(57)【要約】【課題】レンズをカメラに装着する作業を省力化する。【解決手段】顕微鏡ヘッド部４は、顕微鏡カメラ部１０と顕微鏡レンズ部２０とを、一体的に回転可能の状態で物理的に連結すると共に、相対的な回転により着脱自在とする物理的接続機構と、物理的接続機構で顕微鏡カメラ部１０と顕微鏡レンズ部２０とを物理的に連結することで、顕微鏡カメラ部１０と顕微鏡レンズ部２０とをレンズ識別情報を読み出せるように電気的に接続する電気的接続機構とを備えており、レンズ識別情報は、電気的接続機構、顕微鏡カメラ部１０及びケーブル部３を介して本体部へ電気的に送られる。【選択図】図６
2015127780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察の対象物を載置するための載置部と、
観察対象物を撮像するための顕微鏡ヘッド部と、
前記顕微鏡ヘッド部と接続されるケーブル部と、
前記ケーブル部を介して前記顕微鏡ヘッド部と接続される本体部と、
前記本体部と一体又は別体に設けられ、前記顕微鏡ヘッド部で観察対象物を撮像した画像を表示させるための表示部と、
前記顕微鏡ヘッド部の撮像条件を制御するための制御手段と
を備える顕微鏡装置であって、
前記顕微鏡ヘッド部は、
撮像素子を有し、接続された前記ケーブル部を介して該撮像素子からの画像情報を前記本体部へ送る顕微鏡顕微鏡カメラ部と、
前記顕微鏡カメラ部の先端に着脱自在に装着され、電気的に読み出し可能なレンズの種別に関するレンズ識別情報を保持する顕微鏡レンズ部とを備え、
さらに前記顕微鏡ヘッド部は、
前記顕微鏡カメラ部と前記顕微鏡レンズ部とを、一体的に回転可能の状態で物理的に連結すると共に、相対的な回転により着脱自在とする物理的接続機構と、
前記物理的接続機構で前記顕微鏡カメラ部と前記顕微鏡レンズ部とを物理的に連結することで、前記顕微鏡カメラ部と前記顕微鏡レンズ部とを前記レンズ識別情報を読み出せるように電気的に接続する電気的接続機構と
を備えており、
前記レンズ識別情報は、前記電気的接続機構、前記顕微鏡カメラ部及び前記ケーブル部を介して前記本体部へ電気的に送られることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項２】
請求項１に記載の顕微鏡装置であって、
前記顕微鏡レンズ部はさらに、
レンズ本体と、
前記レンズ本体の端面に装着され、前記レンズ接続面を構成するマウント部と
を備えており、
前記マウント部は、
前記顕微鏡カメラ部と接続するためのマウント側カメラ接続面と、
前記レンズ本体と接続するためのマウント側レンズ接続面とを備えており、
前記マウント側カメラ接続面に、前記接続端子を備えて前記レンズ側接続面とし、前記マウント側カメラ接続面は前記カメラ側接続面と、光軸回りにおける所定の回転位置にて固定されるように構成され、
前記マウント側レンズ接続面は、前記レンズ本体との接続面で回転自在に連結されてなることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項３】
請求項２に記載の顕微鏡装置であって、
前記マウント部が、可撓性を有するレンズ側ケーブルを介して前記顕微鏡レンズ部と電気的に接続されており、
前記顕微鏡レンズ部のレンズ識別情報は、前記レンズ側ケーブルを介して前記マウント部のレンズ側接続端子に送出可能に構成されてなることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一に記載の顕微鏡装置であって、
前記接続端子は、断面円形に沿って円弧状に並べられた複数の端子で構成されてなることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一に記載の顕微鏡装置であって、
前記載置部が、前記顕微鏡ヘッド部を該載置部に対して傾斜させることが可能なヘッド傾斜機構を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項６】
請求項１に記載の顕微鏡装置であって、
前記顕微鏡カメラ部と顕微鏡レンズ部とが、前記カメラ側接続面とレンズ側接続面とを介して連結された状態で、前記載置部に対して前記顕微鏡カメラ部の光軸回りに回転可能に構成されてなることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項７】
請求項１〜７のいずれか一に記載の顕微鏡装置であって、さらに
前記載置部と、顕微鏡ヘッド部との相対距離を自動で調整可能なＺ軸移動手段と、
前記載置部と、顕微鏡ヘッド部との相対位置を変化可能なＸＹ移動手段と、
前記Ｚ軸移動手段及びＸＹ移動手段によって異なる位置、相対距離で複数枚撮像された画像を合成した合成画像を生成するための画像合成手段と、
を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一に記載の顕微鏡装置であって、
前記顕微鏡ヘッド部は、前記載置部に対して、該顕微鏡カメラ部の光軸周りにおいて任意の回転角度で前記顕微鏡カメラ部が保持されるように取り付けられてなることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一に記載の顕微鏡装置であって、
前記本体部は、さらに、照明用の照明光源を備え、
前記ケーブル部は、前記画像情報を伝達する電気的ケーブルと、前記照明光源からの光を伝達する光学的ケーブルとを備え、
前記顕微鏡レンズ部は、さらに、前記照明光源からの照明光を前記光学的ケーブルを介して受けつけて、該照明光を観察対象領域に向けて照射するための照明光学系を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一に記載の顕微鏡装置であって、
前記載置部は、さらに、照明用の照明光源を備え、
前記顕微鏡レンズ部は、さらに、前記照明光源からの照明光を前記光学的ケーブルを介して受けつけて、該照明光を観察対象領域に向けて照射するための照明光学系を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか一に記載の顕微鏡装置であって、
前記顕微鏡レンズ部は、さらに、照明用の照明光源と、該照明光源からの光を観察対象領域に向けて照射するための照明光学系を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡大した画像を撮像して表示するデジタルマイクロスコープのような顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小物体等の試料やワーク等の観察対象物を拡大して表示する拡大観察装置として、光学レンズを使った光学顕微鏡やデジタルマイクロスコープ等が利用されている。デジタルマイクロスコープは、撮像光学系を介して入射する観察対象固定部に固定された観察対象からの反射光又は透過光を、２次元状に配置された画素毎に電気的に読み取るＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子で受光し、電気的に読み取られた画像をディスプレイ等の表示部に表示する（例えば特許文献１）。デジタルマイクロスコープの構成例を図１１に示す。この図に示すデジタルマイクロスコープ１１００は、観察対象物Ｓを載せるステージ１１３０と、撮像素子を備える顕微鏡カメラ部１１１０と、顕微鏡カメラ部１１１０の先端に設けられた複数のレンズで構成された顕微鏡レンズ部１１２０とで構成される顕微鏡ヘッド部１１０４と、顕微鏡ヘッド部１１０４とケーブル部１１０３を介して接続された表示部１１５２を有するコントローラ部１１０２を備える。ステージ１１３０上の観察対象物Ｓを撮像した画像は、顕微鏡ヘッド部１１０４からコントローラ部１１０２に送られて、表示部１１５２の画面上で表示される。顕微鏡カメラ部１１１０と顕微鏡レンズ部１１２０は、それぞれの光軸を一致させるようにして装着される。また顕微鏡レンズ部を交換式として、倍率や絞りの異なる顕微鏡レンズ部を観察目的や観察対象物に応じて選択することも行われている。
【０００３】
顕微鏡レンズ部を交換式とした顕微鏡においては、顕微鏡カメラ部の先端に顕微鏡レンズ部を物理的に装着する構成の他、顕微鏡レンズ部の情報を制御系で読み取るための電気的な接続も別途必要となる。このため従来は、図１２に示すように顕微鏡カメラ部１１１０と顕微鏡レンズ部１１２０とを機械的に連結すると共に、顕微鏡レンズ部１１２０から引き出されたレンズ側ケーブル１１２４をコントローラ部１１０２と別に接続していた。この構成であれば、図１３に示すように顕微鏡カメラ部１１１０のみならず顕微鏡レンズ部１１２０もコントローラ部と電気的に接続できるので、顕微鏡レンズ部１１２０の情報をコントローラ部１１０２側で把握できる。しかしながらこの構成では、レンズの交換時にはレンズ本体のみならずケーブルの着脱も必要となって接続の手間がかかる上、ケーブルの引き回しが不便という問題があった。特にレンズ交換を頻繁に行う用途では、作業が繁雑になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４５７２２号公報
【特許文献１】特開２００４−１７０５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、レンズをカメラに装着する作業を省力化した顕微鏡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記の目的を達成するために、第１の顕微鏡装置によれば、観察の対象物を載置するための載置部と、観察対象物を撮像するための顕微鏡ヘッド部と、前記顕微鏡ヘッド部と接続されるケーブル部と、前記ケーブル部を介して前記顕微鏡ヘッド部と接続される本体部と、前記本体部と一体又は別体に設けられ、前記顕微鏡ヘッド部で観察対象物を撮像した画像を表示させるための表示部と、前記顕微鏡ヘッド部の撮像条件を制御するための制御手段とを備える顕微鏡装置であって、前記顕微鏡ヘッド部は、撮像素子を有し、接続された前記ケーブル部を介して該撮像素子からの画像情報を前記本体部へ送る顕微鏡顕微鏡カメラ部と、前記顕微鏡カメラ部の先端に着脱自在に装着され、電気的に読み出し可能なレンズの種別に関するレンズ識別情報を保持する顕微鏡レンズ部とを備え、さらに前記顕微鏡ヘッド部は、前記顕微鏡カメラ部と前記顕微鏡レンズ部とを、一体的に回転可能の状態で物理的に連結すると共に、相対的な回転により着脱自在とする物理的接続機構と、前記物理的接続機構で前記顕微鏡カメラ部と前記顕微鏡レンズ部とを物理的に連結することで、前記顕微鏡カメラ部と前記顕微鏡レンズ部とを前記レンズ識別情報を読み出せるように電気的に接続する電気的接続機構とを備えており、前記レンズ識別情報は、前記電気的接続機構、前記顕微鏡カメラ部及び前記ケーブル部を介して前記本体部へ電気的に送られる。上記構成により、顕微鏡カメラ部に顕微鏡レンズ部を物理的に装着することで、同時に電気的接続も図られ、別途電気接続のためのケーブル等を接続する手間を省くことができる。また制御手段は現在装着されている顕微鏡レンズ部の種別を、ケーブルレスで取得でき、現在接続されている顕微鏡レンズ部の種別に応じた適切な動作制御を図ることが可能となる。
【０００７】
また、第２の顕微鏡装置によれば、前記顕微鏡レンズ部はさらに、レンズ本体と、前記レンズ本体の端面に装着され、前記レンズ接続面を構成するマウント部とを備えており、前記マウント部は、前記顕微鏡カメラ部と接続するためのマウント側カメラ接続面と、前記レンズ本体と接続するためのマウント側レンズ接続面とを備えており、前記マウント側カメラ接続面に、前記接続端子を備えて前記レンズ側接続面とし、前記マウント側カメラ接続面は前記カメラ側接続面と、光軸回りにおける所定の回転位置にて固定されるように構成され、前記マウント側レンズ接続面は、前記レンズ本体との接続面で回転自在に連結できる。上記構成により、顕微鏡レンズ部を固定したまま顕微鏡カメラ部を任意の回転角度に調整できるので、載置部の移動や顕微鏡カメラ部の姿勢などに応じて観察に適した相対角度に調整することが可能となる。
【０００８】
さらに、第３の顕微鏡装置によれば、前記マウント部が、可撓性を有するレンズ側ケーブルを介して前記顕微鏡レンズ部と電気的に接続されており、前記顕微鏡レンズ部のレンズ識別情報は、前記レンズ側ケーブルを介して前記マウント部のレンズ側接続端子に送出可能に構成できる。上記構成により、顕微鏡レンズ部のレンズ識別情報をマウント部に送出するための電気接続経路を別途用意することで、マウント部と顕微鏡レンズ部との回転を許容しつつも、マウント部と顕微鏡レンズ部との電気接続を可能としている。特にマウント部と顕微鏡レンズ部との回転自在な接続構造を簡素化し、またレンズ側ケーブルの可撓性によりマウント部と顕微鏡レンズ部との回転も阻害されない。さらにマウント部と顕微鏡レンズ部とは一体となって顕微鏡カメラ部と着脱されるため、レンズ側ケーブルは挿抜する必要がなく、顕微鏡レンズ部の交換作業の簡素化も維持される。
【０００９】
さらにまた、第４の顕微鏡装置によれば、前記接続端子は、断面円形に沿って円弧状に並べられた複数の端子で構成できる。
【００１０】
さらにまた、第５の顕微鏡装置によれば、前記載置部が、前記顕微鏡ヘッド部を該載置部に対して傾斜させることが可能なヘッド傾斜機構を備えることができる。上記構成により、顕微鏡ヘッド部を載置部に対して傾斜させて撮像を行う傾斜観察が可能な顕微鏡装置において、顕微鏡レンズ部の交換作業をスムーズに行うことができる。特に傾斜観察では、顕微鏡ヘッド部を傾斜させる際に顕微鏡レンズ部が観察対象物に接近して接触し易くなるため、顕微鏡レンズ部を固定することでこのような接触の虞を低減できる。
【００１１】
さらにまた、第６の顕微鏡装置によれば、前記顕微鏡カメラ部と顕微鏡レンズ部とが、前記カメラ側接続面とレンズ側接続面とを介して連結された状態で、前記載置部に対して前記顕微鏡カメラ部の光軸回りに回転可能に構成できる。上記構成により、顕微鏡カメラ部と顕微鏡レンズ部とが一体となって載置部に対して光軸回りに回転され、載置部上の観察対象物を実際に移動させる方向と、表示部での表示における移動方向とを調整でき、使い勝手のよい観察環境が実現される。
【００１２】
さらにまた、第７の顕微鏡装置によれば、さらに前記載置部と、顕微鏡ヘッド部との相対距離を自動で調整可能なＺ軸移動手段と、前記載置部と、顕微鏡ヘッド部との相対位置を変化可能なＸＹ移動手段と、前記Ｚ軸移動手段及びＸＹ移動手段によって異なる位置、相対距離で複数枚撮像された画像を合成した合成画像を生成するための画像合成手段とを備えることができる。
【００１３】
さらにまた、第８の顕微鏡装置によれば、前記顕微鏡ヘッド部は、前記載置部に対して、該顕微鏡カメラ部の光軸周りにおいて任意の回転角度で前記顕微鏡カメラ部が保持されるように取り付けられる。
【００１４】
さらにまた、第９の顕微鏡装置によれば、前記本体部は、さらに、照明用の照明光源を備え、前記ケーブル部は、前記画像情報を伝達する電気的ケーブルと、前記照明光源からの光を伝達する光学的ケーブルとを備え、前記顕微鏡レンズ部は、さらに、前記照明光源からの照明光を前記光学的ケーブルを介して受けつけて、該照明光を観察対象領域に向けて照射するための照明光学系を備えることができる。
【００１５】
さらにまた、第１０の顕微鏡装置によれば、前記載置部は、さらに、照明用の照明光源を備え、前記顕微鏡レンズ部は、さらに、前記照明光源からの照明光を前記光学的ケーブルを介して受けつけて、該照明光を観察対象領域に向けて照射するための照明光学系を備えることができる。
【００１６】
さらにまた、第１１の顕微鏡装置によれば、前記顕微鏡レンズ部は、さらに、照明用の照明光源と、該照明光源からの光を観察対象領域に向けて照射するための照明光学系を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る顕微鏡装置の外観図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る顕微鏡装置のブロック図である。
【図３】顕微鏡装置の撮像系の外観構成を示す斜視図である。
【図４】カメラ側接続面を示す斜視図である。
【図５】レンズ側接続面を示す斜視図である。
【図６】顕微鏡ヘッド部の顕微鏡レンズ部と顕微鏡カメラ部の分解斜視図である。
【図７】顕微鏡ヘッド部を揺動させる様子を示す模式図である。
【図８】実施例２に係る顕微鏡装置を示す斜視図である。
【図９】実施例３に係る顕微鏡装置の、顕微鏡ヘッド部を着脱する状態を示す分解斜視図である。
【図１０】図９の顕微鏡装置のヘッド識別情報を制御系で読み取る状態を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、従来のデジタルマイクロスコープの概略構成を示す模式図である。
【図１２】従来の顕微鏡装置で、顕微鏡カメラ部と顕微鏡レンズ部とを接続する様子を示す分解斜視図である。
【図１３】図１２の顕微鏡装置で、顕微鏡カメラ部と顕微鏡レンズ部とをコントローラ部と電気的に接続する様子を示すブロック図である。
【図１４】変形例に係る顕微鏡装置を示す模式図である。
【図１５】さらに他の変形例に係る顕微鏡装置を示す模式図である。
【図１６】図１６Ａは、さらに他の変形例に係る顕微鏡装置の顕微鏡ヘッド部を示す模式図、図１６Ｂは図１６Ａの顕微鏡ヘッド部のＢ−Ｂ線における水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための顕微鏡装置を例示するものであって、本発明は顕微鏡装置を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００１９】
本発明の実施例において使用される顕微鏡装置とこれに接続される操作、制御、表示、その他の処理等のためのコンピュータ、プリンタ、外部記憶装置その他の周辺機器との接続は、例えばＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２ｘやＲＳ−４２２、ＵＳＢ等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ等のネットワークを介して電気的、あるいは磁気的、光学的に接続して通信を行う。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、ＩＥＥＥ８０２．ｘ等の無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。さらにデータの交換や設定の保存等を行うための記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が利用できる。なお本明細書において顕微鏡装置とは、顕微鏡本体のみならず、これにコンピュータ、外部記憶装置等の周辺機器を組み合わせた拡大観察システムも含む意味で使用する。
【００２０】
また、本明細書において顕微鏡装置は、拡大観察を行うシステムそのもの、ならびに撮像に関連する入出力、表示、演算、通信その他の処理をハードウェア的に行う装置や方法に限定するものではない。ソフトウェア的に処理を実現する装置や方法も本発明の範囲内に包含する。例えば汎用の回路やコンピュータにソフトウェアやプログラム、プラグイン、オブジェクト、ライブラリ、アプレット、コンパイラ、モジュール、特定のプログラム上で動作するマクロ等を組み込んで撮像そのものあるいはこれに関連する処理を可能とした装置やシステムも、本発明の顕微鏡装置に該当する。また本明細書においてコンピュータには、汎用あるいは専用の電子計算機の他、ワークステーション、端末その他の電子デバイスも包含する。さらに本明細書においてプログラムとは、単体で使用されるものに限られず、特定のコンピュータプログラムやソフトウェア、サービス等の一部として機能する態様や、必要時に呼び出されて機能する態様、ＯＳ等の環境においてサービスとして提供される態様、環境に常駐して動作する態様、バックグラウンドで動作する態様やその他の支援プログラムという位置付けで使用することもできる。
【００２１】
以下、図１〜図２を用いて、本発明の一実施の形態に係る顕微鏡装置１００を説明する。顕微鏡装置１００は、図１に示すように撮像系１と制御系２に大別される。撮像系１は、観察対象物Ｓである試料又はワークその他の被写体を照明するための照明部６０と、照明部６０により照明された観察対象物Ｓを撮像する顕微鏡ヘッド部４を備える。顕微鏡ヘッド部４は、撮像素子１２を含む顕微鏡カメラ部１０と、顕微鏡カメラ部１０の先端に着脱自在に装着される顕微鏡レンズ部２０とを備える。顕微鏡レンズ部２０は複数枚の光学レンズで構成された撮像光学系（レンズ光学系）を構成する。またヘッド部４は、照明光の反射光又は透過光を受光する撮像手段として機能する。
【００２２】
また撮像系１は、観察対象物Ｓを載置する載置部３０と、この載置部３０と顕微鏡ヘッド部４との光軸方向における相対距離を変化させ焦点を調整する第一焦点調整部としてＺ上ステージ及びこのＺ上ステージを駆動するための上ステージ昇降器１６とを備える。一方顕微鏡ヘッド部４も、光軸方向における載置部との相対距離を変化させ焦点を調整する第二焦点調整部としてＺ上ステージを備える。この載置部３０上に載置された観察対象物Ｓに対して、撮像光学系１１を介して入射され、観察対象物Ｓで反射された反射光又は観察対象物Ｓの底面側から照射された透過光を、顕微鏡カメラ部１０の撮像素子１２で電気的に読み取る。
【００２３】
さらに制御系２は、顕微鏡カメラ部１０で撮像された拡大画像を表示する表示部５２を有する本体部５０を備える。顕微鏡カメラ部１０は、ケーブル部３を介して本体部５０と接続される。なお図１の例では、表示部５２を本体部５０と一体に設けているが、表示部を本体部と別部材とすることもできる。またケーブル部３は、カメラ部１０の撮像素子で得られた画像情報を本体部５０側に伝達するための電気的ケーブルに加えて、照明光を本体部５０からヘッド部４側に伝達するための光学的ケーブル３ｂを備えている。ケーブル部３は、電気的ケーブルと光学的ケーブル３ｂと統合することもできるし、これらを個別に設けることもできる。
【００２４】
さらにまた載置部３０は、下ステージ昇降器３５による高さ方向、すなわちＺ方向への移動に加えて、平面内での移動も可能としている。具体的には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能なＸ−Ｙステージを備える。また、載置部３０を回転させる回転可能なステージ（θステージ）を備えることもできる。
【００２５】
この本体部のブロック図を図２に示す。この図に示すように本体部５０は、下ステージ昇降器３５によって焦点を調整したときのステージ３０と撮像光学系１１の光軸方向における相対距離に関する焦点距離情報を、光軸方向とほぼ垂直な面内における観察対象物Ｓの２次元位置情報と共に記憶する焦点距離情報記憶部としてメモリ５３と、撮像素子１２によって読み取られた画像を表示する表示部５２と、顕微鏡ヘッド部４および下ステージ昇降器３５とデータを通信するためのインターフェイス５４とを備える。この顕微鏡装置１００は、撮像光学系１１を介して入射するステージ３０に固定された観察対象物Ｓからの反射光又は透過光を電気的に読み取る撮像素子１２を用いて観察像を撮像し、表示部５２に表示させる。
【００２６】
さらに顕微鏡装置１００は、顕微鏡カメラ部１０で画像を撮像する際の条件を設定するための撮像条件や、その他の必要な各種の設定や操作を行うための操作部５５と、設定された領域に対応する観察対象物Ｓの一部又は全部に関するメモリ５３に記憶された焦点距離情報に基づいて、設定された領域に対応する観察対象物Ｓの光軸方向における高さを演算する制御部５１を備える。この顕微鏡装置１００は、撮像素子１２を用いて指定された領域に対応する観察対象物Ｓの光軸方向における平均高さ（深さ）を演算できる。
【００２７】
操作部５５は本体部５０又はコンピュータと有線もしくは無線で接続され、あるいはコンピュータに固定されている。一般的な操作部５５としては、例えばマウスやキーボード、スライドパッド、トラックポイント、タブレット、ジョイスティック、コンソール、ジョグダイヤル、デジタイザ、ライトペン、テンキー、タッチパッド、アキュポイント等の各種ポインティングデバイスが挙げられる。またこれらの操作部５５は、拡大観察用操作プログラムの操作の他、顕微鏡装置１００自体やその周辺機器の操作にも利用できる。さらに、インターフェース画面を表示するディスプレイ自体にタッチスクリーンやタッチパネルを利用して、画面上をユーザが手で直接触れることにより入力や操作を可能としたり、又は音声入力その他の既存の入力手段を利用、あるいはこれらを併用することもできる。図１の例では、操作部５５はマウス等のポインティングデバイスで構成される。
（照明部６０）
【００２８】
照明部６０は、撮像素子１２に結像される観察対象物Ｓを照明する照明光を生成する。照明部６０の照明光源は、本体部５０に内蔵され、光学的ケーブル３ｂを介して照明光がヘッド部４の照明部６０に伝達される。なお照明部６０は、ヘッド部４に組み込み式としたり、ヘッド部４と脱着可能な別体とする構成のいずれも採用できる。また照明光の照明方式としては、落射照明や透過照明等が適宜利用できる。落射照明とは、観察対象物の上方から照明光を落とす照明方法であり、リング照明や同軸落射照明等が含まれる。図１に示す照明部６０は、観察対象物Ｓに同軸落射光を照射するための同軸落射照明部６２と、リング状の光源からリング状照明光を照射するためのリング照明部６３と、透過光を照射するための透過照明部６４を備えている。これらの照明は、光学的ケーブル３ｂを介して本体部５０と接続される。本体部５０は光学的ケーブル３ｂを接続するコネクタを備えると共に、コネクタを介して光学的ケーブル３ｂに光を送出するための照明光源を内蔵する。またリング照明部６３は、全周照明と側射照明を切り替えることができる。これを実現するため、リング照明部６３として複数のＬＥＤを環状に配置し、一部のＬＥＤをＯＮ／ＯＦＦする構成や、照明光の一部をカットするターレット式のマスクを配置する構成等が利用できる。これら照明光の点灯制御や切り替えは、照明光制御部で行われる。照明光制御部は、照明光を切り替えるための照明光切替部を備えている。
【００２９】
上述の通り照明部６０は、同軸落射照明部６２とリング照明部６３を備えている。同軸落射照明とは、カメラの撮像面と同じ方向から照射する方法であり、明視野照明とも呼ばれる。同軸落射照明は、例えばシリコンウェハやＬＣＤパネルなど特に鏡面ワークの凸凹を見る場合に効果的となる。照明部６０の点灯制御は、照明光制御部で行われる。また照明光制御部は照明光切替部を備えており、照明切替部は、同軸落射照明部６２とリング照明部６３とを切り替え可能としている。また照明切替部は、同軸落射照明部６２とリング照明部６３とを比率を変えて混合させるように構成することもできる。
（照明光源）
【００３０】
照明光源としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）といった半導体発光素子が利用できる。例えば、ＲＧＢの波長域を有するＬＥＤを用意し、各ＬＥＤの点灯により照明光を赤、緑、青色にそれぞれ切り替えたり、これらの混色によって白色光を得ることができる。特にＬＥＤはＯＮ／ＯＦＦ応答性に優れるため、測定のスループットを向上できる利点も得られる。また長寿命で低消費電力であり、発熱量も少なく、機械的衝撃に強いといった特長も備える。あるいは、光源光の紫外線や可視光線で励起される蛍光体等の波長変換部材を利用した光源とすることもできる。これにより、１個のＬＥＤでも白色光を発光できる。さらに、可視光以外に紫外光や赤外光を照射可能なＬＥＤを光源として用いることもできる。例えば赤外光による観察は、不良品の解析や生体組織の組織分布等において有用である。なお照明光源には半導体発光素子に限らず、幅広い波長域の白色光を発する白色光源として、ハロゲンランプ、キセノンランプ、ＨＩＤランプ等を利用してもよい。また可視光のみならず赤外光を照射可能な光源としてもよい。特にハロゲンランプは、発光波長の波長域が広いため好ましい。また、単一の光源を利用するのみならず、複数の光源を備え、これらを同時に点灯して混色光を照明光としたり、あるいは切り替えて照明することもできる。
【００３１】
なお、照明光源は本体部に内蔵する構成に限られない。例えば、載置部や顕微鏡レンズ部に設けることもできる。変形例として図１４に示す顕微鏡装置４００は、載置部３０側に照明光源として、透過照明光源６５Ｂを設けている。また図１５に示す顕微鏡装置５００は、顕微鏡レンズ部２０側に同軸落射照明やリング照明用の照明光源６５Ｃを備えている。また、同軸落射照明用とリング照明用の照明光源を共通にする他、同軸落射照明とは別にリング照明用の照明光源を個別に設けることもできる。リング照明用光源を設けた顕微鏡ヘッド部の一例を１６Ａの断面図に示す。この図に示す顕微鏡ヘッド部４Ｂは、先端に照明ヘッド２６を固定している。この照明ヘッド２６は、多数のＬＥＤ２７からの光を観察対象物に照射するためのもので、例えば透明のアクリル樹脂の外表面に金属薄膜が蒸着された導光手段で構成されている。ＬＥＤ２７は、図１６Ｂの底面図に示すように、円周上に例えば等角度ピッチで全周にわたって設けられている。
【００３２】
このような構成により、光ファイバ等で照明光を本体部側から顕微鏡ヘッド部側に伝達する必要をなくし、外部に引き出すケーブルを少なくして構成を簡素化できる利点が得られる。また、顕微鏡ヘッド部側の内部においても、照明光源からの光を光ファイバで分岐する他、直接照明に高輝度のＬＥＤ等の半導体発光素子を設けてもよい。特にＬＥＤは、従来のハロゲンランプなどと比べて小型で発熱量も少なく、長寿命でメンテナンスフリー化も図ることができる。
（支持台４０）
【００３３】
顕微鏡装置１００の撮像系１の外観構成の一例を図３に示す。この図に示す撮像系１は、観察対象物Ｓを載置する載置部３０と顕微鏡ヘッド部４を支持する支持台４０を備えている。支持台４０は、載置部３０を水平面内あるいは上下移動可能な状態に保持するステージ固定機構４２と、載置部３０を保持した状態で顕微鏡ヘッド部４を傾斜させるヘッド傾斜機構４４を備えている。これらステージ固定機構４２及びヘッド傾斜機構４４は、ベース部４１に固定されている。ベース部４１は平板状として、安定的に支持台４０を自立させる。
（ステージ固定機構４２）
【００３４】
ステージ固定機構４２は、載置部３０を水平面内（ＸＹ軸方向）及び垂直方向（Ｚ軸方向）に移動可能な一以上の移動機構を介して、載置部３０を支持台４０に固定している。具体的には、ここでは移動機構として、載置部３０をＺ軸方向に移動させるためのＺ軸方向移動機構（第一焦点調整部）、載置部３０をＸＹ軸方向に移動させるためのＸＹ軸移動機構、載置部３０をθ方向に回転させるための回転移動機構が利用できる。図３に示す例では、Ｚ軸移動機構としてベース部４１上に昇降可能に固定されたスライダ３２でもって下ステージ昇降器３５を実現し、さらに回転移動機構として、スライダ３２上に固定された中間連結部３４でもって載置部３０を回転可能とし、加えてＸＹ軸移動機構として、中間連結部３４上に固定されたＸＹステージでもって、載置部３０をＸＹ軸方向に移動可能としている。
（ヘッド傾斜機構４４）
【００３５】
一方ヘッド傾斜機構４４は、顕微鏡ヘッド部４を載置部３０に対して傾斜させるため、ベース部４１に揺動軸４５を介して揺動自在に連結された揺動部４６と、揺動部４６に顕微鏡ヘッド部４を固定するためのヘッド固定部４８とを備える。揺動部４６は、ベース部４１から上方に突出する姿勢に設けられた揺動支柱４７と、揺動軸４５とを備える。またヘッド固定部４８は、揺動支柱４７に顕微鏡ヘッド部４を、ほぼ平行な姿勢で固定するヘッド用アーム４９を備える。揺動支柱４７は、下端に揺動軸４５を設けており、揺動軸４５を中心として旋回するようにベース部４１に支持される。またヘッド用アーム４９は、顕微鏡ヘッド部４を載置部３０の上方に保持するよう、揺動支柱４７の上部から中間部の位置で、揺動支柱４７をクランプするなどして固定される。またヘッド用アーム４９の先端には、顕微鏡ヘッド部４を固定する固定機構が設けられる。ここでは、固定機構は顕微鏡ヘッド部４の外周を囲むリング状に形成されて、リング状の中心に顕微鏡ヘッド部４を挿入して、周囲の複数の位置から止めねじで螺合されて固定される。
【００３６】
ベース部４１の上面には、下方に向かって末広がりとしたブロック４１ａが固定され、このブロック４１ａの上部に軸受部４１ｂを形成している。軸受部４１ｂは、離間して固定された一対のガイド部４１ｃを備えており、一対のガイド部４１ｃは側面視において凹形状に形成されている。各ガイド部４１ｃは、Ｙ軸方向に平行な軸を中心軸として形成された円形の孔部を開口している。これらの孔部には揺動軸４５がＹ軸方向に沿って嵌合されている。この例では、揺動軸４５に目盛を設けており、顕微鏡ヘッド部４を揺動させる角度を目盛でもって目視できるように構成している。
（顕微鏡カメラ部１０）
【００３７】
顕微鏡ヘッド部４は、撮像素子を有する顕微鏡カメラ部１０と、顕微鏡カメラ部１０の先端に着脱自在に装着される顕微鏡レンズ部２０とを備える。顕微鏡カメラ部１０は、照明部６０により照明された観察対象物Ｓから、撮像光学系１１を介して入射する反射光を電気的に読み取る撮像素子１２を備える。撮像素子１２は、この例ではＣＭＯＳを利用しているが、ＣＣＤ等、他の受光素子も利用できる。
（表示部５２）
【００３８】
またこのような画像データやメモリ５３に保持された設定内容は、表示部５２にて表示させることができる。表示部５２はＣＲＴや液晶ディスプレイ、有機ＥＬ等のモニタが利用できる。また、制御部５１に対して、ユーザが各種操作を行うための操作部５５を接続している。操作部５５はコンソールやマウス等の入力デバイスである。なおこの例においても表示部や操作部は、本体部と一体的に組み込むことも、外付けの部材とすることもできる。さらに表示部をタッチパネルで構成すれば、表示部と操作部を一体に構成することもできる。
【００３９】
ここで下ステージ昇降器３５の動作について説明する。本体部５０は、モータ制御回路３６に対してステッピングモータ３７の制御に関する制御データを入力することによって、載置部３０と、撮像光学系１１および撮像素子１２を有する顕微鏡ヘッド部４との光軸方向における相対距離、ここではｚ方向における高さを変化させる。具体的には、本体部５０は、下ステージ昇降器３５の制御に必要な制御データをモータ制御回路３６に入力することによってステッピングモータ３７の回転を制御し、載置部３０の高さｚ（ｚ方向の位置）を昇降させる。ステッピングモータ３７は、回転に応じた回転信号を生成する。本体部５０は、モータ制御回路３６を介して入力される回転信号に基づいて、載置部３０と撮像光学系１１の光軸方向における相対距離に関する情報としての載置部３０の高さｚを記憶する。この載置部３０は、観察対象物Ｓに対して観察位置の位置決めを行う観察位置決め手段として機能する。
【００４０】
なお、下ステージ昇降器３５はこのような電動式に限られず、手動式で昇降させる構成としてもよいことはいうまでもない。
【００４１】
さらに本実施の形態においては、載置部３０の高さを変化させることによって載置部３０と撮像光学系１１の光軸方向における相対距離を変化させるのみならず、撮像光学系の高さ、すなわち顕微鏡ヘッド部４の高さも変化可能としている。顕微鏡ヘッド部４は本体部５０とケーブル部３により接続される。これにより、顕微鏡ヘッド部４で取得したデータはケーブル部３を介して本体部５０に送出され、本体部５０側で必要な処理を行うことができる。
【００４２】
撮像素子１２は、ｘ方向およびｙ方向に２次元状に配置された画素毎に受光量を電気的に読み取ることができる。撮像素子１２上に結像された観察対象物Ｓの像は、撮像素子１２の各画素において受光量に応じて電気信号に変換され、撮像素子制御回路１３においてさらにデジタルデータに変換される。本体部５０は、撮像素子制御回路１３において変換されたデジタルデータを受光データＤとして、光軸方向（図２中のｚ方向）とほぼ垂直な面内（図２中のｘ、ｙ方向）における観察対象物Ｓの２次元位置情報としての画素の配置情報（ｘ、ｙ）と共にメモリ５３に記憶する。ここで、光軸方向とほぼ垂直な面内とは、厳密に光軸に対して９０°をなす面である必要はなく、その撮像光学系および撮像素子における解像度において観察対象物Ｓの形状を認識できる程度の傾きの範囲内にある観察面であればよい。
【００４３】
また、以上の説明では載置部３０の一例として、観察対象物Ｓが載置部３０に載置される例を示したが、例えば載置部の代わりにアームを取り付け、その先端に観察対象物Ｓを固定する構成とすることもできる。さらに顕微鏡ヘッド部４は、カメラ取り付け部４３に装着して使用する他、脱着可能として手持ち等の方法により所望の位置、角度に配置することもできる。
（制御部５１）
【００４４】
制御部５１は、撮像した観察画像を、表示部５２で表示可能な解像度に変換して表示するよう制御する。図１の顕微鏡装置１００においては、顕微鏡カメラ部１０が撮像素子１２によって観察対象物Ｓを撮像した観察画像を表示部５２に表示する。一般にＣＭＯＳやＣＣＤ等の撮像素子の性能は、表示部での表示能力を上回ることが多いので、撮像した観察画像を一画面に表示するためには画像を間引く等して解像度を一画面で表示可能なサイズまで落とし、縮小表示している。顕微鏡カメラ部１０で読み取ったときの読取解像度を第一の解像度とすると、表示部５２においては第一の解像度よりも低い第二の解像度で表示されることとなる。
【００４５】
さらに、観察像の静止画を連続的に撮像し、これを表示部５２で表示する際にも、連続的に撮像画像を切り替えて表示することで、あたかも動画のように表示させてもよい。このような連続撮影モードは、制御部５１によって通常の静止画像の撮影、表示モードと切り替えることができる。またこのような連続撮影に際しても、画素ずらし機能を働かせることもできる。
（物理的接続機構）
【００４６】
また顕微鏡装置１００は、顕微鏡カメラ部１０と顕微鏡レンズ部２０とを、相対的に回転不可の状態で物理的に連結すると共に、着脱自在とする物理的接続機構を備える。具体的に顕微鏡カメラ部１０は、顕微鏡レンズ部２０と物理的に接続するためのカメラ側接続面７１を備える。また顕微鏡レンズ部２０は、カメラ側接続面７１と物理的に接合されるレンズ側接続面７３を備える。カメラ側接続面７１の一例を図４の斜視図に、レンズ側接続面７３の一例を図５の斜視図に、それぞれ示す。これらの図に示すように、カメラ側接続面７１とレンズ側接続面７３とは、物理的接続機構、具体的には係合構造や嵌合構造によって機械的に接続される。例えば図４、図５の例では、カメラ側接続面７１の中央に、円柱状に突出させた円柱状突出部を形成し、円柱状突出部の側面の端縁側に、円弧状の鍔部を部分的に突出させている。一方レンズ側接続面７３は、円柱状突出部を挿入可能な円筒状窪みを中央に形成しており、さらに円筒状窪みの内面には、鍔部を係合させるためのスリットを形成している。スリットを部分的に切り欠くことで、円柱状突出部を円筒状窪みに挿入可能とし、さらにカメラ側接続面７１をレンズ側接続面７３とを相対的に回転させることで、鍔部をスリットに案内して係合させ、ロック状態として顕微鏡カメラ部１０と顕微鏡レンズ部２０とを連結できる。また、顕微鏡カメラ部１０と顕微鏡レンズ部２０とを相対的に回転させてロック状態を解除することで、顕微鏡カメラ部１０と顕微鏡レンズ部２０とを分離することも容易に行える。なお、上述した物理的接続機構でいう相対的に回転不可の状態とは、ロック状態において顕微鏡カメラ部と顕微鏡レンズ部とが連結された状態を意味し、連結又は着脱動作時に顕微鏡カメラ部と顕微鏡レンズ部とを相対的に回転させてロック状態、ロック状態の解除を行う動作を意味するものでない。また、以上の係合構造は一例であって、本発明においては顕微鏡カメラ部と顕微鏡レンズ部とを着脱自在に連結する物理的接続機構として、既知の構成を適宜採用できる。
（電気的接続機構）
【００４７】
さらに顕微鏡カメラ部１０と顕微鏡レンズ部２０とは、互いに電気的に接続するための電気的接続機構を備えている。具体的には、顕微鏡カメラ部１０はカメラ側接続面７１に、この顕微鏡レンズ部２０と電気的に接続するためのカメラ側接続端子７２を備えている。また顕微鏡レンズ部２０は、同じくレンズ側接続面７３に、顕微鏡レンズ部２０を顕微鏡カメラ部１０に装着した際にカメラ側接続端子７２と電気的に接続されるレンズ側接続端子７４を備えている。これらのカメラ側接続端子７２、レンズ側接続端子７４は、カメラ側接続面７１、レンズ側接続面７３にそれぞれ配置されており、カメラ側接続面７１とレンズ側接続面７３とを物理的接続機構でもって機械的に連結した状態、すなわちロック状態における顕微鏡レンズ部２０と顕微鏡カメラ部１０との回転位置において、対応するカメラ側接続端子７２とレンズ側接続端子７４とが接触されるよう、位置や大きさ、形状が設計されている。いいかえると、物理的接続機構でもって顕微鏡カメラ部１０と顕微鏡レンズ部２０とが連結されると、同時に電気的接続機構の接続も実現される。この結果、従来のように、別途ケーブル等を介して顕微鏡レンズ部を制御系あるいは撮像系と電気的に接続する必要がない。これにより、特に頻繁にレンズ交換を行うような観察においては、レンズ交換時の作業を簡略化できる利点が得られる。またケーブルの本数を減らして、取り回しの点でも有利となる。
【００４８】
なお図４、図５の例では、カメラ側接続端子７２、レンズ側接続端子７４は、それぞれカメラ側接続面７１、レンズ側接続面７３の円周部分に設けられている。このような配置によって、顕微鏡ヘッド部４と顕微鏡カメラ部１０との連結の際に端子が他の端子などと接触して表面を擦られるため、表面のごみや異物を削ぎ落として接触抵抗の増大を回避できる。ただし、端子の配置構造はこの例に限定されるものでない。また図４、図５の例では、カメラ側接続端子７２、レンズ側接続端子７４はそれぞれ７個の端子を備えているが、端子の数はこれに限定されない。
【００４９】
さらに顕微鏡カメラ部１０は、複数の異なる仕様の顕微鏡レンズ部２０を交換式に装着可能としている。また各顕微鏡レンズ部２０は、それぞれの顕微鏡レンズ部２０の種別を示すレンズ種別情報を保持しており、レンズ側接続端子７４を介してレンズ識別情報を送出できる。すなわち物理的接続機構によって、顕微鏡カメラ部１０に顕微鏡レンズ部２０を物理的に装着することで、同時に電気的接続機構による電気的接続も図られる。この結果、本体部５０は現在装着されている顕微鏡レンズ部の種別を、ケーブルレスで取得できるので、現在接続されている顕微鏡レンズ部の種別に応じた適切な動作制御を図ることが可能となる。
（レンズ識別情報）
【００５０】
レンズ識別情報には、レンズの型式、焦点距離の位置、レンズの筒体の長さ等の情報が含まれる。上述の通り、撮像系１と制御系２とはケーブル部３を介して接続されているので、制御系２で現在装着されているレンズの種別を判別することで、適切な制御を行える。例えば、顕微鏡レンズ部２０の物理的な長さを把握することで、顕微鏡レンズ部２０をＺ上ステージで降下させる際に、観察対象物Ｓや載置部３０に接触しないように降下できる下限移動距離を把握して、これよりも降下しないように制限をかけることができる。
【００５１】
またレンズ種別情報として、顕微鏡レンズ部の情報を直接記録する他、顕微鏡レンズ部の識別情報、例えば型式のみを記録させ、一方型式と対応する顕微鏡レンズ部の詳細情報は、予め本体部５０のメモリ５３等に、型式と関連付けられたルックアップテーブルとして記憶しておくこともできる。これにより、本体部５０は顕微鏡カメラ部を通じてレンズ識別情報である型式を取得すると、この型式と対応する詳細情報を、メモリ５３を参照して取得し、取得された情報に基づいて顕微鏡レンズ部に合致した制御を行うことが可能となる。この方法であれば、顕微鏡レンズ部側に保持すべき情報量を少なくしつつ、必要な情報を本体部５０側で把握することが可能となる。
【００５２】
顕微鏡装置においては、顕微鏡カメラ部を載置部に対して光軸回りに回転させたいことがある。例えば観察対象物を載置部上で移動させる際には、表示部の画面上で表示される画像の、上下左右の移動方向が、実際の観察対象物の上下左右の移動方向と感覚的に一致させることが望まれる。また、顕微鏡レンズ部を載置部の上部で傾斜させて観察する傾斜観察においては、傾斜方向を表示部の左右方向とするよりも、上下方向とした方が感覚的に画像の変化を把握し易いことが多い。このような観察を実現するためには、物理的に顕微鏡カメラ部を載置部に対して回転させる必要がある。
しかしながら、顕微鏡カメラ部の先端に装着された顕微鏡レンズ部については、必ずしも回転させる必要がない。寧ろ、顕微鏡レンズ部は特に高倍率するにつれて大型化する傾向にあることから、重量も重くなり、顕微鏡レンズ部の保持にはそれなりの機械強度が要求される。このため、十分な剛性を維持しつつ顕微鏡レンズ部を回転式としようとすれば、ユーザにおいては重くて大きい顕微鏡レンズ部を回転させる作業が面倒になる上、構成が複雑化してコストも高くなるという問題があった。また、顕微鏡レンズ部は顕微鏡カメラ部から載置部側に突出する姿勢で固定されているため、顕微鏡レンズ部が観察対象物に接触しないように留意する必要もあり、この点においても顕微鏡カメラ部を回転させる構成は不便となる。
【００５３】
そこで、顕微鏡レンズ部を支持台に固定する一方で、顕微鏡カメラ部を顕微鏡レンズ部に対して相対的に光軸回りで回転可能とさせる構成が考えられる。しかしながらこの場合は、顕微鏡カメラ部と顕微鏡レンズ部との着脱構造が複雑になるという問題があった。すなわち、一般に顕微鏡カメラ部よりも重厚長大になる傾向にある顕微鏡レンズ部を、顕微鏡カメラ部の先端から外れないように固定しつつも、必要なときには着脱自在とする機械構造とし、さらに一方では顕微鏡レンズ部と顕微鏡カメラ部との回転をも許容するような構成とすることは、容易でない。特に、接続部分の剛性と信頼性を高めようとすればするほど、着脱が困難乃至面倒となるため、観察用途や目的に応じて頻繁に顕微鏡レンズ部を交換したいような場面では、レンズ交換作業が極めて煩雑になりかねないというる懸念もあった。
【００５４】
そこで本実施例においては、顕微鏡レンズ部２０と顕微鏡カメラ部との接続部分と、顕微鏡カメラ部を相対的に回転させる部位とを分離することで、顕微鏡レンズ部２０と顕微鏡カメラ部の着脱構造及び顕微鏡カメラ部を光軸回りに相対的に回転させる構造を簡素化することに成功したものである。具体的には、図６に示すように、顕微鏡レンズ部２０にマウント部２２を設け、マウント部２２を介して顕微鏡カメラ部１０と顕微鏡レンズ部２０とを着脱式に接続する一方、マウント部２２とレンズ本体２１との間は回転自在としている。
（マウント部２２）
【００５５】
図６に示す顕微鏡レンズ部２０は、複数の光学レンズで構成されたレンズ本体２１と、このレンズ本体２１の端面に装着され、レンズ側接続面７３を構成するマウント部２２とで構成される。またマウント部２２は、顕微鏡カメラ部１０と接続するためのマウント側カメラ接続面２３ａと、その裏面側でレンズ本体２１と接続するためのマウント側レンズ接続面２３ｂとを備える。マウント側カメラ接続面２３ａは、レンズ側接続端子７４を備えるレンズ側接続面７３としている。よってマウント側カメラ接続面２３ａは、顕微鏡カメラ部１０のカメラ側接続面７１と着脱自在に連結する物理的連結機構をを設けている。このような物理的連結機構としては、上述した図５等と同様の構成が利用できる。いいかえると、物理的連結機構では顕微鏡カメラ部１０と顕微鏡レンズ部２０との光軸回りの回転は許容されず、所定の回転位置すなわち回転角度で固定される状態となる。
（回転機構）
【００５６】
これに対してマウント側レンズ接続面２３ｂは、レンズ本体２１との接続面で顕微鏡カメラ部１０の光軸回りに回転自在に連結されている。このためマウント側レンズ接続面２３ｂとレンズ本体２１との接続面は、回転機構を備えている。回転機構として、図６の例では、マウント部２２の中心から突出されたマウント円柱部を、レンズ本体２１の端縁に形成された筒状体に挿入し、さらに筒状体の側面に開口されたねじ穴に螺合された止めネジの進行でもって、筒状体とマウント円柱部とを連結する。止めネジを緩めると、レンズ本体２１とマウント部２２とを相対的に回転させることができ、所定の回転位置でもって止めネジを締結することで、この回転角度にて固定できる。なお回転機構の例は、この構成に限られず、顕微鏡カメラ部の光軸回りに顕微鏡レンズ部２０を回転自在として任意の角度で保持可能な既知の構成が適宜採用できる。
（レンズ側ケーブル２４）
【００５７】
さらに、レンズ本体２１とマウント部２２との間の電気接続は、図６の例ではレンズ側ケーブル２４を介して行われる。ここではマウント部２２と顕微鏡レンズ部２０は、可撓性を有するレンズ側ケーブル２４を介して電気的に接続されている。レンズ側ケーブル２４はレンズ側接続端子７４と導通されており、これにより顕微鏡レンズ部２０のレンズ識別情報は、レンズ側ケーブル２４を介してマウント部２２のレンズ側接続端子７４に送出され、顕微鏡カメラ部１０を通じて制御系２に送出される。このようにして、顕微鏡レンズ部２０のレンズ識別情報をマウント部２２に送出するための電気接続経路を別途用意することで、マウント部２２と顕微鏡レンズ部２０との間の回転を許容しつつも、マウント部２２と顕微鏡レンズ部２０との電気接続を可能としている。特にマウント部２２と顕微鏡レンズ部２０との回転自在な接続構造を簡素化し、またレンズ側ケーブル２４の可撓性によりマウント部２２と顕微鏡レンズ部２０との回転も阻害されないため、安価な構成で電気接続と回転構造とを両立できる。さらにマウント部２２と顕微鏡レンズ部２０とは一体となって顕微鏡カメラ部１０と着脱されるため、レンズ側ケーブル２４は挿抜する必要がなく、顕微鏡レンズ部２０の交換作業の省力化も維持される。
【００５８】
なお図６の例では、説明の都合上マウント部２２とレンズ本体２１とを分離しているが、実際にはマウント部２２とレンズ本体２１とは分離できず、光軸回りに回転自在に連結している。
【００５９】
また変形例として、マウント部をヘッド傾斜機構に固定することもできる。ヘッド傾斜機構は載置部と物理的に接続されているため、マウント部が載置部に対して位置が固定されることとなって、マウント部に装着された顕微鏡レンズ部も載置部に対して位置が固定される。この結果、顕微鏡レンズ部を可動式とする構成に比べ、顕微鏡レンズ部が観察対象物に接触する事態を回避できる。
【００６０】
さらに変形例として、レンズ識別情報をレンズ本体でなく、マウント部に持たせることもできる。例えば、レンズ側接続端子をマウント部に設けたディップスイッチと接続して、ディップスイッチのＯＮ／ＯＦＦパターンによってレンズ本体の型番を表現する。制御系では、このディップスイッチのＯＮ／ＯＦＦパターンに応じたレンズ本体の型番と、この型番に応じたレンズ本体の詳細情報、例えば顕微鏡レンズ部の全長や被写界深度等を予め保持しておくことができる。これにより、制御系では、接続されたマウント部のレンズ識別情報を読み取り、同様にレンズ本体の情報を把握することができる。この構成であれば、レンズ本体とマウント部との間の電気信号のやりとりを不要にでき、レンズ側ケーブルのようなレンズ本体とマウント部との電気接続構造を排除できる。反面、レンズ本体ごとに専用のマウント部を用意しなければならない。ただし、上述のようなディップスイッチの利用や、Ｅ2ＰＲＯＭ等にレンズ識別情報を保持するなどの構成によって、マウント部のハードウェア構成を共通化することは可能である。
【００６１】
以上の構成では、レンズ本体あるいはマウント部のレンズ識別情報を、制御系で読み取る構成について説明した。ただ、本発明はこのような顕微鏡レンズ部から制御系への情報の送出に限られず、逆に制御系から顕微鏡レンズ部側に信号を送出する構成を採用することもできる。例えば、顕微鏡レンズ部のフォーカス調整等を電動式とする場合は、顕微鏡レンズ部のＺ方向の移動を制御する信号を制御系から顕微鏡レンズ部に対して、レンズ側接続端子を介して送出することにより、顕微鏡レンズ部の動作を制御系で制御できる。またこのような制御に際しても、顕微鏡レンズ部の種別に応じた適切な制御、例えば顕微鏡レンズ部の全長に応じて可動できる範囲を制限する等、顕微鏡レンズ部毎の特性に応じて動作制御を変更することができ、より正確かつ適切な観察が実現される。制御系から顕微鏡レンズ部に対して送出する情報は、顕微鏡レンズ部のフォーカスの他、絞り、ズームレンズであれば倍率、対物切替機構付きのレンズであれば対物レンズの倍率、対物レンズ切り替え指示等が挙げられる。このように、制御系から顕微鏡レンズ部に対して送出される情報はレンズ識別情報に限られず、レンズ識別情報を利用した他の情報とすることもできる。
【００６２】
このようにして、顕微鏡カメラ部１０とマウント部２２との接続面は着脱構成とし、マウント部２２とレンズ本体２１との接続面は回転自在とすることで、顕微鏡カメラ部１０を載置部３０に対して光軸回りに回転させることを許容しつつも、顕微鏡カメラ部１０は所定の姿勢で保持させることができ、拡大観察の自由度を高めることができる。
【００６３】
以上のマウント部２２によって、顕微鏡カメラ部１０を載置部３０に対して、顕微鏡カメラ部１０の光軸回りにおいて任意の回転角度で保持することができる。この結果、顕微鏡レンズ部２０の光軸回りの姿勢すなわち回転角度によらず、顕微鏡カメラ部１０を任意の姿勢すなわち回転角度に調整できるので、載置部３０の移動や顕微鏡カメラ部１０の姿勢などに応じて観察に適した相対角度に調整することが可能となる。
【００６４】
またこの構成であれば、顕微鏡レンズ部２０を移動させることなく保持させたまま顕微鏡カメラ部１０を回転できる。このため、顕微鏡レンズ部２０の移動によって対物レンズが観察対象物Ｓや載置部３０と接触する事態を回避しやすくできる。例えば、図７に示すように、顕微鏡ヘッド部４をヘッド傾斜機構４４に装着して、揺動軸４５を中心に揺動可能とした顕微鏡装置１００においては、顕微鏡ヘッド部４を揺動させた状態で観察対象物Ｓに接触しないように留意する必要があるところ、少なくとも顕微鏡カメラ部１０を光軸回りに回転させなくても済む構成とすることで、無用な可動を排除して接触事故を回避できる。
（実施例２）
【００６５】
さらに、例えば図８に示す実施例２に係る顕微鏡装置２００のように、顕微鏡レンズ部２１の先端に設けられた複数の対物レンズ２１ａ、２１ｂを、顕微鏡ヘッド部４を揺動させる面に対して垂直な面内で揺動させて切り替えるようにした構成においても、対物レンズ２１ａ、２１ｂの移動を垂直面内での揺動のみに制限して、光軸回りの回転を許容しないことで、同様に無用な可動を排除して接触事故を回避できる利点が得られる。
（実施例３）
【００６６】
以上の例では、マウント部を介して顕微鏡レンズ部を顕微鏡カメラ部に着脱させる構成について説明した。ただ本発明は、マウント部を利用する構成に限らず、顕微鏡レンズ部を顕微鏡カメラ部に直接接続する構成とすることもできる。この場合は、顕微鏡レンズ部と顕微鏡カメラ部とは一体的に固定され、顕微鏡レンズ部と顕微鏡カメラ部との接続部分での相対的な回転は行われない。代わりに、顕微鏡レンズ部と顕微鏡カメラ部とが一体的に接続された状態でもって、載置部に対して光軸回りに回転自在とする。このような構成の一例を、実施例３として図９の分解斜視図に示す。この図に示す顕微鏡装置３００も、基本的な構成は実施例１と同様として、実施例１と同じ部材については同じ符号を付し、詳細説明を省略する。
【００６７】
図９に示す顕微鏡装置３００は、顕微鏡レンズ部２０がヘッド傾斜機構４４に対して保持部を介して装着されている。保持部は載置部３０の上方に離間されて、ヘッド傾斜機構４４の前面から、載置部３０とほぼ平行な姿勢で突出されている。また保持部は、顕微鏡レンズ部２０を回転自在に保持しており、その上面に顕微鏡レンズ部２０のレンズ側接続面７３を表出させている。この状態で、剥き出しのレンズ側接続面７３を顕微鏡カメラ部１０のカメラ側接続面７１と接合させることが可能である。レンズ側接続面７３のレンズ側接続端子７４、及びカメラ側接続面７１のカメラ側接続端子７２は、上述した図４、図５と同様の構成が利用できる。カメラ側接続面７１をレンズ側接続面７３に装着すると、顕微鏡カメラ部１０と顕微鏡レンズ部２０とは一体となって、保持部を介して光軸回りに回転させることができる。また上述の図１０の通り、顕微鏡レンズ部２０は顕微鏡カメラ部１０とケーブルレスで電気的に接続できるので、顕微鏡レンズ部２０のレンズ種別情報は、顕微鏡カメラ部１０を通じて制御系２側に送出できる。この構成であれば、マウント部を用いた顕微鏡カメラ部と顕微鏡レンズ部との回転機構を設けることなく、顕微鏡カメラ部１０を載置部３０に対して相対的に回転させることが可能となる。特に、顕微鏡レンズ部２０が比較的小型又は軽量で、顕微鏡レンズ部２０を回転させるための構造がそれ程複雑でなく、機械的な強度が要求されないような場合には、好適に利用できる。
（実施例４）
【００６８】
さらに以上の例では、顕微鏡レンズ部２０のレンズ種別情報を制御系で把握するために、顕微鏡レンズ部２０のレンズ接続面にレンズ側接続端子７４を設ける構成について説明した。この構成では、レンズ識別情報は顕微鏡レンズ部２０からレンズ側接続端子７４及びカメラ側接続端子７２を介して顕微鏡カメラ部に送られる。顕微鏡カメラ部は制御系とケーブルを介して接続されているので、ヘッド識別情報は顕微鏡カメラ部を介してケーブルを伝って制御系に送出される。これによって制御系２は、現在顕微鏡カメラ部に装着されている顕微鏡レンズ部２０の種別を把握できる。
【００６９】
ただ本発明はこれに限らず、無線で顕微鏡レンズ部のレンズ識別情報を制御系に送出することもできる。例えば電波や電磁波、一例として無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ等、あるいは光通信や音波通信など、既存の通信方式を用いたワイヤレス接続が実現できる。この構成であれば、顕微鏡レンズ部を顕微鏡カメラ部との間で接続端子を介することなく、直接顕微鏡レンズ部から制御系に無線でレンズ識別情報を送信できるので、中間での物理的な電気接続のための接点を省略できる利点が得られる。
【００７０】
反面、電波などの送信機がレンズ側に必要となる。ただ、ＩＣタグやバーコード、二次元コード等、電力が不要で情報を伝達可能な信号のエンコード、デコードを用いることで、簡単な構成でもレンズ識別情報を制御系に送出できる。例えば顕微鏡レンズ部の一部にレンズ識別情報をエンコードしたバーコードを予め刻印しておき、制御系で読み取らせる。あるいは、顕微鏡レンズ部の光路上、例えば顕微鏡レンズ部の内部や顕微鏡レンズ部のキャップなどに同様にレンズ識別情報をエンコードしたバーコードを、顕微鏡カメラ部で読み取らせてデコードすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の顕微鏡装置は、反射、透過型等のデジタルマイクロスコープに好適に利用できる。また、本技術を蛍光顕微鏡に適用する場合、照明光に対する観察対象物からの反射光若しくは透過光は、励起光として読み替えることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１００、２００、３００、４００、５００…顕微鏡装置
１…撮像系
２…制御系
３…ケーブル部；３ｂ…光学的ケーブル；
４、４Ｂ…顕微鏡ヘッド部
１０…顕微鏡カメラ部
１１…撮像光学系
１２…撮像素子；１３…撮像素子制御回路
１６…上ステージ昇降器
２０…顕微鏡レンズ部
２１…レンズ本体；２１ａ、２１ｂ…対物レンズ
２２…マウント部
２３ａ…マウント側カメラ接続面；２３ｂ…マウント側レンズ接続面
２４…レンズ側ケーブル
２６…照明ヘッド
２７…ＬＥＤ
３０…載置部
３２…スライダ
３４…中間連結部
３５…下ステージ昇降器
３６…モータ制御回路
３７…ステッピングモータ
４０…支持台
４１…ベース；４１ａ…ブロック；４１ｂ…軸受部；４１ｃ…ガイド部
４２…ステージ固定機構
４３…カメラ取り付け部
４４…ヘッド傾斜機構
４５…揺動軸
４６…揺動部
４７…揺動支柱
４８…ヘッド固定部
４９…ヘッド用アーム
５０…本体部；５１…制御部；５２…表示部
５３…メモリ；５４…インターフェイス；５５…操作部
６０…照明部
６２…同軸落射照明部
６３…リング照明部
６４…透過照明部
６５Ｂ…透過照明光源；６５Ｃ…照明光源
７１…カメラ側接続面
７２…カメラ側接続端子
７３…レンズ側接続面
７４…レンズ側接続端子
１１００…デジタルマイクロスコープ
１１０２…コントローラ部
１１０３…ケーブル部
１１０４…顕微鏡ヘッド部
１１１０…顕微鏡カメラ部
１１２０…顕微鏡レンズ部
１１２４…レンズ側ケーブル
１１３０…ステージ
１１５２…表示部
Ｓ…観察対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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