(57)【要約】【課題】光学系の再調整の必要なく、回転ディスクを、使用する対物レンズに適したものに交換可能なディスク走査型の共焦点顕微鏡を提供する。【解決手段】回転ディスク２０は、片側に共焦点開口のパターン面２０１ａを有するディスク本体２０１と、ディスク本体２０１の中央部に設けられた固定部品２０２と固定部品２０３とを有している。固定部品２０２には、回転ディスク２０の回転方向とは逆方向の雌ネジ２０２ａが設けられ、回転軸２４の先端には雌ネジ２０２ａと合う雄ネジ２４ａが設けられている。回転ディスク２０は、回転軸側の当て付け面２４ｂとディスク側の当て付け面２０２ｂとが当たるまで、固定部品２０２を回転軸２４にねじ込むことにより回転軸２４に固定される。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本面に対して共役な位置に配置される多数の共焦点開口を有する回転ディスクと、前記回転ディスクを所定方向に回転させる回転駆動手段と、前記回転ディスクと回転駆動手段を保持する保持部材と、前記回転ディスクを光軸に対して挿脱し得る駆動手段と、前記回転ディスクの共焦点開口を通して標本に光を照射する照明手段と、標本からの光を再び前記回転ディスクの共焦点開口を通して結像させる光学系と、前記光学系による共焦点画像を撮像する撮像手段とを備えている共焦点顕微鏡において、前記回転ディスクを任意に着脱可能なディスク交換手段を有することを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項２】
前記回転ディスクと回転駆動手段と保持部材と駆動手段とが一体的に、顕微鏡本体に対して着脱可能であることを特徴とする、請求項１に記載の共焦点顕微鏡。
【請求項３】
前記回転ディスクと回転駆動手段と保持部材と駆動手段とが一体的に、顕微鏡本体外部へ移動され得ることを特徴とする、請求項１に記載の共焦点顕微鏡。
【請求項４】
前記回転ディスクは、カートリッジ形式であることを特徴とする、請求項１に記載の共焦点顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、標本に対して共焦点観察を行なうディスク走査型の共焦点顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０はディスク走査型の共焦点顕微鏡の従来例の構成を示している。図１０において、水銀光源等の光源１からの光は、レンズ２と励起フィルタ３を通り、ダイクロイックミラー４で折り返された後、標本面と共役な中間像位置に配置されている回転ディスク５に照射される。
【０００３】
回転ディスク５は、複数の共焦点開口を有しており、モーター６により一定速度で回転される。回転ディスク５の共焦点開口を通過した光は、対物レンズ７を経て標本８に照射される。標本８から発せられた蛍光は、同様に、対物レンズ７と回転ディスク５の共焦点開口を通過し、ダイクロイックミラー４と吸収フィルタ９を経て、結像レンズ１０により、ＣＣＤカメラ上１１に集光される。この時、ＣＣＤカメラ１１上には、共焦点開口を通過した光のみが集光する為、断面方向に切れのある共焦点画像がモニタ１２上に得られる。
【０００４】
また、一般的には、回転ディスクは図示しない移動手段により光路上から任意に挿脱可能であり、回転ディスクの挿脱に応じて共焦点観察と通常観察とが切り換えられる。
【０００５】
【特許文献１】
実開平５−７５７１９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−２７５５４２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
共焦点効果は光束径と開口径の比で決まる。光束径は１．２２λ／ＮＡ（λ：光源波長、ＮＡ：開口数）で表されるため、共焦点効果は対物レンズのＮＡに依存している。このため、同一の共焦点開口に対して、対物レンズをＮＡの異なるものに変えると、共焦点効果も変わってしまう。
【０００８】
このような理由から、共焦点顕微鏡では、好適な観察のため、つまり、対物レンズのＮＡによらず同等の共焦点画像を得るため、共焦点開口は、使用する対物レンズのＮＡ（開口数）に合った（つまり適した）大きさを有している必要がある。従って、ディスク走査型の共焦点顕微鏡においては、回転ディスクは、使用する対物レンズのＮＡ（開口数）に適した大きさの共焦点開口を有している必要がある。
【０００９】
従来では、一枚の回転ディスク上の径方向に複数の大きさの共焦点開口パターンを設けていたが、選択できる数は少なく、対物レンズに適していなければ鮮明な共焦点画像を得る事はできない。
【００１０】
実開平５−７５７１９号公報は、このような不具合を回避する手法のひとつを開示している。それは、リレーレンズを用いて回転ディスク上の共焦点開口に入射する光線のＮＡを変化させて、共焦点効果を変化させるものである。
【００１１】
しかし、この手法では、リレーレンズを通過する際の光量損失が避けられない。元々微小な共焦点開口を通すことから、観察に使える光量が少ないディスク走査型の共焦点顕微鏡では、観察自体が出来なくなることが危惧される。また、リレーレンズが入ることで装置の大型化に繋がってしまう。
【００１２】
特開２０００ー２７５５４２号公報は、前述の不具合を回避する別の手法を開示している。この手法では、複数の対物レンズに対応した共焦点開口パターン（以降パターン）が、ディスク上の円周方向に分割されており、各領域での走査時にＣＣＤカメラを同期させて撮像させることで、前述の不具合の回避が図られている。
【００１３】
しかし、この方法でも、新規のパターンが必要になった時には対応することができず、システムの拡張性が劣る。
【００１４】
なお、従来例として、蛍光観察用のディスク走査型共焦点顕微鏡について説明したが、励起フィルタ３とダイクロイックミラー４と吸収フィルタ９の三点を偏光ビームスプリッタに代え、その偏光ビームスプリッタと対物レンズ７の間に１／４波長板を配置して構成される偏光方式のディスク走査型共焦点顕微鏡についても同様のことが言える。
【００１５】
本発明は、この様な実状を考慮して成されたものであり、その目的は、光学系の再調整の必要なく、回転ディスクを、使用する対物レンズに適したものに交換可能なディスク走査型の共焦点顕微鏡を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ディスク走査型の共焦点顕微鏡に向けられており、以下の各項に列記する共焦点顕微鏡を含んでいる。
【００１７】
１．  本発明の共焦点顕微鏡は、標本面に対して共役な位置に配置される多数の共焦点開口を有する回転ディスクと、前記回転ディスクを所定方向に回転させる回転駆動手段と、前記回転ディスクと回転駆動手段を保持する保持部材と、前記回転ディスクを光軸に対して挿脱し得る駆動手段と、前記回転ディスクの共焦点開口を通して標本に光を照射する照明手段と、標本からの光を再び前記回転ディスクの共焦点開口を通して結像させる光学系と、前記光学系による共焦点画像を撮像する撮像手段と、前記回転ディスクを任意に着脱可能なディスク交換手段とを備えている。
【００１８】
この共焦点顕微鏡においては、対物レンズの交換等により、その対物レンズに適した別のパターンが必要になった時、対応する回転ディスクへ交換可能である。
【００１９】
２．  本発明の別の共焦点顕微鏡は、第１項の共焦点顕微鏡において、前記回転ディスクと回転駆動手段と保持部材と駆動手段とが一体的に、顕微鏡本体に対して着脱可能である。
【００２０】
この共焦点顕微鏡においては、対物レンズの交換等により、その対物レンズに適した別のパターンが必要になった時、回転ディスクと回転駆動手段と保持部材と駆動手段とを一体的に、顕微鏡本体から取り外し、対応するディスクに交換した後、回転ディスクと回転駆動手段と保持部材と駆動手段とを一体的に、顕微鏡本体に取り付ける。
【００２１】
３．  本発明の別の共焦点顕微鏡は、第１項の共焦点顕微鏡において、前記回転ディスクと回転駆動手段と保持部材と駆動手段とが一体的に、顕微鏡本体の内部と外部の間で移動可能である。
【００２２】
この共焦点顕微鏡においては、対物レンズの交換等により、その対物レンズに適した別のパターンが必要になった時、回転ディスクと回転駆動手段と保持部材と駆動手段とを一体的に、顕微鏡本体外部へ移動させ、対応するディスクに交換した後、回転ディスクと回転駆動手段と保持部材と駆動手段とを一体的に、顕微鏡本体内部に戻す。
【００２３】
４．  本発明の別の共焦点顕微鏡は、第１項の共焦点顕微鏡において、前記回転ディスクがカートリッジ形式である。
【００２４】
この共焦点顕微鏡においては、対物レンズの交換等により、その対物レンズに適した別のパターンが必要になった時、対応するカートリッジ形式の回転ディスクと交換する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２６】
第一実施形態
本実施形態は、共焦点顕微鏡のディスクユニットに向けられている。本明細書において、ディスクユニットとは、回転ディスクの回転、光路への挿脱、回転ディスクの交換に関与する部分の総称である。図１は、本発明の第一実施形態のディスクユニットを示しており、（Ａ）はその上面図、（Ｂ）はその側面図である。
【００２７】
図１（Ｂ）に示されるように、回転ディスク２０を所定の速度で回転させるモーター２１は、固定ビス２２により保持部材２３に固定されており、回転ディスク２０の回転軸２４も、二つのベアリング２５、ナット２６により保持部材２３に固定されている。回転軸２４にはプーリ２７が固定ビス２９により固定され、モーター２１にはプーリ２８が固定ビス３０により固定されている。プーリ２７とプーリ２８にはベルト３１が掛けられている。モーター２１の動力は、ベルト３１を介して回転軸２４に伝達され、回転ディスク２０を回転させる。回転軸２４には、回転ディスク２０が着脱可能に取り付けられている。その詳細な構成については後述する。
【００２８】
保持部材２３は直動ガイド３３に固定ビス４８により固定され、直動ガイド３３は固定部材３２に固定ビス４７により取り付けられており、保持部材２３は光軸に直交する方向に移動可能となっている。固定部材３２には、切換モーター４３が固定ビス４４により固定されている。切換モーター４３には歯車４５が取り付けられており、固定部材３２には歯車４５に噛み合うラック４６が設けられている。切換モーター４３の動力は、歯車４５とラック４６を介して保持部材２３に伝達され、保持部材２３が光軸に直交する方向に移動させる。その結果として、回転ディスク２０が光軸（あるいは光路）に対して挿脱され、共焦点観察と通常観察が切り換えられる。
【００２９】
固定部材３２には着脱アリ３４が固定ビス３５により固定されており、着脱アリ３４は、図１（Ａ）に示されるように、顕微鏡本体３６に設けられたメスアリ３６ａに挿入され、固定ビス３７により顕微鏡本体３６に着脱可能に固定されている。図１（Ｂ）に示されるように、メスアリ３６ａには位置決めピン３８が取り付けられており、着脱アリ３４が当て付いた状態で、ディスクユニット全体の高さ方向の位置が決まるようになっている。
【００３０】
これまでの説明から分かるように、ディスクユニットは、固定部材３２に取り付けられた種々の部材、すなわち、切換モーター４３と直動ガイド３３、保持部材２３、回転軸２４、回転ディスク２０、モーター２１他から構成されている。また、ディスクユニットは、図１０に示される光学系と、回転ディスク５やモーター６の代わりに、組み合わされて、共焦点顕微鏡を構成する。
【００３１】
固定部材３２にはコネクタ３９が固定ビス４１により取り付けられており、顕微鏡本体３６にはコネクタ４０が固定ビス４２により取り付けられている。コネクタ３９とコネクタ４０は、ディスクユニットが顕微鏡本体３６に正しく取り付けられた際に電気的に導通されるように位置調整されている。コネクタ３９はケーブル３９ａを介してモーター２１と切換モーター４３と結線されている。また、コネクタ４０はケーブル４０ａを介して図示しない制御回路やコントローラー等と結線されている。
【００３２】
ディスクユニットが顕微鏡本体３６に正しく取り付けられた状態では、モーター２１と切換モーター４３は、図示しない制御回路やコントローラー等と電気的に接続され、それらによって制御される。例えば、図示しない制御回路やコントローラー等により、切換モーター４３が所定方向に所定量だけ回転されることにより、回転ディスク２０の光路への挿脱が行われる。また、回転ディスク２０が光路に挿入された時に回転ディスク２０の回転が開始され、回転ディスク２０が光路から外された時には回転ディスク２０の回転が停止されるように、モーター２１が制御される。勿論、回転ディスク２０の回転の開始と停止は、回転ディスク２０の光路への挿脱に連動して制御される必要はなく、回転ディスク２０の光路への挿脱とは非連動で任意に制御されてもよい。
【００３３】
勿論、ディスクユニットが取り外されている状態では、コネクタ３９とコネクタ４０が外れており、ディスクユニット内の電気部品に信号は伝わらず、電力も供給されない。
【００３４】
図２は、図１に示されたディスクユニットにおけるディスク交換の様子を示しており、（Ａ）は回転ディスクが取り外された状態のディスクユニットの上面図、（Ｂ）は取り外された回転ディスクの正面図である。
【００３５】
図２（Ａ）と図２（Ｂ）に示されるように、回転ディスク２０は、片側に共焦点開口のパターン面２０１ａを有するディスク本体２０１と、ディスク本体２０１の中央部に設けられた一対の固定部品、固定部品２０２と固定部品２０３とを有している。固定部品２０２と固定部品２０３が、その間にディスク本体２０１とシリコンゴム等の干渉部材２０４を挟む形で、固定ビス２０５によりディスク本体２０１の中央部に固定されている。固定部品２０２には、回転ディスク２０の回転方向とは逆方向の雌ネジ２０２ａが設けられ、回転軸２４の先端には雌ネジ２０２ａと合う雄ネジ２４ａが設けられている。
【００３６】
このような固定部品２０２の雌ネジ２０２ａと回転軸２４の雄ネジ２４ａは共働して、回転ディスクを取り外し可能に固定するディスク取り付け構造を構成している。
【００３７】
回転ディスク２０は複数が用意されており、それらは使用する複数の対物レンズにそれぞれ適しており、それらの内の一枚が回転軸２４に取り付けられる。回転ディスク２０は、回転軸側の当て付け面２４ｂとディスク側の当て付け面２０２ｂとが当たるまで、固定部品２０２を回転軸２４にねじ込むことにより回転軸２４に固定される。固定部品２０２の雌ネジ２０２ａと回転軸２４の雄ネジ２４ａは、回転ディスク２０の回転方向とは逆方向のネジであるため、回転中に回転ディスク２０が緩んでしまうことは無い。
【００３８】
ここで、回転軸２４のディスク当て付け面２４ｂの位置が、光学系における中間像位置（ディスクパターンを配置する位置）となるように、顕微鏡本体のメスアリ３６ａのメスアリ面（＝着脱アリ３４のオスアリ面）からの距離が調整されている。また、固定部品２０２に形成された当て付け面２０２ｂと、ディスク本体２０１の共焦点開口のパターン面２０１ａとは、同一平面上に位置している。従って、回転ディスク２０が回転軸２４に固定された状態では、共焦点開口のパターン面２０１ａと回転軸２４の当て付け面２４ｂは同一平面上に位置する。
【００３９】
本実施形態のディスクユニットにおいては、回転ディスク２０の交換は次のようにして行なわれる。まず、固定ビス３７を緩めてディスクユニットを顕微鏡本体から取り外し、既に取り付けられている回転ディスク２０を取り外す。次に、使用する対物レンズに対応した（つまり適した）回転ディスク２０を当て付くまでねじ込んで取り付ける。続いて、回転ディスク２０が交換されたディスクユニットを顕微鏡本体のメスアリ３６ａに位置決めピン３８に当て付くまで挿入し、固定ビス３７によりディスクユニットを顕微鏡本体に固定する。
【００４０】
位置決めピン３８に当て付くまで挿入することで、コネクタ３９と４０とが結合し、顕微鏡本体とディスクユニットとの電気的導通が確保される。また、固定ビス３７によりディスクユニットが固定されることにより、回転ディスク２０のパターン面２０１ａが光学系内の中間像位置に対応する位置に自動的に位置決めされる。本明細書において、回転ディスク２０のパターン面２０１ａが光学系内の中間像位置に対応する位置に位置決めされるとは、回転ディスク２０のパターン面２０１ａが、光学系内の中間像位置を含み、光学系の光軸に直交する平面上に配置されることをいう。
【００４１】
本実施形態のディスクユニットによれば、対物レンズの交換等でその対物レンズに適したパターンが必要になった場合でも、光学系の再調整をすることなく、使用する対物レンズに対応した（つまり適した）回転ディスクに簡単に交換することができる。また、新しい対物レンズを使用する場合でも、その対物レンズに対応した回転ディスクを作製することにより、他の顕微鏡部はそのまま使用することができる。
【００４２】
これまでの説明では、回転ディスクを取り外し可能に固定するディスク取り付け構造が、固定部品２０２の雌ネジ２０２ａと回転軸２４の雄ネジ２４ａとから構成される例を述べたが、ディスク取り付け構造は、これに限定されるものではなく、他の構成を有していてもよい。
【００４３】
例えば、図３に示されるように、回転軸２４に代わる回転軸３００の当て付け面３００ａに取り付けタップ３００ｂを設け、それらの取り付けタップ３００ｂに合う固定ビス３０１により回転ディスク２０を回転軸３００に固定してもよい。言い換えれば、ディスク取り付け構造は、回転軸３００に設けられた取り付けタップ３００ｂと、取り付けタップ３００ｂに合う固定ビス３０１とから構成されてもよい。
【００４４】
あるいは、ディスク本体２０１の扱いには注意が必要だが、図４に示されるように、雄ネジ３１２ａを設けられた回転軸３１２と、回転軸３１２の雄ネジ３１２ａに合う雌ネジ３１１ａが設けられた固定部品３１１とにより、回転軸３１２の当て付け面３１２ｂと固定部品３１１に取り付けられた干渉部材３１０との間にディスク本体２０１を直接挟み込むことで、ディスク本体２０１を固定してもよい。言い換えれば、ディスク取り付け構造は、回転軸３１２に設けられた雄ネジ３１２ａと、その雄ネジ３１２ａに合う雌ネジ３１１ａが設けられた固定部品３１１とから構成されてもよい。この構成では、交換される部材はディスク本体であるが、その固定部品の数を少なくすることができる。
【００４５】
その他の手法（あるいは構成）も、回転軸の当て付け面と回転ディスクの当て付け面とを合わすことができれば、容易に適用可能である。
【００４６】
また、上述した構成では、回転ディスク２０を取り付けるための回転軸２４をモーター２１とは別に用意し、ベルト３１によりモーター２１の動力を回転軸２４に伝達しているが、モーター２１と回転軸２４とを直結させた構成にすることも勿論可能である。
【００４７】
さらに、上述した構成では、回転軸２４の当て付け面２４ｂと回転ディスク２０のパターン面２０１ａとが同一平面上に位置しているが、回転ディスク２０のパターン面２０１ａが、最終的に光学系内の中間像位置に対応する位置に配置されさえすれば、回転軸２４の当て付け面２４ｂから外れた位置に配置されても一向に構わない。
【００４８】
第二実施形態
本実施形態は、共焦点顕微鏡の別のディスクユニットに向けられている。より詳しくは、顕微鏡本体から着脱することなく回転ディスクの交換を可能にするディスクユニットに向けられている。
【００４９】
図５は、本発明の第二実施形態のディスクユニットの側面図である。図５において、図１や図２に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００５０】
図５に示されるように、保持部材２３は、回転ディスク２０を回転させる機構を備えており、保持部材２３は、直動ガイド３３を介して固定部材６０に移動可能に取り付けられている。固定部材６０は移動部材６１に固定ビス６２で固定されている。移動部材６１にはオスアリ６１ａが設けられ、顕微鏡本体３６にはメスアリ３６ｂが設けられている。移動部材６１のオスアリ６１ａと顕微鏡本体３６のメスアリ３６ｂは係合しており、移動部材６１は顕微鏡本体３６に対してアリに沿って移動し得る。移動部材６１は、アリ固定部品６４と固定ビス６７により、顕微鏡本体３６に固定され得る。
【００５１】
移動部材６１には、これを手動により移動させるためのツマミ６３が取り付けられている。移動部材６１に取り付けられたツマミ６３を手でアリに沿って押したり引いたりすることにより、ディスクユニットの移動が行われる。本実施形態におけるディスクユニットは、移動部材６１に支持されている全ての部材から構成されている。このディスクユニットは、図１０に示される光学系と、回転ディスク５やモーター６の代わりに、組み合わされて、共焦点顕微鏡を構成する。
【００５２】
図６は、図５に示される移動部材の移動の様子を示しており、ディスクユニットが顕微鏡本体の内部に位置している状態が左側に、ディスクユニットが顕微鏡本体の外部に引き出された状態が右側に描かれている。
【００５３】
図６に示されるように、顕微鏡本体３６は、ディスクユニット（すなわち移動部材６１に支持されている部材）が通過できる開口３６ｃを有している。また、移動部材６１には、観察時の状態において、言い換えれば、ディスクユニットが顕微鏡本体３６の内部に位置している状態において、顕微鏡本体３６の開口３６ｃを塞ぐカバー部６１ｂが設けられている。
【００５４】
さらに顕微鏡本体３６には、移動部材６１を顕微鏡本体３６の内部に挿入する際に、移動部材６１に当たって移動部材６１の移動を制限する位置決め部材６５と、移動部材６１を顕微鏡本体３６の外部に引き出す際に、移動部材６１に当たって移動部材６１の移動を制限する位置決め部材６６が設けられている。
【００５５】
観察の際には、図６の左側に示されるように、ディスクユニットは顕微鏡本体３６の内部に配置される。特に、共焦点観察の際には、切換モーター４３が回転され、保持部材２３が直動ガイド３３に案内されて移動されることにより、想像線で示されるように、回転ディスク２０が光軸を横切る位置に挿入される。この状態において、回転ディスク２０のパターン面２０１ａが光学系の中間像位置と一致するように調整されている。
【００５６】
本実施形態のディスクユニットにおいては、回転ディスク２０の交換は次のようにして行なわれる。まず、回転ディスク２０が光路上に位置している場合には、図示しないコントローラー等により、切換モーター４３を回転させて保持部材２３を移動させて回転ディスク２０を光路から外すと共に、回転ディスク２０の回転を停止させる。次に、固定ビス６７を緩め、ツマミ６３の手動操作により、図６の右側に示されるように、移動部材６１が位置決め部材６６に当たるまで移動部材６１を引き出す。これにより、ディスクユニットは顕微鏡本体の外部に移動される。続いて、既に取り付けられている回転ディスク２０を取り外し、使用する対物レンズに対応した（つまり適した）回転ディスク２０を第一実施形態と同様に当て付くまでねじ込んで取り付ける。次に、ツマミ６３の手動操作により、図６の左側に示されるように、移動部材６１が位置決め部材６５に当たるまで移動部材６１を押し込み、移動部材６１を固定ビス６７により固定する。これにより、回転ディスク２０が交換されたディスクユニットは、観察に適した位置に配置される。また、回転ディスク２０のパターン面２０１ａは光学系内の中間像位置に対応する位置に位置決めされる。
【００５７】
本実施形態のディスクユニットは、第一実施形態の利点に加えて、ディスクユニットを顕微鏡本体から取り外すことなく、回転ディスクの交換を行なえるという利点を有している。このため、交換がより簡単になり、交換に要する時間もより短縮され得る。
【００５８】
上述した構成では、移動部材６１は、オスアリとメスアリの係合により移動可能となっているが、直動ガイド等によって案内されてもよい。また、移動部材６１は、ツマミ６３の手動操作により移動されているが、電動駆動の移動機構等によって移動されてもよい。
【００５９】
第三実施形態
本実施形態は、共焦点顕微鏡の別のディスクユニットに向けられている。より詳しくは、回転ディスクをカートリッジに収容された形態で交換することにより、言い換えれば、カートリッジ形式の回転ディスクの採用により、回転ディスクの交換をより簡単にするディスクユニットに向けられている。
【００６０】
図７は、本発明の第三実施形態のディスクユニットにおけるカートリッジ形式の回転ディスク（以下「ディスクカートリッジ」という）を示しており、（Ａ）はディスクカートリッジの平面図、（Ｂ）はディスクカートリッジの縦断面図、（Ｃ）はディスクカートリッジの（Ａ）の反対側の平面図である。
【００６１】
図７（Ａ）と図７（Ｂ）と図７（Ｃ）に示されるように、ディスクカートリッジ４４０は、回転ディスク４２０と、回転ディスク４２０を収容するカートリッジ４３０とから構成されている。回転ディスク４２０は、片側に共焦点開口のパターン面４００ａを有するディスク本体４００と、ディスク本体４００の中央部に設けられた一対の固定部品、固定部品４０１と固定部品４０２とを有している。固定部品４０１と固定部品４０２が、その間にディスク本体４００とシリコンゴム等の干渉部材４０３を挟む形で、固定ビス４０４によりディスク本体４００の中央部に固定されている。
【００６２】
カートリッジ４３０は、二つの外枠、外枠４０６と外枠４０７から構成されている。外枠４０６と外枠４０７は、固定ビス４０８により互いに固定され、それらの間に回転ディスク４２０を収容する空間を形成している。回転ディスク４２０は外枠４０６と外枠４０７の間の空間内に収容されている。固定部品４０１は二つのベアリング４０５を介してそれぞれ外枠４０６と外枠４０７に支持されている。これにより、回転ディスク４２０はカートリッジ４３０内に回転可能に支持されている。
【００６３】
外枠４０６の外側面４０６ａは、当て付け面として機能する。ディスク本体４００のパターン面４００ａは外枠４０６の外側面４０６ａから所定距離離れて位置している。また、固定部品４０１は、外部からの回転動力を伝達するためのツメ４０１ａを有している。ツメ４０１ａは、外枠４０６の外側面４０６ａから外に突出している。
【００６４】
外枠４０６と外枠４０７は共に対応する位置に開口部４０９を有している。カートリッジ４３０の開口部４０９は、回転ディスク４２０のディスク本体４００を部分的に露出させている。開口部４０９が光路上に配置されることにより、ディスク本体４００が光路上に配置される。また、外枠４０６と外枠４０７は共に対応する位置に切り欠き部４１０を有している。カートリッジ４３０の切り欠き部４１０は、回転ディスク４２０の周縁部に触れることを可能にしている。
【００６５】
図８は、図７に示されるディスクカートリッジ用のディスクユニットを示しており、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその正面図である。図８において、図１に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００６６】
図８に示されるように、顕微鏡本体３６には支柱部材７１が固定ビス７３により取り付けられている。支柱部材７１には固定部材７０が固定ビス７２により固定されている。固定部材７０は直動ガイド３３を介して保持部材７５を移動可能に支持している。保持部材７５は切換モーター４３によって移動され得る。
【００６７】
保持部材７５には、回転軸７４が回転可能に設けられている。回転軸７４にはプーリ２７が取り付けられている。プーリ２７は、第一実施形態と同様に、ベルト３１を介して、モーター２１に取り付けられたプーリ２８と連結されている。回転軸７４は、モーター２１によって回転される。回転軸７４には、当て付け面はなく、回転動力伝達用のツメ７４ａが設けられている。
【００６８】
保持部材７５にはディスクカートリッジ４４０を導くガイド部７５ａが設けられている。保持部材７５は当て付け面７５ｂを有し、この当て付け面７５ｂにディスクカートリッジ４４０の当て付け面４０６ａを合わせた状態で、ディスク本体４００が光路上に挿入された際に、パターン面４００ａが光学系の中間像位置と一致するように調整されている。また、保持部材７５には抑え部品７７が固定ビス７８により取り付けられている。抑え部品７７には、ディスクカートリッジ４４０を当て付け面７５ｂに合わすためのバネ部材７６が取り付けられている。保持部材には、ディスクが光路中に挿入された状態で光路が確保されるように、開口部７５ｃが形成されている。また、顕微鏡本体３６には、カートリッジ挿入用の開口部３６ｄが設けられている。カートリッジ挿入方向の位置決め用の突起７５ｄが、保持部材７５に設けられている。
【００６９】
図９は、図８に示されるディスクユニットに図７に示されるディスクカートリッジが装着された状態を示している。
【００７０】
図９に示されるように、ディスクカートリッジ４４０は、保持部材７５のガイド部７５ａに案内され、位置決め用の突起７５ｄに当たるまで挿入されることにより、ディスクユニットに装填される。この状態において、回転軸７４のツメ７４ａは、ディスクカートリッジ４４０の固定部品４０１のツメ４０１ａと係合する。これにより、回転軸７４の回転は、ディスクカートリッジ４４０の内部の回転ディスク４２０を回転させる。また、バネ部材７６によりディスクカートリッジ４４０の当て付け面４０６ａが保持部材７５の当て付け面７５ｂに押し付けられている。これにより、ディスクカートリッジ４４０内の回転ディスク４２０のパターン面４００ａが光学系内の中間像位置に対応する位置に位置決めされる。
【００７１】
本実施形態のディスクユニットにおいては、ディスクカートリッジ４４０の交換は次のようにして行なわれる。まず、回転ディスク４２０が光路上に位置している場合には、図示しないコントローラー等により、切換モーター４３を回転させて保持部材７５を移動させて回転ディスク４２０を光路から外すと共に、回転ディスク４２０の回転を停止させる。次に、既に挿入されているディスクカートリッジ４４０を抜き取る。続いて、使用する対物レンズに対応した（つまり適した）ディスクカートリッジ４４０を、保持部材７５のガイド部７５ａに挿入し、突起７５ｄに当て付くまで押し込む。
【００７２】
ディスクカートリッジ４４０の抜き取りや挿入の際に、回転軸７４のツメ７４ａと固定部品４０１のツメ４０１ａとが当たって、抜き取りや挿入の邪魔をする場合には、切り欠き部４１０から回転ディスク４２０の周縁部に手で触れて、回転ディスク４２０を少し回転させてやるとよい。
【００７３】
本実施形態においては、ディスクカートリッジとこれを位置決めする機構とが、回転ディスクを任意に着脱可能なディスク交換手段を構成している。
【００７４】
本実施形態のディスクユニットは、第二実施形態の利点に加えて、単にディスクカートリッジの取り出しと挿入といった操作だけで、回転ディスクの交換を行なえるという利点を有している。これにより、交換に要する時間の更なる短縮が期待できる。また、回転ディスクがカートリッジに収容されているため、回転ディスクの取り扱いがより楽になる。
【００７５】
上述した構成では、回転動力の伝達にツメの係合を利用しているが、回転動力を伝達する機構は、これに限定されるものではなく、他の伝達機構、例えば歯車等による伝達機構が利用されてもよい。
【００７６】
これまでに説明した第一実施形態〜第三実施形態はいずれも、ディスク走査型の共焦点顕微鏡において、顕微鏡本体が正立顕微鏡か倒立顕微鏡か、さらに共焦点光学系が内蔵されているか後付けユニットであるかに関わらず、適用可能である。
【００７７】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施の形態を述べたが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、光学系の再調整の必要なく、回転ディスクを、使用する対物レンズに適したものに交換可能なディスク走査型の共焦点顕微鏡が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態のディスクユニットを示しており、（Ａ）はその上面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図２】図１に示されたディスクユニットにおけるディスク交換の様子を示しており、（Ａ）は回転ディスクが取り外された状態のディスクユニットの上面図、（Ｂ）は取り外された回転ディスクの正面図である。
【図３】図２に示されるディスク取り付け構造に代替可能な別のディスク取り付け構造を示している。
【図４】図２に示されるディスク取り付け構造に代替可能な別のディスク取り付け構造を示している。
【図５】本発明の第二実施形態のディスクユニットの側面図である。
【図６】図５に示される移動部材の移動の様子を示しており、ディスクユニットが顕微鏡本体の内部に位置している状態が左側に、ディスクユニットが顕微鏡本体の外部に引き出された状態が右側に描かれている。
【図７】本発明の第三実施形態のディスクユニットにおけるカートリッジ形式の回転ディスク（以下「ディスクカートリッジ」という）を示しており、（Ａ）はディスクカートリッジの平面図、（Ｂ）はディスクカートリッジの縦断面図、（Ｃ）はディスクカートリッジの（Ａ）の反対側の平面図である。
【図８】図７に示されるディスクカートリッジ用のディスクユニットを示しており、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその正面図である。
【図９】図８に示されるディスクユニットに図７に示されるディスクカートリッジが装着された状態を示している。
【図１０】ディスク走査型の共焦点顕微鏡の従来例の構成を示している。
【符号の説明】
１…光源、２…レンズ、３…励起フィルタ、４…ダイクロイックミラー、７…対物レンズ、９…吸収フィルタ、１０…結像レンズ、１１…ＣＣＤカメラ、１２…モニタ、２０…回転ディスク、２１…モーター、２３…保持部材、２４…回転軸、２５…ベアリング、２７…プーリ、２８…プーリ、３１…ベルト、３２…固定部材、３３…直動ガイド、３４…着脱アリ、３６…顕微鏡本体、３６ａ…メスアリ、３６ｂ…メスアリ、４３…切換モーター、４５…歯車、４６…ラック、６０…固定部材、６１…移動部材、６１ａ…オスアリ、６３…ツマミ、７０…固定部材、７１…支柱部材、７４…回転軸、７４ａ…ツメ、７５…保持部材、７５ａ…ガイド部、７７…抑え部品、２０１…ディスク本体、２０２…固定部品、２０２ａ…雌ネジ、２０３…固定部品、３００…回転軸、３００ｂ…タップ、３０１…固定ビス、３１１…固定部品、３１１ａ…雌ネジ、３１２…回転軸、３１２ａ…雄ネジ、４００…ディスク本体、４０１…固定部品、４０１ａ…ツメ、４０２…固定部品、４０５…ベアリング、４０６…外枠、４０７…外枠、４０９…開口部、４３０…カートリッジ、４４０…ディスクカートリッジ。
【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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