JPH1090604A - 微分干渉顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、パッチクランプなどに最適な微分干
渉顕微鏡を提供する。 【解決手段】培養細胞８を照明する対物レンズとして、
その先端部を培養液１０中に浸した液浸用対物レンズ６
を採用し、シャーレ９に満たされた培養液１０の液面の
影響を受けることがなくなり、培養細胞８の観察に対し
て高解像、高コントラストを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばパッチクラ
ンプ法に採用される透過照明型の微分干渉顕微鏡に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、微分干渉顕微鏡では、高コントラ
スト微分干渉像を求め手法として、電気生理学の分野に
おいて、生理等の透明位相物体である細胞の細胞膜上に
あるイオンチャンネルを通過する電流をＰＡレベルで計
測するパッチクランプと呼ばれる手法が知られている。

【０００３】ここで、パッチクランプ法とは、先端を鋭
利に加工して先端径を１μｍ程度とした薄肉ガラス管中
に電解溶液を満してなるガラス電極を、マニピュレータ
を用いて細胞膜上のイオンチャンネルに密着するととも
に、この密着部と周囲を絶縁し、この状態で、イオンチ
ャンネルを通過する電流をＰＡレベルで計測するもの
で、このような手法によれば、細胞の活動電位が計測で
きることから、種々の刺激による細胞への影響を把握で
きるようになる。

【０００４】ところで、このようなパッチクランプ法を
採用する場合、観測に用いられる顕微鏡の条件として次
のことが必要である。 （ａ）計測対象である細胞の動態観察を行うため高解
像、高コントラストの微分干渉検鏡をそなえた顕微鏡装
置であること。

【０００５】（ｂ）生きた細胞を相手にしていること
で、シャーレなどの培養容器中に培養液などで満たした
状態で観察されなければならないため、培養液表面の影
響を受けないようにすること。

【０００６】（ｃ）電気計測用ガラス電極やアンプなど
をマニピュレータを介して配置するようになるため、標
本回りの空間を確保し、しかも標本にガラス電極を密着
させて、その像を観察するため、できるだけの長いＷＤ
（レンズの作動距離）を確保できること。

【０００７】（ｄ）計測対象となる細胞の選定と計測位
置の設定のための低倍観察と、詳細の動態及び計測のた
めの高低観察とが（ｃ）で述べたマニピュレータの配置
に影響を与えることなく切換えできること。

【０００８】しかして、従来、この種の微分干渉顕微鏡
として、特開平０７−２５３５４５号公報に開示される
ように、標本面を挟んでコンデンサレンズと対物レンズ
とによる対称な光学系を構成し、コンデンサレンズに対
物レンズを用い、コンデンサレンズが対物レンズに比べ
簡素な構成であることによる瞳に関する収差をバランス
良く相殺することにより、微分干渉像を格段に良好にし
たものが提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のものによると、コンデンサレンズに対物レンズを
利用し瞳収差を補正することで、上述した条件（ａ）の
高解像、高コントラストについては達成しているもの
の、条件（ｂ）の生きた細胞を観察するために必要な培
養液表面の影響などを考慮することを始めとして、条件
（ｃ）（ｄ）についてまで満足しているとは言えず、パ
ッチクランプに最適な微分干渉顕微鏡として十分なもの
でなかった。本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、パッチクランプ法の適用に最適な微分干渉顕微鏡を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
照明用光源と、この照明用光源からの照明光を集光して
標本を照明する照明用対物レンズを有する照明光学系
と、この照明光学系により照明された前記標本からの光
束を集光して該標本の観察像を形成する前記照明用対物
レンズと同一の焦点距離の観察用対物レンズを有する観
察光学系とを具備し、前記照明用対物レンズおよび観察
用対物レンズのいずれか一方は、前記標本の上方に配置
されるとともに、該標本上方に配置される照明用対物レ
ンズまたは観察用対物レンズが液浸用対物レンズからな
っている。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載にお
いて、前記標本上方に配置される液浸用対物レンズは、
少なくとも２個からなり、前記照明光学系または観察光
学系の光軸を含む平面内で回動可能に設けられている。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項２記載にお
いて、前記標本上方に配置される少なくとも２個の液浸
用対物レンズを支持する対物レンズ支持部材と、この対
物レンズ支持部材を回動自在に支持する対物レンズ変換
機本体と、前記対物レンズ支持部材の回動位置を保持し
て前記液浸用対物レンズの一つを前記光軸上に位置決め
する位置決め手段と、前記位置決め手段による前記対物
レンズ支持部材の位置決め時に該対物レンズ支持部材に
作用する重力を相殺する方向に力を発生させる重力相殺
手段とを具備している。

【００１３】この結果、請求項１記載の発明によれば、
培養液の液表面の影響を受けず、マニピュレータ操作の
為の空間を確保しつつ、高ＮＡによる高解像、高コント
ラストの微分干渉像が得られる。

【００１４】請求項２記載によれば、標本回りに配置さ
れたマニピュレータの影響を与えることなく、標本上方
に配置された観察又は照明用の液浸用対物レンズについ
て、低倍から高倍または高倍から低倍への切換えを行う
ことができる。

【００１５】請求項３記載によれば、対物レンズ変換時
のクリック力量を小さく設定でき、クランプ後に対物レ
ンズの変換を行なっても、観察範囲がはずれることがな
くなり、さらには、クリック時の振動を小さくおさえた
にもかかわらず、観察位置の再現性を良好に維持でき
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明が適用される倒立
型の微分干渉顕微鏡の概略構成を示している。図におい
て、１は照明用光源で、この光源１からの照明光を、コ
レクタレンズ２に入射し、このコレクタレンズ２で集光
された光束を反射ミラー３で反射させ、さらに、この反
射ミラー３で反射された光束を、偏光子４、ノマルスキ
ープリズム５および高ＮＡ（開口数）照明用の液浸（水
浸）用対物レンズ６を有するコンデンサ７を通して培養
細胞８に照射している。

【００１７】この場合、培養細胞８は、シャーレ９に満
たされた培養液１０中に浸漬され、また、液浸用対物レ
ンズ６は、標本である培養細胞８の焦点面から２〜４ｍ
ｍ程度の作動距離（ＷＤ）を確保し、その先端部を培養
液１０中に漬かるように配置され、この液浸用対物レン
ズ６を通る光束により培養細胞８を照明するようになっ
ている。

【００１８】また、液浸用対物レンズ６により照明され
る培養細胞８を透過した光束を、液浸用対物レンズ６と
同じ焦点距離を有する観察用対物レンズ１１により集光
し、ノマルスキープリズム１２と検光子１３を介して一
次集光位置１４に投影し、ここでの拡大像をリレーレン
ズ１５によりリレーして、二次集光位置１６に集光する
ようにしている。そして、この二次集光位置１６での拡
大像を接眼レンズ１７を介して観察者の肉眼１８で観察
できるようになっている。

【００１９】この場合、培養細胞８に対する照明光路中
に挿入されるコンデンサ７は、光源側から偏光子４、ノ
マルスキープリズム５および液浸用対物レンズ６の順で
配置されている。このとき、ノマルスキープリズム５の
ローカライズ位置は、液浸用対物レンズ６の瞳面になっ
ている。また、対物レンズ１１と一次集光位置１４の間
では、細胞側からノマルスキープリズム１２、検光子１
３の順で配置されている。このとき、ノマルスキープリ
ズム１２のローカライズ位置は対物レンズ１１の瞳面に
なっている。

【００２０】なお、偏光子４、ノマルスキープリズム５
および液浸用対物レンズ６から構成されるコンデンサ７
は、顕微鏡本体（図示せず）に着脱自在になっている。
しかして、このように構成した微分干渉顕微鏡では、光
源１からの照明光をコレクタレンズ２で集光し、この光
束を反射ミラー３で反射して、偏光子４、ノマルスキー
プリズム５および液浸（水浸）用対物レンズ６を有する
コンデンサ７を介して培養細胞８に照射し、一方、培養
細胞８に照射された光束を、液浸用対物レンズ６と同じ
焦点距離を有する観察用対物レンズ１１で集光し、ノマ
ルスキープリズム１２、検光子１３を介して一次集光位
置１４に投影し、ここでの拡大像をリレーレンズ１５を
介して二次集光位置１６に集光し、さらに、ここでの二
次集光位置１６での拡大像を接眼レンズ１７を介して観
察者の肉眼１８で観察するようになる。

【００２１】この場合、観察光路に挿入されるノマルス
キープリズム５、１２による複屈折作用と偏光子４、検
光子１３での光の干渉作用に伴なう位相差作用により、
培養細胞８に対する微分干渉検鏡が行われる。

【００２２】従って、このようにすれば培養細胞８を照
明する対物レンズとして、その先端部を培養液１０中に
浸した液浸用対物レンズ６を採用することにより、シャ
ーレ９に満たされた培養液１０の液面の影響を受けるこ
とがなくなり、培養細胞８の観察に対して高解像、高コ
ントラストを実現できる。

【００２３】また、高ＮＡ照明用の液浸用対物レンズ６
を用いたことにより、高ＮＡを維持しつつ、しかも液浸
用対物レンズ６先端で、マニピュレータ操作の邪魔にな
らない作動距離（ＷＤ）３〜４ｍｍ程度のスペースを確
保することができる。

【００２４】なお、上述では、倒立型の微分干渉顕微鏡
について述べたが、図２に示す正立型の微分干渉顕微鏡
に適用することも可能である。この場合、図２では、上
述の図１と同一部分には同符号を付しているが、ここで
は、観察用の対物レンズ１１に、液浸用対物レンズを使
用し、この観察用対物レンズ１１からの観察像を、ノマ
ルスキープリズム１２、検光子１３およびプリズム１９
を介して集光位置１４に伝え、ここでの拡大像を接眼レ
ンズ１７を介して観察者の肉眼１８で観察するようにな
る。

【００２５】このようにしても、上述した実施の形態と
同様な効果を期待できる。 （第２の実施の形態）図３、図４は、本発明の第２の実
施の形態の概略構成の側面図および正面図を示してい
る。図において、２０は顕微鏡本体で、この顕微鏡本体
２０には、鏡筒２２を着脱可能に設けている。この鏡筒
２２には、接眼レンズ２１を着脱可能に設けている。

【００２６】顕微鏡本体２０には、図示しないネジによ
りＸＹステージ２３を設けている。このＸＹステージ２
３は、ＸＹハンドル２３´により、ＸＹ方向の移動、つ
まり＋字動を可能にしている。

【００２７】そして、このＸＹステージ２３の下方に
は、回転レボルバー２４を設け、この回転レボルバー２
４に複数の観察用対物レンズ２５を着脱可能に取付け、
回転レボルバー２４を回転させることで、これら対物レ
ンズ２５を選択的に光路中に挿入できるようになってい
る。

【００２８】なお、２６は、レボルバー２４に設けられ
た図示しないノマルスキープリズムおよび検光子を挿入
するポケットで、このポケット２６には、微分干渉像検
鏡の際に、ノマルスキーププリズムや検光子が挿入され
る。

【００２９】顕微鏡本体２０には、微粗動ハンドル２７
を設けている。この微粗動ハンドル２７は、その回動操
作により回転レボルバ２４を上下動するものである。一
方、ＸＹステージ２３の上方には、対物レンズ変換機２
８を設けている。この対物レンズ変換機２８は、液浸高
倍の対物レンズ２９および液浸低倍の対物レンズ３０を
設けたもので、顕微鏡本体２０正面側に突出されたレバ
ー３１の上下操作により、顕微鏡本体２０正面から見て
前後方向に回動され、対物レンズ２９、３０を位置再現
性よく光軸上に切換えられるようにしている。勿論、こ
れら対物レンズ２９、３０の切換の際に発生し易い振動
は抑えられるようになっている。

【００３０】また、これら対物レンズ２９、３０のそれ
ぞれの前側焦点面に、上述したポケット２６に挿入され
るノマルスキープリズムを配置している。この場合、ノ
マルスキープリズムは、対物レンズ変換機２８により切
換えられる対物レンズ２９、３０に適合するものが挿入
される。

【００３１】そして、これら対物レンズ２９、３０を有
する対物レンズ変換機２８は、偏光子３２とともにコン
デンサー３３を構成し、このようなコンデンサー３３を
ホルダー部３４に取り付けている。

【００３２】ホルダー部３４は、取付ネジ３５により顕
微鏡本体２０の照明支柱２０１に設けている。この場
合、ホルダー部３４は、上下ハンドル３６により照明支
柱２０１に沿って上下方向に移動できるようになってい
る。

【００３３】照明支柱２０１上方には、ランプハウス３
７を設けている。このランプハウス３７には、照明用光
源を有している。また、ＸＹステージ２３上には、シャ
ーレ３８を載置している。このシャーレ３８中は溶液
（水等）で満たされており、溶液中に観察試料である培
養細胞３９を収容している。

【００３４】ＸＹステージ２３上のシャーレ３８に対応
してマニピュレータ４０を配置している。このマニピュ
レータ４０には、ガラス針４１を設けていて、マニピュ
レータ４０により３次元的にガラス針４１を操作するこ
とで、図示しないインジェクタとの組合せにより細胞を
捕捉するようにしている。

【００３５】なお、４２〜４４は、イオンチャンネルの
活動電位計測をするための測定系を示しており、シャー
レ３８中の培養細胞３９の活動電位をガラス電極４２よ
り該ガラス電極４２内に充填される電解液を介して検出
部４３中のオペアンプで電気的に検出し、この検出信号
を電位測定部４４に出力し、活動電位を電位値として表
示するようになっている。

【００３６】しかして、このような構成において、培養
細胞３９の観察を行なうには、ランプハウス３７の光源
を点灯し、次いで、ステージ２３上に溶液とともに培養
細胞３９を収容したシャーレ３８を載置する。

【００３７】そして、対物レンズ２５のうち低倍のもの
を回転レボルバ２４を操作して光路上に挿入し、接眼レ
ンズ２１をのぞきながら、微粗動ハンドル２７を回転し
て、培養細胞３９に対しピント合せを行う。

【００３８】次いで、対物レンズ変換機２８のレバー３
１の操作により水浸低倍の対物レンズ３０を光路上に挿
入し、さらに上下ハンドル３６により、照明支柱２０１
に沿って上下方向に操作して、大まかなピント合わせを
行い、さらに図示しない心出しツマミにより、対物レン
ズ変換機２８を水平方向に移動させて光軸に心合わせを
行なう。

【００３９】この状態から、培養細胞３９に対する電気
生理及びインジェクション操作を行なうには、前述の低
倍の対物レンズ２５のままで、培養細胞３９中の操作し
たい細胞群等を定め、視野の中心付近にステージ２３を
移動させてから、マニピュレータ４０を操作して、視野
中心付近にガラス針４１を設置する（このマニピュレー
タ４０の操作は、対物レンズ２５を高倍のものに切換え
てから行うようにしてもよい。）。

【００４０】この状態から、回転レボルバ２４により対
物レンズ２５を高倍のものに切換え、次に対物レンズ変
換機２８により水浸低倍の対物レンズ３０から水浸高倍
の対物レンズ２９へ切換えるようになるが、この際に、
水浸低倍の対物レンズ３０が溶液を含んでいると、シャ
ーレ３８の外壁に対物レンズ３０先端部が干渉するおそ
れがあるので、この場合、上下ハンドル３６により対物
レンズ変換機２８を所定の位置まで上昇させてから、レ
バー３１の操作により水浸高倍の対物レンズ２９に切換
えるようにする。この操作は、シャーレ形状によって
は、必らずしも必要ではない。

【００４１】そして、再度、上下ハンドル３６により対
物レンズ変換機２８を降下させながらピント合わせを行
ない、この状態で、観察対象とする培養細胞３９が視野
上に確認されたならば、マニピュレータ４０を操作して
ガラス針４１により培養細胞３９をホールドし、さら
に、測定系のガラス電極４２を密着させて検出部４３中
のオペアンプで電気信号を検出し、電位測定部４４によ
り活動電位の計測を行なうようになる。

【００４２】従って、このようにすれば、対物レンズ変
換機２８により高ＮＡ照明用の液浸対物レンズ２９、３
０は、顕微鏡本体２０正面から見て前後方向に回動され
るようになるので、マニピュレータ４０やガラス針４１
の配置に干渉することなく低倍、高倍の切換を行うこと
ができる。しかも、対物レンズ変換機２８を上下ハンド
ル３６により所定の高さまで上昇させてから対物レンズ
２９、３０の切り換えを行うようにもできるので、シャ
ーレ３８のふちに対物レンズ２９、３０先端が干渉する
ような不具合も解消できる。 （第３の実施の形態）図５（ａ）（ｂ）は、本発明の第
３の実施の形態を示している。図５（ａ）（ｂ）は、上
述した液浸高倍と液浸低倍の対物レンズの切換えを行う
対物レンズ変換機の概略構成を示している。

【００４３】図において、６１は対物レンズ変換機本体
で、この変換機本体６１には、アリ６５を一体に形成し
ていて、このアリ６５により図示しない顕微鏡本体に着
脱可能にしている。

【００４４】この変換機本体６１には、ベアリング６３
および軸６４により対物レンズ支持部材６２を回動可能
に支持している。この対物レンズ支持部材６２には、液
浸高倍の対物レンズ７１１と液浸低倍の対物レンズ７１
２をネジ込み等により固定している。この場合、常時は
図示するように液浸低倍の対物レンズ７１２が真下を向
き、支持部材６２を所定角度回動した状態で、液浸高倍
の対物レンズ７１１が真下を向くようになっている。

【００４５】対物レンズ変換機本体６１には、連結部材
６６を図示しないネジなどで固定している。この連結部
材６６には、クリックボール６７１、６７２を所定距離
離して設けている。これらクリックボール６７１、６７
２は、後述するクリックバネ６８との係止により支持部
材６２の位置決めを行うものである。

【００４６】一方、対物レンズ支持部材６２には、クリ
ックバネ６８をネジ６９により固定している。この場
合、クリックバネ６８は、図６に示すようにＶ字状の溝
部６８１を有していて、この溝部６８１に連結部材６６
側のクリックボール６７１（６７２）を落とし込むこと
で、支持部材６２を位置決めするようになっている。ま
た、この支持部材６２には、回動操作するためのレバー
７０を設け、さらに、支持部材６２の回動方向の前後端
部にマグネット７３１、７３２を設けている。

【００４７】この場合、これらマグネット７３１、７３
２に対応するマグネット７２１、７２２が変換機本体６
１側にも設けられていて、支持部材６２の回動位置を安
定して保持できるようにしている。これらマグネット７
２１（７２２）と７３１（７３２）は、支持部材６２の
回動位置を保持する状態では、互いに吸着しないで引き
合うようになっている。

【００４８】このように構成した対物レンズ変換機で
は、液浸高倍の対物レンズ７１１と液浸低倍の対物レン
ズ７１２の変換は、レバー７０を手で持って、図５
（ｂ）に示すようにＡ方向に回動操作することで行なわ
れる。図５では、液浸低倍の対物レンズ７１２が真下を
向いて光路上に位置され、クリックバネ６８は、クリッ
クボール６７１が係合状態にあり、さらにマグネット７
２１、７３１間は、引き合っている。

【００４９】この状態から、レバー７０を上方向に回動
操作すると、クリックバネ６８とクリックボール６７１
の係合が解かれ、支持部材６２は、レバー７０の操作と
ともに回動され、今度は、液浸高倍の対物レンズ７１１
が真下を向いて光路上に位置するとともに、クリックバ
ネ６８が、クリックボール６７２に係合され、さらにマ
グネット７２２、７３２間が引き合っている状態で安定
する。

【００５０】図７は、図５に示す力のつり合い状態を説
明するための図である。図において、対物レンズ支持部
材６２、液浸高倍の対物レンズ７１１、液浸低倍の対物
レンズ７１２の重心位置に働く回転方向の力をｆ、支持
部材６２ｌの回転中心から重心までの距離ｌ、マグネッ
ト７２１（７２２）と７３１（７３２）間で働く引き合
う力をＦ、支持部材６２ｌの回転中心からマグネット７
３１（７３２）までの距離をＬとすると、定常状態で
は、ｆ・ｌとＦ・Ｌがほぼ等しくなるように、マグネッ
ト７２１、７３１間の引き合う力Ｆを合わせてある。す
なわち、マグネット７２１、７３１のない状態では、ｆ
・ｌの影響で支持部材６２は、ｆで示す方向に動こうと
しているため、図６に示すようにクリックバネ６８は、
Ｚ方向の力を受けることになる。そして、この力を受け
るとクリックバネ６８は、弾性部材のためにＶ字溝６８
１でのクリックボール６７１の位置がずれて、結果的に
対物レンズ７１１、７１２が動いてしまい、観察像上に
ずれを生じることになる。

【００５１】このずれを少なくするには、クリックバネ
６８の板厚等を変えて、剛性を上げることが考えられる
が、クリックバネ６８の剛性を上げると、位置決め時
（クリックイン時）に、大きな振動が発生してしまい、
一度クランプしたものが外れてしまうことがある。

【００５２】そこで、ここでは、マグネット７２１（７
２２）と７３１（７３２）を設けて、ｆ・ｌの力を打ち
消す力を作用させることにより、支持部材６２は、回動
方向でバランスが取れて、クリックバネ６８にＺ方向の
力が作用しないようにしている。これにより、クリック
バネ６８の剛性を極力弱めることができるので、結果的
にクリックイン時に振動が発生することがなくなり、位
置決め精度の向上を図ることができる。

【００５３】従って、このようにすれば、レバー７０の
回動操作によりワンアクションで対物変換ができるが、
この時の対物切換えは、顕微鏡正面側からのレバー操作
のみで、変換機本体６１の側面側から操作するようなこ
とがないので、変換機本体６１の側面側に配置されるマ
ニピュレータやガラス針などに干渉することのない操作
ができる。

【００５４】また、クリックバネ６８とクリックボール
６７１（６７２）の係合状態とマグネット７２１（７２
２）と７３１（７３２）による吸引力との組み合わせに
より、対物変換時のクリック力量を小さく設定している
ので、クランプ後に対物変換を行なっても、観察像上に
ずれを生じるようなことがなく、さらにクリック時の振
動を小さくおさえ、観察像の位置の再現性も良好にでき
る。

【００５５】このことは、通常このような対物レンズ変
換機の周囲には、２〜４台ほどマニピュレータが設置さ
れ、例えば、１つの細胞について低倍対物レンズで細胞
群を見つけ、高倍対物レンズに切換えてからクランプ
し、この状態から、別のエリアの細胞を探すため、再び
対物切換えを行うと、この時点で、クリック振動が大き
いと、折角クランプした細胞の観察位置がずれることが
あるが、この実施の形態のものでは、クリック力が弱い
ため、観察位置にずれを生じることなく切換えを行うこ
とができる。

【００５６】なお、マグネット７２１（７２２）と７３
１（７３２）の配置は、図８に示すように対物レンズ支
持部材６２の回動方向と直交する方向に対向して設け、
対物レンズ支持部材６２の回動方向に対向する変換機本
体６１側に弾性部材７４を設けるようにしてもよい。こ
うすれば、仮に対物レンズ７１１、７１２の切換え時に
クリックボール６７１（６７２）がＶ字状溝部６８１を
乗り越えて回動しすぎたとしても、支持部材６２の端部
が弾性部材７４に突き当たるので、この時の衝撃を緩和
するようにできる。勿論、弾性部材７４の位置は、クリ
ックボール６７１（６７２）がＶ字状溝部６８１を乗り
越える前に突き当たるような位置に設定してもよい。

【００５７】一方、上述の支持部材６２の回動支持部
は、ベアリング以外に、すべり軸受、変換部材一体式の
すべり軸受でもかまわない。クリックはガタがなけれ
ば、プランジャータイプのものでもよい。クリックボー
ル６７１（６７２）とクリックバネ６８が逆になっても
かまわない。マグネット７２１（７２２）、７３１（７
３２）は、永久磁石でも電磁石でも可能で、吸引力を調
整できる方式のものも容易に考えられ、また、マグネッ
トの代わりに気体を用いて吸い寄せる方法もある。対物
レンズ７１１（７１２）の切換えは、手動切換えだけで
なくモータを用いて自動化したものも適用できる。対物
レンズは、３個以上でも適用できる。上述した実施の形
態を倒立型顕微鏡（標本を載置するステージの下側に対
物レンズが配置される。）に適用する場合は、マグネッ
トの発生する力の向きを逆にすればよい（クリック位置
に近づいたときにマグネットが反発力を発生するように
する）。また、この場合は、マグネットでなくコイルバ
ネなどのばね部材を用いて、対物レンズがクリック位置
に近づいたときにコイルばねと対物レンズが接して対物
レンズを押し返すような力を発生させるようにしてもよ
い。上述した実施の形態では、パッチクラップなどの微
細な作業が要求される場合に有効であるが、これに限ら
ず通常の観察時にも有効である。 （第４の実施の形態）図９（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発
明の第４の実施の形態を示している。図８では、上述し
た液浸高倍の対物レンズと液浸低倍の対物レンズの切換
えを行う対物レンズ変換機の概略構成を示している。

【００５８】図において、９１は対物レンズ変換機本体
で、この変換機本体９１には、アリ溝９１１を一体に形
成していて、このアリ溝９１１により図示しない顕微鏡
本体に着脱可能にしている。この変換機本体９１は、下
面を円弧状をしており、円弧状下面側の両側に沿ってＶ
溝９１２を形成している。また、変換機本体９１のＶ溝
９１２の上方には、先端にボール１０３を固定したクリ
ックバネ９２をネジ等により固定している。

【００５９】９５は対物レンズ支持部材で、この支持部
材９５は、円弧状の側板９５１、９５２を有し、これら
側板９５１、９５２下側部に所定間隔をおいて液浸高倍
の対物レンズ９９１と液浸低倍の対物レンズ９９２を取
り付けている。この場合、これら対物レンズ９９１、９
９２は、対物レンズ座９７により、光学位置（偏心）を
調整できる構成になっている。

【００６０】また、支持部材９５のうち一方の側板９５
１の内側面に、変換機本体９１側のＶ溝９１２に対応す
る円弧状のＶ溝９５１１を形成し、また、他方の側板９
５２の内側面側に、片ガイド９３を設けていて、これら
他方の側板９５２と片ガイド９３により変換機本体９１
側のＶ溝９１２に対応する円弧状のＶ溝９５２１を形成
している。そして、Ｖ溝９１２とＶ溝９５１１の間およ
びＶ溝９１２とＶ溝９５２１の間にそれぞれボール１０
２を介在させ、支持部材９５が変換機本体９１側のＶ溝
９１２に沿って移動できるようにしている。

【００６１】この場合、片ガイド９３は、ビス９４のね
じ込みにより変換機本体９１側に移動されボール１０２
のがたを無くすように調整するとともに、ビス９６によ
り側板９５２に固定されるようになっている。

【００６２】また、支持部材９５の他方の側板９５２の
上部側縁には、クリックＶ溝９５２２、９５２３を所定
間隔をおいて形成している。これらクリックＶ溝９５２
２、９５２３は、クリックバネ９２先端のボール１０３
との係止により支持部材９５の位置決めを行うものであ
る。

【００６３】さらに支持部材９５の一方の側板９５１に
は、図１０に示すようにマグネット１００１、１００２
を設けている。この場合、これらマグネット１００１、
１００２に対応するマグネット１０１１が変換機本体９
１側にも設けられていて、支持部材９５の回動位置を安
定して保持できるようにしている。これらマグネット１
００１（１００２）と１０１は、支持部材９５の回動位
置を保持する状態では、互いに吸着しないで引き合うよ
うになっている。

【００６４】このように構成した対物レンズ変換機で
は、液浸高倍の対物レンズ９９１と液浸低倍の対物レン
ズ９９２の変換は、図示しないレバー操作により支持部
材９５を回動操作することで行なわれる。図９では、液
浸低倍の対物レンズ９９２が真下を向いて光路上に位置
され、クリックバネ９２のボール１０３がクリックＶ溝
９５２２と係合状態にあり、さらにマグネット１００
１、１０１間は、引き合っている。

【００６５】この状態から、レバー操作すると、ボール
１０３とクリックＶ溝９５２２との係合が解かれ、支持
部材９５は、レバー操作とともに回動され、今度は、液
浸高倍の対物レンズ９９１が真下を向いて光路上に位置
するとともに、クリックバネ９２のボール１０３がクリ
ックＶ溝９５２３に係合され、さらにマグネット１００
２と１０１間が引き合っている状態で安定する。

【００６６】図１１は、図９に示す力のつり合い状態を
説明するための図である。この場合も対物レンズ支持部
材９５、液浸高倍の対物レンズ９９１、液浸低倍の対物
レンズ９９２の重心位置に働く回転方向の力をｆ、支持
部材９５の回転中心から重心までの距離をｌ、マグネッ
ト１００１（１００２）と１０１間で働く引き合う力を
Ｆ、対物レンズ支持部材９５の回転中心からマグネット
１０１までの距離をＬとすると、図７で述べたと同様な
ことが言える。

【００６７】従って、このようにしても第３の実施の形
態と同様な効果を期待できる。さらに、上述した第３の
実施の形態では、対物レンズ支持部材６２の回動支持部
にベアリングを使用しているのに対して、Ｖ溝を用いた
ボールガイド方式を採用しているので、全体的にコンパ
クトな構成にできる。また、第３の実施の形態では、対
物レンズ支持部材６２の回転中心部を支点として回動し
ているのに対し、変換機本体９１側の円弧状のＶ溝９１
２に沿って対物レンズ支持部材９５を回動可能にしてい
るので、この対物レンズ支持部材９５より上方にある部
材を省くことができ、対物レンズ変換機上方のスペース
を有効に利用でき、さらに、第３の実施の形態では、回
動支点が上部にあるため、対物レンズ支持部材６２の横
幅を顕微鏡アーム幅よりも拡げないと取付かないが、こ
のような考慮を必要としないため、幅方向のスペースに
も余裕ができ、パッチクランプの操作性を向上させるこ
とができる。

【００６８】なお、対物レンズ支持部材９５のガイド構
造は、ボールでなくてもローラやすべり軸受でもよく、
また、クリックバネ９２も板バネ式でなくても、プラン
ジャータイプのものを用いてもよい。マグネット１００
１（１００２）、１０１は、永久磁石でも電磁石でも可
能で、吸引力を調整できる方式のものも容易に考えら
れ、また、マグネットの代わりに気体を用いて吸い寄せ
る方法もある。対物レンズ９９１（９９２）の切換え
は、手動切換えだけでなくモータを用いて自動化したも
のも適用できる。対物レンズは、３個以上でも適用でき
る。上述した実施の形態を倒立型顕微鏡（標本を載置す
るステージの下側に対物レンズが配置される。）に適用
する場合は、マグネットの発生する力の向きを逆にすれ
ばよい（クリック位置に近づいたときにマグネットが反
発力を発生するようにする）。また、この場合は、マグ
ネットでなくコイルバネなどのばね部材を用いて、対物
レンズがクリック位置に近づいたときにコイルばねと対
物レンズが接して対物レンズを押し返すような力を発生
させるようにしてもよい。上述した実施の形態では、パ
ッチクラップなどの微細な作業が要求される場合に有効
であるが、これに限らず通常の観察時にも有効である。

【００６９】なお、本発明には、以下の発明も含まれ
る。 （１）請求項１記載において、標本の下方に観察用対物
レンズが配置される倒立型顕微鏡であって、照明用対物
レンズが液浸用対物レンズからなっている。 （２）請求項１記載において、標本の上方に観察用対物
レンズが配置される正立型顕微鏡であって、該観察用対
物レンズが液浸用対物レンズからなっている。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、培養
液の液表面の影響を受けず、マニピュレータ操作の為の
空間を確保しつつ、高ＮＡによる高解像、高コントラス
トの微分干渉像が得られ、また、標本回りに配置された
マニピュレータの影響を与えることなく、低倍、高倍対
物レンズの切換えが可能となる。

【００７１】さらに、対物レンズ変換時のクリック力量
を小さく設定でき、クランプ後に対物レンズの変換を行
なっても、観察範囲がはずれることがなくなり、さらに
は、クリック時の振動を小さくおさえたにもかかわら
ず、観察位置の再現性を良好に維持することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる倒立型の微
分干渉顕微鏡の概略構成を示す図。

【図２】第１の実施の形態にかかる正立型の微分干渉顕
微鏡の概略構成を示す図。

【図３】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す側
面図。

【図４】第２の実施の形態の概略構成を示す正面図。

【図５】本発明の第３の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図６】第３の実施の形態のクリックバネとＶ字状溝部
との係合状態を説明する図。

【図７】第３の実施の形態を説明するための図。

【図８】第３の実施の形態の変形例の概略構成を示す
図。

【図９】本発明の第４の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図１０】第４の実施の形態の概略構成を示す図。

【図１１】第４の実施の形態を説明するための図。

【符号の説明】

１…照明用光源、 ２…コレクタレンズ、 ３…反射ミラー、 ４…偏光子、 ５…ノマルスキープリズム、 ６…液浸（水浸）用対物レンズ、 ７…コンデンサ、 ８…培養細胞、 ９…シャーレ、 １０…培養液、 １１…対物レンズ、 １２…ノマルスキープリズム、 １３…検光子、 １４…一次集光位置、 １５…リレーレンズ、 １６…二次集光位置、 １７…接眼レンズ、 １８…肉眼、 ２０…顕微鏡本体、 ２０１…照明支柱、 ２１…接眼レンズ、 ２２…鏡筒、 ２３…ＸＹステージ、 ２４…回転レボルバー、 ２５…対物レンズ、 ２６…ポケット、 ２７…微粗動ハンドル、 ２８…対物レンズ変換機、 ２９…液浸高倍の対物レンズ、 ３０…液浸低倍の対物レンズ、 ３１…レバー、 ３２…偏光子、 ３３…コンデンサー、 ３４…ホルダー部、 ３５…取付ネジ、 ３６…上下ハンドル、 ３７…ランプハウス、 ３８…シャーレ、 ３９…培養細胞、 ４０…マニピュレータ、 ４１…ガラス針、 ４２…ガラス電極、 ４３…検出部、 ４４…電位測定部、 ６１…対物レンズ変換機本体、 ６２…対物レンズ支持部材、 ６３…ベアリング、 ６４…軸、 ６５…アリ、 ６６…連結部材、 ６７１、６７２…クリックボール、 ６８…クリックバネ、 ６９…ネジ、 ７０…レバー、 ７１１…液浸高倍の対物レンズ、 ７１２…液浸低倍の対物レンズ、 ７２１、７２２…マグネット、 ７３１、７３２…マグネット、 ９１…対物レンズ変換機本体、 ９１１…アリ溝、 ９１２…Ｖ溝、 ９２…クリックバネ、 ９３…片ガイド、 ９４、９６…ビス、 ９５…対物レンズ支持部材、 ９７…対物レンズ座、 ９９１…液浸高倍の対物レンズ、 ９９２…液浸低倍の対物レンズ、 １００１、１００２…マグネット、 １０１…マグネット、 １０３…ボール。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明用光源と、 この照明用光源からの照明光を集光して標本を照明する
   照明用対物レンズを有する照明光学系と、 この照明光学系により照明された前記標本からの光束を
   集光して該標本の観察像を形成する前記照明用対物レン
   ズと同一の焦点距離の観察用対物レンズを有する観察光
   学系とを具備し、 前記照明用対物レンズおよび観察用対物レンズのいずれ
   か一方は、前記標本の上方に配置されるとともに、該標
   本上方に配置される照明用対物レンズまたは観察用対物
   レンズが液浸用対物レンズであることを特徴とする微分
   干渉顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記標本上方に配置される液浸用対物レ
   ンズは、少なくとも２個からなり、前記照明光学系また
   は観察光学系の光軸を含む平面内で回動可能に設けられ
   ることを特徴とする請求項１記載の微分干渉顕微鏡。
3. 【請求項３】 前記標本上方に配置される少なくとも２
   個の液浸用対物レンズを支持する対物レンズ支持部材
   と、この対物レンズ支持部材を回動自在に支持する対物
   レンズ変換機本体と、前記対物レンズ支持部材の回動位
   置を保持して前記液浸用対物レンズの一つを前記光軸上
   に位置決めする位置決め手段と、前記位置決め手段によ
   る前記対物レンズ支持部材の位置決め時に該対物レンズ
   支持部材に作用する重力を相殺する方向に力を発生させ
   る重力相殺手段とを具備したことを特徴とする請求項２
   記載の微分干渉顕微鏡。