(57)【要約】      （修正有）【課題】可搬性を損なわず、手軽に合焦操作を行えるレンズユニット及び顕微鏡装置を提供する。【解決手段】レンズ孔が形成された基板１と、基板のレンズ孔１ａに嵌め込まれたレンズ２と、基板に突設された基部３ａ及び基部に回転可能に支持され観察対象物が固定された試料板又は観察対象物が収容された容器が載置される台部３ｂを備える試料保持部材３と、基部３ａに対する台部３ｂの上下方向相対位置を変更することによりレンズ２と観察対象物との距離を調整するねじ機構４を有するレンズユニット１０を、カメラ機能を有するスマートデバイス１１の内蔵カメラのレンズ１１ｂの光軸上にレンズ２が位置するように配置して顕微鏡装置とする。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
カメラ機能を有するスマートデバイスを用いて顕微鏡観察を行うためのレンズユニットであって、
レンズ孔が形成された基板と、
前記レンズ孔に嵌め込まれたレンズと、
前記基板に突設された基部、及び前記基部に回転可能に支持され、前記観察対象物が固定された試料板又は前記観察対象物が収容された容器が載置される台部を備える試料保持部材と、
前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置を変更することにより、前記レンズと前記観察対象物との距離を調整するねじ機構と
を有するスマートデバイス用レンズユニット。
【請求項２】
前記ねじ機構は、前記台部に形成された雄ねじ又は雌ねじと、前記基部に形成され前記台部のねじ溝に螺合する雌ねじ又は雄ねじとで構成されており、
前記台部を回転させると、前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置が変更される請求項１に記載のスマートデバイス用レンズユニット。
【請求項３】
更に、前記台部を回転させるウォームギアが設けられている請求項１又は２に記載のスマートデバイス用レンズユニット。
【請求項４】
前記ウォームギアは、前記台部に設けられたウォームホイールと、前記基板に設けられたウォームを備える請求項３にスマートデバイス用レンズユニット。
【請求項５】
前記ねじ機構は、前記台部に形成された雄ねじ又は傾斜歯切りされたラックと、前記基板に設けられ前記台部の雄ねじの溝又はラックの歯溝と噛合する歯車を備える回転盤状ウォームとで構成されており、
前記回転盤状ウォームを回転させると、前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置が変更される請求項１に記載のスマートデバイス用レンズユニット。
【請求項６】
前記基部は前記基板のレンズ孔を囲むように設けられた円筒体であり、
前記台部には前記基部の中空部から連続する孔が形成されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載のスマートデバイス用レンズユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズユニットと、
カメラ機能を有するスマートデバイスと
を有し、
前記レンズユニットは、前記レンズが前記スマートデバイスに内蔵されたカメラのレンズの光軸上に位置するように配置されている顕微鏡装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、カメラ機能を有するスマートデバイスに取り付けて使用されるレンズユニット及びこのレンズユニットとスマートデバイスとで構成される顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、スマートフォン、タブレット端末及びノート型パーソナルコンピュータなどのようにカメラ機能を備えたモバイル機器を用いて顕微鏡観察を行うためのレンズユニットが提案されている（特許文献１〜３参照）。例えば、特許文献１に記載のレンズユニットは、スマートデバイスに装着され、その内蔵カメラと共に複式顕微鏡を構成する。
【０００３】
現在製品化されているレンズユニットは、ロバートフック型とレーウェンフック型の２つの形式に分類される。中でもレーウェンフック型のレンズユニットとスマートデバイスで構成される複式顕微鏡は、極めて小型で、手持不用の載置型であり、スマートデバイスカメラ部へのレンズユニットの装着や観察対象物の照明が容易であるなどの特徴を有することから、スマートフォン顕微鏡の名称で急速に普及している。
【０００４】
レーウェンフック型レンズユニットを用いた複式顕微鏡の最大の特徴は、スマートデバイスに内蔵されたカメラのレンズ孔上にレンズユニットを配置するだけでよく、レンズユニットと内蔵カメラのレンズとの距離を調節する必要がないことである。このため、レーウェンフック型のレンズユニットは共に用いるカメラの種類が限定されないという特徴を有し、スマートフォンやタブレットに搭載されたカメラの他、パソコン搭載のカメラ、各種ウエッブカメラ、ゲーム制御器搭載のカメラ、市販の可搬型カメラなどに適用することができる。そして、いずれの場合も、内蔵カメラの光軸に合うようにレンズユニットを配置するだけで、複式顕微鏡を実現することができる。
【０００５】
一方、スマートデバイスとレーウェンフック型レンズユニットで構成される従来の顕微鏡装置は、全て固定焦点型であり、その多くは透明試料板の上面や透明容器の底面に合焦する（ピントがあう）よう設計されている。そのため、試料板や容器底面から浮いている観察対象物にはピントが合わず、ボケが生じる。この現象は、低倍率観察や透過光観察では問題にならないが、高倍率観察や反射光観察の場合、焦点深度が浅いため、観察像のボケを防止するために、ピント合わせを行う必要がある。
【０００６】
従来、レーウェンフック型レンズユニットを用いた顕微鏡装置において、ピント合わせを行うための機構が提案されている（特許文献４，５参照）。例えば、特許文献４に記載のレンズユニットは、弾性材料からなり上側が凸になるよう折り目が設けられた試料板を合焦機構により押圧し、そのたわみを変化させることで試料とレンズとの距離を調整している。
【０００７】
また、特許文献５に記載の位置合わせ機構は、カメラ機能を有するスマートデバイスが載置される第１ステージと、第１ステージを水平方向に任意の距離移動させる水平移動機構と、第１ステージの上方に配置され、観察対象の試料が固定された透明試料板が載置される第２ステージと、第２ステージを垂直方向に任意の距離移動させる垂直移動機構とを備え、水平移動機構及び垂直移動機構はそれぞれ独立に動作し、第１ステージと第２ステージとが相対移動する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−０５７６２６号公報
【特許文献２】特開２０１７−１３８５９８号公報
【特許文献３】特開２０１７−１３８６０３号公報
【特許文献４】特開２０１７−０１６０１６号公報
【特許文献５】特開２０１７−０９０７８８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述した従来の合焦機構は、以下に示す課題がある。特許文献４に記載のレンズユニットは、試料板のたわみを利用してレンズから試料までの距離を変更するため、ガラス製の汎用プレパラートを使用することができない。また、特許文献５に記載の位置合わせ機構は、観察領域の特定及び合焦操作を精度よく行うことができるが、装置が大型化するため、用途が限定される。
【００１０】
そこで、本考案は、可搬性を損なわず、手軽に合焦操作を行えるレンズユニット及び顕微鏡装置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】
【００１１】
本考案に係るレンズユニットはカメラ機能を有するスマートデバイスを用いて顕微鏡観察を行うためのレンズユニットであって、レンズ孔が形成された基板と、前記レンズ孔に嵌め込まれたレンズと、前記基板に突設された基部、及び前記基部に回転可能に支持され、前記観察対象物が固定された試料板又は前記観察対象物が収容された容器が載置される台部を備える試料保持部材と、前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置を変更することにより、前記レンズと前記観察対象物との距離を調整するねじ機構とを有する。
前記ねじ機構は、前記台部に形成された雄ねじ又は雌ねじと、前記基部に形成され前記台部のねじ溝に螺合する雌ねじ又は雄ねじとで構成されていてもよく、その場合、前記台部を回転させると、前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置が変更される。
本考案のレンズユニットは、更に、前記台部を回転させるウォームギアが設けられていてもよい。
その場合、前記ウォームギアは、前記台部に設けられたウォームホイールと、前記基板に設けられたウォームを備えていてもよい。
又は、本考案のレンズユニットの前記ねじ機構は、前記台部に形成された雄ねじ又は傾斜歯切りされたラックと、前記基板に設けられ前記台部の雄ねじの溝又はラックの歯溝と噛合する歯車を備える回転盤状ウォームとで構成することもでき、その場合、前記回転盤状ウォームを回転させると、前記基部に対する前記台部の上下方向相対位置が変更される。
本考案のレンズユニットは、前記基部を前記基板のレンズ孔を囲むように設けられた円筒体とし、前記台部に前記基部の中空部から連続する孔が形成してもよい。
【００１２】
本考案に係る顕微鏡装置は、前述したレンズユニットと、カメラ機能を有するスマートデバイスとを有し、前記レンズユニットは、前記レンズが前記スマートデバイスに内蔵されたカメラのレンズの光軸上に位置するように配置されている。
【考案の効果】
【００１３】
本考案によれば、ねじ機構により観察対象物と対物レンズとの距離を調整するため、装置を大型化することなく、簡単な操作で焦点合わせを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案の第１の実施形態のレンズユニットを用いた顕微鏡装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す顕微鏡装置の模式的断面図である。
【図３】本考案の第１の実施形態の第１変形例のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図４】本考案の第１の実施形態の第２変形例のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図５】本考案の第２の実施形態のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図６】本考案の第３の実施形態のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図７】本考案の第４の実施形態のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図８】Ａ〜Ｃは本考案のレンズユニットを用いて撮影した綿の葉の葉柄の断面の染色組織切片標本の顕微鏡像であり、Ａは近位ピント外れ像、Ｂは正焦点像、Ｃは遠位ピント外れ像である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
以下、本考案を実施するための形態について、添付の図面を参照し、詳細に説明する。なお、本考案は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
（第１の実施形態）
先ず、本考案の第１の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。図１及び図２は本実施形態のレンズユニットを用いた顕微鏡装置の構成を模式的に示す図であり、図１は斜視図であり、図２は断面図である。本実施形態のレンズユニットを用いた顕微鏡装置を示す模式図である。図１及び図２に示すように、本実施形態のレンズユニット１０は、カメラ機能を有するスマートデバイス１１を用いて顕微鏡観察を行うためのものであり、少なくとも、基板１、レンズ２及び試料保持部材３を備える。
【００１７】
［基板１］
基板１は、例えば熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる板状成形体であり、レンズ１を収容可能な大きさのレンズ孔１ａが形成されている。基板１の厚さは、レンズ孔に嵌合させたときにレンズ２が突出しない厚さであればよい。
【００１８】
［レンズ２］
レンズ２は、基板１に設けられたレンズ孔１ａに嵌め込まれて保持されている。レンズ２の種類や材質は、特に限定されるものではないが、例えばガラス又はプラスチックにより形成された凸レンズ、平凸レンズ、ボールレンズ又は複合レンズを使用することができる。なお、レンズ２の種類、形、大きさ及び焦点距離などは、顕微鏡の必要倍率に応じて適宜選択することができる。その際、サイズが小さいレンズほど焦点距離が短くなり、スマートデバイス１１の内蔵カメラと一体で構成される複式顕微鏡の倍率が大きくなる。
【００１９】
［試料保持部材３］
試料保持部材３は、観察対象物１３を保持するものであり、基板１に突設された基部３ａと、基部３ａに回転可能に支持された台部３ｂ、基部３ａに対する台部３ｂの位置を変更するねじ機構４で構成されている。基部３ａは、例えば図１，２に示すような円筒体とし、基板１のレンズ孔１ａを囲むように設けることができる。その場合、台部３ｂには基部３ａの中空部から連続する孔を形成し、その上に観察対象物１３が配置されるようにする。
【００２０】
台部３ｂは、観察対象物１３が固定されたスライドガラス１２や観察対象物が収容された容器が載置可能な形状であればよく、例えばロート状又は円盤状とすることができる。例えば、台部３ｂを、図１，２に示すようなロート状とした場合、その脚部が基部３ａに連結され、傘部にスライドガラス１２などが載置される。
【００２１】
ねじ機構４は、雌ねじと雄ねじにより構成されている。例えば、図１，２に示すレンズユニット１０の場合、基部３ａの外面にねじ溝（雄ねじ）が形成されており、台部３ｂの脚部の内面には基部３ａのねじ溝に螺合するねじ溝（雌ねじ）が形成されている。このレンズユニット１０では、基部３ａを軸として台部３ｂを回転させることにより、基部３ａに対する台部３ｂの上下方向の位置を変更して、レンズ２と観察対象物１３との距離を変更する。
【００２２】
［使用方法］
次に、前述したレンズユニット１０を用いて、顕微鏡観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット１０を、スマートデバイス１１の表示部１１ａ側に設けられたフロントカメラ上に配置する。その際、レンズ２がスマートデバイス１１のレンズ１１ｂの光軸上に位置するように配置する。これにより、レンズユニット１０のレンズ２が対物レンズとなり、スマートデバイス１１の内蔵カメラとで複式顕微鏡が構成される。
【００２３】
ここで、レンズユニット１０は、クリップなどの固定部材を用いてスマートデバイス１１のフロントカメラ上に固定することができる。又は、レンズユニット１０の基板１の裏面（スマートデバイス１１側の面）に、粘着性部材や吸着性部材を設け、これらの部材を介してレンズユニット１を固定又は保持してもよい。
【００２４】
次に、試料保持部材３の台部３ｂに、観察対象物１３が固定されたスライドガラス１２又は観察対象物１３が収容された容器（シャーレ）を載置する。その際、レンズ２の直上域に観察対象物１３が位置するようにスライドガラス１２や容器の位置を調整する。その後、スマートデバイス１１の撮像素子１１ｃで撮影された顕微鏡像を表示部１１ａで確認しながら、ねじ機構４を操作して焦点合わせを行う。
【００２５】
具体的には、観察対象物１３とレンズ２の距離を短くする場合は、基部３ａを軸にして台部３ｂを回転させ、台部３ｂを下降させる。一方、観察対象物１３とレンズ２の距離を長くする場合は、台部３ｂを逆方向に回して、台部３ｂを上昇させる。そして、合焦位置でねじ機構の操作を停止し、ピントを固定して撮影を行う。
【００２６】
以上詳述したように、本実施形態のレンズユニット１０は、試料保持部材３に雄ねじと雌ねじからなるねじ機構４を設けているため、台部３ｂを回転させることで、観察対象物１３と対物レンズ（レンズ２）の距離を変えて、顕微鏡像のピント調整することができる。これにより、可搬性を損なう原因となる試料台などの付属機器を用いなくても、容易に合焦操作を行うことができる。
【００２７】
（第１の実施形態の第１変形例）
次に、本考案の第１の実施形態の第１変形例に係るレンズユニットについて説明する。前述した第１の実施形態のレンズユニット１０では、試料保持部材３の基部３ａに雄ねじを形成し、台部３ｂに雌ねじを形成しているが、本考案はこれに限定されるものではなく、ねじ機構２４を構成する雄ねじと雌ねじを逆に形成してもよい。
【００２８】
図３は本変形例のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。なお、図３においては、図１，２に示すレンズユニット１０の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図３に示すように、本変形例のレンズユニット２０は、試料保持部材２３の基部２３ａの内面に雌ねじが形成され、台部２３ｂの脚部に雄ねじが形成されており、基部２３ａに台部２３ｂを螺入する構成となっている。
【００２９】
本変形例のレンズユニット２０も、試料保持部材２３に雄ねじと雌ねじからなるねじ機構２４を設けているため、台部２３ｂを回転させることで、観察対象物と対物レンズ２の距離を変えてピント調整することができる。これにより、可搬性を損なう原因となる試料台などの付属機器を用いなくても、容易に合焦操作を行うことができる。なお、本変形例における上記以外の構成及び効果は、前述した第１の実施形態と同様である。
【００３０】
（第１の実施形態の第２変形例）
次に、本考案の第１の実施形態の第２変形例に係るレンズユニットについて説明する。前述した第１及び第２の実施形態では、台部がロート形状である例を示しているが、本考案はこれに限定されるものではなく、台部は観察対象物を保持可能な形状であればよい。
【００３１】
図４は本変形例のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。なお、図４においては、図１，２に示すレンズユニット１０及び図３に示すレンズユニット２０の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図４に示すように、本変形のレンズユニット３０は、試料保持部材３３の台部３３ｂにおけるスライドガラス１２などが載置される部分が円盤状となっている。
【００３２】
ここで、図４に示すレンズユニット３０では、ねじ機構３４として、基部３３ａに雄ねじが形成され、台部３３ｂに雌ねじが形成されているが、図３に示す第１変形例のレンズユニット２０のように、試料保持部材の基部に雌ねじを形成し、台部に雄ねじを形成してもよい。そして、いずれの構成においても、可搬性を損なわず、手軽に合焦操作を行えるレンズユニットを実現することができる。なお、本変形例における上記以外の構成及び効果は、前述した第１の実施形態及びその第１変形例と同様である。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に、本考案の第２の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。前述した第１の実施形態及びその変形例のレンズユニットでは、レンズ孔を囲むように試料保持部材の基部を設けているが、本考案はこれに限定されるものではなく、試料保持部材はレンズの直上域に観察対象物が配置できればよく、その基部は基板上の任意の位置に設けることができる。
【００３４】
図５は本実施形態のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。なお、図５においては、図１，２に示すレンズユニット１０、図３に示すレンズユニット２０及び図４に示すレンズユニット３０の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図５に示すように、本実施形態のレンズユニット４０は、レンズ孔１ａから所定距離離れた基板１上に、試料保持部材４３の基部４３ａが突設されている。
【００３５】
本実施形態のレンズユニット４０では、試料保持部材４３の基部４３ａを外面に雄ねじが形成された円柱体とし、台部４３ｂの脚部の内面に基部４３ａのねじ溝に螺合する雌ねじが形成されている。そして、基部４３ａの雌ねじと台部４３ｂの雌ねじにより、ねじ機構４４が構成されている。ここで、試料保持部材の基部は、内面に雌ねじが形成された円筒体としてもよく、その場合、台部の脚部の外面に雄ねじを形成すればよい。また、台部の形状も、図５に示す円盤状に限定されず、ロート状とすることもできる。
【００３６】
また、本実施形態のレンズユニット４０には、基板１における試料保持部材４３が設けられている面に、レンズ孔１ａを囲むように光ガイド５が形成されている。光ガイド５は、内蔵カメラのレンズ１１ｂへの環境光の進入を防止するものである。この光ガイド５の材質は、特に限定されるものではないが、例えば光透過率が低い熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂で形成することができる。なお、光ガイド５は、基板１と一体で形成してもよく、その場合、基板１と同じ材料で形成される。また、本実施形態における上記以外の構成は、前述した第１の実施形態と同様である。
【００３７】
［使用方法］
次に、前述したレンズユニット４０を用いて、顕微鏡観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット４０を、スマートデバイス１１のフロントカメラ上に、レンズ２がスマートデバイス１１のレンズ１１ｂの光軸上に位置するように配置する。次に、試料保持部材４３の台部４３ｂに、レンズ２の直上域に観察対象物が位置するよう観察対象物が固定されたスライドガラス１２などを載置する。なお、レンズ２の直上域に台部４３ｂがかかってしまう場合、台部４３ｂの当該領域に開口などを設ける必要がある。
【００３８】
その後、スマートデバイス１１の撮像素子１１ｃで撮影された顕微鏡像を表示部で確認しながら、台部４３ｂを回転させて観察対象物とレンズ２の距離を調整し、焦点合わせを行う。その際、台部４３ｂの回転により、観察対象物がレンズ２の直上域から外れた場合は、スライドガラス１２の位置を調整して観察対象物がレンズ２の直上域に位置するようにする。
【００３９】
本実施形態のレンズユニット４０も、試料保持部材４３に雄ねじと雌ねじからなるねじ機構４４を設けているため、台部４３ｂを回転させることで、観察対象物と対物レンズ（レンズ２）の距離を変えて、顕微鏡像のピント調整することができる。これにより、可搬性を損なう原因となる試料台などの付属機器を用いなくても、容易に合焦操作を行うことができる。更に、レンズ孔１ａの周囲に光ガイド５を設けているため、環境光の進入を防止することができ、ノイズが少ない顕微鏡像が得られる。
【００４０】
（第３の実施形態）
次に、本考案の第３の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。図６は本実施形態のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。なお、図６においては、図１，２に示すレンズユニット１０、図３に示すレンズユニット２０及び図４に示すレンズユニット３０の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
前述した第１の実施形態のレンズユニットは、台部の回転を手動で行うため、ピント調整する際にスライドガラスやシャーレを移動するなどの余分な操作が必要となる。そこで、図６に示すように、本実施形態のレンズユニット５０では、ねじ機構５４にウォームギア６を付加して、台部５３ｂに触れることなく台部５３ｂを回転できる構成としている。具体的には、本実施形態のレンズユニット５０の試料保持部材５３は、外面に雄ねじが形成された円筒状の基部５３ａに、脚部内面に雌ねじが形成された台部５３ｂが連結支持された構成となっており、台部５３ｂの外面にはウォームホイール６ｄが設けられている。
【００４２】
また、基板１には、ウォーム支持部６ｂが突設されており、このウォーム支持部６ｂにウォームホイール６ｄの傾斜歯車（溝）と噛合するねじ溝が形成されたウォーム６ａが回転可能に支持されている。更に、ウォーム支持部６ｂの外側には、ウォーム６ａを回転させるためのウォーム回転用ノブ６ｃが取り付けられている。このレンズユニット５０では、基部５３aのねじ溝、台部５３ｂのねじ溝、ウォーム６ａのねじ溝及びウォームホイール６ｂのねじ溝により、ねじ機構５４が構成されている。
【００４３】
［使用方法］
次に、前述したレンズユニット５０を用いて、顕微鏡観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット５０を、スマートデバイス１１のフロントカメラ上に、レンズ２がスマートデバイス１１のレンズ１１ｂの光軸上に位置するように配置する。次に、試料保持部の台部５３ｂに、レンズ２の直上域に観察対象物が位置するよう観察対象物が固定されたスライドガラス１２などを載置する。
【００４４】
その後、スマートデバイス１１の撮像素子１１ｃで撮影された顕微鏡像を表示部で確認しながら、ウォーム回転用ノブ６ｃを回転させ、観察対象物とレンズ２の距離を調整して焦点合わせを行い、合焦位置でねじ機構５４の操作を停止して撮影を行う。本実施形態のレンズユニット５０は、ウォーム回転用ノブ６ｃを回転させるとウォーム６ａが回転し、それに連動してウォームホイール６ｄが回転するため、ウォームホイール６ｄが固定されている台部５３ｂも回転して下降又は上昇する。
【００４５】
本実施形態のレンズユニット５０では、ウォーム回転用ノブ６ｃの回転方向により、台部５３ｂが下降するか上昇するかを制御し、ウォーム回転用ノブ６ｃの回転量により、台部５３ｂの下降量又は上昇量を調整することができる。即ち、このレンズユニット５０は、台部５３ｂに触れなくても、上下方向における台部５３ｂの位置（観察対象物とレンズ２の距離）を調整し、ピント合わせをすることが可能である。
【００４６】
以上詳述したように、本実施形態のレンズユニット５０は、試料保持部材５３の基部５３ａ及び台部５３ｂにそれぞれ雄ねじ及び雌ねじを設け、その台部５３ｂをウォームギア６により回転させるため、ピント合わせの際に、台部５３ｂ上に載置されたスライドガラスやシャーレを移動する必要がない。また、ウォームギア６により、台部５３ｂの回転量を精密に制御できるため、ウォーム回転用ノブ６ｃを回転させるという簡単な操作で、精度よくピント合わせを行うことができる。更に、ウォームギア６は、基板１上に設置可能であるため、可搬性は損なわれない。
【００４７】
本考案は、図６に示す構成に限定されるものではなく、図４に示すレンズユニット３０や図５に示すレンズユニット４０についても、ウォームギアを付加することができ、その場合も本実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述した第１の実施形態と同様である。
【００４８】
（第４の実施形態）
次に、本考案の第４の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。図７は本実施形態のレンズユニットの構成を模式的に示す断面図である。なお、図７においては、図１，２に示すレンズユニット１０、図３に示すレンズユニット２０、図４に示すレンズユニット３０及び図６に示すレンズユニット５０の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
前述した第３の実施形態のレンズユニットでは試料支持部材の台部の外面にウォームホイールを設けたが、台部の外面にねじ溝又は傾斜歯溝を形成し、これをウォームホイールとして利用すれば、基板にウォームを設けるだけでウォームギアを構成することが可能となる。具体的には、図７に示すレンズユニット６０のように、試料保持部材６３を、レンズ孔１ａの周囲に設けられた円筒状の基部６３ａと、基部６３ａに脚部が連結された台部６３ｂとで構成し、台部６３ｂの脚部外面に雄ねじ又は傾斜歯切りされたラックを形成する。なお、本実施形態のレンズユニット６０では、基部６３ａにねじ溝は不要である。
【００５０】
また、基板１にはウォーム支持部６６ｂが突設されており、このウォーム支持部６６ｂに、台部６３ｂの雄ねじの溝又はラックの歯溝と噛合する歯車が形成された回転盤状ウォーム６６ａが回転可能に支持されている。そして、このレンズユニット６０では、台部６３ｂに形成された雄ねじ又はラックと、基板１に設けられたウォーム６６ａにより、ねじ機構６４が構成されている。
【００５１】
［使用方法］
次に、前述したレンズユニット６０を用いて、顕微鏡観察する方法について説明する。先ず、本実施形態のレンズユニット６０を、スマートデバイス１１のフロントカメラ上に、レンズ２がスマートデバイス１１のレンズ１１ｂの光軸上に位置するように配置する。次に、試料保持部６３の台部６３ｂに、レンズ２の直上域に観察対象物が位置するよう観察対象物が固定されたスライドガラス１２などを載置する。
【００５２】
その後、スマートデバイス１１の撮像素子１１ｃで撮影された顕微鏡像を表示部で確認しながら、回転盤状のウォーム６６ａを回転させて、焦点合わせを行う。具体的には、ウォーム６６ａを回転させて、ウォームホイールとして機能する台部６３ｂ上下動させ、観察対象物とレンズ２の距離を調整する。このレンズユニット６０では、ウォーム６６ａの回転方向により、台部６３ｂの下降又は上昇を制御すると共に、ウォーム６６ａの回転量により、台部６３ｂの下降量又は上昇量が調整できる。そして、合焦位置でねじ機構６４の操作を停止し、ピントを固定して撮影を行う。
【００５３】
以上詳述したように、本実施形態のレンズユニット６０は、試料保持部材６３にウォームギアを構成するねじ溝又は傾斜歯溝を設けているため、別途ウォームホイールを設ける必要がなく、基板にウォーム６６ａを設けるだけで、可搬性を損なわずにウォームギアを備えるねじ機構６４を実現できる。そして、このレンズユニットは、ウォーム６６ａを回転させるという簡単な操作で、精度よくピント合わせを行うことができる。
【００５４】
本実施形態のレンズユニット６０は、ピント合わせの際に、台部６３ｂ上に載置されたスライドガラスやシャーレを移動する必要がなく、更に観察対象物が載置されている台部６３ｂも回転しないため、同一視野に固定した状態で合焦操作を行うことができる。
【００５５】
なお、本考案は、図７に示す構成に限定されるものではなく、図３に示すレンズユニット２０についても、本実施形態と同様の構成のウォームギアを付加することができ、その場合も本実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述した第３の実施形態と同様である。
【実施例】
【００５６】
以下、本考案の実施例として、図１，２に示す構成のレンズユニット１０と、市販のスマートフォンを用いて、綿の葉の葉柄の断面の染色組織切片標本の顕微鏡像を撮影した。レンズユニット１０のレンズ２には、焦点距離が約１４ｍｍのものを用い、スマートフォンの表示部に表示される顕微鏡像の倍率は約１０倍とした。この倍率は、通常の顕微鏡では実体顕微鏡に相当する。また、観察対象の標本は、組織切片が厚さ１．２ｍｍのスライドガラスとカバーガラスに挟まれた標準プレパラートである。
【００５７】
この顕微鏡装置を用いて、試料保持部３の台部３ｂを回転させて、標本とレンズ２との距離を変化させて顕微鏡像の撮影を行った。なお、試料保持部３の台部３ｂを回転させる際は、試料保持部３からプレパラートを移動させ、台部３ｂを所定量回転させた後、再度、台部３ｂにプレパラートを載置した。そして、スマートフォンに表示される画像を確認しながら、手動で観察対象物（標本）の位置調整を行った。
【００５８】
図８Ａ〜Ｃは本実施例で撮影した顕微鏡像であり、図８Ａはプレパラートがレンズに近づきピントが外れた顕微鏡像（近位ピント外れ像）、図８Ｂはプレパラートがピントのあった正焦点位置にある顕微鏡像（正焦点像）、図８Ｃはプレパラートがレンズから遠くにずれピントが外れた顕微鏡像（遠位ピント外れ像）である。本実施例で用いたレンズユニットは、試料保持部３の台部３ｂを回転するだけで、図８Ａに示す近位ピント外れの状態、又は、図８Ｃに示す遠位ピント外れの状態から、容易に、図８Ｂに示す正焦点状態にすることができた。
【００５９】
以上の結果から、本考案のレンズユニット及び複合顕微鏡を用いることにより、装置を大型化することなく、手軽にピント合わせできることができることが確認された。
【符号の説明】
【００６０】
１  基板
１ａ  レンズ孔
２  レンズ（対物レンズ）
３、２３、４３、５３、６３  試料保持部材
３ａ、２３ａ、３３ａ、４３ａ、５３ａ、６３ａ  基部
３ｂ、２３ｂ、３３ｂ、４３ｂ、５３ｂ、６３ｂ  台部
４、２４、３４、４４、５４、６４  ねじ機構
５  光ガイド
６  ウォームギア
６ａ、６６ａ  ウォーム
６ｂ、６６ｂ  ウォーム支持部
６ｃ  ウォーム回転用ノブ
６ｄ  ウォームホイール
１０、２０、３０、４０、５０、６０  レンズユニット
１１  スマートデバイス
１１ａ  表示部
１１ｂ  内蔵カメラのレンズ
１１ｃ  内蔵カメラのイメージセンサ
１２  スライドガラス
１３  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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