JP4598648B2 - 顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、例えばステージ上に載置した試料から発せられる蛍光を観察する蛍光顕微鏡などに用いられる顕微鏡に関するものである。

近年、蛍光顕微鏡に用いられる顕微鏡は、ミクロ領域の観察に留まらずマクロ領域の観察にも盛んに使用されるようになっている。こうした中で、より明るく、しかも均一な照明が要求されており、従来の偏射照明や同軸落射照明ではなく、近同軸落射照明が用いられることが多くなっている。

図６は、従来の蛍光顕微鏡として、実体顕微鏡の一例を示すもので、この場合、不図示の机(不図示)上には架台１が置かれており、この架台１上には、観察物である標本２が載置されている。架台１は、フットプレート１０１と、このフットプレート１０１上に支持手段として直立して設けられる支柱１０２を有している。支柱１０２には、焦準手段としての焦準部３が設けられている。この焦準部３は、支柱１０２に固定される固定部材３０１と、固定部材３０１に対して可動可能な可動部材３０２を有している。また、可動部材３０２には、焦準ハンドル３０３が設けられている。この焦準ハンドル３０３は、焦準合わせのために用いられるもので、その回転操作により不図示のピニオンとラックからなる昇降機構により可動部材３０２を支柱１０２に沿って上下動させるようにしている。可動部材３０２には、投光管４が設けられている。また、投光管４の先端部には、変倍光学系を有する観察手段としての観察装置５が設けられている。この場合、投光管４は、フットプレート１０１と平行になるように配置されるとともに、焦準部３の可動部材３０２と観察装置５との間に介在されるスペース部４０１を有している。また、投光管４には、光源としての照明ユニット７が設けられ、この照明ユニット７から発せられる照明光を投光管４内部の照明光学系４ａを介してスペース部４０１内部に導くようにしている。スペース部４０１内部には、照明光学系４ａを介して導入される照明光の光軸Ｌ１が配置され、この光軸Ｌ１に沿って、さらに照明光をリレーする照明光学系４ｂが配置されている。そして、照明光学系４ｂを透過した光を反射ミラー５１、５２で反射させ、さらに後述する対物レンズ６を通して近同軸落射照明として標本２に照射させる。

観察装置５には、対物レンズ６が設けられている。この対物レンズ６は、焦準部３の操作に応じた投光管４の上下動により、標本２からの光の光軸、つまり観察光軸Ｌ２方向に移動して標本２との相対距離を変化させることで、標本２にピント合わせできるようになっている。また、観察装置５には、変倍光学系５ａ及びズームハンドル５０１が設けられている。変倍光学系５ａは、観察光軸Ｌ２上に沿って配置され、ズームハンドル５０１の回転操作により変倍観察を可能とするものである。投光管４の先端上部には、結像レンズ（不図示）と接眼レンズ８０１を備えた結像光学ユニット８が設けられ、対物レンズ６を介して集光される標本２の観察像を接眼レンズ８０１で目視観察可能にしている。

このような実体顕微鏡は、焦準部３の可動部材３０２と観察装置５との間に投光管４のスペース部４０１が配置されており、照明ユニット７の照明光は、スペース部４０１内の照明光学系４ｂを透過し、反射ミラー５１、５２より対物レンズ６を通して標本２に照射される。また、標本２により反射した光は、対物レンズ６より観察装置５の観察光軸Ｌ２を通って結像光学ユニット８に導かれ、接眼レンズ８０１により観察される。

一方、特許文献１には、光学装置が開示されるが、かかる光学装置についても、対物レンズ及び観察光学系ユニットで構成される観察手段と焦準部との間に投光管のスペース部が配置され、このスペース部内部に照明光学系を配置するとともに、この照明光学系を介してリレーされる照明光を標本に照射するようにしている。

さらに、特許文献２には、蛍光顕微鏡が開示されるが、かかる蛍光顕微鏡についても、対物レンズと変倍光学系で構成される観察手段と焦準部との間に投光管のスペース部が配置され、このスペース部内部にプリズムを有する照明光学系を配置し、これら照明光学系とプリズムにより標本に対して投光管から倍率に応じた偏射照明ができるようにしている。
特開２００１−１６６２１４号公報 特開２００２−０９８８９９号公報

ところが、このような従来のものは、いずれも観察手段と焦準部との間に照明光学系を収容するスペース部が配置されている。このため、観察者側から見て観察手段、スペース部及び焦準部が重なって配置されるようになり、奥行き寸法の大きな大型システムになってしまう。このようにシステムとして奥行き寸法が大きくなると、特に焦準ハンドルまでの距離が大きくなるため、ハンドルの操作性が著しく低下するという問題が生じる。また、システムの大型化で架台を載置する机も、奥行き寸法が十分の大きなものを用意しなければならず、場合によっては、特別な机を用意する必要があるなど経済的にも不利になるという問題も生じる。さらに、支柱には、焦準部及びスペース部を介して観察手段が支持されるため、機械的強度の大きなものが必要となり、さらにシステム全体が大型化するという問題もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、小型で、操作性に優れた顕微鏡を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、直立して設けられる支持手段と、前記支持手段に対し移動可能に設けられる焦準手段と、前記焦準手段に隣接して配置され、前記焦準手段とともに移動可能に設けられる対物レンズを有する観察手段と、光源と、前記焦準手段の内部に配置され、前記光源からの照明光を前記対物レンズに導く照明光学系と、を具備したことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記照明光学系は、前記焦準手段内において前記支持手段に沿って配置されることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記照明光学系は、前記焦準手段内において前記観察手段に対し前記支持手段を介した反対側位置に配置されることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記照明光学系は、前記焦準手段内において前記支持手段内部に配置されることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記支持手段は、直立して設けられる支柱の側面軸方向に沿って溝部を形成し、該溝部内部に沿って前記照明光学系を配置したことを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記照明光学系は、前記焦準手段内において前記支持手段と直交する方向に沿って配置されることを特徴としている。

本発明によれば、小型で、操作性に優れた顕微鏡を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に適用される実体顕微鏡の概略構成を示すもので、図６と同一部分には同符号を付して説明を省略する。

架台１のフットプレート１０１上に直立して設けられる支持手段としての支柱１０２には、焦準手段としての焦準部１１の固定部材１１１が固定して設けられ、この固定部材１１１に対して投光管４を装着した可動部材１１２が可動可能に設けられている。可動部材１１２には、焦準ハンドル１１３が設けられている。この焦準ハンドル１１３は、焦準合わせのために用いられるもので、その回転操作により不図示のピニオンとラックからなる昇降機構により固定部材１１１に対し可動部材１１２を支柱１０２に沿って上下動させるようにしている。可動部材１１２内には、投光管４内の前記照明光学系４ａを介して導入される照明光の光軸Ｌ１が観察装置５と支柱１０２の間で、該支柱１０２に沿った方向に位置されている。この光軸Ｌ１上には、照明光を対物レンズ６に導くための照明光学系１２が配置されている。また、可動部材１１２には、投光管４の先端部に設けられた観察装置５が隣接して配置されている。この場合、可動部材１１２と観察装置５は、不図示のアリ構造などの連結部材により直接連結されている。

可動部材１１２には、観察装置５が連結される側面に突起部１１２ａが設けられている。この突起部１１２ａは、観察装置５内部に位置されており、その先端部には、反射ミラー１３が所定角度傾けて取付けられている。この反射ミラー１３は、可動部材１１２内部の照明光学系１２を透過し反射ミラー１４で反射した光束を、さらに対物レンズ６の光軸方向に反射させるもので、対物レンズ６を通して近同軸落射照明として標本２に照射させる。

その他は、図６と同様である。
このような構成において、照明ユニット７から照明光が発せられると、この照明光は、投光管４内の照明光学系４ａを介して可動部材１１２内部の照明光学系１２に導かれ、この照明光学系１２を通って、さらに反射ミラー１４、１３で反射し、対物レンズ６を通して近同軸落射照明として標本２に照射される。この場合、焦準合わせのため焦準ハンドル１１３を回転操作すると、この回転操作により不図示のピニオンとラックからなる昇降機構により固定部材１１１に対し可動部材１１２が上下動されるが、可動部材１１２の移動とともに照明光学系１２及び反射ミラー１４、１３も光軸Ｌ１方向に移動するので、照明光学系１２に導入される照明光は、安定して反射ミラー１４、１３を介して対物レンズ６まで導かれる。

その後、標本２により反射した光は、対物レンズ６より観察装置５の観察光軸Ｌ２を通って結像光学ユニット８に導かれ、接眼レンズ８０１により観察される。

したがって、このようにすれば、照明ユニット７から照明光を案内する照明光学系１２を焦準部３の可動部材１１２内部に配置するようにしたので、従来の可動部材と観察装置との間に介在された投光管のスペース部を省略して可動部材１１２と観察装置５を隣接して配置することができる。これにより、観察者側から見て重なって配置されるのが観察装置５と焦準部３のみとなり奥行き寸法を大幅に小さくできるので、システムとして小型化を実現できる。また、奥行き寸法が小さくなることにより、観察者から焦準部３の焦準ハンドル３０３までの距離を小さくできるので、観察者の手の届く範囲が広がり操作性の向上を図ることができる。さらに、システムとして小型化できることにより架台１の机上への配置が容易になるとともに、机についても奥行き寸法の小さなものが使用できるので、特別な机を用意する必要もなくなり経済的に有利にできる。さらに、支柱１０２には、焦準部３を介して直接観察装置５を支持しているため、機械的強度も小さなものにでき、この点でも小型化できる。さらに、照明光学系１２を可動部材１１２内部に配置して一体化した簡略な構造により安価を実現でき、さらに、このような一体化した構造により剛性も向上し、さらに、このような一体化構造によってユニット形状として簡略化することで、他ユニットとの組合せが容易になるなどシステム性の向上も実現できる。

なお、上述した実施の形態では、照明光学系１２を観察装置５と支柱１０２の間で、該支柱１０２に沿った方向に配置するようにしたが、観察装置５に対し支柱１０２を介した反対側位置の支柱１０２に沿った方向に配置するようにしてもよい。こうすれば、照明ユニット７下方のデッドスペースを有効に利用できるので、さらなる小型化を実現できる。

(第２の実施の形態)
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
図２は、本発明の第２の実施の形態に適用される実体顕微鏡の概略構成を示すもので、図１と同一部分には同符号を付して説明を省略する。

この場合、架台１のフットプレート１０１上に直立して設けられる支柱１０２には、焦準部２１の固定部材２１１が固定して設けられ、この固定部材２１１に対して投光管４を装着した可動部材２１２が可動可能に設けられている。

支柱１０２は、焦準部２１内部に位置される先端部側面に図３（図２のＡ−Ａ断面図）に示すように断面Ｕ字状の溝部１０２ａが中心軸ａに沿って形成されている。また、固定部材２１１は、支柱１０２が挿通される中空部２１１ａを有している。また、この固定部材２１１側面には、前記溝部１０２ａの開口と連通させて前記中空部２１１ａまで達する開口部２１１ｂが前記中心軸ａ方向に沿って形成されている。さらに、可動部材２１２は、固定部材２１１が挿通される中空部２１２ａを有している。また、この可動部材２１２側面には、前記固定部材２１１の開口部２１１ｂと連通させて前記中空部２１２ａまで達する透孔２１２ｂが形成されている。

図２に戻って、可動部材２１２には、焦準ハンドル２１３が設けられている。この焦準ハンドル２１３は、焦準合わせのために用いられるもので、その回転操作により不図示のピニオンとラックからなる昇降機構により固定部材２１１に対し可動部材２１２を支柱１０２に沿った方向に上下動させるようにしている。

支柱１０２の溝部１０２ａ内部には、投光管４内の照明光学系４ａを介して導入される照明光の光軸Ｌ１が位置されている。この光軸Ｌ１は、支柱１０２の中心軸ａ上を溝部１０２ａに沿って配置されている。この光軸Ｌ１上には、照明光を対物レンズ６に導くための照明光学系２２及び反射ミラー２３が配置されている。この場合、反射ミラー２３は、可動部材２１２の透孔２１２ｂに挿装された筒状ユニット２５内に配置されている。この筒状ユニット２５は、水平方向に配置されたもので、一方端部を固定部材２１１の開口部２１１ｂを介して支柱１０２の溝部１０２ａ内部に配置され、他方の端部を観察装置５内部に配置されている。そして、支柱１０２の溝部１０２ａ内部に配置された一方端部に前記反射ミラー２３を設け、観察装置５内部に配置される端部に所定の角度傾けて反射ミラー２４を設け、照明光学系２２を透過した照明光を反射ミラー２３で反射し、筒状ユニット２５内部を通って反射ミラー２４に導くようにしている。反射ミラー２４は、反射ミラー２３で反射される照明光学系２２からの光束を対物レンズ６の光軸方向に反射させるもので、対物レンズ６を通して近同軸落射照明として標本２に照射させる。

その他は、図１と同様である。

このような構成において、照明ユニット７から照明光が発せられると、この照明光は、投光管４内の照明光学系４ａを介して支柱１０２の溝部１０２ａ内部の照明光学系２２に導かれ、この照明光学系２２を通り、さらに反射ミラー２３、２４で反射し、対物レンズ６を通して近同軸落射照明として標本２に照射される。この場合も、焦準合わせのため焦準ハンドル２１３を回転操作すると、この回転操作により不図示のピニオンとラックからなる昇降機構により固定部材２１１に対し可動部材２１２が上下動されるが、可動部材２１２の移動とともに筒状ユニット２５も支柱１０２の溝部１０２ａに沿って上下動し、照明光学系２２に対し反射ミラー２３、２４を光軸Ｌ１方向に移動させるので、照明光学系１２に導入される照明光は、安定して反射ミラー２３、２４を介して対物レンズ６まで導かれる。

その後、標本２により反射した光は、対物レンズ６より観察装置５の観察光軸Ｌ２を通って結像光学ユニット８に導かれ、接眼レンズ８０１により観察される。

したがって、このようにしても第１の実施の形態と同様な効果を得られる。さらに、照明ユニット７から照明光を案内する照明光学系２２が支柱１０２内部、つまり溝部１０２ａ内部に配置されるので、照明ユニット７からの光束を照明光学系２２まで導く照明光学系４ａの光路長を短くできる。これにより、光路での光損失を最小限にでき、明るい照明光を供給できる。また、投光管４の奥行き方向の寸法も小さくでき、システムとしてさらに小型化を実現できる。また、焦準部３自身も照明光学系が収容されないので、小型化できる。さらに、照明光学系２２を支柱１０２内部に配置することで、照明ユニット７の下方スペースに焦準部３の一部を構成する可動部材２１２及び焦準ハンドル２１３などを配置することができるので、照明ユニット７下方のデッドスペースを有効に活用でき、システムとしてさらに小型化を図ることができる。

(第３の実施の形態)
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
図４は、本発明の第３の実施の形態に適用される実体顕微鏡の概略構成を示すもので、図１と同一部分には同符号を付して説明を省略する。

この場合、架台１のフットプレート１０１上に直立して設けられる支柱１０２には、焦準部３１の固定部材３１１が固定して設けられ、この固定部材３１１に対して可動部材３１２が可動可能に設けられている。
支柱１０２は、焦準部３１内部に位置される端部側面に図５（ａ）（図４のＢ−Ｂ断面図）及び同図（ｂ）（支柱１０２の縦断面図）に示すような中心軸ａを通る貫通孔１０２ｂが、該中心軸ａに沿って形成されている。固定部材３１１は、支柱１０２が挿通される中空部３１１ａを有している。また、この固定部材３１１側面には、前記貫通孔１０２ｃの両開口と連通させて前記中空部３１１ａまで達する透孔３１１ｂ、３１１ｃが前記中心軸ａに沿って形成されている。可動部材３１２は、固定部材３１１が嵌合される凹部３１２ａが形成されている。また、可動部材３１２側面には、前記固定部材３１１の透孔３１１ｂと連通させて前記凹部３１２ａ底面まで達する透孔３１２ｂが形成されている。

図４に戻って、可動部材３１２には、焦準ハンドル３１３が設けられている。この焦準ハンドル３１３は、焦準合わせのために用いられるもので、その回転操作により不図示のピニオンとラックからなる昇降機構により固定部材３１１に対し可動部材３１２を支柱１０２に沿った方向に上下動させるようにしている。また、可動部材３１２には、前記観察装置５が隣接して配置されている。この場合、可動部材３１２と観察装置５は、不図示のアリ構造などの連結部材により直接連結されている。

可能部材３１２の透孔３１２ｂには、筒状ユニット３２が挿装されている。この筒状ユニット３２は、支柱１０２と直交する方向、ここでは水平方向に配置されたもので、一方の端部を固定部材３１１の透孔３１１ｂ、３１１ｃ及び支柱１０２の貫通孔１０２ｃを介して外部に導出され、また、他方の端部を観察装置５内部に配置されている。

筒状ユニット３２の一方端部には、光源としての照明ユニット７が設置されている。また、筒状ユニット３２内部には、照明ユニット７から発せられる光束の光軸Ｌ３上に沿って照明光を対物レンズ６に導くための照明光学系３３が配置されている。さらに、筒状ユニット３２の観察装置５内部に位置される他方端部には、所定角度傾けて反射ミラー３４が配置されている。この反射ミラー３４は、筒状ユニット３２内の照明光学系３３を透過した光束を対物レンズ６の光軸方向に反射させるもので、対物レンズ６を通して近同軸落射照明として標本２に照射させる。

その他は、図１と同様である。

このような構成において、照明ユニット７から照明光が発せられると、この照明光は、投光管３２内の照明光学系３３を介して反射ミラー３４に導かれ、この反射ミラー３４で反射し、対物レンズ６を通して近同軸落射照明として標本２に照射される。この場合も、焦準合わせのため焦準ハンドル３１３を回転操作すると、この回転操作により不図示のピニオンとラックからなる昇降機構により固定部材３１１に対し可動部材３１２が上下動されるが、可動部材３１２の移動とともに筒状ユニット３２も支柱１０２の貫通孔１０２ｂに沿って上下動し、照明ユニット７とともに照明光学系３３も上下方向に移動するので、照明光学系３３に導入される照明光は、安定して反射ミラー２４を介して対物レンズ６まで導かれる。

その後、標本２により反射した光は、対物レンズ６より観察装置５の観察光軸Ｌ２を通して結像光学ユニット８に導かれ、接眼レンズ８０１により観察される。

したがって、このようにしても第１の実施の形態と同様な効果を得られる。さらに、照明光学系３３を有する筒状ユニット３２を直線的に構成することで光路長を短くできるので、光路での光損失を最小限にでき、明るい照明光を供給できる。また、ユニットとしての形状をシンプルにできるので、システム性が向上する。さらに、筒状ユニット３２に直接照明ユニット７を取付けているので、焦準部３の上方や後方の出っ張りがなくなり、システムとして小型化を実現できる。さらに、反射ミラーなどの光学素子の数が減り、構成もシンプルになることから価格的にも安価にできる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。

本発明の第１の実施の形態に適用される実体顕微鏡の概略構成を示す図。 本発明の第２の実施の形態に適用される実体顕微鏡の概略構成を示す図。 第２の実施の形態の要部の概略構成を示す図。 本発明の第３の実施の形態に適用される実体顕微鏡の概略構成を示す図。 第３の実施の形態の要部の概略構成を示す図。 従来の実体顕微鏡の概略構成を示す図。

符号の説明

１…架台、１０１…フットプレート
１０２…支柱、１０２ａ…溝部、１０２ｂ…貫通孔
１０２ｃ…貫通孔、２…標本、３…焦準部
４…投光管、４ａ、４ｂ…照明光学系
５…観察装置、５ａ…変倍光学系
５０１…ズームハンドル、６…対物レンズ
７…照明ユニット、８…結像光学ユニット
８０１…接眼レンズ、１１…焦準部
１１１…固定部材、１１２…可動部材
１１２ａ…突起部、１１３…準焦ハンドル
１２…照明光学系、１３…反射ミラー
１４…反射ミラー、２１…焦準部
２１１…固定部材、２１１ａ…中空部、２１１ｂ…開口部
２１２…可動部材、２１２ａ…中空部、２１２ｂ…透孔
２１３…準焦ハンドル、２２…照明光学系
２３．２４…反射ミラー、２５…筒状ユニット、３１…焦準部
３１１…固定部材、３１１ａ…中空部
３１１ｂ．３１１ｃ…透孔、３１２…可動部材
３１２ａ…凹部、３１２ｂ…透孔、３１２…可能部材
３１３…準焦ハンドル、３２…筒状ユニット
３３…照明光学系、３４…反射ミラー

Claims (6)

1. 直立して設けられる支持手段と、
   前記支持手段に対し移動可能に設けられる焦準手段と、
   前記焦準手段に隣接して配置され、前記焦準手段とともに移動可能に設けられる対物レンズを有する観察手段と、
   光源と、
   前記焦準手段の内部に配置され、前記光源からの照明光を前記対物レンズに導く照明光学系と、
   を具備したことを特徴とする顕微鏡。
2. 前記照明光学系は、前記焦準手段内において前記支持手段に沿って配置されることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
3. 前記照明光学系は、前記焦準手段内において前記観察手段に対し前記支持手段を介した反対側位置に配置されることを特徴とする請求項２記載の顕微鏡。
4. 前記照明光学系は、前記焦準手段内において前記支持手段内部に配置されることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
5. 前記支持手段は、直立して設けられる支柱の側面軸方向に沿って溝部を形成し、該溝部内部に沿って前記照明光学系を配置したことを特徴とする請求項４記載の顕微鏡。
6. 前記照明光学系は、前記焦準手段内において前記支持手段と直交する方向に沿って配置されることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。

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