JP2008009298A

JP2008009298A - 顕微鏡用環境維持装置及び顕微鏡

Info

Publication number: JP2008009298A
Application number: JP2006181897A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kawahito; 敬川人
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-17
Also published as: US20090086316A1; WO2008001948A1

Abstract

【課題】省スペース、省エネルギを達成できる顕微鏡用環境維持装置を提供する。
【解決手段】標本２３を支持するステージ３と、ステージ３上の標本２３からの拡散光を平行光にする対物レンズ５，１０５と、ステージ３に取り付けられ、対物レンズ５，１０５をその光軸方向へ移動可能にする焦準装置４とを、密閉空間を形成する第１チャンバ２に収容する。第１チャンバ２に対物レンズ５，１０５からの平行光を透過させると平行平面ガラス１２１を設けた。
【選択図】図１

Description

この発明は顕微鏡で観察する標本の周囲の環境を一定に維持するための顕微鏡用環境維持装置及びそれを備えた顕微鏡に関する。

従来の技術として、特開２００４−７０３０７号公報に記載された検査装置が知られている。この検査装置は装置本体と倒立顕微鏡と温度制御装置とを備える検査装置が知られている（下記特許文献１参照）。

この検査装置では、倒立顕微鏡及び温度制御装置が装置本体内に収容されている。
特開２００４−７０３０７号公報

上述の検査装置では、倒立顕微鏡及び温度制御装置を装置本体内に収容するので、検査装置が大型化するとともに、この装置本体内の温度を所定の温度に維持するために費やされるエネルギの消費量が多いという問題があった。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は省スペース、省エネルギを達成できる顕微鏡用環境維持装置及び顕微鏡を提供することである。

前述の課題を解決するため請求項１の発明の顕微鏡用環境維持装置は、標本を支持するステージと、前記ステージ上の標本からの光を平行光にする対物レンズと、前記ステージに取り付けられ、前記対物レンズをその光軸方向へ移動可能にする移動手段と、前記ステージ、前記対物レンズ及び前記移動手段を収容し、環境を維持するチャンバと、前記チャンバに設けられ、前記平行光を外部へ透過させると透過部とを備えていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の顕微鏡用環境維持装置において、前記ステージ上に載置され、前記標本を収容する標本ケースと、前記標本ケースに設けられ、前記標本からの光を透過させる標本ケース側透過部とを備えていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載の顕微鏡用環境維持装置において、前記チャンバ内の温度をほぼ一定に保つ調温装置を備えていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３記載の顕微鏡用環境維持装置において、前記調温装置は標本にＣＯ2を供給可能であることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３又は４記載の顕微鏡用環境維持装置において、前記調温装置は加湿手段を有することを特徴とする。

請求項６の発明の顕微鏡は、請求項１〜５のいずれか１項記載の顕微鏡用環境維持装置と、前記顕微鏡用環境維持装置の前記透過部を透過した平行光を結像する結像レンズと、前記結像レンズにより結像さえた前記標本の像を観察する観察手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、従来技術に比べてより一層、省ス1ペース、省エネルギを達成することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の第１実施形態に係る顕微鏡用環境維持装置の断面図、図２は図１に示す顕微鏡用環境維持装置を備えた顕微鏡の平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面を示す概念図、図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面を示す概念図、図５は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面を示す概念図、図６は図２のＤ−Ｄ線に沿う断面を示す概念図である。

まず、この発明の第１実施形態に係る顕微鏡用環境維持装置を備える顕微鏡について説明する。

図２〜５に示すように、この顕微鏡は、顕微鏡ボディ１と透過照明装置８と落射照明装置９と観察鏡筒１１とを有している。顕微鏡ボディ１内には結像レンズ３６が配置されている。顕微鏡ボディ１の側面には標本の像を観察するＣＣＤカメラ（観察手段）１０が取り付けられている。透過照明装置８は顕微鏡ボディ１の上方に位置している。落射蛍光照明装置９は顕微鏡ボディ１の上面に配置されている。観察鏡筒１１は顕微鏡ボディ１の斜め上方に位置している。

次に、第１実施形態に係る顕微鏡用環境維持装置について説明する。

この顕微鏡用環境維持装置は落射蛍光照明装置９上に配置される。

図１に示すように、第１チャンバ２の上面には開口２ａが形成され、その下面には開口２ｂが形成されている。第１チャンバ２は、外部からの光を遮断する金属又は樹脂で形成された暗箱である。開口２ａは摘みを有する平行平面ガラスからなる蓋３２で塞がれている。開口２ｂは平行平面ガラス１２１で塞がれている。開口２ｂと平行平面ガラス１２１とで第１透過部（透過部）が形成されている。開口２ａと蓋３２とで第２透過部が形成されている。第２透過部は後述するステージ３上の標本２３へ透過照明を行うことを可能とする。遮光用の蓋（図示せず）又はシャッタ（図示せず）で第２透過部を覆うことができるようにしてある。第１チャンバ２の側面には吸気口２ｃと排気口２ｄとが形成されている。

第１チャンバ２内にはステージ３が収容されている。ステージ３の上側から下側へ空気が流れるように、ステージ３には孔３ａが形成されている。ステージ３上には標本２３を培養する培養容器（標本ケース）２２が置かれている。培養容器２２は標本２３からの光を透過させる透過部（標本ケース側透過部）２２ａを有する。

ステージ３の下方には、焦準装置４、レボルバ保持部３４、レボルバ６及び２つの対物レンズ５，１０５が配置されている。

焦準装置４はステージ３に固定されている。焦準装置４はモータ３３を有する。

レボルバ保持部３４は対物レンズ５の光軸方向に沿って移動可能なように焦準装置４に支持されている。レボルバ保持部３４はモータ３３の駆動力によって光軸方向へ移動する。このときのモータ３３の駆動制御は図示しない制御回路で実行される。

レボルバ６は回転軸１３によってレボルバ保持部３４に回転可能に取り付けられている。レボルバ６にはレンズ切替レバー１２の一端が結合されている。レンズ切替レバー１２の他端部は第１チャンバ２外へ引き出されている。

対物レンズ５，１０５はレボルバ６に取り付けられている。対物レンズ５，１０５はレボルバ保持部３４とともに光軸方向へ移動する。

また、レンズ切替レバー１２を操作することによって第１チャンバ２の外から対物レンズ５，１０５の交換をすることができる。

図３に示すように、第１チャンバ２には循環式の調温装置７が結合され、その吸気チューブ１４は第１チャンバ２の吸気口２ｃに接続され、排気チューブ１５は第１チャンバ２の排気口２ｄに接続されている。第１チャンバ２内の空気の温度は、調温装置７のペルチェ加熱冷却器１６によって３７℃に調節される。第１チャンバ２内の空気は調温装置７のロータリーファン１８によって循環する。ペルチェ加熱冷却器１６の熱変換部の熱交換性能が調温装置７の外部と給排気可能な加熱冷却ファン１７によって維持される。

この実施形態によれば、ステージ３と焦準装置４とレボルバ保持部３４とレボルバ６と対物レンズ５，１０５とだけを第１チャンバ２に収容するようにしたので、従来の顕微鏡全体を収容したものに比べて、顕微鏡用環境維持装置のコンパクト化、省スペース化を達成することができる。

また、第１チャンバ２内の環境だけを維持すればよいので、顕微鏡の周りの環境までも維持する従来のものに比べて、環境の維持に要するエネルギが少なくて済み、省エネルギを達成することができる。

更に、例えば室温が上昇して顕微鏡が熱膨張し、対物レンズ５，１０５と結像レンズ３６との間の距離が長くなっても、対物レンズ５，１０５で標本からの拡散光を平行光線にするので、その影響を殆ど受けることがない。

図７はこの発明の第２実施形態に係る顕微鏡用環境維持装置の断面を示す概念図、図８は図７に示す顕微鏡用環境維持装置の拡大断面を示す概念図である。

第１実施形態と共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、主な相違部分についてだけ説明する。

第２実施形態では、標本２３の周囲の温度の制御に加え、加湿されたＣＯ2の濃度を所定の比率に維持することを可能とするため、標本を収容する第２チャンバ２０を第１チャンバ２内に設けた。

調温装置２０７は、調温に加え、加湿のための水槽（加湿手段）２４を有する。水槽２４にはチューブ２８を介して供給されるＣＯ2濃度５％の混合空気が供給され、チューブ２８の出口に設けられた発泡筒２５を介して混合空気が蒸留水２７中に放出されて加湿される。また、水槽２４の底部にはヒーター２６があり、蒸留水２７は３７℃に保温されるので、第２チャンバ２０内の温度環境に影響を与えない。そして、上述の混合空気は、ロータリーファン２１８の中を通るチューブ２９によって第２チャンバ２０に供給される。第２チャンバ２０から排出された混合空気はチューブ３０を介してボトル３１に導かれ、結露した水がボトル３１内に回収される。

図９は図７に示す顕微鏡用の環境制御装置の制御系統図である。

次に、環境制御について説明する。

温度とＣＯ2濃度とは制御マイコンによって次のように制御される。

第１チャンバ２、第２チャンバ２０及び水槽２４内が３７℃に保温され、第２チャンバ２０内のＣＯ2濃度が５％に維持されるように、ボンベ４２の混合空気の供給が制御される。

第１チャンバ２内の温度は第２チャンバ２０内に置かれた温度センサ３８によってモニタされ、標本２３の温度が設定温度３７℃となるようにペルチェ加熱冷却器１６によって調温される。また、第２チャンバ２０内の空気が過度に加熱又は冷却されることのないように、温度センサ３９によって第２チャンバ２０内の温度がモニタされ、調節される。

また、混合空気の温度は水槽２４内に設置された温度センサ４０によってモニタされ、設定温度３７℃に保たれる。ＣＯ2の濃度は、第２チャンバ２０内に設置されたＣＯ2センサ４１によりモニタされ、ＣＯ2濃度制御回路４５によってＣＯ2ボンベ４２の電磁弁４３の開閉が行われ、第２チャンバ２０内のＣＯ2濃度が５％に維持される。

第２実施形態によれば、温度、ＣＯ2濃度、湿度、観察象のピント位置を一定に保つことが可能で、ピントがぼけることもないので、培養細胞の長時間観察が可能である。

図１はこの発明の第１実施形態に係る顕微鏡用環境維持装置の断面図である。図２は図１に示す顕微鏡用環境維持装置を備えた顕微鏡の平面図である。図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面を示す概念図である。図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面を示す概念図である。図５は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面を示す概念図である。図６は図２のＤ−Ｄ線に沿う断面を示す概念図である。図７はこの発明の第２実施形態に係る顕微鏡用環境維持装置の断面を示す概念図である。図８は図７に示す顕微鏡用環境維持装置の拡大断面を示す概念図である。図９は図７に示す顕微鏡用の環境制御装置の制御系統図である。

符号の説明

２：第１チャンバ（チャンバ）、３：ステージ、４：焦準装置（移動手段）、５，１０５：対物レンズ、７，２０７：調温装置、２０：第２チャンバ、２２：培養容器（標本ケース）、２２ａ：透過部（標本ケース側透過部）、２３：標本、２４：水槽（加湿手段）、３６：結像レンズ。

Claims

標本を支持するステージと、
前記ステージ上の標本からの光を平行光にする対物レンズと、
前記ステージに取り付けられ、前記対物レンズをその光軸方向へ移動可能にする移動手段と、
前記ステージ、前記対物レンズ及び前記移動手段を収容し、環境を維持するチャンバと、
前記チャンバに設けられ、前記平行光を外部へ透過させると透過部と
を備えていることを特徴とする顕微鏡用環境維持装置。
前記ステージ上に載置され、前記標本を収容する標本ケースと、前記標本ケースに設けられ、前記標本からの光を透過させる標本ケース側透過部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡用環境維持装置。
前記チャンバ内の温度をほぼ一定に保つ調温装置を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の顕微鏡用環境維持装置。
前記調温装置は標本にＣＯ2を供給可能であることを特徴とする請求項３記載の顕微鏡用環境維持装置。
前記調温装置は加湿手段を有することを特徴とする請求項３又は４項記載の顕微鏡用環境維持装置。
前記チャンバは、外部からの光を遮断する金属又は樹脂で形成された暗箱であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の顕微鏡用環境維持装置。
前記チャンバは、前記ステージ上の前記標本へ透過照明を行うことを可能とする第２透過部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の顕微鏡用環境維持装置。
前記第２透過部は、遮光用の蓋又はシャッタを有することを特徴とする請求項７記載の顕微鏡用環境維持装置。
請求項１〜８のいずれか１項記載の顕微鏡用環境維持装置と、
前記顕微鏡用環境維持装置の前記透過部を透過した平行光を結像する結像レンズと、
前記結像レンズにより結像された前記標本の像を観察する観察手段と
を備えたことを特徴とする顕微鏡。