JP2008268928A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 透明あるいは半透明の試料を立体的に観察可能な顕微鏡を提供する。
【解決手段】 顕微鏡は、試料を設置する設置手段と、対物レンズを介して試料を視認可能な大きさに拡大する拡大手段と、模様が描かれた模様体部と、少なくとも模様体部に光を当てる投光手段とを備え、投光手段から投光された光を、模様体部を介し、設置手段により拡大手段の被写界深度内に配置された試料に当てることが可能な位置に、設置手段、模様体部、投光手段を設置したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡に関する。

従来の光学顕微鏡は、鏡筒から見て試料の背後から光を当てて、透明あるいは半透明体の試料を観察すると、図１０に示すように、試料が透明であるため周りの風景と試料との境界部分が分かり難く（コントラストが低く）、試料を認識できなかった。

そのため、例えば暗視野顕微鏡では、光軸に対して斜め方向から光を当てて試料でその光を散乱あるいは反射させ、周囲の景色に対し試料を光らせることでコントラストを上げていた。また位相差顕微鏡では、位相の違いをコンデンサを通して明暗のコントラストに変換し、屈折率の違いを明確化し試料を認識できるようにしていた。更に、微分干渉顕微鏡では、偏光板を用いて屈折率や経路長に差異を起こし、試料のコントラストを上げていた。

しかし、暗視野顕微鏡の場合、試料の輪郭がはっきりするので、鏡筒で試料を観察する時に接眼レンズを覗くと見ることができる像の像平面内での位置を認識することはできるが、試料を立体的に認識することはできなかった。また位相差顕微鏡はその構造上一部の照明光しか試料に当たらないため観察像が暗くなるという特徴があり、微分干渉顕微鏡では偏光作用のためプラスチック容器が使用できなかったり、染色した試料は観察に適さなかったりした。

そこで本発明では、上述した問題点を解決し、透明あるいは半透明の試料を立体的に観察可能な顕微鏡を提供することを目的とする。

上述した問題を解決するためになされた発明である第１局面の発明は、透明あるいは半透明の試料を観察するための顕微鏡であって、前記試料を設置する設置手段と、対物レンズを介して前記試料を視認可能な大きさに拡大する拡大手段と、模様が描かれた模様体部と、少なくとも前記模様体部に光を当てる投光手段と、を備え、前記投光手段から投光された光を、前記模様体部を介し、前記設置手段により前記拡大手段の被写界深度内に配置された前記試料に当てること、が可能な位置に、前記設置手段、前記模様体部、前記投光手段を設置したことを特徴とする。

この第１局面の発明では、投光手段から投光された光が、模様体部に当たり、その模様体部に当たった光がさらに試料に当たっているので、試料には、模様体部に描かれた模様が映り込むこととなる。このとき、その模様は、試料の立体形状に合わせて歪んで映りこむので、鏡筒で試料を観察する時に見ることができる像の像平面内において、試料がこの歪みによって立体的に浮かび上がる。

従って、この顕微鏡を用いると、透明あるいは半透明の試料を立体的に観察することができる。
尚、模様体部は、透明なものであっても不透明なものであってもよい。

次に、第２局面の発明のように、試料にも光を当てることが可能な位置に投光手段を設置してもよい。このようにすると、試料が明るく照らし出されるからである。尚、この投光手段としては、実施例としては、試料に光を当てるものと、模様体部に光を当てるものと別々に構成してもよい。

次に、第３局面の発明のように、設置手段を、透明あるいは半透明な材料で形成し、投光手段から投光された光を、模様体部を介し、さらに設置手段を透過させて試料に当てることが可能な位置に、設置手段、模様体部、投光手段を設置してもよい。

このようにすると、設置手段上に配置された試料に対し、模様体部に当たった光を下から当てることができ、この光が当たった試料を拡大手段で上から観察すれば、明るい立体的な試料を観察することができる。

「模様体部を介し」とは、投光手段から投光された光が、模様体部で反射したり、模様体部を透過するなど、模様体部を介する概念を含む。
次に、第４局面の発明のように、拡大手段、設置手段、模様体部を、拡大手段、設置手段、模様体部の順に直線状に一列に並べて配置し、また、模様体部を、拡大手段、設置手段、模様体部が並べられた方向に沿って移動可能に構成し、また、拡大手段の被写界深度外に設置するのが適している。

このようにすると、模様体部の模様を、観察に適した大きさに適宜調整して、試料に映し込むことができる。また、拡大手段、設置手段、模様体部の順に直線状に一列に並べて配置しても、模様体部が、拡大手段の被写界深度外に設置されているので、模様体部が像平面内でボヤけて、試料だけがはっきり見えるので、模様体部の模様に邪魔されることなく、像平面内で試料だけをくっきりと認識することができる。

次に、第５局面の発明のように、模様体部は、透明な基材に模様が描かれたものであり、拡大手段、設置手段、模様体部、投光手段を、拡大手段、設置手段、模様体部、投光手段の順に直線状に一列に並べて配置し、投光手段から投光された光を、模様体部及び設置手段を透過させて試料に当ててもよい。

このようにすると、投光手段の光が拡大手段に直接入るので、その光で照らし出された明るい試料を、拡大手段で観察できる。
次に、第６局面の発明のように、投光手段を、設置手段よりも拡大手段側に配置し、拡大手段、設置手段、及び、模様体部の並び方向に対し、設置手段あるいは模様体部、及び、投光手段の並び方向を、可変部を用いて可変可能としてもよい。

このようにすると、試料に光を当てるため、模様体部に対し設置手段の反対側に投光手段を配置した場合よりも、顕微鏡をコンパクトに構成することができ、また、試料に対する光の当て方を変えることで、見やすい明るさで試料を見ることができる。

尚、第７局面の発明のように、投光手段は、設置手段と模様体部との間の位置であって、拡大手段、設置手段、模様体部の並び位置とは異なる位置に配置してもよい。
次に、模様体部の模様は、絵模様や文字模様など、どのような模様でもよいが、少なくとも１つの円からなるもの、平行な複数の線を並べたもの或いは、少なくとも１つの文字を配置したもの、又は予め定める立体形状の投影により構成したものであることが好ましい。特に、白地に黒円を描いたものや、平行に描かれた複数の線を、一列に並べて描いたものなどが、実際に使用した場合、好ましい。模様として文字列を用いると、その文字列を試料に映し出すことで宣伝などに応用することができる。

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。
ここで、図１は、本実施形態の顕微鏡を正面から見た模式図である。
尚、以下の説明では、顕微鏡１を正面から見たときの重力方向の上方側を上方、下方側を下方、右方側を右方、左方側を左方と呼ぶ。図１は、顕微鏡１を正面から見た図であり、この紙面上では、紙面中に記載したように、紙面の上方側が上方、下方側が下方、右方側が右方、左方側が左方となる。
１．全体構成
本実施形態の顕微鏡１は、図１に示すように、図示しない設置面に載せられた土台１０と、この土台１０から上方に向かって延設された支柱１１とを備えている。

そしてこの支柱１１には、鏡筒３、試料設置台４、模様体設置台５が備えられ、これら３〜５は、上方からから下方に向かって鏡筒３、試料設置台４、模様体設置台５の順に支柱１１に対して一列に取り付けられている。尚、以下、支柱１１から見て鏡筒３、試料設置台４、模様体設置台５が設置されている側を、顕微鏡１の正面側と呼ぶ。

また、この支柱１１には、一対のレール６０が取り付けられており、これらのレール６０は、顕微鏡１を正面側から見たとき、鏡筒３を挟んだ支柱１１の左右両側から、それぞれ互いに左右両側に離れる方向に向かうとともに、上側に凸状の円弧を描きながら下方に向かって延設された形状に形成されている、
そしてこの各レール６０には、それぞれ投光具６が取り付けられている。この投光具６は、各レール６０に対し、各レール６０の長手方向（延設方向）に沿って移動可能に取り付けられている。
１．１．鏡筒
鏡筒３は、鏡筒３の軸方向の一端側であって、支柱１１に取り付けたときに下方を向く端部に、対物レンズ３０を備えている。また、この鏡筒３は、鏡筒３の軸方向の他端側であって、支柱１１に取り付けたときに上方を向く端部に、接眼レンズ３１を備えている。

また、この鏡筒３は、鏡筒３を挟んだ左右両側にピント調整ツマミ３２を備えている。このピント調整ツマミ３２は、鏡筒３に対し回転可能に取り付けられている。このピント調整ツマミ３２を回転させると、鏡筒３内で接眼レンズ３１が鏡筒３の軸方向に沿って移動する。

このように構成された鏡筒３では、試料設置台４に載せられた試料９を、接眼レンズ３１を覗いて、対物レンズ３０及び接眼レンズ３１を介して見たときに、ピント調整ツマミ３２を回転させることで、試料９にピントが合うように調整することができる。
１．２．試料設置台
試料設置台４は板状に形成され、試料９を載せる上面４ａが水平になるように、支柱１１に固定されている。また、この試料設置台４は、鏡筒３のピントが合う範囲、すなわち鏡筒３の被写界深度内に、試料設置台４に載せた試料９を配置可能な位置に調整することができる。

また、この試料設置台４には、光を通すための穴が設けられるか、試料設置台４自体が透明な材料（ガラス）で構成されている。
１．３．模様体設置台
模様体設置台５は板状に形成され、模様体５０を載せる上面４ａが水平状態を維持したまま、支柱１１の長手方向に沿って移動可能に、支柱１１に対し固定されている。また、この模様体設置台５は、鏡筒３のピントが合わない範囲、すなわち鏡筒３の被写界深度外に、模様体５０を配置可能な位置に調整することができる。

また、模様体設置台５は、模様体設置台５の下方であって支柱１１の左右両側に配置された高さ調整ツマミ５２を備えている。この高さ調整ツマミ５２は、鏡筒３に対し回転可能に取り付けられており、この高さ調整ツマミ５２を回転させると、模様体設置台５が上下方向に移動する。
１．４．投光具
投光具６は、前述したようにレール６０に対し移動可能に固定されている。

この投光具６は、上下方向位置で見ると、試料設置台４よりも上方側に設置されている。
また、この投光具６は、鏡筒３、試料設置台４、及び、模様体設置台５の並び方向αに対する、試料設置台４及び投光具６の並び方向β、あるいは、模様体設置台５及び投光具６の並び方向γの角度を可変可能に設置されている。
２．使用方法
次に、以上のように構成された顕微鏡１の使用方法について説明する。

この顕微鏡１を使用するときには、模様体設置台５の上面５ａ上に平板状に形成された模様体５０を、模様体設置台５に対し積層されるように配置し、試料９が載せられたプレパラート４０を、試料設置台４に対し積層されるように配置する。

そして、投光具６から試料９及び模様体５０に向かって投光し、ピント調整ツマミ３２を用いて鏡筒３のピントを調整し、高さ調整ツマミ５２を用いて、模様体５０の高さを調整する。

さらに、投光具６をレール６０に沿って移動させて、試料９及び模様体５０への投光角度を調整する。
以上のような配置、調整を行って、本実施形態の顕微鏡１を使用する。
３．使用結果
次に、本実施形態の顕微鏡１を用いて試料９を観察した結果について説明する。

ここで、図２は、白地に黒い線の丸模様（○）５０を用いて透明な試料９（例えば、多糖ゲル）を観察した結果、図３〜図５は、白地に黒丸模様（●）が描かれた模様体５０を用いて、透明な試料９（例えば、多糖ゲル）を観察した結果を示している。この図３〜図５のうち、図３は、並び方向αに対する、並び方向βの角度θが２０度、図４は、４５度、図５は９０度のものである。

図２に示すように、白地に黒い線の丸模様の模様体５０を用いた場合は、試料９の輪郭や立体構造が分かりやすくなって見える。
図３、図４に示すように、白地に黒丸模様が描かれた模様体５０を用いると、黒丸模様が試料９に映し出され、試料９が立体的にはっきり見え、また、模様体５０の模様である黒丸が映っているが、黒丸がぼやけているので、試料９がくっきり見える。そして２０度から７０度にかけて試料９がはっきり見える。

図５に示すように、９０度にすると、白地に黒丸模様が描かれた模様体５０を用いても、模様体５０から試料９に光が入らないので、試料９がはっきり分からない。
４．本実施形態の特徴的な効果
本実施形態の顕微鏡を用いると、試料９には、その立体形状に合わせて、模様が歪んで映りこむので、この歪みによって試料９が周囲に対し立体的に浮かび上がる。また、試料９のまわりの模様体５０の模様はぼやけて見えるので、模様体５０が見えても、試料９だけをくっきり認識することができる。

従って、この顕微鏡１を用いて試料９を観察すると、透明あるいは半透明の試料９を立体的に観察することができる。しかも、模様体５０の模様が映っても、試料９だけをはっきり認識することができる。

また、この顕微鏡１を用いる場合、並び方向αに対する、並び方向βの角度を２０度〜７０度くらいにすると、試料９を立体的に観察できる。さらに、２０度にすると、７０度よりも試料９をはっきり認識できる。

また、この顕微鏡１を用いて試料９を観察すると、試料９にも投光具６からの光が当たるので、試料９が明るく照らし出され、観察しやすい。
（その他の実施形態）
上記実施形態では、白地に黒丸の模様が描かれた模様体５０を用いたが、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、模様は、平行に描かれた複数の線を、一列に並べて描いたものであってもよい。この場合、図６（ａ）に示すように、一方から他方の並び方向に向かうに連れて線の間隔が広くなるものでもよいし、図６（ｂ）に示すように、等間隔のものでもよい。また、図７（ａ）に示すように、１つの円を配置して構成した模様でもよく、図７（ｂ）に示すように、１つの円に文字を入れて構成した模様でもよく、図７（ｃ）に示すように、立体形状（例えば環状円柱）の投影により構成した模様でもよい。

上記実施形態では、投光具６が、試料設置台４と、鏡筒３との間に配置されたものについて説明したが、図８に示すように、透明な模様体設置台５を用い、この模様体設置台５の下方に投光具６を設置してもよい。このとき模様体５０も透明な基材に模様が描かれたものを用いるとよい。

さらに、上記実施形態では、投光具６が、試料設置台４と、鏡筒３との間に配置されたものについて説明したが、図９に示すように、試料設置台４と、模様体設置台５との間の位置に投光具６を配置し、模様体５０だけに投光具６からの光が当たるようにしてもよい。

試料設置台４は、模様体５０から試料９を通過して鏡筒３に向かう光の光路と交差する部分に、この光を通す通過孔を形成したものでもよい。この場合、試料設置台４は、不透明な材料で形成されていてもよい。

本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態の顕微鏡を正面から見た模式図である。 白地に黒い線の丸模様（○）を用いて透明な試料９を観察した結果を示す顕微鏡写真である。 白地に黒丸模様（●）が描かれた模様体を用いて、透明な試料を観察した結果を示す顕微鏡写真である。並び方向αに対する、並び方向βの角度が２０度である。 白地に黒丸模様（●）が描かれた模様体を用いて、透明な試料を観察した結果を示す顕微鏡写真である。並び方向αに対する、並び方向βの角度が４５度である。 白地に黒丸模様（●）が描かれた模様体を用いて、透明な試料を観察した結果を示す顕微鏡写真である。並び方向αに対する、並び方向βの角度が９０度である。 模様体に描かれた模様の変形例を説明するための説明図である。 模様の変形例を説明するための説明図である。 本実施形態の顕微鏡の変形例の説明図である。 本実施形態の顕微鏡の変形例の説明図である。 従来の顕微鏡で透明な試料を観察した結果を示す顕微鏡写真である。

符号の説明

１…顕微鏡、３…鏡筒、４…試料設置台、５…模様体設置台、６…投光具、９…試料９、１０…土台、１１…支柱、３０…対物レンズ、３１…接眼レンズ、３２…ピント調整ツマミ、４０…プレパラート、５０…模様体、５２…高さ調整ツマミ、６０…レール、３１３ａ…接眼レンズ、

Claims (9)

1. 透明あるいは半透明の試料を観察するための顕微鏡であって、
   前記試料を設置する設置手段と、
   対物レンズを介して前記試料を視認可能な大きさに拡大する拡大手段と、
   模様が描かれた模様体部と、
   少なくとも前記模様体部に光を当てる投光手段と、
   を備え、
   前記投光手段から投光された光を、前記模様体部を介し、前記設置手段により前記拡大手段の被写界深度内に配置された前記試料に当てること、が可能な位置に、前記設置手段、前記模様体部、前記投光手段を設置したことを特徴とする顕微鏡。
2. 請求項１に記載の顕微鏡において、
   前記投光手段を、前記試料にも光を当てることが可能な位置に設置したことを特徴とする顕微鏡。
3. 請求項１，２のいずれかに記載の顕微鏡において、
   前記設置手段を、透明あるいは半透明な材料で形成し、
   前記投光手段から投光された光を、前記模様体部を介し、さらに前記設置手段を透過させて前記試料に当てることが可能な位置に、前記設置手段、前記模様体部、前記投光手段を設置したことを特徴とする顕微鏡。
4. 請求項３に記載の顕微鏡において、
   前記拡大手段、前記設置手段、前記模様体部を、
   前記拡大手段、前記設置手段、前記模様体部の順に直線状に一列に並べて配置し、
   前記模様体部を、
   前記拡大手段、前記設置手段、前記模様体部が並べられた方向に沿って移動可能に構成し、また、前記拡大手段の被写界深度外に設置したことを特徴とする顕微鏡。
5. 請求項３，４のいずれかに記載の顕微鏡において、
   前記模様体部は、透明な基材に模様が描かれたものであり、
   前記拡大手段、前記設置手段、前記模様体部、前記投光手段を、
   前記拡大手段、前記設置手段、前記模様体部、前記投光手段の順に直線状に一列に並べて配置し、
   前記投光手段から投光された光を、前記模様体部及び前記設置手段を透過させて前記試料に当てることを特徴とする顕微鏡。
6. 請求項３，４のいずれかに記載の顕微鏡において、
   前記投光手段を、
   前記設置手段よりも前記拡大手段側に配置し、
   前記拡大手段、前記設置手段、及び、前記模様体部の並び方向に対し、前記設置手段あるいは前記模様体部、及び、前記投光手段の並び方向を、可変部を用いて可変可能にしたことを特徴とする顕微鏡。
7. 請求項３，４のいずれかに記載の顕微鏡において、
   前記投光手段を、
   前記設置手段と前記模様体部との間の位置であって、
   前記拡大手段、前記設置手段、前記模様体部の並び位置とは異なる位置に配置したことを特徴とする顕微鏡。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の顕微鏡において、
   前記模様体部の模様は、
   少なくとも１つの円からなることを特徴とする顕微鏡。
9. 請求項１〜７のいずれかに記載の顕微鏡において、
   前記模様体部の模様は、
   平行な複数の線を並べたもの或いは、少なくとも１つの文字を配置したもの、又は予め定める立体形状の投影により構成したものであることを特徴とする顕微鏡。