JP2009122356A

JP2009122356A - 位相差顕微鏡

Info

Publication number: JP2009122356A
Application number: JP2007295641A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Sase; 一郎佐瀬
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2009-06-04

Abstract

【課題】より簡単に標本を観察できるようにする。
【解決手段】光源から射出された照明光は、位相差リング２７のスリット４１を通過して、コンデンサレンズ２３により集光されて標本７２に照射される。標本７２を透過した照明光は対物レンズ２４を介して位相差リング２８の位相板４２に入射する。また、標本７２において回折した照明光は対物レンズ２４を介して位相差リング２８の位相板４２以外の部分に入射する。ユーザは標本７２の所定の位置を観察する場合、位相差リング２７を移動させて、標本７２を透過した照明光が位相板４２に入射するように心合わせを行う。そして、位相差顕微鏡は、そのときのステージの位置と、位相差リング２７の位置とを観察情報として記録する。本発明は位相差顕微鏡に適用することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は位相差顕微鏡に関する。

顕微鏡のステージにウェルプレートを配置し、ウェル内の標本を明視野観察する場合に、ウェルに満たされた水溶液によりメニスカスが生じて、標本に照射される照明光が水溶液の液面で屈折することがある。このようにウェルにメニスカスが生じると、照明光が屈折してウェル内の特定の位置を観察する場合には最適であった顕微鏡の光学系の配置が、ウェル内の他の位置を観察するには適切ではなくなってしまう。

特に、位相差顕微鏡においては、照明光の光路が変わると、対物レンズの照明光学系側の瞳位置に配置される位相差リングと、観察光学系側の瞳位置に配置される位相差リングとの相対的な位置にずれが生じ、ユーザが標本を適切に観察できなくなってしまう。すなわち、メニスカスの影響により照明光の光路が変化して、照明光学系側の位相差リングを通過した照明光が、観察光学系側の位相差リングに設けられた位相板に入射されなくなってしまう。

従来の位相差顕微鏡には、標本を観察するための光学系上に、各ウェルに生じるメニスカスの影響を打ち消すためのレンズアレイを配置しているものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−４８７１号公報

しかしながら、上述した位相差顕微鏡においては、１つの対物レンズに対して１つの照明光学系しか設定できず、また、位相差リングの心合わせも手動により行われていた。したがって、ウェル内の複数の位置を観察しようとする場合に、特定の位置に対して位相差リングの心合わせを行い最適な照明光学系を設定しても、その照明光学系が他の位置に対しては、標本を観察するのに適した照明光学系となるとは限らなかった。

例えば９６ウェルなどのウェルの直径が6mm程度のウェルプレートにおいては、観察位置をウェルの中央の位置として位相差リングの心合わせを行うと、ユーザは、その位置の標本を適切に観察することができる。ところが、この状態において、ウェルの中央からウェル内の他の位置に観察位置を変えると、ウェル内に生じたメニスカスの影響により照明光学系が適切なものではなくなってしまい、新たな観察位置では、ユーザが適切に標本を観察できなくなってしまう場合があった。

したがって、ユーザは、観察位置を変えるたびに位相差リングの心合わせを手動でし直さなければならなくなる恐れがあった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より簡単に標本を位相差観察することができるようにするものである。

本発明の位相差顕微鏡は、ステージ上に配置された容器内の標本を観察する位相差顕微鏡であって、前記標本に照射される照明光を通過させるスリットが設けられた第１の位相差リングと、位相板が設けられた第２の位相差リングと、前記スリットを通過した前記照明光を集光して前記第２の位相差リングに入射させるレンズと、前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングの何れか一方を移動させるリング移動手段と、前記容器内の所定の観察位置の前記標本を観察する場合に、前記スリットを通過し、さらに前記標本を透過した前記照明光が前記位相板に入射する前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングの位置を示すリング位置情報を記録する記録手段とを備える。

本発明によれば、より簡単に標本を位相差観察することができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書又は図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書又は図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書又は図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

本発明の位相差顕微鏡（例えば、図１の位相差顕微鏡１１）は、ステージ（例えば、図１のステージ２１）上に配置された容器（例えば、図８のウェルプレート１９１）内の標本を観察する位相差顕微鏡であって、前記標本に照射される照明光を通過させるスリット（例えば、図１のスリット４１）が設けられた第１の位相差リング（例えば、図１の位相差リング２７）と、位相板（例えば、図１の位相板４２）が設けられた第２の位相差リング（例えば、図１の位相差リング２８）と、前記スリットを通過した前記照明光を集光して前記第２の位相差リングに入射させるレンズ（例えば、図１の対物レンズ２４）と、前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングの何れか一方を移動させるリング移動手段（例えば、図７の電動駆動部２９）と、前記容器内の所定の観察位置の前記標本を観察する場合に、前記スリットを通過し、さらに前記標本を透過した前記照明光が前記位相板に入射する前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングの位置を示すリング位置情報を記録する記録手段（例えば、図７の記録部１６３）とを備える。

位相差顕微鏡には、前記ステージを移動させるステージ移動手段（例えば、図７のステージ駆動部１６４）をさらに設け、前記記録手段には、前記観察位置が前記位相差顕微鏡の視野内で観察されるときの前記ステージの位置を示すステージ位置情報をさらに記録させることができる。

また、本発明の位相差顕微鏡（例えば、図１の位相差顕微鏡１１）は、ステージ（例えば、図１のステージ２１）上に配置された容器内の標本を観察する位相差顕微鏡であって、前記標本に照射される照明光を通過させるスリット（例えば、図１０のスリット２３３−１乃至スリット２３３−５）が設けられた第１の位相差リング（例えば、図１０の位相差リング２３２−１乃至位相差リング２３２−５）と、位相板（例えば、図１の位相板４２）が設けられた第２の位相差リング（例えば、図１の位相差リング２８）と、前記スリットを通過した前記照明光を集光して前記第２の位相差リングに入射させるレンズ（例えば、図１の対物レンズ２４）と、前記スリットの位置若しくは形状の少なくとも何れかが異なる複数の前記第１の位相差リング、または前記位相板の位置若しくは形状の少なくとも何れかが異なる複数の前記第２の位相差リングが配置され、それらの第１の位相差リングまたは第２の位相差リングを保持する保持手段（例えば、図１０のターレット２３１）と、前記保持手段に保持されている複数の前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングのうちの何れかが、前記照明光の光路上に配置されるように、前記保持手段を移動させることで、前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングを移動させるリング移動手段（例えば、図７の電動駆動部２９）とを備える。

位相差顕微鏡には、前記容器内の所定の観察位置の前記標本を観察する場合に、前記保持手段により保持されている前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングのうち、前記照明光の光路上に配置されたときに、前記スリットを通過し、さらに前記標本を透過した前記照明光が前記位相板に入射する前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングを特定するリング情報を記録する記録手段（例えば、図７の記録部１６３）をさらに設けることができる。

以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。

図１は、本発明を適用した位相差顕微鏡の一実施の形態の構成例を示す図である。

位相差顕微鏡１１には、ステージ２１が設けられており、このステージ２１上には、観察の対象となる標本が入れられたウェルプレートなどの容器が配置される。また、位相差顕微鏡１１の図中、上側には、標本に照射するための照明光を射出する光源２２が設けられており、光源２２から射出した照明光は、図示せぬ光学系を介してコンデンサレンズ２３に入射する。コンデンサレンズ２３は光源２２から入射した照明光を集光して、照明光をステージ２１上に配置された容器内の標本に照射する。

さらに、標本に照射された照明光は、標本を透過するか、または標本において回析して観察光となり対物レンズ２４に入射する。すなわち、対物レンズ２４に入射する観察光は、標本を透過した照明光である直接光と、標本において回析した照明光である回析光とからなる。対物レンズ２４は、標本からの観察光を集光し、観察光を図示せぬ光学系を介して接眼レンズ２５およびカメラ２６に入射させる。

接眼レンズ２５は対物レンズ２４から入射した観察光を集光して、観察光の像を結像させる。また、カメラ２６は、対物レンズ２４から入射した観察光の像を撮像し、撮像により得られた画像を、図示せぬ他の装置に供給して表示させる。これにより、観察者であるユーザは、接眼レンズ２５から標本を観察することができ、また他の装置に表示された画像を見ることでも標本を観察することができる。

また、より詳細には、位相差顕微鏡１１には、光源２２とコンデンサレンズ２３との間に位相差リング２７が設けられており、対物レンズ２４と、接眼レンズ２５およびカメラ２６との間に位相差リング２８が設けられている。さらに、位相差顕微鏡１１には、コンデンサレンズ２３に近接して、位相差リング２７を移動させる電動駆動部２９が設けられている。

図中、左側に示すように、位相差リング２７には、リング状のスリット４１が設けられている。位相差リング２７においては、光源２２から位相差リング２７に入射した照明光のうち、スリット４１に入射した光は、スリット４１を通過してコンデンサレンズ２３に入射し、スリット４１以外の部分に入射した光は遮光される。つまり、光源２２からの照明光のうち、スリット４１に入射した光だけがコンデンサレンズ２３に入射する。

また、位相差リング２８にはスリット４１とほぼ同じ形状、すなわちリング状の位相板４２が設けられている。位相板４２は、入射した照明光の位相をずらすとともに、入射した照明光の一部を吸収する。位相差リング２８においては、対物レンズ２４から入射した観察光のうち、位相板４２に入射した光は、その位相が、例えば照明光の４分の１波長分だけ遅らされるか、または進められて接眼レンズ２５およびカメラ２６に入射する。また、位相差リング２８に入射した観察光のうち、位相板４２以外の部分に入射した光は、位相差リング２８をそのまま透過して接眼レンズ２５およびカメラ２６に入射する。

さらにユーザは、位相差顕微鏡１１から接眼レンズ２５を取り外し、接眼レンズ２５が取り付けられていた位置に、図示せぬ心出し望遠鏡を取り付けることで、図中、左下に示すように、スリット４１の像と位相板４２の像とを心出し望遠鏡において観察することができる。ユーザは、ステージ２１に標本が配置されていない状態において、スリット４１の像と位相板４２の像とが重なるように、位相差顕微鏡１１を操作して、位相差リング２７を通る光の光路に対して垂直方向に位相差リング２７を移動させ、位相差リング２７の心合わせを行う。すなわち、電動駆動部２９は、ユーザの操作に応じて位相差リング２７を移動させる。

ここで、図２を参照して位相差観察について説明する。図２において、図示せぬ光源２２から射出された照明光は、レンズ７１において集光されて位相差リング２７に入射する。そして、レンズ７１から位相差リング２７に入射した照明光のうち、スリット４１に入射した光だけがスリット４１を通過してコンデンサレンズ２３に入射し、スリット４１に入射しなかった光は遮光される。

また、位相差リング２７からコンデンサレンズ２３に入射した照明光は、コンデンサレンズ２３において集光されてステージ２１上の標本７２に照射される。標本７２に照射された照明光のうち、標本７２を透過した光は、直接光となって対物レンズ２４に入射する。また、標本７２に照射された照明光のうち、標本７２またはその境界において回折した光は回折光となって対物レンズ２４に入射する。そして、それらの直接光および回折光は対物レンズ２４により集光されて位相差リング２８に入射する。

ここで、対物レンズ２４から位相差リング２８に入射する観察光のうち、直接光は位相板４２に入射して、位相板４２によりその光量が弱められるとともに、位相がずらされて接眼レンズ２５に入射する。また、位相差リング２８に入射する観察光のうちの回折光は、位相差リング２８の位相板４２の設けられていない部分に入射して位相差リング２８を透過し、接眼レンズ２５に入射する。

位相差リング２８から接眼レンズ２５に入射した直接光および回折光は、接眼レンズ２５により集光されて、図示せぬ像面に到達する。ここで、回折光には、標本７２の内部や、ウェル内に満たされた水溶液と標本７２との境界などの形状の情報が含まれているので、像面に到達した回折光と直接光との干渉により、像面において標本７２の像が観察される。

位相差顕微鏡１１においては、図中、左側に示すようにスリット４１の像と位相板４２の像とが同心となる（重なる）ように、位相差リング２７を通る光の光路に対して垂直方向に位相差リング２７が移動されて、位相差リング２７の心合わせが行われる。位相差リング２７の位置が調整され、心出し望遠鏡から観察されるスリット４１の像と、位相板４２の像とが重なるようになされると、像面においてよりコントラストの高い像を得ることができる。

また、位相差顕微鏡１１において、標本７２よりも光源２２側の光学系は、照明光学系と称され、標本７２よりも接眼レンズ２５側の光学系は、観察光学系と称されている。そして、位相差リング２７は、対物レンズ２４の照明光学系側の瞳と共役な位置に配置され、位相差リング２８は、対物レンズ２４の観察光学系側の瞳位置に配置される。つまり位相差リング２７と位相差リング２８は共役な位置に配置される。また、標本７２は、接眼レンズ２５の焦点位置と共役な位置に配置される。

ところで、位相差顕微鏡１１のステージ２１には、標本が入れられる容器として、例えば６穴，１２穴，２４穴，４８穴，９６穴，３８４穴などの複数のウェルが設けられたウェルプレートが配置される。例えば図３Ａに示すように、ウェルプレートに設けられたウェル１０１は円筒形状をしており、図中、下側に設けられたウェル１０１の底は、プラスチックやガラスなどからなり、ウェル１０１の壁面はプラスチックなどで形成されている。

また、ウェル１０１は培養液などの水溶液１０２で満たされており、ウェル１０１の底には、標本としての複数の細胞１０３−１乃至細胞１０３−３が付着している。これらの細胞１０３−１乃至細胞１０３−３は、例えばウェル１０１の底に付着する接着細胞や、ウェル１０１の底に沈む浮遊細胞などとされる。なお、以下、細胞１０３−１乃至細胞１０３−３のそれぞれを個々に区別する必要のない場合、単に細胞１０３と称する。

例えば、ウェル１０１の壁面が親水性を有している場合、図３Ｂに示すように、ウェル１０１が水溶液１０２で満たされると、その水溶液１０２の液面は湾曲し、メニスカスが生じる。なお、図３Ｂは、ウェル１０１の断面図を示している。

図３Ｂでは、水溶液１０２の液面は、ウェル１０１の壁面に対して親水的に広がっており、この湾曲した水溶液１０２の液面の部分がメニスカスと呼ばれている。メニスカスの曲率は、ウェル１０１に満たされた水溶液１０２の量や親水度、ウェル１０１の壁面の親水性、撥水性などの有無や強さにより定まる。

したがって、例えば図３Ｂにおいては、ウェル１０１の壁面が親水性を有しているため、水溶液１０２の液面は図中、下側に凸となっているが、ウェル１０１の壁面が撥水性を有している場合には、水溶液１０２の液面は上側に凸となる。

このように、メニスカスが生じると、ウェル１０１内の空気と水溶液１０２との屈折率の差、およびメニスカスの形状により、標本としての細胞１０３に対して図中、上から下方向に照射される照明光は、水溶液１０２と空気との境界面において屈折する。つまり、ウェル１０１内に生じたメニスカスは、照明光学系において凹レンズとして機能する。

したがって、図４に示すように、ウェル１０１のどの位置を観察するかによって、すなわち位相差顕微鏡１１の視野がウェル１０１内のどの位置であるかによって、照明光の光路は変化する。

例えば、位相差顕微鏡１１の視野が矢印Ａ１１により示される位置、つまりウェル１０１の底の中央に位置する場合、照明光は、水溶液１０２の液面の中央の平らな部分に、液面に対して垂直に入射するため、照明光は液面において屈折せずに直進する。したがって、矢印Ｂ１１に示すように、心出し望遠鏡で観察されるスリット４１の像と、位相板４２の像とは重なっており、この状態においては、ユーザはウェル１０１の底の中央の標本を適切に位相差観察することができる。

しかし、位相差顕微鏡１１の視野がＡ１２により示される位置、つまりウェル１０１の底の図中、左斜め下に位置する場合、照明光は、水溶液１０２の液面の左斜め下の湾曲した部分に入射するため、照明光は液面においてウェル１０１の壁面（外側）に向かう方向に屈折する。したがってＢ１２に示すように、心出し望遠鏡で観察されるスリット４１の像は、位相板４２の像に対して左斜め下側にずれており、この状態においては、ユーザはウェル１０１の底の左斜め下の標本を適切に位相差観察することができない。

同様に、位相差顕微鏡１１の視野がＡ１３により示される位置、つまりウェル１０１の底の図中、左斜め上に位置する場合、照明光は、水溶液１０２の液面の左斜め上の湾曲した部分に入射するため、照明光は液面においてウェル１０１の外側に向かう方向に屈折する。したがってＢ１３に示すように、スリット４１の像は、位相板４２の像に対して左斜め上側にずれ、ユーザが標本を適切に位相差観察することができなくなる。

また、位相差顕微鏡１１の視野がＡ１４により示される位置、つまりウェル１０１の底の図中、右斜め下に位置する場合、照明光は、水溶液１０２の液面の右斜め下の湾曲した部分に入射するため、照明光は液面においてウェル１０１の外側に向かう方向に屈折する。したがってＢ１４に示すように、スリット４１の像は、位相板４２の像に対して右斜め下側にずれ、ユーザが標本を適切に位相差観察することができなくなる。

さらに、位相差顕微鏡１１の視野がＡ１５により示される位置、つまりウェル１０１の底の図中、右斜め上に位置する場合、照明光は、水溶液１０２の液面の右斜め上の湾曲した部分に入射するため、照明光は液面においてウェル１０１の外側に向かう方向に屈折する。したがってＢ１５に示すように、スリット４１の像は、位相板４２の像に対して右斜め上側にずれ、ユーザが標本を適切に位相差観察することができなくなる。

このように、位相差顕微鏡１１の視野が、ウェル１０１内のどの位置にあるかによって、照明光の光路は異なるので、標本を観察するのに適した位相差リング２７の位置も異なる。例えば、図５のＡ４１に示すように、位相差顕微鏡１１の視野がウェル１０１の底の中央に位置する場合、つまり対物レンズ２４の光軸がウェル１０１の底の中央に位置する場合に、ユーザが標本を適切に位相差観察することがきるとする。この場合、Ｂ４１に示すように、心出し望遠鏡から観察されるスリット４１の像と、位相板４２の像とは重なっている。

この状態からＡ４２に示すように、位相差顕微鏡１１の視野がウェル１０１の底の図中、左側に移動されると、つまり対物レンズ２４がウェル１０１に対して左方向に移動されると、Ｂ４２に示すようにスリット４１の像は位相板４２の像に対して左側にずれる。したがって、標本を透過した直接光の一部しか位相板４２に入射しなくなってしまい、ユーザは適切に標本を位相差観察することができなくなる恐れがある。

そこで、ユーザが位相差顕微鏡１１を操作して、図中、右上に示すように位相差リング２７を右側に移動させることにより、照明光の光路を右方向に移動させることができる。これにより、Ｂ４３に示すようにスリット４１の像が右方向に移動され、スリット４１の像が位相板４２の像と重なる。したがって、ユーザは、ウェル１０１の底の左側にある標本を適切に位相差観察することができるようになる。

位相差顕微鏡１１には、ウェル１０１内の各位置にある標本を適切に位相差観察できるように、位相差リング２７を移動させるための機構が設けられている。すなわち、位相差顕微鏡１１には、例えば図６に示すように固定台１３１、移動台１３２、およびステッピングモータ１３３が設けられている。

固定台１３１は、位相差顕微鏡１１に固定されており、固定台１３１の図中、上側には、固定台１３１に対して移動する移動台１３２が設けられている。また、移動台１３２の図中、上側の表面には位相差リング２７が配置される。

さらに、電動駆動部２９内に設けられているステッピングモータ１３３は、ユーザの操作に応じて駆動し、移動台１３２を移動させる。例えば、コンデンサレンズ２３の光軸と平行な方向をｚ方向とし、互いに垂直であり、ｚ方向と垂直な方向をｘ方向およびｙ方向とすると、移動台１３２は、ｘ方向に平行な方向およびｙ方向に平行な方向に移動される。したがって、移動台１３２上に配置された位相差リング２７もｘ方向と平行な方向およびｙ方向と平行な方向に移動される。なお、以下では、図中、横方向をｘ方向とし、ｘ方向およびｚ方向に垂直な方向をｙ方向と称する。

また、位相差顕微鏡１１には、位相差リング２７を挿入するための挿入口が設けられており、ユーザは、対物レンズ２４に応じた大きさのスリットが設けられた位相差リング２７を挿入口から挿入することができるようになされている。挿入口から挿入された位相差リング２７は、移動台１３２上に配置される。

さらに、固定台１３１および移動台１３２の中央には穴が設けられており、位相差リング２７に対して図中、上から下方向に入射した照明光は、スリット４１を通過し、さらに固定台１３１および移動台１３２に設けられた穴を通過してコンデンサレンズ２３に入射する。

このように、位相差顕微鏡１１には、位相差リング２７を移動させるための機構が設けられているので、ユーザは、ウェル１０１内のどの位置を観察するかに応じて位相差リング２７を適切な位置に移動させることができる。

また、位相差顕微鏡１１は、ユーザがウェル１０１内の所定の観察位置を観察するときのステージ２１の位置、および観察位置を適切に観察することのできる位相差リング２７の位置を登録しておくことができるようになされている。したがって、例えば位相差顕微鏡１１が登録された位置にステージ２１および位相差リング２７を移動させることにより、ユーザはいちいち心合わせを行うことなく、ウェル１０１内の所望の位置を位相差観察することができる。

次に、図７は、位相差顕微鏡１１の機能的な構成例を示すブロック図である。

位相差顕微鏡１１は、電動駆動部２９、入力部１６１、制御部１６２、記録部１６３、およびステージ駆動部１６４から構成される。

入力部１６１は、ユーザにより操作され、ユーザの操作に応じた信号を制御部１６２に供給する。制御部１６２は、入力部１６１からの信号に基づいて、位相差顕微鏡１１全体を制御する。例えば、制御部１６２は、入力部１６１からの信号に基づいて、電動駆動部２９に位相差リング２７の移動を指示したり、ステージ駆動部１６４にステージ２１の移動を指示したりする。

また、制御部１６２は入力部１６１からの信号に応じて、電動駆動部２９から位相差リング２７の位置を示すリング位置情報を取得するとともに、ステージ駆動部１６４からステージ２１の位置を示すステージ位置情報を取得し、これらの情報を記録部１６３に供給する。すなわち、ユーザが入力部１６１を操作してウェル１０１内の所定の位置を、標本を観察するための観察位置として登録するように指示すると、入力部１６１から制御部１６２には、ユーザの操作に応じた信号が供給される。すると、制御部１６２は、登録が指示された観察位置を観察するときのステージ２１のステージ位置情報、および位相差リング２７のリング位置情報を取得し、これらの情報を観察情報として記録部１６３に供給して記録させる。

記録部１６３は、制御部１６２から供給された観察情報を記録する。電動駆動部２９は、制御部１６２の指示に応じてステッピングモータ１３３を駆動させ、位相差リング２７を移動させる。また、ステージ駆動部１６４は、制御部１６２の指示に応じて、ステージ２１を移動させる。

ところで例えば、ユーザがステージ２１上に観察の対象となる標本が入れられたウェルプレートを配置して、ハイスループットスクリーニングにおける位相差観察を行う場合を考える。そのような場合、ステージ２１には、例えば、図８に示すように複数のウェルが設けられたウェルプレート１９１が配置される。

ウェルプレート１９１には、図中、縦方向および横方向の両方の方向に一定の間隔でウェルが設けられている。ここで、図８の上側には、ウェルプレート１９１の一部分が拡大されて示されており、６個のウェル２０１−１乃至ウェル２０１−６が並べられて設けられている。

図において、左から右に向かう方向をｘ方向、下から上に向かう方向をｙ方向とすると、ウェル２０１−１乃至ウェル２０１−３は、図中、左側から距離Ｌｘの間隔でｘ方向に並べられている。また、ウェル２０１−４乃至ウェル２０１−６のそれぞれは、ウェル２０１−１乃至ウェル２０１−３のそれぞれから距離Ｌｙだけ下側の位置に並べられている。なお、以下、ウェル２０１−１乃至ウェル２０１−６のそれぞれを個々に区別する必要のない場合、単にウェル２０１と称する。また、ウェルプレート１９１に設けられた任意のウェルをウェル２０１と称することとする。

ハイスループットスクリーニングの位相差観察においては、例えばウェルプレート１９１に設けられた各ウェル２０１に観察の対象となる標本が入れられる。そして、各ウェル２０１内のいくつかの位置が観察位置として登録され、それらの登録された観察位置の画像が一定の時間間隔で撮像される。

位相差観察の準備段階の処理として、ユーザは１つのウェル２０１を選択し、そのウェル２０１内の観察位置とするいくつかの位置を位相差顕微鏡１１に登録させる。例えばユーザは入力部１６１を操作しながらステージ２１や位相差リング２７を移動させ、選択したウェル２０１−１内の観察位置Ｋ１乃至観察位置Ｋｎ（但しｎは自然数）のｎ箇所の位置の登録を指示したとする。ここで、各観察位置の登録の指示は、その観察位置においてスリット４１の像と位相板４２の像とが重なっている状態、つまりその観察位置における標本を適切に観察することができる状態において行われるものとする。

例えば、ユーザが入力部１６１を操作して、まず観察位置Ｋ１において心合わせを行い、観察位置Ｋ１で標本を適切に観察できるようにしたとする。この状態において、ユーザが入力部１６１を操作して登録を指示すると、制御部１６２は入力部１６１からの信号に応じて、観察位置Ｋ１を観察しているときのステージ２１のステージ位置情報と、位相差リング２７のリング位置情報とを取得する。

ここで、ステージ位置情報は、例えばステージ２１が移動されていない状態における、その表面の中心の位置を原点とし、原点を通りｘ方向に平行な直線をｘ軸、ｙ方向に平行な直線をｙ軸とするｘｙ座標系上の移動後のステージ２１の中心の座標を示す情報とされる。また、位相差リング２７のリング位置情報は、例えば、位相差リング２７が移動されていない状態における位相差リング２７の中心の位置を原点とし、原点を通りｘ方向に平行な直線をＸ軸、ｙ方向に平行な直線をＹ軸とするＸＹ座標系上の移動後の位相差リング２７の中心の座標を示す情報とされる。

制御部１６２は、取得した観察位置Ｋ１についてのステージ位置情報およびリング位置情報を観察情報として記録部１６３に供給して記録させる。同様に、ユーザは、入力部１６１を操作して、各観察位置Ｋ２乃至観察位置Ｋｎのそれぞれについて、観察位置において心合わせを行い、その観察位置で標本を適切に観察できる状態において観察位置の登録を指示する。制御部１６２は、ユーザの指示に応じて観察位置Ｋ２乃至観察位置Ｋｎについて、それぞれステージ位置情報およびリング位置情報を取得して観察情報とし、観察位置ごとの観察情報を記録部１６３に供給して記録させる。

これにより、記録部１６３には、１つのウェル２０１−１内の登録が指示された各観察位置の観察情報が記録される。すなわち、各観察位置Ｋ１乃至観察位置Ｋｎのそれぞれにおいて、標本を適切に観察できるステージ位置情報のそれぞれ、およびリング位置情報のそれぞれが記録部１６３に記録される。したがって、観察前に設定された観察位置ごとの観察情報を用いて、ステージ２１および位相差リング２７を移動させることで、観察時にユーザは心合わせを行うことなく各観察位置において標本を適切に観察することができる。

次に、制御部１６２は、選択されたウェル２０１−１の観察情報に基づいて、選択されなかった他のウェル２０１について、観察情報を生成する。例えば、記録部１６３には、予め、またはユーザによる入力部１６１の操作により、ウェルプレート１９１に関する情報であるウェル情報が記録されている。ウェル情報には、例えばウェルプレート１９１上に設けられた各ウェル２０１の位置に関する情報、ウェル２０１のｘ方向の間隔Ｌｘ、ｙ方向の間隔Ｌｙ、ウェル２０１を特定する識別番号など、各ウェル２０１とその位置を特定するための情報が含まれている。

制御部１６２は、記録部１６３に記録されているウェル情報と、既に登録されたウェル２０１−１の各観察位置の観察情報とを用いて、他のウェル２０１の各観察位置の観察情報を生成する。ここで他のウェル２０１内の観察位置のそれぞれは、ウェル２０１−１内の観察位置Ｋ１乃至観察位置Ｋｎのそれぞれと相対的に同じ位置とされる。すなわち、他のウェル２０１の中心、より詳細にはウェル２０１の底の中央の位置を基準とするそのウェル２０１内の観察位置のそれぞれは、ウェル２０１−１の中心を基準とする観察位置Ｋ１乃至観察位置Ｋｎのそれぞれと同じ位置とされる。

例えば、図８のウェル２０１−１の観察位置Ｋ１のステージ位置情報により示されるステージ２１の座標が（ｘ１，ｙ１）であり、位相差リング２７のリング位置情報により示される座標が（Ｘ１，Ｙ１）であるとする。

このとき、制御部１６２は、座標（ｘ１−Ｌｘ，ｙ１）を示す情報をステージ位置情報とし、座標（Ｘ１，Ｙ１）を示す情報をリング位置情報とする観察情報を、観察位置Ｋ１に対応するウェル２０１−２の観察位置の観察情報として生成する。

すなわち、観察位置Ｋ１に対応するウェル２０１−２内の位置を観察位置Ｋ１’とすると、ウェル２０１−１の中心を基準とする観察位置Ｋ１の位置と、ウェル２０１−２の中心を基準とする観察位置Ｋ１’の位置とは同じ位置とされる。ここで、ウェル２０１−２は、ウェル２０１−１から距離Ｌｘだけｘ方向側に位置するので、観察位置Ｋ１’を観察するためのステージ２１の位置、すなわち観察位置Ｋ１’が視野の領域となるステージ２１の位置は、座標（ｘ１−Ｌｘ，ｙ１）により示される位置となる。

そこで、制御部１６２は、座標（ｘ１−Ｌｘ，ｙ１）を示す情報を観察位置Ｋ１’のステージ位置情報として生成する。例えばステージ２１上における観察位置Ｋ１の位置を示す座標、すなわちステージ２１の中心を基準とし、ｘ方向に平行な直線、およびｙ方向に平行な直線をｘ’軸およびｙ’軸とするｘ’ｙ’座標系における観察位置Ｋ１の座標が（ｘ１’，ｙ１’）であるとする。この場合、ｘ’ｙ’座標系における観察位置Ｋ１’の座標は（ｘ１’＋Ｌｘ，ｙ１’）となるので、ステージ位置情報（ｘ１−Ｌｘ，ｙ１）は、ステージ２１上のｘ’ｙ’座標系の座標（ｘ１’＋Ｌｘ，ｙ１’）により特定される観察位置Ｋ１’を位相差顕微鏡１１の視野内で観察するための情報となる。

また、ウェルプレート１９１においては、各ウェル２０１の大きさや材質は同じであり、ウェル２０１に満たされる水溶液の量および組成も同じであるとみなすことができる。したがって各ウェル２０１に生じるメニスカスの状態は同じであるとみなすことができる。さらに、ウェル２０１の中心の位置を基準とした場合に、観察位置Ｋ１の位置と観察位置Ｋ１’の位置は同じであるので、それらの観察位置にある標本を適切に観察するための位相差リング２７の位置も同じとなる。したがって、制御部１６２は、観察位置Ｋ１のリング位置情報を、そのまま観察位置Ｋ１’のリング位置情報とする。

制御部１６２は、このようにして、ウェル２０１−２の観察位置Ｋ１’の観察情報を生成すると、同様に観察位置Ｋ２乃至観察位置Ｋｎのそれぞれに対応するウェル２０１−２内の観察位置Ｋ２’乃至観察位置Ｋｎ’のそれぞれの観察情報を生成する。そして、制御部１６２は、生成したウェル２０１−２の各観察位置についての観察情報を記録部１６３に供給して記録させる。

さらに、制御部１６２は、ウェルプレート１９１上の他の全てのウェル２０１について、観察情報を生成し、記録部１６３に供給して記録させる。

例えば、ウェル２０１−１の観察情報として、観察位置Ｋ１乃至観察位置Ｋ３のそれぞれのステージ位置情報（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３）のそれぞれと、リング位置情報（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２），（Ｘ３，Ｙ３）のそれぞれが生成されたとする。

また、観察位置Ｋ１乃至観察位置Ｋ３のそれぞれに対応する、ウェル２０１−１からｘ方向にｉ番目、ｙ方向と逆方向にｊ番目（但し、ｉ，ｊは自然数）に位置するウェル２０１の観察位置を、観察位置Ｋ１’乃至観察位置Ｋ３’のそれぞれとする。このとき、これらの観察位置Ｋ１’乃至観察位置Ｋ３’の観察情報として、ステージ位置情報（ｘ１−ｉＬｘ，ｙ１＋ｊＬｙ），（ｘ２−ｉＬｘ，ｙ２＋ｊＬｙ），（ｘ３−ｉＬｘ，ｙ３＋ｊＬｙ）のそれぞれと、リング位置情報（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２），（Ｘ３，Ｙ３）のそれぞれとが生成される。

このようにして、各ウェル２０１の観察情報が生成されて記録されると、ハイスループットスクリーニングの位相差観察の準備段階の処理が終了する。そして、位相差顕微鏡１１は、位相差観察を指示されると、記録部１６３に記録されているウェルプレート１９１の各ウェル２０１の観察情報に基づいて、各観察位置の画像を撮像する。

例えば、図９の左下に示すように、ウェル２０１の底の中央の位置を観察位置Ａとし、観察位置Ａの図中、左上、右上、右下、および左下の位置を、それぞれ観察位置Ｂ、観察位置Ｃ、観察位置Ｄ、および観察位置Ｅとする。そして、位相差観察において、各ウェル２０１内の観察位置Ａ乃至観察位置Ｅの順番で、それらの観察位置の画像を撮像していくものとする。

このとき、位相差観察が開始されると、制御部１６２は、記録部１６３から最初に観察すべきウェル２０１−１の観察位置Ａの観察情報を記録部１６３から読み出して、電動駆動部２９およびステージ駆動部１６４に位相差リング２７およびステージ２１の移動を指示する。すると、ステージ駆動部１６４は、制御部１６２の指示に応じて、ウェル２０１−１の観察位置Ａが位相差顕微鏡１１の視野において観察されるように、ステージ２１を移動させる。

また、電動駆動部２９は、制御部１６２の指示に応じて、リング位置情報により示される位置に位相差リング２７を移動させる。ここで、例えば電動駆動部２９は、リング位置情報により示される座標に基づいて、座標系上における移動距離に対応したステップ数だけステッピングモータ１３３の軸を回動させて移動台１３２を移動させる。これにより、接眼レンズ２５またはカメラ２６により撮像される画像上において、ウェル２０１−１内の観察位置Ａの標本を適切に観察できるようになる。そして、制御部１６２は、カメラ２６に撮像を指示し、カメラ２６は、その指示に応じて標本の画像を撮像する。

その後、さらに制御部１６２は、ウェル２０１−１の観察位置Ｂ乃至観察位置Ｅの観察情報のそれぞれを順次読み出して、読み出した観察情報に基づいて、電動駆動部２９およびステージ駆動部１６４に位相差リング２７およびステージ２１の移動を指示する。この指示に応じて、ステージ駆動部１６４はステージ２１を駆動し、観察位置Ｂ乃至観察位置Ｅが視野内で観察される位置に順番にステージ２１を移動させる。また、電動駆動部２９は、ステージ２１の移動に合わせて、観察位置Ｂ乃至観察位置Ｅのリング位置情報により示される位置に順番に位相差リング２７を移動させる。そして、カメラ２６は、制御部１６２の指示に応じて、ウェル２０１−１内の観察位置Ｂ乃至観察位置Ｅの画像を順番に撮像する。

さらに、ウェル２０１−１内の観察位置Ｅの画像が撮像されると、制御部１６２は、ステージ駆動部１６４に、ステージ２１のウェル２０１−１の観察位置Ａに対応する位置への移動を指示し、ステージ駆動部１６４は、その指示に応じてステージ２１を移動させる。次に、制御部１６２は、ウェル２０１−１の次に観察すべきウェル２０１−２の観察位置の観察情報を順番に読み出し、それらの観察位置での画像をカメラ２６に撮像させる。

すなわち、ステージ駆動部１６４は、ウェル２０１−１の観察位置Ａから、ウェル２０１−２内の観察位置Ａに位相差顕微鏡１１の視野が移動するようにステージ２１を移動させ、その後、順次、ウェル２０１−２内の観察位置Ｂ乃至観察位置Ｅに視野が移動するようにステージ２１を移動させる。また、電動駆動部２９は、観察位置Ａ乃至観察位置Ｅのリング位置情報により示される位置に順番に位相差リング２７を移動させ、カメラ２６は、ウェル２０１−２内の観察位置Ａ乃至観察位置Ｅの画像を順番に撮像する。

そして、制御部１６２は、順次、観察すべきウェル２０１の観察情報を記録部１６３から読み出して、各ウェル２０１内の観察位置のステージ位置情報により示される位置へのステージ２１の移動をステージ駆動部１６４に指示する。また、制御部１６２は、各ウェル２０１内の観察位置のリング位置情報により示される位置への位相差リング２７の移動を電動駆動部２９に指示し、カメラ２６にそれらの観察位置の画像の撮像を指示する。

このように、記録部１６３に記録されている観察情報に基づいて、各ウェル２０１内の各観察位置に位相差顕微鏡１１の視野が移動され、それらの観察位置の画像がカメラ２６により撮像されていく。したがって、図中、下側に示すように、位相差顕微鏡１１の視野は、ウェル２０１−１内の観察位置Ａ乃至観察位置Ｅに順番に移動された後、ウェル２０１−１内の観察位置Ａに戻り、さらにウェル２０１−２内の観察位置Ａ乃至観察位置Ｅに順番に移動される。さらに、位相差顕微鏡１１の視野は、ウェル２０１−２内の観察位置Ｅから観察位置Ａに戻り、ウェル２０１−３内の観察位置Ａ乃至観察位置Ｅに順番に移動される。その後、位相差顕微鏡１１の視野は、ウェル２０１−３内の観察位置Ａに戻り、さらに順次、次のウェル２０１内の観察位置Ａ乃至観察位置Ｅに順番に移動されていく。

ここで、ウェル２０１内の観察位置Ａ乃至観察位置Ｅのリング位置情報を、リング位置情報Ａ乃至リング位置情報Ｅとすると、電動駆動部２９は、ステージ２１の移動に合わせて、それらのリング位置情報により示される位置に位相差リング２７を移動させる。すなわち、電動駆動部２９は、位相差顕微鏡１１の視野がウェル２０１−１内の観察位置Ａ乃至観察位置Ｅに順番に移動するのに合わせて、位相差リング２７をリング位置情報Ａ乃至リング位置情報Ｅにより示される位置に順番に移動させる。

さらに、電動駆動部２９は、位相差顕微鏡１１の視野がウェル２０１−２内の観察位置Ａ乃至観察位置Ｅに順番に移動すると、その移動に合わせて位相差リング２７をリング位置情報Ａ乃至リング位置情報Ｅにより示される位置に順番に移動させる。そして、その後、電動駆動部２９は、位相差顕微鏡１１の視野の移動、つまりステージ２１の移動に合わせて、順次リング位置情報Ａ乃至リング位置情報Ｅにより示される位置に位相差リング２７を移動させていく。

以上のように、制御部１６２が記録部１６３に記録された各ウェル２０１の観察情報を読み出して、ステージ２１および位相差リング２７の移動を指示し、カメラ２６に画像を撮像させていくことで、各ウェル２０１の各観察位置での画像を撮像することができる。

従来、ユーザの操作を必要とせずに、顕微鏡において一定の時間間隔でウェル内のいくつかの位置の画像が撮像される場合には、メニスカスの影響により、画像を撮像する位置によっては適切な画像を得ることができなくなり、結果としてウェルの中央の位置の観察結果しか得ることができなかった。

また、メニスカスの状態は、ウェル内の水溶液の量や親水度、ウェルの壁面の親水性、撥水性などによって異なる。そのため、従来のメニスカスを打ち消すレンズアレイを配置する方法では、ウェルプレート自体、またはウェルを満たす水溶液の量や組成を変えるたびに、メニスカスの状態に応じたレンズアレイを作成しなければならなかった。

これに対して、位相差顕微鏡１１では、ウェル２０１内の各観察位置を観察するためのステージ位置情報と、リング位置情報とを観察情報として記録部１６３に記録させ、その観察情報を用いて各観察位置を順番に観察するようにすることで、より簡単かつ迅速に標本を観察することができる。

すなわち、ユーザは１つのウェルを選択して、観察前にそのウェル内のいくつかの位置を観察するときのステージ２１の位置と、位相差リング２７の位置とを記録させるだけで、位相差観察時には何ら操作をすることなく、全ての各ウェル内の観察位置の画像を撮像させることができる。したがって、メニスカスが生じたウェル内の複数の観察位置を順番に位相差観察する場合においても、各ウェルについて位相差観察時に位相差リング２７の心合わせを行うことなく、ウェル内の複数の位置を簡単かつ迅速に観察することができる。これにより、１つのウェル内の標本からより多くの良好な情報を得ることができる。

なお、以上においては、位相差リング２７をｘ方向と平行な方向、およびｙ方向と平行な方向（位相差リング２７を通る光の光路に対して垂直方向）に移動させると説明したが、位相差リング２７をＺ軸方向と平行な方向（位相差リング２７を通る光の光路と平行な方向）にも移動させるようにしてもよい。そのような場合、コンデンサレンズ２３の光軸方向と平行な直線をＺ軸とし、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を軸とするＸＹＺ座標系上の位相差リング２７の位置を示す情報がリング位置情報として記録部１６３に記録される。このように、位相差リング２７をＺ軸方向と平行な方向にも移動させることで、メニスカスのレンズ効果により、リング状の直接光の直径の長さが変化する場合にも、直接光を確実に位相板４２に入射させることができる。

また、カメラ２６により撮像された画像に基づいて、制御部１６２が電動駆動部２９に位相差リング２７の移動を指示し、心合わせが行われるようにしてもよい。そのような場合、制御部１６２は、カメラ２６により撮像された標本の画像のコントラストが最大になるように、位相差リング２７を移動させ、画像のコントラストが最大となったときの位相差リング２７の位置を示す情報を、リング位置情報として取得する。

さらに、図１０に示すように、ウェル内のどの位置を観察するかによって、観察位置に応じた複数の位相差リングのうちのいずれかが用いられるようにしてもよい。なお、図１０において、図５における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。

図１０では、円盤形状のターレット２３１に複数の位相差リング２３２−１乃至位相差リング２３２−５のそれぞれが配置されて保持されている。位相差リング２３２−１乃至位相差リング２３２−５のそれぞれには、照明光を通過させるためのスリット２３３−１乃至スリット２３３−５のそれぞれが設けられており、これらのスリットは、それぞれ位相差リングの異なる位置に設けられている。

なお、以下、位相差リング２３２−１乃至位相差リング２３２−５のそれぞれを個々に区別する必要のない場合、単に位相差リング２３２と称する。また、以下、スリット２３３−１乃至スリット２３３−５のそれぞれを個々に区別する必要のない場合、単にスリット２３３と称する。

また、ターレット２３１の中央には軸２３４が設けられており、ターレット２３１は、軸２３４を軸として図中の矢印の方向に回動するようになされている。位相差リング２３２はターレット２３１に保持されているので、ターレット２３１が回動すると、位相差リング２３２が移動する。

さらに、位相差リング２３２−１乃至位相差リング２３２−５は、その中心が軸２３４を中心として同心円上に配置されており、ターレット２３１が回動することで、それらの位相差リング２３２の何れかが、照明光の光路上に配置される。すなわち、何れかの位相差リング２３２の中心が、対物レンズ２４（コンデンサレンズ２３）の光軸上に位置するように電動駆動部２９によりターレット２３１が回動されて位相差リング２３２が移動される。

また、位相差リング２３２によってスリット２３３が設けられている位置は異なるので、どの位相差リング２３２が照明光の光路上に配置されたかによって、対物レンズ２４の光軸を基準とするスリット２３３の位置は異なる。例えば、位相差リング２３２−１が照明光の光路上に配置された場合、スリット２３３−１の中心は、対物レンズ２４の光軸上に位置する。また、例えば、位相差リング２３２−２が照明光の光路上に配置された場合、スリット２３３−２の中心は、対物レンズ２４の光軸に対して、図中、左下側に位置する。

したがって、ウェル１０１のどの位置を観察するかによって、すなわちウェル１０１に生じたメニスカスに応じて、適切な位相差リング２３２が照明光の光路上に配置されるようにターレット２３１を回動させることで、心合わせを必要とせずに簡単に標本を観察することができる。

また、複数の位相差リング２３２が設けられる場合、例えばハイスループットスクリーニングの位相差観察の準備段階において、ユーザは入力部１６１を操作しながらターレット２３１を回動させ、予めメニスカスを考慮したスリット位置とされている観察位置を観察するのに適した位相差リング２３２を選択する。

そして、ユーザが入力部１６１を操作して、観察位置の登録を指示すると、制御部１６２は、ステージ駆動部１６４からステージ位置情報を取得するとともに、電動駆動部２９から、複数の位相差リング２３２のうちの何れかを特定するリング特定情報を取得する。ここで、電動駆動部２９は、制御部１６２からリング特定情報の供給が指示されたときに、照明光の光路上に位置されていた位相差リング２３２を特定する情報を、リング特定情報として制御部１６２に供給する。すなわち、このリング特定情報により特定される位相差リング２３２は、照明光の光路上に配置された場合、登録が指示されたときのウェル１０１の位置を観察するときに、スリット２３３を通過した照明光（直接光）が位相板４２に入射するようなものとなる。

制御部１６２は、ステージ位置情報およびリング特定情報を取得すると、それらの情報を観察情報として記録部１６３に供給し、記録させる。また、位相差観察時には、制御部１６２は、観察情報を順次、記録部１６３から読み出す。そして、制御部１６２はステージ位置情報に基づいて、ステージ駆動部１６４にステージ２１を移動させるとともに、電動駆動部２９に、リング特定情報により特定される位相差リング２３２が照明光の光路上に配置されるように、ターレット２３１を回動させる。

したがって、ユーザは、１つのウェルを選択して、そのウェル内のいくつかの位置を観察するときのステージ２１の位置と、位相差リング２７とを記録させるだけで、位相差観察時には何ら操作をすることなく、各ウェル内の観察位置を適切に観察することができる。

なお、位相差リング２３２の同じ位置にスリット２３３が設けられているものがターレット２３１に配置されるようにしてもよい。そのような場合、例えば位相差リング２３２が照明光の光路上に配置されたときに、対物レンズ２４の光軸に対してスリット２３３が異なる位置にくるように、各位相差リング２３２が配置される。

また、任意の形状の複数のトレーのそれぞれに、位相差リング２３２のそれぞれが配置されて保持され、何れかの位相差リング２３２が照明光の光路上に配置されるように、トレーが移動されるようにしてもよい。そのような場合、ユーザにより選択された位相差リング２３２が照明光の光路上に配置されるように、その位相差リング２３２を保持しているトレーが移動され、これにより位相差リング２３２が移動される。

さらに、位相差リング２８に入射する直接光の形状は、メニスカスの状態に応じてスリット２３３の形状とは異なる形状に変化する場合がある。そこで、位相差リング２３２に設けられるスリット２３３を、それぞれ位置だけでなく、その形状が他のスリット２３３と異なるようにしてもよい。

さらに、また、図１１に示すように、対物レンズ２４とカメラ２６との間にリレー光学系２６１を設け、位相差リング２８がリレー光学系２６１内に配置されるようにしてもよい。なお、図１１は、図１における右から左方向に位相差顕微鏡１１を見た図である。

リレー光学系２６１は、対物レンズ２４から入射した観察光の中間像を平行光に変換するレンズ２７１、レンズ２７１から位相差リング２８を介して入射した観察光を集光してカメラ２６に入射させるレンズ２７２、および位相差リング２８から構成される。また、位相差リング２８は、レンズ２７１とレンズ２７２との間に配置されている。

このように、観察光をリレーするリレー光学系２６１を設けることで、そのリレー光学系２６１内に位相差リング２８を配置することができる。

なお、照明光学系に配置された位相差リングではなく、観察光学系に配置された位相差リング２８が、位相差リング２８を通る光の光路に対して垂直方向または平行な方向に移動されたり、複数の位相差リング２８のうちの１つが選択されたりするようにしてもよい。

すなわち、例えば図１または図１１の位相差リング２８が電動駆動部２９により移動され、制御部１６２は、位相差リング２８の位置を示す情報をリング位置情報として、電動駆動部２９から取得する。また、例えば図１１のリレー光学系２６１に、複数の位相差リング２８が配置されて保持されるターレットが設けられる。そして、電動駆動部２９がターレットを回動させることにより、位相差リングを移動させ、標本を観察するのに適した位相差リング２８が観察光の光路上に配置される。

一般的に位相差リング２８は、対物レンズ２４の筐体の内部に設けられるが、特に、図１１に示したように、リレー光学系２６１を設けるようにした場合には、位相差リング２８を対物レンズ２４の鏡筒の外部に配置することができる。したがって、位相差リング２８を移動させたり、複数の位相差リング２８のうちの何れかを観察光の光路上に配置したりするための機構をより簡単に位相差顕微鏡１１に設けることができる。また、位相差リング２８が対物レンズ２４鏡筒の外にあるので対物レンズ２４の性能が制約を受けずに済む。なお、複数の位相差リング２８がターレットに配置される場合、それらの位相差リング２８に設けられる位相板４２の位置や形状のうちの少なくともいずれかが互いに異なるものとされる。

また、以上においては、ステージ２１に配置される容器として、ウェルプレートの場合を例として説明したが、その他、メニスカスの生じる容器であればどのようなものに対しても位相差顕微鏡１１を適用することができる。

以上の実施形態は、位相差観察の実施例を説明したが、体外受精の研究時に用いられるホフマンコントラスト観察にも応用可能である。例えば、卵子と精子を水滴中に保持し、さらにこれをミネラルオイルの層中に保持させた状態で観察する場合、水とミネラルオイルとの屈折率の差が発生してしまう。このとき、卵子や精子の観察を良好に行う場合、屈折率の差異を考慮し、本発明を適用すれば良好な観察が実現できるようになる。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

本発明を適用した位相差顕微鏡の一実施の形態の構成例を示す図である。位相差観察について説明する図である。メニスカスについて説明する図である。位相差リングのずれについて説明する図である。位相差リングの心合わせについて説明する図である。位相差リングを移動させる機構について説明する図である。位相差顕微鏡の機能的な構成例を示すブロック図である。ウェルプレートについて説明する図である。各ウェルの観察位置での位相差観察について説明する図である。位相差顕微鏡の他の構成例について説明する図である。位相差顕微鏡の他の構成例について説明する図である。

符号の説明

１１位相差顕微鏡，２１ステージ，２３コンデンサレンズ，２４対物レンズ，２５接眼レンズ，２６カメラ，２７位相差リング，２８位相差リング，２９電動駆動部，４１スリット，４２位相板，１０１ウェル，１３１固定台，１３２移動台，１３３ステッピングモータ，１６１入力部，１６２制御部，１６３記録部，１６４ステージ駆動部，２３１ターレット，２３２−１乃至２３２−５，２３２位相差リング，２３３−１乃至２３３−５，２３３スリット，２６１リレー光学系

Claims

ステージ上に配置された容器内の標本を観察する位相差顕微鏡であって、
前記標本に照射される照明光を通過させるスリットが設けられた第１の位相差リングと、
位相板が設けられた第２の位相差リングと、
前記スリットを通過した前記照明光を集光して前記第２の位相差リングに入射させるレンズと、
前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングの何れか一方を移動させるリング移動手段と、
前記容器内の所定の観察位置の前記標本を観察する場合に、前記スリットを通過し、さらに前記標本を透過した前記照明光が前記位相板に入射する前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングの位置を示すリング位置情報を記録する記録手段と
を備える位相差顕微鏡。
前記記録手段に記録された前記リング位置情報を基に、前記リング移動手段を駆動させる制御部をさらに備える
請求項１に記載の位相差顕微鏡。
前記ステージを移動させるステージ移動手段をさらに備え、
前記記録手段は、前記観察位置が前記位相差顕微鏡の視野内で観察されるときの前記ステージの位置を示すステージ位置情報をさらに記録する
請求項１または請求項２に記載の位相差顕微鏡。
前記記録手段は、前記容器内のいくつかの観察位置のそれぞれについての前記リング位置情報および前記ステージ位置情報を記録し、
前記ステージ移動手段は、前記ステージ位置情報により示される位置に前記ステージを移動させ、
前記リング移動手段は、前記ステージの移動に合わせて、前記ステージ位置情報に対応する前記リング位置情報により示される位置に前記第１の位相差リング、または前記第２の位相差リングを移動させる
請求項３に記載の位相差顕微鏡。
前記記録手段が記録する情報は、観察する複数の容器の中の１つの容器に対するリング位置情報であり、前記制御部は、他の容器について観察する際、前記記録手段に記録した前記１つの容器に対するリング位置情報を利用し、前記リング移動手段を駆動させる
請求項２に記載の位相差顕微鏡。
ステージ上に配置された容器内の標本を観察する位相差顕微鏡であって、
前記標本に照射される照明光を通過させるスリットが設けられた第１の位相差リングと、
位相板が設けられた第２の位相差リングと、
前記スリットを通過した前記照明光を集光して前記第２の位相差リングに入射させるレンズと、
前記スリットの位置若しくは形状の少なくとも何れかが異なる複数の前記第１の位相差リング、または前記位相板の位置若しくは形状の少なくとも何れかが異なる複数の前記第２の位相差リングが配置され、それらの第１の位相差リングまたは第２の位相差リングを保持する保持手段と、
前記保持手段に保持されている複数の前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングのうちの何れかが、前記照明光の光路上に配置されるように、前記保持手段を移動させることで、前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングを移動させるリング移動手段と
を備える位相差顕微鏡。
前記容器内の所定の観察位置の前記標本を観察する場合に、前記保持手段により保持されている前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングのうち、前記照明光の光路上に配置されたときに、前記スリットを通過し、さらに前記標本を透過した前記照明光が前記位相板に入射する前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングを特定するリング情報を記録する記録手段をさらに備える
請求項６に記載の位相差顕微鏡。
前記ステージを移動させるステージ移動手段をさらに備え、
前記記録手段は、前記観察位置が前記位相差顕微鏡の視野内で観察されるときの前記ステージの位置を示すステージ位置情報をさらに記録する
請求項７に記載の位相差顕微鏡。
前記記録手段は、前記容器内のいくつかの観察位置のそれぞれについての前記リング情報および前記ステージ位置情報を記録し、
前記ステージ移動手段は、前記ステージ位置情報により示される位置に前記ステージを移動させ、
前記リング移動手段は、前記ステージの移動に合わせて、前記ステージ位置情報に対応する前記リング情報により特定される前記第１の位相差リングまたは前記第２の位相差リングが前記照明光の光路上に配置されるように、前記保持手段を移動させる
請求項８に記載の位相差顕微鏡。