(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡本体と、
該顕微鏡本体に取り付けられる焦準機構とを備え、
該焦準機構が、標本を載置するステージまたは該ステージ上の標本に対向配置される対物レンズのいずれかを保持するアーム部と、該アーム部を上下方向に移動可能に支持するベース部と、該ベース部に対して前記アーム部を上下方向に移動させる駆動部とを備え、
前記ベース部が、前記顕微鏡本体と直接接触する接触部と、前記顕微鏡本体に対して隙間をあけて配置され、弾性変形によって隙間寸法を変動可能に配置される可動部とを備え、
前記焦準機構のベース部と前記顕微鏡本体とが間に防振部材を介在させて固定され、該防振部材が前記顕微鏡本体と前記可動部との間に挟まれている顕微鏡。
【請求項２】
前記隙間寸法を調節する調節部を備える請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項３】
前記防振部材が、樹脂材料により構成されている請求項１または請求項２に記載の顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステージの上下動を電動で駆動する焦準機構を備えた顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この顕微鏡の焦準機構は、顕微鏡本体にネジ等によってリジッドに固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−５０２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された顕微鏡のように、焦準機構をリジッドに顕微鏡本体に固定する場合には、焦準機構がステージの昇降動作と停止動作とを繰り返すように駆動されると、焦準機構に搭載されているステージの慣性によって発生した振動が収束し難く、画像を取得するまでに時間がかかるという不都合がある。ステージに代えて対物レンズを昇降させる方式の焦準機構においても、レボルバや対物レンズの慣性が大きいため、さらに振動の問題が生じ易い。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、振動の発生を抑えて、迅速に焦点位置を移動しながら画像取得を繰り返すことができる顕微鏡を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、顕微鏡本体と、該顕微鏡本体に取り付けられる焦準機構とを備え、該焦準機構が、標本を載置するステージまたは該ステージ上の標本に対向配置される対物レンズのいずれかを保持するアーム部と、該アーム部を上下方向に移動可能に支持するベース部と、該ベース部に対して前記アーム部を上下方向に移動させる駆動部とを備え、前記ベース部が、前記顕微鏡本体と直接接触する接触部と、前記顕微鏡本体に対して隙間をあけて配置され、弾性変形によって隙間寸法を変動可能に配置される可動部とを備え、前記焦準機構のベース部と前記顕微鏡本体とが間に防振部材を介在させて固定され、該防振部材が前記顕微鏡本体と前記可動部との間に挟まれている顕微鏡を提供する。
【０００７】
本態様によれば、駆動部の作動によりベース部に対してアーム部が上下方向に移動させられた後に急停止されると、アーム部に保持されているステージまたは対物レンズの慣性エネルギによって、アーム部が加振されるが、ベース部と顕微鏡本体との間に防振部材が介在させられているので、アーム部からベース部に伝達された慣性エネルギが防振部材によって吸収され、振動を迅速に収束させることができる。すなわち、アーム部の昇降動作と急停止とを繰り返す場合においても、振動が持続されないので、早期にアーム部を静止させて、画像の取得動作に移行することができ、観察時間を短縮することができる。
【０００８】
上記態様においては、前記ベース部が、前記顕微鏡本体と直接接触する接触部と、前記顕微鏡本体に対して隙間をあけて配置され、弾性変形によって隙間寸法を変動可能に配置される可動部とを備え、前記防振部材が前記顕微鏡本体と前記可動部との間に挟まれている。
このようにすることで、接触部を顕微鏡本体に直接接触させることにより、ベース部が顕微鏡本体に位置決め状態に固定されるとともに、アーム部の移動に伴うベース部の弾性変形によって可動部と顕微鏡本体との間に挟まれている防振部材を圧縮あるいは伸張させることにより、ベース部に伝達された慣性エネルギを効率的に吸収させることができる。
【０００９】
また、上記態様においては、前記隙間寸法を調節する調節部を備えていてもよい。
このようにすることで、調節部の作動により隙間寸法を調節することで、隙間に挟まれている防振部材の潰し代を調節することができる。これにより、防振部材が防振効果を発生し得る最適な状態に設定することができ、より効果的に振動を減衰させることができる。
【００１０】
また、上記態様においては、前記防振部材が、樹脂材料により構成されていてもよい。
このようにすることで、焦準機構の駆動によるアーム部の振動を簡易な構成によって減衰させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、振動の発生を抑えて、迅速に焦点位置を移動しながら画像取得を繰り返すことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の参考例としての一参考実施形態に係る顕微鏡を示す正面図である。
【図２】図１の顕微鏡の焦準機構と顕微鏡本体との位置関係を示す一部を破断した平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る顕微鏡を示す正面図である。
【図４】図３の顕微鏡の変形例を示す正面図である。
【図５】図３の顕微鏡の他の変形例を示す正面図である。
【図６】本発明の一実施形態の変形例に係る顕微鏡を示す正面図である。
【図７】図６の顕微鏡を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の参考例としての一参考実施形態に係る顕微鏡１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡１は、蛍光顕微鏡であって、図１に示されるように、顕微鏡本体２と、焦準機構３と、該焦準機構３により支持される対物レンズ４とを備えている。
【００１４】
顕微鏡本体２は、本体ベース５と、該本体ベース５に設けられ、標本Ａを搭載するステージ６と、図示しない光源からの励起光Ｌを偏向して対物レンズ４を介して標本Ａに照射し、対物レンズ４により集光された標本Ａからの蛍光を透過する蛍光キューブ７と、該蛍光キューブ７を透過した蛍光を目視観察するための接眼光学系８と、蛍光画像を取得するカメラ９とを備えている。
【００１５】
焦準機構３は、図２に示されるように、顕微鏡本体２の本体ベース５に固定されるベース部１０と、該ベース部１０に対して昇降可能に支持され、蛍光キューブ７とステージ６との間に対物レンズ４を保持するアーム部１１と、該アーム部１１を昇降駆動する駆動部１２とを備えている。
【００１６】
蛍光キューブ７は、光源からの励起光Ｌの特定の波長を透過する励起フィルタ（図示略）と、該励起フィルタを透過した励起光Ｌを偏向し標本Ａからの蛍光を透過するダイクロイックミラー（図示略）と、ダイクロイックミラーを透過した蛍光に含まれる励起光Ｌを除去する吸収フィルタ（図示略）とからなる、所望の蛍光を観察するための光学素子である。
駆動部１２は、モータ１３と、該モータ１３の駆動力をアーム部１１に伝達するボールネジ機構１４とを備えている。
【００１７】
本実施形態においては、焦準機構３のベース部１０は顕微鏡本体２の本体ベース５との間に平板状の防振ゴム（防振部材）１５を挟んでネジ１６により、本体ベース５に締結されている。防振ゴム１５は、例えば、ウレタンゴムやシリコーンゴムのような一般的なゴム材の他、ポリウレタン近ゲル材エラストマー等のエラストマーを含む樹脂材料により構成されている。防振ゴム１５は、圧縮力あるいは伸張力を受けて変形する際にそのエネルギを吸収するダンパとして機能するようになっている。
【００１８】
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡１を用いて標本Ａの観察を行うには、ステージ６に標本Ａを搭載し、標本Ａの鉛直上方に対物レンズ４を配置した状態で、光源から励起光Ｌを射出させる。光源から射出された励起光Ｌは、蛍光キューブ７によって偏向され、鉛直下方の対物レンズ４によって集光されて標本Ａに照射される。
【００１９】
標本Ａにおいては、励起光Ｌが照射された領域に含まれている蛍光物質が励起されて蛍光が発生する。発生した蛍光は対物レンズ４によって集光され、蛍光キューブ７を透過して接眼光学系８により目視により観察することができ、カメラ９により蛍光画像が取得できるようになる。
【００２０】
標本Ａの蛍光観察は、対物レンズ４の焦点位置を標本Ａ内において対物レンズ４の光軸Ｓ方向に移動させながら行われる。対物レンズ４の焦点位置を光軸Ｓ方向に移動させるために、駆動部１２を作動させてモータ１３の駆動力をボールネジ機構１４を介してアーム部１１に伝達し、アーム部１１に支持されている対物レンズ４を昇降させる。
【００２１】
モータ１３の駆動力がアーム部１１に伝達されるとアーム部１１が昇降して対物レンズ４の焦点位置が標本Ａ内において移動するので、アーム部１１を停止して光軸Ｓ方向の各位置に焦点位置を配置した状態で励起光Ｌを照射して発生した蛍光を撮影することにより、標本Ａの所定の深さ範囲にわたる複数枚の蛍光画像が取得される。これにより、標本Ａの３次元的な蛍光観察を行うことができる。
【００２２】
この場合において、本実施形態に係る顕微鏡１は、焦準機構３のベース部１０と顕微鏡本体２の本体ベース５との間に防振ゴム１５が挟まれた状態で焦準機構３が顕微鏡本体２に固定されているので、モータ１３の駆動によりアーム部１１が昇降動作あるいは停止動作される際に、アーム部１１およびアーム部１１に保持されている対物レンズ４の慣性エネルギによって、防振ゴム１５が変形させられる。
【００２３】
これにより、アーム部１１を振動させる慣性エネルギが防振ゴム１５の変形によって吸収されるので、アーム部１１の振動を早期に収束させることができる。すなわち、モータ１３の駆動によりアーム部１１の昇降動作および停止動作を繰り返しても、各位置において、アーム部１１に固定されている対物レンズ４の振動を早期に収束させて静止させることができ、早期に蛍光画像を取得することができるという利点がある。
【００２４】
なお、本実施形態においては、図１に示されるように、焦準機構３のベース部１０と顕微鏡本体２の本体ベース５とが防振ゴム１５によって完全に隔離された状態に固定される場合を例示したが、本発明の一実施形態に係る顕微鏡１は、図３および図４に示されるように、ベース部１０と本体ベース５とが部分的に直接接触する。
【００２５】
すなわち、図３に示す例では、ベース部１０の本体ベース５への取付面に段差を設け、アーム部１１の対物レンズ４から離れた位置に一段高く形成された接触部１７を設けている。図４に示す例では、アーム部１１の対物レンズ４に近接する位置に接触部１７を設けている。
【００２６】
これらの場合に、接触部１７を本体ベース５に直接接触させてネジ１６により締結したときに、一段低く形成されている部分（可動部）１８と本体ベース５との間に隙間が形成されるように構成し、その隙間に平板状の防振ゴム１５を挟んでいる。
このようにすることで、ベース部１０の接触部１７が本体ベース５に直接接触した状態で固定されるので、ベース部１０を本体ベース５に精度よく位置決めすることができる。
【００２７】
また、本体ベース５に対して隙間をあけて離れている可動部１８は、アーム部１１や対物レンズ４の慣性エネルギによって本体ベース５が弾性変形させられた際に、本体ベース５との隙間を縮小あるいは拡大するので、間に挟まれている防振ゴム１５を変形させて慣性エネルギを吸収することができる。
すなわち、図３および図４の構造によれば、ベース部１０の精密な位置決めと、効果的な防振とを両立することができる。
【００２８】
また、図５に示されるように、本体ベース５の防振ゴム１５の設置面に、防振ゴム１５の厚さ方向に移動可能に支持されたブラケット（調節部）１９を配置し、ネジ２０（調節部）の締結量によってブラケット１９の位置を調節することで、防振ゴム１５の潰し代を調節することにしてもよい。
このようにすることで、防振ゴム１５を顕微鏡本体２の本体ベース５および焦準機構３のベース部１０の両方に密着させることができるとともに、適正な潰し代を達成することにより、慣性エネルギを効果的に吸収可能な状態に設定することができる。
【００２９】
防振ゴム１５の潰し代は、寸法によって定めてもよいし、押圧力を測定して、所望の押圧力が達成されるまで押し付けることにしてもよい。
また、本体ベース５側にブラケット１９を移動可能に配置したが、焦準機構３のベース部１０側にブラケット１９を移動可能に配置してもよい。
【００３０】
また、本実施形態においては、顕微鏡１がカメラ９を用いる蛍光顕微鏡である場合について説明したが、図６に示されるように、カメラ３に代えてスキャンユニット２１を用いるレーザ走査型顕微鏡（以下、ＬＳＭという。）に切り替え可能であってもよい。この場合、顕微鏡１は、図６および図７に示されるように、レーザ光Ｈを発生するレーザ光源２２と、該レーザ光源２２からのレーザ光Ｈをスキャンするスキャンユニット２１とを備えている。
【００３１】
スキャンユニット２１は、レーザ光源２２から光ファイバ２３を介して伝達されたレーザ光Ｈを偏向するダイクロイックミラー２４と、該ダイクロイックミラー２４によって偏向させられたレーザ光Ｈを２次元方向（例えば、Ｘ，Ｙ方向）にスキャンする２次元スキャナ（ＸＹガルバノミラー）２５と、ダイクロイックミラー２４を透過した蛍光を集光する共焦点レンズ２６と、共焦点レンズ２６により集光された蛍光を通過させる共焦点ピンホール２７と、該共焦点ピンホール２７を通過した蛍光を検出する光検出器（例えば、光電子増倍管）２８とを備えている。
【００３２】
具体的には、ＬＳＭを用いて観察を行う場合、カメラ９に代えてスキャナユニット２１が光軸Ｓ上に配置され、蛍光キューブ７が光軸Ｓ上から離脱させられる。これにより、レーザ光Ｈの光路と光軸Ｓとを一致させて標本Ａにレーザ光Ｈを照射することができる。
【００３３】
顕微鏡１は、図７に示されるように、顕微鏡１を制御する制御装置（例えば、ＰＣ）２９に接続されている。制御装置２９には、カメラ９と、焦準機構３のモータ１３および２次元スキャナ２５を駆動するドライバ３０と、光検出器２８からの出力信号を処理する信号処理装置３１と、カメラ９と、顕微鏡１により取得された画像を出力するモニタ３２とが接続されている。
【００３４】
信号処理装置３１は、光検出器２８からの蛍光の強度信号をＩ−Ｖ変換するＩＶ変換器（例えば、バッファ）と、該Ｉ−Ｖ変換器により変換された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とを備えている。
【００３５】
制御装置２９は、標本Ａ上でレーザ光Ｈを２次元的に走査させるよう２次元スキャナ２５を制御する。これにより、制御装置２９は、光検出器２８によって取得される標本Ａからの蛍光の強度信号と、ドライバ３０に入力した２次元スキャナ２５の走査位置情報とを組み合わせてＸ，Ｙ方向の走査画像を生成し、モニタ３２に出力するようになっている。
【００３６】
ＬＳＭは、共焦点効果により、ピント面のスライス画像を取得することができる。焦準機構３によりＺ方向に位置をずらしながらＸ，Ｙ方向にスキャンを繰り返し行うことで、Ｚ位置の所定範囲におけるスライス画像の束（ＸＹＺ画像）を取得することができる。この場合、Ｘ，Ｙ方向のスキャンおよびＺ位置調節の協調動作は、制御装置２９による２次元スキャナ２５と焦準機構３との制御によって行われる。
【００３７】
ＬＳＭは、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向のスキャン（以下、ＸＹＺスキャンという。）において、焦準機構３が間欠移動（例えば、所定のＺ位置に停止した状態でＸ，Ｙ方向にスキャン、その後、所定のＺ位置からＺ方向における異なる位置に移動そして再停止してＸ，Ｙ方向にスキャンすることを繰り返す。）を行うため、防振ゴム１５の変形によって対物レンズ４の振動を早期に収束させることで、蛍光観察をより効率よく行うことができるという利点がある。
【００３８】
また、ＬＳＭを用いてＸＹＺスキャンを行う場合には、アーム部１１において対物レンズ４を取り付ける部分に、焦準機構３とは別の小型焦準機構（例えば、圧電素子駆動型の精密焦準装置）を設け、この小型焦準機構を駆動させてＺ位置をＺ方向にずらしながらＸＹＺスキャンを行ってもよい。この場合、焦準機構3は停止させる。
このようにすることで、小型焦準機構の動作により発生する振動が防振ゴム１５によって抑制され、ＸＹＺスキャンを高速化することができる。
【００３９】
また、本実施形態においては、顕微鏡１が微小開口ディスク走査型の光学系を備え、カメラ９を用いて画像を取得する場合に、微小開口ディスク走査型の光学系を用いて共焦点画像を取得するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  顕微鏡
２  顕微鏡本体
３  焦準機構
４  対物レンズ
６  ステージ
１０  ベース部
１１  アーム部
１２  駆動部
１５  防振ゴム（防振部材）
１７  接触部
１８  可動部
１９  ブラケット（調節部）
２０  ネジ（調節部）
【図１】
0006514508.tif 000002
【図２】
0006514508.tif 000003
【図３】
0006514508.tif 000004
【図４】
0006514508.tif 000005
【図５】
0006514508.tif 000006
【図６】
0006514508.tif 000007
【図７】
0006514508.tif 000008