JP2009128852A - 顕微鏡ステージおよび顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】ステージの移動量を明確に表示でき、かつ簡素な構成で利便性の高い顕微鏡を提供することができるようにする。
【解決手段】ステージ２０の上板２３がＸ方向であって、図中左方向にフルストローク移動させられたことにより、指標５２がＸ方向スケール５１のメモリ「２０」を指しており、この状態から上板２３をさらに左方向に移動させることはできない。上板２３が図中左方向にフルストローク移動させられた状態であっても、観察者は、ステージ２０の最も上側に位置する上板に取り付けられたＸ方向スケール５１を指標５２とともに常に視認できることは勿論、ステージ２０において、上板２３の下に位置する中板２２に取り付けられたＹ方向スケール５３も指標５４とともに常に視認できる。
【選択図】図７

Description

本発明は、顕微鏡ステージおよび顕微鏡に関し、特に、ステージの移動量を明確に表示できる顕微鏡ステージおよび顕微鏡に関する。

主に工業用の顕微鏡などにおいては、いわゆる３枚板ステージと称される構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

３枚板ステージは、顕微鏡に固定された下板と、下板に対してY方向に移動可能な中板と、中板に対してＸ方向に移動可能な上板とを有する構成とされている。

特開２００３−２４１１０６号公報

しかしながら、従来の３枚板ステージには、移動量を表示するためのスケールが設けられていなかった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ステージの移動量を明確に表示できる顕微鏡ステージおよび顕微鏡を提供することができるようにするものである。

本発明の顕微鏡ステージは、顕微鏡に固定された下板と、前記下板に対して第１の方向に移動可能な中板と、前記中板に対して第２の方向に移動可能な上板とを有し、前記下板に対する前記中板の相対的な移動量を表示するための第１のスケールと、前記中板に対する前記上板の相対的な移動量を表示するための第２のスケールとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ステージの移動量を明確に表示できる顕微鏡ステージ、および顕微鏡を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明を適用した顕微鏡１０の一実施の形態に係る構成例を示す図である。この顕微鏡１０は、いわゆる倒立型顕微鏡として構成されており、例えば、工業用の試料などを観察するために用いられる。

図１に示される顕微鏡１０は、照明１１によりステージ２０上に載置される試料に、図中下側から光を照射し、試料で反射した光などを、ステージ２０の図中下側に位置する対物レンズ１３により観察するようになされている。

ステージ２０は、後述するように、上板、中板、および下板で構成される、いわゆる３枚板ステージである。観察者は、ハンドルユニット１４のハンドルを操作することで、顕微鏡１０に固定されている下板に対して中板を移動させ、また、中板に対して上板を移動させて試料のXY方向の位置を移動させることができるようになされている。

図２は、図１のステージ２０を拡大した図である。同図に示されるように、ステージ２０は、下板２１、中板２２、および上板２３により構成されており、上板２３には、試料６０を載置して保持するためのホルダ４１が取り付けられている。なお、試料６０は、ホルダ４１に円形の穴として設けられたガイド４１ａに落とし込まれることにより、ホルダ４１に保持される。

図３は、図１のステージ２０を図中上側の矢印の方向から見た図である。また、図４は、ステージ２０を、図３の図中右方向から対物レンズ中心部を見た断面図である。

図３に示されるように、上板２３の中央付近に、ホルダ４１が取り付けられており、ホルダ４１のガイド４１ａと同心の開口部４１ｂにおいて、試料の底面が対物レンズ１３により観察されるようになされている。開口部４１ｂの中心は、中板２２および上板２３が各々の移動範囲の中心に配置された状態において、対物レンズ１３の光軸上に位置するようになっている。

下板２１は、顕微鏡１０に固定されており、移動できない。中板２２は、下板２１に対して図３中上下方向であるＹ方向に所定の量だけ移動可能となるように構成されている。

図２に示されるように、下板２１と中板２２が接合される部分に、コロレース２２ａ―１、２２ａ−２が設けられており、例えば、ハンドルユニット１４のＹ軸ハンドル１４ａを回転させることにより、下板２１に対して中板２２がＹ方向に移動するようになされている。すなわち、ハンドルユニット１４は、中板２２に固定されており、Ｙ軸ハンドル１４ａを回転させると、ピニオン３１が回転し、下板２１に固定されたラック３２を介して中板２２を、図２の紙面と垂直方向であって、図３のＹ方向（第２の方向）に移動させるようになされている。なお、このとき、本実施例では、ハンドルユニット１４も中板２２とともに移動することになるが、ハンドル１４とステージ２０との構成によっては、ステージの移動に伴うハンドル１４の移動を制限することも可能である。

上板２３は、中板２２に対して図３中の左右方向であるＸ方向（第１の方向）に所定の量だけ移動可能となるように構成されている。

図４に示されるように、上板２３と中板２２とが接合される部分に、コロレース２３ａ―１、２３ａ−２が設けられており、例えば、図２のハンドルユニット１４のＸ軸ハンドル１４ｂを回転させることにより、中板２２に対して上板２３がＸ方向に移動するようになされている。すなわち、ハンドルユニット１４は、中板２２に固定されており、図２のＸ軸ハンドル１４ｂを回転させると、ピニオン３３が回転し、上板２３に固定されたラック３４を、上板２３とともに、図２中左右方向であって、図３のＸ方向に移動させるようになされている。

また、図３に示されるように、ステージ２０の上板２３上、観察者から視認可能となる位置に、Ｘ方向スケール５１（第２のスケール）が取り付けられている。指標５２は、中板２２に固定されて、上板２３の上から視認できるように取り付けられており、指標５２によって示されるＸ方向スケール５１の目盛を参照することで、観察者は、ホルダ４１に保持させた試料を、Ｘ方向にどれだけ移動したかを確認できるようになされている。

この例では、Ｘ方向スケール５１の目盛は、「−２０」乃至「２０」とされており、単位は、例えばミリメートルとされる。すなわち、上板２３は、図３中左方向に２０ミリメートル、右方向２０ミリメートルそれぞれ移動可能となるようなＸ方向のストロークを有するようになされており、そのストローク中心位置において、指標５２がＸ方向スケール５１の目盛「０」を指すように設定されている。

さらに、図３に示されるように、ステージ２０の中板２２上、観察者から視認可能となる位置に、Ｙ方向スケール５３（第１のスケール）が取り付けられている。指標５４は、下板２１に固定されて、中板２２の上から視認できるように取り付けられており、指標５４によって示されるＹ方向スケール５３の目盛を参照することで、観察者は、ホルダ４１に保持させた試料を、Ｙ方向にどれだけ移動したかを確認できるようになされている。

この例では、Ｙ方向スケール５３の目盛は、「−２０」乃至「２０」とされており、単位は、例えばミリメートルとされる。すなわち、中板２２は、図３中下方向に２０ミリメートル、上方向２０ミリメートルそれぞれ移動可能となるようなＹ方向のストロークを有するようになされており、そのストローク中心位置において、指標５４がＹ方向スケール５３の目盛「０」を指すように設定されている。

図３の状態においては、指標５２はＸ方向スケール５１の目盛「０」を指しており、指標５４はＹ方向スケール５３の目盛「０」を指している。この状態において、ガイド４１ａの中心点４１ｃが、対物レンズ１３の光軸と一致するように設定されており、観察者は、図３に示される状態において、試料の中心を観察していることになる。

なお、試料６０は、例えば、図５に示されるように円筒形に構成されている。試料６０は、観察対象物６１を、専用のカップなどに入れ、そのカップに樹脂６２を注入して硬化させた後、カップから取り出して断面６０ａを研磨することで製作される。試料６０の断面６０ａには、観察対象物６１の断面６１ａも含まれており、観察者は、対物レンズ１３を介して観察対象物６１の断面６１ａを観察することになる。

また、試料６０を製作する際に用いられるカップは、その口径が１インチ、１．２５インチ、１．５インチ、２インチなどの円筒形のものが一般的である。従って、試料６０の断面６０ａの直径も、通常、１インチ、１．２５インチ、１．５インチ、２インチのいずれかとなる。

本発明では、試料６０の直径に応じて複数の種類のホルダ４１を選択することができるようになされている。例えば、ガイド４１ａの直径が、１インチ、１．２５インチ、１．５インチ、または２インチよりそれぞれやや大きいものとなる４種類のホルダ４１を用意しておき、ステージ２０に対してそれらのホルダ４１が着脱可能となるように構成されている。このようにすることで、常に、試料６０の中心をガイド４１ａの中心に一致させるように載置することができる。

図６は、図２に示される状態から、上板２３を、Ｘ軸ハンドル１４ｂを回転させることにより、中板２２に対して上板２３がフルストローク、Ｘ方向に移動されられた状態を示す図である。図６においては、図２の場合と比較して、試料６０の位置が、対物レンズ１３に対して図中左側に移動させられている。

図７は、図６を図中上方向であって、矢印の方向から見た図であり、図３に対応する図である。同図に示されるように、ステージ２０の上板２３がＸ方向であって、図中左方向にフルストローク（２０ミリメートル）移動させられたことにより、指標５２がＸ方向スケール５１のメモリ「２０」を指している。図７の場合、上板２３は図中左方向にフルストローク移動されているので、この状態から上板２３をさらに左方向に移動させることはできない。これは、上板２３と中板２２との間に設けられる、Ｘ方向移動部材（不図示）により達成される。

図７に示されるように、ステージ２０の中板２２に取り付けられたＹ方向スケール５３および指標５４は、上板２３が図中左方向にフルストローク移動させられた状態であっても、上板２３の上側から視認可能となるように取り付けられている。

すなわち、観察者は、ステージ２０の最も上側に位置する上板に取り付けられたＸ方向スケール５１を指標５２とともに常に視認できることは勿論、ステージ２０において、上板２３の下に位置する中板２２に取り付けられたＹ方向スケール５３も指標５４とともに常に視認できる。

このようにすることで、観察者は、試料をどの方向にどれだけ移動させたかを、常に確認することができる。

例えば、従来の３枚板ステージには、移動量を表示するためのスケールが設けられていなかった。また、試料の大きさを測定可能な測定用顕微鏡などには、カウンタ値などによりステージの移動量を表示するためのエンコーダが設けられているが、エンコーダを搭載した顕微鏡は、高価なものとなってしまう。

このため、従来の３枚板ステージの顕微鏡を利用する観察者は、試料をどの方向にどれだけ移動させたかを確認することができなかった。特に、倒立型顕微鏡においては、対物レンズがステージの下側に位置しているため、観察者は、試料のどの位置を観察しているのかを確認することが難しかった。

本発明の顕微鏡１０においては、ステージ２０の上方向から、Ｘ方向スケール５１を指標５２とともに常に視認でき、かつ、上板２３の下に位置する中板２２に取り付けられたＹ方向スケール５３も指標５４とともに常に視認できるので、観察者は、試料のどの位置を観察しているのかを、簡単に確認することができる。

以上においては、倒立型顕微鏡に本発明を適用する例について説明したが、例えば、正立型顕微鏡に本発明を適用することも可能である。

本発明を適用した顕微鏡の一実施の形態に係る構成例を示す図である。 図１のステージの構成例を示す図である。 図２の図中上方向から見たステージの図である。 図３の図中左方向から見たステージの図である。 試料の構成例を示す図である。 図２に示される状態から、上板２３をフルストロークＸ方向に移動させた状態を示す図である。 図６の図中上方向から見たステージの図である。

符号の説明

１０ 顕微鏡，
１３ 対物レンズ，
１４ ハンドルユニット，
１４ａ Ｙ軸ハンドル，
１４ｂ Ｘ軸ハンドル，
２０ ステージ，
２１ 下板，
２２ 中板，
２３ 上板，
３１ ピニオン，
３２ ラック，
３３ ピニオン，
３４ ラック，
４１ ホルダ，
４１ａ ガイド，
４１ｂ 開口部，
５１ Ｘ方向スケール，
５２ 指標，
５３ Ｙ方向スケール，
５４ 指標，
６０ 試料

Claims (5)

1. 顕微鏡に固定された下板と、前記下板に対して第１の方向に移動可能な中板と、前記中板に対して第２の方向に移動可能な上板とを有し、
   前記下板に対する前記中板の相対的な移動量を表示するための第１のスケールと、
   前記中板に対する前記上板の相対的な移動量を表示するための第２のスケールと
   を備えることを特徴とする顕微鏡ステージ。
2. 前記下板の上に前記中板が取り付けられ、
   前記中板の上に前記上板が取り付けられ、
   前記第１のスケールが前記中板に取り付けられ、
   前記上板を、前記第２の方向の任意の位置に移動させたとき、
   前記第１のスケールが常に前記上板の上方向から視認可能となるように取り付けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡ステージ。
3. 前記上板に試料を保持するホルダが取り付けられ、
   前記ホルダには、前記試料の断面の大きさに対応する穴が設けられ、
   前記中板および前記上板が各々の移動範囲の中心に配置されている状態において、前記ホルダの穴の中心が対物レンズの光軸上に位置する
   ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡ステージ。
4. 前記ホルダの穴の中心が対物レンズの光軸上に位置する状態において、
   前記第１のスケールまたは前記第２のスケールは、前記相対的移動量として、それぞれ０を表示する
   ことを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡ステージ。
5. 顕微鏡に固定された下板と、前記下板に対して第１の方向に移動可能な中板と、前記中板に対して第２の方向に移動可能な上板とから構成される顕微鏡ステージを有し、
   前記顕微鏡ステージが、
   前記下板に対する前記中板の相対的な移動量を表示するための第１のスケールと、
   前記中板に対する前記上板の相対的な移動量を表示するための第２のスケールと
   を備えることを特徴とする顕微鏡。

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