JP4135133B2

JP4135133B2 - 光軸補正装置及び光学機器システム

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Publication number: JP4135133B2
Application number: JP2002085142A
Authority: JP
Inventors: 忠打田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP2003279858A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光軸補正装置に関し、さらに詳細には、光学機器ユニットを顕微鏡に接続させる場合に使用され、顕微鏡の光軸と光学機器ユニットの光軸を同軸上に補正する光軸補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
顕微鏡には、光源から出射された励起光を導いて顕微鏡本体に出射するとともに、顕微鏡本体に載置されてこの励起光が照射された被検物から発光する蛍光を入射させ、この蛍光の蛍光量を測定する蛍光測定器に出射する光学機器ヘッドが接続されて使用される場合がある。光学機器ヘッドは光源から出射された励起光を光学機器ヘッド内で一旦像面に集光させるように構成され、顕微鏡本体は光学機器ヘッドの像面と共役となる被検物上に励起光を集光させるように構成されている。被検物から発光する蛍光は顕微鏡本体内において励起光が進んできた方向と逆方向に進んで光学機器ヘッドの像面に集光される。光学機器ヘッドの像面に集光された蛍光は励起光が進んできた照明光路を逆方向に進み、照明光路から分岐した観察光路を進んで蛍光測定器に送られる。
【０００３】
ここで、光学機器ヘッドの照明光路の光軸と顕微鏡本体の光軸がずれている場合には、顕微鏡本体に設けられて励起光を被検物上に集光させる対物レンズから出射する励起光の瞳がずれ、励起光は被検物を偏った状態で照射する。このような被検物への偏った励起光の照射が行なわれると、被検物から発光した蛍光が光学機器ヘッドの像面に集光される蛍光像の明るさにムラが生じる（以下、この現象をシェーディングと記す）。また、被検物から発光する蛍光の光量は微弱である。このため、光量が微弱であるとともにシェーディングが生じている蛍光像を蛍光量測定器に送っても、蛍光量測定器は正確な蛍光量を得るのが難しい。また、蛍光顕微鏡のステージ上に予め均一濃度を有した蛍光色素標本を載せ、この蛍光色素標本に光学機器ヘッド及び顕微鏡本体を介して励起光を照射し、蛍光色素標本から発生する蛍光から得られる画像を処理して、シェーディングを補正する方法が提案されているが、この方法では標本を変える度にシェーディング補正用の画像を取得しなければならず、手間がかかる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、光学機器ヘッドを顕微鏡本体に装着した状態で顕微鏡本体の光軸と光学機器ヘッドの照明経路の光軸のずれが無くなるように、それぞれを製造すればよいが、顕微鏡本体の光軸調整は顕微鏡の製造時においてプリズムやミラー等を調整して行なわれるので、完全な顕微鏡本体の光軸調整を行なうには限界がある。また、顕微鏡本体と光学機器ヘッドは別個の物であり、それぞれが別個独自に調整されるので、これらを組み合わせた場合、両者の光軸のずれが更に大きくなる虞もある。更に、顕微鏡本体に光学機器ヘッドを装着した状態で光学機器ヘッドの照明経路の光軸と顕微鏡本体の光軸のずれを無くすための光軸調整機構は用いられていない。その結果、顕微鏡本体と光学機器ヘッドの光軸にずれが生じてもこれを補正することができないという問題が生じた。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、顕微鏡本体に光学機器ヘッドを接続させる場合、両者の光軸のずれを補正することができる光軸補正装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために本発明に係わる光軸補正装置は、光学機器ユニット（例えば、実施形態における共焦点顕微鏡ヘッド２０）と顕微鏡（例えば、実施形態における顕微鏡本体３）とを接続させ、光学機器ユニットの光軸と顕微鏡の光軸とが一軸となるように補正する光軸補正装置であって、顕微鏡の接続部に嵌合され、顕微鏡の光軸と同軸上に取り付けられる第１嵌合軸部（例えば、実施形態における嵌合軸部５２）と、第１嵌合軸部を上下に貫通して顕微鏡への入射若しくは出射光を通す第１貫通孔と、第１貫通孔の上部に環状に形成されて斜め上方へ延びる案内面部（例えば、実施形態における案内面５６）とを有してなる第１補正部材と、第１貫通孔の上部から挿入される第２軸部と、第２軸部の上端部の周縁部に径方向外側へ突出して形成され、第２軸部が第１貫通孔に挿入された状態で案内面部に対向した状態で当接して案内面部上を摺動可能であり、第２軸部を左右に揺動自在に支持する摺動面部（例えば、実施形態における摺動面７３）と、第２軸部の上端部に形成され、光学機器ユニットを嵌合保持するユニット保持部（例えば、実施形態における第２貫通孔７５）と、第２軸部及びユニット保持部を上下に貫通して入射若しくは出射光を通す第２貫通孔とを有してなる第２補正部材とを備え、摺動面部が案内面部に当接した状態において、ユニット保持部の嵌合中心を通る嵌合中心軸線を含む面で第１補正部材及び第２補正部材を断面視したときに、摺動面部と案内面部とが当接する当接位置を通る摺動面部の法線及び案内面部の法線と、嵌合中心軸線とが一点（例えば、実施形態における点Ｏ）で交わるように構成される。
さらに、案内面部よりも下方へ延びる第１嵌合軸部（例えば、実施形態における大径部５３）の側壁に、平面視における第１貫通孔の直径方向に対向配置されて第１貫通孔の径方向に移動自在な一対の第１支点手段（例えば、実施形態における止めねじ６４ａ、６４ｂ）と、平面視における一対の第１支点手段と直角方向に配置されて第１貫通孔の径方向に移動自在な一対の第２支点手段（例えば、実施形態における止めねじ６５ａ、６５ｂ）とを設けており、これら一対の第１支点手段若しくは一対の第２支点手段を第１貫通孔に挿入されている第２軸部の前記側壁の側面に当接させて移動させることにより、第２補正部材は第２軸部の側面と一対の第１支点手段若しくは一対の第２支点手段との当接位置を含む面内において上記一点を揺動中心として左右に揺動可能に構成されている。
【０００７】
上記構成の光軸補正装置によれば、摺動面部を案内面部に当接させた状態において、ユニット保持部の嵌合中心を通る嵌合中心軸線を含む面で第１補正部材及び第２補正部材を断面視したときに、摺動面部と案内面部とが当接する当接位置を通る摺動面部の法線及び案内面部の法線と、嵌合中心軸線とが一点で交わるように構成することで、第２補正部材を第１補正部材に対して一点を揺動中心として左右に揺動させることができる。このため、第１嵌合軸部を接続部に嵌合させ、光学機器ユニットをユニット保持部に装着させたときに、第１嵌合軸部の中心を通る中心軸線が一点で交わるように第１嵌合軸部を構成し、且つ光学機器ユニットの光軸が一点で交わるようにユニット保持部を構成すれば、ユニット保持部に装着された光学機器ユニットを左右に揺動させることで、光学機器ユニットの光軸と顕微鏡の光軸とを一軸にすることができる。
さらに、一対の第１支点手段若しくは一対の第２支点手段を第１貫通孔に挿入されている第２嵌合軸部の側壁の側面に当接させてこの当接位置を移動させれば、水平面内に直交する２軸を例えばＸ方向及びＹ方向と設定した場合、第２補正部材を上記一点を揺動中心としてＸ方向及びＹ方向に揺動させることができる。
【０００８】
また、上記構成の光軸補正装置において、摺動面部を所定の曲率半径を有した面で形成し、案内面部を曲率半径と略同じ大きさの曲率半径を有した面若しくは当接位置における摺動面部の法線の方向と直角方向に延びる面で形成してもよい。
【０００９】
上記構成の光軸補正装置によれば、摺動面部が所定の曲率半径を有した面で形成され、案内面部が曲率半径と略同じ大きさの曲率半径を有した面若しくは当接位置における摺動面部の法線の方向と直角方向に延びる面で形成される場合には、摺動面部が案内面上を摺動すると、ユニット保持部の嵌合中心を通る嵌合中心軸線は揺動角度の大きさに拘わらず常に一点を揺動中心として左右に揺動させることができる。
【００１１】
また、本発明では、光学機器ユニットと、顕微鏡と、光学機器ユニットと顕微鏡とを接続させ、光学機器ユニットの光軸と顕微鏡の光軸とを一軸となるように補正する光軸補正装置とからなる光学機器システムにおいて、顕微鏡は、光軸補正装置と接続される接続部を有し、光軸補正装置は、顕微鏡の接続部に嵌合され、顕微鏡の光軸と同軸上取り付けられる第１嵌合軸部と、第１嵌合軸部を上下に貫通して顕微鏡への入射若しくは出射光を通す第１貫通孔と、第１貫通孔の上部に環状に形成されて斜め上方に延びる案内面部とを有してなる第１補正部材と、第１貫通孔の上部から挿入される第２軸部と、第２軸部の上端部の周縁部に径方向外側へ突出して形成され、第２軸部が第１貫通孔に挿入された状態で案内面部に対向した状態で当接して案内面部上を摺動可能であり、第２軸部を左右に揺動自在に支持する摺動面部と、第２軸部の上端部に形成され、光学機器ユニットを嵌合保持するユニット保持部と、第２軸部及びユニット保持部を上下に貫通して入射若しくは出射光を通す第２貫通孔とを有してなる第２補正部材とを備え、光学機器ユニットは、第２補正部材のユニット保持部に接続される係合筒部を有し、摺動面部が案内面部に当接した状態において、ユニット保持部の嵌合中心を通る嵌合中心軸線を含む面で第１補正部材及び第２補正部材を断面視したときに、摺動面部と案内面部とが当接する当接位置を通る摺動面部の法線及び案内面部の法線と、嵌合中心軸線とが一点で交わるように構成されている。さらに、案内面部よりも下方へ延びる第１嵌合軸部の側壁には、平面視における第１貫通孔の直径方向に対向配置されて第１貫通孔の径方向に移動自在な一対の第１支点手段と、平面視における一対の第１支点手段と直角方向に配置されて第１貫通孔の径方向に移動自在な一対の第２支点手段とが設けられ、これら記一対の第１支点手段若しくは一対の第２支点手段を第１貫通孔に挿入されている第２軸部の前記側壁の側面に当接させて移動させることにより、第２補正部材は第２軸部の側面と一対の第１支点手段若しくは一対の第２支点手段との当接位置を含む面内において上記一点を揺動中心として左右に揺動可能に構成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図１から図７を使用して説明する。本実施の形態は被検物に光が照射されたときにこれから発光する蛍光を観察する蛍光顕微鏡の態様を示す。尚、本明細書においては、説明の便宜上、図１中に示す座標軸をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸として定義して説明する。
【００１３】
最初に、本発明に係わる光軸補正装置を説明するまえに、光軸補正装置を介して接続される蛍光顕微鏡及び共焦点顕微鏡ヘッドについて説明する。蛍光顕微鏡１は、図１に示すように、側面視においてコ字状に形成された顕微鏡本体３と、顕微鏡本体３の上部に取り付けられた鏡筒９と、鏡筒９の下方に配設された第１対物レンズ１３と、第１対物レンズ１３の下方に配設されて被検物（図示せず）を載置するステージ１７とを有して構成されている。鏡筒９は角筒状であって上下に開口部（図示せず）を有して内部が中空状に形成されている。鏡筒９は、顕微鏡本体３の先端上部に形成された上下に延びる貫通孔（図示せず）の上部に形成された図示しない開口部（以下、接続部と記す）に嵌合した状態で取り付けられ、内部に第２対物レンズ１０が配設されている。
【００１４】
顕微鏡本体３の先端上部に形成された貫通孔の下部には円板状のレボルバ５が回動可能に取り付けられ、レボルバ５の下面には種類の異なる第１対物レンズ１３や第１対物レンズ１３から出射される後述する励起光の瞳のずれ量を読みとるずれ量検出工具（図示せず）が着脱可能に取り付けられる。レボルバ５はこれを回動させて第２対物レンズ１０の下方の測定位置に第１対物レンズ１３やずれ量検出工具のいずれかを移動させると、顕微鏡本体３の光軸Ｊ１上に第１対物レンズ１３やずれ量検出工具の光軸が同軸上に位置するように構成されている。
【００１５】
ずれ量検出工具はレボルバ５に着脱可能に取り付けられる筒状の工具本体部（図示せず）と、工具本体部内に配設されて指標ライン１５が付された指標板（図示せず）を有して構成されている。指標板は励起光及び被検物より発生する蛍光が透過可能な材料で形成され、指標ライン１５は直交する２本の直交ライン１５ａと、これら直交ライン１５ａ上に所定の間隙を有した複数の目盛り１５ｂと、２本の直交ラインの交点を中心とした円状ライン１５ｃとを有して構成されている。
【００１６】
蛍光顕微鏡１内に配設された第１対物レンズ１３及び第２対物レンズ１０を通る顕微鏡光路は、鏡筒９の上部に取り付けられた共焦点顕微鏡ヘッド２０の結像面２１に結像された像をステージ１７上に載置された被検物上に像を結ぶように構成され、顕微鏡光路の光軸Ｊ１は略垂直方向に延びている。
【００１７】
次に、共焦点顕微鏡ヘッド２０について説明する。共焦点顕微鏡ヘッド２０は図示しない光源から出射された励起光を導いて顕微鏡本体３に出射するとともに、この励起光が照射された被検物から発光する蛍光を入射させ、この蛍光の蛍光量を測定する蛍光測定器（図示せず）に出射する機能を有している。このような機能を有した共焦点顕微鏡ヘッド２０は、光学系２３とこれを包含する筐体３１とを有して構成されている。光学系２３は、図示しない光源（例えば、レーザ光源）からの光を結像面２１に集光させるための照射経路と、被検物からの戻り光である蛍光を観察するための観察経路とを有して構成されている。
【００１８】
照射経路は、光源から出射された励起光の上流側から順にコリメータレンズ２４、ダイクロイックミラー２５、ＸＹガルバノミラー２６及び集光レンズ２７とを有して構成されている。コリメータレンズ２４は光源からの励起光を平行光線にする機能を有し、ダイクロイックミラー２５は波長が特定波長周辺やこの波長よりも短波長の光を反射させ、それ以外の波長の光を透過させる機能を有する。ＸＹガルバノミラー２６は、複数の反射ミラーを備え、この反射ミラーの傾動角度を変えてダイクロイックミラー２５で反射された励起光を前後左右方向にスキャンするように構成されている。集光レンズ２７は光を集光させる機能を有している。その結果、コリメータレンズ２４に入射された励起光は照射光路を通って結像面２１上に結像される。
【００１９】
一方、観察経路は、照射経路の一部（集光レンズ２７、ガルバノミラー２６及びダイクロイックミラー２５）と集光レンズ２８及びピンホール２９等とを有して構成されている。観察経路は結像面２１に集光された蛍光像をピンホール２９に結像させるように構成されている。その結果、蛍光がピンホール２９を通過する際に結像に寄与しない光（フレア）等を除去することができる。筐体３１は内部が中空な箱状であり、その右側側面には光源から出射された光を通す光ファイバーケーブル３２が接続され、左側側面には蛍光を通す光ファイバーケーブル３３が接続されている。この光ファイバーケーブル３３の先端部に蛍光量を測定する図示しない蛍光測定器が接続されている。筐体３１の下部には下方へ突出する筒状の係合筒部３５が取り付けられている。図２（ｂ）に示す係合筒部３５の上部には左右方向へ突出する段部３７が環状に形成され、この段部３７よりも下方へ延びる係合筒部３５の周面には凹部３８が環状に形成されている。なお、ダイクロイックミラー２５で反射されてガルバノミラー２６側へ向かう励起光の光軸を、以下、共焦点顕微鏡ヘッド２０の光軸Ｊ２と記す。
【００２０】
次に、前述した蛍光顕微鏡１に共焦点顕微鏡ヘッド２０を接続させる光軸補正装置について説明する。光軸補正装置５０は、図２（ｂ）に示すように、第１補正部材５１と第１補正部材５１の上部に図１に示すＸ軸及びＹ軸方向に揺動可能な第２補正部材７１と有して構成されている。第１補正部材５１は円筒状であり、鏡筒９の上部に配設された開口部９ａに着脱自在に嵌合する嵌合軸部５２を有している。嵌合軸部５２の上部には嵌合軸部５２よりも大径の大径部５３が上方へ延びた状態で設けられ、大径部５３と嵌合軸部５２との間には水平方向へ突出する段部５４が環状に形成されている。嵌合軸部５２はこれが鏡筒９の開口部９ａに嵌合して段部５４の下面が鏡筒９の上面に当接した状態において嵌合軸部５２の嵌合中心軸線Ｓ１が図１に示す顕微鏡本体３の光軸Ｊ１と同軸上になるように構成されている。第１補正部材５１には上下に貫通する第１貫通孔５５が形成され、この第１貫通孔５５の上部にはこれに繋がって所定の曲率半径を有した案内面５６が環状に形成されている。この案内面５６の詳細については後述する。
【００２１】
大径部５３の上部には、図２（ｂ）のＡ−Ａ矢視に相当する部分の断面図を示す図２（ａ）を更に追加して説明すると、Ｘ軸方向で第１貫通孔５５の直径よりも径方向外側位置に対向配置された一対の第１ねじ孔５９が形成されるとともに、Ｙ軸方向で第１貫通孔５５の直径よりも径方向外側位置に対向配置された一対の第２ねじ孔６１が形成されている。一対の第１ねじ孔５９を通る中心軸線と一対の第２ねじ孔６１を通る中心軸線とは平面視において直交し、これらの中心軸線の交点は嵌合軸部５２の嵌合中心軸線Ｓ１上に位置している。一対の第１ねじ孔５９には止めねじ６４ａ、６４ｂがそれぞれ螺合し、一対の第２ねじ孔６１には止めねじ６５ａ、６５ｂがそれぞれ螺合している。これらの止めねじは先端部が半球状に形成されている。これら図２（ａ）に示す第１ねじ孔５９及び第２ねじ孔６１間の大径部５３の上部には嵌合中心軸線Ｓ１側へ延びる貫通孔６３が形成されている。
【００２２】
一方、第２補正部材７１は、大径部５３を貫通する第１貫通孔５５の上部から挿入されて第１貫通孔５５よりも小径な第２軸部７２と、第２軸部７２の上端周縁部に径方向外側へ突出して形成され、第２軸部７２が第１貫通孔５５に挿入された状態で案内面５６に対向した状態で当接して案内面５６上を摺動可能であり、第２軸部７２をＸ−Ｙ方向に揺動自在に支持する摺動面７３と、第２軸部７２を上下に貫通して共焦点顕微鏡ヘッド２０の係合筒部３５を相対回動可能に嵌合させる第２貫通孔７５とを有して構成されている。第２補正部材７１の上面８０は平面状に形成され、この上面８０は第２貫通孔７５の嵌合中心を通る嵌合中心軸線Ｓ２と直交するように形成されている。
【００２３】
ここで、摺動面７３とこれが当接して摺動する案内面５６について図３を使用して説明する。なお、図３は、図２（ｂ）に示す嵌合中心軸線Ｓ２を含む面で第１補正部材５１及び第２補正部材７１を断面視したときの摺動面７３及び案内面５６の断面図を示している。摺動面７３は、図３に示すように、嵌合中心軸線上Ｓ１であって第２補正部材７１の上面よりも上方へ所定距離を有し位置（以下、「点Ｏ」と記す。）から曲率半径Ｒを有した球面の一部として形成されている。ここで、点Ｏの位置は、図２（ｂ）に示す共焦点顕微鏡ヘッド２０が第２補正部材７１に装着されたならば、図２（ｂ）に示す結像面２１上に励起光や蛍光が結像される結像点の位置と同一位置にくるとともに、嵌合軸部５２の嵌合中心を通る嵌合中心軸線Ｓ１上に位置するように設定されている。このようにして形成された摺動面７３が摺接する案内面５６も摺動面７３と同様に点Ｏから曲率半径Ｒと略同じ曲率半径を有した球面の一部として形成されている。その結果、第２補正部材７１は点Ｏを揺動中心として、Ｘ方向（図３の左右方向）及びＹ方向（図３紙面と垂直方向）に揺動可能である。
【００２４】
さて、このように形成された摺動面７３よりも下方へ延びる第２軸部７２の周面には、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、平面視において直角方向に配置され、断面視において三角状で外側が拡開した切り欠き部７７がＸ方向及びＹ方向に延びた状態で形成されている。これらの切り欠き部７７、７７…は大径部５３の第１ねじ孔５９及び第２ねじ孔６１に螺合する止めねじ６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂと対向配置される。図２（ａ）に示す切り欠き部７７、７７間の第２軸部７２には嵌合中心軸線Ｓ２側へ延びるねじ孔７８が形成されている。このねじ孔７８は、図２（ｂ）に示す第２補正部材７１の第２貫通孔７５に共焦点顕微鏡ヘッド２０の係合筒部３５が嵌合保持された状態で、係合筒部３５に形成された凹部３８の上下位置と略同じ上下位置になる位置に形成されている。このため、ねじ孔７８に図２（ａ）に示す止めねじ７９を螺合させてその先端部を凹部３８に当接させた状態にすれば、共焦点顕微鏡ヘッド２０を第２補正部材７１に固定することができる。
【００２５】
ここで、光軸補正装置５０を通過する励起光が照射される図示しない指標板に附された図１に示す指標ライン１５について説明する。指標ライン１５の円状ライン１５ｃは、図１に示すように、その径の大きさが第２対物レンズ１０を通過する励起光の瞳の大きさと略同じ径を有している。このため、励起光の瞳と円状ライン１５ｃが一致すれば、共焦点顕微鏡ヘッド２０の光軸と顕微鏡本体３の光軸とが一軸上にあると判断できる。直交ライン１５ａに付された目盛り１５ｂは、直交ライン１５ａ、１５ａの交点（中心）から所定距離を有した位置より外側に等間隔で配置されている。
【００２６】
次に、前述した光軸補正装置５０を使用して図１に示す顕微鏡本体３の光軸Ｊ１と共焦点顕微鏡ヘッド２０の光軸Ｊ２のずれを補正する場合の光軸補正装置５０の作動について説明する。なお、光軸補正装置５０は、図２に示すように、予め組み立てられて、第１補正部材５１の第１貫通孔５５内に第２補正部材７１の第２軸部７２が挿入されて摺動面７３が案内面５６に当接した状態にあると想定する。先ず、図２（ｂ）に示すように、鏡筒９の開口部９ａに第１補正部材５１の嵌合軸部５２を嵌合させる。続いて、図２（ａ）に示す一対の第１ねじ孔５９及び一対の第２ねじ孔６１にそれぞれ螺合している止めねじ６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂを回転させて第１貫通孔５５側へ移動させ、これらの止めねじ６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂの先端を対応する第２補正部材７１の切り欠き部７７に当接させる。その結果、第２補正部材７１の第１補正部材５１に対するＸ−Ｙ方向の揺動が規制される。
【００２７】
続いて、第２補正部材７１の第２貫通孔７５に共焦点顕微鏡ヘッド２０の係合筒部３５をその段部３７の下面が第２補正部材７１の上面８０に当接するまで嵌合させる。なお、係合筒部３５が第２貫通孔７５に嵌合すると、係合筒部３５は第２貫通孔７５に対して相対回動可能に嵌合する。そこで、図２（ａ）に示す止めねじ７９を嵌合中心軸線Ｓ２側に移動させて、係合筒部３５を第２補正部材７１に固定する。止めねじ７９の移動は貫通孔６３に挿入された図示しないドライバ等の回動によって行なわれる。
【００２８】
続いて、図１に示すように、レボルバ５にずれ量検出工具（図示せず）を取り付け、このずれ量検出工具の光軸が顕微鏡本体３の光軸Ｊ１と同軸上になる測定位置にレボルバ５を回転させる。そして、図示しない光源から励起光を出射させてこの励起光を共焦点顕微鏡ヘッド２０及びずれ量検出工具を介してスライド１７上に導く。続いて、ずれ量検出工具の下方のステージ１７上に反射鏡等（図示せず）を設置してずれ量検出工具を通った励起光を観察する。このように観察した場合の一例を図１に示しており、この場合、励起光の瞳は円状ライン１５ｃに対してＸ軸方向左側にずれ、ずれ量は直交ライン１５ａに付された目盛り１５ｂの１個分に相当すると読みとる。
【００２９】
続いて、ずれ量検出工具により読みとられたずれ方向（Ｘ方向）に応じて、図５（ａ）に示すように、Ｙ方向に配設された一対の第２ねじ孔６１に螺合する止めねじ６５ａ、６５ｂはこれらに相対向する切り欠き部７７に当接させたままの状態にし、Ｘ方向に配設された一対の第１ねじ孔５９に螺合する止めねじ６４ａ、６４ｂのうち左側の止めねじ６４ａが嵌合中心軸線Ｓ２側へ移動するようにドライバ８５で回転させるとともに、右側の止めねじ６４ｂが嵌合中心軸線Ｓ２から離反する方向に移動するようにドライバ８５で回転させる。その結果、第２補正部材７１は、図５（ａ）に示す止めねじ６５ａ、６５ｂと切り欠き部７７、７７との当接位置を支点として、図５（ｂ）に示すように、点Ｏを揺動中心としてＸ軸方向右側へ揺動し、これに伴って第２補正部材７１に保持された共焦点顕微鏡ヘッド２０も点Ｏを揺動中心としてＸ軸方向右側へ揺動する。
【００３０】
このため、図４に示すように、共焦点顕微鏡ヘッド２０の光軸Ｊ２は点Ｏを揺動中心としてＸ軸方向右側へ揺動し、顕微鏡本体３の光軸Ｊ１側に接近移動する。ここで、図１に示す励起光の瞳は円状ライン１５ｃよりも左側に目盛り１個分だけずれた位置から右側へ移動し、励起光の瞳が円状ライン１５ｃと重なる位置にきたことを観察したときに、図５（ａ）に示すドライバ８５の回動を停止させて止めねじ６４ａのＸ軸方向右側への移動を停止させるとともに、止めねじ６４ｂの嵌合中心軸線Ｓ２から離反する側への移動を停止させれば、図４に示す共焦点顕微鏡ヘッド２０の光軸Ｊ２と顕微鏡本体３の光軸Ｊ１とを一軸にすることができる。その結果、共焦点顕微鏡ヘッド２０の光軸調整が終了する。また、図６に示すように、図１に示す共焦点顕微鏡ヘッド２０の光軸Ｊ２が顕微鏡本体３の光軸Ｊ１に対して傾いているときには、二点鎖線で示す共焦点顕微鏡ヘッド２０からの励起光は第２対物レンズ１０に対して斜めに入射し、この励起光の一部は第２対物レンズ１０に入射されず、斜線で示した部分を通る光を失って被検物８９を偏った状態で照射することになるが、顕微鏡本体３の光軸Ｊ１に対する共焦点顕微鏡ヘッド２０の光軸Ｊ２のずれを無くすことで、励起光により被検物８９を偏り無く照射することができる。
【００３１】
さらに、共焦点顕微鏡ヘッド２０の光軸調整は、止めねじ６４ａ、６４ｂを移動させながら行なうので、共焦点顕微鏡ヘッド２０の微小な光軸調整が可能になるとともに、調整された共焦点顕微鏡ヘッド２０の位置がずれる事態を未然に防止することができる。
【００３２】
なお、前述した実施の形態において、摺動面７３と案内面５６とがともに球面状の面である場合を示したが、案内面５６を図７に示すような面にしてもよい。即ち、案内面５６は、図７に示すように、第１貫通孔５５の嵌合中心軸線Ｓ１を含む面で第１補正部材５１及び第２補正部材７１を断面視したときに、摺動面７３が案内面５６に当接した状態で摺動面７３が案内面５６に当接する当接位置Ｐ１における摺動面７３の法線Ｈの方向と直角方向に延びる面で形成されてもよい。このように案内面５６を形成することで、案内面５６が球面状に形成されている場合と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
また、前述した実施の形態において、図１に示す蛍光顕微鏡１の代わりに通常の光学顕微鏡を使用してもよい。更に、前述した実施の形態では、顕微鏡本体３に取り付けられた鏡筒９に光軸補正装置５０を介して共焦点顕微鏡ヘッド２０を接続させたが、顕微鏡本体３に光軸補正装置５０を取り付け、光軸補正装置５０を介して共焦点顕微鏡ヘッド２０を接続させてもよい。また、光軸補正装置５０は蛍光顕微鏡１に着脱可能な構成としたが、光軸補正装置５０を蛍光顕微鏡１の一体物として設けてもよい。また、光軸補正される光学機器ユニットとして、デジタルカメラやＣＣＤカメラ等でもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係わる光軸補正装置によれば、摺動面部を案内面部に当接させた状態において、ユニット保持部の嵌合中心を通る嵌合中心軸線を含む面で第１補正部材及び第２補正部材を断面視したときに、摺動面部と案内面部とが当接する当接位置を通る摺動面部の法線及び案内面部の法線と、嵌合中心軸線とが一点で交わるように構成することで、第２補正部材を第１補正部材に対して一点を揺動中心として左右に揺動させることができる。このため、第１嵌合軸部を接続部に嵌合させ、光学機器ユニットをユニット保持部に装着させたときに、第１嵌合軸部の中心を通る中心軸線が一点で交わるように第１嵌合軸部を構成し、且つ光学機器ユニットの光軸が一点で交わるようにユニット保持部を構成すれば、ユニット保持部に装着された光学機器ユニットを左右に揺動させることで、光学機器ユニットの光軸と顕微鏡の光軸とを一軸にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における光軸補正装置を搭載した蛍光顕微鏡の側面図を示す。
【図２】本発明の一実施の形態における光軸補正装置を示し、同図（ａ）は光軸補正装置の同図（ｂ）のＡ−Ａ矢視に相当する部分の断面図であり、同図（ｂ）は光軸補正装置の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態における光軸補正装置の要部断面図を示す。
【図４】本発明の一実施の形態における光軸補正装置により共焦点顕微鏡ヘッドの光軸の傾きが補正される作動を説明するの斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態における光軸補正装置を示し、同図（ａ）は光軸補正装置の同図（ｂ）のＢ−Ｂ矢視に相当する部分の断面図であり、同図（ｂ）は光軸補正装置の縦断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態における光軸補正装置により補正される励起光の光路図を示す。
【図７】本発明の一実施の形態における光軸補正装置の要部断面図を示す。
【符号の説明】
３顕微鏡本体（顕微鏡）
２０共焦点顕微鏡ヘッド（光学機器ユニット）
５０光軸補正装置
５１第１補正部材
５２嵌合軸部（第１嵌合軸部）
５３大径部（第１嵌合軸部）
５５第１貫通孔
５６案内面（案内面部）
６４ａ、６４ｂ止めねじ（第１支点手段）
６５ａ、６５ｂ止めねじ（第２支点手段）
７１第２補正部材
７２第２軸部
７３摺動面（摺動面部）
７５第２貫通孔（ユニット保持部）
Ｊ１顕微鏡本体の光軸（顕微鏡の光軸）
Ｊ２共焦点顕微鏡ヘッドの光軸（光学機器ユニットの光軸）
Ｓ２嵌合中心軸線

Claims

光学機器ユニットと顕微鏡とを接続させ、前記光学機器ユニットの光軸と前記顕微鏡の光軸とが一軸となるように補正する光軸補正装置であって、
前記顕微鏡の接続部に嵌合され、前記顕微鏡の光軸と同軸上に取り付けられる第１嵌合軸部と、前記第１嵌合軸部を上下に貫通して前記顕微鏡への入射若しくは出射光を通す第１貫通孔と、前記第１貫通孔の上部に環状に形成されて斜め上方へ延びる案内面部とを有してなる第１補正部材と、
前記第１貫通孔の上部から挿入される第２軸部と、前記第２軸部の上端部の周縁部に径方向外側へ突出して形成され、前記第２軸部が前記第１貫通孔に挿入された状態で前記案内面部に対向した状態で当接して前記案内面部上を摺動可能であり、前記第２軸部を左右に揺動自在に支持する摺動面部と、前記第２軸部の上端部に形成され、前記光学機器ユニットを嵌合保持するユニット保持部と、前記第２軸部及び前記ユニット保持部を上下に貫通して前記入射若しくは出射光を通す第２貫通孔とを有してなる第２補正部材とを備え、
前記摺動面部が前記案内面部に当接した状態において、前記ユニット保持部の嵌合中心を通る嵌合中心軸線を含む面で前記第１補正部材及び前記第２補正部材を断面視したときに、前記摺動面部と前記案内面部とが当接する当接位置を通る前記摺動面部の法線及び前記案内面部の法線と、前記嵌合中心軸線とが一点で交わるように構成されており、
前記案内面部よりも下方へ延びる前記第１嵌合軸部の側壁には、平面視における前記第１貫通孔の直径方向に対向配置されて前記第１貫通孔の径方向に移動自在な一対の第１支点手段と、平面視における前記一対の第１支点手段と直角方向に配置されて前記第１貫通孔の径方向に移動自在な一対の第２支点手段とが設けられ、
前記一対の第１支点手段若しくは前記一対の第２支点手段を前記第１貫通孔に挿入されている前記第２軸部の前記側壁の側面に当接させて移動させることにより、前記第２補正部材は前記第２軸部の側面と前記一対の第１支点手段若しくは前記一対の第２支点手段との当接位置を含む面内において前記一点を揺動中心として左右に揺動可能に構成されていることを特徴とする光軸補正装置。
前記摺動面部は所定の曲率半径を有した面で形成され、前記案内面部は前記曲率半径と略同じ大きさの曲率半径を有した面若しくは前記当接位置における前記摺動面部の前記法線の方向と直角方向に延びる面で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光軸補正装置。
光学機器ユニットと、顕微鏡と、前記光学機器ユニットと前記顕微鏡とを接続させ、前記光学機器ユニットの光軸と前記顕微鏡の光軸とを一軸となるように補正する光軸補正装置とからなる光学機器システムであって、
前記顕微鏡は、前記光軸補正装置と接続される接続部を有し、
前記光軸補正装置は、前記顕微鏡の前記接続部に嵌合され、前記顕微鏡の光軸と同軸上取り付けられる第１嵌合軸部と、前記第１嵌合軸部を上下に貫通して前記顕微鏡への入射若しくは出射光を通す第１貫通孔と、前記第１貫通孔の上部に環状に形成されて斜め上方に延びる案内面部とを有してなる第１補正部材と、
前記第１貫通孔の上部から挿入される第２軸部と、前記第２軸部の上端部の周縁部に径方向外側へ突出して形成され、前記第２軸部が前記第１貫通孔に挿入された状態で前記案内面部に対向した状態で当接して前記案内面部上を摺動可能であり、前記第２軸部を左右に揺動自在に支持する摺動面部と、前記第２軸部の上端部に形成され、前記光学機器ユニットを嵌合保持するユニット保持部と、前記第２軸部及び前記ユニット保持部を上下に貫通して前記入射若しくは出射光を通す第２貫通孔とを有してなる第２補正部材とを備え、
前記光学機器ユニットは、前記第２補正部材の前記ユニット保持部に接続される係合筒部を有し、
前記摺動面部が前記案内面部に当接した状態において、前記ユニット保持部の嵌合中心を通る嵌合中心軸線を含む面で前記第１補正部材及び前記第２補正部材を断面視したときに、前記摺動面部と前記案内面部とが当接する当接位置を通る前記摺動面部の法線及び前記案内面部の法線と、前記嵌合中心軸線とが一点で交わるように構成されており、
前記案内面部よりも下方へ延びる前記第１嵌合軸部の側壁には、平面視における前記第１貫通孔の直径方向に対向配置されて前記第１貫通孔の径方向に移動自在な一対の第１支点手段と、平面視における前記一対の第１支点手段と直角方向に配置されて前記第１貫通孔の径方向に移動自在な一対の第２支点手段とが設けられ、
前記一対の第１支点手段若しくは前記一対の第２支点手段を前記第１貫通孔に挿入されている前記第２軸部の前記側壁の側面に当接させて移動させることにより、前記第２補正部材は前記第２軸部の側面と前記一対の第１支点手段若しくは前記一対の第２支点手段との当接位置を含む面内において前記一点を揺動中心として左右に揺動可能に構成されていることを特徴とする光学機器システム。