JP2005157335A

JP2005157335A - 落射型蛍光立体顕微鏡

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Publication number: JP2005157335A
Application number: JP2004317412A
Authority: JP
Inventors: Lothar Kleinteich; クラインタイヒルーター; Johannes Winterot; ヴィンターロットヨハネス; Johannes Knoblich; クノブリッヒヨハネス; Tobias Kaufhold; カウフホルトトビアス; Guenter Osten; オステンギュンター
Original assignee: Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2005-06-16
Also published as: DE10355523A1; EP1533640A3; US20050111090A1; EP1533640A2

Abstract

【課題】観察ズームの全倍率に対して、観察ズーム自体の開口よりも大きな照明開口を有する落射蛍光励起を提供
【解決手段】蛍光照明装置と立体顕微鏡観察チャネルが落射蛍光型立体顕微鏡の本体に統合されており、照明装置は、光高度変換器３７、遮光装置４５、光ズーム３８および固定型転向素子３９があり、照明光路は光高度変換器を通じて光ズームへと導かれ、その光ズームから転向素子を経て励起フィルタ５および対物レンズ９へと誘導されて物体平面上に結像し、観察チャネル内のそれぞれの設定倍率に相応したビームスポットを形成する
【選択図】図８

Description

本発明は、特に落射光での蛍光観察に適している立体顕微鏡に関する。

立体顕微鏡観察における蛍光コントラストの利用は、生物学、医学、自然科学および工学への適用に照準した新たな目標設定により最近、その重要性を増している。そのような適用の１例が、微生物学におけるフルオロクロムＧＦＰ（グリーン蛍光タンパク質）の使用である。

蛍光顕微鏡検査のためになされる立体顕微鏡への装備は様々な原理に基づいている。それを以下に説明する：
ａ）外部傾斜式落射蛍光励起のための光ガイドおよびフォーカシング用アタッチメントの装備
外部傾斜式落射蛍光励起のため、本出願人は、立体顕微鏡Ｓｔｅｍｉ１０００／２０００、ＳＶ６／ＳＶ１１／ＳＶ１１Ａｐｏに対してフォーカシング用アタッチメントの装備を提案している。そのことは、カールツァイスマイクロインフォ「ＦｌＳ − ＦｌｕｏｒｅｓｚｅｎｚｋｏｎｔｒａｓｔｍｉｔＳｔｅｒｅｏｍｉｋｒｏｓｋｏｐｅｎ（立体顕微鏡の蛍光コントラスト）」（４０−５１０／９．９７）に記述されている。オリンパス社からは落射型蛍光アダプタＳＺＸ−ＦＬＵＶが公知になっている。

立体顕微鏡におけるそのような外部傾斜式落射蛍光励起の例を示したのが図１である。冷光源に発する、差込移動式フォーカシング用アタッチメント４付属の光ガイド３が、立体顕微鏡の台架柱１に締付固定されているフレキシブルで自由装着型のホルダ２により立体顕微鏡本体１０および対物レンズ９に並ぶ位置に保持されている。フレキシブルで自由装着型のホルダ２の位置をずらすことにより、顕微鏡１０と隣り合わせの位置にある自由空間の如何次第では、励起光路６の傾斜角およびフォーカシング用アタッチメント４から物体までの距離を調整することができる。

フォーカシング用アタッチメント４は光ガイドケーブルのビームスポットを物体平面に結像させるが、この物体平面のビームスポット７像は、フォーカシング用アタッチメント４を軸方向に移動させて焦点合わせすることができる。励起フィルタ５はそれぞれフォーカシング用アタッチメント４に装着させる。蛍光性物体の観察には、対応の遮光フィルタ１２を対物レンズ９および顕微鏡本体１０の後に配置されたフィルタ用中間鏡筒１１の立体顕微鏡光路８内に差し込む。ホルダ同様台架柱に締付固定できる防眩具および冷光源は、図１には描かれていない。
ＵＳ６１４７８００ＤＥ１９８２２２５５公開公報ＥＰ１０１００３０

光ガイドおよびフォーカシング用アタッチメントによる外部傾斜式落射蛍光励起の場合、光誘導照明部におけるフォーカシングヘッドの移動により、および照明部から物体までの距離の調整により励起強度が最適化できること、励起強度が高いこと（照明開口部が観察開口部より大きい）および照明チャネルと観察チャネルが互いに離れた場所にあることから、励起光路から観察光路へ妨害光が殆ど入り込まないことなどの長所がある。

ただし、物体平面に当ったビームスポットが、照明の傾斜角、フォーカシング用アタッチメントから物体までの距離およびフォーカシング用アタッチメントの調整に依存して大なり小なり楕円形になるため、長軸の方向に照明の強度低下が起きること、立体顕微鏡のズームによる倍率変更の場合でもビームスポットの大きさは固定していて、照明される物体面は顕微鏡で捕捉される物体面より大なり小なり常に大きく、そのため対物レンズの倍率が大きいと画像の明度が低下すること、背後からの照明の場合観察者のほうへ反射する可能性があること、励起フィルタと遮光フィルタは互いに離れた位置にあって取換位置が異なるので、個別に取り換える必要があり（したがって、１モジュール構成は不可能であり）手間取るということ、および対物レンズの取換または調整平面の高度変更の場合照明付きホルダを調整し直して最適化しなければならないことなどの短所がある。

ｂ）外部傾斜式落射蛍光励起のためのリング照明具の装備
そのような装備としては、ニコンの蛍光リング照明具Ｃ−ＦＰＳおよび明治テクノの蛍光リング光ＭＡ３０５が公知である。
図は、立体顕微鏡でのリング照明具によるこの種外部傾斜式落射蛍光励起の実施例を示している。光ガイド３を持つリング照明具１３が対物レンズに取り付けられており、斜め放射方向に集中させた励起光路１４により物体平面に円形ビームスポット７を形成する。励起フィルタ５はそれぞれ冷光源のフィルタ収容部にはめ込まれる。蛍光性物体の観察には、対応の遮光フィルタ１２を対物レンズ９および顕微鏡本体１０の後に配置されたフィルタ用中間鏡筒１１の立体顕微鏡光路８内に差し込む。台架柱に締付固定できる防眩具および冷光源については、同様に図２には描かれていない。

リング照明具による外部傾斜式落射蛍光励起は、物体平面に形成されるビームスポットが円形であること、対物レンズの取換または調整平面の高度変更の際にも照明およびビームスポットが物体平面に残ったままであること、および照明チャネルと観察チャネルが互いに離れた場所にあることから、励起光路から観察光路へ妨害光が殆ど入り込まないことを長所としている。
その反面、ビームスポットの大きさが立体顕微鏡ズームの倍率変更時にも固定したままで、照明される物体面が顕微鏡で捕捉される物体面より大なり小なり常に大きいため、対物レンズの倍率が高いと画像明度が下がること、物体平面のビームスポットは特定の対物レンズの場合でないと最高の照明状態が得られないこと、リング照明具による放射は多少なりとも全方位型なので照明強度が弱いこと、および励起フィルタと遮光フィルタは互いに離れた位置にあって取換位置が異なるので、個別に取り換える必要があり（したがって、ここでも１モジュール構成は不可能であり）手間取ることが短所である。

ｃ）立体顕微鏡の両チャネルによる同軸落射蛍光励起
このような装具としては、ＵＳ６１４７８００にその基本原理が記載されているカールツァイス立体顕微鏡ＳＶ６／ＳＶ用のＫｒａｍｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社／Ｅｉｍｓｆｏｒｄ、ニューヨーク、ＵＳＡのＧＦＰ照明具がある。
立体顕微鏡の両チャネルを通してのこの種同軸落射蛍光励起の実施例を示したのが図３である。顕微鏡本体１０と観察鏡筒１５との間に蛍光照明具１６が配置されていて、そこへ左脇から照明光１７が入射し、励起フィルタ５を通って２つのダイクロイックミラー１９に達し、それにより励起光１４は顕微鏡本体１０の両ズームチャネルおよび対物レンズ９を通って物体面に導かれ円形のビームスポット７を形成する。蛍光性物体から発する立体顕微鏡の観察光路８は、対物レンズ９および顕微鏡本体１０を経由してもとの方向に逆戻りし、２つのダイクロイックミラー１９およびその後に配置された２つの遮光フィルタ１２を通って観察鏡筒１５に達する。励起フィルタ５、ダイクロイックミラー１９および遮光フィルタ１２はスライド式モジュール２０として形成され蛍光照明具１６に装着されるが、蛍光検査方法に対応して取り換えることができる。蛍光モジュールの取換時には、モジュール収容部と連結する遮光装置１８が防眩具として自動接続される。

立体顕微鏡の両チャネルを通してのこの種落射蛍光励起は、物体面に形成されるビームスポットが円形であって、立体角のもとで照明および観察されること、ビームスポットの大きさがズーム、対物レンズそれぞれの倍率によって決定されること、ビームスポットがフォーカシングされた物体平面において常に最高の照明状態を示すので、対物レンズの取換および顕微鏡の再フォーカシングが照明装置の操作なしに行えること、および励起フィルタ、ダイクロイックミラーおよび遮光フィルタは互いに密に並んでいるので、好都合にもスライダまたはフィルタ回転車に対応したモジュールとして作製可能で、それによりスライダまたはフィルタ回転車にこれらを１度に装着することができ、蛍光モジュールの迅速な交換が実現できることなどの長所がある。

反面、照明が観察チャネルで行なわれるので、照明強度がズームの開口状態によって決定されるという欠点がある。それの最適化は集光器の調整でしか行えない。本来立体顕微鏡観察用として設計されたズームチャネル内の光学系を透過することが、ＵＶ領域の蛍光励起強度に悪影響を及ぼしている。その励起光はズームチャネル内で擬似光を発生させ、画像コントラストを低下させることがある。

ｄ）立体顕微鏡のチャネルを通しての同軸落射蛍光励起
この種の装置としては、ライカのＭＳ−ＭＺ用蛍光モジュール、オリンパスの蛍光照明具Ｐ−ＦＬＡおよびニコンの蛍光照明具ＳＺＸ−ＲＦＬが公知である。
図４は、立体顕微鏡のチャネルを通してのこの種同軸落射蛍光励起の実施例を示している。顕微鏡本体１０と観察鏡筒１５との間に蛍光照明具１６が配置されていて、そこへ背後から（すなわち、オペレータの向い側から）立体顕微鏡チャネル内へ照明光２１が入射し、励起フィルタ５を通ってダイクロイックミラー１９に達し、それにより励起光１４は顕微鏡本体１０のズームチャネルおよび対物レンズ９を通って物体面に導かれ円形のビームスポット７を形成する。

蛍光性物体から発する立体顕微鏡の観察光路８は、両チャネル内の対物レンズ９および顕微鏡本体１０を経由してもとの方向に逆戻りし、２つのダイクロイックミラー１９およびその後に配置された２つの遮光フィルタ１２を通って観察鏡筒１５に達する。励起フィルタ５、ダイクロイックミラー１９および遮光フィルタ１２はスライド式モジュール２０として形成され蛍光照明具１６に装着されるが、蛍光検査方法に対応して取り換えることができる。蛍光モジュールの取換時には、モジュール収容部と連結する遮光装置１８がオペレータ用の防眩具として自動接続される。

立体顕微鏡のチャネルを通してのこの種落射蛍光励起は、物体面に形成されるビームスポットが円形であること、ビームスポットの大きさがズーム、対物レンズそれぞれの倍率によって決定されること、ビームスポットがフォーカシングされた物体平面において常に最高の照明状態を示すので、対物レンズの取換および顕微鏡の再フォーカシングが照明装置の操作なしに行えること、および励起フィルタ、ダイクロイックミラーおよび遮光フィルタは互いに密に並んでいるので、好都合にもスライダまたはフィルタ回転車に対応したモジュールとして作製可能で、それによりスライダまたはフィルタ回転車にこれらを１度に装着することができ、蛍光モジュールの迅速な交換が実現できることなどの長所がある。

反面、照明が立体角のもと一方の側から観察チャネルを通して行なわれること、照明強度がズームの開口状態によって決定されるという欠点がある。それの最適化は集光器の調整でしか行えない。本来立体顕微鏡観察用として設計されたズームチャネル内の光学系を透過することが、ＵＶ領域の蛍光励起強度に悪影響を及ぼしている。その励起光はズームチャネル内で擬似光を発生させ、画像コントラストを低下させることがある。それにより、励起チャネル内では純然たる観察チャネル内よりも画像が淡くなる。本来の観察光路では、装置は波長選択用の遮光フィルタだけで十分であるが、互いに密に並んだ波長領域では、遮光フィルタに加えて、励起作業に適合したダイクロイックミラーも必要である。

ｅ）立体顕微鏡の観察チャネル外にある２つの照明チャネルを通しての統合的落射（蛍光）照明
立体顕微鏡における照明チャネルのこのような配置、それも特に光軸に対してやや傾斜した２つの光ガイドの配備された配置について本出願人が特許出願しており、それが特許公開公報ＤＥ１９８２２２５５に記載されている。
この照明装置の実施例を示したのが図５である。冷光源に発する双子型光ガイド２２が顕微鏡本体１０へと導かれ、そこで２つの単一ファイバ束２３に分割され、それぞれが対応のフォーカシング光学系２４と共に、観察平面２７に直交する照明平面２５を形成する。それぞれの蛍光励起フィルタ５は冷光源のフィルタ収容部にはめ込まれる。単一ファイバ束２３に発する光は励起光路２６としてフォーカシング光学系２４および対物レンズ９を通って物体平面へと導かれ、そこで円形ビームスポットを形成する。蛍光性物体の観察には、対応の遮光フィルタ１２を顕微鏡本体１０と観察鏡筒１５との間に配置されたフィルタ用中間鏡筒１１内に、それも蛍光性物体に端を発する立体顕微鏡光路８の中に差し込む。台架柱に締付固定できる防眩具および冷光源は図５には描かれていない。

この配置による照明の場合、設置場所が最小限で済み、機械的、光学的基本構造に対する影響が最小限に抑えられること、物体面の最大可視領域が顕微鏡の位置および観察方向に関わりなく、物体に対して明るく均一で反射のない照明が可能なこと、物体面に形成されるビームスポットが円形であって、それが常にフォーカシングされた物体平面に来るので対物レンズの取換および顕微鏡の再フォーカシングが照明操作なしに行えること、および光ガイドのフォーカシング光学系が観察ズームと連結するズームシステムとして構成できること、それによりビームスポットの大きさがズームおよび対物レンズの倍率にそれぞれ適合していることが長所となる。
反面、励起フィルタと遮光フィルタが互いに離れた位置にあって取換位置が異なるので、それぞれ個別に取り換えねばならない（したがって、１モジュール構成は不可能である）のが欠点である。

ｆ）通常型立体チャネルの中央に置かれた、立体チャネル類似の第３のチャネルを通しての統合的同軸落射蛍光励起
通常型立体チャネルの中央に置かれた、立体チャネル類似の第３チャネルのこの配置については特許公報ＥＰ１０１００３０に記載されている。
ＥＰ１０１００３０には、それぞれ、観察光路に対して少なくとも近似的に平行な、また別な１つの照明光路を持つ１チャネル型ズーム本体（倍率変換器と称す）と２チャネル型（立体）ズーム本体（同じく倍率変換器と称す）のことが記述されている。

図６には、立体顕微鏡の両チャネル類似の第３チャネルを通しての同軸落射蛍光励起が示されている。顕微鏡本体１０と観察鏡筒１５の間には蛍光照明具２８が配置されていて、顕微鏡本体１０と堅固に結合している。背後から入射する照明光２９は、据付ミラー３０によって誘導され、励起フィルタ５を通って照明チャネル３１に入る。励起光３２はこれに誘導されて進み、顕微鏡本体１０および対物レンズ９を通った後、立体角に近い傾斜角度で前方から物体平面に達し、そこに円形ビームスポット７を形成する。蛍光性物体に発する立体顕微鏡の観察光路８は、逆方向に対物レンズ９および顕微鏡本体１０を経由後、２つの遮光フィルタ１２を通って観察鏡筒１５に到る。励起フィルタ５および遮光フィルタ１２は、蛍光照明具２８に装着されるが、蛍光検査方法に対応して取換または切換のできるモジュール３３として形成されている。蛍光モジュールの取換時には、遮光装置３４の接続により照明光２９を遮断することができる。

この照明装置は、物体平面に形成されるビームスポットが円形であること、その大きさがズームおよび対物レンズの倍率によってそれぞれ決まること、ビームスポットがフォーカシングされた物体平面において常に最高の照明状態を示すこと、それにより対物レンズの取換および顕微鏡の再フォーカシングが照明装置の操作なしに行えることなどの長所を有している。

セパレート式照明チャネルのズーム光学系は、ＵＶ光および青色光に対する透明性の向上を目標に最適化されている。固有蛍光があったとしても観察の支障になることはない。擬似光の発生や画像コントラストの低下も阻止される。励起光の第３照明チャネルへの連結が容易に行える。ダイクロイックスプリットミラーが反射素子に取り換えられている。互いに密に接近した励起フィルタおよび遮光フィルタは、スライダまたはフィルタ回転車に合う平坦型モジュールとして構成することができる。蛍光モジュールがスライダまたはフィルタ回転車に１度に装着できて迅速な交換が可能である。
欠点は、ズーム光学系によりＵＶ光および青色光に対する透明性が向上して照明強度が高められるものの、その照明開口（それぞれ観察開口に一致）により、それ以上に照明強度が制限されることである。

本発明では、上記現状技術の欠点を克服し、観察ズームの全倍率に対して、観察ズーム自体の開口よりも大きな照明開口を有する落射蛍光励起を提供することを基本課題に置いている。
この課題は独立請求項の中に記載された特徴によって解決され、その他好ましい改良形態は従属請求項に記されている。

本発明によれば、この照明は照明光学系を通じて背後から、観察ズームのチャネル間、あるいはその前か後を通され下方の対物レンズのほうへ垂直に誘導される。その場合、転向された照明光路の光軸と観察ズームチャネルの光軸は、照明転向素子、観察ズーム入口の光学系および対物レンズとの間に形成された空間においては互いにほぼ平行な方向に延びている。照明される像面の大きさを観察ズームと対物レンズとの結像比に適合させるため、本発明では、照明光学系が照明ズーム − 以下では「光ズーム」と云う − として構成されており、光ズームと観察ズームの動きが、有利なことに、結像比に相応して互いに連結している。それにより、光ズームによって結像したビームスポットは円形で、常に顕微鏡対物レンズのフォーカシング平面にある。

本発明の好ましい実施態様の１つでは、蛍光照明装置と立体顕微鏡観察チャネルが落射蛍光型立体顕微鏡の本体に統合されている。本発明に基づく照明装置としては、光高度変換器、遮光装置、光ズームおよび固定型転向素子がある。照明光路は光高度変換器を通じて光ズームへと導かれ、その光ズームから転向素子を経て励起フィルタおよび対物レンズへと誘導されて物体平面上に結像し、観察チャネル内のそれぞれの設定倍率に相応したビームスポットを形成する。

立体顕微鏡の観察光路は、対物レンズ、２つの遮光フィルタおよび観察チャネル内の光学系により形成されている。蛍光性物体の観察には、対物レンズ、２つの遮光フィルタおよび観察チャネル内の光学系を通してそれを顕微鏡の鏡筒内に結像させる。光ズームと観察ズームを然るべき条件で連結させることにより、光ズームの結像比と観察ズームの結像比がそれに対応して適合する。有利なことに、モジュール内には励起フィルタと遮光フィルタが配備されている。モジュール自体様々な組み合わせのフィルタが装備されているか、あるいは個別に装着することができ、それにより迅速な交換、取換または切換が可能である。モジュールの交換、取換または切換時には遮光装置が照明光路を自動的に遮断する。

その場合、背後から入射し観察光路の光軸に対して垂直な方向に進む、蛍光励起のための落射照明が、観察ズームのフロントレンズの高さで観察光路の光軸の前に配置された接合凸面レンズ付き転向素子を通過後、観察ズームのフロントレンズ、転向素子および対物レンズ間の空間において照明光路が観察光路に対して同軸で平行な方向に進むように、対物レンズのほうへ反射されるようになっていれば有利である。

また、照明光路と観察光路が、観察システムおよび照明システムにおけるそれぞれ効果最高の（自由空間）直径を含む円直径で対物レンズを通過するのであれば好ましい結果が得られることになる。なお、対物レンズの直径は、観察システムと照明システムにおける効果最高の（自由空間）直径を含む当円直径よりも大きい。観察光路を通って張り広げられた平面は、対物レンズ光軸のメリジオナル面に対し平行にずらした位置になる。

本発明によれば、蛍光光源による照明が照明光路を通じて誘導される。その場合、観察光路には短波長光線に対し少なくとも１つの遮光フィルタが、照明光路には蛍光光線の帯域幅制限のためそれぞれ１つの励起フィルタが配置されている。遮光フィルタと励起フィルタは一平面内にあって、共通のフィルタホルダに装着されている。観察ズームのフロントレンズ、転向素子および対物レンズ間の空間には、様々な遮光フィルタ、励起フィルタの組み合わせから成る交換可能な３つのフィルタホルダ用収容部を持つフィルタ回転車が配置されていて、その回転移動によりそれらフィルタを観察光路および照明光路のチャネルへ選択的に接続することが可能である。その場合、フィルタ回転車自体も別なものと取り換えることができる。蛍光励起のない通常照明には、遮光フィルタおよび励起フィルタを含まない、つまり遮光フィルタの代わりに減衰フィルタを、励起フィルタの代わりにＵＶフィルタを組み入れたフィルタ担体が使用される。

本発明によれば、観察ズームと照明ズームはそれぞれ２つの駆動素子、好ましくはスピンドル駆動素子により互いに連結されているか、あるいはまた選択駆動されるように調整される。なお、観察ズーム用および光ズーム用のスピンドル駆動素子は、ＤＥ１９８２２２５６にその内容全体に亘って記述されているとおり、アプリケーション関係のソフトウェアによって作動する電子制御ユニットを通じて、観察光路の倍率変更時に照明光路の照明がそれに対応した連結モードで物体平面におけるサイズ／開口比に適合するように、それぞれ直線または任意の非直線軌道に従って漸次同期制御される。

本発明に基づく落射型蛍光立体顕微鏡はオペレータにとって非常に有利である。それは、すべての観察ズーム倍率に対して高い照明開口により同軸落射蛍光励起が行われ、光ズームと観察ズームの連結によって、鮮明な輪郭および十分な同質性を持つ円形照明像面の大きさが常に観察ズームと対物レンズの結像比に適合していて、しかもその照明がフォーカシングされた物体平面上に来るからである。光ズームの光学系が高い光誘導値を持ち、ＵＶ、青色光に対して十分に高い透明性を示すように照準、最適化されていれば有利である。それにより、物体平面では高い照明強度が達成される。そのほか、照明転向素子、観察ズーム入口の光学系および蛍光適性のある対物レンズ間の空間に配置された励起フィルタおよび遮光フィルタが迅速に取換、交換および遮蔽できることも長所である。

蛍光照明装置と立体顕微鏡観察チャネルの統合された、本発明に従った落射型蛍光立体顕微鏡本体の好ましい実施例を図７〜図１４に基づき詳しく説明する。各図の内容は次の通りである：
図７および図８によると、落射型蛍光立体顕微鏡本体４３の照明具接続部３５より入射した照明光２９は、光高度切換器３６、照明レンズ３７、光ズーム３８、接合凸面レンズ４０付き据付転向素子３９経由後励起フィルタ５を通過し、次に励起光路４１として背後から立体角に近い傾斜で対物レンズ９を通って物体平面に導かれ、そこに円形ビームスポット７を形成する。蛍光性物体に発する立体顕微鏡の観察光路８は、逆戻りして対物レンズ９から２つの遮光フィルタ１２を通過し、落射型蛍光立体顕微鏡本体４３の観察ズーム４２、さらには観察鏡筒１５に達する。

光ズーム３８は、観察ズーム４２の倍率変更時における励起光路４１の照明条件が適合するように、然るべき連結素子４４を通じて観察ズーム４２と結合している。励起フィルタ５および遮光フィルタ１２は、フィルタモジュール３３に設置され、蛍光検査の方法に従い落射型蛍光立体顕微鏡本体４３に装着されるが、取換または切換が可能である。なお、蛍光モジュールの取換時には、遮光装置４５の自動接続により照明光２９が遮断される。

図９では、落射型蛍光立体顕微鏡本体４３に配置される然るべき連結素子４４に当るのは、それぞれ直線または任意の非直線軌道に従って４つのスピンドル駆動素子４７ａ、４７ｂ、４８ａ、および４８ｂを漸次同期制御する電子制御ユニット４６である。この場合、２つのスピンドル駆動素子４８が光ズーム３８に対して、２つのスピンドル駆動素子４７が観察ズーム４２に対して作用する。つまり、スピンドル駆動素子４８ａが、スピンドルナット４９により２つの照明レンズ３８ａおよび３８ｃ付きキャリッジ５０の、スピンドル駆動素子４８ｂが、スピンドルナット４９により照明レンズ３８ｂ付きキャリッジ５１の、スピンドル駆動素子４７ａが、スピンドルナット４９により観察ズーム４２の調整可能第１レンズグループ４２ｂ付きキャリッジ５２の、およびスピンドル駆動素子４７ｂが、スピンドルナット４９により観察ズーム４２の調整可能第２レンズグループ４２ｄ付きキャリッジ５３の位置調整をする。電子制御ユニット４６は光ズーム３８と観察ズーム４２のスピンドル駆動素子を一括共同で制御するが、両ズームシステムを個別に調整する場合では、必要に応じて光ズームと観察ズームの連結を解除することができる。

図１０は、蛍光検査方法に対応してそれぞれ１つの励起フィルタ５と２つの遮光フィルタ１２の装着されたフィルタモジュール３３を表わすが、これはフィルタ回転車５４の４つのモジュール収容部５４ａ、５４ｂ、５４ｃおよび５４ｄへの組込および取換ができるようになっている。フィルタ回転車自体、凸面レンズ４０付き転向素子３９、第１レンズグループ４２ａおよび対物レンズ９間の空間において落射型蛍光立体顕微鏡本体のフィルタ回転車収容部５６への組込および取換が可能である。

図１１によると、ピボットピン５５を有するフィルタ回転車５４をフィルタ回転車収容部５６へ誘導するための誘導溝５６ａの中軸は、誘導溝末端ではピボット軸受５６ｂの中軸に対して若干側方へ位置ずれしている。その場合、誘導溝５６ａの幅および誘導溝末端におけるピボット軸受５６ｂの幅はフィルタ回転車のピボットピン５５の直径に一致している。フィルタ回転車の装入時には押付バネ５７がフィルタ回転車の直径５４ｅ方向に押し当てられるが、その時に発生する反力を上回らなければならない。

図１２はストッパーがかかって、上記の反力を上回った状態である。押付バネ５７がピボットピン５５をピボット軸受５６ｂに押し込み、フィルタ回転車５４の僅かな回転により押付バネ５７自体がフィルタモジュール３３用の４つの機能位置５４ｆの１つに固定される。このように、フィルタ回転車５４は押付バネ５７によりピボット軸受５６ｂにおいてもフィルタモジュール３３用の４つの機能位置５４ｆにおいても噛合って止まる。停止状態では、ダイヤル素子として形成されているフィルタ回転車５４の歯切り面５４ｇと駆動モータ５８のピニオン５８ａとが噛合っている。確実に噛合った状態では、フィルタ回転車はモータまたは手動で順回転または逆回転させることができる。フィルタ回転車５４の回転時に励起フィルタと内側にある遮光フィルタによって描かれる軌道５９の上方位置には、カラー検知のための電子光学センサ式受信システム６０が追加配備されている。これにより、モータまたは手動によるフィルタモジュールの切換時に上記フィルタが順次個別に測定され、それにより、組み合わせ使用時のフィルタパラメータが自動計測され、さらに切換、取換時には照明光路の遮光装置４５が間接的に制御される。

図１３の符号６１は観察対象の物体面、６２はスポット照明またはスポット励起において完全には照明されていない物体面、６３はビームスポット６２のサイズ変動および６４は観察対象の物体面６１におけるビームスポット６２の位置ズレを示している。
図１４では、上記図の観察光路で既出の数字のほかに文字も使用されている。Ａｖは対物レンズから第１ズームレンズグループの入口面までの距離単位、Ｂｖは対物レンズから第２ズームレンズグループの入口面までの距離単位、Ｃｖは対物レンズから第３ズームレンズグループの入口面までの距離単位およびＤｖは対物レンズから第４ズームレンズグループの入口面までの距離単位である。

照明光路における符号Ａ_Ｌは対物レンズからレンズ付き転向プリズムの光出口面までの距離単位、Ｂ_Ｌは対物レンズから第１ズームレンズの光出口面までの距離単位、Ｃ_Ｌは対物レンズから第２ズームレンズの光出口面までの距離単位、Ｄ_Ｌは対物レンズから第３ズームレンズの光出口面までの距離単位およびＥ_Ｌは対物レンズから第４ズームレンズの光出口面までの距離単位である。グラフは、観察光路および照明光路におけるズームシステムの運動力学を顕微鏡の倍率別に示したものである。

なお、面番号１は対物レンズ出口面、面番号２〜５は第１レンズグループ（ＬＧ１）、面番号６および７は第２レンズグループ（ＬＧ２）、面番号８および９は第３レンズグループ（ＬＧ３）、面番号１０および１１は第４レンズグループ（ＬＧ４）および面番号１２および１３は第５レンズグループ（ＬＧ５）である。ズーム移動の間は、観察光路におけるズームの倍率が４〜１０倍の場合プリズム入口面（面番号２）が、観察光路におけるズームの倍率が０．８〜４倍の場合移動集光レンズ（面番号７）が照明光路の開口絞りである。
表の欄には、レンズまたは接合体の面番号、それぞれの面の曲率半径、隣接面間の距離、屈折率（ｎｅ）および分散（アッベ数ｖｅ＝（ｎｅ−１）／（ｎＦ−ｎＣ））データがリストアップされている。素材パラメータの空欄は空間距離を表わしており、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４はズームシステムにおけるレンズまたはレンズグループ間の可変距離を示している。

表の欄には、観察光路におけるズーム倍率（ｑＺ）およびズーム倍率に依存する観察、照明対象の物体面直径（ΦＯＦＢＡ）、レンズまたはレンズグループ間の可変距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が記入されている。

本発明は上記の実施例に限定される訳ではなく、専門家による改良開発も本特許クレームの範囲から逸脱するものではない。

立体顕微鏡におけるそのような外部傾斜式落射蛍光励起の例立体顕微鏡におけるそのような外部傾斜式落射蛍光励起の例立体顕微鏡の両チャネルを通しての同軸落射蛍光励起例立体顕微鏡のチャネルを通してのこの種同軸落射蛍光励起例立体顕微鏡の観察チャネル外にある２つの照明チャネルを通しての統合的落射（蛍光）照明例立体顕微鏡の両チャネル類似の第３チャネルを通しての同軸落射蛍光励起例落射型蛍光立体顕微鏡本体の光学系模式図連結された光学系構造グループを持つ落射型蛍光立体顕微鏡本体の光学系模式図然るべき調整素子およびその制御ユニットを持つ光学系構造グループ蛍光モジュールの形態およびそれのフィルタ回転車への適用およびそれら組み合わせの落射型蛍光立体顕微鏡本体への適用可能性落射型蛍光立体顕微鏡本体におけるフィルタ回転車の装着原理落射型蛍光立体顕微鏡本体照明光路の凸面レンズ付き転向素子、観察光路の第１レンズグループおよび対物レンズとの間に装着されたフィルタ回転車の配置スポット照明／スポット励起による観察対象物体面への照明観察光路におけるズーム光学系および照明光路におけるズーム光学系の配置、形態および動力学的経過

符号の説明

１台架柱
２自由装着型ホルダ
３光ガイド
４フォーカシング用アタッチメント
５励起フィルタ
６、２６、４１励起光路
７物体面のビームスポット
８立体顕微鏡観察光路
９対物レンズ
１０立体顕微鏡本体
１１フィルタ用中間鏡筒
１２遮光フィルタ
１３リング照明具
１４、３２励起光
１５観察鏡筒
１６、２８蛍光照明具
１７、２１、２９照明光
１８、３４、４５遮光装置、シャッタ
１９ダイクロイックミラー
２０スライドモジュール
２２双子型光ガイド
２３単一ファイバ束
２４フォーカシング光学系
２５照明平面
２７観察平面
３０ミラー
３１照明チャネル
３３フィルタモジュール
３５照明接続部
３６照明レンズ
３７光高度変換器
３８光ズーム
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ照明レンズとしての光ズーム
３９転向素子
４０凸面レンズ
４２観察ズーム
４２ａ、４２ｄ観察ズームのレンズグループ
４３落射型蛍光立体顕微鏡本体
４４連結素子
４６電子制御ユニット
４７観察ズーム４２のスピンドル駆動素子
４７ａ調整可能第１レンズグループ４２ｂのスピンドル駆動素子
４７ｂ調整可能第２レンズグループ４２ｄのスピンドル駆動素子
４８光ズーム３８のスピンドル駆動素子
４８ａ照明レンズ３８ａおよび３８ｃのスピンドル駆動素子
４８ｂ照明レンズ３８ｂのスピンドル駆動素子
４９スピンドルナット
５０照明レンズ３８ａおよび３８ｃのキャリッジ
５１照明レンズ３８ｂのキャリッジ
５２調整可能第１レンズグループ４２ｂのキャリッジ
５３調整可能第２レンズグループ４２ｄのキャリッジ
５４フィルタ回転車
５４ａ〜５４ｄモジュール収容部
５４ｅフィルタ回転車の直径
５４ｆ機能位置
５４ｇ歯切り面
５５ピボットピン
５６フィルタ収容部
５６ａ誘導溝
５６ｂピボット軸受
５７押付バネ
５８駆動モータ
５８ａピニオン
５９６０下方の励起フィルタおよび内側設置遮光フィルタの軌道
６０電子光学センサ式受信システム
６１観察物体面
６２スポット照明／スポット励起における照明面
６３ビームスポットのサイズ変動
６４ビームスポットの位置ズレ
ＬＧ１光ズームの第１光学レンズグループ
ＬＧ２光ズームの第２光学レンズグループ
ＬＧ３光ズームの第３光学レンズグループ
ＬＧ４光ズームの第４光学レンズグループ
ＬＧ５光ズームの第５光学レンズグループ
ＥＰＬ光ズームの入射ひとみ
ｑＺＬ光ズームのズーム倍率
ｑＺＢ観察光路のズーム倍率
ｑＺ光ズームのズームファクタ＝ズームの最大／最小倍率
ΦＯＦＢＡ観察、照明された物体面直径
Ｌ１第１、第２光学レンズグループ間の距離
Ｌ２第２、第３光学レンズグループ間の距離
Ｌ３第３、第４光学レンズグループ間の距離
Ｌ４第４、第５光学レンズグループ間の距離

Claims

２つの接眼レンズ、１つの対物レンズ、２つの観察光路、少なくとも１つの照明光路を持つ落射型蛍光立体顕微鏡であって、照明光路が、接眼レンズに相対する側を進行する、および照明光路が対物レンズを、観察光路と平行な方向で通過するように照明光路を転向させる反射性構成素子が設置されている落射型蛍光立体顕微鏡。
観察光路用に第１ズーム装置が、照明光路用に第２ズーム装置が配備されている請求項１に記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
第１および第２ズーム装置が互いに作用結合していて、第１ズーム装置の調整がそれに対応して第２ズーム装置に然るべき変更をもたらす、請求項２に記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
第１および第２ズーム装置が、別々に、または一緒に制御することのできるモータ駆動素子を有している請求項２または３に記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
モータ駆動素子が、プログラミング可能な電子コントローラによって制御される請求項４に記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
照明光路用の励起フィルタと観察光路用の放出フィルタを収容するフィルタホルダが装備されていて、そのフィルタホルダが、立体顕微鏡の照明光路と観察光路が実質上平行に通っている領域に設置できる請求項１〜５の１つに記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
複数のフィルタホルダを収容でき、別のフィルタホルダとの迅速な取換を可能にするフィルタ取換器が装備されている請求項６に記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
フィルタホルダまたはフィルタ取換器が交換できる請求項６または７に記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
フィルタの取換時に光路を遮断し、照明光が接眼レンズに到達するのを防止する遮光装置が観察光路または照明光路に配備されている請求項６、７または８に記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
観察光路の一部だけが照明されるように、照明光路用のモータ駆動素子が制御できる請求項４または５に記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
観察光路を一部だけ照明する照明光路の進行方向を制御することのできる装置が配備されている請求項１０に記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
照明光路の遮断または／および減衰のための装置が配備されている請求項１〜１１の１つに記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
フィルタホルダの近くにフィルタの特徴測定のための装置が配備されている請求項６〜８の１つに記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
フィルタの特徴表示のための装置が配備されている請求項１３に記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
照明光路の照明光学系が、対物レンズの側から順番に正、負、正、負、正の屈折力を持つ第１、第２、第３、第４および第５レンズグループを含んでいて、その中で第２は第４レンズグループと共に、および第３レンズグループは光ズーム光学系として、焦点距離変更時には光軸方向に移動することができるが、その一方で第１と第５レンズグループは位置が固定している請求項１に記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
照明光路におけるレンズの配置が対物レンズ側から見て次表の順番になっていて、面番号１が対物レンズ出口面、面番号２〜５が第１レンズグループ（ＬＧ１）、面番号６および７が第２レンズグループ（ＬＧ２）、面番号８および９が第３レンズグループ（ＬＧ３）、面番号１０および１１が第４レンズグループ（ＬＧ４）および面番号１２および１３が第５レンズグループ（ＬＧ５）を示し、ズーム移動の間は、観察光路におけるズームの倍率が４〜１０倍の場合プリズム入口面（面番号２）が、観察光路におけるズームの倍率が０．８〜４倍の場合移動集光レンズ（面番号７）が照明光路の開口絞りとなり、表の欄には、レンズまたは接合体の面番号、それぞれの面の曲率半径、隣接面間の距離、屈折率（ｎｅ）および分散（アッベ数ｖｅ＝（ｎｅ−１）／（ｎＦ−ｎＣ））データがリストアップされている、また素材パラメータの空欄が空間距離を表わし、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４が可変距離を示している請求項１５に記載の落射型蛍光立体顕微鏡。
観察ズームと光ズームを連結した場合の距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４が観察光路におけるズーム倍率ｑＺＢ別に表として列挙されていて、表では観察光路におけるズーム倍率ｑＺＢに対応させて、観察、照明された物体面直径ΦＯＦＢＡおよび距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が記されている請求項１５または１６のうちの１つに記載の落射型蛍光立体顕微鏡。