JP2003215466A - 顕微鏡ステージおよび製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型にして取り扱いや操作性に優れ、しかも
価格的に安価にできる顕微鏡ステージおよび製造方法を
提供する。 【解決手段】 固定ステージ１１と、この固定ステージ
１１の突出部１１ｂ上のスラスト面１１ｃに対して摺動
自在に接触する円形ステージ１２を備えた顕微鏡ステー
ジであって、円形ステージ１２が摺動される突出部１１
ｂ上のスラスト面１１ｃの接触面積を調整して円形ステ
ージ１２の移動力量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観察試料を載置し
た可動ステージを手でもって直接移動させるような顕微
鏡ステージおよび製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、試料として、例えば生体細胞など
の機能解析が盛んに行われるようになっているが、この
ような試料の顕微鏡観察を行うには、試料を通常の前後
左右に移動すると同時に、回転方向への移動を容易に行
える必要がある。

【０００３】また、このような試料の移動はすべてステ
ージによって行われるが、通常の顕微鏡用ステージは、
前後および左右方向への移動を独立しており、回転がで
きても回転中心が自由に移動できないものがほとんどで
あるため、このようなステージを使用すると、上述した
ような一連の動作がスムーズにできない。つまり、標本
を思った場所まで移動するには、前後と左右の移動を個
別に行わなければならず、また、位置が決まって回転さ
せるときにも、現在見ている視野の中心を回転中心にし
て回転できなければ、回転したとたんに視野から標本は
見えなくなってしまう。

【０００４】そこで、このような不具合を改善するもの
として、実公昭３６−１９５７１号公報「顕微鏡滑動載
物台のクランプ装置」に開示される滑動載物台の考えを
採用したグライディングステージが検討されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実公昭３６
−１９５７１号公報の滑動載物台は、支持金物に対して
滑動金物を配しただけの構成であるため、滑動金物が安
定して滑動される保証が全くなく、ましてや滑動金物の
操作力を適量に調整できるような考えは存在しておら
ず、このため、ステージとしての取り扱いや操作性が極
めて悪く、そのままでは採用できないという問題点があ
った。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、小型にして取り扱いや操作性に優れ、しかも価格的
に安価にできる顕微鏡ステージおよび製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
固定ステージと、この固定ステージに対して摺動自在に
接触する可動ステージとを備えた顕微鏡ステージの製造
方法において、前記可動ステージが摺動される前記固定
ステージの接触面積を調整して前記可動ステージの移動
力量を制御することを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明は、固定ステージと、
前記固定ステージに対して摺動自在に接触する可動ステ
ージと、前記固定ステージと前記可動ステージの接触面
に塗布される潤滑油と、前記固定ステージの前記可動ス
テージとの接触面近傍に設けられ、前記可動ステージの
摺動にともなう前記接触面上の余分な潤滑油を受け止め
る潤滑油溜め部とを具備したことを特徴としている。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記可動ステージは、中央部に開口部を有
し、該開口部に透明なガラス部材を保持させたことを特
徴としている。

【００１０】この結果、本発明によれば、可動ステージ
に対する固定ステージの接触面の面積を調整すること
で、可動ステージの移動力量を最適な状態に設定でき
る。

【００１１】また、固定ステージと可動ステージの接触
面に塗布される潤滑油は、可動ステージの摺動にともな
い余分な潤滑油は潤滑油溜め部に溜められ、接触面に
は、一定量の潤滑油ののみが残るようになるので、潤滑
油の塗布量による可動ステージの移動力量のバラツキを
なくすことができ、可動ステージの移動を安定したもの
にできる。

【００１２】さらに、本発明によれば、開口部にガラス
部材を設けてあるので、スライドガラスに試料を載せな
くとも試料を直接載せて観察できるとともに、開口部か
ら試料や試料の水分などが落下するのをガラス部材で防
止できるので、例えば、可動ステージ下方に配置される
光学系などを汚すことがなくなるとともに、試料自体を
落下させて観察不能になるおそれも回避できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。

【００１４】（第１の実施の形態）図１は、本発明の顕
微鏡ステージ（グライディングステージ）を適用した顕
微鏡の概略構成を示している。

【００１５】図において、１は顕微鏡本体で、この顕微
鏡本体１には、試料３を載置するグライディングステー
ジ２が設けられている。このグライディングステージ２
については、後述の図２により詳細に説明する。

【００１６】グライディングステージ２の下方には、光
軸ａに沿って光学部４およびこの光学部４を支持するベ
ース５が配置されている。

【００１７】光学部４は、光学系として、光軸ａに沿っ
て配置される図示しないズームレンズ系を内部に有する
もので、このズームレンズ系を介してグライディングス
テージ２上の試料３の観察像を取り込むようにしてい
る。また、光学部４には、周囲に回転操作可能な操作環
４ａが設けられ、この操作環４ａの回転操作に連動して
ズームレンズを光軸方向に移動させ、試料３の観察像の
拡大あるいは縮小を任意に選択できるようになってい
る。

【００１８】ベース５内部の光軸ａ上には、撮像部７が
設けられている。この撮像部７は、光学部４のズームレ
ンズ系の結像位置に図示しない撮像素子が配置され、ズ
ームレンズ系を介して取り込まれる試料３の観察像を撮
像するようにしている。撮像部７は、撮像素子で撮像し
た観察像を電気信号に変換し、その電気信号を信号処理
して映像信号を変換し、図示しない出力手段を介して外
部機器、例えばパーソナルコンピュータに対して出力す
るようにしている。

【００１９】顕微鏡本体１のグライディングステージ２
に対向する位置には、アーム８に支持された照明ヘッド
９が位置決め可能に構成されている。

【００２０】これにより、例えば、この照明ヘッド９か
らの照明光でグライディングステージ２上の試料３に照
射され、試料３の観察像が光学部４を通って撮像部７で
撮像され、パーソナルコンピュータにより観察さる。こ
のとき、パーソナルコンピュータにより観察される観察
像に対してグライディングステージ２を手で持って操作
することで、試料３を最適な位置まで移動できる。

【００２１】図２は、グライディングステージ２の構成
を説明するための断面図を示している。

【００２２】この場合、グライディングステージ２は、
固定ステージ１１と、この固定ステージ１１上に移動自
在に載置される移動ステージとしての円形ステージ１２
から構成されている。

【００２３】固定ステージ１１は、上述した顕微鏡本体
１に設けられており、中央部分が開口部１１ａとなって
いる。また、固定ステージ１１の開口部１１ａの周縁部
には、円周方向に沿って突出部１１ｂが設けられてい
る。この場合、突出部１１ｂの上面は、高い面精度で加
工されスラスト面１１ｃが形成されている。

【００２４】固定ステージ１１には、突出部１１ｂの基
端部周囲に沿って段差１１ｄを介しての溝部１１ｅが形
成されている。この溝部１１ｅは、後述する円形ステー
ジ１２の摺動面１２ｃと固定ステージ１１の突出部１１
ｂのスラスト面１１ｃとの間に塗布される潤滑油として
のグリス１４の余り分を受け止める潤滑油溜め部、ここ
ではグリス溜めとして用いられる。

【００２５】このような固定ステージ１１の突出部１１
ｂのスラスト面１１ｃ上には、円形ステージ１２が載置
されている。

【００２６】この円形ステージ１２は、中央部に固定ス
テージ１１の開口部１１ａに連通する円形の開口部１２
ａが設けられている。開口部１２ａの周縁部には、段部
１２ｂが形成され、この段部１２ｂには、円形で透明な
ガラス部材として、ガラス板１３が接着剤等を介して気
密性の高い状態で保持されている。このガラス板１３
は、試料３を直接載置することができる他、チリや埃ま
たは試料や試料の水分が顕微鏡本体１内部に進入するの
を防止することにもなるので、光学系の保護の機能も備
えている。

【００２７】固定ステージ１１の突出部１１ｂ上に載置
される円形ステージ１２の底面には、摺動面１２ｃが形
成されている。この摺動面１２ｃは、突出部１１ｂ上面
のスラスト面１１ｃと同様に高い面精度で加工されてお
り、円形ステージ１２を移動させても突出部１１ｂのス
ラスト面１１ｃが必ず全て摺動面１２ｃに密着するよう
になっている。

【００２８】円形ステージ１２の摺動面１２ｃと突出部
１１ｂのスラスト面１１ｃとの接触面には、粘度が４０
００ＣＳＴ程度のグリス１４が薄く均一に塗布される。

【００２９】円形ステージ１２は、開口部１２ａの周縁
部に沿って固定ステージ１１の開口部１１ａ内に挿入さ
れる凸壁１２ｄが形成されている。この凸壁１２ｄの先
端部には、固定ステージ１１の開口部１１ａの周壁に対
応する水平方向の延出部１２ｅが形成されている。この
凸壁１２ｄは、円形ステージ１２の移動ストロークのス
トッパーとなるもので、円形ステージ１２を移動させて
いくと、凸壁１２ｄの水平方向の延出部１２ｅが固定ス
テージ１１の開口部１１ａの周壁に干渉して円形ステー
ジ１２の動きを規制するようになっている。この場合、
円形ステージ１２の移動ストロークは、±３ｍｍ程度に
設定されている。

【００３０】円形ステージ１２は、外周縁部に沿って固
定ステージ１１との接触面より下方に突出した周壁１２
ｆが形成されている。この周壁１２ｆは、円形ステージ
１２の横方向から侵入するほこりやゴミなどを防止する
役割を持ち、円形ステージ１２と固定ステージ１１の接
触面にほこりやゴミなどが入って操作性が低下するのを
防止するようにしている。

【００３１】円形ステージ１２の周壁１２ｆの基端部に
沿って溝部１２ｇが形成されている。この溝部１２ｇ
は、円形ステージ１２の摺動面１２ｃと固定ステージ１
１の突出部１１ｂのスラスト面１１ｃとの間に塗布され
るグリス１４の余り分を受け止めるグリス溜めとして用
いられる。この場合も、溝部１２ｇは、円形ステージ１
２の周壁１２ｆを加工する際に、治具を付け直しするこ
とのない、いわゆるワンチャック加工により形成される
ので、摺動面１２ｃの加工と大差のない時間で加工でき
る。

【００３２】このように構成されるグライディングステ
ージ２は、円形ステージ１２の摺動面１２ｃに対する固
定ステージ１１側突出部１１ｂ上のスラスト面１１ｃの
接触面積を調整して円形ステージ１２の移動力量が最適
になるようにしている。つまり、円形ステージ１２の自
重などを考慮して固定ステージ１１の突出部１１ｂの幅
寸法Ｃを調整し、円形ステージ１２の移動力量が最適に
なるように円形ステージ１２の摺動面１２ｃとの接触面
積を設定している。

【００３３】この状態から、円形ステージ１２の摺動面
１２ｃと突出部１１ｂのスラスト面１１ｃとの接触面に
グリス１４を塗布するが、この場合、円形ステージ１２
の摺動面１２ｃに適当量のグリス１４を塗布したのち、
円形ステージ１２の上面を手で押さえながら移動させる
と、この円形ステージ１２の移動によって摺動面１２ｃ
のグリス１４は、余分なものがかき出され、突出部１１
ｂの周面に沿って落下するものは、溝部１１ｅに溜めら
れ、また、摺動面１２ｃの外側に向かってかき出された
ものは、円形ステージ１２の溝部１２ｇに溜められる。

【００３４】これにより、円形ステージ１２の摺動面１
２ｃと突出部１１ｂのスラスト面１１ｃの接触面には、
一定量のグリス１４のみが残るようになり、グリス１４
の塗布量による固定ステージ１１の移動力量のバラツキ
を無くすことができる。

【００３５】ちなみに、通常、最初に円形ステージ１２
の摺動面１２ｃに塗布されるグリス１４の量の厚さを約
０．１〜０．５ｍｍ程度とすると、円形ステージ１２の
移動ストロークが±３ｍｍであるので、グリス１４の塗
布量は最大６ｍｍ×０．５ｍｍの面積となる。従って、
突出部１１ｂの基端部に形成された溝部１１ｅの幅３ｍ
ｍ×深さ１ｍｍ程度に設定し、溝部１１ｅの容積をグリ
ス１４の最大塗布量と同じ程度にしておけば、グリス１
４が溝部１１ｅを溢れ出て顕微鏡本体１外側に流出する
のを確実に防止できる。

【００３６】従って、このようにすれば、固定ステージ
１１の突出部１１ｂ上に円形ステージ１２を載置するだ
けの簡単な構成なので、安価で小型化が可能である。

【００３７】また、円形ステージ１２の摺動面１２ｃに
対する固定ステージ１１側突出部１１ｂのスラスト面１
１ｃの接触面積の大きさを加工の際に調整することで、
円形ステージ１２の移動力量を最適な状態に設定できる
ので、グライディングステージとして、取り扱いや操作
性に優れたものが簡単に実現できる。

【００３８】さらに、円形ステージ１２の摺動面１２ｃ
と突出部１１ｂのスラスト面１１ｃの接触面に塗布され
るグリス１４は、適当量のグリス１４を塗布したのち、
円形ステージ１２の上面を手で押さえながら移動させる
だけで、一定量のグリス１４が残るようになるので、グ
リス１４の塗布量による円形ステージ１２の移動力量の
バラツキをなくすことができ、円形ステージ１２の移動
を安定したものにできる。ちなみに、従来、摺動面など
にグリスを塗布する場合は、最初に適当量のグリスを塗
布し、その後に、グリスをならして余分なグリスを拭き
取るような作業を行っていたが、本発明では、グリス１
４を塗布した後にグリス１４のならしの作業だけで済む
ため、組み立て作業の簡略化も図ることができる。

【００３９】また、固定ステージ１１側の突出部１１ｂ
のスラスト面１１ｃは、高い面精度を要求するため加工
に要する時間は本来ならば長くなるが、円形ステージ１
２側の摺動面１２ｃとの接触面を極力小さくして、高い
面精度を要求されるスラスト面１１ｃの加工範囲を最小
限にしているので、固定ステージ１１の加工作業を簡単
にできるとともに、加工に要する時間も短くすることが
でき、この点からも価格的に安価にできる。

【００４０】具体例として、固定ステージ１１と円形ス
テージ１２の中心が光軸ａで、固定ステージ１１の開口
部１１ａの内径寸法をＢ＝８０ｍｍ、突出部１１ｂのス
ラスト面１１ｃの幅寸法をＣ＝１．５ｍｍ、グリス１４
の粘性をＤ＝４００ＣＴＳとし、また、円形ステージ１
２として外径が約９８ｍｍ、厚みが１０ｍｍのアルミニ
ウム合金のものを用いた場合、円形ステージ１２の摺動
面１２ｃと突出部１１ｂのスラスト面１１ｃの接触面に
グリス１４を塗布し、円形ステージ１２の上面を手で押
さえながら移動させ、余分なグリス１４をかき出し、円
形ステージ１２の摺動面１２ｃと突出部１１ｂのスラス
ト面１１ｃの接触面に一定量のグリス１４が残るように
したところ、余分なグリス１４は、溝部１１ｅに溜めら
れるので、例えば、誰が組立作業を行ってもグリス１４
の塗布状態（量）による円形ステージ１２の移動力量の
バラツキを抑えることができ、円形ステージ１２の最適
な移動力量を実現できる。

【００４１】同様にして、グリス１４の粘性をＤ＝４０
００ＣＴＳの場合は、固定ステージ１１の開口部１１ａ
の内径寸法をＢ＝６０〜１６０ｍｍ、開口部１１ａ周縁
部の突出部１１ｂのスラスト面１１ｃの幅寸法をＣ＝１
〜４ｍｍの範囲でも、おおむね良好な結果が得られ、さ
らにスラスト面１１ｃの幅寸法Ｃの値の調整により円形
ステージ１２の移動力量を大きく変化させることができ
た。この場合、スラスト面１１ｃの幅寸法Ｃを１ｍｍよ
り小さくすると、試料３を直接手などで動かしたときに
円形ステージ１２も動いてしまうおそれが生じ、また、
４ｍｍより大きくすると、円形ステージ１２の移動力量
が大きくなり過ぎ、操作性の点で好ましくない。

【００４２】なお、上述した第１の実施の形態では、固
定ステージ１１の突出部１１ｂ上のスラスト面１１ｃ
は、平面に形成されているが、このスラスト面１１ｃ上
に０．１〜０．２ｍｍ程度の浅い複数の溝部を形成する
ようにしてもよい。こうすれば、これら溝部に溜まった
グリス１４が円形ステージ１２を移動するごとに再潤滑
され、円形ステージ１２の移動を常時円滑にできる。ま
た、スラスト面１１ｃ上の円周方向に沿ってグリス１４
を染み込ませたリング部材を埋め込むようにしても同様
な効果を期待できる。

【００４３】また、上述した実施の形態では、円形ステ
ージ１２にストッパーとして延出部１２ｅを形成した
が、この延出部１２ｅは、省略することができる。この
場合は、円形ステージ１２の外周縁部に沿って形成され
た周壁１２ｆが突出部１１ｂの基端部周囲に沿って段差
１１ｄの周壁に干渉して円形ステージ１２の動きを規制
するようになり、同時に、円形ステージ１２の周壁１２
ｆの基端部に沿って形成された溝部１２ｇに溜まったグ
リスが円形ステージ１２を移動するごとに再潤滑され、
円形ステージ１２の移動を円滑にできる。

【００４４】（第２の実施の形態）この第２の実施の形
態に適用される倒立型顕微鏡およびグライディングステ
ージの概略構成は、図１および図２と同様なので、これ
ら図面を援用することとする。

【００４５】この場合、円形ステージ１２の開口部１２
ａ周縁部の段部１２ｂに保持される透明なガラス板１３
は、顕微鏡本体１の光軸ａ上のピント位置と一致するよ
うに配置されている。

【００４６】また、図３に示すようにガラス板１３の一
部には、偏光観察に用いられる偏光特性を有する偏光板
（例えばポラライザー）２１が裏面に貼り付けられてい
るとともに、この偏光板２１と並べてスケール２２が設
けられている。

【００４７】この場合、偏光板２１と組み合わせて用い
られるもう一方の偏光板（例えばアナライザー）２３
は、図１に示すように顕微鏡本体１の照明ヘッド９前面
に設けられている。この偏光板２３は、常時、光路に挿
入されている。

【００４８】このような構成とすれば、ガラス板１３上
に試料３を直接載せて観察できるため、従来の観察試料
を作成するためのスライドガラスを不要にできる。ま
た、ガラス板１３が設けられることで、試料３や試料３
の水分などが円形ステージ１２の中央開口部１２ａを通
して下方に落ちるのを防止できるので、例えば、円形ス
テージ１２の下側に配置される顕微鏡本体１の図示しな
い光学系などを汚すことがなくなるとともに、試料３自
体を落下させて観察不能になるおそれも回避できる。

【００４９】また、ガラス板１３の一部に偏光板２１を
設けることで、顕微鏡本体１の照明ヘッド９側に設けら
れた、もう１つの偏光板２３と組合わせて偏光観察を行
うことができる。この場合、手操作により円形ステージ
１２を移動させ、偏光板２１を光軸ａ上に位置させるこ
とで偏光観察が可能となり、また、偏光板２１を光軸ａ
上から外すことで、通常の透過観察を行うことができ、
これら偏光観察と等価観察を簡単に切り替えることがで
きる。

【００５０】さらに、ガラス板１３上にスケール２２が
設けられることで、試料３の観察視野内にスケールを写
し込むことができる。この場合、手操作により円形ステ
ージ１２を移動させてスケール２２を観察視野内へ入
れ、その上に試料３を載せることで、簡単に試料３の長
さなどを計測できる。

【００５１】なお、上述した第２の実施の形態では、ガ
ラス板１３上に偏光板２１やスケール２２を設けた例を
述べたが、その他にカラーフィルタなどを設けることも
できる。

【００５２】その他、本発明は、上記実施の形態に限定
されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しな
い範囲で種々変形することが可能である。

【００５３】例えば、上述した実施の形態では、固定ス
テージ１１の突出部１１ｂ上に円形ステージ１２を載置
する構成としたが、円形ステージ１２側に突出部を形成
し、この突出部を固定ステージ上に載置するような構成
としてもよい。また、上述した実施の形態では、潤滑油
溜め部として固定ステージ１１の突出部１１ｂの基端部
周囲に沿って溝部１１ｅを設けたが、このような溝部１
１ａに限らず、例えば、突出部１１ｂの基端部周囲の段
差１１ｃに対応させて壁部を形成し、これら段差１１ｃ
と壁部の間を潤滑油溜め部としたり、突出部１１ｂの基
端部周囲に沿って複数の穴部を形成し、これら複数の穴
部を潤滑油溜め部とするようにしてもよい。さらに、こ
のような潤滑油溜め部は、固定ステージの開口部の内周
面側に設けるようにしてもよい。こうすれば、顕微鏡本
体１内部の光学系のグリスによる汚れを防止できる。

【００５４】さらに、上記実施の形態には、種々の段階
の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件
における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出でき
る。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から
幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようと
する課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄
で述べられている効果が得られる場合には、この構成要
件が削除された構成が発明として抽出できる。

【００５５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、小型
にして取り扱いや操作性に優れ、しかも価格的に安価に
できる顕微鏡ステージおよび製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１および第２の実施の形態の概略構
成を示す図。

【図２】第１および第２の実施の形態に用いられるグラ
イディングステージの概略構成を示す図。

【図３】第２の実施の形態に用いられるガラス板の概略
構成を示す図。

【符号の説明】

１…顕微鏡本体 ２…グライディングステージ ３…試料 ４…光学部 ４ａ…操作環 ５…ベース ７…撮像部 ８…アーム ９…照明ヘッド １１…固定ステージ １１ａ…開口部 １１ｂ…突出部 １１ｃ…スラスト面 １１ｄ…段差 １１ｅ…溝部 １２…円形ステージ １２ｃ…摺動面 １２ａ…開口部 １２ｂ…段部 １２ｃ…摺動面 １２ｄ…凸壁 １２ｅ…延出部 １２ｆ…周壁 １２ｇ…溝部 １３…ガラス板 １４…グリス ２１…偏光板 ２２…スケール ２３…偏光板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定ステージと、この固定ステージに対
   して摺動自在に接触する可動ステージとを備えた顕微鏡
   ステージの製造方法において、 前記可動ステージが摺動される前記固定ステージの接触
   面積を調整して前記可動ステージの移動力量を制御する
   ことを特徴とする顕微鏡ステージの製造方法。
2. 【請求項２】 固定ステージと、 前記固定ステージに対して摺動自在に接触する可動ステ
   ージと、 前記固定ステージと前記可動ステージの接触面に塗布さ
   れる潤滑油と、 前記固定ステージの前記可動ステージとの接触面近傍に
   設けられ、前記可動ステージの摺動にともなう前記接触
   面上の余分な潤滑油を受け止める潤滑油溜め部とを具備
   したことを特徴とする顕微鏡ステージ。
3. 【請求項３】 前記可動ステージは、中央部に開口部を
   有し、該開口部に透明なガラス部材を保持させたことを
   特徴とする請求項２記載の顕微鏡ステージ。