(57)【要約】【課題】カメラ内に配置されたペルチェ冷却器の放熱部をカメラへの振動の伝達を防止しながら冷却する冷却装置、及びこれを備えた顕微鏡を提供する。【解決手段】カメラ３内に配置されたペルチェ冷却器５の放熱部を収容し、前記放熱部を冷却する冷却液が導かれるチャンバ１９と、チャンバ１９よりも下方に配置されており、冷却液を貯蔵する第１タンク１０と、チャンバ１９よりも上方に配置されており、冷却液を貯蔵する第２タンク２０と、第１タンク１０内の冷却液を第２タンク２０へ導く搬送管２７を備えたポンプ２６と、第２タンク２０内の冷却液をチャンバ１９へ導く供給管２８と、チャンバ１９内の冷却液を第１タンク１０へ導く排出管２９とを有し、冷却液を供給管２８中及び排出管２９中で重力により下降させることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ内に配置されたペルチェ冷却器の放熱部を収容し、前記放熱部を冷却する冷却液が導かれるチャンバと、
前記チャンバよりも下方に配置されており、冷却液を貯蔵する第１タンクと、
前記チャンバよりも上方に配置されており、冷却液を貯蔵する第２タンクと、
前記第１タンク内の冷却液を前記第２タンクへ導く搬送管を備えたポンプと、
前記第２タンク内の冷却液を前記チャンバへ導く供給管と、
前記チャンバ内の冷却液を前記第１タンクへ導く排出管と、を有し、
冷却液を前記供給管中及び前記排出管中で重力により下降させることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記搬送管は前記第２タンク内の冷却液の液面に対して非接触であることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記第２タンク内に前記搬送管から供給された冷却液を受け流す受け部材を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記搬送管は前記第２タンクに対して非接触であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記排出管は前記第１タンク及び前記第１タンク内の冷却液の液面に対して非接触であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記第２タンク内の冷却液を前記第１タンクへ導く副排出管を有し、
前記副排出管は前記第２タンクの底面を貫通して前記第２タンク内部まで突出しており、
冷却液を前記副排出管中で重力により下降させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記副排出管は前記第１タンク及び前記第１タンク内の冷却液の液面に対して非接触であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記第２タンクを前記チャンバよりも上方に支持する支持部材を有し、
前記第２タンクは前記支持部材に吊り下げられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記第１タンク内の冷却液を冷却するための冷却部を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項１０】
顕微鏡本体と、
前記顕微鏡本体に取り付けられたカメラと、
前記カメラ内の固体撮像素子を冷却するペルチェ冷却器と、
前記ペルチェ冷却器の放熱部を冷却する冷却装置と、を有する顕微鏡であって、
前記冷却装置は、
前記カメラ内に配置されており、前記ペルチェ冷却器の放熱部を収容し、前記放熱部を冷却する冷却液が導かれるチャンバと、
前記チャンバよりも下方に配置されており、冷却液を貯蔵する第１タンクと、
前記チャンバよりも上方に配置されており、冷却液を貯蔵する第２タンクと、
前記第１タンク内の冷却液を前記第２タンクへ導く搬送管を備えたポンプと、
前記第２タンク内の冷却液を前記チャンバへ導く供給管と、
前記チャンバ内の冷却液を前記第１タンクへ導く排出管と、を有し、
冷却液を前記供給管中及び前記排出管中で重力により下降させることを特徴とする顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置、顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ペルチェ冷却器を用いてカメラの固体撮像素子を冷却する構成の顕微鏡が知られている。このような顕微鏡においては、ペルチェ冷却器の放熱部をポンプで循環させた冷却液によって冷却する構成のものも知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１４７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述のような従来の顕微鏡においては、冷却液をポンプからペルチェ冷却器の放熱部へ導く配管内で、冷却液が脈流して振動が生じてしまう。そしてこの振動がカメラを介して顕微鏡へ伝達され、その結果、ステージ上の標本が振動してしまうこととなる。この影響は、特に標本を高倍率で観察する際に顕著となる。
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、カメラ内に配置されたペルチェ冷却器の放熱部をカメラへの振動の伝達を防止しながら冷却する冷却装置、及びこれを備えた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に本発明は、
カメラ内に配置されたペルチェ冷却器の放熱部を収容し、前記放熱部を冷却する冷却液が導かれるチャンバと、
前記チャンバよりも下方に配置されており、冷却液を貯蔵する第１タンクと、
前記チャンバよりも上方に配置されており、冷却液を貯蔵する第２タンクと、
前記第１タンク内の冷却液を前記第２タンクへ導く搬送管を備えたポンプと、
前記第２タンク内の冷却液を前記チャンバへ導く供給管と、
前記チャンバ内の冷却液を前記第１タンクへ導く排出管と、を有し、
冷却液を前記供給管中及び前記排出管中で重力により下降させることを特徴とする冷却装置を提供する。
【０００６】
また本発明は、
顕微鏡本体と、
前記顕微鏡本体に取り付けられたカメラと、
前記カメラ内の固体撮像素子を冷却するペルチェ冷却器と、
前記ペルチェ冷却器の放熱部を冷却する冷却装置と、を有する顕微鏡であって、
前記冷却装置は、
前記カメラ内に配置されており、前記ペルチェ冷却器の放熱部を収容し、前記放熱部を冷却する冷却液が導かれるチャンバと、
前記チャンバよりも下方に配置されており、冷却液を貯蔵する第１タンクと、
前記チャンバよりも上方に配置されており、冷却液を貯蔵する第２タンクと、
前記第１タンク内の冷却液を前記第２タンクへ導く搬送管を備えたポンプと、
前記第２タンク内の冷却液を前記チャンバへ導く供給管と、
前記チャンバ内の冷却液を前記第１タンクへ導く排出管と、を有し、
冷却液を前記供給管中及び前記排出管中で重力により下降させることを特徴とする顕微鏡を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カメラ内に配置されたペルチェ冷却器の放熱部をカメラへの振動の伝達を防止しながら冷却する冷却装置、及びこれを備えた顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置を備えた顕微鏡の構成を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態に係る冷却装置を備えた顕微鏡を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように顕微鏡１は、倒立型の顕微鏡本体２、顕微鏡本体２に取り付けられたカメラ３、カメラ３に内蔵された固体撮像素子４を冷却するためのペルチェ冷却器５、及びペルチェ冷却器５の放熱部を冷却するための冷却装置６を有している。
顕微鏡本体２は、上方から順に、照明装置７、標本８を載置したステージ９、対物レンズ１１、結像レンズ１２、及び反射ミラー１３を有しており、反射ミラー１３の反射光路上にはカメラ３が配置されている。なお、顕微鏡本体２は除振台１４に載置されている。
斯かる顕微鏡本体２において、照明装置７から射出された光はステージ９上の標本８を照明する。これにより、標本８からの光は対物レンズ１１と結像レンズ１２を介して反射ミラー１３で反射され、カメラ３内の固体撮像素子４の撮像面に標本像を形成する。この標本像は、固体撮像素子４で撮影されて不図示のモニタに表示され、使用者に観察されることとなる。
【００１０】
カメラ３は、固体撮像素子（本実施形態ではＣＣＤ）４とこれを制御する回路部１５をカメラ筐体３ａ内に備えており、固体撮像素子４の背面にはペルチェ冷却器５が配置されている。このペルチェ冷却器５によって固体撮像素子４を冷却することで、固体撮像素子４の発熱によって生じる暗電流ノイズを低減することができる。
カメラ筐体３ａ内において、固体撮像素子４の撮像面側には真空の空間を形成する真空部１６が設けられており、当該撮像面はこの真空部１６内に露出している。この構成により、固体撮像素子４の撮像面に結露が生じることを防止することができる。
また、カメラ筐体３ａ内には、ペルチェ冷却器５の放熱部に冷却液（例えば、防腐剤入りの水）を接触させて冷却するための略箱形の冷却チャンバ１９が配置されており、ペルチェ冷却器５の放熱部はこの冷却チャンバ１９内に収容されている。
【００１１】
冷却装置６は、冷却液を貯蔵する箱形の第１タンク１０、第１タンク１０よりも小さい箱形であって第１タンク１０から搬送された冷却液を貯蔵する第２タンク２０、第１タンク１０及び第２タンク２０を支持する支持部材２１、及びカメラ筐体３ａ内に配置された上述の冷却チャンバ１９を有している。
【００１２】
支持部材２１は、厚板状の台座部２１ａと、台座部２１ａに固設されており上方へ延在した角柱状の支柱部２１ｂと、支柱部２１ｂの上端に一体的に形成されており水平方向へ延在した角柱状の延在部２１ｃとからなる。第１タンク１０は、底面が台座部２１ａに固定され、さらに側面が支柱部２１ｂに固定されている。第２タンク２０は、延在部２１ｃにバネ２３を介して吊り下げられている。したがって、第２タンク２０は冷却チャンバ１９よりも高い位置に配置されており、冷却チャンバ１９は第１タンク１０よりも高い位置に配置されている。この構成により、後述するように冷却液を後記供給パイプ２８、排出パイプ２９、及びドレインパイプ３０中で重力により下降（自然落下）させることが可能となる。また、第２タンク２０が延在部２１ｃにバネ２３を介して吊り下げられていることにより、延在部２１ｃから第２タンク２０へ振動が伝達することを防止することができる。
【００１３】
第１タンク１０において、支柱部２１ｂに固定された側面と反対側の側面には、第１タンク１０内の冷却液を冷却するためのヒートシンク２４及びファン２５が備えられている。
第１タンク１０内には、第１タンク１０内の冷却液を第２タンク２０へ搬送するためのポンプ（例えば、ペリスターポンプ、ロータリーポンプ、或いはダイヤフラムポンプ）２６が備えられている。ポンプ２６には樹脂製の搬送パイプ２７が接続されている。搬送パイプ２７は、支柱部２１ｂと延在部２１ｃの内部を順に経由して延在部２１ｃの下面より突き出て、さらに第２タンク２０内まで導かれている。なお、第２タンク２０内へ導かれた搬送パイプ２７の長さは、その先端（供給口）が第２タンク２０内に貯蔵されている冷却液の液面に接触しないように設定されている。これにより、搬送パイプ２７から第２タンク２０へ振動が伝達することを防止することができる。
第１タンク１０の上面には、冷却チャンバ１９からの後述する排出パイプ２９と第２タンク２０からの後述するドレインパイプ３０がともに挿入された開口部１０ａが形成されている。なお、開口部１０ａの大きさはパイプ２９，３０の外径よりも十分に大きく設定されており、第１タンク１０とパイプ２９，３０とは互いに接触することがない。これにより、第１タンク１０からパイプ２９，３０へ振動が伝達することを防止することができる。
【００１４】
第２タンク２０の上面には、上述の搬送パイプ２７が挿入された開口部２０ａが形成されている。なお、開口部２０ａの大きさは搬送パイプ２７の外径よりも十分に大きく設定されており、第２タンク２０と搬送パイプ２７とは接触することがない。これにより、搬送パイプ２７から第２タンク２０へ振動が伝達することを防止することができる。
第２タンク２０の底面には、第２タンク２０内の冷却液を冷却チャンバ１９へ供給するための樹脂製の供給パイプ２８と、第２タンク２０内の余分な冷却液を第１タンク１０へ排出するための樹脂製のドレインパイプ３０が設けられている。なお、ドレインパイプ３０は、第２タンク２０の底面を貫通して所定の長さだけ第２タンク２０内へ突き出ている。また、ドレインパイプ３０の内径は、搬送パイプ２７、供給パイプ２８、及び排出パイプ２９のいずれの内径よりも大きく設定されている。この構成により、第２タンク２０内の余分な冷却液をドレインパイプ３０から排出し、第２タンク２０内に貯蔵される冷却液の量を略一定に維持することができる。即ち、第２タンク２０内の冷却液の液面と搬送パイプ２７の供給口とが接触することがないように、当該液面の位置を略一定に維持することができる。
なお、第２タンク２０内には、搬送パイプ２７の真下近傍からドレインパイプ３０の上端面よりも低い位置へ向かって傾斜するように配置された受け板３１が備えられている。
【００１５】
冷却チャンバ１９の上部には、上述した第２タンク２０からの供給パイプ２８が接続されており、下部には冷却チャンバ１９内の冷却液を第１タンク１０へ排出するための樹脂製の排出パイプ２９が設けられている。
斯かる冷却チャンバ１９の排出パイプ２９及び上述した第２タンク２０のドレインパイプ３０は第１タンク１０内まで導かれている。なお、第１タンク１０内へ導かれたこれらのパイプ２９，３０の長さは、それぞれの先端が第１タンク１０内の冷却液の液面に接触しないように設定されている。これにより、第１タンク１０から排出パイプ２９及びドレインパイプ３０へ振動が伝達することを防止することができる。
【００１６】
以上に述べた構成の冷却装置６において、第１タンク１０で貯蔵されている冷却液はヒートシンク２４及びファン２５によって冷却されて略一定の温度に維持される。斯かる第１タンク１０内の冷却液は、ポンプ２６によって汲み上げられ、搬送パイプ２７を介して第２タンク２０まで搬送されて該第２タンク２０内に貯蔵される。ここで、搬送パイプ２７は第２タンク２０と非接触であって、搬送パイプ２７の供給口は第２タンク２０内の冷却液の液面と非接触であるため、搬送パイプ２７内で冷却液が脈流しても、この脈流による振動が第２タンク２０及び第２タンク２０に貯蔵されている冷却液に伝達されることを防止することができる。特に本実施形態では、搬送パイプ２７の供給口から供給された冷却液は、受け板３１によって受け流されながら第２タンク２０内に静かに貯蔵されるため、当該脈流の振動の伝達をより効果的に防止することができる。
このようにして第２タンク２０内に貯蔵された冷却液は、供給パイプ２８内を重力により下降してカメラ筐体３ａ内の冷却チャンバ１９へ供給される。冷却チャンバ１９へ供給された冷却液は、冷却チャンバ１９内のペルチェ冷却器５の放熱部を冷却し、さらに排出パイプ２９内を重力により下降して第１タンク１０へ排出される。なお、第２タンク２０内の余分な冷却液は、ドレインパイプ３０内を重力により下降して第１タンク１０へ直接排出される。以上のように供給パイプ２８、排出パイプ２９、及びドレインパイプ３０内で冷却液を重力により下降させる構成としたことで、各パイプ２８，２９，３０内で冷却液が脈流することを防止することができる。したがって、冷却液の脈流による振動がカメラ３に伝達されることを効果的に防止することができる。
【００１７】
ここで、上述のように、第２タンク２０はバネ２３を介して延在部２１ｃに吊り下げられており、搬送パイプ２７は第２タンク２０にも第２タンク２０内の冷却液の液面にも非接触であり、排出パイプ２９及びドレインパイプ３０は第１タンク１０にも第１タンク１０内の冷却液の液面にも非接触である。このため、第１タンク１０においてポンプ２６やファン２５の駆動によって振動が生じても、この振動が各パイプ２８，２９，３０を介してカメラ３へ伝達されることを効果的に防止することができる。
以上のようにして冷却液を第１タンク１０、第２タンク２０、及び冷却チャンバ１９の間で循環させることにより、冷却液の脈流による振動やポンプ２６及びファン２５の駆動による振動がカメラ３に伝達することを防止しながら、冷却チャンバ１９内のペルチェ冷却器５の放熱部を冷却することができる。即ち、これらの振動がカメラ３を介して顕微鏡本体２へ伝達されることを防止し、ステージ９上の標本８が振動してしまうことを効果的に防止することができる。したがって、本実施形態の顕微鏡１によって標本８を高倍率で観察する際にも、良好な標本像を観察することが可能となる。
【００１８】
以上、本実施形態によれば、カメラ３内に配置されたペルチェ冷却器５の放熱部をカメラ３への振動の伝達を防止しながら冷却する冷却装置６、及びこれを備えた顕微鏡１を安価で簡便な構成で実現することができる。
なお、本実施形態では、上述のように第２タンク２０内の余分な冷却液をドレインパイプ３０から排出することで、第２タンク２０内に貯蔵される冷却液の量を略一定に維持している。しかしながらこの構成に限られず、第２タンク２０内の冷却液の液面の位置を検出する水位センサをドレインパイプ３０のかわりに用いて、この水位センサの検出結果に応じてポンプ２６の汲み上げ量を制御することで、第２タンク２０内の冷却液の量を略一定に維持する構成としてもよい。
また、本実施形態では、第１タンク１０内の冷却液は、上述のように第１タンク１０の側面に備えられたヒートシンク２４及びファン２５によって冷却される。しかしながらこの構成に限られず、ヒートシンク２４及びファン２５のかわりにペルチェ冷却器等を設け、これによって冷却液を冷却する構成としてもよい。
また、本実施形態に係る冷却装置６は、除振台１４と別体に設けられた除振台に載置することがより好ましい。
また、本実施形態に係る冷却装置６は、顕微鏡本体２のような倒立型の顕微鏡に限られず、正立型の顕微鏡等に適用してもよい。
【符号の説明】
【００１９】
１        顕微鏡
３        カメラ
４        固体撮像素子
５        ペルチェ冷却器
６        冷却装置
１０      第１タンク
１９      冷却チャンバ
２０      第２タンク
２１      支持部材
２６      ポンプ
２７      搬送パイプ
２８      供給パイプ
２９      排出パイプ
３０      ドレインパイプ
３１      受け板
【図１】
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