JP2017161782A - Tilt stage and microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、傾斜ステージおよび顕微鏡に関するものである。 The present invention relates to an inclined stage and a microscope.
従来、搭載した標本の対物レンズに対する傾斜角度を調節するための傾斜ステージが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この傾斜ステージは、標本を搭載する標本台の裏面に設けた球面を円環状のベース部に対して摺動させることで、標本台の傾斜角度を調節し、球面とベース部とにより画定される密閉空間の気圧を低下させることで球面をベース部に吸着し、標本台を傾斜した状態に保持するものである。
Conventionally, a tilt stage for adjusting the tilt angle of the mounted specimen with respect to the objective lens is known (see, for example, Patent Document 1).
This tilt stage adjusts the tilt angle of the sample stage by sliding a spherical surface provided on the back surface of the sample stage on which the sample is mounted with respect to the annular base part, and is defined by the spherical surface and the base part. By reducing the pressure in the sealed space, the spherical surface is adsorbed to the base portion, and the sample stage is held in an inclined state.
しかしながら、特許文献1の傾斜ステージは、半球状の面が摺動する部分に空気圧により重さを生じさせ、標本面の傾斜角度を保持しているが、密閉空間内の気圧の減圧状態を調節する減圧機構を備えているため、装置が大がかりになるのと共に、高価になってしまうという不都合がある。
また、特許文献2のステージは、標本台の土台部分を引っ張りバネの付勢力とマイクロメータの押す力とによって釣り合わせて標本台の傾斜角度を保持しており、マイクロメータのヘッド部分が外部方向に突起状に飛び出してスペースを占有して装置が大がかりになり、精密な機構のため高価になってしまう。さらに傾斜角度を変更するのに2軸のマイクロメータ操作が必要で、自由に素早く角度決めができないという不都合がある。
However, the tilt stage of
The stage of
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、標本台の固定を大がかりな装置で行う必要が無く、装置の製造コストを低減し、簡易な操作で標本台の傾斜角度の変更および保持を行うことができる傾斜ステージおよび顕微鏡を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is not necessary to fix the specimen table with a large-scale apparatus, reduce the manufacturing cost of the apparatus, and change the inclination angle of the specimen table with a simple operation. An object of the present invention is to provide a tilt stage and a microscope that can be held.
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。
本発明の一態様は、ベース部と、該ベース部に傾斜角度を変更可能に支持され、標本を搭載する搭載面を有する標本台と、該標本台を前記ベース部に対して任意の傾斜角度で、解除可能に固定する固定手段と、前記ベース部と前記標本台との間に配置され、前記搭載面を水平に戻す方向に前記標本台を付勢する付勢手段とを備える傾斜ステージを提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
One embodiment of the present invention includes a base part, a specimen stage supported by the base part so that the inclination angle can be changed, and a mounting surface on which the specimen is mounted, and an arbitrary inclination angle of the specimen stage with respect to the base part A tilting stage comprising: a fixing means for releasably fixing; and an urging means that is disposed between the base portion and the sample table and urges the sample table in a direction to return the mounting surface to a horizontal position. provide.
本態様によれば、標本台の搭載面に標本を搭載し、例えば、鉛直上方に配置した対物レンズによって標本からの光を集光して観察する場合において、標本を異なる角度から観察したい場合には、固定手段を操作して、ベース部に対する標本台の固定状態を解除し、ベース部に対して標本台を揺動させ傾斜角度を変更する。この場合において、ベース部と標本台との間に配置された付勢手段が、搭載面を水平に戻す方向に標本台を付勢しているので、標本の重量バランスが悪い場合等に、固定手段による固定状態を解除しても、標本台が急激に揺動することが防止される。これにより、標本台の衝突等による標本の損傷の発生を防止することができる。
この場合、固定状態を解除しても標本台が急激に揺動することがないため、標本台の固定を従来技術のような大がかりな装置で行う必要が無く、大がかりでない分構造が簡略化され、装置の製造コストを低減することができる。
According to this aspect, when the sample is mounted on the mounting surface of the sample stage and the sample is collected and observed with an objective lens arranged vertically above, for example, when the sample is to be observed from a different angle Operates the fixing means to release the fixed state of the sample table with respect to the base portion, and swings the sample table with respect to the base portion to change the tilt angle. In this case, the urging means placed between the base and the sample table urges the sample table in the direction to return the mounting surface to the horizontal, so it is fixed when the weight balance of the sample is poor. Even if the fixed state by the means is released, it is possible to prevent the specimen table from swinging rapidly. Thereby, it is possible to prevent the specimen from being damaged due to the collision of the specimen table.
In this case, even if the fixed state is released, the sample table does not swing suddenly, so there is no need to fix the sample table with a large-scale device as in the prior art, and the structure is simplified because it is not large. The manufacturing cost of the device can be reduced.
上記態様においては、前記固定手段が自由雲台であることが好ましい。
このようにすることで、自由雲台のハンドルを回して、ベース部に対する標本台の固定および固定解除を容易に行うことができる。
In the said aspect, it is preferable that the said fixing means is a free pan head.
By doing in this way, the handle | steering-wheel handle of a free pan head can be turned, and the fixation of a sample stand with respect to a base part can be performed easily.
また、上記態様においては、前記付勢手段は、前記固定手段による固定状態が解除されかつ前記標本台にかかる水平軸線回りのモーメントが所定の閾値以下のときに、前記搭載面を略水平に維持するように付勢してもよい。
このようにすることで、標本台に係る水平軸線回りのモーメントが所定の閾値以下のときには、標本の重量バランスが良好であり、固定手段による固定状態が解除されると、付勢手段によって標本台の搭載面が略水平に維持される。
In the above aspect, the urging means maintains the mounting surface substantially horizontal when the fixed state by the fixing means is released and the moment about the horizontal axis applied to the sample stage is equal to or less than a predetermined threshold value. It may be energized to do.
In this way, when the moment about the horizontal axis related to the sample table is equal to or less than a predetermined threshold, the weight balance of the sample is good, and when the fixed state by the fixing unit is released, the sample table is moved by the biasing unit. The mounting surface is maintained substantially horizontal.
また、上記態様においては、前記付勢手段が、前記標本台の揺動中心を取り囲む位置に周方向に間隔をあけて複数配置された弾性部材であってもよい。
このようにすることで、各弾性部材が発生する弾発力が、標本台の揺動中心を挟んで両側にかかるので、標本台が揺動中心回りのいずれの方向にも急激に揺動しないように支持される。
In the above aspect, the urging means may be a plurality of elastic members arranged at intervals in the circumferential direction at a position surrounding the swing center of the sample table.
By doing so, the elastic force generated by each elastic member is applied to both sides across the swing center of the sample table, so that the sample table does not swing suddenly in any direction around the swing center. To be supported.
また、上記態様においては、前記付勢手段が、前記標本台の揺動中心を取り囲む位置に全周にわたって配置された筒状の弾性部材であってもよい。
このようにすることで、弾性部材が発生する弾発力が、標本台の揺動中心を挟んで両側にかかるので、標本台が揺動中心回りのいずれの方向にも急激に揺動しないように支持される。また、全周を取り囲む筒状の弾性部材が障壁となって弾性部材の内側への液体や塵埃の流入を防止することができる。
Further, in the above aspect, the urging means may be a cylindrical elastic member disposed over the entire circumference at a position surrounding the center of swinging of the sample table.
By doing so, the elastic force generated by the elastic member is applied to both sides across the swing center of the sample table, so that the sample table does not swing suddenly in any direction around the swing center. Supported by In addition, a cylindrical elastic member surrounding the entire circumference can serve as a barrier to prevent liquid and dust from flowing into the elastic member.
また、上記態様においては、前記標本台および前記ベース部に上下方向に光を透過可能な透光部が設けられ、前記固定手段が、前記透光部の外側に配置されていてもよい。
このようにすることで、標本を標本台の透光部に一致する位置に配置することで、標本の透過観察を行うことができる。
また、本発明の他の態様は、上記いずれかの傾斜ステージを備える顕微鏡を提供する。
Moreover, in the said aspect, the translucent part which can permeate | transmit light to an up-down direction may be provided in the said sample stand and the said base part, and the said fixing means may be arrange | positioned on the outer side of the said translucent part.
In this way, the specimen can be observed through transmission by arranging the specimen at a position that coincides with the translucent portion of the specimen stage.
Moreover, the other aspect of this invention provides a microscope provided with one of the said inclination stages.
本発明によれば、標本台の固定を大がかりな装置で行う必要が無く、コストを低減し、簡易な操作で標本台の傾斜角度の変更および保持を行うことができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is not necessary to fix the specimen table with a large-scale device, and it is possible to reduce the cost and change and hold the inclination angle of the specimen table with a simple operation.
以下、本発明の一実施形態に係る傾斜ステージ11および顕微鏡1について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡1は、図1に示されるように、標本Aを搭載するステージ2と、該ステージ2の上方に掛け渡すように配置された門型フレーム3と、門型フレーム3に搭載され、下方の標本Aからの光を集光する対物レンズ4と、対物レンズ4の鉛直方向位置を微調整するための焦準機構5と、対物レンズ4により集光された光を観察するための接眼レンズ6を備える鏡筒7とを備えている。
Hereinafter, an
As shown in FIG. 1, the
鏡筒7と門型フレーム3との間には、別途、種々の中間鏡筒や各種ユニットを装着可能である。例えば、落射投光管やLSMのスキャナ等のシステムをアドオンすることができるようになっている。
Various intermediate lens barrels and various units can be separately mounted between the
ステージ2は、標本Aを上下動させるためのZステージ8と、標本Aを水平2方向にそれぞれ移動させるためのXステージ9およびYステージ10と、最上位のステージ、例えば、Xステージ9に搭載された傾斜ステージ11とを備えている。Xステージ9、Yステージ10およびZステージ8は、公知の構造のものであり、それぞれハンドル12,13,14を回転操作することによって作動させられるようになっている。なお、手動のXステージ9およびYステージ10に代えて、電動XYステージを採用してもよい。
The
本実施形態に係る傾斜ステージ11は、図2に示されるように、標本Aを搭載する搭載面15を有する平板状の標本台16と、該標本台16をXステージ(ベース部)9に対して揺動可能に支持するとともに、任意の揺動位置で静止させることができる自由雲台(固定手段)17と、標本台16を略水平となる方向に付勢する付勢手段18とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
自由雲台17は、Xステージ9の上面にねじ込み等の方法で固定された支柱9a上に設けられた球体19と、該球体19を挟む位置に配置され標本台16に固定された一対の摺動部材20と、該摺動部材20の間隔を調節するハンドル21とを備えている。摺動部材20には、例えば、円錐状の凹み22が設けられており、該凹み22の内面に球体19を接触させた状態で、球体19を挟むようになっている。
The
球体19と支柱9aとは一体的に構成されていてもよいし、別体に構成されてねじ込み等によって相互に固定されていてもよい。また、球体19および支柱9aの材質は金属、樹脂等の必要な剛性を有する任意の材料を採用することができる。また、摺動部材20に設ける凹み22は円錐状に限られず、球体19の外面と相補的な球面状の内面を有する凹みであってもよいし、V溝であってもよい。摺動部材20と球体19との間にはグリスを塗布してもよい。
The
ハンドル21を一方向、例えば、反時計回りに回転させると、一対の摺動部材20の間隔が広げられ、凹み22の内面と球体19外面との間の接触圧力が低下させられて、両者間の摩擦力が低下し、球体19に対する摺動部材20の自由な移動が許容されるようになっている。これにより、Xステージ9に対して標本台16の傾斜角度を自由に変更することができるようになる。
When the
一方、ハンドル21を他方向、例えば、時計回りに回転させると、一対の摺動部材20の間隔が狭められ、凹み22の内面と球体19外面との間の接触圧力が上昇させられて、両者間の摩擦力が増大し、球体19に対して摺動部材20が固定されるようになっている。これにより、Xステージ9に対して標本台16を任意の傾斜角度位置で固定することができるようになっている。
On the other hand, when the
付勢手段18は、図3に示されるように、例えば、3本の圧縮コイルバネ(弾性部材)であり、Xステージ9と標本台16との間に、自由雲台17の球体19を取り囲む周方向に等間隔をあけて3箇所に配置されている。各圧縮コイルバネ18は、Xステージ9と標本台16との間に圧縮された状態で挿入されており、Xステージ9と標本台16との間隔を広げる方向に常に付勢力を発生している。
As shown in FIG. 3, the biasing means 18 is, for example, three compression coil springs (elastic members), and surrounds the
すなわち、3本の圧縮コイルバネ18を周方向に等間隔に配置することにより、自由雲台17の球体19の中心(揺動中心)を通る全ての水平軸線回りに、いずれかの圧縮コイルバネ18が他の圧縮コイルバネ18とは逆方向のモーメントを発生させるようになっている。
That is, by arranging the three compression coil springs 18 at equal intervals in the circumferential direction, any one of the compression coil springs 18 is arranged around all the horizontal axes passing through the center (swing center) of the
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡1および傾斜ステージ11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1を用いて標本Aの観察を行うには、図1に示されるように、小動物等の標本Aを傾斜ステージ11の標本台16の搭載面15にベルト等によって固定し、Xステージ9、Yステージ10およびZステージ8を、ハンドル12,13,14を操作することによって作動させ、対物レンズ4の光軸に対する標本Aの観察位置を調節する。
The operation of the
In order to observe the specimen A using the
次いで、焦準機構5を作動させ、対物レンズ4の鉛直方向位置を微調節する。
この状態で、標本Aの観察位置の対物レンズ4の光軸に対する角度を調節するには、自由雲台17のハンドル21を回転操作して、球体19と摺動部材20との固定状態を解除し、ハンドル21を球体19の中心回りに揺動させる。これにより、一対の摺動部材20を球体19に対して摺動させながら標本台16を傾斜させることができる。
Next, the focusing
In this state, in order to adjust the angle of the observation position of the specimen A with respect to the optical axis of the
そして、所望の方向に所望の傾斜角度まで傾斜させられた状態で、ハンドル21を回転操作して一対の摺動部材20によって球体19を締め付けることにより、その位置で、標本台16をXステージ9に対して固定することができる。これにより、標本台16上に固定された標本Aを対物レンズ4の光軸に対して所望の傾斜角度に配置することができ、所望の観察角度での観察を行うことができる。
Then, in a state where the
この場合において、本実施形態に係る傾斜ステージ11によれば、Xステージ9と標本台16との間に3つの圧縮コイルバネ18が配置されているので、標本台16に搭載されている標本Aの重量バランスが悪い場合であっても、自由雲台17のハンドル21の回転操作によって、自由雲台17の固定状態が解除されたときに標本台16が急激に傾いてしまうことを防止することができる。これにより、標本台16の衝突による衝撃や標本台16からの脱落等から標本Aを守ることができる。
In this case, according to the
これにより、本実施形態によれば、標本台16の固定を吸着手段のような大がかりな装置で行う必要が無く、構造簡易化によって装置の製造コストを低減することができるという利点がある。
また、本実施形態によれば、自由雲台17のハンドル21を把持したままの状態で、固定状態の解除、標本台16の傾斜および標本台16の固定を実施することができ、傾斜ステージ11の操作を簡易に行うことができるという利点もある。
As a result, according to the present embodiment, there is no need to fix the sample table 16 with a large-scale device such as a suction means, and there is an advantage that the manufacturing cost of the device can be reduced by simplifying the structure.
In addition, according to the present embodiment, the fixed state can be released, the sample table 16 can be tilted, and the sample table 16 can be fixed while the
なお、本実施形態においては、弾性部材として3つの圧縮コイルバネ18を例示したが、これに代えて、2または4以上の圧縮コイルバネを採用してもよい。また、圧縮コイルバネ18を、周方向に等間隔に配置したが、これに代えて、間隔を異ならせてもよい。 In the present embodiment, three compression coil springs 18 are exemplified as the elastic member, but two or four or more compression coil springs may be employed instead. Further, although the compression coil springs 18 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, the intervals may be changed instead.
また、本実施形態においては、圧縮コイルバネ18に代えて、図4および図5に示されるように、球体19を取り囲む円筒状の弾性材料からなる弾性部材(付勢手段)23を採用してもよい。このようにすることで、弾性部材23を球体19を取り囲む障壁として機能させ、球体19部分への液体や塵埃の流入を阻止することができる。標本台16を傾斜させる際には、円筒状の弾性部材23の周方向の一部を潰すように弾性変形させればよい。円筒状に限定されるものではなく、他の任意の筒状の弾性部材を採用してもよい。
In the present embodiment, instead of the
また、標本台16の裏面に、軸受30によって搭載面15に直交する軸線回りに回転可能に支持された回転部材31を設け、一対の摺動部材20を回転部材31に固定してもよい。このようにすることで、自由雲台17のハンドル21の位置を標本台16に対して上記軸線回りに変更することができる。自由雲台17のハンドル21は、標本台16の外側に突出するため、ハンドル21の方向に標本台16を傾斜させる場合にハンドル21が邪魔になる場合があるので、標本台16に対してハンドル21の位置を変更することにより、そのような不都合をなくし、全ての方向に十分な傾斜角度を確保することができるという利点がある。
Further, a rotating
なお、ハンドル21の位置を変更する場合、柔軟な円筒状の弾性部材23が部分的にめくれ上がる位置を変化させながら変更してもよいし、図6に示されるように、周方向に伸びるスリット24にハンドル21を貫通させ、スリット24内におけるハンドル21の貫通位置を変化させることにしてもよい。弾性部材23を部分的にめくり上げる構造の場合、ハンドル21の回転操作によって標本台16の傾斜角度を所望の角度に固定した後に、ハンドル21を根元から取り外すことにしてもよい。これにより、弾性部材23の部分的なめくれ上がりを防止して、より確実なシール構造を構成することができる。
In addition, when changing the position of the
また、図7および図8に示されるように、自由雲台17のハンドル21を弾性部材23よりも内側において屈曲させ、標本台16の搭載面15から突出させることにしてもよい。この場合、屈曲部分においては、ベベルギヤ(図示略)等の動力伝達手段によってハンドル21に加える回転力を摺動部材20に伝達することにすればよい。このようにすることで、ハンドル21の標本台16から外方への突出量を抑えて、標本台16を傾斜させる場合にハンドル21が邪魔になることを防止することができる。
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the
また、本実施形態においては、自由雲台17の球体19をXステージ9に固定し、一対の摺動部材20を標本台16の裏面に固定したが、これに代えて、図9に示されるように、球体19を標本台16の裏面に固定し、一対の摺動部材20をXステージ9に固定してもよい。また、図9に示すように、Xステージ9にネジ止め等によって固定されるベース部材25に、一対の摺動部材20または球体19を固定してもよい。この場合、支柱9aはXステージ9に代わり、標本台16に固定されている。
Further, in this embodiment, the
また、標本台16の傾斜角度を大きく確保する場合、弾性部材23とXステージ9との間に隙間が形成される場合もあるので、図10および図11に示されるように、円筒状の弾性部材23の径方向内方に配置される円筒状の障壁部材26をXステージ9側に設けておいてもよい。これにより、傾斜時の隙間の形成を抑えて、液体や塵埃等の侵入をより確実に抑制することができる。
弾性部材23としては、スポンジやウレタンゴム等からなるものを例示することができる。また、金属あるいは樹脂製の蛇腹のようなものを採用することにしてもよい。
Further, when a large inclination angle of the specimen table 16 is ensured, a gap may be formed between the
Examples of the
また、円筒状の弾性部材23に障壁の役割も受け持たせることに代えて、図12および図13に示されるように、例えば、3つの圧縮コイルバネ18からなる弾性部材を取り囲むように、円筒状の障壁部材27、例えば、標本台16とXステージ9との隙間に合わせて伸縮するテレスコピックな障壁部材27を併用してもよい。これにより、弾性部材18による標本台16の付勢と、球体19近傍への液体や塵埃等の流入の防止とを、より確実に行うことができる。
Further, instead of giving the cylindrical elastic member 23 a role of a barrier, as shown in FIGS. 12 and 13, for example, a cylindrical shape is formed so as to surround an elastic member composed of three compression coil springs 18. For example, a
また、本実施形態においては、球体19および摺動部材20を標本台16の中央近傍に配置し、かつ、標本Aを標本台16の中央近傍に搭載することとしたが、これに代えて、図14に示されるように、標本台16およびXステージ9の中央近傍には、光学的に透明な材質からなる窓部(透光部)28を設け、自由雲台17の球体19および摺動部材20については、窓部28から離れた位置に配置することにしてもよい。
In the present embodiment, the
このようにすることで、標本台16を傾斜させて標本Aを所望の角度に傾斜させた状態で、窓部28を介して鉛直下方から透過させた光を標本Aに照射して、標本Aを透過した透過光を観察することができるという利点がある。
窓部28としては光学的に透明な材質からなるものの他、貫通孔を採用してもよい。
In this manner, the specimen A is irradiated with light transmitted from below vertically through the
As the
また、本実施形態においては、門型フレーム3を有する顕微鏡1を例示したが、これに限定されるものではなく、正立型または倒立型の任意の構造の顕微鏡に適用することができる。
また、固定手段として、自由雲台17を例示したが、他の任意の構造のものを採用してもよい。また、標本台16の平面視形状は長方形に限られず、円形や楕円形等標本Aに合わせて任意の形状のものを採用してもよい。
In the present embodiment, the
Moreover, although the
また、標本Aを標本台16に固定する手段としてベルトを例示したが、他の任意の固定手段を採用してもよい。
また、弾性部材18,23の付勢力によって、搭載面15が略水平となる方向に標本台16が付勢されることとしたが、球体19の中心回りのモーメントが所定値以下の重量バランスである場合には、搭載面15が略水平となる位置に維持されるような付勢力を発生させることにしてもよい。
このようにすることで、標本台16の傾斜角度を変更する場合や、標本Aを交換する等の作業時に自由雲台17のハンドル21を緩めるだけで標本台16を略水平に配置することができ、作業性を向上することができる。
Further, although the belt is exemplified as the means for fixing the specimen A to the
In addition, the sample table 16 is urged in the direction in which the mounting
In this way, the
1 顕微鏡
9 Xステージ(ベース部)
11 傾斜ステージ
16 標本台
17 自由雲台(固定手段)
18 圧縮コイルバネ(弾性部材、付勢手段)
23 弾性部材(付勢手段)
28 窓部(透光部)
A 標本
1 Microscope 9 X stage (base part)
11
18 Compression coil spring (elastic member, biasing means)
23 Elastic member (biasing means)
28 Window part (translucent part)
A specimen
Claims (7)
該ベース部に傾斜角度を変更可能に支持され、標本を搭載する搭載面を有する標本台と、
該標本台を前記ベース部に対して任意の傾斜角度で、解除可能に固定する固定手段と、
前記ベース部と前記標本台との間に配置され、前記搭載面を水平に戻す方向に前記標本台を付勢する付勢手段とを備える傾斜ステージ。 A base part;
A sample stage that is supported by the base portion so that the inclination angle can be changed and has a mounting surface on which the sample is mounted;
Fixing means for releasably fixing the sample stage with respect to the base portion at an arbitrary inclination angle;
An inclined stage comprising: an urging unit that is arranged between the base portion and the sample table and urges the sample table in a direction to return the mounting surface to a horizontal position.
前記固定手段が、前記透光部の外側に配置されている請求項2に記載の傾斜ステージ。 A translucent part capable of transmitting light in the vertical direction is provided on the sample stage and the base part,
The tilt stage according to claim 2, wherein the fixing means is disposed outside the light transmitting portion.
A microscope comprising the tilt stage according to any one of claims 1 to 6.
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2016
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