JP2006091506A - 光学顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 標本Ｓが培養液の彎曲液面の中心軸から外れた位置にあっても観察視野の中央で適正な顕微鏡観察ができる光学顕微鏡を提供すること。
【解決手段】 光学顕微鏡１００には、屈折力可変レンズ２０、屈折力変更機構３０およびレンズ駆動機構４０とが備えられ、マイクロプレートＭは、標本Ｓを培養液とともに収容し、ＸＹ移動ステージ６上に載置されている。屈折力可変レンズ２０は、屈折力変更機構３０によりレンズパワー量を増減することができるとともに、レンズ駆動機構４０によりＸ−Ｙ方向に移動できる。ＸＹ移動ステージ６を移動させて標本Ｓの位置を変えたときには、屈折力可変レンズ２０もＸＹ移動ステージ６と同じように移動させることにより、屈折力可変レンズ２０の光軸を培養液の彎曲液面の中心軸と一致させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学顕微鏡に関する。

培養液中の生物試料を顕微鏡観察する場合、表面張力のために培養液の液面が彎曲する現象が生じ、培養液表面が負のレンズ作用を引き起こす。透過照明光学系を備える位相差顕微鏡では、この液面彎曲の影響で、コンデンサレンズの瞳位置に置かれたリング状開口絞りの像が対物レンズの瞳面に置かれた位相リングの範囲から外れた位置に投影され、適正な像観察ができなくなる。従来、コンデンサレンズと培養液との間に正の屈折力を有するレンズ群を配置し、レンズ群の一部を光軸方向に移動させることにより、液面彎曲による負のレンズ作用を打ち消すように構成された顕微鏡光学系が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−５９２９号公報（第２頁、第２図）

上記特許文献１の顕微鏡光学系では、正の屈折力を有するレンズ群の光軸と彎曲した液面の中心軸とが一致している場合は、液面彎曲による負のレンズ作用を打ち消すことができる。しかし、観察したい生物試料の部位が彎曲した液面の中心軸から外れた位置にある場合は、生物試料をレンズ群の光軸と直交方向に動かすと、レンズ群の光軸と彎曲した液面の中心軸がずれるために、適正な顕微鏡観察ができないという問題がある。

（１）上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る光学顕微鏡は、照明光を試料へ導く透過照明光学系と、試料および水溶液を収容する容器を照明光学系の光軸と直交する２次元方向に移動させるステージと、ステージによる容器の移動に応じて２次元方向に移動し、水溶液の液面彎曲による照明光の屈折を補正するように屈折力を変える補正レンズ系と、試料の像を形成する対物レンズとを備えることを特徴とする。
本発明の請求項２に係る光学顕微鏡は、請求項１の光学顕微鏡において、容器は、複数のウエルを有するウエルプレートであり、補正レンズ系は、補正レンズ系の光軸が対物レンズで観察するウエル中の水溶液の液面彎曲の中心と一致して２次元方向に移動することが好ましい。

（２）本発明の請求項３に係る光学顕微鏡は、請求項１または２の光学顕微鏡において、ステージを移動させるステージ移動装置と、ステージの移動量に応じて補正レンズ系を移動させる補正レンズ移動装置とを有することが好ましい。
本発明の請求項４に係る光学顕微鏡は、請求項１〜３のいずれかの光学顕微鏡において、補正レンズ系は、密閉容器内の液体の充填量により伸展性樹脂膜の曲率が変わり、屈折力が変わる屈折力可変レンズであることを特徴とする。
本発明の請求項５に係る光学顕微鏡は、請求項１〜４のいずれかの光学顕微鏡において、透過照明光学系は、コンデンサレンズとリング状開口とを有し、対物レンズは、位相差対物レンズであることを特徴とする。
本発明の請求項６に係る光学顕微鏡は、請求項５の光学顕微鏡において、対物レンズの瞳面を観察する観察光学系と、瞳面上の位相板に投影されるリング状開口の像の位置を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて補正レンズ系の屈折力を変える屈折力変更手段とを備えることが好ましい。
本発明の請求項７に係る光学顕微鏡は、請求項６の光学顕微鏡において、検出手段は、対物レンズの瞳面の位相板に入射する照明光の光量を検出する光量センサであってもよい。
本発明の請求項８に係る光学顕微鏡は、請求項６の光学顕微鏡において、検出手段は、対物レンズの瞳面の位相板に入射する照明光を検出する撮像素子であってもよい。
（３）本発明の請求項９に係る光学顕微鏡は、請求項１〜８のいずれかの光学顕微鏡において、補正レンズ系は、光路上に挿脱可能であることが好ましい。

本発明によれば、容器を照明光の光軸と直交する２次元方向に移動しても、適正な顕微鏡観察ができる。

以下、本発明の実施の形態による光学顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態による光学顕微鏡の概略を示す全体構成図である。図２は、本発明の実施の形態による光学顕微鏡の主要部の構成を概略的に示す部分構成図である。図３は、図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。

本実施の形態の光学顕微鏡１００は、位相差顕微鏡であり、次の各光学素子を備える。すなわち、光学顕微鏡１００は、光源装置１と、ミラー２と、フィールドレンズ３と、リング絞り４と、コンデンサレンズ５と、ＸＹ移動ステージ６と、対物レンズ７と、位相リング８と、結像レンズ９と、反射プリズム１０と、リレーレンズ１１と、反射プリズム１２と、観察光結像レンズ１３と、光路分割プリズム１４と、接眼レンズ１５とを備える。ＸＹ移動ステージ６上には、標本Ｓを培養液とともに収容する複数のウエルを有するマイクロプレートＭが載置され、ＸＹ移動ステージ６は、ステージ駆動機構６ａによりＸ−Ｙ２次元方向に移動できる。さらに、光学顕微鏡１００は、光路上に挿脱可能な瞳面投影レンズ１６と、光量検出センサ１７と、屈折力可変レンズ２０と、屈折力変更機構３０と、レンズ駆動機構４０とを備える。

図２に示されるように、屈折力可変レンズ２０は、コンデンサレンズ５の下方に配置され、正レンズ用チャンバ２４内に設けられる高屈折率液体の正レンズ２１と、負レンズ用チャンバ２５内に設けられる低屈折率液体の負レンズ２２と、伸展性樹脂膜２３とを備える。例えば、高屈折率液体の屈折率は１．８程度、低屈折率液体の屈折率は１．３程度である。伸展性樹脂膜２３としては、例えばシリコーン樹脂やラテックス樹脂が用いられる。屈折力可変レンズ２０については後に詳細に説明する。

屈折力変更機構３０は、固定部材３７によって光学顕微鏡１００の照明装置１０１に固設されており、シリンダ３１と、シリンダ３１内を往復運動するピストン３２と、ピストン送り雄ネジ３３と、パルスモータ３４と、オイルリザーバ３５と、フレキシブルチューブ３６ａ，３６ｂとを備える。ピストン３２の一端には、ピストン用雌ネジ３２ｂが設けられ、ピストン送り雄ネジ３３がピストン用雌ネジ３２ｂと螺合している。ピストン送り雄ネジ３３は、カップリング３３ａによりパルスモータ３４に接続されている。オイルリザーバ３５は、伸縮性を有する、例えば蛇腹式の密閉容器である。

レンズ駆動機構４０は、固定部材５０によって照明装置１０１に固設されており、Ｘ軸送り雌ネジ４１と、Ｘ軸送り雄ネジ４２と、Ｘ軸駆動モータ４３と、Ｘ軸可動台４４と、Ｘ軸リニアガイド４５と、Ｙ軸送りネジ４６と、Ｙ軸駆動モータ４７と、Ｙ軸可動台４８と、Ｙ軸リニアガイド４９とを備える。Ｘ軸送り雌ネジ４１は、Ｘ軸送り雄ネジ４２と螺合しており、Ｘ軸送り雄ネジ４２は、カップリング４２ａを介してＸ軸駆動モータ４３に接続されている。Ｙ軸送りネジ４６は、Ｙ軸駆動モータ４７に接続されている。Ｘ軸リニアガイド４５は、Ｙ軸可動台４８と一体化されている。

Ｘ軸可動台４４は、Ｘ軸リニアガイド４５に沿ってＸ方向に往復運動でき、Ｙ軸可動台４８は、Ｙ軸リニアガイド４９に沿ってＹ方向に往復運動できるように構成されている。Ｘ軸リニアガイド４５とＹ軸可動台４８とは一体化されているので、Ｘ軸送り雌ネジ４１と、Ｘ軸送り雄ネジ４２と、Ｘ軸駆動モータ４３と、Ｘ軸可動台４４と、Ｘ軸リニアガイド４５とは、Ｙ方向に往復運動可能である。すなわち、Ｘ軸可動台４４は、Ｘ−Ｙ２次元方向に往復運動できる。

屈折力可変レンズ２０は、連結部材２７に固設されており、連結部材２７は、Ｘ軸送り雌ネジ４１によってレンズ駆動機構４０のＸ軸可動台４４に連結されている。従って、屈折力可変レンズ２０は、レンズ駆動機構４０によってＸ−Ｙ２次元方向に往復運動できるように構成されている。また、屈折力可変レンズ２０の正レンズ用チャンバ２４は、フレキシブルチューブ３６ａを介して屈折力変更機構３０のシリンダ３１と連結され、負レンズ用チャンバ２５は、フレキシブルチューブ３６ｂを介して屈折力変更機構３０のオイルリザーバ３５と連結されている。フレキシブルチューブ３６ａ,３６ｂは、可撓性を有するので、屈折力可変レンズ２０のＸ−Ｙ２次元運動に追随できる。

再び、図１を参照しながら、光学顕微鏡１００の光学系を説明する。ランプ１ａから射出される照明光は、コレクタレンズ１ｂにより平行光となり、ミラー２で＋Ｚ方向に導かれ、フィールドレンズ３によりリング状開口を有するリング絞り４上へランプ１ａの像が結像される。リング絞り４を通過した照明光は、コンデンサレンズ５、屈折力可変レンズ２０を通過してマイクロプレートＭの培養液中の標本Ｓを照明する。

標本Ｓを透過した光（観察光）は、位相リング８を有する対物レンズ７と結像レンズ９を通過し、標本Ｓの拡大像が形成される。位相リング８は、リング絞り４のリング状開口と共役な後側焦点面に配置されている。投影レンズ駆動機構１６ａにより瞳面投影レンズ１６を観察光の光路から退避させた場合、結像レンズ９を通過した観察光は、反射プリズム１０、リレーレンズ１１、反射プリズム１２、観察光結像レンズ１３を順次通過し、光路分割プリズム１４により光路が分岐され、一方は接眼レンズ１５へ導かれて標本Ｓの位相差顕微鏡像として観察され、他方は光量検出センサ１７へ入射する。

投影レンズ駆動機構１６ａにより瞳面投影レンズ１６を観察光の光路に挿入した場合、対物レンズ７の瞳像が光量検出センサ１７の受光面に投影される。光量検出センサ１７による光量検出については後述する。

次に、図２を参照しながら、屈折力可変レンズ２０および屈折力変更機構３０の詳細を説明する。屈折力可変レンズ２０の正レンズ用チャンバ２４と負レンズ用チャンバ２５は、伸展性樹脂膜２３を介して一体化され、それぞれ密閉状態を保っている。正レンズ用チャンバ２４と負レンズ用チャンバ２５の照明光透過領域には、それぞれ透明窓２４ａ，２５ａが配置されている。

高屈折率液体は、正レンズ用チャンバ２４、シリンダ３１およびフレキシブルチューブ３６ａの内部に満たされており、ピストン３２の往復運動により、正レンズ用チャンバ２４内の容量を増減することができる。ピストン３２の往復運動は、パルスモータ３４がピストン送り雄ネジ３３を回転させ、その回転に伴いピストン用雌ネジ３２ｂがＺ方向に駆動されることによって行われる。なお、シリンダ３１とピストン３２との摺動は、Ｏリング３２ａを介して行われるので、高屈折率液体の漏れを防止できる。

正レンズ用チャンバ２４内の高屈折率液体の内圧が１気圧のときは、伸展性樹脂膜２３の膜面は平面であり、パルスモータ３４の送りパルス量は基準点にあり、ピストン３２は原点位置にある。ピストン３２を原点位置から＋Ｚ方向に運動させると、正レンズ用チャンバ２４内の高屈折率液体の内圧が増加し、圧力増加に応じて伸展性樹脂膜２３の曲率が大きくなり、正レンズ２１の屈折力（パワー）が大きくなる。

一方、低屈折率液体は、負レンズ用チャンバ２５、オイルリザーバ３５およびフレキシブルチューブ３６ｂの内部に満たされており、ピストン３２が原点位置にあるときの内圧は１気圧に調整されている。ピストン３２を原点位置から＋Ｚ方向に運動させると、低屈折率液体の負レンズ２２は、伸展性樹脂膜２３を介して正レンズ２１側から圧力を受け、負レンズ用チャンバ２５内の低屈折率液体が減少し、その減少分はオイルリザーバ３５内に収容される。ピストン３２を＋Ｚ位置から−Ｚ方向に運動させると、伸展性樹脂膜２３の弾性反発力などにより、正レンズ用チャンバ２４内の高屈折率液体が減少し、正レンズ２１のパワーが小さくなる。このとき、負レンズ用チャンバ２５内の低屈折率液体は増加している。

正レンズ用チャンバ２４内には高屈折率液体が充填され、負レンズ用チャンバ２５内には低屈折率液体が充填されているため、正レンズ２１のパワーの増加分は、負レンズ２２のパワーの減少分より大きい。このように連続的にピストン３２を＋Ｚ方向に運動させることにより、連続的に正のレンズパワーを増加させることができる。すなわち、屈折力可変レンズ２０は、全体として零ないし正のレンズパワーをもつレンズとして機能する。このような正レンズ２１と負レンズ２２の組み合わせを用いると、伸展性樹脂膜２３の境界面においては、正レンズ２１から伸展性樹脂膜２３へ加わる均一な圧力を負レンズ２２が受けて平衡状態となり、伸展性樹脂膜２３の曲面が安定した形状となる。

上述のような機能を有する屈折力可変レンズ２０を照明光の光路に挿入したときの光路について図３を用いて説明する。図３の光路図では、屈折力可変レンズ２０が正のレンズパワーをもち、培養液層Ｂが引き起こす負のレンズパワーを打ち消した状態を表わしている。リング絞り４を通過した照明光は、コンデンサレンズ５を通過したときに平行光束（Ｌ１で表示）となり、屈折力可変レンズ２０を通過して培養液層Ｂに入射し、ウエルＷの底面にある標本Ｓに入射する。標本Ｓを透過した観察光は、培養液層Ｂの負のレンズパワーによって平行光束（Ｌ２で表示）となり、対物レンズ７により、その瞳位置に配設された位相リング８の位相シフト用の位相膜８ａ上に結像する。

このような適切なレンズ補正がなされたときの光量検出センサ１７の受光状態を図４を用いて説明する。図４（ａ）は、光量検出センサ１７の概略構造を示す断面図であり、観察光は下側から入射する。図４（ｂ）は、光量検出センサ１７の受光状態を示す下面図である。図４（ａ）に示されるように、光量検出センサ１７は、フォトセンサ部１７ａ、透明基板１７ｂおよびＣｒ膜１７ｃが一体に積層されたものである。Ｃｒ膜１７ｃは、光を透過する輪帯状開口Ａのパターンが形成されたマスクである。光量検出センサ１７は、輪帯状開口Ａが位相リング８と同心になるように配設される。

図４（ｂ）を参照すると、正しいレンズ補正がなされたときには、輪帯状開口Ａ上にリング絞り４の像Ｒ１が結像される。つまり、観察光が輪帯状開口Ａ上で合焦し、フォトセンサ部１７ａの受光量は最大となる。一方、レンズ補正がなされていないか不十分であるときには、輪帯状開口Ａの外側にリング絞り４の像Ｒ２が投影され、輪帯状開口Ａから入射する光量は少なくなる。

上述したように、屈折力可変レンズ２０を照明光の光路に挿入することにより、マイクロプレートＭのウエルＷ中の培養液層Ｂが引き起こす負のレンズパワーを相殺することができる。この負のレンズパワーは、培養液の粘性、マイクロプレートＭの材質や表面処理に依存する培養液とウエルＷの内壁との濡れ性およびウエルＷの内径寸法などによって変化する。従って、様々な種類の培養液やマイクロプレートＭを用いて逐次顕微鏡観察を行うためには、培養液層Ｂの負のレンズパワーのパワー量に応じて屈折力可変レンズ２０の正のレンズパワーを増減すればよい。

なお、対物レンズを変えた場合、光量検出センサ１７の輪帯状開口Ａの直径は、位相リング８の大きさに応じて変える必要がある。この場合は、透明基板１７ｂ上にＣｒ膜１７ｃを形成する代わりに、直径の異なる輪帯状開口をそれぞれ形成した複数の遮光板を用意し、例えばターレット方式で光量検出に適した遮光板をフォトセンサ部１７ａの前面に挿入するように構成すればよい。

また、光量検出センサ１７の代わりにＣＣＤ等の撮像素子を配置し、これに投影されたリング絞り４の画像と、予め記憶されているリング絞り４の画像とを比較演算し、その結果に基づいて屈折力可変レンズ２０のパワーを調節してもよい。

一方、観察したい標本ＳがマイクロプレートＭのウエルＷ中の周辺領域に存在する場合は、観察したい標本Ｓが照明光の光軸ＡＸ上に位置するようにＸＹ移動ステージ６をＸ−Ｙ２次元方向に移動させる必要がある。このとき、負のレンズパワーをもつ培養液層Ｂの中心軸は、照明光の光軸ＡＸから外れた位置となる。従って、屈折力可変レンズ２０を照明光の光路に挿入しただけでは正確な補正はできない。

正確な補正を行うためには、ＸＹ移動ステージ６の移動と連動して屈折力可変レンズ２０を移動させればよい。つまり、ＸＹ移動ステージ６の移動方向と同じ方向へ、ＸＹ移動ステージ６の移動量と同じ距離だけ、レンズ駆動機構４０により屈折力可変レンズ２０を移動させればよい。

図５を参照しながら、屈折力可変レンズ２０のレンズパワーの増減と屈折力可変レンズ２０のＸ−Ｙ２次元移動に関する制御について説明する。
図５は、本発明の実施の形態による光学顕微鏡の駆動制御を説明するための制御系のブロック図である。制御系の回路は、パルスモータ駆動回路５１と、補正レンズＸＹ軸モータ駆動回路５２と、ＸＹ移動ステージ駆動回路５３と、瞳面投影レンズ駆動回路５４と、光量検出センサ駆動回路５５と、Ａ／Ｄ変換器５６とを備える。制御ＣＰＵ５７は、パルスモータ駆動回路５１と、補正レンズＸＹ軸モータ駆動回路５２と、ＸＹ移動ステージ駆動回路５３と、瞳面投影レンズ駆動回路５４とにそれぞれ電気的に接続され、これらを統括制御するとともに、Ａ／Ｄ変換器５６に接続され、光量のデジタルデータが入力される。また、制御ＣＰＵ５７には、入力手段としてジョイスティック５８が接続されている。

パルスモータ駆動回路５１は、パルスモータ３４に接続され、正レンズ用チャンバ２４内の高屈折率液体量の調節を行う。補正レンズＸＹ軸モータ駆動回路５２は、Ｘ軸駆動モータ４３とＹ軸駆動モータ４７に接続され、屈折力可変レンズ２０のＸＹ移動方向と移動距離の調節を行う。ＸＹ移動ステージ駆動回路５３は、ステージ駆動機構６ａに接続され、ＸＹ移動ステージ６のＸＹ移動方向と移動距離の調節を行う。瞳面投影レンズ駆動回路５４は、投影レンズ駆動機構１６ａに接続され、瞳面投影レンズ１６の光路上への挿脱操作を行う。Ａ／Ｄ変換器５６は、光量検出センサ１７から出力される光量のアナログ値をデジタル値に変換する。

図３と図６を参照しながら、制御系の作用を具体的に説明する。図６は、図３に対応する図であり、屈折力可変レンズ２０が初期状態にあるときの光路図を示す。屈折力可変レンズ２０が初期状態のときは、伸展性樹脂膜２３が平面となっているので、屈折力可変レンズ２０のパワーは零である。従って、初期状態では、リング絞り４の像は位相リング８の位相膜８ａ上に結像していない。このとき、制御ＣＰＵ５７からＸＹ移動ステージ駆動回路５３を経由してステージ駆動機構６ａに信号が送出されることにより、ＸＹ移動ステージ６は、観察したい標本Ｓが収容されているウエルＷの中心座標、すなわち初期位置に予め設定されている。なお、対物レンズ７の標本Ｓへの焦点調節動作は完了している。

瞳面投影レンズ駆動回路５４からの信号により瞳面投影レンズ１６が光路上へ挿入されると、対物レンズ７の瞳像が光量検出センサ１７に投影され、光量検出センサ駆動回路５５から光量のアナログ値が出力される。このアナログ値は、Ａ／Ｄ変換器５６によりデジタル変換され、制御ＣＰＵ５７へ入力される。

パルスモータ駆動回路５１からパルスモータ３４へ駆動信号が送出されると、屈折力可変レンズ２０のパワーが零から正となり、正のレンズパワーが連続的に増加していき、光量検出センサ１７で受光する光量が増加していく。光量検出センサ１７で受光する光量が最大値をとったときのパルスモータ３４の送りパルス量は、制御ＣＰＵ５７により記憶される。光量の最大値は、屈折力可変レンズ２０の正のレンズパワーを増加させても光量検出センサ１７の受光量が増加しない時点で認識できる。このような手順で、図３に示されるように、培養液の液面彎曲による負のレンズパワーを打ち消すことができ、コントラストの高い適正な顕微鏡観察ができる。

次に、ＸＹ移動ステージ６を初期位置から移動させて、観察したい標本ＳがウエルＷ中の周辺領域に存在する場合の観察方法を説明する。ジョイスティック５８から制御ＣＰＵ５７へＸＹ移動ステージ６の移動信号が入力されると、ＸＹ移動ステージ駆動回路５３からステージ駆動機構６ａへ駆動信号が送出され、ＸＹ移動ステージ６が所望のＸＹ位置へ移動する。同時に、補正レンズＸＹ軸モータ駆動回路５２からＸ軸駆動モータ４３とＹ軸駆動モータ４７へ駆動信号が送出され、屈折力可変レンズ２０もＸＹ移動ステージ６と同じＸＹ位置へ移動する。これにより、ウエルの中心軸と屈折力可変レンズ２０の光軸が一致するので、培養液の液面彎曲による負のレンズパワーを打ち消すことができ、観察視野の中央でコントラストの高い適正な顕微鏡観察ができる。

また、観察したい標本Ｓが別のウエルに存在する場合は、そのウエルの中心座標を照明光の光軸ＡＸに一致させるように、制御ＣＰＵ５７からの指令またはジョイスティック５８でＸＹ移動ステージ６を移動させて、この位置をＸＹ移動ステージ６の初期位置とし、上述した操作を繰り返すことで、観察視野の中央でコントラストの高い適正な顕微鏡観察ができる。なお、制御ＣＰＵ５７に予め各ウエルの中心座標を入力しておき、別のウエルに移動した場合には、自動で屈折力可変レンズ２０の光軸をウエルの中心、すなわち液面彎曲の中心に一致させてもよい。

以上説明したように、本実施の形態の光学顕微鏡１００は次の作用効果を奏する。
（１）ＸＹ移動ステージ６の移動と連動して屈折力可変レンズ２０を移動させるので、標本Ｓが彎曲した液面の中心軸から外れた位置にあっても観察視野の中央で顕微鏡観察ができる。
（２）屈折力可変レンズ２０のパワー量を培養液の液面彎曲による負のレンズパワーを打ち消すように増減することができるので、負のレンズパワーの大小にかかわらず屈折力の補正ができ、コントラストの高い適正な顕微鏡観察ができる。
（３）観察光の光路上に瞳面投影レンズ１６と光量検出センサ１７を配置して光量を検出することにより、最適な屈折力の補正を行うことができる。

なお、ウエルＷの内径が十分大きく培養液の液面彎曲による負のレンズパワーの影響を受けない中央部分に標本Ｓがある場合は、本実施の形態で説明した屈折力可変レンズ２０を用いなくとも適正な顕微鏡観察ができる。この場合は、屈折力可変レンズ２０を光路上から退避させておけばよい。

本実施の形態では、光学顕微鏡１００として位相差顕微鏡について説明したが、通常の透過観察を行う光学顕微鏡にも微分干渉顕微鏡にも本発明を適用することができる。また、本実施の形態では、ＸＹ移動ステージ６とは独立に、屈折力可変レンズ２０をＸ軸駆動モータ４３とＹ軸駆動モータ４７により駆動するが、Ｘ軸駆動モータ４３とＹ軸駆動モータ４７を廃止し、ステージ駆動機構６ａをＸＹ移動ステージ６の移動と屈折力可変レンズ２０の移動に共用とすれば、製品コストの低減と制御系のアルゴリズムの単純化を図ることができる。本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。

本発明の実施の形態に係る光学顕微鏡の概略を示す全体構成図である。 本発明の実施の形態に係る光学顕微鏡の主要部の構成を概略的に示す部分構成図である。 本発明の実施の形態に係る光学顕微鏡の部分光路図であり、図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。 図４（ａ）は、本発明の実施の形態に係る光学顕微鏡の光量検出センサ１７の概略構造を示す断面図であり、図４（ｂ）は、光量検出センサ１７の受光状態を示す下面図である。 本発明の実施の形態に係る光学顕微鏡の制御系のブロック図である。 本発明の実施の形態に係る光学顕微鏡の屈折力可変レンズ２０が初期状態にあるときの部分光路図である。

符号の説明

１：光源装置
４：リング絞り
５：コンデンサレンズ
６：ＸＹ移動ステージ
７：対物レンズ
８：位相リング
１３：観察光結像レンズ
１４：光路分割プリズム
１６：瞳面投影レンズ
１７：光量検出センサ
２０：屈折力可変レンズ
２１：正レンズ
２２：負レンズ
２３：伸展性樹脂膜
２４：正レンズ用チャンバ
２５：負レンズ用チャンバ
３０：屈折力変更機構
３１：シリンダ
３２：ピストン
３４：パルスモータ
３５：オイルリザーバ
４０：レンズ駆動機構
４３：Ｘ軸駆動モータ
４４：Ｘ軸可動台
４７：Ｙ軸駆動モータ
４８：Ｙ軸可動台
５１：パルスモータ駆動回路
５２：補正レンズＸＹ軸モータ駆動回路
５３：ＸＹ移動ステージ駆動回路
５４：瞳面投影レンズ駆動回路
５５：光量検出センサ駆動回路
５６：Ａ／Ｄ変換器
５７：制御ＣＰＵ
１００：光学顕微鏡
１０１：照明装置
Ａ：輪帯状開口
Ｂ：培養液
Ｍ：マイクロプレート
Ｒ１，Ｒ２：リング絞り像
Ｓ：標本
Ｗ：ウエル

Claims (9)

1. 照明光を試料へ導く透過照明光学系と、
   前記試料および水溶液を収容する容器を前記照明光学系の光軸と直交する２次元方向に移動させるステージと、
   前記ステージによる前記容器の移動に応じて前記２次元方向に移動し、前記水溶液の液面彎曲による前記照明光の屈折を補正するように屈折力を変える補正レンズ系と、
   前記試料の像を形成する対物レンズとを備えることを特徴とする光学顕微鏡。
2. 請求項１に記載の光学顕微鏡において、
   前記容器は、複数のウエルを有するウエルプレートであり、
   前記補正レンズ系は、前記補正レンズ系の光軸が前記対物レンズで観察するウエル中の水溶液の液面彎曲の中心と一致して２次元方向に移動することを特徴とする光学顕微鏡。
3. 請求項１または２に記載の光学顕微鏡において、
   前記ステージを移動させるステージ移動装置と、
   前記ステージの移動量に応じて前記補正レンズ系を移動させる補正レンズ移動装置とを有することを特徴とする光学顕微鏡。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学顕微鏡において、
   前記補正レンズ系は、密閉容器内の液体の充填量により伸展性樹脂膜の曲率が変わり、屈折力が変わる屈折力可変レンズであることを特徴とする光学顕微鏡。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学顕微鏡において、
   前記透過照明光学系は、コンデンサレンズとリング状開口とを有し、
   前記対物レンズは、位相差対物レンズであることを特徴とする光学顕微鏡。
6. 請求項５に記載の光学顕微鏡において、
   前記対物レンズの瞳面を観察する観察光学系と、
   前記瞳面上の位相板に投影される前記リング状開口の像の位置を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記補正レンズ系の屈折力を変える屈折力変更手段とを備えることを特徴とする光学顕微鏡。
7. 請求項６に記載の光学顕微鏡において、
   前記検出手段は、前記対物レンズの瞳面の位相板に入射する前記照明光の光量を検出する光量センサであることを特徴とする光学顕微鏡。
8. 請求項６に記載の光学顕微鏡において、
   前記検出手段は、前記対物レンズの瞳面の位相板に入射する前記照明光を検出する撮像素子であることを特徴とする光学顕微鏡。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学顕微鏡において、
   前記補正レンズ系は、光路上に挿脱可能であることを特徴とする光学顕微鏡。

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