JP2005292603A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 試料の拍動等の影響を受けることなく、常に鮮明な画像を得ることのできるレーザ走査型共焦点顕微鏡を提供すること。
【解決手段】 試料Ａに近接配置される対物光学系４の先端部に、該対物光学系４に対して、光軸方向に移動可能かつ、所望の光軸方向位置に位置決め可能な突当て部材２０を備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、細胞の機能の解明やイメージング等のアプリケーションにおいて蛍光観察や共焦点蛍光観察に用いられるレーザ走査型共焦点顕微鏡に関するものである。

従来、生体等の試料にその表面から励起光を照射して、試料の所定の深さ位置から発せられる蛍光を選択的に検出することにより、細胞の機能等を観察する装置として、レーザ走査型共焦点顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
このレーザ走査型共焦点顕微鏡は、顕微鏡の一般的な観察に加えて試料の微小スポット領域に集光させたレーザ光をガルバノミラーなどの走査手段によって走査し、試料から発せられる蛍光を検出し画像を得るものである。
また、このレーザ走査型共焦点顕微鏡は、解像力に優れ、観察する微小スポット以外の光を除去できるので、高いＳ／Ｎ比で鮮明な観察画像を得ることができるという利点を備えている。
特開平３−８７８０４号公報（第２頁等） 特開平５−７２４８１号公報（図１等）

しかしながら、従来のレーザ走査型共焦点顕微鏡を用いて、ステージ上に配置された試料（ラットや小動物等）を生きたままの状態（in vivo）で共焦点蛍光観察を行おうとする場合、試料の拍動等に合わせて試料と対物レンズ系の先端との距離が変化して、焦点位置がズレてしまうため、画像がぼやけてしまうといった問題点があった。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、試料の拍動等の影響を受けることなく、鮮明な画像を得ることのできるレーザ走査型共焦点顕微鏡を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、試料に近接配置される対物光学系の先端部に、該対物光学系に対して、光軸方向に移動可能かつ、所望の光軸方向位置に位置決め可能な突当て部材を備える顕微鏡を提供する。

この発明によれば、対物光学系の先端部に、この対物光学系に対して光軸方向に移動可能でかつ所望の光軸方向位置で位置決めすることのできる突当て部材が設けられているので、この突当て部材の先端で試料の観察対象部位の表面を押さえつけることにより観察対象部位の表面における試料の拍動等による影響を低減させる（あるいはなくす）ことができる。また、観察対象部位の表面と対物光学系の先端との距離（すなわち、作動距離）が常に一定に保たれることとなるので、作動距離がズレてしまうことを防止することができて、鮮明な画像を得ることができる。

上記発明において、前記突当て部材が、前記対物光学系の外筒の外側に配置された筒状部材からなることが好ましい。
この発明によれば、突当て部材が製作の容易な中空の筒状部材とされており、製造コストが抑制されることとなる。

上記発明において、前記対物光学系の外筒と前記突当て部材との間に、これら外筒および突当て部材に対して光軸方向に移動可能、かつ前記突当て部材の先端から突出可能に設けられた刃部を有するカッタが設けられていることが好ましい。
この発明によれば、刃部を有するカッタにより試料の表面の膜が円形に切り取られて、表面下の組織を容易に観察することができるようになる。したがって、構造が複雑でかつ高価な多光子励起型顕微鏡を用いなくても、構造が簡単で安価なレーザ走査型共焦点顕微鏡を用いて多光子励起型顕微鏡と同程度の表面下深くに位置する組織を観察することが可能となる。

上記発明において、前記カッタが、前記対物光学系の光軸回りに回転可能に設けられていることが好ましい。
この発明によれば、カッタを試料の表面に押し当てるとともに、対物光学系の光軸回りに回転させることにより試料の表面の膜を円形に切り取ることができる。

上記発明において、前記突当て部材に、対物光学系の先端近傍に流体を噴射または対物光学系の先端近傍から流体を吸引可能なサービスポートが設けられていることが好ましい。
この発明によれば、サービスポートの一端側にサクションチューブが接続されることにより試料の表面上の内分泌液などを吸引できるようになっており、また、一端側に空気供給管や生理食塩水供給管が接続されることにより試料の表面上に空気や生理食塩水を供給することができるようになっている。これにより、試料の表面上の内分泌液を吸引して取り除いたり、生理食塩水で洗い流したりすることができるようになっているので、観察視野内を常にクリーンな状態に保つことができて、良好な観察を行うことができる。また、突当て部材の内部を吸引して、突当て部材と試料とを吸着状態に保持することにより、より安定して観察することができる。

上記発明において、前記突当て部材の先端にカッタが設けられていることが好ましい。
この発明によれば、突当て部材の先端にカッタが設けられているので、突当て部材の先端面を試料の表面に押し当てるだけで試料の表面の膜を円形に切り取ることができて、表面下の組織を容易に観察することができるようになる。したがって、構造が複雑でかつ高価な多光子励起型顕微鏡を用いなくても、構造が簡単で安価なレーザ走査型共焦点顕微鏡を用いて多光子励起型顕微鏡と同程度の表面下深くに位置する組織を観察することができるようになっている。

本発明によれば、対物光学系の先端部に、この対物光学系に対して光軸方向に移動可能でかつ所望の光軸方向位置で位置決めすることのできる突当て部材が設けられているので、この突当て部材の先端で試料の観察対象部位の表面を押さえつけることにより観察対象部位の表面における試料の拍動等による影響を低減させる（あるいはなくす）ことができるようになっている。また、観察対象部位の表面と対物光学系の先端との距離（すなわち、作動距離）が一定に保たれることとなるので、作動距離がズレてしまうことを防止することができて、鮮明な画像を得ることができる。

以下、本発明の第１実施形態に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡１は、図１３に示すように、光学ユニット２と、走査ユニット３と、この走査ユニット３に取り付けられた対物光学系ユニット（対物光学系）４と、光学ユニット２および走査ユニット３を接続する光ファイバ５と、パーソナルコンピュータなどの処理制御手段６と、画像を表示するディスプレイ７とを主たる要素として構成されたものである。

光学ユニット２は、レーザ光源部と、検出光学系とを備えている。
レーザ光源部は、半導体レーザからなるレーザ光源と、レンズとピンホールとからなるコリメート光学系と、ダイクロイックミラーとを備えている。
検出光学系は、ダイクロイックミラーと、バリアフィルタと、レンズと、共焦点ピンホールと、受光センサとを備えている。
また、光学ユニット２には、レーザ光源部からの励起光を試料（たとえば、ラットや小動物等の臓器等）Ａに導くとともに、試料Ａからの蛍光を受光センサに導くためのダイクロイックミラーが設けられている。

走査ユニット３は、光ファイバ５からの励起光を略平行にするコリメート光学系８と、このコリメート光学系８からの励起光を試料Ａの上で走査させる光走査部９と、この光走査部９からの励起光を中間像位置に結像させる瞳投影光学系１０とを備えている。
コリメート光学系８は、このコリメート光学系８を構成しているコリメートレンズを光軸方向に移動可能な位置調整機構１１を備えている。
また、光走査部９は、直交する軸線回りに揺動可能な２枚のガルバノミラーを備えており、コリメート光学系８から発せられた平行光を２次元的に走査させることができるようになっている。

対物光学系ユニット４は、瞳投影光学系１０において結像された励起光の中間像を試料Ａの上に再結像させるように構成されたものであり、瞳投影光学系１０によって、光走査部９を構成している２つのガルバノミラーの中心位置近傍において焦点位置が共役となるように構成されたものである。

また、図１３の円Ｃで囲む部分を拡大した図１に示すように、対物光学系ユニット４の先端部には突当て部材２０が取り付けられている。突当て部材２０は中空円筒状の部材で、その内径が対物光学系ユニット４の略中央部における外径と略等しくなるように形成されており、突当て部材２０が対物光学系ユニット４に対して軸線方向（図において上下方向）に移動可能とされている。
この突当て部材２０の上端部（すなわち、対物光学系ユニット４の略中央部と対向する位置）には、ネジ孔２１が設けられているとともに、このネジ孔２１には、このネジ孔２１と螺合するネジ２２が差し込まれるようになっていて、ネジ２２の先端が対物光学系ユニット４の外表面と当接することにより、突当て部材２０が対物光学系ユニット４に対して固定されるようになっている。

光ファイバ５は、前述したレーザ光源部から発せられた励起光を伝達する一方、試料Ａから発せられた蛍光を検出光学系まで導くものである。

これにより、試料Ａから発せられた蛍光は、対物光学系ユニット４、瞳投影光学系１０、光走査部９、コリメート光学系８、および光ファイバ５を経た後、光学ユニット２に収められた検出光学系の受光センサによって検出されるようになっている。

レーザ走査型共焦点顕微鏡１には、パーソナルコンピュータなどの処理制御手段６が接続されている。処理制御手段６は、レーザ光源の波長制御、ダイクロイックミラーやフィルタ等の波長選択、波長分離素子の制御、検出光学系の受光センサにより受光された検出情報の解析および表示、光走査部９の駆動制御等を行うようになっている。
また、この処理制御手段６には、ディスプレイ７が接続されており、レーザ走査型共焦点顕微鏡１により得られた画像が画面上に表示されるようになっている。

このように構成された本実施形態に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡１によれば、レーザ光源から出射された励起光は、レンズによってピンホールに集光された後、レンズによって平行光に変換される。その後、ダイクロイックミラーおよび集光レンズを経て光ファイバ５の端面に集光され、光ファイバ内を伝達されて走査ユニット３に導かれる。走査ユニット３においては、光ファイバ５の端面から発せられた光がコリメート光学系８によって平行光にされた状態で光走査部９に導かれ、光走査部９の各ガルバノミラーの回転により光束を光軸に対して２次元方向にシフトさせられる。そして、瞳投影光学系１０を経て中間像位置に集光して結像する。中間像位置に集光した励起光は、対物光学系ユニット４を経て試料Ａに微小スポット状に照射される。このとき、試料Ａの上に照射される励起光は、光走査部９によって走査される。

励起光が照射されることによって試料Ａで励起された蛍光は、対物光学系ユニット４、瞳投影光学系１０、光走査部９、コリメート光学系８、光ファイバ５、集光レンズ、およびダイクロイックミラーを経て検出光学系に導かれる。そして、検出光学系において、ダイクロイックミラー、バリアフィルタ、およびレンズを介した後にピンホールを通過した蛍光だけが、受光センサによって検出されることになる。

このように、対物光学系ユニット４の先端部に、この対物光学系ユニット４に対して軸線方向に移動可能でかつ位置決めすることのできる突当て部材２０を設け、この突当て部材２０の先端（図１において下端）で試料Ａの観察対象部位の表面を押さえつけることにより観察対象部位の表面における試料の拍動等による影響を低減させる（あるいはなくす）ことができるので、観察対象部位の表面と対物光学系ユニット４の先端との距離が変化することを防止することができるとともに、焦点位置がズレてしまうことを防止することができて、鮮明な画像を常時得ることができる。

また、本実施形態に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡１によれば、瞳投影光学系１０により、対物光学系ユニット４との間に中間像を形成しているので、瞳投影光学系１０から対物光学系ユニット４の先端までに至る光学系の長さを十分に長く、その太さを十分に細く設定することができる。その結果、対物光学系ユニット４の外径寸法を小さく抑えて、実験小動物等を大きく切開等することなく、したがって、低い侵襲で実験小動物等に大きなダメージを与えることなく、体内の奥深くに位置する試料Ａの観察対象部位まで対物光学系ユニット４の先端を到達させることができる。

さらに、光学ユニット２と走査ユニット３とを光ファイバ５によって接続しているので、走査ユニット３をコンパクトに構成することができる。その結果、光ファイバ５を自由に湾曲させて走査ユニット３の傾きや位置を自由に変更でき、取り回しが簡単であるという利点もある。

本発明に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡の第２実施形態について、図２を用いて説明する。
本実施形態におけるレーザ走査型共焦点顕微鏡には、先端にサークルカッタ３０が形成された中筒３１が、対物光学系ユニット４の先端部にさらに設けられているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

中筒３１は、対物光学系ユニット４と突当て部材２０ａとの間に位置するように形成された中空円筒状の部材であり、対物光学系ユニット４および突当て部材２０ａの双方に対して移動可能とされている。
中筒３１の先端に設けられたサークルカッタ３０は、周方向全体にわたって刃が形成されたものであり、試料Ａの表面に押し当てられるとともに若干の回転が与えられることにより試料Ａの表面の膜を円形に切り取ることができるものである。
中筒３１の上部（サークルカッタ３０が設けられている側とは反対側の端部）には、カッタ操作用つまみ３２が設けられており、操作者（観察者）がこのカッタ操作用つまみ３２を操作することにより、試料Ａの表面の膜を円形に切り取ることができるようになっている。

一方、突当て部材２０ａには、このカッタ操作用つまみ３２が貫通する開口部２０ａ’が設けられており、突当て部材２０ａの外側から中筒３１を操作することができるようになっている。
図２（ａ）に示すように、開口部２０ａ’は正面視矩形状の貫通穴であり、カッタ操作用つまみ３２が開口部２０ａ’の上端に当接しているとき（図２（ｂ）において実線で示す位置にあるとき）には、サークルカッタ３０全体が突当て部材２０ａ内に完全に収容されるようになっており、カッタ操作用つまみ３２が開口部２０ａ’の下端に当接しているとき（図２（ｂ）において二点鎖線で示す位置にあるとき）には、サークルカッタ３０が突当て部材２０ａの下端面よりも所定長さ突出するようになっている。また、カッタ操作用つまみ３２が開口部２０ａ’の下端に当接している状態でこのカッタ操作用つまみ３２を左右に動かして、サークルカッタ３０を回転させることにより、試料Ａの表面の膜を円形に切り取ることができるようになっている。

このように、先端にサークルカッタ３０が形成された中筒３１をさらに具備させることにより、試料Ａの表面の膜を円形に切り取って、表面下の組織を容易に観察することができるようになる。このとき、サークルカッタ３０を動かす際に、外側の突当て部材２０ａを動かさずに済むので、特に組織の深い位置に差し込まれている場合には周囲の組織を損傷することなくカッタにより試料を切り取ることができる。したがって、構造が複雑でかつ高価な多光子励起型顕微鏡を用いなくても、構造が簡単で安価なレーザ走査型共焦点顕微鏡を用いて多光子励起型顕微鏡と同程度の表面下深くに位置する組織を観察することができるようになる。
その他の作用効果については第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。

本発明に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡の第３実施形態について、図３を用いて説明する。
本実施形態におけるレーザ走査型共焦点顕微鏡には、サービスポート４１が形成された突当て部材２０ｂが、対物光学系ユニット４の先端部に設けられているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

サービスポート４１は、突当て部材２０ｂの上端面と下端面とを連通する連通穴であり、上端面側にサクションチューブが接続されることにより試料Ａの表面上の内分泌液などを吸引できるようになっており、また、上端面側に空気供給管や生理食塩水供給管が接続されることにより試料Ａの表面上に空気や生理食塩水を供給することができるようになっている。

このようなサービスポート４１を設け、試料Ａの表面上の内分泌液を吸引して取り除いたり、生理食塩水で洗い流したりすることができるようになっているので、観察視野内を常にクリーンな状態に保つことができて、良好な観察を行うことができる。
その他の作用効果については第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。

本発明に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡の第４実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態におけるレーザ走査型共焦点顕微鏡には、突当て部材２０ｃの先端にサークルカッタ５１が、対物光学系ユニット４の先端部に設けられているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

サークルカッタ５１は、第２実施形態のところで説明したサークルカッタ３０（図２参照）と同様のものであり、第２実施形態ではサークルカッタ３０が中筒３１の先端に形成されていたのに対し、本実施形態では突当て部材２０ｃの先端に固定されている。

このように、突当て部材２０ｃの先端にサークルカッタ５１を取り付けることにより、突当て部材２０ｃの先端面を試料Ａの表面に押し当てて突当て部材２０を若干回転させるだけで試料Ａの表面の膜を円形に切り取ることができて、表面下の組織を容易に観察することができるようになる。したがって、構造が複雑でかつ高価な多光子励起型顕微鏡を用いなくても、構造が簡単で安価なレーザ走査型共焦点顕微鏡を用いて多光子励起型顕微鏡と同程度の表面下深くに位置する組織を観察することができるようになっている。
また、突当て部材２０ｃの先端面が試料Ａの表面と当接するとサークルカッタ５１はそれ以上試料Ａの方へ進むことができないようになっている。すなわち、突当て部材２０ｃの先端面がいわゆるストッパの役目を果たすようになっているので、試料Ａの表面を常に所望深さだけ切り取ることができるようになっている。
さらに、第２実施形態のように中筒３１を設ける必要がなく、別途用意したサークルカッタ５１を突当て部材２０ｃの先端に取り付けるだけでいいので、構成の簡略化を図ることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。

本発明に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡の第５実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態におけるレーザ走査型共焦点顕微鏡には、サービスポート４１ａが形成された突当て部材２０ｄが、対物光学系ユニット４の先端部に設けられているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

サービスポート４１ａは、突当て部材２０ｄの上端面と下端部内面とを連通する連通穴であり、上端面側にサクションチューブが接続されることにより試料Ａの表面上の内分泌液などを吸引できるようになっており、また、上端面側に空気供給管や生理食塩水供給管あるいはシリコンオイル供給管が接続されることにより試料Ａの表面上に空気や生理食塩水（屈折率１．３５）あるいはシリコンオイル（屈折率１．５）を供給することができるようになっている。

このようなサービスポート４１ａを設け、試料Ａの表面上の内分泌液を吸引して取り除いたり、生理食塩水で洗い流したりすることができるようになっているので、観察視野内を常にクリーンな状態に保つことができて、良好な観察を行うことができる。
また、突当て部材２０ｄの内部を吸引して、突当て部材２０ｄと試料Ａとを吸着状態に保持することにより、より安定して観察することができる。
さらに、対物光学系ユニット４の先端外面、突当て部材２０ｄの内面、および試料Ａの表面とで囲まれた空間内に、対物光学系ユニット４の設計時に考慮してある空気（屈折率１．０）より高い屈折率を有する液体（生理食塩水やシリコンオイルなど）を満たすことができるようになっているので、解像度（（解像度）＝０．６１λ／ＮＡ、ＮＡ＝ｎ（屈折率）Ｓｉｎ）が良くなり、光の集光率を上げる（光を取り込む角度が大きくなるので、全方向に光を発している蛍光を取り込む量が多くなる）ことで、検出感度が上がったり、画像の取得スピードが上げられたり、照射する光の量を減らして細胞へのダメージを少なくすることができる。
その他の作用効果については第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。

本発明に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡の第６実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態におけるレーザ走査型共焦点顕微鏡には、部分的に形成された刃を複数（本実施形態では四つ）有するサークルカッタ６０を備えた中筒６１が、対物光学系ユニット４の先端部に設けられているという点で前述した第２実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第２実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

中筒６１は、対物光学系ユニット４と突当て部材２０ａとの間に位置するように形成された中空円筒状の部材であり、対物光学系ユニット４および突当て部材２０ａの双方に対して移動可能とされている。
中筒６１の先端に設けられたサークルカッタ６０は、９０度間隔に四つの刃が形成されたものであり、試料Ａの表面に押し当てられるとともに約９０度の回転が与えられることにより試料Ａの表面の膜を円形に切り取ることができるものである。
中筒６１の上部（サークルカッタ６０が設けられている側とは反対側の端部）には、第２実施形態と同様、カッタ操作用つまみ３２が設けられており、操作者（観察者）がこのカッタ操作用つまみ３２を操作することにより、試料Ａの表面の膜を円形に切り取ることができるようになっている。
また、各刃は、図６（ｂ）に示すように、その先端が尖った形になるように形成されており、カッタ操作用つまみ３２を下方（試料Ａの方）へ真っ直ぐに移動させることにより各刃の先端が試料Ａに突き刺さり、中筒６１が容易に回転しないようになっている。

このように、サークルカッタ６０の各刃を先端の尖った形状にすることにより、これら尖った部分を試料Ａの表面に突き刺すことができて、対物光学系ユニット４と試料Ａとの相対位置を保持することができる。
その他の作用効果については第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。

本発明に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡の第７実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態におけるレーザ走査型共焦点顕微鏡には、上述した第１実施形態におけるネジ孔２１およびネジ２２の代わりに、駆動部７０とネジ部７１とが設けられているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

駆動部７０は、支柱７２を介して対物光学系ユニット４の上部に取り付けられたモータ７３と、モータ７３の回転軸７３ａに取り付けられた歯車（ギヤ）７４と、歯車７４の歯と噛み合う歯部７５を有するとともに、支柱７２よりも下方に位置する対物光学系ユニット４の上部に設けられたフランジ７６とを主たる要素として構成されたものである。
ネジ部７１は、突当て部材２０ｅの上部内壁面に形成された雌ネジ部７７と、対物光学系ユニット４の上部外壁面に形成されているとともに雌ネジ部７７と噛み合う雄ねじ部７８とを具備するものである。

モータ７３の回転軸７３ａが正回転あるいは逆回転させられると歯車７４および歯部７５を介して突当て部材２０ｅが対物光学系ユニット４に対して正回転あるいは逆回転させられるようになっており、これにより試料Ａの表面と対物光学系４の先端との距離を調節できるようになっている。
このような駆動部７０とネジ部７１とを採用しても第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡の第８実施形態について、図８を用いて説明する。
本実施形態におけるレーザ走査型共焦点顕微鏡には、上述した第１実施形態におけるネジ孔２１およびネジ２２の代わりに駆動部８０が設けられているとともに、突当て部材２０ｆとして第３実施形態のところで説明した突当て部材２０ｂと同様の突当て部材が採用されているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態および第３実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態および第３実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

駆動部８０は、支柱８１を介して対物光学系ユニット４の上部に取り付けられたモータ８２と、モータ８２の回転軸８２ａに取り付けられたピニオン８３と、ピニオン８３の歯と噛み合う歯部８４を有するラック８５とを主たる要素として構成されたものである。
モータ８２の回転軸８２ａが正回転あるいは逆回転させられるとピニオン８３およびラック８４を介して突当て部材２０ｆが対物光学系ユニット４に対して下方あるいは上方に移動させられるようになっており、これにより試料Ａの表面と対物光学系４の先端との距離を調節できるようになっている。
このような駆動部８０を採用しても第１実施形態および第３実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡の第９実施形態について、図９を用いて説明する。
本実施形態におけるレーザ走査型共焦点顕微鏡には、上述した第８実施形態における駆動部８０の代わりに駆動部９０が設けられているという点で前述した第８実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第８実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第８実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

駆動部９０は、支柱９１を介して対物光学系ユニット４の上部に取り付けられたモータ９２と、モータ９２の回転軸９２ａに取り付けられた円板９３と、円板９３の周縁部に設けられた一本のピン９４と、突当て部材２０ｇの上端部に形成されて、ピン９４を受け入れる凹部９５とを主たる要素として構成されたものである。
モータ９２の回転軸９２ａが正回転あるいは逆回転させられるとピン９４および凹部９５を介して突当て部材２０ｇが対物光学系ユニット４に対して上方あるいは下方に移動させられるようになっており、これにより試料Ａの表面と対物光学系４の先端との距離を調節できるようになっている。
このような駆動部９０を採用しても第８実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡の第１０実施形態について、図１０を用いて説明する。
本実施形態におけるレーザ走査型共焦点顕微鏡には、上述した第８実施形態における駆動部８０の代わりに駆動部１００が設けられているという点で前述した第８実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第８実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第８実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

駆動部１００は、Ｌ字形の支柱１０１を介して対物光学系ユニット４の上部に取り付けられたアクチュエータ１０２と、アクチュエータ１０２のロッド１０２ａにその一端部が取り付けられているとともに、その中央部が支柱１０１の下端部にヒンジ１０１ａを介して取り付けられたてこ１０３と、突当て部材２０ｈの上端部に形成されて、てこ１０３の他端部を受け入れる凹部１０４とを主たる要素として構成されたものである。
アクチュエータ１０２のロッド１０２ａが進退させられるとてこ１０３および凹部１０４を介して突当て部材２０ｈが対物光学系ユニット４に対して上方あるいは下方に移動させられるようになっており、これにより試料Ａの表面と対物光学系４の先端との距離を調節できるようになっている。
このような駆動部１００を採用しても第８実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡の第１１実施形態について、図１１を用いて説明する。
本実施形態におけるレーザ走査型共焦点顕微鏡には、上述した第８実施形態における駆動部８０の代わりに駆動部１１０が設けられているという点で前述した第８実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第８実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第８実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

駆動部１１０は、電気信号を機械的振動エネルギーに変換するピエゾ圧電素子１１１からなっており、ピエゾ圧電素子１１１の上面は、対物光学系ユニット４の上部に設けられた支柱１１２の下面に取り付けられている（接着されている）とともに、ピエゾ圧電素子１１１の下面は、突当て部材２０ｉの上面に取り付けられている（接着されている）。
ピエゾ圧電素子１１１は、交流電圧が供給されると寸法（厚み）が変化するものであり、これによりこれにより試料Ａの表面と対物光学系４の先端との距離を調節できるようになっている。
このような駆動部１１０を採用しても第８実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡の第１２実施形態について、図１２を用いて説明する。
本実施形態におけるレーザ走査型共焦点顕微鏡には、上述した第５実施形態における突当て部材２０ｄの代わりに、サービスポート４１ａと第２のサービスポート１２０とを有する突当て部材２０ｊが設けられているという点で前述した第５実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第５実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第５実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

第２のサービスポート１２０は、突当て部材２０ｊの下端部内面と中央部外面とを連通する連通穴であり、中央部外面側に排出管が接続されることにより試料Ａの表面、突当て部材２０ｊの内面、および対物光学系ユニット４の外面により形成された空間内に溜まった内分泌液や血液、生理食塩水あるいはシリコンオイル等の液体を空間の外に排出することができるようになっている。これにより、特に血液による影響を取り除くことができるようになっている。
また、サービスポート４１ａを通して空間内に供給する生理食塩水やシリコンオイルの量（圧力）と、第２のサービスポート１２０を通して空間外に排出する生理食塩水やシリコンオイルの量（圧力）とをコントロールすることで、微妙なフォーカスコントロールができるようになる。対物光学系ユニット４および突当て部材２０ｊは硬く、試料Ａはやわらかくて、生理食塩水やシリコンオイルの圧縮率は低いため、試料Ａが吸い付けられたり、押し下げられたりする。それによって、対物光学系ユニット４と試料Ａとの距離が微妙に変化し、顕微鏡的距離としては十分なストロークで、微細な量をコントロールできる。
なお、試料の深部を見る場合には、生理食塩水が好ましい。生理食塩水の屈折率は、生物組織の平均的屈折率に近いので、対物光学系ユニット４の性能を維持するのに好ましい。対物光学系ユニット４の先端外面、突当て部材２０ｄの内面、および試料Ａの表面とで囲まれた空間もレンズとして働いているため、対物光学系ユニット４と観察している面の間の屈折率は一定に保たれた方が好ましいことによる。

なお、本発明はレーザ走査型共焦点顕微鏡にのみ適用されるものではなく、他の形式の顕微鏡にも適用され得るものである。

また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせるようにすることもできる。
すなわち、突当て部材２０ａにサービスポート４１が設けられ、かつその突当て部材２０ａ内にサークルカッタ３０を有する中筒３１が設けられるようにすることもできる。
これにより、サークルカッタ３０により切り取られた試料Ａから出た血などをサービスポート４１を介して取り除くことができて、観察視野内を常にクリーンな状態に保つことができて、良好な観察を行うことができる。

さらに、注射針をサービスポート４１内に進退可能に設けるようにすることもできる。
これにより、薬液や色素を観察部位に注射することができる。

さらにまた、前述したサークルカッタ３０，５１は必ずしも周方向全体にわたって設けられている必要はなく、部分的に形成された刃を一つだけ設けるようにしても良いし、あるいは部分的に形成された刃を二つ以上設けるようにしても良い。

本発明の第１実施形態に係る図であって、図５の円Ｃで囲んだ部分を拡大した要部拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る図であって、（ａ）は要部拡大正面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 本発明の第３実施形態に係る図であって、図１と同様の図である。 本発明の第４実施形態に係る図であって、図１と同様の図である。 本発明の第５実施形態に係る図であって、図１と同様の図である。 本発明の第６実施形態に係る図であって、図１と同様の図である。 本発明の第７実施形態に係る図であって、図１と同様の図である。 本発明の第８実施形態に係る図であって、図１と同様の図である。 本発明の第９実施形態に係る図であって、図１と同様の図である。 本発明の第１０実施形態に係る図であって、図１と同様の図である。 本発明の第１１実施形態に係る図であって、図１と同様の図である。 本発明の第１２実施形態に係る図であって、図１と同様の図である。 本発明の第１実施形態に係るレーザ走査型共焦点顕微鏡の概略構成図である。

符号の説明

４ 対物光学系ユニット（対物光学系）
５ 光ファイバ
８ コリメート光学系
９ 光走査部
１０ 瞳投影光学系
２０ 突当て部材
２０ａ 突当て部材
２０ｂ 突当て部材
２０ｃ 突当て部材
２０ｄ 突当て部材
２０ｅ 突当て部材
２０ｆ 突当て部材
２０ｇ 突当て部材
２０ｈ 突当て部材
２０ｉ 突当て部材
２０ｊ 突当て部材
３０ サークルカッタ
３１ 中筒
４１ サービスポート
４１ａ サービスポート
５１ サークルカッタ
６０ サークルカッタ
６１ 中筒
１２０ サービスポート
Ａ 試料

Claims (6)

1. 試料に近接配置される対物光学系の先端部に、該対物光学系に対して、光軸方向に移動可能かつ、所望の光軸方向位置に位置決め可能な突当て部材を備える顕微鏡。
2. 前記突当て部材が、前記対物光学系の外筒の外側に配置された筒状部材からなる請求項１に記載の顕微鏡。
3. 前記対物光学系の外筒と前記突当て部材との間に、これら外筒および突当て部材に対して光軸方向に移動可能、かつ前記突当て部材の先端から突出可能に設けられた刃部を有するカッタが設けられている請求項１または請求項２に記載の顕微鏡。
4. 前記カッタが、前記対物光学系の光軸回りに回転可能に設けられている請求項３に記載の顕微鏡。
5. 前記突当て部材に、対物光学系の先端近傍に流体を噴射または対物光学系の先端近傍から流体を吸引可能なサービスポートが設けられている請求項１に記載の顕微鏡。
6. 前記突当て部材の先端にカッタが設けられている請求項１に記載の顕微鏡。

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