WO2004109361A1

WO2004109361A1 - 顕微鏡装置

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Publication number: WO2004109361A1
Application number: PCT/JP2004/007604
Authority: WO
Inventors: Hisashi Okugawa
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2004-12-16
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Abstract

　顕微鏡装置は、光学部材を収納する筐体と、気密構造の試料室と、試料室の温度および湿度を制御するとともに筐体の温度を制御する環境制御部を備えている。試料室の上板は、生物試料を出し入れする開閉蓋である。試料室が筐体に積み重ねられると、試料室の底板によって筐体は密閉される。

Description

技術分野

[0001] 本発明は、顕微鏡装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、バイオテクノロジーの著しい進展に伴レ、、生物試料をそのままの状態で長時間観察したり画像を記録したいという要望が高まっている。生物試料を入れた容器は明

「培地」と呼ばれる生息に必要な成分を含んだ液体を充満し、 37°C程度の温度、 10 田

0%に近い高湿度に保持される。

[0003] 特開平 5-26802号公報には、試料室の温度と湿度の両方を一定に保持し、観察窓を通して試料室内の試料を顕微鏡観察できるようにした恒温加湿槽が開示されている。この恒温加湿槽は、観察窓の結露防止のために発熱体を具備している。発明の開示

[0004] し力、しながら、このような装置においては恒温加湿槽と顕微鏡との間に温度差があるために、顕微鏡の構成部品に熱変形を生じて、時間経過とともに焦点面が変動するという問題があった。

[0005] 本発明は、生物試料を良好な状態で観察できる顕微鏡装置を提供する。

本発明の一の形態による顕微鏡装置は、標本用容器が載置される載置台と、標本用容器内の標本を照明する照明装置と、標本用容器の下方力標本を観察する観察光学系と、標本の観察位置を変更するように、観察光学系の少なくとも一部を顕微鏡本体に対して観察光学系の光軸の略垂直方向に移動する駆動装置とを備え、載置台および照明装置は、顕微鏡本体に対して固定されている。顕微鏡装置は、観察光学系を収納する筐体と、載置台を含み、標本用容器を出し入れする開閉蓋を有する気密構造の試料室と、試料室の温度および湿度を制御するとともに、筐体内の温度を制御する環境制御部とを備えてもょレ、。

[0006] 本発明の二の形態による顕微鏡装置は、標本用容器内の標本を観察する観察光学系と、観察光学系を収納する筐体と、標本用容器を載置する載置台を含み、標本用容器を出し入れする開閉蓋を有する気密構造の試料室と、試料室の温度および湿度を制御するとともに、筐体内の温度を制御する環境制御部とを備える。試料室が開閉蓋以外の面において筐体と結合することにより、筐体は密閉されることが好ましい。筐体は、観察光路上に透明部材が設けられた面を有し、試料室は、観察光路上に透明部材が設けられた面を有し、透明部材が設けられた筐体の面と、透明部材が設けられた試料室の面とが光学的に結合することが好ましい。筐体と結合し、筐体を密閉する試料室の前記面には、その全面または一部に標本を顕微鏡観察するための観察窓が形成されるようにしてもょレ、。

[0007] 照明装置は、開閉蓋に取り付けられることが好ましい。筐体の気密性は、試料室の気密性よりも低くてもよい。駆動装置は、筐体内に収納されてもよい。

[0008] 観察光学系は、第 1対物レンズおよび第 2対物レンズから構成される無限遠光学系からなり、第 1対物レンズは、筐体内に収納されるとともに、駆動装置によって移動され、第 2対物レンズは、筐体外に配置され、第 2対物レンズの口径は、第 1対物レンズが光軸に略垂直方向に移動した場合に、その移動量を許容する大きさを有することが好ましい。

[0009] 一の形態による顕微鏡装置は、標本用容器を収める気密構造の試料室と、試料室の温度および湿度を制御する環境制御部とをさらに備えてもよい。

[0010] 観察光学系は、無限遠系対物レンズ、および対物レンズからの平行光束を観察像として結像する結像光学系を有し、駆動装置は、対物レンズの有効視野内にある標本から平行光束の中心の光が結像光学系の入射瞳を通過するように、観察光学系の一部の移動範囲を制御するようにしてもよい。

[0011] 観察光学系を予め設定された基準位置に位置決めするように駆動装置を制御する制御装置をさらに備えることが好ましい。駆動装置を制御する制御装置をさらに備え、載置台には、複数の標本用容器を載置するための複数の載置部が形成され、制御装置は、複数の載置部に対応して予め設定された複数の基準位置に観察光学系を位置決めするように、制御装置を制御するようにしてもょレ、。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係る顕微鏡装置の構成を模式的に示す全体構成図である。

[図 2]図 2は、第 1の実施の形態に係る顕微鏡装置に環境制御装置を接続した状態を示す全体構成図である。

[図 3]図 3は、本発明の第 2の実施の形態に係る顕微鏡装置の構成を模式的に示す全体構成図である。

[図 4]図 4は、顕微鏡装置の試料室の開閉構造を説明する部分構成図である。

[図 5]図 5は、第 1の実施の形態の変形例であり、光学顕微鏡装置の構成を模式的に示す全体構成図である。

[図 6]図 6は、第 3の実施の形態による顕微鏡装置の構成を模式的に示す全体構成図である。

[図 7]図 7は、検出器から出力される信号を説明する図である。

[図 8]図 8は、第 4の実施の形態による顕微鏡装置の構成を模式的に示す全体構成図である。

[図 9]図 9は、第 4の実施の形態の変形例による顕微鏡装置の構成を示す図である。

[図 10]図 10は、第 5の実施の形態による顕微鏡装置の構成を模式的に示す全体構成図である。

[図 11]図 11は、ミラーの配置を示す斜視図である。

[図 12]図 12は、第 6の実施の形態による顕微鏡装置の構成を模式的に示す全体構成図である。

[図 13]図 13は、第 6の実施の形態の変形例 1を示す図である。

[図 14]図 14 (a) (b)は、第 6の実施の形態の変形例 2による顕微鏡装置の平面図および培養容器の平面図である。

発明を実施するための最良の形態

一第 1の実施の形態一

以下、本発明の第 1の実施の形態による顕微鏡装置について、図面を参照して説明する。

図 1は、本発明の第 1の実施の形態による光学顕微鏡装置の構成を模式的に示す全体構成図である。説明の便宜上、図示のように X, Y, Z直交座標で方向を表す。 [0014] 第 1の形態の光学顕微鏡装置は、試料室 10が筐体 20の上に積み重ねられた構成となっている。

試料室 10は、透明基板 1が配設された底板 11と透過照明装置 13を載置する上板 12を有する気密容器である。透明基板 1の上には生物試料 Sを保持する培養容器 1 4が載置されている。透明基板 1は、例えば底板 11に填め込まれた光学ガラスであり、生物試料 Sを観察するための観察用窓である。

[0015] ここで、上板 12は、図 4に示されるように、生物試料 Sの交換等のために開閉できる構造になってレ、る点を説明する。

図 4は、試料室の構成図であり、試料室内が外界に対して開放された状態を表している。上板 12は、取っ手 12bを操作することにより開閉される開閉板であり、リンク機構 12aを介して図中の左側が開放される。この開放された所力生物試料 Sを出し入れしたり、試料室 10内部のメンテナンスを行うことができる。試料室 10は、この開閉構造により、筐体 20とは独立に外界に対して開放できるので、生物試料 Sの交換が任意且つ簡単にできる。また、開放空間が広いので、培養容器 14を傾けたり、試料室 1 0の壁に衝突させることなく試料の交換ができる。

上板 12と底板 11の壁部との間にはシール部材（不図示）が設けられており、上板 1 2が閉鎖状態にあるときには、試料室 10内は完全に気密空間となる。

[0016] 筐体 20は、顕微鏡の光学系 21、二次元移動ステージ 31、垂直移動ステージ 32および撮像装置 33を収納する容器であり、天井部分は開放されている。試料室 10が筐体 20に積載されると、底板 11が天井部分を閉塞するので、筐体 20は気密性を付与される。底板 11が隔壁となって、試料室 10の内部と筐体 20の内部とは完全に分離され、筐体 20は、試料室 10とは独立に気密性が保持されている。

[0017] 光学系 21は、対物レンズ 22、励起光照明装置 23、調光フィルタ 24、蛍光フィルタ 25、反射鏡 26、第二対物レンズ 27を有する。

二次元移動ステージ 31は、光学系 21、垂直移動ステージ 32および撮像装置 33を載置して、水平面 (XY平面）に沿って X方向と Y方向に移動する。垂直移動ステージ 32は、対物レンズ 22を保持してその光軸方向、すなわち Z方向に移動する。

[0018] 撮像装置 33は、第二対物レンズ 27の近傍に配置されている。制御部 41は、光学系 21、二次元移動ステージ 31、垂直移動ステージ 32および撮像装置 33に接続されている。また、制御部 41は、パーソナルコンピュータ（PC) 42に接続されている。

[0019] 生物試料を長時間観察する場合には、標本の環境状態を一定に保つ必要がある。

そこで、第 1の実施の形態による顕微鏡装置では、培養容器 14が設置される試料室 10を密閉構造とし、以下に説明する環境制御装置 50により生物試料 Sの環境状態（温度、湿度および C〇濃度）を一定に保つようにする。さらに、生物試料 Sの環境状

2

態を一定に保つとともに、筐体 20内を恒温状態に保持する。

[0020] 以下、試料室 10内の環境調整方法および筐体 20内の温度調整方法について説明する。

図 2は、図 1に示した第 1の実施の形態による光学顕微鏡装置に環境制御装置 50 を接続した状態を示す全体構成図である。図 2において、図 1と重複する構成部品については符号と説明を省略する。また、制御部 41と PC42は簡単のため図示を省略する。

[0021] 環境制御装置 50は、所望の温度、湿度および組成のガスを生成し、このガスを試料室 10内および筐体 20内へ循環させる装置である。環境制御装置 50は、加湿器 5 1、加熱器 52、循環ポンプ 53およびガス混合器 54を有する。

環境制御装置 50の内部では、加湿器 51は、ガス混合器 54を介して循環ポンプ 53 に接続されている。加熱器 52は、循環ポンプ 53に直接に接続されている。また、カロ湿器 51内は、加熱器 52により加熱器 52内と同一温度に暖められている。ガス混合器 54は、不図示のガス供給部（例えば、ガスボンベ）へ配管されている。ガス混合器 54は、例えば C〇ガスが充填されたガスボンベに接続され、試料室 10内の C〇濃

2 2 度を調整する。

[0022] 環境制御装置 50の外部との接続に関しては、加湿器 51は、チューブ 55によって試料室 10に設けられたジョイント部 55aに接続されている。加熱器 52は、チューブ 5 6によって筐体 20に設けられたジョイント部 56aに接続されている。

[0023] 循環ポンプ 53は、独立した 2つのポンプ Pl， P2を有しており、ポンプ P1は配管（チユーブ） 55に接続され、ポンプ P2は配管（チューブ） 56に接続されている。すなわち、配管 55と配管 56は独立した循環系を構成している。

循環ポンプ 53のポンプ P1は、チューブ 55によって試料室 10に設けられたジョイント部 55bに接続されている。また、循環ポンプ 53のポンプ P2は、チューブ 56によって筐体 20に設けられたジョイント部 56bに接続されている。各チューブおよび各ジョイント部には断熱処理が施されてレ、る。

[0024] 試料室 10に関する循環系、すなわち配管 55による循環系は、 3箇所の矢印 Aで示される。ガス混合器 54で所定のガス組成に調整された空気は、加湿器 51に入り 37 °C_100%RHの空気となり、循環ポンプ 53によりチューブ 55、ジョイント部 55aを経て試料室 10内に送り込まれる。試料室 10内を循環した空気は、ジョイント部 55bから排出され、チューブ 55を経て循環ポンプ 53に戻る。そして、再び所定の温度、湿度およびガス組成の空気として試料室 10内に送り込まれる。これにより、試料室 10内は、所定の環境に維持される。

試料室 10内の温度を監視する温度センサ (不図示）は、観察に支障のない限り培養容器 14に近い場所に配置するのが望ましい。

[0025] 筐体 20に関する循環系、すなわち配管 56による循環系は、 3箇所の矢印 Bで示される。加熱器 52により 37°Cに暖められた空気は、循環ポンプ 53によりチューブ 56、、部 56aを経て筐体 20内に送り込まれる。筐体 20内を循環した空気は、ジョ、部 56bから排出され、チューブ 56を経て循環ポンプ 53に戻る。そして、再び所定温度の空気として筐体 20内に送り込まれる。これにより、筐体 20内は、所定の温度に維持される。

試料室 10に関する循環系と筐体 20に関する循環系は、互いに独立した経路をもつてレ、るので混じり合うことはなレ、。

[0026] 次に、顕微鏡観察について説明する。

透過像観察の場合は、透過照明装置 13によって生物試料 Sが照明され、生物試料 Sを透過した光は、透明基板 1を通り、対物レンズ 22に入射する。対物レンズ 22に入射した光は、反射鏡 26で反射され、第二対物レンズ 27を通り、撮像装置 33の撮像素子 33a (図 1参照）上に結像する。

[0027] 蛍光像観察の場合は、励起光照明装置 23から射出した光は、調光フィルタ 24、蛍光フィルタ 25を通り、対物レンズ 22の下方から入射する。対物レンズ 22に入射した光は、透明基板 1を通り、生物試料 Sに照射される。この励起光によって生物試料 S 力蛍光が発する。蛍光は、透明基板 1、対物レンズ 22、蛍光フィルタ 25を通り、反射鏡 26で反射され、第二対物レンズ 27を通り、撮像装置 33の撮像素子 33a上に結像する。

なお、励起光照明装置 23の照明光射出側にシャツタ 28を設けて、蛍光像観察のときのみシャツタ 28を開放するようにすることができる。

[0028] 制御部 41は、観察条件、ステージの移動条件、撮影条件等に関する各種のデータを PC42から取得し、制御信号として光学系 21、二次元移動ステージ 31、垂直移動ステージ 32および撮像装置 33に出力する。また、制御部 41は、各種の制御データや画像データを PC42に出力する。

光学系 21は、制御部 41からの制御信号を受けて、照明光源の輝度調整、各種フィルタの切り換え、観察倍率の切り換えおよび視野絞りの調整等を行う。

[0029] 二次元移動ステージ 31は、不図示の駆動系を有し、制御部 41からの制御信号を受けて、光学系 21、垂直移動ステージ 32および撮像装置 33を X方向および Y方向に移動させる。これにより、生物試料 Sの別の部位を観察することができ、二次元移動ステージ 31の位置、言い換えれば、生物試料 Sの観察部位が原点位置からどれだけの距離にある力も確認できる。

同様に、垂直移動ステージ 32は、制御部 41からの制御信号を受けて、対物レンズ 22を Z方向に移動させる。これにより、観察倍率を切り換えたときや生物試料 Sを交換したときに、生物試料 Sに対して焦点調整をすることができる。

以上の操作によって、生物試料 Sの任意の部位を鮮明に観察することができる。

[0030] 撮像装置 33は、制御部 41からの制御信号を受けて、 CCDのゲイン、シャツタスピード、照明装置との連動による撮影タイミングが設定される。生物試料 Sの顕微鏡画像データは、制御部 41を経由して PC42に送られ、顕微鏡画像として PC42のデイスプレイ上に表示される。 PC42は、顕微鏡画像を画像処理して表示することもできる。また、 PC42は、上記の観察条件、ステージの移動条件、撮影条件等の制御データも必要に応じてディスプレイ上に表示することができる。 [0031] 第 1の実施の形態では、光学系 21、二次元移動ステージ 31、垂直移動ステージ 3 2および撮像装置 33は、筐体 20に収納されている。このうちで、筐体 20に収納すベき必要性の大きい順に並べると、光学系 21、垂直移動ステージ 32、二次元移動ステージ 31、撮像装置 33である。試料室 10に近いものほど筐体 20に収納すべき必要性が大きいとも言える。筐体 20に収納すべき必要性が小さい撮像装置 33を筐体 20の外部に設置することにより、筐体 20の内容積は減少し、コンパクトになる。

[0032] さらに、光学系 21を構成する光学部材の一部を筐体 20の外部に設置することもできる。

図 5は、第 1の実施の形態の変形例であり、図 1と同じ構成部品には同一符号を付す。対物レンズ 22から第二対物レンズ 27までの観察光学系は、無限遠光学系である。この無限遠光学系によって生成する平行光束は、筐体 20に設けられた窓部材 3 4を透過して、筐体 20の外部に設置されている第二対物レンズ 27に入射する。第二対物レンズ 27と撮像装置 33は、ケーシング 35内に収納され、ケーシング 35は、筐体 20に取り付けられている。

[0033] 無限遠光学系によって平行光束が生成するので、二次元移動ステージ 31に載置されている光学系 21が X方向に移動しても、結像性能は保持される。また、第二対物レンズ 27の口径は、光学系 21が Y方向に移動しても、その移動量を許容する分だけ大きくすればよい。したがって、光学系 21の移動量は、数 mm程度であるので、第二対物レンズ 27の口径を数 mm程度大きくすればよい。このようにすれば、第二対物レンズ 27と撮像装置 33は X方向および Y方向に移動する移動部分に含まれないので、負荷が小さくなり、移動時のレスポンスが向上する。

[0034] 以下、第 1の実施の形態の光学顕微鏡装置の作用を説明する。

先ず、試料室 10内と筐体 20内の環境について説明する。図 1に示されるように、試料室 10は、筐体 20の上に積み重ねられ、互いに独立した気密空間を形成している。

[0035] 生物試料 Sは、透明な培養容器 14内の培地に置かれる。生物試料 Sは、動物ゃ植物の細胞、細胞小器官等である。培地の蒸発を防ぎ、生物試料 Sを生きたままで長時間観察するためには、試料室 10内の環境を所定温度、所定のガス組成で高湿度に維持する必要がある。例えば、試料室 10内の環境は、 37°C— 100%RH， CO濃

2 度 5%に保持されている。従って、培養容器 14内の環境も試料室 10内と同一になつている。また、湿気や培地からの蒸発物が外部に漏出するのを防止するために、試料室 10は気密構造を有している必要がある。この高い気密性を長時間維持するために、試料室 10は、気体流出入口（ジョイント部 55a、 55b)を除き、完全に閉鎖されている。

[0036] 一方、筐体 20内の温度は、試料室 10内とほぼ等しい温度、すなわち 37°Cに保持される。筐体 20内のガス組成と湿度は、特にコントロールする必要はなレ、。筐体 20内と試料室 10内とが等温に保持されることによって、透明基板 1は、結露や曇りが発生すること力 Sなくなる。また、光学系 21は、筐体 20と試料室 10との温度差の影響を受けないので、光学部品の熱膨張変化による焦点変動も生じない。さらに、光学系 21は、生物試料 Sの観察中でも、生物試料 Sの交換のために上板 12を開いた時でも、試料室 10内の高湿度環境の影響を受けないので、光学部品や照明装置の損傷を生じることがなレ、。

[0037] ところで、筐体 20の気密性は、試料室 10の気密性よりも低くてもよい。筐体 20内は、試料室 10内とほぼ等しい温度に保持され、外界の影響をほとんど受けない程度に閉鎖されていればよい。筐体 20には高い気密性は要求されないので、電気配線や気体流出入口の取り付けを簡便に行うことができる。

[0038] 第 2の実施の形態

図 3は、本発明の第 2の実施の形態による光学顕微鏡装置の構成を模式的に示す全体構成図である。図 1と同じ構成部品には同一符号を付し、説明を省略する。第 2の実施の形態の光学顕微鏡装置が第 1の実施の形態の光学顕微鏡装置に比ベて異なる点は、試料室 10と筐体が重ね合わされる結合部分 (接触部分)である。

[0039] 第 1の実施の形態では、筐体 20は、天井板を有していない。図 1に示すように試料室 10が筐体 20に積載されると、試料室 10の底板 11が試料室 10の内部と筐体 20の内部とを分離する隔壁となって、試料室 10と筐体 20の気密が独立に保たれていた。一方、図 3に示す第 2の実施の形態では、筐体 30は、透明基板 2が配設された天井板 3を有している。天井板 3も隔壁の作用を有している。試料室 10の積載の有無にかかわらず、最初から試料室 10と筐体 30の気密は独立に保たれる。従って、試料室 10全体を交換する場合でも筐体 30内の雰囲気は常に一定に保たれる。もちろん、試料室 10は、図 4に示したような開閉構造により、筐体 20とは独立に外界に対して開放できるので、生物試料 Sの交換が任意且つ簡単にできる。また、開放空間が広いので、培養容器 14を傾けたり、試料室 10の壁に衝突させることなく試料の交換ができる。

[0040] 底板 11の下面と天井板 3の上面は、接触しているか僅かな間隔で平行配置されている。同様に、透明基板 1と 2も、接触しているか僅かな間隔で平行配置されている。試料室 10と筐体 30の内部を等温に維持するためには、底板 11と天井板 3も接触し、透明基板 1と 2も接触しているのが最も望ましい。

[0041] 底板 11と天井板 3とが離れていると、その隙間に室温の大気が流れ込んで、透明基板 1の内面に結露や曇りを発生させたり、光学系 21に焦点変動、光軸ずれ等を発生させる恐れがある。これらの発生を防止するためには、底板 11と天井板 3の外周付近に〇リングなどのシーリング部材を配置すればよい。

[0042] 透明基板 1と 2とが離れている場合は、以上の問題点が解決されたとしても、光学的な問題が残されている。透明基板 1と 2の間には空気が存在するので、それぞれの対向面で合計 2回の反射が生じ、光量損失を招くことになる。この発生を防止するためには、透明基板 1と 2とを光学的に一体とすればよい。例えば、透明基板 1と 2の間隔部分に、透明基板 1、 2と屈折率が等しい液浸油を充填すればよい。

なお、底板 11に配設された透明基板 1と天井板 3に配設された透明基板 2は、少なくとも観察光路をカバーできる面積があればよい。また、底板 11全体を透明基板 1で構成してもよぐ天井板 3全体を透明基板 2で構成してもよい。

[0043] 図 3に示す第 2の実施の形態の光学顕微鏡装置に、前述した環境制御装置 50を組み合わせた構成も、第 1の実施の形態のものと同じ作用、効果を有する。

また、第 2の実施の形態の光学顕微鏡装置にも、図 5に示したような筐体のコンパクト化を適用でき、第 1の実施の形態のものと同じ作用、効果を有する。

[0044] 第 1および第 2の実施の形態の光学顕微鏡装置は、基本的には同じ作用、効果を有する。すなわち、試料室 10と筐体 20または 30とは、独立の気密空間を形成しているので、筐体 20または 30は、試料室 10内の高湿度環境の影響を受けることがなぐ光学部品や照明装置の損傷を生じることがない。試料室 10は、筐体 20または 30とは独立に外界に対して開放できるので、試料の交換が任意且つ簡単にできる。また、試料室 10と筐体 20または 30が隣接して等温に保持されているので、透明基板 1は結露したり曇ったりすることがなぐまた、光学系 21の変動、経時変化は最小限に抑制される。従って、長時間安定して顕微鏡観察や記録ができる。

さらに、筐体 20または 30が光学系を収納することにより、顕微鏡を喑室内に設置したのと同様の状態となる。蛍光像観察には室内を暗くするのが望ましいが、その必要がなくなる。

[0045] 以下、本発明の変形例について述べる。

第 1および第 2の実施の形態の光学顕微鏡装置は、二次元移動ステージ 31を設けて光学系 21を移動させることにより生物試料 Sの異なる部位を観察できるように構成されていた。すなわち、顕微鏡本体である筐体 20に対して、試料室 10および透過照明装置 13は固定されていた。しかし、光学系 21を固定とし、生物試料 Sを収めた培養容器 14を移動させる構成にしてもよい。この構成は、単に培養容器 14を動かすだけで済むので、移動機構は小型となり、光学顕微鏡装置全体のコンパ外化を図ることができる。

[0046] 第 1および第 2の実施の形態の光学顕微鏡装置は、試料室 10が筐体 20または 30 上に積載された構成であった力逆に筐体 20または 30を試料室 10上に積載する構成にしてもよい。この場合は、倒立型顕微鏡に代えて正立型顕微鏡が用いられる。この構成では、培養容器 14を通さなくても観察できるので、特に培地外に出ている生物試料に対しても観察可能である。但し、下方が開放された筐体 20の場合は、正立型顕微鏡の光学系を筐体 20の側板または上側の板に取り付ける必要がある。

[0047] 以上説明したように、本発明の第 1および第 2の実施の形態によれば、試料室 10と筐体 20または 30とが独立の気密空間を形成し、温度、湿度の制御を行っているので、生物試料の長時間観察に適し、且つ焦点面の変動が生じない光学顕微鏡装置を提供すること力 Sできる。

[0048] 一第 3の実施の形態一

つぎに、第 3の実施の形態による顕微鏡装置について説明する。図 6に、第 3の実施の形態による顕微鏡装置の構成を示す。図 3において、図 1および図 2に示した第 1の実施の形態と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付している。ここでは、上述した第 1の実施の形態との相違点を主に説明する。

[0049] 第 3の実施の形態による顕微鏡装置は、上述した第 1の実施の形態と同様に、生物試料 Sを保持する培養容器 14が収納される試料室 10と、顕微鏡の光学系および撮像装置 117等が収納される筐体 20とを備えている。また、環境制御装置 50により、例えば試料室 10内の環境状態は、 37°C - 100%RH， CO濃度 5%に保たれるとと

2

もに、筐体 20内は、恒温状態（例えば 37°C)に保たれる。

[0050] 図 6に示すように、筐体 20内には、顕微鏡装置のベース（顕微鏡本体） 111、ベース 111に固設された移動ステージ 119、移動ステージ 119上に固設された顕微鏡筐体 115、対物レンズ 116および観察像を撮影する撮像装置 117等が収納されてレ、る。対物レンズ 116および撮像装置 117は、顕微鏡筐体 115に設けられている。対物レンズ 116は、培養容器 14の下方に、透過照明装置 13に対応するように設けられている。これにより、培養容器 14中の生物試料 Sを透過照明装置 13により図 6における上方から照明して、生物試料 Sを透過し、透明基板 1を通過した光を対物レンズ 116 で観察する。なお、図 6に示す顕微鏡装置において、対物レンズ 116および反射ミラ一 118が観察光学系を構成する。

[0051] 対物レンズ 116からの光は反射ミラー 118で反射されて、撮像装置 117の撮像面上に結像する。撮像装置 117としては、コンフォーカル顕微鏡装置や CCDカメラ等が用いられる力 S、第 3の実施の形態では CCDカメラを用いた場合について説明する。コントローラ 100は顕微鏡全体の制御を行う制御装置であり、撮像装置 117の撮像信号を処理する画像処理部等も含まれている。撮像装置 117の撮像信号はコント口ーラ 100内の画像処理部で処理され、モニタ 101に撮像された標本像（デジタル画像）が表示される。モニタ 101には液晶表示素子 (LCD)などが用いられる。ステージ制御装置 103は移動ステージ 119の移動を制御する。生物試料 S上の所望の位置を観察するためのステージ移動指示や、光学フィルタ、絞り、対物レンズの切り替えや照明光量調整などの各種顕微鏡調整の指示は、指令部 102に設けられた操作部を介して行われる。 [0052] 移動ステージ 119は、上面に固設された顕微鏡筐体 115をベース 111に対して図の X方向、 y方向および z方向に移動することができる。なお、移動ステージ 119が x、 y方向に移動し、対物レンズ 116が z方向に移動することも可能である。移動ステージ 119の移動にはパルスモータやエンコーダ付 DCモータなどが用いられ、出力されるパルスをカウントすることによりその移動距離を測定することができる。

[0053] 移動ステージ 119には予め原点位置（基準位置）が設定されており、例えば、観察位置が培養容器 14の中心位置となる位置が原点位置に設置される。移動ステージ 1 19には原点位置に対応して検出器 41が設けられている。検出器 41にはフォトインタラプタ等が用いられ、移動ステージ 119に設けられた基準 40としての遮光板が検出器 41を横切る度に原点信号を発生する。検出器 41の原点信号により設定された位置に移動ステージ 119を位置決めすると、対物レンズ 116の光軸が培養容器 14の中心位置に位置決めされる。以下では、検出器にフォトインタラプタを用いるとして説明する。なお、検出器 41および基準 40は、 X方向および y方向にそれぞれ設けられる。

[0054] 顕微鏡筐体 115を xy方向に移動させる移動ステージ 119は、粗動移動と、測定ポイントから僅力な距離だけ離れた位置への移動である微動移動との 2つの移動形態をとること力 Sできる。微動移動は標本内での移動であって、大きくても数 mm程度の移動距離である。微動移動の際にはパルスを利用して移動制御を行う。

[0055] まず、粗動移動について説明する。基準 40が検出器 41を横切ると、例えば、図 7 に示すような信号 Iが検出器 41から出力される。このような出力信号 Iは、予め正確に把握しておくことができる。移動ステージ 119を位置決めする際には、信号 Iが II一 II + Δ Iの範囲に入るように移動ステージ 119の X方向位置をフィードバック制御する。その結果、移動ステージ 119は位置 xl— xl + Δ χの範囲に位置決めされる。 Δ Ιの範囲を可能な限り小さく設定することにより、 0. l z mオーダーの精度で位置決めすること力 Sできる。

[0056] 微動移動の場合には、パルスをカウントすることにより移動距離を制御する。移動ステージ 119の最小送り力 S1パルス当たり 5 x mの場合には、 10パルス分だけ移動することにより観察位置が 50 μ m変化することになる。

[0057] 一第 4の実施の形態一つぎに、第 4の実施の形態による顕微鏡装置について説明する。図 8に、第 4の実施の形態による顕微鏡装置の概略構成を示す。図 8において、図 6に示した第 3の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、第 3の実施の形態との相違点を主に説明する。なお、第 4の実施の形態による顕微鏡装置は、試料室 10、筐体 20および環境制御装置 50を備えていない。

[0058] 図 8は、培養容器 113に入った標本（生物試料)を透過照明で観察する場合を示してレ、る。顕微鏡装置のベース 111上には載置台 112および移動ステージ 119が固設されてレ、る。載置台 112の試料載置部 112aには観察用の開口 112bが形成されており、標本が入った培養容器 113は開口 112bが設けられた部分に載置される。試料載置部 112aにはマニュピレータ支持用のサポート 112cが設けられてレ、レ、る。ここでは、投薬用細管 112dをサポート 1 12cに取り付けた例を示している。

[0059] 移動ステージ 119上には顕微鏡筐体 1 15が固設されている。顕微鏡筐体 115には、対物レンズ 116および観察像を撮影する撮像装置 117が設けられている。一方、透過照明装置 114は載置台 112に設けられており、試料載置部 112aの上方に配置されている。顕微鏡筐体 115に設けられた対物レンズ 116は、培養容器 113が載置される試料載置部 112aの下方に透過照明装置 114と対向するように設けられている。すなわち、培養容器 113中の標本を透過照明装置 114により図示上方力照明して、標本を透過し開口 112bを通過した光を対物レンズ 116で観察する。

[0060] また、第 3の実施の形態と同様に、移動ステージ 119には検出器 41が設けられ、顕微鏡筐体 115には基準 40が設けられている。そして、移動ステージ 119は、検出器 4 1から出力される信号に基づいて顕微鏡筐体 115を粗動移動するとともに、ノ^レスを利用した微動移動を行う。粗動移動および微動移動の方法については、上述した第 3の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

[0061] このように、図 8に示す顕微鏡装置では、培養容器 113が載置される載置台 112を固定式とし、その載置台 112に対して顕微鏡筐体 115を x、 y、 zの 3方向に移動できるような構成とした。

倒立型顕微鏡において、投薬用細管 112dを設けて培養容器 113内の溶液を還流したり、細胞の膜電圧の測定等を行う場合、標本の観察位置を変更するために培養容器 113を載置するステージを移動すると、還流用のチューブが外れたり、電位測定用のパッチが外れるという可能性がある。一方、正立型顕微鏡において標本ステージを移動させる代わりに顕微鏡全体を移動させる場合、高倍観察にぉレ、て対物レンズの先端が培養容器 113の溶液と接触するため、移動範囲が限られてしまう。また、顕微鏡全体を移動させると移動物が大きくなるため高速な移動により振動を引き起こし、還流用のチューブが外れたり、電位測定用のパッチが外れる可能性があった。

[0062] し力ながら、第 4の実施の形態による顕微鏡装置においては、上述したような構成とすることにより、観察ポイントを変更する際にも培養容器 113や投薬用細管 112dを移動させることがないため、培養容器 113の標本を安定な状態に保つことができる。さらに、照明装置 114を移動させないので移動部分が小さくでき、高速に移動ができるとともに移動時の振動が小さい。

[0063] 図 9は第 4の実施の形態の変形例を示す図である。

ベース 111上には移動ステージ 119および載置台 112が固設されている。載置台 1 12には、光学ガラスが填め込まれた試料載置部 112aが 3力所に設けられている。なお、ガラスを填め込む代わりに、培養容器 3を置いて密閉保持することもできる。培養容器 113はこれらの試料載置部 112aに載置される。すなわち、図 9に示す顕微鏡装置では、載置台 112上に 3つの培養容器 113を載置して、それらを順に観察することができる。載置台 112上には、試料載置部 112aに対応するように照明装置 114が 3 つ設けられたカバー Cが、培養容器 113を覆うように取り付けられる。その結果、培養容器 113は気密環境に置かれることになる。一方、顕微鏡筐体 115や移動ステージ 119は気密環境とはなっていない。

なお、上述した第 3の実施の形態と同様の環境制御装置を用いて、カバー C内（試料室）の環境（温度および湿度）を制御することもできる。

[0064] 移動ステージ 119には、試料載置部 112aのそれぞれに対応して、検出器 41A, 4 IB, 41Cが X方向に並んで設けられている。検出器 41A— 41Cは上述した検出器 4 1と同様のものであり、移動ステージ 119によって顕微鏡筐体 115が X方向に移動すると、基準 40の位置が検出器 41A— 41Cの位置に一致したときに原点信号を発生する。すなわち、検出器 41A— 41Cを利用することにより、対物レンズ 6が各試料載置部 2aに位置決めされる。なお、図示していないが、 y方向に関しては、各試料載置部 112aに共通な検出器 41および基準 40が設けられている。

[0065] 異なる培養容器 113の間で対物レンズ 1 16を移動する際には、移動ステージ 119 を粗動移動させ、検出器 41A— 41Cによって試料載置部 112aに位置決めする。同一培養容器 113内での観察位置の移動は、上述したように微動移動によって観察位置を移動する。

[0066] -第 5の実施の形態 - 図 10は本発明の第 5の実施の形態による顕微鏡装置を示す図である。図 8に示した第 4の実施の形態においては、顕微鏡装置の観察光学系全体を動かし、かつ、光学系を小型化するために有限系の対物レンズおよび光学系を用いた。一方、第 5の実施の形態においては、観察光学系の一部を移動できるようにした。さらに、対物レンズを含んだ一部の観察光学系のみを移動させるために、無限系の対物レンズ、および光学系として固定部に結像レンズや撮像装置を配設する構成とした。

[0067] 図 10において、図 8に示した第 4の実施の形態と同一な部分には同一符号を付した。ここでは、第 4の実施の形態との相違点を主に説明する。

顕微鏡装置のベース 211上には、載置台 212、移動ステージ 219および顕微鏡筐体固定部 220が固設されている。移動ステージ 219は、ステージ制御装置 103によつて制御される。載置台 212の試料載置部 212aには観察用の開口 212bが形成されており、標本が入った培養容器 113は開口 212bが設けられた部分に載置される。試料載置部 212aに設けられたマニュピレータ支持用サポート 212cには、第 4の実施の形態と同様に投薬用細管 212dが取り付けられている。載置台 212には、培養容器 113の標本を透過照明で観察するための透過照明装置 1 14が設けられている

[0068] 第 5の実施の形態の顕微鏡装置では、顕微鏡筐体は固定部 220と移動部 215とに分割されており、顕微鏡筐体移動部 215は移動ステージ 219上に固設されている。移動ステージ 219は、上面に固設された顕微鏡筐体移動部 215を図の X方向、 y方向および z方向に移動することができる。移動ステージ 219には第 4の実施の形態と同様に検出器 41が X軸方向および y軸方向のそれぞれに設けられている。一方、顕微鏡筐体移動部 215には基準 40が設けられている。移動ステージ 219の移動機構は上述した移動ステージ 119と同様であって観察ポイントの移動において同様の機能を有している力 S、ここでは説明を省略する。

[0069] 顕微鏡筐体移動部 215には、対物レンズ 216および反射ミラー 218が設けられている。一方、顕微鏡筐体固定部 220には、載置台 212に設けられた透過照明装置 1 14とは別に落射照明装置 214が設けられている。また、顕微鏡筐体固定部 220には、観察像を撮像するための撮像装置 117、落射照明装置 214の照明光を顕微鏡筐体移動部 215側に導いたり観察像を撮像装置 7に結像させたりするための光学部材 221 , 222, 223, 224カ設けられてレヽる。光学き才 223， 224はレンズであり、光学部材 222は反射ミラーで、光学部材 221はビームスプリッタである。なお、光学部材 2 23は、顕微鏡装置における結像光学系である。

第 ₄の実施の形態の顕微鏡装置では、透過照明および落射照明のいずれでも観察すること力 Sできる力 S、以下では、落射照明の場合を例に説明する。

[0070] 落射照明装置 214を出射した照明光は、レンズ 224,反射ミラー 222およびビームスプリッタ 221を介して顕微鏡筐体移動部 215の反射ミラー 218に入射する。反射ミラー 218で反射された照明光は対物レンズ 216を介して培養容器 113に入射し、標本の所定領域を照明する。標本から出射された光は対物レンズ 216、反射ミラー 218 、ビームスプリッタ 221およびレンズ 223によって撮像装置 117に導かれ、撮像装置 1 17の撮像面に観察像が結像される。

[0071] 対物レンズ 216は無限遠光学系のものであり、標本の焦点面から発した光は対物レンズ 216を通過すると平行光束 225となり、その平行光束 225が反射ミラー 218によってビームスプリッタ 221へ導かれる。また、落射照明装置 214を出射した照明光はレンズ 224により平行光束とされ、その平行光束の照明光が反射ミラー 222およびビームスプリッタ 221を介して反射ミラー 218へ入射される。

[0072] 図 10に示す顕微鏡装置では、顕微鏡筐体移動部 215を移動ステージ 219で移動しても、対物レンズ 216の有効視野内にある標本からの光の平行光束の少なくとも中心の光が、結像光学系の入射瞳を通過するように構成されている。この場合、顕微鏡筐体移動部 215のストロークは数 mm程度なので、光学部材 221， 223の口径は、顕微鏡筐体移動部 215が y方向に移動する分だけ大きくする。すなわち、顕微鏡筐体移動部 215の移動許容範囲の移動量は数 mm程度なので、光学部材 221, 223の口径をその移動量に合わせて数 mm程度大きくすれば良レ、。観察光学系の一部を移動することにより、観察光学系全体が移動する場合と比べて、顕微鏡筐体移動部 2 15の負荷が減るのでレスポンスが良くなる。

[0073] なお、複数または大きい培養容器 113を観察するために、移動ステージ 219の X方向および y方向のストロークが長くなる場合がある。この場合は、図 11のように光を y 方向に反射するミラー Mlを対物レンズ 216と共に移動ステージ 19の y方向移動部 2 19aに設け、光を X方向に反射するミラー M2をミラー Ml、対物レンズ 16および y方向移動部 219aと共に移動ステージ 19の X方向移動部 219bに設ける。これにより、光束がビームスプリッタ 221から外れてしまうのを防止できる。

[0074] このように、第 5の実施の形態においても、載置台 212に載置された培養容器 113 に対して顕微鏡筐体移動部 215を移動させることにより、観察位置を移動させることができる。そのため、第 4の実施の形態と同様の効果を奏することができる。加えて、標本からの光束を平行光束 225とすることにより、顕微鏡筐体を固定部 220と移動部 215とに分割して、移動部 215のみを載置台 212に対して移動させることが可能となる。そのため、移動ステージ 219で移動させるべき移動物の重量が軽くなり、より高速に移動を行わせることができる。また、移動'停止の際の振動の発生を低減することができる。

[0075] 第 6の実施の形態

図 12は本発明の第 6の実施の形態による顕微鏡装置を示す図であり、透過照明で観察を行う顕微鏡に関するものである。第 6の実施の形態においては、上述した第 3 の実施の形態と同様に、生物試料 Sを収めた試料室の環境状態を制御するとともに、顕微鏡を収納した筐体を恒温状態とする。なお、第 3の実施の形態では、試料室 1 0には一つの培養容器 14が収納された力図 12に示す第 6の実施の形態では、試料室 10内に 5つの培養容器 14A— 14Eがー列に並べて収納される。

[0076] なお、図 12の装置においても図 6に示したようなコントローラ 100，モニタ 101，指令部 102,ステージ制御装置 103を備えている力図示は省略した。また、試料室 10のジョイント部 55aおよび筐体 20のジョイント部 56aには配管 55および配管 56がそれぞれ接続され、配管 55, 56を介して図 6に示すのと同様の環境制御装置 50 (不図示 )が接続されている。

図 12では培養容器 14A— 14Eに隠れて見えなレ、が、図 6に示した試料室 10と同様に、底板 11には 5つの観察用窓が填め込まれており、その観察用窓上に培養容器 14A— 14Eが載置されている。なお、観察用窓としてガラスを設ける代わりに、その穴に培養容器を置いて窓と兼用しても良レ、。試料室 10の開閉蓋（上板） 12には、各観察用窓に対向する位置に 5つの透過照明装置 13A— 13Eが設けられている。

[0077] 一方、筐体 20内には、図 6の場合と同様に、ベース 111 ,移動ステージ 119，対物レンズ 116が設けられた顕微鏡筐体 115および撮像装置 117 (不図示）からなる顕微鏡が設けられている。なお、図 12では筐体 20の内部が分力、りやすいように、筐体 20 の前面 201を外した状態で示した。筐体 20の下部には、筐体 20の左右方向（X軸方向）に延びるガイド 90および送りネジ 91が設けられている。モータ 92は送りネジ 91を回転駆動する。モータ 92にはパルスモータやエンコーダ付 DCモータ等が用いられる。ガイド 90はベース 111に貫通して挿入されており、送りネジ 91はベース 111に貫通して螺合している。モータ 90により送りネジ 91を正転および逆転駆動すると、ベース 111はガイド 90に沿って左方向および右方向に移動する。モータ 90はステージ制御装置 103によって制御される。

[0078] 移動ステージ 119,対物レンズ 116,顕微鏡筐体 115および撮像装置 117の構成は、図 6に示したものと同様の構造を有している。移動ステージ 119には、移動ステージ 119を原点位置に位置決めするための検出器 41が、 X方向移動および y方向移動にそれぞれ設けられている。顕微鏡筐体 115には、検出器 41に対応して基準 40 が設けられている。また、筐体 20の底板部分には、ベース 111を各培養容器 14A 14Eの位置に位置決めするための検出器 93A 93Eが設けられている。一方、ベース 111には検出器 93A— 93Eに対する基準 94が設けられてレ、る。検出器 93A 93Eには検出器 41と同様にフォトインタラプタ等が用いられ、基準 94には基準 40と同様に遮光板が用いられる。

[0079] 第 6の実施の形態では、複数の培養容器 14A 14Eを観察する際、一つの顕微鏡を x方向に移動させて順に観察する。図 12に示す状態では、顕微鏡のベース 111 は培養容器 14Cの観察位置に位置決めされており、対物レンズ 116の観察ポイントは培養容器 14Cの中心位置に位置決めされる。そのときの位置決めは検出器 93Cと基準 94によって行われる。

この状態から隣の培養容器 14Bを観察する場合には、モータ 92により送りネジ 91を正転駆動する。検出器 93Bが基準 94を検出したならばモータ 92を停止して、ベース 111を検出器 93Bで設定される位置に位置決めする。その結果、対物レンズ 116の観察ポイントが培養容器 14Bの中心位置に位置決めされる。その後の、培養容器 14 B内の観察ポイントの移動は上述した実施の形態と同様である。

[0080] ところで、生物標本を長時間観察するような場合には、一定の時間間隔 (例えば、 1 5分間隔)で各標本を観察するのが一般的である。例えば、所定時間間隔毎に培養容器 14A, 14B, 14C, 14D, 14Eの順に観察する。第 6の実施の形態では、このような場合、容器間の移動はモータ 92および検出器 93B— 93Eを用いた粗動移動により素早ぐかつ、高精度に位置決めすることができる。さらに、所定時間間隔毎に繰り返し観察を行った場合でも、観察位置の再現性が非常に高い。

[0081] 第 6の実施の形態の変形例 1

上述した第 6の実施の形態では、複数の培養容器 14A— 14Eを一列に配設して、 1台の顕微鏡で観察する場合について説明した。図 13に示す変形例 1では、培養容器 14A— 14Cが円弧状に配設される場合について示した。図 13は顕微鏡装置を上方から見た平面図であり、培養容器 14A— 14Cが配設される載置台を省略して示した。なお、図 13に示す例では、上述したような試料室 10,筐体 20,環境制御装置 50 が図示されていないが、これらについては用途に応じて設けても良いし、設けなくても良い。

[0082] 顕微鏡筐体 152が固設された xyステージ 158は回転ステージ 159上に載置されている。そのため、回転ステージ 159によって、顕微鏡筐体 152が載置された xyステージ 158を軸 151を回転軸として回転することができる。顕微鏡筐体 152には対物レンズ 153および撮像装置 117力 S設けられてレ、る。 156A, 156B, 156Cは培養容器 14 A— 14Cに対応して設けられた検出器であり、円弧状に配設されている。一方、顕微鏡筐体 152には基準 155が設けられている。

[0083] なお、基準 155および検出器 156A— 156Cの構成は、上述した基準 40および検出器 41一 41Cの構成と同様である。変形例 1の場合も、顕微鏡筐体 152を回転して基準 155が検出器 156A— 156Cを横切る度に原点信号を発生する。変形例 1の場合、回転ステージ 159による回転移動で粗動移動が行われ、 xyステージ 158により微動移動が行われる。

[0084] 一第 6の実施の形態の変形例 2—

図 14 (a)は変形例 2による顕微鏡装置を示す平面図であり、顕微鏡装置の載置台 (不図示）には図 14 (b)に示すような培養容器 171が載置される。なお、図 14 (a)では載置台の記載を省略した。なお、変形例 2においても試料室 10，筐体 20，環境制御装置 50が図示されていなレ、が、これらについては用途に応じて設けても良いし、設けなくても良い。図 14 (b)に示すように、培養容器 171には標本を入れるためのゥエル 172が格子状に複数形成されている。このゥヱル 172の各々に標本が入れられる。顕微鏡装置のベース 160上には Xステージ 167が固設されており、 Xステージ 16 7の固定部 167Aに対して可動部 167Bが X方向に移動する。

[0085] 可動部 167Bは yステージの固定部を兼ねており、可動部 167Bには y方向に移動可能な y可動部 167Cが設けられてレ、る。 y可動部 167C上には顕微鏡筐体 161が固設されており、 y可動部 167Cは顕微鏡筐体 161を z方向に移動させる z移動機構を備えている。顕微鏡筐体 161には対物レンズ 162および撮像装置 117が設けられている。

[0086] Xステージ 167の固定部 167Aには複数の検出器 168が X方向に並んで設けられている。検出器 168の数は培養容器 171の X方向に関するゥエル 172の数と等しぐゥエル 172の X方向間隔と等しい間隔で配設されている。これらの検出器 168の基準として X基準 170xが可動部 167Bに設けられている。

[0087] 一方、可動部 167Bには、 y方向に並んだ検出器 166が複数設けられている。検出器 166の数は培養容器 171の y方向に関するゥエル 172の数と等しぐゥエル 172の y方向間隔と等しい間隔で配設されている。そして、検出器 166に対応する y基準 17 Oy力可動咅^ 67Cに設けられてレヽる。基準 170x、 170yおよび検出器 168， 166の構成は上述した基準 40および検出器 41一 41Cの構成と同様であり説明を省略する

[0088] 変形例 2の場合、検出器 168の原点信号を利用して可動部 167Bの X方向粗動移動、すなわち、 X方向のゥエル間移動を行わせる。そして、検出器 166の原点信号を利用して可動部 167Cの y方向粗動移動、すなわち、 y方向のゥエル間移動を行わせる。この場合も、ゥエル 172内における観察位置の変更の際には、パルス信号を利用して可動部 167Bおよび可動部 167Cを微動移動させる。

[0089] 上述した第 3 第 6の実施の形態では、検出器としてフォトインタラプタを用いて位置決めをする場合を例に説明した。しかし、これには限定されず、例えばクリック式位置決め機構のような機械式の位置決め装置を用いても良い。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。

[0090] 以上説明したように、第 3から第 6の実施の形態による顕微鏡装置においては、培養容器の下方から観察する観察光学系を移動して観察位置を変更するようにした。これにより標本 (生物試料）に環流用チューブや電位測定用パッチ等を付けた状態で、素早く観察光学系を移動して観察位置を変更しても、環流用チューブや電位測定用パッチが外れるとレ、う問題が生じなレ、。

[0091] 本出願は日本国特許出願 2003-156810号（2003年 6月 2日出願）および日本国特許出願 2003-171820号（2003年 6月 17日）を基礎として、その内容は引用文としてここに組み込まれる。

産業上の利用の可能性

[0092] 以上では、撮像装置によって生物試料を撮像する顕微鏡装置を例として説明した力接眼レンズ等を設けてユーザーが生物試料を直接観察することもできる。

Claims

請求の範囲

[1] 顕微鏡装置は、

標本用容器が載置される載置台と、

前記標本用容器内の標本を照明する照明装置と、

前記標本用容器の下方から前記標本を観察する観察光学系と、

前記標本の観察位置を変更するように、前記観察光学系の少なくとも一部を顕微鏡本体に対して前記観察光学系の光軸の略垂直方向に移動する駆動装置とを備え

前記載置台および前記照明装置は、前記顕微鏡本体に対して固定されている。

[2] 顕微鏡装置は、

標本用容器内の標本を観察する観察光学系と、

前記観察光学系を収納する密閉構造の筐体と、

前記標本用容器を載置する載置台を含み、前記標本用容器を出し入れする開閉蓋を有する気密構造の試料室と、

前記試料室の温度および湿度を制御するとともに、前記筐体内の温度を制御する環境制御部とを備える。

[3] 請求項 1に記載の顕微鏡装置は、

前記観察光学系を収納する密閉構造の筐体と、

前記載置台を含み、前記標本用容器を出し入れする開閉蓋を有する気密構造の試料室と、

前記試料室の温度および湿度を制御するとともに、前記筐体内の温度を制御する環境制御部とをさらに備える。

[4] 請求項 2または請求項 3に記載の顕微鏡装置において、

前記試料室が前記開閉蓋以外の面において前記筐体と結合することにより、前記筐体は密閉される。

[5] 請求項 2または請求項 3に記載の顕微鏡装置において、

前記筐体は、観察光路上に透明部材が設けられた面を有し、

前記試料室は、前記観察光路上に透明部材が設けられた面を有し、前記透明部材が設けられた前記筐体の面と、前記透明部材が設けられた前記試料室の面とが光学的に結合する。

[6] 請求項 4に記載の顕微鏡装置において、

前記筐体と結合し、前記筐体を密閉する前記試料室の前記面には、その全面または一部に前記標本を顕微鏡観察するための透明部が形成される。

[7] 請求項 2に記載の顕微鏡装置は、

前記開閉蓋に取り付けられ、前記標本を照明する照明装置をさらに備える。

[8] 請求項 2から請求項 7のいずれかに記載の顕微鏡装置において、

前記筐体の気密性は、前記試料室の気密性よりも低い。

[9] 請求項 2に記載の顕微鏡装置は、

前記筐体内に収納され、前記標本の観察位置を変更するように、前記観察光学系の少なくとも一部を顕微鏡本体に対して前記観察光学系の光軸の略垂直方向に移動する駆動装置をさらに備える。

[10] 請求項 9に記載の顕微鏡装置において、

前記観察光学系は、第 1対物レンズおよび第 2対物レンズから構成される無限遠光学系からなり、

前記第 1対物レンズは、前記筐体内に収納されるとともに、前記駆動装置によって移動され、

前記第 2対物レンズは、前記筐体外に配置され、

前記第 2対物レンズの口径は、前記第 1対物レンズが前記光軸に略垂直方向に移動した場合に、その移動量を許容する大きさを有する。

[11] 請求項 1に記載の顕微鏡装置は、

前記標本用容器を収める気密構造の試料室と、

前記試料室の温度および湿度を制御する環境制御部とをさらに備える。

[12] 請求項 1に記載の顕微鏡装置において、

前記観察光学系は、無限遠系対物レンズ、および前記対物レンズからの平行光束を観察像として結像する結像光学系を有し、

前記駆動装置は、前記対物レンズの有効視野内にある前記標本から平行光束の中心の光が前記結像光学系の入射瞳を通過するように、前記観察光学系の一部の移動範囲を制御する。

[13] 請求項 1 ,請求項 3，請求項 9，請求項 10のいずれかに記載の顕微鏡装置は、前記観察光学系を予め設定された基準位置に位置決めするように前記駆動装置を制御する制御装置をさらに備える。

[14] 請求項 1 ,請求項 3，請求項 9，請求項 10のいずれかに記載の顕微鏡装置は、前記駆動装置を制御する制御装置をさらに備え、

前記載置台には、複数の前記標本用容器を載置するための複数の載置部が形成され、

前記制御装置は、前記複数の載置部に対応して予め設定された複数の基準位置に前記観察光学系を位置決めするように、前記駆動装置を制御する。