(57)【要約】【課題】顕微鏡本体の小型軽量化を図りつつ、覗きやすい位置に標本の像を導く。【解決手段】対物光学系３により集光された無限遠光束の少なくとも一部を反射する反射部材１５と、該反射部材１５により反射された無限遠光束を集光して被写体Ａの像を結像させる結像光学系１６と、該結像光学系１６により結像される被写体Ａの像を拡大する接眼光学系２０とを備える倒立顕微鏡１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を集光する対物光学系と、
該対物光学系により集光された無限遠光束の少なくとも一部を反射する反射部材と、
該反射部材により反射された前記無限遠光束を集光して前記被写体の像を結像させる結像光学系と、
該結像光学系により結像される前記被写体の像を拡大する接眼光学系とを備える倒立顕微鏡。
【請求項２】
前記対物光学系により集光された無限遠光束を集光して前記被写体の像を結像させる撮影用結像光学系と、
該撮影用結像光学系により結像された前記被写体の像を撮影する撮像素子とを備え、
前記反射部材が、前記対物光学系と前記撮影用結像光学系との間の光路に挿脱可能に設けられている請求項１に記載の倒立顕微鏡。
【請求項３】
前記反射部材が、前記対物光学系からの前記無限遠光束の少なくとも一部を反射させずに通過可能に設けられ、
前記反射部材を透過した無限遠光束を集光して前記被写体の像を結像させる撮影用結像光学系と、
該撮影用結像光学系により結像された前記被写体の像を撮影する撮像素子とを備える請求項１に記載の倒立顕微鏡。
【請求項４】
前記反射部材が、前記対物光学系と前記撮影用結像光学系との間の光路に挿脱可能に設けられている請求項３に記載の倒立顕微鏡。
【請求項５】
前記反射部材が、前記無限遠光束を２回反射させる２つの反射面を備え、
該反射面のなす角度θが以下の条件式を満たす請求項１から請求項４のいずれかに記載の倒立顕微鏡。
２０°＜θ＜４０°
【請求項６】
前記反射面のうち、後段の前記反射面と前記対物光学系の光軸とのなす角度βが以下の条件式を満たす請求項５に記載の倒立顕微鏡。
８０°＜β＜１００°
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、倒立顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、対物レンズにより集光された鉛直下方に向かう無限遠光束の光路上に、対物レンズの像を撮像素子の撮像面に結像するための結像レンズを配置し、該結像レンズによって集光された光束の一部を分岐して、標本の像をＵ字型あるいはＶ字型の光路によってリレーすることにより、覗き易い位置に配置された接眼レンズまで導く倒立顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９１８０９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の倒立顕微鏡は、結像レンズによって鉛直下方に集光した光束をＵ字型あるいはＶ字形の光路によって顕微鏡本体内を通過させるため、装置本体が大型化するという不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、顕微鏡本体の小型軽量化を図りつつ、覗きやすい位置に標本の像を導くことができる倒立顕微鏡を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、被写体からの光を集光する対物光学系と、該対物光学系により集光された無限遠光束の少なくとも一部を反射する反射部材と、該反射部材により反射された前記無限遠光束を集光して前記被写体の像を結像させる結像光学系と、該結像光学系により結像される前記被写体の像を拡大する接眼光学系とを備える倒立顕微鏡を提供する。
【０００７】
本発明によれば、対物光学系により集光された被写体からの光は、無限遠光束となって鉛直下方に導かれ、反射部材によって反射された後に結像光学系によって集光され、接眼光学系に導かれる。観察者は、接眼光学系を介して被写体の像を拡大観察することができる。この場合において、本発明によれば、対物光学系により集光された無限遠光束が、結像光学系を通過する前に反射部材によって反射されて、接眼光学系に指向されるので、結像レンズを通過した後に反射される従来の倒立顕微鏡と比較して、接眼光学系に至るまでの光路長を短縮でき、小型軽量化を図ることができる。
【０００８】
上記発明においては、前記対物光学系により集光された無限遠光束を集光して前記被写体の像を結像させる撮影用結像光学系と、該撮影用結像光学系により結像された前記被写体の像を撮影する撮像素子とを備え、前記反射部材が、前記対物光学系と前記撮影用結像光学系との間の光路に挿脱可能に設けられていてもよい。
【０００９】
このようにすることで、反射部材を光路上に挿入することで、対物光学系によって集光された無限遠光束が反射部材で反射された後に結像光学系により集光されて接眼光学系へ指向される。一方、反射部材を光路上から離脱させると、対物光学系によって集光された無限遠光束は、撮影用結像光学系によって集光されることにより被写体の像を撮像素子の撮像面に結像させることができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記反射部材が、前記対物光学系からの前記無限遠光束の少なくとも一部を反射させずに通過可能に設けられ、前記反射部材を透過した無限遠光束を集光して前記被写体の像を結像させる撮影用結像光学系と、該撮影用結像光学系により結像された前記被写体の像を撮影する撮像素子とを備えていてもよい。
【００１１】
このようにすることで、対物光学系からの無限遠光束のうち、反射部材において反射された部分は結像光学系によって集光されて接眼光学系に導かれ、反射部材を透過した部分は撮影用結像光学系によって集光されて撮像素子の撮像面に結像される。これにより、撮像素子により取得される被写体の像と同一の像を接眼光学系において同時に観察することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記反射部材が、前記対物光学系と前記撮影用結像光学系との間の光路に挿脱可能に設けられていてもよい。
このようにすることで、反射部材を光路に挿入したときには、撮像素子により取得される被写体の像と同一の像を接眼光学系において同時に観察でき、反射部材を光路から離脱させたときには、接眼光学系による観察を行うことなく撮像素子によって被写体の像を取得することができる。この場合に、反射部材は無限遠光束の光路に対して挿脱されるので、挿脱によって光路長が変化せず、光路長の補正を行わなくて済む。すなわち、反射部材を光路から離脱させた際に、代わりにダミーガラスを光路に挿入する等の処置を行う必要がない。
【００１３】
また、上記発明においては、前記反射部材が、前記無限遠光束を２回反射させる２つの反射面を備え、該反射面のなす角度θが以下の条件式を満たすことが好ましい。
２０°＜θ＜４０°
【００１４】
θが２０°より小さいと、反射部材がプリズムで構成されている場合には、後段の反射面で全反射しなくなる。また、反射部材がミラーで構成されている場合には、ミラーの間隔を広くしないと後段の反射面を構成するミラーが光束を遮ってしまう。これを回避するためには、ミラーが配置されるスペースが大きくなってしまう。
【００１５】
θが４０°より大きいと、後段の反射面に浅い角度で光束が入射する。このため、反射部材がプリズムで構成されている場合には、プリズムが長く大きくなってしまい高価になる。反射部材がミラーで構成されている場合には、後段の反射面を構成するミラーが長くなるので、反射面の面精度を保つために、ミラーを厚くする必要があり、ミラーが配置されるスペースが大きくなってしまう。
【００１６】
また、上記発明においては、前記反射面のうち、後段の前記反射面と前記対物光学系の光軸とのなす角度βが以下の条件式を満たすことが好ましい。
８０°＜β＜１００°
【００１７】
後段の反射面は、その面積が比較的大きいので対物光学系の光軸にほぼ直交（β＝９０°）することが望ましい。βが８０°より小さいか１００°より大きいと後段の反射面が傾くことにより対物光学系の光軸方向にスペースをとってしまうことになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、顕微鏡本体の小型軽量化を図りつつ、覗きやすい位置に対物光学系の像を導くことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る倒立顕微鏡を示す図である。
【図２】図１の倒立顕微鏡の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係る倒立顕微鏡１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る倒立顕微鏡１は、図１に示されるように、被写体である標本Ａを搭載するステージ２の下方に配置された対物光学系３と、該対物光学系３を介して標本Ａに照射する照明光を供給する照明光学系４と、対物光学系３により集光されて鉛直方向下方に向かう無限遠光束からなる標本Ａからの光を集光して撮影する撮像光学系５と、無限遠光束からなる標本Ａからの光を集光して目視により観察するための観察光学系６とを備えている。
【００２１】
照明光学系４は、照明光を発生する水銀灯のような光源７と、光源７からの照明光を集光する集光光学系８と、該集光光学系８により集光された照明光を対物光学系３の光軸Ｃに沿う方向に偏向するダイクロイックミラー９とを備えている。集光光学系８の焦点位置を対物光学系３の後側焦点位置に一致させることにより、略平行光からなる照明光を標本Ａに照射することができるようになっている。
【００２２】
対物光学系３は、標本Ａから発せられた光を集光して略無限遠光束として鉛直下方に導くようになっている。
撮像光学系５は、対物光学系３により導かれた略無限遠光束を波長毎に分岐するダイクビームスプリッタ１０と、該ビームスプリッタ１０により分岐された光をそれぞれ集光して結像させる２つの結像光学系（撮影用結像光学系）１１，１２と、これら結像光学系１１，１２の焦点位置にそれぞれ撮像面を配置する撮像素子１３，１４とを備えている。
【００２３】
観察光学系６は、ダイクロイックミラー９とビームスプリッタ１０との間の光路に配置され、対物光学系３により鉛直下方に導かれてきた略無限遠光束の一部を略水平方向に分岐するビームスプリッタ１５と、該ビームスプリッタ１５により分岐された光を集光して結像させる結像光学系１６と、該結像光学系１６により形成された中間像をリレーするリレー光学系１７と、該リレー光学系１７を通過した光を斜め上方に傾斜した方向に反射するプリズム１８と、該プリズム１８によって反射された光を２つに分割する双眼分割用プリズム１９と、リレー光学系１７によってリレーされた標本Ａの像を拡大して、ユーザの両眼Ｅの網膜が配置される位置にそれぞれ結像させる接眼光学系２０とを備えている。図中、符号２１はミラーである。
【００２４】
このように構成された本実施形態に係る倒立顕微鏡１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る倒立顕微鏡１によれば、照明光学系４の光源７から発せられた照明光は、集光光学系８によって集光された後、ダイクロイックミラー９によって対物光学系３の光軸Ｃに沿う方向に偏向され、対物光学系３によって、該対物光学系３の鉛直上方のステージ２上に配置されている標本Ａに照射される。
【００２５】
標本Ａから下方に発せられた光は、対物光学系３により集光されて、鉛直下方に向かう略無限遠光束となり、ダイクロイックミラー９を透過した部分の一部がビームスプリッタ１５により観察光学系６に分岐される。ビームスプリッタ１５により分岐された略無限遠光束は、分岐後に結像光学系１６によって集光され、リレー光学系１７によってリレーされて、双眼分割用プリズム１９によって２つに分割された後、接眼光学系２０によって試料Ａの像が拡大されて、ユーザの両眼Ｅの網膜が配置される位置に結像される。ユーザは接眼光学系２０の焦点位置に目を配置しておくことにより、試料Ａの像を詳細に観察することができる。
【００２６】
この場合において、本実施形態に係る倒立顕微鏡１によれば、対物光学系３により集光された略無限遠光束が、結像光学系１６を通過する前にビームスプリッタ１５によって反射されて、接眼光学系６に指向されるので、結像光学系１６を通過した後に反射される従来の倒立顕微鏡と比較して、接眼光学系２０に至るまでの光路長を短縮することができるという利点がある。その結果、小型軽量の倒立顕微鏡１を提供することができる。
【００２７】
一方、ダイクロイックミラー９を透過した略無限遠光束の内、ビームスプリッタ１５を透過した部分は、撮影光学系５に入射され、ビームスプリッタ１０によって分岐された後に、結像光学系１１，１２によってそれぞれ集光されて、撮像素子１３，１４の撮像面に標本Ａの像を結像する。これにより、各撮像素子１３，１４は、波長毎に、標本Ａの像を撮影することができる。
【００２８】
この場合において、本実施形態に係る倒立顕微鏡１によれば、観察光学系６に設けられた接眼光学系２０用の結像光学系１６とは別の結像光学系１１，１２によって標本Ａの像を結像するので、観察光学系６の配置に束縛されることなく、撮影光学系５を自由にレイアウトすることができるという利点がある。例えば、図２に示されるように略無限遠光束からなる光路に他のビームスプリッタ１０’を配置して、他の結像光学系１２’および撮像素子１４’を設けることもできる。
【００２９】
なお、本実施形態においては、観察光学系６が、ビームスプリッタ１５により略無限遠光束を９０°偏向する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図２に示されるように、斜め下方に分岐するプリズム２２を採用してもよい。
このプリズム２２としては、略無限遠光束を２回反射させる２つの反射面２２ａ，２２ｂを有し、これらの反射面２２ａ，２２ｂのなす角度θが以下の条件式を満たすことが好ましい。
２０°＜θ＜４０°
【００３０】
θが２０°より小さいと、反射面２２ｂで全反射しなくなる。θが４０°より大きいと、反射面２２ｂに浅い角度で光束が入射する。このため、プリズム２２が長く大きくなってしまい高価になる。
【００３１】
さらに、反射面２２ａ，２２ｂのうち、後段の反射面２２ｂと対物光学系３の光軸Ｃとのなす角度βが以下の条件式を満たすことが好ましい。
８０°＜β＜１００°
後段の反射面２２ｂは、その面積が比較的大きいので対物光学系３の光軸にほぼ直交（β＝９０°）することが望ましい。βが８０°より小さいか１００°より大きいと反射面２２ｂが傾くことにより対物光学系３の光軸方向にスペースをとってしまうことになる。
【００３２】
また、プリズム２２に代えてミラーを使用してもよい。この場合には、θが２０°より小さいと、ミラーの間隔を広くしないと後段の反射面２２ｂを構成するミラーが光束を遮ってしまうので、これを回避するためには、ミラーが配置されるスペースが大きくなってしまう。また、θが４０°より大きいと、後段の反射面２２ｂを構成するミラーが長くなってしまう。このため、反射面２２ｂの面精度を保つために、ミラーを厚くする必要があり、ミラーが配置されるスペースが大きくなってしまう。
【００３３】
また、本実施形態においては、ビームスプリッタ１５を光軸Ｃから挿脱させることにしてもよい。この場合に、ビームスプリッタ１５はダイクロイックミラー９と撮像光学系５との間の略無限遠光束からなる光路に配置されるので、ビームスプリッタ１５を挿脱しても光路長が変動せず、ビームスプリッタ１５を離脱させた際に、代わりにダミーガラスを挿入するなどの光路長の調節を行わなくて済むという利点がある。なお、光路に挿脱する場合には、ビームスプリッタ１５に代えて、ミラーを採用してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ  標本（被写体）
１  倒立顕微鏡
３  対物光学系
１１，１２，１２’  結像光学系（撮影用結像光学系）
１３，１４，１４’  撮像素子
１５  ビームスプリッタ（反射部材）
１６  結像光学系
２０  接眼光学系
２２  プリズム（反射部材）
２２ａ，２２ｂ  反射面
【図１】
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【図２】
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