JP2001091852A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で顕微鏡本体と標本を相対的に回
動させることができる顕微鏡を提供する。 【解決手段】 対物レンズ９を有する顕微鏡本体７を支
持する顕微鏡基台４を走査ユニット８とともに、対物レ
ンズ９の光軸を中心に回動可能にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、標本を移動させる
ことなく顕微鏡本体を移動可能にした顕微鏡に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電気生理や細胞操作などの接触
操作を必要とするような標本を顕微鏡観察する場合、外
部からの振動は、接触操作の妨げとなり、最悪の場合に
は、標本自体を破壊してしまうことがある。

【０００３】そこで、従来では、標本を載置するステー
ジと顕微鏡本体を、それぞれ独立して基台上に設けると
ともに、顕微鏡本体をＸＹ方向に移動可能にすること
で、標本を固定したままでの観察を可能にしたものが考
えられている。

【０００４】ところで、レーザ走査型顕微鏡の場合は、
一方向直線でレーザ走査を行なうようになっており、こ
れら走査の縦、横走査を組み合わせることで、面内観察
を行なうようにしている。ところが、顕微鏡本体をＸＹ
方向に移動することで観察したい標本位置を捕らえたと
しても、標本の向きに規則性がないので、走査方向が観
察したい方向と一致しているとは限らない。つまり、例
えば、図６に示すような標本１００に対して図示矢印斜
め方向Ａの観察断層像を取得したい場合、通常のガルバ
ノスキャナによる走査では、図示矢印斜め方向Ａのスキ
ャナは困難であり、走査方向が観察したい方向と一致し
ないことがある。

【０００５】このような斜め方向Ａの観察断層像を取得
するには、一度全体をスキャンして標本１００全体の画
像データを取得した後、斜め方向Ａのスキャンに相当す
る観察断層像データを画像処理にて取得する方法や、観
察したい斜め方向Ａに合うようにガルバノのスキャナの
振れ方向を組み合わせて制御して、走査方向と観察した
い方向とを一致させるような方法も考えられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前の方法で
は、一度標本１００全体の画像データを取得した上で画
像処理を行なうようにしているため、所望する観察断層
像データを取得するまで、時間がかかりリアルタイムの
処理が難しいという問題があり、また、後の方法では、
レーザ走査ユニットのガルバノスキャナの振れ角度を制
御するための機構などが複雑となり、価格的に高価にな
るという問題があった。

【０００７】一方、観察像の姿勢を制御する方法とし
て、対物光学系にイメージローテーターを配置し、標本
からの光を、光軸を中心に回転させて受光することによ
り、例えば、斜め方向に傾いた観察像を直立して状態で
観察可能にする方法も考えられている。

【０００８】ところが、このような方法では、一般に蛍
光観察に適用して、幅広い波長の組み合わせで蛍光観察
を行なうと、波長による収差を除去するのが難しくな
り、取得画像を劣化させ、また、光学的構成も複雑にな
り、特別な光学系構成を必要とするため、価格的にも高
価なものになってしまうという問題があった。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、簡単な構成で顕微鏡本体と標本を相対的に回動させ
ることができる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、
対物レンズを有する観察光学系を備えた顕微鏡本体と、
レーザ光源からのレーザ光を走査する走査手段と、前記
顕微鏡本体および走査手段を支持するとともに、これら
顕微鏡本体および走査手段を前記対物レンズの光軸を中
心に回動させる回動支持手段とを具備したことを特徴と
している。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記回動支持手段は、互いに直交する方向
に移動可能な一対のステージ上に設けられることを特徴
としている。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記走査手段は、外部光源からのレーザ光
を導入する導光入射部を有しており、該導光入射部を前
記対物レンズの光軸に配置したことを特徴としている。

【００１３】この結果、請求項１記載の発明によれば、
レーザ光の走査方向と観察したい断層観察位置の方向が
一致しない場合も、顕微鏡本体および走査手段を対物レ
ンズの光軸を中心に回動させるのみで、レーザ光の走査
方向と観察したい断層観察位置の方向とを一致させるこ
とができる。

【００１４】請求項２記載の発明によれば、直交方向に
移動可能な一対のステージにより回動支持手段を移動さ
せることで、顕微鏡本体の対物レンズを標本上の観察し
たい位置まで移動させることができる。

【００１５】請求項３記載の発明によれば、外部光源か
らのレーザ光を、導光ファイバを用いることなく、導入
することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従い説明する。

【００１７】（第１の実施の形態）図１は、本発明が適
用される顕微鏡の概略構成を示している。図において、
１はベースで、このベース１上には、互いに直交する方
向に移動可能なＸステージ２およびＹステージ３を設け
ている。Ｘステージ２は、ベース１上のＸ軸方向に直線
的に配置されたガイド２ａに沿って直線移動可能にして
いる。また、Ｙステージ３は、Ｘステージ２上のＹ軸方
向に直線的に配置されたガイド３ａに沿って直線移動可
能にしている。

【００１８】Ｙステージ３上に顕微鏡基台４を設けてい
る。顕微鏡基台４は、図２に示すように、後述する対物
レンズ９の光軸ａを中心に、Ｙステージ３面上に形成さ
れた円弧状のレール５に沿って所定角度θの範囲で回動
可能になっている。この場合、顕微鏡基台４の回動中心
には、回動支持部６を設けている。この回動支持部６
は、図３に示すようにＹステージ３上の対物レンズ９の
光軸ａ上に対応する位置に軸受部６ａを設け、この軸受
部６ａに顕微鏡基台４側の回動軸６ｂを、ボールベアリ
ング６ｃを介して挿入することで、顕微鏡基台４のスム
ーズな回動を確保している。

【００１９】顕微鏡基台４は、顕微鏡本体７および走査
ユニット８を支持するものである。顕微鏡本体７は、ベ
ース１に対して水平方向に延びるアーム７ａを有し、こ
のアーム７ａの先端部に対物レンズ９、観察鏡筒１０お
よび接眼鏡１１から構成される観察光学系を設け、顕微
鏡基台４の回動とともに、対物レンズ９を、その光軸ａ
を中心に回動できるようにしている。また、走査ユニッ
ト８は、導光ファイバ１２を介してレーザ光が導入さ
れ、図示しないガルバノにより２次元走査されたレーザ
光を、対物レンズ９を介して後述する標本１３に照射す
るようにしている。

【００２０】対物レンズ９に対応させてステージ１４を
配置している。このステージ１４は、ベース１上に直接
設けられるもので、対物レンズ９の光軸ａを中心にした
回動に対して固定状態を維持するようになっている。

【００２１】そして、このステージ１４上には、標本１
３が載置されている。この場合、標本１３には、灌流チ
ューブ１５を介して常時水が供給されるようになってい
る。

【００２２】次に、このように構成された実施の形態の
動作を説明する。

【００２３】まず、ステージ１４上に標本１３を載置す
る。そして、接眼鏡１１により標本１３の像を観察しな
がらＸステージ２およびＹステージ３により顕微鏡基台
４をＸＹ方向に移動させ、顕微鏡本体７の対物レンズ９
を標本１３上の観察したい位置まで移動させる。

【００２４】この状態で、標本１３を２次元走査する場
合は、従来と同様、図示しない光源から導光ファイバ１
２を介して導かれたレーザ光を走査ユニット１８内の図
示しないガルバノスキャナによって２次元走査し、対物
レンズ９を介して標本１３上に照射する。レーザ光を標
本１３上に２次元走査したことにより生じた標本１３か
らの光は、入射光路を逆に導かれ、共役な位置に設けら
れた図示しないピンホールを介して光検出器で検出され
る。次いで、検出器で検出された情報に基づき画像処理
が行われる。

【００２５】次に、この状態で、標本１３の所望する断
層観察像を取得する場合、図示しない光源から導光ファ
イバ１２を介してレーザ光を導入し、走査ユニット８内
の図示しないガルバノスキャナ、例えばＸガルバノミラ
ーによりＸ方向のみ走査させながら（以下、走査方向Ｂ
とする。）、対物レンズ９を介して標本１３を照射す
る。ここで、標本１３は、規則性を持っていないので、
標本１３の向きは自由な方向を向いている可能性が高
く、図４（ａ）に示すようにレーザ光の走査方向Ｂと観
測したい断層観察位置Ｃの方向が一致しないことがあ
る。つまり、標本１３に対してレーザ光は、水平方向に
走査されているが、この走査方向Ｂに対し、断層観察位
置Ｃは、所定角度傾いており、このままでは、所望する
断層観察像を取得することができない。

【００２６】このような場合、顕微鏡基台４を顕微鏡本
体７および走査ユニット８とともに、対物レンズ９の光
軸を中心に所定角度回動させ、図４（ｂ）に示すように
レーザ光の走査方向Ｂを観察したい断層観察位置Ｃの方
向と一致させる。つまり、標本１３に対するレーザ光の
走査方向Ｂを回動させ、観察したい断層観察位置Ｃの方
向と一致させる。

【００２７】そして、この状態で、標本１３上に走査さ
れるレーザ光による標本１３からの反射光を図示しない
光検出器で検出することにより、断層観察位置Ｃの断層
観察像を取得することができる。

【００２８】従って、このようにすれば対物レンズ９を
有する顕微鏡本体７および走査ユニット８を支持する顕
微鏡基台４を、対物レンズ９の光軸を中心に回動可能に
したので、レーザ光の走査方向と観察したい断層観察位
置の方向が一致しない場合も、顕微鏡基台４を回動させ
るのみで、レーザ光の走査方向と観察したい断層観察位
置の方向とを一致させることができ、従来のように画像
処理により、走査方向と観察したい断層観察位置の方向
とを一致させた画像を生成するものと比べ、精度の高い
観察断層像を短時間で取得することができ、リアルタイ
ムの処理を実現できる。また、従来のガルバノの振れ角
度を複雑に制御するものと比べても、構成が簡単で、価
格的にも安価にできる。さらに、従来の対物光学系にイ
メージローテーターを配置したものと比べて、複雑な光
学的構成を必要とせず、しかも色収差による影響もなく
なり、良質な観察像を取得できる。

【００２９】（第２の実施の形態）図５は、本発明の第
２の実施の形態を示すもので、図１と同一部分には、同
符号を付している。

【００３０】この場合、走査ユニット８は、対物レンズ
９の光軸ａの延長線上に導光入射口８ａを設け、この導
光入射口８ａに複数の導光管２１中の反射ミラー２２を
介して送られてくる図示しない外部光源からのレーザ光
を導入するようにしている。つまり、走査ユニット８
は、対物レンズ９の上方に顕微鏡本体７と一体に配置さ
れ、顕微鏡基台４の回動により対物レンズ９の光軸ａ上
の導光入射口８ａを中心に回動するとともに、導光管２
１から導入されるレーザ光を対物レンズ９を介してステ
ージ１４上の標本１３に照射するようにしている。

【００３１】このようにすれば、走査ユニット８へレー
ザ光を導入する導光入射口８ａは、顕微鏡基台４の回動
により対物レンズ９の光軸ａを中心に回動するのみで、
その位置が移動することがないので、レーザ光の導入
を、第１の実施の形態のように導光ファイバ１２を用い
たものと比べ、格段に簡単な構成で実現することができ
る。

【００３２】なお、上述した実施の形態では、顕微鏡基
台４をＹステージ３上に設け、Ｘステージ２、Ｙステー
ジ３によりＸＹ方向の移動を可能にしたが、顕微鏡基台
４を直接ベース１上に設けるような構成としてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、簡単
な構成で顕微鏡本体と標本を相対的に回転させることが
できる顕微鏡を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図２】第１の実施の形態の顕微鏡基台の回動構成の概
略構成を示す図。

【図３】第１の実施の形態の顕微鏡基台の回動支持部の
概略構成を示す図。

【図４】第１の実施の形態の動作を説明するための図。

【図５】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図６】従来の観察断層像の取得方法を説明するための
図。

【符号の説明】

１…ベース ２…Ｘステージ ２ａ…ガイド ３…Ｙステージ ３ａ…ガイド ４…顕微鏡基台 ５…レール ６…回動支持部 ６ａ…軸受部 ６ｂ…回動軸 ６ｃ…ボールベアリング ７…顕微鏡本体 ７ａ…アーム ８…走査ユニット ８ａ…導光入射口 ９…対物レンズ １０…観察鏡筒 １１…接眼鏡 １２…導光ファイバ １３…標本 １４…ステージ １５…灌流チューブ ２１…導光管 ２２…反射ミラー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを有する観察光学系を備えた
   顕微鏡本体と、 レーザ光源からのレーザ光を走査する走査手段と、 前記顕微鏡本体および走査手段を支持するとともに、こ
   れら顕微鏡本体および走査手段を前記対物レンズの光軸
   を中心に回動させる回動支持手段と、 を具備したことを特徴とする顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記回動支持手段は、互いに直交する方
   向に移動可能な一対のステージ上に設けられることを特
   徴とする請求項１記載の顕微鏡。
3. 【請求項３】 前記走査手段は、外部光源からのレーザ
   光を導入する導光入射部を有しており、該導光入射部を
   前記対物レンズの光軸に配置したことを特徴とする請求
   項１記載の顕微鏡。