專利名稱：熒光顯微鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熒光顯微鏡。
相關(guān)技術(shù)觀測其上的標(biāo)本所發(fā)熒光的熒光顯微鏡被公知為顯微鏡的一種類型。熒光顯微鏡包括物鏡放置在載物臺上方的正置式熒光顯微鏡和物鏡放置在載物臺下方的倒置式熒光顯微鏡。熒光顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)包括把激發(fā)光照射到標(biāo)本上的落射光照部分和觀測由所述標(biāo)本所發(fā)熒光形成的圖像的熒光觀測部分。所述熒光觀測部分包括供人眼觀測的目鏡光學(xué)系統(tǒng)和/或諸如CCD攝像機(jī)之類的成像部分。來自落射光照部分的激發(fā)光通過濾光器照射在標(biāo)本上。
通常，熒光顯微鏡被放置在暗房中，在所述暗房中進(jìn)行熒光觀測。近年來，越來越多的是把與熒光顯微鏡連接的成像部分生成的圖顯示在例如CRT和LCD的圖像顯示部分上以用于觀測或是用于在個人計算機(jī)上處理圖像數(shù)據(jù)。
在這種使用環(huán)境中，暗房中的個人計算機(jī)的操作很不方便，并且CRT發(fā)出的光會入射到熒光顯微鏡載物臺的周圍，因此使熒光圖像的質(zhì)量變劣。為了解決這些問題，日本專利公開JP-A-2002-207177建議設(shè)置把光與放置標(biāo)本的載物臺及物鏡屏蔽開來的壁。這種方案具有的優(yōu)點(diǎn)是熒光觀測無需在暗房中操作。
不用暗房就能使用熒光顯微鏡來熒光觀測的假設(shè)，自然帶來了在執(zhí)行常規(guī)作業(yè)的實驗室中的專用工作臺上使用熒光顯微鏡的需求。這就有了對于一種更為緊湊結(jié)構(gòu)的熒光顯微鏡的需要。因此要求熒光顯微鏡的外形設(shè)計更為流暢。
日本專利公開JP-A-2002-207177建議設(shè)置把光與用于放置標(biāo)本的載物臺及物鏡遮蔽開來的壁或設(shè)置標(biāo)本擋蓋(cover)，所述日本專利公開JP-A-2002-207177公開了圖1所示的用于封閉載物臺的標(biāo)本擋蓋的一組雙門，并且建議了圖4所示的樞接門。在提供如此形式的標(biāo)本門的情況下，在打開標(biāo)本擋蓋時，所述標(biāo)本擋蓋會在熒光顯微鏡一側(cè)顯著凸起，這就大大增加了所述熒光顯微鏡的實際涉用區(qū)域。
日本專利公開JP-A-2002-207177的圖6中公開了通過圍繞載物臺懸放由簾軌支撐的擋簾的防光方法。根據(jù)這種擋簾方法，打開所述擋簾來暴露載物臺將不增加所述熒光顯微鏡的實際涉用區(qū)域。但是，懸置的擋簾具有擋光和耐用性以及外觀不佳的問題，并且會降低熒光顯微鏡的商業(yè)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個主要目標(biāo)是提供一種熒光顯微鏡，盡可能地避免在圍繞載物臺的防光部件被打開以暴露所述載物臺時由于所述防光部件引起的熒光顯微鏡的實際涉用區(qū)域的增加。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種在外觀以及上述主要用途方面更好的熒光顯微鏡。
可以通過本發(fā)明的如下技術(shù)方案來實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)要求一種熒光顯微鏡，包括用于放置標(biāo)本的載物臺；和鄰近所述載物臺放置的物鏡；所述熒光顯微鏡把激發(fā)光照射到在所述載物臺上的標(biāo)本以便觀測所述標(biāo)本的熒光圖像；其特征在于，所述熒光顯微鏡包括用于使所述載物臺蔽光的標(biāo)本擋蓋，以及在所述標(biāo)本擋蓋位于向上、向下或向后的位置時，所述熒光顯微鏡能夠暴露所述載物臺。
根據(jù)本發(fā)明，在所述載物臺被暴露時，所述標(biāo)本擋蓋被假定是在從所述載物臺被向上、向下或向后移位的位置。這將使所述熒光顯微鏡的涉用區(qū)域的增加最小化。標(biāo)本擋蓋通?？捎赡Ｖ频慕饘倩蛩芰习寮圃欤沟盟鰳?biāo)本擋蓋具有優(yōu)良的耐久性。而且，易于得到為所述標(biāo)本擋蓋提供良好外觀的外形設(shè)計。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述熒光顯微鏡還包括封閉所述熒光顯微鏡的主單元，其特征在于所述標(biāo)本擋蓋沿著所述主單元?dú)んw的前表面向上、向下或向后地移動，由此暴露所述載物臺。
當(dāng)由主單元?dú)んw封閉熒光顯微鏡時，易于實施所述主單元?dú)んw的外觀設(shè)計，因而有可能設(shè)計得到所述熒光顯微鏡整體形狀的一個良好外觀設(shè)計。
根據(jù)本發(fā)明的熒光顯微鏡可以是倒置式的，或象JP-A-2002-207177中公開的那樣，是將物鏡放置在載物臺上方的正置式的熒光顯微鏡。
在本發(fā)明的實施例中，所述主單元?dú)んw還包括位于所述標(biāo)本擋蓋下面的下部擋蓋，所述下部擋蓋具有與所述標(biāo)本擋蓋橫截面實質(zhì)相同的梯形橫截面。所述標(biāo)本擋蓋被向前且向下地移動，以使標(biāo)本擋蓋相鄰所述下部擋蓋，使得所述標(biāo)本擋蓋重疊所述下部擋蓋。所述標(biāo)本擋蓋的橫截面可以是具有側(cè)面和正面的字母“C”的形狀，即可以是朝前凸起的弧形。
本發(fā)明中包括的所述標(biāo)本擋蓋可以是并排分開的標(biāo)本擋蓋，并且該右/左分開的標(biāo)本擋蓋可被一次地水平向外移位然后向后移動，以使所述載物臺暴露。


圖1是根據(jù)一個實施例的標(biāo)本擋蓋在關(guān)閉狀態(tài)的倒置式熒光顯微鏡的外觀示意圖；圖2示出根據(jù)所述實施例的熒光顯微鏡的使用方式；圖3是一透視圖，說明所述實施例的倒置式熒光顯微鏡所包括的每一個光照系統(tǒng)和成像系統(tǒng)的布置；圖4是一平面圖，說明所述實施例的倒置熒光顯微鏡所包括的旋轉(zhuǎn)濾光器盒改變機(jī)構(gòu)；圖5示出由所述實施例的倒置熒光顯微鏡使用的落射光照系統(tǒng)和成像系統(tǒng)按V形布置的操作效果；圖6是構(gòu)成所述實施例的熒光顯微鏡的框架結(jié)構(gòu)的兩段框架的分解透視圖；圖7示出安裝在框架上的透射光照系統(tǒng)、落射光照系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和各種供電單元的布置；圖8示出安裝在框架上的供電單元的具體方案；圖9是圖4中示出的旋轉(zhuǎn)濾光器盒改變機(jī)構(gòu)的具體構(gòu)造的透視圖；圖10是表示把旋轉(zhuǎn)濾光器盒改變機(jī)構(gòu)結(jié)合到框架中的狀態(tài)的透視圖；圖11是表示透射光照單元的透視圖，其中包括在所述透射光照系統(tǒng)中的隔熱箱的上翻機(jī)構(gòu)和光學(xué)單元裝配在一起，所述光學(xué)單元處在正常位置；圖12是圖11所示的透射光照單元的平面圖；圖13是對應(yīng)于圖11的透視圖，示出其中所述光學(xué)單元上翻的狀態(tài)；圖14是對應(yīng)于圖1的根據(jù)所述實施例的熒光顯微鏡的外觀立體圖，其中示出所述光學(xué)單元上翻的狀態(tài)；圖15示出圖11中公開的上翻透射光照光學(xué)單元的一個變型；圖16示出圖11中公開的上翻透射光照光學(xué)單元的另一個變型；圖17示出裝配到一個上部框架中的各種供電單元的具體布置；圖18示出裝配到所述上部框架中的各種供電單元和各種插板的具體布置；圖19示出控制器裝配到框架中的狀態(tài)；圖20示出用于強(qiáng)制空氣冷卻所述落射光照系統(tǒng)所包括的光源和相鄰吸熱濾光器的一個結(jié)構(gòu)；圖21示出裝配到所述框架的后端面的電風(fēng)扇和相關(guān)的減振部件；圖22是表示強(qiáng)制空氣冷卻所述上部框架的頂部的平面圖；圖23是表示強(qiáng)制空氣冷卻所述上部框架的底部的平面圖；
圖24示出所述實施例的所述熒光顯微鏡所包括的標(biāo)本擋蓋；圖25是對應(yīng)于圖24的根據(jù)所述實施例的熒光顯微鏡的側(cè)視圖；圖26示出所述實施例的熒光顯微鏡的標(biāo)本擋蓋向下移動以便暴露載物臺的狀態(tài)；圖27示出用于向下移動所述標(biāo)本擋蓋的機(jī)構(gòu)；圖28示出通過把電機(jī)結(jié)合到圖27所示的用于向下移動所述標(biāo)本擋蓋的機(jī)構(gòu)而實現(xiàn)所述標(biāo)本擋蓋的自動操作的開啟/關(guān)閉的情況；圖29示出用于向下移動所述標(biāo)本擋蓋的一個方法的變型；圖30示出其中利用可回縮蓋代替標(biāo)本擋蓋而覆蓋所述載物臺的上部區(qū)域的一個實例；圖31示出其中以所述標(biāo)本擋蓋的前移而暴露所述載物臺的一個實例；圖32示出其中分成兩個擋蓋部分的所述標(biāo)本擋蓋被一次橫向移位并隨之向后移位，以便暴露所述載物臺的一個實例；圖33是表示一個實例的透視圖，在該實例中，一個能被在前-后方向插入/抽出的托盤以其放置在所述載物臺之下的方式來防止所述載物臺下面區(qū)域的污染；和圖34是表示與圖33聯(lián)系的一個實例的透視圖，其中在所述實例中一個能被在前-后方向插入/拉出的托盤以其在所述載物臺之下放置的方式來防止所述載物臺下面區(qū)域的污染，該圖34顯示的是托盤被從載物臺抽出的狀態(tài)。
具體實施例方式
圖1是一個倒置熒光顯微鏡的外觀立體圖。圖1中，一個倒置熒光顯微鏡包括在主單元?dú)んw2的前面的標(biāo)本擋蓋3。所述標(biāo)本擋蓋3可以沿著實際構(gòu)成所述主單元?dú)んw2的下部的下部擋蓋4向下移動，從而插入/取出標(biāo)本。通過使所述標(biāo)本擋蓋3處在圖1的狀態(tài)，即封閉狀態(tài)，即可執(zhí)行熒光觀測。主單元?dú)んw2、標(biāo)本擋蓋3和下部擋蓋4是由模制的金屬或塑料板件制成。
所述倒置式熒光顯微鏡1包括在所述主單元?dú)んw2中的明視野透射光照系統(tǒng)、落射光照系統(tǒng)、成像系統(tǒng)以及供電單元、電源插板和控制器。在經(jīng)過個人計算機(jī)(PC)連接到監(jiān)視器6時，所述倒置式熒光顯微鏡1允許用戶使用鼠標(biāo)和鍵盤進(jìn)行各種操作和設(shè)置。
圖3示出所述明視野透射光照系統(tǒng)、落射光照系統(tǒng)和成像系統(tǒng)的一個整個結(jié)構(gòu)。圖3中，標(biāo)號10表示明視野透射光照系統(tǒng)，11表示落射光照系統(tǒng)而12表示成像系統(tǒng)。所述明視野透射光照系統(tǒng)10設(shè)置在載物臺13的高度位置的上方，而所述落射光照系統(tǒng)11和所述成像系統(tǒng)12設(shè)置在載物臺13的高度位置的下方。
在觀測中以透射光使用的明視野透射光照系統(tǒng)10通常包括由鹵素?zé)艚M成的透射光照燈15。本領(lǐng)域技術(shù)人員會立即注意到，鹵素?zé)羰钦龑λ椒较蚍胖玫摹柠u素?zé)?5發(fā)出的光16由傾斜鏡17向下導(dǎo)向為垂直方向，穿過聚光鏡(沒示出)，并且照射在所述載物臺13上的標(biāo)本S。
在熒光觀測中使用的落射光照系統(tǒng)11通常包括由汞燈組成的落射光照燈20。汞燈20以水平方向放置。從汞燈20發(fā)出的光經(jīng)過吸熱濾光器21和集光鏡，然后經(jīng)過激發(fā)濾光器而被轉(zhuǎn)變成具有特定短波長帶的激發(fā)光。由傾斜分色鏡把激發(fā)光向上垂直導(dǎo)向到標(biāo)本S，并且經(jīng)過物鏡28從下方照射所述標(biāo)本。
所述激發(fā)濾光器和所述分色鏡結(jié)合成濾光器盒22。圖3的實例中，具有彼此不同特性的四種類型的濾光器盒22在水平方向上彼此直線相鄰排列。即所述濾光器盒22的選擇是直線的。為了從多個濾光器盒22中選擇任意濾光器盒22，用戶將旋轉(zhuǎn)操作控制器23，以使所述濾光器盒22通過齒條和小齒輪24沿導(dǎo)軌25直線移動?？梢允褂秒姍C(jī)實現(xiàn)這一操作。
圖1所示的熒光顯微鏡1采用圖4所示的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)而不是上述直線移動系統(tǒng)。所述旋轉(zhuǎn)濾光器盒系統(tǒng)具有水平盤26，可拆卸地安裝四個不同特性的濾光器盒22。在水平盤26上彼此等距地(以90度間隔)放置這些濾光器盒22。水平盤26由相關(guān)電機(jī)驅(qū)動并且圍繞垂直軸27轉(zhuǎn)動。通過旋轉(zhuǎn)所述水平盤26，就可能選擇具有期望特征的濾光器盒22。作為一種變型，所述水平盤26可象參考圖4描述的操作控制器23那樣手動地旋轉(zhuǎn)。
再來參考圖3，靠近物鏡28的上方放置的載物臺13分別沿與光軸垂直的X軸和Y軸方向移動。通過以載物臺13在垂直方向靜止而以Z軸方向上下地移動物鏡28，將有可能調(diào)整載物臺13和物鏡28的相對位置?；蛘?，使載物臺13可在Z軸方向以及X和Y軸方向移動，以便調(diào)整對于物鏡28的相對距離。雖然載物臺13和物鏡28的相對位置可被手動完成，但所述相對位置是使用下面描述的實施例中的電機(jī)完成的。
成像系統(tǒng)12包括直接放置在濾光器盒22下面的圖像反射鏡30、朝著圖像反射鏡30的方向水平延伸的成像筒31和連接到所述成像筒31末端的成像單元32(例如CCD攝像機(jī))。
當(dāng)從上方觀看以水平方向延伸的落射光照系統(tǒng)11和成像系統(tǒng)12時，在載物臺13下面的區(qū)域中，落射光照系統(tǒng)11的水平軸L1和成像系統(tǒng)12的水平軸L2以θ0度的鉗角呈V形布置。如從圖4中理解的那樣，汞燈20和CCD攝像機(jī)32在從上方看時是相互偏移地并排放置。
以此方式，通過將沿水平方向延伸的落射光照系統(tǒng)11和成像系統(tǒng)12以V形布置，汞燈20和CCD攝像機(jī)32被彼此偏移地并排放置。在不考慮在都有很大體積的汞燈20和CCD攝像機(jī)32之間存在的干涉的條件下，有可能通過使落射光照系統(tǒng)11和位于在其下面的成像系統(tǒng)12之間的垂直間距最小化，來降低所述熒光顯微鏡1的高度尺寸。換句話說，在所述汞燈20和CCD攝像機(jī)32上下地放置在同一個垂直面中的情況下，落射光照系統(tǒng)11和成像系統(tǒng)12的間距由在所述汞燈20和所述CCD攝像機(jī)32之間的干涉情況所限制。
如在本實施例中所示，當(dāng)都在水平方向延伸的落射光照系統(tǒng)11和成像系統(tǒng)12以V形放置，以便將落射光照系統(tǒng)11和位于所述落射光照系統(tǒng)11下面的成像系統(tǒng)12之間的垂直間距設(shè)置為最小時，也降低了濾光器盒22和圖像反射鏡30之間的距離。這可降低成像筒的長度尺寸。
將參考圖5詳細(xì)描述這一方案。圖5中的標(biāo)號A表示物鏡28和圖像反射鏡30之間的距離，標(biāo)號B表示圖像反射鏡30CCD攝像機(jī)32的CCD光接收表面之間的距離。從物鏡28到圖像反射鏡30的光被散射，從圖像反射鏡30到CCD攝像機(jī)32的光被會聚。散射系統(tǒng)中的散射角θ1等于會聚角θ2。因此，距離A越短，距離B就越短。因此有可能降低成像筒31的長度尺寸。
有選擇地使用所述透射光照系統(tǒng)10和落射光照系統(tǒng)11。當(dāng)選擇所述透射光照系統(tǒng)10時，鹵素?zé)?5發(fā)出的透射照明光16在傾斜鏡17上反射，以便從上方照射標(biāo)本S。通過透射照明光16獲得的標(biāo)本S的圖像經(jīng)過物鏡28、濾光器盒22中的分色鏡、吸收濾光器、成像反射鏡30，并且由水平方向放置的CCD攝像機(jī)32捕獲。
當(dāng)選擇落射光照系統(tǒng)11時，由汞燈20發(fā)出的光經(jīng)過吸熱濾光器、集光鏡、以及所述濾光器盒22中的激發(fā)濾光器和分色鏡，然后所得的激發(fā)光從下方照射標(biāo)本S。在預(yù)處理中被包括在標(biāo)本S中的熒光物質(zhì)接收激發(fā)光后發(fā)射熒光。熒光圖像經(jīng)過物鏡28、分色鏡和吸收濾光器，并且由CCD攝像機(jī)32捕獲。
圖1所示的熒光顯微鏡1具有圖6示出的作為框架結(jié)構(gòu)的框架35?？蚣?5具有一個兩段結(jié)構(gòu)，上部框架36和下部框架37。上部框架36和下部框架37都是鋁合金沖模鑄件，或者是重量輕并且具有很低熱膨脹系數(shù)的鑄件。參考圖7，透射光照系統(tǒng)10放置在上部框架36的上方。落射光照系統(tǒng)11和成像系統(tǒng)12放置在下部框架37上?？蚣?5的內(nèi)部放置有各種插板，例如控制器板和配電板，以及透射光照系統(tǒng)10的一端和放置在透射光照系統(tǒng)10和落射光照系統(tǒng)11之間的各種供電單元。在框架35的后表面上，垂直對齊地連接有多個(在本實施例中是三個)電扇單元38?？蚣?5內(nèi)部產(chǎn)生的熱，例如從鹵素?zé)?5、汞燈、各種供電單元和電機(jī)產(chǎn)生的熱被強(qiáng)制從框架35的背后排出到外部。
如圖6所示，在框架35的側(cè)壁，框架35形成有許多孔隙35a。這些孔隙35a用于減輕重量并且安裝部件，并且如隨后描述的那樣引進(jìn)外部的空氣。
圖8示出組合到框架35中的一些部件。圖8中，標(biāo)號40表示用于把電力饋送到落射光照系統(tǒng)11的汞燈20的供電單元，標(biāo)號41表示用于把電力饋送到控制系統(tǒng)的供電單元，例如饋送到結(jié)合在所述熒光顯微鏡1中的電機(jī)系統(tǒng)，標(biāo)號42表示用于把電力饋送到透射光照系統(tǒng)10的鹵素?zé)?5的供電單元，以及標(biāo)號43表示用于驅(qū)動結(jié)合在所述熒光顯微鏡1中的各種電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動電路板。例如，所述電機(jī)驅(qū)動電路板43控制用于在X軸和Y軸方向驅(qū)動載物臺13的電機(jī)45、用于驅(qū)動所述成像系統(tǒng)12的電動變焦機(jī)構(gòu)的電機(jī)(沒示出)、以及用于驅(qū)動汞燈20的光闌的電機(jī)(沒示出)。雖然用于在Z軸方向定位所述載物臺13的電機(jī)被安裝在一個共同電機(jī)平臺46上，但由于擋板47與所述電機(jī)相連，使得在圖8中看不到所述電機(jī)。
如從圖8看到的那樣，載物臺13、用于驅(qū)動載物臺13的電機(jī)45、物鏡28形成為一個單元，并被裝配到下部框架37中。
圖9示出了上述旋轉(zhuǎn)濾光器盒系統(tǒng)。水平盤26的中心垂直軸27被裝配到底板50上。水平盤26的周邊上附有一個圓形環(huán)齒輪51。與圓形環(huán)齒輪51嚙合的傳動齒輪52由固定在底板50上的電機(jī)53驅(qū)動。圖8中所示的電機(jī)驅(qū)動電路板43旋轉(zhuǎn)控制所述電機(jī)53，使得一個期望的濾光器盒22處在適當(dāng)?shù)奈恢?。如前面提到的那樣，從汞?0發(fā)出的光通過濾光器盒22中的激發(fā)濾光器55和分色鏡56，并且作為激發(fā)光照射標(biāo)本S。如從圖10理解到的那樣，用于驅(qū)動圖8示出的載物臺13的系統(tǒng)以及圖9所示的旋轉(zhuǎn)濾光器盒系統(tǒng)被裝配到所述下部框架37的前部。
在上部框架36的頂端的橫向中心安裝透射光照系統(tǒng)10的單元60。圖11是所述透射光照單元60的立體圖。圖12是所述透射光照單元60的平面圖。透射光照單元60包括水平延伸的透射光照箱61。透射光照箱61容納鹵素?zé)?5和與所述鹵素?zé)?5相鄰放置的吸熱濾光器(沒示出)。所述透射光照箱61的前端的頂部具有沿橫斷所述透射光照箱61方向延伸的樞軸62。所述樞軸62與透射光照光學(xué)單元64相連。所述透射光照光學(xué)單元64能夠圍繞所述樞軸62向上旋轉(zhuǎn)。所述透射光照光學(xué)單元64包含傾斜鏡17和聚光鏡66。所述透射光照光學(xué)單元64還具有可橫向滑動的板67。用戶可以用手操作所述板67來選擇用于相位觀測的單元和用于明視野觀測的單元。
樞軸62的一末端通過桿件68連接減振器69。減振器69基座末端可旋轉(zhuǎn)地連接到透射光照箱61的后端。當(dāng)用戶用力來提升透射光照光學(xué)單元64時，透射光照光學(xué)單元64通過所述減振器69向上輕緩旋轉(zhuǎn)，并且取以近似45度傾斜的上翻位置(圖13、14)。當(dāng)用戶在圖13、14示出的上翻位置中加力來下壓所述透射光照光學(xué)單元64時，所述透射光照光學(xué)單元64通過減振器69向下輕緩旋轉(zhuǎn)，并且返回圖11和對應(yīng)圖11的圖1中所示的正常位置。
以此方式，通過在側(cè)向放置透射光照系統(tǒng)10的光源，極大地減小了熒光顯微鏡1的高度尺寸。而且，還可以透射光照光學(xué)單元的上翻操作的方式進(jìn)行回縮操作。通過上翻所述透射光照光學(xué)單元64以便從正常位置向上回縮所述透射光照光學(xué)單元64，有可能使所述透射光照光學(xué)單元64遠(yuǎn)離載物臺13或物鏡28而不損害小尺寸熒光顯微鏡1的緊湊性又保持良好外觀。
再次參看圖11、13，水平延伸的透射光照箱61的前端固定有面對桿件68的無觸點(diǎn)開關(guān)70。所述無觸點(diǎn)開關(guān)70作為傳感器進(jìn)行工作，用于檢測所述透射光照光學(xué)單元64的上翻位置和正常位置。在檢測所述透射光照光學(xué)單元64的上翻(圖13)時，來自無觸點(diǎn)開關(guān)70的輸出信號強(qiáng)行斷開鹵素?zé)?5或?qū)⑵涔饬繙p至最小。
在所述透射光照光學(xué)單元64處于從正常位置向上大約45度的上翻位置(圖14)時，透射光照光學(xué)單元64遠(yuǎn)離載物臺13或物鏡28。用戶在所述上翻位置移動所述透射光照光學(xué)單元64以及向下移動隨后將詳述的標(biāo)本擋蓋41以便暴露所述載物臺13，從而有助于標(biāo)本S的插入/撤出，或更具體地說，有助于培養(yǎng)皿或帶有標(biāo)本S的制備物的插入/撤出。環(huán)狀板13a(例如，參考圖10)具有其下方正對著物鏡28的光孔，所述環(huán)狀板13a可從載物臺13拆卸下來。在所述環(huán)狀板13a與培養(yǎng)皿一起放置在載物臺13上以便將容納有標(biāo)本S的培養(yǎng)皿定位的情況下，透射光照光學(xué)單元64被方便地置于上翻位置。
通過把透射光照光學(xué)單元64移動到上翻位置而使所述物鏡28遠(yuǎn)離該上翻位置，使得可以容易地替換所述物鏡28或清潔所述載物臺13。當(dāng)透射光照光學(xué)單元64從正常位置移動到所述上翻位置時，相應(yīng)地強(qiáng)制斷開透射照明光信號源(鹵素?zé)?15或?qū)⑵涔饬繙p至最小。這將防止用戶被直接來自鹵素?zé)?5的光弄得頭暈?zāi)垦！?br> 在所述透射光照光學(xué)單元64向上旋轉(zhuǎn)的同時，透射光照光學(xué)單元64可通過沿主單元?dú)んw2的前表面的滑動而從所述正常位置回縮。圖15示出以直線方式從正常位置向上地回縮所述透射光照光學(xué)單元64的一個實例。圖16示出以直線方式從正常位置橫向地回縮所述透射光照光學(xué)單元64的一個實例。
在容納所述鹵素?zé)?5和相關(guān)吸熱濾光器的所述透射光照箱61的一側(cè)，即在上部框架36一側(cè)，放置了用于鹵素?zé)?2和系統(tǒng)電源裝置41的供電單元。上部框架36上放置有在透射光照箱61之下的電源插板71、用于載物臺13的Z軸驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動電路72和汞燈供電單元40。另一方面，如從圖19所理解的那樣，在下部框架37一側(cè)放置有主控板(控制器)73。所述主控板73直伸到上部框架36。
圖20是所述落射光照系統(tǒng)11的空氣冷卻結(jié)構(gòu)的示意圖?？梢岳斫獾氖?，所述空氣冷卻結(jié)構(gòu)與透射光照系統(tǒng)10中的空氣冷卻結(jié)構(gòu)實際相同。
作為所述落射光照系統(tǒng)11的光源的汞燈20和多個吸熱濾光器75被配置在由作為隔熱材料的塑料材料制成的落射光照箱76中。所述落射光照箱76具有從所述吸熱濾光器75向后延伸的空氣冷卻通道77。所述空氣冷卻通道77的后端是朝著在最低位置的電風(fēng)扇單元38的開口。
圍繞汞燈20最好設(shè)置具有矩形橫截面的分區(qū)擋壁78。所述分區(qū)擋壁78圍繞所述汞燈20形成第二空氣冷卻通道79。所述落射光照箱76在所述吸熱濾光器75下面的區(qū)域中包括有空氣入口80。通過所述空氣入口80把空氣引進(jìn)所述落射光照箱76。流入所述落射光照箱76的空氣冷卻所述吸熱濾光器75，穿過主空氣冷卻通道77并且由電扇單元38排到外部。被引入所述落射光照箱76的空氣也通過第二空氣冷卻通道79，冷卻汞燈20，經(jīng)過所述主空氣冷卻通道77，然后由電扇單元38排到外部。
由于熱飽和而吸熱能力下降的吸熱濾光器75和變得很熱的汞燈20由隔熱箱76封閉，以防止所述吸熱濾光器75和汞燈20的熱量流入所述框架35。在防止熱量進(jìn)入框架35的同時，通過電扇單元38，所述隔熱箱76中的熱量連同引進(jìn)所述隔熱箱中的空氣一起被強(qiáng)制排到外部。這將防止汞燈20的熱量經(jīng)過所述熱飽和的吸熱濾光器75而和所述汞燈20發(fā)的光一起被傳到標(biāo)本S，以及防止來自汞燈20的熱流入所述框架35。
關(guān)于透射光照系統(tǒng)10的冷卻、落射光照系統(tǒng)11的冷卻或吸熱濾光器的冷卻，可以使用散熱器。例如，可將散熱器加到所述透射光照系統(tǒng)10或落射光照系統(tǒng)11的吸熱濾光器上以防止所述吸熱濾光器75的熱飽和。
本實施例的熒光顯微鏡1具有汞燈20和各種供電單元作為由主單元?dú)んw2封閉的熱源。例如由來自內(nèi)部零件的熱導(dǎo)致的框架35的熱膨脹會輕微改變所述聚焦，或者引起標(biāo)本S的活有機(jī)體喪失或死亡。為了應(yīng)對這種情況，如從圖1理解的那樣，本實施例的熒光顯微鏡1在框架35的后端設(shè)有電扇單元38并且在主單元?dú)んw2的側(cè)面設(shè)有排氣口81。因此將在主單元?dú)んw2內(nèi)部的熱空氣與來自排氣口81的外部氣流交換。汞燈20、鹵素?zé)?5和相關(guān)的吸熱濾光器75由隔熱箱76、61封閉，以便防止來自汞燈等的熱流進(jìn)框架35，并且通過使用電扇單元38清除所述熱量。這就提供了所述汞燈20和鹵素?zé)?5的空氣冷卻。
對于象汞燈20這類變得很熱的光源來說，利用環(huán)繞的分區(qū)擋壁70而形成圍繞所述汞燈20的其橫截面相對較小的第二空氣冷卻通道79。這讓空氣以相當(dāng)高的速度圍繞所述汞燈20通過，把所述汞燈20發(fā)出的巨大熱量排到外界。
與所述汞燈20相關(guān)的吸熱濾光器75被空氣以類似方式冷卻。這將防止所述吸熱濾光器75的吸熱能力由于過熱而消失或降低，也防止由所述吸熱濾光器75的熱飽和產(chǎn)生的熱量與所述汞燈20發(fā)出的光一起被傳給標(biāo)本S。
雖然在本實施例中把三個電扇單元38連接到所述主單元?dú)んw2的后端面，但這三個電扇單元38是通過多個凝膠或橡膠減振部件85安裝在所述主單元?dú)んw2上的。在相關(guān)技術(shù)中，通常的實踐是，對于要求極度避免振動的設(shè)備，一般不安設(shè)為振動源的電風(fēng)扇。通過插入所述減振部件85，有可能防止由電扇單元38引起的振動被傳播到框架35。所述電扇單元38最好是一個相對低的轉(zhuǎn)數(shù)(轉(zhuǎn)/分)的電扇單元，例如3000轉(zhuǎn)/分的電扇單元。
關(guān)于減振部件85，為了吸收電扇單元38的每一個零件在垂直、水平和前后方向中的振動，最好在電扇單元38的頂面和底面設(shè)置第一減振部件85a(圖17)、在所述電扇單元38的側(cè)面設(shè)置第二減振部件85b(圖17)、在所述電扇單元38的前面和/或背面設(shè)置第三減振部件85c(圖21)。即，在電扇單元38和相關(guān)的風(fēng)扇蓋38a之間以及在電扇單元38和所述框架37之間設(shè)置所述減振部件85。
三個電扇垂直對齊安裝在本實施例的熒光顯微鏡1的后表面上，稱之為頂部風(fēng)扇38T、中間風(fēng)扇38M和底部風(fēng)扇38B。如從圖22中的箭頭指示的氣流理解到的那樣，頂部風(fēng)扇38T，將上部框架36的頂部空氣冷卻，例如對用于透射光照的鹵素?zé)?5和其相關(guān)的吸熱濾光器以及所述鹵素?zé)艄╇妴卧?2進(jìn)行空氣冷卻。
圖23是從下往上看的上部框架36的底視圖。如該圖23中的箭頭指示的氣流所理解到的那樣，所述中間風(fēng)扇38M對其中放置了汞燈電源單元40和如在圖17、18中理解的系統(tǒng)電源單元41的所述上部框架36的底部進(jìn)行空氣冷卻。
如從圖20中的箭頭指示的氣流理解到的那樣，頂部風(fēng)扇38T對在下部框架37上放置的汞燈20和其相關(guān)的吸熱濾光器75進(jìn)行空氣冷卻。
作為一個變型，可以把頂部風(fēng)扇38T和中間風(fēng)扇38M構(gòu)造成一個共用風(fēng)扇，并且使用該共用風(fēng)扇執(zhí)行上部框架36的上、下部分的強(qiáng)制空氣冷卻。
主控板(控制器)73由框架35封閉，以確保對噪聲的阻擋。
上述的標(biāo)本擋蓋3可沿著下部擋蓋的外表面下移。標(biāo)本擋蓋3可以具有稍大于下部擋蓋4的寬度W2的寬度W1(圖24)。所述標(biāo)本擋蓋可以具有包住所述載物臺13的側(cè)面和正面的字母″C″形的橫截面。所述標(biāo)本擋蓋可以具有類似于下部擋蓋4的形狀，并且可以具有稍大于所述下部擋蓋4的橫截面。作為一個變型，只要下部擋蓋4具有面對前方凸起的弧狀橫截面，所述標(biāo)本擋蓋3就可以具有類似且稍大于所述下部擋蓋4的橫截面。
所述標(biāo)本擋蓋3可以沿著下部擋蓋4的前面和側(cè)面移動(圖26)。隨著所述標(biāo)本擋蓋3的向下移動，則暴露所述載物臺13的前面和側(cè)面。這就允許標(biāo)本S被放置到所述載物臺13上或?qū)⒎胖迷谒鲚d物臺13上的標(biāo)本S拿掉。在實踐中，透射光照光學(xué)單元64可按需要被轉(zhuǎn)動到圖14示出的上翻位置。
所述標(biāo)本擋蓋3和所述下部擋蓋4的每一個都最好具有梯形橫截面，如從圖24中理解的那樣，自上方看到的前部寬度小于后部寬度。在示出的實例中，標(biāo)本擋蓋3和下部擋蓋4的每一個都具有梯形橫截面，如從上往下看，前部寬度約為220mm而后部寬度約為280mm。即，所述標(biāo)本擋蓋3和所述下部擋蓋4的每一個都包括朝著前部的方向漸窄的錐形的側(cè)邊。因此，通過一次地向前且向下移動所述標(biāo)本擋蓋3，并通過下面描述的平行桿件結(jié)構(gòu)沿著所述下部擋蓋4的外表面下移到所述下部擋蓋4的前面，就可能沿著下部擋蓋4的前表面落下所述標(biāo)本擋蓋3而不使所述標(biāo)本擋蓋3妨礙所述下部擋蓋4。標(biāo)本擋蓋3具有與下部擋蓋4相同的外形，這就改進(jìn)了這些擋蓋的外觀。
如圖27所示，所述標(biāo)本擋蓋3通過彼此平行的上部和下部桿件92、93鏈接到主單元?dú)んw2，上部和下部桿件92、93設(shè)置在第一支架90和第二支架91之間，所述第一支架90位于所述標(biāo)本擋蓋3兩側(cè)面的后端，所述第二支架91位于主單元?dú)んw2的前端。通過使用所述平行桿件92、93，所述標(biāo)本擋蓋3能夠在被平移的同時沿著所述下部擋蓋4的前表面和兩側(cè)上下移動。
參見圖27和28，所述第一支架90包括沿著后端邊緣延伸的金屬件95。所述第二支架91帶有永磁鐵96，在所述標(biāo)本擋蓋3關(guān)閉時，所述永磁鐵96處于面對所述金屬件95的位置。因此，當(dāng)所述標(biāo)本擋蓋3上移并且遮蔽所述載物臺13時，所述金屬件95由永磁鐵96吸附，并通過所述永磁鐵96的磁力維持所述標(biāo)本擋蓋3的關(guān)閉位置。
雖然上文參考圖27描述的所述標(biāo)本擋蓋3是以手動開/閉，但所述標(biāo)本擋蓋3可以通過電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)打開/關(guān)閉，所述電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的電機(jī)98設(shè)置在主單元?dú)んw2上的第二支架91處，使用齒輪99將電機(jī)98與例如所述上部桿件92連接，并且正向或反向轉(zhuǎn)動所述電機(jī)。
在所述標(biāo)本擋蓋3處在上部位置時，所述標(biāo)本擋蓋3的上部區(qū)域由蓋板100所覆蓋，這樣就將所述載物臺13以及載物臺所處環(huán)境置于暗房狀態(tài)中。雖然在本實施例中的沿水平延伸的蓋板100被固定在所述透射光照光學(xué)單元64的底端，但在本實施例的變型中，可以把它可拆卸地安裝在所述主單元?dú)んw2上。
對于根據(jù)標(biāo)本S的類型不需要嚴(yán)格防光的環(huán)境的情況，可拆卸地安裝所述蓋板100是有利的，在這些情況中不使用蓋板100，所述標(biāo)本擋蓋3獨(dú)自處在上部位置或者處在關(guān)閉狀態(tài)，以便在半暗房狀態(tài)中捕獲標(biāo)本S的圖像。
如上所述，標(biāo)本擋蓋3沿著所述下部擋蓋4的表面垂直移動。因此，即使當(dāng)所述標(biāo)本擋蓋3打開并且載物臺13暴露時，所述標(biāo)本擋蓋3也與所述下部擋蓋4在前后方向上重疊，使得所述打開的標(biāo)本擋蓋3不縮窄所述用戶的工作區(qū)。
作為圖26所示實施例的一個變型，所述標(biāo)本擋蓋3可以向上移動以暴露所述載物臺13。如圖29所示，可以通過使得所述標(biāo)本擋蓋3執(zhí)行向下的弧形操作來暴露所述載物臺13。
如圖30所示，一種可能的結(jié)構(gòu)是提供蓋102來覆蓋所述下部擋蓋4的整個頂部區(qū)域，并且將所述蓋102的頂部102a的后端緣絞接到所述主單元?dú)んw2，以便開/關(guān)所述蓋102。
如圖31所示，所述標(biāo)本擋蓋3與蓋102集成一體，可在載物臺13的正面插入/移出。即，所述標(biāo)本擋蓋3的一種可能的結(jié)構(gòu)是標(biāo)本擋蓋3具有頂部102，該標(biāo)本擋蓋3可拆卸地安裝在主單元?dú)んw2的正面，并且在標(biāo)本S被抽出/插入時所述標(biāo)本擋蓋3從所述主單元?dú)んw2拔出，從而暴露所述載物臺13。
如圖32所示，所述標(biāo)本擋蓋3的一種可能的結(jié)構(gòu)是分成一個左開擋蓋3L和一個右開擋蓋3R，并且在所述載物臺13暴露時，所述左開擋蓋3L被一次左移而所述右開擋蓋3R被一次右移，然后這兩個擋蓋沿著所述主單元?dú)んw2的側(cè)面向后位移。
如圖33、34所示，一種可能選擇的結(jié)構(gòu)是，在載物臺13的下面并靠近載物臺13地設(shè)置一個大于所述載物臺13的矩形水平托盤105，并且所述水平托盤105的兩側(cè)邊緣可滑動地與在前后方向延伸的水平導(dǎo)軌106嚙合，以使水平托盤105向前移出。如從圖33、34理解的那樣，所述水平托盤105在與物鏡28可能發(fā)生抵觸的那一側(cè)具有在前后方向延伸的隙縫105a(具有與物鏡26實質(zhì)相同的寬度)，以避免與物鏡28的干擾。這將使得水平托盤105能被放置在比物鏡28更靠內(nèi)的位置。
通過在載物臺13之下設(shè)置可拆卸的水平托盤，有可能防止例如標(biāo)本培養(yǎng)液或標(biāo)本S經(jīng)由載物臺13的光孔直接落到載物臺13的下面而污染位于載物臺13下面區(qū)域中的部件，例如污染物鏡28。通過提供水平托盤105，所述水平托盤將接住任何落下的培養(yǎng)液。因此有可能通過簡單地抽出所述水平托盤105而移走標(biāo)本S。這將防止物鏡28的污染，從而改進(jìn)熒光顯微鏡1的維護(hù)。
如從上面的描述理解的那樣，本實施例的熒光顯微鏡1在側(cè)邊放置所述透射光照系統(tǒng)10的光源15，并且所述透射光照系統(tǒng)10具有傾斜鏡17來折射所述透射照明光，因此顯著地減小所述熒光顯微鏡1的高度尺寸。在所述主單元?dú)んw2之內(nèi)密集安裝了成像系統(tǒng)12、透射和落射光照系統(tǒng)10、11以及全部相關(guān)的供電單元40、41、42、電源插板71和控制器板73。這樣的一種熒光顯微鏡的設(shè)計尚未出現(xiàn)過。所述實施例的熒光顯微鏡1的特征是，所述落射光照系統(tǒng)11和成像系統(tǒng)12呈V形布置、供電單元40至42放置在透射光照系統(tǒng)10和落射光照系統(tǒng)11之間的間隙，而透射光照系統(tǒng)10和落射光照系統(tǒng)11的電源15、20放置在側(cè)面。這種創(chuàng)新的設(shè)計促成總尺寸的降低，尤其是高度尺寸的降低。
例如，在供電單元40至42放置在成像系統(tǒng)12之下的情況下，熒光顯微鏡1的高度尺寸增加，并且出現(xiàn)供電單元40至42熱量上升的問題。在供電單元40至42放置在所述透射光照系統(tǒng)10和落射光照系統(tǒng)11的側(cè)面的情況下，所述熒光顯微鏡的寬度增加。
根據(jù)本發(fā)明的熒光顯微鏡1把供電單元40至42放置在所述透射光照系統(tǒng)10和落射光照系統(tǒng)11之間的間隙中，所述寬度和高度能夠如上所述地降低。來自供電單元40至42的熱量上升。這將使供電單元40至42的熱對位于所述供電單元之下的最需要抗熱對策的落射光照系統(tǒng)造成的影響降至最小。
所述框架35是分開為上部和下部。供電單元40至42安裝在所述上部框架36上，而由帶有空氣冷卻措施的隔熱箱76封閉的落射光照系統(tǒng)11安裝在所述下部框架37上。這將使所述下部框架37的熱膨脹最小化。此外，包括物鏡28和載物臺13的單元被裝配到所述下部框架37。這將防止物鏡28在長時間的熒光觀測中焦點(diǎn)不準(zhǔn)。
如上所述，根據(jù)本實施例的熒光顯微鏡1采用了配有側(cè)向安置的光源15的透射光照系統(tǒng)10和以從上方看呈V形布置的落射光照系統(tǒng)11和成像系統(tǒng)12。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解的那樣，具有為了封閉這三個基本組成部分所需的最小體積的所述主單元?dú)んw2獲得了空前緊湊的特性。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員將對把成像系統(tǒng)12、透射和落射光照系統(tǒng)10、11以及作為熱源的供電單元40至42和電源插板71都放置在所述主單元?dú)んw2內(nèi)部的這種高度很小的結(jié)構(gòu)感到驚奇。除非采取復(fù)雜的抗熱對策，這將是實際上不可能的。關(guān)于熱對策，雖然本發(fā)明有意地使用電扇38來執(zhí)行強(qiáng)制通風(fēng)，但相關(guān)技術(shù)的熒光顯微鏡已經(jīng)避免使用電扇。通過隔熱箱61、76封閉產(chǎn)生巨量熱的鹵素?zé)?5和汞燈20以便限制燈15、20發(fā)出的熱量，并且通過使用電扇38把在所述隔箱61、76中的所述巨量熱排放到外部。類似地，與燈15、20相關(guān)的吸熱濾光器75由所述隔熱箱61、76封閉，以便利用與所述隔熱箱61、76相關(guān)的電扇38產(chǎn)生的空氣流對所述濾光器進(jìn)行空氣冷卻，從而避免所述吸熱濾光器75的熱飽和。
以三個直立層設(shè)計所述主單元?dú)んw2的內(nèi)部。底部電扇38B用于在位于所述底層中的所述落射光照系統(tǒng)11和成像系統(tǒng)12。中間電扇38M用于位于中間層中的供電單元40至42。頂部電扇39T用于位于所述頂層中的透射光照系統(tǒng)10。在每層中都執(zhí)行強(qiáng)制通風(fēng)而使得層間的影響最小化。
權(quán)利要求
1.一種熒光顯微鏡，其將一激發(fā)光照射到標(biāo)本上用于所述標(biāo)本的熒光圖像的觀測，該熒光顯微鏡包括用于放置所述標(biāo)本的載物臺；鄰近所述載物臺放置的物鏡；以及用于使所說的載物臺蔽光的標(biāo)本擋蓋，其中所說的標(biāo)本擋蓋被向上、向下或向后移位，以使所說的熒光顯微鏡能夠暴露所說的載物臺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的熒光顯微鏡，還包括封閉所說的熒光顯微鏡的主單元，其中所說的標(biāo)本擋蓋被沿著所說的主單元?dú)んw的前面向上、向下或向后移位，由此暴露所說的載物臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的熒光顯微鏡，還包括用于獲得所述熒光圖像的成像系統(tǒng)，其中所說的熒光顯微鏡是所說的物鏡位于所說的載物臺之下的一種倒置式熒光顯微鏡，并且其中所說的主單元?dú)んw還包括位于所說的標(biāo)本擋蓋之下的下部擋蓋，所說的下部擋蓋具有與所述標(biāo)本擋蓋的梯形橫截面實質(zhì)相同的梯形橫截面，并且所說的標(biāo)本擋蓋被向前且向下地移動，以使所說的標(biāo)本擋蓋靠近所述下部擋蓋，使得所述標(biāo)本擋蓋與所述下部擋蓋重疊，由此暴露所說的載物臺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的熒光顯微鏡，其中所說的標(biāo)本擋蓋具有能夠封閉所說的載物臺的正面和側(cè)面的字母“C”形的橫截面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的熒光顯微鏡，其中所說的標(biāo)本擋蓋能夠沿著所說的下部擋蓋的外表面下移，由此暴露所說的載物臺。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的熒光顯微鏡，其中所說的標(biāo)本擋蓋能夠沿著所說的下部擋蓋的外表面下移，由此暴露所說的載物臺。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的熒光顯微鏡，其中所說的標(biāo)本擋蓋被分成左擋蓋和右擋蓋，并且所述左擋蓋和右擋蓋被水平地向外移動，然后向后移動，由此暴露所述載物臺。
全文摘要
一種倒置式熒光顯微鏡包括有位于主單元?dú)んw的前部的標(biāo)本擋蓋。所述標(biāo)本擋蓋可沿著實質(zhì)構(gòu)成所述主單元?dú)んw一部分的下部擋蓋向下移動，由此插入/取出所述標(biāo)本。通過將所述標(biāo)本擋蓋置于關(guān)閉狀態(tài)來進(jìn)行熒光觀測。
文檔編號G02B21/00GK1782777SQ200510071140
公開日2006年6月7日 申請日期2005年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者山本昌平 申請人:株式會社其恩斯