(57)【要約】【課題】  観察の度に行われていた対物レンズの位置合わせを不要にすることを目的とする。【解決手段】  対物レンズユニット２３は、顕微鏡のヘッド部２１に取り付けられる内枠４４に対物レンズ４２を保持し、内枠４４の周囲に外枠４９を設け、内枠４４と外枠４９の間の空間５１にピストン５２を挿入した。対物レンズユニット２３を観察対象Ｗに密着させると、ピストン５２の気密性部材５４と、内枠４４及び外枠４９と、観察対象Ｗとにより空間５１が密閉されるので、ピストン５２を引くと観察対象Ｗが吸引され、対物レンズユニット２３が観察対象Ｗに対して固定される。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠部に少なくとも１つのレンズを保持して構成される対物レンズユニットにおいて、
前記枠部に、観察対象に密着する当接面と、前記枠部を前記観察対象に固定する固定手段とを備えることを特徴とする対物レンズユニット。
【請求項２】
前記固定手段は、前記観察対象を吸引する吸引手段からなること特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニット。
【請求項３】
前記吸引手段は、前記当接面に開口を有するシリンダと、前記シリンダにスライド自在に装着されるピストンとからなることを特徴とする請求項２に記載の対物レンズユニット。
【請求項４】
前記吸引手段は、前記当接面に開口を有する凹部からなり、前記凹部の少なくとも一部が弾性部材で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の対物レンズユニット。
【請求項５】
前記固定手段は、前記当接面に設けられ、前記観察対象に刺通可能な複数の突起からなることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニット。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の対物レンズユニットと、前記観察対象に光を照射する光源と、前記光源からの光を前記観察対象に照射して得られた光を検出する光検出器とを含んで構成されることを特徴とする顕微鏡。
【請求項７】
請求項６に記載の顕微鏡を多軸の移動機構に取り付け、前記観察対象が載置されるステージに対して進退自在に構成すると共に、前記ステージの上方に実体顕微鏡を配置したことを特徴とする顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器において観察対象側に配置される対物レンズユニットと、対物レンズユニットを備える顕微鏡と、そのような顕微鏡を含む顕微鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生きた細胞や組織などの試料の表面や、断層像を観察する手段としては、共焦点レーザ走査型顕微鏡が知られている。共焦点レーザ走査型顕微鏡は、レーザ光源と光検出器とが対物レンズに対して光学的に共益な位置関係になるように配置されている。さらに、レーザ光源と対物レンズとの間に走査光学系が設けられ、レーザビームを試料に対して２次元又は３次元に走査させながら、試料の像を取得する。ここで、従来の共焦点レーザ走査型顕微鏡には、観察したい部位に近接させる対物レンズと、走査光学系とを光ファイバの束で光学的に結合したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１３３３０６号公報（段落００１２〜００１５、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この種の共焦点レーザ走査型顕微鏡で同一の試料を複数回に渡って観察する場合には、観察の度に試料と対物レンズとの位置合わせをしなければならない。このような位置合わせは、試料が小動物の内部組織などである場合には、特に困難である。
この発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、観察の度に行われていた対物レンズの位置合わせを不要にすることを目的とする。また、そのような対物レンズユニットが取り付けられた顕微鏡や、この顕微鏡を含む顕微鏡システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、枠部に少なくとも１つのレンズを保持して構成される対物レンズユニットにおいて、前記枠部に、観察対象に密着する当接面と、前記枠部を前記観察対象に固定する固定手段とを備えることを特徴とする対物レンズユニットとした。
この対物レンズユニットは、観察対象に直接に密着させることができ、かつ固定手段によりその場所で固定することができる。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の対物レンズユニットにおいて、前記固定手段は、前記観察対象を吸引する吸引手段からなること特徴とする。
当接面を観察対象に密着させて位置決めを行うと共に、吸引手段で観察しようとする部位の外側の少なくとも一部を吸引することで対物レンズユニットが観察対象に固定される。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の対物レンズユニットにおいて、前記吸引手段は、前記当接面に開口を有するシリンダと、前記シリンダにスライド自在に装着されるピストンとからなることを特徴とする。
枠部の当接面を観察対象に密着させ、ピストンを観察対象と反対側に引くと、シリンダ内の空間の容積が増加する。これにより、空間内が減圧されて観察対象が吸引される。
【０００７】
請求項４に係る発明は、請求項２に記載の対物レンズユニットにおいて、前記吸引手段は、前記当接面に開口を有する凹部からなり、前記凹部の少なくとも一部が弾性部材で形成されていることを特徴とする。
この対物レンズユニットでは、当接面を観察対象に密着させる前に、弾性部材に外力を与え、凹部の容積が減少するように変形させておく。そして、この状態で枠部の当接面を観察対象に密着させてから弾性部材に作用する外力を取り除くと、弾性部材が復元し、凹部（空間）の内圧が下がり、観察対象が吸引される。
【０００８】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載の対物レンズユニットにおいて、前記固定手段は、前記当接面に設けられ、前記観察対象に刺通可能な複数の突起からなることを特徴とする。
対物レンズユニットを位置決めした状態で当接面を観察対象に密着させると、当接面から突出する突起が観察対象に突き刺さり、対物レンズユニットが観察対象に固定される。
【０００９】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の対物レンズユニットと、前記観察対象に光を照射する光源と、前記光源からの光を前記観察対象に照射して得られた光を検出する光検出器とを含んで構成されることを特徴とする顕微鏡とした。
この顕微鏡は、観察対象に固定された対物レンズユニットを介して光を照射し、観察対象の特定部位の像を得る。光源には、レーザ発振器や、ランプが用いられ、観察対象に照射して得られる光としては、反射光や、観察対象を蛍光色素で染色した場合の蛍光があげられる。また、顕微鏡は、共焦点走査型顕微鏡であっても良いし、共焦点走査型顕微鏡でなくても良い。
【００１０】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の顕微鏡を多軸の移動機構に取り付け、前記観察対象が載置されるステージに対して進退自在に構成すると共に、前記ステージの上方に実体顕微鏡を配置したことを特徴とする顕微鏡システムとした。
この顕微鏡システムは、少なくとも２つの顕微鏡を備え、実体顕微鏡で観察対象を確認しながら、対物レンズユニットを位置決めして固定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載した発明によれば、観察対象に当接面を密着させた状態で、対物レンズユニットを観察対象に固定することができる。対物レンズユニットが、観察対象に固定されるので、複数回に渡って観察を行う場合でも観察位置がずれないので、観察の度に位置合わせをしなくても、観察対象の特定の部位に光を照射させることができる。
請求項２に記載した発明によれば、吸引手段で観察部位の外側の少なくとも一部を吸引することで、対物レンズユニットを所定位置に固定できる。
請求項３に記載した発明によれば、ピストンを引くことで観察対象を吸引できるので、対物レンズユニットを所定位置に簡単に固定することができる。
請求項４に記載した発明によれば、弾性部材を変形させることで観察対象を吸引できるので、対物レンズユニットを所定位置に簡単に固定することができる。
請求項５に記載した発明によれば、当接面に設けた突起を観察対象に突き刺すので、対物レンズユニットを所定位置に簡単に固定することができる。
請求項６に記載した発明によれば、対物レンズユニットが観察対象に固定され、複数回に渡って観察を行う場合でも観察位置がずれないので、観察対象の観察を精度良く行うことができる。
請求項７に記載した発明によれば、実体顕微鏡を用いて対物レンズユニットを位置決めできるので、観察しようとする部位を確実に位置決めできる。さらに、対物レンズユニットが観察対象に固定されるので、観察を精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に第１の実施の形態における顕微鏡システムの概略構成を示す。
図１に示すように顕微鏡システム１は、架台２上にステージ３を有し、ステージ３の上方には、観察対象Ｗの正立像を比較的に広い視野で観察する双眼実体顕微鏡４が配置され、ステージ３と双眼実体顕微鏡４との間には、観察対象Ｗを相対的に高倍率で観察する顕微鏡（以下、マイクロ顕微鏡）５が進退自在に設けられている。
【００１３】
双眼実体顕微鏡４は、対物レンズ１１と接眼レンズ１２とが取り付けられ、その内部に不図示のアフォーカルレンズ及び結像レンズなどが配設されている。接眼レンズ１２は、左右の眼に対応して２つずつ設けられ、各々の接眼レンズ１２の光軸が観察対象Ｗの表面で一致するように調整されている。さらに、この双眼実体顕微鏡４には、モニタ６に接続されたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ１３が取り付けられている。なお、このＣＣＤカメラ１３及びモニタ６は、双眼実体顕微鏡４に必須の構成要素ではない。
このような双眼実体顕微鏡４は、多軸アーム８により支持されている。多軸アーム８は、双眼実体顕微鏡４を観察対象Ｗ（ステージ２）に対して平行移動させたり、近接又は離間させたりする。また、対物レンズ１１と観察対象Ｗとの間にマイクロ顕微鏡５のヘッド部２１を挿入するスペースが形成されている。
【００１４】
マイクロ顕微鏡５は、光学系を収容したヘッド部２１が多軸の移動機構である多軸ステージ２２に支持されている。ヘッド部２１の下面には、対物レンズユニット２３が取り付けられている。さらに、ヘッド部２１には、光ファイバ２４，２５を介して光源２６及び光検出器２７が接続されており、各部の制御を行うコントローラ２８と、観察像を表示するモニタ７も備えている。
【００１５】
光源２６には、例えば、アルゴンイオンレーザ、ヘリウムネオンレーザなどのレーザ発振器２９ａが用いられる。図２に示すように、光源２６から発振するレーザビームの光路上には、集光レンズ２９ｂと光ファイバ２４の一端が、順番に配置され、集光レンズ２９ｂで集光されたレーザビームを光ファイバ２４に導入するようになっている。
【００１６】
光ファイバ２４の一端は、光源２６に接続されて、他端は、ヘッド部２１に接続されている。なお、この光ファイバ２４は、一端から他端に至るまでの間に、光検出器２７に接続された光ファイバ２５と光ファイバカプラ３０で接続されており、光ファイバ２４を通る光を光ファイバ２５に分波するようになっている。この光ファイバ２５の一端は、光検出器２７に接続されている。
光検出器２７には、例えば、光電子倍増管や、ＣＣＤカメラが用いられている。この光検出器２７に入力される光は、光源２６から観察対象Ｗに照射された光の反射光又は蛍光光であって、光ファイバカプラ３０から分波された光である。
【００１７】
ヘッド部２１のケース３１には、光ファイバ２４の他端に取り付けられたコネクタ３２を固定する固定部３３が設けられている。さらに、光ファイバ２４から出射するレーザビームの光路上にはコリメータレンズ３４と光スキャナ３５が順番に配置されている。光スキャナ３５は、レーザビームを２次元に走査するもので、例えば、レーザビームをＸ方向（観察対象Ｗの横方向）に走査させるガルバノミラーと、Ｙ方向（観察対象Ｗの縦方向）に走査させるガルバノミラーとを組み合わせて構成されている。また、ケース３１の下面で、光スキャナ３５の下方に相当する位置には、レーザビームが通る窓３６が設けられている。窓３６の縁部は、下方に延出し、対物レンズユニット２３を固定する装着部３７をなしている。この装着部３７には、嵌合用の溝や、ネジ溝などが形成されており、対物レンズユニット２３を観察対象に固定したままで着脱できるようになっている。
【００１８】
図３に示すように、対物レンズユニット２３は、ヘッド部２１に装着される枠部４１を有している。枠部４１の内部には、複数のレンズを組み合わせた対物レンズ４２が保持されている。なお、対物レンズユニット２３は、観察対象の像を拡大する倍率に応じて異なる対物レンズ４２を組み合わせたものが複数用意されている。
【００１９】
図３及び図４に示すように、枠部４１は、断面が略円形状で、対物レンズ４２を内部に保持する内枠４４を有している。内枠４４の上部には、ヘッド部２１の装着部３７に着脱可能な被装着部４５が設けられている。一方、枠部４１の下部には、観察対象Ｗに密着する当接面４６が設けられている。
また、内枠４４の下部には、その一部を内枠４４の半径方向外側に突出させた略環状の延出部４７が形成されている。この延出部４７には、延出部４７を上下方向に貫通する空気孔４８が等間隔に複数形成されている。さらに、延出部４７の外縁は、内枠４４と同心円状に設けられた外枠４９に連なっている。外枠４９は、内枠４４の周囲を覆うように設けられており、その下部には、観察対象Ｗに密着する当接面５０が設けられている。当接面５０は、内枠４４の当接面４６と同一の平面を形成している。外枠４９の長さ（高さ）は内枠４４よりも短く、外枠４９の上部は、内枠４４の上部よりも低い位置にある。
【００２０】
ここで、内枠４４と外枠４９との間には、環状溝５１が形成されている。図３に示すように、この環状溝５１は、当接面４６，５０側に開口５１ａを有し、外枠４９の上端側に開口５１ｂを有している。そして、この環状溝５１には、開口５１ｂ側からピストン５２が挿入されている。したがって、環状溝５１は、ピストン５２を観察対象Ｗに向かってスライド自在に保持するシリンダとなる。
【００２１】
ピストン５２は、内径が内枠４４の外径に略等しく、外径が外枠４９の内径に略等しい筒状の本体部５３を有している。本体部５３の下端には、内枠４４及び外枠４９にそれぞれ密接するような、ゴムなどの気密性部材５４が固着されている。
ピストン５２は、気密性部材５４を延出部４７に当接させる進出位置から、気密性部材５４を外枠４９の上端付近まで引き出した後退位置まで、環状溝５１の気密を保持しつつ、内枠４４及び外枠４９に沿って往復移動が可能である。さらに、ピストン５２の上部には、内枠４４の半径方向外側に向かって突出する突出部５５がピストン５２の周方向に沿って設けられている。この突出部５５に指や工具などを引っ掛けると、ピンスト５２を容易に進退させることができる。
ここで、各枠４４，４９及び気密性部材５４は、気密性を有する部材からなっており、各枠４４，４９と、延出部４７と、ピストン５２とで吸引手段（固定手段）が構成されている。
【００２２】
なお、図１に示すように、マイクロ顕微鏡５のコントローラ２８は、ヘッド部２１（多軸ステージ２２を含む）、光源２６、光検出器２７、及びマイクロ顕微鏡５用のモニタ７のそれぞれにケーブルで接続されている。例えば、光源２６に対しては、レーザビームのＯＮ、ＯＦＦや出力の制御を行う。ヘッド部２１に対しては、光スキャナ３５（図２参照）をフィードバック制御する。また、光検出器２７から検出信号を取得し、データ処理を行い、モニタ７に表示させる。さらに、マイクロ顕微鏡５が３次元観察を行う場合には、コリメータレンズ３４を光スキャナ３５に近づけたり、遠ざけたりする。
また、多軸ステージ２２は、ヘッド部２１を前後方向、左右方向、上下方向にそれぞれ平行移動させる電動のステージを組み合わせて構成されている。
【００２３】
次に、この顕微鏡システム１を用いて観察対象Ｗを観察する手順の一例について以下に説明する。
まず、図１に示すように、双眼実体顕微鏡４の視野下にあるステージ３上に、観察対象Ｗを置く。このとき、コントローラ２８で多軸ステージ２２を操作して、マイクロ顕微鏡５のヘッド部２１を双眼実体顕微鏡４による観察を邪魔しない位置まで引き出しておく。また、ヘッド部２１が多軸ステージ２２に取り付けられていない場合には、この段階でヘッド部２１を多軸ステージ２２に装着する。また、図３に示すように対物レンズユニット２３は、気密性部材５４が延出部４７に当接する位置まで押し込んでおく。
そして、双眼実体顕微鏡４で観察したい部分（観察部位）を確かめながら、観察対象Ｗの表皮を切り開く。この際、必要に応じて観察部位を蛍光色素で染めておく。
【００２４】
ここまでの準備が終了したら、再びコントローラ２８で多軸ステージ２２を操作して、マイクロ顕微鏡５のヘッド部２１を観察部位の上方に移動させる。ヘッド部２１、つまり対物レンズユニット２３の先端の位置決めは、双眼実体顕微鏡４や、モニタ６で確認しながら行う。なお、図１には、モニタ６に表皮を切り開いた観察対象Ｗと、ヘッド部２１及び対物レンズユニット２３の像が表示された例が図示されている。
そして、ヘッド部２１に固定されている対物レンズユニット２３の当接面４６，５０（図３参照）が検査対象Ｗに当接するまでヘッド部２１を下降させる。
【００２５】
図３に示すように、対物レンズユニット２３の当接面４６，５０と観察対象Ｗとが当接すると、当接面４６と当接面５０とで区画される開口５１ａが、観察部位の周囲により塞がれて、観察対象Ｗと、各枠４４，４９と、延出部４７と、ピストン５２（気密性部材５４）とにより環状溝５１が密閉される。
この状態で、ピストン５２の側部、又は突出部５５を指やピンセットなどでつかみ、図５の矢印に示すような、ピストン５２をヘッド部２１側に向かう方向に、各枠４４，４９に沿って上昇させる。すると、延出部４７と気密性部材５４とが離れ、その分だけ環状溝５１内の空間の容積が増加する。これにより、環状溝５１内の空間の内圧が減少し、負圧状態となる。ここで、各枠４４，４９と、気密性部材５４が固着されているピストン５２の本体部５３は、この程度の負圧では変形しないので、相対的に柔らかい観察対象Ｗがピストン５２に引っ張られるようにして変形し、吸引される。これにより、観察対象Ｗが、対物レンズユニット２３に固定され、再びピストン５２を押し戻すまでは対物レンズユニット２３と観察対象Ｗとの位置ずれが防止される。
【００２６】
対物レンズユニット２３を位置決めして観察対象Ｗに固定したら、コントローラ２８を操作してレーザビームを出射させる。図２に示すように、レーザビームは、集光レンズ２９ｂを通って光ファイバ２４に導入され、ヘッド部２１内に導かれる。ヘッド部２１内では、光スキャナ３５により走査され、コリメータレンズ３４及び対物レンズ４２で集光され、観察対象Ｗの所定位置に照射される。そして、観察対象Ｗで反射した光や、蛍光色素から発せられる蛍光は、同じ光学系を経て光ファイバ２４に戻される。ここで、前述のように光ファイバ２４は、その途中に光ファイバカプラ３０を有するので、反射光や、蛍光は、光ファイバ２５に分波し、光検出器２７で検出される。そして、光検出器２７は、光の強度に応じて電気信号をコントローラ２８に出力する。
【００２７】
ここで、光検出器２７が出力する信号には、レーザビームが照射された領域の情報のみが含まれている。したがって、コントローラ２８は、レーザビームを走査させた結果、得られる所定の面積分の情報を取り込んで画像処理を行い、モニタ７に出力する。モニタ７に表示された像は、必要に応じて紙媒体に出力されたり、磁気記録媒体に記録されたりする。
なお、レーザビームは、観察対象Ｗの内部に浸透しやすく、焦点深度が浅いので、コリメータレンズ３４（図２参照）などでレーザビームの焦点位置を上下方向にずらすと、観察対象Ｗの内部の像が得られ、観察部位を３次元観察できる。
【００２８】
そして、観察対象Ｗの経時変化を観察する場合には、そのままの状態で放置するか、対物レンズユニット２３をヘッド部２１から取り外す。後者の場合には、再度観察するときに対物レンズユニット２３をヘッド部２１に再装着してから観察を行う。
また、全ての観察が終了して対物レンズユニット２３を観察対象Ｗから取り外すときには、図５に示す対物レンズユニット２３のピストン５２を、観察対象Ｗ側に押し込んで気密性部材５４と延出部４７とを密着させる。これにより環状溝５１の空間が、吸引時の容積と同じになる。したがって、環状溝５１の圧力が大気圧まで戻り、観察対象Ｗの吸引が解かれる。この状態で、多軸ステージ２２でヘッド部２１を上昇させると、対物レンズユニット２３が観察対象Ｗから取り外される。そして、同じ観察対象Ｗの他の部位や、他の観察対象Ｗを観察する場合には、前述の手順を繰り返して観察を行う。
【００２９】
この実施の形態によれば、対物レンズユニット２３で観察対象Ｗを吸引することで、対物レンズユニット２３を観察対象Ｗに対して固定する固定手段（吸引手段）を構成したので、対物レンズ４２と観察対象Ｗとを位置決めしたまま固定することが可能になる。したがって、観察部位の経時変化を観察する場合に、観察の度に観察対象Ｗと対物レンズユニット２３とを位置合わせする必要がなくなる。
また、観察対象Ｗに対して対物レンズユニット２３の先端（当接面４６，５０）を密着させるので、対物レンズ４２の奥行き（高さ、Ｚ方向）方向の位置決めが行えるようになる。
さらに、対物レンズユニット２３が観察部位を覆うように固定されるので、観察対象Ｗの内部に異物が侵入し難くなり、動物などの観察対象Ｗを生かし続けながら観察を行えるようになる。
【００３０】
また、このような対物レンズユニット２３が取り付けられたマイクロ顕微鏡５は、対物レンズ４２を所定位置に固定することができるので、観察対象の２次元観察や、３次元観察を精度良く行うことができるし、長期に渡る観察も可能になる。
そして、このようなマイクロ顕微鏡５を含む顕微鏡システム１は、観察位置を双眼実体顕微鏡４で確認しながら対物レンズユニット２３を観察対象Ｗに固定することができるので、観察対象Ｗの２次元観察や、３次元観察を精度良く行うことができるし、長期に渡る観察も可能になる。
【００３１】
なお、この実施の形態において、延出部４７は、内枠４４と外枠４９とを連結する役割と、ピストン５２を押し込む際のストッパとしての役割を有するが、延出部４７を有さない対物レンズユニット２３としても良い。具体的には、外枠４９を内枠４４に対して偏心した位置に設け、内枠４４と外枠４９の一部とを密着させても良い。また、図３及び図４に示すような環状溝５１の代わりに、断面視で丸形状や、多角形、環の一部を切り取った貫通孔からシリンダを形成しても良い。つまり、枠部４１は、対物レンズ４２を保持する孔と、ピストン５２が挿入可能な貫通孔とを有する形状であれば如何なる形状でも良い。この場合のピストン５２は、貫通孔に合わせた形状を有する。ここで、対物レンズユニット２３と観察対象Ｗの位置ずれを防止する観点から、貫通孔は複数設けるか、当接面側の開口が所定面積以上になるような大きさであることが望ましい。貫通孔を複数有する場合には、ピストン５２も複数挿入されるが、１つのピストン５２に対して複数の開口を当接面に有する構成でも良い。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付している。また、第１の実施の形態と重複する説明は省略する。
この実施の形態における顕微鏡システム１は、図６に示すような対物レンズユニット６３がマイクロ顕微鏡５に取り付けられることを特徴とする。ここで、図６は対物レンズユニット６３が既に観察対象Ｗに固定された状態を示している。
【００３３】
図６に示すように、対物レンズユニット６３の枠部６４は、複数枚のレンズを組み合わせた対物レンズ４２が内装された内枠４４を有し、内枠４４の上部にヘッド部２１に装着される被装着部４５が形成されている。内枠４４の当接面４６の近傍には、略環状の延出部４７を有し、延出部４７の外縁は外枠４９に連なっている。外枠４９は、内枠４４の周囲を取り囲み、断面視で内枠４４と外枠４９は略同心円上に設けられている。外枠４９は、内枠４４よりも短いが、外枠４９の当接面５０は、内枠４４の当接面４６と略同一の平面を形成している。そして、外枠４９の上端には、外側から板厚を減じるような段差部６５が周方向に沿って形成されている。
【００３４】
また、外枠４９よりも所定距離だけ上側（ヘッド部２１側）には、上下方向の長さが短い短枠６６が、連結環６７により内枠４４に固定されている。短枠６６は、外枠４９と略等しい内径及び外径を有し、その下端に外側から板厚を減じるような段差部６８が周方向に沿って形成されている。なお、連結環６７は、内縁が内枠４４に略等しく、外縁が短枠６６の内径に略等しい。
【００３５】
外枠４９の段差部６５及び短枠６６の段差部６８には、環状の弾性部材６９の下端及び上端がそれぞれ固着されている。各枠４４，４９，６６、連結環６７、及び弾性部材６９は、気密性を有する部材からなり、これらの連結箇所も気密を保つように密着されている。このため、枠部６４には、当接面４６，５０がなす平面に開口７１を有し、各枠４４，４９，６６，連結環６７、及び弾性部材６９により区画される凹部７０が形成される。
弾性部材６９は、外力により内枠４４に向かう方向に容易に変形可能である。図７に示すように、弾性部材６９を内枠４４に向けて押すと、各枠４４，４９，６６と、連結環６７、及び弾性部材６９により形成される凹部７０の容積が減少する。
【００３６】
この顕微鏡システム１での観察手順について説明する。なお、対物レンズユニット６３を双眼実体顕微鏡４で観察しながら位置決めするまでの手順は、第１の実施の形態と同様である。
対物レンズユニット６３の位置決めをしたら、指やピンセットで対物レンズユニット６３の弾性部材６９を縮径方向に潰し、凹部７０の容積を減少させる（図７参照）。そして、この状態で多軸ステージ２２を稼動させてヘッド部２１を下げる。
【００３７】
対物レンズユニット６３の先端（当接面４６，５０）が観察対象Ｗに密着したら、ヘッド部２１の下降を止めて、指などを弾性部材６９から離す。これにより、弾性部材６９は、その外面が外枠４９及び短枠６６の外壁と略一致する位置まで復元し、凹部７０の容積が増加する。ここで、内部の凹部７０は、対物レンズユニット６３及び観察対象Ｗにより密閉されているので、減圧状態になる。したがって、観察対象Ｗのうち、観察しようとする部位の周囲が対物レンズユニット６３に吸引されて、対物レンズユニット６３が観察対象Ｗに固定される。
そして、観察対象Ｗの２次元観察又は３次元観察を終了したら、再び弾性部材６９を指などで縮径方向に潰す。すると、凹部７０の容積が対物レンズユニット６３を観察対象Ｗに密着させたときの容積と略同じになり、その内圧が大気圧に近づく。これにより、観察対象Ｗを吸引する力が弱まるので、このままヘッド部２１を引き上げれば、対物レンズユニット６３が観察対象Ｗから引き離される。
【００３８】
この実施の形態によれば、観察対象Ｗに当接する面に開口７１を有する凹部７０を設け、凹部７０の壁の一部を弾性部材６９で構成することで固定手段（吸引手段）としたので、弾性部材６９を変形させることで対物レンズユニット６３を観察対象Ｗに固定することができる。したがって、観察対象Ｗの経時変化の観察などを精度良く行える。また、このような対物レンズユニット６３を有するマイクロ顕微鏡５や、顕微鏡システム１は、前述の第１の実施の形態と同様に、高精度の観察や、長期間の観察が可能になる。
【００３９】
なお、弾性部材６９は、環状の部材としたが、環の一部を切り取った形状であっても良い。例えば、外枠４９と連結環６７とを直接に接続し、外枠４９の一部に開口を設け、その開口を覆うように弾性部材６９を固着しても良い。
また、凹部７０は、当接面に開口７１を有するような空間を形成するものであれば、如何なる形状でも良い。例えば、枠部６４に孔や、溝を形成し、開口７１以外の開部を弾性部材６９で閉塞しても良い。
さらに、弾性部材６９を潰す部材を枠部６４に取り付けても良い。そのような部材の具体例としては、一端が弾性部材６９に当接し、他端が上方に引き出され、一端から他端に至る中間で枠部６４にピンなどで支持される構成があげられる。
【００４０】
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付している。また、第１、第２の実施の形態と重複する説明は省略する。
この実施の形態における顕微鏡システム１は、図８に示すような対物レンズユニット７３がマイクロ顕微鏡５に取り付けられることを特徴とする。
【００４１】
図８に示すように、対物レンズユニット７３は、複数のレンズから構成される対物レンズ４２を収容する枠部７４を有している。枠部７４の上部には、ヘッド部２１の装着部３７に装着される被装着部７５を有する。さらに、枠部７４の下部には、ガラス板７６が取り付けられている。このガラス板７６の下面は、当接面７７よりも上側に位置しているが、当接面７７と略同一面を形成する位置でも良い。図８及び図９に示すように、当接面７７には、複数の突起７８が等間隔に設けられている。突起７８は略円錐形状を有し、その尖端が下方、つまり観察対象Ｗに向かって配置されている。
【００４２】
図９において、突起７８は、６個設けられている。突起７８の数は、これに限定されないが、対物レンズユニット７３と観察対象Ｗの位置ずれを防止する観点からは、突起７８は２個以上であることが好ましい。突起が２個の場合には、図１０に示すように、２個の突起７９を筒形状の枠部７４の一直径上に配置すると良い。なお、突起７８の形状は、円錐に限定されず、例えば、細長い棒状であっても良いし、鋭利な針でも良い。また、突起の長さも図８のように短いものから、図１０に示すような長いものまで選択することができる。
【００４３】
この顕微鏡システム１における観察手順について説明する。なお、対物レンズユニット７３を双眼実体顕微鏡４で観察しながら位置決めするまでの手順は、第１の実施の形態と同様である。
対物レンズユニット７３の位置決めをしたら、対物レンズユニット７３の当接面７７が観察対象Ｗに密着するまでヘッド部２１を下降させる。このとき、当接面７７から突出する突起７８は、観察対象Ｗの筋肉組織や、臓器に直接突き刺さり、対物レンズユニット７３が観察対象Ｗに固定される。
そして、観察対象Ｗの２次元観察又は３次元観察を終了し、ヘッド部２１を上昇させると、突起７８が観察対象Ｗから引き抜かれ、対物レンズユニット７３が観察対象Ｗから引き離される。
【００４４】
この実施の形態によれば、突起７８，７９を観察対象Ｗに刺通させることにより、対物レンズユニット７３を観察対象Ｗに固定することができる。したがって、観察対象Ｗの経時変化の観察などを精度良く行える。また、このような対物レンズユニット７３を有するマイクロ顕微鏡５や、顕微鏡システム１は、前述の第１の実施の形態と同様に、高精度の観察や、長期間の観察が可能になる。
【００４５】
なお、本発明は前記の各実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、各実施の形態の対物レンズユニット２３，６３，７３が取り付けられるマイクロ顕微鏡５は、共焦点レーザ走査型顕微鏡として説明したが、ライトガイドで観察部位を照明し、観察対象Ｗの像をＣＣＤで撮るタイプの顕微鏡であっても良い。このようなマイクロ顕微鏡であっても、前述と同様の作用及び効果が得られる。
また、図３に示すような対物レンズユニット２３や、図６に示すような対物レンズユニット６３の内枠４４の当接面４６に、図８又は図９に示すような突起７８，７９を設けても良い。対物レンズユニット２３，６３を観察対象Ｗに、さらに強固に固定することが可能になる。
【００４６】
吸引手段の他の例としては、図３に示すような空間５１の開口５１ｂをチューブで塞ぎ、チューブの先に空間５１内の空気を吸引するポンプを取り付けた構成でも良い。この吸引手段によれば、手元で固定や、固定の解除の操作が行えるようになる。
また、外枠４９は、円形状に限定されずに、断面四角形状など、種々の形状であっても良い。そして、双眼実体顕微鏡４を有しない顕微鏡システム１としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態における顕微鏡システムの構成を示す図である。
【図２】対物レンズユニットが取り付けられる顕微鏡の概略構成図である。
【図３】対物レンズユニットの構成を示す断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】対物レンズユニットで観察対象を吸引した状態を説明する図である。
【図６】対物レンズユニットの構成を示す断面図である。
【図７】対物レンズユニットで観察対象を吸引した状態を説明する図である。
【図８】対物レンズユニットの構成を示す断面図である。
【図９】対物レンズユニットの平面図である。
【図１０】対物レンズユニットの斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１      顕微鏡システム
３      ステージ
４      実体顕微鏡
５      マイクロ顕微鏡（顕微鏡）
２３，６３，７３    対物レンズユニット
２６    光源
２７    光検出器
４２    対物レンズ（レンズ）
４４    内枠（シリンダ）
４９    外枠（シリンダ）
５２    ピストン
６９    弾性部材
７０    空間（凹部）
７８，７９    突起
Ｗ    観察対象
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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