JP2002098899A - 蛍光顕微鏡 - Google Patents

蛍光顕微鏡

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JP2002098899A
JP2002098899A JP2000287625A JP2000287625A JP2002098899A JP 2002098899 A JP2002098899 A JP 2002098899A JP 2000287625 A JP2000287625 A JP 2000287625A JP 2000287625 A JP2000287625 A JP 2000287625A JP 2002098899 A JP2002098899 A JP 2002098899A
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light
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Noriyuki Shimizu
敬之 清水
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Abstract

(57)【要約】 【課題】フィルタの枚数を少なくして複数の蛍光観察法
で観察ができる。 【解決手段】フィルタf〜fを励起フィルタと吸収
フィルタとの一対として複数の蛍光観察法U、V、B、
Gに対応させると共に、これらフィルタf〜f を互
いに異なる蛍光観察法U、V、B、Gの間で共用させて
ターレット25上に配置し、これら蛍光観察法U、V、
B、Gごとに対応する一対のフィルタf〜fをそれ
ぞれ照明光学系の光軸Qと観察光学系の光軸Q、Q
とに切り換え配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、試薬により染色さ
れた標本を励起したときの標本から発せられる蛍光像を
観察する蛍光顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】かかる蛍光顕微鏡は、光源から放射され
た光を励起フィルタに透過させることにより標本の励起
に必要な波長帯域の光を選択して標本に照射し、この標
本から発せられる蛍光を吸収フィルタに透過させること
によって観察すべき蛍光を選択し、この選択された蛍光
から拡大された標本の蛍光像を取得している。このよう
な蛍光顕微鏡では、観察波長の異なる複数の蛍光観察法
ごとに励起フィルタと吸収フィルタとの複数枚のフィル
タが必要である。
【0003】又、蛍光顕微鏡として例えば特公昭59−
13697号公報及び特開昭63−168543号公報
には、それぞれ偏光蛍光を用いた観察が記載されてお
り、このうち前者にはダイクロイックミラー以前の照明
光学系に偏光子を配置した同軸落射方式の偏光蛍光照明
が記載され、後者にはコンデンサレンズの下方に偏光板
を配置した透過照明方式の偏光蛍光方式が記載されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く蛍光顕微鏡では、複数の蛍光観察法ごとに複数枚の
フィルタが必要であり、一般的に、蛍光用のフィルタは
高性能で高価であり、このため複数枚のフィルタが必要
となると高価となる。又、複数枚のフィルタを切り換え
るためのスペースも広く必要である。
【0005】一方、偏光蛍光を用いた蛍光顕微鏡では、
偏光蛍光で標本を照明する際に、偏光子(偏光板)の後
側に対物レンズやミラー、コンデンサレンズ等が配置さ
れているために、偏光性が著しく劣化し、偏光性能の高
い照明ができない。又、偏光板等は、透過率が高くなる
と偏光性能が低下する。蛍光観察は、非常に暗いため照
明も明るいことが必要であるが、劣化を考慮して高性能
の偏光板を使用すると、透過率が低く、照明光が非常に
暗くなってしまう。透過率の高い偏光板を使用すると、
偏光性能が低く、レンズによる劣化も加わり、偏光照明
の性能が著しく悪いものとなってしまう。
【0006】そこで本発明は、フィルタの枚数を少なく
して複数の蛍光観察法で観察ができる安価な蛍光顕微鏡
を提供することを目的とする。
【0007】又、本発明は、高い偏光性能でかつ明るい
偏光蛍光照明ができる蛍光顕微鏡を提供することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載による本発
明は、光源からの光から第1の波長選択素子により標本
の励起に必要な波長帯域の光を選択して前記標本に照射
する照明光学系と、前記標本から発せられる観察すべき
蛍光を第2の波長選択素子により選択して前記標本の蛍
光像を得る観察光学系とを備えた蛍光顕微鏡において、
前記第1と前記第2の波長選択素子とを一対として複数
の蛍光観察法に対応させると共に、これら前記第1及び
前記第2の波長選択素子を互いに異なる前記蛍光観察法
の間で共用させて、前記蛍光観察法ごとに対応する一対
の前記第1と前記第2の波長選択素子とをそれぞれ前記
照明光学系と前記観察光学系とに切り換え配置する手段
を具備したことを特徴とする蛍光顕微鏡である。
【0009】請求項2記載による本発明は、請求項1記
載の蛍光顕微鏡において、前記照明光学系から前記標本
に照射される前記標本の励起に必要な波長帯域の光の光
路上に偏光素子を配置したことを特徴とする。
【0010】請求項3記載による本発明は、光源からの
光から第1の波長選択素子により標本の励起に必要な波
長帯域の光を選択し、この光を暗視野用対物レンズを通
して前記標本に照射する照明光学系と、前記標本から発
せられる観察すべき蛍光を前記暗視野用対物レンズの観
察用レンズを通し、第2の波長選択素子により選択して
前記標本の蛍光像を得る観察光学系とを備えた蛍光顕微
鏡において、前記暗視野用対物レンズから前記標本に照
射される前記標本の励起に必要な波長帯域の光の光路上
に偏光素子を配置したことを特徴とする蛍光顕微鏡であ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】(1)以下、本発明の第1の実施
の形態について図面を参照して説明する。
【0012】図1及び図2は蛍光顕微鏡(実体顕微鏡)
の構成図であって、図1は側面から見た光学系の構成
図、図2は正面から見た光学系の構成図である。顕微鏡
全体を支える架台1上には、支柱2が固定されている。
この支柱2には、焦準部3がピント合わせを行うために
支柱2に沿って上下動可能に取り付けられている。この
焦準部3には、蛍光装置4が取り付けられている。そし
て、この蛍光装置4には、例えばズームレンズからなる
ズーム変倍光学系5a、5b、対物レンズ6及び結像レ
ンズ7a、7bを含む双眼鏡筒8が取り付けられてい
る。
【0013】蛍光装置4は、照明光学系として光源11
が設けられ、この光源11から出力される照明光の光路
上には、コレクタレンズ12、中間レンズ13、折返し
プリズム14が配置され、この折返しプリズム14の折
返し光路上に第1の波長選択素子としての励起フィルタ
15、各レンズ16、17からなる移動レンズ群18、
プリズム19が配置され、さらにこのプリズム19の反
射光路上にレンズ20、プリズム21が配置されてい
る。そして、このプリズム21によって照明光が架台1
上に載置された試薬により染色されている標本22に照
射されるようになっている。
【0014】上記移動レンズ群18は、ズーム変倍光学
系5a、5bの倍率変化に伴い、図示しない連動機構に
より連動して動くもので、照明の照野と観察範囲とを一
致させるものとなっている。
【0015】観察光学系には、上記対物レンズ6、上記
ズーム変倍光学系5a、5b、第2の波長選択素子とし
ての吸収フィルタ23a、23b、上記結像レンズ7
a、7bと接眼レンズ24a、24bとからなる双眼鏡
筒8が配置されている。
【0016】上記励起フィルタ15と上記吸収フィルタ
23a、23bとは、円形のターレット25上に設けら
れている。このターレット25は、回転軸26を中心に
回転自在に設けられている。なお、実際には、ターレッ
ト25の外周面に設けられた操作部27を観察者が操作
することにより回転し、励起フィルタ15や吸収フィル
タ23a、23bを照明光学系の光軸Q、Q、Q
上に挿脱可能となっている。
【0017】図3(a)〜(d)はターレット25の上面図で
あって、このターレット25には、その円周上に複数の
蛍光観察法U、V、B、Gにおける例えば5種類のフィ
ルタf〜fが図面上右回りの順序で設けられてい
る。なお、上記励起フィルタ15はフィルタfの種
類、上記吸収フィルタ23a、23bはフィルタf
種類である。図4はこれらフィルタf〜fの分光透
過率特性を示す図である。これらフィルタf〜f
は、それぞれ異なる分光透過率特性を持っている。
【0018】しかるに、これら図3及び図4に示すよう
に、例えば蛍光観察法Uではフィルタfを励起フィル
タとして使用して光軸Qに配置するとともに、フィル
タf を吸収フィルタとして使用して各光軸Q、Q
に配置することにより蛍光観察できる。同様に蛍光観察
法Vでは、フィルタfを励起フィルタとして使用して
光軸Qに配置するとともに、フィルタfを吸収フィ
ルタとして使用して各光軸Q、Qに配置することに
より蛍光観察でき、蛍光観察法Bでは、フィルタf
励起フィルタとして使用し光軸Qに配置するととも
に、フィルタfを吸収フィルタとして使用して各光軸
、Qに配置することにより蛍光観察できる。
【0019】以下、同様に複数(4つ)の蛍光観察法
U、V、B、Gにおいて励起フィルタと吸収フィルタと
して使用する各フィルタf〜fの組み合わせを図5
に示す。なお、フィルタfは、吸収フィルタとして使
用されることがなく、ターレット25上には一枚のみ配
置され、吸収フィルタとして使用されるべき対応する部
分(遮光部分)28は遮光されている。
【0020】次に、上記の如く構成された顕微鏡の作用
について説明する。
【0021】先ず、蛍光観察法Uにより観察を行うため
に観察者の操作によりターレット25が切り換え操作さ
れると、図3(a)に示すように照明光学系の光軸Q
に励起フィルタ(フィルタf)15が配置されるとと
もに、観察光学系の光軸Q、Q上に吸収フィルタ
(フィルタf)23a、23bが配置されている。
【0022】この蛍光観察法Uにおいて、光源11から
出力された照明光は、コレクタレンズ12、中間レンズ
13を通って折返しプリズム14に入射し、この折返し
プリズム14により折り返されて励起フィルタ15に入
射する。
【0023】この励起フィルタ15は、図4に示すよう
に照明光により標本22の励起に必要な波長領域の光を
選択的に透過させる。この励起フィルタ15を透過した
光は、各レンズ16、17からなる移動レンズ群18を
通ってプリズム19に入射し、このプリズム19で反射
し、レンズ20を通ってプリズム21に入射する。そし
て、光は、このプリズム21によって標本22に照射さ
れる。
【0024】この標本22から発せられた蛍光は、対物
レンズ6により集光され、ズーム変倍光学系5a、5b
により変倍され、吸収フィルタ23a、23bにより観
察すべき波長領域の蛍光が選択的に透過され、結像レン
ズ7a、7bと接眼レンズ24a、24bとからなる双
眼鏡筒8を通して蛍光像として観察される。
【0025】又、蛍光観察法Vにより観察を行うために
観察者の操作によりターレット25が切り換え操作され
ると、図3(b)に示すように照明光学系の光軸Q上に
励起フィルタ(フィルタf)が配置されるとともに、
観察光学系の光軸Q、Q上に吸収フィルタ(フィル
タf)が配置される。なお、この蛍光観察法Vによる
観察22の蛍光観察の作用は、上記蛍光観察法Uと同様
なのでその説明は省略する。
【0026】又、蛍光観察法Bにより観察を行うために
観察者の操作によりターレット25が切り換え操作され
ると、図3(c)に示すように照明光学系の光軸Q上に
励起フィルタ(フィルタf3)が配置されるとともに、
観察光学系の光軸Q、Q上に吸収フィルタ(フィル
タf4)が配置される。なお、この蛍光観察法Bによる
観察22の蛍光観察の作用は、上記蛍光観察法Uと同様
なので、ここでもその説明は省略する。
【0027】このように上記第1の実施の形態において
は、フィルタf〜fを励起フィルタと吸収フィルタ
との一対として複数の蛍光観察法U、V、B、Gに対応
させると共に、これらフィルタf〜fを互いに異な
る蛍光観察法U、V、B、Gの間で共用させてターレッ
ト25上に配置し、これら蛍光観察法U、V、B、Gご
とに対応する一対のフィルタf〜fをそれぞれ照明
光学系の光軸Qと観察光学系の光軸Q、Qとに切
り換え配置したので、実体顕微鏡の蛍光観察において、
通常4種類の蛍光観察法U、V、B、Gを行うために必
要なフィルタの総数を従来は12枚であったところを、
本発明ではフィルタの総数を9枚に削減することができ
る。これにより、顕微鏡におけるスペースを小さくでき
ると共に、蛍光観察に使用するフィルタは一般的に高価
ではあるが、フィルタの総数を削減できることから低価
格で複数の蛍光観察法を行うことができる。又、ターレ
ット25上のフィルタf〜fを蛍光観察法U、V、
B、G以外の蛍光観察法のフィルタに着脱自在に構成す
れば、任意の蛍光観察法に対応可能にすることができ
る。
【0028】(2)次に、本発明の第2の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。なお、図1と同一部分
には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0029】図6は蛍光顕微鏡(実体顕微鏡)の構成図
である。照明光学系から標本22に照射される標本22
の励起に必要な波長帯域の光の光路上には、偏光素子と
して偏光板30が配置されている。このとき当該偏光板
30と標本22との間には、光学部材は配置されていな
い。当該偏光板30は、プリズム21から出射された光
の偏光を直線偏光にして標本22に照射させるものであ
る。
【0030】なお、図示していないが励起フィルタ15
及び吸収フィルタ23a、23bなどのフィルタf
を上記第1の実施の形態と同様にターレット25に
設けて各蛍光観察法に応じて切り換え可能としてもよ
い。
【0031】このような構成であれば、光源11から出
力された照明光は、コレクタレンズ12、中間レンズ1
3を通って折返しプリズム14に入射し、この折返しプ
リズム14により折り返されて励起フィルタ15に入射
する。
【0032】この励起フィルタ15は、照明光により標
本22の励起に必要な波長領域の光を選択的に透過させ
る。この励起フィルタ15を透過した光は、各レンズ1
6、17からなる移動レンズ群18を通ってプリズム1
9に入射し、このプリズム19で反射し、レンズ20を
通ってプリズム21に入射する。そして、光は、プリズ
ム21から偏光板30を透過して直線偏光となって標本
22に照射される。
【0033】このように偏光板30を透過した直線偏光
は、偏光特性を崩すレンズ等の障害の影響を全く受けず
に、その偏光特性を崩すこと無く標本22に照射され
る。
【0034】この直線偏光により特異的に励起された標
本22から発せられた蛍光は、対物レンズ6により集光
され、ズーム変倍光学系5a、5bにより変倍され、吸
収フィルタ23a、23bにより観察すべき波長領域の
蛍光が選択的に透過され、結像レンズ7a、7bと接眼
レンズ24a、24bとからなる双眼鏡筒8を通して蛍
光像として観察される。
【0035】このように上記第2の実施の形態において
は、照明光学系から標本22に照射される標本22の励
起に必要な波長帯域の光の光路上に偏光板30を配置し
たので、偏光板30を透過した直線偏光は、偏光特性を
崩すレンズ等の障害の影響を全く受けずに、その偏光特
性を崩すこと無く標本22に照射でき、非常に偏光性能
のよい偏光蛍光照明を行うことができる。
【0036】一般的に偏光板の偏光特性は、透過率が高
くなるほど悪くなるので、偏光特性を上げようとすると
透過率を犠牲にしなければならない。しかしながら、従
来のものと同等の偏光性能を有する偏光蛍光照明を行お
うとする場合、本発明では偏光特性の劣化がないから、
その分だけ偏光板30の偏光特性の低いもの、すなわち
透過率の高いものを用いることができる。従って、従来
に比べて明るい偏光蛍光照明を行うことが可能になる。
【0037】又、偏光板30を回転可能にすることで、
様々な方向の直線偏光を持った偏光蛍光照明を行うこと
かできる。観察光学系に偏光板を配置することで蛍光の
偏光性を観察、測定することができる。偏光板30を着
脱又は光路に挿脱可能にすることで、通常の蛍光観察と
の併用ができる。
【0038】なお、励起フィルタ15及び吸収フィルタ
23a、23bなどのフィルタf〜fをターレット
25に設けて各蛍光観察法に応じて切り換え可能とする
ことにより、上記第1の実施の形態と同様の効果を奏す
ることができる。
【0039】(3)次に、本発明の第3の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。
【0040】図7は暗視野照明用対物レンズを使用した
蛍光顕微鏡の構成図である。光源51から出力される照
明光の光路上には、コレクタレンズ52、標本58を励
起するための必要な波長領域の光を選択的に透過する励
起フィルタ(第1の波長選択素子)53、環帯ミラー5
4が配置され、この環帯ミラー54の反射光路上に暗視
野用対物レンズ55が配置されている。この暗視野用対
物レンズ55は、環状の反射部材56と観察用レンズ5
9とからなり、環帯ミラー54で反射した光を環状の反
射部材56により反射して標本58に照射し、この標本
58で発せられた蛍光を観察用レンズ59により集光す
るものとなっている。
【0041】この暗視野用対物レンズ55から標本22
に照射される標本22の励起に必要な波長帯域の光の光
路上には、偏光素子としての輪帯状偏光板57が配置さ
れている。この輪帯状偏光板57は、反射部材56から
の光の偏光を直線偏光にして標本58に照射させるもの
である。
【0042】この標本22から発せられる蛍光の光路上
には、上記暗視野用対物レンズ55、第2の波長選択素
子としての吸収フィルタ60、結像レンズ61と接眼レ
ンズ62が配置されている。
【0043】このような構成であれば、光源51から出
力された照明光は、コレクタレンズ52を通って励起フ
ィルタ53に入射する。この励起フィルタ53は、照明
光により標本58の励起に必要な波長領域の光を選択的
に透過させる。この励起フィルタ53を透過した光は、
輪帯ミラー54により円形状に反射されて暗視野用対物
レンズ55に入射する。そして、光は、暗視野用対物レ
ンズ55の照明光路を通り、反射部材56で反射し、輪
帯状偏光板57を透過して直線偏光となって標本58に
照射される。
【0044】このように輪帯状偏光板57を透過した直
線偏光は、偏光特性を崩すレンズ等の障害の影響を全く
受けずに、その偏光特性を崩すこと無く標本58に照射
される。
【0045】この直線偏光により特異的に励起された標
本58から発せられた蛍光は、暗視野用対物レンズ55
観察用レンズ59により集光され、輪帯ミラー54の開
口部を通り、吸収フィルタ60により観察すべき波長領
域の蛍光が選択的に透過され、結像レンズ61と接眼レ
ンズ62を通して蛍光像として観察される。
【0046】このように上記第3の実施の形態において
は、暗視野照明用対物レンズを使用した蛍光顕微鏡にお
ける暗視野用対物レンズ55から標本22に照射される
光路上に、光の偏光を直線偏光にする輪帯状偏光板57
を配置したので、実体顕微鏡以外の上記暗視野照明用対
物レンズを使用した蛍光顕微鏡においても、輪帯状偏光
板57を透過した直線偏光は、偏光特性を崩すレンズ等
の障害の影響を全く受けずに、その偏光特性を崩すこと
無く標本58に照射でき、非常に偏光性能のよい明るい
偏光蛍光照明を行うことができる。
【0047】なお、本発明は、上記第1乃至第3の実施
の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨
を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【0048】さらに、上記実施形態には、種々の段階の
発明が含まれており、開示されている複数の構成要件に
おける適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出でき
る。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾
つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとす
る課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で
述べられている効果が得られる場合には、この構成要件
が削除された構成が発明として抽出できる。
【0049】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、フ
ィルタの枚数を少なくして複数の蛍光観察法で観察がで
きる安価な蛍光顕微鏡できる。
【0050】又、本発明によれば、高い偏光性能でかつ
明るい偏光蛍光照明ができる蛍光顕微鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる蛍光顕微鏡の第1の実施の形態
を示す構成図。
【図2】本発明に係わる蛍光顕微鏡の第1の実施の形態
を示す正面から見た光学系の構成図。
【図3】本発明に係わる蛍光顕微鏡の第1の実施の形態
におけるターレットの上面図。
【図4】本発明に係わる蛍光顕微鏡の第1の実施の形態
におけるフィルタの分光透過率特性を示す図。
【図5】本発明に係わる蛍光顕微鏡の第1の実施の形態
における複数の蛍光観察法における励起フィルタと吸収
フィルタとの組み合わせを示す図。
【図6】本発明に係わる蛍光顕微鏡の第2の実施の形態
を示す構成図。
【図7】本発明に係わる暗視野照明用対物レンズを使用
した蛍光顕微鏡の第3の実施の形態を示す構成図。
【符号の説明】
1:架台 2:支柱 3:焦準部 4:蛍光装置 5a,5b:ズーム変倍光学系 6:対物レンズ 7a,7b:結像レンズ 8:双眼鏡筒 11:光源 12:コレクタレンズ 13:中間レンズ 14:折返しプリズム 15:励起フィルタ 16,17,19,20:レンズ 18:移動レンズ群 21:プリズム 22:標本 23a,23b:吸収フィルタ 24a,24b:接眼レンズ 25:ターレット 26:回転軸 27:操作部 f〜f:フィルタ 28:遮光部分 30:偏光板 51:光源 52:コレクタレンズ 53:励起フィルタ 54:環帯ミラー 55:暗視野用対物レンズ 56:反射部材 57:輪帯状偏光板 58:標本 59:観察用レンズ 60:吸収フィルタ 61:結像レンズ 62:接眼レンズ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 21/24 G02B 21/24

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からの光から第1の波長選択素子に
    より標本の励起に必要な波長帯域の光を選択して前記標
    本に照射する照明光学系と、前記標本から発せられる観
    察すべき蛍光を第2の波長選択素子により選択して前記
    標本の蛍光像を得る観察光学系とを備えた蛍光顕微鏡に
    おいて、 前記第1と前記第2の波長選択素子とを一対として複数
    の蛍光観察法に対応させると共に、これら前記第1及び
    前記第2の波長選択素子を互いに異なる前記蛍光観察法
    の間で共用させて、前記蛍光観察法ごとに対応する一対
    の前記第1と前記第2の波長選択素子とをそれぞれ前記
    照明光学系と前記観察光学系とに切り換え配置する手段
    を具備したことを特徴とする蛍光顕微鏡。
  2. 【請求項2】 前記照明光学系から前記標本に照射され
    る前記標本の励起に必要な波長帯域の光の光路上に偏光
    素子を配置したことを特徴とする請求項1記載の蛍光顕
    微鏡。
  3. 【請求項3】 光源からの光から第1の波長選択素子に
    より標本の励起に必要な波長帯域の光を選択し、この光
    を暗視野用対物レンズを通して前記標本に照射する照明
    光学系と、前記標本から発せられる観察すべき蛍光を前
    記暗視野用対物レンズの観察用レンズを通し、第2の波
    長選択素子により選択して前記標本の蛍光像を得る観察
    光学系とを備えた蛍光顕微鏡において、 前記暗視野用対物レンズから前記標本に照射される前記
    標本の励起に必要な波長帯域の光の光路上に偏光素子を
    配置したことを特徴とする蛍光顕微鏡。
JP2000287625A 2000-09-21 2000-09-21 蛍光顕微鏡 Withdrawn JP2002098899A (ja)

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