JP2003029155A - 蛍光顕微鏡および蛍光顕微鏡用ターレット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】試料に照射する励起光の波長域や観察する蛍光
の波長域を、容易に切り替えることのできる蛍光顕微鏡
を提供する。 【解決手段】励起光を出射する光源と、試料を搭載する
ステージと、ターレット部３とを有する。ターレット部
３は、同軸に配置された第１，第２および第３のターレ
ット３１，３２，３３と、第１のターレット３１に搭載
された複数の励起フィルタ３１ａと、第２のターレット
３２に搭載された複数のダイクロイックミラー３２ａ
と、第３のターレット３３に搭載された複数のバリアフ
ィルタ３３ａとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光顕微鏡に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】蛍光顕微鏡では、励起光用光源から出射
された光を、励起フィルタを通過させることにより、特
定波長の光のみを選択する。励起フィルタで選択された
励起光は、ダイクロイックミラーで反射され、標本に照
射される。これにより、標本を染色している蛍光色素か
ら発せられた蛍光は、前述のダイクロイックミラーを通
過し、バリアフィルタに入射する。バリアフィルタで
は、特定波長の光のみが通過し、観察用の光学系に入射
し、観察者に観察される。通常、励起フィルタ、ダイク
ロイックミラー、バリアフィルタの３つは、予め選択さ
れた組み合わせで、フィルタカセットと呼ばれる一つの
枠に取り付けられている。そして、励起フィルタ、ダイ
クロイックミラー、バリアフィルタを交換する際には、
フィルタカセットごと他のフィルタカセットに交換して
いる。フィルタカセットを交換するため、蛍光顕微鏡に
予め複数のフィルタカセットを搭載しておき、これをス
ライドさせることにより交換する構成や、複数のフィル
タカセットを搭載したターレットを回転させる構成が、
特開平８−１２２６４５号公報に記載されている。

【０００３】蛍光顕微鏡の使用者は、励起フィルタ、ダ
イクロイックミラー、バリアフィルタを、試料のどのよ
うな波長域の蛍光像を観察したいかによって選択するこ
とができる。すなわち、観察したい蛍光像によって試料
を染色する蛍光染料を選択し、蛍光染料を励起すること
のできる特定の波長域の光を通過する励起フィルタを選
択して用い、標本から発せられる蛍光のうち、使用者が
観察した特定の波長域の蛍光のみを通過するバリアフィ
ルタを選択し、上記選択した特定波長の励起光を反射
し、選択した特定波長の蛍光を透過するダイクロイック
ミラーを選択して用いる。このとき、蛍光染料は同じで
あっても、バリアフィルタとして、透過する波長域が狭
いものを用いると、余分な光が除かれ、像は暗くなるが
使用者が観察したい波長域に限定した蛍光像だけを観察
できる。また、励起フィルタとして透過する波長域が広
いものに交換すると、像は明るくなる。このように、励
起光や蛍光の波長域を切り替えることにより、使用者が
望む波長域の蛍光像を観察することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フィルタカセットを用いる蛍光顕微鏡では、フィルタカ
セット単位で交換するのは容易であるが、励起フィルタ
のみ、ダイクロイックミラーのみ、バリアフィルタのみ
を交換するには、フィルタカセットを一旦蛍光顕微鏡か
ら取り外し、フィルタカセットに所望のフィルタ等を付
け替え、付け替えたフィルタカセットを再び蛍光顕微鏡
に搭載するという手順になる。このため、フィルタカセ
ットにはない組み合わせの励起フィルタ、ダイクロイッ
クミラー、バリアフィルタで観察を行うためには、非常
に手間がかかる。よって、観察の途中で、励起光や蛍光
の波長域をフィルタカセットの組み合わせにはない波長
域に切り替えるのは困難であった。

【０００５】本発明は、試料に照射する励起光の波長域
や観察する蛍光の波長域を、容易に切り替えることので
きる蛍光顕微鏡を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願によれば以下のような蛍光顕微鏡が提供され
る。

【０００７】すなわち、励起光を出射する光源と、試料
を搭載するステージと、前記励起光用光学系とステージ
との間に配置されたターレット部とを有し、前記ターレ
ット部は、同軸に配置され、各々個別に軸回転可能な第
１，第２および第３のターレットと、前記第１のターレ
ットに搭載された複数の励起フィルタと、第２のターレ
ットに搭載された複数のダイクロイックミラーと、第３
のターレットに搭載された複数のバリアフィルタとを含
み、前記第１のターレットは、前記複数の励起フィルタ
のうちの一つを、前記光源から出射された前記励起光が
入射する位置に選択的に配置し、前記第２のターレット
は、前記複数のダイクロイックミラーのうちの一つを、
前記励起フィルタを通過した前記励起光を前記試料に向
けて反射する位置に選択的に配置し、前記第３のターレ
ットは、前記複数のバリアフィルタのうちの一つを、前
記試料から発せられた蛍光のうち前記ダイクロイックミ
ラーを通過した蛍光が入射する位置に選択的に配置する
構成であることを特徴とする蛍光顕微鏡が提供される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態の蛍光顕微
鏡について図面を用いて説明する。

【０００９】本実施の形態の蛍光顕微鏡は、図２に示す
ように、励起光用光源１、励起光用光学系１ａ、ターレ
ット装置３、対物レンズ５が取りつけられたレボルバ
４、試料を搭載するステージ６、接眼レンズ７、撮像装
置用鏡筒８、観察用鏡筒１２、アーム１１、透過照明用
光源９を含んでいる。

【００１０】ターレット装置３は、図１、図３，図４に
示したように、筐体３６に収容された、励起用ターレッ
ト３１、ダイクロイックミラー用ターレット３２、バリ
アフィルター用ターレット３３を有している。これらの
ターレット３１，３２，３３は、ベアリング３４ａ、３
４ｂ、３４ｃを介して、軸３４に取りつけられている。
軸３４の中心３４ｄは、対物レンズ３４の光軸２０より
も使用者側に位置し、光軸２０とほぼ平行である。

【００１１】筐体３６の側面には、励起光用光学系の光
軸１０の通過する位置に、励起光入射口３７が設けられ
ている。また、筐体３６の下面には、光軸２０が通過す
る位置に、励起光出射口３９が設けられている。筐体３
６の上面には、光軸２０が通過する位置に蛍光出射口３
８が設けられている。励起光入射口３７には、励起光用
光学系１ａの筐体が連結され、励起光出射口に３９は、
アーム１１に設けられた観察光路が連結され、蛍光出射
口３８には観察用鏡筒１２が連結されている。

【００１２】励起フィルタ用ターレット３１は、６枚の
励起フィルタ３１ａを外周に向けて保持している。励起
フィルタ用ターレット３１の外周面３１ｂは、操作部と
して筐体３６の使用者側の面から外部に露出されてい
る。よって、使用者は、外周面３１ｂの露出されている
部分を操作して、励起用ターレット３１を回転させるこ
とにより、保持している６枚の励起フィルタ３１ａのう
ちの１枚を選択して光軸１０上に配置することができ
る。

【００１３】ダイクロイックミラー用ターレット３２
は、６枚のダイクロイックミラー３２ａを鉛直下方に対
して斜め４５度に傾けて保持している。ダイクロイック
ミラー用ターレット３２の外周面３２ｂは、励起用ター
レット３１の外周面３１ｂと同様に、操作部として筐体
３６の使用者側の面から外部に露出されている。よっ
て、使用者は、外周面３２ｂの露出されている部分を操
作して、ダイクロイックミラー用ターレット３２を回転
させることにより、保持している６枚のダイクロイック
ミラー３２ａのうちの１枚を選択して、光軸１０と光軸
２０とが交わる位置に、光軸１０および光軸２０に対し
て４５度の角度で配置することができる。

【００１４】バリアフィルタ用ターレット３３は、６枚
のバリアフィルタ３３ａを鉛直上方に対してわずかに傾
けて保持している。バリアフィルタ用ターレット３３の
外周面３３ｂは、励起用ターレット３１およびダイクロ
イックミラー用ターレット３２の外周面３１ｂ、３２ｂ
と同様に、操作部として筐体３６の使用者側の面から外
部に露出されている。よって、使用者は、外周面３３ｂ
の露出されている部分を操作して、バリアフィルタ用タ
ーレット３３を回転させることにより、保持している６
枚のバリアフィルタ３３ａのうちの１枚を選択して、光
軸２０上に配置することができる。なお、バリアフィル
タ３３ａは、鉛直上方に対してわずかに傾けて保持され
ているため、鏡筒１２内に配置されている光学系と干渉
を生じにくい構成となっている。

【００１５】上述のように使用者側に露出されているタ
ーレット３１，３２，３３の外周面３１ａ，３２ａ，３
３ａは、図３のように筐体３６の使用者側の面に上下に
並べて露出されている。また、露出されている外周面３
１ａ，３２ａ，３３ａは、同一面上に位置する。したが
って、使用者は、露出されている外周面３１ａ，３２
ａ，３３ａのいずれかに手を当てて、一つのターレット
を回転させる操作を行うことも可能であるし、外周面３
１ａ，３２ａ，３３ａに一度に手を当てて、３つのター
レット３１，３２，３３を一度に回転させる操作も容易
に行うことができる。

【００１６】また、３つのターレット３１，３２，３３
の外周面３１ａ，３２ａ，３３ａには、その回転角度に
おいて光軸１０または２０上に選択的に配置されている
励起フィルタ３１ａ、ダイクロイックミラー３２ａ、バ
リアフィルタ３３ａの種類を示す記載もしくはラベルを
貼付するための平面が設けられている。

【００１７】また、筐体３６の内側には、励起光入射口
３７と対向する位置に、集光レンズ３５が配置されてい
る。

【００１８】つぎに、本実施の形態の蛍光顕微鏡によっ
て試料の蛍光像を観察する際の各部の動作について説明
する。

【００１９】使用者は、試料を所望の蛍光染料で染色
し、ステージ６上に搭載する。ここでは、蛍光染料とし
て、４８０ｎｍ付近の波長光を吸収すると、５２０ｎｍ
付近の波長の蛍光を発光するものを用いる。また、使用
者はレボルバ４を回転させて、所望の対物レンズ５を選
択する。

【００２０】つぎに、使用者は、励起フィルタ３１ａ、
ダイクロイックミラー３２ａ、バリアフィルタ３３ａを
選択する。具体的には、使用者は、ターレット３１，３
２，３３の外周面３１ａ，３２ａ，３３ａに記載されて
いる励起フィルタ３１ａ、ダイクロイックミラー３２
ａ、バリアフィルタ３３ａの種類を確認しながら、外周
面３１ａ，３２ａ，３３ａに手を当ててターレット３
１，３２，３３をそれぞれ回転させ、所望の励起フィル
タ３１ａ、ダイクロイックミラー３２ａ、バリアフィル
タ３３ａを選択して、光軸１０または２０上に配置す
る。例えば、励起フィルタ３１ａとして４６５ｎｍ〜４
９５ｎｍの光を透過するものを選択して光軸１０上に配
置する。バリアフィルタ３３ａとしては、例えば、５１
０ｎｍ以上の光を透過するものを選択して光軸２０上に
配置する。また、ダイクロイックミラー３２ａとして
は、例えば、５０５ｎｍを境にそれ以下の波長を反射
し、５０５ｎｍよりも大きい波長を透過するものを光軸
１０と光軸２０の交差する位置に配置する。

【００２１】この状態で、光源１から励起光を出射させ
ると、励起光は光軸１０に沿って進み、励起光用光学系
１ａを通過し、ターレット装置３内へ励起光入射口３７
から入射する。励起光は、レンズ３５で集光され、励起
フィルタ用ターレット３１により光軸１０上に選択的に
配置されている励起フィルタ３１ａによって、４６５ｎ
ｍ〜４９５ｎｍの波長光が選択される。４６５ｎｍ〜４
９５ｎｍの波長に選択された励起光は、ダイクロイック
ミラー用ターレット３２より光軸１０と光軸２０との交
差する位置に選択的に配置されているダイクロイックミ
ラー３２ａによって、鉛直下向きに反射され、筐体３６
の励起光出射口３９から出射される。

【００２２】出射された励起光は、光軸２０に沿って進
み、対物レンズ５で集光されて、試料に照射される。４
６５ｎｍ〜４９５ｎｍの励起光を照射された試料では、
染色している蛍光色素から５２０ｎｍ付近の蛍光が発せ
られる。発せられた蛍光は、対物レンズ５を通過して、
光軸２０に沿って進み、ターレット装置３の励起光出射
口３９から入射して、ダイクロイックミラー３２ａに入
射する。ダイクロイックミラー３２ａは、上述のように
５０５ｎｍよりも大きい波長を透過するものが選択され
ているので、蛍光はダイクロイックミラー３２ａを透過
し、さらに光軸２０に沿って進み、バリアフィルタ用タ
ーレット３３により光軸２０上に選択的に配置されてい
るバリアフィルタ３３ａに入射する。選択的に配置され
ているバリアフィルタ３３ａは、波長５１０ｎｍ以上の
光を透過するものであるので、蛍光以外の余分な波長５
１０ｎｍ未満の光が除かれ、波長５１０ｎｍ以上の光の
みが、筐体３６の蛍光出射口３８から出射される。出射
された蛍光は、観察用鏡筒１２内の結像レンズにより結
像され、接眼レンズ７を介して使用者に観察されるか、
もしくは撮像装置用鏡筒８に連結されている撮像装置
（不図示）により撮像される。これにより、使用者は、
試料が発した波長５１０ｎｍ以上の蛍光の像を観察する
ことができる。

【００２３】このように波長５１０ｎｍ以上の蛍光の像
を観察した使用者が、この波長の中で波長５１０ｎｍ〜
５６０ｎｍの範囲に限定した蛍光像を観察したい場合に
は、使用者は、ターレット装置３の筐体３６の使用者側
（前面側）から露出されている、バリアフィルタ用ター
レット３３の外周面３３ｂに手を当てて、これを回転さ
せる。これにより、現在配置されている波長５１０ｎｍ
以上透過のバリアフィルタ３３ａに代えて、予めターレ
ット３３に搭載されている波長５１０ｎｍ〜５６０ｎｍ
の波長を透過するバリアフィルタ３３ａを選択し、光軸
２０上に配置する。この操作は、バリアフィルタ用ター
レット３３を回転させるだけであるため、容易に素早く
行うことができるため、観察の途中で行うことが可能で
ある。これにより、現在観察している波長５１０ｎｍ以
上の蛍光の像を、多少暗くはなるが、波長５１０ｎｍ〜
５６０ｎｍの波長光に限定した蛍光像に切り替えて観察
することができる。

【００２４】また、波長５１０ｎｍ以上の蛍光の像を観
察した使用者が、より明るい蛍光像を望む場合には、使
用者は、ターレット装置３の筐体３６の使用者側（前面
側）から露出されている、励起フィルタ用ターレット３
１の外周面３１ｂに手を当てて、これを回転させる。こ
れにより、現在配置されている波長４６５ｎｍから４９
５ｎｍ透過の励起フィルタａに代えて、予めターレット
３３に搭載されている波長４２０ｎｍ〜４９５ｎｍを透
過させる励起フィルタ３３ａを選択し、光軸２０上に配
置する。これにより、より明るい蛍光像を観察すること
ができる。この操作は、励起フィルタ用ターレット３１
を回転させるだけであるため、容易に素早く行うことが
できるため、観察の途中で行うことが可能である。

【００２５】このように、本実施の形態の蛍光顕微鏡で
は、３つのターレット３１，３２，３３にそれぞれ複数
種類の励起フィルタ３１ａ、ダイクロイックミラー３２
ａ、バリアフィルタ３３ａを搭載したターレット装置を
用いることにより、容易かつ素早く、励起フィルタ３１
ａ、ダイクロイックミラー３２ａ、バリアフィルタ３３
ａを選択でき、観察中であっても他の波長域の種類のも
のに選択しなおすこともできる。よって、使用者が所望
する波長域の蛍光像を、波長域を切り替えながら観察す
ることが可能である。

【００２６】つぎに、本実施の形態のターレット装置３
において、３つのターレット３１，３２，３３からそれ
ぞれ励起フィルタ３１ａ、ダイクロイックミラー３２
ａ、バリアフィルタ３３ａを交換する手順について説明
する。

【００２７】図３に示すように、筐体３６の上面の一部
は、取り外し可能なカバー３６ａとなっている。カバー
を開放すると図５のように、バリアフィルター用ターレ
ット３３の上面が一部露出される。バリアフィルタ３３
ａは、ネジ付きの押さえ管３３ｄによって、枠３３ｃに
取り付けられており、枠３３ｃは２本のネジ５１によっ
てバリアフィルタ用ターレット３３に固定されている。
よって、バリアフィルタ用ターレット３３の上面から、
ネジ付きの押さえ管３３ｄを回転させてはずすことによ
り、バリアフィルタ３３ａを交換することができる。ま
た、２本のネジ５１をはずし、枠３３ｃをターレット３
３からはずすことにより、ダイクロイックミラー３２ａ
の上面が露出される。ダイクロイックミラー３２ａは、
鉛直上方からターレット３２に搭載されているので、露
出されたダイクロイックミラー３２ａを鉛直上方に取り
出し、別のものに交換することができる。また、励起フ
ィルタ３１ａは、ネジ付き押さえ管３１ｃによりターレ
ット３１に取り付けられているので、ネジ付き押さえ管
３１ｃを回転させてはずすことにより、外周側から励起
フィルタ３１ａを交換することができる。

【００２８】したがって、予め３つのターレット３１，
３２，３３にそれぞれ所望の波長域の６種類の励起フィ
ルタ３１ａ、ダイクロイックミラー３２ａ、バリアフィ
ルタ３３ａを搭載した場合、３つのターレット３１，３
２，３３を回転させることにより、最大で２１６通りの
組み合わせの波長域で、蛍光像を観察することができ
る。

【００２９】なお、本実施の形態では、３つのターレッ
ト３１，３２，３３にそれぞれ６種類づつの励起フィル
タ３１ａ、ダイクロイックミラー３２ａ、バリアフィル
タ３３ａを搭載しているが、本発明はこれに限定される
ものではなく、搭載できるフィルタ等の数をターレット
ごとに、６種類より多くまたは少なくすることも可能で
ある。

【００３０】

【発明の効果】上述してきたように、本発明によれば、
試料に照射する励起光の波長域や観察する蛍光の波長域
を、容易に切り替えることのできる蛍光顕微鏡を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の蛍光顕微鏡のターレッ
ト装置の断面図。

【図２】本発明の一実施の形態の蛍光顕微鏡の構成を示
す切り欠き断面図。

【図３】図１のターレット装置の上面図。

【図４】図１のターレット装置の筐体の一部を切り欠い
た上面図。

【図５】図１のターレット装置の筐体のカバーを外した
状態を示す上面図。

【符号の説明】

１…励起光用光源、３…ターレット装置、４…レボル
バ、５…対物レンズ、６…ステージ、７…接眼レンズ、
８…撮像装置用鏡筒、９…透過照明用光源、１０…光
軸、１１…アーム、１２…観察用鏡筒、２０…光軸、３
１…励起フィルタ用ターレット、３１ａ…励起フィル
タ、３１ｂ…外周面、３１ｃ…ネジ付き押さえ管、３２
…ダイクロイックミラー用ターレット、３２ａ…ダイク
ロイックミラー、３２ｂ…外周面、３３…バリアフィル
タ用ターレット、３３ａ…バリアフィルタ、３３ｂ…外
周面、３３ｃ…枠、３３ｄ…ネジ付き押さえ管、３４…
軸、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ…ベアリング、３４ｄ…中
心、３５…レンズ、３６…筐体、３６ａ…カバー、３７
…励起光入射口、３８…蛍光出射口、３９…励起光出射
口、５１…ネジ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】励起光を出射する光源と、試料を搭載する
   ステージと、前記励起光用光学系とステージとの間に配
   置されたターレット部とを有し、 前記ターレット部は、同軸に配置され、各々個別に軸回
   転可能な第１，第２および第３のターレットと、前記第
   １のターレットに搭載された複数の励起フィルタと、前
   記第２のターレットに搭載された複数のダイクロイック
   ミラーと、前記第３のターレットに搭載された複数のバ
   リアフィルタとを含み、 前記第１のターレットは、前記複数の励起フィルタのう
   ちの一つを、前記光源から出射された前記励起光が入射
   する位置に選択的に配置し、前記第２のターレットは、
   前記複数のダイクロイックミラーのうちの一つを、前記
   励起フィルタを通過した前記励起光を前記試料に向けて
   反射する位置に選択的に配置し、前記第３のターレット
   は、前記複数のバリアフィルタのうちの一つを、前記試
   料から発せられた蛍光のうち前記ダイクロイックミラー
   を通過した蛍光が入射する位置に選択的に配置する構成
   であることを特徴とする蛍光顕微鏡。
2. 【請求項２】請求項１に記載の蛍光顕微鏡において、前
   記第１，第２および第３のターレットは、それぞれ、外
   周面の一部が、回転の操作を受けるための操作部として
   使用者側に露出され、前記第１，第２および第３のター
   レットの前記操作部は、同一面上に位置することを特徴
   とする蛍光顕微鏡。
3. 【請求項３】複数の励起フィルタを搭載するための第１
   のターレットと、複数のダイクロイックミラーを搭載す
   るための第２のターレットと、複数のバリアフィルタを
   搭載するための第３のターレットと、前記第１，第２お
   よび第３のターレットを収容する筐体とを有し、 前記筐体は、外部から励起光を入射させるための励起光
   入射口と、前記励起フィルタを通過させた前記励起光を
   外部に出射させるための励起光出射口と、前記バリアフ
   ィルタを通過した蛍光を外部に出射させるための蛍光出
   射口とを備え、 前記第１のターレットは、前記複数の励起フィルタのう
   ちの一つを励起光入射口から入射した前記励起光が入射
   する位置に選択的に配置し、前記第２のターレットは、
   前記複数のダイクロイックミラーのうちの一つを、前記
   励起フィルタを通過した前記励起光を前記励起光出射口
   に向けて反射する位置に選択的に配置し、前記第３のタ
   ーレットは、前記複数のバリアフィルタのうちの一つ
   を、前記励起光出射口から入射した蛍光のうち前記ダイ
   クロイックミラーを通過した蛍光が入射する位置に選択
   的に配置する構成であることを特徴とする蛍光顕微鏡用
   ターレット装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の蛍光顕微鏡用ターレット
   装置であって、前記第１，第２および第３のターレット
   は、同軸に配置され、 前記第１，第２および第３のターレットは、それぞれ、
   外周面の一部が操作部として、前記筐体から使用者側に
   露出され、 前記第１，第２および第３のターレットの前記操作部
   は、同一面上に位置することを特徴とする蛍光顕微鏡用
   ターレット装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載の蛍光顕微鏡用ターレット
   装置であって、前記筐体には、前記第１，第２および第
   ３のターレットがそれぞれ搭載する前記励起フィルタ、
   前記ダイクロイックミラー、前記バリアフィルタを交換
   するための開口が設けられていることを特徴とする蛍光
   顕微鏡用ターレット装置。