JP6913985B1 - スライドホルダ及びステージ - Google Patents
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Abstract
【課題】積み重ね可能なスライドホルダ、及び、スライドホルダを載置可能なステージを提供する。【解決手段】複数のスライドガラスを保持可能なスライドホルダ１は、スライドガラス２を固定する弾性部１８を有する第１の長辺部１０であって、内周の底面２０にテーパ面２２を有する第１の長辺部１０と、第１の長辺部１０に対向する第２の長辺部１２と、第１の長辺部１０と第２の長辺部１２の端部を接続し、互いに対向する第１の短辺部１４及び第２の短辺部１６と、を有する。【選択図】図７
Description
本発明は、細胞などの対象物が塗布されたスライドガラスを顕微鏡で撮像するためのスライドホルダ及びステージに関する。
従来、対象物が塗布されたスライドガラスを保持する金属製のスライドホルダが知られている（例えば、特許文献１）。
従来の金属製のスライドホルダは、多数のスライドホルダを積み重ねて使用することを想定して設計されたものではない。そのため、スライドガラスを顕微鏡で撮像する際に、装置内部に搭載可能なスライドホルダの枚数が限定されるものである。また、スライドホルダ自体が高価であり、スライドガラスをスライドホルダに装着したまま長期間保存することは現実的ではなく、測定の度にスライドガラスを装着する必要がある。
本発明は、積み重ね可能なスライドホルダ、及び、スライドホルダを載置可能なステージを提供することを目的とする。
本発明の第１の観点は、複数のスライドガラスを保持可能なスライドホルダであって、
前記スライドガラスを固定する弾性部を有する第１の長辺部であって、内周の底面にテーパ面を有する第１の長辺部と、
前記第１の長辺部に対向する第２の長辺部と、
前記第１の長辺部と前記第２の長辺部の端部を接続し、互いに対向する第１の短辺部及び第２の短辺部と、
を有する、スライドホルダである。
前記スライドガラスを固定する弾性部を有する第１の長辺部であって、内周の底面にテーパ面を有する第１の長辺部と、
前記第１の長辺部に対向する第２の長辺部と、
前記第１の長辺部と前記第２の長辺部の端部を接続し、互いに対向する第１の短辺部及び第２の短辺部と、
を有する、スライドホルダである。
本発明の第２の観点は、スライドホルダを載置可能な枠状のステージであって、
前記切り欠き部において前記スライドホルダを支持する支持部を内周に有し、
前記スライドホルダを載置した状態において、前記スライドホルダの前記底面と前記ステージの底面が一致するステージである。
前記切り欠き部において前記スライドホルダを支持する支持部を内周に有し、
前記スライドホルダを載置した状態において、前記スライドホルダの前記底面と前記ステージの底面が一致するステージである。
本発明によれば、積み重ね可能なスライドホルダ、及び、スライドホルダを載置可能なステージを提供できる。
＜実施形態＞
以下、実施形態のスライドホルダ１について説明する。図１は、実施形態のスライドホルダ１の斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線斜視断面図である。図３は、実施形態のスライドホルダ１の底面の斜視図である。実施形態のスライドホルダ１は、複数（例えば、４枚）のスライドガラス２を保持可能である。
以下、実施形態のスライドホルダ１について説明する。図１は、実施形態のスライドホルダ１の斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線斜視断面図である。図３は、実施形態のスライドホルダ１の底面の斜視図である。実施形態のスライドホルダ１は、複数（例えば、４枚）のスライドガラス２を保持可能である。
図１〜図３に示すように、スライドホルダ１は、第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２と、第１の短辺部１４と、第２の短辺部１６とを有する。第１の長辺部１０は、スライドガラス２を固定する弾性部１８を有する。本実施形態の第１の長辺部１０は、複数（例えば、４つ）の弾性部１８を有する。弾性部１８は、例えば、ばねによりスライドガラス２の固定部が外力により弾性変形して可動する構造であり、第１の長辺部１０から第２の長辺部１２へ向かう方向に沿って、スライドガラス２を付勢する。
第２の長辺部１２は、第１の長辺部１０に対向する。第１の短辺部１４は、第１の長辺部１０と第２の長辺部の端部を接続する。第２の短辺部１６は、第１の長辺部１０と第２の長辺部の他の端部を接続する。第１の短辺部１４と第２の短辺部１６とは、互いに対向する。
第２の長辺部１２は、第１の長辺部１０に対向する。第１の短辺部１４は、第１の長辺部１０と第２の長辺部の端部を接続する。第２の短辺部１６は、第１の長辺部１０と第２の長辺部の他の端部を接続する。第１の短辺部１４と第２の短辺部１６とは、互いに対向する。
第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２と、第１の短辺部１４と、第２の短辺部１６とは、一体形成される。これにより、枠状のスライドホルダ１が形成される。第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２と、第１の短辺部１４と、第２の短辺部１６は、樹脂製（ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリフタルアミド、ポリオキシメチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチレンテレフタレートなど）である。第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２と、第１の短辺部１４と、第２の短辺部１６は、射出成型される。このとき、枠状のスライドホルダ１の全体の樹脂の厚さが均一であることが好ましい。
第２の長辺部１２は、スライドガラス２を受ける爪部２８を有する。本実施形態の第２の長辺部１２は、複数（例えば、８つ）の爪部２８を有する。爪部２８は、弾性部１８によって付勢されたスライドガラス２を受ける。爪部２８の下にスライドガラス２を押し込み、爪部２８に対して弾性部１８で押すことにより、スライドガラス２がスライドホルダ１に保持される。本実施形態では、２つ（一対）の爪部２８が１つの弾性部１８に対応する。
第１の長辺部１０は、内周の底面２０にテーパ面２２を有する。好ましくは、第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２と、第１の短辺部１４と、第２の短辺部１６のそれぞれが、内周の底面２０にテーパ面２２を有する。第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２と、第１の短辺部１４と、第２の短辺部１６において、各底面２０と各テーパ面２２とのなす角は同一であることが好ましい。各底面２０と各テーパ面２２とのなす角は、６０度以下であることが好ましい。
第１の長辺部１０は、弾性部１８の弾性力によってスライドガラス２を第２の長辺部１２の方向に押し当てることで、スライドガラス２を保持する。また、好ましくは、第１の長辺部１０は、上面にスライドガラス設置面２１を有する。スライドガラス設置面２１は、スライドガラス２が下方向に脱落しないように、スライドガラス２を保持する。また、保持したスライドガラス２が上方向にずれることを防ぐため、弾性部１８の上部には、突起部１９が形成されることが好ましい。
なお、スライドガラス２の大きさにはばらつきがあり、様々な大きさのスライドガラス２を弾性部１８で適切に保持できることが好ましい。そのため、弾性部１８の変位可能なストロークの範囲は、スライドガラス２の長軸方向の長さのばらつきよりも大きいことが好ましい。例えば、スライドガラス２のサイズのばらつきが±０．５ミリメートルある場合、弾性部１８のストロークは１ミリメートル以上であることが好ましい。
弾性部１８が十分なストロークを得るために、例えば、弾性部１８は、スライドガラス設置面２１から張り出したばね構造とすることができる。ばね構造に十分な長さを持たせることができるため、素材のしなりやねじれによる変位を稼ぐことができ、弾性部１８のストロークが大きくなる。
なお、弾性部１８のばね構造をスライドガラス設置面２１から張り出した構造とする場合、スライドガラス設置面２１や弾性部１８のばね構造は、平面視でテーパ面２２と重複することが好ましい。
また、スライドガラス２を保持する際にばね構造がねじれて変形する。そのため、第１の長辺部１０とばね構造の連結部がスライドガラス設置面２１よりも低いことが好ましい。これにより、ばね構造のねじれに伴い、連結部が上方へ変形し、スライドガラス２を上方に移動させたとしても、ばね構造がスライドガラス２と干渉することを抑制できる。
また、スライドガラス２を保持する際にばね構造がねじれて変形する。そのため、第１の長辺部１０とばね構造の連結部がスライドガラス設置面２１よりも低いことが好ましい。これにより、ばね構造のねじれに伴い、連結部が上方へ変形し、スライドガラス２を上方に移動させたとしても、ばね構造がスライドガラス２と干渉することを抑制できる。
第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２と、第１の短辺部１４と、第２の短辺部１６は、それぞれ、台座部２４と、凸部２６と、を有する。台座部２４は、スライドホルダ１の外枠を形成する。各台座部２４は、底面２０に壁部２３を有する。凸部２６は、第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２と、第１の短辺部１４と、第２の短辺部１６の上方に突出する。枠状のスライドホルダ１において、各凸部２６は、各壁部２３よりも小さい外形を有する。
第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２と、第１の短辺部１４と、第２の短辺部１６の少なくともいずれかは、壁部２３に切り欠き部３０を有する。本実施形態では、第１の短辺部１４と、第２の短辺部１６の壁部２３が、それぞれ、２つの切り欠き部３０を有する。図３に示すように、各壁部２３は、切り欠き部３０において、底面２０と同じ高さとなることが好ましい。
なお、切り欠き部３０の数は特に限定されない。また、第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２との壁部２３が切り欠き部３０を有してもよいし、第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２と、第１の短辺部１４と、第２の短辺部１６の全ての壁部２３が切り欠き部３０を有してもよい。
なお、切り欠き部３０の数は特に限定されない。また、第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２との壁部２３が切り欠き部３０を有してもよいし、第１の長辺部１０と、第２の長辺部１２と、第１の短辺部１４と、第２の短辺部１６の全ての壁部２３が切り欠き部３０を有してもよい。
図４は、変形例のスライドホルダ１の底面の斜視図である。図４に示す変形例のスライドホルダ１は、図３に示す実施形態のスライドホルダ１と基本的なプロファイルは同一であるものの、底面２０やテーパ面２２の詳細な構成が異なる。変形例のスライドホルダ１は、底面２０に複数のリブ３２を有する。これにより、スライドホルダ１の厚さを薄くしつつ、スライドホルダ１の強度が高まる。また、スライドホルダ１の樹脂の厚さを均一にすることにより、射出成型時の樹脂の流動性が均一となる。
図５は、撮像時におけるスライドガラス２を保持した実施形態のスライドホルダ１の断面図である。スライドホルダ１に保持されたスライドガラス２に透過照明系４２で照射光を集光し、ドライタイプの対物レンズ４０で観察する。透過照明系４２は、例えば、コンデンサレンズを有する。ここで、対物レンズ４０への光の最大入射角θと対物レンズ４０の開口数ＮＡとは、対物レンズ４０とサンプルの間にある媒質の屈折率をｎとすると、ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎθの関係を満たす。光の波長をλとすると、光学分解能σは、σ＝０．６１λ／ｓｉｎθの関係を満たす。光学分解能σの値が小さいほど、より細かな対象を観察できる。そのため、対物レンズ４０への光の最大入射角θを大きくすることが好ましい。
図６（ａ）は、撮像時におけるスライドガラス２を保持した実施形態のスライドホルダ１の断面図である。図６（ｂ）は、撮像時におけるスライドガラス２を保持した比較例のスライドホルダ１の断面図である。図６（ａ）に示すように、実施形態のスライドホルダ１は、少なくとも第１の長辺部１０の内周の底面２０にテーパ面２２を有する。そのため、スライドガラス２に照射される照射光が、スライドホルダ１の内周の底面２０と干渉することを抑制できる。図６（ａ）における有効撮像範囲をＬ１とする。
これに対し、図６（ｂ）に示す比較例のスライドホルダ１は、内周の底面２０にテーパ面２２を有さない点において実施形態と異なる。そのため、比較例のスライドホルダ１では、スライドガラス２に照射される照射光が、スライドホルダ１の内周の底面２０と干渉しやすくなる。そのため、図６（ｂ）に示す比較例の有効撮像範囲Ｌ２は、実施形態の有効撮像範囲Ｌ１よりも狭くなる。
これに対し、図６（ｂ）に示す比較例のスライドホルダ１は、内周の底面２０にテーパ面２２を有さない点において実施形態と異なる。そのため、比較例のスライドホルダ１では、スライドガラス２に照射される照射光が、スライドホルダ１の内周の底面２０と干渉しやすくなる。そのため、図６（ｂ）に示す比較例の有効撮像範囲Ｌ２は、実施形態の有効撮像範囲Ｌ１よりも狭くなる。
開口数ＮＡが０．５の場合、最大入射角θは３０度となる。開口数ＮＡが０．６の場合、最大入射角θは３６．９度となる。開口数ＮＡが０．７の場合、最大入射角θは４４．４度となる。開口数ＮＡが０．８の場合、最大入射角θは５３．１度となる。
底面２０とテーパ面２２とのなす角αは、（９０−θ）度となる。したがって、対物レンズ４０の開口数ＮＡによって定まる最大入射角θを考慮し、底面２０とテーパ面２２とのなす角αが（９０−θ）度以下となるように、テーパ面２２の傾斜角を設定することが好ましい。底面２０とテーパ面２２とのなす角αは、例えば、６０度以下である。
底面２０とテーパ面２２とのなす角αは、（９０−θ）度となる。したがって、対物レンズ４０の開口数ＮＡによって定まる最大入射角θを考慮し、底面２０とテーパ面２２とのなす角αが（９０−θ）度以下となるように、テーパ面２２の傾斜角を設定することが好ましい。底面２０とテーパ面２２とのなす角αは、例えば、６０度以下である。
次に、図７及び図８を参照して、実施形態のスライドホルダ１を積層した状態を説明する。図７は、変形例の複数のスライドホルダ１を積層した状態の図１のＢ−Ｂ線断面図である。図８は、変形例の複数のスライドホルダ１を積層した状態の図１のＣ−Ｃ線断面図である。
上述したように、枠状のスライドホルダ１において、各凸部２６は、各壁部２３よりも小さい外形を有する。そのため、図７、図８に示されるように、スライドホルダ１の上方に突出する凸部２６は、上から積層されるスライドホルダ１の下方に延びる壁部２３の内周側に位置する。凸部２６の高さは、スライドガラス２の厚さよりも大きい。これにより、スライドガラス２を保持したスライドホルダ１を積層できる。
上述したように、枠状のスライドホルダ１において、各凸部２６は、各壁部２３よりも小さい外形を有する。そのため、図７、図８に示されるように、スライドホルダ１の上方に突出する凸部２６は、上から積層されるスライドホルダ１の下方に延びる壁部２３の内周側に位置する。凸部２６の高さは、スライドガラス２の厚さよりも大きい。これにより、スライドガラス２を保持したスライドホルダ１を積層できる。
スライドガラス２は、例えば、長さ７６ｍｍ、幅２６ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ〜１．５ｍｍである。このスライドガラス２を４枚並べて保持可能なスライドホルダ１は、例えば、長さ１２７．７６ｍｍ、幅８５．４８ｍｍ、高さ７．５ｍｍの外形を有する。スライドホルダ１の外形は、例えば、９６ウェルプレートなどで一般的なＡＮＳＩ／ＳＢＳ規格に準じた外形形状を有してもよい。
なお、スライドホルダ１のサイズは、保持するスライドガラス２によって、適宜変更可能である。特に、スライドホルダ１の高さは、スライドガラス２を保持した際に、スライドホルダ１の上方にスライドガラス２が飛び出さない範囲で、適宜変更可能である。また、病理切片標本で使用する大型のスライドガラス２を用いる場合、スライドホルダ１が２枚の大型のスライドガラス２を並べて保持してもよい。
なお、スライドホルダ１のサイズは、保持するスライドガラス２によって、適宜変更可能である。特に、スライドホルダ１の高さは、スライドガラス２を保持した際に、スライドホルダ１の上方にスライドガラス２が飛び出さない範囲で、適宜変更可能である。また、病理切片標本で使用する大型のスライドガラス２を用いる場合、スライドホルダ１が２枚の大型のスライドガラス２を並べて保持してもよい。
次に、図９及び図１０を参照して、実施形態のスライドホルダ１を載置するステージ５０について説明する。図９は、スライドホルダ１を載置するステージ５０の斜視図である。図１０は、図９のＡ−Ａ線矢視断面図である。
ステージ５０は、枠状であり、スライドホルダ１よりも大きな外形を有する。枠状のステージ５０は、内周に支持部５２を有する。支持部５２は、スライドホルダ１の切り欠き部３０に対応する位置に設けられる。これにより、支持部５２は、切り欠き部３０においてスライドホルダ１を支持する。
ステージ５０は、枠状であり、スライドホルダ１よりも大きな外形を有する。枠状のステージ５０は、内周に支持部５２を有する。支持部５２は、スライドホルダ１の切り欠き部３０に対応する位置に設けられる。これにより、支持部５２は、切り欠き部３０においてスライドホルダ１を支持する。
図１０に示すように、スライドホルダ１を載置した状態で、スライドホルダ１の底面２０とステージ５０の底面５４が一致することが好ましい。これにより、撮像時における対物レンズ４０や透過照明系４２によるスライドホルダ１やステージ５０との光学的な干渉を抑制できる。
次に、図１１を参照して、顕微鏡システムについて説明する。図１１は、顕微鏡システムの概略構成図である。顕微鏡システムは、ステージ５０と、対物レンズ４０と、結像光学系４３と、撮像部４４と、画像記録部４６と、透過照明系４２と、制御部６０と、顕微鏡ステージ６２と、を有する。
対物レンズ４０が観察した画像は、撮像部４４によって撮像される。撮像部４４は、例えば、カメラである。撮像部４４によって撮像された画像データは、画像記録部４６に記録される。
対物レンズ４０が観察した画像は、撮像部４４によって撮像される。撮像部４４は、例えば、カメラである。撮像部４４によって撮像された画像データは、画像記録部４６に記録される。
画像記録部４６と制御部６０は、例えば、それぞれをＣＰＵやメモリ、不揮発性の記憶装置（ＳＳＤなど）、ＦＰＧＡなどによる論理回路を有するコンピュータやマイクロコントローラで構成してもよいし、１台のコンピュータやマイクロコントローラに画像記録部４６と制御部６０の双方の機能を持たせて構成してもよい。
制御部６０は、撮像部４４の撮像タイミングを制御する。また、制御部６０は、ステージ５０や顕微鏡ステージ６２を移動制御できる。ここで、ステージ５０に載置されたスライドホルダ１を撮像位置に移動してもよいし、ステージ５０を固定したままで、顕微鏡ステージ６２を移動させることにより、撮像位置を移動してもよい。このようにして、スライドガラス２状の複数の撮像位置における画像を連続して撮像できる。
なお、複数のスライドガラス２を同時に撮像するため、２つ以上の対物レンズ４０、結像光学系４３、撮像部４４を並列に配置して、単一もしくは複数の画像記録部４６と接続してもよい。
なお、複数のスライドガラス２を同時に撮像するため、２つ以上の対物レンズ４０、結像光学系４３、撮像部４４を並列に配置して、単一もしくは複数の画像記録部４６と接続してもよい。
複数のスライドガラス２を保持した状態で、積層された複数のスライドホルダ１は、プレートスタッカ（不図示）に格納される。プレートスタッカは、積層された複数のスライドホルダ１から、１枚ずつスライドホルダ１を自動的に取り出すことが出来る。
プレートスタッカから取り出されたスライドホルダ１は、ステージ５０に載置される。
なお、プレートスタッカを用いずに、ステージ５０にスライドホルダ１を１枚ずつ載置してもよい。
プレートスタッカから取り出されたスライドホルダ１は、ステージ５０に載置される。
なお、プレートスタッカを用いずに、ステージ５０にスライドホルダ１を１枚ずつ載置してもよい。
以上、本発明のスライドホルダ及びステージについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
１ スライドホルダ
２ スライドガラス
１０ 第１の長辺部
１２ 第２の長辺部
１４ 第１の短辺部
１６ 第２の短辺部
１８ 弾性部
１９ 突起部
２０ 底面
２１ スライドガラス設置面
２２ テーパ面
２３ 壁部
２４ 台座部
２６ 凸部
２８ 爪部
３０ 切り欠き部
３２ リブ
４０ 対物レンズ
４２ 透過照明系
４３ 結像光学系
４４ 撮像部
４６ 画像記録部
５０ ステージ
５２ 支持部
５４ 底面
６０ 制御部
６２ 顕微鏡ステージ
Ｌ１ 有効撮像範囲
Ｌ２ 有効撮像範囲
２ スライドガラス
１０ 第１の長辺部
１２ 第２の長辺部
１４ 第１の短辺部
１６ 第２の短辺部
１８ 弾性部
１９ 突起部
２０ 底面
２１ スライドガラス設置面
２２ テーパ面
２３ 壁部
２４ 台座部
２６ 凸部
２８ 爪部
３０ 切り欠き部
３２ リブ
４０ 対物レンズ
４２ 透過照明系
４３ 結像光学系
４４ 撮像部
４６ 画像記録部
５０ ステージ
５２ 支持部
５４ 底面
６０ 制御部
６２ 顕微鏡ステージ
Ｌ１ 有効撮像範囲
Ｌ２ 有効撮像範囲
Claims (11)
- 複数のスライドガラスを保持可能なスライドホルダであって、
前記スライドガラスを固定する弾性部を有する第１の長辺部であって、内周の底面にテーパ面を有する第１の長辺部と、
前記第１の長辺部に対向する第２の長辺部と、
前記第１の長辺部と前記第２の長辺部の端部を接続し、互いに対向する第１の短辺部及び第２の短辺部と、
を有し、
前記第１の長辺部、前記第２の長辺部、前記第１の短辺部、及び、前記第２の短辺部は、それぞれ、
下方に延びる壁部を底面に有する台座部と、
前記台座部の上方に突出する凸部であって、前記壁部の内周側に位置する凸部と、を有する、
スライドホルダ。 - 前記弾性部は、前記第１の長辺部から前記第２の長辺部へ向かう方向に前記スライドガラスを付勢可能である、
請求項１に記載のスライドホルダ。 - 前記第１の長辺部は、上面にスライドガラス設置面を有し、
前記弾性部は、前記スライドガラス設置面から張り出したばね構造である、
請求項１又は２に記載のスライドホルダ。 - 前記第２の長辺部、前記第１の短辺部、及び、前記第２の短辺部は、それぞれ、内周の底面にテーパ面を有する、
請求項１〜３のいずれかに記載のスライドホルダ。 - 前記第１の長辺部、前記第２の長辺部、前記第１の短辺部、及び、前記第２の短辺部の底面と前記テーパ面の成す角度は、６０度以下である、
請求項１〜４のいずれかに記載のスライドホルダ。 - 前記弾性部を含む前記第１の長辺部、前記第２の長辺部、前記第１の短辺部、及び、前記第２の短辺部は、一体形成される、
請求項１〜５のいずれかに記載のスライドホルダ。 - 前記弾性部を含む前記第１の長辺部、前記第２の長辺部、前記第１の短辺部、及び、前記第２の短辺部は、樹脂製である、
請求項１〜６のいずれかに記載のスライドホルダ。 - 前記弾性部を含む前記第１の長辺部、前記第２の長辺部、前記第１の短辺部、及び、前記第２の短辺部は、射出成型される、
請求項６又は７に記載のスライドホルダ。 - 前記凸部の高さは、前記スライドガラスの厚さよりも大きい、
請求項８に記載のスライドホルダ。 - 前記第１の長辺部、前記第２の長辺部、前記第１の短辺部、及び、前記第２の短辺部の少なくともいずれかは、前記壁部に切り欠き部を有する、
請求項１〜９のいずれかに記載のスライドホルダ。 - 請求項１０に記載のスライドホルダを枠状のステージに載置可能な支持構造であって、
前記切り欠き部において前記スライドホルダを支持する支持部を内周に有し、
前記スライドホルダを載置した状態において、前記スライドホルダの前記底面と前記ステージの底面が一致するスライドホルダの支持構造。
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