JP4558366B2 - システム顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、標本の下方側及び上方側に各対物レンズを配置し、これら対物レンズを通して照明光を標本に照射し、各対物レンズを通して標本像を観察するシステム顕微鏡に関する。

標本を下方側から観察する倒立顕微鏡がある。この倒立顕微鏡をベースにし、標本の上方側から標本像を観察する観察光学系を備えたシステム顕微鏡に関する技術が例えば特許文献１及び３に開示されている。

特許文献１には、標本を透過照明する光源装置を配設した照明系支柱に対して回転可能に複数の補助装置、例えば位相差観察用コンデンサレンズ等の位相差装置や微分干渉用コンデンサレンズ等の微分干渉装置を設け、これら位相差装置や微分干渉装置を選択的に光軸上に挿入すること倒立顕微鏡が開示されている。

特許文献２には、透過照明用の光源を上部に設けた透過照明支柱にコンデンサを保持するホルダ部を設け、このホルダ部の下方に対物レンズを保持する倒立顕微鏡が開示されている。

特許文献３には、標本を透過照明するための光源とコンデンサとを照明支柱に設け、これら光源とコンデンサとの間に光分離手段を設ける。この光分離手段により光源からの照明光の一部を透過し、標本からの反射光の一部を照明光路から分離し、分離された反射光を集光して標本像を形成する倒立顕微鏡が開示されている。

これら特許文献１乃至３は、いずれも倒立顕微鏡の透過照明支柱に設けられた上下移動可能なホルダ部（以下、上下動ホルダ部と称する）等に対物レンズ及びこの対物レンズからの光を集光して標本像を形成する観察装置を設けている。なお、対物レンズは、コンデンサレンズで代用したものも含む。このため、観察装置の配置スペースは、透過照明支柱のオーバーハング部の高さまでに制限され、自由度が低い。

通常、倒立顕微鏡の透過照明支柱に設けられる上下動ホルダ部は、コンデンサレンズの位置合わせに用いられる。このような用途であるため、上下動ホルダ部の上下方向の位置合わせの調整精度は粗い。高倍率の対物レンズにより標本を観察する場合、サブミクロン単位の焦点深度内での位置合わせが必要になる。このような上下動ホルダ部を用いて高倍率の対物レンズを上下動させてサブミクロン単位の焦点深度内での位置合わせ調整するのは、至難である。このため、上下動ホルダ部を用いた顕微鏡は、用途を限定した汎用性の低いものとならざるを得ない。

汎用性を有する顕微鏡が例えば特許文献４に開示されている。この特許文献４には、倒立顕微鏡の透過照明支柱を除外し、焦準機構を備えた対物レンズ保持部、照明装置及び観察装置を構成配置したシステム顕微鏡が開示されている。このシステム顕微鏡は、上側対物レンズを焦準機構により高倍率での微調整を可能とし、照明装置及び観察装置の配置の自由度を高め、システムの汎用性を向上している。

特許文献４では、対物レンズ等を上下動させる焦準機構の可動側に各片持ち支持部材を固定し、これら片持ち支持部材上に対物レンズ保持部、照明装置及び観察装置を設けている。これにより、対物レンズ保持部、照明装置及び観察装置は、片持ち支持で標本上にオーバーハングして設けられている。このため、対物レンズ保持部、照明装置及び観察装置を支持する剛性が低い。さらに、僅かな振動が片持ち支持部材で増幅されたり、熱によるドリフトでピントが大きくずれる等の問題を有する。

このような問題を減少させたものとして特許文献５がある。この特許文献５には、中空状のピラミッド又は円錐型の支持体をベースにした顕微鏡が開示されている。特許文献５は、重心が低く、かつ水平面内に対称形に作られた支持体であるので、熱等に起因する変形が少ない。ベースが除振台と一体的に構成されているので、振動に対しても強く、高い安定性を有する。
特公平５−５３３０号公報 特開平１０−９０６０４号公報 特開平１１−２１８６８３号公報 特開２００２−５５２８２号公報 特開２００３−２７０５３７号公報

上記の如く特許文献４は、上側対物レンズを焦準機構により高倍率での微調整を可能とし、照明装置及び観察装置の配置の自由度を高め、システムの汎用性を向上しているが、対物レンズ保持部、照明装置及び観察装置は、片持ち支持で標本上にオーバーハングして設けられているために対物レンズ保持部、照明装置及び観察装置を支持する剛性が低い。

このような問題を減少させた特許文献５は、ベースの形状が閉鎖的であるため、装置の増設や外部からのアクセスが困難であり、システムの汎用性や拡張性を犠牲にせざるを得ない。また、除振台を含めた一体型装置であり、顕微鏡としては極めて特殊な構造であるため、非常に高価となる。

本発明は、顕微鏡本体と、顕微鏡本体の上部に設けられ、標本を載置するステージと、ステージの下方に設けられた下側対物レンズと、ステージの上方に設けられた上側対物レンズと、顕微鏡本体の上部にステージを跨いで設けられるとともに、ステージとの鉛直方向の間隔を調整及び固定可能な門型支持部材と、顕微鏡本体に設けられ、標本を下方側から照明する下側照明光学系と、門型支持部材上に設けられ、標本を上方から照明する上側照明光学系と、顕微鏡本体に設けられ、下側対物レンズからの標本の観察像を取得する下側接眼レンズと、門型支持部材上に設けられ、上側対物レンズからの標本の観察像を取得する上側接眼レンズとを備え、標本が大きい場合は門型支持部材を高く設定し、標本が小さい場合は門型支持部材を低く設定するシステム顕微鏡である。

本発明は、剛性が高く、簡潔な構造で、システムの汎用性や拡張性に優れたシステム顕微鏡を提供できる。

以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１はシステム顕微鏡の側面図であり、図２は正面図である。倒立顕微鏡本体１の上部には、ステージ２が固定されている。このステージ２上には、標本３が載置される。

倒立顕微鏡本体１には、下側対物レンズ保持部４が設けられている。この下側対物レンズ保持部４には、下側対物レンズ５が取り付けられている。下側対物レンズ保持部４は、図示しない倒立顕微鏡本体１内部のラック−ピニオン機構を介して下側焦準ノブ６に接続されている。この下側焦準ノブ６が回転すると、この回転がラック−ピニオン機構を介して上下方向の移動に変換されて下側対物レンズ保持部４に伝達される。これにより、下側対物レンズ５は、光軸Ｑ_１方向に上下移動可能となる。

下側照明装置７が倒立顕微鏡本体１に固定されている。この下側照明装置７は、照明光を出力する下側光源８を有する。この下側光源８から出力された照明光の光路上には、下側照明光学系９及び下側照明光反射部材１０が設けられている。下側照明光学系９は、複数のレンズを有し、下側照明装置７から出力された照明光を下側照明光反射部材１０に伝送する。下側照明光反射部材１０は、下側照明装置７から出力された照明光の光路と下側対物レンズ５の光軸Ｑ_１との交点に設けられている。下側照明光反射部材１０は、下側照明光学系９により伝送された照明光を下側対物レンズ５の光軸Ｑ_１方向に上方に反射し、かつ下側対物レンズ５からの光を透過する。下側照明光反射部材１０は、例えば用途に応じて全反射ミラー、ハーフミラー又はダイクロイックミラーが選択されて用いられる。ダイクロイックミラーを用いる場合は、破線により示すように励起フィルタ１１及び吸収フィルタ１２が光路中に配置される。

下側照明光反射部材１０を通る光軸Ｑ_１の下方には、下側結像レンズ１３、下側観察光路切換部材１４及び折返しミラー１５が設けられている。下側観察光路切換部材１４は、図２に示すように下側観察光路切換部材１６又は下側観察光路切換部材１７のいずれか一方を選択的に観察光路（光軸Ｑ_１上）中に配置する。下側観察光路切換部材１６は、標本３からの観察光の略１００％を透過する。下側観察光路切換部材１７は、標本３からの観察光の略１００％若しくはその一部を倒立顕微鏡本体１の側面に構成されたサイドポート１８側へ反射する。サイドポート１８には、下側観察装置１９が取り付けられている。この下側観察装置１９は、入射した標本３からの観察光を撮像するもので、例えばＣＣＤ等の撮像素子を有する。折返しミラー１５は、下側結像レンズ１３及び下側観察光路切換部材１４を通ってきた観察光をシステム顕微鏡の正面側の斜め上方に反射する。折返しミラー１５は、倒立顕微鏡本体１の底面に傾斜して固定されている。この折返しミラー１５の反射光路上には、下側接眼レンズ２０が設けられている。

従って、下側光源８から出力された照明光は、下側照明光学系９により伝送され、下側照明光反射部材１０で上方の下側対物レンズ５側に反射される。下側照明光反射部材１０で反射した照明光は、下側対物レンズ５を介して標本３に照射される。

標本３からの観察光は、下側対物レンズ５を通って平行光束となり、下側結像レンズ１３を通った後、下側観察光路切換部材１４に入射する。この下側観察光路切換部材１４で反射された観察光は、サイドポート１０に固定された下側観察装置１９に入射し、この下側観察装置１９により撮像される。下側観察光路切換部材１４を透過した観察光は、倒立顕微鏡本体１の底面に固定された折返しミラー１５で反射された後、下側接眼レンズ２０を通して検鏡者により観察される。

倒立顕微鏡本体１上における正面側には、前側取付部２１が設けられている。この前側取付部２１には、前側支持脚２２が倒立顕微鏡本体１に対して垂直方向に立設した状態で固定されている。この前側支持脚２２は、平板に形成されている。

倒立顕微鏡本体１上における背面側には、後側取付部２３が設けられている。この後側取付部２３には、後側支持脚２４が倒立顕微鏡本体１に対して垂直方向に立設した状態で固定されている。この後側支持脚２４は、平板に形成されている。

前側支持脚２２と後側支持脚２４との各上部には、水平部材２５が水平方向に支持され固定されている。この水平部材２５は、平板に形成されている。なお、水平部材２５における上側対物レンズ２９の光軸Ｑ_２の通る部分には、観察光を通過させる開口部が形成されている。

これら前側支持脚２２、後側支持脚２４及び水平部材２５は、ステージ２を跨ぐ形状に構成され、かつ一体的な剛体として門型支持部材の構造（以下、門型構造と省略する）を成している。

上側焦準ユニット２６が後側支持脚２４の内側に設けられている。この上側焦準ユニット２６は、内部に図示しないラック−ピニオン機構を有し、このラック−ピニオン機構に上側焦準ノブ２７が接続されている。ラック−ピニオン機構には、上側対物レンズ保持部２８が接続されている。この上側対物レンズ保持部２８の下面には、上側対物レンズ２９が光軸Ｑ_２上に取り付けられている。従って、上側焦準ノブ２７が回転すると、この上側焦準ノブ２７の回転に応動して上側焦準ユニット２６は、ラック−ピニオン機構を介して上側対物レンズ保持部２８を光軸Ｑ_２の方向に上下移動させる。

上側照明装置３０が水平部材２５の上面に積載固定されている。この上側照明装置３０の一端部には、照明光を出力する上側光源３１が設けられている。上側照明装置３０は、上側光源３１から出力された照明光を伝送するもので、光学レンズ等からなる上側照明光学系３２と上側照明光反射部材３３とを有する。上側照明光反射部材３３は、上側光源３１から出力された照明光を光軸Ｑ_２の下方に向けて反射し、かつ上側対物レンズ２９からの標本３の観察光を透過する。上側照明光反射部材３３は、用途に応じて例えば全反射ミラー、ハーフミラー又はダイクロイックミラーを用いる。ダイクロイックミラーを用いる場合は、破線で示す励起フィルタ３４及び吸収フィルタ３５を光路中に設ける。

三眼鏡筒３６が上側照明装置３０の上面に積載固定されている。この三眼鏡筒３６の内部には、光軸Ｑ_２上に上側結像レンズ３７及び上側観察光路切換部材３８が設けられている。上側観察光路切換部材３８は、図２に示すように上側観察光路切換部材３９又は上側観察光路切換部材４０を選択的に観察光路（光軸Ｑ_２上）中に配置する。上側観察光路切換部材３９は、標本３からの観察光の略１００％を上側接眼レンズ４１側に反射する。上側観察光路切換部材４０は、標本３からの観察光の略１００％若しくはその一部を上側観察装置４２側に透過する。上側観察装置４２は、三眼鏡筒３６の上面に積載固定されている。この上側観察装置４２は、入射した標本３からの観察光を撮像するもので、例えばＣＣＤ等の撮像素子を有する。

上側光源３１から出力された照明光は、上側照明光学系３２を伝送し、上側照明光反射部材３３で下方の上側対物レンズ２９に向けて反射され、この上側対物レンズ２９を通して標本３に照射される。

標本３からの観察光は、上側対物レンズ２９を通って平行光束となり、上側結像レンズ３７を通った後、上側観察光路切換部材２８に入射する。この上側観察光路切換部材２８で反射された観察光は、上側接眼レンズ４１を通して検鏡者により観察される。上側観察光路切換部材２８を透過した観察光は、三眼鏡筒３６に固定された上側観察装置４２で撮像される。

次に、上記の如く構成されたシステム顕微鏡の作用について説明する。

水平部材２５の上方には、上側照明装置３０、三眼鏡筒３６、上側接眼レンズ４１及び上側観察装置４２が積載固定されている。これら積載固定された各部材の重量の総和が水平部材２５に荷重される。

しかるに、水平部材２５、前側支持脚２２及び後側支持脚２４は、一体的な剛体として門型構造を成し、この門型構造を倒立顕微鏡本体１上の前側取付部２１と後側取付部２３とに固定している。これにより、門型構造は、全体として倒立顕微鏡本体１の前後でそれぞれ固定する両端固定の構造体をなす。

このような門型構造に荷重を掛けた場合に生じる撓みの態様について一般的に用いられている従来の片持ちの構造体と比較する。図３（ａ）（ｂ）は本発明の門型構造と従来の片持ち梁の構造との比較を示す。同図は、説明を簡単にするために従来技術を片持ち梁の先端に集中荷重が掛かった状態として近似し、本発明を両端固定梁の中央に集中荷重が掛かった状態として近似したモデルとして示す。ここで、同一の条件として、集中荷重をＷ（Ｎ）、固定端から荷重点までの距離をｘ（ｍｍ）とすると、荷重点における撓みｙ（ｍｍ）と撓み角θ（ｒａｄ）は次の各式（１）（２）で算出される。

片持ち梁の場合、 ｙ＝Ｗ・ｘ^３／３Ｅ・Ｉ、 θ＝Ｗ・ｘ^２／２Ｅ・Ｉ …（１）
両端固定梁の場合、ｙ＝Ｗ・ｘ^３／２４Ｅ・Ｉ、θ＝０ …（２）
Ｅは梁の材質によって決まるヤング率（Ｎ／ｍｍ^２）、Ｉは梁の断面形状によって決まる断面二次モーメント（ｍｍ^４）である。

従って、同一の材質と断面形状をもつ片持ち梁と両端固定梁とを比較した場合、両端固定梁の撓みは、片持ち梁の８分の１に抑えることができる。両端固定梁の撓み角θは、梁の中央すなわち荷重点では０となる。この計算結果は近似的なものであるが、実際の形態においても同等の挙動を示すものと見なすことができる。即ち、本発明の門型構造は、従来技術の形態に比べて、遥かに高い剛性を有する。

このように上記第１の実施の形態によれば、前側支持脚２２、後側支持脚２４及び水平部材２５により門型支持部材の構造を成し、この門型構造を倒立顕微鏡本体１上に固定する。この門型構造は、前側支持脚２２、後側支持脚２４及び水平部材２５により一体的な剛体としての構造を成している。これにより、門型構造上に上側照明装置３０、三眼鏡筒３６、上側接眼レンズ４１及び上側観察装置４２を剛性高く積載固定でき、かつ門型構造内の後側支持脚２４に上側対物レンズ２９、上側対物レンズ保持部２８及び上側焦準ユニット２６も剛性高く設けることができる。従って、門型構造を設ければ、振動に対して強く、高い安定性を有する。

前側支持脚２２、後側支持脚２４及び水平部材２５からなる門型構造を倒立顕微鏡本体１上の前側取付部２１と後側取付部２３との上に固定するだけなので、一般的に普及している既存の倒立顕微鏡の前後側にそれぞれ各取付部を設けるだけで、容易に門型構造を取り付けて本発明のシステム顕微鏡を実現することが可能であり、特殊な構造を必要とせず安価に提供できる。

門型構造は、倒立顕微鏡本体１の前後側にそれぞれ前側支持脚２２、後側支持脚２４を立設しているので、倒立顕微鏡本体１の左右側の各側面は、制限の殆どない空間となっている。これにより、倒立顕微鏡本体１の左右側からそれぞれ例えば標本３に対して操作する等のアクセスが容易である。

水平部材２５の上方も空間的な制約が完全に無いので、例えば接眼レンズ、ＣＣＤ等の撮像素子を有する観察装置を複数増設することが容易であり、システムの汎用性や拡張性に優れている。

図４は図１に示すシステム顕微鏡に第２の上側照明装置５０及び中間観察鏡筒５１を付加したシステム顕微鏡の側面図であり、図５は正面図である。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

第２の上側照明装置５０が上側照明装置３０上に積載固定されている。第２の上側照明装置５０は、照明光を出力する第２の上側光源５２を有する。この第２の上側照明装置５０は、光学レンズ等からなる第２の上側照明光学系５３及び第２の上側照明光反射部材５４を有する。第２の上側照明光反射部材５４は、第２の上側照明光学系５３により伝送された第２の上側光源５２からの照明光を光軸Ｑ_２方向の下方に向けて反射し、かつ標本３からの観察光を透過する。この第２の上側照明光反射部材５４は、例えば用途に応じて全反射ミラー、ハーフミラー又はダイクロイヅクミラーを用いる。ダイクロイックミラーを用いる場合は、図５中の破線で示すように励起フィルタ５５及び吸収フィルタ５６が光路中に設けられる。

中間観察鏡筒５１が第２の上側照明装置５０上に積載固定されている。この中間観察鏡筒５１内には、第２の上側観察光路切換部材５７、第２の上側結像レンズ５８が設けられている。第２の上側観察光路切換部材５７は、光路中に挿脱可能である。この第２の上側観察光路切換部材５７を光路中から退避させたとき、標本３からの観察光は直進して三眼鏡筒３６に進入する。中間観察鏡筒５１の端部には、ＣＣＤ等の撮像素子を有する第２の上側観察装置５９が設けられている。

第２の上側光源５２から出力された照明光は、第２の上側照明光学系５３により伝送されて第２の上側照明光反射部材５４に入射し、この第２の上側照明光反射部材５４により下方に向けて反射し、上側対物レンズ２９を通して標本３に照射される。

標本３からの観察光は、上側対物レンズ２９を通って平行光束となり、第２の上側観察光路切換部材５７で反射され、第２の上側結像レンズ５８を通った後、第２の上側観察装置５９で観察される。

このように水平部材２５の上部には、複数の照明装置及び観察装置を自由に組み合わせて積層固定することができる。これら照明装置及び観察装置の重量の総和が大きくなったとしても、前側支持脚２２、後側支持脚２４及び水平部材２５から成る一体的剛体の剛性が高いので、システム顕微鏡全体の安定性を維持できる。

なお、上記第１の実施の形態において、上側焦準ユニット２６は、後側支持脚２４に固定しているが、例えば図６に示すように前側支持脚２２に固定してもよい。この場合、上側焦準ユニット２６は、倒立顕微鏡本体１の前側（検鏡者の手前側）に配置されるので、検鏡者の操作性に優れた構成とすることができる。

上側焦準ユニット２６は、図７に示すように水平部材２５の下面に固定してもよい。この場合、上側対物レンズ保持部２８は、長さを短くでき、上側準焦ユニット２６による保持位置から上側対物レンズ２９の保持位置までの距離を短くできる。この距離を短くできることは、上側対物レンズ２９の保持位置を従来の片持ち梁の先端荷重点とした場合の上記式（１）における固定端から荷重点までの距離ｘの値を小さくすることに相当し、撓みｙ及び撓み角θを小さくできるので、上側対物レンズ保持部２９の剛性を高くすることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

図８はシステム顕微鏡における標本３近傍の詳細を示す拡大構成図である。上側対物レンズ保持部２８は、上側対物レンズ保持部本体６０を有する。この上側対物レンズ保持部本体６０の下面には、取付用穴６１が形成されている。この取付用穴６１内には、上側対物レンズ２９を着脱可能に固定した対物レンズ固定部６２が設けられている。取付用穴６１側面には、バネ６３及び２本の調整ネジ６４（図８では１本のみ図示）が設けられている。これにより、対物レンズ固定部６２は、取付用穴６１内にバネ６３及び２本の調整ネジ６４により３点支持される。

２本の調整ネジ６４に対して工具６５を用いて出し入れすると、対物レンズ固定部６２は、上側対物レンズ保持部本体６０上で、上側対物レンズ２９と一体的に光軸Ｑ_２に対して垂直方向の面内で保持位置がずれる。

次に、上記の如く構成されたシステム顕微鏡の作用について説明する。

下側対物レンズ５を通して標本３に照明される照明光は、下側対物レンズ５の光軸Ｑ_１を略中心とした略円形の範囲に照明される。標本３を出た観察光は、下側対物レンズ５の光軸Ｑ_１を略中心とした略円形の範囲が観察される。

上側対物レンズ２９は、上側対物レンズ保持部６４上で光軸Ｑ_２と垂直方向の面内で保持位置をずらすことで、下側対物レンズ５の光軸Ｑ_１に対して相対的に光軸位置がずれる。これにより、下側対物レンズ５によって規定される標本３上の照明範囲及び観察範囲に対して、上側対物レンズ２９によって規定される標本３上の照明範囲及び観察範囲も相対的にずれる。

このように上記第２の実施の形態によれば、下側対物レンズ５の光軸Ｑ_１に対して上側対物レンズ２９の光軸Ｑ_２を相対的にずらすことができる。これにより、下側対物レンズ５と上側対物レンズ２９とによって標本３上の異なる範囲の照明及び観察を行うことができる。

上側対物レンズ２９の位置を調整して下側対物レンズ５の光軸Ｑ_１と上側対物レンズ２９の光軸Ｑ_２とを正確に合致させることで、これら下側対物レンズ５と上側対物レンズ２９とによる標本３上の照明範囲及び観察範囲を合致させることができる。

このように用途に応じて下側対物レンズ５と上側対物レンズ２９との相対位置を任意に設定することができる。

なお、本実施の形態においては、上側対物レンズ２９の光軸Ｑ_２の位置をずらすようにしているが、下側対物レンズ５の光軸Ｑ_１の位置をずらすようにすることも当然可能である。

次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

図９はシステム顕微鏡の側面図であり、図１０は正面図である。覗き穴（覗き窓）７０が前側支持脚２２に設けられている。この覗き穴７０は、倒立顕微鏡本体１の正面側から検鏡者によりステージ２上に載置された標本３を目視観察するために設けられている。

このような上記第３の実施の形態であれば、検鏡者は、覗き穴７０からステージ２の上に載置された標本３を目視観察して確認することができるので、標本３を載置したり除去したり操作する際の視認性を確保することができる。

なお、上記第３の実施の形態では、前側支持脚２２に覗き穴７０を設けることで視認性を確保しているが、例えば図１１に示すように前側支持脚２２を二股の構成にしたり、図１２に示すように前側支持脚２２を少なくとも２本の棒状の脚２２ａ、２２ｂにより構成する等してもよい。このように前側支持脚２２は、剛性を著しく劣化させない範囲でその形状を任意に変更しても、同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

図１３はシステム顕微鏡の側面図であり、図１４は正面図である。複数の雌ネジ８０が前側支持脚２２、後側支持脚２４及び水平部材２５の各側面に設けられている。これら雌ネジ８０は、マニピュレータ８１等の各種機材を取り付けるための締結構造である。任意の位置の各雌ネジ８０には、把持部材８２がネジ８３によってネジ止め固定されている。把持部材８２には、マニピュレータ８１が把持固定されている。なお、各種機材としては、マニピュレータ８１の他に、例えば標本３に各種溶液を供給する装置、照明装置などがある。

マニピュレータ８１は、Ｘ軸駆動ノブ８４、Ｙ軸駆動ノブ８５及びＺ軸駆動ノブ８６を有し、これらＸ軸駆動ノブ８４、Ｙ軸駆動ノブ８５及びＺ軸駆動ノブ８６の操作によってプローブ８７を標本３を含む三次元空間内にアクセスし、マニピュレーションを行う。

このように上記第４の実施の形態によれば、門型構造を有する前側支持脚２２、後側支持脚２４及び水平部材２５に複数の雌ネジ８０を設け、これら雌ネジ８０の任意の位置に把持部材８２を固定してマニピュレータ８１を保持できる。把持部材８２を固定する門型構造は、剛性が高く、かつ把持部材８２は、顕微鏡外部から標本３をアクセスする場合よりも全長を短く構成できる。これにより、マニピュレータ８１は、高い剛性で保持でき、振動等の影響を受けにくい堅牢なシステムを構成できる。

なお、上記第４の実施の形態は、雌ネジ８０を前側支持脚２２、後側支持脚２４及び水平部材２５の各側面に設けているが、例えば図１５に示すように剛性を著しく劣化させない範囲で側面以外の位置、前側支持脚２２、後側支持脚２４及び水平部材２５の各上面に設けてもよい。

締結構造は、雌ネジ８０及びネジ８３に限らず、例えば図１６に示すようにスライドアリ８８と固定ネジ８９を用いる等を用いても、同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第５の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

図１７はシステム顕微鏡の門型構造の構成図である。前側支持脚下部９０が倒立顕微鏡本体１の前側取付部２１に立設して固定されている。後側支持脚下部９１が倒立顕微鏡本体１の後側取付部２３に立設して固定されている。

水平部材２５の下面の前後側には、それぞれ前側支持脚上部９２、後側支持脚上部９３が固定されている。これら前側支持脚上部９２、後側支持脚上部９３は、水平部材２５の下面から垂下方向に設けられている。

前側支持脚上部９２には、複数の雌ネジ９４が上下方向に等間隔で設けられている。前側支持脚下部９０には、複数のネジ孔９５が各雌ネジ９４の間隔の倍数の間隔で設けられている。従って、前側支持脚下部９０と前側支持脚上部９２とは、ネジ９６をネジ孔９５と雌ネジ９４とに通すことによって締結固定される。

後側支持脚上部９３には、複数の雌ネジ９７が上下方向に等間隔で設けられている。後側支持脚下部９３には、複数のネジ孔９８が各雌ネジ９７の間隔の倍数の間隔で設けられている。従って、後側支持脚下部９１と後側支持脚上部９３とは、ネジ９９をネジ孔９８と雌ネジ９７とに通すことによって締結固定される。

このような上記第５の実施の形態によれば、図１８に示すように例えば標本３が大きく、上側対物レンズ２９を上方に移動する必要が有る場合、各ネジ９６及び９９を外す。これにより、前側支持脚上部９２、後側支持脚上部９３及び水平部材２５を一体的に上方に持ち上げて移動し、水平部材２５の高さ位置を高くする。これら前側支持脚上部９２、後側支持脚上部９３及び水平部材２５を持ち上げる高さは、雌ネジ９４、９７の上下方向の間隔の倍数で任意に定めることができる。この後、各ネジ９６及び９９を再締結し、前側支持脚上部９２、後側支持脚上部９３をそれぞれ前側支持脚下部９０、後側支持脚下部９１に再固定する。

このように上記第５の実施の形態によれば、ステージ２上における門型構造で囲まれた空間の高さを変えることができる。これにより、大きな標本３の観察を行う場合、又はステージ２上の標本３の載置位置の高さを上げる場合に、上側対物レンズ２９を上方に移動させる等の使用状況に応じた変更ができる。

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、種々変形してもよい。

例えば、上記システム顕微鏡は、下側照明装置７、上側照明装置３０、下側観察装置１９、上側観察装置４２、下側接眼レンズ２０、上側接眼レンズ４１などを設けた構成について説明したが、倒立顕微鏡を構成する下側照明装置７、下側観察装置１９、下側接眼レンズ２０などを用いた構成のみにしてもよく、又は正立顕微鏡を構成する上側照明装置３０、上側観察装置４２、上側接眼レンズ４１などを用いた構成のみにしてもよい。

門型構造を成す前側支持脚２２、後側支持脚２４は、例えば中空のパイプ状の構造にしたり、Ｔ形状又はＨ形状の断面を有する強度の高い複数の棒状部材を用いてもよい。これら棒状部材を用いる場合は、例えば当該棒状部材の少なくとも３本を倒立顕微鏡本体１の上部の３箇所に設けたり、４本を倒立顕微鏡本体１の上部の四隅に設ければよい。又、多数の棒状部材を羅列してもよい。

門型構造を成す前側支持脚２２、後側支持脚２４及び水平部材２５の材質は、例えばシステム顕微鏡を構成する他の部材、例えば倒立顕微鏡本体１の材質と同一材質を用いるのが通常であるが、倒立顕微鏡本体１の材質よりも強度の高い材質を用いてもよい。

門型構造の剛性を高くするために、前側支持脚２２と後側支持脚２４との間に少なくとも１本の梁を設けてもよい。

上記第１の実施の形態は、水平部材２５の上部に複数の照明装置及び観察装置を自由に組み合わせて積層固定しているが、水平部材２５の上部への複数の照明装置及び観察装置の積層は、第２乃至第５の実施の形態にも適用可能である。

上記第１の実施の形態のように上側焦準ユニット２６を後側支持脚２４や前側支持脚２２、水平部材２５の下面に固定することは、第２乃至第５の実施の形態にも適用可能である。

上記第２の実施の形態のように下側対物レンズ５の光軸Ｑ_１に対して上側対物レンズ２９の光軸Ｑ_２を相対的にずらすことは、第３乃至第５の実施の形態にも適用可能である。

上記第３の実施の形態のように覗き穴７０を設けることは、第２、第４及び第５の実施の形態にも適用可能である。

上記第４の実施の形態のように門型構造を有する前側支持脚２２、後側支持脚２４及び水平部材２５に複数の雌ネジ８０を設け、これら雌ネジ８０の任意の位置に把持部材８２を固定してマニピュレータ８１を保持することは、第２、第３及び第５の実施の形態にも適用可能である。

上記第５の実施の形態のように締結部材を用いて門型構造の高さを可変にすることは、第３乃至第４の実施の形態にも適用可能である。

本発明に係るシステム顕微鏡の第１の実施の形態を示す側面構成図。 同システム顕微鏡の正面図。 同システム顕微鏡の門型構造と従来の片持ち梁の構造との比較を示す。 同システム顕微鏡に第２の上側照明装置及び中間観察鏡筒を付加したシステム顕微鏡の側面図。 同システム顕微鏡の正面図。 同システム顕微鏡の変形例を示す構成図。 同システム顕微鏡の変形例を示す構成図。 本発明に係るシステム顕微鏡の第２の実施の形態を示す構成図。 本発明に係るシステム顕微鏡の第３の実施の形態を示す側面構成図。 同システム顕微鏡の正面図。 同システム顕微鏡の変形例を示す構成図。 同システム顕微鏡の変形例を示す構成図。 本発明に係るシステム顕微鏡の第４の実施の形態を示す側面構成図。 同システム顕微鏡の正面図。 同システム顕微鏡の変形例を示す構成図。 同システム顕微鏡の変形例を示す構成図。 本発明に係るシステム顕微鏡の第４の実施の形態における門型構造の構成図。 同システム顕微鏡の作用を示す図。

符号の説明

１：倒立顕微鏡本体、２：ステージ、３：標本、４：下側対物レンズ保持部、５：下側対物レンズ、６：下側焦準ノブ、７：下側照明装置、８：下側光源、９：下側照明光学系、１０：下側照明光反射部材、１１：励起フィルタ、１２：吸収フィルタ、１３：下側結像レンズ、１４：下側観察光路切換部材、１５：折返しミラー、１６：下側観察光路切換部材、１７：下側観察光路切換部材、１８：サイドポート、１９：下側観察装置、２０：下側接眼レンズ、２１：前側取付部、２２：前側支持脚、２２ａ，２２ｂ：棒状の脚、２３：後側取付部、２４：後側支持脚、２５：水平部材、２６：上側焦準ユニット、２７：上側焦準ノブ、２８：上側対物レンズ保持部、２９：上側対物レンズ、３０：上側照明装置、３１：上側光源、３２：上側照明光学系、３３：上側照明光反射部材、３４：励起フィルタ、３５：吸収フィルタ、３６：三眼鏡筒、３７：上側結像レンズ、３８：上側観察光路切換部材、３９：上側観察光路切換部材、４０：上側観察光路切換部材、４１：上側接眼レンズ、４２：上側観察装置、５０：第２の上側照明装置、５１：中間観察鏡筒、５２：第２の上側光源、５３：第２の上側照明光学系、５４：第２の上側照明光反射部材、５５：励起フィルタ、５６：吸収フィルタ、５７：第２の上側観察光路切換部材、５８：第２の上側結像レンズ、５９：第２の上側観察装置、６０：上側対物レンズ保持部本体、６１：取付用穴、６２：対物レンズ固定部、６３：バネ、６４：調整ネジ、６５：工具、７０：覗き穴、８０，９４，９７：雌ネジ、８１：マニピュレータ、８２：把持部材、８３，９６，９９：ネジ、８４：Ｘ軸駆動ノブ、８５：Ｙ軸駆動ノブ、８６：Ｚ軸駆動ノブ、８７：プローブ、８８：スライドアリ、８９：固定ネジ、９０：前側支持脚下部、９１：後側支持脚下部、９２：前側支持脚上部、９３：後側支持脚上部、９５，９８：ネジ孔。

Claims (16)

1. 顕微鏡本体と、
   前記顕微鏡本体の上部に設けられ、標本を載置するステージと、
   前記ステージの下方に設けられた下側対物レンズと、
   前記ステージの上方に設けられた上側対物レンズと、
   前記顕微鏡本体の上部に前記ステージを跨いで設けられるとともに、前記ステージとの鉛直方向の間隔を調整及び固定可能な門型支持部材と、
   前記顕微鏡本体に設けられ、前記標本を下方側から照明する下側照明光学系と、
   門型支持部材上に設けられ、前記標本を上方から照明する上側照明光学系と、
   前記顕微鏡本体に設けられ、前記下側対物レンズからの前記標本の観察像を取得する下側接眼レンズと、
   前記門型支持部材上に設けられ、前記上側対物レンズからの前記標本の観察像を取得する上側接眼レンズとを備え、
   前記標本が大きい場合は前記門型支持部材を高く設定し、前記標本が小さい場合は前記門型支持部材を低く設定することを特徴とするシステム顕微鏡。
2. 前記門型支持部材は、前記顕微鏡本体上に立設された少なくとも２つの第１の部材と、
   これら第１の部材間上に設けられた第２の部材とを有し、前記２つの第１の部材のそれぞれの長さの調整が可能であることを特徴とする請求項１記載のシステム顕微鏡。
3. 前記第１の部材は、前記顕微鏡本体の前側の支持脚下部および支持脚上部と、後側の支持脚下部および支持脚上部とを備える支持脚を有し、前記第２の部材は、前側の前記支持脚上部と後側の前記支持脚上部の間に水平に固定された水平部材を有しており、前側の前記支持脚下部と前記支持脚上部の間、及び後側の前記支持脚下部と前記支持脚上部の間でそれぞれ長さ調整が可能であることを特徴とする請求項２記載のシステム顕微鏡。
4. 前記門型支持部材は、前記各支持脚及び前記水平部材により一体的な剛体を成すことを特徴とする請求項１〜３記載のシステム顕微鏡。
5. 前記各支持脚及び前記水平部材は、それぞれ平板からなることを特徴とする請求項３記載のシステム顕微鏡。
6. 前記門型支持部材上には、前記上側照明光学系と、前記上側接眼レンズと、上側対物レンズからの前記標本の観察像を撮像する少なくとも１つの撮像光学系とを設けたことを特徴とする請求項１記載のシステム顕微鏡。
7. 前記上側照明光学系、前記上側接眼レンズ及び前記撮像光学系は、それぞれ前記門型支持部材上に着脱可能であることを特徴とする請求項６記載のシステム顕微鏡。
8. 前記上側対物レンズは、前記上側対物レンズを光軸方向に移動させる焦準ユニットを介して前記後側の前記支持脚に設けたことを特徴とする請求項１記載のシステム顕微鏡。
9. 前記上側対物レンズは、前記上側対物レンズを光軸方向に移動させる焦準ユニットを介して前記前側の前記支持脚に設けたことを特徴とする請求項１記載のシステム顕微鏡。
10. 前記上側対物レンズは、前記上側対物レンズを光軸方向に移動させる焦準ユニットを介して前記水平部材の下側面に設けたことを特徴とする請求項１記載のシステム顕微鏡。
11. 前記下側対物レンズ又は前記上側対物レンズのうちいずれか一方を前記下側対物レンズ又は前記上側対物レンズの光軸方向に対して垂直方向の面内で横ずらしする少なくとも１つの横ずらし機構を設けたことを特徴とする請求項１記載のシステム顕微鏡。
12. 前記顕微鏡本体の前側に設けられた前記支持脚に覗き窓を設けたことを特徴とする請求項３又は５記載のシステム顕微鏡。
13. 前記顕微鏡本体の前側に設けられた前記支持脚は、二股構造を有することを特徴とする請求項３記載のシステム顕微鏡。
14. 前記顕微鏡本体の前側に設けられた前記支持脚は、少なくとも２本の棒状の脚からなることを特徴とする請求項３記載のシステム顕微鏡。
15. 前記門型支持部材には、各種機材を取り付けるための締結構造を有することを特徴とする請求項１記載のシステム顕微鏡。
16. 前記門型支持部材には、前記標本を操作するためのマニピュレータを前記締結構造を介して固定することを特徴とする請求項１５記載のシステム顕微鏡。

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