JP2002082287A - 顕微鏡用物体の検査及び操作のための装置及び方法 - Google Patents

顕微鏡用物体の検査及び操作のための装置及び方法

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JP2002082287A JP2001238639A JP2001238639A JP2002082287A JP 2002082287 A JP2002082287 A JP 2002082287A JP 2001238639 A JP2001238639 A JP 2001238639A JP 2001238639 A JP2001238639 A JP 2001238639A JP 2002082287 A JP2002082287 A JP 2002082287A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光軸に沿ったその広がりが使用される顕微鏡
対物レンズの焦点深度より大きい三次元物体をも検査及
び操作すること。（その際三次元物体のあらゆる位置に
おける物体操作が可能とする。） 【解決手段】 （ａ）顕微鏡（２）；（ｂ）照明光線路
（５）を規定し、物体（１）を照明するための少なくと
も１つの第一光源（３、４）；（ｃ）検出光線路（７）
を規定し、物体（１）からの戻り光を検出するための検
出器（６）；（ｄ）操作光線路（９）を規定し、物体
（１）を操作するための第二光源（８）を有する顕微鏡
用物体の検査及び操作用の装置及びその操作方法におい
て、前記顕微鏡（２）は、共焦点走査型顕微鏡であり、
第一光線偏向装置（１２）が、前記照明光線路（５）
に、第二光線偏向装置（１６）が、前記操作光線路
（９）に夫々配されているとともに、該照明光線路
（５）における光の偏向は、該操作光線路（９）におけ
る光の偏向と独立に行われることを特徴とする

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡用物体（被
観察試料）の検査及び操作のための装置及び方法に関
し、特に、請求項１ないし請求項７の上位概念に対応す
るものに関する。
【０００２】
【従来の技術及び問題点】この種の装置は、実務上以前
から既知である。ここでは、例えば、Karl OttoGreulic
h著“Micromanipulation by Light in Biology and Med
icine”, Birkhaeuser Verlag 1999を指摘するに留め
る。その記載によると、合焦されたレーザ光線を用いて
物体を顕微鏡で検査するとき、粒子（物体）に力が加わ
り、粒子は細かく砕かれたり、穴があけられたり、或い
は剥離されたりすることがある。
【０００３】「ケージ化化合物」−結合（“Caged-Comp
ound”-Verbindungen）は、紫外線の照射により結合が
切れ、カルシウム又は遊離性グルタミン酸塩は、細胞内
で更なる反応を惹き起すことができる（光活性化）。光
活性化は、２光子過程によっても行うことができる。こ
れについては、例えば、走査型（ラスタ）顕微鏡におい
て蛍光着色物質による２光子吸収の使用が記載されてい
る米国特許US5,034,613及びドイツ特許DE44 14 940を指
摘するに留める。
【０００４】現在では、物体操作用のレーザ光線は、伝
統的な光学顕微鏡の光線路に入射結合される。物体の操
作は、一般に、顕微鏡ステージで試料（物体）を移動さ
せることにより行われる。この時、物体の操作と物体の
検査ないし観察は、従来の顕微鏡の蛍光光線モード或い
は透過光線モードで行われる。
【０００５】しかし物体に関するこれらの検査及び操作
は、伝統的な顕微鏡の結像特性のため、顕微鏡対物レン
ズの焦点深度（ないし被写界深度）の範囲内の物体領域
は二次元でしか結像されないという問題がある。
【０００６】ここで、光軸に沿った−顕微鏡対物レンズ
の焦点深度と比べて−大きい広がりをもつ物体に対し検
査及び操作を行うものとすれば、一方では、前述の結像
問題が生じ、他方、顕微鏡対物レンズの焦平面に関し平
行な種々の面内で物体の操作を行うことは簡単にはでき
ない。その理由は、光軸に沿った種々の位置に関する複
数の物体部位へ同時に操作するために、操作されるべき
光の焦点（複数）をそれに応じて種々に調節しなけれけ
ればならないからであろうが、このことは現状では、物
体操作用の従来の装置では想定されていない。
【０００７】超微細メス（ナノメータオーダのメス）に
対するレーザの使用は、三次元の物体へ円筒形の切片を
形成するには不利であり、そのためこの種の操作は多く
の使用に対し不適合である。
【０００８】ドイツ特許DE 199 24 709から、構造体を
迅速に、高分解能でかつ正確に位置決めできる装置が既
知である。とりわけこの装置では顕微鏡の対物レンズレ
ボルバを光軸に沿って位置決めすることができる（対物
レンズレボルバスキャニング装置）。
【０００９】DE 196 53 413ないしEP 0 753 779から、
コリメートされたレーザ光線が２０〜５０の照明光焦点
を以って顕微鏡の中間像面ないし物体面へ合焦できる装
置が既知である。光は、蛍光物体の２光子励起に適合す
るレーザ光線である。
【００１０】DE 196 54 210 C2及びDE 100 33 549.7か
ら、互いに垂直をなす２つの方向で実質的に光線を偏向
するための、それ自体は好ましい装置が既知である。
【００１１】DE 44 14 940及びUS 5,034,613から、蛍光
物体を２光子過程により励起して蛍光発光させる共焦点
走査型（ラスタ）顕微鏡が既知である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】それゆえ本発明の課題
は、光軸に沿ったその広がりが使用される顕微鏡対物レ
ンズの焦点深度より大きい三次元物体をも検査及び操作
する装置及び方法を提供することであり、その際三次元
物体のあらゆる位置における物体操作が可能であるべき
である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この課題は、装置の観点
では、請求項１の特徴により解決される。即ち、本発明
の第一の視点において、（ａ）顕微鏡；（ｂ）照明光線
路を規定し、物体を照明するための少なくとも１つの第
一光源；（ｃ）検出光線路を規定し、物体からの戻り光
を検出するための検出器；（ｄ）操作光線路を規定し、
物体を操作するための第二光源を有する顕微鏡用物体の
検査及び操作用の装置において、顕微鏡は、共焦点走査
型顕微鏡であり、第一光線偏向装置が、照明光線路に配
され、第二光線偏向装置が、操作光線路に配されている
とともに、照明光線路における光の偏向は、操作光線路
における光の偏向と独立に行われることを特徴とする。
更に、方法の観点においては、上記課題は冒頭で述べた
課題は請求項７の特徴により解決される。即ち、本発明
の第二の視点において、（ａ）顕微鏡；（ｂ）物体を照
明するための第一光源；（ｃ）照明光線路；（ｄ）物体
からの戻り光を検出するための検出器；（ｅ）検出光線
路；（ｆ）物体を操作するための第二光源；（ｇ）操作
光線路を用いる顕微鏡用物体の検査及び操作方法におい
て、顕微鏡は、共焦点走査型顕微鏡であり、第一光線偏
向装置が、照明光線路に配され、第二光線偏向装置が、
操作光線路に配されているとともに、照明光線路におけ
る光の偏向は、操作光線路における光の偏向と独立に行
われることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】装置は、操作光線路と検出／照明
光線路が、互いに大きく離隔しているとともに、検出／
照明光線路が、顕微鏡対物レンズを通過し、操作光線路
が、顕微鏡対物レンズの焦平面に関し顕微鏡対物レンズ
と対向配置される光学系を通過することをが好ましい。
装置は、操作光線路と検出／照明光線路が、ビームスプ
リッタを介して結合（光路の共通化）が可能であること
が好ましい。装置は、操作光線の合焦位置が、その光軸
に沿って変更可能であるとともに、合焦位置の変更は、
光源と物体との間で摺動可能に配される合焦手段により
行われることが好ましい。装置は、操作光線は、光学ピ
ンセットとして及び／又は超微細メス（ナノメータオー
ダのメス）として利用されること、及び操作光線の合焦
形態を変更するために、ズーム光学系が、操作光線路に
配されていることが好ましい。装置は、顕微鏡に、一又
は複数の光線偏向装置に結合可能な顕微鏡インターフェ
ースが配されていることが好ましい。方法は、物体の操
作が、共焦点的（コンフォカールな）物体検出と同時に
行われることが好ましい。前記方法は、物体が、操作中
において三次元的に検出されることが好ましい。前記方
法は、物体の操作が、三次元的に、（とりわけ顕微鏡対
物レンズの焦平面に平行な面内ないし面間で）行われる
ことが好ましい。前記方法は、操作光線が、蛍光着色物
質の消光及び／又ケージ化化合物−結合（Caged-Compou
nd-Verbindung）を誘導することが好ましい。前記方法
は、検出される物体が、操作部位と一緒に（好ましくは
モニタに）表示されるとともに、表示は二次元及び/又
は三次元で行われ、及び三次元の表示の遠近法的観察点
が任意に選択されることが好ましい。前記方法は、物体
は、複数の照明光焦点又は１つの線状の照明パターンで
走査されることが好ましい。これは迅速な撮像を行うこ
とに資する。
【００１５】本発明において、第一に確認されているこ
とは、物体から生じかつ焦点深度範囲の外部に由来する
光（部分光）は、共焦点原理に基づき、有効に抑制ない
し阻止されうる（検出されない）ことである。更に共焦
点走査型顕微鏡の光軸に沿った分解能は、伝統的な光学
顕微鏡の対応する分解能より大きく、そのため一方で
は、操作されるべき物体の三次元での結像が可能であ
り、他方−物体の当該三次元情報に基づき−三次元での
物体操作が可能にされる。光軸に沿った高分解能での三
次元物体情報は、操作光線の正確な三次元制御のための
前提条件である。
【００１６】具体的な実施形態においては、照明光線の
偏向は、光線偏向装置により行われる。操作光線も同様
に光線偏向装置により偏向される。照明光線の偏向は、
操作光線の偏向とは独立して行われる。というのは、一
般に、照明光線は物体の二次元又は三次元での検出に用
いられ、そして操作光線は物体ないし物体領域の操作に
用いられるので、照明光線を偏向するには別の偏向（操
作）が必須だからである。
【００１７】有利な実施形態では、操作光線路と検出／
照明光線路とは互いに大きく離隔している。このため例
えば検出／照明光線は、顕微鏡対物レンズを通過するこ
とができかつ操作光線路は顕微鏡対物レンズの焦平面に
関し顕微鏡対物レンズと対向配置される光学系を通過で
きる。この光学系は、最も簡単な形態では、顕微鏡コン
デンサとして構成されうるであろうが、光学系として他
の顕微鏡対物レンズを使用することも同様に可能であ
る。
【００１８】操作光線路と検出／照明光線路とが少なく
とも部分的に重なり合う場合は、操作光線路と検出／照
明光線路とがビームスプリッタにより結合（ほぼ同一の
光路を共有）可能にされている。この場合ビームスプリ
ッタは、クロイックビームスプリッタ（Farbstrahlteil
er）或いは偏光ビームスプリッタとして構成されうるで
あろう。
【００１９】とりわけ有利な実施形態では、光軸に沿っ
た操作光線の合焦位置が変更（ないし調節）可能であ
る。これにより三次元での物体操作を行うことができる
とともに、操作光線の合焦位置を光軸に沿った種々の位
置で調節することができ、そのため物体操作は顕微鏡対
物レンズの瞬間的に調節されるその都度の所定焦点深度
範囲を越えた物体領域においても行うことができる。具
体的には、操作光線の合焦位置の変更は、光源と物体と
の間で摺動可能に配置された合焦手段により行うことが
できるであろう。
【００２０】操作光線の合焦位置の変更は、好ましい実
施例においては、照明光線の合焦位置の変更を伴う。と
りわけ、両光線の合焦位置の変更が同時に行われること
が予定されている。この場合、合焦（位置）の変更は、
例えば、DE199 24 709から既知の共通の対物レンズレボ
ルバスキャン装置（Objectivrevolverscananordnung）
によって行うことができるであろう。この場合、検出／
照明光線路と操作光線路とは、対物レンズレボルバスキ
ャン装置によって作動される光学部材（例えば顕微鏡対
物レンズの形態で実施されている）によって共通に運動
する。
【００２１】好ましい実施形態では、操作光線は、光学
ピンセット及び／又は超微細メス（ナノメータオーダの
メス：Nannoskalpell）として利用される。操作光線の
合焦形態を変更するために、ズーム光学系が操作光線路
内に配されている。そのため例えば操作光線の合焦半径
をズーム光学系により縮小又は拡大することができ、そ
れにより操作されるべき物体に作用する力の変更を惹き
起し、或いは超微細メスの形態を変更できる。
【００２２】照明光線及び／又は操作光線の入射結合
（光路の共有：Einkoppeln）のために、少なくとも１つ
のスペクトル選択要素が配されている。このスペクトル
選択要素により、少なくとも１つの所定の波長の光を選
択しかつそれぞれの光線路へ結合すること及び／又は結
合されるべき光の光パワー（Lichtleistung）を変化す
ることができる。スペクトル選択要素は、ＡＯＴＦ（音
響光学的チューナブルフィルタ：Acousto-Optical-Tuna
ble-Filter）、ＡＯＢＳ（音響光学的ビームスプリッ
タ：Acousto-Optical-Beam-Splitter）、ＡＯＤ（音響
光学的偏向器：Acousto-Optical-Deflector）、及び／
又はＥＯＭ（電子光学的モジュレータ：Electro-Optica
l-Modulator）を含みうるであろう。またスペクトル選
択要素は、制御コンピュータにより、好ましくは照明光
線位置及び／又は操作光線位置に依存して制御されうる
であろう。このため複数の波長の光を照明光線路及び／
又は操作光線路へ選択的に入射結合することができ、結
合される光パワーも対応する光線位置に応じて制御する
ことができる。とりわけこれにより操作光線の迅速なオ
ンオフ切替を実現することができるが、これは、１つの
操作光線で複数の操作部位を同時に操作する場合、一般
に必要である。
【００２３】とりわけ有利な方法では、物体の操作は三
次元的に行われる。この場合とりわけ、顕微鏡対物レン
ズの焦平面に平行な面（複数）内においても、種々異な
る操作部位で物体を操作することが想定されている。
【００２４】個々の物体ないし物体領域間の結合力を間
接的に測定することが、本発明の方法で行うことができ
る。このため、物体ないし物体領域と繋がっている少な
くとも２つの操作部位を光学ピンセットで捉え、かつそ
の捉えた状態でピンセットの操作を移動方向制御する
（auslenken）ことができる。
【００２５】他の一方法では、物体ないし物体領域と繋
がっている少なくとも２つの操作部位が光学ピンセット
で捉えられる。物体を操作するとき、操作部位及び／又
は物体の変化が検出される。物体の操作は、この時、操
作光線で誘導できるであろう。操作光線は、例えば、蛍
光着色剤の消光又はケージ化化合物−結合（Caged-Comp
ound-Verbindung）の解離（ないし籠入物質の解放）を
誘導しうるであろう。
【００２６】例えば、この方法により、筋肉繊維の収縮
力を間接的に測定することができる。そのために、ケー
ジ化化合物放出カルシウム（Caged-Compound-Release-C
alcium）を含む筋肉繊維を調製し、検査ないし操作のた
めに本発明の顕微鏡システムへ組込むことができる。物
体検出のために、筋肉繊維は連続的に波長が４８８nmの
照明光で走査される。筋肉繊維の領域でのみ、操作光線
路を介して紫外線（例えば３６５nm）が照射され、これ
によりケージ化化合物放出カルシウムは解放され、筋肉
繊維は収縮する。筋肉繊維の両末端部には、同様にアク
チン又はミオシンが予備的に結合された。アクチン又は
ミオシンは、前もって光学ピンセットで捉えられたもの
である。
【００２７】更に、物体操作は、細胞間情報伝達の検査
のために利用されうることが想定されている。細胞間情
報伝達は、一方では電気的情報伝達により、他方では、
例えばカルシウムのような神経伝達物質により行われ
る。この検査は、例えばDE 19654 210又はDE 100 33 54
9の光線偏向装置で達成可能な迅速な物体検出を必要と
する。
【００２８】操作部位とともに、検査及び操作の間に検
出された物体は、有利にはモニタに表示される。この場
合、二次元及び／又は三次元の表示が想定されている。
三次元表示は、有利には、遠近法的描写で行われ、遠近
法的描写点は、任意に選択される。この描写点の選択
は、例えばマウス又はジョイスティックのような入力装
置で行うことができるであろう。
【００２９】物体を検査するために、物体からの及び場
合によっては更に操作部位からの蛍光光及び／又は反射
光が検出されることが想定されている。蛍光の励起は、
この場合、例えばドイツ特許DE 44 14 940又は米国特許
US 5,034,613に記載されているような多光子励起法でも
行うことができるであろう。
【００３０】更なる変形例においては、例えば、「ミニ
ラボ（ミニ実験室：Mini-Labor）」を本発明の顕微鏡シ
ステムで実現することもできる。このミニラボは、物体
に種々の処理工程を施す種々の領域を物体撮像装置内に
有しうる。この種々の領域は、種々の周囲媒体ないし埋
込媒体を有し、そのため処理工程の各々に適合する境界
条件が存在しうるであろう。物体は、光学ピンセット
で、ある領域から他の領域へ移動させ、そこで例えば連
続的な物体検出を行う場合に、細胞の部分又は完全な細
胞核を細胞から切除し、更に、他の光学ピンセットで他
の領域へ移動させ、そこで切除された細胞核を更に処理
することもできるであろう。
【００３１】物体を迅速に撮像するという観点から、物
体は、複数の照明光焦点又は１つの線状の照明パターン
で走査されかつそれに応じて検出される。複数の照明光
焦点で物体を走査するために、例えばDE 196 53 413又
はEP 0 753 779から既知の装置（この装置は、二光子−
蛍光励起と関連して作動する）を使用することができ
る。
【００３２】とりわけ好ましい方法では、少なくとも１
つの、物体の二次元又は三次元部分領域が固定され、物
体は、大きい光子統計量（一定時間中に記録される光子
の数：Photonenstatistik）、低下された走査速度及び
／又はより大きい位置（ないし空間）分解能で検出する
ことができる。この部分領域は、有利には、物体の検査
されるべき部分領域であり、この領域は用途の各々に関
連している。（物体の）その他の領域はより低い光子統
計量、より大きい又は最大の走査速度及び／又はより低
い位置分解能で検出することができるであろう。
【００３３】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明
する。
【００３４】図１には、顕微鏡用物体（被観察試料）１
の検査及び操作のための装置が記載されている。この装
置は、（図１において）単に顕微鏡対物レンズとして描
かれた顕微鏡２、物体１の照明用の２つの光源３及び
４、照明光線路５、物体１からの戻り光を検出するため
の検出器６、検出光線路７、物体操作用の第二の光源８
及び操作光線路９を含む。
【００３５】第一の光源３及び４の少なくとも１つから
の光は、ビームスプリッタ（Strahlteiler）１０により
入射結合（光軸を共通に）され、ダイクロイックビーム
スプリッタ１１の方向へ反射される。ダイクロイックビ
ームスプリッタ１１で反射される第一の光源３及び４か
らの照明光は、光線偏向装置１２により、互いに実質的
に垂直な２つの方向へ偏向される。そのために、カルダ
ン式に（kardanisch）懸架されかつ互いに垂直に配され
た２つの軸（不図示）周りに回転させられうるスキャニ
ングミラー１３が設けられている。スキャニングミラー
１３で反射された光は、模式的に描かれた顕微鏡２へ入
力結合（入射）され、照明光は顕微鏡対物レンズ２によ
り物体領域で合焦される。
【００３６】本発明では、顕微鏡は、例えば、照明用ピ
ンホール１４及びこれと光学的に共役するコンフォカー
ルな検出器用ピンホール１５を有する共焦点走査型（ラ
スタ）顕微鏡である。
【００３７】図１〜図３の実施例では、２つの光線偏向
装置１２及び１６が配されている。この場合、第１の光
線偏向装置１２は、照明光線５を偏向し、第２の光線偏
向装置１６は、操作光線９を偏向する。照明光線５の偏
向は、操作光線９の偏向とは独立に行われる。第１の光
線偏向装置１２は、配線１７を介して制御用コンピュー
タ１８により制御される。第２の光線偏向装置１６は、
制御線１９を介して制御用コンピュータ１８により制御
される。
【００３８】図３（の実施例）では、操作光線路９は、
検出光線路７と照明光線路５とから遠く隔てられて配さ
れている。この場合、照明光線路５ないし検出光線路７
は、顕微鏡対物レンズ２を通過し、操作光線路９は、顕
微鏡対物レンズ２の焦平面に関し顕微鏡対物レンズ２と
対向する位置に配される第二の顕微鏡対物レンズ２０を
通過する。
【００３９】図１及び２には、操作光線路９と検出／照
明光線路７及び５とは、ビームスプリッタ２１ないしス
キャニングミラー１３を介して結合される（少なくとも
ビームスプリッタ２１ないしスキャニングミラー１３と
物体１との間においてほぼ同一の光路を共有させる）。
この場合、図２のビームスプリッタ２１は、操作用光源
８からの光を顕微鏡対物レンズ２へ向けて反射しかつ照
明光５と検出光７に対しては透過性であるクロイックビ
ームスプリッタ（Farbstrahlteiler）として構成されて
いる。図１の光線偏向装置１２のスキャニングミラー１
３は、照明／検出光線路５及び７と操作光線路９との結
合に使用される。この場合、スキャニングミラー１３
は、操作用光源８からの光に対しては透過性であり、照
明／検出光５及び７に対しては、スキャニングミラー１
３で顕微鏡対物レンズ２へ向けて反射する。
【００４０】本発明によれば、顕微鏡用物体１の検査及
び操作方法では、物体の操作は、コンフォーカルな（共
焦点的）物体検出と同時に行われる。物体操作の間、三
次元的物体検出が行われる。図４は、ｘｙ断面の形態で
検出された三次元物体データセットの部分図である。図
５は、ｙｚ断面の形態で検出された同一の（物体の）デ
ータセットの部分図である。この場合、物体操作は、一
方では二点鎖線で示されたｘｚ操作面２４において並び
に同様に二点鎖線で示されたｘｚ操作面２５において三
次元的に行われる。この２つの面２４及び２５は、顕微
鏡対物レンズ２の焦平面と平行である。
【００４１】図４及び図５には、筋肉細胞２６の収縮力
を求めるための実施された本発明の方法が記載されてい
る。この場合、筋肉細胞２６と繋がっている２つの操作
部位２９及び３０は、２つの光学ピンセット２７及び２
８で捉えられている。操作部位２９及び３０は、筋肉細
胞２６とアクチン結合（Aktin-Verbindung）３１を介し
てそれぞれ結合している。図示されていない他の操作光
線で物体を操作した後、筋肉細胞２６内に調製されたケ
ージ化化合物放出カルシウム（Caged-Compound-Release
-Calcium）が遊離され、そのため筋肉細胞２６は収縮す
るが、このことは、画像部分図２２及び２３内の２つの
矢印で示されている。筋肉細胞２６は、物体操作前後及
び操作中、絶えず検出され、そのため筋肉細胞２６の収
縮に基づき惹き起された操作部位２９及び３０の位置変
動も検出可能であり、収縮力（の大きさ）の定量も可能
である。
【００４２】検出された物体１及び２６は、操作部位２
９及び３０とともに共焦点走査型顕微鏡の操作コンピュ
ータ３２のモニタ３１で表示される。この場合、表示
は、例えば図４及び図５のｘｙ−及びｙｚ−断面２２及
び２３の形態で二次元で行われる。図４には、合焦照明
光の走査パターンが模式的に描かれているが、より単純
な表示を行うために、ｙ方向の走査パターンの走査間隔
は大きくされている。
【００４３】図６には、３つの細胞３３、３４及び３５
を収容するｘｙ断面が記載されている。これらの細胞で
は、細胞から細胞へと伝えられる情報伝達が検査され
る。ここでは、細胞３４及び３５は、物体操作のため紫
外線でそれぞれ照射され、それにより各細胞の中に調製
されたケージ化カルシウム結合が開裂し、遊離するカル
シウムが、細胞３４ないし３５内で反応を惹き起す。所
定の時間窓ないし枠以内で、細胞３４の刺激情報が細胞
３３に入力されるとき、細胞３５の反応は、細胞３３に
生じる（伝わる）ことはできない。そのため２つの細胞
３４及び３５は、所定の時間間隔で紫外線照射される。
この時間間隔は、実験を繰り返すたびに徐々に短縮さ
れ、ついには２つの細胞３４及び３５はほぼ同時に紫外
線照射される。同様に細胞（複数）内に調製された蛍光
物質−カルシウム−インジケータ（Fluoreszenz-Calciu
m-Indikator）も、情報伝達の検出ができる。
【００４４】最後にとりわけ注意すべきことは、上述の
実施例は単に特許請求された教示の説明のために過ぎ
ず、本発明を実施例に限定する意図はないことである。
また、請求の範囲に付した図面参照符号も、発明の理解
の容易化のために過ぎず、本発明を図示の態様に限定す
ることを意図しない。
【００４５】
【発明の効果】本発明の各独立請求項１及び７によりそ
れぞれ対応する所定の課題として掲げる効果が達成され
る。即ち、光軸に沿ったその広がりが使用される顕微鏡
対物レンズの焦点深度より大きい三次元物体をも検査及
び操作をすることができ、また、三次元物体のあらゆる
位置における物体操作が可能である。各従属請求項によ
り、更に付加的な効果が、前述の通りそれぞれ達成され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】顕微鏡用物体の検査及び操作用装置に関する本
発明の第一実施例の模式図。
【図２】顕微鏡用物体の検査及び操作用装置に関する本
発明の第二実施例の模式図。
【図３】顕微鏡用物体の検査及び操作用装置に関する本
発明の第三実施例の模式図。
【図４】筋肉細胞の収縮力を求めるための本発明の方法
の一過程の模式図。
【図５】図４に描かれた面に垂直な断面の模式図。
【図６】３つの細胞間での情報伝達を検査するための本
発明の一過程の模式図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン ホフマン ドイツ連邦共和国 Ｄ−65191 ヴィース バーデン ビーアシュタッター ヘーエ 63 Ｆターム(参考） 2H052 AA08 AA09 AB04 AB05 AC04 AC05 AC12 AC14 AC15 AC27 AC34 AF14 AF19

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）顕微鏡（２）；（ｂ）照明光線路
    （５）を規定し、物体（１）を照明するための少なくと
    も１つの第一光源（３、４）；（ｃ）検出光線路（７）
    を規定し、物体（１）からの戻り光を検出するための検
    出器（６）；（ｄ）操作光線路（９）を規定する、物体
    （１）を操作するための第二光源（８）を有する顕微鏡
    用物体の検査及び操作用の装置において、 前記顕微鏡（２）は、共焦点走査型顕微鏡であり、 第一光線偏向装置（１２）が、前記照明光線路（５）に
    配され、第二光線偏向装置（１６）が、前記操作光線路
    （９）に配されているとともに、該照明光線路（５）に
    おける光の偏向は、該操作光線路（９）における光の偏
    向と独立に行われることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】前記操作光線路（９）と前記検出／照明光
    線路（７、５）は、互いに大きく離隔しているととも
    に、該検出／照明光線路（７、５）は、顕微鏡対物レン
    ズ（２）を通過し、該操作光線路（９）は、該顕微鏡対
    物レンズ（２）の焦平面に関し該顕微鏡対物レンズ
    （２）と対向配置される光学系（２０）を通過すること
    を特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記操作光線路（９）と前記検出／照明光
    線路（７、５）は、ビームスプリッタ（２１、１３）を
    介して結合（光路の共通化）が可能であることを特徴と
    する請求項１又は２に記載の装置。
  4. 【請求項４】操作光線の合焦位置は、その光軸に沿って
    変更可能であるとともに、該合焦位置の変更は、光源
    （８）と物体（１）との間で摺動可能に配される合焦手
    段により行われることを特徴とする請求項１〜３の一に
    記載の装置。
  5. 【請求項５】前記操作光線は、光学ピンセット（２７、
    ２８）として及び／又は超微細メス（ナノメータオーダ
    のメス）として機能すること、及び該操作光線の合焦形
    態を変更するために、ズーム光学系が、前記操作光線路
    （９）に配されていることを特徴とする請求項１〜４の
    一に記載の装置。
  6. 【請求項６】前記顕微鏡には、前記一又は複数の光線偏
    向装置（１２、１６）に結合可能な顕微鏡インターフェ
    ースが配されていることを特徴とする請求項１〜５の一
    に記載の装置。
  7. 【請求項７】（ａ）顕微鏡（２）；（ｂ）物体（１）を
    照明するための第一光源（３、４）；（ｃ）照明光線路
    （５）；（ｄ）物体（１）からの戻り光を検出するため
    の検出器（６）；（ｅ）検出光線路（７）；（ｆ）物体
    （１）を操作するための第二光源（８）；（ｇ）操作光
    線路（９）を用いる 顕微鏡用物体の検査及び操作方法において、 前記顕微鏡は、共焦点走査型顕微鏡であり、 第一光線偏向装置（１２）が、前記照明光線路（５）に
    配され、第二光線偏向装置（１６）が、前記操作光線路
    （９）に配されているとともに、該照明光線路（５）に
    おける光の偏向は、該操作光線路（９）における光の偏
    向と独立に行われることを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】物体の操作は、共焦点的（コンフォカール
    な）物体検出と同時に行われることを特徴とする請求項
    ７に記載の方法。
  9. 【請求項９】物体は、前記操作中において三次元的に検
    出されることを特徴とする請求項７又は８に記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】前記物体の操作は、三次元的に行われる
    ことを特徴とする請求項７〜９の一に記載の方法。
  11. 【請求項１１】操作光線は、蛍光着色物質の消光及び／
    又はケージ化化合物−結合（Caged-Compound-Verbindun
    g）を誘導することを特徴とする請求項７〜１０の一に
    記載の方法。
  12. 【請求項１２】検出される物体（２６）は、操作部位
    （２９、３０）と一緒に表示されるとともに、該表示は
    二次元及び/又は三次元で行われ、かつ三次元の表示の
    遠近法的観察点が任意に選択されることを特徴とする請
    求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】物体は、複数の照明光焦点又は１つの線
    状の照明パターンで走査されることを特徴とする請求項
    ７〜１２の一に記載の方法。
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