(57)【要約】【課題】光源からの熱伝導による顕微鏡本体部の膨張および変形を抑制してフォーカスずれを防止する光学機器接続装置および光学機器を提供する。【解決手段】本発明のアダプタ４０は、顕微鏡本体１と光源２０とを接続する光学機器用接続装置であって、顕微鏡本体１と光源２０とを接続するアダプタ本体４１と、アダプタ本体４１の外部に冷却面を接して配置される冷却素子４２と、冷却素子４２の放熱面に配置される放熱部材４３と、冷却素子４２の出力を制御する制御部５１と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学機器本体と該光学機器本体へ供給する光を発する光源とを接続する光学機器用接続装置であって、
前記光学機器本体と前記光源とを接続する接続部材と、
前記接続部材の外部に冷却面を接して配置される冷却手段と、
前記冷却手段の放熱面に配置される放熱部材と、
前記冷却手段の出力を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光学機器用接続装置。
【請求項２】
前記接続部材の前記光源との接続部近傍の温度と、前記接続部材の前記光学機器本体との接続部近傍の温度と、前記光学機器本体の前記接続部材から離れた箇所の温度と、をそれぞれ測定する温度測定手段を備え、
前記制御手段は、前記温度測定手段が測定した温度に基づき、前記冷却手段の出力を制御することを特徴とする請求項１に記載の光学機器用接続装置。
【請求項３】
前記接続部材の前記光源との接続部近傍の温度と、前記光学機器本体の前記接続部材から離れた箇所の温度との差である第一温度差、および前記接続部材の前記光学機器本体との接続部近傍の温度と、前記光学機器本体の前記接続部材から離れた箇所の温度との差である第二温度差を算出する算出手段を備え、
前記制御手段は、前記算出手段が算出した前記第一温度差と前記第二温度差とを用いて、前記冷却手段の出力を制御することを特徴とする請求項２に記載の光学機器用接続装置。
【請求項４】
前記第一温度差と前記冷却手段の基本出力値との関係を示す基本出力値データと、前記第二温度差と前記冷却手段の出力係数との関係を示す出力係数データとを記憶する記憶手段を備え、
前記算出手段は、前記記憶手段に記憶された前記基本出力値データおよび前記出力係数データと、前記算出手段が算出した前記第一温度差および前記第二温度差とから前記冷却手段の基本出力値と出力係数を決定し、かつ決定した基本出力値と出力係数との積を算出し、
前記制御手段は、前記算出手段が算出した前記積により前記冷却手段の出力を制御することを特徴とする請求項３に記載の光学機器用接続装置。
【請求項５】
前記接続部材は、前記光学機器本体に接続される第一接続部材と、前記光源に接続される第二接続部材とからなり、
前記第二接続部材を構成する材料は、前記第一接続部材を構成する材料より熱伝導率が小さいことを特徴とする請求項１に記載の光学機器用接続装置。
【請求項６】
前記冷却手段は、前記第一接続部材上に配置されることを特徴とする請求項５に記載の光学機器用接続装置。
【請求項７】
光学機器本体へ供給する光を発する光源と、請求項１〜６のいずれか一つに記載の光学機器用接続装置を介して接続したことを特徴とする光学機器。
【請求項８】
前記温度測定手段は、前記放熱部材の温度を測定し、
前記放熱部材の温度が所定値よりも高くなった場合に、前記光源の出力を調整する光源制御手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の光学機器。
【請求項９】
前記光学機器用接続装置と接続する接続部を端部に有し、
前記光学機器用接続装置に最も隣接する光学機器本体側の光学素子を固定する固定部と一体化して形成される接続装置用接続部材を備えることを特徴とする請求項７に記載の光学機器。
【請求項１０】
前記光源の点灯時間を計測する計測手段を備え、
前記制御手段は、前記光源の出力値と、前記光源の点灯時間とに基づき、前記冷却手段の出力を制御することを特徴とする請求項７に記載の光学機器。
【請求項１１】
前記記憶手段は、前記光源の出力値および前記光源の点灯時間と、前記光学機器本体への熱伝導量との関係を示す熱伝導量データを記憶し、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された熱伝導量データと、前記光源の出力値および前記光源の点灯時間とを用いて熱伝導量を決定し、該熱伝導量により前記冷却手段の出力を制御することを特徴とする請求項１０に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの放熱による光学機器の光軸方向の焦点ずれを軽減する光学機器用接続装置および光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学機器、例えば、顕微鏡を用いた観察では、微小な領域をレンズにより拡大して観察するため、多量の光を標本に照明する必要がある。このため、顕微鏡は水銀ランプやハロゲンランプ等を用いた光源を備えている。観察者が顕微鏡観察を行う場合、机上に腕を置くスペースや、メモを取るスペースが必要となるが、図１３に示すように、光源は顕微鏡の背面に取付されることが多い。
【０００３】
図１３に示す透過型の顕微鏡２００において、顕微鏡本体１のベース部１ａの背後に設置された光源２０のランプ２１から放射された光は、コレクタレンズ２２および熱吸収フィルタ２３を通過し、ミラー２６で反射された後、標本２に照射される。係る構成を有する顕微鏡２００では、標本２の観察時に、ランプ２１で発生する熱が、図１４に矢印で示すように、顕微鏡本体１のベース部１ａおよびフレーム部１ｂに伝導するため、顕微鏡本体１が熱膨張したり、不均一な熱分布により顕微鏡本体１が変形してしまうことがあった。このような顕微鏡本体１の熱膨張や変形により、ステージ３と対物レンズ５との距離が数ミクロンから数十ミクロン変化するため、焦点深度範囲が極めて小さい場合には合焦位置が失われてしまうという問題を有していた。特にタイムラプス観察では、数時間から数日間に渡り、顕微鏡に取付けられたデジタルカメラ等の撮像装置で、所定間隔（時間）で観察画像を撮像するため、観察中に合焦位置が失われると、実験をやり直すことになり、大きな無駄が発生していた。
【０００４】
これに対して、顕微鏡本体のベース部と、フレーム部と、アーム部とをそれぞれ別体とし、ベース部とフレーム部とアーム部とを締結部材を用いて一体として形成し、前記各部の接触面積を小さくする、または前記各部を熱膨張率の異なる材料により形成することで照明光学系等から前記各部への熱伝導を低減する技術が開示されている（例えば、特許文献１、参照）。
【０００５】
また、顕微鏡本体のベース部と、フレーム部と、アーム部とをそれぞれ別体とし、ベース部とフレーム部とアーム部とを締結部材を用いて一体として形成し、前記各部の接触面積を小さくする接触面積調整部材により、照明光学系等から前記各部への熱伝導を低減する技術が開示されている（例えば、特許文献２、参照）。
【０００６】
さらに、図１５に示す顕微鏡３００のように、顕微鏡本体１と光源２０とを離して配置し、光ファイバーに３１より顕微鏡本体１と光源２０とを接続して、光源２０から照射された照明光を光ファイバー３１を介して顕微鏡３００に導入することで、光源２０から放射される熱の顕微鏡本体１への伝導を抑制する技術がある（従来例３）。
【０００７】
さらにまた、図１６に示す顕微鏡４００のように、顕微鏡本体１と光源２０との間にアダプタ４０Ｅを設けて、光源２０と顕微鏡本体１との間の熱抵抗を大きくし、かつアダプタ４０Ｅから外気への放熱面積を大きくすることで、光源２０から放射される熱の顕微鏡本体１への伝導を低減する技術がある（従来例４）。
【０００８】
また、図１７に示す顕微鏡５００のように、顕微鏡本体１と光源２０との相対位置が変化のないように、顕微鏡本体１と光源２０とをそれぞれ机３２にボルト３３等で固定し、光源２０から放射される熱の顕微鏡本体１への伝導を低減する技術がある（従来例５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−６６５１４号公報
【特許文献２】特開２００１−６６５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ベース部とフレーム部とアーム部とから形成される顕微鏡本体部は、剛性を確保し、かつ軽量化を図るという観点からアルミニウムを使用することが一般的であるため、接触面積を小さくし熱伝導を低減してはいるものの、アルミニウムは熱伝導率が高いため、顕微鏡本体の膨張や変形は依然として発生していた。
【００１１】
また、特許文献２に記載の技術では、顕微鏡本体の温度分布が定常化するまで３〜４時間程度必要であった。また、周辺環境や観察条件により光源の出力が調整されるため、光源の出力条件により定常化後の温度差が一定でないことから、フレーム部の伸び変形とアーム部の曲げ変形とによる対物レンズの変位の相殺は十分に行われていなかった。
【００１２】
さらに、従来例３では、光ファイバーや関連機器等が必要となるため、大きな初期投資が必要になるとともに、顕微鏡設置場所周辺に十分なスペースがない場合には、配置できないという問題を有していた。
【００１３】
また、従来例４では、顕微鏡本体への熱伝導をなくすためには、アダプタの全長をかなり長くしなければならず、顕微鏡の設置場所が限定されてしまうという問題を有していた。
【００１４】
さらにまた、従来例５では、顕微鏡本体と光源の位置を正確に配置しないと、標本への照明光の照射にムラにカゲリが生じ観察に支障を来たすことから、顕微鏡本体と光源の机上等への固定は非常に面倒であった。また、光源と顕微鏡本体との間から漏光するため、蛍光観察等における微弱光の観察には大きな支障となっていた。
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、顕微鏡の設置場所を限定することなく、接続固定も簡易に行うことができ、さらに、光源からの熱伝導を低減して顕微鏡本体部の膨張および変形を抑制してフォーカスずれを抑制する光学機器接続装置および光学機器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】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の光学機器用接続装置は、光学機器本体と該光学機器本体へ供給する光を発する光源とを接続する光学機器用接続装置であって、前記光学機器本体と前記光源とを接続する接続部材と、前記接続部材の外部に冷却面を接して配置される冷却手段と、前記冷却手段の放熱面に配置される放熱部材と、前記冷却手段の出力を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の光学機器用接続装置は、上記発明において、前記接続部材の前記光源との接続部近傍の温度と、前記接続部材の前記光学機器本体との接続部近傍の温度と、前記光学機器本体の前記接続部材から離れた箇所の温度と、をそれぞれ測定する温度測定手段を備え、前記制御手段は、前記温度測定手段が測定した温度に基づき、前記冷却手段の出力を制御することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の光学機器用接続装置は、上記発明において、前記接続部材の前記光源との接続部近傍の温度と、前記光学機器本体の前記接続部材から離れた箇所の温度との差である第一温度差、および前記接続部材の前記光学機器本体との接続部近傍の温度と、前記光学機器本体の前記接続部材から離れた箇所の温度との差である第二温度差を算出する算出手段を備え、前記制御手段は、前記算出手段が算出した前記第一温度差と前記第二温度差とを用いて、前記冷却手段の出力を制御することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の光学機器用接続装置は、上記発明において、前記第一温度差と前記冷却手段の基本出力値との関係を示す基本出力値データと、前記第二温度差と前記冷却手段の出力係数との関係を示す出力係数データとを記憶する記憶手段を備え、前記算出手段は、前記記憶手段に記憶された前記基本出力値データおよび前記出力係数データと、前記算出手段が算出した前記第一温度差および前記第二温度差とから前記冷却手段の基本出力値と出力係数を決定し、かつ決定した基本出力値と出力係数との積を算出し、前記制御手段は、前記算出手段が算出した前記積により前記冷却手段の出力を制御することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の光学機器用接続装置は、上記発明において、前記接続部材は、前記光学機器本体に接続される第一接続部材と、前記光源に接続される第二接続部材とからなり、前記第二接続部材を構成する材料は、前記第一接続部材を構成する材料より熱伝導率が小さいことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の光学機器用接続装置は、上記発明において、前記冷却手段は、前記第一接続部材上に配置されることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の光学機器は、光学機器本体へ供給する光を発する光源と、上記に記載の光学機器用接続装置を介して接続したことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の光学機器は、上記発明において、前記温度測定手段は、前記放熱部材の温度を測定し、前記放熱部材の温度が所定値よりも高くなった場合に、前記光源の出力を調整する光源制御手段を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の光学機器は、上記発明において、前記光学機器用接続装置と接続する接続部を端部に有し、前記光学機器用接続装置に最も隣接する光学機器本体側の光学素子を固定する固定部と一体化して形成される接続装置用接続部材を備えることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の光学機器は、上記発明において、前記光源の点灯時間を計測する計測手段を備え、前記制御手段は、前記光源の出力値と、前記光源の点灯時間とに基づき、前記冷却手段の出力を制御することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の光学機器は、上記発明において、前記記憶手段は、前記光源の出力値および前記光源の点灯時間と、前記光学機器本体への熱伝導量との関係を示す熱伝導量データを記憶し、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された熱伝導量データと、前記光源の出力値および前記光源の点灯時間とを用いて熱伝導量を決定し、該熱伝導量により前記冷却手段の出力を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にかかる光学機器用接続装置および光学機器は、光学機器本体と光源とを接続する光学機器用接続部材を冷却手段により冷却することにより、光源から照射された光とともに放射される熱の光学機器本体への伝導による光学機器本体の変形を抑制して、ぼけのない良好な観察像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係るアダプタを備えた透過照明型の顕微鏡の概略構成を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１のアダプタで使用される放熱部材の一例を示す斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１のアダプタで使用される放熱部材の一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかるアダプタの制御機構を模式的に示すブロック図である。
【図４】図４は、図３の記憶部に記憶される出力基本値表の一例を示す図である。
【図５】図５は、図３の記憶部に記憶される出力係数表の一例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係るアダプタを備えた透過照明型の顕微鏡の概略構成を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本実施の形態２のアダプタ本体の温度分布を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本実施の形態１のアダプタ本体の温度分布を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態３に係る透過照明型の顕微鏡の概略構成を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態３にかかる顕微鏡の制御機構を模式的に示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態４にかかる顕微鏡の制御機構を模式的に示すブロック図である。
【図１１】図１１は、図１０の記憶部に記憶される、点灯時間-出力相関データの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態５に係る透過照明型の顕微鏡の概略構成を示す図である。
【図１３】図１３は、従来の透過照明型の顕微鏡の概略構成を示す図である。
【図１４】図１４は、光源から顕微鏡本体への熱伝導を示す模式図である。
【図１５】図１５は、従来の透過照明型の顕微鏡の概略構成を示す図である。
【図１６】図１６は、従来の透過照明型の顕微鏡の概略構成を示す図である。
【図１７】図１７は、従来の透過照明型の顕微鏡の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明にかかる光学機器用接続装置および光学装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学機器用接続装置としてのアダプタ４０を備えた光学機器である透過照明型の顕微鏡１００の概略構成を示す図である。
【００３１】
本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡１００は、透過照明型の顕微鏡であり、標本２が載置されるステージ３と、標本に透過照明する照明光学系１２と、標本を透過した光を観察する観察光学系１３と、側面視略コの字状を有し、ステージ３を支持するとともにレボルバ４を介して対物レンズ５を保持する顕微鏡本体１と、を備える。
【００３２】
顕微鏡本体部１は、ベース部１ａと、フレーム部１ｂと、アーム部１ｃとを一体的に備えている。ベース部１ａは、顕微鏡１００を所定箇所に設置する部分であり、奥側にフレーム部１ｂが立設されている。フレーム部１ｂは、このように設けることでベース部１ａと支持したアーム部１ｃとの間にステージ３の昇降動作に必要なスペースを確保している。アーム部１ｃは、フレーム部１ｂの上端から手前前方側にベース部１ａに対向するように延在されている。
【００３３】
ベース部１ａには、ステージ３を昇降させるための焦準ハンドル６が取り付けられている。焦準ハンドル６はピニオン７に連動し、ピニオン７は遊星ギア８を介してステージ３に取り付けられたラック９に螺合している。焦準ハンドル６、ピニオン７、遊星ギア８、およびラック９は、焦準機構を構成する。
【００３４】
アーム部１ｃの上部には接眼レンズ１０を設けた鏡筒１１が配置され、鏡筒１１と対向する位置に複数の対物レンズ５を着脱自在に取り付けたレボルバ４が設けられている。対物レンズ５、接眼レンズ１０および焦準機構等は観察光学系１３を構成する。
【００３５】
ベース部１ａの背面後方には、光学機器用接続装置であるアダプタ４０を介して光源２０が設けられる。光源２０は、光を放射するランプ２１と、ランプ２１から放射された照明光を略平行光束に変換するコレクタレンズ２２と、コレクタレンズ２２を通過した光から熱線（赤外線）を吸収する熱線吸収フィルタ２３と、を備えている。
【００３６】
また、ベース部１ａには、光源２０から照射された光を拡散して透過する拡散板２４と、開口が調節可能な視野絞り２５と、照明光の光路を対物レンズ５の光軸に沿って折り曲げるミラー２６と、ミラー２６により折り曲げられた光を集光し、標本２に照射する窓レンズ２７およびコンデンサレンズ２８が設けられる。光源２０、拡散板２４、視野絞り２５、ミラー２６、窓レンズ２７およびコンデンサレンズ２８により照明光学系１２を構成する。
【００３７】
アダプタ４０は、内部に照明用光路を有する接続部材としてのアダプタ本体４１と、アダプタ本体４１の外側表面に冷却面を接して配置された冷却素子４２と、冷却素子４２の放熱面に接して配置された放熱部材４３と、冷却素子４２および放熱部材４３とを取り囲むカバー４４と、冷却素子４２の出力を制御する制御機構５０と、を備える。
【００３８】
アダプタ本体４１は、両端部が開放される内部が空洞状の矩形体をなし、顕微鏡本体１と光源２０とに接続するための丸アリ形状の顕微鏡本体接続部４１１と光源接続部４１２とを両端部に備える。
【００３９】
また、アダプタ４０は、顕微鏡本体接続部４１１近傍の温度を計測する温度センサ４６と、光源接続部４１２近傍の温度を計測する温度センサ４７と、顕微鏡本体１のアダプタ本体４１から離れた箇所の温度、例えば、アーム部１ｃ先端部近傍の温度を計測する温度センサ４８と、を備える。温度センサ４８の取り付け位置は、アーム部１ｃ先端部に限定されるものではなく、外気温と略同等の温度となる箇所であれば、顕微鏡本体１の他の箇所でも、また顕微鏡１００を設置する机等でも、また直接外気温を測定できるように顕微鏡や机から棒状のものを突出させて、その先端等に取り付けてもよい。
【００４０】
図２Ａは、図１のアダプタ４０で使用される放熱部材４３の一例を示す斜視図である。図２Ｂは、図１のアダプタ４０で使用される放熱部材４３ａの一例を示す斜視図である。放熱部材４３は、図２Ａに示すように、体積あたりの表面積を大きくし、かつ空気の対流が発生するように適度な間隔を持たせた板状の部材４３１を複数配置した形状が好ましい。または、図２Ｂに示すように、ピン状の部材４３２を複数配置した放熱部材４３ａ等も図２Ａに示す放熱部材４３と同様に使用可能である。
【００４１】
カバー４４は、複数のスリットが形成され、放熱部材４３による放熱により暖められた空気がスリットを介してアダプタ４０外部に排出される。
【００４２】
実施の形態１にかかる顕微鏡１００において、光源２０から標本２に照射する光が照射される際、光源２０から光とともに放射された熱は、光源２０の筐体部等からアダプタ本体４１に伝導する。アダプタ本体４１の温度および顕微鏡本体１の温度は、温度センサ４６、４７および４８により測定され、制御機構５０は、アダプタ本体４１の温度の上昇を検知すると、冷却素子４２の出力を調整して、アダプタ本体４１に伝導した熱を吸熱し、放熱部材４３を介して外部に放熱する。実施の形態１では、上記のような構成とすることにより、効果的に外部に放熱させて、アダプタ本体４１を介した光源２０から顕微鏡本体１への熱伝導を抑制することができる。
【００４３】
次に、制御機構５０による冷却素子４２の出力調整について詳細に説明する。
【００４４】
図３は、実施の形態１にかかるアダプタ４０の制御機構を模式的に示すブロック図である。制御機構５０は、冷却素子４２の出力を調整する制御部５１と、アダプタ本体４１と顕微鏡本体の温度差を算出する算出部５２と、算出部が算出した温度差と冷却素子４２の出力との関係データを記憶する記憶部５３と、を備える。
【００４５】
算出部５２は、温度センサ４７が測定した光源接続部４１２近傍の温度と、温度センサ４８が測定したアーム部１ｃ先端部近傍の温度との差である第一温度差、および温度センサ４６が測定した顕微鏡本体接続部４１１近傍の温度と、アーム部１ｃ先端部近傍の温度との差である第二温度差とを算出する。
【００４６】
記憶部５３は、光源接続部４１２近傍とアーム部１ｃ先端部近傍との温度差である第一温度差（温度センサ４７の温度−温度センサ４８の温度）と冷却素子４２の基本出力値との関係を示す基本出力値データ５４と、顕微鏡本体接続部４１１近傍とアーム部１ｃ先端部近傍との温度差である第二温度差（温度センサ４６の温度−温度センサ４８の温度）と冷却素子４２の出力係数との関係を示す出力係数データ５５と、をそれぞれ記憶する。
【００４７】
算出部５２は、算出した光源接続部４１２近傍（温度センサ４７の温度）とアーム部１ｃ先端部近傍（温度センサ４８の温度）との温度差である第一温度差と、基本出力値データ５４とに基づき冷却素子４２の基本出力値を決定する。図４は、図３の記憶部５３に記憶される基本出力値データ５４の一例を示す図である。たとえば、図４に示すように、第一温度差（光源接続部４１２近傍とアーム部１ｃ先端部近傍との温度差）が５℃であれば、冷却素子４２の基本出力値は４Ｗであり、第一温度差が２０℃であれば、基本出力値は３０Ｗとなる。
【００４８】
また、算出部５２は顕微鏡本体接続部４１１近傍（温度センサ４６の温度）とアーム部１ｃ先端部近傍（温度センサ４８の温度）との温度差である第二温度差と出力係数データ５５とに基づき冷却素子４２の出力係数を決定する。図５は、図３の記憶部５３に記憶される出力係数データ５５の一例を示す図である。図５に示すように、第二温度差（顕微鏡本体接続部４１１近傍とアーム部１ｃ先端部近傍との温度差）が１℃であれば、出力係数は１．１となり、第二温度差が３℃であれば出力係数は１．５となる。さらに、算出部５２は、決定した基本出力値と出力係数との積を算出する。
【００４９】
制御部５１は、算出部５２が算出した基本出力値と出力係数との積を用いて、冷却素子４２の出力を調整する。なお、温度センサ４６、４７および４８が測定した各部の温度は、制御機構５０に常に送信され、制御部５１は、各部の温度から算出部５２が算出した基本出力値と出力係数との積により、冷却素子４２の出力値をリアルタイムに調整している。
【００５０】
実施の形態１に係るアダプタ４０は、光源接続部４１２とアーム部１ｃ先端部との温度差を把握し、光源２０からアダプタ４０に流入する熱量を、冷却素子４２により概略正確に吸熱することで、顕微鏡本体接続部４１１近傍の温度を顕微鏡本体１のアーム部１ｃ先端部の温度を略同一に制御することができる。さらに、顕微鏡本体接続部４１１近傍の温度とアーム部１ｃ先端部の温度差から導いた出力係数を用いて、光源接続部４１２とアーム部１ｃ先端部との温度差から決定した基本出力値を微調整することで、顕微鏡本体接続部４１１の温度をアーム部１ｃ先端部の温度と一致させることが可能となる。
【００５１】
なお、実施の形態１で使用する基本出力値データ５４は、光源２０をオンにして十分な時間が経過した状態で冷却素子４２を稼動した場合であって、光源２０から顕微鏡本体１に流入する熱によって顕微鏡本体１の温度上昇が起きない冷却素子４２の出力値と、光源接続部４１２とアーム部１ｃ先端部との温度差の関係を、予め実験的に求めたものが使用できる。
【００５２】
本実施の形態１に係るアダプタ４０を介して顕微鏡本体１と光源２０とを接続することにより、光源２０からアダプタ４０に流入する熱量を、冷却素子４２により概略正確に吸熱することができるため、顕微鏡本体接続部４１１近傍、すなわち、顕微鏡本体接続部４１１に隣接するベース部１ａおよびフレーム部１ｂの温度の上昇を抑制でき、顕微鏡本体１は光源２０からの熱による膨張や変形をすることがなく、ステージ３と対物レンズ５との距離の変動を抑え、フォーカスずれを防止することが可能となる。
【００５３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２にかかる光学機器用接続装置としてのアダプタは、アダプタ本体が、顕微鏡本体と接続される第一アダプタ本体と、光源と接続される第二アダプタ本体とから構成される点で、実施の形態１と異なる。以下、実施の形態２に係るアダプタについて説明する。
【００５４】
図６は、本発明の実施の形態２に係るアダプタ４０Ａを備えた透過照明型の顕微鏡１００Ａの概略構成を示す図である。顕微鏡１００Ａは、アダプタ４０Ａにより顕微鏡本体１と光源２０とを接続している。
【００５５】
アダプタ４０Ａは、第一アダプタ本体４１３と第二アダプタ本体４１４とからなるアダプタ本体４１ａを備える。第一アダプタ本体４１３は、顕微鏡本体１と接続する顕微鏡本体接続部４１１を備える。第二アダプタ本体４１４は、光源２０と接続する光源接続部４１２を備える。第一アダプタ本体４１３と第二アダプタ本体４１４とは、図示しないねじ等の係合部材で一体的に係合されている。冷却素子４２は、熱伝導率が大きい第一アダプタ本体４１３上に配置されることが好ましい。
【００５６】
第一アダプタ本体４１３と第二アダプタ本体４１４は、異なる材質から形成され、第二アダプタ本体の材料は、第一アダプタ本体を構成する材料より熱伝導率が小さい材料から選択される。第二アダプタ本体の材料を、第一アダプタ本体の材料より熱伝導率が小さい材料を選択することで、光源２０から顕微鏡本体１への熱伝導を低減することができる。
【００５７】
図７Ａは、本実施の形態２のアダプタ本体４１Ａの温度分布を示す図である。図７Ｂは、本実施の形態１のアダプタ本体４１の温度分布を示す図である。
【００５８】
図７Ａおよび図７Ｂは、光源２０をオンにして十分な時間が経過した状態で、温度センサ４６、４７および４８が測定した各部の温度と、記憶部５３に記憶される基本出力値データ５４と出力係数データ５５とから、算出部５２が基本出力値と出力係数の積を求め、算出部５２が算出した前記積により制御部５１が冷却素子４２の出力を調整した場合であって、各部の温度が定常化したときの、アダプタ本体４１（図７Ｂ：実施の形態１）およびアダプタ本体４１ａ（図７Ａ：実施の形態２）の各部の温度を等値線図化して示した図である。図７Ａおよび図７Ｂでは、図面左側の光源側が最も温度が高く、等値線毎に温度が低くなり、冷却素子を貼付した上部の温度が最も低くなっている。なお、実施の形態１に係るアダプタ本体４１と実施の形態２に係る第一アダプタ本体４１３は、同一の材料で形成している。
【００５９】
実施の形態２のアダプタ本体４１ａは、第一アダプタ本体４１３と、第一アダプタ本体より熱伝導率の小さい材料で形成される第二アダプタ本体４１４とからなる。図７Ａに示すように、熱伝導率の小さい第二アダプタ本体４１４では等値線の幅が狭く、温度が伝熱しにくいことがわかる。また、実施の形態２では、熱伝導率の小さい第二アダプタ本体４１４で光源２０との光源接続部４１２を形成することにより、第二アダプタ本体４１４から第一アダプタ本体４１３への熱伝導量を小さくすることができるため、図７Ａおよび図７Ｂからわかるように、第一アダプタ本体４１３は、アダプタ本体４１より等値線の幅が広くなり、実施の形態１のアダプタ本体部４１より温度分布の不均一を抑制することができる。
【００６０】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３にかかる顕微鏡は、放熱部材４３の温度を測定する温度センサを備え、放熱部材の温度が所定温度を超えた場合に、光源の出力を制御する光源制御部を備える点で、実施の形態１の顕微鏡と異なる。以下、実施の形態３に係る顕微鏡について説明する。
【００６１】
図８は、実施の形態３に係る透過照明型の顕微鏡１００Ｂの概略構成を示す図である。図９は、実施の形態３にかかる制御機構５０Ｂを模式的に示すブロック図である。
【００６２】
実施の形態３に係るアダプタ４０Ｂは、顕微鏡本体接続部４１１近傍の温度を計測する温度センサ４６と、光源接続部４１２近傍の温度を計測する温度センサ４７と、顕微鏡本体１のアーム部１ｃ先端部近傍の温度を計測する温度センサ４８とに加え、放熱部材４３の温度を計測する温度センサ４９を備える。温度センサ４６、４７、４８および４９は、計測した各部の温度を、制御機構５０Ｂに逐次送信する。
【００６３】
光源制御部２９は、制御機構５０Ｂを介して温度センサ４９が測定した放熱部材４３の温度を取得し、取得した放熱部材４３の温度が所定温度（Ｔ１）以上と判定した場合は、ランプ２１の出力を小さくする。
【００６４】
光源２０からの伝熱量が冷却素子４２の吸熱量の限界を超えてしまった場合、アダプタ本体４１を十分に冷却することができず、顕微鏡本体１の温度は外気温より上昇してしまう。実施の形態３では、このような状況下での顕微鏡本体１の温度上昇を抑制するために、放熱部材４３の温度を温度センサ４９にて測定して、放熱部材４３の温度が所定温度を超えた場合に、光源制御部２９によりランプ２１の出力を小さくすることにより、アダプタ本体４１への熱伝導量を低減して、顕微鏡本体１の温度上昇を抑制することができる。
【００６５】
光源制御部２９は、ランプ２１の出力を小さくした後、放熱部材４３の温度が、所定温度（Ｔ２）より小さくなった場合（Ｔ２＞Ｔ１）、ランプ２１の出力を元の値に戻すよう制御する。
【００６６】
実施の形態３に係る顕微鏡１００Ｂでは、放熱部材４３の温度により光源制御部２９がランプ２１の出力を制御することにより、光量の可変はあるものの、光源２０からの熱伝導による顕微鏡本体１の膨張や変形を抑制するため、フォーカスずれを起こすことなく、継続して顕微鏡観察を行うことが可能となる。
【００６７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４にかかる顕微鏡は、ランプの点灯時間を計測するタイマーを備え、制御部がランプの点灯時間および出力値と経時出力表とに基づき、冷却素子の出力を制御する点で、実施の形態１と異なる。
【００６８】
図１０は、実施の形態４にかかる顕微鏡の制御機構５０Ｃを模式的に示すブロック図である。図１１は、図１０の記憶部５３Ｃに記憶される、経時出力表５６の一例を示す図である。
【００６９】
実施の形態４にかかる顕微鏡は、ランプ２１の点灯開始からの時間を計測するタイマー４５を備える。タイマー４５は、制御機構５０Ｃに、ランプ２１の点灯開始からの時間を逐次送信する。
【００７０】
記憶部５３Ｃは、ランプ２１の点灯開始からの時間とランプ２１の出力値とから導出した冷却素子４２の経時出力表５６を記憶する。経時出力表５６は、ランプ２１の出力値を、最小出力値から最大出力値の間で制御しうる出力値に分割し、ランプ２１を各出力値で連続して点灯させた場合に、光源２０から顕微鏡本体１に流入する熱によって顕微鏡本体１の温度上昇が起きない冷却素子４２の出力値を、点灯時間毎に予め実験的に求めたものである。なお、ある一定以上の時間が経過すると、各部の温度が安定するため同一の値となる。図１１でいえば、１８０分以上経過すると温度上昇がないため、同一の値となる。
【００７１】
制御部５１Ｃは、光源制御部２９Ｃからランプ２１の出力値を取得し、タイマー４５から得たランプ２１の点灯時間を取得する。取得したランプ２１の出力値と点灯時間とに基づき、制御部５１Ｃは、記憶部５３Ｃに記憶された経時出力表５６から、冷却素子４２の出力値を決定し、冷却素子４２の出力値を制御する。ここで、ランプ点灯時間やランプ出力値が表にない値の場合には、その前後の値から比例計算を行って冷却素子４２の出力値を制御する。
【００７２】
例えば、ランプ点灯時間が３５分で、ランプ出力値が５５Ｗの場合には、ランプ点灯時間３５分の前後である３０分、５０分でランプ出力値が５５Ｗの場合の冷却素子４２の出力値をそれぞれ求めた後、３０分５５Ｗの値と５０分５５Ｗの値からさらに比例計算を行えばよい。まず、ランプ点灯時間３０分・ランプ出力値５０Ｗの冷却素子出力値２３Ｗと、ランプ点灯時間３０分・ランプ出力値６０Ｗの冷却素子出力値２８Ｗから、ランプ点灯時間３０分・ランプ出力値５５Ｗのランプ出力値は、両者の中央値である２５．５Ｗと比例計算する。同様にして、ランプ点灯時間５０分・ランプ出力値５５Ｗのランプ出力値は、２９．９Ｗと比例計算する。さらに、ランプ点灯時間３５分・ランプ出力値５５Ｗのランプ出力値は、上記の計算結果から、２５．５Ｗと２９．９Ｗとの差を４分割し、２５．５Ｗに加算した値である２６．５Ｗと比例計算することにより求められる。
【００７３】
本実施の形態４に係る顕微鏡は、ランプ２１の出力値および点灯時間と経時出力表５６とにより冷却素子４２の出力を調整することにより、光源２０からアダプタ本体４１への熱伝導を抑制できるので、顕微鏡本体１の熱膨張や変形をすることなく、ステージ３と対物レンズ５との距離の変動を抑えることが可能となる。
【００７４】
（実施の形態５）
実施の形態５に係る顕微鏡は、光学機器用接続装置としてのアダプタと接続する接続部を端部に有し、アダプタ４０に最も隣接する顕微鏡本体側の光学素子を固定する固定部と一体化して形成される接続装置用接続部材であるアダプタ接続部材を備える点で、実施の形態１と異なる。図１２は、本発明の実施の形態５に係る透過照明型の顕微鏡１００Ｄの概略構成を示す図である。
【００７５】
実施の形態５に係る顕微鏡１００Ｄは、接続装置用接続部材としてのアダプタ接続部材５７を備える。アダプタ接続部材５７は、レンズ３０等の光学素子を固定するレンズ固定部５７１を端部に有するとともに、アダプタ本体４１の顕微鏡本体接続部４１１と接続するアダプタ接続部５７２を他端に有する。
【００７６】
本実施の形態５の顕微鏡１００Ｄによれば、熱線吸収フィルタ２３を透過した熱線（赤外線）により熱せられたレンズ３０およびレンズ固定部５７１をアダプタ本体４１とともに冷却素子４２で冷却することが可能となり、レンズ３０やレンズ固定部５７１からの熱伝導による顕微鏡本体１の膨張や変形を抑制することが可能となる。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態に係るアダプタおよび顕微鏡について説明したが、本発明において冷却手段である冷却素子は、単数ではなくアダプタ本体の外周に複数配置してもよい。また、本明細書において、アダプタ本体は矩形体状で、冷却素子のアダプタ本体貼付面は平面形状の構成を採用するが、アダプタ本体を横転した円柱状とし、冷却素子の貼付面はアダプタ本体の外形に沿うような曲面形状としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明にかかる光学機器用接続装置および光学機器は、透過照明型の顕微鏡に使用可能であり、特にタイムラプス観察を行う場合に有用である。
【符号の説明】
【００７９】
１  顕微鏡本体
２  標本
３  ステージ
４  レボルバ
５  対物レンズ
６  焦準ハンドル
７  ピニオン
８  遊星ギア
９  ラック
１０  接眼レンズ
１１  鏡筒
１２  照明光学系
１３  観察光学系
２０  光源
２１  ランプ
２２  コレクタレンズ
２３  熱線吸収フィルタ
２４  拡散板
２５  視野絞り
２６  ミラー
２７  窓レンズ
２８  コンデンサレンズ
２９  光源制御部
４０  アダプタ
４１  アダプタ本体
４２  冷却素子
４３  放熱部材
４４  カバー
４５  タイマー
４６、４７、４８、４９  温度センサ
５０  制御機構
５１  制御部
５２  算出部
５３  記憶部
１００  顕微鏡
【図１】
2012137663.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012137663.tif 000008
【図６】
2012137663.tif 000009
【図８】
2012137663.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2012137663.tif 000014
【図１３】
2012137663.tif 000015
【図１４】
2012137663.tif 000016
【図１５】
2012137663.tif 000017
【図１６】
2012137663.tif 000018
【図１７】
2012137663.tif 000019
【図７Ａ】
2012137663.tif 000020
【図７Ｂ】
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