JP2013160915A - 顕微鏡とカメラの接続具 - Google Patents

Abstract

【課題】顕微鏡の像光を、カメラ付き携帯電話で撮像できるようにする、顕微鏡とカメラ付き携帯電話を接続するための接続具を提供する。
【解決手段】接続具１は、カメラ付き携帯電話４０を着脱自在に固定するベース１０とベース１０と接続される拡大部２０とを備えている。ベース１０にはカメラ付き携帯電話４０のカメラレンズ４３と対応する位置にカメラ孔１１が穿設されている。拡大部２０は円筒形のレンズケース２１と、その内部に配されたフィールドレンズ２１Ａ及び集束レンズ２１Ｂを備えており、フィールドレンズ２１Ａ及び集束レンズ２１Ｂは拡大部２０がベース１０に取付けられるとカメラレンズ４３の光軸と同軸となる。接続具１は、その先端を顕微鏡の鏡筒３２に差し込んで用いる。
【選択図】図４

Description

本発明は、顕微鏡とカメラを接続する接続具であって、顕微鏡により捉えられた像光による撮像をカメラが行えるようにするものに関する。

据え置きタイプ等の一般的な顕微鏡には、接眼レンズを備えており、接眼レンズを介して肉眼で顕微鏡の対物レンズにより拡大された対象物の観察を行うタイプのもの（本願では、「肉眼観察顕微鏡」という。）と、顕微鏡の対物レンズにより拡大された対象物の画像を撮像するための主に動画の撮像が可能なデジタルカメラであるカメラを備えており、顕微鏡の対物レンズにより拡大され、カメラで撮像された対象物の画像を所定のディスプレイに表示して観察を行うタイプのもの（本願では、「画像観察顕微鏡」という。）とがある。
肉眼観察顕微鏡にも画像観察顕微鏡にも一長一短があり用途に応じて双方普及しているが、前者の方がその構成が簡易で価格が安価なことなどからより普及している。

ところで、肉眼観察顕微鏡を画像観察顕微鏡として用いるための補助的な器具も存在している。当該器具は、例えば、専用のカメラを肉眼観察顕微鏡の鏡筒（三眼顕微鏡の場合には、鏡筒は、接眼レンズを取付けるための鏡筒でなく、専用のカメラを取付けるための鏡筒である場合もある。）に取付けることで肉眼観察顕微鏡を画像観察顕微鏡とするものとなっている。
他方、市販のデジタル一眼レフカメラを肉眼観察顕微鏡に接続して画像観察顕微鏡として用いることを可能とする器具も知られているが、その場合用いられる一眼レフカメラは、レンズを取外してＣＣＤ（charge coupled device）、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）などの撮像素子を剥き出しにして用いられる。

肉眼観察顕微鏡に取付けられるカメラが上述のように専用のカメラ、或いはレンズを取外したカメラとされるのは、それら以外の通常のカメラを用いた場合には、肉眼観察顕微鏡の対物レンズで拡大された像光をカメラの撮像素子に正しく結像させるのが難しいからである。
例えば、コンパクトデジタルカメラやカメラ付き携帯電話に内蔵されたデジタルカメラなどは、主な用途である人物や景色の撮像を無難に行えるよう、カメラの備えるレンズの中でも比較的広角と呼べる視野角（一般には、６０°〜７０°である。）を持ったレンズを備えている。その広角な視野角を持つレンズに、拡大レンズである対物レンズを介して像光を入れると、カメラのレンズの視野角の一部に、像光の導かれない領域ができてしまう。
他方、肉眼観察顕微鏡に取付けられるカメラを専用のカメラとすれば、肉眼観察顕微鏡の対物レンズと専用のカメラのレンズ（場合によっては、対物レンズと専用のカメラのレンズに配されるレンズ）を適宜設計することで、肉眼観察顕微鏡の対物レンズで拡大された像光をカメラの撮像素子に正しく結像させることが可能となる。また、肉眼観察顕微鏡に取付けられるカメラを、レンズを取外したカメラとすれば、肉眼観察顕微鏡の対物レンズとレンズを持たないカメラの剥き出しになった撮像素子との間に配すべきレンズを適宜設計することで、肉眼観察顕微鏡の対物レンズで拡大された像光をカメラの撮像素子に正しく結像させることが可能となる。

上述の如き器具、装置は、肉眼観察顕微鏡の対物レンズで拡大された像光をカメラで撮像できるようにし、結果として肉眼観察顕微鏡を画像観察顕微鏡として用いることを可能とする点でそれなりに有用である。
しかしながら、専用のカメラを用いる器具、装置では専用のカメラを準備する必要が生じることによる使い勝手の悪さやコストの点で難点が生じやすい。また、レンズを取外したカメラを用いる器具、装置ではそもそもレンズを取外すことのできないコンパクトデジタルカメラやカメラ付き携帯電話に内蔵されたデジタルカメラなどには応用できないという不便がある。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、肉眼観察顕微鏡を、コンパクトデジタルカメラ又はカメラ付き携帯電話（この明細書では、コンパクトデジタルカメラ又はカメラ付き携帯電話を含む、比較的広角と呼べる視野角を持つカメラ一般を、単に「カメラ」と称するものとする。）との組合せによって画像観察顕微鏡とする器具を提供することを、その課題とする。

本願発明者は、上述の課題を解決するために、以下のような接続具を提供する。
本願発明は、レンズを備えたカメラを、拡大を行う対物レンズを備える顕微鏡の鏡筒に接続するための接続具である。そしてその接続具は、前記カメラを着脱自在に固定するカメラ保持部と、前記カメラ保持部に取付けられた、前記カメラ保持部を前記顕微鏡の前記鏡筒に着脱自在に固定する鏡筒固定部と、収束レンズと、を備えている。また、前記収束レンズは、前記カメラが前記接続具を介して前記顕微鏡の前記鏡筒に取付けられたときに、前記対物レンズが撮像を行う対象となる撮像対象物からの像光を通過させることで、拡大された前記像光を通過させることで、それを通過した像光を、カメラのレンズの視野角と略同じかそれ以上の立体角で前記カメラの前記レンズの瞳に集束させるように構成されている。
この接続具は、顕微鏡とカメラとを接続するものである。したがって、この接続具を用いれば肉眼観察顕微鏡を画像観察顕微鏡にすることができる。また、この接続具は、顕微鏡の対物レンズで拡大された像光をカメラのレンズの視野角と略同じかそれ以上の立体角でカメラのレンズの瞳に集束させる収束レンズを備えている。この収束レンズの存在により、この接続具を用いれば、カメラのレンズの視野角の一部に、像光の導かれない領域ができることもない。
なお、本願において接続具の鏡筒固定部が固定される顕微鏡における鏡筒は、主に接眼レンズを取付けられる鏡筒を意味するが、顕微鏡が三眼顕微鏡の場合には、これに加えてカメラを取付けるための鏡筒をも含むこととする。

集束レンズは、上述のようなものであればその具体的な構成を問わない。
例えば、前記集束レンズは、前記対物レンズを通過した前記像光を通過させることで、それを通過した像光を、前記カメラが備える前記レンズの瞳の範囲内に、当該レンズの視野角と略同じ立体角をもって集束させるように構成されていてもよい。このような集束レンズを持つ接続具であれば、それを用いることで、無駄になる像光を減らせるので、明るい画像を得るのが比較的容易になる。

接続具は、フィールドレンズを備えていてもよい。その場合、接続具の前記フィールドレンズ、及び前記集束レンズはそれぞれ、前記カメラが前記接続具を介して前記顕微鏡の前記鏡筒に取付けられたときに、前記フィールドレンズは、前記対物レンズを通過した前記像光を通過させることで、それを通過した像光が、前記集束レンズの全体に入るように調節するように、前記集束レンズは、前記フィールドレンズを通過した前記像光を通過させることで、それを通過した像光を、前記レンズの視野角と略同じかそれ以上の立体角で前記カメラの前記レンズの瞳に集束させるように、それぞれ構成される。
フィールドレンズは、対物レンズを通過した光を効率よく、或いは無駄なく集束レンズへ導けるように機能する。フィールドレンズがない場合、顕微鏡の拡大を行う対物レンズを通過した像光は、対物レンズから離れる程その径を増していき、接続具の集束レンズを通過する際におけるその径が集束レンズの径よりもずっと大きくなっていることがある。このような場合には、集束レンズを通過してカメラのレンズに集められる像光は、対物レンズを通過した像光の一部だけとなってしまうので、最終的にカメラで得られる画像の明るさが不足してしまう。フィールドレンズを持つ接続具であれば、最終的に得られる画像を明るくできるようになる。
フィールドレンズは、上述のようなものであればその具体的な構成を問わない。
フィールドレンズは、例えば、それを通過した像光を平行光とするようになっているものとすることができる。

なお、本発明における顕微鏡の対物レンズ、接続具のフィールドレンズ、及び集束レンズはいずれも、単一のレンズにより構成されていてもよいし、複数のレンズにより構成されていてもよい。単一のレンズと等価、又は略等価の複数のレンズを用いることは、広く行われているので、そのような周知技術を応用して単一のレンズを複数のレンズに置き換えればよい。

接続具は、前記像光を絞って前記カメラで撮像される画像の明るさを調整するための、開口を任意に調節できるようにされた絞りを備えていてもよい。顕微鏡は、場合により照明光が明る過ぎる場合があり、そのような場合にはカメラで撮像される画像にハレーションが生じるなど画像が適切でなくなる場合があるので、上述のような絞りを設けて像光の量を適当に調整できるようにすることで、照明光が明る過ぎる場合でも適切な画像を得られるようになる。
絞りは、フィールドレンズの前後の適当な位置に配することができ、またフィールドレンズが複数のレンズで構成されている場合には複数のフィールドレンズの間に配することができる。

前記鏡筒固定部は、筒状であり、前記顕微鏡の前記鏡筒に挿入可能とされているか、或いはその内側に前記顕微鏡の前記鏡筒を挿入可能とされていてもよい。筒状とは例えば円筒状である。
このような鏡筒固定部とすることで、鏡筒と鏡筒固定部乃至接続具との固定を簡易に行えるようになる。鏡筒固定部と鏡筒の固定は外力による互いの移動が制限された固定であっても、特定方向の外力による互いの移動が制限されていない係止であっても良い。
前記収束レンズは筒状とされた前記鏡筒固定部の内部に配することができる。このようにすることで接続具をコンパクトに構成できるようになる。また、フィールドレンズも、絞りも前記鏡筒固定部の内部に配することができる。これによっても同様の効果を得られる。

前記接続具は、前記カメラの前記レンズ、及び前記収束レンズが、それら二者の相対的な位置関係を固定したまま、前記対物レンズに対し前記像光の光軸方向に移動できるようになっていてもよい。収束レンズとカメラのレンズの相対的な位置関係は、収束レンズを通った像光をカメラのレンズの視野角と略同じかそれ以上の立体角でカメラのレンズの瞳に集束させる関係上、固定されているべきである。他方、顕微鏡の対物レンズは、顕微鏡によって異なるし、また交換が可能なことも多い。対物レンズが異なれば、収束レンズの対物レンズに対する位置関係は変わってくる。
カメラのレンズ、及び収束レンズが、それら二者の相対的な位置関係を固定したまま、対物レンズに対し前記像光の光軸方向に移動できるようになっていれば、対物レンズを交換した場合であっても、また異なる顕微鏡にカメラを取付ける場合でも、カメラで適切な画像を得られるようになる。
同様の理由で、接続具がフィールドレンズを備える場合には、前記カメラの前記レンズ、前記収束レンズ、及び前記フィールドレンズを、それら三者の相対的な位置関係を固定したまま、前記対物レンズに対し前記像光の光軸方向に移動できるようにするのが好ましい。また、絞りを備えた接続具の場合では、前記カメラの前記レンズ、前記収束レンズ、及び絞りを、それら三者の相対的な位置関係を固定したまま、前記対物レンズに対し前記像光の光軸方向に移動できるようにするのが好ましい。更に、フィールドレンズと、絞りを備えた接続具の場合では、前記カメラの前記レンズ、前記収束レンズ、前記フィールドレンズ、及び絞りを、それら四者の相対的な位置関係を固定したまま、前記対物レンズに対し前記像光の光軸方向に移動できるようにするのが好ましい。

接続具は、像光の上下左右を反転させる反転手段を有していてもよい。撮像対象物の上下左右方向と、カメラで撮像される画像の上下左右を必要に応じて合わせることができるようになるからである。反転手段は画像の上下左右の反転に用いられている既存のもので良く、例えばリレーレンズであり、或いはプリズムである。

前記カメラは、カメラ付き携帯電話に取付けられたカメラであってもよいし、コンパクトデジタルカメラであってもよい。

本発明の一実施形態による接続具の全体構成を示す斜視図。 図１に示した接続具のベースにカメラ付き携帯電話を固定した状態を示す斜視図。 図１に示した接続具の拡大部を示した透視斜視図。 図１に示した接続具でカメラ付き携帯電話と顕微鏡を接続した状態を模式的に示す側面図。 図１に示した接続具でカメラ付き携帯電話と顕微鏡を接続した状態における像光の振る舞いを示す図。 変形例１の接続具の構成を示す透視側面図。 変形例２の接続具の構成を示す透視側面図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１〜図３に、本実施形態における接続具１を示す。
図１は接続具１の全体構成を示す斜視図であり、図２は、接続具１のうちの後述するベースにカメラ付き携帯電話であるカメラを取付けた状態を示す図であり、図３は、接続具１のうちの後述する拡大部２０の構成を示す透視斜視図である。
接続具１は、カメラと、顕微鏡とを接続するためのものである。カメラは、コンパクトデジタルカメラで良いが、この実施形態では後述するようにカメラ付き携帯電話４０である。カメラ付き携帯電話４０は一般的なもので良く、像光を捉えるレンズであるカメラレンズ（図示を省略）を少なくとも撮像時には外部に露出するようにして備えている。カメラレンズは、図２に示した状態のカメラ付き携帯電話の下側の面に設けられている。カメラ付き携帯電話４０はまた、カメラレンズが取付けられたのと反対側の面に、ディスプレイ４１が設けられている。ディスプレイ４１はカメラ付き携帯電話４０に内蔵されたカメラがカメラレンズを介して撮像した画像を、この実施形態では実時間で表示するものである。また、カメラ付き携帯電話４０は少なくとも操作するため入力を受付けることができる操作ボタン４２を備えている。この実施形態では操作ボタン４２は、カメラ付き携帯電話４０のディスプレイ４１が設けられている面に設けられている。なお、操作ボタン４２はディスプレイ４１をタッチパネルにすることにより、ディスプレイ４１と一体にすることも可能である。カメラ付き携帯電話４０は、例えば、ソフトバンクモバイル株式会社が販売するｉＰｈｏｎｅ（登録商標）とすることができる。
他方、顕微鏡は、この実施形態では据え置きタイプの顕微鏡であり、対物レンズと、接眼レンズを取り付けるための鏡筒を備えている。なお、顕微鏡は三眼顕微鏡であってもよく、その場合顕微鏡は、接眼レンズを取付けるための鏡筒に加えてカメラを取付けるための鏡筒を備えている。顕微鏡がいずれの場合であっても、接続具１はカメラを、いずれかの鏡筒に取付けることになる。

接続具１は、ベース１０と、拡大部２０とを備えている。
ベース１０はカメラ付き携帯電話４０を着脱自在に固定するものであり、拡大部２０は、顕微鏡の対物レンズを通過した撮像対象物からの像光をカメラ付き携帯電話４０のカメラレンズに、後述の如く適切に導くためのものである。
ベース１０と、拡大部２０とは、一体にされていても構わないが、この実施形態では、ベース１０と拡大部２０とは、着脱自在に構成されている。

ベース１０は、必ずしもこの限りではないが樹脂製であり、必ずしもこの限りではないが、断面略Ｌ字状となるように曲折された板状体の幅方向の両端部にリブを設けた形状となっている。ベース１０の幅（図１の前後方向）は、カメラ付き携帯電話４０の幅と同じかそれよりも若干広い程度となっている。
ベース１０のうち最も面積が広い部分である底面板１０Ａには、ベース１０にカメラ付き携帯電話４０を取付けた際に、カメラ付き携帯電話４０のカメラレンズが対応する位置にカメラ孔１１が設けられている。
カメラ孔１１はカメラ付き携帯電話４０をベース１０に取付けた際に、カメラレンズを底面板１０Ａから露出させるためのものである。本実施形態では、カメラ孔１１に、後述する拡大部２０の端部を嵌め込むことによって、拡大部２０のベース１０に対する着脱自在な取付けが実現されるようになっている。
この実施形態におけるカメラ孔１１は、略円形とされている孔１１ａに、切り欠き部１１ｂが等間隔をあけて三箇所に設けられ、全体として歯車のような形状になっている。各切り欠き部１１ｂ間の略中央には、ベース１０に平行で直方体形状の板をベース１０に対して垂直に支える、全体として断面がＬ字型の係止片１６が孔１１ａに接するようにして設けられている。要するに、係止片１６は、後述する弾性片１５を小さくしたような形状である。
カメラ孔１１の径はカメラレンズの視野を確保するに充分なものとされているが、カメラレンズ４３の視野を確保できるのであれば、カメラ孔１１はその大きさ、形状を自由に変更することができる。

この実施形態では、ベース１０の底面板１０Ａの両側方には、カメラ付き携帯電話４０を着脱可能に固定するための２本の弾性片１５が設けられている。弾性片１５は、底面板１０Ａの幅方向の両側方に、底面板１０Ａの長さ方向での位置が一致するようにして設けられている。これには限られないが、弾性片１５は、弾性を有する樹脂によって形成された細い板状体であり、底面板１０Ａから垂直な方向に延設され、且つその先端を相手側の弾性片１５の方向に向けて曲折された形状となっている。
なお、この弾性片１５は、ベース１０の底面板１０Ａの一方の周縁上に少なくとも一つ設けられていればよい。係止力を上げるためには、これを底面板１０Ａの一方の周縁上に複数ずつ設けることもできる。
弾性片１５の曲折された部分と底面板１０Ａとの間に、カメラ付き携帯電話４０を、カメラレンズ４３が設けられている面を底面板１０Ａに向けた状態で嵌め込むことによって、ディスプレイ４１を、底面板１０Ａの反対側に露出させ、かつカメラレンズ４３を底面板１０Ａのカメラ孔１１から露出させた状態で、ベース１０にカメラ付き携帯電話４０を取付けることができる。この状態を、図５に示す。かかる取付けは、着脱自在なものである。
なお、ベース１０は、上述のものに限られない。カメラが使えるような状態でカメラ付き携帯電話４０との固定を行え、且つ拡大部２０との着脱自在な固定を行えるようになっていればどのようなものでも構わない。また、ベース１０は、例えば磁力により、カメラ付き携帯電話４０に固定できるようなものであってもよい。

なお、本実施形態の接続具１は、異なる形状のベース１０を複数有していてもよい。これは、異なるカメラ付き携帯電話４０へのベース１０の固定を可能にするためである。その場合、拡大部２０は複数のベース１０のどれにでも取付けられるようにすることができる。拡大部２０には後述のようにレンズや絞りが含まれているので相対的にベース１０より高価になることが多い。拡大部２０をどのベース１０にも取付けられるようにしておけば、例えばユーザがカメラ付き携帯電話４０を買い換えた場合に、ユーザはそのカメラ付き携帯電話４０に対応したベース１０を購入しそれに拡大部２０を取付けることで、ベース１０の購入費の負担だけで接続具を使えるようになる。ベース１０は、それに対応させられるカメラ付き携帯電話４０の固定ができるようにされ、且つそのカメラ孔１１の位置がそれに固定されるカメラ付き携帯電話４０のカメラレンズの位置に対応するように構成される。

拡大部２０は、図３に示したように、筒状のレンズケース２１を備えている。この実施形態のレンズケース２１は、これには限られないが樹脂製であり、これには限られないが円筒形である。
拡大部２０の径（外径）は、この実施形態では、後述する顕微鏡の鏡筒の内径に略対応するものとされている。

レンズケース２１の内部には、フィールドレンズ２１Ａ、及び収束レンズ２１Ｂが収納されている。フィールドレンズ２１Ａ、及び収束レンズ２１Ｂの光軸方向での相対的な位置は固定されている。
フィールドレンズ２１Ａ、及び収束レンズ２１Ｂはそれぞれ、この実施形態では１枚のレンズにより構成されているが、フィールドレンズ２１Ａ、収束レンズ２１Ｂの少なくとも一つが、複数のレンズを組合わせて構成されたものとなっていても構わない。フィールドレンズ２１Ａ、又は収束レンズ２１Ｂが複数のレンズで構成されるとき、フィールドレンズ２１Ａ、又は集束レンズ２１を構成する複数枚のレンズは、密着していても、隙間を空けて配列されていても構わない。
フィールドレンズ２１Ａは、対物レンズ３１を通過した像光を通過させることで、それを通過した像光が、収束レンズ２１Ｂの全体に入るように調節するような機能を持つ。後述するように、フィールドレンズ２１Ａには、撮像対象物からの像光であって、拡大観察を可能とするための拡大レンズである顕微鏡の対物レンズを通過し、その結果拡大された像光が入射する。フィールドレンズ２１Ａはそのような像光を集束レンズ２１Ｂのほぼ全体に入るように調節するのである。
この実施形態におけるフィールドレンズ２１Ａは、収束レンズ２１Ｂと同じ径にされており、それを通過した像光の収束レンズ２１Ｂに至ったときの径が、収束レンズ２１Ｂの径に等しくなるようにされている。なお、この実施形態では、収束レンズ２１Ｂは、フィールドレンズ２１Ａと同径とされているので、フィールドレンズ２１Ａを通過した像光の収束レンズ２１Ｂに至ったときの径が、収束レンズ２１Ｂの径に等しくなるようにされているということは、フィールドレンズ２１Ａは、それを通過させた対物レンズ３１からの像光を平行光にする機能を有することを意味する。
収束レンズ２１Ｂは、フィールドレンズ２１Ａを通過した像光を通過させることで、それを通過した像光を、カメラレンズ４３の瞳に、当該カメラレンズ４３の視野角以上の立体角をもって集束させるものである。この実施形態では、収束レンズ２１Ｂは、それを通過した像光を、カメラレンズ４３の瞳に、当該カメラレンズ４３の視野角と略同一の立体角をもって集束させるものとなっている。なお、収束レンズ２１Ｂは、それを通過した像光がカメラレンズ４３の瞳の範囲内に集束させられるようになっていてもよい。

必ずしもこの限りではないが、この実施形態のレンズケース２１の内部には、絞り２１Ｃが配されている。絞り２１Ｃは、カメラ付き携帯電話４０のカメラで撮像される画像の明るさを調整するための、像光の径を絞るためのものである。それが可能なように絞り２１Ｃはその径が可変になっている。絞り２１Ｃの径は、レンズケース２１の側面に設けられた摘み２１Ｄの操作によって任意に調整できるようになっている。
この実施形態の絞り２１Ｃは、フィールドレンズ２１Ａよりも撮像対象物側にあるが、これに限られず、フィールドレンズ２１Ａと集束レンズ２１Ｂの間にあってもよいし、フィールドレンズ２１Ａ又は集束レンズ２１Ｂが複数枚のレンズにより構成されている場合には、フィールドレンズ２１Ａ又は集束レンズ２１Ｂを構成する複数枚のレンズの間に位置してもよい。

レンズケース２１のベース１０に着脱自在に取付けられる側の端部（以下、こちらの端部をレンズケース２１の「基端」と呼び、反対側の端部をレンズケース２１の「先端」と呼ぶ。）の周縁には、一定間隔をあけた三箇所に突起２２が設けられている。その結果、レンズケース２１の基端は、平面視で歯車のような形状になっている。突起２２の厚みは、係止片１６のベース１０に対向する面からベース１０までの距離と略等しくされている。
レンズケース２１の基端の輪郭形状は、カメラ孔１１の輪郭形状と略同一となっており、その大きさはカメラ孔１１よりも僅かに小さくされている。それ故、レンズケース２１の基端は、カメラ孔１１に挿入できるようになっている。
拡大部２０のベース１０への取付けは、レンズケース２１基端をレンズ孔１１に挿入させた状態で、突起２２を係止片１６のベース１０と平行な板とベース１０との間で滑らせ、突起２２が係止片１６のベース１０と垂直な板に触れるまで図１のＡ方向に拡大部２０を回転させることで行う。突起２２が係止片１６のベース１０と平行な板とベース１０とに挟まれた状態で両者の間で固定され、結果として拡大部２０の基端がベース１０に固定される。

本実施形態の接続具１の使用方法を説明する。
接続具１を用いる場合には、先後は問わないが、ベース１０へ携帯電話４０を図４に示したような状態で取付け、またベース１０と拡大部２０の基端とを着脱自在に固定するとともに、拡大部２０の先端を顕微鏡の鏡筒の内側に挿入した状態とする。なお、図４中３３は顕微鏡の鏡筒３２を備えており、また図４では、顕微鏡の鏡筒３３しか図示されていないが、顕微鏡はごく一般的なものであってよい。鏡筒３２の下端には対物レンズ３１が設けられている。鏡筒３２の上部は開放されており、接眼レンズは取付けられていない。
この実施形態の拡大部２０のレンズケース２１は、鏡筒３２の内部にその先端を挿入したときに、その外周面と、鏡筒３２の内周面の間に働く摩擦力で、鏡筒３２に対して任意の位置で固定できるようになっている。

その状態で、操作ボタン４２を操作して、カメラ付き携帯電話４０が備えるカメラレンズ４３を利用すると共に、ディスプレイ４１に撮像対象物を拡大して表示し、カメラ付き携帯電話４０を接続具１を介して取付けた顕微鏡を、画像観察顕微鏡として利用する。

ディスプレイ４１には、対物レンズ３１の存在により、撮像素子で撮像される画像が拡大画像となって表示される。撮像自体は、カメラ付き携帯電話４０のカメラが本来持っている機能で行うことができる。

上述の如き接続具１を用いて、拡大した画像の撮像を行うときの像光の振舞いについて図５を用いて説明を行う。
図５は、上述した接続具１を用いて拡大した画像の撮像を行う場合における顕微鏡の対物レンズ３１からカメラ付き携帯電話４０のカメラレンズ４３までを示した側面図である。この場合、カメラ付き携帯電話４０のカメラに撮られる画像の倍率は２００倍である。
図５で示した場合では、カメラ付き携帯電話４０の本体のカメラレンズ４３側から順に、収束レンズ２１Ｂ、フィールドレンズ２１Ａ、及び対物レンズ３１が、これらの光軸がカメラレンズ４３の光軸と一致した状態で、配列される。また、対物レンズ３１とフィールドレンズ２１Ａの間には、絞り２１Ｃが配された状態となる。
この状態で撮像を行うと、一般的にはプレパラート上となる撮像対象面Ｓからの光が、カメラレンズ４３の瞳４３Ｘに集束することになる。なお、図５では、撮像対象面Ｓ上の異なる点からの像光をそれぞれ、点線、破線、一点鎖線の３種の線で示している。また、図５では、瞳４３Ｘに向かう光の半分（図５の右半分）のみを図示している。
図５で示したように、撮像対象面Ｓからの像光は、対物レンズ３１へと向かう。この像光は、対物レンズ３１を通過して拡大され、絞り２１Ｃを通って絞られてから、フィールドレンズ２１Ａへと向かい、平行光となって収束レンズ２１Ｂへと向かう。この像光は、収束レンズ２１Ｂを通過することで集束され、カメラレンズ４３の瞳４３Ｘに集束する。収束レンズ２１Ｂを通過した像光が瞳４３Ｘに入る場合における瞳４３Ｘを頂点とした立体角は、カメラレンズ４３の視野角と同じかそれよりも狭く、この実施形態ではこれには限られないが略同一となっている。
なお、このような状態を生じさせるには、フィールドレンズ２１Ａ、収束レンズ２１Ｂ、カメラレンズ４３の相対的な位置関係（絞り２１Ｃも存在する場合にはそれも加えた４者の相対的な位置関係）は、顕微鏡の対物レンズ３１との位置関係によらず固定されていて構わないが、対物レンズ３１とフィールドレンズ２１Ａの位置はある特定の関係となるようにする必要がある。接続具１が備える拡大部２０のレンズケース２１は、上述のように、鏡筒３２に対して任意の位置で固定できるようになっているので、そのような関係となるようにレンズケース２１を鏡筒３２の適当な位置まで挿入して固定すればよい。
なお、この接続具１が組合わされる予定の顕微鏡が特定されている場合には、例えば、ベース１０の下面を顕微鏡に当接させた場合、或いはレンズケース２１の長さ方向の適当な部位の外側にレンズケース２１を鏡筒３２に挿入した場合に鏡筒３２の上端と当接する適当な部材（例えばリング状の部材）を設けておくなどして、レンズケース２１の鏡筒３２への挿入を行った場合に鏡筒３２に挿入されるレンズケース２１の長さを予め定められた一定の長さとすることで、対物レンズ３１とフィールドレンズ２１Ａの相対的な位置決めを再現性をもって行えるようにすることも可能である。

このようにして、カメラ付き携帯電話４０のカメラで、高倍率の画像を得られることになる。
顕微鏡の照明光が強すぎる場合等調節が必要な場合には、摘み２１Ｄを操作して、絞り２１Ｃの開口の程度を調整すればよい。

撮像により得られた画像についてのデータは、ディスプレイ４１をユーザが見て観察を行う他、使用するカメラ付き携帯電話４０の機能にもよるが、カメラ付き携帯電話４０が備える内部メモリに記録したり、カメラ付き携帯電話４０から外部の機器へ出力したり、或いはカメラ付き携帯電話４０が備える電子メール機能を用いて送信したりすることによって利用することができる。
カメラ付き携帯電話４０を顕微鏡として利用する必要がなくなったら、接続具１からカメラ付き携帯電話４０を取外す。

≪変形例１≫
以上で説明した接続具１の変形例１について、図６を用いて説明する。
変形例１に係る接続具１の以上で説明した接続具１からの変更点は以下の点のみである。変更点はすべて拡大部２０にのみある。
まず第１に絞り及びその調節用の摘みがない。第２に、レンズケース２１の径が上述の実施形態におけるレンズケース２１よりも僅かに細く、上述の実施形態のレンズケース２１のように、鏡筒３２の内部にその先端を挿入したときに、鏡筒３２の内周面との間に働く摩擦力で鏡筒３２に対して固定できるようにはなっていない。この２点が相違点である。
他方、変形例１における接続具１のレンズケース２１の外側には、リング状の位置決め部材２６が設けられている。位置決め部材２６の内径はレンズケース２１の外径に対応しており、またその外径は鏡筒３２の内径よりも大きくされている。
位置決め部材２６には、その内周面にネジ切りがされた位置決め部材２６をその外周面から内周面まで貫く孔が設けられており、その孔にはその孔と互いに螺合するようなねじ山を持つ固定ボルト２６Ａが螺合されている。
位置決め部材２６はレンズケース２１に対しレンズケース２１の長さ方向で摺動可能であり、且つ固定ボルト２６Ａを締め込んで固定ボルト２６Ａの先端をレンズケース２１に押接させることにより、レンズケース２１の長さ方向の任意の位置に位置決めした状態でレンズケース２１に対して固定できるようになっている。このような構成により、変形例１の接続具１は、レンズケース２１の鏡筒３２への挿入を行った場合に鏡筒３２に挿入されるレンズケース２１の長さを任意に変化させられるため、複数の顕微鏡に対して使用可能であり、或いは対物レンズ等の何らかの条件が変化した同一の顕微鏡に対しても使用可能である。つまり、そのような場合であっても、変形例１の接続具を用いれば、対物レンズ３１とフィールドレンズ２１Ａが満たすべき相対的な位置関係を充足できるようになる。

≪変形例２≫
以上で説明した接続具１の変形例２について、図７を用いて説明する。
変形例２に係る接続具１の以上で説明した接続具１からの変更点は以下の点のみである。変更点はすべて拡大部２０にのみある。
接続具１のレンズケース２１内には、リレーレンズ２１Ｅが設けられている。このリレーレンズ２１Ｅは、像光の上下左右を反転させる機能を有している。フィールドレンズ２１Ａと集束レンズ２１Ｂを備える上述の実施形態における接続具１を用いて対物レンズ３１を通過した像光を撮像すると、カメラ付き携帯電話４０で撮像される画像は上下左右が反転したものとなり、ディスプレイ４１に表示される撮像対象物も上下左右が反転する。リレーレンズ２１Ｅがあると撮像対象物の向きとカメラ付き携帯電話４０で撮像される画像の向きを一致させることができるようになる。
同様の機能を有する光学部品、例えばプリズムに、リレーレンズ２１Ｅを変更することも可能である。

１ 接続具
１０ ベース
１１ カメラ孔
１５ 弾性片
１６ 係止片
２０ 拡大部
２１ レンズケース
２１Ａ フィールドレンズ
２１Ｂ 収束レンズ
２１Ｃ 絞り
２６ 位置決め部材
４０ カメラ付き携帯電話
４１ ディスプレイ
４２ 操作ボタン
４３ カメラレンズ

Claims (12)

1. レンズを備えたカメラを、拡大を行う対物レンズを備える顕微鏡の鏡筒に接続するための接続具であって、
   前記カメラを着脱自在に固定するカメラ保持部と、
   前記カメラ保持部に取付けられた、前記カメラ保持部を前記顕微鏡の前記鏡筒に着脱自在に固定する鏡筒固定部と、
   収束レンズと、
   を備えているとともに、
   前記収束レンズは、前記カメラが前記接続具を介して前記顕微鏡の前記鏡筒に取付けられたときに、前記対物レンズが撮像を行う対象となる撮像対象物からの像光を通過させることで、拡大された前記像光を通過させることで、それを通過した像光を、カメラのレンズの視野角と略同じかそれ以上の立体角で前記カメラの前記レンズの瞳に集束させるように構成されている、
   接続具。
2. フィールドレンズを備えているとともに、
   前記フィールドレンズ、及び前記集束レンズはそれぞれ、前記カメラが前記接続具を介して前記顕微鏡の前記鏡筒に取付けられたときに、
   前記フィールドレンズは、前記対物レンズを通過した前記像光を通過させることで、それを通過した像光が、前記集束レンズの全体に入るように調節するように、
   前記集束レンズは、前記フィールドレンズを通過した前記像光を通過させることで、それを通過した像光を、前記レンズの視野角と略同じかそれ以上の立体角で前記カメラの前記レンズの瞳に集束させるように、
   それぞれ構成されている、請求項１記載の接続具。
3. 前記像光を絞って前記カメラで撮像される画像の明るさを調整するための、開口を任意に調節できるようにされた絞りを備えている、
   請求項１又は２記載の接続具。
4. 前記集束レンズは、前記対物レンズを通過した前記像光を通過させることで、それを通過した像光を、前記カメラが備える前記レンズの瞳の範囲内に、当該レンズの視野角と略同じ立体角をもって集束させるように構成されている、
   請求項１又は２記載の接続具。
5. 前記フィールドレンズは、それを通過した像光を平行光とするようになっている、
   請求項２記載の接続具。
6. 前記鏡筒固定部は、筒状であり、前記顕微鏡の前記鏡筒に挿入可能とされているか、或いはその内側に前記顕微鏡の前記鏡筒を挿入可能とされている、
   請求項１〜５のいずれかに記載の接続具。
7. 前記収束レンズは筒状とされた前記鏡筒固定部の内部に配されている、
   請求項６記載の接続具。
8. 前記鏡筒固定部は、筒状であり、前記顕微鏡の前記鏡筒に挿入可能とされているか、或いはその内側に前記顕微鏡の前記鏡筒を挿入可能とされており、
   前記収束レンズ、及び前記フィールドレンズは筒状とされた前記鏡筒固定部の内部に配されている、
   請求項２記載の接続具。
9. 前記カメラの前記レンズ、及び前記収束レンズは、それら二者の相対的な位置関係を固定したまま、前記対物レンズに対し前記像光の光軸方向に移動できるようになっている、
   請求項１又は７記載の接続具。
10. 前記カメラの前記レンズ、前記収束レンズ、及び前記フィールドレンズは、それら三者の相対的な位置関係を固定したまま、前記対物レンズに対し前記像光の光軸方向に移動できるようになっている、
    請求項２又は８記載の接続具。
11. 像光の上下左右を反転させる反転手段を有している、
    請求項１記載の接続具。
12. 前記カメラは、カメラ付き携帯電話に取付けられたカメラである、
    請求項１ないし１１のいずれかに記載の接続具。

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