JP2003195177A

JP2003195177A - 照明光照射装置及びこれを備えた蛍光観察装置

Info

Publication number: JP2003195177A
Application number: JP2001398625A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Uchida; 忠打田; Tatsuro Otaki; 達朗大瀧
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】光源としてＬＥＤ等を用い、しかも、照明光
の波長選択性を確保しつつ、照明光の光量を増大させて
試料からの蛍光光量を増大させる。【解決手段】５つの前段照明光学系１ａ〜１ｅに対し
て、共通する後段照明光学系が設けられる。光学系１ａ
〜１ｅは、互いに中心波長が異なる光を発するＬＥＤ２
ａ〜２ｅをそれぞれ光源として有する。光学系１ａ〜１
ｅは、それらの射出光軸Ｓａ〜Ｓｅが点Ｐを中心にして
放射状となるように配置される。点Ｐを含む反射面を有
する反射プリズム５が、点Ｐの回りにモータにより回転
され、後段照明光学系の入射光軸Ｓ_０が、射出光軸Ｓａ
〜Ｓｅの選択されたいずれかと一致する位置に、位置決
めされる。後段照明光学系は、選択された前段照明光学
系からの光を反射プリズム５で図２の紙面手前方向に反
射し、この光に基づく照明光を試料に照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明光を試料（標
本）に照射し、前記照明光により励起されて前記試料か
ら発せられる蛍光を検出又は観察する蛍光顕微鏡などの
蛍光観察装置、及び、例えば蛍光観察装置などに用いる
ことができる照明光照射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蛍光顕微鏡は、例えば、医学、生物分野
において生物組織を観察したり、創薬における化合物の
反応を調べたり、遺伝子を解析したりするために用いら
れる。蛍光顕微鏡は、試料自身又は試料に添加した蛍光
色素を発光させる励起光を試料に照射し、発光した蛍光
を観察するものである。そして、試料に照射する励起光
の波長は、多々ある蛍光色素の各々に対応させる必要が
ある。

【０００３】特開２００１−２６９１７１号公報には、
蛍光物質の観察に使用する励起光照射装置が開示されて
いる。この励起光照射装置は、光源として発光ダイオー
ドを使用している。そして、この公報には、各蛍光色素
に対応した励起光を照射する場合、光源として所望の励
起光の波長に近い波長を発光特性のピークとする発光ダ
イオードを選択することが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
００１−２６９１７１号公報に記載された構成では、異
なる波長の励起光を照射する場合には、所望の波長の励
起光を照射できる光源を選択し、照射する波長を変更す
る度に光源を付け替えなければならなかった。

【０００５】本発明の目的は、容易に波長選択ができる
照明光照射装置及びこれを備えた蛍光観察装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１の照明光照射装置は、異なる中心波長の光
を発する複数の光源が設置可能であり、前記複数の光源
から所望の光源を選択的に照明光の光路に位置決めする
選択位置決め手段を有するものである。

【０００７】請求項２の照明光照射装置は、請求項１の
照明光照射装置において、前記光源の前部に集光レンズ
を有するものである。

【０００８】請求項３の照明光照射装置は、請求項１又
は２の照明光照射装置において、前記選択位置決め手段
により選択された光源からの照明光の光路中に設置され
前記照明光を受光し照明光学系に向けて前記照明光を反
射する反射部材を備えるものである。

【０００９】請求項４の照明光照射装置は、請求項第１
乃至３のいずれかの照明光照射装置において、前記光源
は、半導体発光素子であるものである。

【００１０】請求項５の照明光照射装置は、請求項１乃
至４のいずれかの照明光照射装置において、前記選択位
置決め手段は、前記複数の光源及び前記複数の光源の各
光軸の交点位置に設けられた反射体のうち少なくとも一
方を回転させる回転駆動手段を含むものである。

【００１１】請求項６の蛍光観察装置は、試料に照明光
を照射する照明光学系と、前記照明光により励起されて
前記試料から発せられる蛍光を検出又は観察する光学系
と、を備えた蛍光観察装置において、前記照明光学系
は、各々が異なる中心波長の光を発する光源部を有する
複数の前段照明光学系と、前記複数の前段照明光学系に
対して共通に使用する後段照明光学系と、前記複数の前
段照明光学系のうちの１つの前段照明光学系を選択して
当該選択した前段照明光学系の光軸が前記後段照明光学
系の光軸と略一致するように、前記複数の前段照明光学
系と前記後段照明光学系との相対的な位置を変更して位
置決めし、選択された前段照明光学系からの光に基づく
照明光を前記後段照明光学系を通して前記試料に照射さ
せる選択位置決め手段と、を有するものである。

【００１２】請求項７の蛍光観察装置は、請求項６の蛍
光観察装置において、前記各前段照明光学系の前記光源
部は、１つ以上の半導体発光素子を含むものである。

【００１３】請求項８の蛍光観察装置は、請求項６又は
７の蛍光観察装置において、前記選択位置決め手段は、
前記複数の前段照明光学系及び前記複数の前段照明光学
系の各光軸の交点位置に設けられた反射体のうちの少な
くとも一方を、回転させる回転駆動手段を含むものであ
る。

【００１４】請求項９の蛍光観察装置は、請求項６乃至
８のいずれかの蛍光観察装置において、前記複数の前段
照明光学系にそれぞれ対応して設けられ通過する光の波
長成分の一部をカットする複数のフィルタ手段を備え、
前記複数のフィルタ手段のうち、前記選択位置決め手段
により選択された前段照明光学系に対応するフィルタ手
段が、選択的に前記後段照明光学系の光路に配置される
ものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明による蛍光顕微鏡に
ついて、図面を参照して説明する。

【００１６】［第１の実施の形態］

【００１７】図１は、本発明の第１の実施の形態による
蛍光顕微鏡を示す概略構成図である。図２は、図１中の
Ａ−Ａ矢視図である。説明の便宜上、図１及び図２に示
すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義す
る（後述する図についても同様である。）。

【００１８】本実施の形態による蛍光顕微鏡は、図１及
び図２に示すように、５つの前段照明光学系１ａ〜１ｅ
を備えている。もっとも、前段照明光学系の数は２以上
であれば、特に限定されるものではない。

【００１９】本実施の形態では、前段照明光学系１ａ
は、光源部としての単一のＬＥＤ２ａと、ＬＥＤ２ａか
らの光を集光する集光レンズ３ａとから構成されてい
る。同様に、前段照明光学系１ｂはＬＥＤ２ｂ及び集光
レンズ３ｂで構成され、前段照明光学系１ｃはＬＥＤ２
ｃ及び集光レンズ３ｃで構成され、前段照明光学系１ｄ
はＬＥＤ２ｄ及び集光レンズ３ｄで構成され、前段照明
光学系１ｅはＬＥＤ２ｅ及び集光レンズ３ｅで構成され
ている。光源部としては、ＬＥＤに代えて、例えば、半
導体レーザ等の他の半導体発光素子や、その他の発光素
子を用いてもよい。

【００２０】ＬＥＤ２ａ〜２ｅは、それぞれ互いに異な
る中心波長を持つ光を発する特性を有している。例え
ば、ＬＥＤ２ａ〜２ｅは、それぞれ３７５ｎｍ、４６５
ｎｍ、５２５ｎｍ，５７０ｎｍ、６３０ｎｍの中心波長
を持つ光を発する特性を有している。この５種類の波長
は、代表的な蛍光試薬の励起波長を含んでおり、従来の
蛍光顕微鏡において水銀ランプから取り出す波長と同等
の励起波長である。もっとも、ＬＥＤ２ａ〜２ｅが発す
る光の中心波長は、この例に限定されるものではない。

【００２１】上記励起光に励起されない蛍光試薬も、今
後、ＬＥＤや半導体レーザなどはさらに多くの異なる波
長を出す素子が開発されていくので、新しい光源を設置
していくことで他の蛍光試薬にも対応していくことがで
きる。また、観察者の使用する蛍光試薬に対応して光源
を交換することも容易にできる。

【００２２】本実施の形態では、前段照明光学系１ａ〜
１ｅは、それらの射出光軸Ｓａ〜Ｓｅが、ＹＺ平面と平
行な平面内に含まれかつその平面内の所定点Ｐを中心と
して６０゜ずつの角度間隔を持って放射状をなすよう
に、それぞれ取り付け部材を介して円板からなる支持部
材４に対して固定されている。これによって、射出光軸
Ｓａ〜Ｓｅが、実質的に、互いに異なる方向から所定軸
線（点Ｐを通りＸ軸と平行な軸線）Ｊ上の所定点Ｐに向
かうとともに所定軸線Ｊに対して同一の所定角度（本実
施の形態では０゜）をなすように、前段照明光学系１ａ
〜１ｅの相対的な位置関係が互いに固定されている。前
記所定角度は適宜変更してもよい。

【００２３】なお、ＬＥＤ２ａ〜２ｅは、点Ｐを中心と
した同心円上に配置されている。この同心円上の６０゜
ずつの角度間隔をなす６ポジションのうちの残りの１ポ
ジションは空いており、このポジションには、新しいＬ
ＥＤを設置するための取り付け部材が設けられている。

【００２４】図１及び図２に示すように、ＹＺ平面に対
して４５゜の角度をなすとともに点Ｐを含む反射面５ａ
を持つ反射プリズム５が、支持板４に対して、軸線Ｊ回
りに回転可能に設けられている。この反射プリズム５
は、回転駆動手段としてのモータ６により、軸線Ｊ回り
に回転される。もっとも、反射プリズム５ではなく、前
段照明光学系１ａ〜１ｅの方を軸線Ｊ回りに回転させて
もよい。なお、反射プリズム５に代えて反射ミラー等の
他の反射体を用いてもよい。

【００２５】反射プリズム５は、リレーレンズ７、ダイ
クロイックミラー８ａ〜８ｅ、及び対物レンズ９と共
に、前段照明光学系１ａ〜１ｅのうちの選択された前段
照明光学系からの光に基づく照明光を試料（標本）１０
に照射する後段照明光学系を構成している。この後段照
明光学系は、前段照明光学系１ａ〜１ｅと共に、試料１
０に照明光を照射する照明光学系を構成している。後段
照明光学系は、前段照明光学系１ａ〜１ｅに対して共通
に使用される。

【００２６】反射プリズム５の反射面５ａと直交する平
面内に含まれるとともにＹＺ平面と平行な平面に含まれ
かつＰ点を通る線が、前記後段照明光学系の入射光軸Ｓ
_０となっている。入射光軸Ｓ_０に沿って後段照明光学系
に入射された光は、入射光軸Ｓ_０が射出光軸Ｓａ〜Ｓｅ
のいずれと一致していても、後段照明光学系の入射側の
光学部材である反射プリズム５の反射面５ａで反射され
て軸線Ｊに沿ってＸ軸方向に進行される。

【００２７】図面には示していないが、本実施の形態に
よる蛍光顕微鏡は、反射プリズム５の回転位置を検出す
るエンコーダ等の角度検出器と、この角度検出器の検出
信号に基づいて、入射光軸Ｓ_０が、射出光軸Ｓａ〜Ｓｅ
のうちの指令等により選択された射出光軸と一致する回
転位置まで、反射プリズム５が回転するように、モータ
６を制御する制御部と、を備えている。

【００２８】以上の説明からわかるように、本実施の形
態では、モータ６、前記角度検出器及び前記制御部が、
前段照明光学系１ａ〜１ｅのうちの１つの前段照明光学
系を選択して当該選択した前段照明光学系の射出光軸が
選択的に後段照明光学系の入射光軸Ｓ_０と一致するよう
に、前段照明光学系１ａ〜１ｅと後段照明光学系の入射
側の光学部材である反射プリズム５との相対的な位置を
変更して位置決めする選択位置決め手段を、構成してい
る。

【００２９】なお、例えば、図７に示すように、反射プ
リズム５を取り除き（この場合、後段照明光学系の入射
光軸Ｓ_０は図１中のＰ点に相当する点を通りＸ軸と平行
となる。）、射出光軸Ｓａ〜ＳｅがそれぞれＸ軸方向と
平行となりかつＸＺ平面と平行な平面内に含まれるよう
に、前段照明光学系１ａ〜１ｅを支持部材４に対して固
定しておけば、前段照明光学系１ａ〜１ｅをＺ軸方向に
直線移動させることにより、前述したような位置決めを
実現することができる。なお、図７は、図１及び図２に
示す蛍光顕微鏡の変形例に係る蛍光顕微鏡を示す概略構
成図である。図７において、図１及び図２中の要素と同
一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する
説明は省略する。図７では、支持部材４をＺ軸方向に直
線移動させる直線駆動手段としてのモータ等の図示は、
省略している。図７に示すように構成することにより、
装置をより小型化することができる。

【００３０】ＬＥＤ２ａ〜２ｅに流れる電流値は、図示
しない制御部により独立して制御され、入射光軸Ｓ_０が
一致した射出光軸を持つ前段照明光学系のＬＥＤのみが
点灯され、それ以外のＬＥＤは消灯される。例えば、図
１及び図２に示す状態では、入射光軸Ｓ_０が射出光軸Ｓ
ａと一致しているので、ＬＥＤ２ａのみが点灯され、Ｌ
ＥＤ２ｂ〜２ｅは消灯される。

【００３１】入射光軸Ｓ_０が一致した射出光軸を持つ前
段照明光学系のＬＥＤ（図１及び図２に示す状態では、
ＬＥＤ２ａ）から発した光は、このＬＥＤに対応する集
光レンズ（図１及び図２に示す状態では、集光レンズ３
ａ）で集光された後、反射プリズム５の反射面５ａで反
射されてＸ軸方向に進行する。この光は、リレーレンズ
７を介した後、ダイクロイックミラー８ａ〜８ｅ（８
ｂ，８ｃ，８ｅは図示せず）のうちの選択されたダイク
ロイックミラー（図１及び図２に示す状態では、ダイク
ロイックミラー８ａ）により４５゜曲げられて試料方向
に進行し、対物レンズ９の像側焦点面に集光される。し
たがって、対物レンズ９を介して試料１０がケーラー照
明される。ダイクロイックミラー８ａ〜８ｅは、ＬＥＤ
２ａ〜２ｅが発する光の波長にそれぞれ応じて設定され
た各所定波長より短い波長の光（照明光）を反射すると
ともに、それより長い波長の光（試料１０からの蛍光）
を透過させる特性を持つ。ダイクロイックミラー８ａ〜
８ｅは、モータ１２に連結された回転式のターレット１
１上に配置されている。モータ１２によりターレット１
１を回転させることで、ダイクロイックミラー８ａ〜８
ｅを切替えてリレーレンズ７に対向させることができ
る。選択した前段照明光学系のＬＥＤが発する光の波長
に応じてダイクロイックミラーを選択してリレーレンズ
７に対向させる。

【００３２】試料１０は、例えば、マイクロプレート１
３の所定数の穴（ウエル）内にそれぞれ保持され蛍光試
薬が導入された細胞である。マイクロプレート１３は、
ＸＹステージ１４上に配置され、ステージ１４によりＸ
Ｙ方向にスキャンされ、各ウエルが順次照明されるよう
になっている。

【００３３】本実施の形態による蛍光顕微鏡は、対物レ
ンズ９、ダイクロイックミラー８ａ〜８ｅ、バリアフィ
ルタ（蛍光フィルタ）１５ａ〜１５ｅ（１５ｂ，１５
ｃ，１５ｅは図示せず）、結像レンズ１６及びＣＣＤカ
メラ１７で構成された、標本から発せられる蛍光を検出
又は観察する光学系を、備えている。

【００３４】照明光により励起されて試料１０から出る
蛍光は、対物レンズ９で集光され、選択されたダイクロ
イックミラー（図１及び図２に示す状態では、ダイクロ
イックミラー８ａ）を透過した後、バリアフィルタ１５
ａ〜１５ｅのうちの選択されたバリアフィルタ（図１及
びに示す状態では、バリアフィルタ１５ａ）で所定波長
成分が選択されて、結像レンズ１６で結像される。この
結像面にはＣＣＤカメラ１７の受光面が配置され、モニ
タ（図示せず）上に蛍光像が形成される。観察者はこの
蛍光像を観察できる。また、ＣＣＤカメラ１７からの撮
像信号に基づいて、各試料１０からの蛍光光量が測定さ
れる。なお、例えば、ＣＣＤカメラ１７を設けずに、接
眼レンズ系を設けて、蛍光像を肉眼で観察できるように
することも可能である。

【００３５】バリアフィルタ１５ａ〜１５ｅは、それぞ
れ異なる所望の波長域の波長成分を選択的に透過させる
バンドパスフィルタの特性を持ち、試料１０で反射され
てＣＣＤカメラ１７へ向かう余分な波長成分を取り除
く。バリアフィルタ１５ａ〜１５ｅの各通過波長域は、
蛍光色素の種類に応じて設定されている。バリアフィル
タ１５ａ〜１５ｅは、モータ１８に連結された回転式の
ターレット１９上に配置されている。モータ１８により
ターレット１９を回転させることで、バリアフィルタ１
５ａ〜１５ｅを切替えて光路中に位置させることができ
る。観察・測定すべき蛍光色素に応じてバリアフィルタ
を選択する。

【００３６】本実施の形態によれば、光源としてＬＥＤ
２ａ〜２ｅが用いられているので、光源としてランプを
用いることにより生じていた不都合を解消することもで
きる。

【００３７】すなわち、本実施の形態によれば、ＬＥＤ
の寿命はランプに比べて寿命が長いので、光源を交換す
るメンテナンスが必要なく、また、ＬＥＤは点灯時間と
ともに光量が次第に低下していくようなことがないた
め、蛍光量を測定する際に、経過時間とともに測定値が
変動してしまうようなことがなく、安定した測定値を得
ることができる。したがって、連続して終日測定するよ
うな例えば創薬分野の化合物の反応を見る際などには、
特に有効である。また、ＬＥＤでは発熱量が小さいた
め、光学部材の熱変形が生ずるおそれがなく、ピントず
れ等が生ずることがない。光源からの熱を実際上無視し
得るので、蛍光顕微鏡を設計する上での制約が大幅に緩
和され、蛍光顕微鏡を小型化することができる。また、
ＬＥＤ自体は非常に小さいため、この点からも蛍光顕微
鏡を小型化することができる。さらに、蛍光試薬の違い
により蛍光の感度も異なるので、測定される蛍光量を一
定にするために照明光の光量を調整することが要請され
る場合もあるが、各ＬＥＤ２ａ〜２ｅに流す電流値を変
えるだけでその調整を容易に行うことができる。このた
め、ＮＤフィルタを必要としないので装置内でのスペー
スを少なくすることができる。

【００３８】また、本実施の形態によれば、各種類の励
起波長毎にいわゆる単色のＬＥＤを用いているので、白
色ＬＥＤから発した光を励起フィルタで所定の励起波長
を持つ光に分離しその分離した波長成分のみを照明光に
する場合に比べて、格段に照明光量を増大させることが
でき、ひいては試料から発する蛍光の光量を増大させる
ことができる。

【００３９】そして、本実施の形態によれば、前述した
ように、発する光の波長が異なるＬＥＤ２ａ〜２ｅを反
射プリズム５の回転位置により選択し、これにより前段
照明光学系１ａ〜１ｅと後段照明光学系との間の光路の
選択的な接続を行っているので、例えばダイクロイック
ミラーを用いて複数のＬＥＤからの光の光路を１つの光
路に合成する場合に比べて、ダイクロイックミラーによ
る光量損失がないため、照明光の光量を一層増大させる
ことができる。

【００４０】このように、本実施の形態によれば、光源
としてランプを用いることにより生じていた不都合を解
消し、しかも、蛍光試薬の違い等に応じた照明光の波長
選択性（照明光の波長を選択し得ること）を確保しつ
つ、照明光の光量を一層増大させることができ、ひいて
は試料から発する蛍光の光量を一層増大させることがで
きる。

【００４１】なお、本実施の形態では５種類のＬＥＤ２
ａ〜２ｅを配置したが、各レンズの焦点距離等を変える
ことで反射プリズム５とＬＥＤ２ａ〜２ｅとの間の距離
を長くすることができる。こうすることでＬＥＤを配置
する円周の半径が大きくすることができるので、更に多
くの種類のＬＥＤを配置することが可能となり、より多
くの種類の蛍光試薬に対応することができる。

【００４２】また、本実施の形態によれば、バリアフィ
ルタ１５ａ〜１５ｅがターレット１９上に設けられてい
るので、様々な波長を通過させる複数のフィルタを装着
できる。これにより、本発明における波長の異なる光源
の選択性の向上との相乗効果により、より多くの波長を
選択可能になる。

【００４３】［第２の実施の形態］

【００４４】図３は、本発明の第２の実施の形態による
蛍光顕微鏡を示す概略構成図である。図３において、図
１及び図２中の要素と同一又は対応する要素には同一符
号を付し、その重複する説明は省略する。

【００４５】本実施の形態による蛍光顕微鏡が前記第１
の実施の形態による蛍光顕微鏡と異なる所は、前段照明
光学系１ａ〜１ｅにそれぞれ対応して設けられた励起光
フィルタ２０ａ〜２０ｅが、追加されている点のみであ
る。本実施の形態では、励起光フィルタ２０ａ〜２０ｅ
（２０ｂ，２０ｃ，２０ｅは図示せず）は、前段照明光
学系１ａ〜１ｅのＬＥＤ２ａ〜２ｅの波長域をそれぞれ
限定する互いに異なる一定の波長域を透過するバンドパ
スフィルタの特性を持っている。

【００４６】本実施の形態では、励起フィルタ２０ａ〜
２０ｅは、モータ２２に連結された回転式のターレット
２１上に配置されている。モータ２２によりターレット
１１を回転させることで、選択した前段照明光学系のＬ
ＥＤに応じて、励起フィルタ２０ａ〜２０ｅを切り替え
て、後段照明光学系の光路中（本実施の形態では、リレ
ーレンズ７中の光路）に選択的に配置される。

【００４７】単色のＬＥＤであっても波長域の半値幅が
比較的広いものがあり励起フィルタ２０ａ〜２０ｅを設
けない場合には、蛍光色素によっては励起光（照明光）
の波長域と試料１０からの蛍光の波長域が重なってしま
う場合がある。そこで、従来技術のところで挙げた特開
２００１−２６９１７１号公報にも記載されているが、
ＬＥＤの正面に励起フィルタを設ければ、選択したＬＥ
Ｄの波長に応じて励起フィルタを選択することで、励起
光と蛍光とを確実に分離でき、より精度の高い蛍光測定
値を得ることができる。

【００４８】また、本実施の形態では、後段照明光学系
の中に励起フィルタ２０ａ〜２０ｅを選択的に配置する
ことで、より容易に励起光の発光帯域を制限することが
できる。また、ターレット上に励起フィルタを設置しな
いスペースを設ければ、励起フィルタの使用、未使用を
容易に選択することもできる。

【００４９】［第３の実施の形態］

【００５０】図４は、本発明の第３の実施の形態による
蛍光顕微鏡の要部を示す図であり、図２に対応してい
る。図４において、図１及び図２並びに図３中の要素と
同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複す
る説明は省略する。

【００５１】本実施の形態による蛍光顕微鏡が前記第２
の実施の形態による蛍光顕微鏡と異なる所は、前記第２
の実施の形態では、励起フィルタ２０ａ〜２０ｅが後段
照明光学系の光路に選択的に配置されるのに対し、本実
施の形態では、励起フィルタ２０ａ〜２０ｅがそれぞれ
前段照明光学系１ａ〜１ｅに含まれるように配置され、
これに伴いターレット２１及びモータ２２が除去されて
いる点のみである。

【００５２】具体的には、本実施の形態では、励起フィ
ルタ２０ａ〜２０ｅは、集光レンズ３ａ〜３ｂの直後に
配置されて支持部材４に対して固定されている。もっと
も、励起フィルタ２０ａはＬＥＤ２ａと集光レンズ３ａ
との間に配置してもよい。励起フィルタ２０ｂ〜２０ｅ
についても同様である。

【００５３】本実施の形態によれば、ターレット２１及
びモータ２２が不要であるので、第２の実施の形態に比
べ、部品点数を減らすことができる。また、第２の実施
の形態では必要であった励起フィルタ２０ａ〜２０ｅの
切り替えのための特別な制御が不要となるという利点も
得られ、第２の実施の形態に比べ簡単な構成で操作性の
向上が達成できる。

【００５４】［第４の実施の形態］

【００５５】図５は、本発明の第４の実施の形態による
蛍光顕微鏡の要部を示す図であり、図２に対応してい
る。図５において、図１及び図２中の要素と同一又は対
応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省
略する。

【００５６】本実施の形態による蛍光顕微鏡が前記第１
の実施の形態による蛍光顕微鏡と異なる所は、前記第１
の実施の形態では、前段照明光学系１ａ〜１ｅが、ＬＥ
Ｄ２ａ〜２ｅと１対１に対応する集光レンズ３ａ〜３ｂ
をそれぞれ含んでいたのに対し、本実施の形態では、集
光レンズ３ａ〜３ｄが除去され、その代わりに、１つの
集光レンズ３が、反射プリズム５と一緒に点Ｐを通り図
５の紙面に垂直な方向に延びる軸線Ｊ（図５では図示省
略）の回りに回転するように、設けられている点であ
る。

【００５７】本実施の形態では、反射プリズム５及び集
光レンズ３ａが支持部材３０に対して固定され、この支
持部材３０がモータ６（図５では図示せず）によって軸
線Ｊの回りに回転されるようになっている。

【００５８】集光レンズ３は、ＬＥＤ２ａ〜２ｅに対し
て共通に使用されるものであり、選択された前段照明光
学系（図５の状態では前段照明光学系１ａ）が有するＬ
ＥＤ（図５の状態ではＬＥＤ２ａ）からの光を集光す
る。本実施の形態では、集光レンズ３は、前段照明光学
系１ａ〜１ｅに対して共通して設けられた後段照明光学
系の一部を構成することになる。

【００５９】本実施の形態によれば、前記第１乃至第３
の実施の形態よりも集光レンズの数が少なくなり、第１
乃至第３の実施の形態に比べ、より低コストで操作性の
向上を達成することができる。

【００６０】前記第１乃至第４の実施の形態では、前段
照明光学系１ａが有する光源部は単一のＬＥＤ２ａで構
成され、前段照明光学系１ｂ〜１ｄについても同様であ
る。これに対し、前記第１乃至第４の実施の形態におい
て、図６に示すように、前段照明光学系１ａが有する光
源部を互いに同じ発光特性を発する複数のＬＥＤ２ａで
構成するとともに前段照明光学系１ｂ〜１ｅの光源部も
同様にそれぞれ複数のＬＥＤ２ｂ，複数のＬＥＤ２ｃ及
び複数の２ｄで構成してもよい。なお、図６は前段照明
光学系１ａの変形例を示す図であり、図６（ａ）は概略
断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）中のＢ−Ｂ矢視図であ
る。

【００６１】この場合には、照明光の光量を格段に増大
させることができ、ひいては、試料１０から出る蛍光量
も増大し、蛍光量測定の際に感度が上がり測定精度が増
す。

【００６２】このように波長ごとにＬＥＤ及び集光レン
ズが１組ずつ独立して設けられているので、一定の大き
さの集光レンズ３ａに対して多くのＬＥＤ２ａを配置す
ることができ、当該波長の照明光の光量を増大させる上
で有利である。他の集光レンズ３ｂ〜３ｅに対するＬＥ
Ｄ２ｂ〜２ｅの配置についても同様である。

【００６３】この点、例えば、１つの集光レンズに対し
てＬＥＤ２ａ〜２ｅを混在させて配置しようとする場合
には、一定大きさの集光レンズに対して配置し得るＬＥ
Ｄの数に限界があるため、各波長の照明光の光量は、図
６（ａ）に示すように前記第１乃至第４の実施の形態を
変形した場合に比べて、低下せざるを得ない。

【００６４】以上、本発明の各実施の形態及びそれらの
変形例について説明したが、本発明はこれらの実施の形
態及び変形例に限定されるものではない。

【００６５】例えば、前述した実施の形態では、前段照
明光学系１ａの全体を支持部材４上に搭載し、前段照明
光学系１ｂ〜１ｅについても同様であった。しかし、例
えば、前記第１の実施の形態において、前段照明光学系
１ａの構成要素として、集光レンズ３ｄからの光を導く
光ファイバを追加し、前段照明光学系１ａを構成するＬ
ＥＤ２ａ及び集光レンズを固定部に配置し、前記光ファ
イバの射出端のみを支持部材４に対して固定してもよ
い。前段照明光学系１ｂ〜１ｅについても同様である。

【００６６】また、前述した実施の形態では蛍光観察装
置の一例として蛍光顕微鏡を挙げたが、本発明は、蛍光
顕微鏡以外の種々の蛍光観察装置に適用することができ
る。さらに、本発明による照明光照射装置は、蛍光顕微
鏡のみならずそれ以外の種々の蛍光観察装置やその他の
装置おいても、用いることができる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
照明光の波長の選択が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による蛍光顕微鏡を
示す概略構成図である。

【図２】図１中のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態による蛍光顕微鏡を
示す概略構成図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態による蛍光顕微鏡の
要部を示す図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態による蛍光顕微鏡の
要部を示す図である。

【図６】前段照明光学系の変形例を示す図である。

【図７】図１及び図２に示す蛍光顕微鏡の変形例に係る
蛍光顕微鏡を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｅ前段照明光学系２ａ〜２ｅＬＥＤ３ａ〜３ｅ，３集光レンズ５反射プリズム６，１２，２２モータ７リレーレンズ８ａ〜８ｅダイクロイックミラー９対物レンズ１０試料１３マイクロプレート１４ＸＹステージ１５ａバリアフィルタ１６結像レンズ１７ＣＣＤカメラ２０ａ〜２０ｅ励起フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H052 AA09 AC04 AC14 AC18 AC27 AC33 AF14 BA02 BA03 BA07 BA09 BA11 5F041 AA14 DC07 EE11 EE22 EE23 EE25 FF11 FF16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異なる中心波長の光を発する複数の光源
が設置可能であり、前記複数の光源から所望の光源を選
択的に照明光の光路に位置決めする選択位置決め手段を
有することを特徴とする照明光照射装置。
【請求項２】前記光源の前部に集光レンズを有するこ
とを特徴とする請求項１記載の照明光照射装置。
【請求項３】前記選択位置決め手段により選択された
光源からの照明光の光路中に設置され前記照明光を受光
し照明光学系に向けて前記照明光を反射する反射部材を
備えることを特徴とする請求項１又は２記載の照明光照
射装置。
【請求項４】前記光源は、半導体発光素子であること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の照明光
照射装置。
【請求項５】前記選択位置決め手段は、前記複数の光
源及び前記複数の光源の各光軸の交点位置に設けられた
反射体のうち少なくとも一方を回転させる回転駆動手段
を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記
載の照明光照射装置。
【請求項６】試料に照明光を照射する照明光学系と、
前記照明光により励起されて前記試料から発せられる蛍
光を検出又は観察する光学系と、を備えた蛍光観察装置
において、前記照明光学系は、各々が異なる中心波長の光を発する
光源部を有する複数の前段照明光学系と、前記複数の前
段照明光学系に対して共通に使用する後段照明光学系
と、前記複数の前段照明光学系のうちの１つの前段照明
光学系を選択して当該選択した前段照明光学系の光軸が
前記後段照明光学系の光軸と略一致するように、前記複
数の前段照明光学系と前記後段照明光学系との相対的な
位置を変更して位置決めし、選択された前段照明光学系
からの光に基づく照明光を前記後段照明光学系を通して
前記試料に照射させる選択位置決め手段と、を有するこ
とを特徴とする蛍光観察装置。
【請求項７】前記各前段照明光学系の前記光源部は、
１つ以上の半導体発光素子を含むことを特徴とする請求
項６記載の蛍光観察装置。
【請求項８】前記選択位置決め手段は、前記複数の前
段照明光学系及び前記複数の前段照明光学系の各光軸の
交点位置に設けられた反射体のうちの少なくとも一方
を、回転させる回転駆動手段を含むことを特徴とする請
求項６又は７記載の蛍光観察装置。
【請求項９】前記複数の前段照明光学系にそれぞれ対
応して設けられ通過する光の波長成分の一部をカットす
る複数のフィルタ手段を備え、前記複数のフィルタ手段のうち、前記選択位置決め手段
により選択された前段照明光学系に対応するフィルタ手
段が、選択的に前記後段照明光学系の光路に配置される
ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の蛍
光観察装置。