(57)【要約】【課題】焦準移動をしても照明性能が損なわれにくい顕微鏡の提供。【解決手段】少なくとも撮像素子２６又は接眼レンズの一方を有する観察部４と、観察部４と平行光束によって光学的に結合されている焦準部５と、焦準部５を観察部４とは独立して観察光軸Ｌに沿って移動させる焦準部移動機構１０とを備え、焦準部５は、観察光軸Ｌの周囲に設置された光源２１及び光源２１の光を観察光軸Ｌに同軸落射するための光路分割素子２３を有する照明部１２と、観察倍率を変えるための倍率変換部１３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】
少なくとも撮像素子又は接眼レンズの一方を有する観察部と、
対物レンズが取り付け可能で、前記観察部と平行光束によって光学的に結合される焦準部と、
該焦準部を前記観察部とは独立して観察光軸に沿って移動させる焦準部移動機構と、
を備え、
前記焦準部は、前記観察光軸の周囲に設置された光源及び該光源の光を前記観察光軸に同軸落射するための光路分割素子を有する照明部と、観察倍率を変えるための倍率変換部とを備えることを特徴とする顕微鏡。
【請求項２】
前記焦準部移動機構を動作させる電動モータを備えることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項３】
前記光路分割素子が、前記倍率変換部と前記対物レンズの間に位置することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項４】
前記観察部は、前記平行光束の光路を変更する光路変更素子を備えることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項５】
前記焦準部は、前記対物レンズを複数取り付け可能なレボルバを備えることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から広く用いられている一般的な顕微鏡では、対物レンズを含む顕微鏡全体を光軸方向（一般的な顕微鏡においては高さ方向）に移動させて焦準動作を行なっている。しかしこのような構成では、例えば接眼部を有する顕微鏡の場合、焦準動作に伴なってアイピントが変化するため使用者にとって使いづらいものとなる。また、焦準動作に伴なって顕微鏡の重心位置が変化するため、接眼部の代わりに、重量物であるＣＣＤ受像部を備えたいわゆるビデオマイクロコープ・ディジタルマイクロスコープと称される顕微鏡では、焦準動作により顕微鏡が不安定な状態となる。これに対して、接眼レンズを動かすことなく、対物レンズを有する焦準部を焦準移動させることが可能な顕微鏡が考えられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような従来の顕微鏡においては、標本に集中して強めの光を当てる場合、この顕微鏡とは別に照明装置を外部に設置し、標本の斜め上方から光を照射していた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４８０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような斜め上方から照射する照明装置を使用した場合、焦準部を標本から遠ざかる方向に焦準移動させた際に、対物レンズに入射する標本からの反射光の光量が減少するという問題があった。一方、レボルバ部と対物レンズのみを焦準させ、かつ最適な照明状態を可能にする、いわゆるＺレボを備えた顕微鏡もあるが、このような顕微鏡においては、焦準移動により対物レンズの瞳位置が変化するため、光源像を瞳位置に結像できなくなってしまう。このため、対物レンズの瞳位置変化に連動して光学素子を移動させ、瞳位置に光源像を結像させるという構成が採用されるが、この構成には充分なスペースが必要となり、さらに、移動機構等が必要となるため、装置の複雑化・大型化を招いてしまう。
【０００６】
そこで、本発明はこのような従来の問題に鑑み、装置の複雑化・大型化をせずに、焦準部を標本から遠ざかる方向に焦準移動しても対物レンズに入射する標本からの反射光の光量が減少しない顕微鏡の提供を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明にかかる顕微鏡は、少なくとも撮像素子又は接眼レンズの一方を有する観察部と、対物レンズが取り付け可能で、前記観察部と平行光束によって光学的に結合される焦準部と、該焦準部を前記観察部とは独立して観察光軸に沿って移動させる焦準部移動機構と、を備え、前記焦準部は、前記観察光軸の周囲に設置された光源及び該光源の光を前記観察光軸に同軸落射するための光路分割素子を有する照明部と、観察倍率を変えるための倍率変換部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる顕微鏡は、上記発明において、前記焦準部を観察光軸に沿って移動させる電動モータを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる顕微鏡は、上記発明において、前記光路分割素子が、前記倍率変換部と前記対物レンズの間に位置することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる顕微鏡は、上記発明において、前記観察部は、前記平行光束の光路を変更する光路変更素子を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる顕微鏡は、上記発明において、前記焦準部は、前記対物レンズを複数取り付け可能なレボルバを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる顕微鏡は、撮像素子及び／又は接眼レンズを有する観察部と、該観察部と平行光束によって光学的に結合されている焦準部と、該焦準部を前記観察部とは独立して観察光軸に沿って移動させる焦準部移動機構とを備え、前記焦準部には、前記観察光軸の周囲に設置された光源と該光源の光を前記観察光軸に同軸落射するための光路分割素子を有する照明部と、観察倍率を変えるための倍率変換とを備え、照明光を観察光軸と同軸に落射しているので、焦準部を標本から離れる方向に焦準移動させた際に、対物レンズに入射する標本からの反射光の光量が減少することを防止できる。また、照明部と対物レンズを一体に移動させることができるので、照明部に対する対物レンズの瞳位置が変化せず、上述のＺレボのような複雑な構成を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる顕微鏡の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下、図においてＸ軸方向が顕微鏡の左右方向、Ｙ軸方向が顕微鏡の前後方向、Ｚ軸方向が顕微鏡の上下方向である。
【００１４】
（実施の形態１）
図１〜図２は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡を示している。図１は、焦準部が上方に位置した状態の顕微鏡を示しており、図２は、焦準部を下方に移動させた状態の顕微鏡を示している。顕微鏡１は、ベース部２、ステージ３、支柱７を有している。ベース部２は、机上等の顕微鏡１を載置する所に直接設置される部分であり、顕微鏡１全体を支持する台である。
【００１５】
ステージ３は、ベース部２上に設置されており、上面に標本載置面３ａを備えている。標本載置面３ａには、観察対象である標本Ａが載置される。ステージ３は、ベース部２に設置されているステージハンドル３ｂによって、顕微鏡１の前後左右方向への移動及び、観察光軸Ｌを中心とした回転が可能である。
【００１６】
支柱７は、ベース部２上のステージ３背面側に立設されている。支柱７の前面には、焦準支持部６が設置されている。焦準支持部６の前面には、焦準部５が焦準支持部６に対して焦準部移動機構１０を介して上下方向に移動可能に設置されている。焦準部移動機構１０は、焦準部５を焦準支持部６に対して移動させる機構であり、ラックとピニオンを利用した機構や、ボールネジを利用した機構等の公知の機構である。焦準支持部６には、焦準部５を移動させるための焦準用ハンドル６ａが設置されている。この焦準部移動機構１０は電動モータＭによって動作させてもよい。焦準支持部６の上部には、顕微鏡１の背面側から前面側に向けて、焦準部５の上方に突出するようにアーム８が形成されている。アーム８の突出方向先端に、上下方向に筒状に形成された鏡筒９が設置されている。そして、この鏡筒９内に観察部４が備えられている。
【００１７】
焦準部５は、照明部１２と倍率変換部１３と対物レンズ１４を有している。対物レンズ１４は、焦準部５の下方から突出するように設けられている。照明部１２は、照明用光源２１と照明用レンズ２２と光路分割素子２３が有している。照明用光源２１は、白色ＬＥＤからなり、観察光軸Ｌに向けて観察光軸Ｌの周囲に設置されている。照明用光源２１は、焦準部５に内蔵された図示しない電源から電源供給されている。光路分割素子２３は、ハーフミラーからなっており、観察光軸Ｌ上に配置されている。光路分割素子２３は、照明用光源２１からの光を標本Ａ側に反射し、標本からの反射光は透過する。照明用レンズ２２は、照明用光源２１と光路分割素子２３の間に設置されている。
【００１８】
倍率変換部１３は、少なくとも２つのズームレンズ２４ａ、２４ｂを備えている。ズームレンズ２４ａ、２４ｂは、図示しないモータと連結されており、このモータによって観察光軸Ｌに沿って移動させることができる。このズームレンズ２４ａ、２４ｂの移動によって、観察倍率を変更する。
【００１９】
観察部４は、結像レンズ２５と撮像素子２６を有している。撮像素子２６は、ＣＣＤからなっている。撮像素子２６は、ケーブル２７と接続されており、図示しないモニタに観察像が表示される。観察部４と焦準部５は、平行光束によって光学的に結合されている。即ち、標本Ａからの反射光は、焦準部５から出射する際には、平行光束とされ、その平行光束が観察部４の結像レンズ２５に入射する。焦準部５は、焦準部移動機構１０により、観察光軸Ｌに沿って移動する。焦準部５は、観察部４とは独立して移動する。
【００２０】
観察光軸Ｌ上に、下から順番に標本Ａ、対物レンズ１４、光路分割素子２３、ズームレンズ２４ａ，２４ｂ、結像レンズ２５、撮像素子２６が配置されている。照明用光源２１から出射された照明光は、光路分割素子２３によって反射され、標本Ａの方向に向きを変え、観察光軸Ｌと同軸に落射される。その後、照明光は、対物レンズ１４を透過し、標本Ａに集光照射される。標本Ａからの反射光は、対物レンズ１４および光路分割素子２３を透過し、ズームレンズ２４を経て結像レンズ２５に入射する。そして、この結像レンズ２５によって撮像素子２６に結像される。
【００２１】
この顕微鏡１の焦準操作について説明する。ステージ３に標本Ａをのせ、ステージハンドル３ｂにより、おおまかなピント合わせを行う。さらに、細かいピント合わせは、焦準ハンドル６ａを回転させ、図１〜図２に示すように、焦準支持部６に対して焦準部５を観察光軸Ｌに沿って移動させることにより行う。つまり、対物レンズ１４のピント面（前側焦点位置）が標本Ａに位置するように、焦準部５を観察光軸Ｌに沿って上下させて調整する。また、図示しないモータを駆動させて、倍率変換部１３のズームレンズ２４ａ、２４ｂを観察光軸Ｌに沿って移動させることにより、観察光学系の倍率（観察倍率）を変更することができる。
【００２２】
このように構成された顕微鏡１は、焦準部５を標本Ａから遠ざける方向に焦準移動させても、観察光軸Ｌと同軸に落射照明を行っているので、標本Ａからの反射光が確実に対物レンズ１４に入射する。即ち、標本Ａからの反射光の光量の減少が防止され、良好に標本を観察することができる。また、顕微鏡１は、焦準部５が観察部４とは独立して焦準移動するので、焦準部と観察部を一体に焦準移動する顕微鏡に比べ、焦準操作に要する力量を減らすことができ、作業者の焦準操作の負担が軽減される。電動モータＭによって焦準部５を移動させる場合は、作業者の焦準操作の負担がより一層軽減され、操作性も向上する。
【００２３】
（実施の形態２）
図３は、実施の形態２にかかる顕微鏡を示す側面図である。以下、実施の形態１で説明した部分と同様な部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００２４】
本実施の形態２の顕微鏡３０に備えられている焦準支持部３１は、実施の形態１の焦準支持部６の場合と同様、支柱７の前面に設置されている。焦準部５は、焦準支持部３１の前面に焦準部移動機構１０を介して、焦準支持部３１に対して上下方向に移動可能に設置されている。焦準支持部３１の上部には、顕微鏡３０の背面側から前面側に向けて、焦準部５の上方に突出するようにアーム３１ａが形成されている。
【００２５】
本実施の形態２の顕微鏡３０は、アーム３１ａに観察部３２を備えている。観察部３２は、光路変更素子３３、結像レンズ２５、撮像素子２６を有している。光路変更素子３３は、平行光束の光路を変更するものであり、アーム３１ａの突出方向先端側に設けられている。光路変更素子３３は、折り返しミラーである。結像レンズ２５は、光路変更素子３３よりも、顕微鏡３０背面側に設置され、更にその背面側に撮像素子２６が設置されている。
【００２６】
光路変更素子３３は、観察光軸Ｌ上に配置され、焦準部５から観察部３２に出射される標本Ａからの反射光（平行光束）が入射するようになっている。この標本Ａからの反射光は、光路変更素子３３によって反射され、結像レンズ２５に入射し、撮像素子２６に結像される。このように、観察部３２と焦準部５は、平行光束によって光学的に結合されている。
【００２７】
焦準部５は、焦準部移動機構１０により、観察光軸Ｌに沿って移動する。焦準部５は、観察部３２とは独立して移動する。
【００２８】
顕微鏡３０の焦準操作は、実施の形態１と同様に行われる。顕微鏡３０は、要部が実施の形態１の顕微鏡１と同様の構成であるので、実施の形態１の顕微鏡１と同様の効果を奏する。また、顕微鏡３０は、光路変更素子３３を有することにより、撮像素子２６と結像レンズ２５を顕微鏡３０の上下方向ではなく前後方向に並べて設置しているので、顕微鏡３０全体の高さを抑えることができる。
【００２９】
（実施の形態３）
図４は、実施の形態３にかかる顕微鏡を示す側面図であり、図５は、そのレボルバ部分を拡大した図である。以下、実施の形態１で説明した部分と同様な部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態３における顕微鏡４０は、焦準部４１にレボルバ４２を備えている。焦準部４１は、焦準支持部６の前面に、焦準部４１が焦準支持部６に対して焦準部移動機構１０を介して上下方向に移動可能に設置されている。焦準部４１は、焦準部移動機構１０により、観察部４とは独立して観察光軸Ｌに沿って移動する。焦準部移動機構１０は、ラックとピニオンを利用した機構や、ボールネジを利用した機構等の公知の機構である。焦準部４１は、箱状に形成された筐体４８を有し、この筐体４８内に照明部１２と倍率変換部１３が備えられている。筐体４８は、底板と底板の周囲から立ち上がる側壁４８ａを有している。
【００３１】
レボルバ４２は、支持体４３とレボルバ回転部材４４とクリック機構４５と対物レンズ４６，４７を備えている。支持体４３は、略平板状に形成された筐体４８の底板からなり、中央部には、表裏を貫通する貫通孔５１が形成されている。貫通孔５１の上側には、ザグリ部５２が形成されている。ザグリ部５２は、貫通孔５１の上側を他の部分より大きく開口し、開口部に周状に段差を設けるように形成されている。ザグリ部５２には、リング状の摩擦軽減部材５３が設置されている。
【００３２】
レボルバ回転部材４４は、板状に形成され、中心に表裏を貫通する貫通孔５５が形成されている。レボルバ回転部材４４は、その回転の中心軸となる回転軸５４を有している。回転軸５４は、棒状に形成され、その長さ方向一端側が頭部５４ａ、長さ方向他端側がネジ部５４ｂとなっており、頭部５４ａとネジ部５４ｂの間は胴部５４ｃとなっている。頭部５４ａは、胴部５４ｃよりも太く形成され、胴部５４ｃは、ネジ部５４ｂよりも太く形成されている。ネジ部５４ｂには、ネジが切られている。
【００３３】
ネジ部５４ｂは、レボルバ回転部材４４の貫通孔５５に嵌挿されている。ネジ部５４ｂの先端は、貫通孔５５から下側に突出し、この突出した部分にナット５６が螺合されている。回転軸５４は、回転軸５４の胴部５４ｃの周状底面とナット５６によりレボルバ回転部材４４を挟むようにして、レボルバ回転部材４４に固定されている。
【００３４】
回転軸５４の胴部５４ｃは、支持体４３の貫通孔５１に嵌挿され、頭部５４ａは、支持体４３の上側に突出している。そして、頭部５４ａの周状に形成された底面がザグリ部５２に当接されて支持体４３に支持されている。
【００３５】
このようにして、レボルバ回転部材４４は、支持体４３に対して回転可能に支持されている。レボルバ回転部材４４には、回転軸５４を挟んで倍率の異なる対物レンズ４６，４７がネジで着脱可能に設置されている。レボルバ回転部材４４を回転させることによって、観察光軸Ｌ上に配置する対物レンズ４６，４７を切り替えることができるようになっている。
【００３６】
クリック機構４５は、板バネ４５ａと、ベアリング４５ｂと、クリック溝４５ｃ，４５ｄとから構成されている。板バネ４５ａは、一端側が側壁４８ａの下部に固定され、他端側にベアリング４５ｂが設置されている。ベアリング４５ｂは、円筒形に形成され、回動可能に板バネ４５ａに支持されている。クリック溝４５ｃ，４５ｄは、レボルバ回転部材４４の下面周縁部に位置させて、ベアリング４５ｂが落ち込む溝状に形成されている。レボルバ回転部材４４を回転させた際に、クリック溝４５ｃ或いはクリック溝４５ｄにベアリング４５ｂが落ち込むことにより、対物レンズ４６，４７の位置決めが行われるようになっている。クリック溝４５ｃは、対物レンズ４７に対応し、クリック溝４５ｄは、対物レンズ４６に対応している。即ち、対物レンズ４６を観察に使用する場合、対物レンズ４６が観察光軸Ｌ上に配置された際に、ベアリング４５ｂがクリック溝４５ｄに落ち込む。対物レンズ４７を観察に使用する場合、対物レンズ４７が観察光軸Ｌ上に配置された際に、ベアリング４５ｂがクリック溝４５ｃに落ち込み、位置決めがなされる。
【００３７】
対物レンズ４６，４７の切り替え操作について説明する。対物レンズ４６が観察光軸Ｌ上に配置されている状態で、対物レンズ４７に切り替える際には、対物レンズ４６を持って回転軸５４を中心にゆっくり１８０°回転させる。するとクリック溝４５ｄからベアリング４５ｂが外れ、今度は反対側のクリック溝４５ｃにベアリング４５ｂが落ち込む。これにより、対物レンズ４６，４７の切り替えが行われる。焦準操作は、実施の形態１の場合と同様に行う。
【００３８】
顕微鏡４０は、要部が実施の形態１の顕微鏡１と同様の構成であるので、実施の形態１の顕微鏡１と同様の効果を奏する。更に、顕微鏡４０はレボルバ４２を備えているので、作業者が対物レンズの取り外し交換をすることなく、使用する対物レンズを切り替えることができ、作業の負担が軽減される。尚、レボルバの回転機構はベアリングを用いた別の公知手段でもよい。
【００３９】
（実施の形態４）
図６は、実施の形態４にかかる顕微鏡を示す側面図であり、図７（Ａ）は、同正面図であり、図７（Ｂ）は、同顕微鏡の斜め観察状態を示す正面図である。以下、実施の形態１で説明した部分と同様な部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態４における顕微鏡６１は、ベース部６２と回動支柱６３を有している。ベース部６２は、机上等に直接設置される部分であり、顕微鏡全体を支持する台である。このベース部６２上にステージ３と回動支柱６３が設置されている。
【００４１】
回動支柱６３は、ベース部６２のステージ３背面側に立設されている。回動支柱６３の下端は、ベース部６２に形成された支柱支持部６２ａに回動機構６４を介して支持されている。回動支柱６３は、ベース部６２に対して、回転軸Ｐを中心として回動する。回動支柱６３を回動させた際には、ベース部６２に設けられた回動支柱固定ツマミ６５によって所定の角度で固定できる。回動支柱６３の前面に焦準支持部６が設置されている。
【００４２】
回動支柱６３を回動させて行う斜め観察の手順について説明する。図７（Ａ）に示す通常観察状態（回転角度０°）において、回動支柱固定ツマミ６５を緩めることにより、回動支柱６３が回動可能となる。そして、回動支柱６３を回動させ、所望の角度θ°とし、回動支柱固定ツマミ６５を締めて回動支柱６３をその角度で固定する。この状態が図７（Ｂ）に示す斜め観察状態（回転角度θ°）である。焦準操作は、実施の形態１と同様に行う。
【００４３】
顕微鏡６１は、要部が実施の形態１の顕微鏡１と同様の構成であるので、実施の形態１の顕微鏡１と同様の効果を奏する。尚、本実施の形態４における焦準支持部６は、実施の形態１と同様の構造であるが、実施の形態２の焦準支持部３１のように、アームに観察部を設けてもよい。更に、本実施の形態４における顕微鏡６１は、レボルバは備えていないが、実施の形態３のように、焦準部にレボルバを設けてもよい。
【００４４】
尚、上述した実施の形態１〜４において、観察部には、観察手段として撮像素子が設置されているが、観察手段として目視観察を行うための接眼レンズを設置してもよい。また、観察手段として、撮像素子と接眼レンズとの両方を有し、モニタ観察と目視観察とを切り替え可能にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態１における顕微鏡の構成を示す側面図である。
【図２】同上の顕微鏡の焦準部を下方に移動させた場合を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態２における顕微鏡の構成を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態３における顕微鏡の構成を示す側面図である。
【図５】同上の顕微鏡のレボルバを拡大して示す側断面図である。
【図６】本発明の実施の形態４における顕微鏡の構成を示す側面図である。
【図７】同上の顕微鏡の支柱の回動を説明する説明図であり、（Ａ）は、支柱回動前の正面図、（Ｂ）は、支柱回動後の正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１     顕微鏡
４     観察部
５     焦準部
１２   照明部
１３   倍率変換部
１４   対物レンズ
２１   照明用光源
２３   光路分割素子
２５   結像レンズ
２６   撮像素子
３０   顕微鏡
３２   観察部
３３   光路変更素子
４０   顕微鏡
４１   焦準部
４６   対物レンズ
４７   対物レンズ
６１   顕微鏡
Ｌ      光軸
Ｍ      モータ
【図１】
2010262071.tif 000003
【図２】
2010262071.tif 000004
【図３】
2010262071.tif 000005
【図４】
2010262071.tif 000006
【図５】
2010262071.tif 000007
【図６】
2010262071.tif 000008
【図７】
2010262071.tif 000009