JP3885305B2

JP3885305B2 - 倒立顕微鏡

Info

Publication number: JP3885305B2
Application number: JP24486497A
Authority: JP
Inventors: 修治豊田; 敬川人
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2017-08-27
Also published as: JPH1172715A; US20010021064A1; US6239905B1; DE19832319B4; US6404546B2; DE19832319A1; DE19861507B3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料の観察を下方から行う倒立顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の倒立顕微鏡においては、ステージの下方に対物レンズと対物レンズを固定するレボルバが配置されており、落射蛍光観察をする場含、予め設けられたスペースに落射蛍光装置を取付けて試料観察を行う。この落射蛍光装置の光源として水銀灯やキセノンランプが一般に用いられている。また、特開昭６０−５３９１６号公報に開示されるように、落射蛍光装置から別の装置に切替ることのできる顕微鏡が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、観察対象によってはレーザ光を対物レンズに導入してコンフォーカル光学系を形成したり、ケージド試薬開裂光学系、レーザマニピュレーション光学系を同時に使用できることが要求されることがある。
【０００４】
倒立顕微鏡において、対物レンズの上下動機構を用いて試料に対するピント合わせを行うが、この機構の上下動のストロークは、１０ｍｍ以下の場合が多く、また、ステージが顕微鏡の基台に固定され、ステージと基台との高さ方向の位置関係を変えることはできず、その上、顕微鏡の対物レンズの光軸方向に新たな光学系を追加することができない。また、倒立顕微鏡の対物レンズと結像レンズとの間隔は固定されている。このように、従来技術の倒立顕微鏡では、落射照明光学系を対物レンズの光軸方向に積層した構造において新たに上述のような光学系を追加して配置することはできなかった。
【０００５】
本発明の目的は、光学系を新たに追加することのできる構造を有する倒立顕微鏡を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題達成のため、本発明による倒立顕微鏡は、顕微鏡基台と、試料を載置するステージと、前記顕微鏡基台に対して前記ステージを前後両端側で支持するステージ支持部材と、前記ステージの下部に配置され、前記試料からの光を受けて平行光束とする対物レンズと、前記顕微鏡基台内に配置され前記対物レンズからの平行光束を集光する結像レンズと、前記ステージ支持部材が前記ステージと前記顕微鏡基台との少なくとも一方に対して着脱可能であり、前記対物レンズと前記結像レンズとの間に新たな光学系を収納するハウジングが配置可能であり、前記対物レンズと前記結像レンズとの間への前記ハウジングの配置を可能にするために前記ステージと前記顕微鏡基台との少なくとも一方と前記ステージ支持部材との間にスペーサ部材が配置可能であり、前記対物レンズの光軸方向における、前記配置されるスペーサ部材の厚さは前記対物レンズの光軸方向における前記ハウジングの厚さに応じ、異なる厚さのスペーサ部材を選択し設置可能であることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、ハウジングの厚さに応じたスペーサ部材を選択して用いることができるため、試料からの光が平行光束となって出射する対物レンズと結像レンズとの間に新たな光学系を収納するハウジングを配置することが可能になる。また、この新たな光学系を配置することによる顕微鏡の光学性能にほとんど影響を与えず光学性能の低下は生じないので、これにより、倒立顕微鏡において新たな光学系による観察が可能となり、倒立顕微鏡の利用範囲が広がる。
【０００８】
また、前記対物レンズと前記結像レンズとの間には、前記対物レンズが取り付けられるレボルバと前記レボルバを着脱可能に支持するレボルバ支持台とを備え、前記顕微鏡基台に設けられた焦準ノブと、前記レボルバ支持台の一端から前記顕微鏡基台に延設され前記焦準ノブの回転により前記レボルバ支持台を前記顕微鏡基台に対して上下動させる、前記レボルバ支持台を有する焦準部材を有する倒立顕微鏡を構成する事ができる。
【０００９】
また、前記ハウジングは、前記レボルバと前記レボルバ支持台の間に配置可能であるように構成することができる。
【００１３】
また、前記ハウジング内に収納される新たな光学系は、落射照明光学系、ケージド開裂光学系、レーザ光学系、レーザマニピュレーション光学系、プリズム光学系、光センサ光学系、観察光学系、及び変倍光学系の内の１つまたは複数を選択して配置することができる。これにより、倒立顕微鏡において種々の観察及び観察をしながらの実験が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。図１及び図２は本発明の実施の形態による倒立顕微鏡の側面図である。図１に示す倒立顕微鏡は、顕微鏡の基台１と、この基台１の前面側に設けられ接眼部６を支持する接眼部支柱１４と、基台１の背面側に設けられ透過照明用ランプハウス１３等を支持する照明支柱３と、シャーレ１２等の試料を載せるステージ２と、基台１から垂直方向上方に突出するように設けられるとともにステージ２を接眼部支柱１４の近傍において着脱可能に支持する第１のステージ支持部材１５と、基台１の背面側に垂直方向上方に突出するように一体に設けられた突出部１ａに対してねじ１６ａにより取り付けられステージ２を着脱可能に支持する第２のステージ支持部材１６とを備える。照明支柱３は第２のステージ支持部材１６により支持される。このようにして、図１に示す倒立顕微鏡は、ボックス構造に構成されている。
【００１５】
図１の倒立顕微鏡は、更に、ステージ２の下方に配置された複数の対物レンズ４ａ，４ｂと、これらの対物レンズ４ａ，４ｂを切替のため回転可能に取り付けたレボルバ５と、レボルバ５の支持部５ａが着脱可能に取り付けられたレボルバ支持台１１ａを有する焦準部材１１とを備える。焦準部材１１は、水平方向に配置されたレボルバ支持台１１ａの一端から垂直方向下方に基台１内まで延在し、基台１内に図１の破線で示すラック・ピニオン機構を備えて焦準ノブ１１ｂの回転により上下方向に移動する。焦準ノブ１１ｂを回転させることにより、図１に示すように観察可能状態に位置する対物レンズ４ａをステージ２に対して上下動させて合焦させる。
【００１６】
また、図１に示す倒立顕微鏡には、落射蛍光観察のための落射蛍光装置が顕微鏡基台１に設けられている。この落射蛍光装置は、水銀ランプ９と、試料照明のための光学系を含む照明光投光装置８と、焦準部材１１のレボルバ支持台１１ａと顕微鏡基台１との間の空間に配置されフィルタ等の光学系から構成されるフィルタユニット１０とを備える。フィルタユニット１０の光学系は、ダイクロイックミラー、励起光フィルタ、吸収フィルタ、ミラー等から構成される。対物レンズ４ａの光軸方向に対して垂直方向に入射する水銀ランプ９からの光がフィルタユニット１０により対物レンズ４ａの光軸方向に曲げられてステージ２上の試料１２に向かう。
【００１７】
また、図１の倒立顕微鏡は、透過照明観察のため、照明支柱３に支持された透過照明用ランプハウス１３からの光をステージ２上の試料１２に集光するコンデンサレンズ７を備える。また、フィルタユニット１０の下方であって顕微鏡基台１内に結像レンズ（図示省略）が配置されている。対物レンズ４ａ，４ｂは無限遠光学系から構成され、対物レンズ４ａ，４ｂから射出した光が平行光束となってこの平行光束が結像レンズに入射するように構成されている。
【００１８】
次に、図１に示す倒立顕微鏡に新たな光学系等を含む装置を追加して配置する場合について図２により説明する。図１に示した状態においてステージ２を第１のステージ支持部材１５及び第２のステージ支持部材１６から取り外し、図２に示すように、第１のステージ支持部材１５の上端に第１のスペーサ部材１７をねじ１７ａにより取り付ける。
【００１９】
一方、第２のステージ支持部材１６を顕微鏡基台１の突出部１ａからねじ１６ａを弛めて取り外してから、突出部１ａにねじ１８ａにより第２のスペーサ部材１８を取り付ける。次に、図２に示すように第２のスペーサ部材１８上に第２のステージ支持部材をねじ１６ａにより取り付ける。上述の第１のスペーサ部材１７及び第２のスペーサ部材１８の上下方向（対物レンズ４ａの光軸方向）の各厚さは、図２に示すようにともにｍであり、等しく構成されている。
【００２０】
次に、ステージ２を第１のスペーサ部材１７及び第２のステージ支持部材１６に取り付けるることにより、倒立顕微鏡を図２に示す状態にすることができる。また、以上の組立順序を逆に行えば、倒立顕微鏡の各ステージ支持部材を図２の伸びた状態から図１の縮んだ状態に戻すことができる。
【００２１】
このようにして、倒立顕微鏡において、ステージ２を第１及び第２のステージ支持部材１５，１６に対して着脱でき、第１及び第２のスペーサ部材１７，１８をそれぞれ第１及び第２のステージ支持部材１５，１６に介在させ、かつ第１及び第２のスペーサ部材１７，１８を取り外すことのできる構成とすることにより、第１及び第２のステージ支持部材１５，１６を顕微鏡基台１に対して対物レンズ４ａの光軸方向に伸縮する構造とすることができる。この構造により、各ステージ支持部材１５，１６が伸ばされると、ステージ２と顕微鏡基台１上のフィルタユニット１０との間に新たな空間が形成される。
【００２２】
更に、レボルバ５の支持部５ａと焦準部材１１のレボルバ支持台１１ａとを分離してから、支持部５ａとレボルバ支持部材１１ａとの間に追加の光学系装置１９を配置する。この場合、この追加の光学系装置１９はハウジング内に納められ、そのハウジングの上下方向（対物レンズ４ａの光軸方向）の厚さｎは、第１及び第２のスペーサ部材の厚さｍ以下に構成されている。
【００２３】
追加された光学系装置１９は、例えば生物観察において用いられるケージド開裂装置から構成され、このケージド開裂装置に対して外部に配置されたレーザ装置等から第２のスペーサ部材１８内を通して配置された光ファイバ２０により光を導くことができる。ケージド開裂装置とは、例えば生物細胞を観察する場合に、レーザ光等をスポット的に目的の細胞部分に照射して細胞の一部を破壊し、その破壊により生じた開裂部分に蛍光試薬を入れることができるように構成されたものである。従って、倒立顕微鏡に図１に示すように設けられていた落射蛍光装置８，９，１０とともに使用することによって、生物細胞の目的部分を蛍光観察することができる。このケージド開裂装置はミラー等を含む光学系を備え、この光学系によって、対物レンズ４ａの光軸方向に対して垂直方向に入射する光ファイバ２０からの光が対物レンズ４ａの光軸方向に曲げられステージ２上の試料１２に向かう。
【００２４】
以上のように、本実施の形態の倒立顕微鏡によれば、従来の落射蛍光装置に加えて新たな光学系を含む装置を対物レンズの光軸方向に積層して追加できるので、追加の光学系装置により観察機能が増え、両装置の同時使用も可能であるため各種の観察及び観察しながらの実験が容易に行えるようになり、倒立顕微鏡の利用範囲が広がる。
【００２５】
また、追加の光学系装置１９のハウジングの光軸方向の厚さｎは、第１及び第２のスペーサ部材の厚さｍ以下に設定されているから、対物レンズがステージに当たってしまうことはなく、観察時における顕微鏡の合焦操作に支障がない。
【００２６】
また、追加の光学系装置と落射蛍光装置とは、ともに対物レンズ４ａと結像レンズとの間に配置されており、対物レンズ４ａからでた光は平行光束であるため、新たな光学系装置を追加しても、顕微鏡の光学性能にはほとんど影響を与えず、光学性能の低下は生じなく観察にも支障がない。
【００２７】
なお、本実施の形態では、顕微鏡基部１上に設けられた装置が、落射蛍光装置であり、追加の光学系装置が、ケージド開裂装置であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、落射照明光学系装置、光の波長を変えることのできる落射照明光学系装置、ケージド開裂装置、レーザ装置、レーザマニピュレーション光学系装置、偏光プリズム光学系装置、光センサ光学系装置、及び変倍光学系装置等を目的に応じて種々組み合わせることができ、更に新たな第３の光学系装置を上述の空間に配置することもできる。また、対物レンズとレボルバとの間に第２の対物レンズ上下動装置を配置することもできる。
【００２８】
また、スペーサ部材は、図２に示す位置に限らずに、各ステージ支持部材が顕微鏡基台に対して対物レンズの光軸方向に伸びるように配置されるものであれば、その配置位置はどこであってもよく、例えば顕微鏡基台とスペーサ部材との間等であってよい。
【００２９】
また、スペーサ部材は、その厚さｍを種々変えることができ、追加光学系装置のハウジングの厚さｎに対応して厚さｍの異なるスペーサ部材を用いることができる。ハウジングの厚さｎに応じてスペーサ部材の厚さｍを選ぶことができるように、複数のスペーサ部材を用意しておくことができる。
【００３０】
また、上述のスペーサ部材を合成樹脂等からなる断熱材料から構成することができる。これにより、試料を設定された温度に保つヒーティングステージを使用する場合、ステージの温度が顕微鏡基台にステージ支持部材を通して伝熱する量を低く抑えることができ、保温効率が向上する。
【００３１】
また、本発明においてステージ支持部材の伸縮構造は、スペーサ部材の介在構造のみに限定されず、例えば、図３に示すようにステージ支持部材を２つの分離した部材１５、１８、３１、３２から構成し、一方を大きい筒状部材１５、１８にし、他方３１、３２をこの筒状部材の中におさまるように構成した入れ子構造にしたものであってもよい。
【００３２】
本発明は上述した図２、図３に示す実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の構成をとり得る。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、倒立顕微鏡において新たな光学系を追加できる構造を提供することができ、種類の異なる光学系による観察が可能となり倒立顕微鏡の利用範囲が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施の形態の倒立顕微鏡の側面図である。
【図２】図１の倒立顕微鏡に新たな光学系を追加した状態を示す側面図である。
【図３】本発明による第２実施の形態の倒立顕微鏡である。
【符号の説明】
１顕微鏡基台
２ステージ
４ａ，４ｂ対物レンズ
５レボルバ
１１焦準部材
１１ａレボルバ支持台
１２シャーレ（試料）
１５第１のステージ支持部材
１６第２のステージ支持部材
１７第１のスペーサ部材
１８第２のスペーサ部材
１９追加の光学系装置
ｍ第１及び第２のスペーサ部材の光軸方向厚さ
ｎ追加の光学系装置のハウジングの光軸方向厚さ

Claims

顕微鏡基台と、
試料を載置するステージと、
前記顕微鏡基台に対して前記ステージを前後両端側で支持するステージ支持部材と、
前記ステージの下部に配置され、前記試料からの光を受けて平行光束とする対物レンズと、
前記顕微鏡基台内に配置され前記対物レンズからの平行光束を集光する結像レンズと、
前記ステージ支持部材が前記ステージと前記顕微鏡基台との少なくとも一方に対して着脱可能であり、
前記対物レンズと前記結像レンズとの間に新たな光学系を収納するハウジングが配置可能であり、
前記対物レンズと前記結像レンズとの間への前記ハウジングの配置を可能にするために前記ステージと前記顕微鏡基台との少なくとも一方と前記ステージ支持部材との間にスペーサ部材が配置可能であり、
前記対物レンズの光軸方向における、前記配置されるスペーサ部材の厚さは前記対物レンズの光軸方向における前記ハウジングの厚さに応じ、異なる厚さのスペーサ部材を選択し設置可能であることを特徴とする倒立顕微鏡。
前記対物レンズと前記結像レンズとの間には、前記対物レンズが取り付けられるレボルバと前記レボルバを着脱可能に支持するレボルバ支持台とを備え、
前記顕微鏡基台に設けられた焦準ノブと、
前記レボルバ支持台の一端から前記顕微鏡基台に延設され前記焦準ノブの回転により前記レボルバ支持台を前記顕微鏡基台に対して上下動させる、前記レボルバ支持台を有する焦準部材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。
前記ハウジングは、前記レボルバと前記レボルバ支持台の間に配置可能であ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。
前記ハウジング内に収納される新たな光学系は、落射照明光学系、ケージド開裂光学系、レーザ光学系、レーザマニュピレーション光学系、プリズム光学系、光センサ光学系、観察光学系、及び変倍光学系の内の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の倒立顕微鏡。