(57)【要約】【課題】対物レンズに関する豊富な情報を容易に取得することができる対物レンズと、この対物レンズを備える顕微鏡を提供すること。【解決手段】対物レンズ１は、赤外線を反射又は吸収し対物レンズ１に関する情報を表す二次元コード３が形成されたガラス板５を光路中に有し、対物レンズ１を備える顕微鏡１７は、二次元コード３を撮像する撮像手段である撮像レンズ４５及び撮像素子４７を有する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定波長域の光を反射又は吸収し対物レンズに関する情報を表す表示部が形成された光学部材を光路中に有することを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
前記表示部は二次元コードであることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
前記所定波長域の光は赤外線であることを特徴とする請求項１又は２に記載の対物レンズ。
【請求項４】
前記光学部材は前記対物レンズの光学系における最も像側に設けられた平行平面板であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項５】
前記平行平面板は前記対物レンズの胴付面近傍に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の対物レンズ。
【請求項６】
前記光学部材は前記対物レンズの光学系における最も像側のレンズであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の対物レンズ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の少なくとも１つの対物レンズと、
前記表示部を撮像する撮像手段とを有することを特徴とする顕微鏡。
【請求項８】
前記撮像手段で撮像された前記表示部が表す前記情報を読み取り、当該情報に基づいて顕微鏡を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項７に記載の顕微鏡。
【請求項９】
前記光学部材と前記撮像手段の間に設けられ、前記所定波長域と略同じ波長域の光を反射して前記撮像手段に導くダイクロイックミラーを有することを特徴とする請求項７又は８に記載の顕微鏡。
【請求項１０】
前記撮像手段と前記ダイクロイックミラーは、前記対物レンズが取り付けられるレボルバ、又は当該レボルバを支持する顕微鏡本体、又は当該顕微鏡本体に装着可能な中間鏡筒の内部に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の顕微鏡。
【請求項１１】
前記所定波長域内の光を含む照明光を前記光学部材に照射する照明手段を有することを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズと顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の顕微鏡において、使用する対物レンズに関する情報を読み取るために、対物レンズの鏡筒側面に対物レンズに関する情報を表すバーコードなどの表示部を設け、この表示部を対物レンズ近傍に配置された撮像手段により撮像するものが提案されている（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２００８−２１６９８９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、対物レンズは顕微鏡のレボルバに螺子で取り付けられるため、取り付け完了時の対物レンズの光軸回りの位置はばらばらであり、レボルバに固定した対物レンズの表示部位置には誤差が生じ、表示部と撮像手段の位置決めが困難になるという問題があった。また、前記特許文献１の場合は、対物レンズの周辺に情報の読み取り部を配置する必要があり、構成上複雑化する問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、対物レンズに関する豊富な情報を容易に取得することができる対物レンズを提供することを目的とし、また、この対物レンズを備え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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る対物レンズは、所定波長域の光を反射又は吸収し対物レンズに関する情報を表す表示部が形成された光学部材を光路中に有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る顕微鏡は、少なくとも１つの前記対物レンズと、前記表示部を撮像する撮像手段と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、対物レンズに関する豊富な情報を容易に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る対物レンズを示す部分図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は一部を断面で示す側面図である。
【図２】一実施形態に係る対物レンズの変形例を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は最も像側のレンズの上面と断面を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る顕微鏡の構成を示す図である。
【図４】第２実施形態に係る顕微鏡の構成を示す図である。
【図５】第３実施形態に係る顕微鏡の構成を示す図である。
【図６】第３実施形態に係る顕微鏡のレボルバ内部の構成を示す図である。
【図７】赤外線反射のダイクロイックミラーの特性例を示す図である。
【図８】第１実施形態に係る顕微鏡の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本願の実施形態に係る対物レンズと顕微鏡について図面を参照して説明する。
【００１１】
（一実施形態）
まず、本願の一実施形態に係る対物レンズについて説明する。
【００１２】
図１に示すように、一実施形態に係る対物レンズ１は、赤外線を反射又は吸収し対物レンズ１に関する情報を表す二次元コード（表示部）３が形成されたガラス板（平行平面板）５を光路中に有している。平行平面板であるガラス板５は、対物レンズ１の光軸に垂直な断面が円形のフレーム（枠部材）７に嵌め込まれ、図１（ｂ）で対物レンズ１上部の射出口部分（胴付面１３の近傍）に取り付けられている。つまりガラス板５は、顕微鏡に対物レンズ１を取り付けた状態で対物レンズ１の光学系において最も像側に設けられている。対物レンズ１の射出口部分には、螺子加工が施されたフレーム７を取り付けるための内螺子９と、対物レンズ１を顕微鏡のレボルバの孔に取り付けるための外螺子１１とが形成されている。符号１３は胴付面を示す。
【００１３】
二次元コード（表示部）３は、対物レンズ１の特性情報などを二次元コード化し、本実施形態では透明なガラス板５に赤外反射インクで印刷、又は赤外反射膜を蒸着して形成することができる。形成する赤外反射コートは、顕微鏡において通常使用される赤外カットフィルターの膜と同質のものでよい。また、二次元コードパターン部分が赤外線を吸収するようにしてもよい。
【００１４】
二次元コード３が表す対物レンズ１に関する情報とは、例えば対物レンズ種類、倍率、開口数、作動距離、焦点距離などの情報、或いは蛍光用、位相差用、微分干渉用、暗視野用などの用途情報、その他製造番号、製造年月日などである。また、表示部は、二次元コード３に限らず、例えばバーコード、文字、シンボルなど、種々の記号にすることができる。表示部を二次元コード３にすれば、バーコードに比べて豊富な情報を持たせることができる。以下、一例として、表示部を二次元コード３として説明する。
【００１５】
本実施形態の対物レンズ１は、赤外線のみを反射又は吸収する二次元コード３をガラス板５に形成し、ガラス板５に照射される赤外線によって、二次元コード３を撮像可能としたものである。赤外線は顕微鏡観察では通常使われずにカットされ、また二次元コード３は観察用の可視光を透過するから、観察像に影響を与えることなく、二次元コード３を撮像して対物レンズ１の情報を読み取ることができる。なお、二次元コード３を撮像するための所定波長域の光として、赤外線の代わりに例えば不可視光による励起で発生する蛍光を利用することもできる。
【００１６】
また、本実施形態の対物レンズ１は、二次元コード３が形成されたガラス板５を装着するという簡単な構成のため、既存の対物レンズにも実施することができる。また、ガラス板５を装着することでレンズにゴミが付着することを防ぐ効果もある。なお、ガラス板５が対物レンズ１と一体に取り扱えればよいので、フレーム７の螺子加工に代えて、嵌め込み方式、接着方式とすることもできる。
【００１７】
対物レンズ１をレボルバの孔に取り付け観察位置にセットした際、胴付面１３は、顕微鏡光学系において対物レンズ１の種類に依らず一定位置となるから、胴付面１３からガラス板５の二次元コード３が形成される面までの距離を対物レンズ１の種類に依らず一定とすることにより、二次元コード３を撮像するための顕微鏡側の撮像手段を１つの位置に固定することができる。即ち、二次元コード３と撮像手段との位置決めが容易となる。なお、胴付面１３からガラス板５の二次元コード３形成面までの距離は、設計時にフレーム７の光軸方向厚さを適宜調整することによって調整することができる。
【００１８】
（変形例）
次に、本願の一実施形態に係る対物レンズの変形例について説明する。なお、上記一実施形態と同様の部分は図２に同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【００１９】
図２に示すように、本変形例の対物レンズ１５では、内側に有する複数のレンズＬのうち、顕微鏡に対物レンズ１５を取り付けた状態で対物レンズ１５の光学系において最も像側（図２（ａ）において最も上方）となるレンズＬＲの像側面に、上記一実施形態と同様の二次元コード（表示部）３を形成している。
【００２０】
通常、レンズ面は曲面であるので、二次元コード３を撮像した時に画像がごく僅かに歪む場合があり、また対物レンズ１５の種類によって胴付面１３からレンズＬＲの二次元コード３形成面までの距離が異なる場合があるが、使用する対物レンズ１５において許容できる範囲であれば、上記一実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本変形例によれば、ガラス板５が不要なのでコスト削減が可能である。
【００２１】
（第１実施形態）
次に、本願の第１実施形態に係る顕微鏡について説明する。
【００２２】
図３に示すように、第１実施形態の顕微鏡１７において、顕微鏡本体１９は、ベース２１、支柱２３、観察用の標本を載置するためのステージ２５、アーム２７、アーム２７に取り付けられたレボルバ２９及び鏡筒３１を有する。標本像を観察するために、レボルバ２９に複数の対物レンズ１が取り付けられており、また顕微鏡本体１９には照明光学系３３を介して照明光を標本に照射する照明装置３５が取り付けられている。照明装置３５の光源３７は、一例として、赤外線を含む照明光を発するハロゲンランプとする。符号３９はベース２１側面に設けられた合焦用の上下動ハンドル、符号４１は赤外カットフィルター、符号４３は結像レンズを示す。
【００２３】
なお、第１実施形態の顕微鏡１７に装着する対物レンズは上述した一実施形態の対物レンズ１として説明するが、これに限定されるものではなく、例えば上述した変形例の対物レンズ１５を装着してもよい。また、第１実施形態の顕微鏡１７は透過照明型の正立顕微鏡として説明するが、これに限定されるものではなく、落射照明型、倒立顕微鏡、蛍光顕微鏡などでもよい。蛍光顕微鏡で照明に水銀ランプを用いる場合は、二次元コード３を撮像するために、専用の赤外光源を設ければよい。後述の他の実施形態においても同様である。
【００２４】
第１実施形態の顕微鏡１７は、対物レンズ１のガラス板５に形成された二次元コード３（図１参照）を撮像するために、標本観察用のハロゲンランプ（光源）３７の照明光に含まれる赤外線を利用する。顕微鏡１７は、アーム２７内部に、二次元コード３を撮像する撮像手段である撮像レンズ４５及び撮像素子４７、撮像素子４７に接続された基板４９、ガラス板５と撮像レンズ４５の間に設けられ、ガラス板５側からの赤外線を反射して撮像レンズ４５に導くダイクロイックミラー５１を有する。
【００２５】
照明装置３５のハロゲンランプ３７から発した赤外線を含む照明光は、照明光学系３３によってステージ２５上の標本に照射され、さらに対物レンズ１によって取り込まれてガラス板５に照射される。そして照明光に含まれる赤外線は、ガラス板５の二次元コードパターン３部分で反射又は吸収され、パターン以外の部分では透過される。ガラス板５を透過した赤外線はダイクロイックミラー５１で反射され、撮像レンズ４５により撮像素子４７の受光面上に二次元コード３の像を結像する。
【００２６】
一方、照明光に含まれる可視光は、ガラス板５とダイクロイックミラー５１を透過し、結像レンズ４３、接眼レンズ５３に導かれる。なお、ダイクロイックミラー５１と結像レンズ４３の間に配置された赤外カットフィルター４１は、照明光から赤外成分をさらに取り除くための部材である。また、鏡筒３１のカメラ取付け部５５に不図示のカメラを取り付けて標本画像を得ることもできる。
【００２７】
基板４９は、図８に示すように、撮像素子４７を制御する撮像素子制御装置５７、撮像レンズ４５及び撮像素子４７で撮像された二次元コード３の赤外画像が表す対物レンズ１の情報を読み取る画像解析装置５９、読み取った当該情報に基づいて顕微鏡１７を制御する顕微鏡制御装置６１、種々の情報を記憶するためのメモリ６３などを有するものである。なお、本願の顕微鏡において、基板４９は顕微鏡内蔵型に限定されるものではなく、顕微鏡１７の外部に設けてもよい。また、撮像素子制御装置５７、画像解析装置５９、顕微鏡制御装置６１、メモリ６３は１つの基板４９に設けられているとは限らず、例えば、画像解析は顕微鏡１７に接続したパーソナルコンピューターで行うことも可能である。
【００２８】
図７に赤外線反射のダイクロイックミラー５１の特性例が示されている。一般に可視光の波長域はおよそ４００ｎｍ〜６００ｎｍであり、第１実施形態の顕微鏡１７では、例えば波長域７００ｎｍ〜８００ｎｍの赤外線を二次元コード３撮像用に使用することができる。二次元コード３の透過率特性は、ダイクロイックミラー５１の透過率特性と略同じであり、両者が一致していることが望ましい。なお、顕微鏡のオートフォーカス装置などで赤外線を使用する場合は、二次元コード３が反射又は吸収する赤外線の波長域、及びダイクロイックミラー５１が反射する赤外線の波長域を、オートフォーカス用の赤外線の波長域からずらしておけばよい。
【００２９】
顕微鏡１７のレボルバ２９は、図３で上下に延びる直線として示されている光軸上に位置決めされた対物レンズ１の装着孔の番地を検出するレボルバ検出装置６５（図８参照）を有する。観察者が手動或いは自動でレボルバ２９を回転させ、対物レンズ１を切り換えると、図８に示すように、レボルバ検出装置６５から対物レンズ切換え信号と番地情報が顕微鏡制御装置６１に送られる。そして顕微鏡制御装置６１は、撮像素子制御装置５７に対して、新たな対物レンズ１の二次元コード３の撮像を指示する。撮像素子制御装置５７が撮像素子４７に対して撮像指示制御信号を出力することで、二次元コード３の赤外画像が取得される。この画像データは画像解析装置５９に送られて二次元コード３がデコードされ、対物情報が読み取られる。顕微鏡制御装置６１は、読み取った当該情報に基づいて顕微鏡１７を制御し、観察条件を調整する。
【００３０】
例えば、対物レンズ種類の情報をパーソナルコンピューターのディスプレーなどの表示装置６７に表示させ、或いは倍率情報から、適切な視野になるように視野絞り駆動装置６９を制御して視野絞りを自動調整する。また、開口数情報から、開口絞り駆動装置７１により電動化されている開口絞りを適切な状態に自動調整する。作動距離情報を得れば、最適な焦点位置になるように上下動駆動装置７３を制御してステージ２５位置を調整する。
【００３１】
なお、これら観察条件の調整は、使用のため顕微鏡１７を立ち上げた際に、レボルバ２９に装着されている全ての対物レンズ１について一時に情報を読み取ってメモリ６３に記憶しておき、顕微鏡使用中は、レボルバ検出装置６５からの対物レンズ切換え信号と番地情報を受信する度に、メモリ６３から対物情報を読み出して行うことができる。しかし、上述のように、対物レンズ１を切り換える都度、毎回処理することも可能なので、その場合には必ずしもメモリ６３に情報を記憶しておく必要はない。
【００３２】
以上のように、第１実施形態の顕微鏡１７によれば、二次元コード３と撮像レンズ４５及び撮像素子４７との位置決めが容易となり、対物レンズ１に関する豊富な情報を容易に取得することができる。また、顕微鏡観察では通常使われずにカットされる標本観察用の照明光に含まれる赤外線を、二次元コード３を撮像するために活用することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、本願の第２実施形態に係る顕微鏡について説明する。第２実施形態は第１実施形態と全体的な構成が同じであり、第１実施形態と同様の部分を図４に同一符号で示し、相違点のみを説明する。
【００３４】
図４に示すように、第２実施形態の顕微鏡７５は、二次元コード３を撮像するための撮像レンズ４５及び撮像素子４７、撮像素子４７に接続された基板４９、ガラス板５側からの赤外線を反射して撮像レンズ４５に導くダイクロイックミラー５１を専用の中間鏡筒７７の内部に収納し、アーム２７の上部に装着したものである。中間鏡筒７７が設置される光学系は平行光学系とすることが好ましい。
【００３５】
以上の第２実施形態によっても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。特に第２実施形態によれば、顕微鏡本体７９は専用型ではなくなるので、既存の顕微鏡に実施することが可能となる。
【００３６】
（第３実施形態）
次に、本願の第３実施形態に係る顕微鏡について説明する。第３実施形態は第１実施形態と全体的な構成が同じであり、第１実施形態と同様の部分を図５及び図６に同一符号で示し、相違点のみを説明する。なお、標本像を観察するための照明光学系と照明装置は図示を省略している。
【００３７】
図５及び図６に示すように、第３実施形態の顕微鏡８１では、二次元コード３を撮像するための撮像レンズ４５及び撮像素子４７、ガラス板５側からの赤外線を反射して撮像レンズ４５に導くダイクロイックミラー５１をレボルバ２９内部に配置している。撮像素子４７に接続された基板４９は顕微鏡本体８３に設けている。
【００３８】
図６に示すように、レボルバ２９は、固定部８５と、固定部８５に設けられた回転軸８７の回りに回転する回転皿８９とから構成され、固定部８５に設けられたレボルバ取付けアリ９１によってアーム２７に取り付けられている。回転皿８９に形成された複数の孔９３には例えば上述の一実施形態の対物レンズ１を装着することができる。
【００３９】
そしてレボルバ２９内部には、回転皿８９の回転に対して固定である赤外照明ＬＥＤ９５を設けている。赤外照明ＬＥＤ９５は、図６で上下に延びる一点鎖線として示されている光軸上に位置決めされた対物レンズ１のガラス板５に形成された二次元コード３に赤外線を照射する。二次元コード３で反射された赤外線はダイクロイックミラー５１で反射され、撮像レンズ４５、撮像素子４７に導かれる。なお、第３実施形態の顕微鏡８１においても、レボルバ２９に赤外照明ＬＥＤ９５を設けずに、第１、第２実施形態と同様、標本観察用の照明光に含まれる赤外線によって、二次元コード３を撮像してもよい。第３実施形態において赤外照明ＬＥＤ９５を用いる場合は、対物レンズ１のガラス板５に形成された二次元コード３は赤外線のみを反射するものである。
【００４０】
本実施形態では、レボルバ２９の顕微鏡本体８３への装着部５６の構造上の特徴を利用し、撮像レンズ４５と撮像素子４７の配置を特定している。つまり、図５、図６から判るように、レボルバ２９の回転軸８７は光軸に対して斜めになっているため、回転皿８９も斜めとなり、装着部５６は観察者側により大きな空間部を有している。この空間部を利用して撮像レンズ４５と撮像素子４７を収納している。
【００４１】
以上の第３実施形態によっても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
（第４実施形態）
次に、本願の第４実施形態に係る顕微鏡について説明する。第４実施形態は第１実施形態と全体的な構成が同じであり、第１実施形態の図３を用いて相違点のみを説明する。
【００４３】
第４実施形態は、ダイクロイックミラー５１、撮像レンズ４５、撮像素子４７、基板４９をアーム２７内部に配置する代わりに、カメラ取付け部５５にカメラ側中間鏡筒を介して取り付けた標本撮影用のカメラの撮像素子を二次元コード３の撮像に利用するものである。カメラ側中間鏡筒には、顕微鏡を標本画像取得状態から二次元コード３の赤外画像取得状態に切り換えるための結像位置調整レンズと可視光カットフィルターとを光路へ挿脱自在に設ける。また赤外カットフィルター４１は、二次元コード３の撮像の妨げにならないように、鏡筒３１の接眼レンズ５３側に設置する。
【００４４】
以上の第４実施形態によっても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。特に第４実施形態によれば、カメラの撮像素子を二次元コード３の撮像に利用することができる。
【００４５】
なお、上述の実施形態は例に過ぎず、上述の構成に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１        対物レンズ
３        二次元コード
５        ガラス板
ＬＲ      レンズ
１３      胴付面
１７      顕微鏡
１９      顕微鏡本体
２７      アーム
２９      レボルバ
３５      照明装置
３７      光源
４５      撮像レンズ
４７      撮像素子
４９      基板
５１      ダイクロイックミラー
７７      中間鏡筒
９５      赤外照明ＬＥＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010230865.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010230865.tif 000008
【図７】
2010230865.tif 000009
【図８】
2010230865.tif 000010