JP2018081175A - Lens fixing member and microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、顕微鏡などの光学機器において、レンズを保持及び固定するレンズ固定部材及びレンズ固定部材を有する顕微鏡に関するものである。 The present invention relates to a lens fixing member that holds and fixes a lens in an optical instrument such as a microscope, and a microscope having the lens fixing member.
半導体回路作成又は生体サンプル観察などに用いられる顕微鏡等では、観察用のレンズと被測定物との間を空気でなく、水などの液浸媒質で満たして、所謂、液浸状態とすることにより、光学的な分解能の向上、及び、レンズとサンプルとの間の空気層による不要な反射を排除することによるコントラスト向上などの効果が得られることが知られている。また、細胞などの生体サンプルを観察する場合は、サンプル自身が生理食塩水又は細胞培養用の培地液体に浸漬された状態のものが多く、そのままの状態で観察するのに、液浸での観察は都合がよい。そのような生体サンプルを、液浸レンズを備えた顕微鏡で観察する場合には、サンプルを浸漬する液体を培養用培地として、サンプルを含む培地全体を培養に適した温度に保持してサンプルを生かしたまま、もしくは培養しながら、タイムラプス観察のような長時間観察をすることがよく行われている。 In a microscope or the like used for semiconductor circuit creation or biological sample observation, the space between the observation lens and the object to be measured is filled with an immersion medium such as water instead of air so as to be in a so-called immersion state. It is known that effects such as an improvement in optical resolution and an improvement in contrast by eliminating unnecessary reflection due to an air layer between the lens and the sample can be obtained. In addition, when observing biological samples such as cells, the samples themselves are often immersed in physiological saline or a liquid medium for cell culture. Is convenient. When observing such a biological sample with a microscope equipped with an immersion lens, the liquid in which the sample is immersed is used as a culture medium, and the entire medium including the sample is maintained at a temperature suitable for culture. It is often carried out for a long time such as time-lapse observation while standing or culturing.
細胞などの生体サンプルの培養には、サンプルを、培養に適した温度、湿度、及び炭酸ガスなどのガス濃度を一定に保つことが必要である。生体サンプルを長時間観察しながら培養を行うための機器としては、顕微鏡用の培養器(インキュベータ)が知られている。 In culturing a biological sample such as a cell, it is necessary to keep the temperature of the sample suitable for culturing, humidity, and gas concentration such as carbon dioxide gas constant. As an apparatus for culturing while observing a biological sample for a long time, an incubator for a microscope is known.
図13は、特許文献1に記載された、従来の顕微鏡用インキュベータの構成を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a conventional microscope incubator described in
図13の従来の顕微鏡用インキュベータにおいては、サンプル32と培地31とが入った観察用のディッシュ33が、インキュベータ40内に設置されている。ディッシュ33の下部と上部とを挟むように、加温用ヒーター34が配置されており、観察を続けている間、培地31及びサンプル32の温度を一定に保つ役割を担っている。なお、一般的な室温は20℃〜25℃であるが、生体サンプル32の培養に適した温度は36℃〜38℃であり、良好な培養を継続するためには培地31及びサンプル32の温度をその範囲内に保つ必要がある。
In the conventional microscope incubator shown in FIG. 13, an
しかし、前記特許文献1の構成では、液浸観察を行うために、液浸用の対物レンズ30を培地31に浸漬してサンプル32の液浸観察を実施すると、培地31から対物レンズ30への熱伝導が起こり、さらに対物レンズ30から対物レンズ取り付け部を通して顕微鏡本体への熱伝導が起こる(図13には対物レンズ取り付け部、顕微鏡本体は図示せず)ため、前出の加温用ヒーター34により培地31及びサンプル32に与えられた熱が対物レンズ30を通じて逃げてしまい、培地31及びサンプル32を培養に適した温度に保つことが困難になる。一般的に、温度調整を安定させるためには熱の出入りを小さくすることが大切であるが、培地31及びサンプル32の熱はディッシュ33及びインキュベータ40中の空気を伝って逃げていく。中でも特に影響が大きいのは、先に述べた対物レンズ30を伝って逃げる熱である。観察中は、液浸媒質を兼ねる培地31に対物レンズ30の先端が常時接触しているため、対物レンズ30から逃げる熱を補うように、加温用ヒーター34でインキュベータ40内のサンプル32と培地31とを温めるが、出て行く熱量が多ければ、サンプル32と培地31とが十分な温度に達しない状況も在り得る。また、流出する熱量を補うために、インキュベータ40に設ける加温ヒーター34の発熱能力を大きいものにする必要も出てくる。
However, in the configuration of
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、生体サンプルを培養しながら顕微鏡で液浸観察する際の液浸対物レンズからの熱の流出を防ぎ、培養状態に適した温度調整を容易に実現しつつ、顕微鏡光学系に対する対物レンズの固定精度が高いレンズ固定部材及び顕微鏡を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and prevents the outflow of heat from the immersion objective lens when immersing the biological sample with a microscope while culturing the biological sample, and easily adjusts the temperature suitable for the culture state. An object of the present invention is to provide a lens fixing member and a microscope with high accuracy of fixing an objective lens to a microscope optical system while realizing it.
前記目的を達成するために、本発明の1つの態様にかかるレンズ固定部材は、
レンズを機械的に顕微鏡本体に結合するレンズ固定部材であって、
前記レンズを固定する固定筒と、
少なくとも3箇所に周方向に等間隔に前記固定筒の外周面に設けられ、かつ、外面が、1つの仮想円柱面内に配置される湾曲面である複数の側面突起部と、
前記固定筒の端部に設けられた鍔部と、
少なくとも3箇所に前記円筒の前記周方向に等間隔かつ前記固定筒の軸方向に突出して前記鍔部に設けられ、かつ、端面が、1つの仮想平面内に配置される平面である複数の垂直突起部と、を備える。
In order to achieve the above object, a lens fixing member according to one aspect of the present invention includes:
A lens fixing member for mechanically coupling the lens to the microscope body,
A fixed cylinder for fixing the lens;
A plurality of side protrusions which are provided on the outer peripheral surface of the fixed cylinder at equal intervals in at least three locations, and whose outer surface is a curved surface disposed in one virtual cylindrical surface;
A collar provided at an end of the fixed cylinder;
A plurality of vertical portions which are provided at the flange portion at equal intervals in the circumferential direction of the cylinder and project in the axial direction of the fixed cylinder at at least three locations, and whose end surfaces are planes arranged in one virtual plane And a protrusion.
前記目的を達成するために、本発明の別の態様にかかる顕微鏡は、
前記態様にかかるレンズ固定部材と、
前記レンズ固定部材に固定された前記レンズと、
前記レンズ固定部材を固定する取り付け穴を有する顕微鏡本体と、を備え、
前記レンズ固定部材の前記全ての側面突起部の各湾曲面は、前記仮想円柱面に相当する、前記顕微鏡本体の前記取り付け穴の内周面に接触するとともに、前記レンズ固定部材の前記全ての垂直突起部の各平面は、前記仮想平面に相当する、前記顕微鏡本体の前記取り付け穴の観察物配置側の端部に径方向にくぼんだ凹部の軸方向の底面に接触して、前記レンズ固定部材が前記取り付け穴に固定され、
前記レンズ固定部材の前記固定筒及び前記鍔部は、前記顕微鏡本体と非接触である。
In order to achieve the above object, a microscope according to another aspect of the present invention includes:
A lens fixing member according to the aspect;
The lens fixed to the lens fixing member;
A microscope main body having a mounting hole for fixing the lens fixing member,
The curved surfaces of all the side projections of the lens fixing member are in contact with the inner peripheral surface of the mounting hole of the microscope body, which corresponds to the virtual cylindrical surface, and all the vertical surfaces of the lens fixing member. Each plane of the projection is in contact with the bottom surface in the axial direction of the concave portion that is recessed in the radial direction at the end of the mounting hole of the microscope main body, which corresponds to the virtual plane. Is fixed to the mounting hole,
The fixed cylinder and the flange of the lens fixing member are not in contact with the microscope main body.
以上のように、本発明の前記態様にかかるレンズ固定部材及び顕微鏡によれば、レンズ固定部材の固定筒及び鍔部が顕微鏡本体と非接触でありながら、1つの仮想円柱面内に配置された複数の側面突起部の外面の湾曲面が、顕微鏡本体の取り付け穴の内周面に接触して位置決めされ、1つの仮想平面内に配置された複数の垂直突起部の端面の平面が、顕微鏡本体の取り付け穴の内周面と交差する面に接触して位置決めされる。この結果、対物レンズの固定精度を低下させることなく、対物レンズからの熱流出を抑制して、インキュベータ内の生体サンプル及び培地の温度調節を安定かつ容易に実施することができる。 As described above, according to the lens fixing member and the microscope according to the aspect of the present invention, the fixing cylinder and the collar portion of the lens fixing member are arranged in one virtual cylindrical surface while being in non-contact with the microscope main body. The curved surfaces of the outer surfaces of the plurality of side projections are positioned in contact with the inner peripheral surface of the attachment hole of the microscope body, and the planes of the end surfaces of the plurality of vertical projections arranged in one virtual plane are the microscope body. It is positioned in contact with the surface intersecting the inner peripheral surface of the mounting hole. As a result, it is possible to stably and easily adjust the temperature of the biological sample and the culture medium in the incubator by suppressing heat outflow from the objective lens without reducing the fixing accuracy of the objective lens.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるレンズ固定部材を有する、光学部品固定機構の構成図である。図2は、本発明の実施の形態1における光学部品固定機構のうち、受け部材4のみを取り出して示した斜視図である。図3は、本発明の実施の形態1における光学部品固定機構のうち、図2における受け部材4を上部から見た図である。図4は、本発明の実施の形態1における光学部品固定機構のうち、受け部材4を取り付ける顕微鏡の下部の顕微鏡本体2の取り付け穴3の付近の図である。受け部材4は、レンズ固定部材の一例である。顕微鏡本体2は顕微鏡の構成の一部であり、液浸対物レンズ1などを固定する部分であって、取り付け穴3と、取り付け穴3の観察物配置側の端部に径方向に大きくくぼんだ凹部53とを有している。取り付け穴3の内周面は、受け部材4の径方向の取り付け円柱面14として機能する。円筒中心軸15は、取り付け円柱面14の中心軸である。凹部53の軸方向の底面は、取り付け穴3の内周面と交差する面の例であって、受け部材4の軸方向の取り付け面13として機能する。取り付け面13には、顕微鏡本体2を貫通する複数の取り付けねじ穴18の開口が所定間隔毎に配置されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical component fixing mechanism having a lens fixing member according to
本光学部品固定機構は、顕微鏡本体2に設けてある取り付け穴3にはめ込まれた受け部材4が主に担っている。受け部材4は、鍔部22を有する円筒部51より構成され、円筒部51には、ねじ部5と、複数の側面突起部6と、複数の垂直受け突起部7と、複数の貫通穴8とが設けられている。円筒部51は、固定筒の一例である。円筒部51の中心軸方向の一端部の外周面には、円筒部51の軸直交方向、すなわち、径方向に突出した円環状の鍔部22を一体的に設けている。垂直受け突起部7は垂直突起部の一例である。
This optical component fixing mechanism is mainly performed by a receiving
液浸対物レンズ1と受け部材4とは、液浸対物レンズ1のねじ部1aがねじ部5へねじ込まれることで互いに固定されている。
The immersion
円筒部51の外周面には、例えば縦長の大略長方形状の側面突起部6を周方向に等間隔で少なくとも3個(例えば図2では6個)設けている。各側面突起部6は径方向沿いには同じ高さを持っている。側面突起部6の外面の側部当たり面9は、細長い帯状又は短冊状の形状をなし、当該帯状の領域をねじ部5の中心軸17と平行な向きに揃えている。よって、側面突起部6の外側の側部当たり面9は、湾曲面で構成され、かつ、複数の側面突起部6のそれぞれの側部当たり面9の全体で仮想的な円筒形状である仮想円柱面10を構成するようになっている。仮想円柱面10の中心軸は、ねじ部5の外形を構成する円筒部51の中心軸17と一般的な機械工作精度の範囲で一致する構成になっている。全ての側部当たり面9は、受け部材4を顕微鏡本体2の取り付け穴3に取り付けるとき、取り付け穴3の内周面である取り付け円柱面14に接触して位置決め可能としている。
On the outer peripheral surface of the
ここで、側面突起部6の軸方向の長さと、軸方向と直交する方向の幅と、径方向の高さとのそれぞれの数値範囲について例示する。
Here, the respective numerical ranges of the length in the axial direction of the
側面突起部6の軸方向の長さの例としては、3mm〜6mm程度が好ましい。軸方向の長さを長くし過ぎる(例えば、6mmを越える)と、取り付け精度は向上するが、顕微鏡本体との接触面積が増加するため、本発明の効果を損なう可能性がある。ただし、実施の形態2,3のように、側面突起部6を複数に分割させて構成する場合は、この上限に限定されない。その理由は、分割した複数の分割側部当たり面21全体で構成する仮想的な側面突起部6の長さ(例えば、上側の側面突起部6の上端から切り欠き26(凹凸)を介して下側の側面突起部6の下端までの長さ)については、複数の側面突起部6に分割することにより顕微鏡本体との接触面積の低減が図られているため、6mmを越えた長さであってもよいからである。すなわち、一例として、上側の側面突起部6の長さが3mm、切り欠き26の長さが2mm、下側の側面突起部6の長さが3mmの合計8mmとしてもよい。
As an example of the axial length of the
側面突起部6の軸方向と直交する方向の幅の例としては、0.5mm〜2mm程度が好ましい。この幅を大きくし過ぎる(例えば2mmを越える)と、顕微鏡本体との接触面積が増加するため、本発明の効果を損なう可能性がある。
As an example of the width of the
側面突起部6の径方向の高さの例としては、本発明の効果を有効にするために、0.5mm以上であることが好ましく、加工しやすさの観点から、可能ならば1mm以上が好ましい。
As an example of the radial height of the
鍔部22の上面には、少なくとも3箇所以上等間隔かつ円周上に複数個の円筒状の垂直受け突起部7を設けている。各垂直受け突起部7は、中心軸17の方向沿いに図1及び図2では上向きに、顕微鏡本体2の取り付け穴3の周囲に向けて突出し、一例として、円環状のリングで構成されている。また、各垂直受け突起部7の上部の垂直受け当たり面11、すなわち、少なくとも3箇所以上に等間隔かつ円周上に複数個設けてある垂直受け突起部7のそれぞれの垂直受け当たり面11が、平面で構成され、かつ、仮想的な平面である仮想平面12内に配置されている。
A plurality of cylindrical vertical receiving
ここで、垂直受け突起部7の軸方向の高さと、円筒部の幅(外径)とのそれぞれの数値範囲について例示する。
Here, each numerical range of the axial height of the
軸方向の高さの例としては、本発明の効果を有効にするために、0.5mm以上であることが好ましく、加工しやすさの観点から、可能ならば1mm以上が好ましい。 An example of the height in the axial direction is preferably 0.5 mm or more in order to make the effect of the present invention effective, and is preferably 1 mm or more if possible from the viewpoint of ease of processing.
円筒部の幅(外径)の例としては、(貫通穴8の直径)+1mm以上が好ましく、可能ならば(貫通穴8の直径)+2mm〜(貫通穴8の直径)+4mm程度が好ましい。幅(直径)が大きくし過ぎる((貫通穴8の直径)+4mmより大きくなる)と、貫通穴8を通すねじで顕微鏡本体と締結する際、顕微鏡本体との接触面積が増加するため、本発明の効果を損なう可能性がある。
As an example of the width (outer diameter) of the cylindrical portion, (diameter of through hole 8) +1 mm or more is preferable, and (diameter of through hole 8) +2 mm to (diameter of through hole 8) +4 mm is preferable if possible. If the width (diameter) is too large ((diameter of the through hole 8) +4 mm), the area of contact with the microscope main body increases when the screw is passed through the through
顕微鏡本体2の取り付け穴3の周囲近傍の凹部53には、取り付け面13が設けられて、取り付け面13には、複数の取り付けねじ穴18が所定間隔毎に設けられている。また、取り付け穴3の内周面には、取り付け円柱面14が設けられている。
An
受け部材4を取り付け穴3にはめ込む際、円筒部51の上部が取り付け穴3内に挿入されて、全ての側部当たり面9は、取り付け円柱面14に当たって位置決めされるとともに、全ての垂直受け当たり面11は、取り付け面13に当たって位置決めされるようになっている。先述のように少なくとも3箇所以上に等間隔に設けてある側部当たり面9は、全て1つの仮想円柱面10を構成しているため、取り付け円柱面14とは、一般的な機械工作精度の範囲で一致するように取り付けることができ、取り付け円柱面14の中心軸である円筒中心軸15と仮想円柱面10の中心軸、つまり、ねじ部5へ取り付けられた液浸対物レンズ1の中心軸(光軸)も同様に一致させることができる。言い換えれば、取付時、受け部材4の仮想円柱面10と顕微鏡本体2の取り付け穴3の取り付け円柱面14とを一致させるように取り付ければ、液浸対物レンズ1の中心軸(光軸)と取り付け穴3の中心軸17とを一致させるような位置決めができる。
When the receiving
また同様に、少なくとも3箇所以上に等間隔かつ円周上に設けてある垂直受け当たり面11は、全て1つの仮想平面12内に配置されているため、取り付け面13とは、一般的な機械工作精度の範囲で一致するように取り付けることができる。言い換えれば、取付時、受け部材4の仮想平面12と顕微鏡本体2の取り付け面13とを一致させるように取り付ければ、液浸対物レンズ1の中心軸(光軸)方向の位置決めができる。
Similarly, since the vertical contact surfaces 11 provided at least at three or more positions at equal intervals and on the circumference are all arranged in one
このようにして、受け部材4と顕微鏡本体2とは、受け部材4を取り付け穴3にはめ込んだ後、ねじ16を貫通穴8を通してねじ穴18へねじ込んでそれぞれ締結することで互いに固定される。ねじ16の頭部16aと貫通穴8との接触部には、座金19が挟んであり、ねじ16と貫通穴8の縁部との接触部を座金19で隔離してある。座金19の材質に、樹脂等の熱伝導率の低い材質を用いれば、更なる熱流出の抑制が期待できる。
In this way, the receiving
このとき、受け部材4と顕微鏡本体2との直接の接触は、各側部当たり面9と、各垂直受け当たり面11と、そして各座金19と、各ねじ16を介してのねじ穴18のみであり、受け部材4が取り付け円柱面14及び取り付け面13に面している部分の面積と比較すると、非常に小さな接触面積となっている。すなわち、各側面突起部6と各垂直受け突起部7とが顕微鏡本体2と接触し、円筒部51と鍔部22とは顕微鏡本体2と非接触である。そのため、液浸対物レンズ1の先端部が、インキュベータ内で加温された状態の培地などの液浸媒質に接触した状態でも、液浸対物レンズ1から受け部材4までは熱が伝わるが、受け部材4から顕微鏡本体2へは熱が伝わりにくい構造になっており、培養中の培地から、不必要に熱を奪うことを抑制できる。
At this time, the direct contact between the receiving
また、各側面当たり面9は、細長い帯状の領域を、ねじ部5の中心軸17と平行な向きに揃えているが、このように設けることで、中心軸17に対して傾斜する方向へのガタを抑制しながら、仮想円柱面10の直径方向へのガタも抑制している。同様に、各垂直受け当たり面11は、取り付け面13にねじ部5を囲むように配置されているが、このように設けることで、中心軸17に対して傾斜する方向へのガタを抑制しつつ、中心軸17に沿った方向の位置を決定している。そのため、受け部材4により、液浸対物レンズ1は、顕微鏡本体2に対して高い位置精度で取り付け固定することが可能である。
Further, each
また、垂直受け突起部7と側面突起部6との配置の関係は、垂直受け突起部7と中心軸17を含む断面内において、側面突起部6が含まれない配置となっており、すなわち、複数の側面突起部6と、前記複数の垂直受け突起部7とは、平面視において重複しない配置である。そのような構成により図2、図3に示すように顕微鏡本体2との接触部位である垂直受け突起部7と側面受け部6とが中心軸17の円周上での同位相部位に重なることなく分散して配置されるようになっている。これにより、接触部位から顕微鏡本体2へ熱伝導する箇所を特定の場所へ集中して配置させないことで、受け部材4の円周方向に対しても、中心軸17の方向に対しても、熱が均等に伝播し、顕微鏡本体2に温度むらを生じさせないようにしている。温度むらが生じると、顕微鏡本体2、特に取り付け穴3又は取り付け面13の近傍に機械的歪が発生し、顕微鏡本体2と液浸対物レンズ1との間に位置又は角度のずれを生じさせる原因となる。
The
光学部品固定機構の受け部材4に樹脂材料を用いることが考えられる。しかし、対物レンズ1の顕微鏡本体2への固定は、光学機器として一般的に想定されるレベルでの高い位置精度が求められるため、金属材料に比べて熱膨張係数が大きく、熱による歪又はクリープが避けられない樹脂材料では光学機器として必要十分な固定位置精度を得るのは困難である。固定部材に用いられる金属材料としては、鉄、アルミニウム、又は、鉄又はアルミニウム系の合金などが用いられるが、特に真鍮、又はステンレスなどは機械加工における加工精度が出せるため好ましい。
It is conceivable to use a resin material for the receiving
以上より、本構成であれば、各側面突起部6と各垂直受け突起部7とが顕微鏡本体2と接触し、円筒部51と鍔部22とは顕微鏡本体2と非接触であるため、インキュベータで培養中の生体サンプルを液浸で観察する場合に、液浸対物レンズ1を経ての熱流出による不必要な培地の温度低下を防ぐことができる。すなわち、液浸用の対物レンズを用いたインキュベータによる培養状態にある生体サンプルの観察において問題となる、対物レンズを経路とする熱の著しい流出を抑制して、生体サンプル及び培地の不要な温度低下を防ぎ、インキュベータによる生体サンプル及び培地の安定で容易な温度調整を実現する。
As described above, in this configuration, each
さらに、各側面当たり面9は、帯状の領域をねじ部5の中心軸17と平行な向きに揃えて、中心軸17に対して傾斜する方向へのガタを抑制しながら、仮想円柱面10の直径方向へのガタも抑制することができる。同様に、各垂直受け当たり面11は、取り付け面13にねじ部5を囲むように配置されて、中心軸17に対して傾斜する方向へのガタを抑制しつつ、中心軸17に沿った方向の位置を決定することができる。よって、前述したように温度低下を防ぎながら、対物レンズ1を高精度に固定して光学機器として必要な対物レンズ1の固定精度も高精度に維持でき、長時間の培養を安定かつ容易に継続しながら、位置ずれなく顕微鏡観察することが可能となる。
Further, each
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2における光学部品固定機構の構成図である。図6は本発明の実施の形態2における光学部品固定機構のうち、受け部材4のみを取り出して示した斜視図である。図7は、本発明の実施の形態2における光学部品固定機構のうち、図6における受け部材4を上部から見た図である。図5、図6、及び、図7において図1、図2、図3、及び、図4と同じ構成要素については同じ符号を用いて、説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a configuration diagram of an optical component fixing mechanism according to
図5で示す受け部材4は、先に本発明の実施の形態1において説明した光学部品固定機構の受け部材4とほぼ同様の構成であるが、垂直受け突起部7の上部の垂直受け当たり面11の構造と、側面突起部6の外側の側部当たり面9の構造とが異なっている。すなわち、垂直受け突起部7の上部の垂直受け当たり面11が、当たり面部分に切り欠き25(凹凸)を設けて周方向に複数に分割された分割垂直受け当たり面20に置き換わっていることと、側面突起部6の外側の側部当たり面9が、当たり面部分に切り欠き26(凹凸)を設けて軸方向に複数に分割された分割側部当たり面21に置き換わっていることが相違点である。具体的には、各垂直受け当たり面11に、周方向沿いに所定間隔毎に同じ幅の切り欠き25を形成して分割垂直受け当たり面20とし、分割垂直受け当たり面20が凹凸形状を有するようにしている。また、各側部当たり面9の長手方向の中間部に切り欠き26を形成して分割側部当たり面21とし、分割側部当たり面21が凹凸形状を有するようにしている。
The receiving
本発明の実施の形態1の場合と同様に、複数の分割垂直当たり面20の全ては仮想平面12内に配置されており、取り付け穴3へ受け部材4をはめ込む際に仮想平面12が取り付け面13に当たるようになっており、複数の分割側部当たり面21の全ては仮想円柱面10内に配置されており、取り付け穴3へ受け部材4をはめ込む際に仮想円柱面10が取り付け円柱面14に当たるようになっている。
As in the case of the first embodiment of the present invention, all of the plurality of divided vertical contact surfaces 20 are arranged in the
このとき、受け部材4と顕微鏡本体2との直接の接触は、分割側部当たり面21と、分割垂直受け当たり面20と、そして座金19と、ねじ16とを介してのねじ穴18のみであり、受け部材4が、取り付け円柱面14及び取り付け面13に面している部分の面積と比較すると、非常に小さな接触面積となっている。また、本発明の実施の形態1における側部当たり面9と垂直受け当たり面11とに比べて、切り欠き26,25により分割側部当たり面21と分割垂直受け当たり面20とはさらに個々の接触面積を減らしながら、複数個配置されている各当たり面21,20全体で支持する面積は、同程度である。このため、本発明の実施の形態1で示した構成よりも、液浸対物レンズ1から顕微鏡本体2へは熱がさらに伝わりにくい構造になっており、培養中の培地から不必要に熱を奪うことを抑制できると同時に、取り付け面13及び取り付け円柱面14に当てることで得られる機械的な支持性能を維持しており、顕微鏡本体2に対する液浸対物レンズ1の取り付け固定を、本発明の実施の形態1と同程度に高い位置精度で実現することが可能である。
At this time, the direct contact between the receiving
以上より、本実施の形態2の構成であれば、前記実施の形態1で実現している顕微鏡本体2への液浸対物レンズ1の高精度な固定の機能を持たせながら、受け部材4と顕微鏡本体2との接触部を切り欠き25,26で分割して構成することにより、接触面積をさらに低減させることで、液浸対物レンズ1から顕微鏡本体2への熱流出抑制性能がより向上した、対物レンズ固定機構が実現できる。
As described above, according to the configuration of the second embodiment, the receiving
なお、側部当たり面9と垂直受け当たり面11との両方を当たり面21,20にする例に限られるものではなく、実施の形態1の側部当たり面9と垂直受け当たり面11とのいずれか一方のみを当たり面21又は20としてもよい。
The
(実施の形態3)
図8は、本発明の実施の形態3における光学部品固定機構の構成図である。図9は本発明の実施の形態3における光学部品固定機構のうち、受け部材4のみを取り出して示した斜視図である。図10は、本発明の実施の形態3における光学部品固定機構のうち、図6における受け部材4を上部から見た図である。図11は図10中に示したA−A断面に関する横断面図である。図12は図10中に示したB−B断面に関する横断面図である。図11、図12中には同一面内に含まれていない構造物も位置関係を分かりやすくするために破線にて図示している。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a configuration diagram of an optical component fixing mechanism according to
図8〜図12において図1〜図7と同じ構成要素については同じ符号を用いて、説明を省略する。 8 to 12, the same components as those in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図8で示す受け部材4は、先に本発明の実施の形態2において説明した光学部品固定機構の受け部材4とほぼ同様の構成であるが、図9、及び図10で示すように、垂直受け突起部7の位置が貫通穴8と同軸での構造物としていたものが、複数個配置してある貫通穴8の間の中間部分への配置に変更され、垂直受け突起部7の形状が円筒状から円柱状へ変更されたことにより、垂直受け突起部7の上面の垂直受け当たり面11の面積が、本発明の実施の形態1の場合よりも小さく変更されたことが相違点である。
The receiving
図8において、図8の中心軸17よりも左半分は図10におけるA−A断面付近を図示したもので、図8の中心軸17よりも右半分は図10におけるB−B断面付近を図示している。また、図8中の左右いずれにも側面突起部6が図示されているが、図9、図10と比較して分かるように実際には側面突起部6は貫通穴8や垂直受け突起部7を含み受け部材4の円筒軸を含む垂直断面内には存在しないが、部材間の当たり支持状態を分かりやすくするために図8中に破線で図示している。
8, the left half of the
本発明の実施の形態2の場合と同様に、複数個の垂直当たり面11は仮想平面12内に配置されており、取り付け穴3へ受け部材4をはめ込む際に仮想平面12が取り付け面13に当たるようになっており、複数個の分割側部当たり面21は仮想円柱面10内に配置されており、取り付け穴3へ受け部材4をはめ込む際に仮想円柱面10が取り付け円柱面14に当たるようになっている。
As in the case of the second embodiment of the present invention, the plurality of vertical contact surfaces 11 are arranged in the
また、図11においては、貫通穴8と受け部材4の中心軸17とを含む同じ断面内に、垂直受け突起部7と側面突起部6とは含まれておらず、図12においては、図12の左側で示すように側面突起部6を含む片側断面には、垂直受け突起部7は含まれておらず、図12の右側で示すように垂直受け突起部7を含む断面には、側面突起部6は含まれていない。つまり、図10に示すように、受け部材4に配置されている貫通穴8と、側面突起部6と、垂直受け突起部7とは、受け部材4の中心軸17に関して、回転方向の位相をずらして配置し、受け部材4の中心軸17周りの円周上に分散して配置されるようにしている。
In FIG. 11, the
本発明の実施の形態2の場合と比較すると、貫通穴8と垂直受け突起部7とを別構造としたことで、垂直当たり面11の面積が小さくなっているが、複数個配置してある垂直当たり面11全体で支持する領域は同程度であるため、本発明の実施の形態2で示した構成よりもさらに、液浸対物レンズ1から顕微鏡本体2へ熱が伝わりにくい構造になっている。また、貫通穴8と、垂直受け突起部7と、側面突起部6との配置位置を受け部材4の中心軸17周りの円周上に分散して配置する。このように構成することにより、それらの接触部位から顕微鏡本体2へ熱伝導する箇所を特定の場所へ集中して配置させないことで受け部材4の中心軸17周りの円周方向に対しても、中心軸17方向に対しても、熱が均等に伝播し、顕微鏡本体2に温度むらを生じさせないようしている。このことにより、液浸観察しているサンプルの培養中の培地から不必要に熱を奪うことを抑制できると同時に、受け部材4及び顕微鏡本体2の熱歪の影響を最小限に抑えながら、取り付け面13及び取り付け円柱面14に当てることで得られる機械的な支持性能も維持しており、顕微鏡本体2に対する液浸対物レンズ1の取り付け固定を、本発明の実施の形態2と同程度に高い位置精度で実現することが可能である。
Compared to the case of the second embodiment of the present invention, the through
以上より、本構成であれば前記実施の形態2で実現している顕微鏡本体への液浸対物レンズ1の高精度な固定の機能を持たせながら、支持位置を分散させることで熱歪の影響を低減させ、また、受け部材4と顕微鏡本体2との接触部を切り欠きで分割して構成したり、支持構造を別構成にしたりすることにより接触面積をさらに低減させることで、液浸対物レンズ1から顕微鏡本体2への熱流出抑制性能の向上した、対物レンズ固定機構が実現できる。
As described above, in the case of this configuration, the influence of thermal strain is achieved by dispersing the support position while providing the function of highly accurately fixing the
以上の実施の形態1〜3によれば、レンズ固定部材の固定筒51及び鍔部22が顕微鏡本体2と非接触でありながら、1つの仮想円柱面10内に配置された複数の側面突起部6の外面の湾曲面9が、顕微鏡本体2の取り付け穴3の内周面14に接触して位置決めされ、1つの仮想平面12内に配置された複数の垂直突起部7の端面の平面11が、顕微鏡本体2の取り付け穴3の内周面と交差する面13に接触して位置決めされる。この結果、対物レンズ1の固定精度を低下させることなく、対物レンズ1からの熱流出を抑制して、インキュベータ内の生体サンプル及び培地の温度調節を安定かつ容易に実施することができる。
According to the above first to third embodiments, the plurality of side protrusions arranged in one virtual
なお、前記様々な実施の形態又は変形例のうちの任意の実施の形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施の形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施の形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施の形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。 It is to be noted that, by appropriately combining any of the various embodiments or modifications, the effects possessed by them can be produced. In addition, combinations of embodiments, combinations of examples, or combinations of embodiments and examples are possible, and combinations of features in different embodiments or examples are also possible.
本発明の前記態様にかかるレンズ固定部材及び顕微鏡は、顕微鏡用のインキュベータで生体サンプルの培養を行いながら液浸用対物レンズでサンプルの観察を行う際に、顕微鏡本体への対物レンズの取り付け部材の工夫により、生体サンプルが浸漬されている培地液体から、培地液体に接触している対物レンズを伝っての顕微鏡本体への熱流出を抑制し、培養環境下にある生体サンプルや培地の温度調整を容易にし、生体サンプルの観察中培養を良好に維持することが可能となり、インキュベータに備える加温ヒーターの容量も比較的小さなもので温度調整可能とすることができ、広く、液浸状態で生体サンプルを培養しながらの観察を行う光学機器の対物レンズ固定機構として適用することができる。 The lens fixing member and the microscope according to the above aspect of the present invention are used to mount the objective lens to the microscope main body when observing the sample with the immersion objective lens while culturing the biological sample with the microscope incubator. By devising, the heat flow from the medium liquid in which the biological sample is immersed to the microscope body through the objective lens in contact with the medium liquid is suppressed, and the temperature of the biological sample and medium in the culture environment is adjusted. It makes it easy to maintain the culture well during observation of the biological sample, and the temperature of the heating heater provided in the incubator can be adjusted with a relatively small capacity, so that the biological sample can be widely immersed in the immersion state. It can be applied as an objective lens fixing mechanism of an optical instrument that performs observation while culturing.
1 液浸対物レンズ
1a ねじ部
2 顕微鏡本体
3 取り付け穴
4 受け部材
5 ねじ部
6 側面突起部
7 垂直受け突起部
8 貫通穴
9 側部当たり面
10 仮想円柱面
11 側部当たり面
12 垂直受け当たり面
13 取り付け面
14 取り付け円柱面
15 円筒中心軸
16 ねじ
17 中心軸
18 ねじ穴
19 座金
20 分割垂直受け当たり面
21 分割側部当たり面
22 鍔部
25 第1切り欠き
26 第2切り欠き
30 対物レンズ
31 培地
32 サンプル
33 ディッシュ
34 加温用ヒーター
40 インキュベータ
51 円筒部
53 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記レンズを固定する固定筒と、
少なくとも3箇所に周方向に等間隔に前記固定筒の外周面に設けられ、かつ、外面が、1つの仮想円柱面内に配置される湾曲面である複数の側面突起部と、
前記固定筒の端部に設けられた鍔部と、
少なくとも3箇所に前記固定筒の前記周方向に等間隔かつ前記固定筒の軸方向に突出して前記鍔部に設けられ、かつ、端面が、1つの仮想平面内に配置される平面である複数の垂直突起部と、を備える、レンズ固定部材。 A lens fixing member for mechanically coupling the lens to the microscope body,
A fixed cylinder for fixing the lens;
A plurality of side protrusions which are provided on the outer peripheral surface of the fixed cylinder at equal intervals in at least three locations, and whose outer surface is a curved surface disposed in one virtual cylindrical surface;
A collar provided at an end of the fixed cylinder;
A plurality of at least three positions that are equidistant in the circumferential direction of the fixed cylinder and project in the axial direction of the fixed cylinder, are provided on the flange portion, and whose end surfaces are planes arranged in one virtual plane A lens fixing member comprising a vertical protrusion.
前記レンズ固定部材に固定された前記レンズと、
前記レンズ固定部材を固定する取り付け穴を有する顕微鏡本体と、を備え、
前記レンズ固定部材の全ての前記側面突起部の各湾曲面は、前記仮想円柱面に相当する、前記顕微鏡本体の前記取り付け穴の内周面に接触するとともに、前記レンズ固定部材の全ての前記垂直突起部の各平面は、前記仮想平面に相当する、前記顕微鏡本体の前記取り付け穴の前記内周面と交差する面に接触して、前記レンズ固定部材が前記取り付け穴に固定され、
前記レンズ固定部材の前記固定筒及び前記鍔部は、前記顕微鏡本体と非接触である、顕微鏡。 The lens fixing member according to any one of claims 1 to 5,
The lens fixed to the lens fixing member;
A microscope main body having a mounting hole for fixing the lens fixing member,
Each curved surface of all the side protrusions of the lens fixing member is in contact with the inner peripheral surface of the mounting hole of the microscope main body, which corresponds to the virtual cylindrical surface, and all the vertical of the lens fixing member. Each plane of the protrusion is in contact with a surface corresponding to the virtual plane, intersecting the inner peripheral surface of the mounting hole of the microscope body, and the lens fixing member is fixed to the mounting hole.
The microscope, wherein the fixed cylinder and the flange of the lens fixing member are not in contact with the microscope main body.
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