JP2015203708A - Microscope device - Google Patents

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Yoshihiro Kami
喜裕 上
遠藤 富男
Tomio Endo
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microscope device capable of capturing a high contrast image of a sample even when an optical axis of illumination light intersects with an optical axis of observation light.SOLUTION: A microscope device 1 includes: an objective lens 4 for collecting observation light emitted from a sample S under observation; an illumination unit 8 which emits sheet-like illumination light for illuminating the sample along an axis substantially perpendicular to an optical axis of the objective lens; an optical member 5 which bends the sheet-like illumination light emitted by the illumination unit to direct the same toward the objective lens along an axis that is substantially parallel to but different from the optical axis of the objective lens and which transmits the observation light collected by the objective lens; and an image capturing unit 7 which receives the observation light passing through the optical member and captures an image. The objective lens reflects the illumination light along an axis at an angle with the optical axis of the objective lens before outputting the illumination light.

Description

本発明は、観察光軸に対して略交差する方向から照明光を標本に照射し、標本から発生した光を受光して標本像の観察を行う顕微鏡装置に関するものである。   The present invention relates to a microscope apparatus that irradiates a specimen with illumination light from a direction substantially intersecting an observation optical axis, receives light generated from the specimen, and observes the specimen image.

従来、医学や生物学等の分野では、細胞等の観察に、標本を照明して観察する顕微鏡が用いられている。また、工業分野においても、金属組織等の品質管理や、新素材の研究開発、電子デバイスや磁気ヘッドの検査等、種々の用途で顕微鏡が利用されている。顕微鏡による標本の観察としては、接眼レンズなどを用いた目視による観察の他、CCDまたはCMOSイメージセンサ等の撮像素子を用いて標本像を撮像し、撮像した画像のモニタ表示による観察が知られている。   Conventionally, in the fields of medicine and biology, a microscope for illuminating and observing a specimen is used for observing cells and the like. In the industrial field, microscopes are used for various purposes such as quality control of metal structures, research and development of new materials, inspection of electronic devices and magnetic heads, and the like. In addition to visual observation using an eyepiece lens, observation of a specimen with a microscope is known by taking an image of a specimen using an image sensor such as a CCD or CMOS image sensor and observing the captured image on a monitor display. Yes.

近年、顕微鏡において、観察焦点面以外からの外乱光を除去し、コントラストの高い観察像を得るための技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1では、シート状の照明光を標本に照射するとともに、該照明光の光軸と略直交(交差)する方向の光を観察光として検出することにより、観察像を得る。   In recent years, in a microscope, a technique for removing disturbance light from other than the observation focal plane and obtaining an observation image with high contrast has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, an observation image is obtained by irradiating a specimen with sheet-like illumination light and detecting light in a direction substantially orthogonal (crossing) with the optical axis of the illumination light as observation light.

特開2012−108491号公報JP 2012-108491 A

しかしながら、特許文献1が開示する技術では、細胞を培養する際に用いられるディッシュのようなカップ状の容器に収容された標本の観察を行う場合、照明光の光軸、または観察光の光軸のいずれか一方の光が容器の側面を通過することとなるため、該側面によって光が散乱するなどして、標本を照明することや、標本から発せられる観察光を取得することができず、高いコントラストの標本像を得することができない場合があった。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, when observing a specimen stored in a cup-shaped container such as a dish used for culturing cells, the optical axis of illumination light or the optical axis of observation light is used. Since any one of the light will pass through the side surface of the container, the light is scattered by the side surface, etc., it is not possible to illuminate the sample, or to obtain the observation light emitted from the sample, In some cases, a specimen image with high contrast could not be obtained.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、照明光の光軸と観察光の光軸とが交差する場合であっても、高いコントラストの標本像を取得することができる顕微鏡装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides a microscope apparatus capable of acquiring a high-contrast sample image even when the optical axis of illumination light and the optical axis of observation light intersect each other. The purpose is to do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる顕微鏡装置は、観察対象の標本から発せられた観察光を取り込む対物レンズと、前記標本を照明するシート状の照明光を、前記対物レンズの光軸と略直交する軸に沿って出射する照明部と、前記照明部が出射したシート状の照明光を折り曲げて、前記対物レンズの光軸と略平行かつ該光軸とは異なる軸に沿って該照明光を前記対物レンズに向けて進行させるとともに、前記対物レンズが取り込んだ前記観察光を通過させる光学部材と、前記光学部材を通過した観察光を受光して撮像する撮像部と、を備え、前記対物レンズは、当該対物レンズの光軸に対して傾斜した軸に沿って前記照明光を屈折して出射することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a microscope apparatus according to the present invention includes an objective lens that captures observation light emitted from a specimen to be observed, and sheet-like illumination light that illuminates the specimen. An illumination unit that emits along an axis substantially orthogonal to the optical axis of the objective lens, and a sheet-like illumination light emitted by the illumination unit is bent to be substantially parallel to the optical axis of the objective lens. An imaging device that advances the illumination light toward the objective lens along different axes, and that passes through the observation light captured by the objective lens, and receives and images the observation light that has passed through the optical member. And the objective lens refracts and emits the illumination light along an axis inclined with respect to the optical axis of the objective lens.

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記照明部は、シリンドリカルレンズを有することを特徴とする。   In the microscope device according to the present invention, the illumination unit includes a cylindrical lens.

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記照明部は、光ファイバスキャナを有することを特徴とする。   In the microscope device according to the present invention, the illumination unit includes an optical fiber scanner.

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記撮像部は、前記観察光を受光する受光面の法線が該観察光の光軸に対して傾斜していることを特徴とする。   The microscope device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the imaging unit is configured such that a normal line of a light receiving surface that receives the observation light is inclined with respect to an optical axis of the observation light. .

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記撮像部の受光面を前記対物レンズの光軸に対して任意の角度に傾斜させる傾斜手段を備えたことを特徴とする。   The microscope apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the microscope device includes a tilting unit that tilts the light receiving surface of the imaging unit at an arbitrary angle with respect to the optical axis of the objective lens.

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記光学部材を通過した観察光を結像する結像レンズと、前記結像レンズを通過した光を反射する光反射部材と、をさらに備え、前記撮像部は、前記光反射部材によって反射された前記観察光を受光することを特徴とする。   The microscope apparatus according to the present invention further includes an imaging lens that forms an image of the observation light that has passed through the optical member, and a light reflecting member that reflects the light that has passed through the imaging lens. The imaging unit receives the observation light reflected by the light reflecting member.

また、本発明にかかる顕微鏡装置は、上記の発明において、前記光反射部材の反射面を前記対物レンズの光軸に対して任意の角度に傾斜させる傾斜手段を備えたことを特徴とする。   Moreover, the microscope apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the microscope apparatus includes a tilting unit that tilts the reflecting surface of the light reflecting member at an arbitrary angle with respect to the optical axis of the objective lens.

本発明によれば、照明光の光軸と観察光の光軸とが交差する場合であっても、高いコントラストの標本像を取得することができるという効果を奏する。   According to the present invention, even when the optical axis of the illumination light and the optical axis of the observation light intersect, there is an effect that a sample image with high contrast can be acquired.

図1は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡装置の全体構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a microscope apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示す模式図であって、照明光学系を説明する図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the microscope apparatus according to the embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating an illumination optical system. 図3は、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示す模式図であって、観察光学系を説明する図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the microscope apparatus according to the embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating an observation optical system. 図4は、本実施の形態の変形例1にかかる顕微鏡システムの要部の構成を示す模式図であって、出射機構の構成の他の例を説明する図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the configuration of the main part of the microscope system according to the first modification of the present embodiment, and is a diagram illustrating another example of the configuration of the emission mechanism. 図5は、本実施の形態の変形例2にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示す模式図であって、観察光学系を説明する図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the microscope apparatus according to the second modification of the present embodiment, and is a diagram illustrating an observation optical system. 図6は、本実施の形態の変形例3にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示す模式図であって、観察光学系を説明する図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the microscope apparatus according to the third modification of the present embodiment, and is a diagram illustrating the observation optical system. 図7は、本実施の形態の変形例4にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示す模式図であって、観察光学系を説明する図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a microscope apparatus according to Modification 4 of the present embodiment, and is a diagram illustrating an observation optical system.

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment. The drawings referred to in the following description only schematically show the shape, size, and positional relationship so that the contents of the present invention can be understood. That is, the present invention is not limited only to the shape, size, and positional relationship illustrated in each drawing.

まず、本発明の実施の形態にかかる倒立型の顕微鏡装置について、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態にかかる顕微鏡装置の全体構成を示す模式図である。図1に示すように、顕微鏡装置1は、例えば蛍光色素にて特異的に染色された標本Sからの観察光を結像して標本Sを観察するための倒立型の顕微鏡であって、顕微鏡装置1の土台をなす本体部2と、標本Sを載置するステージ3と、対物レンズ4と、を備える。本実施の形態では、標本Sは、ディッシュのようなカップ状の容器100に保持されている。   First, an inverted microscope apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the microscope apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a microscope apparatus 1 is an inverted microscope for observing a specimen S by imaging observation light from a specimen S specifically stained with a fluorescent dye, for example. A main body 2 that forms the foundation of the apparatus 1, a stage 3 on which a specimen S is placed, and an objective lens 4 are provided. In the present embodiment, the specimen S is held in a cup-shaped container 100 such as a dish.

本体部2は、凹状をなし、ステージ3、および対物レンズ4を支持する対物レンズ支持部4aを保持する。対物レンズ支持部4aは、対物レンズ4の光軸が観察光軸N10と一致する位置で対物レンズ4を保持している。本体部2には、顕微鏡装置1全体の制御を行う制御基板が設けられていてもよい。制御基板は、外部からの電源を各部へ中継したり、自身に電源が内蔵され、各部へ中継したりする場合もある。   The main body 2 has a concave shape, and holds an objective lens support 4 a that supports the stage 3 and the objective lens 4. The objective lens support 4a holds the objective lens 4 at a position where the optical axis of the objective lens 4 coincides with the observation optical axis N10. The main body 2 may be provided with a control board that controls the entire microscope apparatus 1. In some cases, the control board relays the power from the outside to each part, or the power supply is built in itself and relays to each part.

本体部2は、標本Sを照明する照明光を反射し、かつ対物レンズ4が取り込んだ光(観察光)を透過するダイクロイックミラー5(光学部材)を保持するとともに、ダイクロイックミラー5を透過した観察光を結像して像を形成する結像レンズ6と、結像レンズ6により結像された光を受光して光電変換する撮像素子を有する撮像部7と、を内部に備える。撮像部7は、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどを用いて実現される。   The main body 2 holds a dichroic mirror 5 (optical member) that reflects the illumination light that illuminates the specimen S and transmits the light (observation light) taken in by the objective lens 4, and the observation that has passed through the dichroic mirror 5. An imaging lens 6 that forms an image by forming an image of light and an imaging unit 7 that includes an imaging device that receives and photoelectrically converts the light imaged by the imaging lens 6 are provided. The imaging unit 7 is realized using a CCD image sensor, a CMOS image sensor, or the like.

本体部2は、結像レンズ6が結像した光を分岐するハーフミラー(図示せず)と、ハーフミラーにより分岐された光のうち、一方の光を入射して結像する鏡筒(図示せず)と、鏡筒に取り付けられ、該鏡筒に入射して結像された光により形成される標本Sの標本像を目視観察するための双眼部(図示せず)と、をさらに備えてもよい。なお、結像レンズ6が結像した光を分岐した光のうち、他方の光は撮像部7に入射する。   The main body 2 has a half mirror (not shown) for branching the light imaged by the imaging lens 6 and a lens barrel (FIG. 1) for entering one of the lights branched by the half mirror. And a binocular unit (not shown) for visually observing the specimen image of the specimen S formed by the light that is attached to the barrel and formed into an image. May be. Of the light branched from the light imaged by the imaging lens 6, the other light enters the imaging unit 7.

また、本体部2は、標本Sを照明する照明光を出射する照明部8が取り付けられている。照明部8は、照明光を出射する光源部8aと、光源部8aをダイクロイックミラー5に入射させる投光管8bと、からなる。光源部8aでは、ハロゲンランプなどを光源として用いる。なお、光源はハロゲンランプのほか、レーザダイオードに代えても適用可能である。また、投光管8bには、光源部8aが発した光を伝送してシート状に変換して、該シート状の照明光(シート照明光)を、観察光軸N10と略直交する照明光軸N20に沿って出射する出射機構81が設けられている。   The main body 2 is provided with an illumination unit 8 that emits illumination light that illuminates the specimen S. The illumination unit 8 includes a light source unit 8 a that emits illumination light, and a light projecting tube 8 b that causes the light source unit 8 a to enter the dichroic mirror 5. In the light source unit 8a, a halogen lamp or the like is used as a light source. The light source can be applied in place of a halogen lamp or a laser diode. In addition, the light emitted from the light source unit 8a is transmitted to the light projecting tube 8b, converted into a sheet shape, and the sheet-shaped illumination light (sheet illumination light) is illuminated substantially orthogonal to the observation optical axis N10. An emission mechanism 81 that emits along the axis N20 is provided.

光源部8aが出射する照明光としては、標本Sを染色した蛍光色素を励起するための励起光が挙げられ、該蛍光色素の波長帯域に応じた波長帯域の励起光が選択される。励起光の選択は、所定の波長の光を透過するフィルタを用いるものであってもよいし、光源を交換することで照明光の波長を切り替えるものであってもよい。   Illumination light emitted from the light source unit 8a includes excitation light for exciting the fluorescent dye that stains the specimen S, and excitation light in a wavelength band corresponding to the wavelength band of the fluorescent dye is selected. The excitation light may be selected by using a filter that transmits light of a predetermined wavelength, or by switching the wavelength of illumination light by exchanging the light source.

ダイクロイックミラー5は、照明部8から出射された照明光の波長帯域の光を観察光軸N10に沿うように折り曲げるとともに、標本Sが発した蛍光の波長帯域の光を透過する。   The dichroic mirror 5 bends the light in the wavelength band of the illumination light emitted from the illumination unit 8 along the observation optical axis N10 and transmits the light in the fluorescence wavelength band emitted from the sample S.

本実施の形態において、撮像部7は、光を受光する受光面が観察光軸N10と直交している。   In the present embodiment, in the imaging unit 7, the light receiving surface that receives light is orthogonal to the observation optical axis N10.

上述した構成を有する顕微鏡装置1では、照明部8から照明光軸N20に沿って進行するシート照明光が、ダイクロイックミラー5により対物レンズ4に向けて折り曲げられて対物レンズ4を介して標本S(容器100)を照射する。この際、シート照明光は、観察光軸N10に対して傾斜して標本Sに入射して標本Sを照明する。シート照明光が照射されることによって標本Sが発した観察光は、対物レンズ4に取り込まれ、結像レンズ6によって結像されて撮像部7によって光電変換されて電気信号が生成される。撮像部7からの電気信号に基づき生成された画像を表示装置200で表示することにより、標本像を観察することができる。   In the microscope apparatus 1 having the above-described configuration, the sheet illumination light traveling along the illumination optical axis N20 from the illumination unit 8 is bent toward the objective lens 4 by the dichroic mirror 5, and the sample S ( Irradiate container 100). At this time, the sheet illumination light tilts with respect to the observation optical axis N10 and enters the sample S to illuminate the sample S. The observation light emitted from the specimen S by being irradiated with the sheet illumination light is taken into the objective lens 4, imaged by the imaging lens 6, and photoelectrically converted by the imaging unit 7 to generate an electrical signal. By displaying an image generated based on the electrical signal from the imaging unit 7 on the display device 200, the sample image can be observed.

図2は、本実施の形態にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示す模式図であって、照明光学系を説明する図である。図3は、本実施の形態にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示す模式図であって、観察光学系を説明する図である。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the microscope apparatus according to the present embodiment, and is a diagram illustrating an illumination optical system. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the microscope apparatus according to the present embodiment, and is a diagram illustrating an observation optical system.

出射機構81は、光源が発した照明光を伝達して放射状の照明光を出射する光ファイバ811と、光ファイバ811が出射した放射状の照明光を一方向の照明光(平行光)に変換して出射するシリンドリカルレンズ812と、を有する。出射機構81は、シリンドリカルレンズ812による照明光の変換によって略シート状をなす光(シート照明光)を照明光として出射する。シート照明光は、光のなすシート面が観察光軸N10と直交していることが好ましい。   The emission mechanism 81 transmits the illumination light emitted from the light source and emits the radial illumination light, and converts the radial illumination light emitted from the optical fiber 811 into unidirectional illumination light (parallel light). And a cylindrical lens 812 that emits light. The emission mechanism 81 emits substantially sheet-shaped light (sheet illumination light) as illumination light by the conversion of illumination light by the cylindrical lens 812. The sheet illumination light preferably has a sheet surface formed by light orthogonal to the observation optical axis N10.

出射機構81が出射したシート照明光は、ダイクロイックミラー5に入射する。シート照明光は、ダイクロイックミラー5によって観察光軸N10に沿うように(略平行な方向に)折り曲げられ、対物レンズ4に入射する。ここで、ダイクロイックミラー5によって折り曲げられたシート照明光は、観察光軸N10と略平行であって、観察光軸N10とは異なる軸上を進行する。このため、シート照明光は、対物レンズ4の端部側に入射し、外部に出射される際に屈折して観察光軸N10に対して傾斜した軸上を進行する。該屈折により傾斜した軸は、標本Sを通過する軸であって、観察光軸N10と交差する。また、屈折により傾斜した軸は、容器100の底面に対する傾斜角度が、容器100を透過する(界面で全反射しない)角度である。換言すれば、シート照明光は、容器100の底面で全反射しない角度で入射する。対物レンズ4から出射したシート照明光は、標本Sを照射する(図2参照)。   The sheet illumination light emitted from the emission mechanism 81 enters the dichroic mirror 5. The sheet illumination light is bent by the dichroic mirror 5 along the observation optical axis N <b> 10 (in a substantially parallel direction) and enters the objective lens 4. Here, the sheet illumination light bent by the dichroic mirror 5 travels on an axis that is substantially parallel to the observation optical axis N10 and different from the observation optical axis N10. For this reason, the sheet illumination light enters the end side of the objective lens 4 and travels on an axis that is refracted and inclined with respect to the observation optical axis N10 when it is emitted to the outside. The axis inclined by the refraction is an axis passing through the sample S and intersects the observation optical axis N10. The axis inclined by refraction is an angle at which the inclination angle with respect to the bottom surface of the container 100 is transmitted through the container 100 (not totally reflected at the interface). In other words, the sheet illumination light is incident at an angle that is not totally reflected by the bottom surface of the container 100. The sheet illumination light emitted from the objective lens 4 irradiates the specimen S (see FIG. 2).

標本Sは、例えばシート照明光の照射によって蛍光色素F1,F2が励起されることにより、観察光(蛍光)を発する(図4参照)。標本S(蛍光色素F1,F2)から発せられた観察光は、対物レンズ4に取り込まれ、観察光軸N10に沿って進行する(図4の実線)。その後、観察光は、ダイクロイックミラー5を透過して、結像レンズ6により結像され、撮像部7に入射する。撮像部7に入射した観察光は、イメージセンサにより光電変換され、標本Sの観察像を構成する情報を含む電気信号が生成される。   The specimen S emits observation light (fluorescence) when the fluorescent dyes F1 and F2 are excited by irradiation with sheet illumination light, for example (see FIG. 4). Observation light emitted from the specimen S (fluorescent dyes F1 and F2) is taken into the objective lens 4 and travels along the observation optical axis N10 (solid line in FIG. 4). Thereafter, the observation light passes through the dichroic mirror 5, is imaged by the imaging lens 6, and enters the imaging unit 7. The observation light incident on the imaging unit 7 is photoelectrically converted by the image sensor, and an electric signal including information constituting the observation image of the sample S is generated.

このように、ダイクロイックミラー5で反射させることにより対物レンズ4の光軸(観察光軸N10)からずらした光軸上を進行する照明光を対物レンズ4に入射して、屈折により傾斜した軸上を進行するシート照明光を標本Sに入射することで、容器100の側面による干渉を受けることなく、標本Sに照明光を照射するとともに、照明光の照射によって標本Sが発した光(観察光)を対物レンズ4に取り込ませることができる。   Thus, the illumination light traveling on the optical axis shifted from the optical axis of the objective lens 4 (observation optical axis N10) by being reflected by the dichroic mirror 5 is incident on the objective lens 4 and is tilted by refraction. Is incident on the specimen S, so that the specimen S is irradiated with the illumination light without being interfered with by the side surface of the container 100, and the light (observation light) emitted by the illumination light is emitted. ) Can be taken into the objective lens 4.

また、標本Sを照明する照明光がシート状をなすため、点光源を用いて標本Sを照明する場合と比して一層広範囲に標本Sを照明することができる。   In addition, since the illumination light that illuminates the specimen S has a sheet shape, the specimen S can be illuminated over a wider range than when the specimen S is illuminated using a point light source.

上述した本実施の形態によれば、対物レンズ4の光軸(観察光軸N10)からずらした光軸上を進行する照明光を対物レンズ4に入射して、屈折により傾斜した軸上を進行するシート照明光を標本Sに入射するようにしたので、照明光の光軸と観察光の光軸とが交差する場合であっても、高いコントラストの標本像を取得することができる。   According to the present embodiment described above, illumination light traveling on the optical axis shifted from the optical axis of the objective lens 4 (observation optical axis N10) is incident on the objective lens 4 and travels on the axis inclined by refraction. Since the sheet illumination light to be incident on the specimen S, a specimen image with high contrast can be obtained even when the optical axis of the illumination light and the optical axis of the observation light intersect.

(実施の形態の変形例1)
図4は、本実施の形態の変形例1にかかる顕微鏡システムの要部の構成を示す模式図であって、出射機構の構成の他の例を説明する図である。上述した実施の形態では、出射部12が、光ファイバ811とシリンドリカルレンズ812とからなり、光ファイバ811が放射状の照明光を出射するものとして説明したが、本変形例1では、光ファイバスキャナからなる出射機構82を用いる。なお、本変形例1では、光源部8aがレーザダイオードを有し、線状の照明光が出射されるものとして説明する。
(Modification 1 of embodiment)
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the configuration of the main part of the microscope system according to the first modification of the present embodiment, and is a diagram illustrating another example of the configuration of the emission mechanism. In the above-described embodiment, the emission unit 12 includes the optical fiber 811 and the cylindrical lens 812, and the optical fiber 811 emits radial illumination light. However, in the first modification, from the optical fiber scanner, The emission mechanism 82 is used. In the first modification, the light source unit 8a will be described as having a laser diode and emitting linear illumination light.

出射機構82は、光源が発した照明光を伝達して放射状の照明光を出射する光ファイバ813と、光ファイバ813が出射した線状の照明光を集光して出射する集光レンズ814と、光ファイバ813に設けられる永久磁石815と、永久磁石815を介して対向する位置に設けられる電磁コイル816a,816bを有し、光ファイバスキャナを構成している。   The emission mechanism 82 transmits an illumination light emitted from the light source and emits a radial illumination light, and a condensing lens 814 that collects and emits the linear illumination light emitted from the optical fiber 813. A permanent magnet 815 provided in the optical fiber 813 and electromagnetic coils 816a and 816b provided at positions facing each other via the permanent magnet 815 constitute an optical fiber scanner.

出射機構82では、電磁コイル816a,816bを通電することによって、光ファイバ813を一方向(電磁コイル816a,816bの各中心軸を通過する軸方向)に振動させることにより振動面上を進行するシート状の照明光を出射する(例えば、特開2013−54185号公報を参照)。出射機構82は、光ファイバ813から出射された照明光を集光レンズ814で集光して出射するものとして説明したが、シリンドリカルレンズ812を介して出射させるものであってもよいし、シリンドリカルレンズ812などのレンズを介さずにダイクロイックミラー5に出射させるものであってもよい。   In the emission mechanism 82, the electromagnetic coil 816a, 816b is energized to vibrate the optical fiber 813 in one direction (the axial direction passing through each central axis of the electromagnetic coils 816a, 816b), and the sheet traveling on the vibration surface Shaped illumination light is emitted (for example, see JP2013-54185A). The emission mechanism 82 has been described as condensing the illumination light emitted from the optical fiber 813 with the condensing lens 814, but may be emitted through the cylindrical lens 812, or may be a cylindrical lens. The light may be emitted to the dichroic mirror 5 without using a lens such as 812.

(実施の形態の変形例2)
図5は、本実施の形態の変形例2にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示す模式図であって、観察光学系を説明する図である。上述した実施の形態では、撮像部7の受光面が観察光軸N10と直交しているものとして説明したが、本変形例2では、標本Sに入射するシート照明光の光軸に応じて、受光面の法線N30が対物レンズ4の光軸(観察光軸N10)に対して傾斜している。
(Modification 2 of embodiment)
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the microscope apparatus according to the second modification of the present embodiment, and is a diagram illustrating an observation optical system. In the above-described embodiment, the light receiving surface of the imaging unit 7 has been described as being orthogonal to the observation optical axis N10. However, in the second modification, according to the optical axis of the sheet illumination light incident on the sample S, The normal line N30 of the light receiving surface is inclined with respect to the optical axis of the objective lens 4 (observation optical axis N10).

観察光軸N10に対して標本Sに入射するシート照明光の光軸が傾斜していると、例えば観察光軸N10に対して相対的に異なる位置にある蛍光色素F1,F2が発した各蛍光は、結像レンズ6によって結像される結像位置が異なる。このため、撮像部7の受光面上に各結像位置が位置するように、受光面の法線N30の観察光軸N10に対する角度が調整されることが好ましい。これにより、一段と明確な画像を得ることができる。   When the optical axis of the sheet illumination light incident on the specimen S is inclined with respect to the observation optical axis N10, for example, each fluorescence emitted by the fluorescent dyes F1 and F2 at different positions relative to the observation optical axis N10. Are different from each other in the imaging position formed by the imaging lens 6. For this reason, it is preferable that the angle of the normal line N30 of the light receiving surface with respect to the observation optical axis N10 is adjusted so that each imaging position is positioned on the light receiving surface of the imaging unit 7. Thereby, a clearer image can be obtained.

なお、撮像部7は、図示しない駆動手段(傾斜手段)により、反射面上の軸であって、観察光軸N10を通過し、かつ観察光軸N10と直交する軸を回転軸として回転自在に設けられ、照明光の角度や標本Sが発する光に応じて受光面を任意の角度に傾斜させるようにしてもよい。駆動手段は、例えば、駆動源であるモータと、モータが発生した動力により撮像部7を回転させる回転部材とを有する。回転部材は、例えばゴニオステージなどを用いて実現され、好ましくは該ゴニオステージの回転中心が観察光軸N10上に位置するように配置される。モータは制御部の制御のもとで駆動制御され、例えば、蛍光色素F1,F2からの蛍光をそれぞれ合焦処理し、各蛍光が合焦する受光面の角度を算出して、受光面が算出された角度となるように撮像部7を回転させる。   The imaging unit 7 is rotatable by a driving unit (tilting unit) (not shown) that is an axis on the reflecting surface, passes through the observation optical axis N10, and is orthogonal to the observation optical axis N10. The light receiving surface may be inclined at an arbitrary angle according to the angle of illumination light and the light emitted from the specimen S. The drive means includes, for example, a motor that is a drive source and a rotating member that rotates the imaging unit 7 with the power generated by the motor. The rotating member is realized using, for example, a gonio stage, and is preferably arranged so that the rotation center of the gonio stage is located on the observation optical axis N10. The motor is driven and controlled under the control of the control unit. For example, the fluorescence from the fluorescent dyes F1 and F2 is focused, and the angle of the light receiving surface where each fluorescent light is focused is calculated. The imaging unit 7 is rotated so that the angle is set.

(実施の形態の変形例3)
図6は、本実施の形態の変形例3にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示す模式図であって、観察光学系を説明する図である。上述した実施の形態では、撮像部7の受光面が観察光軸N10上にあるものとして説明したが、本変形例3では、観察光軸N10から外れた位置に撮像部7が設けられる。
(Modification 3 of embodiment)
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the microscope apparatus according to the third modification of the present embodiment, and is a diagram illustrating the observation optical system. In the above-described embodiment, the light receiving surface of the image pickup unit 7 is described as being on the observation optical axis N10. However, in the third modification, the image pickup unit 7 is provided at a position off the observation optical axis N10.

本変形例3では、撮像部7に観察光を入射させる手段として、結像レンズ6より先の光路上に設けられ、結像レンズ6を通過した光を反射する反射ミラー9が設けられる。反射ミラー9により、観察光軸N10から外れた位置に設けられた撮像部7に観察光(結像された光)を入射することができる。これにより、本体部2内において撮像部7の配設位置が限られ、観察光軸N10上に配置できない場合や、撮像部7を回転できない場合であっても、本体部2の形状を変えることなく観察光を撮像部7に入射させることができる。   In the third modification, a reflection mirror 9 that is provided on the optical path ahead of the imaging lens 6 and reflects the light that has passed through the imaging lens 6 is provided as means for causing the observation light to enter the imaging unit 7. Observation light (imaged light) can be incident on the imaging unit 7 provided at a position off the observation optical axis N10 by the reflection mirror 9. Thereby, the arrangement position of the imaging unit 7 is limited in the main body unit 2 and the shape of the main body unit 2 is changed even when the imaging unit 7 cannot be arranged on the observation optical axis N10 or when the imaging unit 7 cannot be rotated. The observation light can be made incident on the image pickup unit 7.

また、変形例3において、上述した変形例2のように結像レンズ6によって結像される結像位置が異なる(複数の結像位置が観察光軸N10と直交する一つの直線上にない)場合は、反射面上の軸であって、観察光軸N10を通過し、かつ観察光軸N10と直交する軸を回転軸として反射ミラー9を回転させることによって、撮像部7の受光面と反射ミラー9の反射面との相対位置を変化させてもよい。反射ミラー9の反射面を対物レンズ4の光軸に対して任意の角度に傾斜させることによって、結像される結像位置が異なる場合や異なる標本Sにおいて結像位置が変化した場合であっても明確な画像を得ることができる。なお、駆動手段は、例えば、上述したようなモータおよび回転部材を有し、制御部による制御のもとで駆動する。回転部材としてゴニオステージを用いる場合、該ゴニオステージの回転中心が撮像部7の受光面上に位置するように配置されることが好ましい。   Further, in the third modification, the imaging positions formed by the imaging lens 6 are different as in the second modification described above (a plurality of imaging positions are not on one straight line orthogonal to the observation optical axis N10). In this case, the reflection mirror 9 is rotated about an axis on the reflection surface that passes through the observation optical axis N10 and is orthogonal to the observation optical axis N10, thereby reflecting the light reception surface of the imaging unit 7 and the reflection surface. The relative position of the mirror 9 with respect to the reflecting surface may be changed. This is a case where the image formation position is different or the image formation position is changed in different specimens S by tilting the reflection surface of the reflection mirror 9 at an arbitrary angle with respect to the optical axis of the objective lens 4. Even a clear image can be obtained. The drive means includes, for example, the motor and the rotating member as described above, and is driven under the control of the control unit. When a gonio stage is used as the rotating member, it is preferable that the gonio stage is disposed so that the rotation center of the gonio stage is located on the light receiving surface of the imaging unit 7.

(実施の形態の変形例4)
図7は、本実施の形態の変形例4にかかる顕微鏡装置の要部の構成を示す模式図であって、観察光学系を説明する図である。上述した変形例3では、反射ミラー9を有するものとして説明したが、本変形例4では、反射ミラー9に代えて形状可変ミラー10が設けられる。
(Modification 4 of embodiment)
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a microscope apparatus according to Modification 4 of the present embodiment, and is a diagram illustrating an observation optical system. In the third modification described above, the reflection mirror 9 is described. However, in the fourth modification, the variable shape mirror 10 is provided instead of the reflection mirror 9.

形状可変ミラー10は、独立して表面を変形(傾斜)させることが可能な複数の可変部10aを有し、例えばマトリックス状に複数の可変部10aを配列してなる。形状可変ミラー10では、図示しない制御機構の制御のもと、各可変部10aを駆動して各々の角度を調整することによって、光の反射角を変化させることができる。これにより、上述したような反射ミラー9全体を回転させることなく、可変部10aを個別に駆動することによって複数の蛍光の結像位置を調整することができる。   The variable shape mirror 10 has a plurality of variable portions 10a whose surface can be independently deformed (inclined), and is formed by arranging a plurality of variable portions 10a in a matrix, for example. In the deformable mirror 10, the reflection angle of light can be changed by driving each variable portion 10a and adjusting each angle under the control of a control mechanism (not shown). Thereby, the image formation positions of a plurality of fluorescence can be adjusted by individually driving the variable portions 10a without rotating the entire reflection mirror 9 as described above.

なお、上述した実施の形態では、容器100が標本Sのみを収容しているものとして説明したが、培養液や水(生理食塩水)などをさらに収容しているものであってもよい。この場合、液体の屈折率により標本Sに入射するシート照明光の光軸の傾斜角度を調整することが好ましい。   In the above-described embodiment, the container 100 has been described as containing only the specimen S. However, the container 100 may further contain a culture solution, water (physiological saline), or the like. In this case, it is preferable to adjust the inclination angle of the optical axis of the sheet illumination light incident on the sample S by the refractive index of the liquid.

また、上述した実施の形態では、ダイクロイックミラー5を用いるものとして説明したが、ダイクロイックミラー5に代えて、照明部8が出射した照明光を対物レンズ4に向けて折り曲げるミラーを光学部材として用いるものであってもよい。   In the above-described embodiment, the dichroic mirror 5 is used. However, instead of the dichroic mirror 5, a mirror that bends the illumination light emitted from the illumination unit 8 toward the objective lens 4 is used as an optical member. It may be.

上述した実施の形態は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、実施の形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは、上記記載から自明である。   The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to these. In addition, the present invention can form various inventions by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments and modifications. It is obvious from the above description that the present invention can be variously modified according to specifications and the like, and that various other embodiments are possible within the scope of the present invention.

1 顕微鏡装置
2 本体部
3 ステージ
4 対物レンズ
5 ダイクロイックミラー
6 結像レンズ
7 撮像部
8 照明部
9 反射ミラー
10 形状可変ミラー
10a 可変部
811,813 光ファイバ
812 シリンドリカルレンズ
814 集光レンズ
815 永久磁石
816a,816b 電磁コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microscope apparatus 2 Main body part 3 Stage 4 Objective lens 5 Dichroic mirror 6 Imaging lens 7 Imaging part 8 Illumination part 9 Reflection mirror 10 Shape variable mirror 10a Variable part 811 813 Optical fiber 812 Cylindrical lens 814 Condensing lens 815 Permanent magnet 816a 816b Electromagnetic coil

Claims (7)

観察対象の標本から発せられた観察光を取り込む対物レンズと、
前記標本を照明するシート状の照明光を、前記対物レンズの光軸と略直交する軸に沿って出射する照明部と、
前記照明部が出射したシート状の照明光を折り曲げて、前記対物レンズの光軸と略平行かつ該光軸とは異なる軸に沿って該照明光を前記対物レンズに向けて進行させるとともに、前記対物レンズが取り込んだ前記観察光を通過させる光学部材と、
前記光学部材を通過した観察光を受光して撮像する撮像部と、
を備え、
前記対物レンズは、当該対物レンズの光軸に対して傾斜した軸に沿って前記照明光を屈折して出射することを特徴とする顕微鏡装置。
An objective lens that captures observation light emitted from a specimen to be observed;
An illumination unit that emits sheet-like illumination light for illuminating the specimen along an axis substantially orthogonal to the optical axis of the objective lens;
The sheet-like illumination light emitted from the illumination unit is bent, and the illumination light travels toward the objective lens along an axis substantially parallel to the optical axis of the objective lens and different from the optical axis. An optical member for passing the observation light taken in by the objective lens;
An imaging unit that receives and images observation light that has passed through the optical member;
With
The microscope apparatus, wherein the objective lens refracts and emits the illumination light along an axis inclined with respect to the optical axis of the objective lens.
前記照明部は、シリンドリカルレンズを有することを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡装置。   The microscope apparatus according to claim 1, wherein the illumination unit includes a cylindrical lens. 前記照明部は、光ファイバスキャナを有することを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡装置。   The microscope apparatus according to claim 1, wherein the illumination unit includes an optical fiber scanner. 前記撮像部は、前記観察光を受光する受光面の法線が該観察光の光軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の顕微鏡装置。   The microscope apparatus according to claim 1, wherein a normal line of a light receiving surface that receives the observation light is inclined with respect to an optical axis of the observation light. . 前記撮像部の受光面を前記対物レンズの光軸に対して任意の角度に傾斜させる傾斜手段を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の顕微鏡装置。   The microscope apparatus according to claim 1, further comprising a tilting unit that tilts the light receiving surface of the imaging unit at an arbitrary angle with respect to the optical axis of the objective lens. 前記光学部材を通過した観察光を結像する結像レンズと、
前記結像レンズを通過した光を反射する光反射部材と、
をさらに備え、
前記撮像部は、前記光反射部材によって反射された前記観察光を受光することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の顕微鏡装置。
An imaging lens that forms an image of the observation light that has passed through the optical member;
A light reflecting member that reflects light that has passed through the imaging lens;
Further comprising
The microscope apparatus according to claim 1, wherein the imaging unit receives the observation light reflected by the light reflecting member.
前記光反射部材の反射面を前記対物レンズの光軸に対して任意の角度に傾斜させる傾斜手段を備えたことを特徴とする請求項6に記載の顕微鏡装置。   The microscope apparatus according to claim 6, further comprising a tilting unit that tilts the reflecting surface of the light reflecting member at an arbitrary angle with respect to the optical axis of the objective lens.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006030992A (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Carl Zeiss Jena Gmbh Apparatus for microscope observation and/or microscope detection and its use
JP2006301541A (en) * 2005-04-25 2006-11-02 Olympus Corp Scanning type fluorescence observation apparatus
JP2008504557A (en) * 2004-06-28 2008-02-14 ユニヴァーシティ オブ ワシントン Multi-mode optical imaging method and optical fiber scanner thereof
JP2010175672A (en) * 2009-01-28 2010-08-12 Nikon Corp Microscope device and mirror unit used for the same
JP2013097380A (en) * 2011-10-28 2013-05-20 Leica Microsystems Cms Gmbh Method and system for illuminating sample
JP2014048423A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Canon Inc Imaging optical system, imaging device, and imaging system
JP2014059413A (en) * 2012-09-14 2014-04-03 Olympus Corp Microscope

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008504557A (en) * 2004-06-28 2008-02-14 ユニヴァーシティ オブ ワシントン Multi-mode optical imaging method and optical fiber scanner thereof
JP2006030992A (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Carl Zeiss Jena Gmbh Apparatus for microscope observation and/or microscope detection and its use
JP2006301541A (en) * 2005-04-25 2006-11-02 Olympus Corp Scanning type fluorescence observation apparatus
JP2010175672A (en) * 2009-01-28 2010-08-12 Nikon Corp Microscope device and mirror unit used for the same
JP2013097380A (en) * 2011-10-28 2013-05-20 Leica Microsystems Cms Gmbh Method and system for illuminating sample
JP2014048423A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Canon Inc Imaging optical system, imaging device, and imaging system
JP2014059413A (en) * 2012-09-14 2014-04-03 Olympus Corp Microscope

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