JP6203102B2 - 倒立顕微鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステージ上に照明が配置された顕微鏡装置に関する。

従来、倒立顕微鏡として、標本を載置するステージと、透過照明を支持する照明支柱と、照明支柱の先端に設けられたコンデンサと、スリット部材を光軸に選択的に挿脱するスライダーと、ステージの下方に設けられる、標本を透過した観察像を拡大観察するための対物レンズと、対物レンズにより拡大された観察像を観察する観察鏡筒と、を備えるもの（例えば、特許文献１参照）が開示されている。また、標本を載置するステージと、前側固定部と後側固定部により前記ステージを固定するとともに、透過照明光源およびコンデンサを保持する支柱を備えた顕微鏡本体部と、前記ステージの下側から前記標本を観察する対物レンズと、前記対物レンズにより取り込んだ標本像を観察する観察光学系と、複数の光学素子を切り替え可能な光学素子切替え装置と、を有し、前記光学素子切替え装置は光路中に挿入されている光学素子の種類を表示する表示部を備え、前記顕微鏡本体部に開口部を設けることにより、該開口部から前記表示部を目視可能とする倒立顕微鏡（例えば、特許文献２参照）が開示されている。

特開２００４−１０９９１９号公報 特許第４５８４５０８号公報

上記のような倒立顕微鏡のうち、特に細胞発現の確認を主目的とする小型の倒立顕微鏡では、検鏡者が研究室、クリーンベンチといった場所に移動して使用することが多く、軽くて、持ち運びに便利であることが求められている。

しかしながら、上記のような倒立顕微鏡は、精度の観点から、ダイキャスト、金型鋳物などの高精度な型を用い、金属材料により顕微鏡本体部や照明支柱が作製されるため、軽量化の点で問題を有していた。照明支柱等の本体部品の軽量化のために、金属より軽量な材料、例えば、プラスチック材料等を使用して同一形状の部品を製造した場合、強度が弱いため、精度よい観察が困難となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検鏡者の標本視認性や作業性を劣化させることなく、精度を保持しつつ軽量化が可能な顕微鏡装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る倒立顕微鏡装置は、顕微鏡本体と、標本を載置するステージと、前記ステージの上方に配置される光源と、前記光源からの照明光を前記標本に集光するコンデンサと、前記光源および／または前記コンデンサを保持する支柱部と、を備えた顕微鏡装置において、前記支柱部は、前記ステージに支持・接続される第１の支柱部と、前記顕微鏡本体または前記ステージに支持・接続される第２の支柱部とから構成され、前記第２の支柱部は、検鏡者が観察を行う前記顕微鏡装置の前面側と前記照明光の光軸との間に配置されるとともに、前記第１の支柱部は、前記顕微鏡装置の背面側と前記照明光の光軸との間に配置され、前記第２の支柱部は、前記ステージの上面と平行な面に把持部を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る倒立顕微鏡装置は、上記発明において、前記第２の支柱部は、前面側から光軸方向に貫通する開口部を有することを特徴とする。

また、本発明に係る倒立顕微鏡装置は、上記発明において、前記支柱部はプラスチックから形成されることを特徴とする。

また、本発明に係る倒立顕微鏡装置は、上記発明において、前記把持部は、前記ステージの上面と平行な面に形成されたくぼみ形状であることを特徴とする。

本発明に係る顕微鏡装置は、軽量であるため可搬性が良く、また十分な剛性を有するため高精度な観察が可能であり、検鏡者の標本視認性や作業性も良好であるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る倒立顕微鏡装置の概略構成を示す図である。 図２は、図１の倒立顕微鏡装置における照明支柱近傍の拡大図である。 図３は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかる倒立顕微鏡装置の概略構成を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態２に係る照明支柱近傍の拡大図である。 図５は、本発明の実施の形態３に係る倒立顕微鏡装置の概略構成を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる倒立顕微鏡装置の概略構成を示す図である。図２は、図１の倒立顕微鏡装置における照明支柱近傍の拡大図である。

顕微鏡装置１００は、顕微鏡本体１と、標本３が載置されるステージ２と、ステージ２の上方に配置される光源５と、光源５からの照明光を標本３に集光するコンデンサ６と、光源５とコンデンサ６とを保持する照明支柱４と、を備える。実施の形態１に係る顕微鏡装置１００は、ステージ２上方に配置された光源５からの照明光をコンデンサ６により標本３に照射し、標本を透過した観察像をステージ２の下部に配置された対物レンズ７により拡大観察する倒立顕微鏡である。

顕微鏡本体１は、ステージ２を支持する前側固定部１ａと、後側固定部１ｂとを有するとともに、倍率の異なる複数の対物レンズ７（図面では１本のみ図示し、他の図示を省略している）をレボルバ８を介して保持する保持部１ｃを備える。レボルバ８は、回転操作可能であり、複数本の対物レンズ７を択一的に光軸Ｏ１上に位置させる。焦準ハンドル９の操作により、保持部１ｃおよびレボルバ８は光軸Ｏ１に沿って上下動する。これにより、ステージ３上の標本２と対物レンズ７との相対距離が変化し、ピント調整が行われる。

光軸Ｏ１上のレボルバ８の下方には、反射ミラー１０が配置される。反射ミラー１０は、標本３を透過し、対物レンズ７により拡大された観察像をＯ２方向（水平に対し４５°の角度方向）に反射させる。反射ミラー１０により反射された観察像は、図示しないリレー光学系でリレーされ、観察鏡筒１１に取り付けられた接眼レンズ１２に入射されて、検鏡者が観察像を目視観察する。

照明支柱４は、顕微鏡装置１００の背面側と光軸Ｏ１との間に配置される第１の支柱部４ａと、顕微鏡装置１００の前面側と光軸Ｏ１との間に配置される第２の支柱部４ｂとから構成される。照明支柱４は、第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂは、プラスチック材料から形成され、図示しないビス等で固定されている。照明支柱４をプラスチック材料により形成することにより軽量化を可能とするとともに、光源５を第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂにより保持することにより、剛性が低下することもない。実施の形態１では、別体である第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂとを固定して照明支柱４としているが、第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂとを一体成形してもよい。また、照明支柱４を構成する材料は、軽量化と剛性とを両立できればプラスチック材料に限定される必要はない。第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂは、ステージ２上に設けられ、それぞれステージ２に対して図示しないビス等により固定されている。なお、本明細書において、検鏡者が観察のために位置する側を顕微鏡装置１００の前面側、前面と対向する側を顕微鏡装置１００の背面側とする。

第２の支柱部４ｂには、前面側から光軸方向に貫通する開口部４ｃが設けられている。開口部４ｃは、図１に示すように、検鏡者はＡに示す眼球位置で、接眼レンズ１２を通して通常の顕微鏡観察を行い、標本３の観察場所を変えたい場合に、通常の眼球位置Ａからわずかに情報の位置Ｂに眼球位置を移動させて、ステージ２上の標本３の位置をずらし、再度、位置Ａで接眼レンズ１２を覗きながら、視野内に観察対象が来るように調整する。したがって、開口部４ｃは、位置Ｂで検鏡者が標本３を観察可能な位置、すなわち位置Ｂ近傍から標本３まで結ぶ線１３を遮らない位置に設けられる。

また、第２の支柱部４ｂのステージ２の上面と平行な面には、検鏡者が顕微鏡装置１００を把持するための把持部４ｄが設けられる。把持部４ｄは、検鏡者の持ちやすさを考慮し、第２の支柱部４ｂに凹状のくぼみ、または手をにぎりしめた際の形状に対応する形状に形成され、把持部４ｄの近傍には、検鏡者に把持部４ｄの位置を示すマーカー４ｅが設けられる。把持部４ｄは、その中心位置が顕微鏡装置１００の重心と略同じ位置（または、重心を含む鉛直線上の位置）に形成されることが好ましく、これにより、検鏡者が把持部４ｄを把持する際、顕微鏡装置１００が傾くおそれがなく、容易に顕微鏡装置１００を移動させることができる。実施の形態１にかかる顕微鏡装置１００は、照明支柱４を第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂから構成し、かつ、顕微鏡装置１００の重心と略同じ位置（または、重心を含む鉛直線上の位置）に把持部４ｄを形成できるため、顕微鏡装置１００の把持や移動がより容易となる。

光源５は、透過照明用の光源であり、ハロゲンランプや水銀ランプ等が用いられる。また、照明支柱４は、光軸Ｏ１上に配置されるようにコンデンサ６を保持し、照明支柱４により保持されたコンデンサ６は、光源５からの照明光を標本３に集光する。

実施の形態１に係る顕微鏡装置１００において、検鏡者は、標本３をステージ２面に配置し、顕微鏡本体１に設けられた図示しないスイッチの入力により、光源５を点灯させて標本３を照明し、接眼レンズを覗きながら焦準ハンドル９を操作し、レボルバ８および対物レンズ７を昇降させてピント合わせを行う。

視野内の所望の位置に観察対象がない場合、検鏡者は、眼球位置を接眼レンズ１２の位置Ａと、開口部４ｃから標本３が目視できる位置Ｂとに交互に移動させて、標本３の位置を確認しながら、視野内に観察対象物がくるように調整する。上記操作において、図１にからも明らかなように、検鏡者は、眼球位置をわずかに移動させるだけで（ＡＢ間）、標本３の目視と接眼レンズ１２内の観察像を確認することができるため、検鏡者の作業性が低下することがない。

また、顕微鏡装置１００を細胞発現の確認等に使用する場合、標本３は、通常シャーレ、ウエルプレート、フラスコなどの培養容器内にあり、標本３をステージ２上に配置する際、容器内の培養液をこぼさないよう慎重に載置する必要がある。実施の形態１に係る顕微鏡装置１００は、照明支柱４を構成する第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂとを、光軸Ｏ１より顕微鏡装置１００の前面側、および光軸Ｏ１より顕微鏡装置１００の後方側に配置するため、ステージ２上の標本３の左右方向の空間を確保でき、標本３等の載置や位置合わせ、ならびに標本３への試薬の投入の際にも、作業性を損なうことがない。

さらに、実施の形態１に係る顕微鏡装置１００は、光源５およびコンデンサ６を第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂとにより強固に支えているため、照明光軸がずれによる観察像の劣化のおそれがない。また、長時間の使用により光源５が発熱した場合も、空冷や、第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂとによる伝熱が可能であるため、温度上昇を抑えることができ、照明支持４の熱変形量小さくできる。

さらにまた、実施の形態１に係る顕微鏡装置１００は、第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂとをプラスチック材料とするため、軽量化可能であり、移動を容易に行うことができる。また、第２の支柱部４ｂには把持部４ｄが形成され、検鏡者は把持部４ｄを把持して顕微鏡装置１００を移動することができ、把持部４ｄを顕微鏡装置１００の重心位置近傍に形成することにより、把持部４ｄを介して顕微鏡装置１００を把持した際も、顕微鏡装置１００が傾かず、より容易に運搬可能となる。

実施の形態１では、開口部４ｃを設けることにより検鏡者が標本３を直接観察可能とするが、第２の支柱部の一部または全部を透明なプラスチック材料で形成すれば、開口部４ｃを設ける必要はない。また、第２の支柱部４ｂの開口部４ｃにレンズを配置してもよい。開口部４ｃにレンズを配置した場合、標本３を拡大して視認できるため、検鏡者の作業性を向上できる。

実施の形態１では、第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂをステージ２上に配置しているが、第２の支柱部は顕微鏡本体１に取り付けられた観察鏡筒１１に接続してもよい。図３は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかる倒立顕微鏡装置の概略構成を示す図である。変形例１に係る顕微鏡装置１００Ａにおいて、照明支柱４Ａは、顕微鏡装置１００の背面側と光軸Ｏ１との間に配置される第１の支柱部４ａと、顕微鏡装置１００の前面側と光軸Ｏ１との間に配置される第２の支柱部４ｂ’とから構成される。第２の支柱部４ｂ’は、観察鏡筒１１上に支持、固定され、第２の支柱部４ｂ’の前面側から光軸方向に貫通する開口部４ｃ’が設けられている。開口部４ｃ’は、実施例１と同様に、位置Ｂで検鏡者が標本３を観察可能な位置、すなわち位置Ｂ近傍から標本３まで結ぶ線１４を遮らない位置に設けられる。変形例１のような構成とすることにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。なお、第２の支柱部４ｂ’が接続される観察鏡筒１１は、顕微鏡本体１と別体であってもよく、また、顕微鏡本体１と一体であるものでもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２にかかる顕微鏡装置は、検鏡者の標本３の目視を担保するために、第２の支柱部の一部が幅狭に形成される。図４は、本発明の実施の形態２にかかる照明支柱近傍の拡大図である。実施の形態２において、照明支柱は、顕微鏡装置１００の背面側と光軸Ｏ１との間に配置される第１の支柱部４ａと、顕微鏡装置１００の前面側と光軸Ｏ１との間に配置される第２の支柱部４０とから構成される。第２の支柱部４０は、顕微鏡本体またはステージ上から立設する土台部４０ａと、ステージと平行をなす光源保持部４０ｂとからなる。図４に示すように、土台部４０ａは、検鏡者が標本３を観察可能とするために、光源保持部４０ｂ側から幅が狭まるように形成される。

実施の形態２において、視野内の所望の位置に観察対象がない場合、検鏡者は土台部４０ａの幅が狭くなっている左右の空間と接眼レンズ１２とを交互に覗きながら、標本３の位置を確認し、視野内に観察対象物がくるように調整する。土台部４０ａの幅は小さいため、幅狭に形成された左右の空間を用いることにより、検鏡者は視点を大きくずらすことなく標本３の目視が可能となる。

さらに、実施の形態２は、第２の支柱部４０の土台部４０ａが幅狭であるものの、光源５およびコンデンサ６を、第１の支柱部４ａと第２の支柱部４０で両側から強固に支えるため、照明光軸のずれによる観察像の劣化のおそれがない。また光源５が発熱した場合も、空冷や、第１の支柱部４ａと第２の支柱部４０とによる伝熱が可能であるため、温度上昇を抑えることができ、照明支持の熱変形量小さくできる。

さらにまた、実施の形態２は、第１の支柱部４ａと第２の支柱部４０とをプラスチック材料とするため、軽量化可能であり、移動を容易に行うことができる。また、第２の支柱部４０に実施の形態１と同様の把持部を形成した場合、検鏡者は把持部により顕微鏡装置を容易に移動することができる。

また、実施の形態２では、開口部４ｃを設けることにより検鏡者が標本３を直接観察可能とするが、第２の支柱部の一部または全部を透明なプラスチック材料で形成すれば、開口部４ｃを設ける必要はない。また、第２の支柱部４ｂの開口部４ｃにレンズを配置してもよい。開口部４ｃにレンズを配置した場合、標本３を拡大して視認できるため、検鏡者の作業性を向上できる。さらに、照明支柱を構成する第１の支柱部４ａと第２の支柱部４０とを、実施の形態１と同様に、光軸より顕微鏡装置の前面側、および光軸より顕微鏡装置の後方側に配置するため、ステージ２上の標本３の左右方向の空間を確保でき、標本３等の載置や位置合わせ、ならびに標本３への試薬の投入の際にも、作業性を損なうことがない。

（実施の形態３）
実施の形態３にかかる顕微鏡装置は、観察鏡筒および接眼レンズに替えて、表示部を備える。図５は、本発明の実施の形態３にかかる倒立顕微鏡装置の概略構成を示す図である。図中、実施の形態１の顕微鏡装置１００と同一の構成には、同一の符号を付し、説明を省略する。

実施の形態３に係る顕微鏡装置２００において、顕微鏡本体２１は、観察鏡筒１１および接眼レンズ１２に替えて、液晶等から構成される表示部２２を備える。

実施の形態３では、光軸Ｏ１上のレボルバ８の下方に撮像素子２３が配置される。撮像素子２３は、標本３を透過し、対物レンズ７により拡大された観察像を撮像して電子信号を生成する。撮像素子２３が生成した電子信号は、図示しないが蔵書リブにより画像処理されて、表示部２２に表示される。検鏡者は、表示部２２に表示された観察像を目視観察する。

表示部２２の所望の位置に観察対象がない場合、検鏡者は、視線を表示部２２の方向１５から開口部４ｃから標本３が目視できる方向１４に交互に移動させて、標本３の位置を確認しながら、表示部２２の所望の位置に観察対象物がくるように調整する。上記操作において、図５からも明らかなように、検鏡者は、眼球位置をほとんど移動させることなく、視線方向を変えるだけで標本３の目視と表示部２２の観察像を確認することができるため、検鏡者の作業性が低下することがない。

また、実施の形態３は、実施の形態１と同様に、光源５およびコンデンサ６を、第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂで両側から強固に支えるため、照明光軸のずれによる観察像の劣化のおそれがなく、光源５が発熱した場合も、温度上昇を抑えることができ、照明支持４の熱変形量小さくできる。

さらに、実施の形態３は、照明支柱４をプラスチック材料とするため、軽量化可能であり、移動を容易に行うことができる。また、把持部４ｄにより、検鏡者は顕微鏡装置２００をより容易に移動することができる。

さらにまた、実施の形態３において、第２の支柱部の一部または全部を透明なプラスチック材料で形成してもよく、また、第２の支柱部の開口部にレンズを配置してもよい。さらに、照明支柱を構成する第１の支柱部４ａと第２の支柱部４ｂとを、実施の形態１と同様に、光軸Ｏ１より顕微鏡装置２００の前面側、および光軸Ｏ１より顕微鏡装置２００の後方側に配置するため、ステージ２上の標本３の左右方向の空間を確保でき、標本３等の載置や位置合わせ、ならびに標本３への試薬の投入の際にも、作業性を損なうことがないという効果を奏する。

以上のように、本発明にかかる顕微鏡装置は、運搬可能な小型の顕微鏡装置に有用であり、特に、細胞発現の観察用途に適している。

１、２１ 顕微鏡本体
１ａ 前側固定部
１ｂ 後側固定部
１ｃ 保持部
２ ステージ
３ 標本
４、４Ａ 照明支柱
４ａ 第１の支柱部
４ｂ、４ｂ’、４０ 第２の支柱部
４ｃ、４ｃ’ 開口部
４ｄ 把持部
４ｅ マーカー
５ 光源
６ コンデンサ
７ 対物レンズ
８ レボルバ
９ 焦準ハンドル
１０ 反射ミラー
１１ 観察鏡筒
１２ 接眼レンズ
２２ 表示部
２３ 撮像素子
４０ａ 土台部
４０ｂ 光源保持部

Claims (4)

1. 顕微鏡本体と、標本を載置するステージと、前記ステージの上方に配置される光源と、前記光源からの照明光を前記標本に集光するコンデンサと、前記光源および／または前記コンデンサを保持する支柱部と、を備えた顕微鏡装置において、
   前記支柱部は、前記ステージに支持・接続される第１の支柱部と、前記顕微鏡本体または前記ステージに支持・接続される第２の支柱部とから構成され、
   前記第２の支柱部は、検鏡者が観察を行う前記顕微鏡装置の前面側と前記照明光の光軸との間に配置されるとともに、前記第１の支柱部は、前記顕微鏡装置の背面側と前記照明光の光軸との間に配置され、
   前記第２の支柱部は、前記ステージの上面と平行な面に把持部を備えることを特徴とする倒立顕微鏡装置。
2. 前記第２の支柱部は、前面側から光軸方向に貫通する開口部を有することを特徴とする請求項１に記載の倒立顕微鏡装置。
3. 前記支柱部はプラスチックから形成される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装置。
4. 前記把持部は、前記ステージの上面と平行な面に形成されたくぼみ形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の倒立顕微鏡装置。

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