JP2009025373A - Microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、顕微鏡に関する。 The present invention relates to a microscope.
従来、対物レンズの切り替え機構に、合焦までの作動距離の異なる2つの対物レンズの焦点合わせを行う移動機構を設けた顕微鏡が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a microscope in which a moving mechanism that performs focusing of two objective lenses having different working distances until focusing is provided as an objective lens switching mechanism.
この顕微鏡では、切り替え機構により一方の対物レンズを観察光路上に移動した後、移動機構を手動操作して対物レンズを光軸方向に移動することにより、対物レンズの概略の焦点合わせを行うことができる。
しかしながら、従来の顕微鏡では、第1の操作として切り替え機構により対物レンズを観察光路上に移動した後、第2の操作として移動機構を手動操作して対物レンズを光軸方向に移動する必要があるため、操作が煩雑になるという問題があった。 However, in the conventional microscope, it is necessary to move the objective lens in the optical axis direction by manually operating the moving mechanism as the second operation after the objective lens is moved on the observation optical path by the switching mechanism as the first operation. Therefore, there is a problem that the operation becomes complicated.
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、対物レンズの切り替えと光軸方向への移動を自動的に行うことができる顕微鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a microscope capable of automatically switching the objective lens and moving in the optical axis direction.
第1の発明の顕微鏡は、少なくとも第1の対物レンズと第2の対物レンズを選択的に観察光路に配置する対物レンズ切り替え手段を備えた顕微鏡において、前記対物レンズ切り替え手段は、前記第1の対物レンズおよび前記第2の対物レンズを保持する対物レンズ保持部材と、前記対物レンズ保持部材を移動して前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズを選択的に前記観察光路に配置する保持部材移動手段と、前記対物レンズ保持部材の移動に連動して前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズを前記対物レンズの光軸方向に移動する対物レンズ移動手段とを有することを特徴とする。 A microscope according to a first aspect of the present invention is a microscope including an objective lens switching unit that selectively arranges at least a first objective lens and a second objective lens in an observation optical path, wherein the objective lens switching unit includes the first objective lens switching unit. An objective lens holding member that holds the objective lens and the second objective lens, and the objective lens holding member are moved to selectively place the first objective lens and the second objective lens in the observation optical path. Holding member moving means; and objective lens moving means for moving the first objective lens and the second objective lens in the optical axis direction of the objective lens in conjunction with the movement of the objective lens holding member. Features.
第2の発明の顕微鏡は、第1の発明の顕微鏡において、前記保持部材移動手段は、駆動部と前記駆動部の駆動力を前記対物レンズ保持部材に伝達する伝達部材であるピニオンとラックを有し、前記対物レンズ保持部材を移動することを特徴とする。 The microscope of the second invention is the microscope of the first invention, wherein the holding member moving means has a drive unit and a pinion and a rack which are transmission members for transmitting the driving force of the drive unit to the objective lens holding member. The objective lens holding member is moved.
第3の発明の顕微鏡は、第2の発明の顕微鏡において、前記駆動部はモータであり、前記モータの回転軸は、前記第1の対物レンズおよび前記第2の対物レンズの光軸方向に平行に位置されていることを特徴とする。 The microscope according to a third aspect is the microscope according to the second aspect, wherein the drive unit is a motor, and a rotation axis of the motor is parallel to an optical axis direction of the first objective lens and the second objective lens. It is located in.
第4の発明の顕微鏡は、第1ないし第3のいずれか1の発明の顕微鏡において、前記対物レンズ移動手段は、カム機構を介して前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズを相対移動することを特徴とする。 The microscope according to a fourth aspect is the microscope according to any one of the first to third aspects, wherein the objective lens moving means makes the first objective lens and the second objective lens relative to each other via a cam mechanism. It is characterized by moving.
第5の発明の顕微鏡は、第1ないし第4のいずれか1の発明の顕微鏡において、前記対物レンズ移動手段は、前記第1の対物レンズより合焦までの作動距離が長い前記第2の対物レンズのみを移動することを特徴とする。 The microscope according to a fifth aspect is the microscope according to any one of the first to fourth aspects, wherein the objective lens moving means has a longer working distance to focus than the first objective lens. Only the lens is moved.
第6の発明の顕微鏡は、第5の発明の顕微鏡において、前記第2の対物レンズは、前記観察光路の位置にある時に前記第1の対物レンズと略同焦点が確保されることを特徴とする。 A microscope according to a sixth aspect is the microscope according to the fifth aspect, wherein the second objective lens is substantially confocal with the first objective lens when the second objective lens is in the position of the observation optical path. To do.
本発明では、対物レンズの切り替えと光軸方向への移動を自動的に行うことができる。 In the present invention, the objective lens can be automatically switched and moved in the optical axis direction.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の顕微鏡の一実施形態を備えた顕微鏡装置を示している。この実施形態では、本発明が細胞培養装置に配置される顕微鏡装置に適用される。 FIG. 1 shows a microscope apparatus provided with an embodiment of the microscope of the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a microscope apparatus arranged in a cell culture apparatus.
この実施形態の顕微鏡装置は、照明部11、ステージ部13、観察部15を有している。照明部11、ステージ部13は、温度や湿度が特定条件に設定、維持されている培養装置内に配置され、観察部15は、培養装置とは隔離された領域に配置される。
The microscope apparatus according to this embodiment includes an illumination unit 11, a
照明部11は、顕微鏡架台17から上方に延びた支柱19に支持されている。照明部11は、LED光源21を有している。LED光源21からの光は、矩形絞り22、減光フイルター23、位相リング24、反射ミラー25、コンデンサーレンズ26を介してステージ部13の観察ステージ27に載置される標本を照射する。
The illumination unit 11 is supported by a
ステージ部13は、顕微鏡架台17から上方に延びた支柱29に支持されている。ステージ部13は、観察ステージ27を有している。観察ステージ27には、細胞等の標本が収納されたディッシュ、ウェルプレート等の容器(不図示)が載置される。観察ステージ27は、XYステージ31を介してステージベース33上に載置されている。XYステージ31のXステージ35、Yステージ37を移動することにより容器内の細胞を隅々まで観察することが可能になる。なお、図1の左右方向をX方向、紙面に垂直な方向をY方向、上下方向をZ方向とする。
The
観察部15は、顕微鏡39、CCDカメラ41を有している。顕微鏡39は、観察ステージ27の下方に配置されている。顕微鏡39は、顕微鏡架台17に固定されている。CCDカメラ41は、顕微鏡架台17の支柱19の外側に配置されている。
The observation unit 15 includes a
顕微鏡39は、第1の対物レンズ43(図3に示す)、第2の対物レンズ45、中間変倍部47、合焦機構49、対物レンズ切り替え機構51を有している。
The
合焦機構49は、第1の対物レンズ43および第2の対物レンズ45を上下方向(Z方向)に移動し焦点合わせを行う。中間変倍部47は、ターレット方式で複数本の中間変倍レンズ53を切り替え、対物レンズ43,45との組み合わせで複数のレンズ倍率を作り出す。対物レンズ切り替え機構51は、第1の対物レンズ43または第2の対物レンズ45を選択的に観察光路Kに移動する。
The
観察部15では、容器(不図示)内の細胞の像が、顕微鏡39の対物レンズ43,45、中間変倍レンズ53で拡大され、レンズ55を介してCCDカメラ41に撮像され、パソコン等のモニター(不図示)に表示される。
In the observation unit 15, an image of a cell in a container (not shown) is magnified by the
図2および図3は、顕微鏡39の詳細を示している。
2 and 3 show details of the
合焦機構49は、顕微鏡架台17に固定されるケーシング57を有している。ケーシング57の対物レンズ43,45側には昇降部材59が配置されている。昇降部材59は、ケーシング57に軸受61を介して上下動自在に支持されている。
The
ケーシング57の昇降部材59と反対側には昇降用モータ63が配置されている。昇降用モータ63の回転は、カップリング64を介して回転軸65のウォーム66に伝達され、ウォーム66の回転が回転軸67のウォームホイール68に伝達される。ウォームホイール68の回転により回転軸67の平歯車小69が回転し、回転軸70の平歯車大71が回転する。平歯車大71の回転により回転軸70のピニオン72が回転し、ピニオン72に係合するラック73が上下動する。ラック73は昇降部材59に連結されており、ラック73の上下動により昇降部材59が上下動する。
A lifting motor 63 is arranged on the opposite side of the
対物レンズ切り替え機構51は、案内部材75、対物レンズ保持部材77、移動用モータ79、対物レンズ移動機構81を有している。
The objective
案内部材75は、昇降部材59の下面に固定されている。案内部材75には、矩形状の凹部75aが形成されている。凹部75a内には対物レンズ保持部材77が配置され、軸受76を介して水平方向(Y方向)に移動自在に保持されている。移動用モータ79は、昇降部材59に支持されている。移動用モータ79の回転軸79aの先端にはピニオン78が固定されている。一方、対物レンズ保持部材77には、ラック80が固定されている。移動用モータ79の回転は、ピニオン78を介して対物レンズ保持部材77に固定されるラック80に伝達され、対物レンズ43,45の切り替えが行われる。
The
移動用モータ79の回転軸79aは、対物レンズ43,45の光軸方向(Z方向)に平行に配置されている。このように移動用モータ79の回転軸79aを対物レンズ43,45の光軸方向に平行に配置することにより、対物レンズ保持部材77を対物レンズ43,45の光軸方向に垂直な方向に、ピニオン78とラック80を用いた簡易な構造で確実に移動することが可能になる。
The rotation shaft 79a of the moving
図4は、対物レンズ保持部材77およびその近傍の詳細を示している。
FIG. 4 shows details of the objective
対物レンズ保持部材77は、昇降部材59の下面に固定される案内部材75に沿ってY方向に移動可能とされている。対物レンズ保持部材77には、第1の対物レンズ43および第2の対物レンズ45が保持されている。対物レンズ保持部材77は、第1の対物レンズ43と第2の対物レンズ45の光軸を結んだ方向に直線的に移動可能とされている。昇降部材59には、第1の対物レンズ43と第2の対物レンズ45の移動を許容する穴部59aが形成されている。
The objective
第1の対物レンズ43は高倍率用の対物レンズ、第2の対物レンズ45は低倍率用の対物レンズであり、第2の対物レンズ45の合焦までの作動距離は、第1の対物レンズ43の作動距離より長くなっている。この実施形態では、第1の対物レンズ43より作動距離が長い第2の対物レンズ45のみが上下方向(Z方向)に移動される。
The first objective lens 43 is a high-magnification objective lens, the second
第1の対物レンズ43は、対物レンズ保持部材77に形成される貫通穴77aに挿入固定されている。第2の対物レンズ45は、円環状の上下移動部材83に挿入固定されている。上下移動部材83は、円環状の支持部材85に上下動自在に嵌挿されている。支持部材85は、対物レンズ保持部材77に形成される貫通穴77bに固定されている。
The first objective lens 43 is inserted and fixed in a through hole 77 a formed in the objective
上下移動部材83の外周には、図5および図6に示すように、所定角度を置いて一対のV溝83aが上下方向に沿って形成されている。一方、支持部材85には、鋼球87が収容される穴部85aが形成されている。剛球87は、支持部材85にビス86により固定されるバネ部材89によりV溝83aに押圧されている。これにより、支持部材85に対して上下移動部材83が回転することが抑止される。
As shown in FIGS. 5 and 6, a pair of V grooves 83 a are formed along the vertical direction at a predetermined angle on the outer periphery of the vertical movement member 83. On the other hand, the support member 85 is formed with a hole 85a in which the steel ball 87 is accommodated. The rigid sphere 87 is pressed against the V groove 83a by a
対物レンズ移動機構81は、図2および図3に示すように、カム部材91、カムフォロアー93を有している。対物レンズ移動機構81は、対物レンズ保持部材77の移動に連動して第2の対物レンズ45を光軸方向(Z方向)に移動する。
The objective lens moving mechanism 81 has a
カム部材91は、昇降部材59の上面の穴部59aの両側に一対固定されている。カム部材91の内側面には、カム溝91aが形成されている。一方、上下移動部材83の両側にはカムフォロアー93が固定されている。カムフォロアー93の先端は、カム溝91aに嵌挿されている。従って、図4に示すように対物レンズ保持部材77をY方向に移動すると上下移動部材83がカム溝91aに沿って上下動し、第2の対物レンズ45が上下動する。
A pair of
カム溝91aは、図2および図4に示すように、第2の対物レンズ45が、顕微鏡39の観察光路Kに位置する時に、第2の対物レンズ45が最も上方に位置するように形成されている。この状態では、第2の対物レンズ45は、第1の対物レンズ43と略同一の焦点位置に位置される。
As shown in FIGS. 2 and 4, the cam groove 91 a is formed so that the second
一方、カム溝91aは、図7に示すように、第1の対物レンズ43が顕微鏡39の観察光路Kに位置する時に、第2の対物レンズ45が最も下方に位置するように形成されている。この状態では、第2の対物レンズ45の上下移動部材83は、支持部材85内に収容される。カム溝91aは、図4に示すように、第2の対物レンズ45が最も上方に位置する上端位置91bと、第2の対物レンズ45が最も下方に位置する下端位置91cとを緩やかに接続するような形状に形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the cam groove 91 a is formed so that the second
上述した顕微鏡39では、観察光路Kに位置され観察ステージ27に焦点が合っている第1の対物レンズ43から第2の対物レンズ45に切り替えを行う場合には、パソコンからの切り替え信号により移動用モータ79が駆動される。移動用モータ79の回転は、ピニオン78を介してラック80に伝達され、対物レンズ保持部材77が図4の矢符Y1方向に移動し、図4に示すように、第2の対物レンズ45が観察光路K上に切り替わる。
In the above-described
そして、対物レンズ保持部材77の移動に伴い、上下移動部材83の両側に固定されるカムフォロアー93が、カム部材91のカム溝91aに沿って移動する。これにより、上下移動部材83が支持部材85に沿って上方に移動し、図4に示すように、上下移動部材83に固定される第2の対物レンズ45が最も上方の位置に停止される。
As the objective
この時、第2の対物レンズ45の焦点は正確には合っておらず、顕微鏡39に内蔵されるフォーカスシーケンスにより正しい焦点位置を測定し、昇降用モータ63を駆動させ昇降部材59を微動することにより、第2の対物レンズ45の正確な焦点合わせが行われる。
At this time, the focus of the second
また、観察光路Kに位置され観察ステージ27に焦点が合っている第2の対物レンズ45から第1の対物レンズ43に切り替えを行う場合には、パソコンからの切り替え信号により移動用モータ79が駆動される。移動用モータ79の回転は、ピニオン78を介してラック80に伝達され、対物レンズ保持部材77が図4の矢符Y2方向に移動し、第1の対物レンズ43が観察光路K上に切り替わる。
When switching from the second
そして、対物レンズ保持部材77の移動に伴い、上下移動部材83の両側に固定されるカムフォロアー93が、カム部材91のカム溝91aに沿って移動する。これにより、上下移動部材83が支持部材85に沿って下方に移動し、図7に示すように、上下移動部材83に固定される第2の対物レンズ45が最も下方の位置に停止される。
As the objective
この時、第1の対物レンズ43の焦点は正確には合っておらず、顕微鏡39に内蔵されるフォーカスシーケンスにより正しい焦点位置を測定し、昇降用モータ63を駆動させ昇降部材59を微動することにより、第1の対物レンズ43の正確な焦点合わせが行われる。
At this time, the focus of the first objective lens 43 is not accurately focused, the correct focus position is measured by a focus sequence built in the
上述した顕微鏡39では、対物レンズ切り替え機構51の移動用モータ79により対物レンズ保持部材77を移動して第1の対物レンズ43と第2の対物レンズ45の切り替えを行い、同時に、対物レンズ移動機構81により対物レンズ保持部材77の移動に連動して、第2の対物レンズ45を光軸方向に移動するようにしたので、対物レンズ43,45の切り替えと光軸方向への移動を自動的に行うことができる。そして、1つの移動用モータ79により、対物レンズ43,45の切り替えと第2の対物レンズ45の光軸方向への移動が可能になるため、コストを低減し、また、スペース効率を向上することができる。
In the
(実施形態の補足事項) 以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。 (Supplementary items of the embodiment) As described above, the present invention has been described by the above-described embodiment. However, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following forms may be used. .
(1)上述した実施形態では、対物レンズ切り替え機構51により2つの対物レンズ43,45を切り替えた例について説明したが、例えば、3つ以上の対物レンズ43,45を切り替えるようにしても良い。
(1) In the above-described embodiment, the example in which the two
(2)上述した実施形態では、対物レンズ移動機構81により第2の対物レンズ45のみを光軸方向に移動した例について説明したが、例えば、第1の対物レンズ43と第2の対物レンズ45を光軸方向に移動するようにしても良い。
(2) In the above-described embodiment, the example in which only the second
(3)上述した実施形態では、対物レンズ保持部材77を移動用モータ79の回転駆動力により自動的に移動した例について説明したが、例えば、リニアモータにより自動的に移動するようにしても良い。また、油圧、空圧等のアクチュエータにより自動的に移動するようにしても良い。
(3) In the above-described embodiment, the example in which the objective
(4)上述した実施形態では、倒立顕微鏡に本発明を適用した例について説明したが、正立顕微鏡にも適用することができる。 (4) In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an inverted microscope has been described. However, the present invention can also be applied to an upright microscope.
43…第1の対物レンズ、45…第2の対物レンズ、51…対物レンズ切り替え機構、77…対物レンズ保持部材、78…ピニオン、79…移動用モータ、79a…回転軸、80…ラック、91…カム部材、91a…カム溝、K…観察光路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 43 ... 1st objective lens, 45 ... 2nd objective lens, 51 ... Objective lens switching mechanism, 77 ... Objective lens holding member, 78 ... Pinion, 79 ... Motor for movement, 79a ... Rotating shaft, 80 ... Rack, 91 ... cam member, 91a ... cam groove, K ... observation optical path.
Claims (6)
前記対物レンズ切り替え手段は、
前記第1の対物レンズおよび前記第2の対物レンズを保持する対物レンズ保持部材と、
前記対物レンズ保持部材を移動して前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズを選択的に前記観察光路に配置する保持部材移動手段と、
前記対物レンズ保持部材の移動に連動して前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズを前記対物レンズの光軸方向に移動する対物レンズ移動手段と、
を有することを特徴とする顕微鏡。 In a microscope provided with objective lens switching means for selectively arranging at least the first objective lens and the second objective lens in the observation optical path,
The objective lens switching means is
An objective lens holding member that holds the first objective lens and the second objective lens;
Holding member moving means for moving the objective lens holding member and selectively arranging the first objective lens and the second objective lens in the observation optical path;
Objective lens moving means for moving the first objective lens and the second objective lens in the optical axis direction of the objective lens in conjunction with the movement of the objective lens holding member;
A microscope characterized by comprising:
前記保持部材移動手段は、駆動部と前記駆動部の駆動力を前記対物レンズ保持部材に伝達する伝達部材であるピニオンとラックを有し、前記対物レンズ保持部材を移動することを特徴とする顕微鏡。 The microscope according to claim 1, wherein
The holding member moving means includes a drive unit and a pinion that is a transmission member that transmits the driving force of the drive unit to the objective lens holding member, and a rack, and moves the objective lens holding member. .
前記駆動部はモータであり、前記モータの回転軸は、前記第1の対物レンズおよび前記第2の対物レンズの光軸方向に平行に位置されていることを特徴とする顕微鏡。 The microscope according to claim 2,
The driving unit is a motor, and a rotation axis of the motor is positioned in parallel with an optical axis direction of the first objective lens and the second objective lens.
前記対物レンズ移動手段は、カム機構を介して前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズを相対移動することを特徴とする顕微鏡。 The microscope according to any one of claims 1 to 3,
The microscope, wherein the objective lens moving means relatively moves the first objective lens and the second objective lens via a cam mechanism.
前記対物レンズ移動手段は、前記第1の対物レンズより合焦までの作動距離が長い前記第2の対物レンズのみを移動することを特徴とする顕微鏡。 The microscope according to any one of claims 1 to 4,
2. The microscope according to claim 1, wherein the objective lens moving means moves only the second objective lens that has a longer working distance from the first objective lens to focusing.
前記第2の対物レンズは、前記観察光路の位置にある時に前記第1の対物レンズと略同焦点が確保されることを特徴とする顕微鏡。
The microscope according to claim 5, wherein
The microscope, wherein the second objective lens has substantially the same focal point as that of the first objective lens when the second objective lens is in the position of the observation optical path.
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Cited By (2)
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JP2016038582A (en) * | 2014-08-06 | 2016-03-22 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Microscope objective |
JP7487280B2 (en) | 2021-12-16 | 2024-05-20 | サイテナ ゲーエムベーハー | microscope |
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