JP2020034767A - 標本保持装置および顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】標本の位置決めを自動的かつ安定して行うとともに、ＷＤが短い対物レンズを使用する場合でも、対物レンズと標本固定部との干渉を小さくして標本の広範囲の観察を可能とする標本保持装置および顕微鏡装置を提供する。【解決手段】標本装置は、本体部１１と、載置部１３と、開口部１２と、長辺支持部１４，１５と、短辺支持部１６と、を有する標本保持部１０と、標本保持部１０を移動する駆動部と、長辺支持部１４，１５が支持する標本の長辺の対辺を押圧する長辺押圧部２２と、短辺支持部１６が支持する標本の短辺の対辺を押圧する短辺押圧部２３と、長辺押圧部２２と短辺押圧部２３とを保持する固定部本体２１と、を有する標本固定部２０と、標本固定部２０を水平方向に移動する標本固定部押圧部材と、を備え、標本保持部が標本の観察位置に移動された際、長辺押圧部２２は、標本を位置決めした後、標本の端部側に移動する。【選択図】図２

Description

本発明は、スライドガラス標本を保持する標本保持装置および顕微鏡装置に関する。

従来、スライドガラス標本の全体または一部をスキャンして、デジタル画像としてコンピュータに取り込むホールスライドイメージング（Whole Slide Imaging）システムが使用されている。ホールスライドイメージングシステムでは、保存したデジタル画像をモニタで拡大して観察するため、高精度な画像が求められる。

スライドガラス標本を挿脱位置で受台に載置し、前記受台の受面位置決め部で前記スライドガラス標本を位置決めした後、前記受台からステージに前記スライドガラス標本を受け渡し、画像取得する画像取得装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６０６９１０９号公報

ホールスライドイメージングシステムにおいて、高精度な画像を取得するためには、一般的には対物レンズの開口数（Numerical Aperture、ＮＡ）を大きくする必要があり、作動距離（Working Distance、ＷＤ）が短くなる。一方、スライドガラス標本は、スライドガラス標本より対物レンズに近い位置に配置される標本固定部により固定されるが、ＷＤが短い場合、特許文献１のように標本固定部（クレンメル）がスライドガラス標本の中心付近に配置された場合、対物レンズと標本固定部とが干渉し、スライドガラス標本の観察範囲が大きく制限されてしまう場合がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、標本の位置決めを自動的かつ安定して行うとともに、ＷＤが短い対物レンズを使用する場合でも、対物レンズと標本固定部との干渉を小さくして標本の広範囲の観察を可能とする標本保持装置および顕微鏡装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる標本保持装置は、矩形の標本を載置する載置部と、前記標本への照明光の照射を目的とする開口部と、前記標本の片側の長辺を支持する長辺支持部と、前記標本の片側の短辺を支持する短辺支持部と、を有する標本保持部と、前記標本の載置位置と観察位置との間で前記標本保持部を移動する駆動部と、前記長辺支持部と対向させて配置され、前記長辺支持部が支持する前記標本の長辺の対辺を押圧する長辺押圧部と、前記短辺支持部と対向させて配置され、前記短辺支持部が支持する前記標本の短辺の対辺を押圧する短辺押圧部と、前記長辺押圧部と前記短辺押圧部とを保持する固定部本体と、を有し、前記標本保持部に保持されるとともに、前記標本保持部上で水平方向に移動可能な標本固定部と、前記駆動部により前記標本保持部が前記標本の載置位置に移動された際、前記長辺押圧部と前記短辺押圧部とを前記標本の載置面から遠ざける目的で前記標本固定部を水平方向に移動する標本固定部押圧部材と、を備え、前記駆動部により前記標本保持部が前記標本の観察位置に移動された際、前記長辺押圧部は、前記長辺支持部が支持する長辺の対辺を押圧して前記標本を位置決めした後、前記標本の端部側に移動する。

また、本発明にかかる標本保持装置は、上記発明において、前記長辺押圧部および前記短辺押圧部は、前記標本に接する先端部に前記載置面側が切り欠かれているテーパ面を有する。

また、本発明にかかる標本保持装置は、上記発明において、前記長辺支持部は、第１の長辺支持部と第２の長辺支持部とから構成される。

また、本発明の顕微鏡装置は、上記に記載の標本保持装置を用いる。

本発明の標本保持装置および顕微鏡装置によれば、自動的かつ安定して標本を位置決めできるとともに、ＷＤが短い対物レンズを使用する場合でも、標本の広範囲の観察が可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる標本保持装置の上面図である。 図２は、図１の標本保持装置で使用する標本保持部の拡大上面図である。 図３は、図２のＸ−Ｘ線断面図である。 図４は、図２のＹ−Ｙ線断面図である。 図５は、図２の標本固定部の動きを説明する図である。 図６は、図２の標本固定部の動きを説明する図である。 図７は、図２の標本固定部の動きを説明する図である。 図８、図２の標本固定部の動きを説明する図である。 図９は、本発明の実施の形態２にかかる標本保持部の拡大上面図である。 図１０は、図９の標本固定部の動きを説明する図である。 図１１は、図９の標本固定部の動きを説明する図である。

以下、図面を参照し、本発明の好適な実施の形態（以下「実施の形態」という）について詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる標本保持装置１００の上面図である。本発明の実施の形態にかかる標本保持装置１００は、スライドガラス等の標本１（図６等参照）を保持する標本保持部１０と、標本１を標本保持部１０に対して固定する標本固定部２０と、標本固定部２０を水平方向に移動させる標本固定部押圧部材４０と、標本保持部１０を移動するＸ駆動用モータ５０、Ｙ駆動用モータ６０と、を備える。

標本保持部１０は、標本１を配置する２つの領域Ａ、Ｂを有している。図２は、図１の標本保持装置で使用する標本保持部１０（領域Ａ）の拡大上面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ線断面図である。図４は、図２のＹ−Ｙ線断面図である。標本保持部１０は、本体部１１と、標本１への照明光の照射を目的とする開口部１２と、開口部１２の周囲に設けられ、矩形の標本１を載置する載置面１３と、標本１の片側の長辺を支持する第１の長辺支持部１４および第２の長辺支持部１５と、標本１の片側の短辺を支持する短辺支持部１６と、を有する。

標本保持装置１００は、Ｘガイド５１と、Ｙガイド６１とを有している。標本保持部１０は、Ｘガイド５１上に摺動可能に取り付けられ、Ｘガイド５１は、Ｙガイド６１上に摺動可能に取り付けられている。Ｘガイド５１およびＹガイド６１は、クロスローラガイドなどにより構成されている。標本保持部１０は、Ｘ駆動用モータ５０を駆動して、Ｘ駆動用モータ５０に接続されている図示しないボールねじによりＸガイド５１上を移動し、Ｙ駆動用モータ６０を駆動して、Ｙ駆動用モータ６０に接続されているボールねじ６２によりＹガイド６１上を移動する。

標本固定部２０は、第１の長辺支持部１４および第２の長辺支持部１５と対向させて配置され、第１の長辺支持部１４および第２の長辺支持部１５が支持する標本１の長辺の対辺を押圧する長辺押圧部２２と、短辺支持部１６と対向させて配置され、短辺支持部１６が支持する標本１の短辺の対辺を押圧する短辺押圧部２３と、長辺押圧部２２と短辺押圧部２３とを保持する、Ｌ字状の形状の固定部本体２１と、を有する。標本固定部２０は、本体部１１に締結されている図示しない固定部ガイドに締結され、水平方向に移動可能な状態で標本保持部１０に保持されている。

固定部本体２１の直下には、圧縮バネ３２が配置されている。固定部本体２１は、図示しない圧縮バネ固定ブロックにボルト３６で固定されている。圧縮バネ３２は、標本保持部１０の本体部１１に固定され、圧縮バネ固定ブロックに固定された固定部本体２１を、図２のＡの矢印で示す方向、すなわち左斜め下方向に押圧する。この圧縮バネ３２の付勢力により、標本固定部２０は、標本保持部１０上を水平方向に移動可能となる。

図３に示すように、固定部本体２１の直下に長辺側ボールスプライン２４が配置され、長辺側ボールスプライン２４のボールスプライン軸２６に長辺押圧部２２が取り付けられている。長辺押圧部２２とボールスプライン軸２６との間には、長辺側ボールスプラインバネ２５が配置されている。長辺側ボールスプラインバネ２５は、長辺押圧部２２を図３のＢ方向（Ｙ方向）に押圧する。長辺押圧部２２の標本１と接触する先端部の側面は、載置面側（本体部１１側）が切り欠かれたテーパ面２２ａであり、テーパ面２２ａで標本１と接することにより、標本１の浮き上がりを防止することができる。長辺押圧部２２は、圧縮バネ３２および長辺側ボールスプラインバネ２５の付勢力により、標本１を第１の長辺支持部１４および第２の長辺支持部１５に押圧して、標本１をＹ方向に精度よく位置決めすることができる。

図４に示すように、固定部本体２１の直下に短辺側ボールスプライン２７が配置され、短辺側ボールスプライン２７のボールスプライン軸２９に短辺押圧部２３が取り付けられている。短辺押圧部２３とボールスプライン軸２９との間には、短辺側ボールスプラインバネ２８が配置されている。短辺側ボールスプラインバネ２８は、短辺押圧部２３を図４のＣ方向（Ｘ方向）に押圧する。短辺押圧部２３の標本１と接触する先端部の側面は、載置面側（本体部１１側）が切り欠かれたテーパ面２３ａであり、テーパ面２３ａで標本１と接することにより、標本１の浮き上がりを防止することができる。短辺押圧部２３は、圧縮バネ３２および短辺側ボールスプラインバネ２８の付勢力により、標本１を短辺支持部１６に押圧して、標本１をＸ方向に精度よく位置決めすることができる。

次に、標本１を載置面１３に載置後の位置決めの動作について説明する。図５〜図８は、図２の標本固定部２０の位置決めの際の動きを説明する図である。

図５は、標本保持部１０が標本１の載置位置に移動されたときの上面図である。標本保持部１０が標本１の載置位置に移動されると、標本固定部押圧部材４０がベアリング３１および標本固定部２０のＰ位置で標本固定部２０を押圧することにより、標本固定部２０は、図５のＤの矢印方向、すなわち右斜め上方向に移動する。標本固定部押圧部材４０は、標本固定部２０を押圧して、標本１を載置する際干渉しない位置まで長辺押圧部２２および短辺押圧部２３を標本１の載置面１３から遠ざける。なお、ベアリング３１は、ベアリング取付部３０により標本固定部２０の固定部本体２１に固定されている。

図６は、標本保持部１０の載置面１３に標本１が載置されたときの上面図である。図６の状態では、標本１は位置決めされておらず、第１の長辺支持部１４、第２の長辺支持部１５、短辺支持部１６、長辺押圧部２２、短辺押圧部２３に囲まれた載置面１３上の任意の位置に載置されている。

図７および図８は、標本保持部１０を観察位置に移動する途中、および移動完了後の上面図である。標本保持部１０を標本載置位置から観察位置への移動（Ｙ方向）が開始されると、図７に示すように、標本固定部押圧部材４０による標本固定部２０のＰ位置で押圧が解除され、標本固定部押圧部材４０はベアリング３１のみで標本固定部２０を押圧する状態となる。標本固定部２０は、図６の状態から、図７のＡの矢印方向、すなわち左斜め下方向に移動する。標本固定部２０のＡ方向への移動により、長辺押圧部２２の先端部は、Ｑ１位置で標本１に接触し、第１の長辺支持部１４および第２の長辺支持部１５に標本１を押し当てて、Ｙ方向の位置決めがなされる。

その後、図８に示すように、標本固定部押圧部材４０による押圧が完全に解除されると、標本固定部２０は、図７の状態から、図８のＡの矢印方向、すなわち左斜め下方向にさらに移動する。標本固定部２０のＡ方向へのさらなる移動により、長辺押圧部２２の先端部は、図７のＱ１位置から図８のＱ２位置、すなわち標本１の中央側、すなわち試料搭載領域１ａから遠ざかることを目的として端部側に移動する。また、標本固定部２０のＡ方向へのさらなる移動により、短辺押圧部２３の先端部は、標本１の短辺に接触し、短辺支持部１６に標本１を押し当てて、Ｘ方向の位置決めがなされる。

本発明の実施の形態１では、標本１のＹ方向での位置決めの際、長辺押圧部２２は、標本１の長辺の中心に近いＱ１位置で第１の長辺支持部１４および第２の長辺支持部１５に標本１を押し当てるため、標本１の載置位置がばらついても安定して第１の長辺支持部１４および第２の長辺支持部１５に標本１を当て付けてＹ方向の位置決めすることができる。また、標本１の長辺の中心に近いＱ１位置でＹ方向の位置決めをした後、長辺押圧部２２は試料搭載領域１ａから遠ざかることを目的として端部側に移動するため、ＷＤが小さい対物レンズを使用して標本を観察する場合でも、対物レンズと長辺押圧部２２との干渉を回避することができる。

なお、実施の形態１では、長辺支持部を第１の長辺支持部１４と第２の長辺支持部１５により構成しているが、１つの長辺支持部としてもよい。

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２にかかる標本保持部１０Ａの拡大上面図であって、標本１の載置時の標本保持部１０Ａの上面図である。実施の形態２では、長辺押圧部２２にかえて、回転型の長辺押圧部３３が使用されている。

長辺押圧部３３は、回転軸３４により固定部本体２１に取り付けられている。回転軸３４の軸周りには、図示しないネジリコイルバネが配置され、このネジリコイルバネは長辺押圧部３３を図９のＥに示す方向に回転して付勢する。また、長辺押圧部３３の回転軸３４で軸支される基端部の近傍にストッパーピン３５が設けられ、ストッパーピン３５により長辺押圧部３３の回転が規制される。長辺押圧部３３の標本１と接触する先端部の側面は、載置面側（本体部１１側）が切り欠かれたテーパ面であり、テーパ面で標本１と接することにより、標本１の浮き上がりを防止する。

図１０および図１１は、標本保持部１０Ａを観察位置に移動する途中、および移動完了後の上面図である。標本保持部１０Ａを標本載置位置から観察位置への移動（Ｙ方向）が開始されると、図１０に示すように、標本固定部押圧部材４０による標本固定部２０ＡのＰ位置で押圧が解除され、標本固定部押圧部材４０はベアリング３１のみで標本固定部２０Ａを押圧する状態となる。標本固定部２０Ａは、図９の状態から、図１０のＡの矢印方向、すなわち左斜め下方向に移動する。標本固定部２０ＡのＡ方向への移動により、長辺押圧部３３の先端部は、Ｑ３位置で標本１に接触し、第１の長辺支持部１４および第２の長辺支持部１５に標本１を押し当てて、Ｙ方向の位置決めがなされる。

その後、図１１に示すように、標本固定部押圧部材４０による押圧が完全に解除されると、標本固定部２０Ａは、図１０の状態から、図１０のＡの矢印方向、すなわち左斜め下方向にさらに移動する。標本固定部２０ＡのＡ方向へのさらなる移動により、長辺押圧部３３の先端部は、図１０のＱ３位置から図１１のＱ４位置、すなわち標本１の中央側、すなわち試料搭載領域１ａから遠ざかることを目的として端部側に移動する。また、標本固定部２０ＡのＡ方向へのさらなる移動により、短辺押圧部２３の先端部は、標本１の短辺に接触し、短辺支持部１６に標本１を押し当てて、Ｘ方向の位置決めがなされる。

本発明の実施の形態２では、実施の形態１と同様に、標本１のＹ方向での位置決めの際、長辺押圧部３３は、標本１の長辺の中心に近いＱ３位置で第１の長辺支持部１４および第２の長辺支持部１５に標本１を押し当てるため、標本１の載置位置がばらついても安定して第１の長辺支持部１４および第２の長辺支持部１５に標本１を当て付けてＹ方向の位置決めすることができる。また、標本１の長辺の中心に近いＱ３位置でＹ方向の位置決めをした後、長辺押圧部３３は試料搭載領域１ａから遠ざかるように端部側に移動するため、ＷＤが小さい対物レンズを使用して標本を観察する場合でも、対物レンズと長辺押圧部３３との干渉を回避することができる。

本発明の実施の形態に係る標本保持装置は、スライドガラス等の標本を収納する収納部、標本を搬送する標本搬送部、ステージ、および標本撮像部を備えた顕微鏡装置、特にホールスライドイメージングシステムに好適に用いることができる。

１ 標本
１０ 標本保持部
１１ 本体部
１２ 開口部
１３ 載置面
１４ 第１の長辺支持部
１５ 第２の長辺支持部
１６ 短辺支持部
２０ 標本固定部
２１ 固定部本体
２２、３３ 長辺押圧部
２３ 短辺押圧部
２４ 長辺側ボールスプライン
２５ 長辺側ボールスプラインバネ
２６、２９ ボールスプライン軸
２７ 短辺側ボールスプライン
２８ 短辺側ボールスプラインバネ
３０ ベアリング取付部
３１ ベアリング
３２ 圧縮バネ
４０ 標本固定部押圧部材
５０ Ｘ駆動用モータ
５１ Ｘガイド
６０ Ｙ駆動用モータ
６１ Ｙガイド
６２ ボールねじ
１００ 標本保持装置

Claims (4)

1. 矩形の標本を載置する載置部と、前記標本への照明光の照射を目的とする開口部と、前記標本の片側の長辺を支持する長辺支持部と、前記標本の片側の短辺を支持する短辺支持部と、を有する標本保持部と、
   前記標本の載置位置と観察位置との間で前記標本保持部を移動する駆動部と、
   前記長辺支持部と対向させて配置され、前記長辺支持部が支持する前記標本の長辺の対辺を押圧する長辺押圧部と、前記短辺支持部と対向させて配置され、前記短辺支持部が支持する前記標本の短辺の対辺を押圧する短辺押圧部と、前記長辺押圧部と前記短辺押圧部とを保持する固定部本体と、を有し、前記標本保持部に保持されるとともに、前記標本保持部の上で水平方向に移動可能な標本固定部と、
   前記駆動部により前記標本保持部が前記標本の載置位置に移動された際、前記長辺押圧部と前記短辺押圧部とを前記標本の載置面から遠ざける目的で前記標本固定部を水平方向に移動する標本固定部押圧部材と、
   を備え、
   前記駆動部により前記標本保持部が前記標本の観察位置に移動された際、前記長辺押圧部は、前記長辺支持部が支持する長辺の対辺を押圧して前記標本を位置決めした後、前記標本の端部側に移動する標本保持装置。
2. 前記長辺押圧部および前記短辺押圧部は、前記標本に接する先端部に載置面側が切り欠かれているテーパ面を有する請求項１に記載の標本保持装置。
3. 前記長辺支持部は、第１の長辺支持部と第２の長辺支持部とから構成される請求項１に記載の標本保持装置。
4. 請求項１に記載の標本保持装置を用いる顕微鏡装置。