JP2010044018A - Observation apparatus, observation container, and slide glass - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明な被観察物を広視野で観察するのに適した観察装置、観察容器、及びスライドガラスに関する。 The present invention relates to an observation apparatus, an observation container, and a slide glass suitable for observing a transparent observation object with a wide field of view.
特許文献1に記載の観察装置は、明部と暗部とを繰り返し配置してなる照明(ストライプ照明)で被観察物上を照明してストライプ状の暗視野像を生成し、透明な被観察物の広視野観察を可能としたものである。このストライプ照明を実現するには、液晶表示パネルなどの大がかりな装置を被観察物の近くに配置する必要がある。
しかしながら、被観察物は、プレパラート、ディッシュ、フラスコなどと様々な形態をとる可能性があるので、その周辺にはなるべく空きスペースを確保しておくことが望ましい。また、被観察物の近くに装置を配置すると、装置の発熱により被観察物(特に生体細胞など)の状態が良好に保てない可能性がある。 However, since the object to be observed may take various forms such as a preparation, a dish, a flask, etc., it is desirable to secure as much space as possible around the object. Further, if the device is arranged near the object to be observed, the state of the object to be observed (particularly, a living cell) may not be kept good due to heat generated by the device.
そこで本発明の目的は、被観察物周辺のレイアウトの自由度を高めることのできるストライプ照明観察装置、観察容器、スライドガラスを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a stripe illumination observation apparatus, an observation container, and a slide glass that can increase the degree of freedom of layout around an object to be observed.
本発明を例示する観察装置の一態様は、所定波長域の光に対して透明な被観察物を観察する観察装置であって、第1波長の光に応じて前記所定波長域内の蛍光を発する第1蛍光部が間隔を置いて繰り返し設けられた蛍光部材と、前記蛍光部材を前記第1波長の光で照明する照明光学系と、前記蛍光部材が発する蛍光で照明された前記被観察物の像を生成する観察光学系と、を備えたことを特徴とする。 One aspect of an observation apparatus illustrating the present invention is an observation apparatus that observes an object to be observed that is transparent to light in a predetermined wavelength range, and emits fluorescence in the predetermined wavelength range in response to light of a first wavelength. A fluorescent member in which first fluorescent portions are repeatedly provided at intervals; an illumination optical system that illuminates the fluorescent member with light of the first wavelength; and an object that is illuminated with fluorescence emitted from the fluorescent member. And an observation optical system for generating an image.
また、本発明を例示する観察容器の一態様は、所定波長域の光に対して透明な観察容器であって、前記観察容器の底部には、第1波長の光に応じて前記所定波長域内の蛍光を発する第1蛍光部が間隔を置いて繰り返し設けられることを特徴とする。 An aspect of the observation container exemplifying the present invention is an observation container that is transparent to light in a predetermined wavelength range, and the bottom of the observation container is within the predetermined wavelength range according to light of the first wavelength. The first fluorescent part that emits the fluorescence is repeatedly provided at intervals.
また、本発明を例示するスライドガラスの一態様は、所定波長域内の波長に対して透明なスライドガラスであって、第1波長の光に応じて前記所定波長域内の蛍光を発する第1蛍光部が間隔を置いて繰り返し設けられることを特徴とする。 Moreover, one aspect of the slide glass illustrating the present invention is a slide glass that is transparent with respect to a wavelength within a predetermined wavelength range, and emits fluorescence within the predetermined wavelength range in response to light of the first wavelength. Is repeatedly provided at intervals.
本発明によれば、被観察物周辺のレイアウトの自由度を高めることのできるストライプ照明観察装置、観察容器、スライドガラスが実現する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stripe illumination observation apparatus, observation container, and slide glass which can raise the freedom degree of the layout of a to-be-observed object periphery are implement | achieved.
[第1実施形態]
以下、観察装置の実施形態を説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the observation apparatus will be described.
図1は、本実施形態の観察装置の光学系部分の構成図である。図1に示すとおり本実施形態の観察装置には、光源26、照明光学系27、電動のターレット28、電動のステージ22、結像光学系24、電動のターレット29、撮像素子25などが備えられる。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system portion of the observation apparatus of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the observation apparatus of this embodiment includes a
ステージ22は、中空部が設けられたステージであって、その中空部には透明蛍光基板16が装填されている。透明蛍光基板16は、その下面の略全域に蛍光層16Bが形成された透明基板である。透明蛍光基板16の詳細は、後述する。
The
透明蛍光基板16の上面の略中央には、少なくとも可視光に対して透明な被観察物15が載置される。ここでは被観察物15を、生体細胞を含む培養液を収めた皿状の培養容器(ディッシュ)とする。
An object to be observed 15 that is transparent to at least visible light is placed at substantially the center of the upper surface of the
光源26は、LEDやハロゲンランプなどの白色光源であり、その射出光には少なくとも蛍光層16Bの励起波長(後述)と同じ波長の光が含まれる。
The
照明光学系27は、光源26から射出する光束の径を拡大し、透明蛍光基板16の下面の略全域を一括に照明する。
The illumination
ターレット28は、光源26から透明蛍光基板16に至る光路の何れかの箇所に配置されており、パスバンドの互いに異なる第1励起フィルタ28−1と第2励起フィルタ28−2とを装着している。このターレット28が駆動されると、光路に挿入される励起フィルタが第1励起フィルタ28−1と第2励起フィルタ28−2との間で切り替わるので、透明蛍光基板16を照明する光(以下、「励起光」と称す。)の波長が2種類の波長の間で切り替わる。
The
結像光学系24は、被観察物15の各部から射出した各光束のうち、その拡がり角度が所定値以下である光線のみを撮像素子25の側へ導光し、撮像素子25の撮像面上に被観察物15の像を形成する。結像光学系24の視野サイズは十分に大きく、ここでは被観察物15の全体像を捕らえられるようなサイズとする。
The imaging
撮像素子25は、可視光域に感度を有したカラー撮像素子であって、その撮像面上に形成された被観察物15の全体像を光電変換して画像信号を生成する。
The
ターレット29は、被観察物15から撮像素子25に至る光路の何れかの箇所に配置されており、カットバンドの互いに異なる第1バリアフィルタ29−1と第2バリアフィルタ29−2とを装着している。このターレット29が駆動されると、光路に挿入されるバリアフィルタが第1バリアフィルタ29−1と第2バリアフィルタ29−2との間で切り替わるので、撮像素子25の前段でカットされる光(以下、「バリア光」と称す。)の波長が2種類の波長の間で切り替わる。
The
ここで、第1バリアフィルタ29−1は、前述した第1励起フィルタ28−1と共に使用されるべきバリアフィルタであって、そのカットバンドは、第1励起フィルタ28−1のパスバンドと同じである。また、第2バリアフィルタ29−2は、前述した第2励起フィルタ29−2と共に使用されるべきバリアフィルタであって、そのカットバンドは、第2励起フィルタ28−2のパスバンドと同じである。 Here, the first barrier filter 29-1 is a barrier filter to be used together with the first excitation filter 28-1, and the cut band is the same as the pass band of the first excitation filter 28-1. is there. The second barrier filter 29-2 is a barrier filter to be used together with the second excitation filter 29-2 described above, and its cut band is the same as the pass band of the second excitation filter 28-2. .
図2は、本実施形態の観察装置の回路部分の構成図である。図2に示すとおり本実施形態の観察装置には、撮像素子ドライバ41、バリアフィルタドライバ43、ステージドライバ23、励起フィルタドライバ40、光源ドライバ42、コントローラ36、コンピュータ37、モニタ54、入力器55などが備えられる。
FIG. 2 is a configuration diagram of a circuit portion of the observation apparatus of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the
撮像素子ドライバ41は、前述した撮像素子25を駆動して撮像素子25から画像信号を取り込み、それを被観察物15の全体像の画像データとしてコントローラ36へ送出する。
The
バリアフィルタドライバ43は、前述したターレット29を駆動することにより前述したバリア光の波長を2種類の波長の間で切り替える。
The barrier filter driver 43 switches the wavelength of the barrier light described above between two types of wavelengths by driving the
ステージドライバ23は、前述したステージ22を光軸方向へ駆動することにより被観察物15と結像光学系24との間隔調整を行う。
The
励起フィルタドライバ40は、前述したターレット28を駆動することにより前述した励起光の波長を2種類の波長の間で切り替える。
The
光源ドライバ42は、前述した光源26をオン/オフすることにより励起光をオン/オフする。
The
コントローラ36は、撮像素子ドライバ41、バリアフィルタドライバ43、ステージドライバ23、励起フィルタドライバ40、光源ドライバ42を制御する。
The
例えば、コントローラ36は、励起フィルタドライバ40とバリアフィルタドライバ43とを連動させ、光路に挿入される励起フィルタ及びバリアフィルタの組み合わせを、第1励起フィルタ28−1及び第1バリアフィルタ29−1の組み合わせと、第2励起フィルタ28−2及び第2バリアフィルタ29−2の組み合わせとの間で切り替える。
For example, the
また、コントローラ36は、光源ドライバ42が光源26を駆動するタイミングと撮像素子ドライバ41が撮像素子25を駆動するタイミングとを制御することによって被観察物15の画像データを取得し、コンピュータ37へ送信する。
Further, the
コンピュータ37は、コントローラ36から送信された画像データに対して画像処理を施し、画像処理後の画像データを表示用の画像データに変換してからモニタ54へ出力する。したがってユーザは、被観察物15の全体像をモニタ54上で観察することができる。
The
また、コンピュータ37は、モニタ54に対して各種のGUI画像を表示する。ユーザは、そのGUI画像に促されて入力器55を操作し、コンピュータ37へ観察に関する各種の指示を入力する。この指示は、必要に応じてコンピュータ37からコントローラ36へと送信され、コントローラ36による各部の制御は、その指示に応じて行われる。
Further, the
例えば、ユーザがステージ22を上下動させる指示を入力したならば、その指示はコンピュータ37からコントローラ36へと送信され、コントローラ36は、その指示に従ってステージドライバ23にステージ22を上下動させ、被観察物15と結像光学系24との間隔調整を行う。これによって、被観察物15に対する結像光学系24の焦点調節を行うことも可能である。
For example, if the user inputs an instruction to move the
なお、ここでは、焦点調節がステージ22の駆動によって行われるものとしたが、結像光学系24の全体又は一部のレンズを移動させる機構を備え、その機構を駆動することによって焦点調節を行ってもよい。以下、結像光学系24の焦点は、被観察物(ここではディッシュ)15の底部上に合わせ込まれているものと仮定する。
Here, it is assumed that the focus adjustment is performed by driving the
図3は、本実施形態の透明蛍光基板16を詳しく説明する図である。図3(A)は、光軸と平行な或る平面で透明蛍光基板16を切断してできる断面図であり、図3(B)は、透明蛍光基板16を照明光学系27の側から見た正面図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the transparent
透明蛍光基板16の本体(基板本体)16Aは、可視光に対して透明な平行平板(例えばガラス基板)である。基板本体16Aの下面に形成された蛍光層16Bは、可視光に対して透明な材料(例えば熱硬化性樹脂)に蛍光物質を混合させてなる層である。なお、蛍光層16Bは、基板本体16A上に蛍光塗料を塗布することによって形成された層であってもよい。
A main body (substrate main body) 16A of the
蛍光層16Bには、帯状の第1蛍光領域16B−1と帯状の第2蛍光領域16B−2とが光軸と垂直な所定方向(図3では左右方向)にかけて交互に隙間無く配列されている。第1蛍光領域16B−1の幅と第2蛍光領域16B−2の幅とは等しく、第1蛍光領域16B−1及び第2蛍光領域16B−2の配列ピッチは一様である。
In the
第1蛍光領域16B−1の特性(つまり第1蛍光領域16B−1に含まれる蛍光物質の特性)と、第2蛍光領域16B−2の特性(つまり第2蛍光領域16B−2に含まれる蛍光物質の特性)とは互いに異なり、これらの特性に応じて前述した第1励起フィルタ28−1、第2励起フィルタ28−2、第1バリアフィルタ29−1、第2バリアフィルタ29−2の特性が設定される。
The characteristics of the first
図4は、第1蛍光領域16B−1の特性と第1励起フィルタ28−1の特性との関係を示す図である。図4において符号Sa−1で示すのは、第1蛍光領域16B−1の吸収スペクトルであり、符号Se−1で示すのは、第1蛍光領域16B−1の放射スペクトルであり、符号T1で示すのが第1励起フィルタ28−1の透過率の波長特性カーブである。図示しなかったが、第1バリアフィルタ29−1の透過率の波長特性カーブは、第1励起フィルタ28−1の透過率の波長特性カーブを反転させたものに相当する。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the characteristics of the first
図4に示すとおり、第1蛍光領域16B−1の励起波長は青色であり、第1蛍光領域16B−1の蛍光波長(第1蛍光波長)は緑色である。そして、第1励起フィルタ28−1のパスバンドは、第1蛍光領域16B−1の励起波長と同じ波長(青色)に設定されており、第1バリアフィルタ29−1のカットバンドも、それと同じ波長(青色)に設定されている。
As shown in FIG. 4, the excitation wavelength of the
図5は、第2蛍光領域16B−2の特性と第2励起フィルタ29−2の特性との関係を示す図である。図5において符号Sa−2で示すのは、第2蛍光領域16B−2の吸収スペクトルであり、符号Se−2で示すのは、第2蛍光領域16B−2の放射スペクトルであり、符号T2で示すのが第2励起フィルタ28−2の透過率の波長特性カーブである。図示しなかったが、第2バリアフィルタ29−2の透過率の波長特性カーブは、第2励起フィルタ28−2の透過率の波長特性カーブを反転させたものに相当する。
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the characteristics of the second
図5に示すとおり、第2蛍光領域16B−2の励起波長は緑色であり、第2蛍光領域16B−2の蛍光波長は赤色である。そして、第2励起フィルタ28−2のパスバンドは、第2蛍光領域16B−2の励起波長と同じ波長(緑色)に設定されており、第2バリアフィルタ29−2のカットバンドも、それと同じ波長(緑色)に設定されている。
As shown in FIG. 5, the excitation wavelength of the second
したがって、本実施形態の観察装置では、光路に挿入される励起フィルタ及びバリアフィルタの組み合わせが切り替わると、励起光及びバリア光の波長が、第1蛍光領域16B−1の励起波長と同じ波長(青色)と、第2蛍光領域16B−2の励起波長と同じ波長(緑色)との間で切り替わる。
Therefore, in the observation apparatus of this embodiment, when the combination of the excitation filter and the barrier filter inserted in the optical path is switched, the wavelengths of the excitation light and the barrier light are the same as the excitation wavelength of the first
図6は、励起光(及びバリア光)の波長が第1蛍光領域16B−1の励起波長(青色)と同じであるときにおける被観察物15の周辺の様子を示す模式図である。図6において、符号Lbは励起光(青色光)を示しており、符号Lgは蛍光(緑色光)を示している。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a state around the
図6に示すとおり励起光(及びバリア光)の波長が第1蛍光領域16B−1の励起波長(青色)と同じであるときには、第1蛍光領域16B−1が励起され、第2蛍光領域16B−2は励起されない。よって、第1蛍光領域16B−1では蛍光(緑色光)が生じるが、第2蛍光領域16B−2では蛍光は生じない。したがって、被観察物15の全域は、緑色のストライプ状の面光源で照明される。
As shown in FIG. 6, when the wavelength of the excitation light (and the barrier light) is the same as the excitation wavelength (blue) of the first
ここで、被観察物15のうち、或る第2蛍光領域16B−2に対向する領域A2に着目すると、その領域A2は、その第2蛍光領域16B−2の両側に位置する2つの第1蛍光領域16B−1からの蛍光(緑色光)によって斜光照明される。
Here, when attention is paid to a region A2 facing the second
その蛍光(緑色光)は、領域A2をそのまま透過する高強度の直接光(実線)と、領域A2に存在する屈折率の段差(細胞等の位相物体のエッジ)で散乱した低強度の散乱光(点線)とに分離するが、前者の多くは角度が大きいため結像光学系24で蹴られる。したがって、結像光学系24が形成する領域A2の像は暗視野像となり、その暗視野像には領域A2に存在する位相物体のエッジが現れる。
The fluorescence (green light) is high-intensity direct light (solid line) that passes through the area A2 as it is, and low-intensity scattered light that is scattered by the step in the refractive index (the edge of a phase object such as a cell) that exists in the area A2. The former is kicked by the imaging
なお、基板本体16Aの厚さ(光軸方向の厚さ)は、その暗視野像のコントラスト(背景の明るさと位相物体のエッジの像の明るさとの関係)が十分に高くなるような最適値に予め設定されている。
Note that the thickness (thickness in the optical axis direction) of the
一方、被観察物15のうち、或る第1蛍光領域16B−1に対向する領域A1に着目すると、その領域A1は、その第1蛍光領域16B−1で生じた蛍光(緑色光)によって正面から照明される。
On the other hand, when attention is paid to a region A1 facing the first
その蛍光(緑色光)も、領域A1をそのまま透過する高強度の直接光(不図示)と、領域A1に存在する位相物体のエッジで散乱した低強度の散乱光(不図示)とに分離するが、前者の多くは結像光学系24で蹴られない。したがって、結像光学系24が形成する領域A1の像は明視野像となり、その明視野像には領域A1に存在する位相物体のエッジは現れない。
The fluorescence (green light) is also separated into high-intensity direct light (not shown) that passes through the area A1 as it is and low-intensity scattered light (not shown) scattered at the edge of the phase object existing in the area A1. However, most of the former cannot be kicked by the imaging
なお、被観察物15には、第1蛍光領域16B−1及び第2蛍光領域16B−2をそのまま透過した励起光(青色光)も到達しているが、この励起光は、前述したバリアフィルタ29−1によって撮像素子25へ入射する前にカットされるので無視できる。
Note that the excitation light (blue light) that has passed through the first
したがって、このときの被観察物15の像の様子は、図7に示すとおりとなる。図7は、励起光(及びバリア光)の波長が第1蛍光領域16B−1の励起波長(青色)と同じであるときにおける被観察物15の像の部分模式図である。図7において領域A1’が領域A1の像であり、領域A2’が領域A2の像である。図7に示すとおり領域A2’は暗視野像なので、暗い背景上に位相物体のエッジが明るい緑色線となって現れるが、領域A1’は明視野像なので、略一様に明るい緑色となる。
Therefore, the state of the image of the
図8は、励起光(及びバリア光)の波長が第2蛍光領域16B−2の励起波長(緑色)と同じであるときにおける被観察物15の周辺の様子を示す模式図である。図8において、符号Lgは励起光(緑色光)を示しており、符号Lrは蛍光(赤色光)を示している。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the state of the periphery of the
図8に示すとおり励起光(及びバリア光)の波長が第2蛍光領域16B−2の励起波長(緑色)と同じであるときには、第2蛍光領域16B−2が励起され、第1蛍光領域16B−1は励起されない。よって、第2蛍光領域16B−2では蛍光(赤色光)が生じるが、第1蛍光領域16B−1では蛍光は生じない。したがって、被観察物15の全域は、赤色のストライプ状の面光源で照明される。
As shown in FIG. 8, when the wavelength of the excitation light (and the barrier light) is the same as the excitation wavelength (green) of the second
ここで、被観察物15のうち、或る第1蛍光領域16B−1に対向する領域A1に着目すると、その領域A1は、その第1蛍光領域16B−1の両側に位置する2つの第2蛍光領域16B−2からの蛍光(赤色光)によって斜光照明される。
Here, when attention is paid to a region A1 facing the first
その蛍光(赤色光)は、領域A1をそのまま透過する高強度の直接光(実線)と、領域A1に存在する位相物体のエッジで散乱した低強度の散乱光(点線)とに分離するが、前者の多くは角度が大きいため結像光学系24で蹴られる。したがって、結像光学系24が形成する領域A1の像は暗視野像となり、その暗視野像には領域A1に存在する位相物体のエッジが現れる。
The fluorescence (red light) is separated into high-intensity direct light (solid line) that passes through the area A1 as it is, and low-intensity scattered light (dotted line) scattered at the edge of the phase object present in the area A1, Many of the former are kicked by the imaging
一方、被観察物15のうち、或る第2蛍光領域16B−2に対向する領域A2に着目すると、その領域A2は、その第2蛍光領域16B−2で生じた蛍光(赤色光)によって正面から照明される。
On the other hand, when attention is paid to a region A2 facing the second
その蛍光(赤色光)も、領域A2をそのまま透過する高強度の直接光(不図示)と、領域A2に存在する位相物体のエッジで散乱した低強度の散乱光(不図示)とに分離するが、前者の多くは結像光学系24で蹴られない。したがって、結像光学系24が形成する領域A2の像は明視野像となり、その明視野像には領域A2に存在する位相物体のエッジは現れない。
The fluorescence (red light) is also separated into high-intensity direct light (not shown) that passes through the region A2 as it is and low-intensity scattered light (not shown) scattered at the edge of the phase object existing in the region A2. However, most of the former cannot be kicked by the imaging
なお、被観察物15には、第1蛍光領域16B−1及び第2蛍光領域16B−2をそのまま透過した励起光(緑色光)も到達しているが、この励起光は、前述したバリアフィルタ29−2によって撮像素子25へ入射する前にカットされるので無視できる。
Note that the excitation light (green light) that has passed through the first
したがって、このときの被観察物15の像の様子は、図9に示すとおりとなる。図9は、励起光(及びバリア光)の波長が第2蛍光領域16B−2の励起波長(緑色)と同じであるときにおける被観察物15の像の部分模式図である。図9において領域A1’が領域A1の像であり、領域A2’が領域A2の像である。図9に示すとおり領域A1’は暗視野像なので、暗い背景上に位相物体のエッジが明るい赤線となって現れるが、領域A2’は明視野像なので、略一様に明るい赤色となる。
Therefore, the state of the image of the
したがって、図7に示した状態の被観察物15の像と、図9に示した状態の被観察物15の像とを組み合わせれば、被観察物15に含まれる全ての位相物体を可視化することができる。
Therefore, if the image of the
図10は、本実施形態の観察装置の動作フローチャートである。図10のステップS10、S15、S16はコンピュータ37による処理であり、ステップS11〜S14はコントローラ36による処理であるが、ここではコンピュータ37の動作とコントローラ36の動作とを区別せずに観察装置の動作として各ステップを説明する。
FIG. 10 is an operation flowchart of the observation apparatus of the present embodiment. Steps S10, S15, and S16 in FIG. 10 are processes by the
ステップS10:観察装置は、入力器55からの信号に基づきユーザから観察の開始指示が入力されたか否かを監視する。開始指示が入力された場合はステップS11へ移行し、入力されていない場合はそのまま待機する。
Step S10: The observation device monitors whether or not an observation start instruction is input from the user based on the signal from the
ステップS11:観察装置は、光路に挿入される励起フィルタ及びバリアフィルタの組み合わせを、第1励起フィルタ28−1及び第1バリアフィルタ29−1の組み合わせに設定する。 Step S11: The observation apparatus sets the combination of the excitation filter and the barrier filter inserted in the optical path to the combination of the first excitation filter 28-1 and the first barrier filter 29-1.
ステップS12:観察装置は、この状態で光源26を所定期間だけ点灯すると共に、その期間内に撮像素子25を駆動して1フレーム分の画像データI1を取得する。この画像データI1に写っているのは、緑のモノクロ画像である(図7参照)。
Step S12: observation apparatus is configured to light the
ステップS13:観察装置は、光路に挿入される励起フィルタ及びバリアフィルタの組み合わせを、第2励起フィルタ28−2及び第2バリアフィルタ29−2の組み合わせに切り替える。 Step S13: The observation apparatus switches the combination of the excitation filter and the barrier filter inserted into the optical path to the combination of the second excitation filter 28-2 and the second barrier filter 29-2.
ステップS14:観察装置は、この状態で光源26を所定期間だけ点灯すると共に、その期間内に撮像素子25を駆動して1フレーム分の画像データI2を取得する。この画像データI2に写っているのは、赤のモノクロ画像である(図9参照)。
Step S14: observation apparatus is configured to light the
ステップS15:観察装置は、画像データI1と画像データI2との少なくとも一方に対して色変換処理を施す。この色変換処理の特性は、画像データI1の色相(緑)と、画像データI2の色相(赤)とを一致させるような特性であって、例えば画像データI1における領域A1’の色相平均値と、画像データI2における領域A2’の色相平均値との関係に基づき設定される。なお、この関係は、第1蛍光領域16B−1の蛍光波長と第2蛍光領域16B−2の蛍光波長との関係によって決まるものであり、その関係は基本的に経時変化しない。よって、この色変換処理の特性は固定値であって構わない。
Step S15: observation apparatus performs color conversion processing on at least one of the image data I 1 and the image data I 2. Characteristics of the color conversion processing, the hue of the image data I 1 (green), the hue of a characteristic as to match the image data I 2 and hues (red), for example, areas in the image data I 1 A1 ' the average value is set based on the relationship between the hue average value of the region A2 'in the image data I 2. This relationship is determined by the relationship between the fluorescence wavelength of the
また、観察装置は、画像データI1と画像データI2との少なくとも一方に対して階調変換処理を施す。この階調変換処理の特性は、画像データI1の階調範囲と、画像データI2の階調範囲とを一致させるような特性であって、例えば画像データI1の階調範囲(最高輝度及び最低輝度)と画像データI2の階調範囲(最高輝度及び最低輝度)との関係に基づき設定される。なお、この関係は、第1蛍光領域16B−1の蛍光強度と第2蛍光領域16B−2の蛍光強度との関係によって決まるものであり、その関係は経時変化する可能性がある。よって、この階調変換処理の特性は、定期的に(又は必要に応じて)更新されることが望ましい。
Also, the observation apparatus performs a gradation conversion processing on at least one of the image data I 1 and the image data I 2. The characteristics of the gradation conversion process are characteristics that match the gradation range of the image data I 1 and the gradation range of the image data I 2. For example, the gradation range of the image data I 1 (maximum luminance) and minimum luminance) to be set based on the relationship between the gradation range of the image data I 2 (maximum luminance and minimum luminance). This relationship is determined by the relationship between the fluorescence intensity of the
以上の色変換処理及び階調変換処理の結果、画像データI1の色相及び階調範囲は、画像データI2の色相及び階調範囲と一致する。 As a result of the color conversion processing and gradation conversion processing, the hue and tonal range of the image data I 1 are consistent with the hue and tonal range of the image data I 2.
ステップS16:観察装置は、画像データI1から暗視野像の形成領域(つまり領域A2’)の画像データI1’を切り出すと共に、画像データI2から暗視視野像の形成領域(つまり領域A1’)の画像データI2’を切り出す。さらに、観察装置は、画像データI1から切り出した画像データI1’と画像データI2から切り出した画像データI2’とを繋ぎ合わせて1枚分の画像データIを生成し、それを表示用の画像データに変換してからモニタ54へ送出する。したがってユーザは、モニタ54上で被観察物15の全域を一度に暗視野観察することができる。なお、観察装置は、本ステップで生成した画像データIを、ユーザからの指示に応じて保存することもできる。
Step S16: observation device, with cut out 'image data I 1 of the formation region of the dark-field image from the image data I 1 (i.e. regions A2)', formed of night vision field image from the image data I 2 area (i.e. area A1 The image data I 2 'of') is cut out. Furthermore, the observation device, by joining image data I 1 cut out from the image data I 1 'and the image data I 2 cut out from the image data I 2' and generates image data I for one sheet, displays it Is converted into image data for use and then sent to the
以上、本実施形態の観察装置では、被観察物15の近くに配置されるのは蛍光部材(蛍光層16Bを有した透明蛍光基板16)であって、その蛍光部材を離れた位置から照明することによって被観察物15を間接的にストライプ照明する。したがって、本実施形態の観察装置は、被観察物15の周辺に大がかりな装置を配置する必要が無い。また、発熱源となり得る光源26を被観察物15から離すことができるので、被観察物15の状態を良好に保つこともできる。
As described above, in the observation apparatus of the present embodiment, the fluorescent member (the
また、本実施形態の観察装置の蛍光部材(透明蛍光基板16)は、第1蛍光領域16B−1と第2蛍光領域16B−2とを交互に配置しているので、励起光(及びバリア光)の波長を切り替えるだけでストライプ照明の位相を変化させることができる。
Moreover, since the fluorescent member (transparent fluorescent substrate 16) of the observation apparatus according to the present embodiment alternately arranges the first
また、本実施形態の観察装置の蛍光部材(透明蛍光基板16)は、観察装置の機構部分(ステージ22の本体)とは別体で構成されているので、蛍光部材が経時変化(退色)した場合には、その蛍光部材のみを新しいものと交換すればよく、機構部分(ステージ22の本体)を新しいものと交換する必要は無い。 Further, since the fluorescent member (transparent fluorescent substrate 16) of the observation apparatus of the present embodiment is configured separately from the mechanism part of the observation apparatus (the main body of the stage 22), the fluorescent member has changed over time (discolored). In that case, it is only necessary to replace the fluorescent member with a new one, and there is no need to replace the mechanism (the main body of the stage 22) with a new one.
[第1実施形態の変形例]
なお、本実施形態の観察装置の被観察物15は生体細胞を含む培養液を収めたディッシュであったが、他の種類の被観察物、例えば生体細胞を含む培養液が滴下されたプレパラートや、生体細胞を含む培養液を収めたフラスコなどであってもよい。但し、被観察物15の底部の厚さは被観察物15の種類によって異なる可能性があるので、本実施形態の観察装置では、蛍光部材(透明蛍光基板16)と被観察物15との間隔調整が可能であることが望ましい。
[Modification of First Embodiment]
Note that the
因みに、蛍光部材(透明蛍光基板16)と被観察物15との間隔調整を実現する方法としては、例えば、蛍光部材(透明蛍光基板16)の基板本体16Aを予め薄めに設定しておき、蛍光部材(透明蛍光基板16)と被観察物15との間にユーザが必要に応じて1又は複数の補正板を挿入するという方法がある。この補正板も基板本体16Aと同様、可視光に対して透明な平行平板(ガラス基板など)である。
Incidentally, as a method for adjusting the distance between the fluorescent member (transparent fluorescent substrate 16) and the
また、本実施形態の観察装置では、蛍光部材(透明蛍光基板16)の2種類の励起波長を青色と緑色との組み合わせとしたが、他の色の組み合わせ(例えば紫色と緑色との組み合わせ)であってもよい。 In the observation apparatus of the present embodiment, the two excitation wavelengths of the fluorescent member (transparent fluorescent substrate 16) are a combination of blue and green, but other combinations of colors (for example, a combination of purple and green) are used. There may be.
また、本実施形態の観察装置では、蛍光部材(透明蛍光基板16)の2種類の励起波長を何れも可視光としたが、少なくとも一方の励起波長を非可視光域の波長(例えば紫外光)としてもよい。 In the observation apparatus of the present embodiment, the two types of excitation wavelengths of the fluorescent member (transparent fluorescent substrate 16) are both visible light, but at least one of the excitation wavelengths is a wavelength in a non-visible light region (for example, ultraviolet light). It is good.
また、本実施形態の観察装置は、蛍光部材(透明蛍光基板16)の搭載先が被観察物15の載置先と同一(ステージ22)であったが、別々にしてもよい。例えば、図11に示すとおり、蛍光部材(透明蛍光基板16)の搭載先をステージ22とし、被観察物15を搬送アーム30で支持してもよい。この場合は、搬送アーム30とステージ22とを光軸方向に相対移動させるだけで蛍光層16Bと被観察物15との間隔調整を行うことができる。
Further, in the observation apparatus of the present embodiment, the mounting destination of the fluorescent member (transparent fluorescent substrate 16) is the same as the mounting destination of the observation object 15 (stage 22), but may be separate. For example, as shown in FIG. 11, the mounting destination of the fluorescent member (transparent fluorescent substrate 16) may be the
また、本実施形態の観察装置は、結像光学系24に対する蛍光部材(蛍光層16Bを有した透明蛍光基板16)の光軸方向の位置を可変としたが、不変としてもよい。但し、結像光学系24に対する被観察物15の光軸方向の位置関係については可変であることが望ましい。
In the observation apparatus of the present embodiment, the position of the fluorescent member (the
また、本実施形態の観察装置は、前述したステップS15において画像データI1の色相と画像データI2の色相とを一致させるための色変換処理を行ったが、画像データI上に色相の段差が現れることを許容するならば、その色変換処理を省略してもよい。 In addition, in the observation device of the present embodiment, the color conversion process for matching the hue of the image data I 1 and the hue of the image data I 2 is performed in step S15 described above. If it is allowed to appear, the color conversion process may be omitted.
また、本実施形態の観察装置は、前述したステップS15において画像データI1の階調範囲と画像データI2の階調範囲とを一致させるための階調変換処理を行ったが、画像データI上で階調の段差が現れることを許容するならば、その階調変換処理を省略してもよい。 In addition, in the observation device of the present embodiment, the gradation conversion process for matching the gradation range of the image data I 1 and the gradation range of the image data I 2 is performed in step S15 described above. If it is allowed that a gradation step appears above, the gradation conversion process may be omitted.
また、本実施形態の観察装置は、撮像素子25としてカラー撮像素子を使用したが、モノクロ撮像素子を使用してもよい。その場合、ステップS15において色変換処理を行わなくとも、最終的な画像データ上に色相の段差が現れることはなない。
In the observation apparatus of the present embodiment, a color image sensor is used as the
また、本実施形態の観察装置は、透明蛍光基板16を透過した励起光が撮像素子25へ入射するのをバリアフィルタで防いだが、励起光が撮像素子25へ入射するのを許容してもよい。但し、その場合は、励起光と蛍光とを区別するために撮像素子25としてカラー撮像素子を使用する必要がある。また、その場合は、画像データI1の全体は青色がかり、画像データI2の全体は緑色がかるので、前述したステップS15における画像処理に、その色付きを除去するための色補正処理を加えることが望ましい。
In the observation apparatus according to the present embodiment, the excitation light transmitted through the
また、本実施形態の観察装置は、励起光を透明蛍光基板16へ正面から照射したが、斜め方向から照射してもよい。その場合、透明蛍光基板16を透過した励起光が結像光学系24へ入射するのをバリアフィルタ無しで防ぐことができる。
Moreover, although the observation apparatus of this embodiment irradiated the excitation light to the
また、本実施形態の観察装置の蛍光部材(透明蛍光基板16)には、励起波長の異なる2種類の帯状の蛍光領域(第1蛍光領域16B−1、第2蛍光領域16B−2)が交互に形成されたが、一方の蛍光領域を省略してもよい。但し、その場合は、ストライプ照明の位相を変化させるために、被観察物15と蛍光部材との位置関係を蛍光領域の幅方向へ変化させる必要がある。よって、この場合は、蛍光部材の搭載先と被観察物15の載置先とを別々にし、かつ蛍光部材と被観察物15との少なくとも一方を光軸と垂直な方向へシフトさせる機構が必要である。
In addition, two types of band-like fluorescent regions (first
また、本実施形態の観察装置は、培養装置に組み合わされてもよい。培養装置は、その内部に生体細胞を含む培養液を収めた観察容器を収めると共に、その観察容器の雰囲気の温度やCO2濃度などを予め決められた値に保つ装置である。培養装置に収められた観察容器を、搬送アームで本実施形態の観察装置へ搬送すれば、観察容器の全体の様子を観察することができる。なお、観察装置は、培養装置の内部に組み込まれても、培養装置の外部に配置されてもよい。因みに観察装置が培養装置の内部に組み込まれれば、観察容器を外気にさらすことなく観察を行うことが可能である。 Moreover, the observation apparatus of this embodiment may be combined with a culture apparatus. The culture apparatus is an apparatus that stores therein an observation container containing a culture solution containing living cells, and maintains the temperature, CO 2 concentration, and the like of the observation container at predetermined values. If the observation container accommodated in the culture apparatus is transported to the observation apparatus of the present embodiment by the transport arm, the entire state of the observation container can be observed. Note that the observation apparatus may be incorporated inside the culture apparatus or disposed outside the culture apparatus. Incidentally, if the observation apparatus is incorporated in the culture apparatus, it is possible to perform observation without exposing the observation container to the outside air.
[第2実施形態]
以下、観察容器の実施形態を説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the observation container will be described.
図12は、本実施形態の観察容器の概略断面図である。図12に示すとおり本実施形態の観察容器はディッシュであって、円盤状の底部と円筒状の側壁部とを有した容器本体45Aと、容器本体45Aの底部に対向する円形開口部を覆う蓋部45Bとを有する。なお、容器本体45Aと蓋部45Bとは何れも可視光に対して透明な材料(樹脂など)からなる。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the observation container of the present embodiment. As shown in FIG. 12, the observation container of the present embodiment is a dish, and includes a
容器本体45Aの底部の表面には、蛍光層45Cが設けられている。この蛍光層45Cは、第1実施形態の蛍光層16Bと同様の第1蛍光領域と第2蛍光領域とを交互に隙間無く配列している。そして容器本体45Aの底部の厚さは、第1実施形態における基板本体16Aの厚さと同じ最適値に予め設定されている。
A
このようなディッシュを第1実施形態の観察装置と共に使用する場合は、ステージ22の中空部に装填される透明蛍光基板16には蛍光層16Bが設けられている必要は無く、またその厚さも任意で構わない。この場合、ディッシュの底部が、第1実施形態の透明蛍光基板16と同じ役割を果たす。
When such a dish is used together with the observation apparatus of the first embodiment, the
なお、ここでは観察容器としてディッシュを説明したが、厚さが均等であって扁平な部位(平行平板状の部位)を有しているのであれば、フラスコなど他の培養容器であってもよい。何れの場合にも蛍光層45Cの形成先は、厚さが均等な扁平な部位の表面となる。何れの場合も、蛍光層45Cが形成された面を前述した照明光学系27の側へ向けた状態で観察が行われる。
Although the dish has been described here as an observation container, it may be another culture container such as a flask as long as it has a uniform thickness and a flat part (part of a parallel plate). . In any case, the formation destination of the
また、本実施形態の蛍光層45Cも、第1実施形態の蛍光層16Bと同様に変形することが可能である。
Further, the
[第3実施形態]
以下、プレパラートの実施形態を説明する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the preparation will be described.
図13は、本実施形態のプレパラートの概略断面図である。図13に示すとおり本実施形態のプレパラートは、スライドガラス50と、カバーガラス51とからなり、スライドガラス50とカバーガラス51とは何れも可視光に対して透明な材料(ガラスなど)からなる。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the preparation of the present embodiment. As shown in FIG. 13, the preparation of the present embodiment includes a
スライドガラス50の一方の面には、蛍光層50Bが設けられており、スライドガラス50の他方の面には、生体細胞を含む培養液61が滴下され、その上にカバーガラス51が密着している。このうち蛍光層50Bは、第1実施形態の蛍光層16Bと同様の第1蛍光領域と第2蛍光領域とを交互に隙間無く配列しており、スライドガラス50の厚さは、第1実施形態における基板本体16Aの厚さと同じ最適値に設定されている。
A
このようなプレパラートを第1実施形態の観察装置と共に使用する場合は、ステージ22の中空部に装填される透明蛍光基板16には蛍光層16Bが設けられている必要は無く、その厚さも任意で構わない。この場合、スライドガラス50が、第1実施形態の透明蛍光基板16と同じ役割を果たす。
When such a preparation is used together with the observation apparatus of the first embodiment, the
なお、本実施形態における蛍光層50Bの形成先は、スライドガラス50の側であったが、カバーガラス51の側であってもよい。但し、その場合は、スライドガラス50の厚さは任意となり、カバーガラス51の厚さが第1実施形態における基板本体16Aの厚さと同じ最適値に設定される。何れの場合も、蛍光層50Bが形成された面を照明光学系27の側へ向けた状態で観察が行われる。
In addition, although the formation destination of the
また、本実施形態の蛍光層50Bも、第1実施形態の蛍光層16Bと同様に変形することが可能である。
Also, the
[課題を解決するための手段の補足]
前述した観察装置の一態様において、前記蛍光部材のうち前記第1蛍光部の間隙には、前記第1波長とは異なる第2波長の光に応じて前記所定波長域内の蛍光を発する第2蛍光部が設けられ、前記照明光学系が前記蛍光部材を照明する光の波長を前記第1波長と前記第2波長との間で切り換える切換手段を更に備えてもよい。
[Supplement of means for solving problems]
In the aspect of the observation apparatus described above, second fluorescence that emits fluorescence in the predetermined wavelength range in the gap between the first fluorescent portions of the fluorescent member according to light having a second wavelength different from the first wavelength. And a switching unit that switches the wavelength of light that illuminates the fluorescent member between the first wavelength and the second wavelength.
また、前記所定波長域は、可視光域であってもよい。 The predetermined wavelength range may be a visible light range.
また、前述した観察容器の一態様において、前記底部のうち前記第1蛍光部の間隙には、前記第1波長とは異なる第2波長の光に応じて前記所定波長域内の蛍光を発する第2蛍光部が設けられてもよい。 Further, in the above-described one aspect of the observation container, in the gap between the first fluorescent portions in the bottom portion, the second fluorescence that emits fluorescence in the predetermined wavelength range according to light having a second wavelength different from the first wavelength. A fluorescent part may be provided.
また、前記所定波長域は、可視光域であってもよい。 The predetermined wavelength range may be a visible light range.
また、前述したスライドガラスの一態様において、前記第1蛍光部の間隙には、前記第1波長とは異なる第2波長の光に応じて前記所定波長域内の蛍光を発する第2蛍光部が設けられてもよい。 Further, in one aspect of the slide glass described above, a second fluorescent part that emits fluorescence within the predetermined wavelength range is provided in the gap between the first fluorescent parts in response to light having a second wavelength different from the first wavelength. May be.
また、前記所定波長域は、可視光域であってもよい。 The predetermined wavelength range may be a visible light range.
26…光源、27…照明光学系、28…ターレット、22…ステージ22、24…結像光学系、29…ターレット、25…撮像素子、16…透明蛍光基板16B…蛍光層
DESCRIPTION OF
Claims (9)
第1波長の光に応じて前記所定波長域内の蛍光を発する第1蛍光部が間隔を置いて繰り返し設けられた蛍光部材と、
前記蛍光部材を前記第1波長の光で照明する照明光学系と、
前記蛍光部材が発する蛍光で照明された前記被観察物の像を生成する観察光学系と、
を備えたことを特徴とする観察装置。 An observation apparatus for observing an object to be observed transparent to light in a predetermined wavelength range,
A fluorescent member in which a first fluorescent part that emits fluorescence within the predetermined wavelength range in response to light of a first wavelength is repeatedly provided;
An illumination optical system for illuminating the fluorescent member with light of the first wavelength;
An observation optical system for generating an image of the observation object illuminated with fluorescence emitted by the fluorescent member;
An observation apparatus comprising:
前記蛍光部材のうち前記第1蛍光部の間隙には、
前記第1波長とは異なる第2波長の光に応じて前記所定波長域内の蛍光を発する第2蛍光部が設けられ、
前記照明光学系が前記蛍光部材を照明する光の波長を前記第1波長と前記第2波長との間で切り換える切換手段を更に備えた
ことを特徴とする観察装置。 The observation apparatus according to claim 1,
In the gap of the first fluorescent part of the fluorescent member,
A second fluorescent part that emits fluorescence within the predetermined wavelength range in response to light having a second wavelength different from the first wavelength;
An observation apparatus, further comprising switching means for switching a wavelength of light that the illumination optical system illuminates the fluorescent member between the first wavelength and the second wavelength.
前記所定波長域は、可視光域である
ことを特徴とする観察装置。 The observation apparatus according to claim 2,
The observation device, wherein the predetermined wavelength range is a visible light range.
前記観察容器の底部には、
第1波長の光に応じて前記所定波長域内の蛍光を発する第1蛍光部が間隔を置いて繰り返し設けられる
ことを特徴とする観察容器。 An observation container that is transparent to light in a predetermined wavelength range,
At the bottom of the observation container,
An observation container, wherein a first fluorescent part that emits fluorescence within the predetermined wavelength range according to light of a first wavelength is repeatedly provided at intervals.
前記底部のうち前記第1蛍光部の間隙には、
前記第1波長とは異なる第2波長の光に応じて前記所定波長域内の蛍光を発する第2蛍光部が設けられる
ことを特徴とする観察容器。 The observation container according to claim 4,
In the gap of the first fluorescent part in the bottom,
An observation container, comprising: a second fluorescent part that emits fluorescence in the predetermined wavelength range in response to light having a second wavelength different from the first wavelength.
前記所定波長域は、可視光域である
ことを特徴とする観察容器。 The observation container according to claim 5,
The said predetermined wavelength range is a visible light range. The observation container characterized by the above-mentioned.
第1波長の光に応じて前記所定波長域内の蛍光を発する第1蛍光部が間隔を置いて繰り返し設けられる
ことを特徴とするスライドガラス。 A slide glass that is transparent to wavelengths within a predetermined wavelength range,
A slide glass, wherein a first fluorescent part that emits fluorescence in the predetermined wavelength range according to light of a first wavelength is repeatedly provided at intervals.
前記第1蛍光部の間隙には、
前記第1波長とは異なる第2波長の光に応じて前記所定波長域内の蛍光を発する第2蛍光部が設けられる
ことを特徴とするスライドガラス。 The slide glass according to claim 7,
In the gap between the first fluorescent parts,
A slide glass comprising a second fluorescent part that emits fluorescence in the predetermined wavelength range in response to light having a second wavelength different from the first wavelength.
前記所定波長域は、可視光域である
ことを特徴とするスライドガラス。 The slide glass according to claim 8,
The slide glass characterized in that the predetermined wavelength range is a visible light range.
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Cited By (2)
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JP2013170861A (en) * | 2012-02-20 | 2013-09-02 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Imaging apparatus, sample holding plate and imaging method |
JP2015165249A (en) * | 2015-06-25 | 2015-09-17 | 株式会社Screenホールディングス | Sample holding plate, imaging device, and imaging method |
-
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