JP5911354B2 - 倒立顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、観察対象である標本を下方から観察する倒立顕微鏡に関する。

従来、対物レンズと結像レンズとの間に、光路を分岐するミラーユニット等の光学系を構成する複数の光学装置を設置可能な倒立顕微鏡が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。例えば特許文献１には、標本を載置するステージと該ステージを支持するステージ支持部材との間にスペーサ部材を配置することでステージを嵩上げし、嵩上げによって設けられた空間を利用して、対物レンズと結合レンズとの間に新たな光学装置を装着する倒立顕微鏡が開示されている。

特開平１１−７２７１５号公報 特開平１１−３８３２６号公報 特開平１１−３４４６７５号公報

ところで、近年、顕微鏡本体の構成（仕立て）自体は大きく変更することなく、任意の光学系を挿脱したり、光学系の位置を変更するといったシステム拡張性の高い倒立顕微鏡が検討されている。しかしながら、複数の光学装置が設置可能な従来の倒立顕微鏡においては、任意の光学装置を取り外して別の光学装置と交換したり、光学装置の装着位置を変更するといった自由度が少なく、システムの拡張が困難であった。

例えば、特許文献１においては、基台上に配置された光学装置（フィルタユニット）と、その上段に配置される光学装置とで、装着手段が異なっているため、装着位置の入れ替えを容易に行うことができない。また、特許文献２においては、基台上に配置された光学装置の上に、追加の光学装置を直接積層して固定するため、下段側の光学装置を単独で着脱することができない。さらに、特許文献３においては、複数の光学装置を積層した場合、その最上段の光学装置上にステージユニットや透過照明支柱を設置することになるため、光学装置の取り外しや交換を容易に行うことができない。

また、上記特許文献１〜３のいずれにも、光学装置の追加装着や装着位置の変更が顕微鏡の光学性能に与える影響については何ら開示されていない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、対物レンズと結像レンズとの間に複数の光学装置を配置可能な倒立顕微鏡において、顕微鏡本体の仕立てを変更することなく、任意の光学装置を容易に着脱することができ、且つ、光学装置の装着位置や装着数に応じて必要十分な光学性能を得ることができる倒立顕微鏡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、本発明に係る倒立顕微鏡は、標本を経由し対物レンズを通過した光を結像する結像レンズと、前記対物レンズと前記結像レンズとの間に、複数の光学装置を前記対物レンズの光軸方向に並べて配置可能であり、前記複数の光学装置を独立に固定可能な複数の装着部を有する顕微鏡本体と、を備え、前記複数の装着部の各々は、前記複数の光学装置のいずれかが当て付けられる当て付け基準面を有し、前記複数の装着部がそれぞれ有する複数の前記当て付け基準面は、前記対物レンズの光軸と直交する方向において互いにシフトしていることを特徴とする。

上記倒立顕微鏡において、前記複数の装着部の各々は、前記光学装置が嵌合可能な溝部であって、一端面が前記当て付け基準面をなす溝部を含むことを特徴とする。

上記倒立顕微鏡において、前記複数の装着部の各々は、前記光学装置が嵌合可能な溝部と、前記溝部に着脱可能で、前記溝部に挿入される端面が前記当て付け基準面をなすスペーサと、を含み、前記複数の装着部がそれぞれ有する複数の前記スペーサの前記対物レンズの光軸と直交する方向における長さが互いに異なることを特徴とする。

上記倒立顕微鏡において、前記溝部は、前記顕微鏡本体内に設けられた前記複数の光学装置の配置スペース内の１つの面に設けられ、前記複数の装着部の各々は、前記１つの面と対向する面に前記溝部と平行に設けられた第２の溝部をさらに含むことを特徴とする。

上記倒立顕微鏡において、前記配置スペースは、前記顕微鏡本体の１つの側面に設けられ、前記複数の光学装置は、前記１つの側面から着脱可能であることを特徴とする。

上記倒立顕微鏡は、前記顕微鏡本体における前記複数の光学装置の装着位置を検知する検知手段をさらに備えることを特徴とする。

上記倒立顕微鏡において、前記検知手段は、前記顕微鏡本体に、前記装着位置に対応して設けられた被検知部材と、前記複数の光学装置の各々に設けられ、前記被検知部材を検知可能な検知部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、顕微鏡本体に、複数の光学装置を互いに独立して固定可能な複数の装着部を設けるので、顕微鏡本体の仕立てを変更することなく、任意の光学装置を容易に着脱することが可能となる。また、本発明によれば、上記複数の装着部がそれぞれ有する複数の当て付け基準面を対物レンズの光軸と直交する方向に互いにシフトさせるので、各光学装置を通過する光の光軸も同様にシフトし、倒立顕微鏡において、光学装置の装着位置や装着数に応じて必要十分な光学性能を得ることが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る倒立顕微鏡の構成を模式的に示す側面図である。 図２は、図１に示す倒立顕微鏡において、光学装置が２つ装着された状態を示す側面図である。 図３は、図１に示す光路分岐・切換装置の正面図である。 図４は、図１に示す光路分岐・切換装置の側面図である。 図５は、図２のＡ−Ａ断面図である。 図６は、変形例１における光路分岐・切換装置の側面図である。 図７は、変形例１における光路分岐・切換装置の正面図である。 図８は、本発明の実施の形態２に係る倒立顕微鏡の構成を模式的に示す側面図である。 図９は、図８のＣ−Ｃ断面図である。 図１０は、変形例２における光路分岐・切換装置の正面図である。 図１１は、図１０に示す光路分岐・切換装置の側面図である。 図１２は、本発明の実施の形態３に係る倒立顕微鏡の構成を模式的に示す側面図である。 図１３は、図１２のＤ１−Ｄ１断面図である。 図１４は、図１２のＤ２−Ｄ２断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、これら実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。図面は模式的なものであり、各部の寸法の関係や比率は、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる。

（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明の実施の形態１に係る倒立顕微鏡の構成を模式的に示す側面図である。実施の形態１に係る倒立顕微鏡１００は、観察対象となる標本１を下方から観察する顕微鏡であり、対物レンズと結像レンズとの間に、光路分岐・切換や所定の波長成分の選択といった機能を有する複数の光学装置の着脱が可能となっている。図１は、倒立顕微鏡１００に対して光学装置が３つ装着された状態を示し、図２は、光学装置が２つ装着された状態を示している。なお、以下の説明においては、倒立顕微鏡の接眼レンズが設けられた側（図１においては左側）を前方又は正面側とし、その反対側（図１においては右側）を後方又は背面側とする。従って、図１及び図２に示されている側は、倒立顕微鏡１００の右側となる。

図１に示すように、倒立顕微鏡１００は、顕微鏡本体１０と、該顕微鏡本体１０に支持されたステージ２と、ステージ２上に載置された標本１を観察するための対物レンズ３と、ステージ２の下側に配置され、対物レンズ３を保持するレボルバ４と、顕微鏡本体１０に設けられた焦準装置５とを備える。レボルバ４は、１つ以上の対物レンズ３を保持可能であり、自身が回転することにより、１つの対物レンズ３を照明光の光路上に配置する。焦準装置５は、光路上に配置された対物レンズ３の光軸Ｌａ方向に沿ってレボルバ４を上下動させることにより、対物レンズ３のピントを標本１に合わせる。

顕微鏡本体１０の上側後方には、透過照明支柱６が取付けられている。透過照明支柱６には、透過照明光学系を形成する透過照明光源７ａと、透過投光装置７ｂと、コンデンサレンズ７ｃとが装着されている。透過投光装置７ｂ内にはミラー７ｄが設けられており、透過照明光源７ａから出射した照明光は、透過投光装置７ｂ内を通ってミラー７ｄにより進行方向を折り曲げられて、コンデンサレンズ７ｃに入射する。

顕微鏡本体１０内の下方には、観察光学系として、対物レンズ３からの観察光を結像する結像レンズ１１ａと、観察光の光路を折り曲げるミラー１１ｂと、リレーレンズ１１ｃとが内蔵されている。この内、結像レンズ１１ａは、対物レンズの光軸Ｌａに対し、光軸Ｌａと直交する方向にδ３だけ光軸Ｌｂをシフトさせた位置に配置されている。このシフト量３δは、後で詳述するが、対物レンズ３の観察光が上段、中段、下段の光路分岐ミラー２１を通過することによって光路がシフトする総シフト量Δの半分に相当する量に設定されている。また、リレーレンズ１１ｃは、結像レンズ１１ａに光軸を合わせて配置されている。

顕微鏡本体１０の上側の前方には、結像レンズ（図示せず）を内部に有する鏡筒８と、接眼レンズ（図示せず）を内部に有する接眼部９とが組み付けられている。ユーザは、接眼部９を覗くことにより、標本１の観察像を観察することができる。

顕微鏡本体１０の中央付近、即ち、レボルバ４と結像レンズ１１ａとの間には、顕微鏡本体１０を１つの面の側からくり抜いたスペース１５が設けられている。このスペース１５が、複数の光学装置を装着するための領域である。本実施の形態１においては、顕微鏡本体１０を前方から見た場合の右側（図１及び図２においては図の手前側）の面からスペース１５を形成している。なお、顕微鏡本体１０の反対側の面は、フラットになっている。また、スペース１５の上部には、照明光及び観察光が通過可能な貫通孔１５ａが設けられている。

スペース１５の内壁には、複数の光学装置を顕微鏡本体１０にそれぞれ装着するための装着部１３が複数段（図１、図２においては３段）設けられている。各段の装着部１３は、互いに同一のコの字形状をなすスライド溝１３ａ（図の右側）及びスライド溝１３ｂ（図の左側）を含む。本実施の形態１においては、これらの装着部１３に、光学装置の一例として、光路分岐ミラー２１を内蔵する光路分岐・切換装置２０が装着されている。光路分岐ミラー２１は、例えばハーフミラーであり、入射光のうちの半分を反射し、残りの半分を透過させる。或いは、光路分岐ミラー２１として、入射光のうちの所定の波長成分を反射し、残りの波長成分を透過させるダイクロイックミラーを用いても良い。

顕微鏡本体１０の背面には、顕微鏡本体１０の外側とスペース１５とを貫通する貫通孔１２ａが、縦方向に３つ並んで形成されている。各貫通孔１２ａの端部には取り付け部１２が設けられている。これらの取り付け部１２には、落射照明光源３０が組みつけられた落射投光装置（投光管）３１ａ、３１ｂ、３１ｃがそれぞれ取り付けられている。各段の落射照明光源３０から出射した照明光は、落射投光装置３１ａ、３１ｂ、３１ｃを介して、貫通孔１２ａを通過し、光路分岐・切換装置２０に入射する。即ち、落射照明光源３０、落射投光装置（投光管）３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、及び光路分岐・切換装置２０は、落射照明光学系を構成する。

次に、顕微鏡本体１０に装着される光路分岐・切換装置２０について詳細に説明する。図３は、光路分岐・切換装置２０の正面図あり、図４は、光路分岐・切換装置２０の側面図であり、図５は、図２のＡ−Ａ断面図である。なお、図５においては、貫通ネジ穴１４ａ近傍の一部も断面で示している。倒立顕微鏡１００においては、図３に示す光路分岐・切換装置２０の正面が倒立顕微鏡１００の右側面を向くように配置される。

図３及び図４に示すように、光路分岐・切換装置２０の筐体２０ａの両側には、スライド溝１３ａ、１３ｂにそれぞれ挿入可能な凸部２２、２３が設けられている。また、各光路分岐・切換装置２０の一方の側面（顕微鏡本体１０に装着された際に背面側になる面）には、落射照明光を導入するための開口２４が設けられている。このため、開口２４側の凸部２２は、開口２４を避けるため、一部が切り欠かれた形状をなしている。さらに、光路分岐・切換装置２０の上面及び下面には、照明光及び観察光を通過させるための開口（図示せず）が設けられている。

凸部２２の下面２２１は、光路分岐・切換装置２０の下面と平行な平面をなしている。また、凸部２２の上面の一端部は、断面が円弧状となるように面取りされた弧面２２２となっている。一方、凸部２２の上面の他端部は、断面が直線状となるように面取りされた傾斜面２２３となっている。さらに、凸部２２の後方側の端面２２４は、下面２２１と直交する平面をなしている。
凸部２３にも、凸部２２と鏡面対称をなす下面２３１、弧面２３２、傾斜面２３３、及び端面２３４が設けられている。

図５に示すように、顕微鏡本体１０に設けられたスライド溝１３ａの底面１３１は、凸部２２の下面２２１が当て付けられる当て付け基準面である。また、スライド溝１３ａのスライド挿入方向の奥側端部は、傾斜面となっている。この傾斜面１３２は、凸部２２の弧面２２２が当て付けられる当て付け基準面である。スライド溝１３ａの端面１３３は、凸部２２の端面２２４が当て付けられる当て付け基準面である。さらに、スライド溝１３ａの入り口近傍には、ビス１４がねじ込まれる貫通ネジ穴１４ａが形成されている。

凸部２３がスライド挿入されるスライド溝１３ｂも同様に、凸部２３の下面２３１が当て付けられる底面１３４と、凸部２３の弧面２３２が当て付けられる傾斜面１３５と、凸部２３の端面２３４が当て付けられる端面１３６を有しており、スライド溝１３ｂ近傍には貫通ネジ穴１４ａが形成されている（図２参照）。

光路分岐・切換装置２０を顕微鏡本体１０に装着する際には、まず、光路分岐・切換装置２０の凸部２２、２３をスライド溝１３ａ、１３ｂに挿入し、凸部２２、２３の下面２２１、２３１、弧面２２２、２３２、及び端面２２４、２３４を、スライド溝１３ａ、１３ｂの底面１３１、１３４、傾斜面１３２、１３５、及び端面１３３、１３６にそれぞれ当て付ける。それにより、顕微鏡本体１０に対する光路分岐・切換装置２０の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向における位置決めがなされる。そして、その状態でビス１４を貫通ネジ穴１４ａにねじ込み、傾斜面２２３、２３３に当接させて押圧する。それにより、光路分岐・切換装置２０がスライド挿入方向及び下方向に付勢されて顕微鏡本体１０に固定される。また、弧面２２２、２３２が傾斜面１３２、１３５に対して押し付けられるため、スライド溝１３ａ、１３ｂの底面１３１、１３４からの凸部２２、２３の浮き上がりも防止される。

ところで、光路分岐・切換装置２０を装着するための３段の装着部１３は、形状は互いに同一であるが、対物レンズ３の光軸Ｌａと直交する方向に互いにシフトさせた位置に配置されている。具体的には、対物レンズ３に最も近い上段の装着部１３は、中心が光軸Ｌａと一致する位置に形成されている。中段の装着部１３は、上段の装着部１３に対して端面１３３、１３６を図の左方向にδ１だけシフトさせた位置に形成されている。下段の装着部１３は、上段の装着部１３に対して端面１３３、１３６を図の左方向にδ２（δ２＞δ１）だけシフトさせた位置に形成されている。

従って、これらの３段の装着部１３に、３つの光路分岐・切換装置２０をそれぞれ装着すると、格段の落射照明光学系の光路も互いにシフトする。具体的には、上段の落射照明光学系においては、光路分岐ミラー２１における照明光の反射位置（反射面と光軸Ｌｃ１との交点）が、対物レンズ３の光軸Ｌａ上に位置する。中段の落射照明光学系においては、光路分岐ミラー２１における照明光の反射位置（反射面と光軸Ｌｃ２との交点）が、照明光の光軸Ｌｃ２に沿って、対物レンズ３の光軸Ｌａからシフト量δ１だけ離れる。下段の落射照明光学系においては、光路分岐ミラー２１における落射照明光の反射位置（反射面と光軸Ｌｃ３との交点）が、照明光の光軸Ｌｃ３に沿って、対物レンズ３の光軸Ｌａからシフト量δ２だけ離れる。

ここで、シフト量δ１は、観察光が上段の光路分岐ミラー２１を通過する際に屈折して、光路がシフトする量に対応している。また、シフト量δ２は、観察光が上段及び中段の光路分岐ミラー２１を通過する際に屈折して、光路がシフトする量に対応している。なお、本実施の形態１においては、上段、中段、下段において同一の光路分岐ミラー２１を用いるため、δ２＝２×δ１となっている。

次に、倒立顕微鏡１００の作用について説明する。
標本１を透過照明する場合、顕微鏡本体１０の上方に設けられた透過照明光源７ａから照明光（透過照明光）を出射する。この照明光は、透過投光装置７ｂにおいて、ミラー７ｄにより光路を折り曲げられ、コンデンサレンズ７ｃの瞳面上に集光された後、平行光となって標本１に照射されて透過する。

一方、標本１を落射照明する場合、顕微鏡本体１０の背面に装着された上段、中段、及び下段の落射照明光源３０から照明光（落射照明光）を出射する。この照明光は、落射投光装置３１ａ、３１ｂ、３１ｃを介して貫通孔１２ａを通り、開口２４から光路分岐・切換装置２０に導入される。そして、各段の光路分岐ミラー２１により進路を上方に折り曲げられる。

この際、上段の落射照明光学系においては、照明光は光路分岐ミラー２１により光軸Ｌａ方向に反射され、対物レンズ３に入射する。

また、中段の落射照明光学系においては、光路分岐ミラー２１における照明光の反射位置が光軸Ｌａからδ１だけシフトしている。このため、照明光は、光軸Ｌａと平行な方向に反射された後、光軸Ｌａからδ１だけ離れた位置において上段の光路分岐ミラー２１に入射する。そして、上段の光路分岐ミラー２１を通過する際に屈折して光路をシフトさせ、光軸Ｌａを通って対物レンズ３に入射する。

また、下段の落射照明光学系においては、光路分岐ミラー２１における照明光の反射位置が光軸Ｌａからδ２だけシフトしている。このため、照明光は、光軸Ｌａと平行な方向に反射された後、光軸Ｌａからδ２だけ離れた位置において中段の光路分岐ミラー２１に入射する。そして、中段の光路分岐ミラー２１を通過する際に屈折して、光路を光軸Ｌａからδ２−δ１（＝δ１）だけ離れた位置にシフトさせる。さらに、照明光は、上段の光路分岐ミラー２１を通過する際に屈折して光路をシフトさせ、光軸Ｌａを通って対物レンズ３に入射する。

このように、上段の光路分岐ミラー２１に対し、中段及び下段の光路分岐ミラー２１の反射位置を所定量ずつ予めシフトさせておくことにより、各段からの照明光を、対物レンズ３に入射する手前で光軸Ｌａ上に合成することができる。その後、対物レンズ３に入射した照明光は標本１を照射され、標本１によって反射される。

標本１を透過し、又は標本１によって反射された光（観察光）は、対物レンズ３を通過して光軸Ｌａを中心とする平行光となり、上段、中段、及び下段の光路分岐ミラー２１を順次通過する。この際、観察光は、光路分岐ミラー２１を通過するごとに屈折し、最終的に、光軸Ｌａと平行、且つ光軸Ｌａからシフト量Δだけ離れた位置に光路をシフトさせる。なお、図１においては、上段、中段、及び下段で同じ光路分岐ミラー２１を用いているので、シフト量Δ＝３×δ１となる。
その後、観察光は、光軸Ｌａからシフト量Δ離れた位置において、結像レンズ１１ａに入射する。

ここで、結像レンズ１１ａは、光軸Ｌｂを対物レンズ３の光軸Ｌａに対してシフト量δ３(δ３＝Δ/２)だけシフトさせた位置に配置されている。このため、下段の光路分岐ミラー２１を通過した観察光は、結像レンズ１１ａの光軸ＬｂからΔ−δ３（即ち、Δ／２）だけシフトした位置を中心として結像レンズ１１ａに入射する。

その後、観察光は、結像レンズ１１ａにより一旦集光され、ミラー１１ｂによって進路を変えられる。そして、リレーレンズ１１ｃにより再度平行光にされた後、ミラー１１ｂを経由して鏡筒８内に入射する。鏡筒８内において、観察光は結像レンズ（図示せず）によって結像され、接眼部９を通して倒立顕微鏡１００から出射する。これにより、ユーザは標本１の観察像を観察することができる。

ここで、倒立顕微鏡１００においては、ビス１４を用いて各光路分岐・切換装置２０を固定しているので、光路分岐・切換装置２０を個別に、且つ容易に着脱することができる。そこで、光路分岐・切換装置２０の一部を抜去して、使用する落射照明光学系の数を変更した場合について説明する。なお、光学性能の観点からは、光路長は短い方が照明性能が有利になるため、上段の落射照明光学系を優先的に使用することが好ましい。例えば、落射照明光学系を１つだけ用いる場合には、光路分岐・切換装置２０を上段のみに装着する。また、落射照明光学系を２つ用いる場合には、光路分岐・切換装置２０を上段及び中段に装着する。図２は、後者の状態を示している。

図２に示すように、光路分岐・切換装置２０が上段及び中段のみに装着されている場合にも、上述したように、上段及び中段の落射照明光源３０からの照明光は光軸Ｌａ上に合成されて対物レンズ３に入射する。

一方、対物レンズ３を通過した観察光は、上段及び中段の光路分岐ミラー２１を通過することにより、光軸Ｌａに対してδ２だけシフトした状態で結像レンズ１１ａに入射する。即ち、観察光の光軸（以下、観察光軸という）は、結像レンズ１１ａの光軸Ｌｂに対して｜δ２−δ３｜だけシフトした状態になっている。この場合、観察光軸と光軸Ｌｂとの軸間距離は、下段にも光路分岐・切換装置２０が装着されている場合（図１参照）の軸間距離（Δ−δ３）と比べて小さい。

また、上段のみに光路分岐・切換装置２０を装着した場合の観察光軸と光軸Ｌｂとの軸間距離は｜δ１−δ３｜となる。さらに、全ての光路分岐・切換装置２０を取り外した場合には、観察光軸（即ち、光軸Ｌａ）と光軸Ｌｂとの軸間距離はδ３となる。

つまり、結像レンズ１１ａの光軸Ｌｂを対物レンズ３の光軸Ｌａから、全ての段に光路分岐・切換装置２０を装着した場合の観察光のトータルのシフト量Δの半分だけ予めシフトさせておくことにより、光路分岐・切換装置２０の装着数をいかに変更したとしても、観察光軸と光軸Ｌｂの軸間距離をδ３（＝Δ／２）以下に抑えることができる。

以上説明したように、実施の形態１によれば、レボルバ４と結像レンズ１１ａとの間に、落射照明光学系の一部をなす光路分岐・切換装置２０を装着するための互いに同一形状の装着部１３を独立に配置するので、顕微鏡本体１０の仕立てを変更することなく、光路分岐・切換装置２０を個別且つ容易に着脱することができる。従って、落射照明光学系の装着段の入れ替えや、装着数の変更を容易に行うことができ、倒立顕微鏡１００の拡張性を向上させることが可能となる。

特に、実施の形態１においては、各段の光路分岐・切換装置２０の凸部２２、２３をスライド溝１３ａ、１３ｂに挿入する方式で顕微鏡本体１０に装着するので、光路分岐・切換装置２０を容易に位置決めすることができる。また、光路分岐・切換装置２０の固定をビス１４を用いて行うので、光路分岐・切換装置２０の装着及び抜去を簡単に行うことが可能となる。

また、実施の形態１によれば、顕微鏡本体１０の一方の側面にスペース１５を設け、このスペース１５の内壁に装着部１３を設けるので、光路分岐・切換装置２０の着脱を顕微鏡本体１０の一方の側から行うことができる。従って、倒立顕微鏡１００の操作性を向上させることが可能となる。

また、実施の形態１によれば、光路分岐・切換装置２０の中心軸を対物レンズ３の光軸Ｌａと垂直な方向に所定量だけシフトさせるので、各段の落射照明光学系からの照明光の光路を対物レンズ３に入射する手前で対物レンズ３の光軸Ｌａ上にシフトさせることができる。従って、標本１に対する照明の偏りを防ぐことが可能となる。

また、実施の形態１によれば、各段に装着される光路分岐・切換装置２０の光軸Ｌａに対するシフト量に応じて、結像レンズ１１ａの光軸Ｌｂの位置もシフトさせるので、観察光軸と光軸Ｌｂとの軸間距離を小さく抑えることができる。従って、結像レンズ１１ａ及び後段の光学部材の有効径を大きくすることなくコンパクトに顕微鏡本体１０を構成することが可能となる。

なお、以上説明した実施の形態１においては、スライド溝１３ａ、１３ｂの側面形状をコの字としたが、スライド溝１３ａ、１３ｂの側面形状はこれに限定されない。例えば、スライド溝１３ａ、１３ｂをアリ形状としても構わない。また、光路分岐・切換装置２０を顕微鏡本体１０に固定する固定手段は、ビス１４以外の手段であっても良い。例えば、ネジ等を用いた引き込み固定としても構わない。さらに、対物レンズ３の光軸Ｌａに対する結像レンズ１１ａの光軸Ｌｂのシフト量（光軸Ｌａと光軸Ｌｂとの間の距離）δ３については、対物レンズ３からの観察光が上段、中段、及び下段の光路分岐ミラー２１を通過することによって生じるトータルのシフト量Δの半分に必ずしも限定されるものではない。例えば、シフト量δ３をΔ／２以下としても構わない。

また、実施の形態１においては、顕微鏡本体１０に対し、光路分岐・切換装置２０として例示した３つの光学装置が装着可能な構造を示したが、顕微鏡本体１０に装着可能な光学装置の数は、２つ以上であれば特に限定されない。

（変形例１）
次に、実施の形態１の変形例１について説明する。図６は、変形例１における光路分岐・切換装置の側面図である。また、図７は、図６に示す同光路分岐・切換装置の正面図であり、図６のＢ−Ｂ部分を断面で示している。

図６及び図７に示すように、光路分岐・切換装置２０Ａは、実施の形態１と同様に筐体２０ａを有しており、その両側面に凸部２２、２３’がそれぞれ設けられている。凸部２２の形状は実施の形態１と同様である。一方、凸部２３’は、外形は実施の形態１における凸部２３と同様であり、凸部２３’の内部に弾性部材が組み込まれている点が実施の形態１とは異なっている。

凸部２３’の端面２３５には開口が設けられており、この開口内に弾性部材としてボールプランジャー２３６が組み付けられている。ボールプランジャー２３６の端部は、端面２３５よりも外側に若干突出している。このような光路分岐・切換装置２０Ａを顕微鏡本体１０に設けられた装着部１３（図２参照）に挿入すると、弾性部材２３６の端部がスライド溝１３ｂの端面１３６と接触して押し込まれ、端面１３６に対する押圧力が発生する。この押圧力の反力により、凸部２２側の端面２２４が、スライド溝１３ａの端面１３３に当て付けられる。これにより、光路分岐・切換装置２０Ａの位置決めを確実且つ容易に行うことが可能となる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図８は、本発明の実施の形態２に係る倒立顕微鏡を模式的に示す側面図である。図８に示すように、実施の形態２に係る倒立顕微鏡２００は、顕微鏡本体１０ａを備える。顕微鏡本体１０ａの形状及び構造は全体として実施の形態１における顕微鏡本体１０と同様であり、光学装置を顕微鏡本体に装着する装着部１３’の構造が実施の形態１とは異なっている。

また、図８においては、上段に光路分岐・切換装置２０Ｂが装着され、中段に光路分岐・切換装置２０Ｃが装着され、下段には光学装置が装着されていない場合を示している。光路分岐・切換装置２０Ｂ、２０Ｃの構造は、実施の形態１において説明した光路分岐・切換装置２０と同様であり、光路分岐・切換装置２０Ｂ、２０Ｃに内蔵される光路分岐ミラー２１ａ、２１ｂの厚みが互いに異なっている。

顕微鏡本体１０ａの中央付近、即ち、レボルバ４と結像レンズ１１ａとの間には、顕微鏡本体１０ａを１つの面の側からくり抜いたスペース１６が設けられている。このスペース１６が、複数の光学装置（光路分岐・切換装置２０Ｂ、２０Ｃ等）を装着するための領域である。また、スペース１６の上部には、照明光及び観察光が通過可能な貫通孔１６ａが設けられている。

スペース１６の内壁には、複数の光学装置を顕微鏡本体１０ａにそれぞれ装着するための装着部１３’が複数段（図８においては３段）設けられている。各段の装着部１３’は、互いに同一のコの字形状をなすスライド溝１３ｃ（図の右側）及びスライド溝１３ｄ（図の左側）を含む。これらの装着部１３’の対物レンズ３の光軸Ｌａと直交する方向における配置は、互いに同一となっている。従って、各段のスライド溝１３ｃ、１３ｄの端面１３３、１３６同士の間隔Ｄも、各段で互いに等しくなっている。また、この間隔Ｄは、光路分岐・切換装置２０Ｂ、２０Ｃに設けられた凸部２２、２３の両端の間隔ｄよりも大きい。

上段のスライド溝１３ｃにはスペーサ４０ａが装着されており、中段のスライド溝１３ｃには、スペーサ４０ａとは幅（間隔Ｄと同じ方向における長さ）が異なるスペーサ４０ｂが装着されている。以下、上段のスペーサ４０ａの幅をＬ１とし、中段のスペーサ４０ｂの幅をＬ２とする。

図９は、図８のＣ−Ｃ断面図であり、スペーサ４０ａの構造を説明するためのものである。図９に示すように、スペーサ４０ａは、スライド溝１３ｃに嵌め込まれる挿入部４０１と、顕微鏡本体１０ａに固定される固定部４０２とを有する。固定部４０２には貫通孔４０３が形成されている。また、固定部４０２が当接するスライド溝１３ｃの入口近傍の端面にはネジ穴１３７が設けられている。このネジ穴１３７に対し、貫通孔４０３を介して止めねじ４１を螺合させることにより、固定部４０２が顕微鏡本体１０ａに固定される。挿入部４０１のスライド挿入方向における長さ（スライド溝１３ｃに嵌めこまれる深さ）は、光路分岐・切換装置２０Ｂの凸部２２をスライド溝１３ｃに挿入した際に、凸部２２の端面２２４の少なくとも一部が挿入部４０１に当接する長さとする。即ち、この端面２２４が当接する挿入部４０１の側面が、光路分岐・切換装置２０Ｂの当て付け基準面となる。
なお、スペーサ４０ｂの構造もスペーサ４０ａと同様なので、説明を省略する。

上段の装着部１３’に光路分岐・切換装置２０Ｂを装着する際には、まず、スライド溝１３ｃ側にスペーサ４０ａを取り付ける。そして、スライド溝１３ｃ、１３ｄに凸部２２、２３’を挿入して、凸部２２の端面２２４をスペーサ４０ａに当て付ける。そして、この状態で、ビス１４を貫通ネジ穴１４ａにねじ込み、凸部２２、２３’の傾斜面２２３、２３３（図３、図５参照）に当て付けて、光路分岐・切換装置２０Ｂを固定する。なお、中段の装着部１３’への光路分岐・切換装置２０Ｃの装着方法も同様である。

ここで、上段のスライド溝１３ｃに装着されるスペーサ４０ａの幅Ｌ１は、落射照明光源３０から出射した照明光の光路分岐ミラー２１ａにおける反射位置が、対物レンズ３の光軸Ｌａと一致するように決定される。また、中段のスライド溝１３ｃに装着されるスペーサ４０ｂの幅Ｌ２は、照明光及び観察光が上段の光路分岐ミラー２１ａを通過する際に、屈折により光路が光軸Ｌａからシフトするシフト量δ４に基づいて決定される。なお、下段にも光路分岐・切換装置を設ける場合、下段のスライド溝１３ｃに装着されるスペーサの幅は、光が上段及び中段の光路分岐ミラー２１ａ、２１ｂを通過する際に、屈折により光路が光軸Ｌａからシフトするトータルのシフト量δ５に基づいて決定される。

以上説明したように、実施の形態２においては、スライド溝１３ｃに互いに幅が異なるスペーサ４０ａ、４０ｂを装着することにより、光路分岐・切換装置２０Ｂ、２０Ｃを位置決めするための当て付け基準面をシフトさせる。この場合、装着部１３’の形状及び位置を、上段、中段、及び下段で揃えることができるので、顕微鏡本体１０ａの設計が簡単になる。また、スペーサ４０ａ、４０ｂを適宜選択することにより、光軸Ｌａと直交する方向における光路分岐・切換装置２０Ｂ、２０Ｃの位置を容易に決定することができるので、顕微鏡本体１０ａの構成が簡素となり、安価に製造することが可能となる。

また、スペーサ４０ａ、４０ｂは、止めネジ４１を緩めてスライド溝１３ｃへの固定を解除することにより、容易に交換することができる。このため、光路分岐・切換装置２０Ｂ、２０Ｃの位置を光学的に適切な量だけ、個別に調節することが可能となる。従って、光路分岐・切換装置２０Ｂ、２０Ｃの装着位置の変更や、光路のシフト量が異なる他の種類の光学装置への交換も容易に行うことができる。即ち、必要な光学性能を確保しつつ、倒立顕微鏡２００の拡張性をより向上させることが可能となる。

（変形例２）
次に、実施の形態２の変形例２について説明する。図１０は、変形例２における光路分岐・切換装置の正面図である。また、図１１は、図１０に示す光路分岐・切換装置の側面図である。図８に示す倒立顕微鏡２００に光路分岐・切換装置を装着する際、実施の形態２においてはスライド溝１３ｃにスペーサを設けたが、光路分岐・切換装置側にスペーサを設けても良い。

図１０及び図１１に示すように、光路分岐・切換装置２０Ｄは、実施の形態１と同様に筐体２０ａを有しており、その両側面に凸部２２’、２３がそれぞれ設けられている。凸部２３の形状は実施の形態１と同様である。一方、凸部２２’は、外形は実施の形態１における凸部２２と同様であり、端面２２５にスペーサ４２を装着するネジ穴２２６が設けられている点が実施の形態１とは異なっている。

スペーサ４２にはざぐり穴４２１が設けられている。スペーサ４２は、ざぐり穴４２１を介して止めネジ４２２をネジ穴２２６に螺合することにより、凸部２２’に着脱可能に固定される。

この変形例４によれば、凸部２２’に着脱可能なスペーサ４２を装着することにより、スペーサ４２の端面、即ち、スライド溝１３ｃの端面１３３に当てつけられる当て付け面から光路分岐ミラー２１の中心軸までの距離ｄ２を変化させることができる。従って、光軸Ｌａと直交する方向における光路分岐・切換装置２０Ｄの位置を容易に決定することが可能となる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る倒立顕微鏡を模式的に示す側面図である。実施の形態３に係る倒立顕微鏡３００は、顕微鏡本体に装着された光学装置の装着位置を自動検出することを特徴とする。

図１２に示すように、倒立顕微鏡３００は、顕微鏡本体１０ｂを備える。顕微鏡本体１０ｂの形状及び構造は全体として実施の形態１における顕微鏡本体１０と同様であり、複数の光学装置（光路分岐・切換装置２０Ｅ等）を装着するために設けられたスペース１７に装着可能な光学装置の数が実施の形態１とは異なっている。なお、スペース１７の上部には、照明光及び観察光が通過可能な貫通孔１７ａが設けられている。

スペース１７の内壁には、光学装置を顕微鏡本体１０ｂに装着するための装着部１３が複数段（図１２においては２段）設けられている。各段の装着部１３の構造及び配置（光軸Ｌａと直交する方向におけるシフト量）については、実施の形態１と同様である。
また、顕微鏡本体１０ｂには、ケーブル２５３を介して制御装置５０が接続されている。

各光路分岐・切換装置２０Ｅは、互いに種類の異なる光路分岐ミラー２１ｃ、２１ｄと、該光路分岐ミラー２１ｃ、２１ｄを回転可能に支持する支持部（図示せず）と、該支持部を回転させるモータＭとを内蔵している。モータＭは、ケーブル２５３を介して制御装置５０に接続されており、制御装置５０の制御の下で動作する。

光路分岐ミラー２１ｃ、２１ｄは、例えば、互いに波長が異なる光を反射し、及び透過するダイクロイックミラーである。従って、光路分岐ミラー２１ｃ、２１ｄ間では、光が通過する際に屈折により光路が対物レンズ３の光軸Ｌａと直交する方向にシフトするシフト量も互いに異なっている。光路分岐ミラー２１ｃ、２１ｄは、モータＭを駆動することにより、支持部を介してβ軸回りに回転する。それにより、対物レンズ３の光軸Ｌａ上に配置されるミラーが切り替えられる。

図１３は図１２のＤ１−Ｄ１断面図であり、上段の光路分岐・切換装置２０Ｅの側面近傍の様子を示している。また、図１４は図１２のＤ２−Ｄ２断面図であり、下段の光路分岐・切換装置２０Ｅの側面近傍の様子を示している。

図１３及び図１４に示すように、光路分岐・切換装置２０Ｅの筐体２０ｂには開口２０１が形成されている。また、該筐体２０ｂ内の開口２０１と面する位置には、検知部材２５が設けられている。検知部材２５は、所謂スイッチ部材であり、図の上側において固定部２５１を介して筐体２０ｂに固定されている。また、検知部材２５の開口２０１と対向する側には検知部２５２が設けられており、その反対側にはケーブル２５３が接続されている。検知部材２５の内部には電気回路（図示せず）が設けられており、検知部２５２が押圧されることにより、この電気回路が開閉されるようになっている。また、検知部材２５はケーブル２５３を介して制御装置５０と接続されている。

図１４に示すように、下段の光路分岐・切換装置２０Ｅのスライド挿入方向端部の壁面（顕微鏡本体１０ｂ）には、検知部２５２に対する被検知部材としての突起部１０１が設けられている。この突起部１０１は、開口２０１よりも小さく、光路分岐・切換装置２０Ｅを装着部１３（図１参照）に装着すると、検知部２５２の端面を押圧できる長さとなっている。なお、図１４は、突起部１０１が検知部２５２を押圧している状態を示している。

このような倒立顕微鏡３００において、光路分岐・切換装置２０Ｅを下段の装着部１３に装着すると、突起部１０１が開口２０１を挿通して検知部２５２を押圧する。それにより、検知部材２５の内部の電気回路の開閉状態が切り替えられ、電気信号がケーブル２５３を介して制御装置５０に送信される。制御装置５０は、この電気信号を受信して、光路分岐・切換装置２０Ｅが顕微鏡本体１０ｂのいずれの段に装着されているかを識別する。

制御装置５０は、光路分岐・切換装置２０Ｅの装着段に応じて、モータＭを制御する制御信号をケーブル２５３を介して送信し、所望の光路分岐・切換装置２０Ｅが内蔵する光路分岐ミラー２１ｃ、２１ｄを切り換えさせる。

以上説明したように、実施の形態３によれば、電動仕様の光路分岐・切換装置２０Ｅを用いる場合に、光路分岐・切換装置２０Ｅが装着されている段を個別に自動検出し、各光路分岐・切換装置２０Ｅを識別して個別に制御を行うことが可能となる。

なお、実施の形態３においては、検知部材２５及び突起部１０１を１つずつ設けたが、検知部材２５及び突起部１０１を各段に並列して設けても良い。この場合、顕微鏡本体に３段以上の光学装置を装着する場合にも、同様の制御を行うことが可能となる。

また、実施の形態３においては、検知部材２５として接触式のスイッチを使用しているが、スイッチの方式はこれに限定されるものではなく、例えば非接触式の光学的なセンサや磁気センサを利用しても良い。

以上説明した実施の形態及び変形例は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、各実施の形態及び変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能である。

１ 標本
２ ステージ
３ 対物レンズ
４ レボルバ
５ 焦準装置
６ 透過照明支柱
７ａ 透過照明光源
７ｂ 透過投光装置
７ｃ コンデンサレンズ
７ｄ ミラー
８ 鏡筒
９ 接眼部
１０、１０ａ、１０ｂ 顕微鏡本体
１１ａ 結像レンズ
１１ｂ ミラー
１１ｃ リレーレンズ
１２ 取り付け部
１２ａ 貫通孔
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ スライド溝
１３ 装着部
１４ ビス
１４ａ 貫通ネジ穴
１５、１６、１７ スペース
１５ａ 貫通孔
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ 光路分岐・切換装置
２０ａ、２０ｂ 筐体
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 光路分岐ミラー
２２、２２’、２３、２３’ 凸部
２４ 開口
２５ 検知部材
３０ 落射照明光源
３１ａ 落射投光装置
４０ａ、４０ｂ、４２ スペーサ
４１、４２２ 止めネジ
５０ 制御装置
１００、２００、３００ 倒立顕微鏡
１０１ 突起部
１３１、１３４ 底面
１３２、１３５ 傾斜面
１３３、１３６ 端面
１３７ ネジ穴
２０１、２０２ 開口
２２１、２３１ 下面
２２２、２３２ 弧面
２２３、２３３ 傾斜面
２２４、２２５、２３４、２３５ 端面
２２６ ネジ穴
２３６ ボールプランジャー
２３６ 弾性部材
２５１ 固定部
２５２ 検知部
２５３ ケーブル
４０１ 挿入部
４０２ 固定部
４０３ 貫通孔
４２１ ざぐり穴

Claims (7)

1. 標本を経由し対物レンズを通過した光を結像する結像レンズと、
   光路分岐ミラーを備える複数の光学装置と、
   前記対物レンズと前記結像レンズとの間に、前記複数の光学装置を前記対物レンズの光軸方向に並べて配置可能であり、前記複数の光学装置を独立に固定可能な複数の装着部を有する顕微鏡本体と、
   を備え、
   前記結像レンズは、前記結像レンズの光軸が前記対物レンズの光軸に対してシフトさせた位置に配置されており、
   前記複数の装着部の各々は、前記複数の光学装置のいずれかが当て付けられる当て付け基準面を有し、
   前記複数の装着部がそれぞれ有する複数の前記当て付け基準面は、前記対物レンズの光軸と直交する方向において互いにシフトし、かつ前記当て付け基準面がシフトしている方向と、前記光路分岐ミラーを通過することによって光路がシフトする方向と、前記結像レンズの光軸が前記対物レンズの光軸に対してシフトする方向とが、同じ方向であることを特徴とする倒立顕微鏡。
2. 前記複数の装着部の各々は、前記光学装置が嵌合可能な溝部であって、一端面が前記当て付け基準面をなす溝部を含むことを特徴とする請求項１に記載の倒立顕微鏡。
3. 前記複数の装着部の各々は、
   前記光学装置が嵌合可能な溝部と、
   前記溝部に着脱可能で、前記溝部に挿入される端面が前記当て付け基準面をなすスペーサと、
   を含み、
   前記複数の装着部がそれぞれ有する複数の前記スペーサの前記対物レンズの光軸と直交する方向における長さが互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の倒立顕微鏡。
4. 前記溝部は、前記顕微鏡本体内に設けられた前記複数の光学装置の配置スペース内の１つの面に設けられ、
   前記複数の装着部の各々は、
   前記１つの面と対向する面に前記溝部と平行に設けられた第２の溝部をさらに含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の倒立顕微鏡。
5. 前記配置スペースは、前記顕微鏡本体の１つの側面に設けられ、
   前記複数の光学装置は、前記１つの側面から着脱可能であることを特徴とする請求項４に記載の倒立顕微鏡。
6. 前記顕微鏡本体における前記複数の光学装置の装着位置を検知する検知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の倒立顕微鏡。
7. 前記検知手段は、
   前記顕微鏡本体に、前記装着位置に対応して設けられた被検知部材と、
   前記複数の光学装置の各々に設けられ、前記被検知部材を検知可能な検知部と、
   を有すことを特徴とする請求項６に記載の倒立顕微鏡。

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