(57)【要約】【課題】撮像装置の撮像面の位置調整を高精度かつ容易に行うことが出来る顕微鏡鏡筒を提供すること。【解決手段】撮像装置７を取り付けるマウント部１２と、前記マウント部を結合され、入射する光を前記撮像装置方向に偏向する偏向光学部材２を保持する保持手段１０と、前記偏向光学部材に入射する光の光路に沿って前記マウント部と前記偏向光学部材と共に前記保持手段を移動する移動手段９と、を有することを特徴とする顕微鏡鏡筒１００。【選択図】図２
2010185959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置を取り付けるマウント部と、
前記マウント部と結合され、入射する光を前記撮像装置方向に偏向する偏向光学部材を保持する保持手段と、
前記偏向光学部材に入射する光の光路に沿って前記マウント部と前記偏向光学部材と共に前記保持手段を移動する移動手段と、
を有することを特徴とする顕微鏡鏡筒。
【請求項２】
前記移動手段は、前記保持手段を前記光路に沿った方向に移動可能に、かつ当該光路に略直交する方向の移動を制限するガイド部材と、
前記保持手段を前記光路に沿って押圧する少なくとも２つの第１押圧部材と、
前記保持手段を前記光路に沿って前記第１押圧部材とは逆方向に押圧する第２押圧部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡鏡筒。
【請求項３】
前記光路に略直交する方向に配置された梃子部材と、
前記梃子部材の一端部は前記第２押圧部材に接続され当該梃子部材の他端部を押圧する第３押圧部材を有し、
前記第３押圧部材の移動に伴い前記第２押圧部材が前記光軸に沿って移動することを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡鏡筒。
【請求項４】
前記第２押圧部は、前記保持手段の移動量を表示する表示部材を有することを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡鏡筒。
【請求項５】
前記第３押圧部は、前記保持手段の移動量を表示する表示部材を有することを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡鏡筒。
【請求項６】
前記表示部材は、前記保持手段の基準位置と、当該保持手段の前記移動量を示す目盛が形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の顕微鏡鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ撮影に使用するカメラマウント部を有する顕微鏡鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡を用いての肉眼観察のための観察光路と、写真撮影や各種画像取得のための撮像光路とを設けた鏡筒が知られている。撮像においては、例えばデジタルカメラを取り付けて写真撮影を行ったり、ハイスピードカメラを取り付けて動画として画像を取得したりすることが可能である。
【０００３】
写真撮影にあたっては、肉眼観察光路でピントを合わせたときに、カメラ側でも同時にピントが合うことが使用上好ましく、このため、肉眼観察光路と撮像光路の両方を有する鏡筒は、通常肉眼観察光路でピントを合わせたときに、撮像光路側でも同時にピントが合うように製造工程の段階で光学的に調整される。このとき、規定どおりに調整された鏡筒を用いて、肉眼観察光路でピントを合わせたときに、撮像光路に取り付けたカメラに同時にピントが合うためには、使用するカメラのマウント基準面から撮像面までの寸法（例えば、Ｃマウントカメラの場合  １７．５２６ｍｍ）が所定の精度（焦点深度の許容範囲内）に調整されていることが必要である。
【０００４】
ところが、カメラの撮像素子面はマウント基準面から撮像面までの寸法に誤差を有しており、その誤差の程度はさまざまである。カメラによっては、この誤差が顕微鏡のシステムで決定される焦点深度を超えているものも存在する。すなわち、規定通りに調整された鏡筒を用いても、使用するカメラによって、ピントの合う位置が撮像面と一致せず、ピンボケになってしまうことがある。肉眼観察光路でピントを合わせてもカメラにピントが合わないといった現象や、カメラを交換するとピントズレ量やズレの方向が変わるといった現象は、顕微鏡使用者にとっては非常に不便である。
【０００５】
このような問題を解決するため、マウント部を送りねじ等により光軸方向に動かせるようにして、顕微鏡使用者が撮像光路のピント位置を調整可能にした鏡筒が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−４９７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の鏡筒は、ネジ部のガタや勘合部の隙間等のためマウントにガタツキが生じ、撮像面の光軸位置調整に対する精度(例えば、直角度等)を保つのが難しいと言う課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、撮像装置を取り付けるマウント部と、前記マウント部と結合され、入射する光を前記撮像装置方向に偏向する偏向光学部材を保持する保持手段と、前記偏向光学部材に入射する光の光路に沿って前記マウント部と前記偏向光学部材と共に前記保持手段を移動する移動手段と、を有することを特徴とする顕微鏡鏡筒を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像装置の撮像面の位置調整を高精度かつ容易に行うことが出来る顕微鏡鏡筒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態にかかる顕微鏡鏡筒における撮像面位置調整の原理を示した図である。
【図２】顕微鏡鏡筒の断面側面図を示す。
【図３】実施の形態にかかる顕微鏡鏡筒の上部部分断面図を示す。
【図４】実施の形態の変形例にかかる顕微鏡鏡筒を示し、（ａ）は上部部分断面図、（ｂ）は（ａ）をＸ方向から見た表示部をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡鏡筒について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解を容易にする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。
【００１２】
図１は、実施の形態にかかる顕微鏡鏡筒（以後、鏡筒と略記する）における撮像面位置調整原理を示す図である。図１において、不図示の対物レンズが無限遠光学系の場合、この対物レンズを通った光は平行光束になり、第２対物レンズ３で集光光束になり、光路分割プリズム４で光路を略９０°偏向され、偏向光学部材である反射ミラー１で略９０°偏向され、像面２に標本像を結像する（図中、例えば実線）。そして、反射ミラー１を反射ミラー１に入射する光の光軸Ｏ１に沿って光路分割プリズムが遠ざかる方向へΔｄ移動すると、像面２はこれに伴って光軸Ｏ２に沿って反射ミラー１に近づく方向へΔｄ変化する（図中、例えば二点鎖線）。本鏡筒は、この原理を用いて光軸Ｏ２方向の像面２の位置調整を可能にするものである。なお、図１において、第２対物レンズ３より反射ミラー１に直接光を入射する場合、光路分割プリズム４は無くても良い。
【００１３】
図２は本鏡筒の断面側面図を示す。図３は、本鏡筒の上部部分断面図を示す。図２、図３において鏡筒１００は、肉眼観察のための観察光路８０と、画像取得・撮影のための撮像光路９０を有するいわゆる三眼鏡筒であり、第２対物レンズ３と、光路分割プリズム４と、正立化プリズム３０と、反射ミラー１と、直筒１１と、これらを内蔵する筐体１４とから構成される。なお、光路分割プリズム４は公知の切換可能な光学部材である。
【００１４】
観察光路８０は、第２対物レンズ３からの光を正立化プリズム３０を介して像面５に標本像を結像し、接限レンズ６で正立像が観察される。
【００１５】
撮像光路９０では、光路分割プリズム４により略９０°折り曲げられた第２対物レンズ３からの光は、反射ミラー１で略９０°偏向されてカメラマウント部７０を通過して像面２に像面５と同じ標本像を結像する。このとき、観察光路８０でピント合わせを行い、カメラマウント部７０に取り付けられたカメラ７で写真撮影をしようとした時、撮像素子８の撮像面８ａに像面２が一致していることが必要である。最近の顕微鏡では、デジタルカメラ７を使用して取得した画像をモニタに表示し、ピント合わせをモニタ上に表示した画像を用いて行うことが多いが、このような場合でも、観察光路８０のピントとカメラ７のピントとが一致していることが顕微鏡の撮影操作上好ましい。
【００１６】
以下、カメラ７のカメラマウント部７０の調整機構について説明する。図２、図３において、鏡筒１００では、反射ミラー１は、ミラー保持部材１０に保持され、筐体１４に配設された支持部材４１に３本のボルト１６にて移動可能に締め付けられている。ミラー保持部材１０のボルト１６が貫通する穴１０ａは、後述する像面２位置の位置調整時にミラー保持部材１０を移動可能にするためにボルト１６の直径より大きく形成されている。また、このミラー保持部材１０に直筒１１が３本のボルト１５で固定されている。この直筒１１にはカメラ７を設置する際のアダプタ１２が内嵌されビス１２ａで固定される。このアダプタ１２の上部にカメラ７のマウント基準面２０が形成されている。
【００１７】
ミラー保持部材１０の外周部１０ｂはテーパー状に形成されている。外周部１０ｂには、ミラー保持部材１０を光軸Ｏ１に沿って光路分割プリズム４とは反対方向に押圧する押圧部材１３、１３が配置されている。ミラー保持部材１０は、このテーパー形状により押圧部材１３で常に支持部材４１に押し付けられるようになっている。
【００１８】
ミラー保持部材１０の外周部１０ｂの押圧部材１３に対向する側には、外周部１０ｂに当接しミラー保持部材１０を光軸Ｏ１に沿って移動させるための送りねじ９が筐体１４に配設されている。
【００１９】
ミラー保持部材１０は、光軸Ｏ１に略平行に設けられたガイド溝１４ａに沿って移動可能、かつ光軸Ｏ１と直交する方向には移動を規制されている。そして、送りねじ９を回転させると、ミラー保持部材１０は、直筒１１およびアダプタ１２と一体になって光軸Ｏ１に沿って移動する。
【００２０】
ここで、使用しているカメラ７のマウント基準面２０から撮像面までの距離Ｌｃに誤差があると、観察光路８０でピントを合わせたとき、撮像素子８の撮像面８ａ上に像面２が一致せずピンボケが生じる。
【００２１】
このピンボケを解消するため、本鏡筒では、送りねじ９を回転させることにより、ミラー保持部材１０に保持された反射ミラー１を光輪Ｏ１に沿って移動して像面２の光軸Ｏ１方向および光軸Ｏ２方向の位置を変化させ（図１参照）、撮像素子８の撮像面８ａに像面２が一致するように調整する。
【００２２】
また、ボルト１５は、ミラー保持部材１０と直筒１１を連結・固定するボルトであり、ここを緩めてミラー保持部材１０に対して直筒１１を動かすことができ、これにより像面２における撮像面８ａの中心を光軸Ｏ２に一致させる調整ができる。
【００２３】
ボルト１６は、送りねじ９でミラー保持部材１０を摺動できる程度に締め付けしておくことで、ユーザが撮像面８ａに対して像面２の位置を調整することが出来る。なおユーザが基準カメラを使用する場合には調整は不要であり、この際は信頼性を高めるためにボルト１６を締め付けミラー保持部材１０を固定してもよい。
【００２４】
以上述べたように、本鏡筒では、カメラ７交換時によるマウント基準面２０から撮像面８ａまでの距離Ｌｃの変化による撮像面８ａと像面２とのずれを送りねじ９を回して調整することで、肉眼観察光路８０のピントと撮像光路９０のピントとを合わせる事が容易に出来る。このとき、反射ミラー１、直筒１１、およびアダプタ１２を一体に移動するため、従来のようなアダプタ１２等のガタツキによる撮像面８ａと光軸Ｏ２のずれ、あるいは撮像面８ａの回転等の発生を防止することが出来る。
【００２５】
（変形例）
図４は、実施の形態の変形例にかかる顕微鏡鏡筒を示し、（ａ）は上部部分断面図、（ｂ）は（ａ）をＸ方向から見た表示部をそれぞれ示す。なお、以下の説明では、前記鏡筒１００と同様の構成には同じ符号を付し詳細な説明を省略する。
【００２６】
図４に示す顕微鏡鏡筒（以後、鏡筒と略記する）１１０では、顕微鏡の使用者が撮像面８ａと像面２とを容易に一致できるように調整時の操作性を向上させるための押圧機構１２０を鏡筒１１０の後方に配置している。
【００２７】
押圧機構１２０は、操作性向上のため、第１に観察者が前方（不図示の接眼レンズ６側）からミラー保持部材１０の移動を操作できるように、操作部２４を前面に向くように配置し、第２に基準の位置からのずらし量がわかるように表示部２３を設け、第３に顕微鏡使用者がカメラマウント部７０に装着したカメラ７を使用中にピント位置の設定を不用意にずらしてしまうことが無いよう、六角レンチ等の工具を用いなければ調整できないようにしている。
【００２８】
以下、押圧機構１２０について説明する。本鏡筒１１０では、押圧機構１２０は、前面からの操作を可能とするため、筐体１４に支持された回転中心ピン２５を中心に回転可能なバー２１と、バー２１の一端を押し引きする送りねじ２２と、バー２５の他端部に配置されミラー保持部材１０を光軸Ｏ１に沿って移動させる駒２６とから構成されている。ここでバー２１は回転中心ピン２５を支点として梃子を構成している。不図示の像面２をずらす原理は図１と同様である。なお、押圧機構１２０は筐体１４に内蔵されている。
【００２９】
前面に向いた表示部２３の目盛管２３ａには目盛が印刷または刻印されており、そのうち１本の目盛２３ｂは、調整基準を示すために他より長く形成されている（原点指標）。これは製造段階での調整で、撮像面８ａが像面２の位置に来るように調整したとき、操作部２４の指標板の指標２４ａと、目盛管２３ａの原点指標が一致するように、目盛管２３ａを調整しておく。こうすることで、マウント基準面２０と撮像素子８の撮像面８ａの距離Ｌｃ（図２参照）が基準値と一致しているカメラを使用した時の指標を基準位置として明示することができる。
【００３０】
距離Ｌｃに違いのあるカメラ７を取り付けたとき、送りねじ２２の頭部２２ａを六角レンチで回転させて調整するが、このときの指標２４ａの位置により、原点指標２３ｂからの移動量Δｄを読み取ることが可能である。
【００３１】
押圧機構１２０では、送りねじ２２の回転角θと像面２の移動量Δｄの関係は以下の式で与えられる。
Δｄ＝Ｐ×（θ／３６０）×（ｂ／ａ）
ただし、θは送りネジ２２の回転角、Ｐは送りネジ２２のネジのピッチ、ａはバー２１の回転中心２５から送りねじ２２の接触点までの距離、ｂはバー２１の回転中心２５から駒２６の接触点までの距離である。
【００３２】
表示部２３より角度を読み取り、上式に代入すれば移動量Δｄが算出される。調整感度は、送りねじ２２のネジピッチＰとバー２１の梃子比（ｂ／ａ）により変更できるので、鏡筒１１０を使用する不図示の顕微鏡システムで決定される焦点深度の値を考慮して適切な値とすればよい。
【００３３】
以上述べたように、本鏡筒によれば、顕微鏡観察において、デジタルカメラ等を用いた撮影におけるピント合わせの操作性を向上させることができる。
【００３４】
また、どのようなカメラを用いた場合でも観察光路のピント位置と撮像光路のピント位置を簡単に、しかも光学系の精度（撮像面の光輪に対する直角度や中心位置等）を維持しつつ容易に一致させることが可能になる。
【００３５】
また、複数のカメラを交換して撮影する場合には、個々のカメラにおけるマウント基準面と撮像素子面との距離Ｌｃに基づく調整量Δｄを表示部の目盛から読み取って角度θを記録しておけば、カメラ交換時に正確で素早いセッティングが可能になる。
【００３６】
また、製造時における調整作業において、間隔調整ワッシャを使用することなく調整ネジの回転だけで基準カメラに対する像面位置の調整が可能になるので、調整作業性が大幅に向上できる。
【００３７】
なお、本実施の形態にかかる撮像光路のピント位置調整機構は、上述の三眼鏡筒に限らず、顕微鏡の中間鏡筒にも適用可能である。鏡筒に入る前に光路を分割した撮像光路に活用する、いわゆるビームスプリッタ装置と称されるものに適用できる。また、観察光路と撮像光路を有し、撮像光路に変倍レンズやズームレンズを内蔵した大形の鏡筒であるイメージング鏡筒に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１    反射ミラー
２、５    像面
３    第２対物レンズ
４    光路分割プリズム
６    接眼レンズ
７    カメラ
８    撮像素子
９    送りねじ
１０  ミラー保持部材
１１  直筒
１２  アダプタ
１３  押圧部材
１４  筐体
１４ａ  ガイド溝
１５、１６  ボルト
２１  バー
２２  送りねじ
２３  表示部
２３ａ  目盛管
２４  操作部
２５  回転中心
２６  駒
Ｏ１，Ｏ２  光軸
１００、１１０  顕微鏡鏡筒
１２０  押圧機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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