JP2011081082A - Optical observation device and optical observation method using transmissive light illumination - Google Patents
Optical observation device and optical observation method using transmissive light illumination Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011081082A JP2011081082A JP2009231645A JP2009231645A JP2011081082A JP 2011081082 A JP2011081082 A JP 2011081082A JP 2009231645 A JP2009231645 A JP 2009231645A JP 2009231645 A JP2009231645 A JP 2009231645A JP 2011081082 A JP2011081082 A JP 2011081082A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- observation
- imaging
- lens
- illumination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、透過光照明を用いた光学観察装置および光学観察方法関し、より詳細には、観察対象を安価でかつ低倍率で広範囲に亘って観察し得る光学観察装置および光学観察方法に関する。 The present invention relates to an optical observation apparatus and an optical observation method using transmitted light illumination, and more particularly to an optical observation apparatus and an optical observation method that can observe an observation object at a low cost and over a wide range at a low magnification.
細胞などの位相物体の観察、半透明体の光の透過率の観察、非透明体の形状観察等を行う場合の照明法として、平行光照明を用いる方法や点光源を用いる方法がある（例えば、特許文献１、２）。これらの照明方法の特徴は、各観察対象位置には１方向からのみ照明光が照射されることである。この照明方法によれば、観察対象物の形状を明瞭に観察することができ、影を明瞭に生成させることが可能である。また、細胞観察の分野では、デフォーカス法によって透明な細胞の位相情報の観察を行うことができる。 Illumination methods for observing a phase object such as a cell, observing light transmittance of a translucent body, and observing the shape of a non-transparent body include a method using parallel light illumination and a method using a point light source (for example Patent Documents 1 and 2). A feature of these illumination methods is that illumination light is irradiated to each observation target position only from one direction. According to this illumination method, the shape of the observation object can be clearly observed, and a shadow can be clearly generated. In the field of cell observation, it is possible to observe phase information of transparent cells by a defocus method.
図５（ａ）は、平行光照明を用いる方法を示しており、また、図５（ｂ）は点発光照明を用いる方法を示している。図５（ａ）および（ｂ）では、何れも細胞などの観察対象物１３の像は、結像光１２が結像用レンズ１４によって撮像素子１５上に集光することにより形成される。また、図５（ａ）では、平行照明光１１が照明光として使用されており、この平行照明光１１は観察対象物１３に照射され、結像用レンズ１４によって集光した後、更に発散しながら撮像素子１５に到達する。一方、図５（ｂ）では、点発光照明１６から発せられる拡散光が照明光１７として使用されており、この照明光１７は観察対象物１３に照射され、図５（ａ）と同様に結像用レンズ１４によって集光した後、更に発散しながら撮像素子１５に到達する。 FIG. 5A shows a method using parallel light illumination, and FIG. 5B shows a method using point light illumination. 5A and 5B, the image of the observation object 13 such as a cell is formed by condensing the imaging light 12 on the image sensor 15 by the imaging lens 14. In FIG. 5A, the parallel illumination light 11 is used as the illumination light, and this parallel illumination light 11 is irradiated on the observation object 13 and condensed by the imaging lens 14, and then further diverges. The image sensor 15 is reached. On the other hand, in FIG. 5 (b), the diffused light emitted from the point light emission illumination 16 is used as the illumination light 17, and this illumination light 17 is irradiated to the observation object 13 and connected in the same manner as in FIG. 5 (a). After being condensed by the image lens 14, the light reaches the image sensor 15 while further diverging.
しかし、上記観察方法を用いて、例えば細胞培養などを行うための容器（ディッシュ、シャーレ、Ｔフラスコ）の全体を広視野かつ低倍率で観察する場合、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、照明像は矢印Ｌで示すように撮像素子１５の一部の領域にのみ形成されるため、撮像素子１５の全体に均一な明るさで観察対象物の像を形成することができず、ケラレが生じることとなる。このようなケラレの発生を防止するためには、大きなレンズを使用しなければならなず、そのために観察装置全体が大きくなり、しかも高価なものになるという問題点がある。 However, when observing the whole container (dish, petri dish, T-flask) for performing cell culture etc. with a wide field of view and low magnification using the above observation method, it is shown in FIGS. 5 (a) and (b). As described above, since the illumination image is formed only in a partial region of the image sensor 15 as indicated by the arrow L, an image of the observation object cannot be formed with uniform brightness over the entire image sensor 15. Vignetting will occur. In order to prevent the occurrence of such vignetting, a large lens must be used. Therefore, there is a problem that the entire observation apparatus becomes large and is expensive.
また、これらの点を解決するものとして、図６に示すテレセントリックレンズと平行照明光とを使用する方法がある（例えば、オプトアート社のＴＣ-４Ｍ-０４など）。図６に示すように、両側テレセントリックレンズ５０は２つの凸レンズ５１、５２の間に開口絞り５３が設けられた構造を有し、平行照明光１１は観察対象物１３に照射された後、凸レンズ５１により集光されて開口絞り５３を通過する。また、結像光１２も凸レンズ５１を通過した後、開口絞り５３を通過する。開口絞り５３を通過した照明光は、凸レンズ５２によって再び平行光となって撮像素子１５まで到達する。一方、開口絞り５３を通過した結像光１２は、凸レンズ５２を通過した後、撮像素子１５上に像を形成することになる。このような特殊なテレセントリックレンズと平行照明光とを使用する方法では、照明光の直接光と結像光学系の主光線とが一致し、観察対象物１３に平行な照明光が照射される点が特徴となっている。しかしながら、上記構成では、特殊なレンズであるテレセントリックレンズを使用しなければならないという問題点がある。 In order to solve these points, there is a method using a telecentric lens and parallel illumination light shown in FIG. 6 (for example, TC-4M-04 of Opt-Art). As shown in FIG. 6, the double-sided telecentric lens 50 has a structure in which an aperture stop 53 is provided between two convex lenses 51 and 52, and the parallel illumination light 11 is irradiated on the observation object 13 and then the convex lens 51. Is condensed and passes through the aperture stop 53. The imaging light 12 also passes through the aperture lens 53 after passing through the convex lens 51. The illumination light that has passed through the aperture stop 53 becomes parallel light again by the convex lens 52 and reaches the image sensor 15. On the other hand, the imaging light 12 having passed through the aperture stop 53 forms an image on the image sensor 15 after passing through the convex lens 52. In such a method using a special telecentric lens and parallel illumination light, the direct light of the illumination light coincides with the principal ray of the imaging optical system, and the observation object 13 is irradiated with parallel illumination light. Is a feature. However, the above configuration has a problem that a telecentric lens that is a special lens must be used.
更に、撮像素子１５を使用せずに目視で観察を行う場合、上記平行光照明を用いる図５（ａ）、点発光照明を用いる図５（ｂ）、テレセントリックレンズを用いる図６の方法においては、人間の目の水晶体を結像用レンズ１４の位置に置くことになるが、この場合に水晶体を大きくすることができないため、目視での観察時にもケラレが発生してしまうことになる。 Furthermore, in the case of visual observation without using the image sensor 15, in the method of FIG. 5 (a) using the parallel light illumination, FIG. 5 (b) using point emission illumination, and the method of FIG. 6 using a telecentric lens. The lens of the human eye is placed at the position of the imaging lens 14. In this case, since the lens cannot be enlarged, vignetting also occurs during visual observation.
本発明は、上記従来技術に鑑みて為されたものであり、本発明の目的は、テレセントリックレンズのような特殊なレンズや大きなレンズを使用することなく、また、低倍率でケラレを生じることなく広範囲の画像を得ることができ、またケラレを生じることなく広範囲の目視観察を行うことができる光学観察装置および光学観察方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described prior art, and an object of the present invention is to use a special lens such as a telecentric lens or a large lens, and to prevent vignetting at a low magnification. To provide an optical observation apparatus and an optical observation method capable of obtaining a wide range of images and performing a wide range of visual observation without causing vignetting.
本発明の光学観察装置は、光源と、該光源から発せられた照明光を収束光として観察対象物に照射する照明光学系と、観察対象物の像を形成する結像光学系とを備えた光学観察装置であって、前記照明光学系からの前記照明光の直接光と、前記結像光学系の主光線とが一致していることを特徴とする。 An optical observation apparatus according to the present invention includes a light source, an illumination optical system that irradiates an observation target object with illumination light emitted from the light source as convergent light, and an imaging optical system that forms an image of the observation target object. In the optical observation device, the direct light of the illumination light from the illumination optical system and the principal ray of the imaging optical system coincide with each other.
このように、照明光の直接光と、結像光学系の主光線とを一致させることにより、観察対象物の像が結像する領域の全てに照明光が到達するため、低倍率、広視野で観察を行った場合にも、照明像ケラレは発生しない。また、従来の図５（ａ）および（ｂ）に示す平行光照明、点発光照明を用いた照明方法と同様に、各観察対象位置には一方向からのみ照明光が照射されるため、観察対象物の形状を明瞭に観察し、影を明瞭に生成することができるという特徴をも有している。 In this way, by matching the direct light of the illumination light with the principal ray of the imaging optical system, the illumination light reaches all of the region where the image of the observation target is imaged. Even when the observation is performed with, illumination image vignetting does not occur. Further, similarly to the conventional illumination method using the parallel light illumination and the point light illumination shown in FIGS. 5A and 5B, the illumination light is irradiated only from one direction to each observation target position. It also has a feature that the shape of the object can be clearly observed and a shadow can be clearly generated.
ここで、前記照明光学系は、１以上のレンズ、又は１以上の凹面鏡を用いて構成することが可能である。 Here, the illumination optical system can be configured using one or more lenses or one or more concave mirrors.
また、上記発明は、前記観察対象物が細胞等の位相物体である場合にも、適用することができる。 Moreover, the said invention is applicable also when the said observation target object is phase objects, such as a cell.
本発明の光学観察方法は、光源と、該光源から発せられた照明光を収束光として観察対象物に照射して、結像光学系により観察対象物の像を形成する光学観察方法であって、前記照明光の直接光と、前記結像光学系の主光線とが一致していることを特徴とする。 An optical observation method of the present invention is an optical observation method in which an observation object is irradiated with illumination light emitted from the light source and the light source as convergent light, and an image of the observation object is formed by an imaging optical system. The direct light of the illumination light and the principal ray of the imaging optical system coincide with each other.
このように、照明光の直接光と、結像光学系の主光線とを一致させることにより、低倍率、広視野で観察を行った場合の照明像ケラレは発生しない。また、従来の照明方法と同様に、観察対象物の形状を明瞭に観察し、影を明瞭に生成することができるという特徴をも有している。 Thus, by matching the direct light of the illumination light with the principal ray of the imaging optical system, illumination image vignetting does not occur when observation is performed with a low magnification and a wide field of view. Further, like the conventional illumination method, it has a feature that the shape of the observation object can be clearly observed and a shadow can be clearly generated.
上記発明は、前記観察対象物が細胞等の位相物体である場合にも、適用することができる。 The above invention can also be applied when the observation object is a phase object such as a cell.
本発明の光学観察装置および光学観察方法では、照明光の直接光と、結像光学系の主光線とが一致するように構成されているので、低倍率、広視野で観察を行った場合もケラレを生じることがない。これにより、細菌、細胞等の培養に使用されるディッシュ等における培養の様子を広範囲に亘って観察することが可能である。また、本発明の光学観察装置は、テレセントリックレンズのような特殊なレンズや広い視野を確保するための大きなレンズを使用する必要もなく、一般的なマクロレンズを用いて作製することも可能である。更に、目視観察を行う場合にも、ケラレを生ずることなく広視野で観察を行うことができる。これにより、ディッシュ等における培養の様子を広範囲に亘って撮影及び目視観察を行うことが可能となる。 In the optical observation apparatus and the optical observation method of the present invention, since the direct light of the illumination light and the principal ray of the imaging optical system are configured to coincide with each other, even when observation is performed with a low magnification and a wide field of view. No vignetting occurs. Thereby, it is possible to observe the state of culture in a dish or the like used for culture of bacteria and cells over a wide range. Further, the optical observation apparatus of the present invention does not need to use a special lens such as a telecentric lens or a large lens for securing a wide field of view, and can be manufactured using a general macro lens. . Further, when visual observation is performed, observation can be performed with a wide field of view without causing vignetting. Thereby, it becomes possible to perform imaging | photography and visual observation over the state of the culture | cultivation in a dish etc. over a wide range.
本発明の実施形態について、図面を参照しながら以下に説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following descriptions.
図１は、本発明の一実施形態に係る光学観察装置の概略構成を示している。本実施形態の光学観察装置は、顕微鏡のように高倍率で狭い範囲を観察するのではなく、細胞培養を行うディッシュ等における広い範囲を低倍率で観察するのに使用される。本実施形態の光学観察装置は、照明光７を発する点光源１６を有する光源装置６と、照明光７を平行光にする第１の凸レンズ４と、第１の凸レンズ４からの平行光を集光して、細胞培養を行うディッシュ等の観察対象物１３に照射する第２の凸レンズ５とを有している。また、本実施形態の光学観察装置は、観察対象物１３の像を形成するための結像用レンズ１４と、形成される像を撮像するＣＣＤ等からなる撮像素子１５を備えている。本実施形態では、観察対象物１３は第２の凸レンズ５と結像用レンズ１４との間に位置している。 FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical observation apparatus according to an embodiment of the present invention. The optical observation apparatus according to the present embodiment is used not for observing a narrow range at a high magnification as in a microscope, but for observing a wide range in a dish or the like for cell culture at a low magnification. The optical observation apparatus according to the present embodiment collects the parallel light from the light source device 6 having the point light source 16 that emits the illumination light 7, the first convex lens 4 that makes the illumination light 7 parallel light, and the first convex lens 4. It has the 2nd convex lens 5 which irradiates and irradiates observation objects 13, such as a dish which cultures a cell. In addition, the optical observation apparatus of the present embodiment includes an imaging lens 14 for forming an image of the observation object 13 and an imaging element 15 including a CCD or the like for imaging the formed image. In the present embodiment, the observation target 13 is located between the second convex lens 5 and the imaging lens 14.
本実施形態の光学観察装置では、まず、点光源１６から発せられた照明光７は、第１の凸レンズ４により平行光となる。この平行光は、第２の凸レンズ５によって、結像光学系の開口絞り面の中心位置Ｃ、即ち結像用レンズ１４の中心に収束するように集光される。このように第２の凸レンズ５によって集光される照明光７は、結像用レンズ１４に至る途中で観察対象物１３に照射されることになる。結像用レンズ１４の中心位置Ｃを通過した照明光７は、発散しながら撮像素子１５まで到達することになる。一方、本実施形態の光学観察装置においては、観察対象物１３から出た結像光１２は、結像用レンズ１４により撮像素子１５上に到達して像を形成する。 In the optical observation apparatus of the present embodiment, first, the illumination light 7 emitted from the point light source 16 is converted into parallel light by the first convex lens 4. The parallel light is condensed by the second convex lens 5 so as to converge to the center position C of the aperture stop surface of the imaging optical system, that is, the center of the imaging lens 14. In this way, the illumination light 7 collected by the second convex lens 5 is irradiated onto the observation object 13 on the way to the imaging lens 14. The illumination light 7 that has passed through the center position C of the imaging lens 14 reaches the image sensor 15 while diverging. On the other hand, in the optical observation apparatus according to the present embodiment, the imaging light 12 emitted from the observation object 13 reaches the imaging element 15 by the imaging lens 14 to form an image.
ここで、一例として、第２の凸レンズ５を介して観察対象物１３の観察点１３ａに照射される照明光７ａに着目する。観察対象物１３の観察点１３ａを透過した照明光７ａのうち、拡散せずに直進する直接光９は、結像用レンズ１４の中心位置Ｃを通過し、更に撮像素子１５まで到達する。一方、観察対象物１３の観察点１３ａの像を形成する結像光の主光線８も、結像用レンズ１４の中心位置Ｃを通過した後、撮像素子１５まで到達する。このように、本実施形態の光学観察装置では、照明光７ａの直接光９は、結像光学系の主光線８と一致している（図１では、直接光９と主光線８とが重複して画かれている）ことが特徴となっている。このような照明光の直接光と結像光学系の主光線との一致は、撮像素子１５に画像が形成される全ての領域Ｌで生じており、これにより、広い視野の範囲において明るい画像が得られることになる。従って、本実施形態の光学観察装置を使用すれば、テレセントリックレンズのような特殊なレンズを使用することなく、低倍率で観察を行った場合もケラレを生じることはなく、例えば細菌、細胞等の培養に使用されるディッシュの様子を広範囲に亘って観察することが可能となる。 Here, as an example, attention is focused on the illumination light 7 a that is irradiated to the observation point 13 a of the observation object 13 through the second convex lens 5. Of the illumination light 7 a that has passed through the observation point 13 a of the observation object 13, the direct light 9 that travels straight without being diffused passes through the center position C of the imaging lens 14 and further reaches the image sensor 15. On the other hand, the principal ray 8 of the imaging light that forms an image of the observation point 13 a of the observation object 13 also reaches the image sensor 15 after passing through the center position C of the imaging lens 14. Thus, in the optical observation apparatus of this embodiment, the direct light 9 of the illumination light 7a coincides with the principal ray 8 of the imaging optical system (in FIG. 1, the direct light 9 and the principal ray 8 overlap. It is featured in that). Such coincidence between the direct light of the illumination light and the principal ray of the imaging optical system occurs in all the regions L in which an image is formed on the image sensor 15, whereby a bright image is obtained in a wide field of view. Will be obtained. Therefore, if the optical observation apparatus of the present embodiment is used, vignetting does not occur even when observation is performed at a low magnification without using a special lens such as a telecentric lens. The state of the dish used for the culture can be observed over a wide range.
図１の光学観察装置を用いて人間の目により目視観察を行う場合は、人間の目の水晶体が結像用レンズ１４の位置となり、撮像素子１５が目の網膜に相当することとなる。従って、目視観察の場合には人間の目の水晶体および網膜が結像光学系を構成することとなる。このような目視観察を行う場合にも、Ｌで示す領域の全体においてケラレを生じることはなく、ディッシュ等の様子を広範囲に亘って観察することが可能である。 When visual observation is performed with the human eye using the optical observation apparatus of FIG. 1, the crystalline lens of the human eye is the position of the imaging lens 14, and the image sensor 15 corresponds to the retina of the eye. Therefore, in the case of visual observation, the lens and retina of the human eye constitute an imaging optical system. Even when such visual observation is performed, vignetting does not occur in the entire region indicated by L, and the state of the dish or the like can be observed over a wide range.
図３は、実際の細胞培養に使用されるディッシュについて、図１に示す実施形態の光学観察装置を使用して観察を行った場合の写真であり、図４は、前述の図５（ａ）に示す従来の照明方法を使用して上記と同じディッシュについて観察を行った場合の写真である。図３および図４の写真における倍率は、何れも０．５倍である。図３および図４の比較から、図４の従来の照明方法では、ディッシュの画像の周囲にケラレが発生し、視野が狭くなっていることが分かる。これに対して、図３に示すように、本実施形態の光学観察装置を使用した場合、ケラレの発生はなく、ディッシュの広範囲に亘る部分の画像を得ることができることが分かる。 FIG. 3 is a photograph of the dish used for actual cell culture observed using the optical observation apparatus of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 4 is the above-described FIG. 5 (a). It is the photograph at the time of observing about the same dish as the above using the conventional illumination method shown in FIG. The magnifications in the photographs of FIGS. 3 and 4 are both 0.5 times. From the comparison between FIG. 3 and FIG. 4, it can be seen that in the conventional illumination method of FIG. 4, vignetting occurs around the image of the dish and the field of view is narrowed. On the other hand, as shown in FIG. 3, when the optical observation apparatus of the present embodiment is used, it can be seen that vignetting does not occur and an image of a portion of the dish over a wide range can be obtained.
図２は、本発明の他の実施形態に係る光学観察装置の概略構成を示している。本実施形態の光学観察装置も、顕微鏡のように高倍率で狭い範囲を観察するのではなく、細胞培養を行うディッシュ等における広い範囲を低倍率で観察するのに使用される。本実施形態の光学観察装置は、透過照明光７を発する点光源１６を有する光源装置６と、照明光７を平行光にする第１の放物面鏡２４と、第１の放物面鏡２４からの平行光を集光して、細胞培養を行うディッシュ等の観察対象物１３に照射する第２の放物面鏡２５とを有している。また、本実施形態の光学観察装置には、前述と同様に、観察対象物１３の像を形成するための結像用レンズ１４と、形成される像を撮像するＣＣＤ等からなる撮像素子１５も設けられている。 FIG. 2 shows a schematic configuration of an optical observation apparatus according to another embodiment of the present invention. The optical observation apparatus of the present embodiment is also used for observing a wide range in a dish or the like for cell culture at a low magnification, instead of observing a narrow range at a high magnification as in a microscope. The optical observation apparatus of the present embodiment includes a light source device 6 having a point light source 16 that emits transmitted illumination light 7, a first parabolic mirror 24 that makes the illumination light 7 parallel light, and a first parabolic mirror. And a second parabolic mirror 25 that collects the parallel light from 24 and irradiates the observation object 13 such as a dish for cell culture. The optical observation apparatus according to the present embodiment also includes an imaging lens 14 for forming an image of the observation object 13 and an imaging element 15 including a CCD for capturing the formed image, as described above. Is provided.
本実施形態の光学観察装置では、まず、点光源１６から発せられた照明光７は、第１の放物面鏡２４により曲げられて平行光となる。この平行光は、第２の放物面鏡２５によって更に曲げられ、結像光学系の開口絞り面の中心位置Ｃ、即ち結像用レンズ１４の中心に収束するように集光される。このように第２の放物面鏡２５によって集光される照明光７は、結像用レンズ１４に至る途中で観察対象物１３に照射されることになる。結像用レンズ１４の中心位置Ｃを通過した照明光７は、発散しながら撮像素子１５まで到達する。本実施形態の光学観察装置においても、観察対象物１３から出た結像光１２は、結像用レンズ１４により撮像素子１５上に到達して像を形成する。 In the optical observation apparatus of the present embodiment, first, the illumination light 7 emitted from the point light source 16 is bent by the first parabolic mirror 24 to become parallel light. The parallel light is further bent by the second parabolic mirror 25 and is condensed so as to converge at the center position C of the aperture stop surface of the imaging optical system, that is, the center of the imaging lens 14. Thus, the illumination light 7 collected by the second parabolic mirror 25 is irradiated onto the observation object 13 on the way to the imaging lens 14. The illumination light 7 that has passed through the center position C of the imaging lens 14 reaches the image sensor 15 while diverging. Also in the optical observation apparatus of the present embodiment, the imaging light 12 emitted from the observation object 13 reaches the imaging element 15 by the imaging lens 14 and forms an image.
ここで、一例として、第２の放物面鏡２５を介して観察対象物１３の観察点１３ａに照射される照明光７ａに着目する。観察点１３ａを透過した照明光７ａのうち、拡散せずに直進する直接光９は、図１の場合と同様に、結像用レンズ１４の中心位置Ｃを通過し、更に撮像素子１５まで到達する。一方、観察対象物１３の観察点１３ａの像を形成する結像光の主光線８も、結像用レンズ１４の中心位置Ｃを通過した後、撮像素子１５まで到達する。このように、本実施形態の光学観察装置においても、照明光７ａの直接光９は、結像光学系の主光線８と一致している（図２では、直接光９と主光線８とが重複して画かれている）ことが特徴となっている。このような照明光の直接光と結像光学系の主光線との一致は、撮像素子１５に画像が形成される全ての領域Ｌで生じており、これにより、広い視野の範囲において明るい画像が得られることになる。従って、本実施形態の光学観察装置を使用すれば、テレセントリックレンズのような特殊なレンズを使用することなく、低倍率で観察を行った場合もケラレを生じることはなく、例えば細菌、細胞等の培養に使用されるディッシュの様子を広範囲に亘って観察することが可能となる。 Here, as an example, attention is focused on the illumination light 7 a that is irradiated to the observation point 13 a of the observation target 13 through the second parabolic mirror 25. Of the illumination light 7a that has passed through the observation point 13a, the direct light 9 that travels straight without diffusing passes through the center position C of the imaging lens 14 and reaches the image sensor 15 as in the case of FIG. To do. On the other hand, the principal ray 8 of the imaging light that forms an image of the observation point 13 a of the observation object 13 also reaches the image sensor 15 after passing through the center position C of the imaging lens 14. Thus, also in the optical observation apparatus of this embodiment, the direct light 9 of the illumination light 7a coincides with the principal ray 8 of the imaging optical system (in FIG. 2, the direct light 9 and the principal ray 8 are It is characterized by being duplicated). Such coincidence between the direct light of the illumination light and the principal ray of the imaging optical system occurs in all the regions L in which an image is formed on the image sensor 15, whereby a bright image is obtained in a wide field of view. Will be obtained. Therefore, if the optical observation apparatus of the present embodiment is used, vignetting does not occur even when observation is performed at a low magnification without using a special lens such as a telecentric lens. The state of the dish used for the culture can be observed over a wide range.
図２の光学観察装置を用いて人間の目により目視観察を行う場合、本実施形態においても人間の目の水晶体が結像用レンズ１４の位置となり、撮像素子１５が目の網膜に相当し、人間の目の水晶体および網膜が結像光学系を構成することになる。このような目視観察を行う場合にも、結像領域の全体においてケラレを生じることはなく、ディッシュ等の様子を広範囲に亘って観察することが可能である。 When visual observation is performed with the human eye using the optical observation apparatus of FIG. 2, the lens of the human eye is also the position of the imaging lens 14 in this embodiment, and the imaging element 15 corresponds to the retina of the eye. The lens and retina of the human eye constitute the imaging optical system. Even when such visual observation is performed, vignetting does not occur in the entire imaging region, and the state of the dish or the like can be observed over a wide range.
なお、図１の光学観察装置においては、第１の凸レンズ４、第２の凸レンズ５として両凸レンズを使用しているが、平凸レンズを使用してもよい。さらに装置の軽量化を図るためにフレネルレンズを使用してもよい。 In the optical observation apparatus of FIG. 1, biconvex lenses are used as the first convex lens 4 and the second convex lens 5, but plano-convex lenses may be used. Further, a Fresnel lens may be used to reduce the weight of the device.
本発明の光学観察装置および光学観察方法は、低倍率で観察を行った場合もケラレを生じることはなく、広い視野で明るい画像を得ることができるので、バイオ関連機器、特に画像処理を行うバイオ関連機器の分野で利用可能である。 The optical observation apparatus and optical observation method of the present invention do not cause vignetting even when observed at a low magnification, and can obtain a bright image with a wide field of view. It can be used in the field of related equipment.
４ 第１の凸レンズ
５ 第２の凸レンズ
６ 光源装置
７ 照明光
７ａ 照明光
８ 主光線
９ 直接光
１２ 結像光
１３ 観察対象物
１３ａ 観察点
１４ 結像用レンズ
１５ 撮像素子
１６ 点光源
２４ 第１の放物面鏡
２５ 第２の放物面鏡
Ｃ 結像光学系の開口絞り面の中心位置（結像用レンズ１４の中心）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 1st convex lens 5 2nd convex lens 6 Light source device 7 Illumination light 7a Illumination light 8 Primary light 9 Direct light 12 Imaging light 13 Observation target 13a Observation point 14 Imaging lens 15 Imaging element 16 Point light source 24 1st Parabolic mirror 25 Second parabolic mirror C Center position of aperture stop surface of imaging optical system (center of imaging lens 14)
Claims (4)
前記照明光学系からの前記照明光の直接光と、前記結像光学系の主光線とが一致していることを特徴とする光学観察装置。 An optical observation apparatus comprising: a light source; an illumination optical system that irradiates an observation object with illumination light emitted from the light source as convergent light; and an imaging optical system that forms an image of the observation object;
An optical observation apparatus, wherein the direct light of the illumination light from the illumination optical system coincides with the principal ray of the imaging optical system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009231645A JP2011081082A (en) | 2009-10-05 | 2009-10-05 | Optical observation device and optical observation method using transmissive light illumination |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009231645A JP2011081082A (en) | 2009-10-05 | 2009-10-05 | Optical observation device and optical observation method using transmissive light illumination |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011081082A true JP2011081082A (en) | 2011-04-21 |
Family
ID=44075219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009231645A Pending JP2011081082A (en) | 2009-10-05 | 2009-10-05 | Optical observation device and optical observation method using transmissive light illumination |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011081082A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013012014A1 (en) * | 2011-07-19 | 2013-01-24 | スカラ株式会社 | Imaging device |
| US9579848B2 (en) | 2009-02-06 | 2017-02-28 | Nike, Inc. | Methods of joining textiles and other elements incorporating a thermoplastic polymer material |
| US9732454B2 (en) | 2009-02-06 | 2017-08-15 | Nike, Inc. | Textured elements incorporating non-woven textile materials and methods for manufacturing the textured elements |
| EP3364226A1 (en) * | 2017-02-16 | 2018-08-22 | Leica Instruments (Singapore) Pte. Ltd. | Transmitted light illumination apparatus for a microscope |
| US10138582B2 (en) | 2009-02-06 | 2018-11-27 | Nike, Inc. | Thermoplastic non-woven textile elements |
| US11779071B2 (en) | 2012-04-03 | 2023-10-10 | Nike, Inc. | Apparel and other products incorporating a thermoplastic polymer material |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11118668A (en) * | 1997-10-16 | 1999-04-30 | Sumitomo Chem Co Ltd | Method and apparatus for inspecting defect of object |
| JPH11287955A (en) * | 1998-02-06 | 1999-10-19 | Olympus Optical Co Ltd | Lighting optical system for microscope and microscope equipped with the same lighting optical system |
| JP2000298075A (en) * | 1999-04-14 | 2000-10-24 | Sumitomo Chem Co Ltd | Method and device for inspecting defect of color filter |
| JP2003083898A (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Takano Co Ltd | Lighting method for image examination device |
-
2009
- 2009-10-05 JP JP2009231645A patent/JP2011081082A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11118668A (en) * | 1997-10-16 | 1999-04-30 | Sumitomo Chem Co Ltd | Method and apparatus for inspecting defect of object |
| JPH11287955A (en) * | 1998-02-06 | 1999-10-19 | Olympus Optical Co Ltd | Lighting optical system for microscope and microscope equipped with the same lighting optical system |
| JP2000298075A (en) * | 1999-04-14 | 2000-10-24 | Sumitomo Chem Co Ltd | Method and device for inspecting defect of color filter |
| JP2003083898A (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Takano Co Ltd | Lighting method for image examination device |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10625472B2 (en) | 2009-02-06 | 2020-04-21 | Nike, Inc. | Methods of joining textiles and other elements incorporating a thermoplastic polymer material |
| US9579848B2 (en) | 2009-02-06 | 2017-02-28 | Nike, Inc. | Methods of joining textiles and other elements incorporating a thermoplastic polymer material |
| US9732454B2 (en) | 2009-02-06 | 2017-08-15 | Nike, Inc. | Textured elements incorporating non-woven textile materials and methods for manufacturing the textured elements |
| US10982364B2 (en) | 2009-02-06 | 2021-04-20 | Nike, Inc. | Thermoplastic non-woven textile elements |
| US9682512B2 (en) | 2009-02-06 | 2017-06-20 | Nike, Inc. | Methods of joining textiles and other elements incorporating a thermoplastic polymer material |
| US10131091B2 (en) | 2009-02-06 | 2018-11-20 | Nike, Inc. | Methods of joining textiles and other elements incorporating a thermoplastic polymer material |
| US10138582B2 (en) | 2009-02-06 | 2018-11-27 | Nike, Inc. | Thermoplastic non-woven textile elements |
| US10982363B2 (en) | 2009-02-06 | 2021-04-20 | Nike, Inc. | Thermoplastic non-woven textile elements |
| WO2013012014A1 (en) * | 2011-07-19 | 2013-01-24 | スカラ株式会社 | Imaging device |
| US20140293034A1 (en) * | 2011-07-19 | 2014-10-02 | Scalar Corporation | Imaging device |
| JP2013024640A (en) * | 2011-07-19 | 2013-02-04 | Scalar Corp | Image pickup apparatus |
| US11779071B2 (en) | 2012-04-03 | 2023-10-10 | Nike, Inc. | Apparel and other products incorporating a thermoplastic polymer material |
| CN108445614A (en) * | 2017-02-16 | 2018-08-24 | 徕卡仪器（新加坡）有限公司 | For microscopical transillumination device |
| US10598913B2 (en) | 2017-02-16 | 2020-03-24 | Leica Instruments (Singapore) Pte. Ltd. | Transmitted light illumination apparatus for a microscope |
| EP3364226A1 (en) * | 2017-02-16 | 2018-08-22 | Leica Instruments (Singapore) Pte. Ltd. | Transmitted light illumination apparatus for a microscope |
| JP2018132766A (en) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | ライカ インストゥルメンツ （シンガポール） プライヴェット リミテッドＬｅｉｃａ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ （Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ） Ｐｔｅ． Ｌｔｄ． | Transmitted light illumination apparatus for microscope |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6251454B2 (en) | Observation apparatus and observation method | |
| JP2011081082A (en) | Optical observation device and optical observation method using transmissive light illumination | |
| JP5999121B2 (en) | Confocal light scanner | |
| JP6256351B2 (en) | Phase contrast microscope, phase contrast microscope control apparatus, and phase contrast microscope control method | |
| EP3005938A3 (en) | Surgical microscopy system having an optical coherence tomography facility | |
| TW200538758A (en) | Laser-light-concentrating optical system | |
| JP6692660B2 (en) | Imaging device | |
| JP2011008245A5 (en) | ||
| JP2005316068A (en) | Optical system | |
| CN107202780A (en) | A kind of super-resolution microscopic method and device based on speckle illumination | |
| JP2013029806A (en) | Imaging apparatus | |
| TW201024792A (en) | Wide-field super-resolution optical sectioning microscopy using a spatial light modulator | |
| JP2015152650A (en) | phase-contrast microscope | |
| EP2081070A3 (en) | Polariscopic phase microscope | |
| JP2012173725A (en) | Image generation device and microscope device | |
| TWI625548B (en) | Imaging configuration determination method and imaging device in imaging device | |
| JP2005173288A (en) | Method for observing by microscope and microscope to be used for the method | |
| JP2015152648A (en) | phase-contrast microscope | |
| JP2005004088A (en) | Phase-contrast microscope | |
| JP6963240B2 (en) | Cell observation device and program | |
| JP2010054465A (en) | Observation apparatus | |
| JP2010032622A (en) | Observation device | |
| JP2012181341A (en) | Microscope device | |
| JP2012220611A (en) | Microscope device | |
| JP2012159794A (en) | Microscope device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120813 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20130522 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20130528 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130718 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130806 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131224 |