JP2005157328A - 顕微鏡カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】特に実体顕微鏡によるディジタル画像の撮影に適した顕微鏡カメラに関するものである。
【解決手段】顕微鏡光路の１つに固定配置された、あるいは挿入可能で、顕微鏡中間像１４を撮像チップに結像させる結像光学系へと偏向させる偏向素子を有し、顕微鏡本体と観察鏡筒との間に直接取付け可能である、カメラ部品の集積された、さらには撮像チップ制御用電子回路、画像データ処理ユニットおよび画像表示ユニットを併せ持つ顕微鏡中間鏡筒
【選択図】図９

Description

本発明は、特に実体顕微鏡によるディジタル画像の撮影に適した顕微鏡カメラに関するものである。

顕微鏡写真においてディジタルカメラは従来の小画像顕微鏡写真に代わって次第に多く使用されるようになっている。ディジタルカメラによる顕微鏡画像は「メモリースティック」や「ＰＣカード」のような記憶媒体あるいはＰＣに保存し、それに対応したソフトウエアを使って処理することができる。また画像データをビデオモニタやビデオプリンタで再生することもできる。小画像顕微鏡写真およびビデオ顕微鏡写真からすでに知られているように、ディジタルカメラは顕微鏡にいろいろな形で適用できる。

ａ） 固定対物レンズ付属のディジタルコンパクトカメラの適用
この場合は市販のディジタルコンパクトカメラを顕微鏡に装備されている写真出力ポートに取付けて顕微鏡写真を撮影する。この取付けには次のことを満たす機械的光学的アダプタが必要である。
− 接眼レンズあるいは写真用ポートに取付けられること
− ディジタルコンパクトカメラを顕微鏡の光軸に固定できること
− 結像光学系（接眼レンズ、投影レンズ、レンズ系）を有すること。
これは対物レンズを無限遠（∞）に設定したカメラの結像面に顕微鏡画像を結像させるもので、その場合カメラに導かれる光路は顕微鏡からの直接の光路でも、また適当な分割素子を使って直接の顕微鏡光路から偏向させた分割光路でも可能である。

カメラの対物ズームレンズが望遠領域（光学的ズーム領域）の方に移動したときにカメラの画像が切り取られずフォーマットを一杯に充たすには、また対物レンズのある一定の焦点距離以遠でその状態を保つためには、アダプタの結像光学系の後ろの光路の射出ひとみが無限遠（∞）の距離に設定されたカメラの対物レンズの入射ひとみ「チューブ」（入射ひとみの位置と大きさがズーム時の焦点変化に伴って変化する）に適合させる必要がある。

すなわちアダプタ光学系の射出ひとみはアダプタ光学系上方でできるだけ離れた距離にあること、カメラ取付部のあるアダプタ部分は結像光学系のあるアダプタ部に対して光軸の方向に充分大きな距離を移動、固定できることが必要である。この設定およびその後に得られる顕微鏡画像はＬＣＤモニタあるいはカメラのファインダで観察することができる。このような取付方法は本出願人会社からＺｅｉｓｓ実体顕微鏡ＤＶ４およびＤＲ用に接眼アダプタの形で提供されている。

図１はこのような取付けの実施例を示す。実体顕微鏡本体から接眼レンズ取付部２に達する実体顕微鏡光路１の１つにおいて、顕微鏡中間像が接眼レンズ５から無限遠の方に、つまり無限遠（∞）に設定したカメラの対物レンズ７に、またそこからディジタルコンパクトカメラ１１の画像面１０に結像する。接眼レンズ５の付いたアダプタの下の部分４は接眼レンズ取付部２にねじ固定されており、カメラ取付部のあるアダプタ６の上の部分はカメラ対物レンズ７の対物レンズねじにねじ固定されている。

接眼レンズ５の射出ひとみ８は接眼レンズ５の上方にあって、できるだけ大きな距離Ａが取られている。カメラ１１の付いたアダプタ６の上の部分は下のアダプタ部分４に対して光軸の方向に相対移動できる。接眼レンズ５の射出ひとみ８がカメラの対物レンズ７の入射ひとみ「チューブ」９の中にあれば、カメラ１１の付いたアダプタ６の上の部分を顕微鏡画像に対し位置調整し、下のアダプタ部分４で固定用ねじ１２により固定する。
このような（対物レンズねじホルダ、カメラの三脚用ねじホルダ、あるいはカメラに適合した形のホルダ付き）アダプタのその他実施形態については公報ＤＥ２００１０４２１、ＵＳ２００２／００１２０４５Ａ１、ＵＳ２００１／００４８５４９、ＤＥ２９８２１９７７、ＵＳ５８３５８０７に記されている。

これらの解決策の場合、アダプタは実質上ディジタルカメラの光学的データに適合していることが必要であり、したがって最適な画質を得るためには原則として新しいディジタルカメラごとに専用のアダプタが必要になる、という欠点がある。

ｂ）対物レンズのないディジタル一眼レフカメラ本体の取付け
対物レンズのないこのカメラを実体顕微鏡のビデオあるいは写真出力の取付部に取付けるのは、顕微鏡中間像が取付部フランジ面の上方所定距離にあれば可能である。接眼レンズの中間像とカメラ画像の面は同焦点である。
このような取付けには次のことを満たす機械的光学的アダプタが必要である。
− フランジの上方所定距離に顕微鏡中間像を持つビデオあるいは写真出力の取付部に取付けられるもの
− ディジタルコンパクトカメラをＴ−２マウントおよび対物レンズ交換部を通じて顕微鏡の光軸に固定できるもの
− それにより、顕微鏡中間像が直接（光学系なしに）あるいは拡大されて（光学系＝画像変位システム）カメラのセンサ面に来るもの。その際ビデオあるいは写真用の取付部に導かれる光路は顕微鏡から屈折させた直接の光路でも、また適当な分割素子を使って直接の顕微鏡光路から偏向した光路でも可能である。

可能な取付方法の２つの実施例を図２および図３に示す。
実体顕微鏡のビデオおよび写真用取付部１３は、実体顕微鏡本体から出ている実体顕微鏡光路１において取付部１３のフランジ面の上方所定距離Ｂに顕微鏡中間像１４が生じるように、形成されている。カメラ１７を顕微鏡像に対して調整したあと取付部１３にある固定用ねじ１８によってアダプタを固定する。

最初の実施例である図２では、ディジタル一眼レフカメラ１７がカメラに適合する市販のＴ−２アダプタ１６およびＴ−２取付部品１５によってビデオあるいは写真用取付部１３に取付けられている。その場合規格化された雄ネジＴ２付き取付部品１５は取付部１３に取付けることができるように形成されていて、そのフランジの厚みは、顕微鏡中間像１４がカメラのセンサ面に来るように、所定距離Ｂおよび規格化されたＴ−２フランジ寸法に対応して決められている。

２番目の実施例の図３では、ディジタル一眼レフカメラ１７は、カメラに適合する市販のＴ−２アダプタ１６と一眼レフカメラ用のＴ−２マウント１９によってビデオあるいは写真用取付部１３に取付けられている。一眼レフカメラ用のＴ−２マウント１９は取付部１３に取付けることができ、所定距離Ｂの顕微鏡中間像１４をはるか上方にある画像面２１に拡大して結像させる画像変位光学系２０を備えている。画像面２１はＴ−２マウント上の規格化されたＴ−２フランジ寸法に対応しており、これによって画像面２１は同様にカメラのセンサ面に来るようになっている。

この場合、対物レンズなしのディジタル一眼レフカメラのＴ−２マウントによる取付は、対物レンズのない３５ｍｍ小型写真フィルム一眼レフカメラをＴ２−マウントにより取付ける場合の部品によるのが欠点である。
すなわち光学系なしでＴ−２マウントに取付けると、ディジタル一眼レフカメラの平面センサの対角線（約３３…．１７ｍｍ）は顕微鏡中間像と同じか大きくなる。ディジタル一眼レフカメラが捕らえる画像フォーマットは多かれ少なかれ切り取られる。拡大用画像変位光学系を一眼レフカメラ用Ｔ２マウントに取付けると、ディジタル一眼レフカメラの平面センサの対角線（約３３…．１７ｍｍ）は小画像一眼レフカメラに対して拡大した画像（約４４ｍｍ）より小さい。これにより多少とも大きな画像は切り落として捕捉することになる。できるだけ大きな画像を切り落とすことなく再生するためには、平面センサのそれぞれの大きさごとに特別の係数を有する変位光学系のＴ−２マウントが必要となろう。

ｃ） 例えばＣマウント取付部を持つディジタルビデオカメラの取付け
Ｃマウント取付部のあるディジタルビデオカメラの例としてはＯｌｙｍｐｕｓ ＤＰ １０、Ｏｌｙｍｐｕｓ ＤＰ ５０、Ｎｉｋｏｎ ＤＸＭ１２００などがある。応用目的によって決められている外部寸法と並んで、チップの大きさ（インチ単位で規格化されている）が製品を区別する基本的な目印である。
このカメラを実体顕微鏡のビデオあるいは写真出力の取付部に取付けるのは、顕微鏡中間像が取付部のフランジの上方に所定距離にある場合に可能である。接眼レンズの中間像とカメラ画像の面は同焦点である。Ｏｌｙｍｐｕｓ ＤＰ １０の場合はカメラの画像をカメラのＬＣＤモニタで観察できる。

このような取付けには次のことを満たす機械的光学的アダプタが必要である。
−フランジ面上方所定距離に顕微鏡中間像を持つビデオあるいは写真出力の取付部に取付けられるもの
− ディジタルビデオカメラをＣマウント取付部を介して顕微鏡の光軸上に取付けられるもの
− これにより顕微鏡中間像が直接に（光学系なしに）あるいはチップの大きさおよび中間像の大きさで決まる係数だけ縮小した（光学系＝画像変位システムにより）カメラのセンサ面に来るもの。その際ビデオあるいは写真用の取付部に導かれる光路は顕微鏡から偏向させた直接光路でも、また適当な分割素子を使って直接の顕微鏡光路から導いた部分光路でも可能である。

可能な２種類の取付け法を図４と図５に示す。
実体顕微鏡のビデオあるいは写真出力の取付部１３は、実体顕微鏡本体から出る実体顕微鏡光路１の一方において、顕微鏡中間像１４が取付部１３のフランジ面の上方所定距離Ｂの位置に生じるように形成されている。カメラ２３を顕微鏡画像に対して調整したあと、アダプタを取付部１３にある固定ねじ１８によって固定する。最初の実施例の図４では、ディジタルビデオカメラ２３はそのカメラに適したＣマウントアダプタ２２を介してビデオあるいは写真出力の取付部１３に取付けられている。その際、規格化されたＣマウント取付部を有するＣマウントアダプタ２２は、取付部１３に取付可能なように、またそのマウント高は所定距離Ｂおよび規格化されたＣマウントフランジ寸法に対応して設定されているので、顕微鏡中間像１４がカメラのセンサ面に現われる。

２番目の実施例の図５では、もっと小さなチップ寸法を有するディジタルビデオカメラがそのカメラに適するＣマウントアダプタ２４を介してビデオあるいは写真出力の取付部１３に取付けられている。このＣマウントアダプタ２４は取付部１３に取付けることができ、顕微鏡中間像１４を所定距離Ｂから、それよりさらに下方にある画像面２６に縮小して結像するビデオ変換光学系２５を収納している。画像面２６は規格化されたＣマウントフランジ寸法に対応してＣマウントコネクタの上方にあり、そのため画像面２６は同様にカメラのセンサ面に現われる。

これらの解決法は一連の欠点も有する。それぞれのカメラチップの大きさに対して適合するアダプタを選択しなければならない。もっと小さいチップ（２／３”−１／２”−１／３”−１／４”）の付いたディジタルビデオカメラを光学系のないＣマウントアダプタを介して取付けると、多少とも小さくなった顕微鏡中間像１の切取画像を得る。ディジタルビデオカメラにＣマウントアダプタを介して、それぞれのカメラチップに対し縮小が強すぎる画像変換光学系を取付けると画像フォーマットが完全な形では満たされず、多かれ少なかれ切り取られる。

ｄ） 小型顕微鏡に集積したディジタルカメラ
照明、ケーブル、制御ユニット、ＬＣＤモニタのビデオカメラ単体部品から成るＯｌｙｍｐｕｓ社の携帯型ビデオ顕微鏡ＰＶ １０が知られている。単体部品のビデオカメラを顕微鏡台に取付ければ顕微鏡画像を制御ユニット中のＰＣカードに保存して資料化できる。ビデオモニタ、ビデオプリンタ、ＰＣは制御ユニットに接続可能で、それと動作させることができる。

ソニー社はビデオ顕微鏡ＴＷ−ＴＬ１Ｓ／ＴＷ−ＴＬ１ＳＰ／ＴＷ−ＴＬ１０Ｓ／ＴＷ−ＴＬ１０ＳＰ／ＴＷ−ＴＬ５ＭＰ／ＴＷ−ＴＬ１０ＭＰを提供している。これらの顕微鏡画像は接眼レンズなしで顕微鏡の７”のＬＣＤディスプレイによって観察することができ、出力データをビデオモニタあるいはビデオプリンタで再生し、あるいはＰＣへ入力データとして送ることができる。ビデオ顕微鏡ＴＷ−ＴＬ５ＭＰ および ＴＷ−ＴＬ１０ＭＰでは、さらに、表示したモニタ画像を記憶媒体「メモリスティック」に保存することができる。メモリスティックに保存した画像を呼び出し、モニタに表示あるいは追加処理するためにＰＣにロードすることができる。画像再生および保存装置は別個の機械的光学的取付けをしなくてもいつでも小型顕微鏡に接続されている。

図６はビデオ顕微鏡ＴＷ−ＴＬ．．．Ｓの実施例を、図７はＴＷ−ＴＬ．．．ＭＰの実施例を示す。
参照番号２８はビデオ顕微鏡ＴＷ−ＴＬ．．．Ｓを、参照番号３４はビデオ顕微鏡ＴＷ−ＴＬ．．．ＭＰを示す。両者とも照明および制御電子回路を含む。参照番号２９は旋回のできるビデオカメラを、参照番号３０はＬＣＤモニタを、参照番号３１はＳビデオ出力を、参照番号３２はコンポジットビデオ出力を、参照番号３３はＤＣ電源入力を、参照番号３５はＵＳＢ出力を、参照番号３６は挿入したメモリスティックを示す。
ビデオ顕微鏡ＴＷ−ＴＬ５ＭＰおよびＴＷ−ＴＬ１０ＭＰは出力を顕微鏡に集積したディジタル写真あるいはビデオ画像撮影システムである。写真あるいはビデオ出力を集積した従来の写真顕微鏡の場合では通常必要になる、外部から取付けるディジタル写真あるいはビデオカメラはもはや不要である。

ｅ） 画像を偏向する中間鏡筒としてのディジタルカメラユニット
ビームスプリッタあるいは挿脱可能なミラーおよびそのあとに置かれた光学系により、顕微鏡光路を光電センサで光測定するために偏向させる中間鏡筒は、ほとんどすべての顕微鏡メーカから提供されている照明測定装置および制御ユニット付き顕微鏡写真装置から知られている。たとえば本出願人会社の顕微鏡写真の上置き式カメラシステム ＭＣ２００およびＭＣ８０、Ｌｅｉｃａ社のＦｏｔｏａｕｔｏｍａｔ ＭＰＳ３０／６０、Ｎｉｋｏｎ社の顕微鏡用写真撮影装置ＦＸ−ＩＩＩ、Ｏｌｙｍｐｕｓ社の全自動顕微鏡写真装置ＰＭ−ＩＯＡＫ３５／２０／３５である。

これらの場合、測定範囲の大きさ、測定精度、測定原理が光測定に関する光学系の縮小比および結像品質を決定する。このような中間鏡筒のその他の実施形態では光電センサとしてビデオカメラあるいはＣＣＤビデオカメラが使用される。ビデオカメラのセンサ上の画像は顕微鏡写真カメラの露出時間の決定および／または受動的自動焦点システムの駆動に利用されるが、これはまたモニタ上でも観察できる。このような方法はＤＥ １９５１７４７６ Ａ１に記述されている。

このような中間鏡筒の他の実施形態では、光電センサがディジタル制御機能を持つアナログビデオカメラの場合がある。そのようなものとしてＬｅｉｃａ社のＣＣＤおよびＰＡＬ／ＮＴＳＣカメラ制御を有するＩＣ Ａビデオモジュール、Ｌｅｉｃａ社のＣＣＤおよびＰＡＬ／ＮＴＳＣカメラ制御を有するＩＣ Ａ１８０ビデオモジュールが知られている。最後の２つの場合は適切な光学系を使えばほぼ全体の顕微鏡中間像が画像再生に適した品質でカメラセンサ上に結像する。

このような取付けは次のような中間鏡筒を使って行う。
− 顕微鏡本体と観察鏡筒との間に直接取付けられるもの
− その中にビームスプリッタあるいは偏向ミラー、センサ適合光学系、ＣＣＤカメラセンサ、カメラ制御が集積されていて、ビームスプリッタあるいは偏向ミラー、センサ適合光学系、ＣＣＤカメラセンサ、カメラ制御装置が偏向出力される顕微鏡光路の光軸に固定されているもの
− そのセンサの適合光学系が顕微鏡光路の寸法およびＣＣＤカメラセンサの大きさに適合している（チップおよび中間像の大きさによって決まる係数だけ縮小する）もの。

このような適応化の実施例を図８に示す。中間鏡筒３７は顕微鏡本体４５と観察鏡筒４６との間に挿入されている。中間鏡筒３７の中には実体顕微鏡本体から来る立体顕微鏡光路１にビームスプリッタプリズム３９が配置されており、この光路の一部を偏向させカメラ光路３８に導く。その場合ビームスプリッタプリズム３９の直後に配置された光学系４０が顕微鏡中間像３をＣＣＤチップ４２のセンサ搭載面にあるカメラ結像面４１上に縮小して結像させる。顕微鏡中間像３とカメラ結像面４１の２つの面は同焦点である。ＣＣＤチップ４２から出る画像信号は同じく集積されているカメラ制御４３により処理され、ディジタル化される。このビデオ信号はビデオ信号出力４４から取り出すことができる。

顕微鏡画像はそれ以外のビデオあるいは写真鏡筒なしで、接眼レンズとは無関係にビデオモニタ上で観察でき、ビデオプリンタで印刷できる。ＰＣによるディジタル画像処理にはフレームグラバー付きコンピュータが必要で、簡単にディジタル顕微鏡写真を作ることはできない。
ＤＥ １９５１７４７６ Ａ１

以上から本発明は従来技術の欠点を克服し、特に実体顕微鏡のためのディジタル写真を実現するための簡単で小型の配置を提供することを目的としている。

この課題は特許請求項１に記すような特徴によって解決され、従属請求項ではその他有用な展開を示す。

本発明によるこの配置は、顕微鏡本体と観察鏡筒との間に直接置かれた、偏向素子を集積した実体顕微鏡中間鏡筒とカメラ信号をディジタル化するカメラ制御とからなる。偏向素子は実体画像の光路を同じく集積されているカメラ光路に導くが、その場合光学系がＣＣＤチップあるいはＣＣＤチップに相当するセンサ（たとえばＣ−ＭＯＳセンサ）上に顕微鏡中間像を縮小して結像させる。一方カメラ制御は、接眼レンズとは無関係にビデオあるいは写真鏡筒なしで画像をディジタルズーミングすること、画像を中間鏡筒に配置されたＬＣＤモニタ上に再生すること、画像を、中間鏡筒への挿入、ＰＣでの読取可能な記憶媒体でディジタル写真化すること、適切なビデオ出力ポートとＰＣ適合性インタフェースとを介して画像を出力することを可能にする。

本発明の好ましい実施形態の１例では実体顕微鏡光路中に光路を完全に、あるいはその一部を結像光学系に導くような偏向素子が配置されている、あるいは挿入できるようになっている。この結像光学系は立体ズームの顕微鏡中間像をディジタルコンパクトカメラのＣＣＤチップに、制御電子回路と同じように縮小し、フォーマットを変換して、立体ズームの射出ひとみにとって最適の位置に結像させる。

ＣＣＤチップ基板は、カメラ信号を処理するディジタル化電子制御回路と結合していて、この制御回路はディジタルコンパクトカメラ（たとえばＳｏｎｙ ＤＳＣ−Ｆ７０７）の制御電子回路と同様に形成されていて、それにより、ディジタルコンパクトカメラから知られているように、カメラ部分を集積している実体顕微鏡中間鏡筒でセットアップおよび機能を設定し、顕微鏡用画像をディジタル的にズーミングし、中間鏡筒に旋回および／または傾斜可能なように配置されているＬＣＤモニタに表示し、顕微鏡画像を中間鏡筒に挿入できる。

またＰＣでそれを読取可能な記憶媒体（たとえばメモリースティック）に保存し、画像データを画像再生のためビデオモニタにあるいはビデオプリンタに、あるいは適切なビデオ出力ポートに、あるいは画像再生または画像処理のためＰＣ適合性インタフェース（たとえばＵＳＢ）に出力できる。第２の、すなわちカメラの方に偏向するのではない実体顕微鏡光路には、１つ目のカメラ光路で分割する際、カメラ光路における伝送あるいはガラス行程を補償する素子が配置されている、あるいは挿入可能である。

本発明の好ましい実施例を図９から図１２を使ってさらに詳しく説明する。
図９はカメラ部分を集積した実体顕微鏡中間鏡筒の原理を示す。この鏡筒において実体顕微鏡光路の一部が固定ビームスプリッタプリズムにより偏向されて写真用光路に導かれ、ＣＣＤカメラセンサが偏向されたこの実体顕微鏡光路に配置されている。

図１０は図９と同様にカメラ部を集積した実体顕微鏡中間鏡筒の原理を示す。ただし、この鏡筒においては実体顕微鏡光路の一部が固定平板ハーフミラーにより偏向されて写真用光路に導かれる。
図１１ａ／１１ｂは図９と同様にカメラ部を集積した実体顕微鏡中間鏡筒の原理を示す。ただし、実体顕微鏡光路の一部が挿入可能なミラーにより偏向されて写真用光路に導かれる。
図１２は３Ｄ観察用のカメラ部分を集積した実体顕微鏡中間鏡筒の原理を示す。ここでは両方の実体顕微鏡光路の一部が固定ビームスプリッタプリズムにより写真用光路に導かれ、それぞれにはＣＣＤカメラセンサがカメラ光路に配置されている。

ここで図９を参照しながらカメラ部を集積した実体顕微鏡中間鏡筒を詳しく説明する。
実体顕微鏡中間鏡筒４７において実体顕微鏡本体から出ている実体顕微鏡光路１の１つが下からビームスプリッタプリズム４８に入る。その際、これはカメラへの写真用光路４９と入射する光路１の光軸で実体顕微鏡中間鏡筒４７からふたたび射出する光路５０とに分割される。写真用光路４９においてビームスプリッタプリズム４８の後ろに結像光学系５１が配置されており、この結像光学系は立体ズーム５２の縮小した顕微鏡中間像を絞りおよびシャッタシステム５３により制御電子回路５５と同様に集積したディジタルコンパクトカメラのＣＣＤチップ５４上に結像させる。その場合、絞りおよびシャッタ５３およびＣＣＤチップ５４は制御回路５５と同様にディジタルカメラに集積されている。

画像信号は制御回路５５と同様にディジタルカメラにおいて、顕微鏡画像をディジタル的にズーミングし、中間鏡筒４７に旋回あるいは傾斜できるように配置されているＬＣＤモニタ５６に表示し、また中間鏡筒に挿入でき、またＰＣで読取可能な記憶媒体５７に保存できるように、さらに画像信号をビデオ出力ポート５８およびＰＣ適合性インタフェース５９から取り出せるように処理される。操作パネル６０、６０ａ、６０ｂにある素子を使って制御電子回路５５と同様にセットアップ、ディジタルコンパクトカメラの機能パラメータの設定、およびディジタル的な露光の作動が行える。

カメラ部の電源供給はバスインタフェース６１を介して行う。このインターフェースとしては制御中心部からディジタル撮影の露光を起動することもできるＣＡＮバスインタフェース（ＣＡＮ＝Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が好都合である。参照番号６２は写真アクセサリを実体顕微鏡中間鏡筒４７に接続するためのソケットである。実体顕微鏡本体から来る実体顕微鏡光路１のもう１方はビームスプリッタプリズム４８のガラス行程に相当するガラス体６３を通過する。ガラス体の中では、ガラス体６３から出る光路６４がもう１つの実体顕微鏡中間鏡筒４７から出る光路５０と同じ光の強度を有するように、光の強度を減じる。
参照番号４７ａは実体顕微鏡中間鏡筒４７を顕微鏡本体に取付けるためのバヨネットを、参照番号４７ｂは観察鏡筒を実体顕微鏡中間鏡筒４７に取付けるためのバヨネット取付部を示す。

図１０および図１１に実体顕微鏡中間鏡筒において写真用光路を分割するその他の２つの変形を示す。図１０においては実体顕微鏡光路１の１方が固定平板ハーフミラー６４により写真用光路４９と出力光路５０に分割される。ビームスプリッタ板６５を４５度に設定することにより射出する光路５０は入射する実体顕微鏡光路１に対して軸がｖだけずれるが、それに対して観察鏡筒を取付けるためのバヨネット取付部４７ｂの中心が調整されている。実体顕微鏡光路１のもう１方は、固定されて４５度傾斜した、ビームスプリッタ板６５のガラス行程に相当するガラス板６６を通過する。

このガラス板も同様に入射する実体顕微鏡光路１と射出する光路（１／６４）との間にずれｖを惹き起こし、射出する光路６４が分割されて射出するもう１つの光路５０と同じ光の強度を有するように、光の強度を減じる。
図１１ａでは実体顕微鏡光路１の１方が挿入された９０度ミラー６７により光の強度を減じることなく写真用光路４９へと偏向される。
図１１ｂにおいてはこの実体顕微鏡光路１は射出する光路５０でもある。射出する光路５０と６４の光の強度は同じで、もう１方の実体顕微鏡光路１では光学素子は不要である。

図１２にシャッタ眼鏡あるいは偏光眼鏡を使って、あるいは眼鏡を使わない自動実体顕微鏡画像再生によって３Ｄ観察を行うために、２個のカメラビームスプリッタを集積した実体顕微鏡中間鏡筒の原理を示す。
実体顕微鏡本体から出てくる両方の実体顕微鏡光路１は、実体顕微鏡中間鏡筒４７の下からそれぞれビームスプリッタプリズム４８を通過する。その際、これはカメラへの写真用光路４９と入射する光路１の光軸で実体顕微鏡中間鏡筒４７からふたたび射出する光路５０とに分割される。

写真用光路４９においてビームスプリッタプリズム４８のうしろに結像光学系５１が配置されている。この光学系は立体ズーム５２の縮小された実体顕微鏡の中間像を絞りおよびシャッタシステム５３を通過して、制御電子回路５５と同様に集積した、それぞれの光路に属するディジタルコンパクトカメラのＣＣＤチップ５４の上に結像させる。その際、絞りおよびシャッタシステム５３およびＣＣＤチップ５４はそれぞれ制御電子回路５５と同様に集積したディジタルコンパクトカメラに属している。

画像信号は、ディジタルコンパクトカメラにおいて制御電子回路５５と同様に、写真用光路の顕微鏡画像を中間鏡筒に旋回あるいは傾斜できるように取付けられたＬＣＤモニタ５６上に表示し、中間鏡筒に挿入でき、またＰＣで読取可能な記憶媒体５７に保存できるように、また両方の写真用光路の実体顕微鏡画像がディジタル的にズーム化され、両方の写真用光路からの画像信号が対になってビデオ出力ポート６８およびＰＣ適合性インタフェース６９から３Ｄ観察ユニット７０の加工のために取り出せるように、処理される。

図９のように参照番号６０、６０ａ、６０ｂはセットアップおよび機能パラメータの設定用の操作パネルを、参照番号６１は電源供給と外部作動信号を有するＣＡＮバスインタフェースを、参照番号４７ａは実体顕微鏡中間鏡筒４７を実体顕微鏡に取付けるためのバヨネットを、参照番号４７ｂは観察鏡筒を実体顕微鏡中間鏡筒４７に取付けるためのバヨネット取付部をそれぞれ示している。

これまでの説明からわかるように、これらの解決法は使用者にとって特に利点が大きい。というのは実体顕微鏡本体と観察鏡筒との間に実体顕微鏡中間鏡筒を取付けてあるので、実体顕微鏡画像が、接眼レンズとは無関係にまたビデオおよび写真用鏡筒を取付ける必要もなく、中間鏡筒に配置したＬＣＤモニタに再生し、ディジタル的にズーミングし、中間鏡筒に挿入でき、またＰＣで読取可能な記憶媒体にディジタル的に撮像し、ビデオモニタ上の再生および印刷のため、あるいはＰＣでのディジタル画像処理のために処理し書き込むことができるからである。

画像再生システムは中間鏡筒に組み込まれ、もはやカメラを外部に取付ける必要がない。実体顕微鏡画像の中間鏡筒に配置したＬＣＤモニタ上での再生により、単眼レンズで、あるいは接眼レンズなしでの観察が可能となる。この解決法によって画像撮影システムを実体顕微鏡部品に集積することが可能となる。
さらに本発明には立体ズーミングした実体顕微鏡中間像の結像がＣＣＤチップの大きさに対応したフォーマットの変換下、立体ズームの射出ひとみの位置に対して最適化されているという利点がある。

本発明の実施は説明した実施例に限定されないし、専門技術によってさらに展開しても特許請求の保護範囲を逸脱することはない。特にＣＣＤチップの他にたとえばＣＭＯＳチップのようなその他ディジタル画像の受像センサも使用できる。また集積画像表示もたとえばＯＬＥＤ等の他の原理によることもできる。

カメラの顕微鏡接眼レンズへの取付例 デジタル一眼レフカメラの取付例 デジタル一眼レフカメラの取付例 ディジタルビデオカメラのＣマウントへの取付例 ディジタルビデオカメラのＣマウントへの取付例 ビデオ顕微鏡ＴＷ−ＴＬ．．．Ｓの適応例 ビデオ顕微鏡ＴＷ−ＴＬ．．．ＭＰの適応例 その他の適応例 カメラ部分を集積した実体顕微鏡中間鏡筒の原理 写真用光路を分割する変形例 写真用光路を分割する変形例 ２個のカメラビームスプリッタを集積した実体顕微鏡中間鏡筒の原理

符号の説明

１ 顕微鏡光路
２ 接眼レンズ取付部
４ Ｚｅｉｓｓ実体顕微鏡ＤＶ
５ 接眼レンズ
６ アダプタ
７ カメラ対物レンズ
８ 射出ひとみ
９ 入射ひとみ「チューブ」
１０ コンパクトカメラ画像面
１１ デジタルコンパクトカメラ
１２ 固定用ねじ
１３ 写真用取付部
１４ 顕微鏡中間像
１５ Ｔ−２取付部品
１６ Ｔ−２アダプタ
１７ デジタル一眼レフカメラ
１８ 固定用ねじ
１９ Ｔ−２マウント
２０ 画像変位光学系
２１ 画像面
２２ Ｃマウントアダプタ
２３ カメラ
２５ ビデオ変換光学系
２６ 画像面
２８ ビデオ顕微鏡ＴＷ−ＴＬ．．．Ｓ
２９ ビデオカメラ
３０ ＬＣＤモニタ
３１ ビデオ出力
３２ コンポジットビデオ出力
３３ ＤＣ電源入力
３５ ＵＳＢ出力
３６ メモリスティック
３７ 中間鏡筒
３８ カメラ光路
３９ ビームスプリッタプリズム
４０ 光学系
４１ カメラ結像面
４２ ＣＣＤチップ
４３ カメラ制御
４５ 顕微鏡本体
４６ 顕微鏡筒
４７ 実体顕微鏡中間鏡筒
４８ ビームスプリッタプリズム
４９ 写真用光路
５０ 出力光路
５１ 結像光学系
５２ 立体ズーム
５３ シャッタシステム
５４ ＣＣＤチップ
５５ 制御回路
５６ ＬＣＤモニタ
５７ 記憶媒体
６１ バスインタフェース
６３ ガラス体
６８ ビデオ出力
６９ ＰＣ適合性インタフェース
７０ ３Ｄ観察ユニット

Claims (7)

1. 顕微鏡光路の１つに固定配置された、あるいは挿入可能で、この光路を完全にあるいはその一部分を偏向させる、つまり顕微鏡中間像を撮像チップに結像させる結像光学系へと偏向させる偏向素子を有し、顕微鏡本体と観察鏡筒との間に直接取付け可能である、カメラ部品の集積された、さらには撮像チップ制御用電子回路、画像データ処理ユニットおよび画像表示ユニットを併せ持つ顕微鏡中間鏡筒。
2. 請求項１による顕微鏡中間鏡筒であって、データインタフェースおよび／または外部の記憶媒体のためのインタフェースを有する顕微鏡中間鏡筒。
3. 請求項１あるいは２による顕微鏡中間鏡筒であって、撮影パラメータあるいは表示パラメータの設定のための操作ユニットおよび／または撮像の作動用操作ユニットを有する顕微鏡中間鏡筒。
4. ２個の観察光路を持つ実体顕微鏡に取付けるための請求項１、２あるいは３による顕微鏡中間鏡筒であって、少なくとも観察光路の１つが偏向ユニットから撮像チップに導かれる顕微鏡中間鏡筒。
5. 請求項４による実体顕微鏡用中間鏡筒であって、観察光路を１個または複数の撮像チップに導くような偏向素子が、両方の観察光路にそれぞれ１個ずつ配置されている顕微鏡中間鏡筒。
6. 請求項５による実体顕微鏡用中間鏡筒であって、データインタフェースあるいは外部記憶媒体用インタフェースに両方の観察光路の画像データを出力できる顕微鏡中間鏡筒。
7. 請求項６による実体顕微鏡用顕微鏡中間鏡筒であって、データインタフェースにディジタル３Ｄ表示用システムが接続可能になっている中間鏡筒。

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