JP2005128443A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】顕微鏡の倍率を素早く切り替えることを可能にし、操作性のよい顕微鏡を提供する。
【解決手段】アーム部３０と対物レンズ６１の間に中間変倍レンズ７３を配置し、中間変倍レンズを観察光軸Ｌに対して切換可能に構成する。中間変倍レンズの切換は、アクチュエータ７６を用いて行う。アクチュエータを操作するスイッチ部ＳＷは，検査者の手元の任意の位置に置くことができる。これにより、検査者が手を上げて作業する必要がなくなり、顕微鏡の操作性が向上する。また、中間変倍レンズ７３と対物レンズ６１の間に虹彩絞り７４を設けることにより、観察画像の悪化が防止できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、中間変倍部を備えた顕微鏡に関する。

顕微鏡により細胞組織などを検査する場合、検査者は顕微鏡の倍率を変えて観察を行う。
図８は、従来の正立顕微鏡の一例を示す構成図である。図示するように、正立顕微鏡１は、ベース部１０と支柱部２０とアーム部３０とステージ部４０と鏡筒部５０と対物レンズ部６０とレボルバ部７０とランプハウス８０とから構成されている。

ベース部１０には、コレクタレンズ１１とレンズ１２と観察光軸Ｌに対して４５°傾けて配置された全反射ミラー１３とフィールドレンズ１４とが、収納されている。
ステージ部４０は、図示しない直線ガイド機構によって上下方向（観察光軸Ｌの方向）に移動可能に、支柱部２０に取り付けられている。また、ステージ部４０には、コンデンサレンズ４１が取り付けられている。

アーム部３０は、支柱部２０に対して片持ち状態で取り付けられている。アーム部３０の下面に取り付けられたレボルバ部７０には、例えば７〜８本の対物レンズ（６１、６２…）が取り付けられている。そして、レボルバ部７０を回転させることにより、所望の対物レンズ（６１、６２…）を観察光軸Ｌに対して出し入れし、観察倍率を変化させる。
アーム部３０の上面に取り付けられた鏡筒部５０には、鏡筒内対物レンズ５１、プリズム５２、５３、および接眼レンズ５４を内蔵した接眼部５５が設けられている。

透過照明を用いた観察を行う場合には、ランプハウス８０内の光源８１を点灯する。光源８１から射出された光は、コレクタレンズ１１、レンズ１２、全反射ミラー１３（直角に光路を変える）、フィールドレンズ１４を経て、ステージ部４０に搭載された標本４２を下方から照明する。標本４２を透過した光は、対物レンズ６１等により任意の大きさに拡大され、鏡筒部５０内の鏡筒内対物レンズ５１、プリズム５２、５３、接眼レンズ５４を経て、検査者の眼Ｍに入る。これによって、検査者は標本４２を観察する。

レボルバ部７０に複数の対物レンズ（６１、６２…）を取り付けた顕微鏡は、例えば特許文献１に記載されている。
従来、中間変倍部を顕微鏡に取付ける場合、アーム部３０と鏡筒部５０との間に設置していた。
特開平１０−３１１６２号公報（図１）

従来の顕微鏡は、中間変倍部を上記の位置に取付けるので鏡筒部５０の位置が上方に移動し、接眼部５５の位置も上方に移動することから、中間変倍部の設置前後で、接眼部５５の位置が変化し、使い難いという問題点があった。また、レボルバ部７０を回転させて対物レンズを出し入れする必要があるため、倍率を素早く切り替えることが困難である。特に、長時間に亘る観察では、繰り返しレボルバ部７０を回転させて対物レンズを出し入れするため、検査者にとって操作性が悪いという問題点があった。

本発明は、前記した従来技術の問題点に鑑み為されたもので、使い易い顕微鏡を提供することを目的とする。

請求項１記載の顕微鏡は、標本上に配置される対物レンズと、対物レンズの上方に配置され、接眼レンズを有する鏡筒部を搭載するアーム部とを有する顕微鏡において、対物レンズとアーム部の間に、中間変倍レンズを内蔵する中間変倍部を設けたことを特徴とする。
請求項２記載の顕微鏡は、請求項１記載の顕微鏡において、中間変倍部は対物レンズの光軸に対して中間変倍レンズを出し入れ可能にする機構を備えたことを特徴とする。

請求項３記載の顕微鏡は、請求項２記載の顕微鏡において、中間変倍レンズを出し入れ可能にする機構は、観察光軸に対して垂直方向に、中間変倍レンズを移動することを特徴とする。
請求項４記載の顕微鏡は、請求項２記載の顕微鏡において、中間変倍レンズを出し入れ可能にする機構は、対物レンズの光軸に対して、垂直方向を回転中心として中間変倍レンズを回転させることを特徴とする。

請求項５記載の顕微鏡は、請求項２乃至５のいずれか一つに記載の顕微鏡において、中間変倍レンズを出し入れ可能にする機構は、アクチュエータを用いて中間変倍レンズを移動することを特徴とする。
請求項６記載の顕微鏡は、請求項２乃至５のいずれか一つに記載の顕微鏡において、標本を観察するための光源を備え、中間変倍レンズの状態に応じて、光源からの照明光の強度を調整することを特徴とする。

請求項７記載の顕微鏡は、請求項２乃至６のいずれか一つに記載の顕微鏡において、対物レンズと中間変倍レンズの間に、虹彩絞りを設けたことを特徴とする。
請求項８記載の顕微鏡は、請求項６記載の顕微鏡において、前記虹彩絞りを、前記アクチュエータの状態に応じて切り替えることを特徴とする。
請求項９記載の顕微鏡は、倍率が固定された１本の対物レンズと、異なる倍率を有する複数の中間変倍レンズを備え対物レンズの光軸上に複数の中間変倍レンズの中から任意の倍率の中間変倍レンズが配置可能な中間変倍部を有し、倍率が固定された１本の対物レンズと光軸上に配置された任意の倍率の中間変倍レンズにより観察倍率を調整することを特徴とする。

本発明によれば、使い易い顕微鏡を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態の正立顕微鏡を示す構成図である。第１の実施形態は、請求項１、２、６、７に記載する発明に対応する。
第１の実施形態において、図８に示す従来の正立顕微鏡１と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。図１に示す正立顕微鏡１と図８に示す従来技術との相違は、アーム部３０と対物レンズ部６０の間にレボルバ部７０を設けることなく、中間変倍部７２を設けたことにある。さらに、対物レンズを複数本設けることなく、１本だけ設けている。

中間変倍部７２は、中間変倍レンズ７３と虹彩絞り７４から構成されている。中間変倍レンズ７３と虹彩絞り７４は、矢印Ａで示すように、観察光軸Ｌに対して、出し入れ可能に構成されている。中間変倍レンズ７３と虹彩絞り７４を観察光軸Ｌに対して出し入れする機構としては、例えばガイドレールを設けて矢印Ａのように観察光軸Ｌに対して垂直方向に動かしてもよい。また、中心軸を定め、中間変倍レンズ７３と虹彩絞り７４を観察光軸Ｌに対して垂直な平面上で回転させることにより、観察光軸Ｌに対して出し入れしてもよい。中間変倍レンズ７３を観察光軸Ｌに対して出し入れすることにより、観察倍率を変化させることができる。

前記したように、中間変倍部７２には、虹彩絞り７４が設けられている。虹彩絞り７４を設けた理由は、次の通りである。すなわち、虹彩絞り７４を設けない場合、中間変倍レンズ７３と対物レンズ６１の組み合わせにおいて、視野が広く、開口数が大の光学系を用いる必要が生じる。この場合、対物レンズ６１と中間変倍レンズ７３の双方のレンズの構成枚数が増えてしまい、価格的に不利になる。例えば、倍率が２０倍、開口数が０．６の対物レンズ６１を用い、かつ倍率が０．５倍の中間変倍レンズ７３を用いた場合、対物レンズ６１と中間変倍レンズ７３との総合倍率は、１０倍（２０×０．５倍）となる。その結果、対物レンズ６１の開口数を総合倍率で割った値（ＮＡ’）は、０．０６（０．６÷１０）となる。一般的に、顕微鏡の鏡筒部５０に設けられた鏡筒内対物レンズ５１のＮＡ’は０．０５程度までしか対応していないため、仮に対物レンズ６１側の収差補正がきちんと為されていても観察画像は悪化してしまう。このような事態を防止するため、虹彩絞り７４が設けられている。この虹彩絞り７４の直径は、言うまでもなく、中間変倍レンズ７３の倍率により変化する。倍率が低い場合には、絞りの開口部の直径は長くなり、倍率が高い場合には、絞りの開口部の直径は短くなる。

また、透過照明を用いた観察を行う場合、ランプハウス８０内の光源８１を点灯する。このとき、中間変倍レンズ７３を挿入した場合と、挿入しない場合とにより、光源８１に印加する電圧を変化させる。これにより、光源８１から照射される照明光の明るさを調節することが可能になる。
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態によれば、中間変倍レンズ７３を観察光軸Ｌに対して出し入れ可能に構成したため、レボルバ部に多数の対物レンズを設けた正立顕微鏡よりも、操作性が向上する。

特に、細胞組織などを検査する検査機関では、特定の倍率、例えば１０倍と４０倍の２種類で観察を行い、使用する倍率が２つに決まっている。このような検査機関では、レボルバ部に多数の対物レンズを設けた正立顕微鏡は不要であり、第１の実施形態に示す正立顕微鏡１が有用である。
さらに、第１の実施形態においては、アーム部３０と鏡筒部５０の間に中間変倍部７２を設けていないため、検査者の眼Ｍの高さ方向の位置、すなわち検査者のアイポイントを変化させることがない。したがって、さらに操作性がよい正立顕微鏡１を提供することができる。
＜第２の実施形態＞
図２は、本発明の第２の実施形態の正立顕微鏡を示す構成図である。第２の実施形態は請求項１、２、３、５、６、７、８に記載する発明に対応する。

第２の実施形態において、図１に示す第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。図示するように、図１に示す第１の実施形態と図２に示す第２の実施形態の相違は、中間変倍部７２において、中間変倍レンズ７３と虹彩絞り７４を、モータやソレノイド等のアクチュエータ７５を用いて、観察光軸Ｌに対して出し入れし、観察倍率を変化させている点である。アクチュエータ７５は、回転軸７５ｂを中心にして回動するレンズ挿脱用アーム７５ａを備え、レンズ挿脱用アーム７５ａ上に虹彩絞り７４と中間変倍レンズ７３を搭載している。また、アクチュエータを動作させるスイッチ部ＳＷは、検査者の手元の任意の位置に置くことができる。

図３は、中間変倍レンズ７３と図示しない虹彩絞り７４を回動させて、観察光軸Ｌに対して出し入れする状態を示す説明図である。虹彩絞り７４を出し入れする理由は、第１の実施形態で説明した通りである。
なお、アクチュエータ７５の動きが高速であるため、レンズ挿脱用アーム７５ａを回動させたとき、レンズ挿脱用アーム７５ａを直ちに停止させることが困難である。この問題を解決するため、レンズ挿脱用アーム７５ａの動作を吸収する振動吸収部材（図示せず）を設けている。

また、第２の実施形態では、アクチュエータ７５を用いてレンズ挿脱用アーム７５ａを回動させて、観察光軸Ｌに対して回動させて出し入れした。しかし、アクチュエータ７５を用いて、図１に示すように、中間変倍レンズ７３と虹彩絞り７４を観察光軸Ｌに対して垂直な方向に直線運動によって出し入れしてもよい。
第２の実施形態によれば、検査者は、正立顕微鏡１の倍率を変える毎に、対物レンズ６１付近まで手を上げて操作する必要がなくなり、正立顕微鏡１の倍率を素早く切り替えることが可能になる。

特に、細胞組織などを検査する検査機関では、特定の倍率、例えば１０倍と４０倍の２種類で観察を行い、使用する倍率が２つに決まっている。このような検査機関では、レボルバ部に多数の対物レンズを設けた正立顕微鏡は不要であり、第２の実施形態に示す正立顕微鏡１が有用である。
さらに、第２の実施形態においては、アーム部３０と鏡筒部５０の間に中間変倍部７２を設けていないため、検査者の眼Ｍの高さ方向の位置、すなわち検査者のアイポイントを変化させることがない。したがって、操作性がよい正立顕微鏡１を提供することができる。
＜第３の実施形態＞
図４は、本発明の第３の実施形態の正立顕微鏡を示す構成図である。第３の実施形態は、請求項１、２、４、５、６、７、８、９に記載の発明に対応する。

第３の実施形態において、図２に示す第２の実施形態と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
図示するように、図２に示す第２の実施形態と図４に示す第３の実施形態は、中間変倍部７２において、中間変倍レンズ７３と虹彩絞り７４を、モータやソレノイド等のアクチュエータ７５、７６を用いて、観察光軸Ｌに対して出し入れし、観察倍率を変化させている点は同一である。ただし、第３の実施形態におけるアクチュエータ７６はレンズ挿脱用回転軸７６ａを備え、レンズ挿脱用回転軸７６ａは中間変倍レンズ７３を観察光軸Ｌに対して垂直な方向を回転中心としている。

その結果、中間変倍部７２内の中間変倍レンズ７３は、アクチュエータ７６の動きに応じて、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、９０度づつ回動する。図５（ａ）は、中間変倍レンズ７３が高倍率の位置にセットされた状態を示している。図５（ｂ）は、中間変倍レンズ７３が中倍率の位置（素通し状態）にセットされた状態を示している。図５（ｃ）は、中間変倍レンズ７３が低倍率の位置にセットされた状態を示している。

すなわち、中間変倍レンズ７３は、図５（ａ）の状態にあるとき、例えば倍率２．０倍のレンズになる。同様に、中間変倍レンズ７３は、図５（ｃ）の状態（図５（ａ）の状態から１８０度回転した状態）にあるとき、例えば倍率０．５倍のレンズになる。なお、中間変倍レンズ７３は、図５（ｂ）の状態（図５（ａ）の状態から右９０度回転した状態）にあるとき素通し状態（倍率１．０倍）になる。その結果、中間変倍レンズ７３は、最大で、３種類の変倍を行うことができる。

したがって、第３の実施形態では、正立顕微鏡１の倍率は、例えば対物レンズ６１が２０倍のとき、図５（ａ）では２０×２．０＝４０倍、図５（ｂ）では２０×１．０＝２０倍、図５（ｃ）では２０×０．５＝１０倍の変倍が可能になる。
なお、第３の実施形態においては、中間変倍レンズ７３の回動に伴って、虹彩絞り７４を入れ替える機構（図示せず）が設けられている。これは、図１に示す第１の実施形態において説明したように、対物レンズ６１と中間変倍レンズ７３の組み合わせに応じて、光学系にとって最適な絞り値を有する虹彩絞りを挿入するためである。

図６（ａ），（ｂ）は、入れ替えられる虹彩絞り７４ａ，７４ｂを示す説明図である。すなわち、中間変倍レンズ７３が図５（ａ）に示す位置にあるとき、図７（ａ）に示す虹彩絞り７４ａ（例えば、直系５ｍｍの絞り）が挿入される。また、中間変倍レンズ７３が図５（ｃ）に示す位置にあるとき、図７（ｂ）に示す虹彩絞り７４ｂ（例えば、直系１３ｍｍの絞り）が挿入される。

さらに、第３の実施形態においては、図４に示すように、レンズ挿脱用回転軸７６ａに位置検出センサ７７が設けられている。位置検出センサ７７は、アクチュエータ７６の回転位置を検出し、検出結果に基づいて、公知の手法により、ランプハウス８０内の光源８１に印加する電圧を変化させる。これにより、光源８１から照射される照明光の明るさを調節することが可能になる。なお、アクチュエータ７６に位置検出センサの機能を持たせることにより、図４に示す位置検出センサ７７を省略することができる。これは、図２に示す第２の実施形態のアクチュエータ７５についても言えることである。したがって、第２の実施形態においても、アクチュエータ７５の回転位置に応じて、光源８１から照射される照明光の明るさを調節することが可能になる（請求項６に対応）。

さらに、アクチュエータ７６の動きが高速であるため、レンズ挿脱用回転軸７６ａを回動させたとき、レンズ挿脱用回転軸７６ａを直ちに停止させることが困難である。この問題を解決するため、レンズ挿脱用アーム７６ａの動作を吸収する振動吸収部材（図示せず）を設けている。
第３の実施形態においては、第２の実施形態と同様に、アクチュエータ７６を動作させるスイッチ部ＳＷを検査者の手元の任意の位置に置くことができる。したがって、検査者は、正立顕微鏡１の倍率を変える毎に、対物レンズ６１付近まで手を上げて操作する必要がなくなり、正立顕微鏡１の倍率を素早く切り替えることが可能になる。

特に、細胞組織などを検査する検査機関では、特定の倍率、例えば１０倍と４０倍の２種類で観察を行い、使用する倍率が２つに決まっている。このような検査機関では、レボルバ部に多数の対物レンズを設けた顕微鏡は不要であり、第３の実施形態に示す正立顕微鏡が有用である。なお、第３の実施形態では、３種類の倍率を実現しているが、図５（ｂ）に示す倍率２０倍の例は、必ずしも必要ではない。

さらに、第３の実施形態においては、アーム部３０と鏡筒部５０の間に中間変倍部７２を設けていないため、検査者の眼Ｍの高さ方向の位置、すなわち検査者のアイポイントを変化させることがない。したがって、顕微鏡の倍率を素早く切り替えることが可能になり、操作性のよい正立顕微鏡を提供することができる。
＜第４の実施形態＞
図７は、本発明の第４の実施形態の正立顕微鏡を示す構成図である。図１に示す第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

図示するように、第４の実施形態では、中間変倍部７２内に設けられた中間変倍レンズ７３が固定されている。
第４の実施形態によれば、標本４２を一つの固定倍率で観察する場合に有効である。
なお、以上に説明した第１〜第４の実施形態においては、正立顕微鏡を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、倒立顕微鏡等の他の形式の顕微鏡にも適用することができる。

前記第１〜第４の実施形態では、顕微鏡に設置する対物レンズの本数は１本であった。
本発明において、対物レンズを１本とし、倍率の異なる中間変倍レンズを選択し、切り替えることで観察倍率（総合倍率）を調整する場合、以下のような効果がある。
従来の顕微鏡の場合、複数の異なる倍率の対物レンズを切り替えることで観察倍率を変えていた。しかし、このような場合、対物レンズの倍率を変えるため、偏光ずれが発生する。つまり、対物レンズを異なる倍率のものに変えることにより、視野の中心に位置していた試料が視野の中心からずれた位置に見えるようになってしまうことがある。しかし、本実施形態では、上記のように対物レンズは１本であり、観察倍率は中間変倍レンズで変更するので、上記のような偏光ずれを起こすことがない。従って、観察倍率を変えても視野中の試料の位置は移動することがないので、観察倍率を変更し、倍率を変更する度に偏光ずれの調整を行う必要がなく、使い易い顕微鏡が得られる。

また、本発明のように中間変倍部をアーム部と接眼部の間に設ける構成の場合には、対物レンズの本数は限定されるものではなく、従来のように中間変倍部をアーム部と鏡筒部の間に組み込むことによる接眼部の上方への移動が生じないので、使いやすい顕微鏡が得られる。

本発明は、顕微鏡の分野において大いに利用することができる。

本発明の第１の実施形態の正立顕微鏡を示す構成図である。 本発明の第２の実施形態の正立顕微鏡を示す構成図である。 アクチュエータを用いて中間変倍レンズと図示しない虹彩絞りを回動させ、観察光軸に対して出し入れする状態を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態の正立顕微鏡を示す構成図である。 中間変倍レンズと図示しない虹彩絞りを回動させて、観察光軸に対して出し入れする状態を示す説明図である。 第３の実施形態において、入れ替えられる虹彩絞り７４ａ，７４ｂを示す説明図である。 本発明の第４の実施形態の正立顕微鏡を示す構成図である。 従来の正立顕微鏡の一例を示す構成図である。

符号の説明

１ 正立顕微鏡
１０ ベース部
１１ コレクタレンズ
１２ レンズ１２
１３ 全反射ミラー
１４ フィールドレンズ
２０ 支柱部
３０ アーム部
４０ ステージ部
４１ コンデンサレンズ
４２ 標本４２
５０ 鏡筒部
５１ 鏡筒内対物レンズ
５２、５３プリズム
５４ 接眼レンズ
５５ 接眼部
６０ 対物レンズ部
６１、６２…対物レンズ
７０ レボルバ部
７２ 中間変倍部
７３ 中間変倍レンズ
７４、７４ａ、７４ｂ 虹彩絞り
７５、７６ アクチュエータ
７５ａ レンズ挿脱用アーム
７５ｂ 回転軸
７６ａ レンズ挿脱用回転軸
７７ 位置検出センサ
８０ ランプハウス
８１ 光源８１
Ｍ 検査者の眼
ＳＷ スイッチ部
Ｌ 観察光軸

Claims (9)

1. 標本上に配置される対物レンズと、前記対物レンズの上方に配置され、接眼レンズを有する鏡筒部を搭載するアーム部とを有する顕微鏡において、
   前記対物レンズと前記アーム部の間に、中間変倍レンズを内蔵する中間変倍部を設けたことを特徴とする顕微鏡。
2. 請求項１記載の顕微鏡において、
   前記中間変倍部は、前記対物レンズの光軸に対して、前記中間変倍レンズを出し入れ可能にする機構を備えたことを特徴とする顕微鏡。
3. 請求項２記載の顕微鏡において、
   前記中間変倍レンズを出し入れ可能にする機構は、前記対物レンズの光軸に対して垂直方向に中間変倍レンズを移動することを特徴とする顕微鏡。
4. 請求項２記載の顕微鏡において、
   前記中間変倍レンズを出し入れ可能にする機構は、前記対物レンズの光軸に対して、垂直方向を回転中心として前記中間変倍レンズを回転させることを特徴とする顕微鏡。
5. 請求項２乃至４のいずれか一つに記載の顕微鏡において、
   前記中間変倍レンズを出し入れ可能にする機構は、アクチュエータを用いて前記中間変倍レンズを移動することを特徴とする顕微鏡。
6. 請求項２乃至５のいずれか一つに記載の顕微鏡において、
   前記標本を観察するための光源を備え、前記中間変倍レンズの状態に応じて、前記光源からの照明光の強度を調整することを特徴とする顕微鏡。
7. 請求項２乃至６のいずれか一つに記載の顕微鏡において、
   前記対物レンズと前記中間変倍レンズの間に、虹彩絞りを設けたことを特徴とする顕微鏡。
8. 請求項７に記載の顕微鏡において、
   前記虹彩絞りを、前記アクチュエータの状態に応じて切り替えることを特徴とする顕微鏡。
9. 倍率が固定された１本の対物レンズと、
   異なる倍率を有する複数の中間変倍レンズを備え前記対物レンズの光軸上に前記複数の中間変倍レンズの中から任意の倍率の中間変倍レンズが配置可能な中間変倍部を有し、
   前記倍率が固定された１本の対物レンズと前記光軸上に配置された任意の倍率の前記中間変倍レンズにより観察倍率を調整することを特徴とする顕微鏡。

Images