(57)【要約】【課題】ミクロトーム内に容易に導入でき、メンテナンスも容易で、しかもミクロトームに熱的影響を（可及的に）阻止することができる照明装置を有するとりわけウルトラミクロトーム等のミクロトームを提供すること。【解決手段】ナイフと、該ナイフに対し相対的に運動可能な物体アームと、昇射光照明装置、落射光照明装置及び試料内部照明装置としての試料周辺領域照明用の光源とを有するミクロトームにおいて、前記光源は、それぞれ少なくとも１つの発光ダイオード（３１、４１、５１）から構成される。【選択図】　　　　　図３
2004037459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナイフと、該ナイフに対し相対的に運動可能な物体アームと、昇射光照明装置、落射光照明装置及び試料内部照明装置としての試料周辺領域照明用の光源とを有するミクロトームにおいて、
前記光源は、それぞれ少なくとも１つの発光ダイオード（３１、４１、５１）から構成されること
を特徴とするミクロトーム。
【請求項２】
前記昇射光照明装置（３０）は、少なくとも１つの発光ダイオード（３１）と、該発光ダイオード（３１）に前置される拡散透過部材（３２）を含むこと
を特徴とする請求項１に記載のミクロトーム。
【請求項３】
前記昇射光照明装置（３０）から放射される光ビーム（３３）がナイフ背部（３４）と試料（５）によってそれぞれ反射され、前記ナイフ（７）と該試料（５）との間の空隙が一様に照明されるように、前記少なくとも１つの発光ダイオード（３１）がミクロトームに配設されること
を特徴とする請求項２に記載のミクロトーム。
【請求項４】
前記昇射光照明装置（３０）は、互いに角度（α）をなして配設される第一及び第二発光ダイオード（３１ａ及び３１ｂ）を含んで構成されると共に、該第一及び第二発光ダイオードの少なくとも１つ（３１ａ及び／又は３１ｂ）が、観察顕微鏡（９）の第一又は第二光軸（１３ａ又は１３ｂ）と重畳すること
を特徴とする請求項３に記載のミクロトーム。
【請求項５】
前記落射光照明装置（２０）は、複数の発光ダイオード（４１）から構成されること
を特徴とする請求項１に記載のミクロトーム。
【請求項６】
前記発光ダイオード（４１）は、明るさを適性化するため、傾斜して配設されること
を特徴とする請求項５に記載のミクロトーム。
【請求項７】
前記発光ダイオード（４１）と貯留容器（２１）内の液体表面（２２）との間に、拡散透過部材（４２）が配設されること
を特徴とする請求項５に記載のミクロトーム。
【請求項８】
凡そ百個の発光ダイオードが面状に配設され、及び前記ナイフ（７）上の貯留容器（２１）の方向を指向する照明方向（２５）が規定されること
を特徴とする請求項７に記載のミクロトーム。
【請求項９】
前記発光ダイオード（３１、４１、５１）への電流供給は、バッテリーによって行なわれること
を特徴とする請求項１〜８の一に記載のミクロトーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、とりわけウルトラミクロトーム等のミクロトームの照明装置に関し、特にナイフと、該ナイフ（切断刀）に対し相対的に運動可能な物体アームと、昇射光照明装置、落射光照明装置及び試料内部照明装置としての試料周辺領域照明用の光源とを有するミクロトームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ミクロトーム用の照明装置は幾つか存在する。ミクロトーム及び／又はウルトラミクロトームで使用される照明方法には、３つの異なる方法がある。この内の１つは、（ステージ下）昇射光照明である。この照明は、ナイフ（切断刀）の試料への接近過程において、ナイフと試料の間の間隔を正確に制御することを保証しようとするものである。その光源は、（例えばステレオ顕微鏡によって）上方から観察する際にナイフと試料との間の隙間（空隙、スリット）を明るい光スリットとして構成できるように配設されるべきである（例えば非特許文献１及び２参照）。
【０００３】
照明用光源としては、ハロゲンランプが使用されるが、その機械的寸法及び放射する熱のために、ハロゲンランプをナイフの近くに配設することはできない。従って、（ハロゲンランプから放射される）光は、ライトガイド（光ファイバ）を介してナイフの近くへ伝送される。
【０００４】
第二の照明方法、即ち、試料内部照明では、試料を透過照明するための小型（白熱）電球又はライトガイドが使用される（例えば非特許文献３参照）。この照明によって、物体（試料）細部の可視化を行なうことはできる。しかし、熱の放射は最小であるべきである。
【０００５】
ミクロトームのナイフの品質（切断能）を検査する装置も知られている（例えば特許文献１参照）。この装置には、観察顕微鏡と、物体／ナイフ領域を照明するための昇射光照明装置が配設される。ナイフの切断品質（切断能）を検査するため（殊更に）観察顕微鏡及び／又は昇射光照明装置を調節することを回避するために、ナイフの刃の周りで旋回可能なナイフホルダが、ナイフの刃の開放面と昇射光照明装置の光路（光軸）とが少なくとも２０°の角度をなすよう旋回可能に構成される。
【０００６】
ナイフに対し相対的に運動可能な物体（試料）支持体を有するとりわけウルトラミクロトーム等のミクロトームも知られている（特許文献２参照）。このミクロトームでは、物体を適性に照明することによって物体の微細な表面構造と物体の内部構造の描写を改善可能にするために、及びナイフに対する物体の相対的な位置変更による照明の新たな調節をしないで済ますことができるようにするために、所定の又は付加的な光源を物体支持体の圧嵌開口部の内部に配設し、以って透明ないし透光性の材料からなる物体ブロック及び従って物体自体を後方から透過照明するよう構成される。
【０００７】
また、他の構造のミクロトームも既知である（例えば特許文献３参照）。このミクロトームでは、切断されるべき試料は、透光性プラスチックからなる物体ブロックに埋設（包埋）される。物体ブロックは、光波伝送体（光ファイバ）によって背面から照明される。
【０００８】
【特許文献１】
ＤＥ　３２　２４　３７５
【特許文献２】
ＤＥ　３２　３５　９５１
【特許文献３】
ＤＥ　３６　１５　７１５
【非特許文献１】
“Ｕｌｔｒａｍｉｃｒｏｔｏｍｅ”，　Ｒｅｉｃｈｅｒｔ　ＳＵＰＥＲＮＯＶＡ（パンフレット名），　Ａｕｓｔｒｉａ，　Ｒｅｉｃｈｅｒｔ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｄｅｒ　Ｌｅｉｃａ　Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ（発行所名），　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　１９９０，　ｐ．４　“Ｆｌｅｘ　Ｏｐｔｉｃｓ”
【非特許文献２】
“Ｕｌｔｒａｍｉｃｒｏｔｏｍｅ　ａｎｄ　Ｃｒｙｏ−Ｓｅｃｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ”，　Ｒｅｉｃｈｅｒｔ　ＵＬＴＲＡＣＵＴ　Ｓ／ＦＣ　Ｓ（パンフレット名），　Ａｕｓｔｒｉａ，　Ｒｅｉｃｈｅｒｔ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｄｅｒ　Ｌｅｉｃａ　Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ（発行所名），　Ｊｕｎｅ　１９９１，　ｐｐ．４，　５，　９“Ｂｅｏｂａｃｈｔｕｎｇ　ａｎｄ　Ｂｅｌｅｕｃｈｔｕｎｇｓｓｙｓｔｅｍ”
【非特許文献３】
“Ｕｌｔｒａｍｉｃｒｏｔｏｍｅ　ａｎｄ　Ｃｒｙｏ−Ｓｅｃｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ”，　Ｒｅｉｃｈｅｒｔ　ＵＬＴＲＡＣＵＴ　Ｓ／ＦＣ　Ｓ（パンフレット名），　Ａｕｓｔｒｉａ，　Ｒｅｉｃｈｅｒｔ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｄｅｒ　Ｌｅｉｃａ　Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ（発行所名），　Ｊｕｎｅ　１９９１，　ｐｐ．８
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術の主な欠点は、試料及び／又はミクロトームの構成要素の（熱）膨張を引き起こす照明光源の熱放射である。とりわけ切断処理の中断後に、（再び）切断プロセスを続行することは殆ど不可能である。というのは、試料の（熱）膨張により、最初の切断による断片が、極端に分厚くなりうるからである。
【００１０】
ウルトラミクロトームで一般に使用されるダイヤモンドナイフに加えられる負荷は、最大でも０．３５μｍの厚さの切片までにされるべきである。しかしながら、試料の膨張は、この大きさを超過し、従ってナイフを損傷しかねない。更に、ランプへの電力供給は必須なので、蛍光ランプへの電流供給と制御のための余分な構造体積とコストも生じてしまう。
【００１１】
それゆえ、本発明の課題は、（ミクロトーム内に）容易に導入でき、メンテナンスも容易で、しかもミクロトームに熱的影響を（可及的に）与えない照明装置を有するとりわけウルトラミクロトーム等のミクロトームを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の一視点により、ナイフ（切断刀）と、該ナイフに対し相対的に運動可能な物体アームと、（ステージ下）昇射光照明装置、落射光照明装置及び試料内部照明装置としての試料周辺領域照明用の光源とを有する、とりわけウルトラミクロトーム等のミクロトームを提供する。このミクロトームにおいて、前記光源は、それぞれ少なくとも１つの発光ダイオードから構成されることを特徴とする（形態１・基本構成）。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を示すが、これらは従属請求項の対象でもある。
（２）　上記のミクロトームにおいて、前記昇射光照明装置は、少なくとも１つの発光ダイオードと、該発光ダイオードに前置される拡散透過部材ないしマット板（Ｍａｔｔｓｃｈｅｉｂｅ：例えば、拡散スクリーン、すりガラス、焦点（ピント）ガラス等）を含むことが可能である（形態２）。
（３）　上記のミクロトームにおいて、前記昇射光照明装置から放射される光ビームがナイフ背部と試料によってそれぞれ反射され、前記ナイフと該試料との間の空隙（スリット、隙間）が一様に照明されるように、前記少なくとも１つの発光ダイオードがミクロトームに配設されることが好ましい（形態３）。
（４）　上記のミクロトームにおいて、前記昇射光照明装置は、互いに角度（α）をなして配設される第一及び第二発光ダイオードを含んで構成されると共に、該第一及び第二発光ダイオードの少なくとも１つが（好ましくは夫々が）、観察顕微鏡（９）の第一又は第二光軸と重畳することが可能である（形態４）。
（５）　上記のミクロトームにおいて、前記落射光照明装置は、複数の発光ダイオードから構成されることが好ましい（形態５）。
（６）　上記のミクロトームにおいて、前記発光ダイオードは、明るさを適性化するため、傾斜して配設されることが好ましい（形態６）。
（７）　上記のミクロトームにおいて、前記発光ダイオードと貯留容器内の液体表面との間に、拡散透過部材（マット板）が配設されることが好ましい（形態７）。
（８）　上記のミクロトームにおいて、凡そ百個の（ないし（それ以上の）多数の）発光ダイオードが面状に配設され、及び前記ナイフ上の貯留容器の方向を指向する照明方向が規定されることが好ましい（形態８）。
（９）　上記のミクロトームにおいて、前記発光ダイオードへの電流供給は、バッテリー（電池）によって行なわれることが好ましい（形態９）。
【００１４】
（光源として）白色ＬＥＤを使用する大きな利点は、白色光は、凡そ５０００〜６０００Ｋ（ケルビン）の色温度を有するということである。波長が比較的短いため、調節過程中に、明るいスリット（空隙）をより明瞭に観察することができる。落射光照明は、試料切片の細部をより良く明瞭化する。当該試料切片の細部は、蛍光ランプを使用する場合では、その視認性はより低いものとなる。即ち、ＬＥＤ照明は、より的確な調節過程と試料切片のより正確な制御を可能にすることによって、本質的利点を利用者に提供する。
【００１５】
ミクロトーム又はウルトラミクロトームは、ナイフ（切断刀）、当該ナイフに対し相対的に運動可能な物体アーム、及び試料周辺領域を照明するための少なくとも１つの光源を有する。ここに、試料周辺領域は、ナイフ、ナイフと試料との間のスリット（隙間ないし空隙）、及び試料自体によって定義される。照明に使用される少なくとも１つの光源は、発光ダイオードとして構成可能である。発光ダイオードは、昇射光照明装置（の光源）として使用することができる。更に、発光ダイオードは、落射光照明装置（の光源）としても使用することができ、また、発光ダイオードは、試料内部照明装置（の光源）としても使用することができる。
【００１６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例は、発明の理解の容易化のためのものであって、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な修正・変更等を排除することを意図するものではない。また、特許請求の範囲に付した図面参照符号も、発明の理解の容易化のためのものであって、本発明を図示の態様に限定することも意図しない。この点に関しては、補正・訂正後においても同様である。
【００１７】
図１に、物体又は試料５が固定される昇降運動可能な物体アーム（試料取付アーム）３を有するミクロトーム又はウルトラミクロトームを示した。以下の記述においては、「ミクロトーム又はウルトラミクロトーム」という選択的表現を行なわない。「ミクロトーム」という概念には複数のタイプのものが含まれることは当業者には明らかであり、従って以下単に「ミクロトーム」で代表することとする。（物体アーム３が）昇降運動すると、試料５は、ナイフ（切断刀）７の刃際を案内されるので、薄い試料切片が生成する。切断プロセスとナイフ７の品質（切断能）を検査するために、観察顕微鏡９が配設される。観察顕微鏡９は、ミクロトーム１の支持アーム１１に固定される。観察顕微鏡９はナイフ７の先端部に指向する光軸１３を規定する。ナイフ７／試料５領域を照明するために、昇射光照明光源１５が配設され、該光源１５によって放射される光は、この実施例では、光ファイバ１７によって当該ナイフ７／試料５領域へ案内される。光ファイバ１７は、ナイフ７／試料５領域を照明するよう光ビーム１２を上方に向かって放射する（昇射する）ように配設される。
【００１８】
図２に、従来技術の落射光照明装置を示した。細部をより良く看取できるように、図１と比べて複数の構成要素を省略して示した。このミクロトームの落射光照明装置２０は、作業領域を照明するためだけに利用されるのではなく、その放射光は、試料切片のための液体が充填された貯留容器２１において観察顕微鏡９の光軸１３の方向へ反射される。落射光照明装置２０は、貯留容器２１の方向を指向する照明方向２５を規定する。貯留容器２１内には、試料切片の干渉色によって試料切片を明瞭に認識できるよう可及的一様な反射作用を有する液面２２が形成される。利用者は、生成される干渉色から試料切片の厚さを評価（計算）することができる。切断中ナイフ７と試料（不図示）との間に水橋（Ｗａｓｓｅｒｂｒｕｅｃｋｅｎ）が生成するのを阻止するために、幾分（球面状に）水位が低下した水面２２が良く利用される。図２の例では、水面２２は（球面状に）湾曲している。そのような面でも一様な反射作用を有することができるように、落射光照明装置２０の光源として、拡散透過部材（ないしマットプレート、例えば、拡散スクリーン、すりガラスないし焦点ガラス）２４を備える蛍光ランプ２３が使用される。照明される面の必然的寸法及びその位置は、湾曲水面２２の幾何学（立体）的構造によって規定される。照明による熱の印加は、可及的に小さくあるべきである。加熱（加温）により、試料は（熱）膨張し、試料切片の厚さは大きくなる。同様に、蛍光ランプ２３からの熱印加により、試料切片の厚さも不安定（不揃い）になる。
【００１９】
図３に本発明の第一実施例の模式図を示した。本質的要素に注目して本発明を把握できるよう、図３でも同様に、複数の構成要素を省略してミクロトームを示した。まず、昇射光照明装置３０について説明する。昇射光照明装置３０は、少なくとも１つの発光ダイオード３１を有し、該発光ダイオード３１には、拡散透過部材３２を前置することができる。昇射光照明装置３０は、ナイフ７の下方に配置され、光ビーム３３を規定する。昇射光照明装置３０から放射される光ビーム３３が観察顕微鏡の光軸と重畳するとき、ナイフ７と試料５との間のスリット（隙間ないし空隙）は、明るいスリットとして認識される。このとき、光ビーム３３は、ナイフ背部３４と試料５において反射される。拡散透過部材３２は、当該スリットがより一様に照明されるように作用する。
【００２０】
図４に、図３に示した実施例の正面図を示した。観察顕微鏡９は、この実施例では、ステレオ顕微鏡として構成され、第一及び第二光軸１３ａ及び１３ｂを規定する。昇射光照明装置３０は、少なくとも第一及び第二発光ダイオード３１ａ及び３１ｂとから構成される。該第一及び第二発光ダイオード３１ａ及び３１ｂは、それぞれ、光線ないし光ビーム３３ａ及び３３ｂを放射し、これらビームは、ナイフ背部３４で反射される（この反射については図３参照）。第一及び第二発光ダイオード３１ａ及び３１ｂの放射角度を小さくすることにより、発光ダイオード３１ａ又は３１ｂの少なくとも何れか一方が（好ましくは双方がそれぞれ）観察顕微鏡９の第一又は第二光軸１３ａ又は１３ｂと重畳すると、最良の照明が得られる。それゆえ、第一及び第二発光ダイオード３１ａ及び３１ｂは、観察顕微鏡９の観察角度に相応する角度αをなすよう互いに傾斜して配設される。
【００２１】
図５に、図２の従来技術のものとは異なり、落射光照明装置２０が複数の発光ダイオード４１を有するよう構成された本発明の一実施例を示した。発光ダイオード４１は、平坦な液面２２と湾曲した液面２２に対して適切な反射作用を有するように配設（配向）される。図５は、この実施例の側面図であり、その正面図を図６に示した。図５には、模式的に、発光ダイオード４１を５個しか示していないが、実際は、百個の（またはそれ以上の多数の）発光ダイオードが面状に配設される。液面が平坦である場合は、この発光ダイオード面の大きさはより小さくすることができる。しかし、試料切断の際に（当該液面２２から）試料５に向って（例えば球面状に）水位が低下した液橋が生成するのを阻止するため液鏡が良く利用されるので、液面２２の湾曲状態に応じて、必要とされる発光ダイオード面（の大きさ、従って必要な発光ダイオードの数）も大きくなる。明るさを適正化するために、発光ダイオード４１は、この場合も（例えば鉛直方向に対し）傾斜して配設される。発光ダイオード４１の下方に配設される拡散透過部材４２は、液面２２において一様な反射を行なうために必要とされる（が、液面において一様な反射を達成できるものであればどのような手段でも採用することができる）。落射光照明装置２０は、貯留容器２１の方向を指向する照明方向２５を規定する。照明光（ビーム）は、液面２２によって観察顕微鏡９の光軸１３の方向へ反射される。
【００２２】
図６に、図５の実施例の正面図を示した。発光ダイオード４１は、この図においても傾斜して配設され、液面２２の方向へ合わせられている。このため、発光ダイオード４１から放射された光は、液面２２を照射するよう適合された照明方向２５へ適切に導かれる。
【００２３】
図７に、本発明によって採用し得る、少なくとも１つの発光ダイオード５１を有する試料内部照明装置５０の一例を示した。発光ダイオードの使用は、この実施例においても、小型白熱電球を使用する場合と比べると発熱が小さいという点で大きな利点を有する。発光ダイオードは、試料５に後置される物体アーム（試料取付アーム）３内に配設される。物体アーム３は、発光ダイオード５１に電流を供給するための電気ケーブル５３が案内される中空パイプ５２を有する。従来技術で使用される、どちらかというと硬いライトガイド（光ファイバ）と比べると、電流供給のためのケーブルを非常に柔軟なものとして構成できるという利点がある。というのは、試料切断時、試料は照明装置と共に運動するのに対し、ライトガイドの方では定置の光源と結合しているという構造によって生じる（例えば、ライトガイドによる、即ち、硬いライトガイドによる物体アームとの当接による）極く僅かな力でさえも試料切断の妨げとなるからである。
【００２４】
物体アーム３内の発光ダイオード５１、更にはミクロトームで使用される全ての発光ダイオードへの電流の供給は、外部ケーブルを使わずに、バッテリー（電池）によって行なうことも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
独立請求項１に記載の発明により、所定の課題として掲げた効果が、上述の通り達成される。即ち、本発明のとりわけウルトラミクロトーム等のミクロトームに配設される照明装置は、ミクロトーム内に容易に導入でき、メンテナンスも容易で、しかもミクロトームへの熱的影響を（可及的に）阻止することができる。更に、各従属請求項により、付加的な効果が上述の通りそれぞれ達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】内部構造を部分的に示したミクロトームの一例の側面図。
【図２】従来技術の落射光照明装置の例。
【図３】本発明の少なくとも１つの発光ダイオードを有する昇射光照明装置の一例の側面図。
【図４】図３の昇射光照明装置の正面図。
【図５】本発明の複数の発光ダイオードを有する落射光照明装置の一例の側面図。
【図６】図５の落射光照明装置の正面図。
【図７】本発明の試料内部照明装置の一例の側面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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