專利名稱：顯微鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及把例如細胞組織和微生物等的試料的光學圖像轉換為電信號、以作為圖像數(shù)據(jù)來觀察的顯微鏡。
背景技術：
近年來，在教學領域中，正在推廣靈活地運用計算機進行教學。這樣的計算機教學不只限于單純地教授計算機的操作，也在考慮在實際中使用計算機進行各種教學。
例如，在理科教學中，也考慮不只是使用顯微鏡直接地觀察細胞組織和微生物等，有時將觀察圖像生成為圖像信號，以在計算機上進行觀察。
因此，作為可以生成這樣的圖像信號的顯微鏡，被開發(fā)成如下的結構，即，在放置試料的載物臺的下方配置具有一直線狀光軸的光學系統(tǒng)，在該光學系統(tǒng)的成像位置上安裝有配置了攝像元件的攝像裝置。這種顯微鏡通過光學系統(tǒng)攝取在載物臺上放置的試料的光學圖像，且通過攝像元件將該光學圖像轉換為電信號，并生成圖像信號。
該顯微鏡具有以下特征在載物臺和攝像元件之間配置具有一直線狀光軸的光學系統(tǒng)的結構，還可以得到攜帶性優(yōu)良的小型、輕量的結構，并且可以得到高精度的圖像數(shù)據(jù)，因此可以簡便地實現(xiàn)使用該圖像信號進行理科教學等的各種教學。
但是，在這樣的顯微鏡中，為了能夠對各種試料進行進一步觀察并使多數(shù)人有興趣，考慮通過附加照明機構，該照明機構對載物臺上的試料進行偏射照明等的照明，可以使圖像數(shù)據(jù)具有鮮明對比度的各種照明方式，從而在理科教學等的教學領域做出貢獻。
作為可以實施這些多種照明方式的照明機構，考慮將照明頭安裝在支撐臂(arm)的一端，把該支撐臂的另一端自由轉動地組裝配置在顯微鏡主體上。而且，此支撐臂根據(jù)照明方式，使另一端部轉動，來設定從照明頭發(fā)出的照明光的照射角。
然而，在上述照明機構中，如果對顯微鏡主體只安裝可以轉動的照明頭，則會產(chǎn)生以下異常，即改變對載物臺的試料承載面上的試料進行照射的照明位置，使實現(xiàn)偏射照明等的照明方式變得困難。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于以上事實做成的，其目的是提供一種顯微鏡，不僅實現(xiàn)高自由度的觀察方式，而且可以簡便地實現(xiàn)容易的照明方式的變更，并且對于各種照明方式可以實現(xiàn)獲得高精度的圖像。
本發(fā)明的顯微鏡由以下部分組成構成載物臺部，用于放置試料；光學部，其被配置成與上述載物臺部的試料放置面的反面對置，且攝取放置在上述載物臺部上的上述試料的光學圖像的光軸成一直線狀；攝像部，其被配置在上述光學部的成像位置上，并將通過上述光學部成像的上述試料的光學圖像轉換為電信號；照明機構，其具有多個位置調整部，該位置調整部可變地調整對上述載物臺部上放置的試料照射照明光的照明頭的照射方向，來設定照明方式。
根據(jù)上述結構，通過光軸被配置成一直線狀的光學部，與載物臺部的下側面相對地配置攝像部，并對該載物臺部組裝配置照明頭，使照明頭通過多個位置調整部可自由地轉動調整，并通過調整操作該多個位置調整部，對載物臺部上的試料的照明方式進行可變設定，可以通過攝像部取得各種照明方式的圖像數(shù)據(jù)。這樣一來，不僅實現(xiàn)可以進行包括移動在內的簡便的處理的顯微鏡機構，而且可以取得各照明方式的精度良好的圖像數(shù)據(jù)，可以容易地實現(xiàn)觀察方式的多樣化。


圖1是用于表示剖開的與本發(fā)明的一個實施例有關的顯微鏡的一部分的局部剖面圖。
圖2是表示圖1中的第一支撐臂的轉動結構的剖面圖。
圖3是表示圖1中的第二支撐臂的轉動結構的剖面圖。
圖4是表示用于說明圖1中的照明頭的調整動作的平面圖。
圖5是用于表示剖開的與本發(fā)明的其它實施例有關的顯微鏡的一部分的局部剖面圖。
圖6是表示圖5中的第二支撐臂的滑動結構的剖面圖。
圖7是從外觀表示圖5中的第二支撐臂的滑動結構的平面圖。
圖8是表示圖5中的照明頭的轉動結構的側面圖。
圖9是表示從圖8的IX-IX剖開的剖面圖。
圖10是表示與本發(fā)明的其它實施例有關的顯微鏡的主要部分的配置結構的平面圖。
圖11是表示用于說明圖10中的照明頭的調整動作的結構圖。
圖12是用于表示與本發(fā)明的其它實施例有關的顯微鏡的主要部分的配置結構的局部剖面圖。
圖13是表示放大了的圖12中的主要部分的剖面圖。
具體實施例方式
以下就本發(fā)明的實施例參照圖面來詳細加以說明。
圖1是表示與本發(fā)明的一個實施例有關的顯微鏡，在裝有攝像部的底座10上，通過光學部12以一定的間隔組裝配置放置試料用的載物臺部11。在載物臺部11上，載物板111例如被設成在水平面上可自由地移動調整。通過未圖示出的操作部的調整，載物板111相對載物臺部11進行位置調整。
另外，在上述光學部12內，具有一直線狀光軸的光學部件122與上述載物板111對置地配置，通過該光學部件122攝取放置在上述載物板111上的試料的光學圖像。
光學部件122，例如裝備有變焦鏡頭，與在上述光學部12的周圍安裝的可自由地轉動操作的操作環(huán)121進行轉動操作，并在光軸方向上移動調整該變焦鏡頭，從而有選擇地對放置在上述載物板111上的試料的光學圖像進行放大或縮小。另外，在上述光學部12上裝有圖中未示出的焦點調整部，使上述光學部件122的焦點可以調整。
再有，在上述底座10中，對應上述光學部件122的成像位置設有攝像元件101，在攝像元件101上形成通過上述光學部件122得到的光學圖像。底座10通過攝像元件101將光學圖像轉換為電信號，且該電信號經(jīng)信號處理生成圖像信號，并通過圖中未表示的輸出裝置向外輸出到外部設備，例如個人計算機(以下記做計算機)。
像上述結構那樣，在載物臺11的下側，通過采用如下的顯微鏡結構，即通過裝有光軸成一直線的光學部件122的光學部12，具有攝像元件101的底座10被相對配置的顯微鏡的結構，可以在實現(xiàn)小型化的同時實現(xiàn)結構的簡單化，并且因為可以實現(xiàn)使光學部12的結構簡單化，所以能夠得到精度良好的圖像數(shù)據(jù)。
另外，在上述載物臺11上設有安裝照明頭用的支撐臂安裝部112，在該支撐臂安裝部112上，例如，螺紋孔113設成和光軸大致垂直。而且，在該支撐臂安裝部112上安裝了繞著軸A可自由地轉動的構成照明機構的第一支撐臂13。
在第一支撐臂13的一端，如圖2所示，與上述支撐臂安裝部112的螺紋孔相對應，設有構成位置調整部的通孔131。該第一支撐臂13，相對此通孔131，插入安裝螺釘16，其上按順序地裝有墊片14、施加轉動力用的板簧15。在這種狀態(tài)下，在安裝螺釘16的前端裝有墊片17，然后螺旋緊固在上述支撐臂安裝部112的螺紋孔113中。
這里，第一支撐臂13的一端可自由轉動地裝在支撐臂安裝部112上。在此組裝狀態(tài)中，第一支撐臂13，它的一端有安裝螺釘16、墊片14、17以及板簧15施加的彈力，并通過克服該彈力的摩擦力而被施加轉動力。而且，在此轉動位置上，第一支撐臂13通過板簧15的彈力在軸向上被施加力，從而被限位、定位。
另外，在第一支撐臂13的另一端設有如圖3所示的構成位置調整部的安裝孔132。而且，在該第一支撐臂13的安裝孔132上，將設置在第二支撐臂18的一端的轉動部181組裝成繞軸B可自由地轉動。
該第二支撐臂18的轉動部181，在它的周圍裝上墊片19，插入上述第一支撐臂13的安裝孔132中后，在其先端的周圍順次地安裝墊片20、輸出轉動力用的板簧21，還安裝有固定環(huán)22。在此固定環(huán)22上，螺紋孔221相對于軸B大致成直角，螺釘23被螺旋緊固在此螺紋孔221中，以固定第二支撐臂18的轉動部181。
此處，第二支撐臂18，它的轉動部181對第一支撐臂13的安裝孔132，通過固定環(huán)22、墊片19、20以及板簧21產(chǎn)生的彈力，在軸向上施加力，并克服該彈力，以對第一支撐臂13的安裝孔132施加轉動力。而且，在此轉動位置上，第二支撐臂18通過板簧21的彈力在軸向上被施加力，從而被限位、定位。
另外，在第二支撐臂18的另一端上設有照明頭24(參照圖1)。該照明頭24，例如，只要通過圖中未表示的電纜從外部供給電源，就在希望的照射方向上發(fā)出照明光。而且，作為此照明頭24的電源結構，也可做成裝有電池的結構。
根據(jù)上述結構，在設定放置在載物臺11的載物板111上的試料的照明方式時，例如如圖4中虛線所示，克服板簧15的彈力，以使第一支撐臂13繞軸A轉動地被施加轉動力。于是，第一支撐臂13其與第二支撐臂18同時被轉動，并在去解除了轉動能的位置，通過板簧15的彈力，在轉動位置上在軸向上被施加動力，從而被限位、定位。這里，受第二支撐臂18支撐的照明鏡24，保持繞相對于光軸大致垂直的軸A轉動的狀態(tài)。
在此狀態(tài)下，當?shù)诙伪?8通過克服板簧21的彈力被施加轉動能而繞以第一支撐臂13的安裝孔132為中心的軸B轉動時，照明鏡24和該第二支撐臂18同時轉動。而且，第二支撐臂18在被去除轉動力時，通過板簧21的彈力，在轉動位置上在軸向上被施加力，從而被限位、定位。據(jù)此，照明頭24繞兩個軸轉動，將其照射方向設定在想要的狀態(tài)，并設定偏射照明等想要的照明方式。
如上所述，上述顯微鏡如下構成，即通過載物臺11的下側的光軸成一直線的光學部12，使具有攝像元件101的底座10相對設置，通過第一以及第二支撐臂13、18，對該載物臺11組裝配置照明頭24，使其繞與光軸方向不同的兩個軸自由地轉動調整。
如果這樣，則通過第一以及第二支撐臂13、18使照明頭24繞兩個軸轉動，在偏射照明等預期的照明方式中，可以容易地將照明頭24的照射方向調整到光軸上的預期位置。其結果，在確保使用包括移動處理的簡化的顯微鏡結構中，可以得到多種照明方式的良好精度的圖像數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)觀察方式的多樣化。
而且，在上述實施例中，說明了利用板簧15、21的彈力構成使第一支撐臂13以及第二支撐臂18在各自的轉動位置上定位的定位機構的情形，但是，并不只限于此，也可以使用其它部件來構成。而且，作為使第一支撐臂13以及第二支撐臂18各自轉動調整自由地柱狀配置的機構，并不限于上述的轉動力輸出的結構，另外，例如可以作成使第一支撐臂13以及第二支撐臂18在各自的轉動調整位置上，釋放自由地保持的定位機構，例如配置通過觀察者可以任意地調整轉動力的力量調整臂。
另外，在上述實施例中，說明了設立位置調整部，以使照明頭24繞與光軸方向不同的兩個軸轉動自由地設置的情況，但并不限于這個數(shù)量，例如，有時可以做成如圖5到圖9所示的結構，或者可以做成圖10以及圖11中所示的結構。但是，在圖5到圖11中，對和上述圖1到圖4相同的部分，給出了相同的號碼，并省略其說明。
首先，在圖5到圖9所示的實施例中，第一支撐臂13被安裝成和上述圖1中所示的實施例一樣，相對于載物臺11的支撐臂安裝部112，繞軸A自由地轉動。而且，在該第一支撐臂13的另一端上，將第二支撐臂25安裝成大致垂直的狀態(tài)。
第二支撐臂25例如被作成筒狀，在其內部嵌裝構成位置調整部的移動部件26，移動部件26可以在軸向上自由地移動。在該第二支撐臂25的軸向上，如圖6以及圖7所示形成導向孔251，在該導向孔251中，移動自由地插入固定螺釘27。該固定螺釘27螺旋緊固在上述移動部件26上。
這樣一來，只要松開該固定螺釘27，固定螺釘27就可以沿著第二支撐臂25的導向孔251移動，調整移動部件26進出第二支撐臂25。而且，移動部件26在擰緊該固定螺釘27時，通過使該固定螺釘27壓接在第二支撐臂25上，被定位在該移動位置上。
另外，如圖8以及圖9所示，在移動部件26的前端形成位置調整部，例如，形成切成半圓形的缺口部261，在該缺口部261上設有螺紋孔262。而且，該缺口部261上，設置在上述照明頭24上的安裝部241被組裝成繞軸C自由地轉動。
在上述安裝部241上，與上述螺紋孔262相對應來設立通孔242。而且，螺釘29通過板簧28插入該安裝部241的通孔242。該螺釘29在插入安裝部241的通孔242后，其前端被螺旋緊固在移動部件26的缺口部261上的螺釘孔262中。據(jù)此，照明頭24在克服板簧28的彈力，并被施加繞以螺釘29為中心的軸C轉動的轉動力時，繞軸C轉動，來調整其轉動角度。而且，照明頭24在它的轉動位置上，當去除轉動力時，它的安裝部241通過上述板簧28的彈力在軸向上被施加力，在轉動位置上被限位、定位。
即，在該實施例中，通過第一支撐臂13移動調整照明頭24使它繞軸A轉動。接著，在軸向上伸縮調整第二支撐臂25，在該伸縮位置，照明頭24相對第二支撐臂25轉動。這樣，通過3個部位調整照明頭24的位置，可變調整其照明方式。
另外，在圖10以及圖11中所示的實施例中，在載物臺11和照明頭24之間，構成作為位置調整部的連桿機構，例如，3個連桿部件301、302、303連接成大致成四邊形的環(huán)，由它們組合配置成第二支撐臂30。在其中的連桿部件301的前端，通過回轉軸304第二支撐臂30中自由地轉動。而且，在構成第二支撐臂30的連桿部件303上設有驅動銷305，該驅動銷305例如與驅動凸輪槽133驅動自由地接合，該驅動凸輪槽133在載物臺11上被形成為預定的形狀。
另外，在構成第二支撐臂30的3個連桿部件301、302、303之中，連桿部件302的連桿連接部被固定支撐在照明頭24上。
在上述結構中，第二支撐臂30當照明頭24被移向照射位置時，就如圖11所示，連桿部件301以回轉軸304為中心被施加轉動力，與此連動，連桿部件302、303依次被施加轉動力。此時，連桿部件303的驅動銷305被引導沿著第一支撐臂13的驅動凸輪槽133運動。據(jù)此，構成第二支撐臂30的連桿部件301、302、303，根據(jù)照明頭24的照明位置，例如如圖11所示被轉動。
在這里，照明頭24通過這些連桿部件301、302、303的移動位置被限位，來確保預期的照射方向。如果根據(jù)該實施例，只通過可變調整照明頭24的照射位置，通常就可以照明載物臺11的載物板111上的試料。其結果，觀察者可以簡單地進行調整照射方向的照明調整操作。
另外，在該實施例中，說明了在第一支撐臂13和照明頭24之間，使連桿部件301、302、303連桿連接并使相互間連動的結構的情況，但是，也可以例如做成使用墊片連接或者齒輪連接構造等并使相互間連動的結構，代替該連桿連接構造。
再有，本發(fā)明不限于上述實施例，作為位置調整部，例如，也可以做成在上述第一支撐臂13以及第二支撐臂18、25的中間部設立轉動部，形成可自由地彎折，通過該轉動部以轉動方式可彎折調整第一支撐臂13以及第二支撐臂18、25的中間部的結構。
再有，本發(fā)明，并不限于上述實施例，其它，做成如圖12以及圖13所示的配置上述照明頭24的結構，也可達到和上述各實施例大致相同的效果。但是在圖12以及圖13中，為了方便，對上述圖1到圖4中相同的部分，給出了相同的號碼，并省略其說明。
即，在圖12以及圖13所示的實施例中，與上述載物臺11的載物板111的試料放置部相對應，設有構成位置調整部的支撐臂安裝部40，在該支撐臂安裝部40的前端設有螺紋孔401。而且，在該螺紋孔401中，例如，用構成定位機構的螺釘部件42，螺旋連接調整自由地螺旋緊固彎曲狀的支撐臂41的根部。
據(jù)此，支撐臂41的根部被安裝成相對上述支撐臂安裝部40，通過板簧43以螺釘部件42為中心繞軸D可自由轉動。成為該支撐臂41的轉動支點的軸D，最好在與上述載物板111的試料放置面同一平面上，而且，與光學部12的光軸大致垂直的軸線上。
另外，在支撐臂41的上端部，安裝有上述照明頭24。該照明頭24的照射光照射與上述載物板111的試料放置面的上述光學部12的光軸交叉的部位。
根據(jù)上述結構，如果松開螺旋緊固在支撐臂41的根部上的螺釘部件42，如果以螺釘部件42為軸D轉動支撐臂41，則可以改變照明頭24的照明光的照射方向。這里，照明頭24的照明光，在各轉動位置，照向與上述載物板111的試料放置面的上述光學部12的光軸的部位。其結果，照明頭24不變換在載物板111上的照射部位，可以對應支撐臂41的轉動位置得到預期的照明方式。
這樣一來，支撐臂41相對支撐臂安裝部40被定位，照明頭24的照明光照射在載物板111的試料放置面的光軸上。
因此，本發(fā)明并不限于上述實施例，另外，可以是在實施階段在不脫離該要旨的范圍內可以實施各種變形結構。另外，在上述實施例中，包含各階段的發(fā)明，對公開的多個結構要件進行適當?shù)慕M合，可以得到各種發(fā)明。
例如，即使從實施例中所示的全部構成要件中去除幾個構成要件，也可以解決在發(fā)明要解決的課題范圍內的上述課題，在可以得到上述的發(fā)明效果時，可以得到去除該構成要件后的結構。
權利要求
1.一種顯微鏡，其特征是具有載物臺(11)，用于放置試料；光學部(12)，其被配置成與上述載物臺部的試料放置面的反面對置，且攝取放置在上述載物臺部上的上述試料的光學圖像的光軸成一直線狀；攝像部(10)，其被配置在上述光學成像位置上，并將通過上述光學部成像的上述試料的光學圖像轉換為電信號；照明機構(13、16、18、22、24、241、26、27、30)，其具有多個位置調整部，該位置調整部可變地調整對上述載物臺部上放置的試料照射照明光的照明頭的照明方向，來設定照明方式。
2.如權利要求1所述的顯微鏡，其特征是上述照明機構(13、16、18、22、24、25、26、30)具有第一位置調整部(13、16)，其繞第一軸可轉動自由地被配置在上述載物臺上，并通過繞上述第一軸移動調整上述照明頭；第二位置調整部(18、22)，其用于對該第一位置調整部、繞與上述第一軸大致平行的第二軸轉動自由地進行連接，并隨第二軸的旋轉而移動調整上述照明頭。
3.如權利要求2所述的顯微鏡，其特征是上述第一和第二位置調整部，通過連桿機構(301、302、303)，可繞上述第一和第二軸進行連桿連接。
4.如權利要求1所述的顯微鏡，其特征是上述照明機構(13、16、18、22、25、26、30)具有第一位置調整部(13、16)，其繞第一軸可轉動自由地被配置在上述載物臺上，并通過旋轉上述第一軸移動調整上述照明頭；第二位置調整部(241、26、27、29)，其相對第一位置調整部，在與第一軸大致平行的第二軸的軸向上移動自由、而且，配置成繞相對第二軸垂直的軸轉動自由，并通過與上述第二軸的軸向及該第二軸相垂直的軸的轉動，移動調整上述照明頭。
5.如權利要求1所述的顯微鏡，其特征是進一步具有定位機構(14、15、20、21、27、29、133、304、305)，其在各自的調整位置自由地使上述多個位置調整部定位。
6.如權利要求2到4的任一要求所述的顯微鏡，其特征是進一步具有定位機構(14、15、20、21、27、29、133、304、305)，其在各自的調整位置自由地使上述第一以及第二位置調整部定位。
7.一種顯微鏡，其特征是具有載物臺(11)，用于放置試料；光學部(12)，其被配置成與上述載物臺部的試料放置面的反面對置，且攝取放置在上述載物臺部上的上述試料的光學圖像的光軸成一直線；攝像部(10)，其被配置在上述光學部的成像位置，并將通過上述光學部成像的上述試料的光學圖像轉換為電信號；照明機構(24、40、41、42)被配置成，對放置在上述載物臺的試料放置面上的試料照射照明光的照明頭，其照明光照射上述載物臺的試料放置面與上述光學部的光軸交叉的部位，并在上述載物臺轉動自由。
8.如權利要求7所述的顯微鏡，其特征是上述照明機構(24、40、41、42)被配置成，轉動調整用的軸與上述試料放置面在同一平面上，而且與上述光學部的光軸大致垂直。
9.如權利要求7或者8所述的顯微鏡，其特征是具有定位機構(401、42)，其在調整位置釋放自由地定位上述照明機構。
全文摘要
本發(fā)明的顯微鏡如下構成，即通過載物臺(11)下側的光軸成一直線的光學部(12)，相對配置具有攝像元件(101)的底座(10)，并對應于該載物臺(11)，通過第一以及第二支撐臂(13、18)，繞與光軸不同的兩個軸轉動調整自由地組裝配置照明頭(24)。
文檔編號G02B21/06GK1428624SQ0215978
公開日2003年7月9日 申請日期2002年12月26日 優(yōu)先權日2001年12月26日
發(fā)明者花岡稔 申請人:奧林巴斯光學工業(yè)株式會社