光源装置、光源ユニットおよび顕微鏡システム
【課題】複数の励起波長を用いて標本の同時観察が可能であるとともに、励起波長に対する拡張性に優れた光源装置、光源ユニットおよび顕微鏡システムを提供すること。
【解決手段】互いに異なる波長の光をそれぞれ出射する光源装置２０，３０，４０を有し、標本Ｓを観察する顕微鏡１ａと接続して、顕微鏡１ａに異なる波長の光を供給する光源ユニット１ｂであって、光源装置２０，３０，４０は、所定波長の光を発光する光源と、光源の光軸と交差し、該光軸に対して傾斜して設けられ、所定波長の光を反射または透過するダイクロイックミラーと、顕微鏡および／または他の光源装置と連結する連結手段と、を備え、各光源装置２０，３０，４０は、出射光の波長の大小関係に応じた順で連結され、連結状態において各出射光の経路の一部が一致する。
【解決手段】互いに異なる波長の光をそれぞれ出射する光源装置２０，３０，４０を有し、標本Ｓを観察する顕微鏡１ａと接続して、顕微鏡１ａに異なる波長の光を供給する光源ユニット１ｂであって、光源装置２０，３０，４０は、所定波長の光を発光する光源と、光源の光軸と交差し、該光軸に対して傾斜して設けられ、所定波長の光を反射または透過するダイクロイックミラーと、顕微鏡および／または他の光源装置と連結する連結手段と、を備え、各光源装置２０，３０，４０は、出射光の波長の大小関係に応じた順で連結され、連結状態において各出射光の経路の一部が一致する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、蛍光色素にて特異的に標本を染色して観察する顕微鏡に用いられる光源装置、光源ユニットおよび顕微鏡システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蛍光色素にて特異的に標本を染色して観察する顕微鏡において、光源には高輝度の高圧水銀ランプ等が用いられている。また、近年、これに代わる光源として、高輝度ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が開発され、長寿命化、高速応答性など、高圧水銀ランプ等より優れた特性を有し、顕微鏡の光源として使用され始めている。
【０００３】
一方、蛍光色素は、観察部位の区分けなどを目的として紫外から赤外に至るまでの広帯域で、複数種用いられる。複数種の励起波長を用いる際、上述した高輝度ＬＥＤを使用する場合には、使用する励起波長に応じた光を発するＬＥＤを用意する必要がある。
【０００４】
ここで、ＬＥＤを用いた光源装置として、ＬＥＤ光源とダイクロイックミラーとで構成されるフィルターキューブが回転可能なプレート上に複数設けられた顕微鏡が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。フィルターキューブは、使用する励起波長に応じて複数配置することができ、プレートを回転させて所望の励起波長のＬＥＤを選択して蛍光観察を可能にする。
【０００５】
ところで、顕微鏡での観察において、観察部位が複数存在する場合、複数の蛍光色素を観察することとなる。この場合には、複数の蛍光色素を同時に観察すれば、効率よく観察を行うことができる。しかしながら、特許文献１に示す顕微鏡では、プレートを回転させて所望の励起波長のフィルターキューブを選択する構成であるため、複数の蛍光色素を同時に観察することができなかった。
【０００６】
これに対して、複数の蛍光色素を同時に観察可能な技術として、波長選択フィルターを用いて、複数のＬＥＤからの光を合成する波長合成器を有する顕微鏡が開示されている（例えば、特許文献２を参照）。これにより、複数の励起波長を標本に照射して、異なる蛍光色素の光を同時に観察することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７５０２１６４号明細書
【特許文献２】特開２００５−３４５７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２が開示する顕微鏡は、波長合成器に取り付け可能な数の励起波長を合成することしかできない。このため、合成する波長の上限が限られてしまい、励起波長に対する拡張性が低いという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、複数の励起波長を用いて標本の同時観察が可能であるとともに、励起波長に対する拡張性に優れた光源装置、光源ユニットおよび顕微鏡システ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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光源ユニットは、互いに異なる波長の光をそれぞれ出射する複数の光源装置を有し、標本を観察する顕微鏡と接続して、該顕微鏡に前記異なる波長の光を供給する光源ユニットであって、前記光源装置は、所定波長の光を発光する光源と、前記光源の光軸と交差し、該光軸に対して傾斜して設けられ、所定波長の光を反射または透過するダイクロイックミラーと、前記顕微鏡および／または他の光源装置と連結する連結手段と、を備え、前記複数の光源装置は、出射光の波長の大小関係に応じた順で連結され、連結状態において各出射光の経路の一部が一致することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記光源装置は、前記複数の光源装置のうちの他の光源装置と間違った順序で連結されるのを防止する誤装着防止手段を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記誤装着防止手段は、前記他の光源装置と連結する側面で突出するピンと、前記ピンに対向する側面に設けられ、前記他の光源装置との連結順が正しい場合のみ当該他の光源装置が有するピンを収容可能なピン溝と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記誤装着防止手段は、各光源装置の表面に記載され、前記出射光の波長の大小関係に対応する数字であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記複数の光源装置は、前記顕微鏡に近接する側から波長の小さい順で接続され、前記ダイクロイックミラーは、所定長以下の光を反射するとともに、前記所定長よりも長い波長の光を透過することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記複数の光源装置は、前記顕微鏡に近接する側から波長の大きい順で接続され、前記ダイクロイックミラーは、所定長以下の光を透過するとともに、前記所定長よりも長い波長の光を反射することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記連結手段は、前記光軸に垂直な方向であって前記ダイクロイックミラーと交差する軸に沿って突出するとともに、該軸を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部と、前記軸に沿って前記凸部と異なる側に設けられ、該軸を中心軸とする円筒状をなす凹部と、を有し、前記凸部は、他の光源装置の凹部と嵌合することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記連結手段は、前記光軸に沿って突出するとともに、該光軸を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部と、前記光軸に垂直な方向であって前記ダイクロイックミラーと交差する軸に沿って設けられ、該軸を中心軸とする円筒状をなす凹部と、を有し、前記凸部は、他の光源装置の凹部と嵌合することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかる顕微鏡システムは、上記の発明にかかる光源ユニットと、前記光源ユニットと接続して標本を観察する顕微鏡と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明にかかる顕微鏡システムは、上記の発明において、前記光源ユニットは、前記顕微鏡と電気的に接続可能な複数の光源側接続部を有し、前記顕微鏡は、前記光源側接続部に対応して設けられる顕微鏡側接続部を複数有し、複数の前記顕微鏡側接続部のうち、一対の顕微鏡側接続部が短絡していることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明にかかる顕微鏡システムは、上記の発明において、前記顕微鏡は、複数の蛍光色素にて特異的に染色されている標本を観察する蛍光顕微鏡であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明にかかる光源装置は、標本を観察する顕微鏡に接続され、該顕微鏡に所定波長の光を供給し、少なくとも前記顕微鏡と連結可能な光源装置であって、所定波長の光を発光する光源と、前記光源の光軸と交差し、該光軸に対して傾斜して設けられ、所定波長の光を反射または透過するダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーの光の透過または反射による光の進行経路に沿って前記顕微鏡および／または他の光源装置と連結する連結手段と、前記連結手段において前記顕微鏡または他の光源装置と間違って連結されるのを防止する誤装着防止手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかる光源装置、光源ユニットおよび顕微鏡システムは、顕微鏡に対して１または複数の光源を接続して１または複数の波長の光を供給するとともに、使用する波長の光の数に応じた光源を顕微鏡に接続するようにしたので、複数の蛍光色素の観察が可能であるとともに、励起波長に対して拡張性に優れた構成を実現するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの全体構成を模式的に示す分解図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの顕微鏡の構成を模式的に示す側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの光源装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの光源装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの光源装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの光源装置の、各励起波長に対するＬＥＤの出力およびダイクロイックミラーの透過率を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡システムの要部の構成を説明する側面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡システムの要部の構成を説明する外観図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡システムの光源装置の、各励起波長に対するＬＥＤの出力およびダイクロイックミラーの透過率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下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、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１にかかる顕微鏡システムについて、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態１にかかる顕微鏡システムの全体構成を示す模式図である。図２は、本実施の形態１にかかる顕微鏡システムの全体構成を模式的に示す分解図である。
【００２６】
図１，２に示すように、顕微鏡システム１は、蛍光色素にて特異的に標本Ｓを染色して観察する顕微鏡１ａと、顕微鏡１ａに入射する光の光源であって、１または複数の励起波長を含む光を出射する光源ユニット１ｂと、光源ユニット１ｂに電源を供給する光源用の電源ユニット１ｃとで構成される。
【００２７】
図３は、顕微鏡１ａの構成を模式的に示す側面図である。顕微鏡１ａは、観察対象の標本Ｓが載置されるステージ１０と、側面視略コの字状を有し、ステージ１０を支持するとともに、標本Ｓを拡大観察するための対物レンズ１１を保持する顕微鏡本体１２と、顕微鏡本体１２の上部後方（図１の右方）に配設され、光源ユニット１ｂから１または複数の励起波長の光を含む照射光が入射される光源接続部１３と、光源接続部１３から入射された光を標本Ｓに照射する落射投光部１４と、顕微鏡本体１２の上部に載置された鏡筒１５と、鏡筒１５に取り付けられ、標本Ｓの標本像を目視観察するための双眼部１６と、光源接続部１３の下方に設けられて光源接続部１３と同一方向に刳り抜かれ、内部で電力線の他方の端部と接続する顕微鏡側接続部としての凹コネクタ群１８と、光源接続部１３と凹コネクタ群１８と間に設けられて光源接続部１３と同一方向に刳り抜かれたピン溝１９と、を備える。
【００２８】
光源接続部１３は、中空円筒状をなし、光源ユニット１ｂと接続する。また、光源接続部１３は、顕微鏡本体１２の光源接続部１３の近傍に固定されたメネジ１３ａと、先端が略錘状の棒状をなし、メネジ１３ａに螺合可能であり、略錘状をなす先端で光源ユニット１ｂとの接続部分を固定する固定ネジ１３ｂを有する。光源接続部１３に入射した光は、連通孔１７を通過して落射投光部１４に進入する。
【００２９】
落射投光部１４は、リレーレンズである瞳投影レンズ１４ａと、対物レンズ１１の上方に設けられ、瞳投影レンズ１４ａを介して入射した励起光を反射するとともに、標本Ｓから反射した蛍光を透過するダイクロイックミラー１４ｂと、ダイクロイックミラー１４ｂを保持し、直動ガイド１４ｃによって紙面に垂直な方向に移動可能な波長選択フィルター１４ｄと、を有する。また、ダイクロイックミラー１４ｂは、観察対象の蛍光に応じて紙面に垂直な方向に複数並設される。瞳投影レンズ１４ａおよびダイクロイックミラー１４ｂのそれぞれの中心は、光源接続部１３の円筒高さ方向の中心軸Ａ１を通過するように配置されている。顕微鏡１ａは、観察する蛍光波長に応じて、直動ガイド１４ｃを駆動して波長選択フィルター１４ｄを移動させることによって、複数の波長の蛍光をそれぞれ観察することができる。
【００３０】
鏡筒１５は、入射した観察光の光路を切り換えて双眼部１６へと導く。標本Ｓの標本像は、鏡筒１５の内部で双眼部１６内に導入され、接眼レンズを介して検鏡者に目視観察される。あるいは、鏡筒１５に接続されるテレビカメラ等によって撮像される。
【００３１】
凹コネクタ群１８は、光源接続部１３と同一方向に刳り抜かれた複数の凹コネクタ１８ａ〜１８ｅを有する。ここで、凹コネクタ１８ｄと凹コネクタ１８ｅとは、短絡されている。また、ピン溝１９は、光源接続部１３の形成面であって、光源接続部１３と凹コネクタ群１８との間に、中心軸Ａ１と同一方向に刳り抜かれて形成される。
【００３２】
光源ユニット１ｂは、１または複数（本実施の形態１では３つ）の光源装置２０，３０，４０から構成される。光源装置２０，３０，４０は、異なる励起波長の光を出射するＬＥＤ光源２１，３１，４１をそれぞれ有する。光源装置２０，３０，４０は、顕微鏡１ａと接続する側から光源装置２０、光源装置３０、光源装置４０の順で連結される。このとき、ＬＥＤ光源２１，３１，４１がそれぞれ出射する光の波長（励起波長）は、ＬＥＤ光源２１、ＬＥＤ光源３１、ＬＥＤ光源４１の順で大きくなる。また、顕微鏡１ａから最も離れた光源装置４０には、遮光部材からなるキャップ５０が取り付けられ、外部からの光の進入を防止している。
【００３３】
図４は、光源装置２０の構成を模式的に示す側面図である。図４に示す光源装置２０は、例えば波長３６０ｎｍの紫外光を発光するＬＥＤ光源２１と、ＬＥＤ光源２１の光軸である軸Ａ２と交差し、軸Ａ２に対して傾斜して設けられ、ＬＥＤ光源２１から出射されてコリメートレンズ２２によって調整された軸Ａ２に沿って進入する光を反射して、光路を軸Ａ２に垂直な軸Ａ３に切り替えるとともに、波長が３６０ｎｍよりも長い波長の光を透過するダイクロイックミラー２３と、軸Ａ３に沿って突出するとともに、軸Ａ３を中心軸とする中空円筒状をなす凸部２４（連結手段）と、軸Ａ３に沿って凸部２４と異なる側に設けられ、軸Ａ３を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凹部２５（連結手段）と、凸部２４の下方に設けられて凸部２４と同一方向に突出し、内部で電力線の一方の端部と接続する光源側接続部としての凸コネクタ群２６と、凹部２５の下方に設けられて凹部２５と同一方向に刳り抜かれ、内部で電力線の他方の端部と接続する凹コネクタ群２７と、凸部２４と凸コネクタ群２６と間に設けられて凸部２４と同一方向に突出するピン２８（誤装着防止手段）と、凹部２５と凹コネクタ群２７と間に設けられて凹部２５と同一方向に刳り抜かれたピン溝２９（誤装着防止手段）と、を有する。なお、凸部２４、凸コネクタ群２６およびピン２８は、同じ側面に設けられる。また、凹部２５、凹コネクタ群２７およびピン溝２９は、軸Ａ２に沿って設けられる。ここで、軸Ａ２，Ａ３は、ダイクロイックミラー２３の凸部２４側の表面における中心を通過している。
【００３４】
凸部２４は、外周側面において軸Ａ２に略垂直な方向に切り欠かれた切欠き部２４ａを有する。切欠き部２４ａは、軸Ａ２に垂直な方向に対して外部側から内部側に向けて縮径している。また、凹部２５は、中空円筒状の軸を凹部２５の内部空間に向けて固定したメネジ２５ａと、先端が略錘状の棒状をなし、メネジ２５ａに螺合可能であり、略錘状をなす先端で他の光源装置の凸部との接続部分を固定する固定ネジ２５ｂとを有する。ここで、軸Ａ３方向において、凸部２４の基端部（端面Ｓ１）から切欠き部２４ａの最深部の位置までの距離ｄ１は、凹部２５の基端部（端面Ｓ２）から固定ネジ２５ｂの長手方向の中心軸までの距離ｄ２より若干小さくなっているが、同等程度でもよく、距離ｄ２と距離ｄ１との差は、大きくても切欠き部２４ａの開口径より小さい。
【００３５】
凸コネクタ群２６は、軸Ａ３と同一方向に突出した複数の凸コネクタ２６ａ〜２６ｅを有する。凸コネクタ２６ａ〜２６ｅは、それぞれ電力線の一方の端部に接続されている。また、凹コネクタ群２７は、凹部２５と同一方向に刳り抜かれた複数の凹コネクタ２７ａ〜２７ｅを有する。凹コネクタ２７ａ〜２７ｅは、それぞれ電力線の他方の端部に接続されている。ここで、ＬＥＤ光源２１は、凸コネクタ２６ａと凹コネクタ２７ａとを繋ぐ電力線、および凸コネクタ２６ｄと凹コネクタ２７ｄとを繋ぐ電力線にそれぞれ接続されている。なお、電力線は、軸Ａ３と平行に延びている。
【００３６】
ピン２８は、凸部２４と同じ側の面から軸Ａ３に沿って突出して形成される。ピン溝２９は、凹部２５の同じ側の面から軸Ａ３に沿って刳り抜かれて形成されている。また、ピン溝２９の深さは、上述したピン溝１９と深さと同一である。
【００３７】
図５は、光源装置３０の構成を模式的に示す側面図である。図５に示す光源装置３０は、例えば波長４７０ｎｍの青色光を発光するＬＥＤ光源３１と、ＬＥＤ光源３１の光軸である軸Ａ４と交差し、軸Ａ４に対して傾斜して設けられ、ＬＥＤ光源３１から出射されてコリメートレンズ３２によって調整された軸Ａ４に沿って進入する光を反射して、光路を軸Ａ４に垂直な軸Ａ５に切り替えるとともに、波長が４７０ｎｍよりも長い波長の光を透過するダイクロイックミラー３３と、軸Ａ５に沿って突出するとともに、軸Ａ５を中心軸とする中空円筒状をなす凸部３４（連結手段）と、軸Ａ５に沿って凸部３４と異なる側に設けられ、軸Ａ５を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凹部３５（連結手段）と、凸部３４の下方に設けられて凸部３４と同一方向に突出し、内部で電力線の一方の端部と接続する凸コネクタ群３６と、凹部３５の下方に設けられて凹部３５と同一方向に刳り抜かれ、内部で電力線の他方の端部と接続する凹コネクタ群３７と、凸部３４と凸コネクタ群３６と間に設けられて凸部３４と同一方向に突出するピン３８（誤装着防止手段）と、凹部３５と凹コネクタ群３７と間に設けられて凹部３５と同一方向に刳り抜かれたピン溝３９（誤装着防止手段）と、を有する。なお、軸Ａ４，Ａ５は、ダイクロイックミラー３３の凸部３４側の表面における中心を通過している。
【００３８】
凸部３４は、外周側面において軸Ａ４に略垂直な方向に切り欠かれた切欠き部３４ａを有する。切欠き部３４ａは、切欠き部２４ａと同様に、軸Ａ４に垂直な方向に対して外部側から内部側に向けて縮径している。また、凹部３５は、中空円筒状の軸を凹部３５の内部空間に向けて固定したメネジ３５ａと、先端が略錘状の棒状をなし、メネジ３５ａに螺合可能であり、略錘状をなす先端で他の光源装置の凸部との接続部分を固定する固定ネジ３５ｂとを有する。上述した切欠き部３４ａは、上述した距離ｄ１離れた位置に設けられる。また、固定ネジ３５ｂは、上述した距離ｄ２離れた位置に固定ネジ３５ｂの中心軸が位置するように設けられる。
【００３９】
凸コネクタ群３６は、上述した凸コネクタ群２６と同様、軸Ａ５と同一方向に突出した複数の凸コネクタ３６ａ〜３６ｅを有する。凸コネクタ３６ａ〜３６ｅは、それぞれ電力線の一方の端部に接続されている。また、凹コネクタ群３７は、上述した凹コネクタ群２７と同様、凹部３５と同一方向に刳り抜かれた複数の凹コネクタ３７ａ〜３７ｅを有する。凹コネクタ３７ａ〜３７ｅは、それぞれ電力線の他方の端部に接続されている。ここで、ＬＥＤ光源３１は、凸コネクタ３６ｂと凹コネクタ３７ｂとを繋ぐ電力線、および凸コネクタ３６ｄと凹コネクタ３７ｄとを繋ぐ電力線にそれぞれ接続されている。なお、電力線は、軸Ａ５と平行に延びている。
【００４０】
ピン３８は、凸部３４と同じ側の面から軸Ａ５に沿って突出して形成される。また、ピン３８は、上述したピン２８と同一形状をなして突出している。ピン溝３９は、凹部３５の同じ側の面から軸Ａ５に沿って刳り抜かれて形成される。また、ピン溝３９の深さは、上述したピン溝１９と深さと同一である。
【００４１】
図６は、光源装置４０の構成を模式的に示す側面図である。図６に示す光源装置４０は、例えば波長５４０ｎｍの緑色光を発光するＬＥＤ光源４１と、ＬＥＤ光源４１の光軸である軸Ａ６と交差し、軸Ａ６に対して傾斜して設けられ、ＬＥＤ光源４１から出射されてコリメートレンズ４２によって調整された軸Ａ６に沿って進入する光を反射して、光路を軸Ａ６に垂直な軸Ａ７に切り替えるとともに、波長が５４０ｎｍよりも長い波長の光を透過するダイクロイックミラー４３と、軸Ａ７に沿って突出するとともに、軸Ａ７を中心軸とする中空円筒状をなす凸部４４（連結手段）と、軸Ａ７に沿って凸部４４と異なる側に設けられ、軸Ａ７を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凹部４５（連結手段）と、凸部４４の下方に設けられて凸部４４と同一方向に突出し、内部で電力線の一方の端部と接続する凸コネクタ群４６と、凹部４５の下方に設けられて凹部４５と同一方向に刳り抜かれ、内部で電力線の他方の端部と接続する凹コネクタ群４７と、凸部４４と凸コネクタ群４６と間に設けられて凸部４４と同一方向に突出するピン４８（誤装着防止手段）と、凹部４５と凹コネクタ群４７と間に設けられて凹部４５と同一方向に刳り抜かれたピン溝４９（誤装着防止手段）と、を有する。なお、軸Ａ６，Ａ７は、ダイクロイックミラー４３の凸部４４側の表面における中心を通過している。
【００４２】
凸部４４は、外周側面において軸Ａ６に略垂直な方向に切り欠かれた切欠き部４４ａを有する。切欠き部４４ａは、切欠き部２４ａと同様に、軸Ａ４に垂直な方向に対して外部側から内部側に向けて縮径している。また、凹部４５は、中空円筒状の軸を凹部４５の内部空間に向けて固定したメネジ４５ａと、先端が略錘状の棒状をなし、メネジ４５ａに螺合可能であり、略錘状をなす先端で他の光源装置の凸部との接続部分を固定する固定ネジ４５ｂとを有する。上述した切欠き部４４ａは、上述した距離ｄ１離れた位置に設けられる。また、固定ネジ４５ｂは、上述した距離ｄ２離れた位置に固定ネジ４５ｂの中心軸が位置するように設けられる。
【００４３】
凸コネクタ群４６は、上述した凸コネクタ群２６と同様、軸Ａ７と同一方向に突出した複数の凸コネクタ４６ａ〜４６ｅを有する。凸コネクタ４６ａ〜４６ｅは、それぞれ電力線の一方の端部に接続されている。また、凹コネクタ群４７は、上述した凹コネクタ群２７と同様、凹部４５と同一方向に刳り抜かれた複数の凹コネクタ４７ａ〜４７ｅを有する。凹コネクタ４７ａ〜４７ｅは、それぞれ電力線の他方の端部に接続されている。ここで、ＬＥＤ光源４１は、凸コネクタ４６ｃと凹コネクタ４７ｃとを繋ぐ電力線、および凸コネクタ４６ｄと凹コネクタ４７ｄとを繋ぐ電力線にそれぞれ接続されている。なお、電力線は、軸Ａ７と平行に延びている。
【００４４】
ピン４８は、凸部４４と同じ側の面から軸Ａ７に沿って突出して形成される。また、ピン４８は、上述したピン２８と同一形状をなして突出している。ピン溝４９は、凹部４５の同じ側の面から軸Ａ７に沿って刳り抜かれて形成される。また、ピン溝４９の深さは、上述したピン溝１９と深さと同一である。
【００４５】
ここで、各光源装置２０〜４０の凸部の突出方向に垂直な方向の断面における外径および凹部の中空円筒における内径は、切欠き部および固定ネジによる突出部分を除き、略同一である。
【００４６】
次に、上述した顕微鏡１ａのピン溝１９および光源装置２０，３０，４０のピン２８，３８，４８およびピン溝２９，３９，４９の配設位置（距離）の関係について説明する。ここで、顕微鏡１ａにおいて、ピン溝１９の上端と、中心軸Ａ１（光源接続部１３の中心軸）との距離をＤ０とする。また、ピン溝１９の下端と、中心軸Ａ１との距離をＤ１とする。
【００４７】
また、光源装置２０において、図４に示すように、ピン２８の下端と、軸Ａ３（凸部２４の中心軸）との距離をＤ２とする。また、ピン溝２９の上端と、軸Ａ３（凹部２５の中心軸）との距離をＤ３とし、ピン溝２９の下端と、軸Ａ３との距離をＤ１とする。
【００４８】
光源装置３０において、同様に、図５に示すように、ピン３８の下端と、軸Ａ５（凸部３４の中心軸）との距離をＤ４とする。また、ピン溝３９の上端と、軸Ａ５（凹部３５の中心軸）との距離をＤ５とし、ピン溝３９の下端と、軸Ａ５との距離をＤ１とする。
【００４９】
光源装置４０において、同様に、図６に示すように、ピン４８の下端と、軸Ａ７（凸部３４の中心軸）との距離をＤ６とする。また、ピン溝４９の上端と、軸Ａ７（凹部４５の中心軸）との距離をＤ７とし、ピン溝４９の下端と、軸Ａ７との距離をＤ１とする。
【００５０】
上述した距離Ｄ０〜Ｄ７の大きさの関係は、Ｄ０＜Ｄ３≦Ｄ２＜Ｄ５≦Ｄ４＜Ｄ７≦Ｄ６＜Ｄ１である。なお、距離Ｄ３および距離Ｄ４の差（Ｄ４−Ｄ３）は、ピンの軸Ａ２方向の長さ以上あればよい。同様に、距離Ｄ５および距離Ｄ６の差（Ｄ６−Ｄ５）は、ピンの軸Ａ４方向の長さ以上あればよい。上述した関係により、各ピン溝１９，２９，３９，４９は、それぞれ正しい連結順である光源装置のピンのみを収容する。また、ピン溝１９は、本実施の形態１にかかるピン２８，３８，４８のいずれも収容することが可能である。
【００５１】
以上の構成を有する光源装置２０，３０，４０を接続する際、光源装置３０の凸部３４が光源装置２０の凹部２５と嵌合し、光源装置４０の凸部４４が光源装置３０の凹部３５と嵌合する。このとき、凸部３４における切欠き部３４ａは、凹部２５の固定ネジ２５ｂによって係止される。また、凸部４４における切欠き部４４ａは、凹部３５の固定ネジ３５ｂによって係止される。接続された状態においては、各光源装置２０〜４０の軸Ａ３，Ａ５，Ａ７が直線状をなし、各ＬＥＤ光源２１，３１，４１から出射された出射光の経路が一致する。
【００５２】
この際、光源装置３０のピン３８は、光源装置２０のピン溝２９内に収容され、光源装置４０のピン４８は、光源装置３０のピン溝３９内に収容される。なお、光源装置３０を用いない場合は、光源装置２０の凹部２５に対して光源装置４０の凸部４４が接続される。
【００５３】
上述した光源装置の接続順により、各ＬＥＤ光源から出射された光に対してダイクロイックミラーによって、所定波長の反射および透過を行い、顕微鏡１ａに合成された光を進入させることができる。このとき、上述したピンおよびピン溝は、誤装着を防止する手段として機能するほか、円筒状の凸部と凹部とにおける各光源装置の軸Ａ３，Ａ５，Ａ７まわりの回転を防止する手段として機能する。なお、溝を十字やドーナツ状（円環状）にすることで、回転方向の自由度を上げることもできる。
【００５４】
図７は、ＬＥＤ光源２１，３１，４１からそれぞれ出射された各励起波長に対する光の出力およびダイクロイックミラー２３，３３の透過率（％）を示すグラフである。ＬＥＤ光源２１，３１，４１からそれぞれ出射された光の出力において、曲線Ｌａ１はＬＥＤ光源２１から出射された光の出力を示し、曲線Ｌａ２はＬＥＤ光源３１から出射された光の出力を示し、曲線Ｌａ３はＬＥＤ光源４１から出射された光の出力を示している。また、ダイクロイックミラー２３，３３の透過率において、各波長に対する曲線Ｌｂ１は各波長に対するダイクロイックミラー２３の透過率を示し、曲線Ｌｂ２は各波長に対するダイクロイックミラー３３の透過率を示している。
【００５５】
図７に示すグラフからも分かるように、ダイクロイックミラー２３は、ＬＥＤ光源２１から出射された光を反射し、ＬＥＤ光源３１，４１から出射された光を透過する。また、ダイクロイックミラー３３は、ＬＥＤ光源３１から出射された光を反射し、ＬＥＤ光源４１から出射された光を透過する。これにより、上述した各光源装置の接続順によって、各ＬＥＤ光源２１，３１，４１から出射された光を選択的に反射および透過して合成し、この合成された光を顕微鏡１ａに進入させることができる。
【００５６】
電源ユニット１ｃは、電源を供給する電源供給部６０と、電源供給部６０とコネクタによって接続され、複数の凸コネクタ６１ａ〜６１ｄによって光源ユニット１ｂと接続する凸コネクタ群６１とを有する。凸コネクタ群６１は、光源ユニット１ｂの最後段に接続される光源装置の凹コネクタ群（本実施の形態１では、凹コネクタ群４７）に接続して、光源ユニット１ｂへの電源の供給を行う。
【００５７】
このとき、凸コネクタ群６１において、凸コネクタ６１ａは凹コネクタ４７ａと接続し、凸コネクタ６１ｂは凹コネクタ４７ｂと接続し、凸コネクタ６１ｃは凹コネクタ４７ｃと接続し、凸コネクタ６１ｄは凹コネクタ４７ｅと接続する。また、光源ユニット１ｂは、光源ユニット１ｂの最前段の凸コネクタ群（本実施の形態１では、凸コネクタ群２６）と顕微鏡１ａの凹コネクタ群１８とが接続した際に、短絡されている凹コネクタ１８ｄおよび凹コネクタ１８ｅを介して電源ユニット１ｃと電気的に接続される。
【００５８】
これにより、光源ユニット１ｂにおいて、顕微鏡１ａに未接続の状態で高輝度のＬＥＤ光源が点灯することがないため、検鏡者が高輝度なＬＥＤ光源の発光面を目視することがなく、安全性に優れた光源ユニットが提供できる。
【００５９】
上述した光源ユニット１ｂを顕微鏡１ａに接続する（凸部２４と光源接続部１３とが嵌合する）と、光源ユニット１ｂにおいて直線状をなす合成光の光軸が光源接続部１３の中心軸Ａ１と一致する。これにより、所定波長を含む光源ユニット１ｂからの合成光を、瞳投影レンズ１４ａを介してダイクロイックミラー１４ｂに入射させ、標本Ｓに照射させることができる。
【００６０】
上述した本実施の形態１によれば、顕微鏡に対して複数の光源を接続して合成した光を供給するとともに、使用する光源の数に応じて顕微鏡に接続するようにしたので、複数の蛍光色素の同時観察が可能であるとともに、励起波長に対する拡張性に優れた顕微鏡システムを提供することができる。
【００６１】
また、従来の顕微鏡システムは、使用する励起波長が少ない場合、例えば励起波長が１つの場合であっても波長合成器を用いるため、不必要な波長合成器分、装置が大型化してしまうという問題があった。これに対し、本実施の形態にかかる顕微鏡システムは、必要な波長の光源装置を取り付ければよいため、使用する励起波長の数に応じた装置の小型化を図ることが可能となる。
【００６２】
なお、光源装置において、凸部、凸コネクタ群およびピン、あるいは、凹部、凹コネクタ群およびピン溝は、それぞれ軸Ａ２，Ａ４，Ａ６に沿って設けられるものとして説明したが、凸部および凹部、凸コネクタ群および凹コネクタ群、ピンおよびピン溝がそれぞれ対応した位置に設けられていれば、光軸に沿って設けられるものでなくてもよい。
【００６３】
また、本実施の形態１では、顕微鏡に対して複数の光源装置が接続されてなるものであるが、実際の光源装置は、顕微鏡の１／１０程度の大きさであるため、顕微鏡に対して光源装置を実施の形態１で示したような複数個（３個程度）接続した場合であっても、顕微鏡の重心位置が変化しない。したがって、顕微鏡に対して光源装置が複数個接続された場合であっても、顕微鏡の重心位置が変化して顕微鏡が転倒することはない。
【００６４】
ここで、本実施の形態１において、光源装置の連結順を逆にすることも可能である。この際、光源装置２０には、波長が３６０ｎｍより短い波長の光を透過するダイクロイックミラーが配設され、光源装置３０には、波長が４７０ｎｍより短い波長の光を透過するダイクロイックミラーが配設され、光源装置４０には、波長が５４０ｎｍより短い波長の光を透過するダイクロイックミラーが配設される。
【００６５】
上述した本実施の形態１において、顕微鏡は、蛍光色素にて特異的に標本Ｓを染色して観察する蛍光顕微鏡であるものとして説明したが、これに限らず、１または複数の光源を用いて標本の観察をする顕微鏡であれば適用可能である。
【００６６】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡システムの要部の構成を説明する側面図である。なお、図１等で上述したものと同じ構成要素には同じ符号を付してある。
【００６７】
図８に示す顕微鏡システム２の光源ユニット１ｄは、上述した顕微鏡１ａに接続して所定の励起波長の光を供給し、１または複数（本実施の形態１では３つ）の光源装置２０ａ，３０ａ，４０ａから構成される。光源装置２０ａ，３０ａ，４０ａは、上述した異なる励起波長の光を出射するＬＥＤ光源２１，３１，４１をそれぞれ有する。また、顕微鏡１ａから最も離れた光源装置４０ａには、遮光部材からなるキャップ５０ａが配設される。
【００６８】
光源装置２０ａは、上述したＬＥＤ光源２１と、ＬＥＤ光源２１の光軸である軸Ａ８と交差し、軸Ａ８に対して傾斜して設けられ、ＬＥＤ光源２１から出射されてコリメートレンズ２２によって調整された光を透過するとともに、波長が３６０ｎｍよりも長い波長の光を反射して軸Ａ８に直交する方向から進入した光の進行方向を軸Ａ８側に切り替えるダイクロイックミラー２３ａと、軸Ａ８に沿って突出するとともに、軸Ａ８を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部２４ｂと、凸部２４ｂの形成面と隣り合う面であって、ダイクロイックミラー２３ａが反射する光の経路を通過する面に設けられ、軸Ａ８に直交する軸（軸Ａ９）を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凹部２５ｃと、を有する。
【００６９】
光源装置３０ａは、上述したＬＥＤ光源３１と、ＬＥＤ光源３１の光軸である軸Ａ９と交差し、軸Ａ９に対して傾斜して設けられ、ＬＥＤ光源３１から出射されてコリメートレンズ３２によって調整された光を透過するとともに、波長が４７０ｎｍよりも長い波長の光を反射して軸Ａ９に直交する方向から進入した光の進行方向を軸Ａ９側に切り替えるダイクロイックミラー３３ａと、軸Ａ９に沿って突出するとともに、軸Ａ９を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部３４ｂと、凸部３４ｂの形成面と隣り合う面であって、ダイクロイックミラー３３ａが反射する光の経路を通過する面に設けられ、軸Ａ９に直交する軸（軸Ａ１０）を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凹部３５ｃと、を有する。
【００７０】
光源装置４０ａは、上述したＬＥＤ光源４１と、ＬＥＤ光源４１の光軸である軸Ａ１０と交差し、軸Ａ１０に対して傾斜して設けられ、ＬＥＤ光源４１から出射されてコリメートレンズ４２によって調整された光を透過するとともに、波長が５４０ｎｍよりも長い波長の光を反射して軸Ａ１０に直交する方向から進入した光の進行方向を軸Ａ１０側に切り替えるダイクロイックミラー４３ａと、軸Ａ１０に沿って突出するとともに、軸Ａ１０を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部４４ｂと、凸部４４ｂの形成面と隣り合う面であって、ダイクロイックミラー４３ａが反射する光の経路を通過する面に設けられ、軸Ａ１０に直交する軸を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凹部４５ｃと、を有する。なお、凹部４５ｃには、キャップ５０ａが嵌合されている。
【００７１】
上述した各光源装置２０ａ，３０ａ，４０ａを接続した際、上述した実施の形態１と同様に、凸部と凹部とがそれぞれ嵌合する。このとき、光源ユニット１ｄでは、接続対象の光源装置間で、凸部の形成面が互いに直交するように配設される。これにより、図１に示すような接続構成の光源ユニットと比して、顕微鏡と光源ユニットとの接続方向における光源ユニットの伸長方向を抑制することができる。なお、上述した実施の形態１のように、各凸部が切欠き部を有し、各凹部が固定ネジを有する構成としてもよい。
【００７２】
図９は、本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡システムの要部の構成の外観を説明する外観図である。図９に示すように、各光源装置２０ａ，３０ａ，４０ａの外面に連結順を示す数字を誤装着防止手段として表示させることで、検鏡者が容易に顕微鏡システムを組み立てることができる。
【００７３】
図１０は、ＬＥＤ光源２１ａ，３１ａ，４１ａからそれぞれ出射された各励起波長に対する光の出力およびダイクロイックミラー２３ａ，３３ａの透過率（％）を示すグラフである。ＬＥＤ光源２１ａ，３１ａ，４１ａからそれぞれ出射された光の出力において、曲線Ｌａ４はＬＥＤ光源２１から出射された光の出力を示し、曲線Ｌａ５はＬＥＤ光源３１から出射された光の出力を示し、曲線Ｌａ６はＬＥＤ光源４１から出射された光の出力を示している。また、ダイクロイックミラー２３，３３の透過率において、各波長に対する曲線Ｌｂ３は各波長に対するダイクロイックミラー２３ａの透過率を示し、曲線Ｌｂ４は各波長に対するダイクロイックミラー３３ａの透過率を示している。
【００７４】
図１０に示すグラフのように、ダイクロイックミラー２３ａは、ＬＥＤ光源２１から出射された光を透過し、ＬＥＤ光源３１，４１から出射された光を反射する。また、ダイクロイックミラー３３ａは、ＬＥＤ光源３１から出射された光を透過し、ＬＥＤ光源４１から出射された光を反射する。これにより、上述した各光源装置の接続順によって、各ＬＥＤ光源２１，３１，４１から出射された光を選択的に反射および透過して経路を一致させて合成し、この合成された光を顕微鏡１ａに進入させることができる。
【００７５】
上述した本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様、顕微鏡に対して複数の光源を接続して合成した光を供給するとともに、使用する光源の数に応じて顕微鏡に接続するようにしたので、複数の蛍光色素の同時観察が可能であるとともに、励起波長に対する拡張性に優れ、使用する励起波長の数に応じて装置の小型化を図ることができる。
【００７６】
また、本実施の形態２では、実施の形態１で示すような接続構成の光源ユニットと比して、顕微鏡と光源ユニットとの接続方向における光源ユニットの伸長方向を抑制することができるため、さらなる装置の小型化を図ることが可能となる。
【００７７】
なお、各光源装置２０ａ，３０ａ，４０ａの外面に連結順を示す数字を表示させるものとして説明したが、上述した実施の形態１のようなピンおよびピン溝を配設して誤接続を防止するようにしてもよい。
【００７８】
ここで、本実施の形態２において、光源装置の連結順を逆にすることも可能である。この際、光源装置２０ａには、波長が３６０ｎｍより短い波長の光を反射するダイクロイックミラーが配設され、光源装置３０ａには、波長が４７０ｎｍより短い波長の光を反射するダイクロイックミラーが配設され、光源装置４０ａには、波長が５４０ｎｍより短い波長の光を反射するダイクロイックミラーが配設される。
【００７９】
上述した実施の形態１，２において、励起波長を含む照射光が凸部側から出射されるものとして説明したが、凸部および凹部の配設位置を逆転させ、照射光が出射される側に凹部が設けられる構成であってもよい。
【００８０】
以上のように、本発明にかかる光源装置、光源ユニットおよび顕微鏡システムは、複数の蛍光色素の同時観察が可能であるとともに、励起波長に対する拡張性に優れた構成を実現することに有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１，２ 顕微鏡システム
１ａ 顕微鏡
１ｂ，１ｄ 光源ユニット
１ｃ 電源ユニット
１０ ステージ
１１ 対物レンズ
１２ 顕微鏡本体
１３ 光源接続部
１３ａ，２５ａ，３５ａ，４５ａ メネジ
１３ｂ，２５ｂ，３５ｂ，４５ｂ 固定ネジ
１４ 落射投光部
１４ａ 瞳投影レンズ
１４ｂ，２３，２３ａ，３３，３３ａ，４３，４３ａ ダイクロイックミラー
１４ｃ 直動ガイド
１４ｄ 波長選択フィルター
１５ 鏡筒
１６ 双眼部
１７ 連通孔
１８，２７，３７，４７ 凹コネクタ群
１９，２９，３９，４９ ピン溝
２０，２０ａ，３０，３０ａ，４０，４０ａ 光源装置
２１，３１，４１ ＬＥＤ光源
２２，３２，４２ コリメートレンズ
２４，２４ｂ，３４，３４ｂ，４４，４４ｂ 凸部
２４ａ，３４ａ，４４ａ 切欠き部
２５，２５ｃ，３５，３５ｃ，４５，４５ｃ 凹部
２６，３６，４６ 凸コネクタ群
２８，３８，４８ ピン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、蛍光色素にて特異的に標本を染色して観察する顕微鏡に用いられる光源装置、光源ユニットおよび顕微鏡システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蛍光色素にて特異的に標本を染色して観察する顕微鏡において、光源には高輝度の高圧水銀ランプ等が用いられている。また、近年、これに代わる光源として、高輝度ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が開発され、長寿命化、高速応答性など、高圧水銀ランプ等より優れた特性を有し、顕微鏡の光源として使用され始めている。
【０００３】
一方、蛍光色素は、観察部位の区分けなどを目的として紫外から赤外に至るまでの広帯域で、複数種用いられる。複数種の励起波長を用いる際、上述した高輝度ＬＥＤを使用する場合には、使用する励起波長に応じた光を発するＬＥＤを用意する必要がある。
【０００４】
ここで、ＬＥＤを用いた光源装置として、ＬＥＤ光源とダイクロイックミラーとで構成されるフィルターキューブが回転可能なプレート上に複数設けられた顕微鏡が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。フィルターキューブは、使用する励起波長に応じて複数配置することができ、プレートを回転させて所望の励起波長のＬＥＤを選択して蛍光観察を可能にする。
【０００５】
ところで、顕微鏡での観察において、観察部位が複数存在する場合、複数の蛍光色素を観察することとなる。この場合には、複数の蛍光色素を同時に観察すれば、効率よく観察を行うことができる。しかしながら、特許文献１に示す顕微鏡では、プレートを回転させて所望の励起波長のフィルターキューブを選択する構成であるため、複数の蛍光色素を同時に観察することができなかった。
【０００６】
これに対して、複数の蛍光色素を同時に観察可能な技術として、波長選択フィルターを用いて、複数のＬＥＤからの光を合成する波長合成器を有する顕微鏡が開示されている（例えば、特許文献２を参照）。これにより、複数の励起波長を標本に照射して、異なる蛍光色素の光を同時に観察することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７５０２１６４号明細書
【特許文献２】特開２００５−３４５７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２が開示する顕微鏡は、波長合成器に取り付け可能な数の励起波長を合成することしかできない。このため、合成する波長の上限が限られてしまい、励起波長に対する拡張性が低いという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、複数の励起波長を用いて標本の同時観察が可能であるとともに、励起波長に対する拡張性に優れた光源装置、光源ユニットおよび顕微鏡システ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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光源ユニットは、互いに異なる波長の光をそれぞれ出射する複数の光源装置を有し、標本を観察する顕微鏡と接続して、該顕微鏡に前記異なる波長の光を供給する光源ユニットであって、前記光源装置は、所定波長の光を発光する光源と、前記光源の光軸と交差し、該光軸に対して傾斜して設けられ、所定波長の光を反射または透過するダイクロイックミラーと、前記顕微鏡および／または他の光源装置と連結する連結手段と、を備え、前記複数の光源装置は、出射光の波長の大小関係に応じた順で連結され、連結状態において各出射光の経路の一部が一致することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記光源装置は、前記複数の光源装置のうちの他の光源装置と間違った順序で連結されるのを防止する誤装着防止手段を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記誤装着防止手段は、前記他の光源装置と連結する側面で突出するピンと、前記ピンに対向する側面に設けられ、前記他の光源装置との連結順が正しい場合のみ当該他の光源装置が有するピンを収容可能なピン溝と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記誤装着防止手段は、各光源装置の表面に記載され、前記出射光の波長の大小関係に対応する数字であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記複数の光源装置は、前記顕微鏡に近接する側から波長の小さい順で接続され、前記ダイクロイックミラーは、所定長以下の光を反射するとともに、前記所定長よりも長い波長の光を透過することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記複数の光源装置は、前記顕微鏡に近接する側から波長の大きい順で接続され、前記ダイクロイックミラーは、所定長以下の光を透過するとともに、前記所定長よりも長い波長の光を反射することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記連結手段は、前記光軸に垂直な方向であって前記ダイクロイックミラーと交差する軸に沿って突出するとともに、該軸を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部と、前記軸に沿って前記凸部と異なる側に設けられ、該軸を中心軸とする円筒状をなす凹部と、を有し、前記凸部は、他の光源装置の凹部と嵌合することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかる光源ユニットは、上記の発明において、前記連結手段は、前記光軸に沿って突出するとともに、該光軸を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部と、前記光軸に垂直な方向であって前記ダイクロイックミラーと交差する軸に沿って設けられ、該軸を中心軸とする円筒状をなす凹部と、を有し、前記凸部は、他の光源装置の凹部と嵌合することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかる顕微鏡システムは、上記の発明にかかる光源ユニットと、前記光源ユニットと接続して標本を観察する顕微鏡と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明にかかる顕微鏡システムは、上記の発明において、前記光源ユニットは、前記顕微鏡と電気的に接続可能な複数の光源側接続部を有し、前記顕微鏡は、前記光源側接続部に対応して設けられる顕微鏡側接続部を複数有し、複数の前記顕微鏡側接続部のうち、一対の顕微鏡側接続部が短絡していることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明にかかる顕微鏡システムは、上記の発明において、前記顕微鏡は、複数の蛍光色素にて特異的に染色されている標本を観察する蛍光顕微鏡であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明にかかる光源装置は、標本を観察する顕微鏡に接続され、該顕微鏡に所定波長の光を供給し、少なくとも前記顕微鏡と連結可能な光源装置であって、所定波長の光を発光する光源と、前記光源の光軸と交差し、該光軸に対して傾斜して設けられ、所定波長の光を反射または透過するダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーの光の透過または反射による光の進行経路に沿って前記顕微鏡および／または他の光源装置と連結する連結手段と、前記連結手段において前記顕微鏡または他の光源装置と間違って連結されるのを防止する誤装着防止手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかる光源装置、光源ユニットおよび顕微鏡システムは、顕微鏡に対して１または複数の光源を接続して１または複数の波長の光を供給するとともに、使用する波長の光の数に応じた光源を顕微鏡に接続するようにしたので、複数の蛍光色素の観察が可能であるとともに、励起波長に対して拡張性に優れた構成を実現するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの全体構成を模式的に示す分解図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの顕微鏡の構成を模式的に示す側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの光源装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの光源装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの光源装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡システムの光源装置の、各励起波長に対するＬＥＤの出力およびダイクロイックミラーの透過率を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡システムの要部の構成を説明する側面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡システムの要部の構成を説明する外観図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡システムの光源装置の、各励起波長に対するＬＥＤの出力およびダイクロイックミラーの透過率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下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、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１にかかる顕微鏡システムについて、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態１にかかる顕微鏡システムの全体構成を示す模式図である。図２は、本実施の形態１にかかる顕微鏡システムの全体構成を模式的に示す分解図である。
【００２６】
図１，２に示すように、顕微鏡システム１は、蛍光色素にて特異的に標本Ｓを染色して観察する顕微鏡１ａと、顕微鏡１ａに入射する光の光源であって、１または複数の励起波長を含む光を出射する光源ユニット１ｂと、光源ユニット１ｂに電源を供給する光源用の電源ユニット１ｃとで構成される。
【００２７】
図３は、顕微鏡１ａの構成を模式的に示す側面図である。顕微鏡１ａは、観察対象の標本Ｓが載置されるステージ１０と、側面視略コの字状を有し、ステージ１０を支持するとともに、標本Ｓを拡大観察するための対物レンズ１１を保持する顕微鏡本体１２と、顕微鏡本体１２の上部後方（図１の右方）に配設され、光源ユニット１ｂから１または複数の励起波長の光を含む照射光が入射される光源接続部１３と、光源接続部１３から入射された光を標本Ｓに照射する落射投光部１４と、顕微鏡本体１２の上部に載置された鏡筒１５と、鏡筒１５に取り付けられ、標本Ｓの標本像を目視観察するための双眼部１６と、光源接続部１３の下方に設けられて光源接続部１３と同一方向に刳り抜かれ、内部で電力線の他方の端部と接続する顕微鏡側接続部としての凹コネクタ群１８と、光源接続部１３と凹コネクタ群１８と間に設けられて光源接続部１３と同一方向に刳り抜かれたピン溝１９と、を備える。
【００２８】
光源接続部１３は、中空円筒状をなし、光源ユニット１ｂと接続する。また、光源接続部１３は、顕微鏡本体１２の光源接続部１３の近傍に固定されたメネジ１３ａと、先端が略錘状の棒状をなし、メネジ１３ａに螺合可能であり、略錘状をなす先端で光源ユニット１ｂとの接続部分を固定する固定ネジ１３ｂを有する。光源接続部１３に入射した光は、連通孔１７を通過して落射投光部１４に進入する。
【００２９】
落射投光部１４は、リレーレンズである瞳投影レンズ１４ａと、対物レンズ１１の上方に設けられ、瞳投影レンズ１４ａを介して入射した励起光を反射するとともに、標本Ｓから反射した蛍光を透過するダイクロイックミラー１４ｂと、ダイクロイックミラー１４ｂを保持し、直動ガイド１４ｃによって紙面に垂直な方向に移動可能な波長選択フィルター１４ｄと、を有する。また、ダイクロイックミラー１４ｂは、観察対象の蛍光に応じて紙面に垂直な方向に複数並設される。瞳投影レンズ１４ａおよびダイクロイックミラー１４ｂのそれぞれの中心は、光源接続部１３の円筒高さ方向の中心軸Ａ１を通過するように配置されている。顕微鏡１ａは、観察する蛍光波長に応じて、直動ガイド１４ｃを駆動して波長選択フィルター１４ｄを移動させることによって、複数の波長の蛍光をそれぞれ観察することができる。
【００３０】
鏡筒１５は、入射した観察光の光路を切り換えて双眼部１６へと導く。標本Ｓの標本像は、鏡筒１５の内部で双眼部１６内に導入され、接眼レンズを介して検鏡者に目視観察される。あるいは、鏡筒１５に接続されるテレビカメラ等によって撮像される。
【００３１】
凹コネクタ群１８は、光源接続部１３と同一方向に刳り抜かれた複数の凹コネクタ１８ａ〜１８ｅを有する。ここで、凹コネクタ１８ｄと凹コネクタ１８ｅとは、短絡されている。また、ピン溝１９は、光源接続部１３の形成面であって、光源接続部１３と凹コネクタ群１８との間に、中心軸Ａ１と同一方向に刳り抜かれて形成される。
【００３２】
光源ユニット１ｂは、１または複数（本実施の形態１では３つ）の光源装置２０，３０，４０から構成される。光源装置２０，３０，４０は、異なる励起波長の光を出射するＬＥＤ光源２１，３１，４１をそれぞれ有する。光源装置２０，３０，４０は、顕微鏡１ａと接続する側から光源装置２０、光源装置３０、光源装置４０の順で連結される。このとき、ＬＥＤ光源２１，３１，４１がそれぞれ出射する光の波長（励起波長）は、ＬＥＤ光源２１、ＬＥＤ光源３１、ＬＥＤ光源４１の順で大きくなる。また、顕微鏡１ａから最も離れた光源装置４０には、遮光部材からなるキャップ５０が取り付けられ、外部からの光の進入を防止している。
【００３３】
図４は、光源装置２０の構成を模式的に示す側面図である。図４に示す光源装置２０は、例えば波長３６０ｎｍの紫外光を発光するＬＥＤ光源２１と、ＬＥＤ光源２１の光軸である軸Ａ２と交差し、軸Ａ２に対して傾斜して設けられ、ＬＥＤ光源２１から出射されてコリメートレンズ２２によって調整された軸Ａ２に沿って進入する光を反射して、光路を軸Ａ２に垂直な軸Ａ３に切り替えるとともに、波長が３６０ｎｍよりも長い波長の光を透過するダイクロイックミラー２３と、軸Ａ３に沿って突出するとともに、軸Ａ３を中心軸とする中空円筒状をなす凸部２４（連結手段）と、軸Ａ３に沿って凸部２４と異なる側に設けられ、軸Ａ３を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凹部２５（連結手段）と、凸部２４の下方に設けられて凸部２４と同一方向に突出し、内部で電力線の一方の端部と接続する光源側接続部としての凸コネクタ群２６と、凹部２５の下方に設けられて凹部２５と同一方向に刳り抜かれ、内部で電力線の他方の端部と接続する凹コネクタ群２７と、凸部２４と凸コネクタ群２６と間に設けられて凸部２４と同一方向に突出するピン２８（誤装着防止手段）と、凹部２５と凹コネクタ群２７と間に設けられて凹部２５と同一方向に刳り抜かれたピン溝２９（誤装着防止手段）と、を有する。なお、凸部２４、凸コネクタ群２６およびピン２８は、同じ側面に設けられる。また、凹部２５、凹コネクタ群２７およびピン溝２９は、軸Ａ２に沿って設けられる。ここで、軸Ａ２，Ａ３は、ダイクロイックミラー２３の凸部２４側の表面における中心を通過している。
【００３４】
凸部２４は、外周側面において軸Ａ２に略垂直な方向に切り欠かれた切欠き部２４ａを有する。切欠き部２４ａは、軸Ａ２に垂直な方向に対して外部側から内部側に向けて縮径している。また、凹部２５は、中空円筒状の軸を凹部２５の内部空間に向けて固定したメネジ２５ａと、先端が略錘状の棒状をなし、メネジ２５ａに螺合可能であり、略錘状をなす先端で他の光源装置の凸部との接続部分を固定する固定ネジ２５ｂとを有する。ここで、軸Ａ３方向において、凸部２４の基端部（端面Ｓ１）から切欠き部２４ａの最深部の位置までの距離ｄ１は、凹部２５の基端部（端面Ｓ２）から固定ネジ２５ｂの長手方向の中心軸までの距離ｄ２より若干小さくなっているが、同等程度でもよく、距離ｄ２と距離ｄ１との差は、大きくても切欠き部２４ａの開口径より小さい。
【００３５】
凸コネクタ群２６は、軸Ａ３と同一方向に突出した複数の凸コネクタ２６ａ〜２６ｅを有する。凸コネクタ２６ａ〜２６ｅは、それぞれ電力線の一方の端部に接続されている。また、凹コネクタ群２７は、凹部２５と同一方向に刳り抜かれた複数の凹コネクタ２７ａ〜２７ｅを有する。凹コネクタ２７ａ〜２７ｅは、それぞれ電力線の他方の端部に接続されている。ここで、ＬＥＤ光源２１は、凸コネクタ２６ａと凹コネクタ２７ａとを繋ぐ電力線、および凸コネクタ２６ｄと凹コネクタ２７ｄとを繋ぐ電力線にそれぞれ接続されている。なお、電力線は、軸Ａ３と平行に延びている。
【００３６】
ピン２８は、凸部２４と同じ側の面から軸Ａ３に沿って突出して形成される。ピン溝２９は、凹部２５の同じ側の面から軸Ａ３に沿って刳り抜かれて形成されている。また、ピン溝２９の深さは、上述したピン溝１９と深さと同一である。
【００３７】
図５は、光源装置３０の構成を模式的に示す側面図である。図５に示す光源装置３０は、例えば波長４７０ｎｍの青色光を発光するＬＥＤ光源３１と、ＬＥＤ光源３１の光軸である軸Ａ４と交差し、軸Ａ４に対して傾斜して設けられ、ＬＥＤ光源３１から出射されてコリメートレンズ３２によって調整された軸Ａ４に沿って進入する光を反射して、光路を軸Ａ４に垂直な軸Ａ５に切り替えるとともに、波長が４７０ｎｍよりも長い波長の光を透過するダイクロイックミラー３３と、軸Ａ５に沿って突出するとともに、軸Ａ５を中心軸とする中空円筒状をなす凸部３４（連結手段）と、軸Ａ５に沿って凸部３４と異なる側に設けられ、軸Ａ５を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凹部３５（連結手段）と、凸部３４の下方に設けられて凸部３４と同一方向に突出し、内部で電力線の一方の端部と接続する凸コネクタ群３６と、凹部３５の下方に設けられて凹部３５と同一方向に刳り抜かれ、内部で電力線の他方の端部と接続する凹コネクタ群３７と、凸部３４と凸コネクタ群３６と間に設けられて凸部３４と同一方向に突出するピン３８（誤装着防止手段）と、凹部３５と凹コネクタ群３７と間に設けられて凹部３５と同一方向に刳り抜かれたピン溝３９（誤装着防止手段）と、を有する。なお、軸Ａ４，Ａ５は、ダイクロイックミラー３３の凸部３４側の表面における中心を通過している。
【００３８】
凸部３４は、外周側面において軸Ａ４に略垂直な方向に切り欠かれた切欠き部３４ａを有する。切欠き部３４ａは、切欠き部２４ａと同様に、軸Ａ４に垂直な方向に対して外部側から内部側に向けて縮径している。また、凹部３５は、中空円筒状の軸を凹部３５の内部空間に向けて固定したメネジ３５ａと、先端が略錘状の棒状をなし、メネジ３５ａに螺合可能であり、略錘状をなす先端で他の光源装置の凸部との接続部分を固定する固定ネジ３５ｂとを有する。上述した切欠き部３４ａは、上述した距離ｄ１離れた位置に設けられる。また、固定ネジ３５ｂは、上述した距離ｄ２離れた位置に固定ネジ３５ｂの中心軸が位置するように設けられる。
【００３９】
凸コネクタ群３６は、上述した凸コネクタ群２６と同様、軸Ａ５と同一方向に突出した複数の凸コネクタ３６ａ〜３６ｅを有する。凸コネクタ３６ａ〜３６ｅは、それぞれ電力線の一方の端部に接続されている。また、凹コネクタ群３７は、上述した凹コネクタ群２７と同様、凹部３５と同一方向に刳り抜かれた複数の凹コネクタ３７ａ〜３７ｅを有する。凹コネクタ３７ａ〜３７ｅは、それぞれ電力線の他方の端部に接続されている。ここで、ＬＥＤ光源３１は、凸コネクタ３６ｂと凹コネクタ３７ｂとを繋ぐ電力線、および凸コネクタ３６ｄと凹コネクタ３７ｄとを繋ぐ電力線にそれぞれ接続されている。なお、電力線は、軸Ａ５と平行に延びている。
【００４０】
ピン３８は、凸部３４と同じ側の面から軸Ａ５に沿って突出して形成される。また、ピン３８は、上述したピン２８と同一形状をなして突出している。ピン溝３９は、凹部３５の同じ側の面から軸Ａ５に沿って刳り抜かれて形成される。また、ピン溝３９の深さは、上述したピン溝１９と深さと同一である。
【００４１】
図６は、光源装置４０の構成を模式的に示す側面図である。図６に示す光源装置４０は、例えば波長５４０ｎｍの緑色光を発光するＬＥＤ光源４１と、ＬＥＤ光源４１の光軸である軸Ａ６と交差し、軸Ａ６に対して傾斜して設けられ、ＬＥＤ光源４１から出射されてコリメートレンズ４２によって調整された軸Ａ６に沿って進入する光を反射して、光路を軸Ａ６に垂直な軸Ａ７に切り替えるとともに、波長が５４０ｎｍよりも長い波長の光を透過するダイクロイックミラー４３と、軸Ａ７に沿って突出するとともに、軸Ａ７を中心軸とする中空円筒状をなす凸部４４（連結手段）と、軸Ａ７に沿って凸部４４と異なる側に設けられ、軸Ａ７を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凹部４５（連結手段）と、凸部４４の下方に設けられて凸部４４と同一方向に突出し、内部で電力線の一方の端部と接続する凸コネクタ群４６と、凹部４５の下方に設けられて凹部４５と同一方向に刳り抜かれ、内部で電力線の他方の端部と接続する凹コネクタ群４７と、凸部４４と凸コネクタ群４６と間に設けられて凸部４４と同一方向に突出するピン４８（誤装着防止手段）と、凹部４５と凹コネクタ群４７と間に設けられて凹部４５と同一方向に刳り抜かれたピン溝４９（誤装着防止手段）と、を有する。なお、軸Ａ６，Ａ７は、ダイクロイックミラー４３の凸部４４側の表面における中心を通過している。
【００４２】
凸部４４は、外周側面において軸Ａ６に略垂直な方向に切り欠かれた切欠き部４４ａを有する。切欠き部４４ａは、切欠き部２４ａと同様に、軸Ａ４に垂直な方向に対して外部側から内部側に向けて縮径している。また、凹部４５は、中空円筒状の軸を凹部４５の内部空間に向けて固定したメネジ４５ａと、先端が略錘状の棒状をなし、メネジ４５ａに螺合可能であり、略錘状をなす先端で他の光源装置の凸部との接続部分を固定する固定ネジ４５ｂとを有する。上述した切欠き部４４ａは、上述した距離ｄ１離れた位置に設けられる。また、固定ネジ４５ｂは、上述した距離ｄ２離れた位置に固定ネジ４５ｂの中心軸が位置するように設けられる。
【００４３】
凸コネクタ群４６は、上述した凸コネクタ群２６と同様、軸Ａ７と同一方向に突出した複数の凸コネクタ４６ａ〜４６ｅを有する。凸コネクタ４６ａ〜４６ｅは、それぞれ電力線の一方の端部に接続されている。また、凹コネクタ群４７は、上述した凹コネクタ群２７と同様、凹部４５と同一方向に刳り抜かれた複数の凹コネクタ４７ａ〜４７ｅを有する。凹コネクタ４７ａ〜４７ｅは、それぞれ電力線の他方の端部に接続されている。ここで、ＬＥＤ光源４１は、凸コネクタ４６ｃと凹コネクタ４７ｃとを繋ぐ電力線、および凸コネクタ４６ｄと凹コネクタ４７ｄとを繋ぐ電力線にそれぞれ接続されている。なお、電力線は、軸Ａ７と平行に延びている。
【００４４】
ピン４８は、凸部４４と同じ側の面から軸Ａ７に沿って突出して形成される。また、ピン４８は、上述したピン２８と同一形状をなして突出している。ピン溝４９は、凹部４５の同じ側の面から軸Ａ７に沿って刳り抜かれて形成される。また、ピン溝４９の深さは、上述したピン溝１９と深さと同一である。
【００４５】
ここで、各光源装置２０〜４０の凸部の突出方向に垂直な方向の断面における外径および凹部の中空円筒における内径は、切欠き部および固定ネジによる突出部分を除き、略同一である。
【００４６】
次に、上述した顕微鏡１ａのピン溝１９および光源装置２０，３０，４０のピン２８，３８，４８およびピン溝２９，３９，４９の配設位置（距離）の関係について説明する。ここで、顕微鏡１ａにおいて、ピン溝１９の上端と、中心軸Ａ１（光源接続部１３の中心軸）との距離をＤ０とする。また、ピン溝１９の下端と、中心軸Ａ１との距離をＤ１とする。
【００４７】
また、光源装置２０において、図４に示すように、ピン２８の下端と、軸Ａ３（凸部２４の中心軸）との距離をＤ２とする。また、ピン溝２９の上端と、軸Ａ３（凹部２５の中心軸）との距離をＤ３とし、ピン溝２９の下端と、軸Ａ３との距離をＤ１とする。
【００４８】
光源装置３０において、同様に、図５に示すように、ピン３８の下端と、軸Ａ５（凸部３４の中心軸）との距離をＤ４とする。また、ピン溝３９の上端と、軸Ａ５（凹部３５の中心軸）との距離をＤ５とし、ピン溝３９の下端と、軸Ａ５との距離をＤ１とする。
【００４９】
光源装置４０において、同様に、図６に示すように、ピン４８の下端と、軸Ａ７（凸部３４の中心軸）との距離をＤ６とする。また、ピン溝４９の上端と、軸Ａ７（凹部４５の中心軸）との距離をＤ７とし、ピン溝４９の下端と、軸Ａ７との距離をＤ１とする。
【００５０】
上述した距離Ｄ０〜Ｄ７の大きさの関係は、Ｄ０＜Ｄ３≦Ｄ２＜Ｄ５≦Ｄ４＜Ｄ７≦Ｄ６＜Ｄ１である。なお、距離Ｄ３および距離Ｄ４の差（Ｄ４−Ｄ３）は、ピンの軸Ａ２方向の長さ以上あればよい。同様に、距離Ｄ５および距離Ｄ６の差（Ｄ６−Ｄ５）は、ピンの軸Ａ４方向の長さ以上あればよい。上述した関係により、各ピン溝１９，２９，３９，４９は、それぞれ正しい連結順である光源装置のピンのみを収容する。また、ピン溝１９は、本実施の形態１にかかるピン２８，３８，４８のいずれも収容することが可能である。
【００５１】
以上の構成を有する光源装置２０，３０，４０を接続する際、光源装置３０の凸部３４が光源装置２０の凹部２５と嵌合し、光源装置４０の凸部４４が光源装置３０の凹部３５と嵌合する。このとき、凸部３４における切欠き部３４ａは、凹部２５の固定ネジ２５ｂによって係止される。また、凸部４４における切欠き部４４ａは、凹部３５の固定ネジ３５ｂによって係止される。接続された状態においては、各光源装置２０〜４０の軸Ａ３，Ａ５，Ａ７が直線状をなし、各ＬＥＤ光源２１，３１，４１から出射された出射光の経路が一致する。
【００５２】
この際、光源装置３０のピン３８は、光源装置２０のピン溝２９内に収容され、光源装置４０のピン４８は、光源装置３０のピン溝３９内に収容される。なお、光源装置３０を用いない場合は、光源装置２０の凹部２５に対して光源装置４０の凸部４４が接続される。
【００５３】
上述した光源装置の接続順により、各ＬＥＤ光源から出射された光に対してダイクロイックミラーによって、所定波長の反射および透過を行い、顕微鏡１ａに合成された光を進入させることができる。このとき、上述したピンおよびピン溝は、誤装着を防止する手段として機能するほか、円筒状の凸部と凹部とにおける各光源装置の軸Ａ３，Ａ５，Ａ７まわりの回転を防止する手段として機能する。なお、溝を十字やドーナツ状（円環状）にすることで、回転方向の自由度を上げることもできる。
【００５４】
図７は、ＬＥＤ光源２１，３１，４１からそれぞれ出射された各励起波長に対する光の出力およびダイクロイックミラー２３，３３の透過率（％）を示すグラフである。ＬＥＤ光源２１，３１，４１からそれぞれ出射された光の出力において、曲線Ｌａ１はＬＥＤ光源２１から出射された光の出力を示し、曲線Ｌａ２はＬＥＤ光源３１から出射された光の出力を示し、曲線Ｌａ３はＬＥＤ光源４１から出射された光の出力を示している。また、ダイクロイックミラー２３，３３の透過率において、各波長に対する曲線Ｌｂ１は各波長に対するダイクロイックミラー２３の透過率を示し、曲線Ｌｂ２は各波長に対するダイクロイックミラー３３の透過率を示している。
【００５５】
図７に示すグラフからも分かるように、ダイクロイックミラー２３は、ＬＥＤ光源２１から出射された光を反射し、ＬＥＤ光源３１，４１から出射された光を透過する。また、ダイクロイックミラー３３は、ＬＥＤ光源３１から出射された光を反射し、ＬＥＤ光源４１から出射された光を透過する。これにより、上述した各光源装置の接続順によって、各ＬＥＤ光源２１，３１，４１から出射された光を選択的に反射および透過して合成し、この合成された光を顕微鏡１ａに進入させることができる。
【００５６】
電源ユニット１ｃは、電源を供給する電源供給部６０と、電源供給部６０とコネクタによって接続され、複数の凸コネクタ６１ａ〜６１ｄによって光源ユニット１ｂと接続する凸コネクタ群６１とを有する。凸コネクタ群６１は、光源ユニット１ｂの最後段に接続される光源装置の凹コネクタ群（本実施の形態１では、凹コネクタ群４７）に接続して、光源ユニット１ｂへの電源の供給を行う。
【００５７】
このとき、凸コネクタ群６１において、凸コネクタ６１ａは凹コネクタ４７ａと接続し、凸コネクタ６１ｂは凹コネクタ４７ｂと接続し、凸コネクタ６１ｃは凹コネクタ４７ｃと接続し、凸コネクタ６１ｄは凹コネクタ４７ｅと接続する。また、光源ユニット１ｂは、光源ユニット１ｂの最前段の凸コネクタ群（本実施の形態１では、凸コネクタ群２６）と顕微鏡１ａの凹コネクタ群１８とが接続した際に、短絡されている凹コネクタ１８ｄおよび凹コネクタ１８ｅを介して電源ユニット１ｃと電気的に接続される。
【００５８】
これにより、光源ユニット１ｂにおいて、顕微鏡１ａに未接続の状態で高輝度のＬＥＤ光源が点灯することがないため、検鏡者が高輝度なＬＥＤ光源の発光面を目視することがなく、安全性に優れた光源ユニットが提供できる。
【００５９】
上述した光源ユニット１ｂを顕微鏡１ａに接続する（凸部２４と光源接続部１３とが嵌合する）と、光源ユニット１ｂにおいて直線状をなす合成光の光軸が光源接続部１３の中心軸Ａ１と一致する。これにより、所定波長を含む光源ユニット１ｂからの合成光を、瞳投影レンズ１４ａを介してダイクロイックミラー１４ｂに入射させ、標本Ｓに照射させることができる。
【００６０】
上述した本実施の形態１によれば、顕微鏡に対して複数の光源を接続して合成した光を供給するとともに、使用する光源の数に応じて顕微鏡に接続するようにしたので、複数の蛍光色素の同時観察が可能であるとともに、励起波長に対する拡張性に優れた顕微鏡システムを提供することができる。
【００６１】
また、従来の顕微鏡システムは、使用する励起波長が少ない場合、例えば励起波長が１つの場合であっても波長合成器を用いるため、不必要な波長合成器分、装置が大型化してしまうという問題があった。これに対し、本実施の形態にかかる顕微鏡システムは、必要な波長の光源装置を取り付ければよいため、使用する励起波長の数に応じた装置の小型化を図ることが可能となる。
【００６２】
なお、光源装置において、凸部、凸コネクタ群およびピン、あるいは、凹部、凹コネクタ群およびピン溝は、それぞれ軸Ａ２，Ａ４，Ａ６に沿って設けられるものとして説明したが、凸部および凹部、凸コネクタ群および凹コネクタ群、ピンおよびピン溝がそれぞれ対応した位置に設けられていれば、光軸に沿って設けられるものでなくてもよい。
【００６３】
また、本実施の形態１では、顕微鏡に対して複数の光源装置が接続されてなるものであるが、実際の光源装置は、顕微鏡の１／１０程度の大きさであるため、顕微鏡に対して光源装置を実施の形態１で示したような複数個（３個程度）接続した場合であっても、顕微鏡の重心位置が変化しない。したがって、顕微鏡に対して光源装置が複数個接続された場合であっても、顕微鏡の重心位置が変化して顕微鏡が転倒することはない。
【００６４】
ここで、本実施の形態１において、光源装置の連結順を逆にすることも可能である。この際、光源装置２０には、波長が３６０ｎｍより短い波長の光を透過するダイクロイックミラーが配設され、光源装置３０には、波長が４７０ｎｍより短い波長の光を透過するダイクロイックミラーが配設され、光源装置４０には、波長が５４０ｎｍより短い波長の光を透過するダイクロイックミラーが配設される。
【００６５】
上述した本実施の形態１において、顕微鏡は、蛍光色素にて特異的に標本Ｓを染色して観察する蛍光顕微鏡であるものとして説明したが、これに限らず、１または複数の光源を用いて標本の観察をする顕微鏡であれば適用可能である。
【００６６】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡システムの要部の構成を説明する側面図である。なお、図１等で上述したものと同じ構成要素には同じ符号を付してある。
【００６７】
図８に示す顕微鏡システム２の光源ユニット１ｄは、上述した顕微鏡１ａに接続して所定の励起波長の光を供給し、１または複数（本実施の形態１では３つ）の光源装置２０ａ，３０ａ，４０ａから構成される。光源装置２０ａ，３０ａ，４０ａは、上述した異なる励起波長の光を出射するＬＥＤ光源２１，３１，４１をそれぞれ有する。また、顕微鏡１ａから最も離れた光源装置４０ａには、遮光部材からなるキャップ５０ａが配設される。
【００６８】
光源装置２０ａは、上述したＬＥＤ光源２１と、ＬＥＤ光源２１の光軸である軸Ａ８と交差し、軸Ａ８に対して傾斜して設けられ、ＬＥＤ光源２１から出射されてコリメートレンズ２２によって調整された光を透過するとともに、波長が３６０ｎｍよりも長い波長の光を反射して軸Ａ８に直交する方向から進入した光の進行方向を軸Ａ８側に切り替えるダイクロイックミラー２３ａと、軸Ａ８に沿って突出するとともに、軸Ａ８を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部２４ｂと、凸部２４ｂの形成面と隣り合う面であって、ダイクロイックミラー２３ａが反射する光の経路を通過する面に設けられ、軸Ａ８に直交する軸（軸Ａ９）を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凹部２５ｃと、を有する。
【００６９】
光源装置３０ａは、上述したＬＥＤ光源３１と、ＬＥＤ光源３１の光軸である軸Ａ９と交差し、軸Ａ９に対して傾斜して設けられ、ＬＥＤ光源３１から出射されてコリメートレンズ３２によって調整された光を透過するとともに、波長が４７０ｎｍよりも長い波長の光を反射して軸Ａ９に直交する方向から進入した光の進行方向を軸Ａ９側に切り替えるダイクロイックミラー３３ａと、軸Ａ９に沿って突出するとともに、軸Ａ９を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部３４ｂと、凸部３４ｂの形成面と隣り合う面であって、ダイクロイックミラー３３ａが反射する光の経路を通過する面に設けられ、軸Ａ９に直交する軸（軸Ａ１０）を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凹部３５ｃと、を有する。
【００７０】
光源装置４０ａは、上述したＬＥＤ光源４１と、ＬＥＤ光源４１の光軸である軸Ａ１０と交差し、軸Ａ１０に対して傾斜して設けられ、ＬＥＤ光源４１から出射されてコリメートレンズ４２によって調整された光を透過するとともに、波長が５４０ｎｍよりも長い波長の光を反射して軸Ａ１０に直交する方向から進入した光の進行方向を軸Ａ１０側に切り替えるダイクロイックミラー４３ａと、軸Ａ１０に沿って突出するとともに、軸Ａ１０を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部４４ｂと、凸部４４ｂの形成面と隣り合う面であって、ダイクロイックミラー４３ａが反射する光の経路を通過する面に設けられ、軸Ａ１０に直交する軸を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凹部４５ｃと、を有する。なお、凹部４５ｃには、キャップ５０ａが嵌合されている。
【００７１】
上述した各光源装置２０ａ，３０ａ，４０ａを接続した際、上述した実施の形態１と同様に、凸部と凹部とがそれぞれ嵌合する。このとき、光源ユニット１ｄでは、接続対象の光源装置間で、凸部の形成面が互いに直交するように配設される。これにより、図１に示すような接続構成の光源ユニットと比して、顕微鏡と光源ユニットとの接続方向における光源ユニットの伸長方向を抑制することができる。なお、上述した実施の形態１のように、各凸部が切欠き部を有し、各凹部が固定ネジを有する構成としてもよい。
【００７２】
図９は、本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡システムの要部の構成の外観を説明する外観図である。図９に示すように、各光源装置２０ａ，３０ａ，４０ａの外面に連結順を示す数字を誤装着防止手段として表示させることで、検鏡者が容易に顕微鏡システムを組み立てることができる。
【００７３】
図１０は、ＬＥＤ光源２１ａ，３１ａ，４１ａからそれぞれ出射された各励起波長に対する光の出力およびダイクロイックミラー２３ａ，３３ａの透過率（％）を示すグラフである。ＬＥＤ光源２１ａ，３１ａ，４１ａからそれぞれ出射された光の出力において、曲線Ｌａ４はＬＥＤ光源２１から出射された光の出力を示し、曲線Ｌａ５はＬＥＤ光源３１から出射された光の出力を示し、曲線Ｌａ６はＬＥＤ光源４１から出射された光の出力を示している。また、ダイクロイックミラー２３，３３の透過率において、各波長に対する曲線Ｌｂ３は各波長に対するダイクロイックミラー２３ａの透過率を示し、曲線Ｌｂ４は各波長に対するダイクロイックミラー３３ａの透過率を示している。
【００７４】
図１０に示すグラフのように、ダイクロイックミラー２３ａは、ＬＥＤ光源２１から出射された光を透過し、ＬＥＤ光源３１，４１から出射された光を反射する。また、ダイクロイックミラー３３ａは、ＬＥＤ光源３１から出射された光を透過し、ＬＥＤ光源４１から出射された光を反射する。これにより、上述した各光源装置の接続順によって、各ＬＥＤ光源２１，３１，４１から出射された光を選択的に反射および透過して経路を一致させて合成し、この合成された光を顕微鏡１ａに進入させることができる。
【００７５】
上述した本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様、顕微鏡に対して複数の光源を接続して合成した光を供給するとともに、使用する光源の数に応じて顕微鏡に接続するようにしたので、複数の蛍光色素の同時観察が可能であるとともに、励起波長に対する拡張性に優れ、使用する励起波長の数に応じて装置の小型化を図ることができる。
【００７６】
また、本実施の形態２では、実施の形態１で示すような接続構成の光源ユニットと比して、顕微鏡と光源ユニットとの接続方向における光源ユニットの伸長方向を抑制することができるため、さらなる装置の小型化を図ることが可能となる。
【００７７】
なお、各光源装置２０ａ，３０ａ，４０ａの外面に連結順を示す数字を表示させるものとして説明したが、上述した実施の形態１のようなピンおよびピン溝を配設して誤接続を防止するようにしてもよい。
【００７８】
ここで、本実施の形態２において、光源装置の連結順を逆にすることも可能である。この際、光源装置２０ａには、波長が３６０ｎｍより短い波長の光を反射するダイクロイックミラーが配設され、光源装置３０ａには、波長が４７０ｎｍより短い波長の光を反射するダイクロイックミラーが配設され、光源装置４０ａには、波長が５４０ｎｍより短い波長の光を反射するダイクロイックミラーが配設される。
【００７９】
上述した実施の形態１，２において、励起波長を含む照射光が凸部側から出射されるものとして説明したが、凸部および凹部の配設位置を逆転させ、照射光が出射される側に凹部が設けられる構成であってもよい。
【００８０】
以上のように、本発明にかかる光源装置、光源ユニットおよび顕微鏡システムは、複数の蛍光色素の同時観察が可能であるとともに、励起波長に対する拡張性に優れた構成を実現することに有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１，２ 顕微鏡システム
１ａ 顕微鏡
１ｂ，１ｄ 光源ユニット
１ｃ 電源ユニット
１０ ステージ
１１ 対物レンズ
１２ 顕微鏡本体
１３ 光源接続部
１３ａ，２５ａ，３５ａ，４５ａ メネジ
１３ｂ，２５ｂ，３５ｂ，４５ｂ 固定ネジ
１４ 落射投光部
１４ａ 瞳投影レンズ
１４ｂ，２３，２３ａ，３３，３３ａ，４３，４３ａ ダイクロイックミラー
１４ｃ 直動ガイド
１４ｄ 波長選択フィルター
１５ 鏡筒
１６ 双眼部
１７ 連通孔
１８，２７，３７，４７ 凹コネクタ群
１９，２９，３９，４９ ピン溝
２０，２０ａ，３０，３０ａ，４０，４０ａ 光源装置
２１，３１，４１ ＬＥＤ光源
２２，３２，４２ コリメートレンズ
２４，２４ｂ，３４，３４ｂ，４４，４４ｂ 凸部
２４ａ，３４ａ，４４ａ 切欠き部
２５，２５ｃ，３５，３５ｃ，４５，４５ｃ 凹部
２６，３６，４６ 凸コネクタ群
２８，３８，４８ ピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長の光をそれぞれ出射する複数の光源装置を有し、標本を観察する顕微鏡と接続して、該顕微鏡に前記異なる波長の光を供給する光源ユニットであって、
前記光源装置は、
所定波長の光を発光する光源と、
前記光源の光軸と交差し、該光軸に対して傾斜して設けられ、所定波長の光を反射または透過するダイクロイックミラーと、
前記顕微鏡および／または他の光源装置と連結する連結手段と、
を備え、
前記複数の光源装置は、出射光の波長の大小関係に応じた順で連結され、連結状態において各出射光の経路の一部が一致することを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記光源装置は、前記複数の光源装置のうちの他の光源装置と間違った順序で連結されるのを防止する誤装着防止手段を有することを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記誤装着防止手段は、
前記他の光源装置と連結する側面で突出するピンと、
前記ピンに対向する側面に設けられ、前記他の光源装置との連結順が正しい場合のみ当該他の光源装置が有するピンを収容可能なピン溝と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記誤装着防止手段は、各光源装置の表面に記載され、前記出射光の波長の大小関係に対応する数字であることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記複数の光源装置は、前記顕微鏡に近接する側から波長の小さい順で接続され、
前記ダイクロイックミラーは、所定長以下の光を反射するとともに、前記所定長よりも長い波長の光を透過することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記複数の光源装置は、前記顕微鏡に近接する側から波長の大きい順で接続され、
前記ダイクロイックミラーは、所定長以下の光を透過するとともに、前記所定長よりも長い波長の光を反射することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項７】
前記連結手段は、
前記光軸に垂直な方向であって前記ダイクロイックミラーと交差する軸に沿って突出するとともに、該軸を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部と、
前記軸に沿って前記凸部と異なる側に設けられ、該軸を中心軸とする円筒状をなす凹部と、
を有し、
前記凸部は、他の光源装置の凹部と嵌合することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記連結手段は、
前記光軸に沿って突出するとともに、該光軸を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部と、
前記光軸に垂直な方向であって前記ダイクロイックミラーと交差する軸に沿って設けられ、該軸を中心軸とする円筒状をなす凹部と、
を有し、
前記凸部は、他の光源装置の凹部と嵌合することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の光源ユニットと、
前記光源ユニットと接続して標本を観察する顕微鏡と、
を備えたことを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項１０】
前記光源ユニットは、前記顕微鏡と電気的に接続可能な複数の光源側接続部を有し、
前記顕微鏡は、前記光源側接続部に対応して設けられる顕微鏡側接続部を複数有し、
複数の前記顕微鏡側接続部のうち、一対の顕微鏡側接続部が短絡していることを特徴とする請求項９に記載の顕微鏡システム。
【請求項１１】
前記顕微鏡は、複数の蛍光色素にて特異的に染色されている標本を観察する蛍光顕微鏡であることを特徴とする請求項９または１０に記載の顕微鏡システム。
【請求項１２】
標本を観察する顕微鏡に接続され、該顕微鏡に所定波長の光を供給し、少なくとも前記顕微鏡と連結可能な光源装置であって、
所定波長の光を発光する光源と、
前記光源の光軸と交差し、該光軸に対して傾斜して設けられ、所定波長の光を反射または透過するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーの光の透過または反射による光の進行経路に沿って前記顕微鏡および／または他の光源装置と連結する連結手段と、
前記連結手段において前記顕微鏡または他の光源装置と間違って連結されるのを防止する誤装着防止手段と、
を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項１】
互いに異なる波長の光をそれぞれ出射する複数の光源装置を有し、標本を観察する顕微鏡と接続して、該顕微鏡に前記異なる波長の光を供給する光源ユニットであって、
前記光源装置は、
所定波長の光を発光する光源と、
前記光源の光軸と交差し、該光軸に対して傾斜して設けられ、所定波長の光を反射または透過するダイクロイックミラーと、
前記顕微鏡および／または他の光源装置と連結する連結手段と、
を備え、
前記複数の光源装置は、出射光の波長の大小関係に応じた順で連結され、連結状態において各出射光の経路の一部が一致することを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記光源装置は、前記複数の光源装置のうちの他の光源装置と間違った順序で連結されるのを防止する誤装着防止手段を有することを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記誤装着防止手段は、
前記他の光源装置と連結する側面で突出するピンと、
前記ピンに対向する側面に設けられ、前記他の光源装置との連結順が正しい場合のみ当該他の光源装置が有するピンを収容可能なピン溝と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記誤装着防止手段は、各光源装置の表面に記載され、前記出射光の波長の大小関係に対応する数字であることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記複数の光源装置は、前記顕微鏡に近接する側から波長の小さい順で接続され、
前記ダイクロイックミラーは、所定長以下の光を反射するとともに、前記所定長よりも長い波長の光を透過することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記複数の光源装置は、前記顕微鏡に近接する側から波長の大きい順で接続され、
前記ダイクロイックミラーは、所定長以下の光を透過するとともに、前記所定長よりも長い波長の光を反射することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項７】
前記連結手段は、
前記光軸に垂直な方向であって前記ダイクロイックミラーと交差する軸に沿って突出するとともに、該軸を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部と、
前記軸に沿って前記凸部と異なる側に設けられ、該軸を中心軸とする円筒状をなす凹部と、
を有し、
前記凸部は、他の光源装置の凹部と嵌合することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記連結手段は、
前記光軸に沿って突出するとともに、該光軸を中心軸とする円筒状の内部空間を形成する凸部と、
前記光軸に垂直な方向であって前記ダイクロイックミラーと交差する軸に沿って設けられ、該軸を中心軸とする円筒状をなす凹部と、
を有し、
前記凸部は、他の光源装置の凹部と嵌合することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光源ユニット。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の光源ユニットと、
前記光源ユニットと接続して標本を観察する顕微鏡と、
を備えたことを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項１０】
前記光源ユニットは、前記顕微鏡と電気的に接続可能な複数の光源側接続部を有し、
前記顕微鏡は、前記光源側接続部に対応して設けられる顕微鏡側接続部を複数有し、
複数の前記顕微鏡側接続部のうち、一対の顕微鏡側接続部が短絡していることを特徴とする請求項９に記載の顕微鏡システム。
【請求項１１】
前記顕微鏡は、複数の蛍光色素にて特異的に染色されている標本を観察する蛍光顕微鏡であることを特徴とする請求項９または１０に記載の顕微鏡システム。
【請求項１２】
標本を観察する顕微鏡に接続され、該顕微鏡に所定波長の光を供給し、少なくとも前記顕微鏡と連結可能な光源装置であって、
所定波長の光を発光する光源と、
前記光源の光軸と交差し、該光軸に対して傾斜して設けられ、所定波長の光を反射または透過するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーの光の透過または反射による光の進行経路に沿って前記顕微鏡および／または他の光源装置と連結する連結手段と、
前記連結手段において前記顕微鏡または他の光源装置と間違って連結されるのを防止する誤装着防止手段と、
を備えたことを特徴とする光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７７９１（Ｐ２０１３−７７９１Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８８４６（Ｐ２０１１−１３８８４６）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【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１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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