JP2022107449A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】観察法と観察倍率の切り換え後に素早く観察を開始可能とする。
【解決手段】顕微鏡１０は、複数の観察法で使用される顕微鏡である。顕微鏡１０は、複数の観察法で共通して使用される対物レンズ４０と、対物レンズ４０の像側に配置され、複数の観察法の切り替えに応じて顕微鏡１０の光学倍率を調整する倍率調整装置７０を備える。
【選択図】図１

Description

本明細書の開示は、顕微鏡に関する。

晩婚化・晩産化が進む現在、不妊治療を受ける患者の数は年々増加しており、生殖補助医療（ＡＲＴ：Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）の需要もますます高まっている。

ＡＲＴは、卵細胞質内精子注入法（ＩＣＳＩ：Ｉｎｔｒａｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ ｓｐｅｒｍ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）を用いた顕微授精や、体外受精（ＩＶＦ：Ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）など、ヒトから取り出した卵子と精子を体外で受精させる技術の総称であり、採取した精子を子宮に注入し体内で卵子と受精させる一般的な人工授精とは区別される。

ＡＲＴに関連する技術は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１には、ＡＲＴの一種である顕微授精において用いられる卵細胞質内精子注入法（ＩＣＳＩ：Ｉｎｔｒａｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ ｓｐｅｒｍ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）に好適な顕微鏡が記載されている。なお、ＩＣＳＩは、ホールディングピペットで固定した卵子に精子が納められたインジェクションピペットを突き刺すことで卵子内に精子を直接注入する方法である。

国際公開第２０１２／１５０６８９号

顕微授精では、胚培養士により顕微鏡下で精子が選別されて受精に適した精子が卵子に注入される。顕微授精の成功率を高めるためには、観察法と観察倍率を様々に切り替えながら顕微鏡下で行われる一連の作業を短時間で手際よく行う必要がある。特許文献１に記載の顕微鏡を用いることで、胚培養士は、観察法と観察倍率をボタン操作で一度に変更することができるため、顕微鏡操作が簡素化され、その結果、作業時間を短縮することができる。

しかしながら、特許文献１に記載される顕微鏡では、観察法とともに観察倍率を変更する時に、ボタン操作に応じて対物レンズが切り替わる。このため、切り替え前後の対物レンズ間での同焦点距離のわずかな違いに起因してピントがずれてしまうことがある。また、芯ずれに起因して視野の中心がずれてしまうこともある。このような事象が生じた場合には、胚培養士は、これらのずれを補正する作業に時間を取られてしまうため、観察法の切り替え後にスムーズに観察を継続することができない。

以上のような実情を踏まえ、本発明の一側面に係る目的は、観察法と観察倍率の切り換え後に素早く観察を開始可能とする技術を提供することである。

本発明の一態様に係る顕微鏡装置は、複数の観察法で使用される顕微鏡であって、前記複数の観察法で共通して使用される対物レンズと、前記対物レンズの像側に配置され、前記複数の観察法の切り替えに応じて前記顕微鏡の光学倍率を調整する倍率調整手段と、を備える。

上記の態様によれば、観察法と観察倍率の切り換え後に素早く観察を開始可能とする技術を提供することができる。

顕微鏡システム１の構成を例示した図である。 顕微鏡１０の構成を例示した図である。 入力装置３の操作部の構成を例示した図である。 観察法毎の所定倍率と、対物レンズの倍率と、倍率調整装置の倍率の関係を例示した図である。 顕微授精の手順の一例を示したフローチャートである。 顕微鏡１００の構成を例示した図である。 顕微鏡２００の構成を例示した図である。 顕微鏡３００の構成を例示した図である。 顕微鏡４００の構成を例示した図である。 顕微鏡５００の構成を例示した図である。 ユニバーサルコンデンサ６００の構成を例示した図である。 倍率調整装置７００の構成を例示した図である。 顕微鏡システム１ａの構成を例示した図である。

［第１の実施形態］
図１は、顕微鏡システム１の構成を例示した図である。図２は、顕微鏡１０の構成を例示した図である。図３は、入力装置３の操作部の構成を例示した図である。図４は、観察法毎の所定倍率と、対物レンズの倍率と、倍率調整装置の倍率（中間変倍）の関係を例示した図である。

図１に示す顕微鏡システム１は、顕微授精などに用いられる顕微鏡システムであり、複数の観察法で使用される顕微鏡１０を含んでいる。顕微鏡システム１の利用者は、特に限定しないが、例えば、胚培養士である。顕微鏡システム１が観察対象とする試料は、例えば、シャーレなどに収容された精子や卵子などの生殖細胞であり、位相物体である。

顕微鏡１０は、少なくとも、複数の観察法で共通して使用される対物レンズ４０と、複数の観察法の切り替えに応じて顕微鏡１０の光学倍率を調整する倍率調整手段の一例である倍率調整装置７０と、を備えている。倍率調整装置７０は、図１に示すように、対物レンズ４０を切り替えるレボルバ４５とは異なる装置であり、対物レンズ４０の像側に配置されている。なお、本明細書において、“調整する”とは、調整する対象を必要があれば変更し、必要がなければ変更しないことを意味する。

ここで、観察法（ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）とは、顕微鏡の観察法のことであり、顕微鏡法ともいう。代表的な観察法としては、明視野（ＢＦ：Ｂｒｉｇｈｔ Ｆｉｅｌｄ）観察法、暗視野（ＤＦ：Ｄａｒｋ Ｆｉｅｌｄ）観察法、偏光（ＰＯ：ＰＯｌａｒｉｚｅｄ ｌｉｇｈｔ）観察法、位相差（ＰＣ：Ｐｈａｓｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ）観察法、微分干渉（ＤＩＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ）観察法、蛍光（ＦＬ：Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）観察法、レリーフコントラスト（ＲＣ：Ｒｅｌｉｅｆ Ｃｏｎｔｒａｓｔ）観察法などが挙げられる。なお、レリーフコントラスト（ＲＣ）観察法は、変調コントラスト（ＭＣ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒａｓｔ）観察法とも称される。

また、顕微鏡１０の光学倍率とは、顕微鏡１０が形成する試料の光学像の倍率であり、その光学像が試料の何倍の大きさで形成されるかを示している。顕微鏡１０の光学倍率は、例えば、顕微鏡１０が有する接眼鏡筒８０における観察倍率（総合倍率）であってもよく、顕微鏡１０が有する撮像装置９０の撮像面における倍率であってもよい。なお、顕微鏡システム１に含まれるコンピュータ４のモニタにおける観察倍率（総合倍率）は、撮像面における倍率にモニタ倍率を掛けたものである。従って、顕微鏡システム１では、倍率調整装置７０が顕微鏡１０の光学倍率を調整することで、観察倍率も同時に調整される。

顕微授精では、後述するように、使用する観察法毎に観察対象又は観察目的が異なる。このため、一般に、胚培養士は、観察法を切り替える際に、観察倍率も切り替える必要がある。なお、観察法毎に使用される観察倍率は、その観察法での観察対象と観察目的によって制限されるため、およそ決まっている。従って、観察倍率に対応する顕微鏡１０の光学倍率もおよそ決まっている。このような状況下では、本実施形態に係る顕微鏡１０を用いることで、倍率調整装置７０が複数の観察法の切替に応じて顕微鏡１０の光学倍率を適切に調整することができる。具体的には、倍率調整装置７０は、例えば、顕微鏡１０の光学倍率が切替後の観察法のための所定倍率とは異なる場合に、顕微鏡１０の光学倍率を所定倍率へ近づけてもよく、より望ましくは、顕微鏡１０の光学倍率を所定倍率へ変更してもよい。観察法毎の所定倍率が適切に設定されることで、胚培養士は観察法の切替操作とは別の操作によって観察倍率を切り替える必要がないため、顕微授精における顕微鏡操作を簡素化することができる。

さらに、顕微鏡１０では、複数の観察法で対物レンズ４０が共通に利用され、顕微鏡１０の光学倍率の調整が対物レンズ４０よりも像側の倍率調整装置７０によって行われる。即ち、観察法の切り替え時に対物レンズ４０の切り替えが生じない。これにより、対物レンズ４０の切替に起因するピントずれや視野中心の移動などが発生しないため、観察法と観察倍率の切替後に行うべき調整作業の量を抑制することができる。

このように、顕微鏡１０では、観察法と観察倍率の切替そのものに要する作業を簡素化するとともに切替後の調整作業も簡素化することができる。従って、顕微鏡１０によれば、観察法と観察倍率を素早く切り替えるとともに、切り換え後の観察法で素早く試料の観察を開始することができる。

以下、図１から図４を参照しながら、顕微鏡システム１の構成の具体例について詳細に説明する。顕微鏡システム１は、図１に示すように、顕微鏡１０と、顕微鏡１０を制御する顕微鏡コントローラ２と、観察法を切り替えるための入力装置３を備えている。顕微鏡システム１は、さらに、図１に示すように、顕微鏡１０で取得した画像が出力されるコンピュータ４を備えてもよい。

顕微鏡コントローラ２は、入力装置３及びコンピュータ４を用いて胚培養士によって行われる操作に応じて、顕微鏡１０を制御する制御装置である。顕微鏡コントローラ２は、例えば、顕微鏡１０に含まれるユニバーサルコンデンサ２９のターレットと倍率調整装置７０のターレットの回転制御を行ってもよく、光源装置２１の発光制御を行ってもよい。顕微鏡コントローラ２は、顕微鏡１０で取得した画像をコンピュータ４へ出力してもよく、コンピュータ４の代わりに設けられたモニタへ出力してもよい。

入力装置３は、観察法と観察倍率に関する設定を変更するためのハンドスイッチ装置である。入力装置３は、例えば、図３に示すように、複数の観察法のそれぞれに対応する、５つのボタン（ボタンＢ１～ボタンＢ５）を有している。顕微鏡システム１では、入力装置３のボタンが押下されることで、ユニバーサルコンデンサ２９のターレットと倍率調整装置７０のターレットが回転し、観察法と観察倍率に関する設定が押下されたボタンに応じて切り替わる。このため、胚培養士はこれらのボタンのいずれかを押下するだけで、観察法と観察倍率に関する設定を素早く切り替えることができる。

コンピュータ４は、少なくともプロセッサとメモリを含んでいる。コンピュータ４は、パーソナルコンピュータなどの汎用装置であってもよく、顕微鏡システム１専用のコンピュータであってもよい。コンピュータ４は、図１に示すように、モニタを備えていてもよく、顕微鏡１０で取得した画像をモニタに表示してもよい。

なお、顕微鏡システム１は、コンピュータ４を備えなくてもよい。コンピュータ４は必ずしも必要ではなく、顕微鏡１０で取得した画像を顕微鏡コントローラ２に接続されたモニタに表示してもよい。また、顕微鏡システム１は、モニタを備えなくてもよく、胚培養士は、顕微鏡１０が備える後述する接眼鏡筒８０を介して試料を目視観察し、入力装置３を操作してもよい。また、入力装置３の機能をコンピュータ４が有してもよく、上述した入力装置３を操作することで顕微鏡コントローラ２へ入力された指示は、コンピュータ４から顕微鏡コントローラ２へ入力されてもよい。

顕微鏡システム１は、図１に示すように、左右のハンドル（ハンドル５、ハンドル６）で操作する一対のピペット（ピペット７、ピペット８）を含むマニピュレータを備えてもよい。マニピュレータは、胚培養士による顕微授精の作業を支援するために用いられる。

顕微鏡１０は、ステージ３０の上方に透過照明系２０を備えた倒立顕微鏡である。レボルバ４５には、結像レンズ６０との組み合わせによって試料の光学像を形成する複数の対物レンズ４０が装着されている。顕微鏡１０は、さらに、接眼鏡筒８０と撮像装置９０を備えていて、試料の目視観察とデジタル撮影に対応可能である。

顕微鏡１０は、後述するように、無染色の位相物体を可視化するための変調光学素子を、照明光路と観察光路のそれぞれに対して挿脱可能に備えている。観察法に応じた変調光学素子が光路に対して挿脱されることで、胚培養士は、複数の観察法を切り替えながら顕微鏡１０で位相物体を観察することができる。

なお、顕微鏡１０は、明視野観察法、レリーフコントラスト観察法、微分干渉観察法、位相差観察法、及び、偏光観察法の５つの観察法に対応可能である。ただし、顕微鏡１０が対応可能な観察法には、上記の例に限らず、蛍光観察法、暗視野観察法など、その他の観察法が含まれてもよい。また、顕微鏡１０は、顕微授精で使用するためには、少なくとも、明視野観察法、レリーフコントラスト観察法、及び、微分干渉観察法又は位相差観察法に対応していることが望ましく、さらに、偏光観察法にも対応していることがさらに望ましい。顕微授精では、明視野観察法は、４倍、１０倍といった低倍率の対物レンズを用いてサンプルの位置出し、ピペットの位置出しを行う際に用いられる。また、レリーフコントラスト観察法は、２０倍、４０倍といった倍率の対物レンズを用いて卵子の形態観察、精子の運動性確認（具体的には、速くまっすぐに泳いでいるか）を行う際に用いられる。微分干渉観察法は、６０倍といった高倍の対物レンズを用いて精子の観察を行い、精子頭部に欠陥があるかどうかを見る際に用いられる。偏光観察法は、２０倍、４０倍といった倍率の対物レンズを用いて成熟した卵子にあらわれる偏光性をもつ紡錘体を観察する際に用いられる。

透過照明系２０は、ステージ３０に載置された試料を、ステージ３０の上方から照明する。透過照明系２０は、図１及び図２に示すように、光源装置２１と、ユニバーサルコンデンサ２９を含んでいる。さらに、透過照明系２０は、図２に示すように、照明光を出射する光源装置２１とユニバーサルコンデンサ２９の間に、ポラライザ２２とコンペンセータ２３を含んでいる。

光源装置２１は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光源を含んでもよく、ハロゲンランプを含んでもよい。ポラライザ２２は、特定の振動方向を有する直線偏光を取り出す変調光学素子であり、顕微鏡１０では、主に、レリーフコントラスト観察法、微分干渉観察法、偏光観察法で使用される。明視野観察法（及び位相差観察法）では、ポラライザ２２は光路外に取り除かれてもよい。なお、ポラライザ２２は、後述するアナライザ６１（図２参照）や偏光板２５ａ（図２参照）が有する振動方向に対して、自身が有する振動方向を変更するために、回転自在に顕微鏡１０に配置されている。

コンペンセータ２３は、試料の複屈折性に起因するリタデーションを測定するために用いられる変調光学素子である。コンペンセータ２３は、例えば、セナルモンコペンセータ、液晶変調素子、または、ブレースケーラコンペンセータである。コンペンセータ２３は、顕微鏡１０では、コンペンセータ２３で生じるリタデーションを変更して画像のコントラストを調整するために、偏光観察法で使用される。明視野観察法、レリーフコントラスト観察法、微分干渉観察法（及び位相差観察法）では、コンペンセータ２３は、光路外に取り除かれてもよい。

ユニバーサルコンデンサ２９は、図２に示すように、ターレットに収容された複数の変調光学素子と、コンデンサレンズ２８を含んでいる。複数の変調光学素子には、レリーフコントラスト観察法用のモジュレータ２５、微分干渉（ＤＩＣ）プリズム２６、リングスリット板２７が含まれる。これらの複数の変調光学素子と開口板２４が、ターレットの回転により観察法に応じて切り替えて使用される。

なお、開口板２４は、いわゆるターレットの空穴であり、変調光学素子が配置されていないターレットのスロットを示している。開口板２４は、明視野観察法と偏光観察法で使用される。モジュレータ２５は、矩形のスリットが形成された矩形スリット板２５ｂと、スリットの一部を覆うように配置された偏光板２５ａと、を組み合わせたものである。モジュレータ２５は、レリーフコントラスト観察法で使用される。ＤＩＣプリズム２６は、微分干渉観察法で使用される。リング形状のスリットが形成されたリングスリット板２７は、位相差観察法で使用される。なお、モジュレータ２５、ＤＩＣプリズム２６、リングスリット板２７は、例えば、ターレットの回転によりコンデンサレンズ２８の瞳面（入射瞳、前側焦点位置）に対して挿脱される。

ステージ３０の下方には、図２に示すように、複数の対物レンズ４０（対物レンズ４１、対物レンズ４２、対物レンズ４３）がレボルバ４５で切替可能に設けられている。これらの対物レンズ４０は、結像レンズ６０との組み合わせで、試料の光学像を形成する。結像レンズ６０の像側の光路上には、さらに、リレーレンズ６２とアナライザ６１が設けられている。

なお、アナライザ６１は、ポラライザ２２と同様に特定の振動方向を有する直線偏光を取り出す変調光学素子であり、顕微鏡１０では、主に、微分干渉観察法、偏光観察法で使用される。明視野観察法、レリーフコントラスト観察法（及び位相差観察法）では、アナライザ６１は、光路外に取り除かれてもよく、又は、ポラライザ２２とアナライザ６１が平行ニコルの関係になるようにポラライザ２２又はアナライザ６１の向きが調整されてもよい。なお、アナライザ６１は、ポラライザ２２が有する振動方向に対して自身が有する振動方向を変更するために、ポラライザ２２と同様に、回転自在に顕微鏡１０に配置されていてもよい。また、アナライザ６１は、後述する倍率調整装置７０に含まれる光学ユニット内に設けられてもよく、例えば、偏光観察法に対応する光学ユニットである光学ユニット７１と、微分干渉観察法に対応する光学ユニットである光学ユニット７４に設けられてもよい。

複数の対物レンズ４０のうちの少なくとも１つは、複数の観察法で共通に使用される。複数の観察法で共通に使用される対物レンズは、特に限定しない。以降では、倍率が２０倍の対物レンズ（例えば、対物レンズ４１）が複数の観察法で共通に使用される場合を例に説明するが、共通に使用される複数の対物レンズがレボルバ４５に装着されていてもよい。なお、この例では、対物レンズ４１は、開口数が０．７の２０倍の対物レンズであるが、対物レンズ４１の代わりに、例えば、開口数が０．７の１０倍の対物レンズである対物レンズ４２が複数の観察法で共通に使用されてもよい。開口数０．７は、６０倍以上の観察倍率で精子（例えば、精子の頭部内部）の形態を観察する際においても十分な解像力を有する開口数である。

倍率調整装置７０は、図２に示すように、複数の観察法に対応する複数の光学ユニット（光学ユニット７１、光学ユニット７２、光学ユニット７３、光学ユニット７４、光学ユニット７５）と、複数の光学ユニットを切り替える切替装置であるターレットを含んでいる。

光学ユニット７１は、偏光観察法に対応する光学ユニットであり、偏光（ＰＯ）観察法で試料を観察するときに光路上に挿入される。光学ユニット７１には、顕微鏡１０の光学倍率を調整するための光学系７１ａが含まれている。光学系７１ａの倍率は、顕微鏡１０の光学倍率が顕微授精において偏光観察法で頻繁に使用される所定倍率となるように、予め決められている。具体的には、偏光観察法は後述するように、卵子の紡錘体を確認するために使用されるため、偏光観察法のための所定倍率は、図４に示すように、卵子の構造の観察に適した、例えば２０倍である。従って、複数の観察法で２０倍の対物レンズ４０が共通して使用される場合であれば、光学系７１ａの倍率は１倍である。なお、光学ユニット７１には、さらに、アナライザが含まれていてもよく、その場合、倍率調整装置７０とミラー６３の間のアナライザ６１は省略されてもよい。光学ユニット７１にアナライザを含めて、アナライザ６１を省略することで、アナライザが不要な観察法（明視野観察法、リレーフコントラスト観察法、位相差観察法）において、より明るい観察が可能となる。

光学ユニット７２は、明視野観察法に対応する光学ユニットであり、明視野（ＢＦ）観察法で試料を観察するときに光路上に挿入される。光学ユニット７２には、顕微鏡１０の光学倍率を調整するための光学系７２ａが含まれている。光学系７２ａの倍率は、顕微鏡１０の光学倍率が顕微授精において明視野観察法で頻繁に使用される所定倍率となるように、予め決められている。具体的には、明視野観察法は後述するように、シャーレ内のドロップの探索やピペットの位置決めなどに使用される。このため、明視野観察法のための所定倍率は、広い視野を確保するために比較的低倍であり、図４に示すように、例えば１０倍である。従って、複数の観察法で２０倍の対物レンズ４０が共通して使用される場合であれば、光学系７２ａの倍率は０．５倍であり、１倍未満である。

光学ユニット７３は、レリーフコントラスト観察法に対応する光学ユニットであり、レリーフコントラスト（ＲＣ）観察法で試料を観察するときに光路上に挿入される。光学ユニット７３には、顕微鏡１０の光学倍率を調整するための光学系７３ａと、レリーフコントラスト観察法用のモジュレータ７３ｂが含まれている。光学系７３ａの倍率は、顕微鏡１０の光学倍率が顕微授精においてレリーフコントラスト観察法で頻繁に使用される所定倍率となるように、予め決められている。具体的には、レリーフコントラスト観察法は後述するように、精子の全体形状や精子の運動性、さらに、卵子の第１極体を確認するために使用される。このため、レリーフコントラスト観察法のための所定倍率は、図４に示すように、卵子の構造や精子の運動の観察に適した、例えば２０倍である。従って、複数の観察法で２０倍の対物レンズ４０が共通して使用される場合であれば、光学系７３ａの倍率は１倍である。モジュレータ７３ｂは、透過率の異なる３つ領域（例えば、透過率１００％程度の領域、５％程度の領域、０％程度の領域）を含んでいる。モジュレータ７３ｂは、ユニバーサルコンデンサ２９に収容されたモジュレータ２５と対をなす変調光学素子であり、モジュレータ２５と共に、レリーフコントラスト観察法で使用される。

光学ユニット７４は、微分干渉観察法に対応する光学ユニットであり、微分干渉（ＤＩＣ）観察法で試料を観察するときに光路上に挿入される。光学ユニット７４には、顕微鏡１０の光学倍率を調整するための光学系７４ａと、ＤＩＣプリズム７４ｂが含まれている。光学系７４ａの倍率は、顕微鏡１０の光学倍率が顕微授精において微分干渉観察法で頻繁に使用される所定倍率となるように、予め決められている。具体的には、微分干渉観察法は後述するように、精子内の空包を観察するために使用される。このため、微分干渉観察法のための所定倍率は、比較的高倍であり、図４に示すように、精子の構造の観察に適した、例えば６０倍である。従って、複数の観察法で２０倍の対物レンズ４０が共通して使用される場合であれば、光学系７４ａの倍率は３倍であり、１倍を超える倍率である。ＤＩＣプリズム７４ｂは、ユニバーサルコンデンサ２９に収容されたＤＩＣプリズム２６と対をなす変調光学素子であり、ＤＩＣプリズム２６と共に微分干渉観察法で使用される。なお、光学ユニット７４には、さらに、アナライザが含まれていてもよく、その場合、倍率調整装置７０とミラー６３の間のアナライザ６１は省略されてもよい。光学ユニット７４にアナライザを含めて、アナライザ６１を省略することで、アナライザが不要な観察法（明視野観察法、リレーフコントラスト観察法、位相差観察法）において、より明るい観察が可能となる。

光学ユニット７５は、位相差観察法に対応する光学ユニットであり、位相差（ＰＣ）観察法で試料を観察するときに光路上に挿入される。光学ユニット７５には、顕微鏡１０の光学倍率を調整するための光学系７５ａと、位相板７５ｂが含まれている。光学系７５ａの倍率は、顕微鏡１０の光学倍率が顕微授精において位相差観察法で頻繁に使用される所定倍率となるように、予め決められている。具体的には、位相差観察法は微分干渉観察法と同様に、精子内の空包を観察するために使用される。このため、位相差観察法のための所定倍率は、比較的高倍であり、図４に示すように、精子の構造の観察に適した、例えば６０倍である。従って、複数の観察法で２０倍の対物レンズ４０が共通して使用される場合であれば、光学系７５ａの倍率は３倍であり、１倍を超える倍率である。位相板７５ｂは、ユニバーサルコンデンサ２９に収容されたリングスリット板２７と対をなす変調光学素子であり、リングスリット板２７と共に位相差観察法で使用される。

上述したように、複数の光学ユニットの各々は、光学系と、その光学ユニットに対応する観察法に応じた変調光学素子と、の少なくとも一方を含んでいる。また、光学ユニットに含まれる光学系は、対物レンズ４０の倍率とその光学ユニットに対応する観察法のための所定倍率との間の倍率比（所定倍率／対物レンズの倍率）に応じた倍率を有している。

この例では、光学ユニット７１と光学ユニット７２は、光学系のみを含んでいる。即ち、光学ユニット７１と光学ユニット７２の筐体には、それぞれ光学系のみが収容されている。また、光学ユニット７３、光学ユニット７４、及び、光学ユニット７５は、光学系と変調光学素子の両方を含んでいる。即ち、光学ユニット７３、光学ユニット７４、及び、光学ユニット７５の筐体には、それぞれ光学系と変調光学素子の両方が収容されている。ただし、複数の光学ユニットには、変調光学素子のみを含む光学ユニットが含まれてもよく、複数の光学ユニットの各々は、光学系と変調光学素子の少なくとも一方をまとめて収容する筐体を含んでいればよい。

倍率調整装置７０は、対物レンズ４０の像側に配置された結像レンズ６０と、接眼鏡筒８０（及び撮像装置９０）との間に配置されている。具体的には、倍率調整装置７０は、光学ユニットに含まれている瞳変調素子（モジュレータ７３ｂ、ＤＩＣプリズム７４ｂ、位相板７５ｂなど）が対物レンズ４０の瞳面（射出瞳、後側焦点位置）と光学的に共役な面に配置できるように、リレーレンズ６２とミラー６３との間に配置されている。なお、ミラー６３は、光路に対して挿脱可能に配置されたミラーであり、目視観察とデジタル撮影を切り替えるために用いられる。さらに具体的には、倍率調整装置７０は、光学ユニット７４に含まれているＤＩＣプリズム７４ｂが照明光路上に配置されたポラライザ２２と、観察光路上に配置されたアナライザ６１の間の光路上に挿入されるように、リレーレンズ６２とアナライザ６１の間に配置されている。このような配置により、倍率調整装置７０は、結像レンズ６０よりも像側の光路上で、顕微鏡１０の光学倍率を調整する。

以上のように構成された倍率調整装置７０は、切替装置により光路上に配置する光学ユニットを観察法に応じて切り替える。これにより、倍率調整装置７０は、結像レンズ６０よりも像側の光路上で顕微鏡１０の光学倍率を調整するとともに、複数の観察法の切替を行うことができる。即ち、倍率調整装置７０は、複数の光学ユニットを切り替えることで、複数の観察法の切り替えと顕微鏡１０の光学倍率の調整を一度に行うことができる。

なお、複数の光学ユニットに含まれる光学系について上述した倍率は、あくまで一例である。各観察法での観察対象及び目的に適した倍率であればよい。例えば、明視野観察法のための所定倍率（第１の所定倍率）は微分干渉観察法又は位相差観察法のための所定倍率（第２の所定倍率）よりも低ければよい。従って、光学系７２ａの倍率は光学系７４ａ又は光学系７５ａの倍率よりも低くければよい。また、例えば、レリーフコントラスト観察法のための所定倍率（第３の所定倍率）は明視野観察法のための所定倍率（第１の所定倍率）よりも高く、微分干渉観察法又は位相差観察法のための所定倍率（第２の所定倍率）よりも低ければよい。従って、光学系７３ａの倍率は光学系７２ａの倍率よりも高く、光学系７４ａ又は光学系７５ａの倍率よりも低くければよい。また、例えば、偏光観察法のための所定倍率（第４の所定倍率）は明視野観察法のための所定倍率（第１の所定倍率）よりも高く、微分干渉観察法又は位相差観察法のための所定倍率（第２の所定倍率）よりも低ければよい。より具体的には、偏光観察法のための所定倍率（第４の所定倍率）はレリーフコントラスト観察法のための所定倍率（第３の所定倍率）と等しくてもよい。従って、光学系７１ａの倍率は光学系７２ａの倍率よりも高く、光学系７４ａ又は光学系７５ａの倍率よりも低ければよく、光学系７３ａの倍率と等しくてもよい。

また、倍率調整装置７０が顕微鏡１０の光学倍率を１０倍から６０倍まで調整する例を示したが、このような光学倍率の調整範囲も、あくまで一例である。光学倍率の上限値と下限値の倍率比は上述した６倍未満であってもよい。ただし、顕微授精における様々な観察対象を適切に観察できるように光学倍率が調整されればよく、そのためには、倍率調整装置７０は、光学倍率の上限値と下限値の倍率比が３倍以上ある調整範囲内で光学倍率を調整することが望ましい。

また、上述したように、倍率調整装置７０は、顕微鏡１０の光学倍率を、対物レンズ４０の光学倍率よりも低い倍率（この例では１０倍）から対物レンズ４０の光学倍率よりも高い倍率（この例では６０倍）まで調整することが望ましい。具体的には、倍率調整装置７０は、所定の観察法への切替に応じて、顕微鏡１０の光学倍率を、対物レンズ４０の倍率と対物レンズのＯＦＮ（Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｆｅｉｌｄ Ｎｕｍｂｅｒ）で定まる標本面上の範囲（例えば、２０倍の対物レンズでＯＦＮが２２の場合であればΦ１．１ｍｍ）よりも広い範囲を観察可能な倍率へ調整することが望ましい。より具体的には、倍率調整装置７０は、例えば、明視野観察法への切替に応じて、１倍以下の中間変倍を行うことが望ましい。これにより、十分な解像力を有する対物レンズを複数の観察法で共通に使用しながら、広い視野を確保することが可能となる。

接眼鏡筒８０と撮像装置９０は、目視観察とデジタル撮影を切り替えるためのミラー６３の後段に配置されている。ミラー６３を光路に挿入することで光が接眼鏡筒８０へ導かれ、ミラー６３を光路から取り除くことで光が撮像装置９０へ導かれる。接眼鏡筒８０には、接眼レンズ８１が含まれている。また、撮像装置９０には、アダプタレンズ９１と、撮像素子９２が含まれている。撮像素子９２は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどである。

以上では、接眼レンズ８１とアダプタレンズ９１の倍率がそれぞれ１倍の場合を想定して説明したが、接眼レンズ８１とアダプタレンズ９１の倍率は特に限定されない。接眼レンズ８１（アダプタレンズ９１）の倍率は、顕微鏡１０の光学倍率に影響するため、倍率調整装置７０は、接眼レンズ８１（アダプタレンズ９１）の倍率を考慮して光学倍率を調整すればよい。

さらに、顕微鏡１０は、図２に示すように、レーザアシステッドハッチングユニット５０を備えてもよい。レーザアシステッドハッチングユニット５０は、対物レンズ４０と結像レンズ６０の間から光路にレーザ光を導入することによって、試料にレーザ光を照射する。より具体的には、レーザアシステッドハッチングユニット５０は、例えば、受精卵から成長した胚が着床できるように、胚を取り囲み透明帯にレーザ光を照射し、透明帯の一部を薄くする、又は、切開するために使用される。レーザアシステッドハッチングユニット５０は、スプリッタ５１と、スキャナ５２と、レンズ５３と、レーザ５４を含んでいる。スプリッタ５１は、例えば、ダイクロイックミラーである。スキャナ５２は、例えば、ガルバノスキャナであり、レーザ光の照射位置を対物レンズ４０の光軸と直交する方向に調整する。レンズ５３は、レーザ光を平行光束に変換する。

図５は、顕微授精の手順の一例を示したフローチャートである。以下、図５を参照しながら、上述した顕微鏡システム１を用いて胚培養士によって行われる顕微授精の手順と、顕微授精における顕微鏡システム１の動作について、具体的に説明する。

まず、胚培養士は、試料を準備する（ステップＳ１）。ここでは、胚培養士は、例えば、シャーレ内に複数のドロップを含む試料を作成し、ステージ３０上に配置する。複数のドロップには、ピペットの洗浄に使用される洗浄用のドロップ、精子を含む精子浮遊ドロップ、卵子を含む卵子操作用ドロップなどが含まれる。これらのドロップは、例えば、ミネラルオイルで覆われている。

次に、胚培養士は、顕微鏡システム１をセットアップする（ステップＳ２）。ここでは、胚培養士は、例えば、入力装置３のボタンＢ１を押下して、顕微鏡システム１の観察法と観察倍率の設定を変更する。ボタンＢ１の押下を検知した顕微鏡コントローラ２は、顕微鏡１０を制御して、観察法を明視野観察法に、顕微鏡１０の光学倍率を１０倍に切り替える。より具体的には、顕微鏡１０は、開口板２４が光路上に位置するようにユニバーサルコンデンサ２９のターレットを回転し、さらに、光学ユニット７２が光路上に位置するように倍率調整装置７０のターレットを回転する。その後、胚培養士は、ハンドル５及びハンドル６を操作してピペット７及びピペット８の位置を調整し、ピペット７及びピペット８にピントを合わせる。さらに、ステージ３０を動かして、ピペット７及びピペット８を洗浄用ドロップで洗浄する。なお、明視野観察法での観察中は、ポラライザ２２とアナライザ６１が平行ニコルの関係になるように、ポラライザ２２又はアナライザ６１が調整されることが望ましい。ただし、倍率調整装置７０とミラー６３の間のアナライザ６１が省略され、光学ユニット７１と光学ユニット７４のそれぞれにアナライザが含まれている場合には、ポラライザとアナライザが平行ニコルの関係になるよう調整する必要はない。

セットアップが完了すると、胚培養士は、精子を選別する（ステップＳ３からステップＳ６）。まず、胚培養士は、形態と運動性に基づいて良好精子を選別する（ステップＳ３）。ここでは、胚培養士は、例えば、入力装置３のボタンＢ２を押下して、顕微鏡システム１の観察法と観察倍率の設定を変更する。ボタンＢ２の押下を検知した顕微鏡コントローラ２は、顕微鏡１０を制御して、観察法をレリーフコントラスト観察法に、顕微鏡１０の光学倍率を２０倍に切り替える。より具体的には、顕微鏡１０は、モジュレータ２５が光路上に位置するようにユニバーサルコンデンサ２９のターレットを回転し、さらに、光学ユニット７３が光路上に位置するように倍率調整装置７０のターレットを回転する。その後、胚培養士は、ステージ３０を動かして精子浮遊ドロップに観察位置を移動し、精子浮遊ドロップ内の精子にピントを合わせて、受精に適した良好精子を選別する。ここでは、レリーフコントラスト観察法により陰影の付いた精子の形態と運動性に基づいて精子の質を判断し、その判断に基づいて良好精子を選別する。この際、ポラライザ２２を回転してコントラストを調整することが望ましい。

形態と運動性に基づいて良好精子が選別されると、胚培養士は、選別した良好精子を不動化する（ステップＳ４）。ここでは、胚培養士は、良好精子の尾部をピペットでシャーレの底面に擦り付けることで、良好精子の尾部を傷つけて不動化する。なお、この作業は、ステップＳ３と同じく、２０倍のレリーフコントラスト観察法で行われる。

その後、胚培養士は、不動化した良好精子の内部構造に基づいて、良好精子をさらに選別する（ステップＳ５）。ここでは、胚培養士は、例えば、入力装置３のボタンＢ４を押下して、顕微鏡システム１の観察法と観察倍率の設定を変更する。ボタンＢ４の押下を検知した顕微鏡コントローラ２は、顕微鏡１０を制御して、観察法を微分干渉観察法に、顕微鏡１０の光学倍率を６０倍に切り替える。より具体的には、顕微鏡１０は、ＤＩＣプリズム２６が光路上に位置するようにユニバーサルコンデンサ２９のターレットを回転し、さらに、光学ユニット７４が光路上に位置するように倍率調整装置７０のターレットを回転する。その後、胚培養士は、不動化した良好精子の頭部を詳細に観察し、受精に適した良好精子を選別する。ここでは、微分干渉観察法により可視化された頭部に存在する空包の大きさによって精子の質を判断し、その判断に基づいて良好精子を選別する。具体的には、空包が小さな良好精子を選別する。なお、微分干渉観察法での観察中は、ポラライザ２２とアナライザ６１がクロスニコルの関係になるように、ポラライザ２２又はアナライザ６１が調整される。

なお、ステップＳ５では、微分干渉観察法の代わりに位相差観察法が用いられてもよい。その場合、胚培養士は、例えば、入力装置３のボタンＢ５を押下して、顕微鏡システム１の観察法と観察倍率の設定を変更すればよい。ボタンＢ５の押下を検知した顕微鏡コントローラ２は、顕微鏡１０を制御して、観察法を位相差観察法に、顕微鏡１０の光学倍率を６０倍に切り替える。より具体的には、顕微鏡１０は、リングスリット板２７が光路上に位置するようにユニバーサルコンデンサ２９のターレットを回転し、さらに、光学ユニット７５が光路上に位置するように倍率調整装置７０のターレットを回転する。位相差観察法での観察中は、ポラライザ２２とアナライザ６１が平行ニコルの関係になるように、ポラライザ２２又はアナライザ６１が調整される。

その後、胚培養士は、ステップＳ５で選別された良好精子をインジェクションピペット（ピペット７）中に取り込む（ステップＳ６）。これにより、精子の選別作業が完了する。

良好精子の選別が完了すると、胚培養士は、精子の注入準備のため、卵子を確認する（ステップＳ７からステップＳ８）。まず、胚培養士は、卵子の第１極体の位置を確認する（ステップＳ７）。ここでは、胚培養士は、例えば、入力装置３のボタンＢ２を押下して、顕微鏡システム１の観察法と観察倍率の設定を変更する。ボタンＢ２の押下を検知した顕微鏡コントローラ２は、顕微鏡１０を制御して、観察法をレリーフコントラスト観察法に、顕微鏡１０の光学倍率を２０倍に切り替える。より具体的には、顕微鏡１０は、モジュレータ２５が光路上に位置するようにユニバーサルコンデンサ２９のターレットを回転し、さらに、光学ユニット７３が光路上に位置するように倍率調整装置７０のターレットを回転する。その後、胚培養士は、ステージ３０を動かして卵子操作ドロップに観察位置を移動し、卵子操作ドロップ内の卵子にピントを合わせる。さらに、卵子の第１極体の位置を確認し、ホールディングピペット（ピペット８）を操作して、第１極体を１２時又は６時の方向に位置するように、卵子の向きを変える。これは、ステップＳ８で確認する紡錘体が比較的高い確率で第１極体付近に存在しているためである。ステップＳ７でも、ポラライザ２２を回転してコントラストを調整することが望ましい。

その後、胚培養士は、卵子の紡錘体を確認する（ステップＳ８）。ここでは、胚培養士は、例えば、入力装置３のボタンＢ３を押下して、顕微鏡システム１の観察法と観察倍率の設定を変更する。ボタンＢ３の押下を検知した顕微鏡コントローラ２は、顕微鏡１０を制御して、観察法を偏光観察法に切り替えるとともに、顕微鏡１０の光学倍率を２０倍のままに維持する。より具体的には、顕微鏡１０は、開口板２４が光路上に位置するようにユニバーサルコンデンサ２９のターレットを回転し、さらに、光学ユニット７１が光路上に位置するように倍率調整装置７０のターレットを回転する。これにより、顕微鏡１０では、観察法は切り替わるが光学倍率は変更されずに維持される。その後、胚培養士は、卵子の紡錘体の位置を確認し、ホールディングピペット（ピペット８）を操作して、紡錘体を１２時又は６時の方向に位置するように、卵子の向きを変える。これは、後述するステップＳ９において、３時又は９時の方向から卵子に突き立てられるインジェクションピペットによって、紡錘体が傷つくことを避けるためである。ステップＳ８では、ポラライザ２２とアナライザ６１がクロスニコルの関係になるように、ポラライザ２２又はアナライザ６１が調整されることが望ましい。

最後に、胚培養士は、精子を卵子に注入する（ステップＳ９）。ここでは、胚培養士は、例えば、入力装置３のボタンＢ２を押下して、顕微鏡システム１の観察法と観察倍率の設定を変更する。ボタンＢ２の押下を検知した顕微鏡コントローラ２は、顕微鏡１０を制御して、観察法をレリーフコントラスト観察法に切り替えるとともに、顕微鏡１０の光学倍率を２０倍のままに維持する。より具体的には、顕微鏡１０は、モジュレータ２５が光路上に位置するようにユニバーサルコンデンサ２９のターレットを回転し、さらに、光学ユニット７３が光路上に位置するように倍率調整装置７０のターレットを回転する。これにより、顕微鏡１０では、観察法が切り替わるが光学倍率は変更されずに維持される。その後、胚培養士は、卵子をホールディングピペット（ピペット８）で吸引することで固定し、インジェクションピペット（ピペット７）を３時又は９時の方向から卵子に突き刺す。最後に、インジェクションピペット（ピペット７）から卵子内部に良好精子を注入して、一連の手順を終了する。なお、ステップＳ９でも、ポラライザ２２を回転してコントラストを調整することが望ましい。図５に示す一連の手順が終了すると、胚培養士は、精子が注入された卵子をインキュベータに戻し、培養する。

以上のように、顕微鏡１０及び顕微鏡システム１によれば、顕微授精で頻繁に発生する観察法の切替の際に、観察法の切替操作を行うだけで、観察倍率も同時に且つ適切に調整することができる。このため、所望の観察法と観察倍率の組み合わせへ短時間で切り替えることができる。また、観察倍率の調整が対物レンズを切り替えることなく行われるため、フォーカスや視野中心のズレが生じにくい。このため、切り替え後に素早くその後の作業に取り掛かることができる点も、顕微授精の作業時間の短縮に寄与する。従って、顕微鏡１０及び顕微鏡システム１によれば、生殖細胞へ与えるダメージを最小限に抑えることが可能であり、顕微授精の成功率を向上させることができる。

［第２の実施形態］
図６は、顕微鏡１００の構成を例示した図である。本実施形態に係る顕微鏡システムは、顕微鏡１０の代わりに図６に示す顕微鏡１００を含む点が、顕微鏡システム１とは異なる。その他の点については、顕微鏡システム１と同様である。

顕微鏡１００と顕微鏡１０の主な違いは、アナライザと倍率調整装置の配置が異なる点、位相差観察法用の構成を含まない点、複数の観察法で共通に使用される対物レンズ４４がレリーフ観察法用のモジュレータ４４ａを含む点、である。アナライザと倍率調整装置の配置について、より具体的には、顕微鏡１００は、偏光観察法及び微分干渉観察法で使用されるアナライザが倍率調整装置内に配置されている点、倍率調整装置が対物レンズ４０ａと結像レンズ６０の間に配置されている点が、顕微鏡１０とは異なっている。以下では、これらの相違点を注目して顕微鏡１００について説明する。

対物レンズ４０ａの射出瞳位置に、瞳変調素子を配置可能であれば、顕微鏡１００及び顕微鏡１００を含む顕微鏡システムも、顕微鏡１０及び顕微鏡システム１と同様に、顕微授精で頻繁に発生する観察法の切替の際に、観察法の切替操作を行うだけで、観察倍率も同時に且つ適切に調整することができる。従って、顕微授精の作業時間を短縮することができる。なお、この実施形態では、対物レンズ４４の瞳位置に瞳変調素子であるＲＣ観察用のモジュレータ４４ａが配置されている。

顕微鏡１００に含まれる倍率調整装置１７０は、複数の観察法に対応する複数の光学ユニットを含む点は、倍率調整装置７０と同様である。光学ユニット１７１、光学ユニット１７２、光学ユニット１７３、光学ユニット１７４は、それぞれ、偏光観察法、明視野観察法、レリーフコントラスト観察法、微分干渉観察法に対応する光学ユニットである。

光学ユニット１７１は、アナライザ１７１ｂを含んでいる。光学ユニット１７２は、０．５倍の倍率を有する光学系１７２ａを含んでいる。光学ユニット１７３は、光学素子及び光学系を含まない空のユニットである。レリーフコントラスト観察法用のモジュレータ４４ａは、光学ユニット１７３内ではなく対物レンズ４４内に配置されている。光学ユニット１７４は、３倍の倍率を有する光学系１７４ａと、ＤＩＣプリズム１７４ｂと、アナライザ１７４ｃを含んでいる。

このように、倍率調整装置１７０に含まれる複数の光学ユニットは、光学ユニット１７３を除き、対物レンズ４０ａの倍率とその光学ユニットに対応する観察法のための所定倍率との間の倍率比に応じた倍率を有する光学系と、その光学ユニットに対応する観察法に応じた変調光学素子と、の少なくとも一方を含んでいる点は、倍率調整装置７０に含まれる複数の光学ユニットと同様である。

［第３の実施形態］
図７は、顕微鏡２００の構成を例示した図である。本実施形態に係る顕微鏡システムは、顕微鏡１０の代わりに図７に示す顕微鏡２００を含む点が、顕微鏡システム１とは異なる。その他の点については、顕微鏡システム１と同様である。

顕微鏡２００は、まず、倍率調整装置２８０とは別に複数の観察法を切り替える観察法切替装置２７０を含む点、位相差観察法用の構成を含まない点、複数の観察法で共通に使用される対物レンズ４４がレリーフ観察法用のモジュレータ４４ａを含む点が、顕微鏡１０とは異なる。なお、位相差観察法用の構成を含まない点、複数の観察法で共通に使用される対物レンズ４４がレリーフ観察法用のモジュレータ４４ａを含む点については、顕微鏡２００は、第２の実施形態に係る顕微鏡１００と同様である。観察法切替装置２７０は、それぞれ複数の観察法の少なくとも１つで使用される、１つ以上の変調光学素子（アナライザ２７１、モジュレータ２７３）と、これらを切り替えるターレットを含んでいる。観察法切替装置２７０は、１つ以上の変調光学素子の少なくとも１つを光路に対して挿抜することによって複数の観察法を切り替える。

具体的には、観察法切替装置２７０は、偏光観察法に切り替える際には、アナライザ２７１を光路に挿入し、その他の変調光学素子を光路外に取り除けばよい。また、観察法切替装置２７０は、明視野観察法又はレリーフコントラスト観察法に切り替える際には、光路上にある変調光学素子を光路外に取り除けばよい。また、観察法切替装置２７０は、微分干渉観察法に切り替える際には、ＤＩＣプリズム２７３ａとアナライザ２７３ｂを組み合わせたモジュレータ２７３を光路に挿入し、その他の変調光学素子を光路外に取り除けばよい。

顕微鏡２００は、さらに、倍率調整装置２８０が変倍光学系を含む点も、顕微鏡１０とは異なる。倍率調整装置２８０に含まれる変倍光学系は、自身の倍率を変更する構造を有している。変倍光学系は、例えば、図７に示すように、変倍光学系の一部のレンズを光軸方向に移動することで倍率を変更するズームレンズを含んでもよい。また、変倍光学系は、例えば、レンズ形状を変更することで焦点距離を変更する可変焦点レンズを含んでもよい。

倍率調整装置２８０は、顕微鏡２００の光学倍率が観察法切替装置２７０による切替後の観察法のための所定倍率と異なる場合に、倍率調整装置２８０の倍率を変更することによって顕微鏡２００の倍率を変更する。具体的には、顕微鏡２００は、観察法切替装置２７０と倍率調整装置２８０を機械的に連動するための連動機構を含んでもよく、観察法切替装置２７０の回転に応じて倍率調整装置２８０のハンドルが所定の位置まで回転してもよい。

また、顕微鏡２００を含む顕微鏡システムでは、顕微鏡コントローラ２が観察法切替装置２７０と倍率調整装置２８０を制御することで、結果的に観察法切替装置２７０と倍率調整装置２８０が連動してもよい。即ち、顕微鏡コントローラ２は、観察法切替装置２７０による複数の観察法の切替と倍率調整装置２８０による光学倍率の調整が連動するように、観察法切替装置２７０と倍率調整装置２８０を制御してもよい。

対物レンズ４０ａの射出瞳位置に、瞳変調素子を配置可能であれば、顕微鏡２００及び顕微鏡２００を含む顕微鏡システムも、顕微鏡１０及び顕微鏡システム１と同様に、顕微授精で頻繁に発生する観察法の切替の際に、観察法の切替操作を行うだけで、観察倍率も同時に且つ適切に調整することができる。従って、顕微授精の作業時間を短縮することができる。なお、この実施形態では、対物レンズ４４の瞳位置に瞳変調素子であるＲＣ観察用のモジュレータ４４ａが配置されている。

［第４の実施形態］
図８は、顕微鏡３００の構成を例示した図である。本実施形態に係る顕微鏡システムは、顕微鏡２００の代わりに図８に示す顕微鏡３００を含む点が、第３の実施形態に係る顕微鏡システムとは異なる。その他の点については、第３の実施形態に係る顕微鏡システムと同様である。

顕微鏡３００は、観察法切替装置と倍率調整装置を含む点は、図７に示す顕微鏡２００と同様である。ただし、顕微鏡３００では、観察法切替装置２７０と倍率調整装置３８０が結像レンズ６０よりも像側の光路上に配置されている点が、顕微鏡２００とは異なっている。また、第１の実施形態に係る顕微鏡１と同様に、位相差観察法用の構成を含む点、及び、複数の観察法で共通に使用される対物レンズ４１がレリーフ観察法用のモジュレータを含まない点も、顕微鏡２００とは異なっている。なお、倍率調整装置３８０は、自身の倍率を変更する構造を有する変倍光学系を含んでいる。

顕微鏡３００及び顕微鏡３００を含む顕微鏡システムも、顕微授精で頻繁に発生する観察法の切替の際に、観察法の切替操作を行うだけで、観察倍率も同時に且つ適切に調整することができる。従って、顕微授精の作業時間を短縮することができる。

［第５の実施形態］
図９は、顕微鏡４００の構成を例示した図である。本実施形態に係る顕微鏡システムは、顕微鏡３００の代わりに図９に示す顕微鏡４００を含む点が、第４の実施形態に係る顕微鏡システムとは異なる。その他の点については、第４の実施形態に係る顕微鏡システムと同様である。

顕微鏡４００は、結像レンズ６０よりも像側の光路上に観察法切替装置と倍率調整装置を含む点は、図８に示す顕微鏡３００と同様である。ただし、顕微鏡４００では、倍率調整装置４８０は、変倍光学系の代わりに、それぞれ複数の観察法の少なくとも１つで使用される１つ以上の光学系（光学系４８１、光学系４８２、光学系４８３）を含み、この１つ以上の光学系の少なくとも１つを光路に対して挿脱することで顕微鏡４００の光学倍率を調整する点が、顕微鏡３００とは異なっている。

顕微鏡４００及び顕微鏡４００を含む顕微鏡システムも、顕微授精で頻繁に発生する観察法の切替の際に、観察法の切替操作を行うだけで、観察倍率も同時に且つ適切に調整することができる。従って、顕微授精の作業時間を短縮することができる。

［第６の実施形態］
図１０は、顕微鏡５００の構成を例示した図である。本実施形態に係る顕微鏡システムは、顕微鏡４００の代わりに図１０に示す顕微鏡５００を含む点が、第５の実施形態に係る顕微鏡システムとは異なる。その他の点については、第５の実施形態に係る顕微鏡システムと同様である。

顕微鏡５００は、観察法切替装置と倍率調整装置を含む点は、図９に示す顕微鏡４００と同様である。ただし、顕微鏡５００では、観察法切替装置２７０と倍率調整装置５８０を、対物レンズ４０と結像レンズ６０の間の光路上に含む点が、顕微鏡４００とは異なっている。なお、倍率調整装置５８０は、それぞれ複数の観察法の少なくとも１つで使用される１つ以上の光学系（光学系５８１、光学系５８２、光学系５８３）を含み、この１つ以上の光学系の少なくとも１つを光路に対して挿脱することで顕微鏡５００の光学倍率を調整する点については、顕微鏡４００と同様である。

対物レンズ４０の射出瞳位置に、瞳変調素子（モジュレータ２７２、ＤＩＣプリズム２７３ａ、位相板２７４）を配置可能であれば、顕微鏡５００及び顕微鏡５００を含む顕微鏡システムも、顕微授精で頻繁に発生する観察法の切替の際に、観察法の切替操作を行うだけで、観察倍率も同時に且つ適切に調整することができる。従って、顕微授精の作業時間を短縮することができる。

上述した実施形態は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。上述の実施形態を変形した変形形態および上述した実施形態に代替する代替形態が包含され得る。つまり、各実施形態は、その趣旨および範囲を逸脱しない範囲で構成要素を変形することが可能である。また、１つ以上の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、新たな実施形態を実施することができる。また、各実施形態に示される構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよく、または実施形態に示される構成要素にいくつかの構成要素を追加してもよい。さらに、各実施形態に示す処理手順は、矛盾しない限り順序を入れ替えて行われてもよい。即ち、本発明の顕微鏡は、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。

図１１は、ユニバーサルコンデンサ６００の構成を例示した図である。上述した実施形態では、照明光路上に配置するポラライザ２２とコンペンセータ２３をユニバーサルコンデンサ２９のターレットの外に配置する例を示したが、ポラライザ２２とコンペンセータ２３は、図１１に示すように、ユニバーサルコンデンサ６００に含まれてもよく、他の変調光学素子と同様に、コンデンサレンズ６０１の入射側に設けられたターレットにより、必要に応じて光路に対して挿脱されてもよい。

なお、図１１には、偏光観察法で使用される光学ユニット６１０と、明視野観察法で使用される光学ユニット６２０と、レリーフコントラスト観察法で使用される光学ユニット６３０と、微分干渉観察法で使用される光学ユニット６４０と、位相差観察法で使用される光学ユニット６５０が、ユニバーサルコンデンサ６００のターレットで切り替え可能な構成が示されている。

光学ユニット６１０には、開口板６１３がポラライザ６１１とコンペンセータ６１２とともに収容されている。光学ユニット６２０には、開口板６２１が収容されている。光学ユニット６３０には、ポラライザ６３１とモジュレータ６３２が収容されている。モジュレータ６３２は偏光板６３２ａと矩形スリット板６３２ｂから構成されている。なお、ポラライザ６３１は偏光板６３２ａが有する振動方向に対してポラライザ６３１が有する振動方向を変更するために回転自在にポラライザ６３１に収容されている。光学ユニット６４０には、ポラライザ６４１とＤＩＣプリズム６４２が収容されている。光学ユニット６５０には、リングスリット板６５１が収容されている。

図１２は、倍率調整装置７００の構成を例示した図である。図１では、観察光路上に配置するアナライザ６１を倍率調整装置のターレット外に配置する例を示したが、アナライザ６１は、図１２に示すように、倍率調整装置に含まれてもよく、他の変調光学素子と同様に、倍率調整装置のターレットにより、必要に応じて光路に対して挿脱されてもよい。

なお、図１２には、偏光観察法で使用される光学ユニット７１０と、明視野観察法で使用される光学ユニット７２０と、レリーフコントラスト観察法で使用される光学ユニット７３０と、微分干渉観察法で使用される光学ユニット７４０と、位相差観察法で使用される光学ユニット７５０が、倍率調整装置７００のターレットで切り替え可能な構成が示されている。

光学ユニット７１０には、アナライザ７１１が光学系７１２とともに収容されている。光学ユニット７２０には、光学系７２１が収容されている。光学ユニット７３０には、モジュレータ７３１と光学系７３２が収容されている。光学ユニット７４０には、アナライザ７４１とＤＩＣプリズム７４２と光学系７４３が収容されている。光学ユニット７５０には、位相板７５１と光学系７５２が収容されている。

図１３は、顕微鏡システム１ａの構成を例示した図である。顕微鏡システム１ａは、顕微鏡１０の代わりに顕微鏡８００を含む点が、図１に示す顕微鏡システム１とは異なっている。顕微鏡８００は、上述した図１１に示すユニバーサルコンデンサ６００と図１２に示す倍率調整装置７００をそれぞれ照明光路と観察光路上に含む、正立顕微鏡である。顕微鏡８００は、光源装置８０１から出射した照明光からバンドパスフィルタ８０２で近赤外光を抽出し、コレクターレンズ８０４を経由して入射するユニバーサルコンデンサ６００により試料に照射する。胚培養士は、対物レンズ８０５と結像レンズ８０６と倍率調整装置７００を経由して形成された試料の光学像を接眼レンズ８０７で目視観察してもよく、撮像装置８０８で撮像した試料の画像をコンピュータ４のモニタで確認してもよい。顕微鏡８００では、倍率調整装置７００とユニバーサルコンデンサ６００を連動して切り替えることで、観察法と観察倍率を変更することができる。

上述した実施形態では、倒立顕微鏡が例示されたが、図１３に示すように、正立顕微鏡に本発明を適用してもよく、その場合も、同様の効果を得ることができる。また、上述した実施形態では、ターレットを用いて光学素子や光学系を切り替える例を示したが、スライダなど、その他の切替手段を用いて光学素子や光学系を切り替えてもよい。また、上述した実施形態では、観察法と観察倍率を連動して切り替える例を示したが、さらに、これらに連動して光源装置から出射される照明光量を調整してもよい。具体的には、光源制御装置として機能する顕微鏡コントローラ２が光源装置２１から出射される照明光量を複数の観察法に切り替えに応じて調整してもよい。例えば、顕微鏡コントローラ２は、ポラライザ２２とアナライザ６１がクロスニコルの関係になるように調整される偏光観察法や微分干渉観察法では、画像が暗くなりやすいため、光量が大きくなるように制御してもよい。

１、１ａ・・・顕微鏡システム、１０、１００、２００、３００、４００、５００、８００・・・顕微鏡、４０、４１、４２、４３・・・対物レンズ、７０、１７０、２８０、３８０、４８０、５８０、７００・・・倍率調整装置、２７０・・・観察法切替装置

Claims (20)

1. 複数の観察法で使用される顕微鏡であって、
   前記複数の観察法で共通して使用される対物レンズと、
   前記対物レンズの像側に配置され、前記複数の観察法の切り替えに応じて前記顕微鏡の光学倍率を調整する倍率調整手段と、を備える
   ことを特徴とする顕微鏡。
2. 請求項１に記載の顕微鏡において、
   前記倍率調整手段は、前記顕微鏡の光学倍率が切替後の観察法のための所定倍率と異なる場合に、前記顕微鏡の光学倍率を前記所定倍率へ変更する
   ことを特徴とする顕微鏡。
3. 請求項２に記載の顕微鏡において、
   前記倍率調整手段は、前記複数の観察法に対応する複数の光学ユニットを含み、
   前記複数の光学ユニットの各々は、
   前記対物レンズの倍率と前記光学ユニットに対応する観察法のための所定倍率との間の倍率比に応じた倍率を有する光学系と、
   前記光学ユニットに対応する観察法に応じた変調光学素子と、の少なくとも一方を含み、
   前記倍率調整手段は、前記複数の光学ユニットを切り替えることで、前記複数の観察法の切り替えと前記光学倍率の調整を行う
   ことを特徴とする顕微鏡。
4. 請求項３に記載の顕微鏡において、
   前記複数の光学ユニットの各々は、さらに、前記光学ユニットに含まれる前記光学系と前記変調光学素子の少なくとも一方をまとめて収容する筐体を備える
   ことを特徴とする顕微鏡。
5. 請求項４に記載の顕微鏡において、
   前記複数の光学ユニットは、明視野観察法に対応する第１の光学ユニット、レリーフコントラスト観察法に対応する第２の光学ユニットと、位相差観察法又は微分干渉観察法に対応する第３の光学ユニットを含み、
   前記第１の光学ユニットは、１倍未満の倍率を有する光学系を含み、
   前記第２の光学ユニットは、前記レリーフコントラスト観察法で使用される変調光学素子を含み、
   前記第３の光学ユニットは、１倍を超える倍率を有する光学系と、前記位相差観察法又は前記微分干渉観察法で使用される変調光学素子を含む
   ことを特徴とする顕微鏡。
6. 請求項５に記載の顕微鏡において、
   前記複数の光学ユニットは、さらに、偏光観察法に対応する第４の光学ユニットを含み、
   前記第４の光学ユニットは、前記偏光観察法で使用される変調光学素子を含む
   ことを特徴とする顕微鏡。
7. 請求項２に記載の顕微鏡において、さらに、
   それぞれ前記複数の観察法の少なくとも１つで使用される１つ以上の変調光学素子を含み、前記１つ以上の変調光学素子の少なくとも１つを光路に対して挿抜することによって前記複数の観察法を切り替える切替手段を備え、
   前記倍率調整手段は、前記顕微鏡の光学倍率が前記切替手段による切替後の観察法のための前記所定倍率と異なる場合に、前記光学倍率を前記所定倍率へ変更する
   ことを特徴とする顕微鏡。
8. 請求項７に記載の顕微鏡において、
   前記倍率調整手段は、それぞれ前記複数の観察法の少なくとも１つで使用される１つ以上の光学系を含み、前記１つ以上の光学系の少なくとも１つを前記光路に対して挿脱することによって前記光学倍率を前記所定倍率へ変更する
   ことを特徴とする顕微鏡。
9. 請求項７に記載の顕微鏡において、
   前記倍率調整手段は、自身の倍率を変更する構造を有する変倍光学系を含み、前記変倍光学系の倍率を変更することによって前記光学倍率を前記所定倍率へ変更する
   ことを特徴とする顕微鏡。
10. 請求項９に記載の顕微鏡において、
    前記変倍光学系は、ズームレンズを含む
    ことを特徴とする顕微鏡。
11. 請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の顕微鏡において、
    前記切替手段と前記倍率調整手段とを機械的に連動させる連動機構を備える
    ことを特徴とする顕微鏡。
12. 請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の顕微鏡において、さらに、
    前記倍率調整手段と前記切替手段を制御する制御装置を備え、
    前記制御装置は、前記切替手段による前記複数の観察法の切り替えと前記倍率調整手段による前記光学倍率の調整が連動するように、前記倍率調整手段と前記切替手段を制御する
    ことを特徴とする顕微鏡。
13. 請求項２乃至請求項１２のいずれか１項に記載の顕微鏡において、
    前記複数の観察法は、少なくとも、明視野観察法、レリーフコントラスト観察法、及び、位相差観察法又は微分干渉観察法を含み、
    前記明視野観察法のための第１の所定倍率は、前記位相差観察法又は前記微分干渉観察法のための第２の所定倍率よりも低く、
    前記レリーフコントラスト観察法のための第３の所定倍率は、前記第１の所定倍率よりも高く、前記第２の所定倍率よりも低い
    ことを特徴とする顕微鏡。
14. 請求項１３に記載の顕微鏡において、
    前記複数の観察法は、さらに、偏光観察法を含み、
    前記偏光観察法のための第４の所定倍率は、前記第３の所定倍率に等しい
    ことを特徴とする顕微鏡。
15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の顕微鏡において、
    前記倍率調整手段は、前記光学倍率の上限値と下限値の倍率比が３倍以上ある調整範囲内で前記光学倍率を調整する
    ことを特徴とする顕微鏡。
16. 請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の顕微鏡において、
    前記倍率調整手段は、所定の観察法への切り替えに応じて、前記光学倍率を、前記対物レンズの倍率と前記対物レンズのＯＦＮとで定まる標本面上の範囲よりも広い範囲を観察可能な倍率へ調整する
    ことを特徴とする顕微鏡。
17. 請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の顕微鏡において、さらに、
    前記対物レンズの像側に配置された結像レンズを備え、
    前記倍率調整手段は、前記結像レンズよりも像側の間の光路上で、前記光学倍率を調整する
    ことを特徴とする顕微鏡。
18. 請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の顕微鏡において、さらに、
    前記対物レンズの像側に配置された結像レンズを備え、
    前記倍率調整手段は、前記対物レンズと前記結像レンズの間の光路上で、前記光学倍率を調整する
    ことを特徴とする顕微鏡。
19. 請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載の顕微鏡において、さらに、
    照明光を出射する光源装置と、
    前記複数の観察法の切り替えに応じて前記光源装置から出射される前記照明光の光量を制御する光源制御装置を備える
    ことを特徴とする顕微鏡。
20. 請求項１乃至請求項１９のいずれか１項に記載の顕微鏡において、
    前記顕微鏡は、倒立顕微鏡である
    ことを特徴とする顕微鏡。

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