JP5109583B2

JP5109583B2 - 倒立顕微鏡

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Publication number: JP5109583B2
Application number: JP2007281025A
Authority: JP
Inventors: 淳竹内; 達村山
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-10-29
Also published as: JP2009109680A

Description

本発明は、倒立顕微鏡に関し、特に、検鏡者がサンプルを容易に直視することができるようにした倒立顕微鏡に関する。

倒立顕微鏡では、対物レンズがサンプルの下方に配置され、サンプルが下方から観察される。対物レンズを通過したサンプルからの光は、一般的に、２回以上、ミラーにより反射され、接眼レンズを保持する鏡筒に入射される。そして、サンプルを載置するステージは、接眼レンズを保持する鏡筒に対して奥側に配置されている。

特開平１１−３４４６７５号公報

上述したように、倒立顕微鏡では、接眼レンズを保持する鏡筒が、検鏡者とステージとの間に存在しており、検鏡者が、ステージ上のサンプルや対物レンズを直視することが困難であった。

即ち、例えば、検鏡者が、ステージ上のサンプルの観察している位置を確認するとき、即ち、サンプルを直視しようとするとき、体をひねって、倒立顕微鏡の側面から、ステージ上のサンプルを確認しなければならなかった。また、検鏡者は、現在使用している対物レンズの倍率などを確認するときにも、体をひねって、倒立顕微鏡の側面から、対物レンズを確認しなければならなかった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、検鏡者がサンプルや対物レンズを容易に直視することができるようにするものである。

本発明の一側面の倒立顕微鏡は、観察する試料を載置するステージと、前記ステージ上に配置された試料に光を照射する照明手段と、前記ステージの下方に設けられた対物レンズと、前記観察試料からの光を集光し、接眼光学系に導く結像手段と、接眼レンズを含む接眼光学系を備えた接眼鏡筒と、焦準操作手段とを有する倒立顕微鏡において、前記対物レンズからの光を反射する第１の反射手段と、前記第１の反射手段で反射した光を前記接眼光学系に向けて反射する第２の反射手段とを備え、前記接眼レンズの接眼位置に向かう方向を前記倒立顕微鏡の正面としたとき、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路は、前記倒立顕微鏡を正面から見て左右方向にあり、前記照明手段は、顕微鏡本体の背面に設けられた照明用光源から前記正面の方向に向かう光路と、前記左右方向に向かう光路と、を有し、前記倒立顕微鏡を正面から見て、前記接眼鏡筒の右側または左側の一方に前記ステージを配置し、他方に前記焦準操作手段を配置し、前記照明手段から照射される光の光路の一部であり前記左右方向に向かう光路と、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路とが略平行であり、かつ前記照明手段から照射される光の光路の一部であり前記左右方向に向かう光路は、前記対物レンズの光軸と直交する上面側から見たときに前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路の少なくとも一部と重なりあうように配置されていることを特徴とする。

本発明の一側面においては、対物レンズからの光は、第１の反射手段により反射され、さらに、その光が第２の反射手段により反射される。また、接眼レンズの接眼位置に向かう方向を倒立顕微鏡の正面としたとき、第１の反射手段と第２の反射手段とを結ぶ光路は、倒立顕微鏡を正面から見て左右方向にあり、照明手段は、顕微鏡本体の背面に設けられた照明用光源から正面の方向に向かう光路と、左右方向に向かう光路と、を有し、倒立顕微鏡を正面から見て、接眼鏡筒の右側または左側の一方にステージが配置され、他方に焦準操作手段が配置されている。さらに、照明手段から照射される光の光路の一部であり前記左右方向に向かう光路と、第１の反射手段と第２の反射手段とを結ぶ光路とが略平行であり、かつ照明手段から照射される光の光路の一部であり前記左右方向に向かう光路が、対物レンズの光軸と直交する上面側から見たときに第１の反射手段と第２の反射手段とを結ぶ光路の少なくとも一部と重なりあうように配置されている。

本発明の一側面によれば、検鏡者がサンプルや対物レンズを容易に直視することができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書又は図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書又は図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書又は図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

本発明の一側面の倒立顕微鏡は、観察する試料を載置するステージと、前記ステージの
下方に設けられた対物レンズと、前記観察試料からの光を集光し、接眼光学系に導く結像手段と、接眼レンズを含む接眼光学系を備えた接眼鏡筒と、焦準操作手段とを有する倒立顕微鏡であって、
前記対物レンズからの光を反射する第１の反射手段（例えば、図１のミラー３６）と、前記ステージ上に配置された試料を照射する照射手段（例えば、図１のランプハウス４３）と、前記第１の反射手段で反射した光を前記接眼光学系に向けて反射する第２の反射手段（例えば、図１のミラー３７）とを備え、
前記接眼レンズ（例えば、図１の接眼レンズ３９）の接眼位置に向かう方向を前記倒立顕微鏡の正面としたとき、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路（例えば、図１の光軸Ｌ２）は、前記倒立顕微鏡を正面から見て左右方向にあり、
前記照明手段は、顕微鏡本体の背面に設けられた照明用光源から前記正面の方向に向かう光路と、前記左右方向に向かう光路（光軸Ｌ４）と、を有し、
前記倒立顕微鏡を正面から見て、前記接眼鏡筒の右側または左側の一方に前記ステージ（例えば、図１のステージ３３）を配置し、他方に前記焦準操作手段（例えば、図１の粗動ハンドル４０、微動ハンドル４１および４２）を配置し、
前記照明手段から照射される光の光路の一部であり前記左右方向に向かう光路と、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路とが略平行であり、かつ前記照明手段から照射される光の光路の一部であり前記左右方向に向かう光路（光軸Ｌ４）は、前記対物レンズの光軸と直交する上面側から見たときに前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路の少なくとも一部（光軸Ｌ２）と重なりあうように配置されている
ことを特徴とする。

また、本発明の一側面の倒立顕微鏡は、前記倒立顕微鏡を正面から見て、前記接眼鏡筒の右側に前記ステージを配置し、前記倒立顕微鏡を正面から見て、前記接眼鏡筒を挟んで前記ステージが配置されていない前記倒立顕微鏡の左側面に前記焦準操作手段を配置することができる。
また、前記焦準操作手段は回転操作により焦準操作を行うものであり、前記焦準操作手段の回転軸（例えば、図１の回転軸Ｃ１）は、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路（例えば、図１の光軸Ｌ２）と略平行とすることができる。
また、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路と略平行である前記照明手段から照射される光の光路の一部であり前記左右方向に向かう光路に絞り（例えば、図１の開口絞り４６、視野絞り４７）を設けることができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明を適用した倒立顕微鏡３１の一実施の形態の構成例を示す図である。

図１（ａ）には、倒立顕微鏡３１の上面図が示されており、図１（ｂ）には、倒立顕微鏡３１の正面図（図１（ａ）の矢印の方向から見た図）が示されている。

図１において、倒立顕微鏡３１は、顕微鏡本体３２、ステージ３３、対物レンズ３４、レボルバ３５、２つのミラー３６および３７、鏡筒３８、接眼レンズ３９、対物レンズ３４の光軸方向に対物レンズ３４を移動させる為の粗動ハンドル４０、２つの微動ハンドル４１および４２、ランプハウス４３、ミラー４４、ハーフミラー４５、開口絞り４６、視野絞り４７、開口絞り操作部４９、並びに、視野絞り操作部５０から構成される。

また、倒立顕微鏡３１において、倒立顕微鏡３１によりサンプル５１を観察する検鏡者と向かい合う面を正面、即ち、鏡筒３８が保持する接眼レンズ３９が向く方向の面を正面とし、正面に対して反対を向く面を背面とする。また、サンプル５１が載置される側の面を上面とし、正面および背面の法線と上面の法線と直交する方向を向く面を側面とする。

顕微鏡本体３２は、ミラー３６，３７、および４４、ハーフミラー４５、開口絞り４６、並びに、視野絞り４７を内蔵し、その上面には、ステージ３３、レボルバ３５、および鏡筒３８が設けられている。また、顕微鏡本体３２の左側面には、対物レンズ３４の光軸方向に対物レンズ３４を移動させる駆動部に駆動力を発生させる粗動ハンドル４０および微動ハンドル４１が設けられており、その右側面には、微動ハンドル４２が設けられている。そして、粗動ハンドル４０および微動ハンドル４１と、微動ハンドル４２とは、回転軸（シャフト）により連結されており、この回転軸が粗動ハンドル４０並びに微動ハンドル４１および４２に対する操作を駆動部に伝え、駆動部を駆動させる。また、顕微鏡本体３２の正面には、開口絞り操作部４９、および視野絞り操作部５０が設けられており、その背面には、ランプハウス４３が設けられている。

ステージ３３には、観察の対象となるサンプル５１が載置される。また、ステージ３３は、その下方からサンプル５１を観察することができるように、少なくとも一部に開口部が設けられている。なお、図１（ａ）の上面図では、ステージ３３の下方に配置されている微動ハンドル４２を図示するために、その一部が欠けたステージ３３が図示されている。

対物レンズ３４は、ステージ３３の下方に配置され、ステージ３３に載置されたサンプル５１からの光を集光する。また、対物レンズ３４は、レボルバ３５に装着されている。

レボルバ３５には、対物レンズ３４の他、図示しない複数の対物レンズが装着されており、レボルバ３５は、所定の回転軸を中心に回転可能に構成されている。レボルバ３５に装着されている複数の対物レンズは、それぞれ倍率が異なり、検鏡者は、レボルバ３５を回転させることで、サンプル５１を観察する際の倍率を変更し、任意の対物レンズを観察位置に位置決めする。

ミラー３６は、対物レンズ３４の光軸に沿った位置である、対物レンズ３４の鉛直方向の下方に配置されており、対物レンズ３４により集光された光を、ミラー３７に向かって反射させる。

ミラー３７は、鏡筒３８の鉛直方向の下方に配置されており、ミラー３６からの光を反射させて、鏡筒３８に入射させる。

ここで、倒立顕微鏡３１を正面から見たときに、鏡筒３８は、顕微鏡本体３２の左側に配置されており、ステージ３３は、顕微鏡本体３２の右側に配置されている。従って、対物レンズ３４を介してミラー３６に向かうサンプル５１からの光は、ミラー３６により、倒立顕微鏡３１を正面から見たときに右側から左側に向かうように、向きが変えられる。

即ち、対物レンズ３４を介してミラー３６に向かうサンプル５１からの光の光軸をＬ１とし、ミラー３６からミラー３７に向かう光の光軸をＬ２とし、ミラー３７から鏡筒３８に向かう光の光軸をＬ３とすると、光軸Ｌ１およびＬ３は、鉛直方向を向いており、光軸Ｌ２は、倒立顕微鏡３１の左右方向を向いている。また、光軸Ｌ１乃至Ｌ３が成す平面は、倒立顕微鏡３１の正面と平行な面である。

鏡筒３８は、結像レンズやプリズムなどからなる光学系（図示せず）を有しており、ミラー３７からの光、即ち、対物レンズ３４により集光されミラー３６および３７により反射されるサンプル５１からの光を、結像させる。

接眼レンズ３９は、鏡筒３８により結像された像を、検鏡者が肉眼で観察することができるように拡大する。

粗動ハンドル４０、並びに、微動ハンドル４１および４２は、サンプルを観察する際のピントを調整するときに、検鏡者により操作される焦準用操作ハンドルであり、検鏡者の操作に応じて、対物レンズ３４を対物レンズ３４の光軸方向に移動させる駆動部（例えば、モータ）を駆動させ、ピントを調整する。即ち、検鏡者が、粗動ハンドル４０、並びに、微動ハンドル４１および４２を操作すると、レボルバ３５が対物レンズ３４の光軸方向である鉛直方向に移動してサンプル５１と対物レンズ３４との距離が変わり、これにより、サンプルを観察する際のピントが調整される。

粗動ハンドル４０、並びに、微動ハンドル４１および４２は、１軸粗微動ハンドルと呼ばれる機構を採用しており、粗動ハンドル４０、並びに、微動ハンドル４１および４２は、同一の回転軸Ｃ１を中心に回転する。

ここで、検鏡者が接眼レンズ３９を覗き込んだ姿勢で、その左手で粗動ハンドル４０および微動ハンドル４１を操作し、その右手で微動ハンドル４２を操作することができるように、粗動ハンドル４０および微動ハンドル４１は、顕微鏡本体３２の左側面に設けられており、微動ハンドル４２は顕微鏡本体３２の右側面に設けられている。

従って、粗動ハンドル４０、並びに、微動ハンドル４１および４２の回転軸Ｃ１は、倒立顕微鏡３１の左右方向を向いており、顕微鏡本体３２の側面に対して垂直となる。また、上述したように、ミラー３６からミラー３７に向かう光の光軸Ｌ２も倒立顕微鏡３１の左右方向を向いており、倒立顕微鏡３１は、回転軸Ｃ１と光軸Ｌ２とが平行になるように構成されている。なお、対物レンズ３４を覗き込む検鏡者の両肩が結ぶ線も、回転軸Ｃ１に対して平行になる。

さらに、図１（ａ）から判るように、回転軸Ｃ１は、顕微鏡本体３２中、正面側に設けられ、かつ、検鏡者に近い位置に設置されている。そして、図１（ｂ）から判るように、回転軸Ｃ１は、顕微鏡本体３２の下部に配置されている。これらは、何れも、操作のし易さを考慮したものである。また、回転軸Ｃ１は、顕微鏡本体３２内に配置される光学系との干渉を避けることを考慮した配置にもなっている。

ランプハウス４３は、サンプル５１を照射する光を発光する光源を有しており、倒立顕微鏡３１の背面から正面に向かう方向に光を照射する。ランプハウス４３からの光は、ミラー４４により反射され、開口絞り４６および視野絞り４７を通過し、ハーフミラー４５により反射されて、対物レンズ３４を介してサンプル５１に照射される。

ミラー４４は、ランプハウス４３が発光する光の光軸上に配置されており、ランプハウス４３からの光を反射して、ハーフミラー４５に向かわせる。

ハーフミラー４５は、対物レンズ３４の光軸方向である対物レンズ３４の鉛直方向の下方であって、対物レンズ３４とミラー３６との間に配置されており、ミラー４４により反射されるランプハウス４３からの光を反射して、ステージ３３上のサンプル５１に向かわせる。また、ハーフミラー４５は、サンプル５１からの光を透過して、ミラー３６に向かわせる。

ここで、ランプハウス４３から照射される光の光軸は、倒立顕微鏡３１を上面から見て、ステージ３３よりも左側にあり、ミラー４４は、ランプハウス４３からの光を、倒立顕微鏡３１の左側から右側に向かって反射させる。即ち、ミラー４４からハーフミラー４５に向かう光の光軸をＬ４とすると、光軸Ｌ４は、倒立顕微鏡３１の左右方向を向いており、回転軸Ｃ１および光軸Ｌ２と平行になる。

開口絞り４６は、光軸Ｌ４上に配置されており、サンプル５１を観察する際のコントラストを調整する。

視野絞り４７は、光軸Ｌ４上に配置されており、サンプル５１に照射される光の範囲を規定して、サンプル５１を観察する際の視野の範囲を調整する。

開口絞り操作部４９は、開口絞り４６から正面の方向に向かった顕微鏡本体３２の正面に設けられており、サンプル５１を観察する際のコントラストを調整するときに検鏡者により操作され、検鏡者の操作に応じて、開口絞り４６が動作する。

視野絞り操作部５０は、視野絞り４７から正面の方向に向かった顕微鏡本体３２の正面に設けられており、サンプル５１を観察する際の視野の範囲を調整するときに検鏡者により操作され、検鏡者の操作に応じて、視野絞り４７が動作する。

以上のように構成される倒立顕微鏡３１では、ステージ３３上のサンプル５１からの光を反射するミラー３６と、ミラー３６からの光を反射して鏡筒３８に入射させるミラー３７との間の光軸Ｌ２が、倒立顕微鏡３１の左右方向を向いており、倒立顕微鏡３１を正面から見て、鏡筒３８の右側にステージ３３を配置することができる。

このように、鏡筒３８の右側にステージ３３を配置することにより、検鏡者とステージ３３との間に、検鏡者の視線を遮るものがなく、接眼レンズ３９を覗き込む検鏡者は、その視線を右側にずらすだけで、ステージ３３上のサンプル５１を容易に直視することができる。また、サンプル５１と同様に、検鏡者は、対物レンズ３４も容易に直視することができ、対物レンズ３４の種類や倍率などを容易に確認することができる。

また、倒立顕微鏡３１は、従来の倒立顕微鏡のように、検鏡者に、体をひねらせるような動作を強いることを回避することができるとともに、従来の倒立顕微鏡よりも、検鏡者の近くにサンプル５１を配置することができるので、サンプル５１の視認性をより良くすることができる。

また、倒立顕微鏡３１では、ミラー４４からハーフミラー４５に向かうランプハウス４３からの光の光軸Ｌ４が、倒立顕微鏡３１の左右方向を向いており、開口絞り操作部４９と、開口絞り４６との間隔が短く、光軸Ｌ４上に配置されている開口絞り４６と、倒立顕微鏡３１の正面に設けられている開口絞り操作部４９との間の、操作を伝達する機構（図示せず）を簡単な構成とすることができる。例えば、ランプハウス４３からサンプル５１に向かう光の光軸が、倒立顕微鏡３１の左右方向を向いていない場合に、倒立顕微鏡３１の正面に開口絞り操作部４９を設けたとき、その光軸上の開口絞り４６と開口絞り操作部４９との間の間隔は長くなり、操作を伝達する機構が複雑な構成となる。

これに対し、倒立顕微鏡３１では、操作を伝達する機構を簡単な構成とすることができ、これにより、倒立顕微鏡３１の正面に、開口絞り操作部４９を容易に設けることができる。また、開口絞り操作部４９と同様に、視野絞り操作部５０も、倒立顕微鏡３１の正面に容易に設けることができる。

このように、倒立顕微鏡３１では、開口絞り操作部４９および視野絞り操作部５０を、倒立顕微鏡３１の正面に設けること、即ち、検鏡者の近く（手元）に設けることができるので、例えば、開口絞り操作部４９および視野絞り操作部５０が側面に設けられている場合に比べて、その操作性および視認性を向上させることができる。

なお、ミラー４４からハーフミラー４５に向かうランプハウス４３からの光の光軸Ｌ４上には、開口絞り４６および視野絞り４７の他、例えば、偏光観察を行うためのポラライザ、アナライザ、または、照明光を減光したり色温度を変更したりするための各種フィルタなどを設けることができ、それらのフィルタなどは、倒立顕微鏡３１の正面から着脱可能とすることができる。

また、ミラー３６からミラー３７に向かう光の光軸をＬ２上に、サンプル５１の一次結像面を配置し、顕微鏡像にスケールなどを写し込めるようにしてもよい。この場合、顕微鏡像に写し込む各種マスク類は着脱可能とされており、それらの各種マスク類の着脱を操作する操作部も、倒立顕微鏡３１の正面に設けることができるので、検鏡者は、その操作を容易に行うことができる。

なお、上述したように、回転軸Ｃ１、光軸Ｌ２、および光軸Ｌ４は、それぞれ平行となるように倒立顕微鏡３１は構成されているが、これらは厳密に平行である必要はなく、視認性や操作性に影響を与えない程度の範囲（例えば、互いに平行から１０度程度の範囲）内で、ほぼ平行であればよい。同様に、回転軸Ｃ１、光軸Ｌ２、および光軸Ｌ４は、倒立顕微鏡３１の側面に対して、ほぼ垂直であればよい。

また、本実施の形態では、接眼レンズに向かって右側にステージ３３が配置されているが、各光学系を左側に配置するようにすれば、ステージ３３は、左側にあってもよい。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

本発明を適用した倒立顕微鏡３１の一実施の形態の構成例を示す上面図および正面図である。

符号の説明

３１倒立顕微鏡，３２顕微鏡本体，３３ステージ，３４対物レンズ，３５レボルバ，３６および３７ミラー，３８鏡筒，３９接眼レンズ，４０粗動ハンドル，４１および４２微動ハンドル，４３ランプハウス，４４ミラー，４５ハーフミラー，４６開口絞り，４７視野絞り，４９開口絞り操作部，５０視野絞り操作部，５１サンプル

Claims

観察する試料を載置するステージと、前記ステージ上に配置された試料に光を照射する照明手段と、前記ステージの下方に設けられた対物レンズと、前記観察試料からの光を集光し、接眼光学系に導く結像手段と、接眼レンズを含む接眼光学系を備えた接眼鏡筒と、焦準操作手段とを有する倒立顕微鏡において、
前記対物レンズからの光を反射する第１の反射手段と、前記第１の反射手段で反射した光を前記接眼光学系に向けて反射する第２の反射手段とを備え、
前記接眼レンズの接眼位置に向かう方向を前記倒立顕微鏡の正面としたとき、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路は、前記倒立顕微鏡を正面から見て左右方向にあり、
前記照明手段は、顕微鏡本体の背面に設けられた照明用光源から前記正面の方向に向かう光路と、前記左右方向に向かう光路と、を有し、
前記倒立顕微鏡を正面から見て、前記接眼鏡筒の右側または左側の一方に前記ステージを配置し、他方に前記焦準操作手段を配置し、
前記照明手段から照射される光の光路の一部であり前記左右方向に向かう光路と、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路とが略平行であり、かつ前記照明手段から照射される光の光路の一部であり前記左右方向に向かう光路は、前記対物レンズの光軸と直交する上面側から見たときに前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路の少なくとも一部と重なりあうように配置されている
ことを特徴とする倒立顕微鏡。
前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路と略平行である前記照明手段から照射される光の光路の一部であり前記左右方向に向かう光路に絞りを設ける
ことを特徴とする請求項１に記載の倒立顕微鏡。
前記倒立顕微鏡を正面から見て、前記接眼鏡筒の右側に前記ステージを配置し、前記倒
立顕微鏡を正面から見て、前記接眼鏡筒を挟んで前記ステージが配置されていない前記倒
立顕微鏡の左側面に前記焦準操作手段を配置した
ことを特徴とする請求項１または２に記載の倒立顕微鏡。
前記焦準操作手段は回転操作により焦準操作を行うものであり、前記焦準操作手段の回
転軸は、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段とを結ぶ光路と略平行である
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の倒立顕微鏡。