JP4653292B2 - システム顕微鏡 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光線を標本に照射して観察を行うレーザアプリケーションに適用されるシステム顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光線は、パワー密度が大きいことや、集光させた時のスポット径を小さくできること等の特徴を持っている。近年の生物顕微鏡分野においても、レーザ光線の特徴を利用したアプリケーションが発達してきており、最近では波長の異なる複数のレーザ光線を同時に標本に照射するためのシステム顕微鏡に対する要求が起こりつつある。
【０００３】
レーザ光線の波長が異なる場合、各々のレーザ光線を効率良く標本に照射するためには、対物レンズの透過率や収差を各々の波長に応じて最適なものにしなければならず、１本の対物レンズで対応することは困難である場合がある。また、複数のレーザ光線を異なる高さの位置で集光させることを考えた場合、１本の対物レンズでは異なるピント位置を同時に確認することができない。このような状況に対応する手段として、標本の上側と下側の双方に対物レンズを配置し、各々の対物レンズを通してレーザ光線を照射し、且つ各々の対物レンズを通してレーザの照射面を観察することが考えられる。
【０００４】
従来、標本の下側から標本を観察する倒立顕微鏡をベースにして、標本の上側に観察用の手段を配置した構成が開示されている。特公平５−５３３０号においては、透過照明支柱を中途位置で回転させてコンデンサと実体顕微鏡を選択的に光軸に配置できるようにした倒立顕微鏡が開示されている。また、特開平１０−９０６０４号においては、透過照明支柱のコンデンサホルダを介して対物レンズを保持した倒立顕微鏡が開示されている。また、特開平１１−２１８６８３号においては、透過照明用のコンデンサ装置中において観察用光路を分割し、コンデンサ装置と一体的に観察手段を設けた倒立顕微鏡及びコンデンサ装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来技術において、標本の上側からレーザ光線を照射し、かつ観察を行うためには、倒立顕微鏡の透過照明支柱に設けられた上下動ホルダ部にレーザ導入部と観察手段を配置することになる。このため、これら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、レーザ光路の配置の自由度が低いだけでなく、標本の視認性が悪く使い勝手の悪いシステムとならざるを得ない。
【０００６】
本発明の目的は、標本の上側からレーザ光線を照射し観察を行え、かつ標本の視認性と操作性を確保したシステム顕微鏡を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のシステム顕微鏡は以下の如く構成されている。
【０００８】
（１）本発明のシステム顕微鏡は、標本から下方に位置し下側対物レンズ及び下側結像レンズを介して下側観察手段に至る下側観察光路と、前記標本から上方に位置し上側対物レンズ及び上側結像レンズを介して上側観察手段に至る上側観察光路と、を備えたシステム顕微鏡において、前記下側対物レンズと前記下側結像レンズの間で前記下側観察光路に入射する下側照明光路と、前記下側対物レンズと前記下側結像レンズの間で前記下側観察光路に入射する下側レーザ光路と、前記下側対物レンズを前記下側観察光路に平行な方向に移動させる下側回転焦準ノブと、前記上側対物レンズと前記上側結像レンズの間で前記上側観察光路に入射する上側照明光路と、前記上側対物レンズと前記上側結像レンズの間で前記上側観察光路に入射する上側レーザ光路と、前記上側対物レンズを前記上側観察光路に垂直な平面内で移動させる移動機構と、前記上側対物レンズと前記上側照明光路を一体的に前記上側観察光路に平行な方向に移動させる上側回転焦準ノブを有する上側焦準部と、前記上側焦準部を固定位置自在に固定する支柱と、から構成されている。
【０００９】
（２）本発明のシステム顕微鏡は上記（１）に記載の顕微鏡であり、かつ前記下側観察光路と前記下側照明光路が交わる位置及び前記上側観察光路と前記上側照明光路が交わる位置の少なくとも一方にダイクロイックミラーを配置自在なミラーユニットを備えている。
【００１０】
（３）本発明のシステム顕微鏡は上記（１）または（２）に記載の顕微鏡であり、かつ前記下側回転焦準ノブとベルトを介して連結され、前記下側回転焦準ノブを回転させることによって回転する下側回転伝達部と、前記上側回転焦準ノブとベルトを介して連結され、前記上側回転焦準ノブを回転させることによって回転する上側回転伝達部と、前記下側回転伝達部の回転運動と前記上側回転伝達部の回転運動を解除可能に連結するクラッチ部と、を備えている。
【００１１】
上記手段を講じた結果、それぞれ以下のような作用を奏する。
【００１２】
（１）本発明のシステム顕微鏡によれば、標本に上下から下側対物レンズ及び上側対物レンズで集光したレーザ光を照射させるに当たり、下側対物レンズ及び上側対物レンズのピント位置は下側回転焦準ノブ及び上側回転焦準ノブを用いて光軸方向に個別に設定することが出来ると共に、上側対物レンズは前記光軸からずらすことが出来るので、上下からの２本のレーザ光線の集光位置を、前記標本内のＸＹＺ方向任意の異なる位置に設定することが出来る。
【００１３】
（２）本発明のシステム顕微鏡によれば、ダイクロイックミラーを配置させることにより、標本上で励起された蛍光を、下側対物レンズ及び下側結像レンズまたは上側対物レンズ及び上側結像レンズを通して観察できる。
【００１４】
（３）本発明のシステム顕微鏡によれば、下側回転伝達部と上側回転伝達部の回転運動をクラッチ部で連結すると、下側回転焦準ノブの回転に上側回転焦準ノブの回転を連動させることができ、下側対物レンズと上側対物レンズの同焦点高さを保持したままで標本内部の観察位置高さを変更することができる。また、連結を解除すると、下側回転焦準ノブと上側回転焦準ノブが独立して回転可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシステム顕微鏡の側面図であり、図２は正面図である。図１及び図２において、倒立顕微鏡本体１にはステージ２が固定されており、ステージ２の上に標本３が載置されている。標本３の下方に配置された対物レンズ４は、異なる対物レンズ（図においては４’及び４”）と共にレボルバ５に保持固定され、レボルバ５を回転させることにより選択的に光軸０上に配置されるようになっている。
【００１６】
レボルバ保持台６はレボルバ５を固定しており、このレボルバ保持台６は、倒立顕微鏡本体１内部の図示されないラック＆ピニオン機構により回転焦準ノブ７に接続され、回転焦準ノブ７の回転運動がレボルバ保持台６の光軸０方向への直線運動に変換される。また回転焦準ノブ７は、回転軸を共有する粗動ノブ７ａと微動ノブ７ｂ、及び回転にかかる摩擦抵抗力を調整する力量調整ノブ７ｃにより構成されており、粗動ノブ７ａの１回転がレボルバ保持台６の１ｍｍ以上の任意の移動量に、また微動ノブ７ｂの１回転がレボルバ保持台６の０．１ｍｍ程度の任意の移動量に変換される。
【００１７】
ランプハウス８は光源９を内蔵しており、投光管１０はランプハウス８を保持し倒立顕微鏡本体１に固定されている。光源９を出た光線は、投光管１０を通って、レボルバ５の下に配置されたミラーカセット１１内で光軸０に交わり、ミラーカセット１１に着脱可能に固定されたミラー１２によって標本３側へ反射される。なお、上記の８、９、１０及び１２は図２には図示していない。
【００１８】
一方、図２において、１３はレーザ発振器であり、１４は光ファイバケーブルである。光ファイバケーブル１４の両端は、それぞれコリメートレンズ１４’及び１４”を介してレーザ発振器１３と前出のミラーカセット１１に接続されている。レーザ発振器１３を出た光線は、コリメートレンズ１４’、光ファイバケーブル１４、コリメートレンズ１４”を通って、平行光束となって前出のミラーカセット１１内で光軸０に交わり、ミラーカセット１１に着脱可能に固定されたミラー１５によって標本３側へ反射され、対物レンズ４によって標本３のピント位置で集光される。前出のミラー１２及びミラー１５は、ミラーカセット１１を回転させることにより、選択的に光軸０上に配置されるようになっている。
【００１９】
また、倒立顕微鏡本体１内部には、光軸０に沿って結像レンズ１６、光路切換プリズム１７が配置されている。この光路切換プリズム１７は、標本３からの光線を１００％透過するプリズム１７ａ、標本３からの光線の１００％もしくは一部をフロントポート１８側へ反射するプリズム１７ｂ、及び標本３からの光線の１００％もしくは一部をサイドポート１９側へ反射するプリズム１７ｃを、選択的に光軸０に配置出来るようになっている。
【００２０】
標本３を出た光は、対物レンズ４を通って平行光束となり、結像レンズ１６を通る。その後、プリズム１７ｂで反射された光はフロントポート１８に固定されたカメラ２０で、プリズム１７ｃで反射された光はサイドポート１９に固定されたカメラ２１で、またプリズム１７ａを透過した光はミラー２２で反射された後接眼レンズ２３で、観察される。
【００２１】
一方、対物レンズ２４は標本３の上方に配置され、異なる対物レンズ（図においては２４’及び２４”）と共にレボルバ２５に保持固定され、レボルバ２５を回転させることにより選択的に光軸０上に配置されるようになっている。アーム２６はレボルバ２５を着脱可能に固定しており、このアーム２６は、図示されないラック＆ピニオン機構により回転焦準ノブ２７に接続され、回転焦準ノブ２７の回転運動がアーム２６の光軸０方向の直線運動に変換される。
【００２２】
また回転焦準ノブ２７は、回転軸を共有する粗動ノブ２７ａと微動ノブ２７ｂ、及び回転にかかる摩擦抵抗力を調整する力量調整ノブ２７ｃにより構成されており、粗動ノブ２７ａの１回転がアーム２６の１ｍｍ以上の任意の移動量に、また微動ノブ２７ｂの１回転がアーム２６の０．１ｍｍ程度の任意の移動量に変換される。
【００２３】
焦準ユニット２８は、アーム２６を上下動可能に保持し且つ回転焦準ノブ２７を回転可能に保持する。焦準ユニット２８はアーム２６、回転焦準ノブ２７と一体的に構成され、倒立顕微鏡本体１に固定された支柱２９に着脱可能に保持され、固定ノブ３０により支柱２９上の任意の高さで固定される。また、焦準ユニット２８の上方には、これと同一の構造を持つ焦準ユニット２８’が、アーム２６’、回転焦準ノブ２７’と一体的に支柱２９に着脱可能に保持され、固定ノブ３０’により支柱２９上の任意の高さで固定される。
【００２４】
ランプハウス３１は光源３２を内蔵しており、投光管３３はランプハウス３１を保持し、ミラーカセット３４は投光管３３を保持している。ミラーカセット３４は前出のアーム２６に着脱可能に保持されている。光源３２を出た光線は、投光管３３を通ってミラーカセット３４内で光軸０に交わり、ミラーカセット３４に着脱可能に固定されたミラー３５によって標本３側へ反射される。ミラー３５は、ミラーカセット３４を回転させることにより、選択的に光軸０上に配置されるようになっている。上記の３２、３３、及び３５は図２のみに図示し図１には図示していない。
【００２５】
一方、図１において、３６はレーザ発振器であり、３７は光ファイバケーブルである。光ファイバケーブル３７の両端は、それぞれコリメートレンズ３７’及び３７”を介してレーザ発振器３６とミラーカセット３８に接続されている。またミラーカセット３８は前出のアーム２６’に着脱可能に保持されている。レーザ発振器３６を出た光線は、コリメートレンズ３７’、光ファイバケーブル３７、コリメートレンズ３７”を通って、平行光束となって前出のミラーカセット３８内で光軸０に交わり、ミラーカセット３８に着脱可能に固定されたミラー３９によって標本３側へ反射され、対物レンズ２４によって標本３のピント位置で集光される。ミラー３９は、ミラーカセット３８を回転させることにより、選択的に光軸０上に配置されるようになっている。
【００２６】
三眼鏡筒４０はミラーカセット３８上に着脱可能に保持されている。三眼鏡筒４０には結像レンズ４１及び分割プリズム４２が内蔵されている。標本３を出た光は、対物レンズ２４を通って平行光束となり、結像レンズ４１を通る。その後、分割プリズム４２で反射された光は接眼レンズ４３で、また分割プリズム４２を透過した光はカメラポート４４に固定されたカメラ４５で、観察される。
【００２７】
図３は、本第１の実施の形態のシステム顕微鏡における標本３近傍の詳細構成を示した拡大図である。図３において、標本３、対物レンズ４、対物レンズ２４、及びレボルバ２５については既に述べたものである。ここでレボルバ２５の内部構成について述べると、対物レンズ固定部４６は対物レンズ２４を着脱可能に固定し、支持板４７は対物レンズ固定部４６を支える。また対物レンズ固定部４６は、側面をプランジャバネ４８及び２本の調整ネジ４９（図では１本のみ図示）によって３点支持されている。この２本の調整ネジ４９を工具５０を用いて出し入れすることにより、対物レンズ固定部４６は対物レンズ２４と一体的に、支持板４７上で光軸０に垂直な平面内を移動することができる。
【００２８】
以上のような構成を持つ本第１の実施の形態の作用について述べる。
【００２９】
光源９を出た光線は、既に述べたように、ミラーカセット１１を回転させてミラー１２を光軸０上に配置させることにより、標本３側に反射して対物レンズ４を通り標本３に照射される。標本３を透過した光は対物レンズ２４及び結像レンズ４１を通り、接眼レンズ４３もしくはカメラ４５で観察される。一方でミラー１２がダイクロイックミラーである場合には、標本３上で励起された蛍光を、対物レンズ４及び結像レンズ１６を通して、カメラ２０もしくはカメラ２１もしくは接眼レンズ２３で観察できる。
【００３０】
また、光源３２を出た光線は、既に述べたように、ミラーカセット３４を回転させてミラー３５を光軸０上に配置させることにより、標本３側に反射して対物レンズ２４を通り標本３に照射される。標本３を透過した光は対物レンズ４及び結象レンズ１６を通り、カメラ２０もしくはカメラ２１もしくは接眼レンズ２３で観察される。一方でミラー３５がダイクロイックミラーである場合には、標本３上で励起された蛍光を、対物レンズ２４及び結像レンズ４１を通して、接眼レンズ４３もしくはカメラ４５で観察できる。
【００３１】
次に、標本３の下側からは、既に述べたように、ミラーカセット１１を回転させてミラー１５を光軸０上に配置させることにより、レーザ発振器１３を出た光線が標本３内の任意のピント位置で集光する。一方、標本３の上側からは、これも既に述べたように、ミラーカセット３８を回転させてミラー３９を光軸０上に配置させることにより、レーザ発振器３６を出た光線が標本３内の任意のピント位置で集光する。
【００３２】
図４は、図３の構成を元に本第１の実施の形態の作用を示した説明図である。図４において、５１はレーザ発振器１３から出た光線であり、５２はレーザ発振器３６から出た光線である。光線５１の集光位置は、回転焦準ノブ７を回転させて対物レンズ４を光軸０方向に移動させることで、標本３内の任意の高さに設定できる。一方で、光線５２の集光位置は、回転焦準ノブ２７を回転させて対物レンズ２４を光軸０方向に移動させることで、標本３内の任意の高さに設定できると共に、工具５０を用いて対物レンズ２４を光軸０に垂直な面内で移動させることで、集光位置を光軸０からずらすことができる。
【００３３】
以上に説明したような本発明の第１の実施の形態によれば、標本３に上下から対物レンズ４及び２４で集光したレーザ光を照射させるに当たり、対物レンズ４及び２４のピント位置は回転焦準ノブ７及び２７を用いて光軸０方向に個別に設定することが出来ると共に、対物レンズ２４は工具５０を用いて光軸０からずらすことが出来るので、上下からの２本のレーザ光線の集光位置を、標本３内のＸＹＺ方向任意の異なる位置に設定することが出来る。
【００３４】
また、標本３内において各々のレーザ光線を集光させる位置は、対物レンズ４及び２４の各々の観察像のフォーカス面内における視野の中心位置に一義的に決定されるので、対物レンズ４側のレーザ光線を集光させる位置はカメラ２０もしくはカメラ２１もしくは接眼レンズ２３で、一方対物レンズ２４側のレーザ光線を集光させる位置は接眼レンズ４３もしくはカメラ４５で、各々標本３の像を観察することにより容易に決定することが出来る。
【００３５】
また、２本のレーザ光線を集光させる位置を決定するための標本３の像観察に用いる照明光は、ミラーカセット１１内の光軸０上にミラー１５を配置し、ミラーカセット３４内の光軸０上に配置されるミラー３５をダイクロイックミラーとすることにより、光源３２からの光線を用いて対物レンズ４では透過照明観察が、また対物レンズ２４では落射蛍光観察が可能となる。一方で、レーザ発振器１３を使用していない状態では、ミラーカセット１１内の光軸０上に配置されるミラー１２をダイクロイックミラーとすることにより、光源９からの光線を用いて対物レンズ２４では透過照明観察が、また対物レンズ４では落射蛍光観察が可能となる。
【００３６】
また、既に述べたように、本第１の実施の形態においては、支柱２９上において保持される焦準ユニット２８及び２８’は、支柱２９に着脱自在であり、且つ任意の高さに固定可能である。従って、焦準ユニット２８は、対物レンズ２４のピント位置を標本３内に合わせることが出来る範囲内で自在に設定できる。更に焦準ユニット２８’に至っては、対物レンズ２４と結像レンズ４１の間の光束は平行光束なので、支柱２９に固定する高さの制約は無い。従って、ステージ２や標本３の視認性や操作性を確保するための標本３上側の装置の配置が容易に行える。
【００３７】
以上のように、２本のレーザ光線を標本３の所望する異なる個所に集光させる実験を容易に行うことができ、標本３の視認性や操作性も確保したシステム顕微鏡を提供することが出来る。
【００３８】
以上、本発明の第１の実施の形態について説明したが、これは以下のような応用も可能である。第１に、コリメートレンズ１４”及び３７”をレーザ光軸に対して垂直な方向に移動させる機構を付加すれば、標本３内における各々のレーザ光線を集光させる位置を、対物レンズ４及び２４の各々の観察視野の中心位置からずらすことが可能である。第２に、回転焦準ノブ７及び２７において、公知の技術である処の回転ストッパ機構を付加し、レボルバ保持台６の上方向への移動及びアーム２６の下方向への移動を任意の位置で規制できるようにすれば、対物レンズ４及び２４を一旦標本３から遠ざけた後再びピント合わせをする際に、回転焦準ノブ７及び２７を回して規制位置まで突き当てることで、容易にピント位置すなわちレーザ集光位置を再現できることは自明である。第３に、アーム２６に着脱可能に固定されたレボルバ２５は、用途に合わせて任意に交換することが可能である。第４に、ミラー１５及び３９を光軸０上に配置した時に連動して接眼レンズ２３及び４３への光線の導入を遮断するシャッタ機構を付加すれば、レーザ光線が接眼レンズを通して目に照射されることを防止することができる。
【００３９】
（第１の実施の形態の変形例）
図５は、本発明の第１の実施の形態の変形例を示したシステム顕微鏡の側面図である。図５において、集光レンズ５３は、光ファイバケーブル３７の端に接続されたコリメートレンズ３７”とミラーカセット３８の間に挿入固定されている。これ以外の構成は図１、図２及び図３と同一である。レーザ発振器３６を出た光線は、コリメートレンズ３７’、光ファイバケーブル３７、コリメートレンズ３７”を通って、平行光束となって集光レンズ５３に入射した後、集光光束となってミラーカセット３８内で光軸０に交わり、ミラーカセット３８に着脱可能に固定されたミラー３９によって標本３側へ反射され、対物レンズ２４の後側焦点位置で集光される。
【００４０】
図６は、本変形例における標本３近傍の詳細構成を示した拡大図である。図６にて図３，図４と同一な部分には同符号を示している。図６において、５４は前出の対物レンズ２４の後側焦点位置に集光した光線であり、光線５４は対物レンズ２４を通って平行光束となり標本３に照射される。すなわち、光線５４は標本３内のどの位置においても一定の光束径とエネルギー密度を有するレーザ照明として作用する。
【００４１】
この場合、光線５４を標本３において平行光束とするためには、集光レンズ５３の主点位置と対物レンズ２４の後側焦点位置との間の距離は、集光レンズ５３の焦点距離と正確に一致していなければならない。一方で、対物レンズの後側焦点位置は、対物レンズの種類によって異なった値を持っているため、レーザ照明用の対物レンズ２４を自由に選択するためには、対物レンズ２４のピント位置を標本３上に固定した状態で、集光レンズ５３との間の距離を自由に変えられる必要がある。
【００４２】
本例においては、回転焦準ノブ２７’を回転させてアーム２６’を上下させることにより、対物レンズ２４の標本３内でのピント位置を固定したままで対物レンズ２４と集光レンズ５３との間の距離を調整することができる。一方で、標本３の観察光は、対物レンズ２４と結像レンズ４１の間で平行光束であるから、対物レンズ２４と結像レンズ４１の間の距離が変わっても接眼レンズ４３及びカメラ４５で観察される像は変化しない。従って、標本３のピント合わせと結像レンズ５３の位置調整を独立して行うことが可能であり、対物レンズ２４の種類に応じたレーザ照明を正確に調整することが可能である。
【００４３】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係るシステム顕微鏡の側面図であり、図８は正面図である。図７及び図８において、ミラーホルダ５５はミラーカセット１１上に設置されており、ミラー５６はミラーホルダ５５に内蔵され、ツマミ５７を用いてスライドさせることにより光軸０上に挿脱自在となるよう設けられている。また図８において、１３はレーザ発振器であり、１４は光ファイバケーブルである。光ファイバケーブル１４の両端は、それぞれコリメートレンズ１４’及び１４”を介してレーザ発振器１３と前出のミラーホルダ５５に接続されている。
【００４４】
レーザ発振器１３を出た光線は、コリメートレンズ１４’、光ファイバケーブル１４、コリメートレンズ１４”を通って、平行光束となって前出のミラー５６により標本３側へ反射され、対物レンズ４によって標本３のピント位置で集光される。以上に述べた構成以外は、第１の実施の形態において述べた構成と同一であり、同一の符号を用いている。
【００４５】
以上に説明したような本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態で述べた効果の他に以下の効果が得られる。レーザ発振器１３からのレーザ光線は、光源９からの光線とは異なる位置で光軸０に交わるので、上記２つの光線を同時に標本３に照射することが可能である。従って、２本のレーザ光線を集光させる各々の位置を決定するための標本３の像観察に用いる照明光は、ミラーカセット１１及び３４によって光軸０上に入れられるミラーを選択することにより、光源９及び３２からの光線を用いて透過照明及び落射照明のどちらにでも使用できる柔軟性を有する。
【００４６】
従って、２本のレーザ光線を標本３の所望する異なる個所に集光させる実験を容易且つ柔軟に行うことが可能なシステム顕微鏡を提供することが出来る。
【００４７】
（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態に係るシステム顕微鏡の側面図であり、図１０は、本第３の実施の形態に特有の構成である微動中継機構の詳細構成を示した上面展開図である。図９，図１０にて図１，図２と同一な部分には同符号を示している。
【００４８】
図９及び図１０において、７ｂ及び２７ｂは第１の実施の形態において説明した微動ノブである。ここで、微動ノブ７ｂの１回転に対応するレボルバ保持台６の移動量、及び微動ノブ２７ｂの１回転に対応するアーム２６の移動量は、同一となるように構成されている。５８はクラッチ部であり、５９はアイドラであり、ベルト６０、６１、６２は、それぞれ微動ノブ７ｂとクラッチ部５８、クラッチ部５８とアイドラ５９、アイドラ５９と微動ノブ２７ｂの間に張られている。
【００４９】
クラッチ部５８は、下側微動伝達部５８ａ、上側微動伝達部５８ｂ、回転軸５８ｃ、クラッチノブ５８ｄ、及びストッパ５８ｅによって構成される。下側微動伝達部５８ａにはベルト６０が巻き付けられ、上側微動伝達部５８ｂにはベルト６１が巻き付けられており、各々回転軸５８ｃの周りをベアリングを介して回転可能に構成されている。クラッチノブ５８ｄは上側微動伝達部５８ｂにねじ込まれており、ストッパ５８ｅはクラッチノブ５８ｄの先端に取り付けられ、下側微動伝達部５８ａの回転スラスト面に対向して配置されている。
【００５０】
ここで、微動ノブ７ｂ、下側微動伝達部５８ａ、上側微動伝達部５８ｂ、アイドラ５９、及び微動ノブ２７ｂにおけるベルトの巻き付け径は同一である。以上に述べた構成以外は、第１の実施の形態において述べた構成と同一であり、同一の符号を用いている。
【００５１】
次に、本第３の実施の形態の作用について説明する。クラッチノブ５８ｄをねじ込んでストッパ５８ｅを下側微動伝達部５８ａの回転スラスト面に押し付けることにより、下側微動伝達部５８ａと上側微動伝達部５８ｂは互いに拘束され、回転軸５８ｃの周りを一体的に回転するようになる。この状態で微動ノブ７ｂを回転させると、微動ノブ７ｂの回転はベルト６０を介して下側微動伝達部５８ａに伝達され、互いに拘束された上側微動伝達部５８ｂと一体的に回転する。上側微動伝達部５８ｂの回転はベルト６１を介してアイドラ５９に伝達され、更にベルト６２を介して微動ノブ２７ｂに伝達される。前述のように、微動ノブ７ｂ、下側微動伝達部５８ａ、上側微動伝達部５８ｂ、アイドラ５９、及び微動ノブ２７ｂにおけるベルトの巻き付け径は同一であるから、微動ノブ７ｂの回転角は、微動ノブ２７ｂに同一の回転角で伝達される。
【００５２】
またこれも前述のように、微動ノブ７ｂの１回転に対応するレボルバ保持台６の移動量、及び微動ノブ２７ｂの１回転に対応するアーム２６の移動量は、同一となるように構成されているため、微動ノブ７ｂを回転させることにより、レボルバ保持台６とアーム２６が同一の移動量で同方向へ移動する。一方で、クラッチノブ５８ｄを引き出してストッパ５８ｅを下側微動伝達部５８ａの回転スラスト面から離すと、下側微動伝達部５８ａと上側微動伝達部５８ｂの回転拘束が解かれるので、微動ノブ７ｂと微動ノブ２７ｂは独立して回転可能となる。
【００５３】
以上に説明したような本発明の第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態で述べた効果の他に以下の効果が得られる。クラッチノブ５８ｄをねじ込むことにより、微動ノブ７ｂを回転させるとレボルバ保持台６とアーム２６が同一の移動量で同方向へ移動する。標本３の上下に配置された対物レンズ４及び２４のピント位置が標本３内部の同一高さにある場合にこの機能を使用すれば、２つの対物レンズの同焦点高さを保持したままで標本３内部の観察位置高さを変更することができるので、標本のピント合わせの手間が省けた使い勝手の良いシステム顕微鏡とすることができる。
【００５４】
なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、標本の上側からレーザ光線を照射し観察を行え、かつ標本の視認性と操作性を確保したシステム顕微鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシステム顕微鏡の側面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るシステム顕微鏡の正面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における標本近傍の詳細構成を示した拡大図。
【図４】本発明の第１の実施の形態の作用を示した説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態の変形例を示したシステム顕微鏡の側面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態の変形例における標本近傍の詳細構成を示した拡大図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るシステム顕微鏡の側面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るシステム顕微鏡の正面図。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るシステム顕微鏡の側面図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に特有の構成である微動中継機構の詳細構成を示した展開図。
【符号の説明】
１…倒立顕微鏡本体
２…ステージ
３…標本
４…対物レンズ
５…レボルバ
６…レボルバ保持台
７…回転焦準ノブ
８…ランプハウス
９…光源
１０…投光管
１１…ミラーカセット
１２…ミラー
１３…レーザ発振器
１４…光ファイバケーブル
１５…ミラー
１６…結像レンズ
１７…光路切換プリズム
１８…フロントポート
１９…サイドポート
２０…カメラ
２１…カメラ
２２…ミラー
２３…接眼レンズ
２４…対物レンズ
２５…レボルバ
２６…アーム
２７…回転焦準ノブ
２８…焦準ユニット
２９…支柱
３０…固定ノブ
３１…ランプハウス
３２…光源
３３…投光管
３４…ミラーカセット
３５…ミラー
３６…レーザ発振器
３７…光ファイバケーブル
３８…ミラーカセット
３９…ミラー
４０…三眼鏡筒
４１…結像レンズ
４２…分割プリズム
４３…接眼レンズ
４４…カメラポート
４５…カメラ
４６…対物レンズ固定部
４７…支持板
４８…プランジャバネ
４９…調整ネジ
５０…工具
５１…光線
５２…光線
５３…集光レンズ
５４…光線
５５…ミラーホルダ
５６…ミラー
５７…ツマミ
５８…クラッチ部
５９…アイドラ
６０、６１、６２…ベルト
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光線を標本に照射して観察を行うレーザアプリケーションに適用されるシステム顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光線は、パワー密度が大きいことや、集光させた時のスポット径を小さくできること等の特徴を持っている。近年の生物顕微鏡分野においても、レーザ光線の特徴を利用したアプリケーションが発達してきており、最近では波長の異なる複数のレーザ光線を同時に標本に照射するためのシステム顕微鏡に対する要求が起こりつつある。
【０００３】
レーザ光線の波長が異なる場合、各々のレーザ光線を効率良く標本に照射するためには、対物レンズの透過率や収差を各々の波長に応じて最適なものにしなければならず、１本の対物レンズで対応することは困難である場合がある。また、複数のレーザ光線を異なる高さの位置で集光させることを考えた場合、１本の対物レンズでは異なるピント位置を同時に確認することができない。このような状況に対応する手段として、標本の上側と下側の双方に対物レンズを配置し、各々の対物レンズを通してレーザ光線を照射し、且つ各々の対物レンズを通してレーザの照射面を観察することが考えられる。
【０００４】
従来、標本の下側から標本を観察する倒立顕微鏡をベースにして、標本の上側に観察用の手段を配置した構成が開示されている。特公平５−５３３０号においては、透過照明支柱を中途位置で回転させてコンデンサと実体顕微鏡を選択的に光軸に配置できるようにした倒立顕微鏡が開示されている。また、特開平１０−９０６０４号においては、透過照明支柱のコンデンサホルダを介して対物レンズを保持した倒立顕微鏡が開示されている。また、特開平１１−２１８６８３号においては、透過照明用のコンデンサ装置中において観察用光路を分割し、コンデンサ装置と一体的に観察手段を設けた倒立顕微鏡及びコンデンサ装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来技術において、標本の上側からレーザ光線を照射し、かつ観察を行うためには、倒立顕微鏡の透過照明支柱に設けられた上下動ホルダ部にレーザ導入部と観察手段を配置することになる。このため、これら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、レーザ光路の配置の自由度が低いだけでなく、標本の視認性が悪く使い勝手の悪いシステムとならざるを得ない。
【０００６】
本発明の目的は、標本の上側からレーザ光線を照射し観察を行え、かつ標本の視認性と操作性を確保したシステム顕微鏡を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のシステム顕微鏡は以下の如く構成されている。
【０００８】
（１）本発明のシステム顕微鏡は、標本から下方に位置し下側対物レンズ及び下側結像レンズを介して下側観察手段に至る下側観察光路と、前記標本から上方に位置し上側対物レンズ及び上側結像レンズを介して上側観察手段に至る上側観察光路と、を備えたシステム顕微鏡において、前記下側対物レンズと前記下側結像レンズの間で前記下側観察光路に入射する下側照明光路と、前記下側対物レンズと前記下側結像レンズの間で前記下側観察光路に入射する下側レーザ光路と、前記下側対物レンズを前記下側観察光路に平行な方向に移動させる下側回転焦準ノブと、前記上側対物レンズと前記上側結像レンズの間で前記上側観察光路に入射する上側照明光路と、前記上側対物レンズと前記上側結像レンズの間で前記上側観察光路に入射する上側レーザ光路と、前記上側対物レンズを前記上側観察光路に垂直な平面内で移動させる移動機構と、前記上側対物レンズと前記上側照明光路を一体的に前記上側観察光路に平行な方向に移動させる上側回転焦準ノブを有する上側焦準部と、前記上側焦準部を固定位置自在に固定する支柱と、から構成されている。
【０００９】
（２）本発明のシステム顕微鏡は上記（１）に記載の顕微鏡であり、かつ前記下側観察光路と前記下側照明光路が交わる位置及び前記上側観察光路と前記上側照明光路が交わる位置の少なくとも一方にダイクロイックミラーを配置自在なミラーユニットを備えている。
【００１０】
（３）本発明のシステム顕微鏡は上記（１）または（２）に記載の顕微鏡であり、かつ前記下側回転焦準ノブとベルトを介して連結され、前記下側回転焦準ノブを回転させることによって回転する下側回転伝達部と、前記上側回転焦準ノブとベルトを介して連結され、前記上側回転焦準ノブを回転させることによって回転する上側回転伝達部と、前記下側回転伝達部の回転運動と前記上側回転伝達部の回転運動を解除可能に連結するクラッチ部と、を備えている。
【００１１】
上記手段を講じた結果、それぞれ以下のような作用を奏する。
【００１２】
（１）本発明のシステム顕微鏡によれば、標本に上下から下側対物レンズ及び上側対物レンズで集光したレーザ光を照射させるに当たり、下側対物レンズ及び上側対物レンズのピント位置は下側回転焦準ノブ及び上側回転焦準ノブを用いて光軸方向に個別に設定することが出来ると共に、上側対物レンズは前記光軸からずらすことが出来るので、上下からの２本のレーザ光線の集光位置を、前記標本内のＸＹＺ方向任意の異なる位置に設定することが出来る。
【００１３】
（２）本発明のシステム顕微鏡によれば、ダイクロイックミラーを配置させることにより、標本上で励起された蛍光を、下側対物レンズ及び下側結像レンズまたは上側対物レンズ及び上側結像レンズを通して観察できる。
【００１４】
（３）本発明のシステム顕微鏡によれば、下側回転伝達部と上側回転伝達部の回転運動をクラッチ部で連結すると、下側回転焦準ノブの回転に上側回転焦準ノブの回転を連動させることができ、下側対物レンズと上側対物レンズの同焦点高さを保持したままで標本内部の観察位置高さを変更することができる。また、連結を解除すると、下側回転焦準ノブと上側回転焦準ノブが独立して回転可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシステム顕微鏡の側面図であり、図２は正面図である。図１及び図２において、倒立顕微鏡本体１にはステージ２が固定されており、ステージ２の上に標本３が載置されている。標本３の下方に配置された対物レンズ４は、異なる対物レンズ（図においては４’及び４”）と共にレボルバ５に保持固定され、レボルバ５を回転させることにより選択的に光軸０上に配置されるようになっている。
【００１６】
レボルバ保持台６はレボルバ５を固定しており、このレボルバ保持台６は、倒立顕微鏡本体１内部の図示されないラック＆ピニオン機構により回転焦準ノブ７に接続され、回転焦準ノブ７の回転運動がレボルバ保持台６の光軸０方向への直線運動に変換される。また回転焦準ノブ７は、回転軸を共有する粗動ノブ７ａと微動ノブ７ｂ、及び回転にかかる摩擦抵抗力を調整する力量調整ノブ７ｃにより構成されており、粗動ノブ７ａの１回転がレボルバ保持台６の１ｍｍ以上の任意の移動量に、また微動ノブ７ｂの１回転がレボルバ保持台６の０．１ｍｍ程度の任意の移動量に変換される。
【００１７】
ランプハウス８は光源９を内蔵しており、投光管１０はランプハウス８を保持し倒立顕微鏡本体１に固定されている。光源９を出た光線は、投光管１０を通って、レボルバ５の下に配置されたミラーカセット１１内で光軸０に交わり、ミラーカセット１１に着脱可能に固定されたミラー１２によって標本３側へ反射される。なお、上記の８、９、１０及び１２は図２には図示していない。
【００１８】
一方、図２において、１３はレーザ発振器であり、１４は光ファイバケーブルである。光ファイバケーブル１４の両端は、それぞれコリメートレンズ１４’及び１４”を介してレーザ発振器１３と前出のミラーカセット１１に接続されている。レーザ発振器１３を出た光線は、コリメートレンズ１４’、光ファイバケーブル１４、コリメートレンズ１４”を通って、平行光束となって前出のミラーカセット１１内で光軸０に交わり、ミラーカセット１１に着脱可能に固定されたミラー１５によって標本３側へ反射され、対物レンズ４によって標本３のピント位置で集光される。前出のミラー１２及びミラー１５は、ミラーカセット１１を回転させることにより、選択的に光軸０上に配置されるようになっている。
【００１９】
また、倒立顕微鏡本体１内部には、光軸０に沿って結像レンズ１６、光路切換プリズム１７が配置されている。この光路切換プリズム１７は、標本３からの光線を１００％透過するプリズム１７ａ、標本３からの光線の１００％もしくは一部をフロントポート１８側へ反射するプリズム１７ｂ、及び標本３からの光線の１００％もしくは一部をサイドポート１９側へ反射するプリズム１７ｃを、選択的に光軸０に配置出来るようになっている。
【００２０】
標本３を出た光は、対物レンズ４を通って平行光束となり、結像レンズ１６を通る。その後、プリズム１７ｂで反射された光はフロントポート１８に固定されたカメラ２０で、プリズム１７ｃで反射された光はサイドポート１９に固定されたカメラ２１で、またプリズム１７ａを透過した光はミラー２２で反射された後接眼レンズ２３で、観察される。
【００２１】
一方、対物レンズ２４は標本３の上方に配置され、異なる対物レンズ（図においては２４’及び２４”）と共にレボルバ２５に保持固定され、レボルバ２５を回転させることにより選択的に光軸０上に配置されるようになっている。アーム２６はレボルバ２５を着脱可能に固定しており、このアーム２６は、図示されないラック＆ピニオン機構により回転焦準ノブ２７に接続され、回転焦準ノブ２７の回転運動がアーム２６の光軸０方向の直線運動に変換される。
【００２２】
また回転焦準ノブ２７は、回転軸を共有する粗動ノブ２７ａと微動ノブ２７ｂ、及び回転にかかる摩擦抵抗力を調整する力量調整ノブ２７ｃにより構成されており、粗動ノブ２７ａの１回転がアーム２６の１ｍｍ以上の任意の移動量に、また微動ノブ２７ｂの１回転がアーム２６の０．１ｍｍ程度の任意の移動量に変換される。
【００２３】
焦準ユニット２８は、アーム２６を上下動可能に保持し且つ回転焦準ノブ２７を回転可能に保持する。焦準ユニット２８はアーム２６、回転焦準ノブ２７と一体的に構成され、倒立顕微鏡本体１に固定された支柱２９に着脱可能に保持され、固定ノブ３０により支柱２９上の任意の高さで固定される。また、焦準ユニット２８の上方には、これと同一の構造を持つ焦準ユニット２８’が、アーム２６’、回転焦準ノブ２７’と一体的に支柱２９に着脱可能に保持され、固定ノブ３０’により支柱２９上の任意の高さで固定される。
【００２４】
ランプハウス３１は光源３２を内蔵しており、投光管３３はランプハウス３１を保持し、ミラーカセット３４は投光管３３を保持している。ミラーカセット３４は前出のアーム２６に着脱可能に保持されている。光源３２を出た光線は、投光管３３を通ってミラーカセット３４内で光軸０に交わり、ミラーカセット３４に着脱可能に固定されたミラー３５によって標本３側へ反射される。ミラー３５は、ミラーカセット３４を回転させることにより、選択的に光軸０上に配置されるようになっている。上記の３２、３３、及び３５は図２のみに図示し図１には図示していない。
【００２５】
一方、図１において、３６はレーザ発振器であり、３７は光ファイバケーブルである。光ファイバケーブル３７の両端は、それぞれコリメートレンズ３７’及び３７”を介してレーザ発振器３６とミラーカセット３８に接続されている。またミラーカセット３８は前出のアーム２６’に着脱可能に保持されている。レーザ発振器３６を出た光線は、コリメートレンズ３７’、光ファイバケーブル３７、コリメートレンズ３７”を通って、平行光束となって前出のミラーカセット３８内で光軸０に交わり、ミラーカセット３８に着脱可能に固定されたミラー３９によって標本３側へ反射され、対物レンズ２４によって標本３のピント位置で集光される。ミラー３９は、ミラーカセット３８を回転させることにより、選択的に光軸０上に配置されるようになっている。
【００２６】
三眼鏡筒４０はミラーカセット３８上に着脱可能に保持されている。三眼鏡筒４０には結像レンズ４１及び分割プリズム４２が内蔵されている。標本３を出た光は、対物レンズ２４を通って平行光束となり、結像レンズ４１を通る。その後、分割プリズム４２で反射された光は接眼レンズ４３で、また分割プリズム４２を透過した光はカメラポート４４に固定されたカメラ４５で、観察される。
【００２７】
図３は、本第１の実施の形態のシステム顕微鏡における標本３近傍の詳細構成を示した拡大図である。図３において、標本３、対物レンズ４、対物レンズ２４、及びレボルバ２５については既に述べたものである。ここでレボルバ２５の内部構成について述べると、対物レンズ固定部４６は対物レンズ２４を着脱可能に固定し、支持板４７は対物レンズ固定部４６を支える。また対物レンズ固定部４６は、側面をプランジャバネ４８及び２本の調整ネジ４９（図では１本のみ図示）によって３点支持されている。この２本の調整ネジ４９を工具５０を用いて出し入れすることにより、対物レンズ固定部４６は対物レンズ２４と一体的に、支持板４７上で光軸０に垂直な平面内を移動することができる。
【００２８】
以上のような構成を持つ本第１の実施の形態の作用について述べる。
【００２９】
光源９を出た光線は、既に述べたように、ミラーカセット１１を回転させてミラー１２を光軸０上に配置させることにより、標本３側に反射して対物レンズ４を通り標本３に照射される。標本３を透過した光は対物レンズ２４及び結像レンズ４１を通り、接眼レンズ４３もしくはカメラ４５で観察される。一方でミラー１２がダイクロイックミラーである場合には、標本３上で励起された蛍光を、対物レンズ４及び結像レンズ１６を通して、カメラ２０もしくはカメラ２１もしくは接眼レンズ２３で観察できる。
【００３０】
また、光源３２を出た光線は、既に述べたように、ミラーカセット３４を回転させてミラー３５を光軸０上に配置させることにより、標本３側に反射して対物レンズ２４を通り標本３に照射される。標本３を透過した光は対物レンズ４及び結象レンズ１６を通り、カメラ２０もしくはカメラ２１もしくは接眼レンズ２３で観察される。一方でミラー３５がダイクロイックミラーである場合には、標本３上で励起された蛍光を、対物レンズ２４及び結像レンズ４１を通して、接眼レンズ４３もしくはカメラ４５で観察できる。
【００３１】
次に、標本３の下側からは、既に述べたように、ミラーカセット１１を回転させてミラー１５を光軸０上に配置させることにより、レーザ発振器１３を出た光線が標本３内の任意のピント位置で集光する。一方、標本３の上側からは、これも既に述べたように、ミラーカセット３８を回転させてミラー３９を光軸０上に配置させることにより、レーザ発振器３６を出た光線が標本３内の任意のピント位置で集光する。
【００３２】
図４は、図３の構成を元に本第１の実施の形態の作用を示した説明図である。図４において、５１はレーザ発振器１３から出た光線であり、５２はレーザ発振器３６から出た光線である。光線５１の集光位置は、回転焦準ノブ７を回転させて対物レンズ４を光軸０方向に移動させることで、標本３内の任意の高さに設定できる。一方で、光線５２の集光位置は、回転焦準ノブ２７を回転させて対物レンズ２４を光軸０方向に移動させることで、標本３内の任意の高さに設定できると共に、工具５０を用いて対物レンズ２４を光軸０に垂直な面内で移動させることで、集光位置を光軸０からずらすことができる。
【００３３】
以上に説明したような本発明の第１の実施の形態によれば、標本３に上下から対物レンズ４及び２４で集光したレーザ光を照射させるに当たり、対物レンズ４及び２４のピント位置は回転焦準ノブ７及び２７を用いて光軸０方向に個別に設定することが出来ると共に、対物レンズ２４は工具５０を用いて光軸０からずらすことが出来るので、上下からの２本のレーザ光線の集光位置を、標本３内のＸＹＺ方向任意の異なる位置に設定することが出来る。
【００３４】
また、標本３内において各々のレーザ光線を集光させる位置は、対物レンズ４及び２４の各々の観察像のフォーカス面内における視野の中心位置に一義的に決定されるので、対物レンズ４側のレーザ光線を集光させる位置はカメラ２０もしくはカメラ２１もしくは接眼レンズ２３で、一方対物レンズ２４側のレーザ光線を集光させる位置は接眼レンズ４３もしくはカメラ４５で、各々標本３の像を観察することにより容易に決定することが出来る。
【００３５】
また、２本のレーザ光線を集光させる位置を決定するための標本３の像観察に用いる照明光は、ミラーカセット１１内の光軸０上にミラー１５を配置し、ミラーカセット３４内の光軸０上に配置されるミラー３５をダイクロイックミラーとすることにより、光源３２からの光線を用いて対物レンズ４では透過照明観察が、また対物レンズ２４では落射蛍光観察が可能となる。一方で、レーザ発振器１３を使用していない状態では、ミラーカセット１１内の光軸０上に配置されるミラー１２をダイクロイックミラーとすることにより、光源９からの光線を用いて対物レンズ２４では透過照明観察が、また対物レンズ４では落射蛍光観察が可能となる。
【００３６】
また、既に述べたように、本第１の実施の形態においては、支柱２９上において保持される焦準ユニット２８及び２８’は、支柱２９に着脱自在であり、且つ任意の高さに固定可能である。従って、焦準ユニット２８は、対物レンズ２４のピント位置を標本３内に合わせることが出来る範囲内で自在に設定できる。更に焦準ユニット２８’に至っては、対物レンズ２４と結像レンズ４１の間の光束は平行光束なので、支柱２９に固定する高さの制約は無い。従って、ステージ２や標本３の視認性や操作性を確保するための標本３上側の装置の配置が容易に行える。
【００３７】
以上のように、２本のレーザ光線を標本３の所望する異なる個所に集光させる実験を容易に行うことができ、標本３の視認性や操作性も確保したシステム顕微鏡を提供することが出来る。
【００３８】
以上、本発明の第１の実施の形態について説明したが、これは以下のような応用も可能である。第１に、コリメートレンズ１４”及び３７”をレーザ光軸に対して垂直な方向に移動させる機構を付加すれば、標本３内における各々のレーザ光線を集光させる位置を、対物レンズ４及び２４の各々の観察視野の中心位置からずらすことが可能である。第２に、回転焦準ノブ７及び２７において、公知の技術である処の回転ストッパ機構を付加し、レボルバ保持台６の上方向への移動及びアーム２６の下方向への移動を任意の位置で規制できるようにすれば、対物レンズ４及び２４を一旦標本３から遠ざけた後再びピント合わせをする際に、回転焦準ノブ７及び２７を回して規制位置まで突き当てることで、容易にピント位置すなわちレーザ集光位置を再現できることは自明である。第３に、アーム２６に着脱可能に固定されたレボルバ２５は、用途に合わせて任意に交換することが可能である。第４に、ミラー１５及び３９を光軸０上に配置した時に連動して接眼レンズ２３及び４３への光線の導入を遮断するシャッタ機構を付加すれば、レーザ光線が接眼レンズを通して目に照射されることを防止することができる。
【００３９】
（第１の実施の形態の変形例）
図５は、本発明の第１の実施の形態の変形例を示したシステム顕微鏡の側面図である。図５において、集光レンズ５３は、光ファイバケーブル３７の端に接続されたコリメートレンズ３７”とミラーカセット３８の間に挿入固定されている。これ以外の構成は図１、図２及び図３と同一である。レーザ発振器３６を出た光線は、コリメートレンズ３７’、光ファイバケーブル３７、コリメートレンズ３７”を通って、平行光束となって集光レンズ５３に入射した後、集光光束となってミラーカセット３８内で光軸０に交わり、ミラーカセット３８に着脱可能に固定されたミラー３９によって標本３側へ反射され、対物レンズ２４の後側焦点位置で集光される。
【００４０】
図６は、本変形例における標本３近傍の詳細構成を示した拡大図である。図６にて図３，図４と同一な部分には同符号を示している。図６において、５４は前出の対物レンズ２４の後側焦点位置に集光した光線であり、光線５４は対物レンズ２４を通って平行光束となり標本３に照射される。すなわち、光線５４は標本３内のどの位置においても一定の光束径とエネルギー密度を有するレーザ照明として作用する。
【００４１】
この場合、光線５４を標本３において平行光束とするためには、集光レンズ５３の主点位置と対物レンズ２４の後側焦点位置との間の距離は、集光レンズ５３の焦点距離と正確に一致していなければならない。一方で、対物レンズの後側焦点位置は、対物レンズの種類によって異なった値を持っているため、レーザ照明用の対物レンズ２４を自由に選択するためには、対物レンズ２４のピント位置を標本３上に固定した状態で、集光レンズ５３との間の距離を自由に変えられる必要がある。
【００４２】
本例においては、回転焦準ノブ２７’を回転させてアーム２６’を上下させることにより、対物レンズ２４の標本３内でのピント位置を固定したままで対物レンズ２４と集光レンズ５３との間の距離を調整することができる。一方で、標本３の観察光は、対物レンズ２４と結像レンズ４１の間で平行光束であるから、対物レンズ２４と結像レンズ４１の間の距離が変わっても接眼レンズ４３及びカメラ４５で観察される像は変化しない。従って、標本３のピント合わせと結像レンズ５３の位置調整を独立して行うことが可能であり、対物レンズ２４の種類に応じたレーザ照明を正確に調整することが可能である。
【００４３】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係るシステム顕微鏡の側面図であり、図８は正面図である。図７及び図８において、ミラーホルダ５５はミラーカセット１１上に設置されており、ミラー５６はミラーホルダ５５に内蔵され、ツマミ５７を用いてスライドさせることにより光軸０上に挿脱自在となるよう設けられている。また図８において、１３はレーザ発振器であり、１４は光ファイバケーブルである。光ファイバケーブル１４の両端は、それぞれコリメートレンズ１４’及び１４”を介してレーザ発振器１３と前出のミラーホルダ５５に接続されている。
【００４４】
レーザ発振器１３を出た光線は、コリメートレンズ１４’、光ファイバケーブル１４、コリメートレンズ１４”を通って、平行光束となって前出のミラー５６により標本３側へ反射され、対物レンズ４によって標本３のピント位置で集光される。以上に述べた構成以外は、第１の実施の形態において述べた構成と同一であり、同一の符号を用いている。
【００４５】
以上に説明したような本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態で述べた効果の他に以下の効果が得られる。レーザ発振器１３からのレーザ光線は、光源９からの光線とは異なる位置で光軸０に交わるので、上記２つの光線を同時に標本３に照射することが可能である。従って、２本のレーザ光線を集光させる各々の位置を決定するための標本３の像観察に用いる照明光は、ミラーカセット１１及び３４によって光軸０上に入れられるミラーを選択することにより、光源９及び３２からの光線を用いて透過照明及び落射照明のどちらにでも使用できる柔軟性を有する。
【００４６】
従って、２本のレーザ光線を標本３の所望する異なる個所に集光させる実験を容易且つ柔軟に行うことが可能なシステム顕微鏡を提供することが出来る。
【００４７】
（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態に係るシステム顕微鏡の側面図であり、図１０は、本第３の実施の形態に特有の構成である微動中継機構の詳細構成を示した上面展開図である。図９，図１０にて図１，図２と同一な部分には同符号を示している。
【００４８】
図９及び図１０において、７ｂ及び２７ｂは第１の実施の形態において説明した微動ノブである。ここで、微動ノブ７ｂの１回転に対応するレボルバ保持台６の移動量、及び微動ノブ２７ｂの１回転に対応するアーム２６の移動量は、同一となるように構成されている。５８はクラッチ部であり、５９はアイドラであり、ベルト６０、６１、６２は、それぞれ微動ノブ７ｂとクラッチ部５８、クラッチ部５８とアイドラ５９、アイドラ５９と微動ノブ２７ｂの間に張られている。
【００４９】
クラッチ部５８は、下側微動伝達部５８ａ、上側微動伝達部５８ｂ、回転軸５８ｃ、クラッチノブ５８ｄ、及びストッパ５８ｅによって構成される。下側微動伝達部５８ａにはベルト６０が巻き付けられ、上側微動伝達部５８ｂにはベルト６１が巻き付けられており、各々回転軸５８ｃの周りをベアリングを介して回転可能に構成されている。クラッチノブ５８ｄは上側微動伝達部５８ｂにねじ込まれており、ストッパ５８ｅはクラッチノブ５８ｄの先端に取り付けられ、下側微動伝達部５８ａの回転スラスト面に対向して配置されている。
【００５０】
ここで、微動ノブ７ｂ、下側微動伝達部５８ａ、上側微動伝達部５８ｂ、アイドラ５９、及び微動ノブ２７ｂにおけるベルトの巻き付け径は同一である。以上に述べた構成以外は、第１の実施の形態において述べた構成と同一であり、同一の符号を用いている。
【００５１】
次に、本第３の実施の形態の作用について説明する。クラッチノブ５８ｄをねじ込んでストッパ５８ｅを下側微動伝達部５８ａの回転スラスト面に押し付けることにより、下側微動伝達部５８ａと上側微動伝達部５８ｂは互いに拘束され、回転軸５８ｃの周りを一体的に回転するようになる。この状態で微動ノブ７ｂを回転させると、微動ノブ７ｂの回転はベルト６０を介して下側微動伝達部５８ａに伝達され、互いに拘束された上側微動伝達部５８ｂと一体的に回転する。上側微動伝達部５８ｂの回転はベルト６１を介してアイドラ５９に伝達され、更にベルト６２を介して微動ノブ２７ｂに伝達される。前述のように、微動ノブ７ｂ、下側微動伝達部５８ａ、上側微動伝達部５８ｂ、アイドラ５９、及び微動ノブ２７ｂにおけるベルトの巻き付け径は同一であるから、微動ノブ７ｂの回転角は、微動ノブ２７ｂに同一の回転角で伝達される。
【００５２】
またこれも前述のように、微動ノブ７ｂの１回転に対応するレボルバ保持台６の移動量、及び微動ノブ２７ｂの１回転に対応するアーム２６の移動量は、同一となるように構成されているため、微動ノブ７ｂを回転させることにより、レボルバ保持台６とアーム２６が同一の移動量で同方向へ移動する。一方で、クラッチノブ５８ｄを引き出してストッパ５８ｅを下側微動伝達部５８ａの回転スラスト面から離すと、下側微動伝達部５８ａと上側微動伝達部５８ｂの回転拘束が解かれるので、微動ノブ７ｂと微動ノブ２７ｂは独立して回転可能となる。
【００５３】
以上に説明したような本発明の第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態で述べた効果の他に以下の効果が得られる。クラッチノブ５８ｄをねじ込むことにより、微動ノブ７ｂを回転させるとレボルバ保持台６とアーム２６が同一の移動量で同方向へ移動する。標本３の上下に配置された対物レンズ４及び２４のピント位置が標本３内部の同一高さにある場合にこの機能を使用すれば、２つの対物レンズの同焦点高さを保持したままで標本３内部の観察位置高さを変更することができるので、標本のピント合わせの手間が省けた使い勝手の良いシステム顕微鏡とすることができる。
【００５４】
なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、標本の上側からレーザ光線を照射し観察を行え、かつ標本の視認性と操作性を確保したシステム顕微鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシステム顕微鏡の側面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るシステム顕微鏡の正面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における標本近傍の詳細構成を示した拡大図。
【図４】本発明の第１の実施の形態の作用を示した説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態の変形例を示したシステム顕微鏡の側面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態の変形例における標本近傍の詳細構成を示した拡大図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るシステム顕微鏡の側面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るシステム顕微鏡の正面図。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るシステム顕微鏡の側面図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に特有の構成である微動中継機構の詳細構成を示した展開図。
【符号の説明】
１…倒立顕微鏡本体
２…ステージ
３…標本
４…対物レンズ
５…レボルバ
６…レボルバ保持台
７…回転焦準ノブ
８…ランプハウス
９…光源
１０…投光管
１１…ミラーカセット
１２…ミラー
１３…レーザ発振器
１４…光ファイバケーブル
１５…ミラー
１６…結像レンズ
１７…光路切換プリズム
１８…フロントポート
１９…サイドポート
２０…カメラ
２１…カメラ
２２…ミラー
２３…接眼レンズ
２４…対物レンズ
２５…レボルバ
２６…アーム
２７…回転焦準ノブ
２８…焦準ユニット
２９…支柱
３０…固定ノブ
３１…ランプハウス
３２…光源
３３…投光管
３４…ミラーカセット
３５…ミラー
３６…レーザ発振器
３７…光ファイバケーブル
３８…ミラーカセット
３９…ミラー
４０…三眼鏡筒
４１…結像レンズ
４２…分割プリズム
４３…接眼レンズ
４４…カメラポート
４５…カメラ
４６…対物レンズ固定部
４７…支持板
４８…プランジャバネ
４９…調整ネジ
５０…工具
５１…光線
５２…光線
５３…集光レンズ
５４…光線
５５…ミラーホルダ
５６…ミラー
５７…ツマミ
５８…クラッチ部
５９…アイドラ
６０、６１、６２…ベルト
Claims (3)
- 標本から下方に位置し下側対物レンズ及び下側結像レンズを介して下側観察手段に至る下側観察光路と、前記標本から上方に位置し上側対物レンズ及び上側結像レンズを介して上側観察手段に至る上側観察光路と、を備えたシステム顕微鏡において、
前記下側対物レンズと前記下側結像レンズの間で前記下側観察光路に入射する下側照明光路と、
前記下側対物レンズと前記下側結像レンズの間で前記下側観察光路に入射する下側レーザ光路と、
前記下側対物レンズを前記下側観察光路に平行な方向に移動させる下側回転焦準ノブと、
前記上側対物レンズと前記上側結像レンズの間で前記上側観察光路に入射する上側照明光路と、
前記上側対物レンズと前記上側結像レンズの間で前記上側観察光路に入射する上側レーザ光路と、
前記上側対物レンズを前記上側観察光路に垂直な平面内で移動させる移動機構と、
前記上側対物レンズと前記上側照明光路を一体的に前記上側観察光路に平行な方向に移動させる上側回転焦準ノブを有する上側焦準部と、
前記上側焦準部を固定位置自在に固定する支柱と、
を具備したことを特徴とするシステム顕微鏡。 - 前記下側観察光路と前記下側照明光路が交わる位置及び前記上側観察光路と前記上側照明光路が交わる位置の少なくとも一方にダイクロイックミラーを配置自在なミラーユニットを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム顕微鏡。
- 前記下側回転焦準ノブとベルトを介して連結され、前記下側回転焦準ノブを回転させることによって回転する下側回転伝達部と、
前記上側回転焦準ノブとベルトを介して連結され、前記上側回転焦準ノブを回転させることによって回転する上側回転伝達部と、
前記下側回転伝達部の回転運動と前記上側回転伝達部の回転運動を解除可能に連結するクラッチ部と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のシステム顕微鏡。
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