(57)【要約】【課題】簡易な構成で標本に対して容易にピントを合わせることができる顕微鏡を提供すること。【解決手段】標本Ｓに対して対物レンズ６２を観察光軸Ｌに沿って移動させる顕微鏡１において、観察光軸Ｌ上に配置され標本Ｓの観察像を結像する結像レンズ７０ｂおよび観察光軸Ｌ上に配置され観察像を撮像する撮像素子７０ｃを有し、対物レンズ６２と平行光束によって光学的に結合する撮像部７０と、撮像部７０を固定して支持するとともに対物レンズ６２を移動可能に支持する支持部４０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】
標本に対して対物レンズを観察光軸に沿って移動させる顕微鏡において、
前記観察光軸上に配置された、前記標本の観察像を結像する結像レンズと該観察像を撮像する撮像素子とを有し、平行光束によって前記対物レンズと光学的に結合される撮像部と、
前記撮像部を固定して支持するとともに前記対物レンズを移動可能に支持する支持部と、
を備えたことを特徴とする顕微鏡。
【請求項２】
前記支持部を、水平軸線まわりに回動可能に保持する回動保持部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項３】
前記対物レンズに対する相対位置を固定させて前記支持部によって支持され、該対物レンズの前記観察光軸に沿った移動とともに移動し、前記対物レンズに照明光を落射する落射投光部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡。
【請求項４】
前記支持部によって移動可能に支持された箱状の筐体と、
前記観察光軸上に配置された少なくとも２つのズームレンズを有し、該ズームレンズのいずれかを前記観察光軸に沿って移動させることによって観察倍率を変える倍率変換部と、
を備え、
前記落射投光部および前記倍率変換部は、前記筐体の内部に設けられ、
前記対物レンズは、前記筐体の下部に取り付けられ、
前記対物レンズは、前記筐体の移動に伴ない前記観察光軸に沿って移動することを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡。
【請求項５】
前記落射投光部は、照明光を前記対物レンズ側に反射し、前記標本から反射した観察光を透過する光路分割素子を有し、
前記光路分割素子は、前記倍率変換部と前記対物レンズとの間の前記観察光軸上に配置されることを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡。
【請求項６】
前記筐体の移動の動力を発生するモータを有することを特徴とする請求項４または５に記載の顕微鏡。
【請求項７】
前記撮像部は、前記標本から反射した観察光の光路を水平方向に変える光路変更素子を有し、
前記結像レンズおよび前記撮像素子は、前記光路変更素子によって光路を変えられた観察光の観察光軸上に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の顕微鏡。
【請求項８】
複数の前記対物レンズを保持し、該複数の対物レンズのなかの所望の対物レンズを観察光軸上に位置させるレボルバを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の顕微鏡。
【請求項９】
前記回動保持部は、前記支持部の下端もしくは下端近傍を回動可能に保持することを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標本に対して対物レンズを観察光軸に沿って移動させる顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡は、標本に対して対物レンズを観察光軸に沿って移動させ、観察像を液晶モニタ等に表示させて標本の観察を行うものがある。例えば、対物レンズとカメラとを一体で移動させて標本の観察を行う顕微鏡が特許文献１および特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４８０８９号公報
【特許文献２】特開２００６−３３７４７１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、特許文献１および特許文献２に記載された顕微鏡では、対物レンズとカメラとを一体で移動させると、重量バランスが不安定になり、結果的に、標本にピントを合わせ難くなるという問題があった。この問題は、重量バランスの大きな変化に耐えうる装置構成にすれば解決可能である。しかしながら、装置構成を複雑化してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で標本に対して容易にピントを合わせられ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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の顕微鏡は、標本に対して対物レンズを観察光軸に沿って移動させる顕微鏡において、前記観察光軸上に配置された、前記標本の観察像を結像する結像レンズと該観察像を撮像する撮像素子とを有し、平行光束によって前記対物レンズと光学的に結合される撮像部と、前記撮像部を固定して支持するとともに前記対物レンズを移動可能に支持する支持部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記支持部を、水平軸線まわりに回動可能に保持する回動保持部を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記対物レンズに対する相対位置を固定させて前記支持部によって支持され、該対物レンズの前記観察光軸に沿った移動とともに移動し、前記対物レンズに照明光を落射する落射投光部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記支持部によって移動可能に支持された箱状の筐体と、前記観察光軸上に配置された少なくとも２つのズームレンズを有し、該ズームレンズのいずれかを前記観察光軸に沿って移動させることによって観察倍率を変える倍率変換部と、を備え、前記落射投光部および前記倍率変換部は、前記筐体の内部に設けられ、前記対物レンズは、前記筐体の下部に取り付けられ、前記対物レンズは、前記筐体の移動に伴ない前記観察光軸に沿って移動することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記落射投光部は、照明光を前記対物レンズ側に反射し、前記標本から反射した観察光を透過する光路分割素子を有し、前記光路分割素子は、前記倍率変換部と前記対物レンズとの間の前記観察光軸上に配置されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記筐体の移動の動力を発生するモータを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記撮像部は、前記標本から反射した観察光の光路を水平方向に変える光路変更素子を有し、前記結像レンズおよび前記撮像素子は、前記光路変更素子によって光路を変えられた観察光の観察光軸上に配置されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、複数の前記対物レンズを保持し、該複数の対物レンズのなかの所望の対物レンズを観察光軸上に位置させるレボルバを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記回動保持部は、前記支持部の下端もしくは下端近傍を回動可能に保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる顕微鏡においては、撮像部が、観察光軸上に配置された、標本の観察像を結像する結像レンズと該観察像を撮像する撮像素子とを有し、平行光束によって前記対物レンズと光学的に結合され、支持部が、前記撮像部を固定して支持するとともに前記対物レンズを移動可能に支持するので、前記対物レンズと前記撮像部とを一体で移動させる場合に比して、前記対物レンズの移動時の重量バランスが安定する。このため、前記対物レンズと前記撮像部とを一体で移動させる際の重量バランスの変化に耐えうる装置構成にしなくても標本に対して容易にピントを合わせることができる。すなわち、簡易な構成で標本に対して容易にピントを合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施の形態にかかる顕微鏡の構成を示す側面図である。
【図２】図２は、図１に示した支持部を直立した状態および水平軸線まわりに傾けた状態を示す図である。
【図３】図３は、図１に示した顕微鏡の変形例１を示す側面図である。
【図４】図４は、図１に示した顕微鏡の変形例２を示す側面図である。
【図５】図５は、図１に示した顕微鏡の変形例３を示す側面図である。
【図６】図６は、図５に示したレボルバの要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明にかかる顕微鏡の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡の構成を示す側面図である。図１に示すように、顕微鏡１は、ベース部２０、ステージ３０、支持部４０、回動保持部５０、焦準部６０、および撮像部７０を有する。
【００１９】
ベース部２０は、顕微鏡１全体を支持する架台となる部分である。ステージ３０は、ベース部２０に支持され、上面に標本載置台３０ａを有する。標本載置台３０ａは、標本Ｓが載置される台である。ステージ３０は、不図示の移動機構によってステージハンドル３０ｂと連結し、ステージハンドル３０ｂの回転操作によって図中に示したＸＹ方向および観察光軸Ｌを中心とした回転移動をする。
【００２０】
支持部４０は、支柱部４１、Ｌ型支持部４２および焦準部移動機構４３を有する。支柱部４１は、直角柱状の支柱であり、回動保持部５０を介して水平軸線Ｐまわりに回動可能にベース部２０に保持される。また、支柱部４１は、側面を観察光軸Ｌの方向と平行にしてベース部２０に保持される。Ｌ型支持部４２は、直角柱をＬ字状に曲げた部材であり、支柱部４１の側面に沿って支柱部４１に結合される胴部４２ａおよび胴部４２ａの上部から水平方向に伸びるアーム部４２ｂを有する。Ｌ型支持部４２は、胴部４２ａを支柱部４１の側面に沿わせて結合される。
【００２１】
焦準部移動機構４３は、焦準ハンドル４３ａおよび焦準ハンドル４３ａが連結された不図示のピニオンとラックとを用いた昇降機構を有する。焦準部移動機構４３は、焦準ハンドル４３ａの操作によって後述する筐体６１を胴部４２ａに沿って移動可能にしている。すなわち、筐体６１を観察光軸Ｌと平行な方向に移動可能にしている。なお、焦準部移動機構４３は、ピニオンとラックとを用いた昇降機構を有するものを例示したが、これに限らず、筐体６１を観察光軸Ｌと平行な方向に移動可能であればよい。例えば、ボールネジを用いた昇降機構を有するものであってもよい。
【００２２】
回動保持部５０は、回動機構５０ａおよび支柱固定ツマミ５０ｂを有する。支柱固定ツマミ５０ｂは、例えば、不図示のネジ部を介して回動機構５０ａに連結し、水平軸線Ｐまわりの所望の回動位置で支柱部４１を固定する。具体的には、回動保持部５０は、支柱固定ツマミ５０ｂを締め付けることによって、支柱部４１をベース部２０に圧接させて所望の回動位置で固定し、支柱固定ツマミ５０ｂを緩めることによって、支持部４０を回動させる。すなわち、回動保持部５０は、支持部４０の下端もしくは下端近傍を回動可能に保持する。
【００２３】
焦準部６０は、箱状に形成された筐体６１、対物レンズ６２、落射投光部６３および倍率変換部６４を有する。筐体６１は、胴部４２ａによって焦準部移動機構４３を介して観察光軸Ｌと平行な方向に移動可能に支持される。
【００２４】
対物レンズ６２は、筐体６１の下部に取り付けられ、筐体６１の移動によって標本Ｓに対して観察光軸Ｌに沿って移動する。
【００２５】
落射投光部６３は、筐体６１内に設けられ、対物レンズ６２に照明光を落射する。落射投光部６３は、光源６３ａ、光路分割素子６３ｂ、集光レンズ６３ｃ，６３ｄ，６３ｅ、開口絞り６３ｆおよび視野絞り６３ｇを有する。
【００２６】
光源６３ａは、白色ＬＥＤ等を用いて、可視域から紫外域にわたる波長域の照明光を発する。光路分割素子６３ｂは、ハーフミラー、ダイクロイックミラー等が用いられる。光路分割素子６３ｂは、倍率変換部６４と対物レンズ６２との間の観察光軸Ｌ上に配置され、かつ光源６３ａから発せれた照明光を対物レンズ６２側に反射し、標本Ｓから反射した観察光を透過する。
【００２７】
集光レンズ６３ｃ，６３ｄ，６３ｅは、光源６３ａと光路分割素子６３ｂとの間に配置される。集光レンズ６３ｃは、光源６３ａから発せられた照明光を平行光にする。集光レンズ６３ｄは、集光レンズ６３ｃによって平行光となった照明光を集光して開口絞り６３ｅの位置に第１の光源像を結像する。集光レンズ６３ｅは、第１の光源像から視野絞り６３ｇを介して入射された照明光を光路分割素子６３ｂの反射光路上の対物レンズ６２の後側焦点位置に第２の光源像を結像する。なお、落射投光部６３は、上述した構成に限らず、対物レンズ６２を介して標本Ｓに対して平行光を照射するように照明光を落射すればよい。
【００２８】
倍率変換部６４は、筐体６１内に設けられ、観察光軸Ｌ上に配置された２つのズームレンズ６４ａ，６４ｂを有する。倍率変換部６４は、ズームレンズ６４ａ，６４ｂのいずれかを観察光軸Ｌに沿って移動させることによって観察倍率を変える。なお、倍率変換部６４は、２つのズームレンズを有するものを例示したが、これに限らず、少なくとも２つのズームレンズを有して観察倍率を変換できればよい。
【００２９】
撮像部７０は、アーム部４２ｂに固定して支持される。撮像部７０は、鏡筒７０ａ、結像レンズ７０ｂおよび撮像素子７０ｃを有する。結像レンズ７０ｂは、鏡筒７０ａ内の観察光軸Ｌ上に配置され、対物レンズ６２側からの平行光束を集光して標本Ｓの観察像を結像する。撮像素子７０ｃは、ＣＣＤカメラ等が用いられ、鏡筒７０ａ内の観察光軸Ｌ上に配置される。撮像素子７０ｃは、結像レンズ７０ｂによって結像された標本Ｓの観察像を撮像し、ケーブル７０ｄ等を介して外部に設けられた不図示の液晶モニタ等の表示装置に出力して表示させる。このように、結像レンズ７０ｂおよび撮像素子７０ｃが観察光軸Ｌ上に配置されることによって、撮像部７０は対物レンズ６２と平行光束によって光学的に結合する。
【００３０】
このような顕微鏡１において、光源６３ａから発せられた照明光は、集光レンズ６３ｃによって、平行光にされ、集光レンズ６３ｄによって、開口絞り６３ｆの位置で第１の光源像を結像する。その後、照明光は、視野絞り６３ｇを介して集光レンズ６３ｅに入射し、光路分割素子６３ｂによって対物レンズ６２側に反射され、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６２の後側焦点位置で第２の光源像を結像し、対物レンズ６２を透過して、ほぼ平行光となった後に標本Ｓに照射される。標本Ｓからの反射光は、観察光として対物レンズ６２および、光路分割素子６３ｂを透過し、ズームレンズ６４ａ，６４ｂを介して結像レンズ７０ｂに入射する。そして、結像レンズ７０ｂによって、撮像素子７０ｃに標本Ｓの観察像が結像される。
【００３１】
次に、この実施の形態の顕微鏡１の操作手順について説明する。まず、操作者は、支柱固定ツマミ５０ｂを緩めて、支持部４０を所望の位置に回動させる。その後、操作者は、支柱固定ツマミ５０ｂを締め付けて支持部４０を固定する。これにより、支持部４０は、直立した状態（図２（ａ））あるいは、水平軸線Ｐまわりに所望の角度θだけ傾けた状態（図２（ｂ））で固定される。その後、操作者は、標本載置台３０ａに標本Ｓを載せ、ステージハンドル３０ｂによって標本Ｓを移動させ、標本Ｓに対する対物レンズ６２の大まかな位置（ピント）調整を行う。
【００３２】
その後、操作者は、焦準ハンドル４３ａによって筐体６１を移動させる。すなわち、対物レンズ６２を観察光軸Ｌに沿って移動させることによって、標本Ｓにピントを合わせる。この際、撮像部７０がアーム部４２ｂに固定された状態で、対物レンズ６２が移動する。また、落射投光部６３は、筐体６１内に設けられているので、対物レンズ６２の観察光軸Ｌに沿った移動とともに移動する。
【００３３】
この実施の形態の顕微鏡１では、支持部４０が、撮像部７０を固定して支持するとともに対物レンズ６２を移動可能に支持するので、撮像部７０を固定したまま、対物レンズ６２を含む焦準部６０を焦準移動させることができる。この際、撮像部７０と対物レンズ６２との位置関係は変動するが平行光束で光学的に結合されているので光学的影響はない。これにより、対物レンズ６２と撮像部７０とを一体で移動させる場合に比して、対物レンズ６２の移動時における顕微鏡１の重量バランスが安定する。また、図２（ｂ）に示した如く支持部４０を角度θだけ傾けた状態で対物レンズ６２を観察光軸Ｌに沿って移動させても、殆ど顕微鏡１の重心位置が変化しないので、顕微鏡１の重量バランスが安定する。このため、対物レンズ６２と撮像部７０とを一体で移動させる場合の重量バランスの変化に耐えうる装置構成にする必要がないので、簡易な構成で顕微鏡装置を構築することができる。
【００３４】
また、この実施の形態の顕微鏡１では、落射投光部６３は、対物レンズ６２の観察光軸Ｌに沿った移動とともに移動するので、対物レンズ６２が移動しても対物レンズ６２の後側焦点位置に光源像を結像することができる。このため、標本Ｓに対して最適な照明を行うことができる。
【００３５】
（変形例１）
次に、この実施の形態にかかる顕微鏡１の変形例１について説明する。図３は、図１に示した顕微鏡１の変形例１を示す側面図である。この変形例１では、顕微鏡１００の焦準機構１１０が、筐体６１の移動の動力を発生するモータＭを有する。顕微鏡１００は、モータＭの駆動によって筐体６１を移動させる。例えば、焦準部移動機構１１０のピニオンの回転中心に回転軸を連結し、この連結された回転軸をモータＭによって回転する。これにより、焦準ハンドル４３ａを回転させて焦準操作を行う必要がないので、操作者の負担が軽減される。
【００３６】
（変形例２）
次に、この実施の形態にかかる顕微鏡１の変形例２について説明する。図４は、図１に示した顕微鏡１の変形例２を示す側面図である。この変形例２では、顕微鏡２００の撮像部２１０は、結像レンズ７０ｂに入射する観察光の光路を水平方向に変える全反射ミラー等の光路変更素子２１０ａを有する。結像レンズ７０ｂおよび撮像素子７０ｃは、光路変更素子２１０ａによって光路を水平方向に変えられた観察光の観察光軸上に配置される。これにより、装置高さを抑えて重心を低くすることができるので、対物レンズ６２の移動時の重量バランスがさらに安定する。
【００３７】
（変形例３）
次に、この実施の形態にかかる顕微鏡１の変形例３について説明する。図５は、図１に示した顕微鏡１の変形例３を示す側面図である。この変形例３では、顕微鏡３００の焦準部３１０が、レボルバ３１１を有している。レボルバ３１１は、複数の対物レンズ６２を保持し、複数の対物レンズ６２のなかの所望の対物レンズ６２を観察光軸Ｌ上に位置させる。このように焦準部３１０にレボルバ３１１を付加できるのは、撮像部７０を固定したまま、対物レンズ６２を焦準移動させることができることにより対物レンズ６２の移動時の重量バランスが安定するためである。これにより、倍率の異なる対物レンズ６２を観察光軸Ｌ上に容易に切り換えることができる。
【００３８】
図６は、図５に示したレボルバ３１１の要部拡大図である。レボルバ３１１は、回転部材３１１ａ、回転軸部３１１ｂおよびクリック機構３１１ｃを有する。回転部材３１１ａは、複数の対物レンズ６２を着脱自在に保持する。回転軸部３１１ｂは、回転部材３１１ａを回転軸線Ｃまわりで回転可能に保持する。クリック機構３１１ｃは、回転部材３１１ａによって保持された対物レンズ６２のなかの所望の対物レンズ６２を観察光軸Ｌ上に位置決め配置するのを補助するものである。レボルバ３１１は、回転部材３１１ａを回転し、クリック機構３１１ｃによって位置決めすることによって所望の対物レンズ６２を観察光軸Ｌ上に位置させる。なお、レボルバ３１１は、複数の対物レンズ６２を保持し、複数の対物レンズ６２のなかの所望の対物レンズ６２を観察光軸Ｌ上に位置させることができればよく、図５に示した構成に限らない。レボルバ３１１は、軽量化したものを用いるのが好ましい。
【００３９】
なお、この実施の形態では、筐体６１内に、落射投光部６３および倍率変換部６４を設け、筐体６１が支持部４０によって移動可能に支持されるものを例示したが、これに限らず、支持部４０によって撮像部７０が固定して支持するとともに対物レンズ６２が移動可能に支持されればよい。例えば、落射投光部６３および倍率変換部６４のうち落射投光部６３のみが筐体６１内に設けられるようにしてもよい。
【００４０】
また、この実施の形態では、支柱部４１は、直角柱状の支柱であり、Ｌ型支持部４２は、直角柱をＬ字状に曲げた部材であるものを例示したが、支柱部４１およびＬ型支持部４２の形状はこれに限らず、撮像部７０が、支持部４０によって観察光軸Ｌ上に固定して支持され、筐体６１が、支持部４０によって焦準部移動機構４３を介して観察光軸Ｌと平行な方向に移動可能に支持されればよい。すなわち、撮像部７０が、支持部４０によって観察光軸Ｌ上に固定して支持され、対物レンズ６２が観察光軸Ｌに沿って移動可能に支持されればよい。
【００４１】
また、この実施の形態では、支持部４０は、ベース部２０によって回動保持部５０を介して水平軸線Ｐまわりに回動可能に保持されるものを例示したが、これに限らず、支持部４０は、回動せず、ベース部２０に直立して固定されていてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１，１００，２００，３００    顕微鏡
２０    ベース部
３０    ステージ
３０ａ  標本載置台
４０    支持部
４１  支柱部
４２  Ｌ型支持部
４３，１１０  焦準部移動機構
４３ａ  焦準ハンドル
５０    回動保持部
５０ａ  回動機構
６０，３１０  焦準部
６２  対物レンズ
６３  落射投光部
６３ａ  光源
６３ｂ  光路分割素子
６３ｃ，６３ｄ，６３ｅ  集光レンズ
６４  倍率変換部
６４ａ，６４ｂ  ズームレンズ
７０，２１０  撮像部
７０ａ  鏡筒
７０ｂ  結像レンズ
７０ｃ  撮像素子
７０ｄ  ケーブル
２１０ａ  光路変更素子
３１１  レボルバ
Ｍ  モータ
Ｐ  水平軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011008032.tif 000005
【図４】
2011008032.tif 000006
【図５】
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【図６】
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