JP2013231852A - Inverted type microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明光を標本に照射し、標本から反射または透過した光を受光して標本の観察を行う倒立型顕微鏡に関するものである。 The present invention relates to an inverted microscope that observes a specimen by irradiating the specimen with illumination light and receiving light reflected or transmitted from the specimen.
従来から、医学や生物学等の分野では、細胞等の観察に、標本を照明して観察する顕微鏡が用いられている。また、工業分野においても、金属組織等の品質管理や、新素材の研究開発、電子デバイスや磁気ヘッドの検査等、種々の用途で顕微鏡が利用されている。顕微鏡による標本の観察としては、目視による観察の他、CCDまたはCMOSイメージセンサ等の撮像素子を用いて標本像を撮像し、撮像した画像のモニタ表示による観察が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in the fields of medicine and biology, a microscope for illuminating and observing a specimen has been used for observing cells and the like. In the industrial field, microscopes are used for various purposes such as quality control of metal structures, research and development of new materials, inspection of electronic devices and magnetic heads, and the like. As observation of a sample by a microscope, observation by visual observation, imaging a sample image using an imaging element such as a CCD or CMOS image sensor, and displaying the captured image on a monitor is known.
従来の倒立型の顕微鏡は、倒立型顕微鏡の土台をなし、倒立型顕微鏡全体の制御を行う制御基板が設けられた本体ユニットと、本体ユニットに着脱自在に設けられ、少なくとも接眼レンズが設けられる鏡筒を有する観察ユニットと、を備える(例えば、特許文献1を参照)。本体ユニットには、例えば標本を載置するステージ、倍率の異なる複数の対物レンズを標本に対して交換可能に保持するレボルバ、落射照明光を出射する第1ランプハウス、顕微鏡本体に保持され、透過照明光を出射する第2ランプハウスなどが取り付けられる。特許文献1が開示する倒立型顕微鏡では、本体ユニットに対して、観察ユニットやランプハウスをそれぞれ着脱自在に連結し、用途に応じて組み合わせることができる。 A conventional inverted microscope is the base of an inverted microscope, a main unit provided with a control board that controls the entire inverted microscope, and a mirror that is detachably provided on the main unit and has at least an eyepiece. An observation unit having a cylinder (see, for example, Patent Document 1). The main unit includes, for example, a stage on which a specimen is placed, a revolver that holds a plurality of objective lenses having different magnifications interchangeably with respect to the specimen, a first lamp house that emits epi-illumination light, and a microscope main body that is transmitted through. A second lamp house or the like that emits illumination light is attached. In the inverted microscope disclosed in Patent Document 1, an observation unit and a lamp house can be detachably connected to the main unit, and can be combined according to the application.
ここで、従来の倒立型顕微鏡では、対物レンズを通過した観察光が、結像レンズによって結像され、複数のレンズからなるリレー光学系を経由して本体ユニットから観察ユニット側に観察光が進入し、観察ユニット側の結像レンズにおいて再び結像される。観察者は、観察ユニット側の結像レンズにおいて結像された観察像を目視することによって、標本の観察を行っている。 Here, in the conventional inverted microscope, the observation light that has passed through the objective lens is imaged by the imaging lens, and the observation light enters the observation unit side from the main unit via a relay optical system composed of a plurality of lenses. Then, the image is formed again on the imaging lens on the observation unit side. The observer observes the specimen by viewing the observation image formed on the imaging lens on the observation unit side.
しかしながら、特許文献1が開示する倒立型顕微鏡は、本体ユニットと観察ユニットとを接続した状態において、本体ユニットと観察ユニットとの間を跨ぐようにリレー光学系が配設される。ここで、リレー光学系は、各レンズの軸を揃える必要があるため、リレー光学系として複数のレンズを一体的に固定することが好ましい。すなわち、特許文献1が開示する倒立型顕微鏡では、例えば観察ユニット側でリレー光学系を固定して、本体ユニット側に、観察ユニットから突出した部分のリレーユニットを保持する保持部を形成する必要がある。 However, in the inverted microscope disclosed in Patent Document 1, in a state where the main unit and the observation unit are connected, the relay optical system is disposed so as to straddle between the main unit and the observation unit. Here, since it is necessary for the relay optical system to align the axes of the lenses, it is preferable to integrally fix a plurality of lenses as the relay optical system. That is, in the inverted microscope disclosed in Patent Document 1, for example, it is necessary to fix the relay optical system on the observation unit side, and to form a holding unit that holds the relay unit of the portion protruding from the observation unit on the main unit side. is there.
また、本体ユニット側の保持部にリレー光学系を取り付ける場合、リレー光学系の軸を、結像レンズを通過した観察光の光軸と一致させる必要がある。そのため、上述した保持部において形成位置などの精度が求められ、実際には、工場で機械などを用いて高精度に調整する必要がある。また、特許文献1が開示する倒立型顕微鏡では、構成上、本体ユニットの底面にリレー光学系を配置せざるを得ず、鏡筒で目視観察しながらの調整は困難であった。 When the relay optical system is attached to the holding unit on the main unit side, the axis of the relay optical system needs to coincide with the optical axis of the observation light that has passed through the imaging lens. For this reason, accuracy such as the forming position is required in the holding portion described above, and in actuality, it is necessary to adjust with high accuracy using a machine or the like in a factory. Further, in the inverted microscope disclosed in Patent Document 1, a relay optical system has to be arranged on the bottom surface of the main unit due to its configuration, and adjustment while visually observing with a lens barrel is difficult.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、本体ユニットに対してリレー光学系を簡易にかつ高精度に取り付けることが可能な倒立型顕微鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an inverted microscope capable of easily and accurately attaching a relay optical system to a main unit.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、標本からの観察光を結像する倒立型顕微鏡であって、前記標本の観察光を中間像として形成する1次結像光学系を含む本体ユニットと、前記観察光を折り曲げる折り曲げ光学素子、および前記中間像をリレーする複数のレンズからなるリレー光学系を含み、前記本体ユニットに対して着脱自在な観察ユニットと、前記本体ユニットまたは前記観察ユニットに保持され、前記リレー光学系を通過した観察光を結像する鏡筒光学系と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an inverted microscope according to the present invention is an inverted microscope that forms an image of observation light from a specimen, and forms the observation light of the specimen as an intermediate image. An observation unit that includes a main unit including a primary imaging optical system, a bending optical element that bends the observation light, and a relay optical system that includes a plurality of lenses that relay the intermediate image, and is detachable from the main unit. And a lens barrel optical system that forms an image of observation light that is held by the main body unit or the observation unit and passes through the relay optical system.
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記リレー光学系は、前記複数のレンズが位置決めされた状態で一体的に設けられていることを特徴とする。 The inverted microscope according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the relay optical system is provided integrally with the plurality of lenses positioned.
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記鏡筒光学系は、前記観察ユニットに保持されることを特徴とする。 In the inverted microscope according to the present invention as set forth in the invention described above, the lens barrel optical system is held by the observation unit.
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記リレー光学系は、前記観察ユニットの前記本体ユニットと接触する側の壁面に沿うように配設されたことを特徴とする。 In the inverted microscope according to the present invention as set forth in the invention described above, the relay optical system is disposed along a wall surface of the observation unit that is in contact with the main unit.
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズは、前記中間像の結像位置から該中間像の焦点深度範囲外に配置したことを特徴とする。 In the inverted microscope according to the present invention, the lens closest to the bending optical element among the plurality of lenses of the relay optical system is the focal point of the intermediate image from the imaging position of the intermediate image. It is arranged outside the depth range.
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズの焦点位置をf、開口数をNAとしたとき、前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズ有効径dは、式d=2×f×NAを満たすことを特徴とする。 Further, in the inverted microscope according to the present invention, in the above invention, when the focal position of the lens closest to the bending optical element among the plurality of lenses of the relay optical system is f and the numerical aperture is NA, The lens effective diameter d closest to the bending optical element among the plurality of lenses of the relay optical system satisfies the formula d = 2 × f × NA.
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズは、該レンズの有効径が25mm以上であることを特徴とする。 In the inverted microscope according to the present invention as set forth in the invention described above, the lens closest to the bending optical element among the plurality of lenses of the relay optical system has an effective diameter of 25 mm or more. And
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記鏡筒光学系は、プリズムを有することを特徴とする。 In the inverted microscope according to the present invention as set forth in the invention described above, the lens barrel optical system includes a prism.
また、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、上記の発明において、前記1次結像光学系と前記折り曲げ光学素子との間にプリズムを配置したことを特徴とする。 The inverted microscope according to the present invention is characterized in that, in the above invention, a prism is disposed between the primary imaging optical system and the bending optical element.
本発明によれば、標本の観察光を中間像として形成する1次結像光学系を含む本体ユニットと、1次結像光学系によって結像された観察光を折り曲げる折り曲げ光学素子、および複数のレンズからなり、中間像をリレーするリレー光学系を含み、本体ユニットに対して着脱自在な観察ユニットと、本体ユニットまたは観察ユニットに保持され、リレー光学系を通過した観察光を結像する鏡筒光学系と、を備えるようにしたので、本体ユニットに対してリレー光学系を簡易にかつ高精度に取り付けることができるという効果を奏する。 According to the present invention, a main body unit including a primary imaging optical system that forms observation light of a sample as an intermediate image, a bending optical element that bends observation light imaged by the primary imaging optical system, and a plurality of optical elements An observation unit that includes a lens and includes a relay optical system that relays an intermediate image. The observation unit is detachable with respect to the main unit, and a lens barrel that is held by the main unit or the observation unit and forms observation light that has passed through the relay optical system. With the optical system, the relay optical system can be easily and accurately attached to the main unit.
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment. The drawings referred to in the following description only schematically show the shape, size, and positional relationship so that the contents of the present invention can be understood. That is, the present invention is not limited only to the shape, size, and positional relationship illustrated in each drawing.
まず、本実施の形態にかかる倒立型顕微鏡について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施の形態にかかる倒立型顕微鏡1の全体構成を示す模式図である。図1に示すように、倒立型顕微鏡1は、例えば蛍光色素にて特異的に染色された標本Sからの観察光を結像して標本Sを観察するための倒立型の顕微鏡であって、倒立型顕微鏡1の土台をなす本体ユニット10と、本体ユニット10に着脱自在に設けられ、少なくとも接眼レンズが設けられる鏡筒20aを有する観察ユニット20と、を備える。
First, an inverted microscope according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an inverted microscope 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, an inverted microscope 1 is an inverted microscope for observing a specimen S by imaging observation light from a specimen S specifically stained with a fluorescent dye, for example. A
本体ユニット10は、倒立型顕微鏡1の載置面に載置され、各々が略柱状に延びる鏡脚部11a1,11a2を有する側面視で凹状をなす基部11aと、鏡脚部11a1,11a2に支持されるとともに、後述するレボルバ13を保持するレボルバ保持部11bと、レボルバ保持部11bから、後述する対物レンズ13aの光軸N1方向に延びる支柱11cと、からなる本体部11を有する。基部11aには、倒立型顕微鏡1全体の制御を行う制御基板11dが設けられている。制御基板11dは、外部からの電源を各部へ中継したり、自身に電源が内蔵され、各部へ中継したりする場合もある。
The
また、支柱11cには、対物レンズ13aの光軸N1に沿って上下動可能に支持されるコンデンサ111が設けられている。また、本体ユニット10には、標本Sの観察光が出射される開口部11eが形成されており、観察ユニット20と接続した状態で、観察光が、開口部11eを介して観察ユニット20に送られる。
In addition, the
また、本体ユニット10には、レボルバ保持部11bに取り付けられ、例えば標本Sを載置するステージ12、倍率の異なる複数の対物レンズ13aを標本Sに対して交換可能に保持するレボルバ13、光源14a,15aを有し、落射照明光を出射する第1ランプハウス14,15、基部11aに保持され、光源19aを有し、透過照明光を出射する第2ランプハウス19などが取り付けられる。第2ランプハウス19からの光は、ミラー19bによって標本S(対物レンズ13a)に向けて反射される。
The
また、基部11aの鏡脚部11a1,11a2によって形成される内部領域11a3,11a4には、落射照明光、および標本Sが反射もしくは標本Sを透過した光の光路を切り替えるミラーユニット16が第1ランプハウス14,15に応じて取り付けられている。また、基部11aは、内部において、ミラーユニット16からの光を結像して中間像P1を形成する結像レンズ17aと、結像レンズ17aからの光を所定方向(軸N2方向)に反射するミラー17bと、結像レンズ17aおよびミラー17bの間であって、光軸N1を横切る位置に配設されたオプションユニット追加領域112に設けられ、標本Sおよび対物レンズ13aを通過する光軸N1の光を透過または所定の方向に折り曲げる光路切替プリズム18と、を備える。なお、1次結像光学系は、結像レンズ17aのみで構成されていてもよいし、複数枚のレンズからなるものであってもよい。なお、1次結像光学系は、結像レンズ17aおよびミラー17bを含む。なお、光路切替プリズム18は、結像レンズ17aと、後述するミラー221との間に配置されていれば適用可能である。
In addition, in the inner regions 11a3 and 11a4 formed by the mirror legs 11a1 and 11a2 of the
レボルバ13は、倍率の異なる複数の対物レンズ13aを固定配置しており、自身が回転することにより、択一的に選択された対物レンズ13aをステージ12に載置された標本Sの直下に配置して、標本Sへの光の照射または標本Sからの光の取り込みを所定の対物レンズ13aに行わせるものである。また、レボルバ13は、レボルバ駆動部131に保持され、例えばラック−ピニオン機構(図示せず)を介して入力された動力に応じて、レボルバ駆動部131がステージ12に対して近接離反する態様で上下方向に沿って変位することによって、対物レンズ13aの光軸Nに沿って移動可能である。この移動によって、標本Sの像のピントを調節することができる。
The
なお、動力の入力を、ラック−ピニオン機構を介して伝達するもののほか、モータを内蔵することによって、制御基板11dの制御のもと、レボルバ13が移動するものであってもよい。
In addition to transmitting power input via a rack-pinion mechanism, the
また、レボルバ保持部11bには、図示しないZドリフトコンペンセータ(ZDC)が取り付けられてもよい。ZDCはアクティブ方式の自動焦点合わせ装置で、軸N3方向にIR光(赤外線)を発し、ZDC用のダイクロイックミラー13bによって光軸N1方向に向けてIR光を挿入し、標本Sから反射して戻ってきたIR光を再びZDC用のダイクロイックミラー13bでZDC内に戻して、戻り光の位置で対物レンズ13aと標本Sとの位置を一定に維持することができる。観察者は、長時間観察時などにこのZDC用のダイクロイックミラー13bを光軸に挿入し、ZDCを使う事で、常に標本Sにピントを合わせ、対物レンズ13aをオフセットして使用することができる。
Further, a Z drift compensator (ZDC) (not shown) may be attached to the
第1ランプハウス14,15は、水銀ランプなどの光源14a,15aを内蔵した筐体であり、投光管14b,15bを介して基部11aに着脱可能となる態様で配設してある。投光管14b,15bは、第1ランプハウス14,15の光源14a,15aが発した光の通過を許容するものである。なお、光源14a,15aをレーザに代えてもよい。
The first lamp houses 14 and 15 are housings incorporating
ミラーユニット16は、励起フィルタ16a、ダイクロイックミラー16bおよび吸収フィルタ16cを有する。励起フィルタ16aは、励起波長に対応した光を光源14a,15aから出射された出射光から抽出する。ダイクロイックミラー16bは、光源14a,15aから出射された光のうち、所定波長の光を反射するとともに、標本Sが発した光のうち、所定波長の光を透過する。吸収フィルタ16cは、標本Sが発した光から所望の波長の光を抽出する。なお、ミラーユニット16は、ミラーカセットに複数、例えば8個が挿脱可能に保持され、内蔵されたモータ(図示せず)により、第1ランプハウス14,15の光源14a,15aが発した光の光路に対して進入、あるいは離脱する態様で挿脱可能に構成してある。
The
また、ミラーユニット16は、取り付けられる光源14a,15aおよび標本Sから発せられる光の波長によって、励起フィルタ16a、ダイクロイックミラー16bおよび吸収フィルタ16cの機能が異なる。機能の異なるミラーユニット16を使用することによって、例えば、細胞を染色した蛍光色素や、細胞に発現させた蛍光タンパクが励起するための波長を選択的に照明し、二重、三重に染色した細胞の所望の蛍光色素や蛍光タンパクだけを励起させる事ができる。
The
光路切替プリズム18は、複数のプリズムを有し、例えば、光軸N1の光を100%透過するプリズム18a、光軸N1の光の50%の光を透過するとともに、光軸N1の光の残りの50%の光を、光軸N1に直交する方向(例えば、紙面に直交する方向)に折り曲げるプリズム18b、光軸N1の光の100%の光を光軸N1に直交する方向(例えば、紙面に直交する方向)に折り曲げるプリズム18cからなる。また、基部11aの光路切替プリズム18に応じた位置には、CCDカメラなどに接続されるカメラポートCPが設けられ、光路切替プリズム18によって光軸N1の光を光軸N1に直交する方向に折り曲げられた光は、このカメラポートCPに導入される。ここで、観察光が、これらのプリズム18a〜18c内を通過することによって、観察光の経路において、空間中を移動する距離を短くすることができる。
The optical
第2ランプハウス19は、ハロゲンランプなどの光源19aを内蔵した筐体であり、支柱11cに支持されている。第2ランプハウス19は、標本Sを透過する透過照明光を支柱11c内部に出射する。支柱11c内部に設けられたミラー19bは、第2ランプハウス19の光源19aが発した光を標本S側に反射させるものである。
The
ここで、ミラー17bによって軸N2方向に反射された標本Sからの観察光は、中間像P1を結像する。なお、カメラポートCP側に光路が分岐される場合は、この分岐点から中間像P1の結像面までの距離と同じ距離で観察像が得られる。また、基部11aは、中間像P1を結像する位置において、標本Sの部分的な寸法を測定するスケールや撮像範囲を示すフレーミングレチクルを挿入するためのスロット113が形成されている。
Here, the observation light from the specimen S reflected in the direction of the axis N2 by the
観察ユニット20は、本体ユニット10と接続した状態で、基部11aに設けられた開口部11eから標本Sの観察光を取り込む。観察ユニット20は、少なくとも接眼レンズを有する鏡筒20aが着脱可能に取り付けられてなる本体部21を有する。また、本体部21には、この本体部21の壁面から突出し、開口部11eと嵌合する突出部21aが形成されている。
The
本体部21は、その内部において、開口部11eから出射された標本Sの観察光を折り曲げるミラー221(折り曲げ光学素子)と、ミラー221で反射された光を取り込んで、中間像P1をリレーして平行光とする複数のレンズが、各々のレンズの中心を一致させるように位置決めした状態で一体的に保持する保持筒222によって保持されて、リレー光学系を形成するリレーレンズ群22と、リレーレンズ群22によってリレーされた中間像P1を所定方向に折り曲げる第1プリズム23と、を有する。
Inside the
また、本体部21に取り付けられる鏡筒20aは、第1プリズム23から出射した観察光(平行光)を結像する結像レンズ24と、結像レンズ24によって結像された観察光を所定方向に折り曲げる第2プリズム25と、を有する。鏡筒20aの接眼レンズは、第2プリズム25から出射される観察光によって観察像P2を結像する。
The
なお、結像レンズ24、第2プリズム25および接眼レンズ20aによって鏡筒光学系を構成する。また、保持筒222内で保持されている複数のレンズにおいて、それぞれのレンズ単体で位置調整を行えるような調整機構を有してもよい。また、リレーレンズ群22の各レンズは、集光用の等倍のレンズであってもよいし、倍率の異なるレンズであってもよいし、倍率を切替可能なズーム式レンズであってもよい。また、本実施の形態では、観察ユニット20側に保持されるものとして説明するが、第1プリズム23と光学的に連結可能であれば本体ユニット10に保持されるものであってもよい。
The
このとき、リレーレンズ群22において、複数のレンズのうち、ミラー221(本体ユニット10)に最も近い側のレンズ22aは、ミラー221で反射された観察光をより確実に取り込むため、ミラー221の反射光の中心軸を通過し、この中心軸に垂直な方向の径が大きいことが好ましい。レンズ22aの径は、例えば、本体ユニット10と観察ユニット20とが接続した状態における結像レンズ17aからの距離に応じて決定される。ここで、レンズ22aの焦点位置をf、開口数をNAとしたとき、レンズ22aの有効径dは、式d=2×f×NAを満たす。また、実際に用いる場合のレンズ22aの有効径としては、例えば有効径が25mm以上であることが好ましい。
At this time, in the
また、レンズ22aは、中間像P1の結像位置から、この中間像P1の焦点深度範囲外に配置されている。これにより、光学部材内に気泡が存在する場合であっても、観察する像にこの気泡が写りこむことがなく、標本Sの標本像を得ることができる。
The
上述した構成を有する倒立型顕微鏡1では、落射照明の場合、光源14a,15aからの落射照明光を投光管14b,15b内において平行光束とし、励起フィルタ16aで波長が選択され、ダイクロイックミラー16bによって対物レンズ13aに向けて照明光が折り曲げられる。ダイクロイックミラー16bによって折り曲げられた照明光が、対物レンズ13aを介して標本Sに照射されると、標本Sは、細胞の蛍光色素または蛍光タンパクが励起され蛍光を発する。発せられた蛍光を像として対物レンズ13aが取り込み、ダイクロイックミラー16bと吸収フィルタ16cとを透過して、光軸N1上に位置された標本Sの中間像P1が対物レンズ13aおよび結像レンズ17aによって観察光路上(光軸N2上)に形成され、リレーレンズ群22、結像レンズ24を介して接眼レンズの位置で結像され、蛍光などの発光による標本像P2として観察者により目視観察される。
In the inverted microscope 1 having the above-described configuration, in the case of epi-illumination, epi-illumination light from the
また、透過照明の場合、第2ランプハウス19の光源19aからの透過照明光を、ミラー19bを介して標本Sに照射すると、対物レンズ13aの光軸N1上に位置された標本Sの中間像P1が対物レンズ13aおよび結像レンズ17aによって観察光路上(光軸N2上)に形成され、リレーレンズ群22、結像レンズ24を介して接眼レンズの位置で結像され、透過光による標本像P2として観察者により目視観察される。なお、透過光観察は、明視野観察、位相差観察、微分干渉観察などを行う場合に用いられる。
In the case of transmitted illumination, when the sample S is irradiated with transmitted illumination light from the
図2〜5は、本実施の形態にかかる倒立型顕微鏡1の要部の構成を示す模式図である。なお、図2,4では、鏡筒20aが取り外された状態の観察ユニット20を示している。本体ユニット10(基部11a)は、観察ユニット20に接続された際に観察ユニット20と接触する側の面において、上述した開口部11eと、略矩形の開口を有し、凹状の空間を形成する凹部11fと、を有する。また、本体ユニット10(基部11a)には、観察ユニット20と接触する側の面と直交する側面に設けられ、開口部11eに向けて貫通する貫通孔11gが形成されている。
2 to 5 are schematic diagrams illustrating the configuration of the main part of the inverted microscope 1 according to the present embodiment. 2 and 4 show the
観察ユニット20(本体部21)は、開口部11eが形成する内部空間に応じた形状をなして突出する突出部21aと、凹部11fが形成する空間に応じた凸状をなして突出する凸部21bと、を有する。
The observation unit 20 (main body portion 21) includes a protruding
開口部11eは、壁面において円をなして開口し、壁面側から内部側に向けて一部が拡径した錘状の空間を形成している。また、突出部21aは、開口部11eに応じて拡径する外周面を有し、突出方向側が拡径する錘状をなしている。
The
凹部11fは、壁面側から内部側に向けて一部が拡径した略柱状の空間を形成している。また、凸部21bは、凹部11fに応じて拡径する外周面を有し、突出方向側が拡径する柱状をなしている。
The
本体ユニット10および観察ユニット20を接続する際、開口部11eに対して、突出部21aを嵌合させる。このとき、凸部21bと凹部11fとが嵌合することによって、本体ユニット10に対する観察ユニット20の開口部11eの周りの回転を防止して、本体ユニット10に対して観察ユニット20の取り付け位置を決定する。これにより、ミラー17b,221間の光路が形成され、標本Sの観察光による標本像P2を接眼レンズにおいて結像することができる。
When connecting the
ここで、図5に示すように、開口部11eと突出部21aとが嵌合した状態で、貫通孔11gにビス100を挿通して、突出部21aの側面に当接させて固定することによって、本体ユニット10および観察ユニット20の接続状態を一段と確実なものとすることができる。また、開口部11eの空間の大きさが、突出部21aの外周より大きい場合、ビス100によって突出部21aを開口部11eの壁面に当接させることで、本体ユニット10および観察ユニット20の接続状態の維持、および観察ユニット20の位置決めを行うことができる。
Here, as shown in FIG. 5, with the
また、観察ユニット20に代えて、開口部11eにCCD、CMOS等のイメージセンサを備えたカメラユニットを接続することにより、標本像の撮像を行うことができる。このとき、結像レンズ17aおよび標本像P2間の距離に応じて、光路長を調節して、イメージセンサの受光面に結像することによって実現できる。ここで、目視観察と撮像による観察を同時に行う場合は、光路切替プリズム18において、光軸N1の光の50%の光を透過するとともに、光軸N1の光の残りの50%の光を、光軸N1に直交する方向に折り曲げるプリズム18bに切り替えて、カメラポートCPにカメラユニットを接続することで、同時に観察することが可能である。
Also, instead of the
上述した本実施の形態によれば、複数のレンズからなり、互いのレンズ中心が一致した状態で用いられるリレーレンズ群22およびミラー221を観察ユニット20内に収容し、ミラー17b,221を介して本体ユニット10からの観察光を取り込むとともに、本体ユニット10に対して観察ユニット20が着脱可能となるようにしたので、本体ユニットと観察ユニットとを簡易にかつ高精度に取り付けることができる。これにより、本体ユニットに対してリレー光学系を簡易にかつ高精度に取り付けることが可能となる。
According to the present embodiment described above, the
また、上述した本実施の形態によれば、本体ユニット10には、リレー光学系を配置するためのスペースを必要とせず、本体ユニット10を必要最小限の大きさとすることができるため、倒立型顕微鏡が占める領域を必要最小限とすることが可能となる。さらに、この必要最小限の構成において、観察ユニットやカメラユニットを選択的に取り付けることができる。
Further, according to the above-described embodiment, the
ここで、従来の倒立顕微鏡においては、標本の観察光を結像して得られる中間像を1回折り曲げてリレー光学系によって接眼レンズまでリレーするV字光路と、標本の中間像を2回折り曲げてリレー光学系によって接眼レンズまでリレーするU字光路と、が挙げられる。一般的には、1回折り曲げて接眼レンズまで中間像をリレーするV字光路の方が、2回折り曲げのU字光路と比して光路長が短いため、明るく劣化の少ない像が得られるとされている。一方で、対物レンズ13aと結像レンズ17aとの間にミラーユニットなどを配設する場合、V字光路では、光路上にミラーユニットが配設されることを防ぐために、ミラーユニットの配設領域が制限されるため、U字光路であることが好ましいとされている。
Here, in the conventional inverted microscope, an intermediate image obtained by forming the observation light of the specimen is bent once and bent to relay the eyepiece by the relay optical system, and the intermediate image of the specimen is bent twice. And a U-shaped optical path that relays to the eyepiece by a relay optical system. In general, the V-shaped optical path that relays the intermediate image to the eyepiece after being bent once is shorter in optical path length than the U-shaped optical path that is bent twice, so that a bright and less deteriorated image can be obtained. Has been. On the other hand, when a mirror unit or the like is disposed between the
これに対して、上述した実施の形態によれば、レンズ22aの径を、結像レンズ17aからの距離に応じて設定して、レンズ221で反射する光をより広い範囲で取り込むようにしたので、標本Sからの観察光を確実に集光し、明確な標本像を得ることが可能となる。すなわち、V字光路およびU字光路の特徴を併せ持つ倒立型顕微鏡を得ることが可能である。
On the other hand, according to the embodiment described above, the diameter of the
また、上述した実施の形態によれば、観察光の光路上に、この光路上の空間を充填するように複数のプリズムを設けたので、倒立型顕微鏡の内部において、プリズム内の光路により、空間中を移動する光路を短くすることができ、U字光路の構成において明るく劣化の少ない像を得ることができる。また、プリズム内で観察光を反射させて光路を切り替えることにより、ミラーを行路に応じて複数配置する必要がなく、構成を簡易なものとすることができる。 Further, according to the above-described embodiment, a plurality of prisms are provided on the optical path of the observation light so as to fill the space on the optical path. The optical path that travels inside can be shortened, and a bright and less deteriorated image can be obtained in the U-shaped optical path configuration. In addition, by reflecting the observation light in the prism and switching the optical path, it is not necessary to arrange a plurality of mirrors according to the path, and the configuration can be simplified.
また、上述した実施の形態によれば、リレーレンズ群22を観察ユニット20の本体ユニット10と接触する側の壁面に沿うように配設したので、観察ユニット20自体の大型化を抑制することによって、本体ユニット10に観察ユニット20を取り付けた場合の倒立顕微鏡1全体の大型化を抑制することが可能となる。また、リレーレンズ群22は、複数のレンズ群を位置決めした状態で固定されているため、光軸合わせなどの調整を容易に行うことができる。
In addition, according to the above-described embodiment, the
なお、上述した実施の形態では、倒立型顕微鏡を例に説明したが、例えば、微分干渉観察光学系を形成し、標本を拡大する対物レンズ、対物レンズを介して標本を撮像する撮像機能および画像を表示する表示機能を備えた撮像装置、例えば、ビデオマイクロスコープ等であっても、本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the inverted microscope has been described as an example. For example, an objective lens that forms a differential interference observation optical system and enlarges the specimen, an imaging function that images the specimen via the objective lens, and an image The present invention can also be applied to an imaging device having a display function for displaying the image, such as a video microscope.
以上のように、本発明にかかる倒立型顕微鏡は、本体ユニットと観察ユニットとを簡易にかつ高精度に取り付けるのに有用である。 As described above, the inverted microscope according to the present invention is useful for easily attaching the main unit and the observation unit with high accuracy.
1 倒立型顕微鏡
10 本体ユニット
11,21 本体部
11a 基部
11a1,11a2 鏡脚部
11b レボルバ保持部
11c 支柱
11d 制御基板
11e 開口部
11f 凹部
11g 貫通孔
12 ステージ
13 レボルバ
13a 対物レンズ
13b,16b ダイクロイックミラー
14,15 第1ランプハウス
14a,15a,19a 光源
16 ミラーユニット
16a 励起フィルタ
16c 吸収フィルタ
17a,24 結像レンズ
17b,19b,221 ミラー
18 光路切替プリズム
19 第2ランプハウス
20 観察ユニット
20a 鏡筒
21a 突出部
21b 凸部
22 リレーレンズ群
23 第1プリズム
25 第2プリズム
111 コンデンサ
112 オプションユニット追加領域
113 スロット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
前記標本の観察光を中間像として形成する1次結像光学系を含む本体ユニットと、
前記観察光を折り曲げる折り曲げ光学素子、および前記中間像をリレーする複数のレンズからなるリレー光学系を含み、前記本体ユニットに対して着脱自在な観察ユニットと、
前記本体ユニットまたは前記観察ユニットに保持され、前記リレー光学系を通過した観察光を結像する鏡筒光学系と、
を備えたことを特徴とする倒立型顕微鏡。 An inverted microscope that images observation light from a specimen,
A body unit including a primary imaging optical system that forms observation light of the specimen as an intermediate image;
A bending optical element that bends the observation light, and a relay optical system that includes a plurality of lenses that relay the intermediate image, and an observation unit that is detachable from the body unit;
A lens barrel optical system that forms an image of observation light that is held by the main unit or the observation unit and passes through the relay optical system;
An inverted microscope characterized by comprising:
前記リレー光学系の複数のレンズのうち、前記折り曲げ光学素子に最も近いレンズ有効径dは、式d=2×f×NAを満たすことを特徴とする請求項1に記載の倒立型顕微鏡。 Of the plurality of lenses of the relay optical system, when the focal position of the lens closest to the bending optical element is f and the numerical aperture is NA,
2. The inverted microscope according to claim 1, wherein among the plurality of lenses of the relay optical system, an effective lens diameter d closest to the bending optical element satisfies an expression d = 2 × f × NA.
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