JP2008191489A - 液浸用対物レンズと、これを有する顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】浸液に対する汚染対策を施し光学系の重要部分の汚染を防止可能な液浸用対物レンズを提供すること。
【解決手段】筒状のハウジング部５と、前記ハウジング部に摺動可能に収納された筒状のレンズホルダ部３と、前記ハウジング部の先端部近傍の内周面と当該内周面に対向する前記レンズホルダ部の外周面の少なくとも一方に設けられた一つ以上の磁石１７と、前記磁石近傍の前記ハウジング部と前記レンズホルダ部の間隙に配置された磁性流体１９と、を具備してなる液浸用対物レンズ１。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡の液浸用対物レンズと、これを有する顕微鏡に関する。

従来、生物標本等を顕微鏡で観察するとき、標本と対物レンズ先端の空間を液体で満たすことで解像度を対物レンズ自身よりも大きくし観察することが行なわれ、これに適した液浸用対物レンズ（以後、単に対物レンズと記す）が用いられている。また、この対物レンズにおいて、標本と対物レンズが誤って衝突した際、対物レンズのレンズ鏡筒が光軸方向に伸縮し標本の破損を防止し、かつ浸液が対物レンズのレンズ保持部と外側鏡筒部との間の空間に侵入するのを防止する機構を有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１８５９２６号公報

しかしながら、従来の対物レンズでは、浸液に対する汚染対策が不十分であり、対物レンズがスライドガラスに衝突した際に浸液が溢れ出て対物レンズの光学系の重要部分を汚染してしまうと言う課題がある。

上記課題を解決するために、本発明は、筒状のハウジング部と、前記ハウジング部に摺動可能に収納された筒状のレンズホルダ部と、前記ハウジング部の先端部近傍の内周面と当該内周面に対向する前記レンズホルダ部の外周面の少なくとも一方に設けられた一つ以上の磁石と、前記磁石近傍の前記ハウジング部と前記レンズホルダ部の間隙に配置された磁性流体と、を具備してなることを特徴とする液浸用対物レンズを提供する。

また、本発明は、顕微鏡の液浸用対物レンズであって、前記対物レンズの先端レンズ近傍に円筒状の磁石を配設してなることを特徴とする液浸用対物レンズを提供する。

また、本発明は、前記液浸用対物レンズを有することを特徴とする顕微鏡を提供する。

本発明によれば、浸液に対する汚染対策を施し光学系の重要部分の汚染を防止可能な液浸用対物レンズを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る液浸用対物レンズ（以後、単に対物レンズと記す）に関し図面を参照しつつ説明する。

（第１実施の形態）
図１は、第１実施の形態に係る対物レンズの断面概略図であり、（ａ）は標本観察状態を、（ｂ）は対物レンズが標本に衝突した状態をそれぞれ示している。なお、符号は図１（ａ）のみに付し説明する。図２は、第１実施の形態のかかる対物レンズを有する顕微鏡の概略構成図である。

図１、図２において、対物レンズ１は、不図示のレンズを保持する円筒形状のレンズホルダ部３とレンズホルダ部３を摺動可能に保持する円筒形状のハウジング部５から構成されている。

ハウジング部５は、図２に示すレボルバ２１にねじ込むためのネジ部７を有する下部ハウジング部５ａと、下部ハウジング部５ａに対物レンズ１の先端側のねじ部９にねじ止めされる上部ハウジング部５ｂとから構成されている。

レンズホルダ部３のレボルバ２１側は、その直径が先端側より細く形成され、この部分にコイルバネ１１が配置されている。コイルバネ１１の一端は、レンズホルダ部３のレボルバ２１側の端部３ａで移動が制限され、他の一端は下部ハウジング部５ａの内周のレボルバ２１側に形成されたコイルバネ止め部５ｃで移動が制限されている。また、レンズホルダ部３は、レンズホルダ部３の先端側の外周部に形成された凸部３ｂが上部ハウジング部５ｂの内周部に形成された突起部５ｄに当接して移動を制限され、コイルバネ１１の押圧力でハウジング部５から抜け出さないように構成されている。

レンズホルダ部３は、コイルバネ１１で、光軸に沿って先端側に付勢されている。この付勢力によって、図１（ｂ）に示すようにスライドガラス１３にレンズホルダ部３の先端が衝突した時、矢印で示すように光軸に沿ってレボルバ２１側に縮む。また、レンズホルダ部３の先端部がスライドガラス１３から離れた時、レンズホルダ部３を光軸に沿ってスライドガラス１３側に戻すことが可能になる。この結果、スライドガラス１３にレンズホルダ部３の先端が衝突した際に、スライドガラス１３の破損等を防止することが可能になる。

上部ハウジング部５ｂの内周部には、ほぼ一周に亘って凹溝１５が形成され、この凹溝１５にはリング状の永久磁石１７が嵌合され、接着等により固定されている。そして、永久磁石１７とレンズホルダ部３との間には、磁性流体１９が配設され、レンズホルダ部３とハウジング部５との間に浸液４１が侵入しない状態になるように構成されている。

この結果、対物レンズ１の先端に滴下された浸液４１が漏れて、レンズホルダ部３の外周に沿って落下したとしても、レンズホルダ部３とハウジング部５の間の空間に侵入することを防止することができ、浸液４１が侵入、或いは乾燥してレンズホルダ部３とハウジング部５の摺動性能が悪化することを防ぐことが可能になる。この摺動性能が悪化すると、レンズホルダ部３の先端がスライドガラス１３に衝突した際、過大な負荷がスライドガラス１３にかかりスライドガラス１３が破損してしまう虞がある。

このように第１実施の形態の対物レンズ１は、磁性流体１９でこぼれた浸液４１が対物レンズの内部に侵入するのを防止することができ、これによるレンズホルダ部３とハウジング部５の摺動悪化を防止することができる。本実施の形態では、磁石は凹溝に設置したが、磁石を薄い板状にすれば凹溝は不要である。

図２は、第１実施の形態に係る対物レンズ１を搭載した倒立顕微鏡２０を示している。

図２において、対物レンズ１は、倒立顕微鏡２０のレボルバ２１に搭載されステージ２２の下部に配設されている。ステージ２２上に配置された標本２３に照明光学系２４を介して照明光が照射され、対物レンズ１で透過光が集光され、不図示の結像光学系を介して接眼レンズ２５から標本像が観察される。レボルバ２１は、焦準ハンドル２６を回転することにより上下移動され、標本２３に合焦が行われる。

第１実施の形態に係る対物レンズ１を搭載した倒立顕微鏡２０では、高解像で標本を観察するために対物レンズ１の先端に浸液４１を滴下した後、標本２３に焦点合わせが行われる。この際、対物レンズ１が標本２３に衝突した場合（図１（ｂ）参照）でも、上述したように対物レンズ１のレンズホルダ部３が伸縮して標本２３の損傷を防止することができる。また、衝突の際に浸液４１が対物レンズ１の先端部分から溢れ対物レンズ１の外側を伝わって落下しても、磁性流体１９のシール作用により、浸液４１がレンズホルダ部３とハウジング部５との間に侵入することが防止できる。

（第２実施の形態）
次に、第２実施の形態にかかる対物レンズとこれを搭載した顕微鏡に関し図面を参照しつつ説明する。

図３は、第２実施の形態にかかる対物レンズの使用状態における先端部分断面拡大図である。図４は、第２実施の形態に係る対物レンズを搭載する正立顕微鏡の概略構成図である。

図３、図４において、対物レンズ３０は、対物レンズ３０の先端レンズ３１を支持しするカバー部３３のスライドガラス１３側の部分の外周近傍に、リング状の凹溝部３５が形成され、この凹溝部３５にリング状の永久磁石３７が接着等により固定されている。

第２実施の形態に係る対物レンズ３０は、カバーガラス３９と先端レンズ３１との間に浸液４１を配置して高解像の標本観察を可能にしている。浸液４１の存在する領域の外側領域には、永久磁石３７によって支持される磁性流体１９が配設され、浸液領域とそれ以外の領域に分ける。なお、磁性流体１９は、対物レンズ３０で標本を浸液４１を配置して観察状態にした後、永久磁石３７の近傍に滴下することで永久磁石３７の形状に対応して浸液領域を取り囲むようにリング状の壁となる。

一般に、生物標本を観察する場合、浸液４１として水が使用されることが多く、従来の観察状態では水が観察中に蒸発してしまうため、長時間の観察等を行なう際には、水分を補給する手段を準備する必要がある。また、浸液４１が蒸発してしまった場合、対物レンズ３０の先端レンズ３１に汚れが残ってしまうなどの問題を生じる。

第２実施の形態の対物レンズ３０では、浸液領域とその他の外部領域とを磁性流体１９で分けし、浸液領域をほぼ気密状態にすることができるため、水分の蒸発を防止することが可能になり、水分を補給する手段を準備する必要がない。

また、磁性流体１９は永久磁石３７で保持されているため、標本を限られた範囲でＸＹＺ方向に移動しても磁性流体１９と先端レンズ３１との関係は常に維持されるため、観察する浸液領域を磁性流体１９で気密状態に維持することができる。また、図３の対物レンズを倒立型顕微鏡に用いれば浸液が先端レンズ３１の位置からこぼれても、磁性流体１９で止められるので、対物レンズ３０とレボルバの装着部及びレボルバに及ぶことを防止できる。このように、実施の形態に係る対物レンズ３０を用い、磁性流体１９で浸液領域をほぼ気密状態にすることによって、揮発性しやすい、或いは乾燥しやすい浸液を用いた場合でも、長時間の観察を補給手段を用いることなく実現することができる。

なお、磁性流体１９の流体成分と観察に用いる浸液４１の成分とは親和性のない成分を用いることが望ましい。このようにすることで、浸液４１と磁性流体１９とが混合してしまうことを防止することができる。

また、上述の構成では、永久磁石３７は、対物レンズ３０のスライドガラス１３側の面に配設されているが、対物レンズ３０のカバー部３３の外周部にリング状の永久磁石を配設しても同様の効果を奏することができる。例えば、従来の対物レンズのカバー部３３の外周部にリング状の永久磁石３７を嵌合させることで磁性流体１９を浸液領域近傍に配置することができ、浸液４１の乾燥を防止することができる。

図４は、第２実施の形態に係る対物レンズ３０を有する正立顕微鏡５０を示している。正立顕微鏡５０では、対物レンズ３０は、レボルバ５１に支持され、焦準ハンドル５４を回動して、ステージ５２を上下動することでステージ５２に載置された標本５３に合焦させる。ランプハウス５５から照明光が不図示の照明光学系を介して標本５３に照射され、対物レンズ３０で集光されて、結像光学系を介して接眼レンズ５６で標本像が観察される。

対物レンズ３０に設けられた永久磁石３７によって磁性流体１９が浸液領域をほぼ気密状態に維持することができるため、浸液４１を長時間補給することなく標本５３を観察することができる。

なお、第２実施の形態にかかる対物レンズ３０は第１実施の形態に係る対物レンズ１と同様に伸縮可能な構成を有していても良い。この場合の伸縮構成は第１実施の形態と同様であり説明を省略する。

図５は、第２実施の形態の対物レンズ３０に好適なスライドガラスの断面形状の一例を示し、（ａ）は磁性流体１９をスライドガラスに滴下して保持した状態、（ｂ）は、標本の観察状態での磁性流体１９の状態をそれぞれ示している。

上記第２実施の形態では、スライドガラス１３は平面であり、前もって磁性流体１９を位置決めして滴下しておくことが困難であるため、対物レンズ３０を浸液に浸した状態のあとで滴下することが行われている場合について説明した。

図５（ａ）に示すスライドガラス６１は、浸液４１の周囲に磁性流体１９を保持するほぼ円形状の窪み部６２が形成されている。この窪み部６２に磁性流体１９を前もって滴下しておくことで、（ｂ）に示すように観察状態では、磁性流体１９が永久磁石３７に引きつけられて浸液領域をほぼ気密状態にする事ができる。このような窪み部６２を有するスライドガラス６１を対物レンズ３０と合わせて用いることによって、磁性流体１９を観察状態になってから滴下する必要がなくなり、作業効率よく簡便に浸液領域を気密状態にする事ができる。

なお、第１実施の形態にかかる対物レンズ１の先端部に第２実施の形態にかかるリング状の永久磁石３７を配置することによって対物レンズ１でも第２実施の形態と同様の効果を奏することができると共に、対物レンズ１の先端部がスライドガラス１３に衝突してた場合（図１（ｂ）参照）に、先端部にある磁性流体１９で形成されたリング状の壁により浸液が溢れて流れ出すことを防止することができ、光学系の重要部分の汚染を防止することができる。

なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。

第１実施の形態に係る対物レンズの断面概略図であり、（ａ）は標本観察状態を、（ｂ）は対物レンズが標本に衝突した状態をそれぞれ示している。 第１実施の形態のかかる対物レンズを有する顕微鏡の概略構成図である。 第２実施の形態にかかる対物レンズの使用状態における先端部分断面拡大図である。 第２実施の形態に係る対物レンズを搭載する顕微鏡の概略構成図である。 第２実施の形態の対物レンズ３０に好適なスライドガラスの断面形状の一例を示し、（ａ）は磁性流体をスライドガラスに滴下して保持した状態、（ｂ）は、標本の観察状態での磁性流体の状態をそれぞれ示している。

符号の説明

１、３０ 対物レンズ
３ レンズホルダ部
５ ハウジング部
７ ネジ部
１１ コイルバネ
１３、６１ スライドガラス
１５ 凹溝部
１７、３７ 永久磁石
１９、３７ 磁性流体
２０ 倒立顕微鏡
２１ レボルバ
２２ ステージ
２３ 標本
２４ 照明光学系
２５ 接眼レンズ
２６ 焦準ハンドル
３１ 先端レンズ
６２ 窪み部

Claims (6)

1. 筒状のハウジング部と
   前記ハウジング部に摺動可能に収納された筒状のレンズホルダ部と、
   前記ハウジング部の先端部近傍の内周面と当該内周面に対向する前記レンズホルダ部の外周面の少なくとも一方に設けられた一つ以上の磁石と、
   前記磁石近傍の前記ハウジング部と前記レンズホルダ部の間隙に配置された磁性流体と、を具備してなることを特徴とする液浸用対物レンズ。
2. 前記磁石は、略一周に亘って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液浸用対物レンズ。
3. 顕微鏡の液浸用対物レンズであって、
   前記対物レンズの先端レンズ近傍に円筒状の磁石を配設してなることを特徴とする液浸用対物レンズ。
4. 前記磁石は、前記対物レンズの先端レンズ近傍に形成された凹溝部に配設されてることを特徴とする請求項３に記載の液浸用対物レンズ。
5. 前記磁石は、前記対物レンズの先端部外周の鏡筒部に配設されていることを特徴とする請求項３に記載の液浸用対物レンズ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の液浸用対物レンズを有することを特徴とする顕微鏡。

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