顕微鏡装置
【課題】装置を大型化させることなく、長さが異なる対物レンズを簡易に切り替える。
【解決手段】少なくとも１つの通常型対物レンズ１を回転軸回りに回転させて、標本Ｓに照射する照明光の光軸Ｐ上の光路に通常型対物レンズ１を選択的に配置可能に支持するレボルバ１５を備え、レボルバ１５の周方向のいずれかの位置に、光軸Ｐに一致する位置に配置された状態で、通常型対物レンズ１より長さが長いスティック型対物レンズ２を標本Ｓとは反対側から貫通状態に取り付け可能な貫通孔が設けられている顕微鏡装置１００を提供する。
【解決手段】少なくとも１つの通常型対物レンズ１を回転軸回りに回転させて、標本Ｓに照射する照明光の光軸Ｐ上の光路に通常型対物レンズ１を選択的に配置可能に支持するレボルバ１５を備え、レボルバ１５の周方向のいずれかの位置に、光軸Ｐに一致する位置に配置された状態で、通常型対物レンズ１より長さが長いスティック型対物レンズ２を標本Ｓとは反対側から貫通状態に取り付け可能な貫通孔が設けられている顕微鏡装置１００を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズを使用する顕微鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マウスのような実験動物等の生体の体内に細長い形状の小型対物レンズの先端を挿入し、体内を生きたまま（ｉｎ ｖｉｖｏ）観察する光学機器装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の光学機器装置は、顕微鏡本体に対して小型対物レンズの先端を光軸方向に進退させる対物レンズ進退機構と、顕微鏡本体に対して小型対物レンズを着脱させる着脱機構とを備え、対物レンズ進退機構により小型対物レンズの先端を光軸方向に後退させて生体の体内から外した状態で、着脱機構により小型対物レンズを倍率が異なる他の小型対物レンズに交換することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３０１０１５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、上述した小型対物レンズと比較して長さが短い通常の対物レンズを用いる一般的な顕微鏡装置において、生体等の標本を載置するステージとレボルバに取り付けられる通常の対物レンズの取付面との間の距離は、対物レンズの同焦点距離に標本の厚さと若干のゆとりとを加えた程度の大きさに設定される。対物レンズの同焦点距離とは、焦点を合わせたときの物体面から対物レンズの取付面までの距離をいう。
【０００５】
このような一般的な顕微鏡装置の構成において、特許文献１に記載の対物レンズ進退機構を適用して通常の対物レンズと小型対物レンズとを切り替え可能にするためには、ステージから対物レンズの取付面までの距離を、小型対物レンズの同焦点距離と、小型対物レンズの光軸方向の移動ストロークとを足した寸法に合わせて大きく取る必要があり、装置が大型化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置を大型化させることなく、長さが異なる対物レンズを簡易に切り替えることができる顕微鏡装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、少なくとも１つの第１の対物レンズを回転軸回りに回転させて、標本に照射する照明光の光路上に前記第１の対物レンズを選択的に配置可能に支持するレボルバを備え、該レボルバの周方向のいずれかの位置に、前記光路に一致する位置に配置された状態で、前記第１の対物レンズより長さが長い第２の対物レンズを前記標本とは反対側から貫通状態に取り付け可能な貫通孔が設けられている顕微鏡装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、レボルバに第２の対物レンズを取り付けていない状態でレボルバを回転軸回りに回転させれば、第２の対物レンズによるレボルバの回転の妨げを回避することができ、レボルバにより支持された第１の対物レンズが照明光の光路上に選択的に配置される。また、第２の対物レンズの後述する取り付け方法により、レボルバと標本との間のスペースを、長さが長い第２の対物レンズに合わせて大きく設定する必要がない。
【０００９】
一方、第２の対物レンズは、照明光の光路に一致する位置に配置したレボルバの貫通孔に標本とは反対側から挿入して貫通状態に取り付けるだけで照明光の光路上に配置することができ、なおかつ第１の対物レンズの物体側焦点面に、第２の対物レンズの物体側焦点面を一致させることが出来る。すなわち、第１の対物レンズと第２の対物レンズの同焦点が確保される。また、貫通孔から標本とは反対側へ引き抜くだけで照明光の光路上から外すことができる。したがって、レボルバへの第２の対物レンズの着脱が容易である。
【００１０】
これにより、レボルバと標本との間のスペースを長さが短い第１の対物レンズに合わせれば済み、また、第１の対物レンズと第２の対物レンズとを切り替える際にレボルバと標本とを光路に沿う方向に相対移動させる必要もない。したがって、装置を大型化させることなく第１の対物レンズと第２の対物レンズとを簡易に切り替えることができる。
【００１１】
上記発明においては、前記貫通孔に挿入された前記第２の対物レンズをその光軸方向に位置決めする位置決め部とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、位置決め部により、レボルバの貫通孔に第２の対物レンズを光軸方向に位置決め状態に取り付けることができる。この場合において、第１の対物レンズから第２の対物レンズに切り替える際にレボルバと標本との光路に沿う方向の相対位置を変動させる必要がないので同焦点を確保することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記貫通孔に挿入される前記第２の対物レンズを前記光軸方向に移動可能に支持するガイド部材を備えることとしてもよい。
このように構成することで、ガイド部材により、レボルバの貫通孔に第２の対物レンズを精度よく挿通させることができる。これにより、第２の対物レンズの先端が顕微鏡装置に接触して破損したり標本の意図しない位置に挿入されて標本が無用に傷付けられたりするのを回避することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、顕微鏡本体と、光軸方向に移動可能に支持された１以上の小レンズを備える前記第２の対物レンズと、前記レボルバを前記回転軸回りに回転可能に支持し前記光路に沿う方向に移動可能な可動アームと、前記貫通孔に取り付けられた前記第２の対物レンズを前記顕微鏡本体に固定する対物固定部と、少なくとも１つの前記小レンズと前記可動アームとをその光軸方向に固定するレンズ固定部とを備えることとしてもよい。
【００１４】
このように構成することで、可動アームを光路に沿う方向に移動させると、可動アームにより支持されたレボルバとともに、レンズ固定部により可動アームに対して光軸方向に固定された第２の対物レンズの少なくとも１つの小レンズが光路に沿う方向に移動させられる。この場合において、対物固定部により顕微鏡本体に対して第２の対物レンズが固定されているので、標本と第２の対物レンズとの光路に沿う方向の相対位置を変えずに第２の対物レンズの焦点位置を調節することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、装置を大型化させることなく、長さが異なる対物レンズを簡易に切り替えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る顕微鏡装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るスティック型対物レンズの縦断面図である。
【図３】図１の顕微鏡装置に図２のスティック型対物レンズを挿入する様子を示す図である。
【図４】図１の顕微鏡装置に図２のスティック型対物レンズを取り付けた状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の第１の変形例に係る顕微鏡装置のガイド部材を示す縦断面図である。
【図６】図５のガイド部材により顕微鏡装置にスティック型対物レンズを取り付けた状態を示す図である。
【図７】（ａ）本発明の一実施形態の第２の変形例に係るスティック型対物レンズの伸ばした状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のスティック型対物レンズの縮めた状態を示す図である。
【図８】レボルバの貫通孔から図７のスティック型対物レンズを退避させた状態を示している。
【図９】レボルバの貫通孔に図７のスティック型対物レンズを取り付けて若干縮めた状態を示している。
【図１０】本発明の一実施形態の第３の変形例に係るスティック型対物レンズを示す図である。
【図１１】顕微鏡装置に図１０のスティック型対物レンズを取り付けた状態を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態の第４の変形例に係る挿脱機構を示す図である。
【図１３】図１２の挿脱機構のガイド孔を照明光の光軸上に配置し、レボルバの貫通孔にスティック型対物レンズを挿入した状態を示す図である。
【図１４】図１２の変形例に係る挿脱機構の貫通孔を照明光の光軸上に配置した状態を示す図である。
【図１５】図１２の変形例に係る挿脱機構のガイド孔を照明光の光軸上に配置し、レボルバの貫通孔にティック型対物レンズを挿入した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態に係る顕微鏡装置について、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装置１００は、図１に示すように、顕微鏡本体１０と、顕微鏡本体１０に取り付けられる共焦点レーザ顕微鏡ユニット（以下、「ＬＳＭユニット」という。）５０とを備えている。
【００１８】
顕微鏡本体１０は、マウスのような実験小動物の標本Ｓを載置するステージ１１と、ステージ１１の上方に間隔を空けて配置されるアーム１３と、アーム１３により所定の回転軸回りに回転可能に支持されるレボルバ１５と、ステージ１１を鉛直方向に昇降可能な昇降機構１７とを備えている。
【００１９】
標本Ｓは、例えば、切開により形成された切開部分にトラカール３が固定され、トラカール３により切開部分が開口状態に保持されている。
アーム１３には、標本Ｓに照射する照明光の光軸Ｐ上に、その光軸Ｐに沿う方向に貫通する貫通孔（図示略）が形成されている。
【００２０】
レボルバ１５は、通常型対物レンズ（第１の対物レンズ）１を着脱可能に保持している。このレボルバ１５は、前記所定の回転軸回りに回転することにより、照明光の光軸Ｐ上の光路に通常型対物レンズ１を選択的に配置することができるようになっている。図１において、通常型対物レンズ１の作動距離を符合ＷＤ、通常型対物レンズ１の同焦点距離（焦点を合わせたときの物体面からレボルバ１５における通常型対物レンズ１の取り付け面までの距離）を符合Ｂ、物体側焦点面４５からアーム１３におけるレボルバ１５の取り付け面までの距離を符合Ｃとする。
【００２１】
通常型対物レンズ１は、標本Ｓに取り付けられたトラカール３の上方にその先端が近接して配置させられることで、ＬＳＭユニット５０からの照明光をトラカール３を介して標本Ｓの臓器Ｎに照射したり、標本Ｓの臓器Ｎからの光をトラカール３を介して集光したりするようになっている。この通常型対物レンズ１は、レボルバ１５から取り外して倍率が異なる他の通常型対物レンズ１に交換することができるようになっている。
【００２２】
また、レボルバ１５には、周方向のいずれかの位置に貫通孔１９が形成されている。貫通孔１９は、レボルバ１５が前記回転軸回りに回転することにより、照明光の光軸Ｐに一致する位置に選択的に配置することができるようになっている。また、貫通孔１９は、照明光の光軸Ｐに一致する位置に配置された状態でアーム１３の貫通孔と連通するようになっている。
【００２３】
レボルバ１５の貫通孔１９には、通常型対物レンズ１よりも軸方向の長さが長いスティック型対物レンズ（第２の対物レンズ）２を保持させることができるようになっている。具体的には、スティック型対物レンズ２は、レボルバ１５の貫通孔１９に対してステージ１１とは反対側からアーム１３の貫通孔を介して挿入することで、貫通状態に保持される。
【００２４】
このスティック型対物レンズ２は、図２に示すように、基端側から先端に向かって太さが段階的に細くなる段付き形状を有しており、径寸法が大きい基端部２１と、基端部２１よりも径寸法が小さく、通常型対物レンズ１の径寸法とほぼ同じ径寸法を有する円筒中央部３１と、円筒中央部３１よりも径寸法が小さく、標本Ｓの切開部分に小さい侵襲で挿入可能な細径先端部４１とにより構成されている。
【００２５】
基端部２１は、軸方向に突出するつまみ２３と、半径方向外方に拡がる鍔部２５とを備えており、側壁に側壁開口２７が形成されている。また、基端部２１には、スティック型対物レンズ２の光軸Ｑに対して４５°の傾きを有し、側壁開口２７から入射される光を光軸Ｑ方向に反射させる平面鏡２９が備えられている。
【００２６】
円筒中央部３１には、射出瞳をなす開口絞り３３と、リレーレンズを構成する複数のレンズからなるリレーレンズ群３５とが備えられている。
細径先端部４１には、小型対物レンズを構成する複数のレンズからなる小型対物レンズ群４３が備えられている。
【００２７】
図２において、符合４５は物体側焦点面を示し、符合４７は小型対物レンズ群４３による一次像面を示し、符合４９は物体側焦点面４５から発せられた入射光線を示し、符合３７は一次像光線を示し、符合３９は射出光線を示している。物体側焦点面４５からリレーレンズ群３５の最も像側に配置されている端面までの距離をスティック型対物レンズ２の実質的な長さとみなし、これを符合Ｌとする。
【００２８】
図１に戻り、ＬＳＭユニット５０は、レーザ光を発する光源（図示略）と、光源から発せられたレーザ光を導光する光ファイバ５１と、光ファイバ５１により導光されてきたレーザ光を標本Ｓ上で走査する走査ユニット５３と、走査ユニット５３により走査されたレーザ光をリレーするリレーレンズ５５と、リレーレンズ５５によりリレーされてくるレーザ光を照明光の光軸Ｐ上の光路に入射させるミラーユニット５７とを備えている。
【００２９】
走査ユニット５３は、光ファイバ５１により導光されてきたレーザ光を略平行光にするコリメートレンズ６１と、コリメートレンズ６１からのレーザ光を反射する一方、標本Ｓにおいて発生した蛍光を透過するダイクロイックミラー６３と、ダイクロイックミラー６３により反射されたレーザ光を走査するガルバノミラー６５とを備えている。
【００３０】
また、走査ユニット５３には、標本Ｓにおいて発生されダイクロイックミラー６３を介してレーザ光の光路を逆方向に戻る蛍光を結像させる結像レンズ６７と、結像レンズ６７を透過した蛍光を部分的に通過させる共焦点ピンホール６９と、共焦点ピンホールを通過した蛍光を検出する光電子増倍管７１とを備えている。
【００３１】
瞳リレーレンズ５５は、ガルバノミラー６５により走査されたレーザ光を通常型対物レンズ１の瞳位置にリレーすることができるようになっている。瞳リレーレンズ５５によりリレーされる照明光の光束系は、スティック型対物レンズ２の側壁開口２７から射出される射出光線３９の光束径、すなわち、スティック型対物レンズ２の射出瞳径φＰｏｕｔと略一致するようになっている。
【００３２】
ミラーユニット５７は４５°平面鏡５８を有している。４５°平面鏡５８は、瞳リレーレンズ５５によりリレーされてきたレーザ光を反射し、照明光の光軸Ｐ上に配置された通常型対物レンズ１に入射させることができるようになっている。このミラーユニット５７は、照明光の光軸Ｐ上に挿脱可能に設けられている。
【００３３】
これらの瞳リレーレンズ５５およびミラーユニット５７は、アーム１３の上端面にその長手方向に沿って配置される細長い形状を有する投光管７３の内部に収容されている。投光管７３は、照明光の光軸Ｐ上に、光軸Ｐに沿う方向に貫通する貫通孔（図示略）を有している。投光管７３の貫通孔は、アーム１３の前記貫通孔に連通する下部開口（図示略）と、アーム１３とは反対側に開口する上部開口（位置決め部）７５とを有している。
【００３４】
投光管７３の貫通孔には、スティック型対物レンズ２を上部開口７５から挿入することができるようになっている。これにより、投光管７３の貫通孔およびアーム１３の貫通孔を介して、照明光の光軸Ｐ上に配置されたレボルバ１５の貫通孔１９へスティック型対物レンズ２を挿入させることができるようになっている。また、投光管７３の貫通孔にスティック型対物レンズ２が挿入されると、その基端部２１に設けられた鍔部２５が上部開口７５に突き当たり、スティック型対物レンズ２がその光軸Ｑ方向に位置決めされるようになっている。
【００３５】
次に、このように構成された顕微鏡装置１００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装置１００により、通常型対物レンズ１を用いて標本Ｓである実験小動物の臓器Ｎを生きたままの状態で観察するには、レボルバ１５からスティック型対物レンズ２を外した状態で行う。
【００３６】
まず、図１に示すように、トラカール３が固定された標本Ｓをステージ１１上に載置し、観察する臓器Ｎが照明光の光軸Ｐに一致するように標本Ｓを配置する。そして、レボルバ１５により保持された通常型対物レンズ１をトラカール３の上方に位置するように配置する。通常型対物レンズ１の作動距離ＷＤは、通常型対物レンズ１がトラカール３に接触することなく標本Ｓの臓器Ｎを観察するのに十分な大きさであるものとする。
【００３７】
続いて、昇降機構１７を調節し、ステージ１１を上下動させて通常型対物レンズ１の物体側焦点面４５に標本Ｓの臓器Ｎの上面を一致させる。また、投光管７３内のミラーユニット５７を照明光の光軸Ｐ上に配置し、４５°平面鏡５８により顕微鏡本体１０の照明光の光軸Ｐ上の光路とＬＳＭユニット５０のレーザ光の光軸Ｒ上の光路とを繋げる。
【００３８】
次に、光源からレーザ光を発生させ、光ファイバ５１により走査ユニット５３にレーザ光を導光する。走査ユニット５３に導光されたレーザ光は、コリメートレンズ６１により略平行光にされダイクロイックミラー６３により反射された後、ガルバノミラー６５を介して瞳リレーレンズ５５により通常型対物レンズ１の瞳位置へリレーされる。
【００３９】
瞳リレーレンズ５５によりリレーされるレーザ光は、ミラーユニット５７の４５°平面鏡５８により反射され、通常型対物レンズ１によりトラカール３を介して標本Ｓの臓器Ｎに照射される。これにより、ガルバノミラー６５の揺動に同期して、標本Ｓの臓器Ｎにおいてレーザ光が走査される。
【００４０】
レーザ光が照射されることにより標本Ｓの臓器Ｎにおいて蛍光が発生すると、その蛍光は通常型対物レンズ１によりトラカール３を介して集光され、ミラーユニット５７、瞳リレーレンズ５５、ガルバノミラー６５を介してレーザ光の光路を逆方向に戻る。レーザ光の光路を逆方向に戻る蛍光は、ダイクロイックミラー６３を透過し、共焦点ピンホール６９を通過して光電子増倍管７１により検出される。これにより、通常型対物レンズ１を用いて標本Ｓの臓器Ｎを共焦点観察することができる。
【００４１】
次に、本実施形態に係る顕微鏡装置１００により、通常型対物レンズ１をスティック型対物レンズ２に切り替えて、標本Ｓの臓器Ｎを生きたままの状態で観察するには、図３に示すように、レボルバ１５を回転軸回りに回転させて通常型対物レンズ１を照明光の光軸Ｐ上から外し、貫通孔１９をその光軸Ｐに一致する位置に配置する。この場合において、スティック型対物レンズ２を取り付けていない状態でレボルバ１５を回転させることにより、スティック型対物レンズ２によりレボルバ１５の回転が妨げられることはない。
【００４２】
次に、ミラーユニット５７を照明光の光軸Ｐ上から外し、投光管７３の貫通孔を開放する。これにより、投光管７３の貫通孔、アーム１３の貫通孔およびレボルバ１５の貫通孔１９が連通し、投光管７３の貫通孔から標本Ｓの臓器Ｎに至る照明光の光軸Ｐ上の光路が障害物のない空間となる。この状態で、レボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２を取り付け、その細径先端部４１を標本Ｓのトラカール３に挿入する。
【００４３】
この場合において、スティック型対物レンズ２は、投光管７３の貫通孔からアーム１３の貫通孔を介してレボルバ１５の貫通孔１９に挿入するだけで、レボルバ１５の貫通孔１９に貫通状態に取り付けることができる。また、スティック型対物レンズ２は、その鍔部２５が投光管７３の上部開口７５に突き当たることで、光軸Ｐ方向に位置決めされる。
【００４４】
これにより、図４に示すように、スティック型対物レンズ２の物体側焦点面４５を通常型対物レンズ１の物体側焦点面４５に一致させ、これらのレンズ１，２を同焦点を確保して切り替えることができる。したがって、レボルバ１５と標本Ｓとを光軸Ｐに沿う方向に相対移動させる必要がない。また、スティック型対物レンズ２の側壁開口２７から射出される射出光線３９の光軸をＬＳＭユニット５０のレーザ光の光軸Ｒに一致させることができる。
【００４５】
続いて、通常型対物レンズ１による観察時と同様に、光源からレーザ光を射出させる。走査ユニット５３を介して瞳リレーレンズ５５によりリレーされるレーザ光は、側壁開口２７からスティック型対物レンズ２に入射され、平面鏡２９により照明光の光軸Ｐに沿って反射される。そして、レーザ光は、開口絞り３３、リレーレンズレンズ群３５を介して小型対物レンズ群４３により標本Ｓの臓器Ｎに照射される。これにより、ガルバノミラー６５の揺動に同期して、標本Ｓの臓器Ｎにおいてレーザ光が走査される。
【００４６】
レーザ光が走査されることにより臓器Ｎにおいて蛍光が発生すると、その蛍光は小型対物レンズ群４３により集光され、一次像光線３７として一次像面４７上に一次像を形成する。その後、蛍光は、リレーレンズ群３５により略平行光とされ、開口絞り３３、平面鏡２９を介して射出光線３９として側壁開口２７から射出される。
【００４７】
側壁開口１７から射出された蛍光は、投光管７３のリレーレンズ５５に入射され、通常型対物レンズ１を用いた場合と同様に、走査ユニット５３において光電子増倍管７１により検出される。これにより、スティック型対物レンズ２を用いて標本Ｓの臓器Ｎを共焦点観察することができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態に係る顕微鏡装置１００によれば、スティック型対物レンズ２の長さＬは、通常型対物レンズ１の同焦点距離Ｂおよび物体側焦点面４５からレボルバ１５の取り付け面までの距離Ｃよりも長いが、レボルバ１５からスティック型対物レンズ２を外した状態でレボルバ１５を回転させることにより、スティック型対物レンズ２がレボルバ１５の回転を妨げることを回避することができ、レボルバ１５に支持された通常型対物レンズ１を照明光の光軸Ｐ上に配置することができる。
【００４９】
また、スティック型対物レンズ２は、レボルバ１５の貫通孔１９に対して照明光の光軸Ｐに沿う方向に挿脱され、挿入時には、その鍔部２５が投光管７３の上部開口７５に突き当たることにより、光軸Ｐ方向に位置決めされ、通常型対物レンズ１に対する同焦点が確保される。これにより、レボルバ１５と標本Ｓとの間のスペースは通常型対物レンズ１の同焦点距離Ｂに合わせて設定すれば済み、スティック型対物レンズ２の長さＬに合わせる必要がない。すなわち、通常型対物レンズ１とスティック型対物レンズ２とを切り替える際にレボルバ１５と標本Ｓとを光軸Ｐに沿う方向に相対移動させる必要もない。したがって、装置全体を大型化させることなく、通常型対物レンズ１とスティック型対物レンズ２とを簡易に切り替えることができる。
【００５０】
本実施形態においては、レボルバ１５が通常型対物レンズ１を１つ保持することとしたが、例えば、レボルバ１５が倍率の異なる複数の通常型対物レンズ１を周方向に間隔を空けて保持することとしてもよい。レボルバ１５からスティック型対物レンズ２を外した状態でレボルバ１５を回転軸回りに回転させることにより、複数の通常型対物レンズ１のうちのいずれか１つを択一的に照明光の光軸Ｐ上に配置することができ、通常型対物レンズ１どうしの交換を容易に行うことができる。
【００５１】
本実施形態は、以下のように変形することができる。
第１の変形例としては、例えば、図５および図６に示すように、顕微鏡装置１００が、レボルバ１５の貫通孔１９に挿入させるスティック型対物レンズ２をその光軸Ｑ方向に移動可能に支持する略筒状のガイド部材１８０を備えることとしてもよい。この場合において、ガイド部材１８０は、スティック型対物レンズ２を収容し、投光管７３の上部開口７５上に照明光の光軸Ｐに沿うように配置することとすればよい。図５は、レボルバ１５の貫通孔１９からスティック型対物レンズ２を退避させた状態を示し、図６は、レボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２を挿入させた状態を示している。
【００５２】
また、ガイド部材１８０が、例えば、スティック型対物レンズ２をレボルバ１５の貫通孔１９から退避させた状態で固定する第１固定ネジ（対物固定部）１８１と、スティック型対物レンズ２を貫通孔１９に挿入させた状態で固定する第２固定ネジ（対物固定部）１８３とを備え、これらの固定ネジ１８１、１８３によりスティック型対物レンズ２を光軸Ｑ方向に位置決めすることとしてもよい。
【００５３】
また、スティック型対物レンズ２の基端部２１が、ガイド部材１８０の内壁に接触しながら移動可能な摺動部１８５を備えることとしてもよい。また、スティック型対物レンズ２のつまみ２３を摺動部１８５の側面に配置するとともに、ガイド部材１８０の側壁に光軸Ｐに沿って延びる長穴１８７を形成し、長穴１８７からスティック型対物レンズ２のつまみ２３を外部に突出させることとしてもよい。
【００５４】
このようにすることで、ガイド部材１８０により、つまみ２３を把持してスティック型対物レンズ２を上下動させるだけで、レボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２を精度よく挿通させることができる。これにより、スティック型対物レンズ２をレボルバ１５の貫通孔１９に挿入する際に、その細径先端部４１が投光管７３や顕微鏡装置１００に接触して破損したり標本Ｓの意図しない位置に挿入されて標本Ｓが無用に傷付けられたりするのを回避することができる。図５および図６において、符合１８９はミラーユニット５７を光軸Ｐ上に挿脱する際に把持するつまみを示している。
【００５５】
また、第２の変形例としては、例えば、図７（ａ），（ｂ）に示すように、スティック型対物レンズ２の基端部２１と円筒中央部３１とを光軸Ｑ方向に伸縮可能に連結することとしてもよい。このようにすることで、スティック型対物レンズ２を光軸Ｑ方向に位置決めした状態で、基端部２１と円筒中央部３１とを伸縮させることにより、リレーレンズ群３５および小型対物レンズ群４３の光軸Ｑ方向の位置を変更することができる。
【００５６】
この場合において、基端部２１と円筒中央部３１との間にスプリング２８１を配置し、スプリング２８１の弾発力によってこれらの間隔を伸縮させることとしてもよい。図７（ａ）は、スティック型対物レンズ２を光軸Ｑ方向に伸ばした状態を示し、図７（ｂ）は、円筒中央部３１に外力Ｆを加え、スティック型対物レンズ２を光軸Ｑ方向に縮めた状態を示している。
【００５７】
本変形例においては、例えば、図８および図９に示すように、第１の変形例に係るガイド部材１８０を採用するとともに、アーム１３に代えて、照明光の光軸Ｐに沿う方向、すなわち、上下方向に移動可能な可動アーム２８３によりレボルバ１を所定の回転軸回りに回転可能に支持することとしてもよい。また、レボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２の円筒中央部３１を固定するストッパ２８５を設けることとしてもよい。
【００５８】
このようにすることで、第２固定ネジ１８３により顕微鏡本体１０に対してスティック型対物レンズ２を固定した状態で、可動アーム２８３を上下動させると、スティック型対物レンズ２の基端部２１と円筒中央部３１との間隔が伸縮する。これにより、リレーレンズ群３５および小型対物レンズ群４３の光軸Ｑ方向の位置を変更し、スティック型対物レンズ２の焦点位置を調節することができる。図８は、レボルバ１５の貫通孔１９からスティック型対物レンズ２を退避させた状態を示し、図９は、スティック型対物レンズ２をレボルバ１５の貫通孔１９に取り付けて若干縮めた状態を示している。
【００５９】
また、第３の変形例としては、例えば、図１０に示すように、スティック型対物レンズ２が、リレーレンズ群３５を構成する少なくとも１つのリレーレンズ（小レンズ）３８１（以下、「可動リレーレンズ３８１」とする。）を収容して光軸Ｑ方向に移動可能に支持するコリメートレンズ可動枠３８３を備えることとしてもよい。この場合、コリメートレンズ可動枠３８３がその側面に駆動ピン３８５を備えるとともに、円筒中央部３１の側壁に光軸Ｑに沿って延びる長穴３８７を形成し、長穴３８７からコリメートレンズ可動枠３８３の駆動ピン３８５を外部に突出さることとしてもよい。符合３８９は、コリメートレンズ可動枠３８３を光軸Ｑ方向に付勢するスプリングを示している。
【００６０】
また、図１１に示すように、第２の変形例に係る可動アーム２８３とストッパ（レンズ固定部）２８５を採用することとしてもよい。この場合において、コリメートレンズ可動枠３８３の駆動ピン３８５をストッパ２８５に突き当てることにより、可動リレーレンズ３８１と可動アーム２８３とを光軸Ｐ方向に固定することとしてもよい。
【００６１】
このようにすることで、可動アーム２８３を上下動させると、可動アーム２８３により支持されたレボルバ１５とともに、ストッパ２８５により可動アーム２８３に固定された可動リレーレンズ３８１が光軸Ｐに沿う方向に移動させられる。したがって、第２固定ネジ１８３により顕微鏡本体１０に対してスティック型対物レンズ２を固定した状態で、可動アーム２８３を上下動させることにより、標本Ｓとスティック型対物レンズ２との光軸Ｐに沿う方向の相対位置を変えずにスティック型対物レンズ２の焦点位置を調節することができる。図１１において、可動リレーレンズ３８１の上記動作によってなし得る物体側焦点面の調節範囲として、符合４５ｎはスティック型対物レンズ２に近い側の物体側焦点面の位置を示し、符合４５ｆは遠い側の物体側焦点面の位置を示している。
【００６２】
第４の変形例としては、例えば、図１２および図１３に示すように、アーム１３と投光管７３とをスティック型対物レンズ２の長さに相当する距離だけ光軸Ｐに沿う方向に間隔を空けて配置し、アーム１３と投光管７３との間にスティック型対物レンズ２を照明光の光軸Ｐ上に挿脱可能に保持する挿脱機構４８１を配置することとしてもよい。
【００６３】
挿脱機構４８１は、例えば、スティック型対物レンズ２を収容して光軸Ｑ方向に移動可能に支持するガイド孔（ガイド部材）４８３と、ガイド孔４８３に対して隣接して配置された貫通孔４８５とを備え、アーム１３の上端面に沿って光軸Ｐに直交する方向にスライド可能とすればよい。符合４８７は、挿脱機構４８をスライドさせる際に把持するつまみを示している。また、挿脱機構４８１の側壁に光軸Ｑに沿って延びる長穴４８９を形成し、長穴４８９からスティック型対物レンズ２のつまみ２３を外部に突出さることとしてもよい。また、符合４９１は鏡筒を示し、符合４９３は接眼レンズを示している。
【００６４】
このようにすることで、挿脱機構４８１を光軸Ｐに直交する方向にスライドさせることにより、ガイド孔４８３と貫通孔４８５とを照明光の光軸Ｐ上に択一的に配置することができる。これにより、ガイド孔４８３が照明光の光軸Ｐ上の光路に一致するように挿脱機構４８１をスライドさせることで、レボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２を容易に挿入させることができる。図１２は挿脱機構４８１の貫通孔１９を光軸Ｐ上に配置した状態を示し、図１３は挿脱機構４８１のガイド孔４８３を光軸Ｐ上に配置してレボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２を挿入した状態を示している。
【００６５】
本変形例においては、例えば、図１４および図１５に示すように、第３の変形例と同様に、スティック型対物レンズ２が、可動リレーレンズ３８１を光軸Ｑ方向に移動可能に支持するコリメートレンズ可動枠３８３を備えることとしてもよい。この場合において、挿脱機構４８１は、例えば、コリメートレンズ可動枠３８３を光軸Ｐの方向に駆動する、ラック４９５Ａおよびピニオン歯車４９５Ｂと、ピニオン歯車４９５Ｂを回転させるピニオンシャフト４９７と、ピニオンシャフト４９７を回転させるつまみ４９９とを備えることとしてもよい。図１４は、挿脱機構４８１の貫通孔４８５を光軸Ｐ上に配置した状態を示し、図１５は、ガイド孔４８３を光軸Ｐ上に配置してレボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２を挿入した状態を示している。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の一実施形態およびその変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６７】
１ 通常型対物レンズ
１５ レボルバ
１９ 貫通孔
７５ 上部開口（位置決め部）
１００ 顕微鏡装置
１８０ ガイド部材
１８１ 第１固定ネジ（対物固定部）
１８３ 第２固定ネジ（対物固定部）
２８３ 可動アーム
２８５ ストッパ（レンズ固定部）
３８１ 可動リレーレンズ（小レンズ）
Ｓ 標本
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズを使用する顕微鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マウスのような実験動物等の生体の体内に細長い形状の小型対物レンズの先端を挿入し、体内を生きたまま（ｉｎ ｖｉｖｏ）観察する光学機器装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の光学機器装置は、顕微鏡本体に対して小型対物レンズの先端を光軸方向に進退させる対物レンズ進退機構と、顕微鏡本体に対して小型対物レンズを着脱させる着脱機構とを備え、対物レンズ進退機構により小型対物レンズの先端を光軸方向に後退させて生体の体内から外した状態で、着脱機構により小型対物レンズを倍率が異なる他の小型対物レンズに交換することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３０１０１５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、上述した小型対物レンズと比較して長さが短い通常の対物レンズを用いる一般的な顕微鏡装置において、生体等の標本を載置するステージとレボルバに取り付けられる通常の対物レンズの取付面との間の距離は、対物レンズの同焦点距離に標本の厚さと若干のゆとりとを加えた程度の大きさに設定される。対物レンズの同焦点距離とは、焦点を合わせたときの物体面から対物レンズの取付面までの距離をいう。
【０００５】
このような一般的な顕微鏡装置の構成において、特許文献１に記載の対物レンズ進退機構を適用して通常の対物レンズと小型対物レンズとを切り替え可能にするためには、ステージから対物レンズの取付面までの距離を、小型対物レンズの同焦点距離と、小型対物レンズの光軸方向の移動ストロークとを足した寸法に合わせて大きく取る必要があり、装置が大型化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置を大型化させることなく、長さが異なる対物レンズを簡易に切り替えることができる顕微鏡装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、少なくとも１つの第１の対物レンズを回転軸回りに回転させて、標本に照射する照明光の光路上に前記第１の対物レンズを選択的に配置可能に支持するレボルバを備え、該レボルバの周方向のいずれかの位置に、前記光路に一致する位置に配置された状態で、前記第１の対物レンズより長さが長い第２の対物レンズを前記標本とは反対側から貫通状態に取り付け可能な貫通孔が設けられている顕微鏡装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、レボルバに第２の対物レンズを取り付けていない状態でレボルバを回転軸回りに回転させれば、第２の対物レンズによるレボルバの回転の妨げを回避することができ、レボルバにより支持された第１の対物レンズが照明光の光路上に選択的に配置される。また、第２の対物レンズの後述する取り付け方法により、レボルバと標本との間のスペースを、長さが長い第２の対物レンズに合わせて大きく設定する必要がない。
【０００９】
一方、第２の対物レンズは、照明光の光路に一致する位置に配置したレボルバの貫通孔に標本とは反対側から挿入して貫通状態に取り付けるだけで照明光の光路上に配置することができ、なおかつ第１の対物レンズの物体側焦点面に、第２の対物レンズの物体側焦点面を一致させることが出来る。すなわち、第１の対物レンズと第２の対物レンズの同焦点が確保される。また、貫通孔から標本とは反対側へ引き抜くだけで照明光の光路上から外すことができる。したがって、レボルバへの第２の対物レンズの着脱が容易である。
【００１０】
これにより、レボルバと標本との間のスペースを長さが短い第１の対物レンズに合わせれば済み、また、第１の対物レンズと第２の対物レンズとを切り替える際にレボルバと標本とを光路に沿う方向に相対移動させる必要もない。したがって、装置を大型化させることなく第１の対物レンズと第２の対物レンズとを簡易に切り替えることができる。
【００１１】
上記発明においては、前記貫通孔に挿入された前記第２の対物レンズをその光軸方向に位置決めする位置決め部とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、位置決め部により、レボルバの貫通孔に第２の対物レンズを光軸方向に位置決め状態に取り付けることができる。この場合において、第１の対物レンズから第２の対物レンズに切り替える際にレボルバと標本との光路に沿う方向の相対位置を変動させる必要がないので同焦点を確保することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記貫通孔に挿入される前記第２の対物レンズを前記光軸方向に移動可能に支持するガイド部材を備えることとしてもよい。
このように構成することで、ガイド部材により、レボルバの貫通孔に第２の対物レンズを精度よく挿通させることができる。これにより、第２の対物レンズの先端が顕微鏡装置に接触して破損したり標本の意図しない位置に挿入されて標本が無用に傷付けられたりするのを回避することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、顕微鏡本体と、光軸方向に移動可能に支持された１以上の小レンズを備える前記第２の対物レンズと、前記レボルバを前記回転軸回りに回転可能に支持し前記光路に沿う方向に移動可能な可動アームと、前記貫通孔に取り付けられた前記第２の対物レンズを前記顕微鏡本体に固定する対物固定部と、少なくとも１つの前記小レンズと前記可動アームとをその光軸方向に固定するレンズ固定部とを備えることとしてもよい。
【００１４】
このように構成することで、可動アームを光路に沿う方向に移動させると、可動アームにより支持されたレボルバとともに、レンズ固定部により可動アームに対して光軸方向に固定された第２の対物レンズの少なくとも１つの小レンズが光路に沿う方向に移動させられる。この場合において、対物固定部により顕微鏡本体に対して第２の対物レンズが固定されているので、標本と第２の対物レンズとの光路に沿う方向の相対位置を変えずに第２の対物レンズの焦点位置を調節することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、装置を大型化させることなく、長さが異なる対物レンズを簡易に切り替えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る顕微鏡装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るスティック型対物レンズの縦断面図である。
【図３】図１の顕微鏡装置に図２のスティック型対物レンズを挿入する様子を示す図である。
【図４】図１の顕微鏡装置に図２のスティック型対物レンズを取り付けた状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の第１の変形例に係る顕微鏡装置のガイド部材を示す縦断面図である。
【図６】図５のガイド部材により顕微鏡装置にスティック型対物レンズを取り付けた状態を示す図である。
【図７】（ａ）本発明の一実施形態の第２の変形例に係るスティック型対物レンズの伸ばした状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のスティック型対物レンズの縮めた状態を示す図である。
【図８】レボルバの貫通孔から図７のスティック型対物レンズを退避させた状態を示している。
【図９】レボルバの貫通孔に図７のスティック型対物レンズを取り付けて若干縮めた状態を示している。
【図１０】本発明の一実施形態の第３の変形例に係るスティック型対物レンズを示す図である。
【図１１】顕微鏡装置に図１０のスティック型対物レンズを取り付けた状態を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態の第４の変形例に係る挿脱機構を示す図である。
【図１３】図１２の挿脱機構のガイド孔を照明光の光軸上に配置し、レボルバの貫通孔にスティック型対物レンズを挿入した状態を示す図である。
【図１４】図１２の変形例に係る挿脱機構の貫通孔を照明光の光軸上に配置した状態を示す図である。
【図１５】図１２の変形例に係る挿脱機構のガイド孔を照明光の光軸上に配置し、レボルバの貫通孔にティック型対物レンズを挿入した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態に係る顕微鏡装置について、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装置１００は、図１に示すように、顕微鏡本体１０と、顕微鏡本体１０に取り付けられる共焦点レーザ顕微鏡ユニット（以下、「ＬＳＭユニット」という。）５０とを備えている。
【００１８】
顕微鏡本体１０は、マウスのような実験小動物の標本Ｓを載置するステージ１１と、ステージ１１の上方に間隔を空けて配置されるアーム１３と、アーム１３により所定の回転軸回りに回転可能に支持されるレボルバ１５と、ステージ１１を鉛直方向に昇降可能な昇降機構１７とを備えている。
【００１９】
標本Ｓは、例えば、切開により形成された切開部分にトラカール３が固定され、トラカール３により切開部分が開口状態に保持されている。
アーム１３には、標本Ｓに照射する照明光の光軸Ｐ上に、その光軸Ｐに沿う方向に貫通する貫通孔（図示略）が形成されている。
【００２０】
レボルバ１５は、通常型対物レンズ（第１の対物レンズ）１を着脱可能に保持している。このレボルバ１５は、前記所定の回転軸回りに回転することにより、照明光の光軸Ｐ上の光路に通常型対物レンズ１を選択的に配置することができるようになっている。図１において、通常型対物レンズ１の作動距離を符合ＷＤ、通常型対物レンズ１の同焦点距離（焦点を合わせたときの物体面からレボルバ１５における通常型対物レンズ１の取り付け面までの距離）を符合Ｂ、物体側焦点面４５からアーム１３におけるレボルバ１５の取り付け面までの距離を符合Ｃとする。
【００２１】
通常型対物レンズ１は、標本Ｓに取り付けられたトラカール３の上方にその先端が近接して配置させられることで、ＬＳＭユニット５０からの照明光をトラカール３を介して標本Ｓの臓器Ｎに照射したり、標本Ｓの臓器Ｎからの光をトラカール３を介して集光したりするようになっている。この通常型対物レンズ１は、レボルバ１５から取り外して倍率が異なる他の通常型対物レンズ１に交換することができるようになっている。
【００２２】
また、レボルバ１５には、周方向のいずれかの位置に貫通孔１９が形成されている。貫通孔１９は、レボルバ１５が前記回転軸回りに回転することにより、照明光の光軸Ｐに一致する位置に選択的に配置することができるようになっている。また、貫通孔１９は、照明光の光軸Ｐに一致する位置に配置された状態でアーム１３の貫通孔と連通するようになっている。
【００２３】
レボルバ１５の貫通孔１９には、通常型対物レンズ１よりも軸方向の長さが長いスティック型対物レンズ（第２の対物レンズ）２を保持させることができるようになっている。具体的には、スティック型対物レンズ２は、レボルバ１５の貫通孔１９に対してステージ１１とは反対側からアーム１３の貫通孔を介して挿入することで、貫通状態に保持される。
【００２４】
このスティック型対物レンズ２は、図２に示すように、基端側から先端に向かって太さが段階的に細くなる段付き形状を有しており、径寸法が大きい基端部２１と、基端部２１よりも径寸法が小さく、通常型対物レンズ１の径寸法とほぼ同じ径寸法を有する円筒中央部３１と、円筒中央部３１よりも径寸法が小さく、標本Ｓの切開部分に小さい侵襲で挿入可能な細径先端部４１とにより構成されている。
【００２５】
基端部２１は、軸方向に突出するつまみ２３と、半径方向外方に拡がる鍔部２５とを備えており、側壁に側壁開口２７が形成されている。また、基端部２１には、スティック型対物レンズ２の光軸Ｑに対して４５°の傾きを有し、側壁開口２７から入射される光を光軸Ｑ方向に反射させる平面鏡２９が備えられている。
【００２６】
円筒中央部３１には、射出瞳をなす開口絞り３３と、リレーレンズを構成する複数のレンズからなるリレーレンズ群３５とが備えられている。
細径先端部４１には、小型対物レンズを構成する複数のレンズからなる小型対物レンズ群４３が備えられている。
【００２７】
図２において、符合４５は物体側焦点面を示し、符合４７は小型対物レンズ群４３による一次像面を示し、符合４９は物体側焦点面４５から発せられた入射光線を示し、符合３７は一次像光線を示し、符合３９は射出光線を示している。物体側焦点面４５からリレーレンズ群３５の最も像側に配置されている端面までの距離をスティック型対物レンズ２の実質的な長さとみなし、これを符合Ｌとする。
【００２８】
図１に戻り、ＬＳＭユニット５０は、レーザ光を発する光源（図示略）と、光源から発せられたレーザ光を導光する光ファイバ５１と、光ファイバ５１により導光されてきたレーザ光を標本Ｓ上で走査する走査ユニット５３と、走査ユニット５３により走査されたレーザ光をリレーするリレーレンズ５５と、リレーレンズ５５によりリレーされてくるレーザ光を照明光の光軸Ｐ上の光路に入射させるミラーユニット５７とを備えている。
【００２９】
走査ユニット５３は、光ファイバ５１により導光されてきたレーザ光を略平行光にするコリメートレンズ６１と、コリメートレンズ６１からのレーザ光を反射する一方、標本Ｓにおいて発生した蛍光を透過するダイクロイックミラー６３と、ダイクロイックミラー６３により反射されたレーザ光を走査するガルバノミラー６５とを備えている。
【００３０】
また、走査ユニット５３には、標本Ｓにおいて発生されダイクロイックミラー６３を介してレーザ光の光路を逆方向に戻る蛍光を結像させる結像レンズ６７と、結像レンズ６７を透過した蛍光を部分的に通過させる共焦点ピンホール６９と、共焦点ピンホールを通過した蛍光を検出する光電子増倍管７１とを備えている。
【００３１】
瞳リレーレンズ５５は、ガルバノミラー６５により走査されたレーザ光を通常型対物レンズ１の瞳位置にリレーすることができるようになっている。瞳リレーレンズ５５によりリレーされる照明光の光束系は、スティック型対物レンズ２の側壁開口２７から射出される射出光線３９の光束径、すなわち、スティック型対物レンズ２の射出瞳径φＰｏｕｔと略一致するようになっている。
【００３２】
ミラーユニット５７は４５°平面鏡５８を有している。４５°平面鏡５８は、瞳リレーレンズ５５によりリレーされてきたレーザ光を反射し、照明光の光軸Ｐ上に配置された通常型対物レンズ１に入射させることができるようになっている。このミラーユニット５７は、照明光の光軸Ｐ上に挿脱可能に設けられている。
【００３３】
これらの瞳リレーレンズ５５およびミラーユニット５７は、アーム１３の上端面にその長手方向に沿って配置される細長い形状を有する投光管７３の内部に収容されている。投光管７３は、照明光の光軸Ｐ上に、光軸Ｐに沿う方向に貫通する貫通孔（図示略）を有している。投光管７３の貫通孔は、アーム１３の前記貫通孔に連通する下部開口（図示略）と、アーム１３とは反対側に開口する上部開口（位置決め部）７５とを有している。
【００３４】
投光管７３の貫通孔には、スティック型対物レンズ２を上部開口７５から挿入することができるようになっている。これにより、投光管７３の貫通孔およびアーム１３の貫通孔を介して、照明光の光軸Ｐ上に配置されたレボルバ１５の貫通孔１９へスティック型対物レンズ２を挿入させることができるようになっている。また、投光管７３の貫通孔にスティック型対物レンズ２が挿入されると、その基端部２１に設けられた鍔部２５が上部開口７５に突き当たり、スティック型対物レンズ２がその光軸Ｑ方向に位置決めされるようになっている。
【００３５】
次に、このように構成された顕微鏡装置１００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装置１００により、通常型対物レンズ１を用いて標本Ｓである実験小動物の臓器Ｎを生きたままの状態で観察するには、レボルバ１５からスティック型対物レンズ２を外した状態で行う。
【００３６】
まず、図１に示すように、トラカール３が固定された標本Ｓをステージ１１上に載置し、観察する臓器Ｎが照明光の光軸Ｐに一致するように標本Ｓを配置する。そして、レボルバ１５により保持された通常型対物レンズ１をトラカール３の上方に位置するように配置する。通常型対物レンズ１の作動距離ＷＤは、通常型対物レンズ１がトラカール３に接触することなく標本Ｓの臓器Ｎを観察するのに十分な大きさであるものとする。
【００３７】
続いて、昇降機構１７を調節し、ステージ１１を上下動させて通常型対物レンズ１の物体側焦点面４５に標本Ｓの臓器Ｎの上面を一致させる。また、投光管７３内のミラーユニット５７を照明光の光軸Ｐ上に配置し、４５°平面鏡５８により顕微鏡本体１０の照明光の光軸Ｐ上の光路とＬＳＭユニット５０のレーザ光の光軸Ｒ上の光路とを繋げる。
【００３８】
次に、光源からレーザ光を発生させ、光ファイバ５１により走査ユニット５３にレーザ光を導光する。走査ユニット５３に導光されたレーザ光は、コリメートレンズ６１により略平行光にされダイクロイックミラー６３により反射された後、ガルバノミラー６５を介して瞳リレーレンズ５５により通常型対物レンズ１の瞳位置へリレーされる。
【００３９】
瞳リレーレンズ５５によりリレーされるレーザ光は、ミラーユニット５７の４５°平面鏡５８により反射され、通常型対物レンズ１によりトラカール３を介して標本Ｓの臓器Ｎに照射される。これにより、ガルバノミラー６５の揺動に同期して、標本Ｓの臓器Ｎにおいてレーザ光が走査される。
【００４０】
レーザ光が照射されることにより標本Ｓの臓器Ｎにおいて蛍光が発生すると、その蛍光は通常型対物レンズ１によりトラカール３を介して集光され、ミラーユニット５７、瞳リレーレンズ５５、ガルバノミラー６５を介してレーザ光の光路を逆方向に戻る。レーザ光の光路を逆方向に戻る蛍光は、ダイクロイックミラー６３を透過し、共焦点ピンホール６９を通過して光電子増倍管７１により検出される。これにより、通常型対物レンズ１を用いて標本Ｓの臓器Ｎを共焦点観察することができる。
【００４１】
次に、本実施形態に係る顕微鏡装置１００により、通常型対物レンズ１をスティック型対物レンズ２に切り替えて、標本Ｓの臓器Ｎを生きたままの状態で観察するには、図３に示すように、レボルバ１５を回転軸回りに回転させて通常型対物レンズ１を照明光の光軸Ｐ上から外し、貫通孔１９をその光軸Ｐに一致する位置に配置する。この場合において、スティック型対物レンズ２を取り付けていない状態でレボルバ１５を回転させることにより、スティック型対物レンズ２によりレボルバ１５の回転が妨げられることはない。
【００４２】
次に、ミラーユニット５７を照明光の光軸Ｐ上から外し、投光管７３の貫通孔を開放する。これにより、投光管７３の貫通孔、アーム１３の貫通孔およびレボルバ１５の貫通孔１９が連通し、投光管７３の貫通孔から標本Ｓの臓器Ｎに至る照明光の光軸Ｐ上の光路が障害物のない空間となる。この状態で、レボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２を取り付け、その細径先端部４１を標本Ｓのトラカール３に挿入する。
【００４３】
この場合において、スティック型対物レンズ２は、投光管７３の貫通孔からアーム１３の貫通孔を介してレボルバ１５の貫通孔１９に挿入するだけで、レボルバ１５の貫通孔１９に貫通状態に取り付けることができる。また、スティック型対物レンズ２は、その鍔部２５が投光管７３の上部開口７５に突き当たることで、光軸Ｐ方向に位置決めされる。
【００４４】
これにより、図４に示すように、スティック型対物レンズ２の物体側焦点面４５を通常型対物レンズ１の物体側焦点面４５に一致させ、これらのレンズ１，２を同焦点を確保して切り替えることができる。したがって、レボルバ１５と標本Ｓとを光軸Ｐに沿う方向に相対移動させる必要がない。また、スティック型対物レンズ２の側壁開口２７から射出される射出光線３９の光軸をＬＳＭユニット５０のレーザ光の光軸Ｒに一致させることができる。
【００４５】
続いて、通常型対物レンズ１による観察時と同様に、光源からレーザ光を射出させる。走査ユニット５３を介して瞳リレーレンズ５５によりリレーされるレーザ光は、側壁開口２７からスティック型対物レンズ２に入射され、平面鏡２９により照明光の光軸Ｐに沿って反射される。そして、レーザ光は、開口絞り３３、リレーレンズレンズ群３５を介して小型対物レンズ群４３により標本Ｓの臓器Ｎに照射される。これにより、ガルバノミラー６５の揺動に同期して、標本Ｓの臓器Ｎにおいてレーザ光が走査される。
【００４６】
レーザ光が走査されることにより臓器Ｎにおいて蛍光が発生すると、その蛍光は小型対物レンズ群４３により集光され、一次像光線３７として一次像面４７上に一次像を形成する。その後、蛍光は、リレーレンズ群３５により略平行光とされ、開口絞り３３、平面鏡２９を介して射出光線３９として側壁開口２７から射出される。
【００４７】
側壁開口１７から射出された蛍光は、投光管７３のリレーレンズ５５に入射され、通常型対物レンズ１を用いた場合と同様に、走査ユニット５３において光電子増倍管７１により検出される。これにより、スティック型対物レンズ２を用いて標本Ｓの臓器Ｎを共焦点観察することができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態に係る顕微鏡装置１００によれば、スティック型対物レンズ２の長さＬは、通常型対物レンズ１の同焦点距離Ｂおよび物体側焦点面４５からレボルバ１５の取り付け面までの距離Ｃよりも長いが、レボルバ１５からスティック型対物レンズ２を外した状態でレボルバ１５を回転させることにより、スティック型対物レンズ２がレボルバ１５の回転を妨げることを回避することができ、レボルバ１５に支持された通常型対物レンズ１を照明光の光軸Ｐ上に配置することができる。
【００４９】
また、スティック型対物レンズ２は、レボルバ１５の貫通孔１９に対して照明光の光軸Ｐに沿う方向に挿脱され、挿入時には、その鍔部２５が投光管７３の上部開口７５に突き当たることにより、光軸Ｐ方向に位置決めされ、通常型対物レンズ１に対する同焦点が確保される。これにより、レボルバ１５と標本Ｓとの間のスペースは通常型対物レンズ１の同焦点距離Ｂに合わせて設定すれば済み、スティック型対物レンズ２の長さＬに合わせる必要がない。すなわち、通常型対物レンズ１とスティック型対物レンズ２とを切り替える際にレボルバ１５と標本Ｓとを光軸Ｐに沿う方向に相対移動させる必要もない。したがって、装置全体を大型化させることなく、通常型対物レンズ１とスティック型対物レンズ２とを簡易に切り替えることができる。
【００５０】
本実施形態においては、レボルバ１５が通常型対物レンズ１を１つ保持することとしたが、例えば、レボルバ１５が倍率の異なる複数の通常型対物レンズ１を周方向に間隔を空けて保持することとしてもよい。レボルバ１５からスティック型対物レンズ２を外した状態でレボルバ１５を回転軸回りに回転させることにより、複数の通常型対物レンズ１のうちのいずれか１つを択一的に照明光の光軸Ｐ上に配置することができ、通常型対物レンズ１どうしの交換を容易に行うことができる。
【００５１】
本実施形態は、以下のように変形することができる。
第１の変形例としては、例えば、図５および図６に示すように、顕微鏡装置１００が、レボルバ１５の貫通孔１９に挿入させるスティック型対物レンズ２をその光軸Ｑ方向に移動可能に支持する略筒状のガイド部材１８０を備えることとしてもよい。この場合において、ガイド部材１８０は、スティック型対物レンズ２を収容し、投光管７３の上部開口７５上に照明光の光軸Ｐに沿うように配置することとすればよい。図５は、レボルバ１５の貫通孔１９からスティック型対物レンズ２を退避させた状態を示し、図６は、レボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２を挿入させた状態を示している。
【００５２】
また、ガイド部材１８０が、例えば、スティック型対物レンズ２をレボルバ１５の貫通孔１９から退避させた状態で固定する第１固定ネジ（対物固定部）１８１と、スティック型対物レンズ２を貫通孔１９に挿入させた状態で固定する第２固定ネジ（対物固定部）１８３とを備え、これらの固定ネジ１８１、１８３によりスティック型対物レンズ２を光軸Ｑ方向に位置決めすることとしてもよい。
【００５３】
また、スティック型対物レンズ２の基端部２１が、ガイド部材１８０の内壁に接触しながら移動可能な摺動部１８５を備えることとしてもよい。また、スティック型対物レンズ２のつまみ２３を摺動部１８５の側面に配置するとともに、ガイド部材１８０の側壁に光軸Ｐに沿って延びる長穴１８７を形成し、長穴１８７からスティック型対物レンズ２のつまみ２３を外部に突出させることとしてもよい。
【００５４】
このようにすることで、ガイド部材１８０により、つまみ２３を把持してスティック型対物レンズ２を上下動させるだけで、レボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２を精度よく挿通させることができる。これにより、スティック型対物レンズ２をレボルバ１５の貫通孔１９に挿入する際に、その細径先端部４１が投光管７３や顕微鏡装置１００に接触して破損したり標本Ｓの意図しない位置に挿入されて標本Ｓが無用に傷付けられたりするのを回避することができる。図５および図６において、符合１８９はミラーユニット５７を光軸Ｐ上に挿脱する際に把持するつまみを示している。
【００５５】
また、第２の変形例としては、例えば、図７（ａ），（ｂ）に示すように、スティック型対物レンズ２の基端部２１と円筒中央部３１とを光軸Ｑ方向に伸縮可能に連結することとしてもよい。このようにすることで、スティック型対物レンズ２を光軸Ｑ方向に位置決めした状態で、基端部２１と円筒中央部３１とを伸縮させることにより、リレーレンズ群３５および小型対物レンズ群４３の光軸Ｑ方向の位置を変更することができる。
【００５６】
この場合において、基端部２１と円筒中央部３１との間にスプリング２８１を配置し、スプリング２８１の弾発力によってこれらの間隔を伸縮させることとしてもよい。図７（ａ）は、スティック型対物レンズ２を光軸Ｑ方向に伸ばした状態を示し、図７（ｂ）は、円筒中央部３１に外力Ｆを加え、スティック型対物レンズ２を光軸Ｑ方向に縮めた状態を示している。
【００５７】
本変形例においては、例えば、図８および図９に示すように、第１の変形例に係るガイド部材１８０を採用するとともに、アーム１３に代えて、照明光の光軸Ｐに沿う方向、すなわち、上下方向に移動可能な可動アーム２８３によりレボルバ１を所定の回転軸回りに回転可能に支持することとしてもよい。また、レボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２の円筒中央部３１を固定するストッパ２８５を設けることとしてもよい。
【００５８】
このようにすることで、第２固定ネジ１８３により顕微鏡本体１０に対してスティック型対物レンズ２を固定した状態で、可動アーム２８３を上下動させると、スティック型対物レンズ２の基端部２１と円筒中央部３１との間隔が伸縮する。これにより、リレーレンズ群３５および小型対物レンズ群４３の光軸Ｑ方向の位置を変更し、スティック型対物レンズ２の焦点位置を調節することができる。図８は、レボルバ１５の貫通孔１９からスティック型対物レンズ２を退避させた状態を示し、図９は、スティック型対物レンズ２をレボルバ１５の貫通孔１９に取り付けて若干縮めた状態を示している。
【００５９】
また、第３の変形例としては、例えば、図１０に示すように、スティック型対物レンズ２が、リレーレンズ群３５を構成する少なくとも１つのリレーレンズ（小レンズ）３８１（以下、「可動リレーレンズ３８１」とする。）を収容して光軸Ｑ方向に移動可能に支持するコリメートレンズ可動枠３８３を備えることとしてもよい。この場合、コリメートレンズ可動枠３８３がその側面に駆動ピン３８５を備えるとともに、円筒中央部３１の側壁に光軸Ｑに沿って延びる長穴３８７を形成し、長穴３８７からコリメートレンズ可動枠３８３の駆動ピン３８５を外部に突出さることとしてもよい。符合３８９は、コリメートレンズ可動枠３８３を光軸Ｑ方向に付勢するスプリングを示している。
【００６０】
また、図１１に示すように、第２の変形例に係る可動アーム２８３とストッパ（レンズ固定部）２８５を採用することとしてもよい。この場合において、コリメートレンズ可動枠３８３の駆動ピン３８５をストッパ２８５に突き当てることにより、可動リレーレンズ３８１と可動アーム２８３とを光軸Ｐ方向に固定することとしてもよい。
【００６１】
このようにすることで、可動アーム２８３を上下動させると、可動アーム２８３により支持されたレボルバ１５とともに、ストッパ２８５により可動アーム２８３に固定された可動リレーレンズ３８１が光軸Ｐに沿う方向に移動させられる。したがって、第２固定ネジ１８３により顕微鏡本体１０に対してスティック型対物レンズ２を固定した状態で、可動アーム２８３を上下動させることにより、標本Ｓとスティック型対物レンズ２との光軸Ｐに沿う方向の相対位置を変えずにスティック型対物レンズ２の焦点位置を調節することができる。図１１において、可動リレーレンズ３８１の上記動作によってなし得る物体側焦点面の調節範囲として、符合４５ｎはスティック型対物レンズ２に近い側の物体側焦点面の位置を示し、符合４５ｆは遠い側の物体側焦点面の位置を示している。
【００６２】
第４の変形例としては、例えば、図１２および図１３に示すように、アーム１３と投光管７３とをスティック型対物レンズ２の長さに相当する距離だけ光軸Ｐに沿う方向に間隔を空けて配置し、アーム１３と投光管７３との間にスティック型対物レンズ２を照明光の光軸Ｐ上に挿脱可能に保持する挿脱機構４８１を配置することとしてもよい。
【００６３】
挿脱機構４８１は、例えば、スティック型対物レンズ２を収容して光軸Ｑ方向に移動可能に支持するガイド孔（ガイド部材）４８３と、ガイド孔４８３に対して隣接して配置された貫通孔４８５とを備え、アーム１３の上端面に沿って光軸Ｐに直交する方向にスライド可能とすればよい。符合４８７は、挿脱機構４８をスライドさせる際に把持するつまみを示している。また、挿脱機構４８１の側壁に光軸Ｑに沿って延びる長穴４８９を形成し、長穴４８９からスティック型対物レンズ２のつまみ２３を外部に突出さることとしてもよい。また、符合４９１は鏡筒を示し、符合４９３は接眼レンズを示している。
【００６４】
このようにすることで、挿脱機構４８１を光軸Ｐに直交する方向にスライドさせることにより、ガイド孔４８３と貫通孔４８５とを照明光の光軸Ｐ上に択一的に配置することができる。これにより、ガイド孔４８３が照明光の光軸Ｐ上の光路に一致するように挿脱機構４８１をスライドさせることで、レボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２を容易に挿入させることができる。図１２は挿脱機構４８１の貫通孔１９を光軸Ｐ上に配置した状態を示し、図１３は挿脱機構４８１のガイド孔４８３を光軸Ｐ上に配置してレボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２を挿入した状態を示している。
【００６５】
本変形例においては、例えば、図１４および図１５に示すように、第３の変形例と同様に、スティック型対物レンズ２が、可動リレーレンズ３８１を光軸Ｑ方向に移動可能に支持するコリメートレンズ可動枠３８３を備えることとしてもよい。この場合において、挿脱機構４８１は、例えば、コリメートレンズ可動枠３８３を光軸Ｐの方向に駆動する、ラック４９５Ａおよびピニオン歯車４９５Ｂと、ピニオン歯車４９５Ｂを回転させるピニオンシャフト４９７と、ピニオンシャフト４９７を回転させるつまみ４９９とを備えることとしてもよい。図１４は、挿脱機構４８１の貫通孔４８５を光軸Ｐ上に配置した状態を示し、図１５は、ガイド孔４８３を光軸Ｐ上に配置してレボルバ１５の貫通孔１９にスティック型対物レンズ２を挿入した状態を示している。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の一実施形態およびその変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６７】
１ 通常型対物レンズ
１５ レボルバ
１９ 貫通孔
７５ 上部開口（位置決め部）
１００ 顕微鏡装置
１８０ ガイド部材
１８１ 第１固定ネジ（対物固定部）
１８３ 第２固定ネジ（対物固定部）
２８３ 可動アーム
２８５ ストッパ（レンズ固定部）
３８１ 可動リレーレンズ（小レンズ）
Ｓ 標本
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１の対物レンズを回転軸回りに回転させて、標本に照射する照明光の光路上に前記第１の対物レンズを選択的に配置可能に支持するレボルバを備え、
該レボルバの周方向のいずれかの位置に、前記光路に一致する位置に配置された状態で、前記第１の対物レンズより長さが長い第２の対物レンズを前記標本とは反対側から貫通状態に取り付け可能な貫通孔が設けられている顕微鏡装置。
【請求項２】
前記貫通孔に挿入された前記第２の対物レンズをその光軸方向に位置決めする位置決め部とを備える請求項１に記載の顕微鏡装置。
【請求項３】
前記貫通孔に挿入される前記第２の対物レンズを前記光軸方向に移動可能に支持するガイド部材を備える請求項１または請求項２に記載の顕微鏡装置。
【請求項４】
顕微鏡本体と、
光軸方向に移動可能に支持された１以上の小レンズを備える前記第２の対物レンズと、
前記レボルバを前記回転軸回りに回転可能に支持し前記光路に沿う方向に移動可能な可動アームと、
前記貫通孔に取り付けられた前記第２の対物レンズを前記顕微鏡本体に固定する対物固定部と、
少なくとも１つの前記小レンズと前記可動アームとをその光軸方向に固定するレンズ固定部とを備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の顕微鏡装置。
【請求項１】
少なくとも１つの第１の対物レンズを回転軸回りに回転させて、標本に照射する照明光の光路上に前記第１の対物レンズを選択的に配置可能に支持するレボルバを備え、
該レボルバの周方向のいずれかの位置に、前記光路に一致する位置に配置された状態で、前記第１の対物レンズより長さが長い第２の対物レンズを前記標本とは反対側から貫通状態に取り付け可能な貫通孔が設けられている顕微鏡装置。
【請求項２】
前記貫通孔に挿入された前記第２の対物レンズをその光軸方向に位置決めする位置決め部とを備える請求項１に記載の顕微鏡装置。
【請求項３】
前記貫通孔に挿入される前記第２の対物レンズを前記光軸方向に移動可能に支持するガイド部材を備える請求項１または請求項２に記載の顕微鏡装置。
【請求項４】
顕微鏡本体と、
光軸方向に移動可能に支持された１以上の小レンズを備える前記第２の対物レンズと、
前記レボルバを前記回転軸回りに回転可能に支持し前記光路に沿う方向に移動可能な可動アームと、
前記貫通孔に取り付けられた前記第２の対物レンズを前記顕微鏡本体に固定する対物固定部と、
少なくとも１つの前記小レンズと前記可動アームとをその光軸方向に固定するレンズ固定部とを備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の顕微鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２０３０４６（Ｐ２０１２−２０３０４６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６４９９０（Ｐ２０１１−６４９９０）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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