特許 6525296 対物レンズユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6525296

(24)【登録日】2019年5月17日

(45)【発行日】2019年6月5日

(54)【発明の名称】対物レンズユニット

(51)【国際特許分類】

   G02B 21/00 20060101AFI20190527BHJP

   G02B 21/02 20060101ALI20190527BHJP

   G01N 21/64 20060101ALN20190527BHJP

【ＦＩ】

   G02B21/00

   G02B21/02 Z

   !G01N21/64 Z

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-127506(P2018-127506)

(22)【出願日】2018年7月4日

(62)【分割の表示】特願2016-99336(P2016-99336)の分割

【原出願日】2016年5月18日

(65)【公開番号】特開2018-159954(P2018-159954A)

(43)【公開日】2018年10月11日

【審査請求日】2018年7月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】中村 剛

【審査官】 岡田 弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１４１３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８６５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−４４７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１６２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４３７６５７０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００８７７４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ １９／００−２１／００

Ｇ０２Ｂ ２１／０６−２１／３６

Ｇ０１Ｎ ２１／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

倒立型液浸顕微鏡用の対物レンズユニットであって、
最も観察対象側のレンズ面端部に開口部が配置され、当該対物レンズユニット外部に繋がるパイプ状の第１液路と、
前記第１液路と独立して設けられ、前記レンズ面端部の前記第１液路の開口部と隣接した位置に開口部が配置された、対物レンズユニット外部に繋がるパイプ状の第２液路と、
を備え、
前記レンズ面端部には、周方向の一部に窪みが局在形成されており、
前記第１液路及び前記第２液路の２つの開口部が、前記窪みに配置されていることを特徴とする対物レンズユニット。

【請求項2】

前記レンズ面が平坦面であって、前記窪みが、当該レンズ面端部における前記周方向の一部に局在形成された面取り部であることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニット。

【請求項3】

前記レンズ面を開口から露出させて前記最も観察対象側のレンズを収容するカバーにおける前記開口の内壁面と、前記窪みと、で区画された空間が、前記２つの開口の収容部となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の対物レンズユニット。

【請求項4】

前記最も観察対象側のレンズは、観察対象側の面の中央部が窪んだメニスカスレンズと、前記中央部の窪みに小型の平凸レンズが嵌合された接合レンズであり、
前記２つの開口部は、前記小型の平凸レンズにかからない位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の対物レンズユニット。

【請求項5】

前記第１液路と前記第２液路とは、前記レンズ面より観察対象側に突出していないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の対物レンズユニット。

【請求項6】

前記最も観察対象側のレンズは、前記第１液路と前記第２液路を収めるための溝が形成されたカバーに収容されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の対物レンズユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

液浸顕微鏡用の対物レンズを備えた対物レンズユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、対物レンズの開口数を大きくして分解能を高めるために、最も観察対象側のレンズ面を水や油等といった屈折率の高い浸漬用液体に浸漬させる液浸顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

図１１は、液浸顕微鏡の従来例を示す模式図である。この図１１には、いわゆる倒立型の液浸顕微鏡５が、主に対物レンズユニット５１に注目して示されている。

【0004】

図１１に示されている液浸顕微鏡５では、観察対象の試料が収容され、底壁が透明となったトレイ５２の下方に対物レンズユニット５１が配置されている。試料は、トレイ５２における透明な底壁越しに対物レンズユニット５１によって観察される。そして、対物レンズユニット５１の対物レンズ部５１０における、最も観察対象側のレンズ面５１０ａが浸漬用液体５２０に浸漬される。

【0005】

対物レンズユニット５１には、上記のレンズ面５１０ａに浸漬用液体５２０を供給するためのノズル５３０が設けられている。そして、液浸顕微鏡５が、ポンプ５３を備えている。このポンプ５３によってノズル５３０を介して浸漬用液体５２０が上記のレンズ面５１０ａに供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４４４３８３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一般に、液浸顕微鏡は、浸漬用液体を間欠的に供給するため、給液を行なっていない期間が生じる。この期間に、外気に接しているノズル５３０の先端部分において浸漬用液体５２０が蒸発して空気が入り込み、次の給液開始の際に、浸漬用液体に気泡が混入する場合がある。

【0008】

このように気泡が混入した浸漬用液体５２０にレンズ面５１０ａが浸漬されると、その混入した気泡が観察の妨げになる恐れがある。したがって、浸漬用液体に混入した気泡は取り除く必要があるが、そのためには、浸漬用液体５２０をノズル５３０からさらに供給して、気泡の含まれていない浸漬用液体５２０で気泡をレンズ面５１０ａ外部に追い出さなければならない。この結果、浸漬用液体５２０が多量に消費され、浸漬用液体５２０を貯蔵するタンクへの補給回数が増加してしまい、観察のスループットが低下する。

【0009】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、混入した気泡を取り除く際の浸漬用液体の消費量を削減することができる対物レンズユニット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】

【0010】

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様である対物レンズユニットは、倒立型液浸顕微鏡用の対物レンズユニットであって、最も観察対象側のレンズ面端部に開口部が配置され、当該対物レンズユニット外部に繋がるパイプ状の第１液路と、前記第１液路と独立して設けられ、前記レンズ面端部の前記第１液路の開口部と隣接した位置に開口部が配置された、対物レンズユニット外部に繋がるパイプ状の第２液路と、を備え、前記レンズ面端部には、周方向の一部に窪みが局在形成されており、前記第１液路及び前記第２液路の２つの開口部が、前記窪みに配置されていることを特徴とする。
ここで、前記レンズ面が平坦面であって、前記窪みが、当該レンズ面端部における前記周方向の一部に局在形成された面取り部であってもよい。
また、前記レンズ面を開口から露出させて前記最も観察対象側のレンズを収容するカバーにおける前記開口の内壁面と、前記窪みと、で区画された空間が、前記２つの開口の収容部となっていてもよい。
また、前記最も観察対象側のレンズは、観察対象側の面の中央部が窪んだメニスカスレンズと、前記中央部の窪みに小型の平凸レンズが嵌合された接合レンズであり、前記２つの開口部は、前記小型の平凸レンズにかからない位置に配置されていてもよい。
また、前記第１液路と前記第２液路とは、前記レンズ面より観察対象側に突出していないことが好ましい。
また、前記最も観察対象側のレンズは、前記第１液路と前記第２液路を収めるための溝が形成されたカバーに収容されていてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、混入した気泡を取り除く際の浸漬用液体の消費量を削減することができる対物レンズユニットが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態にかかる液浸顕微鏡を示す模式図である。

【図2】図１に示されている液浸顕微鏡の対物レンズユニットを示す斜視図である。

【図3】図２に示されている対物レンズユニットの上面図及び断面図である。

【図4】図１〜図３に示されている対物レンズを示す斜視図である。

【図5】対物レンズに、液体供給路と液体排出路とが取り付けられた様子を、トップレンズの周辺に注目して示す図である。

【図6】トップレンズのレンズ面に対して浸漬用液体の供給が行われる様子を示す模式図である。

【図7】図１に示されている対物レンズユニットを、観察対象の細胞が内部で培養されるトレイとともに示す図である。

【図8】図７（Ｂ）中の領域Ａｒ１の拡大図である。

【図9】対物レンズにおけるトップレンズの第１の別例を示す図である。

【図10】対物レンズにおけるトップレンズの第２の別例を示す図である。

【図11】液浸顕微鏡の従来例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる液浸顕微鏡を示す模式図である。この図１に示されている液浸顕微鏡１は、いわゆる倒立型の液浸顕微鏡で、観察対象としての細胞の蛍光観察に用いられる。

【0014】

液浸顕微鏡１では、観察対象の細胞が内部で培養される、底壁が透明となったトレイ１２の下方に対物レンズユニット１１が配置されている。観察対象の細胞は、トレイ１２における透明な底壁越しに対物レンズユニット１１によって観察される。詳細については後述するが、この対物レンズユニット１１の対物レンズ部１１０における、最も観察対象側のレンズ面１１１ａ−１が浸漬用液体に浸漬される。ここでは特定しないが、浸漬用液体としては、水や油等、屈折率の高い液体が利用される。

【0015】

また、液浸顕微鏡１は、供給ポンプ１３ａと、排出ポンプ１３ｂと、これらのポンプ１３ａ，１３ｂの動作を制御する制御部１４と、を備えている。供給ポンプ１３ａは、対物レンズユニット１１へと浸漬用液体を供給するポンプであり、排出ポンプ１３ｂは、対物レンズユニット１１から浸漬用液体を排出するポンプである。

【0016】

供給ポンプ１３ａの送出口１３ａ−１は、対物レンズユニット１１における浸漬用液体の流入口１１ａに供給用ホース１３ｃで繋がれている。また、排出ポンプ１３ｂにおける浸漬用液体の流入口１３ｂ−１は、対物レンズユニット１１における浸漬用液体の排出口１１ｂに排出用ホース１３ｄで繋がれている。更に、液浸顕微鏡１は、モータ駆動により対物レンズユニット１１をトレイ１２に対して上下方向Ｄ１に接離させるレンズ移動機構１５を備えている。

【0017】

ここで、本実施形態では、液浸顕微鏡１として、観察対象の細胞からの蛍光のうち対物レンズ部１１０の焦点面からの光だけを選択して顕微鏡像をつくる共焦点顕微鏡が採用されている。液浸顕微鏡１は、共焦点顕微鏡としての光学系や、観察対象の細胞を照らして蛍光を生じさせる励起光源や、蛍光を受光して画像信号を生成する撮像素子等も備えているが、ここでは図示及び説明を割愛する。

【0018】

図２は、図１に示されている液浸顕微鏡の対物レンズユニットを示す斜視図である。また、図３は、図２に示されている対物レンズユニットの上面図及び断面図である。図３（Ａ）には、対物レンズユニット１１を図２中のＶ１方向から見た上面図が示されており、図３（Ｂ）には、図３（Ａ）中のＡ１−Ａ１断面の模式的な断面図が示されている。

【0019】

対物レンズユニット１１は、対物レンズ部１１０を備えている。対物レンズ部１１０は、内部にレンズ群１１１を収容する円筒状で金属製のカバー１１２を備えている。尚、図３（Ｂ）では、レンズ群１１１のうち最も観察対象側のレンズ（以下、トップレンズと呼ぶ）１１１ａ以外のレンズについては図示を割愛している。カバー１１２は、観察対象側が円錐状のキャップになっており、その先端に開口１１２ａが設けられている。

【0020】

また、対物レンズユニット１１は、液体供給路１２０と、液体排出路１３０と、リング型ベース１４０と、を備えている。液体供給路１２０は、トップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１に浸漬用液体を供給するための流路である。また、液体排出路１３０は、液体供給路１２０の供給口１２１から流出する浸漬用液体を、流出開始時にレンズ面１１１ａ−１における次のような光学範囲１１１ａ−２に至る前に同時に吸引して排出するための流路である。

【0021】

即ち、ここにいう光学範囲１１１ａ−２は、レンズ面１１１ａ−１の中央部にあって、顕微鏡象として結象する観察対象の細胞からの観察光が通過する光学上の範囲である。トップレンズ１１１ａと、レンズ面１１１ａ−１における光学範囲１１１ａ−２と、については後でもう一度説明する。

【0022】

液体排出路１３０は、液体供給路１２０の供給口１２１から流出する浸漬用液体を、流出開始時に光学範囲１１１ａ−２に至る前に同時に吸引して排出するために、供給口１２１に隣接して吸引口１３１が配置されるように設けられている。液体供給路１２０と液体排出路１３０とのそれぞれが、内部に浸漬用液体を通すパイプとなっている。

【0023】

本実施形態の液浸顕微鏡１では、このような対物レンズユニット１１を備えているため、浸漬用液体の流出開始時において、供給口１２１からの流出と同時に隣接する吸引口１３１で吸引することができる。このため、流出開始時に気泡が混入していても、気泡混入浸漬用液体が拡散する前に即座に除去することができる。その後、吸引を停止すれば、気泡の混入していない浸漬用液体でレンズ面１１１ａ−ａを覆うことができる。このとき、無駄に消費される浸漬用液体は、気泡混入の可能性がある流出開始時の浸漬用液体のみであるため、混入した気泡を取り除く際の浸漬用液体の消費量を削減することができる。

【0024】

リング型ベース１４０は、対物レンズ部１１０の外周に取り付けられており、このリング型ベース１４０の内周近傍に、浸漬用液体の流入口１１ａと排出口１１ｂとが設けられている。液体供給路１２０における供給口１２１とは反対側、及び、液体排出路１３０における吸引口１３１とは反対側が、リング型ベース１４０の内部を通って各々流入口１１ａ及び排出口１１ｂに接続されている。供給ポンプ１３ａによって供給用ホース１３ｃを介して流入口１１ａに送り込まれる浸漬用液体が、液体供給路１２０の内部を通って供給口１２１から対物レンズ部１１０のレンズ面１１０ａ−１に供給されるようになっている。

【0025】

また、リング型ベース１４０には、不図示のヒータ等の加熱装置が組み込まれている。トレイ１２では細胞が約３７℃の培養環境で培養される。リング型ベース１４０の加熱装置により、対物レンズ部１１０や浸漬用液体の温度が、培養環境に適する約３７℃に保たれる。これにより、細胞観察時の温度変化に起因する観察画像の揺らぎを最小限に抑えることができる。ただし、加熱装置は省いてもよい。

【0026】

図４は、図１〜図３に示されている対物レンズを示す斜視図である。尚、この図４には、対物レンズ部１１０を構成するトップレンズ１１１ａが、対物レンズ部１１０とともに示されている。

【0027】

本実施形態では、トップレンズ１１１ａは、観察対象側の面の中央部が凹んだメニスカスレンズ１１１ｂのその中央部の凹みに小型の平凸レンズである小レンズ１１１ｃが嵌合された接合レンズとなっている。そして、小レンズ１１１ｃの観察対象側の円形状の平面が、トップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１において顕微鏡象として結象する観察対象からの観察光が通過する光学範囲１１１ａ−２となっている。このような接合レンズとしてのトップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１は、以下に説明する面取り部１１１ａ−３を除いて平面状に形成されている。

【0028】

本実施形態では、このようなトップレンズ１１１ａを含む対物レンズ部１１０のレンズ群１１１の各レンズが、何れもガラスで形成されている。なお、トップレンズ１１１ａが単レンズで形成されている場合も、顕微鏡象として結象する観察対象からの観察光が通過する範囲を光学範囲と称するものとする。

【0029】

トップレンズ１１１ａでは、レンズ面１１１ａ−１の外周の一部に窪みである面取り部１１１ａ−３が形成されている。この面取り部１１１ａ−３は、レンズ面１１１ａ−１の光学範囲１１１ａ−２をなす小レンズ１１１ｃに掛からないように形成されている。

【0030】

対物レンズ部１１０のカバー１１２の外表面には、液体供給路１２０と液体排出路１３０とをまとめて内側に収容する１本の溝１１２ｂが、観察対象側の円錐状のキャップの部分における裾から先端の開口１１２ａまで直線状に延びている。先端の開口１１２ａの縁１１２ａ−１は、トップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１を囲む円環状の平面となっている。カバー１１２の外表面の溝１１２ｂは、観察対象側の端部が、開口１１２ａの内側へと連通しており、円環状の縁１１２ａ−１は溝１１２ｂと繋がる部分で切り欠かれている。

【0031】

対物レンズ部１１０では、トップレンズ１１１ａは、上記の面取り部１１１ａ−３が、円環状の縁１１２ａ−１において溝１１２ｂと繋がって切り欠かれた部分と対向するようにカバー１１２に収容されている。また、トップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１と開口１１２ａの縁１１２ａ−１とは面一となっている。

【0032】

このような対物レンズに、液体供給路１２０と液体排出路１３０とが次のように取り付けられている。

【0033】

図５は、対物レンズに、液体供給路と液体排出路とが取り付けられた様子を、トップレンズの周辺に注目して示す図である。図５（Ａ）には、トップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１を見た平面図が示され、図５（Ｂ）には、図５（Ａ）中のＡ２−Ａ２断面を示す図が示されている。

【0034】

液体供給路１２０と液体排出路１３０とは、カバー１１２に設けられた溝１１２ｂの内側に収められる。そして、液体供給路１２０の供給口１２１は、カバー１１２の開口１１２ａの縁１１２ａ−１の切欠き部分から、トップレンズ１１１ａの面取り部１１１ａ−３の上部に若干掛かる位置まで突出している。つまり、液体供給路１２０の供給口１２１は、トップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１の外周よりも、観察光が通る光学範囲１１１ａ−２寄りに位置している。そして、液体排出路１３０の吸引口１３１は、この液体供給路１２０の供給口１２１の近傍に配置され、トップレンズ１１１ａの面取り部１１１ａ−３の上部に若干掛かる位置まで供給口１２１と一緒に突出している。液体排出路１３０の吸引口１３１も、トップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１の外周よりも光学範囲１１１ａ−２寄りに位置している。

【0035】

また、トップレンズ１１１ａの面取り部１１１ａ−３は、その上部に掛かる供給口１２１や吸引口１３１を、光学範囲１１１ａ−２を含むレンズ面１１１ａ−１よりも観察対象側に突出させないように形成されている。即ち、トップレンズ１１１ａの面取り部１１１ａ−３と、カバー１１２の開口１１２ａの内壁面とで区画されてレンズ面１１１ａ−１から凹んだ空間が、供給口１２１や吸引口１３１の収容部となっている。

【0036】

液体供給路１２０における供給口１２１とは反対側、及び液体排出路１３０における吸引口１３１とは反対側は、カバー１１２の溝１１２ｂから出て、図２や図３に示されているように二股に分かれてリング型ベース１４０へと向かい、その内部を通って流入口１１ａ及び排出口１１ｂに接続されている。

【0037】

ここで、本実施形態では、図１に示されている制御部１４の制御下での供給ポンプ１３ａと排出ポンプ１３ｂとの動作により、トップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１に対する浸漬用液体の供給が次のように行われる。

【0038】

図６は、トップレンズのレンズ面に対して浸漬用液体の供給が行われる様子を示す模式図である。図６（Ａ）には、レンズ面１１１ａ−１に対する浸漬用液体の供給の初期段階の様子が模式的に示され、図６（Ｂ）には、浸漬用液体によってレンズ面１１１ａ−１の略全域が浸漬された様子が模式的に示されている。

【0039】

図６（Ａ）に示されているように、前回の液浸顕微鏡１の使用終了からある程度の時間が経過した後の浸漬用液体の供給では、その初期段階に液体供給路１２０の供給口１２１から気泡Ｂｏが混入した浸漬用液体が流出する場合がある。これは、不使用時における液体供給路１２０の内部の乾燥等に起因する。このように気泡Ｂｏが混入した浸漬用液体にレンズ面１１１ａ−１で観察光が通過する光学範囲１１１ａ−２が浸漬されると、その混入した気泡Ｂｏが観察の妨げになる恐れがある。

【0040】

そこで、本実施形態では、図１に示されている制御部１４が、浸漬用液体の供給開始から次のような時間に亘って、浸漬用液体の供給と排出とが同時に行われるように供給ポンプ１３ａと排出ポンプ１３ｂとの動作を制御する。これにより、初期段階では、液体供給路１２０の供給口１２１を流出した浸漬用液体が、トップレンズ１１１ａの面取り部１１３ａ−１を超える前に、矢印Ｄ２が示すように液体排出路１３０の吸引口１３１で吸引されて排出される。即ち、この段階では、液体供給路１２０の供給口１２１を流出した浸漬用液体が、トップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１における光学範囲１１１ａ−２に至る前に排出される。これにより、供給口１２１を流出した浸漬用液体に気泡Ｂｏが混入していたとしても、そのような浸漬用液体による光学範囲１１１ａ−２の浸漬が回避される。また、本実施形態では、このように浸漬用液体の供給と排出とが同時に行われる期間として、余裕をみて、浸漬用液体の供給開始から、液体供給路１２０の略全長分の浸漬用液体の排出に要する時間が採用されている。

【0041】

このような時間に亘って浸漬用液体の供給と排出とが同時に行われた後、制御部１４の制御の下、排出ポンプ１３ｂが止められて供給ポンプ１３ａの動作による浸漬用液体の供給が行われる。これにより、図６（Ｂ）に矢印Ｄ３で示されているように、気泡のない浸漬用液体１５０によって光学範囲１１１ａ−２を含むレンズ面１１１ａ−１の略全域が浸漬されることとなる。

【0042】

ここで、レンズ面１１１ａ−１を囲むカバー１１２の円環状の平面をなす開口１１２ａの縁１１２ａ−１は、平面状のレンズ面１１１ａ−１と略面一となっている。このとき、金属製のカバー１１２における開口１１２ａの縁１１２ａ−１は、ガラス製のトップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１に比べて浸漬用液体１５０の接触角が大きく、即ち、浸漬用液体１５０に対する親和性が小さい。このため、図６（Ｂ）に矢印Ｄ３で示されているように広がる浸漬用液体１５０は、カバー１１２における開口１１２ａの縁１１２ａ−１に達するとそこで弾かれて縁１１２ａ−１へとこぼれ出ることがない。このようにしてレンズ面１１１ａ−１に留められた状態で浸漬用液体１５０がレンズ面１１１ａ−１の全域に行き渡ると制御部１４が供給ポンプ１３ａを停止させる。

【0043】

図１に示されているように、対物レンズ部１１０の上方には、観察対象の細胞が内部で培養されるトレイ１２が配置される。

【0044】

図７は、図１に示されている対物レンズユニットを、観察対象の細胞が内部で培養されるトレイとともに示す図である。図７（Ａ）には、対物レンズユニット１１及びトレイ１２を、トレイ１２側から見た上面図が示されており、図７（Ｂ）には、図７（Ａ）中のＡ３−Ａ３断面の模式的な断面図が示されている。また、図８は、図７（Ｂ）中の領域Ａｒ１の拡大図である。

【0045】

図７に示されているように、本実施形態では、トレイ１２として、複数のウェル１２１が二次元的に配列されたマルチウェルプレートが採用されている。各ウェル１２１の内部で観察対象の細胞が培養され、透明な底壁１２２越しに、対物レンズユニット１１の対物レンズ部１１０による観察が行われる。また、トレイ１２における対物レンズユニット１１側（裏面側）には、トレイ１２の外周を囲う段差壁１２３が立設されている。この段差壁１２３で囲うことでトレイ１２の裏面側での温度や湿度等といった培養環境の変動が抑えられている。

【0046】

このようなトレイ１２に対して、対物レンズユニット１１は、レンズ移動機構１５によって光軸方向に相対移動され、また、不図示の移動機構によって光軸方向と交差する方向に相対移動される。光軸方向に相対移動では、対物レンズ部１１０におけるトップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１と、トレイ１２の底壁との間隔ｄ１が略０．２〜０．３ｍｍに制御される。上記のように供給される浸漬用液体１５０は、この微小な隙間に、毛管現象によって行き渡る。そして、この浸漬用液体１５０を介してトレイ１２内の観察対象の細胞の観察が行われる。

【0047】

次に、対物レンズ部１１０におけるトップレンズの別例について、２例挙げて説明する。

【0048】

図９は、対物レンズにおけるトップレンズの第１の別例を示す図である。尚、この図９では、トップレンズ２１１以外の構成要素については、図４に示されている構成要素と同等である。図９では、これら同等な構成要素に、図４と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を割愛する。この点は、トップレンズの第１の別例を示す後述の図１０についても同様である。

【0049】

図９に示されている別例のトップレンズ２１１も、図４に示されているトップレンズ１１１ａと同様にメニスカスレンズと小レンズとからなる接合レンズである。ただし、この別例のトップレンズ２１１では、レンズ面２１１ａの外周の全周に亘って面取り部２１１−１が形成されている。この別例では、全周に亘る面取り部２１１−１と、カバー１１２の開口１１２ａの内壁面とで区画されてレンズ面２１１ａから凹んだ空間が、カバー１２２の溝１１２ｂから突出した供給口１２１や吸引口１３１の収容部となる。

【0050】

図１０は、対物レンズにおけるトップレンズの第２の別例を示す図である。

【0051】

図１０に示されている別例のトップレンズ３１１も、図４に示されているトップレンズ１１１ａと同様にメニスカスレンズと小レンズとからなる接合レンズである。ただし、この別例のトップレンズ３１１では、レンズ面３１１ａの外周のうち、カバー１２２の溝１１２ｂの、開口１１２ａ側の端部に対応する位置に次のような窪み部３１１−１が形成されている。この窪み部３１１−１は、カバー１２２の溝１１２ｂと同幅で、溝１１２ｂの開口１１２ａ側の端部へと向かって、レンズ面３１１ａからの深さが漸増した形状を有している。この別例では、窪み部３１１−１の内側の空間そのものが、カバー１２２の溝１１２ｂから突出した供給口１２１や吸引口１３１の収容部となる。

【0052】

これら２つの別例も含めて、本実施形態の液浸顕微鏡１及び対物レンズユニット１１では、液体供給路１２０の供給口１２１の近傍に吸引口１３１が配置された液体排出路１３０が設けられている。この液体排出路１３０は、液体供給路１２０の供給口１２１から流出する浸漬用液体を、トップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１において顕微鏡象として結象する観察光が通過する光学範囲１１１ａ−２に至る前に吸引して排出するための流路である。本実施形態では、制御部１４での制御の下、液体供給路１２０から気泡Ｂｏが混入した浸漬用液体が流出し切るまで、その浸漬用液体が上記の光学範囲１１１ａ−２に至る前に吸引されて排出される。これにより、気泡Ｂｏの混入を抑えてトップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１を浸漬用液体に浸漬させることができる。

【0053】

ここで、本実施形態では、液体供給路１２０の供給口１２１から流出した浸漬用液体は、ガラス製のレンズ面１１１ａ−１よりも浸漬用液体に対する親和性が小さい金属製のカバー１１２の縁１１２ａ−１によって弾かれる。これにより、浸漬用液体は、外側に漏れることなくレンズ面１１１ａ−１を浸漬する。このように、本実施形態によれば、浸漬用液体がレンズ面１１１ａ−１に直に供給されるので、その供給量を必要最小限に抑えることができる。

【0054】

また、本実施形態では、液体供給路１２０の供給口１２１と液体排出路１３０の吸引口１３１とがトップレンズ１１１ａのレンズ面１１１ａ−１における光学範囲１１１ａ−２よりも観察対象側に突出しない。このため、トレイ１２との干渉を抑えて光学範囲１１１ａ−２を観察対象へと上述した微小な間隔にまで近づけることができる。これにより、光軸方向について深い観察深度、つまり光軸方向について広い観察範囲での観察を行うことができる。

【0055】

ここで、一般的に、液浸顕微鏡用の対物レンズは開口数が大きく、大きな発散角（回折角）を持った観察光を最も観察対象側のレンズへと観察対象から入射させることができる。本実施形態では、トップレンズ１１１ａとして上述した接合レンズが採用されている。このため、観察対象から入射する発散角の大きな観察光が、小レンズ１１１ｃとメニスカスレンズ１１１ｂとで段階的に曲げられる。これにより、対物レンズ部１１０での収差が抑えられる。そして、液体供給路１２０の供給口１２１及び液体排出路１３０の吸引口１３１を収容する収容部をなす面取り部１１１ａ−３が、接合レンズの中央の小レンズ１１１ｃに掛からないように設けられている。その結果、接合レンズの採用による収差の抑制を妨げないように、供給口１２１や吸引口１３１が収容されている。

【0056】

また、本実施形態では、液体供給路１２０及び液体排出路１３０についても対物レンズ部１１０におけるカバー１１２の外表面に設けられた溝１１２ｂの内側に収められる。これにより、対物レンズ１２０自体について、図７や図８に示されているトレイ１２の裏面側で培養環境を安定させるために立設されている段差壁１２３等といった周辺物との干渉を抑えて、光軸と交差する水平方向への移動範囲を広くとってこの方向について広い観察範囲での観察を行うことができる。

【0057】

また、本実施形態では、浸漬用液体の供給開始の段階で、液体供給路１２０の略全長分の浸漬用液体の排出が行われる。これにより、供給開始の段階で液体供給路１２０の内部における気泡Ｂｏの量に関わらず、液体供給路１２０から気泡Ｂｏが混入した浸漬用液体が流出し切るまで排出させることができる。

【0058】

尚、以上に説明した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明のケーブル接合体や超音波接合装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

【0059】

例えば、上述した実施形態では、本発明にいう液浸顕微鏡の一例として、倒立型の共焦点顕微鏡としての液浸顕微鏡１が例示されている。しかしながら、本発明にいう液浸顕微鏡はこれに限るものではなく、液浸顕微鏡であればその具体的な態様を問うものではない。

【0060】

また、上述した実施形態では、本発明にいう対物レンズユニットの一例として、加熱装置が組み込まれたリング状ベース１４０が設けられた対物レンズユニット１１が例示されている。しかしながら、本発明にいう対物レンズユニットは、液浸顕微鏡用の対物レンズを備えたものであれば、その具体的な態様を問うものではない。

【0061】

また、上述した実施形態では、本発明にいう第１液路や第２液路の一例として、１本の液体供給路１２０と１本の液体排出路１３０とが例示されている。しかしながら本発明にいう第１液路や第２液路はこれに限るものではない。例えば複数本の液体供給路で浸漬用液体を供給し、１本の液体排出路で浸漬用液体を吸引、排出するもの等であってもよい。あるいは、複数本の液体供給路で浸漬用液体を供給し、複数本の液体排出路で浸漬用液体を吸引、排出するもの等であってもよい。本発明にいう第１液路や第２液路は、各液路の開口部が隣接して配置されるのであれば、その具体的な態様を問うものではない。

【0062】

また、上述した実施形態では、本発明にいう「最も観察対象側のレンズ面」の一例として、接合レンズとしてのトップレンズ１１１ａ，２１１，３１１のレンズ面１１１ａ−１，２１１ａ，３１１ａが例示されている。しかしながら、本発明にいう「最も観察対象側のレンズ面」は、これに限るものではなく、単レンズのレンズ面等であってもよく、その具体的な態様を問うものではない。

【0063】

また、上述した実施形態では、本発明にいう開口部が配置される窪みの一例として、次のような３例が例示されている。まず、図４に示されているように、レンズ面１１１ａ−１の外周の一部に設けられた面取り部１１１ａ−３が例示されている。また、図９に示されているように、レンズ面２１１ａの外周の全周に亘って設けられた面取り部２１１−１が例示されている。図１０に示されているように、レンズ面１１１ａ−１の外周の一部に設けられた窪み部３１１−１が例示されている。しかしながら、本発明にいう開口部が配置される窪みは、これらに限るものではなく、窪み自体、あるいはその一部をなすレンズの部分形状について、その具体的な態様を問うものではない。

【0064】

また、上述した実施形態では、本発明にいう溝の一例として、液体供給路１２０と液体排出路１３０とをまとめて内側に収容する１本の溝１１２ｂが例示されている。しかしながら、本発明にいう溝はこれに限るものではなく、例えばカバーの開口近傍に合流する２本の溝等であってもよく、その本数や形状等について具体的な態様を問うものではない。

【符号の説明】

【0065】

１ 液浸顕微鏡
１１ 対物レンズユニット
１１０ 対物レンズ
１１１ レンズ群
１１１ａ，２１１，３１１ トップレンズ
１１１ａ−１，２１１ａ，３１１ａ レンズ面
１１１ａ−３，２１１−１ 面取り部
１１２ カバー
１１２ａ 開口
１１２ａ−１ 縁
１１２ｂ 溝
１２０ 液体供給路
１２１ 供給口
１３０ 液体排出路
１３１ 吸引口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】