顕微鏡システム、カメラヘッドおよび顕微鏡フレーム
【課題】観察の状況に応じた最適な観察態様への切り換えを容易に行うことができる顕微鏡システム、該顕微鏡システムに適用されるカメラヘッド、および該カメラヘッドを保持する顕微鏡フレームを提供する。
【解決手段】ステージを載置する顕微鏡フレームと、対物レンズを取付可能であるとともに、顕微鏡フレームに対して、該顕微鏡フレームが載置する前記ステージの表面と平行な方向であって取り付けた対物レンズの光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合されて顕微鏡フレームに取り付けられ、標本の像を撮像するカメラヘッドと、を備える。
【解決手段】ステージを載置する顕微鏡フレームと、対物レンズを取付可能であるとともに、顕微鏡フレームに対して、該顕微鏡フレームが載置する前記ステージの表面と平行な方向であって取り付けた対物レンズの光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合されて顕微鏡フレームに取り付けられ、標本の像を撮像するカメラヘッドと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標本からの光をもとに観察用の標本の像を撮像して画像データを生成する顕微鏡システム、該顕微鏡システムに適用されるカメラヘッド、および該カメラヘッドを保持する顕微鏡フレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
標本を観察する際に使用する顕微鏡の種類として、対物レンズと標本との位置関係が互いに異なる正立顕微鏡と倒立顕微鏡が知られている。正立顕微鏡と倒立顕微鏡は、互いの構造が異なるため、両者の機能を併せ持つような顕微鏡はあまり知られていなかった。
【０００３】
このような状況のもと、下記特許文献１では、顕微鏡に含まれる主要なユニットが、多角形の境界面を有するケーシング部により複数の構造体に分けられ、それらが積み木のように積み重なって鏡体を構成する技術が開示されている。この技術によれば、ユーザがユニットの積み上げ方を変えることにより、正立顕微鏡や倒立顕微鏡を自由に構成することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公昭５１−３４３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、ユニットを積み上げる際の順番や向きを考慮しなければならないという問題があった。また、撮像および計測の精度を確保するためには、対物レンズ等の光軸に対して各ユニットがずれを生じないように、ユニット間の当て付けの仕方を考慮して位置調整を行う必要があるため、ユニットの組立をスムーズに行うことが難しかった。
【０００６】
このように、従来技術では、観察の状況に応じた最適な観察態様への切り換えを行うことが難しかった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、観察の状況に応じた最適な観察態様への切り換えを容易に行うことができる顕微鏡システム、該顕微鏡システムに適用されるカメラヘッド、および該カメラヘッドを保持する顕微鏡フレームを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る顕微鏡システムは、ステージ上に載置された標本からの光を対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、前記ステージを載置する顕微鏡フレームと、前記対物レンズを取付可能であるとともに、前記顕微鏡フレームに対して、該顕微鏡フレームが載置する前記ステージの表面と平行な方向であって取り付けた前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合されて前記顕微鏡フレームに取り付けられ、前記標本の像を撮像するカメラヘッドと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る顕微鏡システムは、ステージ上に載置された標本からの光を対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、前記ステージを載置する顕微鏡フレームと、前記対物レンズを取付可能であるとともに、前記顕微鏡フレームに対してスライド可能に嵌合されて前記顕微鏡フレームに取り付けられ、前記標本の像を撮像するカメラヘッドと、を備え、前記カメラヘッドは、前記対物レンズからの光を結像する結像光学系と、前記結像光学系を通過した光を反射して光路を折り返す反射ミラーと、前記反射ミラーによって折り返された前記光路上に位置し、前記反射ミラーによって反射された光を光電変換することによって前記画像データを生成する撮像部と、を有し、前記結像光学系と前記反射ミラーとの距離は、前記撮像部と前記反射ミラーとの距離より小さいことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、互いに異なる複数の顕微鏡フレームを備え、該複数の顕微鏡フレームは、前記ステージよりも上方で前記カメラヘッドを保持可能な正立フレームと、前記ステージよりも下方で前記カメラヘッドを保持可能な倒立フレームと、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るカメラヘッドは、ステージ上に載置された標本からの光を対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、前記対物レンズを取付可能であり、前記ステージを載置する顕微鏡フレームに取り付けられて前記標本の像を撮像するカメラヘッドであって、前記対物レンズを通過した光を結像する結像光学系と、前記結像光学系が結像した光を光電変換することによって前記画像データを生成する撮像部と、前記顕微鏡フレームに着脱自在に取り付けられ、前記顕微鏡フレームに取り付けられた状態で前記ステージの表面と平行な方向であって前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライドするフレーム取付部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るカメラヘッドは、上記発明において、前記対物レンズからの光を反射して光路を折り返す反射ミラーを備え、前記撮像部は、前記反射ミラーによって折り返された光路上に位置することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るカメラヘッドは、上記発明において、前記反射ミラーと前記撮像部との間の前記光路上に、焦点距離を変更可能なズーム光学系を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るカメラヘッドは、上記発明において、前記標本へ照射する光を発生する光源と、前記光源と前記対物レンズとの間に設けられ、前記光源が発した光を、前記対物レンズを介して前記標本へ照射する照明光学系と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係るカメラヘッドは、ステージ上に載置された標本からの光を前記対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、対物レンズを保持可能であり、前記ステージを載置する顕微鏡フレームに取り付けられて前記標本の像を撮像するカメラヘッドであって、前記対物レンズからの光を結像する結像光学系と、前記結像光学系を通過した光を反射して光路を折り返す反射ミラーと、前記反射ミラーによって折り返された前記光路上に位置し、前記反射ミラーによって反射された光を集光して電気信号に変換することによって前記画像データを生成する撮像部と、前記顕微鏡フレームに着脱自在に取り付けられるフレーム取付部と、を備え、前記結像光学系と前記反射ミラーとの距離は、前記撮像部と前記反射ミラーとの距離より小さいことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るカメラヘッドは、上記発明において、前記フレーム取付部は、前記顕微鏡フレームに取り付けられた状態で前記ステージの表面と平行な方向であって前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライドすることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係るカメラヘッドは、上記発明において、当該カメラヘッドの側面に設けられ、該側面と直交する軸を中心として回転可能であり、人間が視覚的または触覚的に認識可能なシンボル情報が表面に記載されたシンボル情報記載部材を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る顕微鏡フレームは、ステージ上に載置された標本からの光を前記対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、前記対物レンズが取り付けられ、前記標本の像を撮像するカメラヘッドを取り付け可能な顕微鏡フレームであって、前記ステージの表面と直交する方向に移動可能なアームと、前記アームに設けられて前記カメラヘッドを保持するカメラヘッド保持部と、を備え、前記カメラヘッド保持部は、前記カメラヘッドを、前記ステージの表面と平行な方向であって前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る顕微鏡フレームは、上記発明において、前記カメラヘッド保持部は、前記ステージよりも上方に位置し、前記カメラヘッドを載置した状態で嵌合することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る顕微鏡フレームは、上記発明において、前記カメラヘッドを収容可能な略直方体形状をなし、一方の側面から該側面と向かい合う他方の側面へ貫通するスリーブ状のベースを有し、前記カメラヘッド保持部は、前記ステージよりも下方に位置し、前記ベースを貫通する内部領域で前記カメラヘッドを吊り下げて保持することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る顕微鏡フレームは、上記発明において、前記ベースは、少なくとも前記ステージの両端部を載置する２つのステージ載置部と、前記２つのステージ載置部の間に設けられ、該ステージ載置部の上面から窪んだ形状をなすとともに前記カメラヘッド保持部が前記カメラヘッドを保持した状態で該カメラヘッドの一部が上方へ突出可能な開口が形成された凹部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、観察の状況に応じた最適な観察態様への切り換えを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの外観構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの機能構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係るカメラへッドの外観構成を示す側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る正立フレームの構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係るカメラヘッドを取り付けた状態における正立フレームの要部の構成を示す側面図である。
【図６】図６は、図５のＡ−Ａ線部分断面図である。
【図７】図７は、図５において、当て付け部材を通過し、かつアームが延びる方向と平行な断面の構成を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムの外観構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムの機能構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る倒立フレームの構成を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図８の矢視Ｂ方向から見た正面図である。
【図１２】図１２は、フレーム取付部と倒立フレームのアームの固定構造を示す部分断面図である。
【図１３】図１３は、図１１のＣ−Ｃ部分断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態４に係る顕微鏡システムの機能構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。なお、以下の説明で参照する図面は模式的なものであって、同じ物体を異なる図面で示す場合には、寸法や縮尺等が異なる場合もある。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの外観構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態１に係る顕微鏡システムの機能構成を示す図である。これらの図に示す顕微鏡システム１は、結像光学系と撮像光学系とが一体で形成されたカメラヘッド２と、カメラヘッド２に取り付けられて、対物レンズ３をスライド可能に保持するノーズピース４と、側面視で略Ｃ字状をなし、カメラヘッド２を上下動可能に保持する正立フレーム５（顕微鏡フレーム）と、正立フレーム５に取り付けられて標本を載置するステージ６と、顕微鏡システム１を統括的に制御する制御装置７と、を備える。カメラヘッド２、正立フレーム５および制御装置７は、相互に情報の送受信を行うために有線または無線によって通信接続されている。
【００２６】
図３は、カメラへッド２の外観構成を示す側面図である。カメラヘッド２は、内部に各種機能部品を収容する筐体２１と、筐体２１の長手方向の一端部に取り付けられる撮像部２２と、正立フレーム５に取り付けられて固定されるフレーム取付部２３と、筐体２１の長手方向の他端部の側面に設けられ、人間が視覚的または触覚的に認識可能なシンボル情報が記録された円形表面を有し、この円形表面が該表面の中心を通過して該表面と直交する軸の回りに回転可能なエンブレムアダプタ２４（シンボル情報記載部材）と、を有する。ここでいうシンボル情報とは、例えば文字、図形、記号、絵、模様などのうちいずれか一つが含まれているような情報のことである。より具体的には、エンブレムアダプタ２４には、顕微鏡システム１の商品名、機種名、製造メーカ名の少なくともいずれか一つがシンボル情報として記載されている。
【００２７】
筐体２１の内部構成を説明する。筐体２１の内部には、ノーズピース４に取り付けられた対物レンズ３の光軸上に設けられ、対物レンズ３を通過してくる光を結像する結像光学系２１１と、結像光学系２１１から出射された光を反射してその光の光路を折り返す反射ミラー２１２と、反射ミラー２１２と撮像部２２との間に設けられ、反射ミラー２１２が反射した光の焦点距離を変更可能なズーム光学系２１３と、ズーム光学系２１３のレンズを駆動するレンズ駆動部２１４と、レンズ駆動部２１４の駆動を制御するレンズ制御部２１５と、が設けられている。なお、図２では、結像光学系２１１およびズーム光学系２１３を１つのレンズによって模式的に示しているが、これらの光学系を複数のレンズによって構成することも可能である。
【００２８】
筐体２１の内部には、ステージ６上に載置される標本に対して照射する照明光を発生する光源２１６と、光源２１６が発生した照明光を集光する集光レンズ２１７と、照明光の光路を対物レンズ３の光軸に沿うように偏向させるとともに対物レンズ３からの光を透過するハーフミラー２１８とが設けられている。集光レンズ２１７およびハーフミラー２１８は、光源２１６が発した光を、対物レンズ３を介して標本へ照射する照明光学系をなしている。光源２１６は、ハロゲンランプ、キセノンランプまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等によって構成される。
【００２９】
光源２１６、集光レンズ２１７およびハーフミラー２１８は、筐体２１内部に設けられた照明光学系取付用のアダプタに取り付けられる。この取り付けの際には、図３の右側の側面であって撮像部２２が取り付けられる側面の下方部分に設けられた蓋部（図示せず）を空けることによってアダプタを露出させればよい。なお、光源２１６は適宜交換可能である。したがって、ユーザは所望の明るさの光源２１６を適用することによって照明光を調整することができる。
【００３０】
筐体２１において、結像光学系２１１と反射ミラー２１２の中心部との距離ａは、反射ミラー２１２の中心部と撮像部２２との距離ｂよりも小さい（ａ＜ｂ）。これにより、カメラヘッド２を横長形状として正立フレーム５に取り付けた場合の高さを低く抑えることができる。したがって、顕微鏡システム１の重心を低くすることができ、転倒を防止する効果を得ることができる。
【００３１】
撮像部２２は、筐体を通過した光を集光する撮像レンズ２２１と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等からなり、光を電気信号に光電変換して出力する撮像素子２２２と、撮像素子２２２が出力した電気信号に対してＡ／Ｄ変換等の所定の信号処理を施す信号処理部２２３と、撮像部２２の動作を制御する撮像制御部２２４とを有する。撮像部２２は、撮像制御部２２４の制御のもと、撮像レンズ２２１を介して入射した標本の像を撮像して画像データを生成し、この画像データを制御装置７へ出力する。なお、撮像レンズ２２１を複数のレンズによって構成することも可能である。
【００３２】
撮像制御部２２４は、ＣＰＵ等を用いて構成され、撮像部２２の動作を制御する。具体的には、撮像制御部２２４は、撮像部２２の自動ゲイン制御のＯＮ／ＯＦＦ切換処理、ゲインの設定処理およびフレームレートの設定処理、ＡＥ処理、ＡＦ処理等を行って撮像部２２の撮影動作を制御する。
【００３３】
フレーム取付部２３は、カメラヘッド２の側面であってノーズピース４が設けられる側面に形成される。フレーム取付部２３は、後述する正立フレーム５のアーム５３に対し、アーム５３が延びる方向に沿ってスライド可能に嵌合される。具体的には、フレーム取付部２３は、スライド方向と直交する断面が略台形をなし、メス型のアリ溝に嵌合可能なオスアリ形状をなしている。
【００３４】
ノーズピース４は、カメラヘッド２に対して対物レンズ３の光軸と直交する方向にスライド自在に対物レンズ３を保持している。図２に示す場合、対物レンズ３のスライド機構は手動式を想定しているが、電動式とすることも可能である。また、レンズ保持部として、ノーズピースの代わりにレボルバを適用してもよい。
【００３５】
次に、正立フレーム５の構成を説明する。図４は、正立フレーム５の構成を示す斜視図である。図５は、カメラヘッド２を取り付けた状態における正立フレーム５の要部の構成を示す側面図である。正立フレーム５は、ステージ６を載置するベース５１と、ベース５１の長手方向の一端部に設けられ、ベース５１の底面と直交する方向に立設される鏡柱５２と、鏡柱５２の表面であってベース５１と対向する側の表面からベース５１の底面と略平行に延出し、カメラヘッド２を保持するとともに鏡柱５２の高さ方向に沿って上下動可能なアーム５３と、鏡柱５２の表面に設けられ、アーム５３の上下動をガイドするガイド５４と、鏡柱５２の側面に取り付けられる２つのカバー部材５５と、アーム５３を上下動させるアーム駆動部５６と、ベース５１に載置されたステージ６を駆動するステージ駆動部５７と、アーム駆動部５６およびステージ駆動部５７の動作を制御するフレーム制御部５８と、を有する。なお、図５は、カバー部材５５を取り外した状態の側面図である。
【００３６】
アーム５３は、フレーム取付部２３をスライド可能に保持するカメラヘッド保持部５３１を有する。具体的には、カメラヘッド保持部５３１は、メス型のアリ溝状をなしており、オスアリ形状をなすフレーム取付部２３と嵌合する。ここで、カメラヘッド保持部５３１は、正立フレーム５に対して、該正立フレーム５が載置するステージ６の表面と平行な方向であり、かつカメラヘッド２に取り付けられた対物レンズ３の光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合される。
【００３７】
図４に示すように、カメラヘッド保持部５３１は、ベース５１側から目視することができる。以上の構成を有するアーム５３は、観察または撮像のためにカメラヘッド２を取り付けた状態で上下動させても十分な耐振動性および剛性を保つように構成されている。
【００３８】
アーム駆動部５６は、モータと、モータによって駆動するラックアンドピニオンまたはボールネジを用いて実現される。アーム駆動部５６は、ラックアンドピニオンまたはボールネジにおける直線の動きによってアーム５３をガイド５４に沿って上下動させる。なお、アーム駆動部５６を手動式としてもよい。
【００３９】
図６は、図５のＡ−Ａ線部分断面図である。図６に示すように、アーム５３には、その外側面からカメラヘッド保持部５３１の側面まで貫通する貫通孔５３２が形成されている。貫通孔５３２は、アーム５３の外側面に面した開口を有する大径部５３２ａと、大径部５３２ａに連通し、大径部５３２ａよりも径が小さい小径部５３２ｂと、カメラヘッド保持部５３１のアリ溝の側面を貫通して形成した開口部５３２ｃとを有する。
【００４０】
大径部５３２ａには、略円柱形状をなすコマ２０１が嵌め込まれている。コマ２０１は、アーム５３に嵌め込んだ状態で小径部５３２ｂと連通するように形成された貫通孔２０２と、アーム５３に嵌め込んだ状態でカメラヘッド保持部５３１のアリ溝と滑らかに連なるように形成された切り欠き２０３とを有する。貫通孔２０２は、ビス３０１を螺合可能な小径部２０２ａと、ビス３０１の頭部を収容可能であり、小径部２０２ａより径が大きい大径部２０２ｂとを有する。コマ２０１をアーム５３に嵌め込んだ状態で互いに連通するアーム５３の小径部５３２ｂとコマ２０１の貫通孔２０２の小径部２０２ａは等しい径を有し、カメラヘッド２をアーム５３に固定するためのビス３０１を螺合可能である。
【００４１】
カメラヘッド保持部５３１の底面であって、アーム５３の根元付近の底面には、カメラヘッド２をスライドさせて嵌合させた場合の位置決めを行う当て付け部材５９が設けられている。図７は、図５において、当て付け部材５９を通過し、かつアーム５３が延びる方向と平行な断面の構成を示す図である。図７に示す場合、当て付け部材５９は、アーム５３に設けられた穴部５３３に螺合されるビスである。なお、当て付け部材５９は、カメラヘッド２に当接してカメラヘッド２の位置決めを行うことができればいかなるものでもよく、ビスである必要はない。
【００４２】
ステージ６は、ステージ駆動部５７の駆動によって正立フレーム５のベース５１の上面と平行な２次元平面内で移動自在に構成されている。
【００４３】
次に、制御装置７の構成を説明する。制御装置７は、撮像部２２の信号処理部２２３から送られてくる画像データに基づいて画像処理を行う画像処理部７１と、制御装置７の動作指示信号を含む各種情報の入力を受け付ける入力部７２と、撮像部２２が撮像した画像を含む各種情報を表示可能な表示部７３と、撮像部２２が撮像した画像情報、顕微鏡システム１に実行させる動作プログラム等の各種情報を記憶する記憶部７４と、ＣＰＵ等を用いて実現され、制御装置７自身を含む顕微鏡システム１全体の動作を統括的に制御する制御部７５と、を有する。
【００４４】
画像処理部７１は、撮像部２２から送信されてくる画像データに対して、所定の画像処理を施して表示部７３で表示する表示画像を生成する。具体的には、画像処理部７１は、画像データに対して、オプティカルブラック減算処理、ホワイトバランス調整処理、同時化処理、カラーマトリクス演算処理、γ補正処理、色再現処理およびエッジ強調処理等を含む画像処理を行う。画像処理部７１は、画像データを所定の方式で圧縮し、圧縮した画像データを記憶部７４へ出力する。ここでの圧縮形式は、たとえば静止画の場合にはＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式等である。また、動画の場合の圧縮形式は、ＭＰ４（Ｈ．２６４）方式等である。
【００４５】
入力部７２は、キーボード、マウス、ジョイスティックおよび各種スイッチ等を用いて構成され、各種スイッチの操作入力に応じた操作信号を制御部７５に出力する。
【００４６】
表示部７３は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等からなる表示パネルを用いて構成される。なお、表示部７３の表示画面上に、外部からの物体の接触に応じた信号の入力を受け付けるタッチパネルを設けることにより、このタッチパネルを入力部７２の一部として機能させてもよい。このようなタッチパネルとして、抵抗膜方式、静電容量方式および光学方式等のいずれの方式を適用することも可能である。
【００４７】
記憶部７４は、制御装置７の内部に固定的に設けられるフラッシュメモリおよびＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて実現される。記憶部７４は、撮像部２２が生成して画像処理部７１が処理を施した画像データ、顕微鏡システム１に実行させる各種プログラム、プログラムの実行中に使用される各種データを記憶する。
【００４８】
以上の構成を有する顕微鏡システム１において、カメラヘッド２をアーム５３に取り付ける際には、フレーム取付部２３の端部のうち撮像部２２に近い端部である後端部をカメラヘッド保持部５３１の先端部に嵌め入れてからカメラヘッド２をアーム５３の基端部へ向けてスライドさせていく。これにより、フレーム取付部２３の後端部は、カメラヘッド保持部５３１の端部のうち鏡柱５２に近い端部である基端部側へ挿入していく。その後、フレーム取付部２３の後端部が当て付け部材５９と当接する状態に達した場合、コマ２０１に形成された貫通孔２０２の小径部２０２ａおよびアーム５３に形成された貫通孔５３２の小径部５３２ｂにビス３０１を螺合することによってカメラヘッド２をアーム５３に対して固定する。これにより、カメラヘッド２は、アーム５３とともに安定した上下動を行うことが可能となる。
【００４９】
アーム５３を上下動させる際には、フレーム制御部５８が、アーム駆動部５６に対して駆動信号（アーム駆動部５６がモータの場合には所定のパルス）を発生させる。この駆動信号のもととなる信号はフレーム制御部５８が制御部７５から受信する。制御部７５は、例えば入力部７２が受け付けた指示信号に基づいて制御信号を発生する。
【００５０】
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、ステージを載置する顕微鏡フレームと、対物レンズを取付可能であるとともに、顕微鏡フレームに対して、該顕微鏡フレームが載置するステージの表面と平行な方向であって取り付けた対物レンズの光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合されて顕微鏡フレームに取り付けられ、標本の像を撮像するカメラヘッドと、を備えているため、観察の状況に応じた最適な観察態様への切り換えを容易に行うことができる。
【００５１】
また、本実施の形態１によれば、カメラヘッドが光学系を一体で有しているため、カメラヘッドを取りつける際の光軸の調整が不要であり、取り付けが容易である。したがって、観察の方向や標本の大きさに応じた最適な観察態様への切り換えを、撮像および計測の精度を維持したまま実現することができる。
【００５２】
また、本実施の形態１によれば、結像光学系と反射ミラーとの距離が、反射ミラーと撮像部との距離よりも小さいため、カメラヘッドを正立フレームに取り付けた場合の高さを低く抑えることができる。したがって、顕微鏡システムの重心を低くすることができ、転倒を防止することができる。
【００５３】
また、本実施の形態１によれば、カメラヘッドの反射ミラーで光路を折り返すため、カメラヘッド全体をコンパクトに構成することができる。
【００５４】
一般に、光学系の途中で光路を折り返す場合には、一回折り返すたびに鏡像が生じる。このため、目視による観察を行う場合には、鏡像を解消するように折り返し回数を設定しなければならない。これに対し、撮像部が撮像した画像を用いた観察を行う場合には、画像処理によって鏡像を補正することができるため、光学系での折り返し回数に制約はない。したがって、本実施の形態１によれば、カメラヘッドの設計の自由度が増加するという効果も得られる。
【００５５】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムの外観構成を示す斜視図である。図９は、本実施の形態２に係る顕微鏡システムの機能構成を示す図である。図８および図９に示す顕微鏡システム８は、カメラヘッド２と、ノーズピース４と、制御装置７と、カメラヘッド２を上下動可能に保持する倒立フレーム９（顕微鏡フレーム）と、倒立フレーム９に取り付けられて標本を載置するステージ１０と、を備える。
【００５６】
図８に示す場合、カメラヘッド２の上下は、実施の形態１の場合（図１等を参照）と逆転している。これに対して、エンブレムアダプタ２４に記載されているシンボル情報の上下は、図１等に示すものと同じである。これは、カメラヘッド２を倒立フレーム９に取り付けた際に、ユーザがエンブレムアダプタ２４の上下を、図１に示す状態から１８０度回転させたからである。このように、エンブレムアダプタ２４をカメラヘッド２の上下に合わせて回転させることにより、カメラヘッド２がどのような状態で顕微鏡フレームに取り付けられているかが明確になる。また、エンブレムアダプタ２４に記載されているシンボル情報を視認しやすい位置に調整することができる。
【００５７】
図１０は、倒立フレーム９の構成を示す斜視図である。図１１は、図８の矢視Ｂ方向から見た正面図であり、カメラヘッド２を取り付けた状態における倒立フレーム９の要部の構成を示す図である。以下、図８〜図１１を参照して倒立フレーム９の構成を説明する。倒立フレーム９は、ステージ１０を載置するベース９１と、ベース９１の底面と直交する方向に立設される鏡柱９２と、鏡柱９２の表面を一辺とするＬ字状をなして延び、カメラヘッド２を保持するとともに鏡柱９２の高さ方向に沿って上下動可能なアーム９３と、アーム９３の上下動をガイドするガイド９４と、アーム９３を駆動するアーム駆動部９５と、ベース９１に設置されたステージ１０を駆動するステージ駆動部９６と、アーム駆動部９５およびステージ駆動部９６の動作を制御するフレーム制御部９７と、を有する。
【００５８】
ベース９１は、カメラヘッド２の挿入方向（図１０、図１１のＹ軸方向）に沿って一方の側面から該側面と向かい合う他方の側面へ貫通するスリーブ状をなしている。ベース９１は、ステージ１０の両端部をそれぞれ載置する２つのステージ載置部９１１と、２つのステージ載置部９１１の間に設けられ、ステージ１０に面する開口が形成され、ステージ載置部９１１の上面から窪んだ形状をなす凹部９１２とを有する。凹部９１２が上述した形状を有しているため、ユーザが倒立フレーム９の側面から顕微鏡システム８を見た場合、ユーザは対物レンズ３を目視することができる（図８を参照）。したがって、ユーザは、凹部９１２を介して側方から対物レンズ３の倍率や、対物レンズ３とステージ１０上の標本との距離を目視によって確認することができる。
【００５９】
ベース９１の側面には、カメラヘッド２をアーム９３へ取り付ける際にビス止めを行う工具の先端部を挿通するための挿通孔９１３が設けられている。
【００６０】
アーム９３は、ベース９１を貫通する内部領域でカメラヘッド２を吊り下げて保持するカメラヘッド保持部９３１を有する。カメラヘッド保持部９３１は、アーム９３が延びる方向に沿って穿設されたメス型のアリ溝形状をなし、オスアリ形状をなすフレーム取付部２３をスライド可能に嵌合保持する。
【００６１】
図１２は、フレーム取付部２３とアーム９３の固定構造を示す部分断面図である。アーム９３には、その外側面からカメラヘッド保持部９３１の側面まで貫通する貫通孔９３２が形成されている。貫通孔９３２は、アーム９３の外側面に面した開口を有する大径部９３２ａと、大径部９３２ａに連通し、大径部９３２ａよりも径が小さい小径部９３２ｂと、アリ溝の側面を貫通して形成した開口部９３２ｃとを有する。
【００６２】
大径部９３２ａには、略円柱形状をなすコマ４０１が嵌め込まれている。コマ４０１は、アーム９３に嵌め込んだ状態で小径部９３２ｂと連通するように貫通された貫通孔４０２と、アーム９３に嵌め込んだ状態でアーム９３のアリ溝と同じ滑らかに連なるように形成された切り欠き４０３とを有する。コマ４０１をアーム９３に嵌め込んだ状態で互いに連通するアーム９３の小径部９３２ｂとコマ４０１の貫通孔４０２は等しい径を有し、カメラヘッド２をアーム９３に固定するためのビス５０１を螺合可能である。
【００６３】
アーム９３のＹ軸方向正の向きに沿って前端、後端を定めるとき、カメラヘッド保持部９３１の底面であって、アーム９３の後端部付近の底面には、カメラヘッド２をスライドさせて嵌合させた場合の位置決めを行う当て付け部材９８が設けられている。図１３は、図１１のＣ−Ｃ線部分断面図であり、当て付け部材９８の構成を示す図である。図１３に示す場合、当て付け部材９８は、アーム９３に設けられた穴部９３３に螺合されるビスである。本実施の形態２においても、当て付け部材９８は、カメラヘッド２に当接してカメラヘッド２の位置決めを行うことができればいかなるものでもよく、ビスである必要はない。
【００６４】
以上の構成を有する顕微鏡システム８において、カメラヘッド２をアーム９３に取り付ける際には、倒立フレーム９の正面側からカメラヘッド２の後端部を倒立フレーム９の内部空間へ挿入し、その後端部をカメラヘッド保持部９３１の先端部に嵌め入れてからカメラヘッド２をアーム９３に対してスライドさせていく。その後、フレーム取付部２３の後端部が当て付け部材９８と当接する状態に達した場合、コマ４０１に形成された貫通孔４０２およびアーム５３に形成された貫通孔９３２の小径部９３２ｂにビス５０１を螺合することによってカメラヘッド２をアーム９３に対して固定する。これにより、カメラヘッド２は、アーム９３とともに安定した上下動を行うことが可能となる。
【００６５】
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、実施の形態１と同様、観察の方向や標本の大きさに応じた最適な観察態様への切り換えを撮像および計測の精度を維持したまま容易に行うことができる。
【００６６】
また、本実施の形態２によれば、結像光学系と反射ミラーとの距離が、反射ミラーと撮像部との距離よりも小さいため、倒立フレームであってもステージを高くすることなく取り付けることが可能となる。
【００６７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る顕微鏡システムは、実施の形態１、２で共通のカメラヘッド２と、実施の形態１で説明した正立フレーム５と、実施の形態２で説明した倒立フレーム９とを備えたことを特徴とする。
【００６８】
本実施の形態３に係る顕微鏡システムにおいて、ユーザは標本、その他の様々な条件に応じて正立と倒立で最適な観察方法を観察のたびに選択することができる。したがって、ユーザは、所望の観察方法によって標本の観察を行うことができる。
【００６９】
また、本実施の形態３によれば、光学系を一体で有するカメラヘッドと、このカメラヘッドを取り付け可能であって互いに異なる複数の顕微鏡フレームとによって顕微鏡システムを構成した場合、各顕微鏡フレームに対してカメラヘッドを取り付ける際に光軸の調整が不要であり、切り換えが容易である。したがって、顕微鏡フレームごとにカメラヘッドを用意しなくて済み、低コスト化および高効率化を実現することができる。
【００７０】
なお、本実施の形態３にかかる顕微鏡システムは、カメラヘッドを共通に使用することができる顕微鏡フレームであればいかなる種類の顕微鏡フレームを具備してもよく、顕微鏡フレームの数にも制限はない。
【００７１】
（実施の形態４）
図１４は、本発明の実施の形態４に係る顕微鏡システムの機能構成を示す図である。同図に示す顕微鏡システム１０１は、カメラヘッド１０２と、カメラヘッド１０２を取り付ける正立フレーム５とを有する。
【００７２】
カメラヘッド１０２は、内部に各種機能部品を格納する筐体１０３と、筐体１０３の長手方向の一端部に取り付けられる撮像部１０４と、カメラヘッド２と正立フレーム５に取り付けられて固定されるフレーム取付部１０５と、筐体１０３の長手方向の他端部に取り付けられ、顕微鏡システム１の商品名、機種名、製造メーカ名の少なくともいずれか一つを記載したエンブレムアダプタ１０６と、を有する。
【００７３】
筐体１０３の内部構成を説明する。筐体１０３の内部には、対物レンズ３の光軸上に設けられ、対物レンズ３からの光を結像する結像光学系１２１と、対物レンズ３を介してステージ６に載置される標本を照明する照明光を発生する光源１２２と、光源１２２が発生した照明光を集光する集光レンズ１２３と、照明光の光路を対物レンズ３の光軸に沿って偏向させるとともに対物レンズ３からの光を透過するハーフミラー１２４とが設けられている。
【００７４】
撮像部１０４は、筐体を通過した光を集光する撮像レンズ１４１と、光を電気信号に変換して出力する撮像素子１４２と、撮像素子１４２が出力した電気信号に対してＡ／Ｄ変換等の所定の信号処理を施す信号処理部１４３と、撮像部１０４の動作を制御する撮像制御部１４４とを有する。
【００７５】
カメラヘッド１０２は、実施の形態１で説明したカメラヘッド２と異なり、ズームレンズを有しない。したがって、対物レンズ３を通過してくる光の光路を折り返さずに撮像部２２で結像することができる。
【００７６】
以上説明したカメラヘッド１０２以外の顕微鏡システム１０１の構成は、実施の形態１に係る顕微鏡システム１の構成と同じである。
【００７７】
なお、カメラヘッド１０２に関しても、倒立フレームへの取付が可能であることはいうまでもない。
【００７８】
以上説明した本発明の実施の形態４によれば、上述した実施の形態１と同様、観察の方向や標本の大きさに応じた最適な観察態様への切り換えを撮像および計測の精度を維持したまま容易に行うことができる。
【００７９】
また、本実施の形態４によれば、カメラヘッドがズーム光学系を有していないため、対物レンズを通過する光の光路を折り返さずに撮像部に到達させることができ、構成が単純である。
【００８０】
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は、上述した三つの実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、本発明において、カメラヘッドに照明用の光源および該光源を標本に照射するための光学系を設けなくてもよい。
【００８１】
また、本発明において、カメラヘッドのフレーム取付部がメス型のアリ溝をなす一方、顕微鏡フレームのカメラヘッド保持部がオスアリ形状をなすようにしてもよい。また、フレーム取付部とカメラヘッド保持部がなすスライド機構として、ここで説明した以外の公知の技術を適用することが可能である。
【００８２】
また、以上の説明において用いた「直交」、「平行」という文言は、幾何学的な意味での「直交」、「平行」だけでなく、微小な誤差を有する場合も含むものである。
【００８３】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものである。
【符号の説明】
【００８４】
１ 顕微鏡システム
２、１０２ カメラヘッド
３ 対物レンズ
４ ノーズピース
５ 正立フレーム
６ ステージ
７ 制御装置
８ 顕微鏡システム
９ 倒立フレーム
１０ ステージ
２１、１０３ 筐体
２２、１０４ 撮像部
２３、１０５ フレーム取付部
２４、１０６ エンブレムアダプタ
５１、９１ ベース
５２、９２ 鏡柱
５３、９３ アーム
５４、９４ ガイド
５５ カバー部材
５６、９５ アーム駆動部
５７、９６ ステージ駆動部
５８、９７ フレーム制御部
５９、９８ 当て付け部材
７１ 画像処理部
７２ 入力部
７３ 表示部
７４ 記憶部
７５ 制御部
１２１、２１１ 結像光学系
１２２、２１６ 光源
１２３、２１７ 集光レンズ
１２４、２１８ ハーフミラー
１４１、２２１ 撮像レンズ
１４２、２２２ 撮像素子
１４３、２２３ 信号処理部
１４４、２２４ 撮像制御部
２０１、４０１ コマ
２０２、４０２、５３２、９３２ 貫通孔
２０２ａ、５３２ｂ、９３２ｂ 小径部
２０２ｂ、５３２ａ、９３２ａ 大径部
２１２ 反射ミラー
２１３ ズーム光学系
２１４ レンズ駆動部
２１５ レンズ制御部
３０１、５０１ ビス
５３１ カメラヘッド保持部
５３２ｃ、９３２ｃ 開口部
５３３、９３３ 穴部
９１１ ステージ載置部
９１２ 凹部
９１３ 挿通孔
９３１ カメラヘッド保持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標本からの光をもとに観察用の標本の像を撮像して画像データを生成する顕微鏡システム、該顕微鏡システムに適用されるカメラヘッド、および該カメラヘッドを保持する顕微鏡フレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
標本を観察する際に使用する顕微鏡の種類として、対物レンズと標本との位置関係が互いに異なる正立顕微鏡と倒立顕微鏡が知られている。正立顕微鏡と倒立顕微鏡は、互いの構造が異なるため、両者の機能を併せ持つような顕微鏡はあまり知られていなかった。
【０００３】
このような状況のもと、下記特許文献１では、顕微鏡に含まれる主要なユニットが、多角形の境界面を有するケーシング部により複数の構造体に分けられ、それらが積み木のように積み重なって鏡体を構成する技術が開示されている。この技術によれば、ユーザがユニットの積み上げ方を変えることにより、正立顕微鏡や倒立顕微鏡を自由に構成することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公昭５１−３４３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、ユニットを積み上げる際の順番や向きを考慮しなければならないという問題があった。また、撮像および計測の精度を確保するためには、対物レンズ等の光軸に対して各ユニットがずれを生じないように、ユニット間の当て付けの仕方を考慮して位置調整を行う必要があるため、ユニットの組立をスムーズに行うことが難しかった。
【０００６】
このように、従来技術では、観察の状況に応じた最適な観察態様への切り換えを行うことが難しかった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、観察の状況に応じた最適な観察態様への切り換えを容易に行うことができる顕微鏡システム、該顕微鏡システムに適用されるカメラヘッド、および該カメラヘッドを保持する顕微鏡フレームを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る顕微鏡システムは、ステージ上に載置された標本からの光を対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、前記ステージを載置する顕微鏡フレームと、前記対物レンズを取付可能であるとともに、前記顕微鏡フレームに対して、該顕微鏡フレームが載置する前記ステージの表面と平行な方向であって取り付けた前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合されて前記顕微鏡フレームに取り付けられ、前記標本の像を撮像するカメラヘッドと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る顕微鏡システムは、ステージ上に載置された標本からの光を対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、前記ステージを載置する顕微鏡フレームと、前記対物レンズを取付可能であるとともに、前記顕微鏡フレームに対してスライド可能に嵌合されて前記顕微鏡フレームに取り付けられ、前記標本の像を撮像するカメラヘッドと、を備え、前記カメラヘッドは、前記対物レンズからの光を結像する結像光学系と、前記結像光学系を通過した光を反射して光路を折り返す反射ミラーと、前記反射ミラーによって折り返された前記光路上に位置し、前記反射ミラーによって反射された光を光電変換することによって前記画像データを生成する撮像部と、を有し、前記結像光学系と前記反射ミラーとの距離は、前記撮像部と前記反射ミラーとの距離より小さいことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る顕微鏡システムは、上記発明において、互いに異なる複数の顕微鏡フレームを備え、該複数の顕微鏡フレームは、前記ステージよりも上方で前記カメラヘッドを保持可能な正立フレームと、前記ステージよりも下方で前記カメラヘッドを保持可能な倒立フレームと、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るカメラヘッドは、ステージ上に載置された標本からの光を対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、前記対物レンズを取付可能であり、前記ステージを載置する顕微鏡フレームに取り付けられて前記標本の像を撮像するカメラヘッドであって、前記対物レンズを通過した光を結像する結像光学系と、前記結像光学系が結像した光を光電変換することによって前記画像データを生成する撮像部と、前記顕微鏡フレームに着脱自在に取り付けられ、前記顕微鏡フレームに取り付けられた状態で前記ステージの表面と平行な方向であって前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライドするフレーム取付部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るカメラヘッドは、上記発明において、前記対物レンズからの光を反射して光路を折り返す反射ミラーを備え、前記撮像部は、前記反射ミラーによって折り返された光路上に位置することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るカメラヘッドは、上記発明において、前記反射ミラーと前記撮像部との間の前記光路上に、焦点距離を変更可能なズーム光学系を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るカメラヘッドは、上記発明において、前記標本へ照射する光を発生する光源と、前記光源と前記対物レンズとの間に設けられ、前記光源が発した光を、前記対物レンズを介して前記標本へ照射する照明光学系と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係るカメラヘッドは、ステージ上に載置された標本からの光を前記対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、対物レンズを保持可能であり、前記ステージを載置する顕微鏡フレームに取り付けられて前記標本の像を撮像するカメラヘッドであって、前記対物レンズからの光を結像する結像光学系と、前記結像光学系を通過した光を反射して光路を折り返す反射ミラーと、前記反射ミラーによって折り返された前記光路上に位置し、前記反射ミラーによって反射された光を集光して電気信号に変換することによって前記画像データを生成する撮像部と、前記顕微鏡フレームに着脱自在に取り付けられるフレーム取付部と、を備え、前記結像光学系と前記反射ミラーとの距離は、前記撮像部と前記反射ミラーとの距離より小さいことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るカメラヘッドは、上記発明において、前記フレーム取付部は、前記顕微鏡フレームに取り付けられた状態で前記ステージの表面と平行な方向であって前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライドすることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係るカメラヘッドは、上記発明において、当該カメラヘッドの側面に設けられ、該側面と直交する軸を中心として回転可能であり、人間が視覚的または触覚的に認識可能なシンボル情報が表面に記載されたシンボル情報記載部材を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る顕微鏡フレームは、ステージ上に載置された標本からの光を前記対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、前記対物レンズが取り付けられ、前記標本の像を撮像するカメラヘッドを取り付け可能な顕微鏡フレームであって、前記ステージの表面と直交する方向に移動可能なアームと、前記アームに設けられて前記カメラヘッドを保持するカメラヘッド保持部と、を備え、前記カメラヘッド保持部は、前記カメラヘッドを、前記ステージの表面と平行な方向であって前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る顕微鏡フレームは、上記発明において、前記カメラヘッド保持部は、前記ステージよりも上方に位置し、前記カメラヘッドを載置した状態で嵌合することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る顕微鏡フレームは、上記発明において、前記カメラヘッドを収容可能な略直方体形状をなし、一方の側面から該側面と向かい合う他方の側面へ貫通するスリーブ状のベースを有し、前記カメラヘッド保持部は、前記ステージよりも下方に位置し、前記ベースを貫通する内部領域で前記カメラヘッドを吊り下げて保持することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る顕微鏡フレームは、上記発明において、前記ベースは、少なくとも前記ステージの両端部を載置する２つのステージ載置部と、前記２つのステージ載置部の間に設けられ、該ステージ載置部の上面から窪んだ形状をなすとともに前記カメラヘッド保持部が前記カメラヘッドを保持した状態で該カメラヘッドの一部が上方へ突出可能な開口が形成された凹部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、観察の状況に応じた最適な観察態様への切り換えを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの外観構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの機能構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係るカメラへッドの外観構成を示す側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る正立フレームの構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係るカメラヘッドを取り付けた状態における正立フレームの要部の構成を示す側面図である。
【図６】図６は、図５のＡ−Ａ線部分断面図である。
【図７】図７は、図５において、当て付け部材を通過し、かつアームが延びる方向と平行な断面の構成を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムの外観構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムの機能構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る倒立フレームの構成を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図８の矢視Ｂ方向から見た正面図である。
【図１２】図１２は、フレーム取付部と倒立フレームのアームの固定構造を示す部分断面図である。
【図１３】図１３は、図１１のＣ−Ｃ部分断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態４に係る顕微鏡システムの機能構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。なお、以下の説明で参照する図面は模式的なものであって、同じ物体を異なる図面で示す場合には、寸法や縮尺等が異なる場合もある。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る顕微鏡システムの外観構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態１に係る顕微鏡システムの機能構成を示す図である。これらの図に示す顕微鏡システム１は、結像光学系と撮像光学系とが一体で形成されたカメラヘッド２と、カメラヘッド２に取り付けられて、対物レンズ３をスライド可能に保持するノーズピース４と、側面視で略Ｃ字状をなし、カメラヘッド２を上下動可能に保持する正立フレーム５（顕微鏡フレーム）と、正立フレーム５に取り付けられて標本を載置するステージ６と、顕微鏡システム１を統括的に制御する制御装置７と、を備える。カメラヘッド２、正立フレーム５および制御装置７は、相互に情報の送受信を行うために有線または無線によって通信接続されている。
【００２６】
図３は、カメラへッド２の外観構成を示す側面図である。カメラヘッド２は、内部に各種機能部品を収容する筐体２１と、筐体２１の長手方向の一端部に取り付けられる撮像部２２と、正立フレーム５に取り付けられて固定されるフレーム取付部２３と、筐体２１の長手方向の他端部の側面に設けられ、人間が視覚的または触覚的に認識可能なシンボル情報が記録された円形表面を有し、この円形表面が該表面の中心を通過して該表面と直交する軸の回りに回転可能なエンブレムアダプタ２４（シンボル情報記載部材）と、を有する。ここでいうシンボル情報とは、例えば文字、図形、記号、絵、模様などのうちいずれか一つが含まれているような情報のことである。より具体的には、エンブレムアダプタ２４には、顕微鏡システム１の商品名、機種名、製造メーカ名の少なくともいずれか一つがシンボル情報として記載されている。
【００２７】
筐体２１の内部構成を説明する。筐体２１の内部には、ノーズピース４に取り付けられた対物レンズ３の光軸上に設けられ、対物レンズ３を通過してくる光を結像する結像光学系２１１と、結像光学系２１１から出射された光を反射してその光の光路を折り返す反射ミラー２１２と、反射ミラー２１２と撮像部２２との間に設けられ、反射ミラー２１２が反射した光の焦点距離を変更可能なズーム光学系２１３と、ズーム光学系２１３のレンズを駆動するレンズ駆動部２１４と、レンズ駆動部２１４の駆動を制御するレンズ制御部２１５と、が設けられている。なお、図２では、結像光学系２１１およびズーム光学系２１３を１つのレンズによって模式的に示しているが、これらの光学系を複数のレンズによって構成することも可能である。
【００２８】
筐体２１の内部には、ステージ６上に載置される標本に対して照射する照明光を発生する光源２１６と、光源２１６が発生した照明光を集光する集光レンズ２１７と、照明光の光路を対物レンズ３の光軸に沿うように偏向させるとともに対物レンズ３からの光を透過するハーフミラー２１８とが設けられている。集光レンズ２１７およびハーフミラー２１８は、光源２１６が発した光を、対物レンズ３を介して標本へ照射する照明光学系をなしている。光源２１６は、ハロゲンランプ、キセノンランプまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等によって構成される。
【００２９】
光源２１６、集光レンズ２１７およびハーフミラー２１８は、筐体２１内部に設けられた照明光学系取付用のアダプタに取り付けられる。この取り付けの際には、図３の右側の側面であって撮像部２２が取り付けられる側面の下方部分に設けられた蓋部（図示せず）を空けることによってアダプタを露出させればよい。なお、光源２１６は適宜交換可能である。したがって、ユーザは所望の明るさの光源２１６を適用することによって照明光を調整することができる。
【００３０】
筐体２１において、結像光学系２１１と反射ミラー２１２の中心部との距離ａは、反射ミラー２１２の中心部と撮像部２２との距離ｂよりも小さい（ａ＜ｂ）。これにより、カメラヘッド２を横長形状として正立フレーム５に取り付けた場合の高さを低く抑えることができる。したがって、顕微鏡システム１の重心を低くすることができ、転倒を防止する効果を得ることができる。
【００３１】
撮像部２２は、筐体を通過した光を集光する撮像レンズ２２１と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等からなり、光を電気信号に光電変換して出力する撮像素子２２２と、撮像素子２２２が出力した電気信号に対してＡ／Ｄ変換等の所定の信号処理を施す信号処理部２２３と、撮像部２２の動作を制御する撮像制御部２２４とを有する。撮像部２２は、撮像制御部２２４の制御のもと、撮像レンズ２２１を介して入射した標本の像を撮像して画像データを生成し、この画像データを制御装置７へ出力する。なお、撮像レンズ２２１を複数のレンズによって構成することも可能である。
【００３２】
撮像制御部２２４は、ＣＰＵ等を用いて構成され、撮像部２２の動作を制御する。具体的には、撮像制御部２２４は、撮像部２２の自動ゲイン制御のＯＮ／ＯＦＦ切換処理、ゲインの設定処理およびフレームレートの設定処理、ＡＥ処理、ＡＦ処理等を行って撮像部２２の撮影動作を制御する。
【００３３】
フレーム取付部２３は、カメラヘッド２の側面であってノーズピース４が設けられる側面に形成される。フレーム取付部２３は、後述する正立フレーム５のアーム５３に対し、アーム５３が延びる方向に沿ってスライド可能に嵌合される。具体的には、フレーム取付部２３は、スライド方向と直交する断面が略台形をなし、メス型のアリ溝に嵌合可能なオスアリ形状をなしている。
【００３４】
ノーズピース４は、カメラヘッド２に対して対物レンズ３の光軸と直交する方向にスライド自在に対物レンズ３を保持している。図２に示す場合、対物レンズ３のスライド機構は手動式を想定しているが、電動式とすることも可能である。また、レンズ保持部として、ノーズピースの代わりにレボルバを適用してもよい。
【００３５】
次に、正立フレーム５の構成を説明する。図４は、正立フレーム５の構成を示す斜視図である。図５は、カメラヘッド２を取り付けた状態における正立フレーム５の要部の構成を示す側面図である。正立フレーム５は、ステージ６を載置するベース５１と、ベース５１の長手方向の一端部に設けられ、ベース５１の底面と直交する方向に立設される鏡柱５２と、鏡柱５２の表面であってベース５１と対向する側の表面からベース５１の底面と略平行に延出し、カメラヘッド２を保持するとともに鏡柱５２の高さ方向に沿って上下動可能なアーム５３と、鏡柱５２の表面に設けられ、アーム５３の上下動をガイドするガイド５４と、鏡柱５２の側面に取り付けられる２つのカバー部材５５と、アーム５３を上下動させるアーム駆動部５６と、ベース５１に載置されたステージ６を駆動するステージ駆動部５７と、アーム駆動部５６およびステージ駆動部５７の動作を制御するフレーム制御部５８と、を有する。なお、図５は、カバー部材５５を取り外した状態の側面図である。
【００３６】
アーム５３は、フレーム取付部２３をスライド可能に保持するカメラヘッド保持部５３１を有する。具体的には、カメラヘッド保持部５３１は、メス型のアリ溝状をなしており、オスアリ形状をなすフレーム取付部２３と嵌合する。ここで、カメラヘッド保持部５３１は、正立フレーム５に対して、該正立フレーム５が載置するステージ６の表面と平行な方向であり、かつカメラヘッド２に取り付けられた対物レンズ３の光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合される。
【００３７】
図４に示すように、カメラヘッド保持部５３１は、ベース５１側から目視することができる。以上の構成を有するアーム５３は、観察または撮像のためにカメラヘッド２を取り付けた状態で上下動させても十分な耐振動性および剛性を保つように構成されている。
【００３８】
アーム駆動部５６は、モータと、モータによって駆動するラックアンドピニオンまたはボールネジを用いて実現される。アーム駆動部５６は、ラックアンドピニオンまたはボールネジにおける直線の動きによってアーム５３をガイド５４に沿って上下動させる。なお、アーム駆動部５６を手動式としてもよい。
【００３９】
図６は、図５のＡ−Ａ線部分断面図である。図６に示すように、アーム５３には、その外側面からカメラヘッド保持部５３１の側面まで貫通する貫通孔５３２が形成されている。貫通孔５３２は、アーム５３の外側面に面した開口を有する大径部５３２ａと、大径部５３２ａに連通し、大径部５３２ａよりも径が小さい小径部５３２ｂと、カメラヘッド保持部５３１のアリ溝の側面を貫通して形成した開口部５３２ｃとを有する。
【００４０】
大径部５３２ａには、略円柱形状をなすコマ２０１が嵌め込まれている。コマ２０１は、アーム５３に嵌め込んだ状態で小径部５３２ｂと連通するように形成された貫通孔２０２と、アーム５３に嵌め込んだ状態でカメラヘッド保持部５３１のアリ溝と滑らかに連なるように形成された切り欠き２０３とを有する。貫通孔２０２は、ビス３０１を螺合可能な小径部２０２ａと、ビス３０１の頭部を収容可能であり、小径部２０２ａより径が大きい大径部２０２ｂとを有する。コマ２０１をアーム５３に嵌め込んだ状態で互いに連通するアーム５３の小径部５３２ｂとコマ２０１の貫通孔２０２の小径部２０２ａは等しい径を有し、カメラヘッド２をアーム５３に固定するためのビス３０１を螺合可能である。
【００４１】
カメラヘッド保持部５３１の底面であって、アーム５３の根元付近の底面には、カメラヘッド２をスライドさせて嵌合させた場合の位置決めを行う当て付け部材５９が設けられている。図７は、図５において、当て付け部材５９を通過し、かつアーム５３が延びる方向と平行な断面の構成を示す図である。図７に示す場合、当て付け部材５９は、アーム５３に設けられた穴部５３３に螺合されるビスである。なお、当て付け部材５９は、カメラヘッド２に当接してカメラヘッド２の位置決めを行うことができればいかなるものでもよく、ビスである必要はない。
【００４２】
ステージ６は、ステージ駆動部５７の駆動によって正立フレーム５のベース５１の上面と平行な２次元平面内で移動自在に構成されている。
【００４３】
次に、制御装置７の構成を説明する。制御装置７は、撮像部２２の信号処理部２２３から送られてくる画像データに基づいて画像処理を行う画像処理部７１と、制御装置７の動作指示信号を含む各種情報の入力を受け付ける入力部７２と、撮像部２２が撮像した画像を含む各種情報を表示可能な表示部７３と、撮像部２２が撮像した画像情報、顕微鏡システム１に実行させる動作プログラム等の各種情報を記憶する記憶部７４と、ＣＰＵ等を用いて実現され、制御装置７自身を含む顕微鏡システム１全体の動作を統括的に制御する制御部７５と、を有する。
【００４４】
画像処理部７１は、撮像部２２から送信されてくる画像データに対して、所定の画像処理を施して表示部７３で表示する表示画像を生成する。具体的には、画像処理部７１は、画像データに対して、オプティカルブラック減算処理、ホワイトバランス調整処理、同時化処理、カラーマトリクス演算処理、γ補正処理、色再現処理およびエッジ強調処理等を含む画像処理を行う。画像処理部７１は、画像データを所定の方式で圧縮し、圧縮した画像データを記憶部７４へ出力する。ここでの圧縮形式は、たとえば静止画の場合にはＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式等である。また、動画の場合の圧縮形式は、ＭＰ４（Ｈ．２６４）方式等である。
【００４５】
入力部７２は、キーボード、マウス、ジョイスティックおよび各種スイッチ等を用いて構成され、各種スイッチの操作入力に応じた操作信号を制御部７５に出力する。
【００４６】
表示部７３は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等からなる表示パネルを用いて構成される。なお、表示部７３の表示画面上に、外部からの物体の接触に応じた信号の入力を受け付けるタッチパネルを設けることにより、このタッチパネルを入力部７２の一部として機能させてもよい。このようなタッチパネルとして、抵抗膜方式、静電容量方式および光学方式等のいずれの方式を適用することも可能である。
【００４７】
記憶部７４は、制御装置７の内部に固定的に設けられるフラッシュメモリおよびＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて実現される。記憶部７４は、撮像部２２が生成して画像処理部７１が処理を施した画像データ、顕微鏡システム１に実行させる各種プログラム、プログラムの実行中に使用される各種データを記憶する。
【００４８】
以上の構成を有する顕微鏡システム１において、カメラヘッド２をアーム５３に取り付ける際には、フレーム取付部２３の端部のうち撮像部２２に近い端部である後端部をカメラヘッド保持部５３１の先端部に嵌め入れてからカメラヘッド２をアーム５３の基端部へ向けてスライドさせていく。これにより、フレーム取付部２３の後端部は、カメラヘッド保持部５３１の端部のうち鏡柱５２に近い端部である基端部側へ挿入していく。その後、フレーム取付部２３の後端部が当て付け部材５９と当接する状態に達した場合、コマ２０１に形成された貫通孔２０２の小径部２０２ａおよびアーム５３に形成された貫通孔５３２の小径部５３２ｂにビス３０１を螺合することによってカメラヘッド２をアーム５３に対して固定する。これにより、カメラヘッド２は、アーム５３とともに安定した上下動を行うことが可能となる。
【００４９】
アーム５３を上下動させる際には、フレーム制御部５８が、アーム駆動部５６に対して駆動信号（アーム駆動部５６がモータの場合には所定のパルス）を発生させる。この駆動信号のもととなる信号はフレーム制御部５８が制御部７５から受信する。制御部７５は、例えば入力部７２が受け付けた指示信号に基づいて制御信号を発生する。
【００５０】
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、ステージを載置する顕微鏡フレームと、対物レンズを取付可能であるとともに、顕微鏡フレームに対して、該顕微鏡フレームが載置するステージの表面と平行な方向であって取り付けた対物レンズの光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合されて顕微鏡フレームに取り付けられ、標本の像を撮像するカメラヘッドと、を備えているため、観察の状況に応じた最適な観察態様への切り換えを容易に行うことができる。
【００５１】
また、本実施の形態１によれば、カメラヘッドが光学系を一体で有しているため、カメラヘッドを取りつける際の光軸の調整が不要であり、取り付けが容易である。したがって、観察の方向や標本の大きさに応じた最適な観察態様への切り換えを、撮像および計測の精度を維持したまま実現することができる。
【００５２】
また、本実施の形態１によれば、結像光学系と反射ミラーとの距離が、反射ミラーと撮像部との距離よりも小さいため、カメラヘッドを正立フレームに取り付けた場合の高さを低く抑えることができる。したがって、顕微鏡システムの重心を低くすることができ、転倒を防止することができる。
【００５３】
また、本実施の形態１によれば、カメラヘッドの反射ミラーで光路を折り返すため、カメラヘッド全体をコンパクトに構成することができる。
【００５４】
一般に、光学系の途中で光路を折り返す場合には、一回折り返すたびに鏡像が生じる。このため、目視による観察を行う場合には、鏡像を解消するように折り返し回数を設定しなければならない。これに対し、撮像部が撮像した画像を用いた観察を行う場合には、画像処理によって鏡像を補正することができるため、光学系での折り返し回数に制約はない。したがって、本実施の形態１によれば、カメラヘッドの設計の自由度が増加するという効果も得られる。
【００５５】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る顕微鏡システムの外観構成を示す斜視図である。図９は、本実施の形態２に係る顕微鏡システムの機能構成を示す図である。図８および図９に示す顕微鏡システム８は、カメラヘッド２と、ノーズピース４と、制御装置７と、カメラヘッド２を上下動可能に保持する倒立フレーム９（顕微鏡フレーム）と、倒立フレーム９に取り付けられて標本を載置するステージ１０と、を備える。
【００５６】
図８に示す場合、カメラヘッド２の上下は、実施の形態１の場合（図１等を参照）と逆転している。これに対して、エンブレムアダプタ２４に記載されているシンボル情報の上下は、図１等に示すものと同じである。これは、カメラヘッド２を倒立フレーム９に取り付けた際に、ユーザがエンブレムアダプタ２４の上下を、図１に示す状態から１８０度回転させたからである。このように、エンブレムアダプタ２４をカメラヘッド２の上下に合わせて回転させることにより、カメラヘッド２がどのような状態で顕微鏡フレームに取り付けられているかが明確になる。また、エンブレムアダプタ２４に記載されているシンボル情報を視認しやすい位置に調整することができる。
【００５７】
図１０は、倒立フレーム９の構成を示す斜視図である。図１１は、図８の矢視Ｂ方向から見た正面図であり、カメラヘッド２を取り付けた状態における倒立フレーム９の要部の構成を示す図である。以下、図８〜図１１を参照して倒立フレーム９の構成を説明する。倒立フレーム９は、ステージ１０を載置するベース９１と、ベース９１の底面と直交する方向に立設される鏡柱９２と、鏡柱９２の表面を一辺とするＬ字状をなして延び、カメラヘッド２を保持するとともに鏡柱９２の高さ方向に沿って上下動可能なアーム９３と、アーム９３の上下動をガイドするガイド９４と、アーム９３を駆動するアーム駆動部９５と、ベース９１に設置されたステージ１０を駆動するステージ駆動部９６と、アーム駆動部９５およびステージ駆動部９６の動作を制御するフレーム制御部９７と、を有する。
【００５８】
ベース９１は、カメラヘッド２の挿入方向（図１０、図１１のＹ軸方向）に沿って一方の側面から該側面と向かい合う他方の側面へ貫通するスリーブ状をなしている。ベース９１は、ステージ１０の両端部をそれぞれ載置する２つのステージ載置部９１１と、２つのステージ載置部９１１の間に設けられ、ステージ１０に面する開口が形成され、ステージ載置部９１１の上面から窪んだ形状をなす凹部９１２とを有する。凹部９１２が上述した形状を有しているため、ユーザが倒立フレーム９の側面から顕微鏡システム８を見た場合、ユーザは対物レンズ３を目視することができる（図８を参照）。したがって、ユーザは、凹部９１２を介して側方から対物レンズ３の倍率や、対物レンズ３とステージ１０上の標本との距離を目視によって確認することができる。
【００５９】
ベース９１の側面には、カメラヘッド２をアーム９３へ取り付ける際にビス止めを行う工具の先端部を挿通するための挿通孔９１３が設けられている。
【００６０】
アーム９３は、ベース９１を貫通する内部領域でカメラヘッド２を吊り下げて保持するカメラヘッド保持部９３１を有する。カメラヘッド保持部９３１は、アーム９３が延びる方向に沿って穿設されたメス型のアリ溝形状をなし、オスアリ形状をなすフレーム取付部２３をスライド可能に嵌合保持する。
【００６１】
図１２は、フレーム取付部２３とアーム９３の固定構造を示す部分断面図である。アーム９３には、その外側面からカメラヘッド保持部９３１の側面まで貫通する貫通孔９３２が形成されている。貫通孔９３２は、アーム９３の外側面に面した開口を有する大径部９３２ａと、大径部９３２ａに連通し、大径部９３２ａよりも径が小さい小径部９３２ｂと、アリ溝の側面を貫通して形成した開口部９３２ｃとを有する。
【００６２】
大径部９３２ａには、略円柱形状をなすコマ４０１が嵌め込まれている。コマ４０１は、アーム９３に嵌め込んだ状態で小径部９３２ｂと連通するように貫通された貫通孔４０２と、アーム９３に嵌め込んだ状態でアーム９３のアリ溝と同じ滑らかに連なるように形成された切り欠き４０３とを有する。コマ４０１をアーム９３に嵌め込んだ状態で互いに連通するアーム９３の小径部９３２ｂとコマ４０１の貫通孔４０２は等しい径を有し、カメラヘッド２をアーム９３に固定するためのビス５０１を螺合可能である。
【００６３】
アーム９３のＹ軸方向正の向きに沿って前端、後端を定めるとき、カメラヘッド保持部９３１の底面であって、アーム９３の後端部付近の底面には、カメラヘッド２をスライドさせて嵌合させた場合の位置決めを行う当て付け部材９８が設けられている。図１３は、図１１のＣ−Ｃ線部分断面図であり、当て付け部材９８の構成を示す図である。図１３に示す場合、当て付け部材９８は、アーム９３に設けられた穴部９３３に螺合されるビスである。本実施の形態２においても、当て付け部材９８は、カメラヘッド２に当接してカメラヘッド２の位置決めを行うことができればいかなるものでもよく、ビスである必要はない。
【００６４】
以上の構成を有する顕微鏡システム８において、カメラヘッド２をアーム９３に取り付ける際には、倒立フレーム９の正面側からカメラヘッド２の後端部を倒立フレーム９の内部空間へ挿入し、その後端部をカメラヘッド保持部９３１の先端部に嵌め入れてからカメラヘッド２をアーム９３に対してスライドさせていく。その後、フレーム取付部２３の後端部が当て付け部材９８と当接する状態に達した場合、コマ４０１に形成された貫通孔４０２およびアーム５３に形成された貫通孔９３２の小径部９３２ｂにビス５０１を螺合することによってカメラヘッド２をアーム９３に対して固定する。これにより、カメラヘッド２は、アーム９３とともに安定した上下動を行うことが可能となる。
【００６５】
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、実施の形態１と同様、観察の方向や標本の大きさに応じた最適な観察態様への切り換えを撮像および計測の精度を維持したまま容易に行うことができる。
【００６６】
また、本実施の形態２によれば、結像光学系と反射ミラーとの距離が、反射ミラーと撮像部との距離よりも小さいため、倒立フレームであってもステージを高くすることなく取り付けることが可能となる。
【００６７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る顕微鏡システムは、実施の形態１、２で共通のカメラヘッド２と、実施の形態１で説明した正立フレーム５と、実施の形態２で説明した倒立フレーム９とを備えたことを特徴とする。
【００６８】
本実施の形態３に係る顕微鏡システムにおいて、ユーザは標本、その他の様々な条件に応じて正立と倒立で最適な観察方法を観察のたびに選択することができる。したがって、ユーザは、所望の観察方法によって標本の観察を行うことができる。
【００６９】
また、本実施の形態３によれば、光学系を一体で有するカメラヘッドと、このカメラヘッドを取り付け可能であって互いに異なる複数の顕微鏡フレームとによって顕微鏡システムを構成した場合、各顕微鏡フレームに対してカメラヘッドを取り付ける際に光軸の調整が不要であり、切り換えが容易である。したがって、顕微鏡フレームごとにカメラヘッドを用意しなくて済み、低コスト化および高効率化を実現することができる。
【００７０】
なお、本実施の形態３にかかる顕微鏡システムは、カメラヘッドを共通に使用することができる顕微鏡フレームであればいかなる種類の顕微鏡フレームを具備してもよく、顕微鏡フレームの数にも制限はない。
【００７１】
（実施の形態４）
図１４は、本発明の実施の形態４に係る顕微鏡システムの機能構成を示す図である。同図に示す顕微鏡システム１０１は、カメラヘッド１０２と、カメラヘッド１０２を取り付ける正立フレーム５とを有する。
【００７２】
カメラヘッド１０２は、内部に各種機能部品を格納する筐体１０３と、筐体１０３の長手方向の一端部に取り付けられる撮像部１０４と、カメラヘッド２と正立フレーム５に取り付けられて固定されるフレーム取付部１０５と、筐体１０３の長手方向の他端部に取り付けられ、顕微鏡システム１の商品名、機種名、製造メーカ名の少なくともいずれか一つを記載したエンブレムアダプタ１０６と、を有する。
【００７３】
筐体１０３の内部構成を説明する。筐体１０３の内部には、対物レンズ３の光軸上に設けられ、対物レンズ３からの光を結像する結像光学系１２１と、対物レンズ３を介してステージ６に載置される標本を照明する照明光を発生する光源１２２と、光源１２２が発生した照明光を集光する集光レンズ１２３と、照明光の光路を対物レンズ３の光軸に沿って偏向させるとともに対物レンズ３からの光を透過するハーフミラー１２４とが設けられている。
【００７４】
撮像部１０４は、筐体を通過した光を集光する撮像レンズ１４１と、光を電気信号に変換して出力する撮像素子１４２と、撮像素子１４２が出力した電気信号に対してＡ／Ｄ変換等の所定の信号処理を施す信号処理部１４３と、撮像部１０４の動作を制御する撮像制御部１４４とを有する。
【００７５】
カメラヘッド１０２は、実施の形態１で説明したカメラヘッド２と異なり、ズームレンズを有しない。したがって、対物レンズ３を通過してくる光の光路を折り返さずに撮像部２２で結像することができる。
【００７６】
以上説明したカメラヘッド１０２以外の顕微鏡システム１０１の構成は、実施の形態１に係る顕微鏡システム１の構成と同じである。
【００７７】
なお、カメラヘッド１０２に関しても、倒立フレームへの取付が可能であることはいうまでもない。
【００７８】
以上説明した本発明の実施の形態４によれば、上述した実施の形態１と同様、観察の方向や標本の大きさに応じた最適な観察態様への切り換えを撮像および計測の精度を維持したまま容易に行うことができる。
【００７９】
また、本実施の形態４によれば、カメラヘッドがズーム光学系を有していないため、対物レンズを通過する光の光路を折り返さずに撮像部に到達させることができ、構成が単純である。
【００８０】
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は、上述した三つの実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、本発明において、カメラヘッドに照明用の光源および該光源を標本に照射するための光学系を設けなくてもよい。
【００８１】
また、本発明において、カメラヘッドのフレーム取付部がメス型のアリ溝をなす一方、顕微鏡フレームのカメラヘッド保持部がオスアリ形状をなすようにしてもよい。また、フレーム取付部とカメラヘッド保持部がなすスライド機構として、ここで説明した以外の公知の技術を適用することが可能である。
【００８２】
また、以上の説明において用いた「直交」、「平行」という文言は、幾何学的な意味での「直交」、「平行」だけでなく、微小な誤差を有する場合も含むものである。
【００８３】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものである。
【符号の説明】
【００８４】
１ 顕微鏡システム
２、１０２ カメラヘッド
３ 対物レンズ
４ ノーズピース
５ 正立フレーム
６ ステージ
７ 制御装置
８ 顕微鏡システム
９ 倒立フレーム
１０ ステージ
２１、１０３ 筐体
２２、１０４ 撮像部
２３、１０５ フレーム取付部
２４、１０６ エンブレムアダプタ
５１、９１ ベース
５２、９２ 鏡柱
５３、９３ アーム
５４、９４ ガイド
５５ カバー部材
５６、９５ アーム駆動部
５７、９６ ステージ駆動部
５８、９７ フレーム制御部
５９、９８ 当て付け部材
７１ 画像処理部
７２ 入力部
７３ 表示部
７４ 記憶部
７５ 制御部
１２１、２１１ 結像光学系
１２２、２１６ 光源
１２３、２１７ 集光レンズ
１２４、２１８ ハーフミラー
１４１、２２１ 撮像レンズ
１４２、２２２ 撮像素子
１４３、２２３ 信号処理部
１４４、２２４ 撮像制御部
２０１、４０１ コマ
２０２、４０２、５３２、９３２ 貫通孔
２０２ａ、５３２ｂ、９３２ｂ 小径部
２０２ｂ、５３２ａ、９３２ａ 大径部
２１２ 反射ミラー
２１３ ズーム光学系
２１４ レンズ駆動部
２１５ レンズ制御部
３０１、５０１ ビス
５３１ カメラヘッド保持部
５３２ｃ、９３２ｃ 開口部
５３３、９３３ 穴部
９１１ ステージ載置部
９１２ 凹部
９１３ 挿通孔
９３１ カメラヘッド保持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ上に載置された標本からの光を対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、
前記ステージを載置する顕微鏡フレームと、
前記対物レンズを取付可能であるとともに、前記顕微鏡フレームに対して、該顕微鏡フレームが載置する前記ステージの表面と平行な方向であって取り付けた前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合されて前記顕微鏡フレームに取り付けられ、前記標本の像を撮像するカメラヘッドと、
を備えたことを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
ステージ上に載置された標本からの光を対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、
前記ステージを載置する顕微鏡フレームと、
前記対物レンズを取付可能であるとともに、前記顕微鏡フレームに対してスライド可能に嵌合されて前記顕微鏡フレームに取り付けられ、前記標本の像を撮像するカメラヘッドと、
を備え、
前記カメラヘッドは、
前記対物レンズからの光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系を通過した光を反射して光路を折り返す反射ミラーと、
前記反射ミラーによって折り返された前記光路上に位置し、前記反射ミラーによって反射された光を光電変換することによって前記画像データを生成する撮像部と、
を有し、
前記結像光学系と前記反射ミラーとの距離は、前記撮像部と前記反射ミラーとの距離より小さいことを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項３】
互いに異なる複数の顕微鏡フレームを備え、
該複数の顕微鏡フレームは、
前記ステージよりも上方で前記カメラヘッドを保持可能な正立フレームと、
前記ステージよりも下方で前記カメラヘッドを保持可能な倒立フレームと、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡システム。
【請求項４】
ステージ上に載置された標本からの光を対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、前記対物レンズを取付可能であり、前記ステージを載置する顕微鏡フレームに取り付けられて前記標本の像を撮像するカメラヘッドであって、
前記対物レンズを通過した光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系が結像した光を光電変換することによって前記画像データを生成する撮像部と、
前記顕微鏡フレームに着脱自在に取り付けられ、前記顕微鏡フレームに取り付けられた状態で前記ステージの表面と平行な方向であって前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライドするフレーム取付部と、
を備えたことを特徴とするカメラヘッド。
【請求項５】
前記対物レンズからの光を反射して光路を折り返す反射ミラーを備え、
前記撮像部は、前記反射ミラーによって折り返された光路上に位置することを特徴とする請求項４に記載のカメラヘッド。
【請求項６】
前記反射ミラーと前記撮像部との間の前記光路上に、焦点距離を変更可能なズーム光学系を備えたことを特徴とする請求項５に記載のカメラヘッド。
【請求項７】
前記標本へ照射する光を発生する光源と、
前記光源と前記対物レンズとの間に設けられ、前記光源が発した光を、前記対物レンズを介して前記標本へ照射する照明光学系と、
を備えたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のカメラヘッド。
【請求項８】
ステージ上に載置された標本からの光を前記対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、対物レンズを保持可能であり、前記ステージを載置する顕微鏡フレームに取り付けられて前記標本の像を撮像するカメラヘッドであって、
前記対物レンズからの光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系を通過した光を反射して光路を折り返す反射ミラーと、
前記反射ミラーによって折り返された前記光路上に位置し、前記反射ミラーによって反射された光を集光して電気信号に変換することによって前記画像データを生成する撮像部と、
前記顕微鏡フレームに着脱自在に取り付けられるフレーム取付部と、
を備え、
前記結像光学系と前記反射ミラーとの距離は、前記撮像部と前記反射ミラーとの距離より小さいことを特徴とするカメラヘッド。
【請求項９】
前記フレーム取付部は、
前記顕微鏡フレームに取り付けられた状態で前記ステージの表面と平行な方向であって前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライドすることを特徴とする請求項８に記載のカメラヘッド。
【請求項１０】
当該カメラヘッドの側面に設けられ、該側面と直交する軸を中心として回転可能であり、人間が視覚的または触覚的に認識可能なシンボル情報が表面に記載されたシンボル情報記載部材を有することを特徴とする請求項４〜９のいずれか一項に記載のカメラヘッド。
【請求項１１】
ステージ上に載置された標本からの光を前記対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、前記対物レンズが取り付けられ、前記標本の像を撮像するカメラヘッドを取り付け可能な顕微鏡フレームであって、
前記ステージの表面と直交する方向に移動可能なアームと、
前記アームに設けられて前記カメラヘッドを保持するカメラヘッド保持部と、
を備え、
前記カメラヘッド保持部は、
前記カメラヘッドを、前記ステージの表面と平行な方向であって前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合することを特徴とする顕微鏡フレーム。
【請求項１２】
前記カメラヘッド保持部は、
前記ステージよりも上方に位置し、前記カメラヘッドを載置した状態で嵌合することを特徴とする請求項１１に記載の顕微鏡フレーム。
【請求項１３】
前記カメラヘッドを収容可能な略直方体形状をなし、一方の側面から該側面と向かい合う他方の側面へ貫通するスリーブ状のベースを有し、
前記カメラヘッド保持部は、前記ステージよりも下方に位置し、前記ベースを貫通する内部領域で前記カメラヘッドを吊り下げて保持することを特徴とする請求項１１に記載の顕微鏡フレーム。
【請求項１４】
前記ベースは、
少なくとも前記ステージの両端部を載置する２つのステージ載置部と、
前記２つのステージ載置部の間に設けられ、該ステージ載置部の上面から窪んだ形状をなすとともに前記カメラヘッド保持部が前記カメラヘッドを保持した状態で該カメラヘッドの一部が上方へ突出可能な開口が形成された凹部と、
を有することを特徴とする請求項１３に記載の顕微鏡フレーム。
【請求項１】
ステージ上に載置された標本からの光を対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、
前記ステージを載置する顕微鏡フレームと、
前記対物レンズを取付可能であるとともに、前記顕微鏡フレームに対して、該顕微鏡フレームが載置する前記ステージの表面と平行な方向であって取り付けた前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合されて前記顕微鏡フレームに取り付けられ、前記標本の像を撮像するカメラヘッドと、
を備えたことを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
ステージ上に載置された標本からの光を対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、
前記ステージを載置する顕微鏡フレームと、
前記対物レンズを取付可能であるとともに、前記顕微鏡フレームに対してスライド可能に嵌合されて前記顕微鏡フレームに取り付けられ、前記標本の像を撮像するカメラヘッドと、
を備え、
前記カメラヘッドは、
前記対物レンズからの光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系を通過した光を反射して光路を折り返す反射ミラーと、
前記反射ミラーによって折り返された前記光路上に位置し、前記反射ミラーによって反射された光を光電変換することによって前記画像データを生成する撮像部と、
を有し、
前記結像光学系と前記反射ミラーとの距離は、前記撮像部と前記反射ミラーとの距離より小さいことを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項３】
互いに異なる複数の顕微鏡フレームを備え、
該複数の顕微鏡フレームは、
前記ステージよりも上方で前記カメラヘッドを保持可能な正立フレームと、
前記ステージよりも下方で前記カメラヘッドを保持可能な倒立フレームと、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡システム。
【請求項４】
ステージ上に載置された標本からの光を対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、前記対物レンズを取付可能であり、前記ステージを載置する顕微鏡フレームに取り付けられて前記標本の像を撮像するカメラヘッドであって、
前記対物レンズを通過した光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系が結像した光を光電変換することによって前記画像データを生成する撮像部と、
前記顕微鏡フレームに着脱自在に取り付けられ、前記顕微鏡フレームに取り付けられた状態で前記ステージの表面と平行な方向であって前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライドするフレーム取付部と、
を備えたことを特徴とするカメラヘッド。
【請求項５】
前記対物レンズからの光を反射して光路を折り返す反射ミラーを備え、
前記撮像部は、前記反射ミラーによって折り返された光路上に位置することを特徴とする請求項４に記載のカメラヘッド。
【請求項６】
前記反射ミラーと前記撮像部との間の前記光路上に、焦点距離を変更可能なズーム光学系を備えたことを特徴とする請求項５に記載のカメラヘッド。
【請求項７】
前記標本へ照射する光を発生する光源と、
前記光源と前記対物レンズとの間に設けられ、前記光源が発した光を、前記対物レンズを介して前記標本へ照射する照明光学系と、
を備えたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のカメラヘッド。
【請求項８】
ステージ上に載置された標本からの光を前記対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、対物レンズを保持可能であり、前記ステージを載置する顕微鏡フレームに取り付けられて前記標本の像を撮像するカメラヘッドであって、
前記対物レンズからの光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系を通過した光を反射して光路を折り返す反射ミラーと、
前記反射ミラーによって折り返された前記光路上に位置し、前記反射ミラーによって反射された光を集光して電気信号に変換することによって前記画像データを生成する撮像部と、
前記顕微鏡フレームに着脱自在に取り付けられるフレーム取付部と、
を備え、
前記結像光学系と前記反射ミラーとの距離は、前記撮像部と前記反射ミラーとの距離より小さいことを特徴とするカメラヘッド。
【請求項９】
前記フレーム取付部は、
前記顕微鏡フレームに取り付けられた状態で前記ステージの表面と平行な方向であって前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライドすることを特徴とする請求項８に記載のカメラヘッド。
【請求項１０】
当該カメラヘッドの側面に設けられ、該側面と直交する軸を中心として回転可能であり、人間が視覚的または触覚的に認識可能なシンボル情報が表面に記載されたシンボル情報記載部材を有することを特徴とする請求項４〜９のいずれか一項に記載のカメラヘッド。
【請求項１１】
ステージ上に載置された標本からの光を前記対物レンズによって集光し、この集光した光をもとに前記標本の像を撮像することによって観察用の画像データを生成する顕微鏡システムにおいて、前記対物レンズが取り付けられ、前記標本の像を撮像するカメラヘッドを取り付け可能な顕微鏡フレームであって、
前記ステージの表面と直交する方向に移動可能なアームと、
前記アームに設けられて前記カメラヘッドを保持するカメラヘッド保持部と、
を備え、
前記カメラヘッド保持部は、
前記カメラヘッドを、前記ステージの表面と平行な方向であって前記対物レンズの光軸と直交する方向にスライド可能に嵌合することを特徴とする顕微鏡フレーム。
【請求項１２】
前記カメラヘッド保持部は、
前記ステージよりも上方に位置し、前記カメラヘッドを載置した状態で嵌合することを特徴とする請求項１１に記載の顕微鏡フレーム。
【請求項１３】
前記カメラヘッドを収容可能な略直方体形状をなし、一方の側面から該側面と向かい合う他方の側面へ貫通するスリーブ状のベースを有し、
前記カメラヘッド保持部は、前記ステージよりも下方に位置し、前記ベースを貫通する内部領域で前記カメラヘッドを吊り下げて保持することを特徴とする請求項１１に記載の顕微鏡フレーム。
【請求項１４】
前記ベースは、
少なくとも前記ステージの両端部を載置する２つのステージ載置部と、
前記２つのステージ載置部の間に設けられ、該ステージ載置部の上面から窪んだ形状をなすとともに前記カメラヘッド保持部が前記カメラヘッドを保持した状態で該カメラヘッドの一部が上方へ突出可能な開口が形成された凹部と、
を有することを特徴とする請求項１３に記載の顕微鏡フレーム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−７３０００（Ｐ２０１３−７３０００Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１６３５（Ｐ２０１１−２１１６３５）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]