JP2007219265A - 顕微鏡観察装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対物レンズの先端に、その光軸に交差する方向に外力が作用した場合に、その外力を効果的に逃がして対物レンズや試料の健全性を維持する。
【解決手段】装置本体に固定されるベース部材３と、対物レンズユニット４を装着する対物レンズ装着部材５と、該対物レンズ装着部材５をベース部材３に対して対物レンズユニット４の光軸Ｃに交差する方向に移動可能に支持する支持機構６とを備え、支持機構６が、ベース部材３または対物レンズ装着部材５のいずれか一方に設けられた内鍔部１７ｃと、ベース部材３または対物レンズ装着部材５のいずれか他方に設けられ、内鍔部１７ｃと軸方向に係合可能な外鍔部１５と、これらを軸方向に密着させる方向に付勢する付勢部材１９とを備え、内鍔部１７ｃおよび外鍔部１５に、これらが光軸Ｃ回りに所定の相対回転角度に配されたときに軸方向の係合を解除する切欠が設けられている顕微鏡観察装置を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、顕微鏡観察装置に関するものである。

従来、顕微鏡観察装置としては、例えば、特許文献１に示される構造のものが知られている。
この顕微鏡観察装置は、スプリング緩衝機構を有する対物レンズを備えている。スプリング緩衝機構は、対物レンズの先端が外力によって押圧されたときに、外力に倣って対物レンズの先端を光軸に沿う方向に変位させる機構である。このスプリング緩衝機構を採用することにより、作動距離（WD:Working Distance）が短い対物レンズを用いて、スライドガラス上に配置されカバーガラスによって覆われた試料を観察する場合に、誤ってカバーガラスに対物レンズの先端が接触してしまっても、カバーガラスや試料に損傷を与えることを回避できる利点がある。
特開平１１−１６７０６６号公報

ところで、例えば、マウスのような実験動物等の生体の体内を生きたまま(in vivo)観察する場合には、対物レンズの先端を生体内に挿入する必要がある。この場合に、生体内の観察部位に対して対物レンズの光軸を垂直に向ける必要があり、対物レンズの姿勢を種々の方向に設定して、実験動物等の生体内を種々の角度から観察可能とすることが望まれている。

しかしながら、対物レンズを標本あるいは標本を搭載するステージに対して傾斜させる場合に、対物レンズを光軸方向のみに沿って移動させる場合には、多くの場合、対物レンズの先端面に光軸方向に沿う外力が加わるため、上記スプリング緩衝機構を機能させることができるが、対物レンズを光軸に交差する方向に移動させる場合には、対物レンズの先端に外力が作用しても、スプリング緩衝機構が機能しないことが考えられる。また、対物レンズを光軸方向のみに沿って移動させる場合においても、標本を搭載するステージに対して対物レンズが傾斜している場合には、対物レンズの先端がステージに衝突したときに、傾斜角度によっては、スプリング緩衝機構が良好に機能しない不都合がある。

これらの場合には、対物レンズに過大な外力が作用することとなって、対物レンズやステージが破損したり、標本に損傷を与えたりする不都合がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、対物レンズの先端に、その光軸に交差する方向に外力が作用した場合に、その外力を効果的に逃がして対物レンズや試料の健全性を維持することができる顕微鏡観察装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、対物レンズユニットを簡易に着脱することができる顕微鏡観察装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、装置本体と、該装置本体に固定されるベース部材と、対物レンズユニットを装着する対物レンズ装着部材と、該対物レンズ装着部材を前記ベース部材に対して対物レンズユニットの光軸に交差する方向に移動可能に支持する支持機構とを備え、該支持機構が、前記ベース部材または前記対物レンズ装着部材のいずれか一方に半径方向内方に突出して設けられた内鍔部と、前記ベース部材または前記対物レンズ装着部材のいずれか他方に半径方向外方に突出して設けられ、前記内鍔部と軸方向に係合可能な外鍔部と、これら内鍔部と外鍔部とを軸方向に密着させる方向に付勢する付勢部材とを備え、内鍔部および外鍔部に、これら内鍔部と外鍔部とが光軸回りに所定の相対回転角度に配されたときに軸方向の係合を解除する切欠が設けられている顕微鏡観察装置を提供する。

本発明によれば、対物レンズユニットの先端に光軸に交差する方向に外力が作用すると、該対物レンズユニットを装着している対物レンズ装着部材に外力が伝達される。対物レンズ装着部材は支持機構によりベース部材に支持されているので、対物レンズ装着部材に外力が作用すると、支持機構の作動により、対物レンズ装着部材をベース部材に対して対物レンズユニットの光軸に交差する方向に移動させる。これにより、特に、対物レンズユニットを傾斜させて移動させる場合等に、対物レンズユニットの先端に過大な外力が作用することが未然に防止され、対物レンズユニットや標本の損傷を未然に防止することができる。

また、本発明によれば、対物レンズユニットを装着した対物レンズ装着部材をベース部材に対してその光軸回りに相対回転させることにより、内鍔部の切欠と外鍔部、外鍔部の切欠と内鍔部とを一致させて軸方向の係合を解除し、簡単に分離することができる。また、ベース部材に対物レンズ装着部材を装着する際には、内鍔部の切欠と外鍔部、外鍔部の切欠と内鍔部とを一致させて軸方向に近接させ、内鍔部が外鍔部を軸方向に乗り越えたところで、相対回転させ、内鍔部と外鍔部とを軸方向に係合させることにより、簡易に装着することができる。観察現場において、対物レンズユニットをネジにより締結する細かい作業をなくして、ベース部材と対物レンズ装着部材ととを所定角度だけ相対回転させることにより簡易に着脱でき、準備作業に要する負担を軽減することができる。

上記発明においては、前記内鍔部および外鍔部に、これら内鍔部および外鍔部が軸方向に係合したときに、光軸回りの相対回転を係止する係止機構が設けられていることが好ましい。
このようにすることで、係止機構の作動によりベース部材と対物レンズ装着部材との相対回転が係止される。これにより、対物レンズを装着した対物レンズ装着部材がベース部材に装着状態に維持され、観察中などに外れてしまうことを防止できる。

また、上記発明においては、前記内鍔部および外鍔部に、これら内鍔部および外鍔部が軸方向に係合したときに、対物レンズユニットとベース部材の中心軸を一致させるよう案内するガイド手段が設けられていることが好ましい。
このようにすることで、ベース部材に対して対物レンズ装着部材を相対回転させることにより、外鍔部と内鍔部とを軸方向に係合させると、ガイド手段の作動により、対物レンズユニットとベース部材の中心軸が一致するように案内される。これにより、対物レンズの光軸調整が自動的に行われ、迅速に観察を開始することができる。

また、上記発明においては、前記支持機構に、前記対物レンズ装着部材が前記ベース部材に対して相対移動したことを検出する検出手段が備えられていることとしてもよい。
このようにすることで、検出手段の作動により、対物レンズ装着部材がベース部材に対して相対移動したことが検出される。観察中に対物レンズ装着部材がベース部材に対して相対移動するのは、対物レンズユニットの先端に外力が作用している場合である。この場合に、対物レンズユニットの先端に過大な外力が作用し続けると、対物レンズユニットや試料が損傷する可能性があるので、これを検出することで、対物レンズユニットおよび試料の健全性を維持することができる。

本発明によれば、対物レンズの先端に、その光軸に交差する方向に外力が作用した場合に、その外力を効果的に逃がして対物レンズや試料の健全性を維持することができる。また、対物レンズユニットを簡易に着脱することができ、観察現場における対物レンズユニットの交換作業を容易にしてオペレータの負担を軽減することができるという効果を奏する。

以下、本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡観察装置１について、図１〜図１１を参照して説明する。
本実施形態に係る顕微鏡観察装置１は、マウス等の実験動物のような生体を試料Ａとして、その内部を観察するのに適した装置である。

本実施形態に係る顕微鏡観察装置１は、図１に示されるように、装置本体２と、該装置本体２に固定されたベース部材３と、対物レンズユニット４と、該対物レンズユニット４に装着される対物レンズ装着部材５と、ベース部材３に対して対物レンズ装着部材５を支持させる支持機構６とを備えている。

装置本体２は、本体ケース７と、該本体ケース７に固定されたコリメートユニット８と、該コリメートユニット８によって平行光にされた光を２次元的に走査する光走査部９とを備えている。

コリメートユニット８には、図示しない光源からの光を導く光ファイバ１０の先端がコネクタ１１によって固定されている。コネクタ１１はコリメートユニット８に、光軸に対して若干傾斜して斜めに固定されている。これにより、光ファイバ１０の出射端面１０ａを、長さ方向に対して斜めに形成し、該出射端面１０ａにおける光ファイバ１０内の反射光が、光源側に設けられている光検出器（図示略）に戻ることを防止するように構成されている。光ファイバ１０の出射端面１０ａから出射された光は、コリメートユニット８のレンズ８Ａを通過することによって集光され、平行光に変換されるようになっている。

光走査部９は、例えば、直交する２つの軸線回りにそれぞれ揺動可能に支持された２枚のガルバノミラー（図示略）を近接配置してなる、いわゆる近接ガルバノミラーにより構成されている。各ガルバノミラーは、ケーブル１２を介して外部の図示しない制御装置から送られてきた制御信号によって、図示しないアクチュエータにより、所定の速さで往復揺動させられるようになっている。これにより、平行光は２次元的に走査されるようになっている。

前記ベース部材３は、略円筒状に形成されるとともに本体ケース７に固定するためのフランジ３ａを備えている。また、ベース部材３は、前記光走査部９により走査された光を集光して中間像を結像させる複数のレンズ１３Ａからなる瞳投影レンズユニット１３を備えている。また、ベース部材３には、前記瞳投影レンズユニット１３により中間像を結像した光を集光して平行光にする結像レンズ１４Ａを有する結像レンズユニット１４が備えられている。

前記対物レンズ装着部材５は、図２に示されるように、対物レンズユニット４に設けられた取付ネジ４ａに締結される雌ネジ５ａを有する略円筒状の部材である。また、対物レンズ装着部材５には、図３に示されるように、後述する支持機構６の一部を構成する外鍔部１５が設けられている。外鍔部１５は、前記雌ネジ５ａとは反対側の端部に設けられ、周方向に等間隔をあけて６カ所において半径方向外方に突出している。これら外鍔部１５の間には切欠１６が形成されている。

前記支持機構６は、図２に示されるように、前記対物レンズ装着部材５に設けられた外鍔部１５と、前記ベース部材３の先端に取り付けられた内鍔部材１７と、該内鍔部材１７の軸方向の内側に被せられるリング板状の支持プレート１８と、該支持プレート１８を軸方向に付勢するコイルスプリング（付勢部材）１９とを備えている。

内鍔部材１７は、ベース部材３の先端に設けられた雌ネジ３ｂに締結される雄ネジ１７ａを有し、該雄ネジ１７ａを雌ネジ３ｂに締結することにより、ベース部材３の先端に固定されるようになっている。内鍔部材１７は、図３に示されるように、中央貫通孔１７ｂを有するリング状に形成され、周方向に等間隔をあけて６カ所において半径方向内方に突出する内鍔部１７ｃと、これら内鍔部１７ｃの間に設けられた切欠１７ｄとを備えている。

内鍔部材１７の切欠１７ｄを含む中央貫通孔１７ｂの寸法は、前記対物レンズ装着部材５の外鍔部１５を通過可能な寸法に形成されている。すなわち、対物レンズ装着部材５の外鍔部１５は、内鍔部材１７の切欠１７ｄを軸方向に通過することができ、内鍔部１７ｃは、外鍔部１５間の切欠１６を軸方向に通過できるようになっている。したがって、外鍔部１５を内鍔部材１７の切欠１７ｄに、内鍔部１７ｃを外鍔部１５間の切欠１６にそれぞれ一致させて相互に軸方向に近接させていくことにより、対物レンズ装着部材５の外鍔部１５をベース部材３の外側から内側に挿入することができるようになっている。

各内鍔部１７ｃには、ベース部材３の内側に配される端面の周方向の中央位置に、前記外鍔部１５の幅寸法より大きな幅寸法を有する凹部（係止機構）１７ｅが設けられている。図２に示されるように、対物レンズ装着部材５をベース部材３に連結した状態においては、図４に示されるように、対物レンズ装着部材５の各外鍔部１５が、内鍔部１７ｃに設けられた各凹部１７ｅに収容されている。この状態においては、対物レンズ装着部材５に軸線回りの回転力が作用しても、外鍔部１５の周方向の側面が凹部１７ｅの溝壁に突き当たって回転が規制されるようになっている。

前記対物レンズ装着部材５には、図２に示されるように、前記外鍔部１５の半径方向内方に、軸方向に沿って外鍔部１５に向かい漸次拡大する案内面５ｂが備えられている。案内面５ｂの最大径寸法は、前記内鍔部材１７の中央貫通孔１７ｂの内径寸法に概略一致している。

図２に示されるように、対物レンズ装着部材５をベース部材３に連結した状態では、対物レンズ装着部材５が支持プレート１８を押圧するコイルスプリング１９によって押圧され、その案内面５ｂの最大径位置を中央貫通孔１７ｂに嵌合させるようになっている。これにより、ベース部材３の光軸と対物レンズユニット４の光軸Ｃとが精度よく一致させられるようになっている。

前記支持プレート１８は、対物レンズ装着部材５の外鍔部１５が内鍔部材１７の切欠１７ｄを軸方向に通過してベース部材３内に配置されたときに、外鍔部１５の軸方向の端面に密着させられるようになっている。この状態からさらに対物レンズ装着部材５をベース部材３の内側に挿入する方向に押圧すると、支持プレート１８を押圧しているコイルスプリング１９が圧縮されて支持プレート１８が軸方向に移動するようになっている。
図２中、符号２０は結像レンズ１４Ａを固定するリングナットであり、該リングナット２０の一端面にコイルスプリング１９の一端を支持する支持凹部２０ａが設けられている。

このように構成された本実施形態に係る顕微鏡観察装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡観察装置１を使用するには、まず、装置本体２を支持する図示しないアームを動作させて装置本体２を任意の位置および姿勢に設定する。そして、実験動物のような生体からなる試料Ａを切開して、その開口部に対物レンズユニット４の先端４ｂを挿入していく。
なお、試料Ａを切開する場合に限られず、耳のような薄い皮膚を切開することなく外部から観察する場合にも本実施形態に係る顕微鏡観察装置１を適用することとしてもよい。

所望の位置において装置本体２を固定し、図示しない光源から、例えば、レーザ光のような励起光を供給し、光走査部９を作動させる。光源から発せられた励起光は、光ファイバ１０を伝播した後、コネクタ１１を介して装置本体２内に導かれる。装置本体２にはコリメートユニット８が固定されているので、光ファイバ１０の出射端面１０ａから本体ケース７内に出射された励起光はコリメートユニット８のレンズ８Ａを通過することによって平行光に変換される。

平行光に変換された励起光は光走査部９に入射される。光走査部９は近接ガルバノミラーを往復揺動させることにより、励起光を９０°（図１中、水平に入射された励起光を鉛直方向に）偏向し、かつ、２次元的に走査する。走査された励起光は瞳投影レンズユニット１３を通過させられることにより中間像を結像し、その後、結像レンズユニット１４を通過することによって平行光に変換される。そして、結像レンズユニット１４から出射された平行光は対物レンズユニット４に入射され、その先端４ｂの前方の所定の作動距離をあけた焦点位置に再結像させられる。

試料Ａに励起光が入射されると、試料Ａ内部に存在する蛍光物質が励起されて蛍光が発せられる。発生した蛍光は、対物レンズユニット４の先端４ｂから対物レンズユニット４内に戻り、結像レンズユニット１４、瞳投影レンズユニット１３，光走査部９およびコリメートユニット８を介して光ファイバ１０に入射され、光源側に戻る。光源側において、蛍光は、図示しないダイクロイックミラーによって励起光から分離され図示しない光検出器、例えば、光電子増倍管（ＰＭＴ）によって検出される。そして、検出された蛍光は画像化されてモニタに表示されることになる。

光ファイバ１０が、シングルモードファイバのように十分に細いコア径を有している場合には、光ファイバ１０の先端が対物レンズユニット４の先端４ｂの結像位置と共役な位置関係となって共焦点光学系が構成される。したがって、対物レンズユニット４の先端４ｂの結像位置近傍において発生した蛍光のみが光ファイバ１０内に入射されることになり、解像度の高い画像を得ることができる。また、光ファイバ１０がそれよりも太いコア径を有する場合には、解像度は低くなるが、明るく、奥行きのある画像を得ることができる。

そして、得られた画像を見ながら、所望の観察位置を探すために装置本体２および対物レンズユニット４をその光軸Ｃ方向に移動させると、励起光の結像位置が光軸Ｃ方向に移動する結果、深さ方向の観察位置を変化させることができる。
この場合に、対物レンズユニット４の先端４ｂが試料Ａの内部において、比較的固い組織等の何らかの物体に当接すると、対物レンズユニット４の先端４ｂに外力が加わることになる。

まず、対物レンズユニット４の先端４ｂに光軸Ｃ方向に沿う外力が作用した場合について説明する。
対物レンズユニット４の先端４ｂに光軸Ｃ方向に沿って作用する外力が、コイルスプリング１９の弾発力を上回ると、図５に示されるように、コイルスプリング１９が圧縮されて、支持プレート１８が移動する結果、支持プレート１８に密着状態に配されている対物レンズ装着部材５および該対物レンズ装着部材５に取り付けられている対物レンズユニット４も装置本体２に対して光軸Ｃ方向に相対的に変位させられる。したがって、対物レンズユニット４の先端４ｂに過大な押圧力が加わることが防止され、対物レンズユニット４および相手方の試料Ａの損傷を防止することができる。

この場合において、本実施形態に係る顕微鏡観察装置１によれば、上述したコイルスプリング１９を含む緩衝機構が対物レンズユニット４の先端４ｂ近傍に設けられているのではなく、装置本体２に固定されたベース部材３側に設けられているので、対物レンズユニット４の先端４ｂ近傍の構造を簡素化して、細径化することが可能となる。したがって、生体等の試料Ａの内部を観察する際に、対物レンズユニット４の先端４ｂを挿入するために切開する範囲を必要最小限に止めることができる。

その結果、試料Ａにかかる負担を低減し、試料Ａの健全性を長期にわたって維持することができる。すなわち、対物レンズユニット４の先端４ｂを生体等の試料Ａに挿入した状態で、長期間にわたり、生体を生きたままの状態で観察し続けることが可能となる。

また、対物レンズユニット４に緩衝機構を設けない本実施形態に係る顕微鏡観察装置１によれば、倍率や、先端形状の異なる対物レンズユニット４を交換する場合に、対物レンズユニット４毎に緩衝機構を設ける必要がないので、装置全体のコストを低減することができるという利点もある。さらに、緩衝機構における可動部を対物レンズユニット４に設けないので、対物レンズユニット４の防水構造を容易に構築することができ、体液等の液体を含む試料Ａの内部にまで対物レンズユニット４の先端４ｂを挿入して行う観察に適した顕微鏡観察装置１を提供することができる。

また、本実施形態に係る顕微鏡観察装置１によれば、対物レンズユニット４が装置本体２に対して変位する際に、結像レンズユニット１４から出射された平行光の位置Ｂにおいて光路長が変化させられる。したがって、対物レンズユニット４が光軸Ｃ方向に変位しても、その結像関係が変化しない。

すなわち、対物レンズユニット４の先端４ｂを試料Ａに押し付けた状態で、その押圧力によって対物レンズユニット４が光軸Ｃ方向に押し戻されても、モニタに表示されている画像の焦点がずれることがない。したがって、装置本体２に対する対物レンズユニット４の相対変位量を十分に確保しておくことにより、対物レンズユニット４を装置本体２に対して相対変位させながら同一箇所の観察を行うことが可能となる。

例えば、試料Ａが、マウス等の生体である場合には、生体を生きたまま観察しようとすると、心臓の拍動、血管の脈動、呼吸動等によって試料Ａの表面が変動する。この場合に、本実施形態に係る顕微鏡観察装置１を用いることによって、対物レンズユニット４の先端４ｂを試料Ａに押し付けて、対物レンズユニット４を装置本体２方向に少し押し戻した位置で観察を行う。

これにより、試料Ａを対物レンズユニット４の押圧力によって押さえるとともに、それ以上の力で脈動等する場合には、対物レンズユニット４を脈動等に合わせて変位させながら観察することができる。この場合に、対物レンズユニット４が変位しても結像関係が変化しないので、ピントのあった鮮明な画像を表示し続けることができる。

また、本実施形態に係る顕微鏡観察装置１においては、結像レンズユニット１４から出力される平行光の位置Ｂにおいて、対物レンズユニット４を着脱することとしているので、着脱される対物レンズユニット４は無限遠光学系となる。したがって、対物レンズ装着部材５の雌ネジ５ａを通常の顕微鏡に用いられるネジ部の規格に設定しておくことにより、通常の顕微鏡の対物レンズユニットを着脱することもできる。

次に、本実施形態に係る顕微鏡観察装置１において、対物レンズユニット４を交換する方法について説明する。
まず、図２および図４に示されるように、対物レンズユニット４を装着した対物レンズ装着部材５の外鍔部１５が、内鍔部１７ｃに設けられた凹部１７ｅに収容されている連結状態から、図４に矢印で示されるように、コイルスプリング１９の付勢力に抗して対物レンズ装着部材５に押圧力を加える。

これにより、図５に示されるように、支持プレート１８が押圧されてコイルスプリング１９が圧縮され、図６に示されるように、対物レンズ装着部材５の外鍔部１５が内鍔部１７ｃの凹部１７ｅから外れる位置まで軸方向に移動させられる。この状態で、外鍔部１５の側面と凹部１７ｅの壁面との係合状態が解除されるので、図６に矢印で示すように内鍔部材１７に対して対物レンズ装着部材５を軸線回りに相対回転させる。

そして、内鍔部材１７に対して対物レンズ装着部材５を軸線回りに所定角度、本実施形態の場合には３０°相対回転させることにより、図７に示されるように、外鍔部１５と内鍔部材１７の切欠１７ｄ、内鍔部１７ｃと外鍔部１５間の切欠１６とが一致するので、矢印に示されるように、対物レンズ装着部材５を軸方向に移動させることにより、外鍔部１５を内鍔部材１７から抜き出し、図８および図９に示されるように、対物レンズ装着部材５とベース部材３との連結を切り離すことができる。

すなわち、本実施形態に係る顕微鏡観察装置１によれば、対物レンズ装着部材５を、ベース部材３に対して軸方向に若干押し込んだまま、軸線回りに３０°回転させるだけで、対物レンズユニット４を対物レンズ装着部材５に装着されたままの状態でベース部材３から取り外すことができる。また、対物レンズユニット４のベース部材３への取り付けは、対物レンズユニット４を対物レンズ装着部材５に装着されたままの状態で、上記とは逆方向に操作するだけで行うことができる。

したがって、本実施形態に係る顕微鏡観察装置１によれば、作業空間の制限される観察現場において、細かい取付ネジ４ａを雌ネジ５ａに噛み合わせて軸線回りに複数回回転させるような締結作業を行う必要がなく、押し込んで３０°回転させるだけの作業により、極めて簡易に対物レンズユニット４を着脱することができる。その結果、対物レンズユニット４の交換作業の作業性を大幅に改善することができるという利点がある。

なお、対物レンズ装着部材５からの対物レンズユニット４の切り離しは、対物レンズユニット４の取付ネジ４ａの締結を緩めることにより行うことができる。この作業は、観察現場から離れた比較的広い作業空間において行うことができるので、作業者にかかる負担は少なくてすむ。

次に、対物レンズユニット４の先端４ｂに、光軸Ｃに対して傾斜した方向に外力が作用した場合について説明する。
対物レンズユニット４の先端４ｂに光軸Ｃに対して傾斜した方向に外力Ｆが作用すると、図１０および図１１に示されるように、コイルスプリング１９が圧縮されて、ベース部材３の光軸に対して対物レンズユニット４の光軸Ｃが傾斜させられるよう、回転移動させられる。

したがって、対物レンズユニット４の先端４ｂが外力Ｆに対して逃げる方向に移動することで、先端４ｂに過大な押圧力が加わることが防止され、対物レンズユニット４および相手方の試料Ａの損傷を防止することができる。
そして、対物レンズユニット４の先端４ｂに加えられた外力Ｆを解除すると、コイルスプリング１９の付勢力により、支持プレート１８が押し戻され、対物レンズ装着部材５に設けられた案内面５ｂによって該案内面５ｂが内鍔部材１７の中央貫通孔１７ｂに嵌合するように案内され、ベース部材３の光軸Ｃ′と対物レンズユニット４の光軸Ｃとが一致する位置まで戻される。

なお、本実施形態に係る顕微鏡観察装置１においては、ベース部材に内鍔部材１７を固定し、対物レンズ装着部材５に外鍔部１５を設けたが、これとは逆に、ベース部材に外鍔部、対物レンズ装着部材に内鍔部材を設けてもよい。

また、本実施形態に係る顕微鏡観察装置１においては、ベース部材３に対して対物レンズ装着部材５が変位したことを検出する検出手段２１を設けることが好ましい。検出手段２１としては、例えば、図１２に示されるように、ベース部材３の外部に隣接して配置した発光部２２および受光部２３と、発光部２２からの光を貫通させるようベース部材３に設けられた貫通孔２４と、支持プレート１８に固定されたミラー２５とからなるものが挙げられる。

対物レンズ装着部材５がベース部材３に対して位置決め状態に固定された図１２の実線で示される状態では、発光部２２から発せられた光が、貫通孔２４を通過して支持プレート１８に設けられたミラー２５により反射され、再度貫通孔２４を通過して受光部２３により検出される。対物レンズ装着部材５がベース部材３に対して変位した図１２の鎖線で示す状態では、発光部２２から発せられ貫通孔２４を通過した光はミラー２５に到達せず、受光部２３に戻らない。したがって、受光部２３により光が検出されないことにより、ベース部材３に対して対物レンズ装着部材５が変位したことを検出することができる。

このような検出手段２１を設けることにより、ベース部材３に対して対物レンズ装着部材５が変位したこと、すなわち、対物レンズユニット４に外力が作用したことを検出できる。したがって、検出信号に基づいて、対物レンズユニット４の移動を停止し、あるいは、外力が小さくなる方向に対物レンズユニット４を逃がすことにより、対物レンズユニット４の先端４ｂおよび試料Ａを損傷させないように保護することができる。

検出手段２１としては、上述した光学式の検出手段２１に限定されるものではなく、マイクロスイッチその他の任意の検出手段を用いることにしてもよい。
また、検出手段２１は、ベース部材３に対する対物レンズユニット４のあらゆる方向への傾斜を検出するために、ベース部材３の周方向に間隔をあけて複数設けられていることが好ましい。

また、本実施形態に係る顕微鏡観察装置１においては、対物レンズユニット４を着脱する際に、図１３に示されるようなプロテクタ２６を使用することが好ましい。このプロテクタ２６は、対物レンズユニット４を先端４ｂ側から取り囲む略円筒状に形成され、その一端を閉塞されている。他端の開口部には対物レンズユニット４の段部４ｃに突き当たる突き当て面２６ａが設けられ、該突き当て面２６ａには、対物レンズユニット４の段部４ｃに設けられた凹部４ｄに係合する突起２６ｂが設けられている。突起２６ｂおよび凹部４ｄは周方向に間隔をあけて複数設けられていてもよい。

これにより、対物レンズユニット４を着脱する際には、図１３に示されるように、プロテクタ２６を対物レンズユニット４に嵌合させ、対物レンズユニット４の段部４ｃの凹部４ｄに突き当て面２６ａの突起２６ｂを係合させる。これにより、対物レンズユニット４とプロテクタ２６との軸線回りの相対回転が係止されるので、プロテクタ２６を操作して対物レンズ装着部材５のベース部材３への押し込みと相対回転とを行うことにより、操作者が対物レンズユニット４に直接接触することなく対物レンズユニット４を着脱することができる。
したがって、操作者が手で触れることによる対物レンズユニット４の汚染を防止し、滅菌等された清浄な状態のままで対物レンズユニット４を装着することができる。

また、図１４および図１５に示されるように、観察中に、対物レンズユニット４が誤って脱落してしまうことを防止するための誤脱落防止機構３０を設けることにしてもよい。
この誤脱落防止機構３０は、例えば、ベース部材３の先端に、揺動可能に取り付けられた外部リンク３１および内部リンク３２と、これらリンク３１，３２を連結する中間リンク３３と、前記支持プレート１８の上面に設けられ、前記内部リンク３２の先端に係合可能な係合溝３４とを備えている。また、外部リンク３１および内部リンク３２は、スプリング３５により図１５（ａ）の状態に付勢されている。

このようにすることで、観察時には、図１５（ａ）に示されるように、内部リンク３２の先端が、支持プレート１８の係合溝３４に近接した状態に配置されている。したがって、対物レンズユニット４の先端４ｂが押圧されることにより、コイルスプリング１９が圧縮されて支持プレート１８が軸方向に移動しても、図１５（ｃ）に示されるように、係合溝３４に内部リンク３２が係合することによって支持プレート１８の軸線回りの回転が係止される。その結果、該支持プレート１８に密着している対物レンズユニット４も軸線回りに回転しにくく、内鍔部材１７との係合が解除されてしまうことが防止される。

一方、対物レンズユニット４をベース部材３に対して着脱する際には、例えば、図１４に示されるように、開口部に軸方向に延びる押圧部３６を備えたプロテクタ２６′を使用し、図１５（ｂ）に示されるように、プロテクタ２６′の押圧部３６により外部リンク３１を押圧して揺動させる。これにより、内部リンク３２を係合溝３４から遠ざかる方向に揺動させ、支持プレート１８の回転を許容する。このようにすることで、支持プレート１８とともに対物レンズユニット４を容易に回転させることができ、内鍔部材１７との係合を容易に解除することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡観察装置を示す縦断面図である。 図１の顕微鏡観察装置の支持機構を示す部分的な拡大縦断面図である。 図２の支持機構を構成する対物レンズ装着部材および内鍔部材を示す斜視図である。 図１に示される顕微鏡観察装置における対物レンズユニットのベース部材への連結状態における対物レンズ装着部材および内鍔部材の関係を示す斜視図である。 対物レンズ装着部材がベース部材に対して軸方向に押し込まれた状態の支持機構を示す部分的な拡大縦断面図である。 図５の状態における対物レンズ装着部材および内鍔部材の関係を示す斜視図である。 図６の対物レンズ装着部材を内鍔部材に対して軸線回りに回転させた状態を示す斜視図である。 対物レンズ装着部材がベース部材から分離された状態の支持機構を示す部分的な拡大縦断面図である。 図８の状態における対物レンズ装着部材および内鍔部材の関係を示す斜視図である。 図１の顕微鏡観察装置において、対物レンズユニットの先端に光軸に交差する方向の外力が作用した場合を示す縦断面図である。 図１０の状態における顕微鏡観察装置の支持機構を示す部分的な拡大縦断面図である。 対物レンズ装着部材の変位を検出する検出手段の一例を示す拡大縦断面図である。 プロテクタを用いた対物レンズユニットの着脱を説明する部分的な縦断面図である。 対物レンズユニットの誤脱落防止機構を示す縦断面図である。 図１４の誤脱落防止機構を説明する拡大図であり、（ａ）誤脱落防止機構の差動時の縦断面図、（ｂ）誤脱落防止機構の解除時の縦断面図、（ｃ）誤脱落防止機構の平面図である。

符号の説明

Ｃ 光軸
１ 顕微鏡観察装置
２ 装置本体
３ ベース部材
４ 対物レンズユニット
５ 対物レンズ装着部材
６ 支持機構
１５ 外鍔部
１５ｂ 案内面（ガイド手段）
１６，１７ｄ 切欠
１７ｂ 中央貫通孔（ガイド手段）
１７ｃ 内鍔部
１７ｅ 凹部（係止機構）
１９ コイルスプリング（付勢部材）
２１ 検出手段

Claims (4)

1. 装置本体と、
   該装置本体に固定されるベース部材と、
   対物レンズユニットを装着する対物レンズ装着部材と、
   該対物レンズ装着部材を前記ベース部材に対して対物レンズユニットの光軸に交差する方向に移動可能に支持する支持機構とを備え、
   該支持機構が、前記ベース部材または前記対物レンズ装着部材のいずれか一方に半径方向内方に突出して設けられた内鍔部と、前記ベース部材または前記対物レンズ装着部材のいずれか他方に半径方向外方に突出して設けられ、前記内鍔部と軸方向に係合可能な外鍔部と、これら内鍔部と外鍔部とを軸方向に密着させる方向に付勢する付勢部材とを備え、
   内鍔部および外鍔部に、これら内鍔部と外鍔部とが光軸回りに所定の相対回転角度に配されたときに軸方向の係合を解除する切欠が設けられている顕微鏡観察装置。
2. 前記内鍔部および外鍔部に、これら内鍔部および外鍔部が軸方向に係合したときに、光軸回りの相対回転を係止する係止機構が設けられている請求項１に記載の顕微鏡観察装置。
3. 前記内鍔部および外鍔部に、これら内鍔部および外鍔部が軸方向に係合したときに、対物レンズユニットとベース部材の中心軸を一致させるよう案内するガイド手段が設けられている請求項１または請求項２に記載の顕微鏡観察装置。
4. 前記支持機構に、前記対物レンズ装着部材が前記ベース部材に対して相対移動したことを検出する検出手段が備えられている請求項１から請求項３のいずれかに記載の顕微鏡観察装置。

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