図８に示す。センサー５５の検出部５５ａで、固定部材５１ｇの爪部６４を検出することで、光路選択素子５１が光路から退避していることが分かる。
【００４１】
一方、落射照明装置１３１からの照明光を顕微鏡本体１１０に導入する場合を、図７の破線で示している。図７中で破線で示すように、光路選択素子５１が光路中に挿入され、シャッタ機構５２の遮光部材５２ｂが破線で示すように落射照明装置１３１の照明光の光路から外され、シャッタ機構５３の遮光部材５３ｂが破線で示すように全反射照明装置１４１の照明光の光路中に挿入され全反射照明装置１４１からの照明光を遮断し、迷光を防止する。落射照明装置１３１からの照明光は、全反射ミラー７１ａで反射され、顕微鏡本体１１０に導かれる。
【００４２】
このときの光路選択素子５１とセンサー５４との関係を図９に示している。センサー５４の検出部５４ｂで固定部材５１ｇに形成された長い爪部６１を検出することで、ミラー部材が全反射ミラー７１ａであり、かつ光路選択素子５１が光路中に配置されていることを検出している。
【００４３】
なお、光路選択素子５１、及びシャッタ機構５２、５３の駆動は、コントローラ１３０で動作を指示する事ができ、選択状態はセンサー５４，５５の検出部５４ａ、５４ｂ、５５ａからの信号によりコントローラ１３０（図１参照）に表示することができる。
【００４４】
また、コントローラ１３０又は顕微鏡制御部２０（図１参照）は、光路選択素子５１とシャッタ機構５２，５３の動作を連動して行うように制御することが望ましい。連動することで、迷光を確実に防止することができる。
【００４５】
以上述べたように、実施の形態にかかる光路選択装置によれば、使用しない照明光からの迷光を防止することができる。また、光路選択素子にハーフミラー、或いは全反射ミラーのいずれを使用しているかを、センサーの検出信号により判断することができる。なお、光路選択素子に取り付けた光学部材をあらかじめコントローラ等に登録することで、光路選択素子とシャッタ機構を連動させることも可能になる。
【００４６】
また、この様な光路選択装置を有する照明装置、及びこの照明措置を有する顕微鏡を達成することができる。
【００４７】
また、実施の形態によれば、複数の光源を有する顕微鏡照明装置において、光路選択素子に何を配置したかを認識、それに応じて各照明装置のシャッタ機構の開閉動作を確認しなければならないという煩わしさや、シャッタ開閉の誤操作を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施の形態にかかる光路選択装置と、これを有する照明装置、及びこれを有する顕微鏡の概略構成図である。
【図２】光路選択装置を有する照明装置の概略構成図である。
【図３】光路選択装置の内部概略構成図である。
【図４】光路選択素子の構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図をそれぞれ示す。
【図５】光路選択素子の長い爪部がセンサーの検出部に挿入されている状態を示している。
【図６】センサーと固定部材の爪部の関係を示している。
【図７】実施の形態にかかる光路選択装置の変形例を示す。
【図８】変形例におけるセンサーと固定部材の爪部の関係を示している。
【図９】変形例における光路選択素子の長い爪部がセンサーの検出部に挿入されている状態を示している。
【符号の説明】
【００４９】
１０蛍光キューブ交換装置
１１ダイクロイックミラー
１２対物レンズ
１３ステージ
１４標本
１５ランプ光源
１６透過照明装置
１７結像光学系
１８接眼レンズ
１９焦準ハンドル
２０顕微鏡制御装置
３０コントローラ
５１光路選択素子
５２、５３シャッタ機構
５４，５５センサー
６１、６２，６３，６４爪部
１００倒立方顕微鏡
１１０顕微鏡本体
１２０光路選択装置
１２１配線
１２２接続部
１３０照明装置
１３１落射照明装置
１３２、１４２光ファイバー
１３３水銀ランプ
１４１全反射照明装置
１４３レーザ光源

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の接続ポートにそれぞれ接続された複数の光源からの光の光路の何れかを選択する光路選択手段と、
前記光路選択手段で切替えられた光路の位置を検出する検出手段と、
前記各接続ポートと前記光路選択手段との間に配置された遮光手段と、
前記検出手段からの信号に基づき、前記遮光手段の位置を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする光路選択装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記光路選択手段が非選択の光路の光を遮光するように前記遮光手段の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の光路選択装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記検出手段からの信号に基づく前記光路選択手段の制御と前記遮光手段の制御とが連動して動作するように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の光路選択装置。
【請求項４】
前記光路選択手段と前記遮光手段は、電動駆動されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光路選択装置。
【請求項５】
前記光路選択手段は、光学素子と当該光学素子を固定する固定手段を有し、
前記固定手段は、前記検出手段で検出される被検出部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光路選択装置。
【請求項６】
前記固定手段の第１の被検出部は、前記固定手段の中央部近傍に対向して配置された形状の異なる被検出部を含むことを特徴とする請求項５に記載の光路選択装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記検出手段を介して前記第１の被検出部の位置を検出し、検出結果に基づき前記光路選択素子の種別を判別することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光路選択装置。
【請求項８】
前記固定手段の第２の被検出部は、前記固定部材の対角位置の角部の近傍に略同形状の被検出部を有することを特徴とする請求項５に記載の光路選択装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記検出手段を介して前記第２の被検出部の位置を検出し、検出結果に基づき前記光路選択素子が光路中に有るか否かを判別することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光路選択装置。
【請求項１０】
請求項１から９に記載の光路選択装置を有することを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の照明装置を有することを特徴とする顕微鏡。

【図１】