(57)【要約】【課題】本体ユニットと観察ユニットとを簡易にかつ高精度に取り付けることが可能な倒立型顕微鏡を提供すること。【解決手段】標本Ｓからの観察光を結像する倒立型顕微鏡１であって、標本Ｓの観察光を中間像Ｐ１として形成する１次結像光学系を含む本体ユニット１０と、観察光を折り曲げるミラー２２１、および中間像Ｐ１をリレーする複数のレンズからなるリレー光学系を含み、本体ユニット１０に対して着脱自在な観察ユニット２０と、観察ユニット２０に保持され、リレー光学系を通過した観察光を結像する鏡筒光学系と、を備えた。【選択図】図１
2013231852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本からの観察光を結像する倒立型顕微鏡であって、
前記標本の観察光を中間像として形成する１次結像光学系を含む本体ユニットと、
前記観察光を折り曲げる折り曲げ光学素子、および前記中間像をリレーする複数のレンズからなるリレー光学系を含み、前記本体ユニットに対して着脱自在な観察ユニットと、
前記本体ユニットまたは前記観察ユニットに保持され、前記リレー光学系を通過した観察光を結像する鏡筒光学系と、
を備えたことを特徴とする倒立型顕微鏡。
【請求項２】
前記リレー光学系は、前記複数のレンズが位置決めされた状態で一体的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の倒立型顕微鏡。
【請求項３】
前記鏡筒光学系は、前記観察ユニットに保持されることを特徴とする請求項２に記載の倒立型顕微鏡。
【請求項４】
前記リレー光学系は、前記観察ユニットの前記本体ユニットと接触する側の壁面に沿うように配設されたことを特徴とする請求項２に記載の倒立型顕微鏡。
【請求項５】
前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズは、前記中間像の結像位置から該中間像の焦点深度範囲外に配置したことを特徴とする請求項１に記載の倒立型顕微鏡。
【請求項６】
前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズの焦点位置をｆ、開口数をＮＡとしたとき、
前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズ有効径ｄは、式ｄ＝２×ｆ×ＮＡを満たすことを特徴とする請求項１に記載の倒立型顕微鏡。
【請求項７】
前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズは、該レンズの有効径が２５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の倒立型顕微鏡。
【請求項８】
前記鏡筒光学系は、プリズムを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の倒立型顕微鏡。
【請求項９】
前記１次結像光学系と前記折り曲げ光学素子との間にプリズムを配置したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の倒立型顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光を標本に照射し、標本から反射または透過した光を受光して標本の観察を行う倒立型顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医学や生物学等の分野では、細胞等の観察に、標本を照明して観察する顕微鏡が用いられている。また、工業分野においても、金属組織等の品質管理や、新素材の研究開発、電子デバイスや磁気ヘッドの検査等、種々の用途で顕微鏡が利用されている。顕微鏡による標本の観察としては、目視による観察の他、ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を用いて標本像を撮像し、撮像した画像のモニタ表示による観察が知られている。
【０００３】
従来の倒立型の顕微鏡は、倒立型顕微鏡の土台をなし、倒立型顕微鏡全体の制御を行う制御基板が設けられた本体ユニットと、本体ユニットに着脱自在に設けられ、少なくとも接眼レンズが設けられる鏡筒を有する観察ユニットと、を備える（例えば、特許文献１を参照）。本体ユニットには、例えば標本を載置するステージ、倍率の異なる複数の対物レンズを標本に対して交換可能に保持するレボルバ、落射照明光を出射する第１ランプハウス、顕微鏡本体に保持され、透過照明光を出射する第２ランプハウスなどが取り付けられる。特許文献１が開示する倒立型顕微鏡では、本体ユニットに対して、観察ユニットやランプハウスをそれぞれ着脱自在に連結し、用途に応じて組み合わせることができる。
【０００４】
ここで、従来の倒立型顕微鏡では、対物レンズを通過した観察光が、結像レンズによって結像され、複数のレンズからなるリレー光学系を経由して本体ユニットから観察ユニット側に観察光が進入し、観察ユニット側の結像レンズにおいて再び結像される。観察者は、観察ユニット側の結像レンズにおいて結像された観察像を目視することによって、標本の観察を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６７９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１が開示する倒立型顕微鏡は、本体ユニットと観察ユニットとを接続した状態において、本体ユニットと観察ユニットとの間を跨ぐようにリレー光学系が配設される。ここで、リレー光学系は、各レンズの軸を揃える必要があるため、リレー光学系として複数のレンズを一体的に固定することが好ましい。すなわち、特許文献１が開示する倒立型顕微鏡では、例えば観察ユニット側でリレー光学系を固定して、本体ユニット側に、観察ユニットから突出した部分のリレーユニットを保持する保持部を形成する必要がある。
【０００７】
また、本体ユニット側の保持部にリレー光学系を取り付ける場合、リレー光学系の軸を、結像レンズを通過した観察光の光軸と一致させる必要がある。そのため、上述した保持部において形成位置などの精度が求められ、実際には、工場で機械などを用いて高精度に調整する必要がある。また、特許文献１が開示する倒立型顕微鏡では、構成上、本体ユニットの底面にリレー光学系を配置せざるを得ず、鏡筒で目視観察しながらの調整は困難であった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、本体ユニットに対してリレー光学系を簡易にかつ高精度に取り付けることが可能な倒立型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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、標本からの観察光を結像する倒立型顕微鏡であって、前記標本の観察光を中間像として形成する１次結像光学系を含む本体ユニットと、前記観察光を折り曲げる折り曲げ光学素子、および前記中間像をリレーする複数のレンズからなるリレー光学系を含み、前記本体ユニットに対して着脱自在な観察ユニットと、前記本体ユニットまたは前記観察ユニットに保持され、前記リレー光学系を通過した観察光を結像する鏡筒光学系と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記リレー光学系は、前記複数のレンズが位置決めされた状態で一体的に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記鏡筒光学系は、前記観察ユニットに保持されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記リレー光学系は、前記観察ユニットの前記本体ユニットと接触する側の壁面に沿うように配設されたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズは、前記中間像の結像位置から該中間像の焦点深度範囲外に配置したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズの焦点位置をｆ、開口数をＮＡとしたとき、前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズ有効径ｄは、式ｄ＝２×ｆ×ＮＡを満たすことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズは、該レンズの有効径が２５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記鏡筒光学系は、プリズムを有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記１次結像光学系と前記折り曲げ光学素子との間にプリズムを配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、標本の観察光を中間像として形成する１次結像光学系を含む本体ユニットと、１次結像光学系によって結像された観察光を折り曲げる折り曲げ光学素子、および複数のレンズからなり、中間像をリレーするリレー光学系を含み、本体ユニットに対して着脱自在な観察ユニットと、本体ユニットまたは観察ユニットに保持され、リレー光学系を通過した観察光を結像する鏡筒光学系と、を備えるようにしたので、本体ユニットに対してリレー光学系を簡易にかつ高精度に取り付ける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】図１は、本発明の実施の形態にかかる倒立型顕微鏡の全体構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかる倒立型顕微鏡の要部の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態にかかる倒立型顕微鏡の要部の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態にかかる倒立型顕微鏡の要部の構成を示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかる倒立型顕微鏡の要部の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００２１】
まず、本実施の形態にかかる倒立型顕微鏡について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる倒立型顕微鏡１の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、倒立型顕微鏡１は、例えば蛍光色素にて特異的に染色された標本Ｓからの観察光を結像して標本Ｓを観察するための倒立型の顕微鏡であって、倒立型顕微鏡１の土台をなす本体ユニット１０と、本体ユニット１０に着脱自在に設けられ、少なくとも接眼レンズが設けられる鏡筒２０ａを有する観察ユニット２０と、を備える。
【００２２】
本体ユニット１０は、倒立型顕微鏡１の載置面に載置され、各々が略柱状に延びる鏡脚部１１ａ１，１１ａ２を有する側面視で凹状をなす基部１１ａと、鏡脚部１１ａ１，１１ａ２に支持されるとともに、後述するレボルバ１３を保持するレボルバ保持部１１ｂと、レボルバ保持部１１ｂから、後述する対物レンズ１３ａの光軸Ｎ１方向に延びる支柱１１ｃと、からなる本体部１１を有する。基部１１ａには、倒立型顕微鏡１全体の制御を行う制御基板１１ｄが設けられている。制御基板１１ｄは、外部からの電源を各部へ中継したり、自身に電源が内蔵され、各部へ中継したりする場合もある。
【００２３】
また、支柱１１ｃには、対物レンズ１３ａの光軸Ｎ１に沿って上下動可能に支持されるコンデンサ１１１が設けられている。また、本体ユニット１０には、標本Ｓの観察光が出射される開口部１１ｅが形成されており、観察ユニット２０と接続した状態で、観察光が、開口部１１ｅを介して観察ユニット２０に送られる。
【００２４】
また、本体ユニット１０には、レボルバ保持部１１ｂに取り付けられ、例えば標本Ｓを載置するステージ１２、倍率の異なる複数の対物レンズ１３ａを標本Ｓに対して交換可能に保持するレボルバ１３、光源１４ａ，１５ａを有し、落射照明光を出射する第１ランプハウス１４，１５、基部１１ａに保持され、光源１９ａを有し、透過照明光を出射する第２ランプハウス１９などが取り付けられる。第２ランプハウス１９からの光は、ミラー１９ｂによって標本Ｓ（対物レンズ１３ａ）に向けて反射される。
【００２５】
また、基部１１ａの鏡脚部１１ａ１，１１ａ２によって形成される内部領域１１ａ３，１１ａ４には、落射照明光、および標本Ｓが反射もしくは標本Ｓを透過した光の光路を切り替えるミラーユニット１６が第１ランプハウス１４，１５に応じて取り付けられている。また、基部１１ａは、内部において、ミラーユニット１６からの光を結像して中間像Ｐ１を形成する結像レンズ１７ａと、結像レンズ１７ａからの光を所定方向（軸Ｎ２方向）に反射するミラー１７ｂと、結像レンズ１７ａおよびミラー１７ｂの間であって、光軸Ｎ１を横切る位置に配設されたオプションユニット追加領域１１２に設けられ、標本Ｓおよび対物レンズ１３ａを通過する光軸Ｎ１の光を透過または所定の方向に折り曲げる光路切替プリズム１８と、を備える。なお、１次結像光学系は、結像レンズ１７ａのみで構成されていてもよいし、複数枚のレンズからなるものであってもよい。なお、１次結像光学系は、結像レンズ１７ａおよびミラー１７ｂを含む。なお、光路切替プリズム１８は、結像レンズ１７ａと、後述するミラー２２１との間に配置されていれば適用可能である。
【００２６】
レボルバ１３は、倍率の異なる複数の対物レンズ１３ａを固定配置しており、自身が回転することにより、択一的に選択された対物レンズ１３ａをステージ１２に載置された標本Ｓの直下に配置して、標本Ｓへの光の照射または標本Ｓからの光の取り込みを所定の対物レンズ１３ａに行わせるものである。また、レボルバ１３は、レボルバ駆動部１３１に保持され、例えばラック−ピニオン機構（図示せず）を介して入力された動力に応じて、レボルバ駆動部１３１がステージ１２に対して近接離反する態様で上下方向に沿って変位することによって、対物レンズ１３ａの光軸Ｎに沿って移動可能である。この移動によって、標本Ｓの像のピントを調節することができる。
【００２７】
なお、動力の入力を、ラック−ピニオン機構を介して伝達するもののほか、モータを内蔵することによって、制御基板１１ｄの制御のもと、レボルバ１３が移動するものであってもよい。
【００２８】
また、レボルバ保持部１１ｂには、図示しないＺドリフトコンペンセータ（ＺＤＣ）が取り付けられてもよい。ＺＤＣはアクティブ方式の自動焦点合わせ装置で、軸Ｎ３方向にＩＲ光（赤外線）を発し、ＺＤＣ用のダイクロイックミラー１３ｂによって光軸Ｎ１方向に向けてＩＲ光を挿入し、標本Ｓから反射して戻ってきたＩＲ光を再びＺＤＣ用のダイクロイックミラー１３ｂでＺＤＣ内に戻して、戻り光の位置で対物レンズ１３ａと標本Ｓとの位置を一定に維持することができる。観察者は、長時間観察時などにこのＺＤＣ用のダイクロイックミラー１３ｂを光軸に挿入し、ＺＤＣを使う事で、常に標本Ｓにピントを合わせ、対物レンズ１３ａをオフセットして使用することができる。
【００２９】
第１ランプハウス１４，１５は、水銀ランプなどの光源１４ａ，１５ａを内蔵した筐体であり、投光管１４ｂ，１５ｂを介して基部１１ａに着脱可能となる態様で配設してある。投光管１４ｂ，１５ｂは、第１ランプハウス１４，１５の光源１４ａ，１５ａが発した光の通過を許容するものである。なお、光源１４ａ，１５ａをレーザに代えてもよい。
【００３０】
ミラーユニット１６は、励起フィルタ１６ａ、ダイクロイックミラー１６ｂおよび吸収フィルタ１６ｃを有する。励起フィルタ１６ａは、励起波長に対応した光を光源１４ａ，１５ａから出射された出射光から抽出する。ダイクロイックミラー１６ｂは、光源１４ａ，１５ａから出射された光のうち、所定波長の光を反射するとともに、標本Ｓが発した光のうち、所定波長の光を透過する。吸収フィルタ１６ｃは、標本Ｓが発した光から所望の波長の光を抽出する。なお、ミラーユニット１６は、ミラーカセットに複数、例えば８個が挿脱可能に保持され、内蔵されたモータ（図示せず）により、第１ランプハウス１４，１５の光源１４ａ，１５ａが発した光の光路に対して進入、あるいは離脱する態様で挿脱可能に構成してある。
【００３１】
また、ミラーユニット１６は、取り付けられる光源１４ａ，１５ａおよび標本Ｓから発せられる光の波長によって、励起フィルタ１６ａ、ダイクロイックミラー１６ｂおよび吸収フィルタ１６ｃの機能が異なる。機能の異なるミラーユニット１６を使用することによって、例えば、細胞を染色した蛍光色素や、細胞に発現させた蛍光タンパクが励起するための波長を選択的に照明し、二重、三重に染色した細胞の所望の蛍光色素や蛍光タンパクだけを励起させる事ができる。
【００３２】
光路切替プリズム１８は、複数のプリズムを有し、例えば、光軸Ｎ１の光を１００％透過するプリズム１８ａ、光軸Ｎ１の光の５０％の光を透過するとともに、光軸Ｎ１の光の残りの５０％の光を、光軸Ｎ１に直交する方向（例えば、紙面に直交する方向）に折り曲げるプリズム１８ｂ、光軸Ｎ１の光の１００％の光を光軸Ｎ１に直交する方向（例えば、紙面に直交する方向）に折り曲げるプリズム１８ｃからなる。また、基部１１ａの光路切替プリズム１８に応じた位置には、ＣＣＤカメラなどに接続されるカメラポートＣＰが設けられ、光路切替プリズム１８によって光軸Ｎ１の光を光軸Ｎ１に直交する方向に折り曲げられた光は、このカメラポートＣＰに導入される。ここで、観察光が、これらのプリズム１８ａ〜１８ｃ内を通過することによって、観察光の経路において、空間中を移動する距離を短くすることができる。
【００３３】
第２ランプハウス１９は、ハロゲンランプなどの光源１９ａを内蔵した筐体であり、支柱１１ｃに支持されている。第２ランプハウス１９は、標本Ｓを透過する透過照明光を支柱１１ｃ内部に出射する。支柱１１ｃ内部に設けられたミラー１９ｂは、第２ランプハウス１９の光源１９ａが発した光を標本Ｓ側に反射させるものである。
【００３４】
ここで、ミラー１７ｂによって軸Ｎ２方向に反射された標本Ｓからの観察光は、中間像Ｐ１を結像する。なお、カメラポートＣＰ側に光路が分岐される場合は、この分岐点から中間像Ｐ１の結像面までの距離と同じ距離で観察像が得られる。また、基部１１ａは、中間像Ｐ１を結像する位置において、標本Ｓの部分的な寸法を測定するスケールや撮像範囲を示すフレーミングレチクルを挿入するためのスロット１１３が形成されている。
【００３５】
観察ユニット２０は、本体ユニット１０と接続した状態で、基部１１ａに設けられた開口部１１ｅから標本Ｓの観察光を取り込む。観察ユニット２０は、少なくとも接眼レンズを有する鏡筒２０ａが着脱可能に取り付けられてなる本体部２１を有する。また、本体部２１には、この本体部２１の壁面から突出し、開口部１１ｅと嵌合する突出部２１ａが形成されている。
【００３６】
本体部２１は、その内部において、開口部１１ｅから出射された標本Ｓの観察光を折り曲げるミラー２２１（折り曲げ光学素子）と、ミラー２２１で反射された光を取り込んで、中間像Ｐ１をリレーして平行光とする複数のレンズが、各々のレンズの中心を一致させるように位置決めした状態で一体的に保持する保持筒２２２によって保持されて、リレー光学系を形成するリレーレンズ群２２と、リレーレンズ群２２によってリレーされた中間像Ｐ１を所定方向に折り曲げる第１プリズム２３と、を有する。
【００３７】
また、本体部２１に取り付けられる鏡筒２０ａは、第１プリズム２３から出射した観察光（平行光）を結像する結像レンズ２４と、結像レンズ２４によって結像された観察光を所定方向に折り曲げる第２プリズム２５と、を有する。鏡筒２０ａの接眼レンズは、第２プリズム２５から出射される観察光によって観察像Ｐ２を結像する。
【００３８】
なお、結像レンズ２４、第２プリズム２５および接眼レンズ２０ａによって鏡筒光学系を構成する。また、保持筒２２２内で保持されている複数のレンズにおいて、それぞれのレンズ単体で位置調整を行えるような調整機構を有してもよい。また、リレーレンズ群２２の各レンズは、集光用の等倍のレンズであってもよいし、倍率の異なるレンズであってもよいし、倍率を切替可能なズーム式レンズであってもよい。また、本実施の形態では、観察ユニット２０側に保持されるものとして説明するが、第１プリズム２３と光学的に連結可能であれば本体ユニット１０に保持されるものであってもよい。
【００３９】
このとき、リレーレンズ群２２において、複数のレンズのうち、ミラー２２１（本体ユニット１０）に最も近い側のレンズ２２ａは、ミラー２２１で反射された観察光をより確実に取り込むため、ミラー２２１の反射光の中心軸を通過し、この中心軸に垂直な方向の径が大きいことが好ましい。レンズ２２ａの径は、例えば、本体ユニット１０と観察ユニット２０とが接続した状態における結像レンズ１７ａからの距離に応じて決定される。ここで、レンズ２２ａの焦点位置をｆ、開口数をＮＡとしたとき、レンズ２２ａの有効径ｄは、式ｄ＝２×ｆ×ＮＡを満たす。また、実際に用いる場合のレンズ２２ａの有効径としては、例えば有効径が２５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４０】
また、レンズ２２ａは、中間像Ｐ１の結像位置から、この中間像Ｐ１の焦点深度範囲外に配置されている。これにより、光学部材内に気泡が存在する場合であっても、観察する像にこの気泡が写りこむことがなく、標本Ｓの標本像を得ることができる。
【００４１】
上述した構成を有する倒立型顕微鏡１では、落射照明の場合、光源１４ａ，１５ａからの落射照明光を投光管１４ｂ，１５ｂ内において平行光束とし、励起フィルタ１６ａで波長が選択され、ダイクロイックミラー１６ｂによって対物レンズ１３ａに向けて照明光が折り曲げられる。ダイクロイックミラー１６ｂによって折り曲げられた照明光が、対物レンズ１３ａを介して標本Ｓに照射されると、標本Ｓは、細胞の蛍光色素または蛍光タンパクが励起され蛍光を発する。発せられた蛍光を像として対物レンズ１３ａが取り込み、ダイクロイックミラー１６ｂと吸収フィルタ１６ｃとを透過して、光軸Ｎ１上に位置された標本Ｓの中間像Ｐ１が対物レンズ１３ａおよび結像レンズ１７ａによって観察光路上（光軸Ｎ２上）に形成され、リレーレンズ群２２、結像レンズ２４を介して接眼レンズの位置で結像され、蛍光などの発光による標本像Ｐ２として観察者により目視観察される。
【００４２】
また、透過照明の場合、第２ランプハウス１９の光源１９ａからの透過照明光を、ミラー１９ｂを介して標本Ｓに照射すると、対物レンズ１３ａの光軸Ｎ１上に位置された標本Ｓの中間像Ｐ１が対物レンズ１３ａおよび結像レンズ１７ａによって観察光路上（光軸Ｎ２上）に形成され、リレーレンズ群２２、結像レンズ２４を介して接眼レンズの位置で結像され、透過光による標本像Ｐ２として観察者により目視観察される。なお、透過光観察は、明視野観察、位相差観察、微分干渉観察などを行う場合に用いられる。
【００４３】
図２〜５は、本実施の形態にかかる倒立型顕微鏡１の要部の構成を示す模式図である。なお、図２，４では、鏡筒２０ａが取り外された状態の観察ユニット２０を示している。本体ユニット１０（基部１１ａ）は、観察ユニット２０に接続された際に観察ユニット２０と接触する側の面において、上述した開口部１１ｅと、略矩形の開口を有し、凹状の空間を形成する凹部１１ｆと、を有する。また、本体ユニット１０（基部１１ａ）には、観察ユニット２０と接触する側の面と直交する側面に設けられ、開口部１１ｅに向けて貫通する貫通孔１１ｇが形成されている。
【００４４】
観察ユニット２０（本体部２１）は、開口部１１ｅが形成する内部空間に応じた形状をなして突出する突出部２１ａと、凹部１１ｆが形成する空間に応じた凸状をなして突出する凸部２１ｂと、を有する。
【００４５】
開口部１１ｅは、壁面において円をなして開口し、壁面側から内部側に向けて一部が拡径した錘状の空間を形成している。また、突出部２１ａは、開口部１１ｅに応じて拡径する外周面を有し、突出方向側が拡径する錘状をなしている。
【００４６】
凹部１１ｆは、壁面側から内部側に向けて一部が拡径した略柱状の空間を形成している。また、凸部２１ｂは、凹部１１ｆに応じて拡径する外周面を有し、突出方向側が拡径する柱状をなしている。
【００４７】
本体ユニット１０および観察ユニット２０を接続する際、開口部１１ｅに対して、突出部２１ａを嵌合させる。このとき、凸部２１ｂと凹部１１ｆとが嵌合することによって、本体ユニット１０に対する観察ユニット２０の開口部１１ｅの周りの回転を防止して、本体ユニット１０に対して観察ユニット２０の取り付け位置を決定する。これにより、ミラー１７ｂ，２２１間の光路が形成され、標本Ｓの観察光による標本像Ｐ２を接眼レンズにおいて結像することができる。
【００４８】
ここで、図５に示すように、開口部１１ｅと突出部２１ａとが嵌合した状態で、貫通孔１１ｇにビス１００を挿通して、突出部２１ａの側面に当接させて固定することによって、本体ユニット１０および観察ユニット２０の接続状態を一段と確実なものとすることができる。また、開口部１１ｅの空間の大きさが、突出部２１ａの外周より大きい場合、ビス１００によって突出部２１ａを開口部１１ｅの壁面に当接させることで、本体ユニット１０および観察ユニット２０の接続状態の維持、および観察ユニット２０の位置決めを行うことができる。
【００４９】
また、観察ユニット２０に代えて、開口部１１ｅにＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサを備えたカメラユニットを接続することにより、標本像の撮像を行うことができる。このとき、結像レンズ１７ａおよび標本像Ｐ２間の距離に応じて、光路長を調節して、イメージセンサの受光面に結像することによって実現できる。ここで、目視観察と撮像による観察を同時に行う場合は、光路切替プリズム１８において、光軸Ｎ１の光の５０％の光を透過するとともに、光軸Ｎ１の光の残りの５０％の光を、光軸Ｎ１に直交する方向に折り曲げるプリズム１８ｂに切り替えて、カメラポートＣＰにカメラユニットを接続することで、同時に観察することが可能である。
【００５０】
上述した本実施の形態によれば、複数のレンズからなり、互いのレンズ中心が一致した状態で用いられるリレーレンズ群２２およびミラー２２１を観察ユニット２０内に収容し、ミラー１７ｂ，２２１を介して本体ユニット１０からの観察光を取り込むとともに、本体ユニット１０に対して観察ユニット２０が着脱可能となるようにしたので、本体ユニットと観察ユニットとを簡易にかつ高精度に取り付けることができる。これにより、本体ユニットに対してリレー光学系を簡易にかつ高精度に取り付けることが可能となる。
【００５１】
また、上述した本実施の形態によれば、本体ユニット１０には、リレー光学系を配置するためのスペースを必要とせず、本体ユニット１０を必要最小限の大きさとすることができるため、倒立型顕微鏡が占める領域を必要最小限とすることが可能となる。さらに、この必要最小限の構成において、観察ユニットやカメラユニットを選択的に取り付けることができる。
【００５２】
ここで、従来の倒立顕微鏡においては、標本の観察光を結像して得られる中間像を１回折り曲げてリレー光学系によって接眼レンズまでリレーするＶ字光路と、標本の中間像を２回折り曲げてリレー光学系によって接眼レンズまでリレーするＵ字光路と、が挙げられる。一般的には、１回折り曲げて接眼レンズまで中間像をリレーするＶ字光路の方が、２回折り曲げのＵ字光路と比して光路長が短いため、明るく劣化の少ない像が得られるとされている。一方で、対物レンズ１３ａと結像レンズ１７ａとの間にミラーユニットなどを配設する場合、Ｖ字光路では、光路上にミラーユニットが配設されることを防ぐために、ミラーユニットの配設領域が制限されるため、Ｕ字光路であることが好ましいとされている。
【００５３】
これに対して、上述した実施の形態によれば、レンズ２２ａの径を、結像レンズ１７ａからの距離に応じて設定して、レンズ２２１で反射する光をより広い範囲で取り込むようにしたので、標本Ｓからの観察光を確実に集光し、明確な標本像を得ることが可能となる。すなわち、Ｖ字光路およびＵ字光路の特徴を併せ持つ倒立型顕微鏡を得ることが可能である。
【００５４】
また、上述した実施の形態によれば、観察光の光路上に、この光路上の空間を充填するように複数のプリズムを設けたので、倒立型顕微鏡の内部において、プリズム内の光路により、空間中を移動する光路を短くすることができ、Ｕ字光路の構成において明るく劣化の少ない像を得ることができる。また、プリズム内で観察光を反射させて光路を切り替えることにより、ミラーを行路に応じて複数配置する必要がなく、構成を簡易なものとすることができる。
【００５５】
また、上述した実施の形態によれば、リレーレンズ群２２を観察ユニット２０の本体ユニット１０と接触する側の壁面に沿うように配設したので、観察ユニット２０自体の大型化を抑制することによって、本体ユニット１０に観察ユニット２０を取り付けた場合の倒立顕微鏡１全体の大型化を抑制することが可能となる。また、リレーレンズ群２２は、複数のレンズ群を位置決めした状態で固定されているため、光軸合わせなどの調整を容易に行うことができる。
【００５６】
なお、上述した実施の形態では、倒立型顕微鏡を例に説明したが、例えば、微分干渉観察光学系を形成し、標本を拡大する対物レンズ、対物レンズを介して標本を撮像する撮像機能および画像を表示する表示機能を備えた撮像装置、例えば、ビデオマイクロスコープ等であっても、本発明を適用することができる。
【００５７】
以上のように、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、本体ユニットと観察ユニットとを簡易にかつ高精度に取り付けるのに有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１  倒立型顕微鏡
１０  本体ユニット
１１，２１  本体部
１１ａ  基部
１１ａ１，１１ａ２  鏡脚部
１１ｂ  レボルバ保持部
１１ｃ  支柱
１１ｄ  制御基板
１１ｅ  開口部
１１ｆ  凹部
１１ｇ  貫通孔
１２  ステージ
１３  レボルバ
１３ａ  対物レンズ
１３ｂ，１６ｂ  ダイクロイックミラー
１４，１５  第１ランプハウス
１４ａ，１５ａ，１９ａ  光源
１６  ミラーユニット
１６ａ  励起フィルタ
１６ｃ  吸収フィルタ
１７ａ，２４  結像レンズ
１７ｂ，１９ｂ，２２１  ミラー
１８  光路切替プリズム
１９  第２ランプハウス
２０  観察ユニット
２０ａ  鏡筒
２１ａ  突出部
２１ｂ  凸部
２２  リレーレンズ群
２３  第１プリズム
２５  第２プリズム
１１１  コンデンサ
１１２  オプションユニット追加領域
１１３  スロット
【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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