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FOCUS STABILIZATION MECHANISM OF MICROSCOPE AND THE LIKE achieved

Patent code P02P000491
File No. A021P37
Posted date Jul 10, 2003
Application number P2001-225306
Publication number P2003-043373A
Patent number P4205321
Date of filing Jul 26, 2001
Date of publication of application Feb 13, 2003
Date of registration Oct 24, 2008
Inventor
  • (In Japanese)木下 一彦
  • (In Japanese)塩 育
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title FOCUS STABILIZATION MECHANISM OF MICROSCOPE AND THE LIKE achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical microscope of high stability which prevents a specimen from giving rise to defocus and movement (drift) of an object point (object) during observation by compensating the defocus in Z direction caused by thermal expansion of an optical microscope, etc.
SOLUTION: The focus stabilization mechanism of the microscope, etc., comprises, constituting the optical machine consisting of optical system sections fabricated to a type symmetrical with the optical axis in both of weights and shapes and peripheral sections having a sample positioning mechanism, by combining respective components which has nearly zero for the dependence on temperature.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


公知の顕微鏡は、一般に、複数の異なる対物レンズを受容する対物レンズ回転交換器(レボルバ)を装備している。回転交換器の回転によって、所望の対物レンズを顕微鏡の光路内へ旋回する。対物レンズのフォーカシングは、顕微鏡対物レンズの光軸に沿ってステージを移動することによって行う。このような顕微鏡本体は周囲の環境温度が上昇することにより膨張するということが、実際上良く知られている。この膨張により、顕微鏡の極めて小さい焦点深度範囲(μの範囲)に基づいて、プレパラートを含むステージと顕微鏡対物レンズとの間の距離の変化が起こり、例えば常温時に一度調整した合焦位置(状態)が失われるという望ましくない効果が生ずる。



例えば、従来の光学測定機、光学顕微鏡の心臓部である対物レンズには約1μm/°Cの温度依存性があり、またこの保持部金物も光軸に対して非対称で温度依存性があった。試料位置決め装置のステージ部も重量的、形状においても光軸に対して非対称性が著しくバランスを欠いており温度変化に対して焦点が不安定となり、また物点(対象物)の移動(ドリフト)を起こしていた。
このため室内の温度を制御しても0.1°Cの温度変化は避けられず、対物レンズ温度依存性を仮に1.0μm/1°Cとすると0.1°Cの変化で100nmの移動量となり、この結果焦点がボケで分子位置の計測や分子運動量の計測等に応えられないのが現状である。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、光学機器、光学測定機、光学顕微鏡等のフォーカス安定性機構に関するものである。特に光学顕微鏡等ではピントがずれたり、周囲の温度等の影響で光学顕微鏡が微小に変位し物点(対象物)がずれたりする(いわゆるドリフト現象)ことがあるが、本発明はこうしたピントのズレやドリフト現象によって物点が移動することなく、常に安定して試料を観察できる顕微鏡等のフォーカス安定性機構に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
固定基盤上に補正筒を固定し、さらに前記補正筒に対物レンズを固定して構成した光学系部と、前記固定基盤上に前記光学系部を取り囲むように配置され、かつ光軸に重量、形状ともに対称に構成されたX、Y軸ステージおよびZ軸微動ステージとを有している顕微鏡であって、前記光学系部と、前記X、Y、Z軸ステージは、それぞれの温度依存性の総和が等しく、かつ釣り合い長さを等しく構成したことを特徴とする顕微鏡のフォーカス安定性機構。

【請求項2】
 
前記光学系部と、前記X、Y、Z軸ステージのそれぞれの部材が、線膨張係数が3×10-6以下である材質を組み合わせて構成したことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡のフォーカス安定性機構。

【請求項3】
 
固定基盤上に配置されたZ軸微動ステージに補正筒を固定し、さらに前記補正筒に対物レンズを固定して構成した光学系部と、前記固定基盤上に補正柱を介して前記光学系部を取り囲むように配置され、かつ光軸に重量、形状ともに対称に構成されたX、Y軸ステージとを有している顕微鏡であって、前記Z軸微動ステージおよび前記光学系部と、前記補正柱およびX、Y軸ステージとは、それぞれの温度依存性の総和が等しく、かつ釣り合い長さを等しく構成したことを特徴とする顕微鏡のフォーカス安定性機構。

【請求項4】
 
前記X、Y軸ステージは、前記補正柱に取り付けたステージ固定板上に取り付けられていることを特徴とする請求項3に記載の顕微鏡のフォーカス安定性機構。

【請求項5】
 
前記Z軸微動ステージおよび前記光学系部と、前記補正柱およびX、Y軸ステージのそれぞれの部材が、線膨張係数が3×10-6以下である材質を組み合わせて構成したことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の顕微鏡のフォーカス安定性機構。

【請求項6】
 
前記光学系部と、前記ステージの、何れかのコンポーネントには線膨張係数が3×10-6以下であるインバーを使用することを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の顕微鏡のフォーカス安定性機構。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2001225306thum.jpg
State of application right Registered
License status (In Japanese)通常実施権[C01-06]
Reference ( R and D project ) CREST Protein Structure and Functional Mechanisms -Toward Creation of Innovative Medicines, Diagnosis, and Material Production Based on Functional Mechanisms of Proteins- AREA
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