JP4895836B2 - 顕微鏡鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は、集光レンズと、この集光レンズが射出させた観察光を偏向させる偏向光学系とを備える顕微鏡鏡筒に関する。

一般に、顕微鏡観察では、人間工学的な観点から、水平に近い俯視角で観察を行うことが好ましいとされている。すなわち、観察者は、水平もしくは水平よりもやや上向きの接眼レンズをのぞき込む姿勢で観察を行うことで、身体の緊張が少なく、長時間の観察を行っても疲労が蓄積されにくいといわれている。これに対して従来の顕微鏡では、接眼レンズが設けられる顕微鏡鏡筒において、水平に近い俯視角を実現させるとともに、この俯視角を観察者の体格等に応じて適宜調整可能とする構成が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特許文献１に記載の鏡筒光学系では、対物レンズから入射され、集光レンズが鉛直上方に射出させた光は、プリズムによって下向きに折り返され、回動可能に設けられたミラーを介して双眼鏡筒部に導かれている。この鏡筒光学系では、ミラーおよび双眼鏡筒部を連動させて回動させることで、俯視角（俯角）が自在に調整可能とされている。なお、この鏡筒光学系では、集光レンズが射出させた光は、リレーレンズを介して双眼鏡筒部に導かれている。

特許文献２に記載の双眼鏡筒では、集光レンズが射出させた光は、回動可能に設けられたミラーとプリズム群とを介して接眼レンズに導かれている。この双眼鏡筒では、ミラーと、プリズム群および接眼レンズとを連動させて回動させることで、俯視角が自在に調整可能とされている。

特許文献３に記載の俯視角可変鏡筒では、対物レンズからの光は、回動可能に設けられたミラーを介して集光レンズに入射され、集光レンズが射出させた光は、プリズム群を介して双眼鏡筒部に導かれている。この俯視角可変鏡筒では、ミラーと、集光レンズ、プリズム群および双眼鏡筒部とを連動させて回動させることで、俯視角が自在に調整可能とされている。

一方、顕微鏡観察では、観察者に無理な姿勢（例えば、伸び上がった姿勢）で観察を行わせることがないように、接眼レンズをのぞき込む際のアイポイント（接眼レンズの射出瞳位置）を高くさせすぎないことが求められている。ところが、近年の顕微鏡装置では、顕微鏡本体と顕微鏡鏡筒との間に、落射照明系を内蔵した投光管など、各種の中間鏡筒を配備する必要があり、これによってアイポイントが高くなる傾向にある。このため、顕微鏡鏡筒単独では、アイポイントをできる限り低く抑え、集光レンズの配置位置と同程度の高さに抑えることが望ましい。

これに対して、特許文献１に記載された鏡筒光学系では、集光レンズが鉛直上方に射出させた光をプリズムによって下方に折り返すことで、双眼鏡筒部の位置を低く抑え、アイポイント（アイレベル）を集光レンズと同程度の高さに設けられるようにしている。

特開平８−２７８４４８号公報 特開平８−４３７４０号公報 特開２０００−９８２３７号公報

ところが、特許文献１に記載の鏡筒光学系では、集光レンズが射出させた光を下方に折り返すことで、この折り返した光を反射させるミラーと、このミラーを保持および回動させる機構とを集光レンズよりも低い位置に設ける必要があり、この集光レンズよりも下側に設けられる部分と顕微鏡本体もしくは中間鏡筒等との高さ方向の干渉を回避するため、そもそも顕微鏡鏡筒全体を通常よりも高い位置に搭載しなければならない場合が生じるという問題があった。すなわち、顕微鏡鏡筒によってアイポイントを集光レンズと同程度の高さに設けることができても、この顕微鏡鏡筒が搭載された顕微鏡全体ではアイポイントを低く抑えられない恐れがあるという問題があった。また、特許文献１に記載の鏡筒光学系では、集光レンズが射出させた光を、リレーレンズを用いて双眼鏡筒部に導いているため、部品点数が多く、鏡筒光学系の全体構成が大型化するばかりか製造コストが増大するという問題があった。

また、特許文献２に記載された双眼鏡筒および特許文献３に記載された俯視角可変鏡筒では、俯視角調整のために回動させるミラーが集光レンズの直後または直前に設けられているため、鏡筒内に設けられた光学素子の多くをミラーに連動させて回動させる必要があり、この回動させる機構全体が大型化および重量化されるという問題があった。このため、回動させる機構全体を堅強に構成して高剛性化する必要があり、その構造が複雑になるばかりか製造コストが増大するという問題があった。

これに対して特許文献３に記載のものでは、接眼レンズを介した目視観察とは別に標本像をカメラ観察する光路を設けようとする場合、集光レンズを目視観察光路（接眼レンズ用光路）と共用することが困難であるという不都合が生じる。一方、特許文献２に記載のものでは、例えば回動させるミラーをハーフミラーとし、このハーフミラー上にカメラ観察用光路を設けることで集光レンズを接眼レンズ用光路と共用することが可能であるが、この場合、ミラーの回転に応じてカメラ観察用光路に横ズレが発生するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、第１に、集光レンズより下側に光路構成部材を設けることなく、簡易かつコンパクトな構成によって、集光レンズが射出させた光を、その光軸を含む平面内で偶数回反射させることができ、アイポイントを低く抑えつつ水平もしくは水平に近い俯視角に偏向させることができる顕微鏡鏡筒を提供することを目的とする。

また、本発明は、第２に、簡易かつ軽量な駆動機構によって、集光レンズが射出させた光を俯視角可変に偏向させることができる顕微鏡鏡筒を提供することを目的とする。

また、本発明は、第３に、簡易かつ安定してカメラ観察用光路を構成することができる顕微鏡鏡筒を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、集光レンズと、該集光レンズが射出させた観察光を偏向させる偏向光学系とを備える顕微鏡鏡筒において、前記偏向光学系は、一方から入射する前記観察光を透過させ、他方から斜入射する前記観察光を反射させる第１反射面と、前記第１反射面が透過させた前記観察光を反射させ、前記第１反射面に斜入射させる第２反射面と、前記第１反射面が反射させた前記観察光を、前記第２反射面の方向に反射させる第３反射面と、前記第３反射面が反射させた前記観察光を、前記集光レンズの光軸に垂直または略垂直な方向であって、前記集光レンズの光軸から前記第３反射面に向かう方向に反射させる第４反射面と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記第１反射面に入射する前記観察光は前記第１反射面に垂直に入射し、前記第２反射面から斜入射する前記観察光は前記第１反射面で全反射されることを特徴とする。

また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記集光レンズの光軸を通った前記観察光の軸上の光を軸上観察光とし、前記軸上観察光の前記第１反射面の反射点を通る第１の仮想線が前記集光レンズの光軸と平行であり、前記軸上観察光の前記第３反射面の反射点を通る第２の仮想線が前記集光レンズの光軸と平行であり、前記第４反射面における前記軸上観察光の反射点は、前記第１の仮想線と前記第２の仮想線の間に設けられることを特徴とする。
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、集光レンズと、第１、第２、および第３の平面に囲まれる三角形の断面を有する偏向プリズムと、前記第１、第２、および第３の平面を各々有する３つのミラーとのうちいずれか一方、および、第４の平面を有する平面ミラーと、当該第４の平面を有する偏向プリズムとのうちいずれか一方を備え、前記集光レンズから出る観察光を偏向する偏向光学系と、を備える顕微鏡鏡筒であって、前記第１の平面は、前記集光レンズから入射する前記観察光を第１の光軸に沿って透過させ、前記第２の平面から斜めに入射する前記観察光を第３の光軸に沿って反射し、前記第２の平面は、前記第１の平面を透過した前記光を前記第１の光軸上で反射し、反射された当該光を、第２の光軸に沿って斜めに、前記第１の平面上に入射させ、前記第３の平面は、前記第１の平面によって反射された前記光を前記第３の光軸上で第２の平面側の方向に、第４の光軸に沿って反射し、前記第４の平面は、前記第３の平面によって反射された前記光を前記第４の光軸上で、前記集光レンズの光軸に略垂直な方向であって、前記集光レンズの前記光軸から第３の平面側へ向かう方向へ、第５の光軸に沿って反射することを特徴とする。
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記集光レンズから前記第１の平面に入射する前記観察光は、前記第１の平面に対して垂直に入射し、前記第２の平面から斜め方向に前記第１の平面に入射する前記光は、前記第１の平面によって全反射されることを特徴とする。
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記集光レンズの前記光軸に沿った前記観察光の軸上光を軸上観察光と呼び、前記軸上観察光の前記第１の平面上での反射点を通る第１の仮想線が前記集光レンズの前記光軸に平行であり、前記軸上観察光の前記第３の平面上での反射点を通る第２の仮想線が前記集光レンズの前記光軸に平行である場合、前記軸上観察光の前記第４の平面上での反射点は、前記第１の仮想線と前記第２の仮想線との間に配置されることを特徴とする。
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記第４の平面は、前記集光レンズの前記光軸に垂直な軸の周りを回転可能であり、前記第５の光軸の方向は、前記第４の平面を回転させることによって変更可能であることを特徴とする。
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、集光レンズと、第１、第２、および第３の平面に囲まれる三角形の断面を有する偏向プリズムであって、前記第１の平面と前記第２の平面とのなす角度が３０度であり、前記第１の平面と前記第３の平面とのなす角度が１０５度である偏向プリズム、および、平面ミラーを有し、前記集光レンズから出る観察光を偏向する偏向光学系と、を備える顕微鏡鏡筒であって、前記第１の平面は、前記集光レンズを通過し、前記第１の平面に入射する前記観察光を透過させ、前記第２の平面の方向から前記第１の平面に入射する前記観察光を、前記第３の平面の方向に向けて全反射し、前記第２の平面は、前記第１の平面を透過した前記観察光を、前記第１の平面の方向に向けて反射し、前記第３の平面は、前記第１の平面によって全反射された前記観察光を、前記平面ミラーの方向に向けて反射することを特徴とする。

本発明にかかる顕微鏡鏡筒によれば、集光レンズより下側に光路構成部材を設けることなく、簡易かつコンパクトな構成によって、集光レンズが射出させた光を、その光軸を含む平面内で偶数回反射させることができ、アイポイントを低く抑えつつ水平もしくは水平に近い俯視角に偏向させることができる。また、簡易かつ軽量な駆動機構によって、集光レンズが射出させた光を俯視角可変に偏向させることができる。また、簡易かつ安定してカメラ観察用光路を構成することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明にかかる顕微鏡鏡筒および顕微鏡の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、こ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、図面の記載において、同一部分には同一符号を付して示している。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡鏡筒および顕微鏡について説明する。図１は、本実施の形態１にかかる顕微鏡鏡筒および顕微鏡の外観構成を示す図である。この図に示す顕微鏡１００は、標本１が載置されるステージ２と、ステージホルダ３ａを介してステージ２を支持する顕微鏡本体３と、顕微鏡本体３の上部に搭載され、図示しない照明光学系が内部に設けられた落射投光管４と、落射投光管４の後端部（図中右端部）に取り付けられ、図示しない照明光源が内部に設けられたランプハウス５とを備えている。

また、顕微鏡１００は、顕微鏡本体３の前側（図中左側）先端部に設けられたレボルバ６と、このレボルバ６に対して交換可能に取り付けられた複数の対物レンズ７と、落射投光管４の上部に搭載された顕微鏡鏡筒としての鏡筒８とを備える。鏡筒８の前面部（図中左側面部）には、一対の接眼レンズ１０を有する双眼部９が設けられている。双眼部９は、後述のように、鏡筒８に対して図１の紙面に沿って回動自在に設けられている。

標本１は、ステージ２を介し、顕微鏡本体３の側面部に凸設された焦準ハンドル３ｂの回動操作に連動して上下動されるステージホルダ３ａによって昇降移動され、対物レンズ７に対して焦準合わせ（ピント合わせ）される。対物レンズ７は、レボルバ６の回動操作に応じて標本１上に択一的に配置される。中間鏡筒としての落射投光管４は、ランプハウス５から供給される照明光を、内部に設けられた照明光学系によって対物レンズ７を介して標本１に照射させる。対物レンズ７は、鏡筒８が内部に有する後述の結像レンズと協働し、照明光学系によって照明された標本１の観察像を結像させる。このとき、対物レンズ７は、標本１の各点から発せられた観察光を集光し、平行光として結像レンズへ射出させる。結像レンズは、対物レンズ７が射出させた観察光を集光して観察像を結像させる。

つづいて、本実施の形態１にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒８について詳細に説明する。図２は、鏡筒８の内部構成を示す図である。この図に示すように、鏡筒８は、大別して固定部１１と可動部１２とを備える。固定部１１は、例えば蟻継状に形成された取付部１１ａを介して落射投光管４または落射投光管４に代わる他の中間鏡筒上に固定される。可動部１２は、固定部１１の前面部に設けられ、固定部１１に対して図２の紙面に沿って回動自在とされている。可動部１２の前面部には、一対の接眼レンズ１０を有した双眼部９が取り付けられており、鏡筒８では、これら可動部１２と双眼部９とを連動して回動させて俯視角ξが変更される。

ここで、俯視角ξとは、双眼部９および接眼レンズ１０の水平面からの角度であって、固定部１１の落射投光管４等に対する取付面１１ｂに対し、双眼部９の入出射前後の光軸ＯＡ２，ＯＡ３がなす角に相当する。ここで、光軸ＯＡ２，ＯＡ３は、互いに平行とされている。鏡筒８では、俯視角ξは、水平もしくは水平に近い角度で変更自在に設定され、具体的には、例えば０度〜２０度の範囲内で自在に設定される。

固定部１１は、結像レンズ１３、偏向プリズム１４、分割プリズム１６および偏菱形プリズム１７を内部に備え、可動部１２は、平面ミラー１５を内部に備える。集光レンズとしての結像レンズ１３は、その光軸ＯＡ１に沿って対物レンズ７から入射された観察光を集光して射出させる。偏向プリズム１４は、図２の紙面内で第１反射面１４ａ、第２反射面１４ｂおよび第３反射面１４ｃによって形成される三角形状の断面を有したプリズムであって、結像レンズ１３が射出させて第１反射面１４ａが透過させた観察光を、部分反射膜１４ｄが設けられた第２反射面１４ｂによって所定の割合で反射および透過させる。

第２反射面１４ｂが反射させた観察光は、第１反射面１４ａに斜入射されて全反射される。この全反射された観察光は、第３反射面１４ｃの高反射膜によって反射され、第２反射面１４ｂを介して平面ミラー１５に入射される。平面ミラー１５は、第３反射面１４ｃが反射させた観察光を、第４反射面としての反射面１５ａによって反射させて双眼部９に入射させる。これによって、偏向光学系としての偏向プリズム１４および平面ミラー１５は、結像レンズ１３が射出させた観察光の一部を偏向させて双眼部９および接眼レンズ１０に導く目視観察用光路を構成している。

一方、第２反射面１４ｂが透過させた観察光は、部分反射膜１４ｄを介して分割プリズム１６内に入射される。分割プリズム１６は、偏向プリズム１４と同じ屈折率を有した材料で形成されており、部分反射膜１４ｄを介して第２反射面１４ｂ上に接合されている。このため、第２反射面１４ｂが透過させた観察光は、屈折されることなく光軸ＯＡ１に沿って分割プリズム１６内に入射される。

この分割プリズム１６内に入射された観察光は、分割プリズム１６を透過した後、偏菱形プリズム１７によってカメラ取付部１１ｃに向けて射出される。偏菱形プリズム１７は、図２の紙面内で平行四辺形状の断面を有しており、光軸ＯＡ１に沿って入射した観察光を光軸ＯＡ４へシフトさせて射出させる。光軸ＯＡ４は、カメラ取付部１１ｃに取り付けられる図示しないカメラの光軸に相当する。分割プリズム１６および偏菱形プリズム１７は、カメラ取付部１１ｃに設けられるカメラに対し、カメラ観察用光路を構成している。

結像レンズ１３は、目視観察用光路およびカメラ観察用光路に対し、それぞれ接眼レンズ１０の前側焦平面１０ａ上および図示しないカメラの撮像面上に標本１の観察像を結像させる。なお、カメラの撮像面は、光軸ＯＡ４上でカメラ取付部１１ｃから所定距離に設けられるものである。

つづいて、偏向光学系としての偏向プリズム１４および平面ミラー１５について詳細に説明する。図３は、偏向プリズム１４および平面ミラー１５の構成を示す図である。この図に示すように、偏向プリズム１４では、第１反射面１４ａは、光軸ＯＡ１に対して垂直に設けられている。また、第２反射面１４ｂは、第１反射面１４ａに対して３０°傾斜して設けられ、第３反射面１４ｃは、第１反射面１４ａに対して１０５°傾斜して設けられている。これら第１〜第３反射面１４ａ〜１４ｃと、平面ミラー１５の反射面１５ａとは、それぞれ図３の紙面に対して垂直に設けられており、光軸ＯＡ１は、この紙面内に設けられている。また、平面ミラー１５は、反射面１５ａ上で図３の紙面と垂直に設けられた回転軸１８の周りに回動自在に設けられている。

観察光のうち光軸ＯＡ１に合致されて入射される軸上観察光Ｌ１は、第１反射面１４ａを垂直に透過して第２反射面１４ｂに入射する。第２反射面１４ｂは、軸上観察光Ｌ１を所定反射率で反射させ、軸上観察光Ｌ２として第１反射面１４ａに斜入射させる。第１反射面１４ａは、軸上観察光Ｌ２を全反射させ、軸上観察光Ｌ３として第３反射面１４ｃに入射させる。第３反射面１４ｃは、軸上観察光Ｌ３を反射させ、軸上観察光Ｌ４として第２反射面１４ｂに垂直に入射させるとともに、この第２反射面１４ｂから射出させる。ここで、軸上観察光Ｌ３は第２反射面１４ｂと平行になっている。

第４反射面としての反射面１５ａは、第２反射面１４ｂから射出された軸上観察光Ｌ４を結像レンズ１３の光軸ＯＡ１に垂直または略垂直な方向、すなわち水平もしくは水平に近い方向に反射させ、軸上観察光Ｌ５として射出させる。この軸上観察光Ｌ５の射出角度は、平面ミラー１５の回転位置に応じて決定される。ここで、平面ミラー１５は、図示しない連動回転機構によって、双眼部９と連動され、双眼部９と同方向に半分の回転量だけ回転軸１８周りに回動されるように設けられている。また、回転軸１８は、反射面１５ａにおける軸上観察光Ｌ４の反射点１５ｂ上に設けられている。

このような第１〜第３反射面１４ａ〜１４ｃおよび反射面１５ａによる軸上光線Ｌ１〜Ｌ４の一連の反射は、図３の紙面内、つまり結像レンズ１３の光軸ＯＡ１を含み第２反射面に垂直な偏向平面内で行われる。すなわち、偏向光学系としての偏向プリズム１４および平面ミラー１５は、光軸ＯＡ１に沿って対物レンズ７から入射される観察光を、偏向平面に沿って、水平もしくは水平に近い俯視角で俯視角可変に偏向させ、双眼部９に入射させる。

また、平面ミラー１５は、結像レンズ１３の光軸ＯＡ１と垂直な方向において、第１反射面１４ａにおける軸上観察光Ｌ２の反射点１４ｅと、第３反射面１４ｃにおける軸上観察光Ｌ３の反射点１４ｆとの間の区間Ｗ内で軸上観察光Ｌ４を反射させるように配置されている。つまり、反射面１５ａにおける軸上観察光Ｌ４の反射点１５ｂが区間Ｗ内に設けられている。

言い換えると、第１反射面１４ａにおける軸上観察光Ｌ２の反射点１４ｅを通り光軸ＯＡ１と平行な線を第１の仮想線Ｋ１とし、第３反射面１４ｃにおける軸上観察光Ｌ３の反射点１４ｆを通り光軸ＯＡ１と平行な線を第２の仮想線Ｋ２としたとき、平面ミラー１５（の反射点１５ｂ）は第１の仮想線Ｋ１と第２の仮想線Ｋ２の間の区間Ｗ内で軸上観察光Ｌ４を反射させるように配置されている。また、平面ミラー１５は、第２の反射面１４ｂに対して第１反射面１４ａと反対側に配置されている。

さらに、平面ミラー１５は、図４−１に示すように、反射面１５ａによって反射された観察光の光束の下端部Ｌ５ａが偏向プリズム１４の上端部等によってケラレない高さに配置されている。

また、結像レンズ１３が射出させて第１反射面１４ａが透過させた観察光を、第２反射面１４ｂによって反射させ、第２反射面１４ｂが反射させた観察光は、第１反射面１４ａに斜入射されて全反射される。このとき、第１反射面１４ａに入射した観察光束と第１反射面１４ａで全反射される観察光束とが重複しており、この重複によって光路長の短縮化と小型化が図れる。

このように構成された偏向光学系としての偏向プリズム１４および平面ミラー１５は、結像レンズ１３が射出させた観察光が双眼部９に至るまでに必要な光路長の短縮化を図りつつ、反射面１５ａにおける反射点１５ｂの第１反射面１４ａからの高さＨを低く抑えることができ、全体として簡易かつコンパクトに構成されている。これによって、鏡筒８では、接眼レンズ１０におけるアイポイントの高さを低く抑えることができるとともに、リレーレンズを用いることなく、従来標準的に用いられている結像レンズ１３（例えば、焦点距離１６０〜２００ｍｍのレンズ）によって観察光を双眼部９に導くことができる。

これに対して、例えば図４−２に示すように偏向光学系を構成した場合、図４−１の構成に比して、アイポイントの高さを低く抑えられるが、双眼部９に至るまでの光路長は長くなる。この場合、偏向プリズム１４に代わる偏向プリズム１４’では、第１反射面１４ａと第３反射面１４ｃ’とのなす角が９０°とされ、第３反射面１４ｃの場合よりも小さくされている。これによって、第３反射面１４ｃ’が反射させた軸上観察光Ｌ４’は、第２反射面１４ｂの法線に対して図中時計回りに３０°の角度をなして射出されている。この結果、反射面１５ａにおける軸上観察光Ｌ４’の反射点１５ｂ’は、反射面１５ａによって反射された観察光の光束の下端部Ｌ５ａ’が偏向プリズム１４’の上端部等によってケラレない高さに平面ミラー１５を配置させるために、第１反射面１４ａ方向において、第１反射面１４ａおよび第３反射面１４ｃ’における反射点１４ｅおよび１４ｆ’間より外側に設けられている。また、第１反射面１４ａに対する反射点１５ｂ’の高さＨ’は、反射点１５ｂの高さＨよりも低く抑えられている。

一方、例えば図４−３に示すように偏向光学系を構成した場合には、図４−１の構成に比して、双眼部９に至るまでの観察光の光路長を短くできるものの、アイポイントの高さは高くなる。この場合、偏向プリズム１４に代わる偏向プリズム１４”では、第１反射面１４ａと第３反射面１４ｃ”とのなす角は１２０°とされ、第３反射面１４ｃの場合よりも大きくされている。これによって、第３反射面１４ｃ”が反射させた軸上観察光Ｌ４”は、第２反射面１４ｂの法線に対して図中反時計回りに３０°の角度をなして射出されている。この結果、反射面１５ａにおける軸上観察光Ｌ４”の反射点１５ｂ”は、反射面１５ａによって反射された観察光の光束の下端部Ｌ５ａ”が偏向プリズム１４”の上端部等によってケラレない高さに平面ミラー１５を配置させるために、第３反射面１４ｃ”における反射点１４ｆ”の上方で、反射点１５ｂの高さＨよりも高い高さＨ”の位置に設けられている。

なお、図４−２および図４−３では、煩雑さを避けるため、軸上観察光Ｌ４’，Ｌ４”は第２反射面１４ｂによって屈折されないものとして説明しているが、この屈折の影響を考慮した場合にも、第３反射面１４ｃの傾斜角の変化に応じたアイポイントの高さ変化と観察光の光路長変化の傾向は変わらない。一方、軸上観察光Ｌ４’，Ｌ４”が第２反射面１４ｂによって屈折される場合、その屈折に起因して生じる色収差の影響が新たに問題となる。このため、図４−１に示したように、第３反射面１４ｃによって軸上観察光Ｌ４を第２反射面１４ｂに垂直な方向に反射させることが好ましい。

ところで、上述した偏向プリズム１４では、第１反射面１４ａと第２反射面１４ｂとのなす角を３０°として説明したが、３０°に限定されず、種々の角度に設定することができる。ただし、第２反射面１４ｂが反射させた軸上観察光Ｌ２を第１反射面１４ａによって全反射させるために、第１反射面１４ａと第２反射面１４ｂとのなす角のうち観察光を挟む側のなす角φは、偏向プリズム１４の屈折率（ガラス材料の屈折率）ｎをもとに、次式（１）を満足する角度とすることが好ましい。また、第２反射面１４ｂが反射させた軸上観察光Ｌ２を第１反射面１４ａに斜入射させるために、少なくともなす角φ＜４５°とするとよい。
φ≧ｓｉｎ^-1（１／ｎ）／２ ・・・（１）

一方、第１反射面１４ａと第３反射面１４ｃとのなす角のうち観察光を挟む側のなす角ψは、第３反射面１４ｃが反射させた軸上観察光Ｌ４を第２反射面１４ｂに垂直に入射させ、屈折なく射出させるために、上述したなす角φをもとに、次式（２）を満足する角度とするとよい。
ψ＝（φ＋π）／２ ・・・（２）

具体的には、例えば偏向プリズム１４の屈折率ｎ＝１．５とすると、式（１）より、なす角φ≧２０．９°とすればよい。また、例えばなす角φ＝２２．５°とした場合には、式（２）より、なす角ψ＝１０１．２５°とすればよい。

以上説明したように、本実施の形態１にかかる鏡筒８では、偏向光学系としての偏向プリズム１４および平面ミラー１５を上述の通り構成することで、結像レンズ１３より下側に光路構成部材を設けることなく、偏向平面内で観察光を４回反射させる目視観察用光路を簡易かつコンパクトに構成することができる。また、接眼レンズ１０におけるアイポイントを低く抑えることができるとともに、観察光を水平もしくは水平に近い俯視角で俯視角可変に偏向させることができる。

また、鏡筒８では、観察光が双眼部９に至るまでに必要とする光路長が短縮化されたことで、リレーレンズを用いることなく、従来標準的な結像レンズ１３によって観察光を双眼部９に導くことができる。さらに、第３反射面１４ｃが反射させた軸上観察光Ｌ４を第２反射面１４ｂに垂直に入射させているため、観察光を色収差なく双眼部９に導入することができる。

また、鏡筒８では、俯視角可変とするために回動させる平面ミラー１５が双眼部９の直前に設けられているため、双眼部９と連動させて回動させる部分を小型化および軽量化することができるとともに、双眼部９と平面ミラー１５とを連動させて回動させる連動回転機構を小型化することができ、連動回転機構の剛性の低減および回転モーメントへの抵抗力の軽減等を実現することができる。また、以上のように偏向光学系の構成の簡素化および部品点数の削減と、連動回転機構の簡素化および小規模化とを実現させたことで、鏡筒８全体にかかる製造コストを低減することができる。

（変形例１）
つぎに、本実施の形態１にかかる顕微鏡鏡筒および顕微鏡の変形例１について説明する。図５は、本変形例１にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒２８の内部構成を示す図である。この図に示すように、鏡筒２８は、鏡筒８の構成をもとに、固定部１１に替えて固定部２１を備える。固定部２１は、固定部１１の構成をもとに、偏向プリズム１４に替えて偏向プリズム２４，２５を備える。その他の構成は鏡筒８と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。なお、本変形例１にかかる顕微鏡は、顕微鏡１００の構成をもとに、鏡筒８に替えて鏡筒２８を備えるものである。

偏向プリズム２４，２５は、それぞれ偏向プリズム１４を２分割して形成されるプリズムであって、その分割面に相当する各面を接合して一体に構成されている。具体的には、偏向プリズム２４は、第１反射面２４ａと、第２反射面２４ｂと、分割面に相当する透過面２４ｃとによって形成される直角三角形状の断面を有したプリズムであり、偏向プリズム２５は、分割面に相当する入射面２５ａと、第３反射面２５ｂと、射出面２５ｃとによって形成される直角三角形状の断面を有したプリズムである。偏向プリズム２４，２５は、各々透過面２４ｃと入射面２５ａとが接合され、全体として偏向プリズム１４と同一形状に構成されている。

偏向プリズム２４は、第１反射面２４ａが光軸ＯＡ１と垂直に設けられるとともに、第１反射面２４ａ、第２反射面２４ｂおよび透過面２４ｃの各面が図５の紙面に相当する偏向平面と垂直に設けられている。また、第２反射面２４ｂ上には、偏向プリズム１４における第２反射面１４ｂと同様に、部分反射膜１４ｄが設けられるとともに、この部分反射膜１４ｄを介して分割プリズム１６が接合されている。なお、第１反射面２４ａに対する第２反射面２４ｂおよび透過面２４ｃのなす角は、それぞれ３０°および６０°とされている。

偏向プリズム２５は、入射面２５ａ、第３反射面２５ｂおよび射出面２５ｃの各面が偏向平面と垂直に設けられており、射出面２５ｃは、第２反射面２４ｂと同一平面上に設けられている。なお、第３反射面２５ｂに対する入射面２５ａおよび射出面２５ｃのなす角は、それぞれ４５°とされている。

偏向プリズム２４，２５では、光軸ＯＡ１に合致されて入射される軸上観察光Ｌ１は、第１反射面２４ａを垂直に透過して第２反射面２４ｂに入射する。第２反射面２４ｂは、軸上観察光Ｌ１を所定反射率で反射させ、軸上観察光Ｌ２として第１反射面２４ａに斜入射させる。第１反射面２４ａは、軸上観察光Ｌ２を全反射させ、軸上観察光Ｌ３として透過面２４ｃに垂直に入射させる。軸上観察光Ｌ３は、透過面２４ｃおよび入射面２５ａを垂直に透過した後、第３反射面２５ｂに入射する。第３反射面２５ｂは、軸上観察光Ｌ３を全反射させ、軸上観察光Ｌ４として射出面２５ｃに垂直に入射させるとともに、この射出面２５ｃから射出させる。その後、射出面２５ｃから射出された軸上観察光Ｌ４は、鏡筒８と同様に平面ミラー１５によって反射され、双眼部９に入射される。

このように、鏡筒２８では、偏向プリズム１４に替えて偏向プリズム２４，２５を用いることで、偏向プリズム１４と同様に観察光を偏向させることができ、平面ミラー１５を含めた偏向光学系全体として、偏向プリズム１４を用いた場合と同様に観察光を双眼部９に入射させることができる。これによって、鏡筒２８では、鏡筒８と同様の効果を奏することができる。

さらに、鏡筒２８では、偏向プリズム２４，２５が従来汎用的なプリズム、つまり３０°および６０°の内角を有した直角プリズムと、４５°の内角を有した直角プリズムとによって構成されているため、１０５°の内角を有した非汎用的な三角形状の偏向プリズム１４を加工・製造する場合に比して、高精度に偏向プリズム２４，２５を加工・製造することができるとともに、その製造コストを低減させることができる。

なお、本変形例１では、偏向プリズム２４，２５は、それぞれ透過面２４ｃおよび入射面２５ａが接合されて一体化されるものとしたが、一体化に限定されず、偏向プリズム２４，２５を分離して配置してもよい。その場合、偏向プリズム２５は、入射面２５ａおよび射出面２５ｃをそれぞれ透過面２４ｃおよび第２反射面２４ｂと平行にして設けるとよい。

（変形例２）
つぎに、本実施の形態１にかかる顕微鏡鏡筒および顕微鏡の変形例２について説明する。図６は、本変形例２にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒３８の内部構成を示す図である。この図に示すように、鏡筒３８は、鏡筒８の構成をもとに、固定部１１に替えて固定部３１を備える。固定部３１は、固定部１１の構成をもとに、分割プリズム１６、偏菱形プリズム１７およびカメラ取付部１１ｃが取り除かれている。また、偏向プリズム１４の第２反射面１４ｂ上には、部分反射膜１４ｄに替えて高反射膜３４ｄが設けられている。その他の構成は鏡筒８と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。なお、本変形例２にかかる顕微鏡は、顕微鏡１００の構成をもとに、鏡筒８に替えて鏡筒３８を備えるものである。

高反射膜３４ｄは、例えば銀コート等の金属反射膜が用いられる。高反射膜３４ｄが設けられた第２反射面１４ｂは、入射する光を高反射率で反射させ、例えば、吸収損失等を除いたほぼ１００％の光を反射させる。このため、第２反射面１４ｂは、第１反射面１４ａが透過させた観察光のほぼすべてを反射させて第１反射面１４ａに斜入射させることができる。これによって鏡筒３８では、対物レンズ７から入射された観察光のほぼすべてを接眼レンズ１０による目視観察に供することができ、観察像を明るく観察することができる。

また、鏡筒３８では、観察光が第２反射面１４ｂを透過しなくなることにともない、分割プリズム１６および偏菱形プリズム１７が取り除かれ、カメラ観察用光路が廃されている。さらに、カメラ観察用光路の廃止にともない、カメラ取付部が省かれている。これによって、鏡筒３８では、目視観察に特化した鏡筒として、鏡筒８，２８に比べてより簡易かつコンパクトに構成されるとともに、製造コストを一層低減させることができる。

（変形例３）
つぎに、本実施の形態１にかかる顕微鏡鏡筒および顕微鏡の変形例３について説明する。図７は、本変形例３にかかる顕微鏡鏡筒が備える偏向ミラー４４の構成を示す図である。この偏向ミラー４４は、鏡筒８，２８において偏向プリズム１４または偏向プリズム２４，２５の代わりに用いられるものである。なお、本変形例３にかかる顕微鏡は、顕微鏡１００の構成をもとに、鏡筒８に替えて、偏向ミラー４４を用いた顕微鏡鏡筒を備えるものである。

偏向ミラー４４は、図７に示すように、部分反射ミラー４１，４２および高反射ミラー４３を用いて構成されている。部分反射ミラー４１，４２は、それぞれ第１および第２反射面としての反射面４１ａ，４２ａを有し、高反射ミラー４３は、第３反射面としての反射面４３ａを有する。偏向ミラー４４では、反射面４１ａが光軸ＯＡ１と垂直に設けられるとともに、各反射面４１ａ，４２ａ，４３ａが図７の紙面に垂直、つまり光軸ＯＡ１を含む偏向平面に垂直に設けられている。また、反射面４１ａに対する反射面４２ａ，４３ａのなす角は、それぞれ３０°および１０５°とされている。

偏向ミラー４４では、反射面４１ａは、光軸ＯＡ１に合致されて図中下方から入射される軸上観察光Ｌ１を透過させる。反射面４２ａは、この軸上観察光Ｌ１を所定反射率で反射させ、軸上観察光Ｌ２として反射面４１ａに斜入射させるとともに、所定透過率で透過させる。反射面４１ａは、軸上観察光Ｌ２を反射させ、軸上観察光Ｌ３として反射面４３ａに入射させる。反射面４３ａは、軸上観察光Ｌ３を反射させ、軸上観察光Ｌ４として反射面４２ａに垂直な方向に射出させる。その後、軸上観察光Ｌ４は、鏡筒８，２８と同様に平面ミラー１５によって反射され、双眼部９に入射される。

このように、偏向ミラー４４では、偏向プリズム１４および偏向プリズム２４，２５と同様に観察光を偏向させることができ、平面ミラー１５を含めた偏向光学系全体として、偏向プリズム１４を用いた場合と同様に観察光を双眼部９に入射させることができる。これによって、偏向ミラー４４を用いる顕微鏡鏡筒では、目視観察用光路に関して鏡筒８と同様の効果を奏することができる。

また、偏向ミラー４４を用いる顕微鏡鏡筒では、部分反射ミラー４２の透過光路としての光軸ＯＡ１上に分割プリズム１６を省いて偏菱形プリズム１７を設けることで、鏡筒８，２８と同様にカメラ観察用光路を構成することができる。あるいは、部分反射ミラー４２を高反射ミラーとすることで、カメラ観察用光路を廃した鏡筒３８における偏向プリズム１４の代わりに偏向ミラー４４を適用することもできる。

なお、偏向ミラー４４では、反射面４１ａと反射面４２ａとのなす角３０°に応じ、反射面４１ａと反射面４３ａとのなす角を１０５°とし、軸上観察光Ｌ４を反射面４２ａに垂直な方向に射出させるようにしているが、この偏向ミラー４４では、偏向プリズム１４のように軸上観察光Ｌ４の射出光路上に屈折をともなう境界面、つまり色収差の原因となる境界面が設けられていないため、必ずしも軸上観察光Ｌ４を反射面４２ａに垂直な方向に射出させる必要はない。すなわち、反射面４２ａおよび反射面４３ａが反射面４１ａに対して各々なす角を式（２）とは異なる条件に設定し、軸上観察光Ｌ４を反射面４２ａに対して垂直ではなく略垂直な方向に射出させて構わない。また、これとは逆に、軸上観察光Ｌ４を反射面４２ａに垂直な方向に射出させる場合には、部分反射ミラー４２を拡大し、部分反射ミラー４２を介して軸上観察光Ｌ４を射出させるようにしても構わない。

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡鏡筒および顕微鏡について説明する。図８は、本実施の形態２にかかる顕微鏡鏡筒が備える光路切換ユニット５０の構成を示す斜視図である。この光路切換ユニット５０は、大別して光路切換光学系と、この光路切換光学系を駆動する光路切換機構とを用いて構成されている。光路切換光学系は、偏向光学系としての偏向プリズム５４および平面ミラー１５と、分割プリズム１６と、光路長補正ガラス５６とを備え、光路切換機構は、光路切換光学系が搭載されたスライダ５１と、スライダ５１を案内するガイド５２とを備える。ここで、実施の形態１と同一構成部分には、同一符号を付して示している。

なお、本実施の形態２にかかる顕微鏡鏡筒は、例えば鏡筒８の構成をもとに、偏向プリズム１４、平面ミラー１５および分割プリズム１６に替えて光路切換光学系を備えるものであり、本実施の形態２にかかる顕微鏡は、顕微鏡１００の構成をもとに、鏡筒８に替えて、光路切換ユニット５０を用いた顕微鏡鏡筒を備えるものである。

偏向プリズム５４は、第１反射面５４ａ、第２反射面５４ｂおよび第３反射面５４ｃによって偏向プリズム１４と同じ三角形状の断面を有したプリズムとして形成され、スライダ５１上に固定されている。第１反射面５４ａは、光軸ＯＡ１と、この光軸ＯＡ１を含み第２反射面５４ｂに垂直な偏向平面とに対して垂直に設けられている。第３反射面は、偏向平面に垂直に設けられている。第２反射面５４ｂ上には、部分反射膜１４ｄと高反射膜３４ｄとが、光軸ＯＡ１を含み偏向平面に垂直な方向に並べて設けられている。また、部分反射膜１４ｄが設けられた第２反射面５４ｂ上には、部分反射膜１４ｄを介して分割プリズム１６が接合されている。

スライダ５１上には、偏向プリズム５４とともに光路長補正ガラス５６が固定されている。光路長補正ガラス５６は、偏向平面に垂直な方向に部分反射膜１４ｄおよび高反射膜３４ｄと並べて設けられている。光路長補正ガラス５６は、光軸ＯＡ１に沿って、第１反射面５４ａから分割プリズム１６上面までと等しい光路長を有した柱状のガラスブロックとして形成されている。

スライダ５１は、ガラス等の光透過部材によって形成された平板状部材であり、偏向平面に垂直な方向に貫装された２本のガイド５２によって、その方向に前後動自在に支持されている。スライダ５１は、ガイド５２に案内されて移動されることで、偏向プリズム５４および光路長補正ガラス５６を偏向平面に垂直な方向に移動させ、部分反射膜１４ｄ、高反射膜３４ｄおよび光路長補正ガラス５６を光軸ＯＡ１上に択一的に配置させる。なお、スライダ５１の上部には、第１反射面５４ａとの間に図示しない空隙が設けられており、これによって第１反射面５４ａによる全反射が可能とされている。

このように構成された光路切換ユニット５０では、図８に示すように、光軸ＯＡ１上に部分反射膜１４ｄおよび分割プリズム１６が設けられた場合、偏向プリズム５４は、スライダ５１を介し、光軸ＯＡ１に沿って入射された観察光を、鏡筒８における偏向プリズム１４と同様に所定反射率で反射させて平面ミラー１５へ射出させるとともに、所定透過率で透過させて分割プリズム１６から射出させる。一方、光軸ＯＡ１上に高反射膜３４ｄが設けられた場合、偏向プリズム５４は、光軸ＯＡ１に沿って入射された観察光のほぼすべてを、鏡筒３８における偏向プリズム１４と同様に反射させて平面ミラー１５へ射出させる。すなわち、光路切換ユニット５０を用いた顕微鏡鏡筒では、スライダ５１によって偏向プリズム５４の配置を適宜切り換えることで、鏡筒８または鏡筒３８と同様に観察光を双眼部９へ導くことができる。

さらに、光路切換ユニット５０では、光軸ＯＡ１上に光路長補正ガラス５６が設けられた場合、光軸ＯＡ１に沿って入射された観察光は、そのまま光軸ＯＡ１に沿って透過され、カメラ観察用光路に導入される。これによって、光路切換ユニット５０を用いた顕微鏡鏡筒では、観察光のすべてをカメラ観察に供することができ、観察像を明るく撮影することができる。また、この顕微鏡鏡筒では、スライダ５１によって偏向プリズム５４と光路長補正ガラス５６との配置を適宜切り換えることで、目視観察と、カメラ観察と、これらの同時観察とを容易に切り換えることができる。

なお、ここでは観察光がスライダ５１を透過した後、偏向プリズム５４または光路長補正ガラス５６に入射するものとしたが、例えば、スライダ５１のうち部分反射膜１４ｄ、高反射膜３４ｄおよび光路長補正ガラス５６が設けられた部分に光軸ＯＡ１に沿って貫通孔を形成し、この貫通孔を通して観察光を偏向プリズム５４または光路長補正ガラス５６へ入射させてもよい。

（変形例）
つぎに、本実施の形態２にかかる顕微鏡鏡筒および顕微鏡の変形例について説明する。図９は、本変形例にかかる顕微鏡鏡筒が備える光路切換ユニット６０の構成を示す図である。この図に示すように、光路切換ユニット６０は、光路切換ユニット５０の構成をもとに、偏向プリズム５４に替えて偏向プリズム６４，２５を備える。その他の構成は光路切換ユニット５０と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。なお、本変形例にかかる顕微鏡は、顕微鏡１００の構成をもとに、鏡筒８に替えて、光路切換ユニット６０を用いた顕微鏡鏡筒を備えるものである。

偏向プリズム６４は、第１反射面６４ａ、第２反射面６４ｂおよび透過面６４ｃによって偏向プリズム２４と同じ三角形状の断面を有したプリズムとして形成され、スライダ５１上に固定されている。第１反射面６４ａは、光軸ＯＡ１と、この光軸ＯＡ１を含み第２反射面６４ｂに垂直な偏向平面とに対して垂直に設けられている。透過面６４ｃは、偏向平面に垂直に設けられている。第２反射面６４ｂ上には、偏向プリズム５４と同様に、部分反射膜１４ｄ、高反射膜３４ｄおよび分割プリズム１６が設けられている。

スライダ５１上には、光路切換ユニット５０と同様に、偏向プリズム６４と光路長補正ガラス５６とが並べて設けられている。また、偏向プリズム６４の近傍には、偏向プリズム２５が、入射面２５ａおよび射出面２５ｃをそれぞれ透過面６４ｃおよび第２反射面６４ｂと平行にして設けられ、図示しない支持機構によって偏向平面上で固定支持されている。スライダ５１は、ガイド５２に案内されて移動されることで、偏向プリズム６４および光路長補正ガラス５６を偏向平面に垂直な方向に移動させ、部分反射膜１４ｄ、高反射膜３４ｄおよび光路長補正ガラス５６を光軸ＯＡ１上に択一的に配置させる。

このように構成された光路切換ユニット６０では、図９に示すように、光軸ＯＡ１上に部分反射膜１４ｄおよび分割プリズム１６が設けられた場合、偏向プリズム６４は、スライダ５１を介し、光軸ＯＡ１に沿って入射された観察光を、鏡筒２８における偏向プリズム２４と同様に所定反射率で反射させ、偏向プリズム２５を介して平面ミラー１５へ射出させるとともに、所定透過率で透過させて分割プリズム１６から射出させる。一方、光軸ＯＡ１上に高反射膜３４ｄが設けられた場合、偏向プリズム６４は、偏向プリズム２５と協働し、光軸ＯＡ１に沿って入射された観察光のほぼすべてを、鏡筒３８における偏向プリズム１４と同様に反射させて平面ミラー１５へ射出させる。すなわち、光路切換ユニット６０を用いた顕微鏡鏡筒では、スライダ５１によって偏向プリズム６４の配置を適宜切り換えることで、鏡筒２８または鏡筒３８と同様に観察光を双眼部９へ導くことができる。また、この顕微鏡鏡筒では、光路切換ユニット５０を用いた顕微鏡鏡筒と同様に、スライダ５１によって偏向プリズム６４と光路長補正ガラス５６との配置を適宜切り換えることで、目視観察と、カメラ観察と、これらの同時観察とを容易に切り換えることができる。

（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３にかかる顕微鏡鏡筒および顕微鏡について説明する。図１０は、本実施の形態３にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒７８の内部構成を示す図である。この図に示すように、鏡筒７８は、結像レンズ１３と、偏向光学系としての偏向プリズム２４，７５と、分割プリズム１６とを備えている。結像レンズ１３、偏向プリズム２４および分割プリズム１６は、上述した鏡筒２８と同様に配置されている。ここで、実施の形態１と同一の構成部分には、同一符号を付して示している。

偏向プリズム７５は、入射面７５ａと、第３反射面としての反射面７５ｂと、第４反射面としての反射面７５ｃと、射出面７５ｄとによって形成される四角形状の断面を有したプリズムである。入射面７５ａ、反射面７５ｂ，７５ｃおよび射出面７５ｄの各面は、光軸ＯＡ１を含み第２反射面２４ｂに垂直な偏向平面（図１０の紙面に相当）に対して垂直に設けられている。入射面７５ａは、偏向プリズム２４の透過面２４ｃに接合され、反射面７５ｂと第２反射面２４ａとのなす角は１０５°とされている。射出面７５ｄは、光軸ＯＡ１に対して平行または略平行な所定角度に設けられており、反射面７５ｃには、この反射面７５ｃに入射した光を高反射率で反射させる高反射膜７５ｅが設けられている。

偏向プリズム２４では、光軸ＯＡ１に合致して入射された軸上観察光Ｌ１は、部分反射膜１４ｄが設けられた第２反射面２４ｂによって所定の割合で反射および透過される。このうち第２反射面２４ｂが反射させた軸上観察光Ｌ２は、鏡筒２８における偏向プリズム２４と同様に第１反射面２４ａによって反射され、軸上観察光Ｌ３として透過面２４ｃから垂直に射出される。

偏向プリズム７５では、透過面２４ｃから射出された軸上観察光Ｌ３は、入射面７５ａから垂直に偏向プリズム７５内に入射される。反射面７５ｂは、この軸上観察光Ｌ３を全反射させ、軸上観察光Ｌ４として反射面７５ｃに入射させる。反射面７５ｃは、軸上観察光Ｌ４を反射させ、軸上観察光Ｌ５として射出面７５ｄに垂直に入射させるとともに、この射出面７５ｄから射出させる。

これによって、鏡筒７８では、光軸ＯＡ１に沿って偏向プリズム２４内に入射された観察光を、偏向平面に沿って、光軸ＯＡ１に垂直もしくは略垂直な所定方向、つまり水平もしくは水平に近い所定の俯視角で双眼部９に入射させることができるとともに、接眼レンズ１０におけるアイポイントを低く抑えることができる。また、鏡筒７８では、偏向プリズム２４内に入射された観察光の一部を光軸ＯＡ１に沿って分割プリズム１６を介し、カメラ取付部１１ｃから射出させて、カメラ観察に供することができる。

さらに、鏡筒７８では、俯視角が固定されたことで、鏡筒８等が備えた可動部１２および連動回転機構等を備える必要がないばかりか、カメラ観察用光路を光軸ＯＡ１上に設けることができるため、俯視角が可変な鏡筒８，２８，３８等に比べて、鏡筒全体をより簡易かつコンパクトに構成することができる。

なお、本実施の形態３では、偏向プリズム２４，７５は、それぞれ透過面２４ｃおよび入射面７５ａが接合されて一体化されるものとしたが、一体化に限定されず、透過面２４ｃおよび入射面７５ａ間に空隙を設けて分割配置させてもよい。

ここまで、本発明を実施する最良の形態を実施の形態１〜３として説明したが、本発明は、上述した実施の形態１〜３に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。

例えば、上述した実施の形態１〜３では、偏向光学系における第１〜第３反射面がすべてプリズムの表面上に設けられるか、平面ミラーの反射面によって構成されるものとしたが、プリズムと平面ミラーとを組み合わせて構成することもできる。具体的には、鏡筒２８における偏向プリズム２５を、偏向ミラー４４における高反射ミラー４３に置き換えることができる。あるいは、鏡筒２８における偏向プリズム２４および分割プリズム１６を、偏向ミラー４４における部分反射ミラー４１，４２の組み合わせに置き換えることができる。

また、上述した実施の形態１では、鏡筒２８における射出面２５ｃが第２反射面２４ｂと同一平面上に設けられるものとしたが、同一平面上に限定されず、平行な平面上であればよく、射出面２５ｃと第２反射面２４ｂとの間に段差を設けてもよい。同様に、鏡筒８において、部分反射膜１４ｄもしくは高反射膜３４ｄを設けた領域の第２反射面１４ｂと、平面ミラー１５に向けて観察光を射出させる透過平面としての第２反射面１４ｂとの間に段差を設けてもよい。かかる段差は、実施の形態２における偏向プリズム５４や偏向プリズム６４，２５にも同様に適用することができる。

また、上述した実施の形態１および２では、平面ミラー１５が水平に近い角度範囲内で回動されるものとして説明したが、より広範な角度範囲内で回動可能としても構わない。さらに、双眼部９における俯視角（俯角）が仰角となる角度範囲、つまり接眼レンズ１０が水平面よりも下向きとなる角度範囲まで平面ミラー１５を回動させるようにしても構わない。

また、上述した実施の形態１では、顕微鏡１００は、落射投光管４により標本１に対して落射照明をするものとして説明したが、落射照明に限定されず、例えばステージ２下方の顕微鏡本体３内に照明光学系を備え、標本１に対して透過照明をする構成とすることもできる。その場合、顕微鏡本体３上から落射投光管４を取り除くことが可能であるが、落射投光管４を取り除く場合には、代わりに落射投光管４と同等の高さを有したスペーサ等を介して鏡筒８等を搭載させるとよい。これによって、落射投光管４の搭載有無によらず顕微鏡全体としてアイポイントの高さを一定に維持することができる。

（付記１）
集光レンズと、該集光レンズが射出させた観察光を偏向させる偏向光学系とを備える顕微鏡鏡筒において、
前記偏向光学系は、
一方から入射する光を透過させ、他方から斜入射する光を反射させる第１反射面と、
前記第１反射面が透過させた前記観察光を反射させ、前記第１反射面に斜入射させる第２反射面と、
前記第１反射面が反射させた前記観察光を、前記第２反射面に垂直または略垂直な方向であって該観察光に対して前記第２反射面と同じ側に反射させる第３反射面と、
前記第３反射面が反射させた前記観察光を、前記集光レンズの光軸を含み前記第２反射面に垂直な偏向平面に沿って該集光レンズの光軸に垂直または略垂直な方向に反射させる第４反射面と、
を備えたことを特徴とする顕微鏡鏡筒。

（付記２）
前記第４反射面は、前記集光レンズの光軸と垂直な方向において、前記観察光のうち前記集光レンズの光軸と合致して前記第１反射面に入射した軸上観察光を、前記第１反射面および前記第３反射面における該軸上観察光の各反射点間で反射させることを特徴とする付記１に記載の顕微鏡鏡筒。

（付記３）
前記第１反射面、前記第２反射面および前記第３反射面は、偏向プリズムの表面上に設けられ、
前記第２反射面は、前記第１反射面が透過させて前記偏向プリズム内に入射させた前記観察光を反射させて前記第１反射面に斜入射させ、
前記第１反射面は、前記第２反射面が斜入射させた前記観察光を全反射させ、
前記第３反射面は、前記第１反射面が反射させた前記観察光を前記第２反射面の透過平面に垂直な方向に反射させて該透過平面から射出させることを特徴とする付記１または２に記載の顕微鏡鏡筒。

（付記４）
前記透過平面は、前記第２反射面と同一面上に設けられることを特徴とする付記３に記載の顕微鏡鏡筒。

（付記５）
前記第１反射面および前記第２反射面は、該第１反射面に対して所定角度に傾斜された透過面を有した偏向プリズムの表面上に設けられ、
前記第２反射面は、前記第１反射面が透過させて前記偏向プリズム内に入射させた前記観察光を反射させて前記第１反射面に斜入射させ、
前記第１反射面は、前記第２反射面が斜入射させた前記観察光を前記透過面に垂直な方向に全反射させて該透過面から射出させることを特徴とする付記１または２に記載の顕微鏡鏡筒。

（付記６）
前記第３反射面は、前記第１反射面が反射させた前記観察光と垂直な入射面と、前記第２反射面と平行な射出面とを有した三角プリズムの表面上に設けられ、前記第１反射面が反射させて前記入射面から前記三角プリズム内に入射させた前記観察光を前記射出面に垂直な方向に反射させて該射出面から射出させることを特徴とする付記１，２または５に記載の顕微鏡鏡筒。

（付記７）
前記第３反射面は、前記透過面に接合された入射面と、前記第２反射面と平行な射出面とを有した三角プリズムの表面上に設けられ、前記第１反射面が反射させて前記入射面から前記三角プリズム内に入射させた前記観察光を前記射出面に垂直な方向に反射させて該射出面から射出させることを特徴とする付記５に記載の顕微鏡鏡筒。

（付記８）
前記第４反射面は、前記偏向平面に垂直な所定軸周りに回動自在に設けられることを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の顕微鏡鏡筒。

（付記９）
前記所定軸は、前記観察光のうち前記集光レンズの光軸と合致して前記第１反射面に入射した軸上観察光の前記第４反射面における反射点上に設けられることを特徴とする付記８に記載の顕微鏡鏡筒。

（付記１０）
前記所定軸周りに回動自在に設けられ、前記第４反射面が反射させた前記観察光を２分割する双眼部を備え、
前記第４反射面は、前記双眼部と連動され、該双眼部と同方向に半分の回転量だけ前記所定軸周りに回動されることを特徴とする付記８または９に記載の顕微鏡鏡筒。

（付記１１）
前記第３反射面および前記第４反射面は、前記第１反射面が反射させた前記観察光と垂直な入射面と、前記偏向平面に垂直であって前記集光レンズの光軸に平行または略平行な射出面とを有した四角プリズムの表面上に設けられ、
前記第３反射面は、前記第１反射面が反射させて前記入射面から前記四角プリズム内に入射させた前記観察光を反射させ、
前記第４反射面は、前記第３反射面が反射させた前記観察光を前記射出面に垂直な方向に反射させて該射出面から射出させることを特徴とする付記１，２または５に記載の顕微鏡鏡筒。

（付記１２）
前記第３反射面および前記第４反射面は、前記透過面に接合された入射面と、前記偏向平面に垂直であって前記集光レンズの光軸に平行または略平行な射出面とを有した四角プリズムの表面上に設けられ、
前記第３反射面は、前記第１反射面が反射させて前記入射面から前記四角プリズム内に入射させた前記観察光を反射させ、
前記第４反射面は、前記第３反射面が反射させた前記観察光を前記射出面に垂直な方向に反射させて該射出面から射出させることを特徴とする付記５に記載の顕微鏡鏡筒。

（付記１３）
前記第２反射面は、前記第１反射面が透過させた前記観察光を高反射率で反射させる高反射膜を有することを特徴とする付記１〜１２のいずれか一つに記載の顕微鏡鏡筒。

（付記１４）
前記第２反射面は、前記第１反射面が透過させた前記観察光を所定割合で反射および透過させる部分反射膜を有することを特徴とする付記１〜１２のいずれか一つに記載の顕微鏡鏡筒。

（付記１５）
前記第２反射面は、前記第１反射面が透過させた前記観察光を高反射率で反射させる高反射膜と、前記第１反射面が透過させた前記観察光を所定割合で反射および透過させる部分反射膜とを前記偏向平面に垂直な方向に並べて有し、該偏向平面に垂直な方向に前後動自在に設けられるとともに、前記高反射膜または前記部分反射膜を前記集光レンズの光軸上に択一的に配置して設けられることを特徴とする付記１〜１２のいずれか一つに記載の顕微鏡鏡筒。

（付記１６）
前記第２反射面は、前記第１反射面と一体に、前記偏向平面と垂直な方向に前後動自在に設けられることを特徴とする付記１５に記載の顕微鏡鏡筒。

（付記１７）
前記第２反射面は、前記第１反射面および前記第３反射面と一体に、前記偏向平面と垂直な方向に前後動自在に設けられることを特徴とする付記１５に記載の顕微鏡鏡筒。

（付記１８）
前記第１反射面と前記第２反射面とのなす角のうち前記観察光を挟む角φは、前記偏向プリズムの屈折率ｎをもとに、式φ≧ｓｉｎ^-1（１／ｎ）／２を満足する角度に設定されることを特徴とする付記３〜５のいずれか一つに記載の顕微鏡鏡筒。

（付記１９）
前記第１反射面と前記第３反射面とのなす角のうち前記観察光を挟む角ψは、前記第１反射面と前記第２反射面とのなす角のうち前記観察光を挟む角φをもとに、式ψ＝（φ＋π）／２を満足する角度または該角度に略等しい角度に設定されることを特徴とする付記１〜１８のいずれか一つに記載の顕微鏡鏡筒。

（付記２０）
付記１〜１９のいずれか一つに記載の顕微鏡鏡筒を備えたことを特徴とする顕微鏡。

本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡鏡筒を用いた顕微鏡の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡鏡筒の内部構成を示す図である。 図２に示した偏向光学系の構成を示す図である。 図３に示した偏向プリズムに対する平面ミラーの配置関係を説明する図である。 図３に示した偏向プリズムに対する平面ミラーの配置関係を説明する図である。 図３に示した偏向プリズムに対する平面ミラーの配置関係を説明する図である。 実施の形態１の変形例１にかかる顕微鏡鏡筒の内部構成を示す図である。 実施の形態１の変形例２にかかる顕微鏡鏡筒の内部構成を示す図である。 実施の形態１の変形例３にかかる顕微鏡鏡筒が備える偏向ミラーの構成を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡鏡筒が備える光路切換ユニットの構成を示す斜視図である。 実施の形態２の変形例にかかる顕微鏡鏡筒が備える光路切換ユニットの構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態３にかかる顕微鏡鏡筒の内部構成を示す図である。

符号の説明

１ 標本
２ ステージ
３ 顕微鏡本体
３ａ ステージホルダ
３ｂ 焦準ハンドル
４ 落射投光管
５ ランプハウス
６ レボルバ
７ 対物レンズ
８ 鏡筒
９ 双眼部
１０ 接眼レンズ
１０ａ 前側焦平面
１１ 固定部
１１ａ 取付部
１１ｂ 取付面
１３ 結像レンズ
１４，１４’，１４” 偏向プリズム
１４ａ 第１反射面
１４ｂ 第２反射面
１４ｃ，１４ｃ’，１４ｃ” 第３反射面
１４ｄ 部分反射膜
１４ｅ，１４ｆ，１４ｆ’，１４ｆ” 反射点
１５ 平面ミラー
１５ａ 反射面
１５ｂ，１５ｂ’，１５ｂ” 反射点
１６ 分割プリズム
１７ 偏菱形プリズム
１８ 回転軸
２１ 固定部
２４ 偏向プリズム
２４ａ 第１反射面
２４ｂ 第２反射面
２４ｃ 透過面
２５ 偏向プリズム
２５ａ 入射面
２５ｂ 第３反射面
２５ｃ 射出面
２８ 鏡筒
３１ 固定部
３４ｄ 高反射膜
３８ 鏡筒
４１，４２ 部分反射ミラー
４１ａ，４２ａ，４３ａ 反射面
４３ 高反射ミラー
４４ 偏向ミラー
５０ 光路切換ユニット
５１ スライダ
５２ ガイド
５４ 偏向プリズム
５４ａ 第１反射面
５４ｂ 第２反射面
５４ｃ 第３反射面
５６ 光路長補正ガラス
６０ 光路切換ユニット
６４ 偏向プリズム
６４ａ 第１反射面
６４ｂ 第２反射面
６４ｃ 透過面
７５ 偏向プリズム
７５ａ 入射面
７５ｂ，７５ｃ 反射面
７５ｄ 射出面
７５ｅ 高反射膜
７８ 鏡筒
１００ 顕微鏡
Ｈ，Ｈ’，Ｈ” 高さ
Ｌ１〜Ｌ５，Ｌ４’，Ｌ４” 軸上観察光
Ｌ５ａ，Ｌ５ａ’，Ｌ５ａ” 下端部
ＯＡ１〜ＯＡ４ 光軸
Ｋ１ 第１の仮想線
Ｋ２ 第２の仮想線
Ｗ 区間

Claims (9)

1. 集光レンズと、該集光レンズが射出させた観察光を偏向させて双眼部及び接眼レンズに導く目視観察用光路を構成する偏向光学系とを備える顕微鏡鏡筒において、
   前記偏向光学系は、
   三角形状の３つの辺に対応する位置にそれぞれ配置された第１、第２、及び第３の反射面を有する第１の部材と、該第１の部材とは異なる第２の部材であって、第４の反射面を有する第２の部材とを備え、
   前記第１の反射面と前記第２の反射面とのなす角度φは、４５°未満であり、
   前記第１の反射面と前記第３の反射面とのなす角度ψは、ψ＝（φ＋１８０°）／２によって与えられ、
   前記第１の反射面は、前記集光レンズの光軸である第１の光軸に沿って入射する前記観察光を透過させて前記第２の反射面に入射させると共に、前記第２の反射面の方向から第２の光軸に沿って斜入射する前記観察光を第３の光軸に沿って反射させ、
   前記第２の反射面は、前記第１の反射面が透過させた前記観察光を前記第１の光軸上で反射させ、前記第１の反射面に前記第２の光軸に沿って斜入射させると共に、前記第３の反射面の方向から第４の光軸に沿って入射する前記観察光を透過させ、
   前記第３の反射面は、前記第１の反射面が反射させた前記観察光を、前記第３の光軸上で前記第２の反射面の方向に向けて前記第４の光軸に沿って反射させ、
   前記第４の反射面は、前記第３の反射面が反射させ、前記第２の反射面を前記第４の光軸に沿って透過した前記観察光を前記第１の光軸から前記第３の反射面に向かう方向に反射させて前記双眼部に入射させ、
   前記第４の反射面が前記観察光を反射する方向は、前記第１の光軸と直交する平面から該平面に対して２０°の範囲の方向に設定されていることを特徴とする顕微鏡鏡筒。
2. 前記第１の光軸は前記第１の反射面と直交し、
   前記第２の反射面から前記第２の光軸に沿って前記第１の反射面に斜入射する前記観察光は、前記第１の反射面で全反射されることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡鏡筒。
3. 前記第４の反射面は、前記第１の光軸に垂直な軸の周りを回転可能であり、
   前記第４の反射面が前記観察光を反射する方向は、前記第４の反射面を回転させることによって変更可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の顕微鏡鏡筒。
4. 前記第１の光軸を通った前記観察光の軸上の光を軸上観察光とし、前記第２の反射面において反射した前記軸上観察光が前記第１の反射面に斜入射した点を通り、前記第１の光軸と平行な線を第１の仮想線とし、
   前記第１の反射面において反射した前記軸上観察光が前記第３の反射面に斜入射した点を通り、前記第１の光軸と平行な線を第２の仮想線とし、
   前記第３の反射面において反射した前記軸上観察光が前記第４の反射面に斜入射した点は、前記第１の仮想線と前記第２の仮想線の間に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の顕微鏡鏡筒。
5. 集光レンズと、
   第１、第２、および第３の平面に囲まれる三角形の断面を有する偏向プリズムと、第４の平面を有する平面ミラーと、を有し、前記集光レンズから出る観察光を偏向させて、双眼部及び接眼レンズに導く目視観察用光路を構成する偏向光学系と、
   を備える顕微鏡鏡筒であって、
   前記第１の平面と前記第２の平面とのなす角度φは、４５°未満であり、
   前記第１の平面と前記第３の平面とのなす角度ψは、ψ＝（φ＋１８０°）／２によって与えられ、
   前記第１の平面は、前記集光レンズから入射する前記観察光を前記集光レンズの光軸である第１の光軸に沿って透過させ、前記第２の平面から斜めに入射する前記観察光を第３の光軸に沿って反射し、
   前記第２の平面は、前記第１の平面を透過した前記観察光を前記第１の光軸上で反射し、反射された当該観察光を、第２の光軸に沿って斜めに、前記第１の平面上に入射させ、
   前記第３の平面は、前記第１の平面によって反射された前記観察光を前記第３の光軸上で第２の平面側の方向に向けて、第４の光軸に沿って反射し、
   前記第４の平面は、前記第３の平面によって反射された前記観察光を前記第４の光軸上で、前記第１の光軸から第３の平面側へ向かう方向へ反射して前記双眼部に入射させ、
   前記第４の平面が前記観察光を反射する方向は、前記第１の光軸と直交する平面から該平面に対して２０°の範囲の方向に設定されていることを特徴とする、顕微鏡鏡筒。
6. 前記集光レンズから前記第１の平面に入射する前記観察光は、前記第１の平面に対して垂直に入射し、前記第２の平面から斜め方向に前記第１の平面に入射する前記観察光は、前記第１の平面によって全反射されることを特徴とする、請求項５に記載の顕微鏡鏡筒。
7. 前記第１の光軸に沿った前記観察光の軸上光を軸上観察光と呼び、前記軸上観察光が前記第２の平面から斜入射する前記第１の平面上での反射点を通り、前記第１の光軸と平行な線を第１の仮想線とし、
   前記第１の平面において反射した前記軸上観察光の前記第３の平面上での反射点を通る線を第２の仮想線とし、
   前記第２の仮想線が前記集光レンズの前記光軸に平行である場合、前記第３の反射面において反射した前記軸上観察光の前記第４の平面上での反射点は、前記第１の仮想線と前記第２の仮想線との間に配置されることを特徴とする、請求項５又は６に記載の顕微鏡鏡筒。
8. 前記第４の平面は、前記集光レンズの前記光軸に垂直な軸の周りを回転可能であり、前記第４の平面が反射する前記観察光の方向は、前記第４の平面を回転させることによって変更可能であることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の顕微鏡鏡筒。
9. 前記偏向プリズムにおいて、
   前記第１の平面と前記第２の平面とのなす角度は３０°であり、
   前記第１の平面と前記第３の平面とのなす角度は１０５°であることを特徴とする請求項５に記載の顕微鏡鏡筒。

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