JP2013110691A - 顕微鏡用撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換素子による冷却性能を劣化させることなく、組み立てを容易に行うことができる顕微鏡用撮像装置を提供する。
【解決手段】被写体を撮像するための撮像素子と、撮像素子を冷却するペルチェ素子３０２と、ペルチェ素子３０２に当接するヒートシンク３０３と、ヒートシンク３０３に設けられ、ペルチェ素子３０２の吸熱面３０２ｃおよび発熱面３０２ｈ以外である側面３０２ｓに対向する位置決め面を有する突起部４０１と、を備え、突起部の位置決め面は、なだらかな連続的な斜面４０１ａであり、ヒートシンク３０３に当接している吸熱面３０２ｃとの距離αを、ヒートシンク３０３に当接していない発熱面３０２ｈとの距離βよりも短くした顕微鏡用撮像装置を採用する。
【選択図】図３

Description

本発明は、顕微鏡に用いられる顕微鏡用撮像装置に関するものである。

顕微鏡観察においては、細胞の形態により診断を行う病理診断や、微弱な蛍光により標本の変化を測定するイメージング等を行うにあたり、高精細な画像が要求される。画像を得るための手段としては、撮像媒体として、従来からの銀塩フィルムを用いた撮像装置に代えて、ＣＣＤ等の撮像素子を用いた撮像装置が用いられるようになっている。

特許文献１に開示されている撮像装置は、観察対象物を撮像するための撮像素子と、撮像素子と放熱部材との間に配置され、撮像素子からの熱を放熱部材に伝導して撮像素子を冷却する電子冷却素子と、撮像素子が配置され、放熱部材に固定される基板と、放熱部材と基板との間に配置され、放熱部材と基板とを断熱する断熱部材と、を備えている。
そして、電子冷却素子は、伝熱性両面テープにより撮像素子に固定されている。

また、特許文献２に開示されている撮像装置は、撮像素子を冷却する冷却素子が伝熱シートを介して内部筐体に密着もしくは接着されている。

さらに、特許文献３に開示されている撮像装置は、被写体を撮像する撮像素子と、撮像素子に当接し、撮像素子から吸熱するペルチェ素子と、第１の筐体と第２の筐体からなり、第１の筐体と第２の筐体により囲まれた空間内に撮像素子とペルチェ素子とを収容し、これら撮像素子とペルチェ素子をこの空間内で固定する内側固定部を第１の筐体に有するカメラ筐体と、ペルチェ素子と第２の筐体との間に設けられ、第２の筐体に当接してペルチェ素子から第２の筐体に伝熱するとともに、第１の筐体との間で撮像素子とペルチェ素子の周囲に密閉空間を形成する密閉部材を有する伝熱部材と、を備えている。

そして、伝熱部材は、伝熱部材と第２の筐体との間に介装されてカメラ筐体に加わった外力がペルチェ素子および撮像素子に作用するのを吸収する外力吸収体を有している。また、ペルチェ素子は、内蔵基板の中央を貫通し、基板により水平方向の位置が規制されている。

特開２００９−１８２９２２号公報 特開２００８−１８７２６４号公報 特許第４３４１２６０号公報

近年、顕微鏡観察は細胞の形態により診断を行う病理診断や、微弱な蛍光により標本の変化を測定する蛍光イメージングを行うために高感度化の要求は高まっている。
このため、顕微鏡用カメラは、暗電流を可能な限り減らす必要があり、ペルチェ素子といった熱交換素子をカメラ内部に配置し、撮像素子の冷却を行っている。このとき、熱交換素子の吸熱面および放熱面は、他の部材例えば熱伝導率の高い金属部材に密着させることが望ましく、金属部材との隙間に熱伝導グリスを介在させることが望ましい。

さらに、熱交換素子は、冷却性能の劣化を防止するために、外力が加わっても、熱交換素子の吸熱面および放熱面と他の部材との接触面積が減らない程度の保持力で固定されていることが望ましい。

特許文献１に開示されている撮像装置は、冷却素子の固定に伝熱性両面テープを用いているが、両面テープの素材がアクリルであると、一般的に熱伝導率が悪くなり、また、冷却素子と撮像素子とに隙間が微小な範囲で生じる虞があるため、冷却素子による冷却性能を劣化させてしまうという問題がある。

特許文献２に開示されている撮像装置は、冷却素子の固定に伝熱シートを用いているが、一般的にシート材の表面の粘着力が低いため、冷却素子が外力によって容易にずれてしまうという問題がある。また、伝熱シートをグリスの類としても同様の問題がある。

特許文献３に開示されている撮像装置は、ペルチェ素子の水平方向の位置規制に基板を用いているが、ペルチェ素子と基板との隙間が小さい場合、組み立ての際にペルチェ素子のスラスト方向の位置決めが困難であり、また、ペルチェ素子の吸熱面および発熱面と基板とが接してしまうと、冷却素子による冷却性能を劣化させてしまうという問題がある。

一方、特許文献３に開示されている撮像装置は、ペルチェ素子と基板との隙間が大きい場合、ペルチェ素子が水平方向に移動してしまい、ペルチェ素子の吸熱面および放熱面と他の部材との接触面積が減り、冷却素子による冷却性能を劣化させてしまうという問題がある。

また、図１１に示すように、ペルチェ素子７００が水平方向にずれないように、ペルチェ素子７００の吸熱面が接する伝熱部材７０１に、ペルチェ素子７００の吸熱面程度の高さを持った突起７０２を単純に設けることが考えられる。

そして、伝熱部材７０１上に載置したペルチェ素子７００は、密閉容器７０３で覆われることにより、密閉容器７０３内に密閉状態で配置される。この密閉容器７０３は、一般的に加工性および熱伝導率の点からアルミ等の不透明な一部品が用いられる。

しかしながら、ペルチェ素子７００は、高電圧を印加する必要があると共に密閉容器の内部のスペースが一般的に小さいことから、接続されているケーブルが太くて短いため、組み立ての際にケーブルに引っ張られ、突起７０２に載り上げてしまう虞がある。

そして、ペルチェ素子７００は、密閉容器７０３で覆うときに、不透明な密閉容器７０３によって状態が目視確認できず、突起７０２に載り上げた状態で組み立ててしまい、破損してしまう虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、熱交換素子による冷却性能を劣化させることなく、組み立てを容易に行うことができる顕微鏡用撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明に係る顕微鏡用撮像装置は、被写体を撮像するための撮像素子と、前記撮像素子を冷却する熱交換素子と、前記熱交換素子に当接する当接部材と、前記当接部材に設けられ、前記熱交換素子の吸熱面および発熱面以外である側面に対向する位置決め面を有する位置決め部と、を備え、前記位置決め部の位置決め面は、なだらかな連続的な斜面であり、前記当接部材に当接している前記吸熱面または前記発熱面との距離αを、前記当接部材に当接していない前記発熱面または前記吸熱面との距離βよりも短くした。

また、第２の発明に係る顕微鏡用撮像装置は、第１の発明に係る顕微鏡用撮像装置において、前記位置決め面の少なくとも一部が、前記当接部材に当接している前記吸熱面または前記発熱面に接触している。

さらに、第３の発明に係る顕微鏡用撮像装置は、第１または第２の発明に係る顕微鏡用撮像装置において、前記撮像素子の周囲を密閉収容する密閉容器をさらに具備するものである。

第４の発明に係る顕微鏡用撮像装置は、第１乃至第３の発明のいずれかに係る顕微鏡用撮像装置において、前記当接部材が、前記吸熱面に当接する第１の当接部材と前記発熱面に当接する第２の当接部材とを含み、前記位置決め部の高さが、前記第１の当接部材と前記第２の当接部材との間の距離よりも短いものである。
第５の発明に係る顕微鏡用撮像装置は、第４の発明に係る顕微鏡用撮像装置において、前記当接部材が、前記撮像素子と前記熱交換素子との間に介在するヒートシンクである。

本発明の顕微鏡用撮像装置によれば、熱交換素子による冷却性能を劣化させることなく、組み立てを容易に行うことができるという効果を奏する。

本発明の各実施形態に係るカメラを備える顕微鏡の概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係るカメラの概略構成を示す縦断面図である。 図２のＡ部の部分拡大図である。 図３の部分平面図である。 第１の実施形態の変形例に係る部分拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係るカメラの部分拡大図である。 図６の部分平面図である。 第２の実施形態の変形例に係る部分拡大図である。 本発明の第３の実施形態に係るカメラの概略構成を示す縦断面図である。 図９のＢ部の部分拡大図である。 従来技術に係るカメラの組み立てを示す縦断面図である。

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡用撮像装置について図１から図４を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態における顕微鏡用撮像装置としてのカメラ１が搭載された顕微鏡１００を示す概略構成図である。
本実施形態に係る顕微鏡１００は、顕微鏡本体２０１と、ステージ２０２と、対物レンズ２０３と、接眼レンズ２０４と、鏡筒２０５と、結像レンズ２０７と、カメラ１とを備えている。

顕微鏡本体２０１には、ステージ２０２に対向して配置され、標本像を拡大するための対物レンズ２０３が設けられている。また、顕微鏡本体２０１には、標本（被写体）２０６を載置するとともに、対物レンズ２０３の光軸９００方向に昇降自在に可動するステージ２０２が設けられている。このような構成を有することで、ステージ２０２を昇降させることにより、対物レンズ２０３に対して、対物レンズ２０３の光軸９００に沿う方向に標本２０６の位置決めがされるようになっている。

また、顕微鏡本体２０１には、標本２０６の像をカメラ１内の撮像素子３０１上に結像する結像レンズ２０７と、目視観察のための接眼レンズ２０４とを装着した鏡筒２０５が設けられている。そして、結像レンズ２０７の後段（対物レンズ２０３の光軸９００に沿う方向）には、カメラ１が設けられている。

図２は本実施形態におけるカメラ１の内部構成を示した図であり、図３は後述するペルチェ素子周りの部品関係を示した図２の拡大図(Ａ部)であり、図４は図３上方からペルチェ素子周りの部品関係を示した拡大図である。

カメラ１は、図２および図３に示すように、標本２０６を撮像するための撮像素子３０１（例えばＣＣＤ）と、撮像素子３０１を密閉収容する密閉容器３０７と、密閉容器３０７を収容するカメラ本体（筐体）２０８と、カメラ本体２０８内において密閉容器３０７の外側面（図１において左右方向）に設けられた変位部材３０９とを備えている。

接続部３００は、カメラ本体２０８に固定され、カメラ本体２０８と鏡筒２０５とを接続するためのものであり、接続部３００の内部には観察光が入射可能なように開口部３００ａが設けられている。カメラ本体２０８にも同様の理由で開口部２０８ｂが設けられている。

符号３０２はペルチェ素子（熱交換素子）を示し、符号３０３は撮像素子３０１とペルチェ素子３０２とを熱的に接続するヒートシンク（第１の当接部材）を示す。基板３０４は、撮像素子３０１を実装し、ケーブル３０４ａを介して、駆動基板３０５からの電気信号により撮像素子３０１を動作させる。基板３０４の中央部には、ヒートシンク３０３を配置するための開口部３０４ｂが設けられている。

ペルチェ素子３０２と基板３０４とは、ケーブル３０２ａ（図４参照）により接続されている。このケーブル３０２ａは、ペルチェ素子３０２に高電圧が印加されるため、十分に太くなっている。撮像素子３０１は、信号伝達及び位置固定用の金属製のピン３０１ａを具備しており、ピン３０１ａが基板３０４に半田付けされている。

ヒートシンク３０３の下面と撮像素子３０１との間、ヒートシンク３０３の上面３０３ｂとペルチェ素子３０２の吸熱面３０２ｃとの間、およびペルチェ素子３０２の発熱面３０２ｈと密閉容器３０７の上部品３０７ａとの間には、熱伝導グリス（伝熱部材）が充填されている。

また、ペルチェ素子３０２の発熱面３０２ｈと密閉容器３０７の上部品３０７ａとの間には、板バネ（弾性部材）６０１が設けられており、この板バネ６０１によってペルチェ素子３０２をペルチェ素子３０２の厚み方向（図３において上下方向）に付勢している。

ヒートシンク３０３の上面３０３ｂには、図３および図４に示すように、ペルチェ素子３０２の側面３０２ｓに対向する位置に、複数（本実施形態では４つ）の突起部（位置決め部）４０１が設けられている。
ヒートシンク３００の上面３０３ｂは、ペルチェ素子３０２と突起部４０１とが配置できるように、ペルチェ素子３０２の吸熱面３０２ｃよりも大きい面積としている。

これら突起部４０１は、円錐の頂点部分を底面と平行な方向に切除した形状をなしている。
また、突起部４０１は、先端部（頂点）から基端部（底面）に向かって径が拡大するような、なだらかな連続的な位置決め面としての斜面４０１ａ（円錐面）を有しており、この斜面４０１ａがペルチェ素子３０２の側面３０２ｓに対向している。
ここで、ペルチェ素子３０２の側面３０２ｓとは、ペルチェ素子３０２の吸熱面３０２ｃおよび発熱面３０２ｈ以外の面を指している。

そして、突起部４０１の基端部とペルチェ素子３０２の吸熱面３０２ｃとの距離、すなわちペルチェ素子３０２の上記厚み方向に対して垂直方向（図３において左右方向）における突起部４０１とペルチェ素子３０２の吸熱面３０２ｃとの距離をαとし、突起部４０１の先端部とペルチェ素子３０２の発熱面３０２ｈとの距離、すなわちペルチェ素子３０２の上記厚み方向に対して直交する方向（図３において左右方向）における突起部４０１とペルチェ素子３０２の発熱面３０２ｈとの距離をβとすると、α＜βの関係が成り立っている。
ここで、αは、０．１ｍｍ未満とすると、ヒートシンク３０３の上面３０３ｂの所望位置で固定されるようになるが、０．１ｍｍ以上としても良い。

また、突起部４０１の高さすなわち上記厚み方向の距離は、ペルチェ素子３０２の厚みと略同一としている。なお、突起部４０１の高さは、ペルチェ素子３０２の厚み未満としても良い。
さらに、突起部４０１の高さは、ヒートシンク３０３の上面３０３ｂと上部品３０７ａの内面との上記厚み方向の距離未満としている。これにより、突起部４０１の先端部と上部品３０７ａの内面との間には空間が設けられている。

ヒートシンク３０３は、基板３０４との接触部３０３ａを具備し、接触部３０３ａに設けられた図示しないタップを用いて、図示しないビスにより基板３０４に固定されている。ペルチェ素子３０２の発熱を撮像素子３０１に伝えないために、接触部３０３ａと基板３０４との間は樹脂等で断熱されていることが望ましい。

基板３０４は密閉容器３０７に図示しないビスにより固定されており、駆動基板３０５はカメラ本体２０８に図示されないビスにより固定されている。また、駆動基板３０５は、図示されないケーブルによって、カメラ１の外部に配置された例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の図示しない制御装置に接続されている。

撮像素子３０１やペルチェ素子３０２は、図からも明らかな通り、密閉容器３０７の内部に配置されており、密閉容器３０７の内部には、図示されない例えばシリカゲルといった吸水部材が配置されている。

密閉容器３０７は、内部に配置された撮像素子３０１やペルチェ素子３０２等の電子部品を外部からの水分から守るための密閉容器である。密閉容器３０７は、有底の円筒状すなわちカップ状の上部品３０７ａおよび下部品３０７ｂの２体で構成されており、上部品３０７ａと下部品３０７ｂとの間に基板３０４が配置されている。密閉容器３０７の下側には、顕微鏡本体２０１からの観察光が透過できるように、光透過部材としてのガラス３０８が配置されている。ガラス３０８は、下部品３０７ｂに対して隙間がないように、図示しない接着材にて接着固定されている。

密閉容器３０７の下側側面には変位部材３０９が配置され、変位部材３０９の可動部と密閉容器３０７とは図示しないビスにより固定されている。カメラ本体２０８の内側側面には固定部２０６ａが設けられており、図示しないビスにより固定部２０６ａにおいて変位部材３０９とカメラ本体２０８とが固定されている。

カメラ本体２０８の内部において密閉容器３０７の上側には、カメラ本体２０８の一部を構成する中板部３０６が配置されている。各部材の隙間、特に密閉容器３０７を構成する上部品３０７ａの上面と中板部３０６の下面との隙間には熱伝導グリスが充填され、機械的な固定はせずに伝熱可能となっている。中板部３０６は、図で明らかな通り一部に開口部が設けられており、この開口部をケーブル３０４ａおよびケーブル３２０ａが通っている。

このケーブル３２０ａは、駆動基板３０５と変位部材３０９に設けられた図示しない駆動部としてのピエゾ素子とを接続している。このピエゾ素子を駆動させることにより、変位部材３０９は、密閉容器３０７および密閉容器３０７内に収容された撮像素子３０１を、カメラ本体２０８に対して撮像素子３０１の光軸に対して直交する方向（図３において左右方向）に移動させるようになっている。

上記構成を有するカメラ１の組み立て作業について以下に説明する。
まず、密閉容器３０７を組み立てるために、図２に示すように、ヒートシンク３０３を図示しないビスにより基板３０４に固定する。次に、熱伝導グリスを基板３０４の撮像素子３０１取り付け側に塗布した後、撮像素子３０１をヒートシンク３０３に当て付けつつ基板３０４に半田付けする。

その後、熱伝導グリスをヒートシンク３０３の上面３０３ｂに塗布した後、ペルチェ素子３０２を複数の突起部４０１で囲まれた空間に挿入してヒートシンク３０３の上面３０３ｂに載置してヒートシンク３０３に当接する。

ここで、ペルチェ素子３０２は、ケーブル３０２ａ（図４参照）の弾性により位置が動く虞があるが、前述通りの条件で構成されている突起部４０１の斜面４０１ａにより、ヒートシンク３０３の上面３０３ｂの所望位置に位置決めされる。

その後、ペルチェ素子３０２を上部品３０７ａによって覆って、上部品３０７ａと基板３０４とを固定するときも、ペルチェ素子３０２が所望位置に位置決めされるため、ペルチェ素子３０２が突起部４０１の先端面に載り上がることなく、ペルチェ素子３０２が破損することなく、密閉容器３０７を組み上げることができる。
その後の組み立て作業は省略する。

さらに、組み上がったカメラ１を輸送するとき等に、カメラ１に外力が加わった場合も、ペルチェ素子３０２は、ペルチェ素子３０２の上記厚み方向に対して直交する方向（図３において左右方向）に移動する虞があるが、前述通りの条件で構成されている突起部４０１の斜面４０１ａにより、ヒートシンク３０３の上面３０３ｂから外れることなく、ヒートシンク３０３の上面３０３ｂの所望位置に位置決めされる。

また、例えペルチェ素子３０２が突起部４０１に接触しても、ペルチェ素子３０２の吸熱面３０２ｃのみが突起部４０１に接触することになる。
従って、熱伝達経路は、ヒートシンク３０３からペルチェ素子３０２と突起部４０１を介してまたヒートシンク３０３に戻るといった循環を防止できるため、撮像素子３０１を良好に冷却することができる。

上記構成を有する顕微鏡１００の作用について以下に説明する。
標本像を取得する場合には、ステージ２０２上に標本２０６を載置して、ステージ２０２を上下動させ、対物レンズ２０３の焦点位置に標本２０６を合わせると、結像レンズ２０７、接眼レンズ２０４により標本２０６の拡大像が観察可能となる。
撮像素子３０１で観察したい場合は、鏡筒２０５に配置された図示しない光路切換部を操作し、カメラ本体２０８に観察光を入射させる。

撮像素子３０１程度の低画素の画像を取得したい場合には、制御装置での操作で変位部材３０９は特に動作させず、撮像素子３０１に入射した画像を取得する。
一方、高画素の画像を取得したい場合には、まず、制御装置を操作して、一度画像を取得する。さらに制御装置を操作して、必要な画素数が取得できるように画素ピッチ分だけ変位部材３０９を動作させる。

この場合において、制御装置からの駆動信号は図示しないケーブル、駆動基板３０５、およびケーブル３２０ａを介して、ピエゾ素子に電圧を印加することで変位部材３０９の可動部を移動させる。

すると、変位部材３０９の可動部と密閉容器３０７とは図示しないビスで固定されているため、密閉容器３０７および密閉容器３０７内部に配置された撮像素子３０１、ペルチェ素子３０２、ヒートシンク３０３、および基板３０４が、カメラ本体２０８に対して移動する。

ピエゾ素子で発生する力は、密閉容器３０７および内部に配置された部品の自重に対して十分大きいため、観察者が意図した位置に密閉容器３０７を確実に移動できる。なお、ケーブル３０４ａ、３２０ａは、両端の接続部の距離よりも十分長く設定されているため、可動部３０９ａの移動によりこれらが引っ張られることで変位部材３０９の可動部の移動が妨げられることはない。

また、密閉容器３０７を構成する上部品３０７ａと中板部３０６との隙間には、前述の通り熱伝導グリスが充填されており、伝熱可能かつ機械的な固定はされていないため、同様にこれらにより変位部材３０９の可動部の移動が妨げられることはない。

また、撮像素子３０１は、ヒートシンク３０３を介してペルチェ素子３０２の吸熱面３０２ｃに接続されているため、駆動基板３０５からの電気信号を受けてペルチェ素子３０２が動作すると、撮像素子３０１を効率的に冷やすことができ、撮影時に問題となる暗電流ノイズを低減させることができる。

さらに、ペルチェ素子３０２の吸熱面３０２ｃとは反対側の発熱面３０２ｈと上部品３０７ａとの隙間に前述通り熱伝導グリスが充填されており、また、板バネ６０１によりペルチェ素子３０２とヒートシンク３０３とが密着しているため、ペルチェ素子３０２からの熱は、上部品３０７ａ、中板部３０６を介して、カメラ本体２０８に伝熱した後、カメラ本体２０８から自然空冷（放熱）される。

以上のように、本実施形態によれば、ペルチェ素子の位置合わせやケーブル弾性によるペルチェ素子の浮き等を気にせずに、ペルチェ素子を破損することなく、容易にカメラの組み立てを行うことができる。
また、カメラに振動、衝撃等の外力が加わったときも、ペルチェ素子の位置がずれないため、ペルチェ素子とヒートシンク等との接触面積を所望の範囲に確保でき、撮像素子を良好に冷却することができ、暗電流（ノイズ）の影響を最小限にすることができる。

次に、第１の実施形態の変形例について図５を参照して説明する。
図５はペルチェ素子周りの部品関係を示した拡大図である。
以下、第１の実施形態の変形例について、第１の実施形態のカメラ１と共通する点については同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について主に説明する。

図５に示すように、第１の実施形態と異なる点は突起部の形状である。
複数の突起部４１１は、円錐の頂点部分を底面と平行な方向に切除した形状の部材と円柱形状の部材とを重ね合わせた形状をなしている。

これら突起部（位置決め部）４１１は、先端部（頂点）から基端部（底面）に向かって径が拡大するような、なだらかな連続的な位置決め面としての斜面４１１ａ（円錐面）とこの斜面４１１ａから基端部に向かって延びる垂直面４１１ｂ（円筒面）とを有しており、この斜面４１１ａと垂直面４１１ｂとがペルチェ素子３０２の側面３０２ｓに対向している。

この突起部４１１の垂直面４１１ｂは、ペルチェ素子３０２の厚みよりも短い高さとしている。
以上のように、第１の実施形態の変形例によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

また、突起部は、例えばネジ部材としても良く、ヒートシンクに設けたネジ穴にねじ込む構成にして、ヒートシンクの温度を測定するサーミスタの固定部材と兼用しても良い。

[第２の実施形態]
次に、本発明の第２の実施形態に係るカメラについて、図６および図７を参照して説明する。
図６はペルチェ素子周りの部品関係を示した拡大図であり、図７は図６上方からペルチェ素子周りの部品関係を示した拡大図である。
以下、本実施形態のカメラについて、第１の実施形態のカメラ１と共通する点については同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について主に説明する。

図６および図７に示すように、第１の実施形態と異なる点は突起部の形状および突起部とヒートシンクとを一体的に構成した部分である。
突起部（位置決め部）４５１は、先端部（頂点）から基端部（底面）に向かって拡大するような、なだらかな連続的な平面形状の斜面（位置決め面）４５１ａを有しており、この斜面４５１ａがペルチェ素子３０２の側面３０２ｓに対向している。
この突起部４５１は、ペルチェ素子３０２の側面３０２ｓ全てを囲むようなリング状をなしており、ヒートシンク（第１の当接部材）３５３の上面３５３ｂに一体的に形成されている。

上記構成を有するカメラの組み立て作業および顕微鏡の作用については、前述の実施形態と同様のため、ここでは説明を省略する。
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

次に、第２の実施形態の変形例について図８を参照して説明する。
図８はペルチェ素子周りの部品関係を示した拡大図である。
以下、第２の実施形態の変形例について、第２の実施形態のカメラと共通する点については同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について主に説明する。

図８に示すように、第２の実施形態と異なる点は突起部の形状である。
突起部（位置決め部）４７１は、先端部（頂点）から基端部（底面）に向かって拡大するような、なだらかな連続的な曲面形状の斜面（位置決め面）４７１ａを有しており、この斜面４７１ａがペルチェ素子３０２の側面３０２ｓに対向している。

この突起部４７１は、ペルチェ素子３０２の側面３０２ｓ全てを囲むようなリング状をなしており、ヒートシンク３７３の上面に一体的に形成されている。
以上のように、第２の実施形態の変形例によれば、第２の実施形態と同様の効果が得られる。

[第３の実施形態]
次に、本発明の第３の実施形態に係るカメラ３について、図９および図１０を参照して説明する。
図９は本実施形態におけるカメラ３の内部構成を示した図であり、図１０はペルチェ素子周りの部品関係を示した図９の拡大図(Ｂ部)である。
以下、本実施形態のカメラ３について、第１の実施形態のカメラ１と共通する点については同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について主に説明する。

図９および図１０に示すように、第１の実施形態と異なる点は板バネの位置および突起部の位置である。
すなわち、板バネ６０１は、ヒートシンク３０３の上面３０３ｂとペルチェ素子３０２の吸熱面３０２ｃとの間に設けられている。
また、複数（本実施形態では４つ）の突起部（位置決め部）５０１は、密閉容器（第２の当接部材）３０７を構成する上部品３０７ａの内面に、ペルチェ素子３０２の側面３０２ｓに対向するように設けられている。

これら突起部５０１は、先端部（頂点）から基端部（底面）に向かって径が拡大するような、なだらかな連続的な位置決め面としての斜面５０１ａ（円錐面）を有しており、この斜面５０１ａがペルチェ素子３０２の側面３０２ｓに対向している。

そして、突起部５０１の基端部とペルチェ素子３０２の発熱面３０２ｈとの距離、すなわちペルチェ素子３０２の上記厚み方向に対して直交する方向（図１０において左右方向）における突起部５０１とペルチェ素子３０２の発熱面３０２ｈとの距離をα２とし、突起部５０１の先端部とペルチェ素子３０２の吸熱面３０２ｃとの距離、すなわちペルチェ素子３０２の上記厚み方向に対して垂直方向（図１０において左右方向）における突起部５０１とペルチェ素子３０２の吸熱面３０２ｃとの距離をβ２とすると、α２＜β２の関係が成り立っている。

さらに、突起部５０１の高さは、ヒートシンク３０３の上面３０３ｂと上部品３０７ａの内面との上記厚み方向の距離未満としている。これにより、突起部５０１の先端部とヒートシンク３０３の上面３０３ｂとの間には空間が設けられている。

上記構成を有するカメラ３の組み立て作業について以下に説明する。
まず、密閉容器３０７を組み立てるために、図９に示すように、ヒートシンク３０３を図示しないビスにより基板３０４に固定する。次に、熱伝導グリスを基板３０４の撮像素子３０１取り付け側に塗布した後、撮像素子３０１をヒートシンク３０３に当て付けつつ基板３０４に半田付けする。

その後、熱伝導グリスを上部品３０７ａの内面であるペルチェ素子３０２の接触面に塗布した後、図９に示す上部品３０７ａの上下方向を逆にして、ペルチェ素子３０２を複数の突起部５０１で囲まれた空間に挿入して上部品３０７ａの内面に載置して上部品３０７ａに当接する。
そして、撮像素子３０１および基板３０７が一体となったヒートシンク３０３を、板バネ６０１および熱伝導グリスを介してペルチェ素子３０２と密着する。

ここで、ペルチェ素子３０２は、ケーブルの弾性により位置が動く虞があるが、前述通りの条件で構成されている突起部５０１の斜面５０１ａにより、ヒートシンク３０３の上面３０３ｂの所望位置に位置決めされる。

その後、ペルチェ素子３０２を上部品３０７ａによって覆って、上部品３０７ａと基板３０４とを固定するときも、ペルチェ素子３０２が所望位置に位置決めされるため、ペルチェ素子３０２が突起部５０１の先端面に載り上がることなく、ペルチェ素子３０２が破損することなく、密閉容器３０７を組み上げることができる。
その後の組み立て作業は省略する。

さらに、組み上がったカメラ３を輸送するとき等に、カメラ３に外力が加わった場合も、ペルチェ素子３０２は、ペルチェ素子３０２の上記厚み方向に対して直交する方向（図１０において左右方向）に移動する虞があるが、前述通りの条件で構成されている突起部５０１の斜面５０１ａにより、ヒートシンク３０３の上面３０３ｂから外れることなく、ヒートシンク３０３の上面３０３ｂの所望位置に位置決めされる。

また、例えペルチェ素子３０２が突起部５０１に接触しても、ペルチェ素子３０２の発熱面３０２ｈのみが突起部５０１に接触することになる。
従って、熱伝達経路は、ヒートシンク３０３からペルチェ素子３０２と突起部５０１を介してまたヒートシンク３０３に戻るといった循環を防止できるため、撮像素子３０１を良好に冷却することができる。

以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の各実施形態を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよい。

１ カメラ（顕微鏡用撮像装置）
１００ 顕微鏡
２０１ 顕微鏡本体
２０２ ステージ
２０３ 対物レンズ
２０４ 接眼レンズ
２０５ 鏡筒
２０６ 標本（被写体）
２０７ 結像レンズ
２０８ カメラ本体（筐体）
３０１ 撮像素子
３０２ ペルチェ素子（熱交換素子）
３０３ ヒートシンク（第１の当接部材）
３０４ 基板
３０５ 駆動基板
３０６ 中板部
３０７ 密閉容器（第２の当接部材）
３０８ ガラス
３０９ 変位部材

Claims (5)

1. 被写体を撮像するための撮像素子と、
   前記撮像素子を冷却する熱交換素子と、
   前記熱交換素子に当接する当接部材と、
   前記当接部材に設けられ、前記熱交換素子の吸熱面および発熱面以外である側面に対向する位置決め面を有する位置決め部と、
   を備え、
   前記位置決め部の位置決め面は、なだらかな連続的な斜面であり、前記当接部材に当接している前記吸熱面または前記発熱面との距離αを、前記当接部材に当接していない前記発熱面または前記吸熱面との距離βよりも短くした顕微鏡用撮像装置。
2. 前記位置決め面の少なくとも一部は、前記当接部材に当接している前記吸熱面または前記発熱面に接触している請求項１に記載の顕微鏡用撮像装置。
3. 前記撮像素子の周囲を密閉収容する密閉容器をさらに具備する請求項１または請求項２に記載の顕微鏡用撮像装置。
4. 前記当接部材は、前記吸熱面に当接する第１の当接部材と前記発熱面に当接する第２の当接部材とを含み、
   前記位置決め部の高さは、前記第１の当接部材と前記第２の当接部材との間の距離よりも短くした請求項１から請求項３のいずれかに記載の顕微鏡用撮像装置。
5. 前記第１の当接部材は、前記撮像素子と前記熱交換素子との間に介在するヒートシンクである請求項４に記載の顕微鏡用撮像装置。

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