JP2019003028A - 顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像に埃の像が映るのを防止し、標本の高精細な画像を取得する。【解決手段】光源から発せられた励起光を標本に照射する一方、標本からの蛍光を集光する対物レンズと、対物レンズの像面に配置され、対物レンズに入射させる励起光の光束を制限する複数のピンホールを備えるピンホールアレイディスク２１と、ピンホールアレイディスク２１を回転軸２７回りに回転可能な回転駆動部と、対物レンズの像面の近傍に配され、対物レンズにより集光されて励起光の光路を戻る蛍光を励起光から分離させる反射面１３ａを有するダイクロイックミラー１３と、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａへの埃の付着を抑制する埃抑制機構３５とを備える顕微鏡装置を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、顕微鏡装置に関するものである。

従来、同一パターンのマイクロレンズアレイとピンホールアレイとが一体的に組み合わせられたディスクユニットを備えるディスクスキャン型の共焦点顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の共焦点顕微鏡は、マイクロレンズアレイとピンホールアレイとの間の光路上にダイクロイックミラーを配置し、光源から発せられた励起光をマイクロレンズアレイおよびピンホールアレイを介して標本に照射する一方、標本において発せられてピンホールアレイを介して励起光の光路を戻る蛍光をダイクロイックミラーにより励起光から分離させ、撮像部により撮影している。

特開平５−６０９８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の共焦点顕微鏡では、ピンホールアレイを一次像面上に配置するところ、マイクロレンズアレイとピンホールアレイとの間のダイクロイックミラーも一次像面近傍に配置されることになるため、ダイクロイックミラーにおける蛍光の反射面に埃が付着すると、撮像部により取得される画像に埃の像が映ってしまうという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、画像に埃の像が映るのを防止し、標本の高精細な画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している。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、光源から発せられた照明光を標本に照射する一方、前記標本からの観察光を集光する対物レンズと、該対物レンズの像面に配置され、前記対物レンズに入射させる前記照明光の光束を制限する複数の微小開口を備える開口ディスクと、該開口ディスクを中心軸回りに回転可能な回転駆動部と、前記像面の近傍に配され、前記対物レンズにより集光されて前記照明光の光路を戻る前記観察光を前記照明光から分離させる分離面を有する分離素子と、該分離素子の前記分離面への埃の付着を抑制する埃抑制機構とを備える顕微鏡装置である。

本態様によれば、光源から発せられた照明光が、回転駆動部により中心軸回りに回転されている開口ディスクの微小開口を通過して、対物レンズにより標本に照射される。開口ディスクの回転により照明光が通過する微小開口が移動することで、照明光のスポット位置を移動させて標本上で照明光を走査させることができる。そして、照明光が照射された標本から発せられて、対物レンズを介して開口ディスクの同一の微小開口を照明光とは逆方向に通過して分離素子の分離面により照明光から分離される観察光を検出することにより、標本の画像を得ることができる。

この場合において、分離素子は対物レンズの像面の近傍に配置されているので、分離素子の分離面に埃が付着していると、標本の画像に埃の像が映り込んでしまう可能性があるが、埃抑制機構により分離素子の分離面への埃の付着を抑制することで、画像に埃の像が映るのを防止し、標本の高精細な画像を取得することができる。

上記態様においては、前記埃抑制機構が、前記開口ディスクおよび前記分離素子を密閉状態に覆う筐体と、該筐体内に配され該筐体内を陽圧にすると共に埃の侵入を防止する防塵器とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、防塵器により筐体内に新たな埃の侵入を防止し、分離素子の分離面に新たな埃が付着するのを防止することができる。

上記態様においては、前記埃抑制機構が、前記開口ディスクおよび前記分離素子を密閉状態に覆う筐体と、該筐体内に配され該筐体内の埃を除去する除塵器とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、除塵器により筐体内に埃がほぼ存在しない状態にし、分離素子の分離面に新たな埃が付着するのを防止することができる。

上記態様においては、前記埃抑制機構が、前記分離素子の前記分離面の近傍において該分離面に沿って送風する送風部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、送風部から送られる風によって、分離素子の分離面に付着している埃を取り除くとともに、分離面に埃が付着するのを防止することができる。

上記態様においては、前記埃抑制機構が、前記開口ディスクの前記分離素子に対向する表面に設けられた段差部を有し、該段差部により、前記開口ディスクによる前記中心軸回りの回転に伴って前記分離素子の前記分離面に向けて風を発生させることとしてもよい。
このように構成することで、開口ディスクの段差部により発生する風によって、分離素子の分離面に付着している埃を取り除くとともに、分離面に埃が付着するのを防止することができる。したがって、風を発生させる機構を別途設ける必要が無く、簡素な構成で、分離素子の分離面への埃の付着を抑制することができる。

上記態様においては、前記埃抑制機構が、前記開口ディスクによる前記中心軸回りの回転によって発生する風の通路を前記分離素子の前記分離面の近傍を通りかつ該分離面に沿う向きに変更する風向き変更部を有することとしてもよい。
回転駆動部により開口ディスクを中心軸回りに回転させると、開口ディスクと空気との摩擦および遠心力により、開口ディスクの表面に沿って中心軸の径方向に流れる風が発生する。そこで、このように構成することで、風向き変更部により、開口ディスクの回転によって自然に発生する風を利用して効率的に、分離素子の分離面に付着している埃を取り除くとともに、分離面に埃が付着するのを防止することができる。

上記態様においては、前記埃抑制機構が、前記分離素子の前記分離面と前記開口ディスクとの間に配置され前記照明光および前記観察光を透過させる第１透過窓と、前記分離素子の前記分離面と前記観察光を検出する検出光学系との間に配置され前記観察光を透過させる第２透過窓とを有し、これら第１透過窓および第２透過窓と前記分離素子の前記分離面との間の空間を密閉する空間密閉筐体を備えることとしてもよい。
このように構成することで、第１透過窓および第２透過窓により照明光および観察光を遮ることなく、空間密閉筐体により、分離素子を密閉して分離面に新たな埃が付着するのを防止することができる。

上記態様においては、前記第１透過窓が、前記中心軸に沿う軸線に対して直交してまたは傾いて配置されていることとしてもよい。
このように構成することで、第１透過窓が、開口ディスクの中心軸に対して直交して配置されている場合は、開口ディスクの回転によって発生する開口ディスクの中心軸の径方向に流れる風によって、第１透過窓に付着する埃が除去される。したがって、第１透過窓に付着する埃による画像への影響を低減することができる。一方、第１透過窓が、開口ディスクの中心軸に沿う軸線に対して傾いて配置されている場合は、第１透過窓においてフレアやゴーストが発生するのを抑制することができる。

上記態様においては、前記第２透過窓が、前記中心軸に直交する軸線に対して直交してまたは傾いて配置されていることとしてもよい。
第２透過窓は、対物レンズの像面から離れた位置に配置されるので、第２透過窓に埃が付着することによる画像への影響が小さい。したがって、このように構成することで、分離素子の分離面により照明光から分離された観察光を効率的に透過させることができる。

上記態様においては、前記第１透過窓および前記第２透過窓が、平行平面基板であり、両面に反射防止コートが施されていることとしてもよい。
このように構成することで、反射防止コートにより、第１透過窓および第２透過窓においてフレアやゴーストの発生を抑制するとともに、第１透過窓および第２透過窓の表面を清掃し易くすることができる。

上記態様においては、前記第２透過窓が、前記観察光をリレーするレンズからなることとしてもよい。
このように構成することで、第２透過窓として、観察光をリレーするレンズとは別の部材を別途用意する必要が無く、フレアやゴーストの発生を抑制することができる。

上記態様においては、前記第２透過窓がバリアフィルタからなることとしてもよい。
このように構成することで、第２透過窓により、観察光と共に標本から戻る照明光を除去するとともに、フレアやゴーストの発生を抑制することができる。

上記態様においては、前記空間密閉筐体が、前記分離素子に着脱可能に形成されていることとしてもよい。
このように構成することで、第１透過窓および第２透過窓の清掃を容易にするとともに、分離素子の着脱や交換を容易にすることができる。

上記態様においては、前記分離素子が、前記光源からの前記照明光が入射される入射面と、該入射面から入射された前記照明光を透過し前記観察光を反射するダイクロイックコートが施された前記分離面とを有する第１三角プリズムにより構成され、前記埃抑制機構が、前記第１三角プリズムの前記分離面に接合され該分離面を介して前記照明光が入射される接合面と、該接合面から入射された前記照明光を射出する一方、前記標本からの前記観察光が入射される出入射面と、前記第１三角プリズムの前記分離面により反射された前記観察光を射出する射出面とを有する第２三角プリズムにより構成されていることとしてもよい。
このように構成することで、２つの三角プリズムにより、照明光と観察光とを分離させつつ、第１三角プリズムの分離面に埃が付着するのを防止することができる。

上記態様においては、前記埃抑制機構が、前記分離素子の前記分離面に振動を与える振動供給部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、振動供給部によって分離素子の分離面が振動されることにより、分離素子の分離面に付着している埃を落とすとともに、分離面に埃が付着するのを抑制することができる。

上記態様においては、前記開口ディスクに近接して配置され、前記照明光および／または前記観察光を透過させる光学素子を備え、前記埃抑制機構が、さらに、前記光学素子への埃の付着を抑制することとしてもよい。
このように構成することで、開口ディスクに近接して配置される光学素子に埃が付着することによる画像への影響も低減することができる。

上記態様においては、前記開口ディスクの前記微小開口が、ピンホールまたはスリットであってもよい。
このように構成することで、回転駆動部により中心軸回りに回転される開口ディスクのピンホールまたはスリットを通過させるだけで、照明光のスポット位置を連続的に移動させて標本上で照明光を走査させることができる。

上記態様においては、前記開口ディスクに対して前記中心軸に沿う方向に間隔を空けて配され、前記光源からの前記照明光を前記微小開口に集光可能な複数のマイクロレンズが中心軸周りに複数の前記微小開口と同一パターンでアレイ状に配置されたレンズディスクを備え、前記回転駆動部が、前記開口ディスクと前記レンズディスクとを一体的に回転させることとしてもよい。
このように構成することで、マイクロレンズにより、光源から微小開口に入射させる照明光の入射効率を向上して、照明光量のロスを低減することができる。

本発明によれば、画像に埃の像が映るのを防止し、標本の高精細な画像を取得することができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る顕微鏡装置の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る顕微鏡装置が備える埃抑制機構の筐体および防塵器を示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る顕微鏡装置が備える埃抑制機構の送風装置を示す、ディスクユニットの回転軸に沿う方向に見た平面図である。 本発明の第３実施形態に係る顕微鏡装置が備える埃抑制機構のフィンをディスクユニットの回転軸に沿う方向に見た平面図である。 図４のＡ１−Ａ２断面図である。 本発明の第４実施形態に係る顕微鏡装置が備える埃抑制機構の風向き変更部をダイクロイックミラーの反射面側から見た平面図である。 図６のＢ１−Ｂ２断面図である。 ディスクにユニットによる回転軸回りの回転によって発生する風の流れを説明する縦断面図である。 本発明の第４実施形態の変形例に係る風向き変更部の一例を示す縦断面図である。 本発明の第５実施形態に係る顕微鏡装置が備える埃抑制機構の空間密閉筐体を示す縦断面図である。 図１０のピンホールアレイディスクとダイクロイックミラーとの間の防塵窓を傾けて配置した様子を示す縦断面図である。 図１０のダイクロイックミラーと検出光学系の間の防塵窓をリレー光学系のレンズにより構成した様子を示す縦断面図である。 本発明の第５実施形態に係る顕微鏡装置が備える分離素子および埃抑制機構の空間密閉筐体を示す縦断面図である。 本発明の第６実施形態に係る顕微鏡装置が備える埃抑制機構の音波振動子を示す縦断面図である。 図１４の音波振動子およびダイクロイックミラーをダイクロイックミラーの反射面側から見た平面図である。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る顕微鏡装置および標本観察方法について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１は、励起光（照明光）を発生するレーザ光源等の光源３と、光源３から発せられた励起光を所望のビームに整形する励起光学系５と、複数のピンホール（微小開口）１９およびマイクロレンズ２３を有するディスクユニット７と、ディスクユニット７を中心軸回りに回転させるモータ等の回転駆動部８と、ディスクユニット７を透過した励起光を集光する結像レンズ９と、結像レンズ９により集光された励起光を標本Ｓに照射する一方、標本Ｓからの蛍光（観察光）を集光する対物レンズ１１と、対物レンズ１１により集光されてレーザ光の光路を戻る蛍光を励起光の光路から分離させるプレート型のダイクロイックミラー（分離素子）１３と、ダイクロイックミラー１３により励起光の光路から分離させられた蛍光を検出する検出光学系１５とを備えている。符号１７は、励起光学系５からの励起光をディスクユニット７に向けて反射する反射ミラーである。

ディスクユニット７は、図１に示すように、励起光の光束を制限する複数のピンホール１９が中心軸周りにアレイ状に配置されたピンホールアレイディスク（開口ディスク）２１と、励起光学系５からの励起光を対応するピンホール１９に集光する複数のマイクロレンズ２３が中心軸周りにアレイ状に配置されたマイクロレンズアレイディスク（レンズディスク）２５と、これらの中心軸に沿って配され、ピンホールアレイディスク２１およびマイクロレンズアレイディスク２５を中心軸回りに回転可能に支持する回転軸２７とを備えている。

このディスクユニット７は、ピンホールアレイディスク２１とマイクロレンズアレイディスク２５とが互いに回転軸２７に沿う方向に間隔をあけて回転軸２７軸上に設けられ、ピンホールアレイディスク２１が対物レンズ１１の像面に配置され、マイクロレンズアレイディスク２５がピンホールアレイディスク２１よりも光源３側に配置されている。また、これらピンホールアレイディスク２１およびマイクロレンズアレイディスク２５は、回転駆動部８により回転軸２７回りに一体的に回転させられるようになっている。

また、ディスクユニット７は、ピンホールアレイディスク２１の各ピンホール１９とマイクロレンズアレイディスク２５の各マイクロレンズ２３とが同一パターンで形成されており、各ピンホール１９と各マイクロレンズ２３とが対応付けられて配されている。したがって、各マイクロレンズ２３に入射した励起光は、そのマイクロレンズ２３に対応するピンホール１９に集光されるようになっている。また、対物レンズ１１の光軸上に移動されたピンホール１９は、対物レンズ１１により集光された標本Ｓからの蛍光の内、標本Ｓにおける対物レンズ１１の焦点位置において発生した蛍光のみを通過させるようになっている。

ダイクロイックミラー１３は、ピンホールアレイディスク２１とマイクロレンズアレイディスク２５との間の励起光の光路上に設けられ、対物レンズ１１の像面の近傍に配置されている。このダイクロイックミラー１３は、マイクロレンズ２３により対応するピンホール１９に集光される励起光を透過させる一方、ピンホール１９を通過した標本Ｓからの蛍光を検出光学系１５に向けて反射する反射面（分離面）１３ａを有している。

検出光学系１５は、ダイクロイックミラー１３からの蛍光をリレーするリレー光学系２９と、蛍光と共に標本Ｓから戻る励起光を吸収して、蛍光のみを通過させる吸収フィルタ３１と、リレー光学系２９によりリレーされた蛍光を検出して画像を取得するカメラ等の撮像デバイス３３とを備えている。

また、顕微鏡装置１は、図２に示すように、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａへの埃の付着を抑制する埃抑制機構３５を備えている。

埃抑制機構３５は、ディスクユニット７およびダイクロイックミラー１３を密閉状態に覆う筐体３７と、筐体３７内に配され、筐体３７内を陽圧にすると共に埃の侵入を防止する防塵フィルタ（図示略）を有する防塵器３９とを備えている。筐体３７は、少なくとも励起光および蛍光が通過する領域が光を透過可能な部材により形成されている。防塵器３９は、筐体３７外から筐体３７内へ防塵フィルタを介して吸気する一方、筐体３７の蓋（図示略）等の隙間から排気して、筐体３７内を陽圧に保つようになっている。

このように構成された顕微鏡装置１の作用について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１により標本Ｓを観察するには、まず、回転駆動部８によりディスクユニット７を回転軸２７回りに回転させて、光源３から励起光を発生させる。

光源３から発せられた励起光は、励起光学系５により所望のビームに整形された後、反射ミラー１７により反射されてディスクユニット７に入射される。ディスクユニット７に入射した励起光は、対物レンズ１１の光軸上に移動してきたマイクロレンズ２３により集光されてダイクロイックミラー１３を透過し、同じく対物レンズ１１の光軸上に移動してきたピンホール１９を通過する。ピンホール１９を通過した励起光は、結像レンズ９により集光されて対物レンズ１１により標本Ｓに照射される。

ディスクユニット７の回転により励起光が通過するマイクロレンズ２３およびピンホール１９が移動することで、これらマイクロレンズ２３およびピンホール１９のパターンに従い励起光のスポット位置が移動して、標本Ｓ上で励起光が走査される。

励起光が照射されることにより標本Ｓにおいて発生した蛍光は、対物レンズ１１により集光されて励起光の光路を戻り、結像レンズ９により集光されてピンホールアレイディスク２１の同一のピンホール１９を通過する。そして、蛍光は、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａにより反射されてレーザ光の光路から分離され、リレー光学系２９および吸収フィルタ３１を介して撮像デバイス３３により検出される。これにより、撮像デバイス３３において、検出した蛍光に基づく標本Ｓの画像を取得することができる。

この場合において、埃抑制機構３５において、防塵器３９により、ディスクユニット７およびダイクロイックミラー１３を密閉状態に覆う筐体３７内が陽圧に保たれて、筐体３７内に新たな埃が侵入するのが防止されている。これにより、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに埃が付着するのを防ぐことができる。

以上説明したように、本実施形態に係る顕微鏡装置１は、ダイクロイックミラー１３が対物レンズ１１の像面の近傍に配置されているので、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに埃が付着していると、標本Ｓの画像に埃の像が映り込んでしまう可能性があるが、埃抑制機構３５によりダイクロイックミラー１３の反射面１３ａへの埃の付着が抑制されることで、画像に埃の像が映るのを防止し、標本Ｓの高精細な画像を取得することができる。

本実施形態においては、埃抑制機構３５が防塵器３９を備えることとしたが、これに代えて、埃抑制機構３５が、例えば、筐体３７内に配されて筐体３７内の埃を除去する除塵器を備えることとしてもよい。
このようにすることで、除塵器により筐体３７内に埃がほぼ存在しない状態にし、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに埃が付着するのを防ぐことができる。

この場合、除塵器としては、例えば、筐体３７内から吸気して除塵フィルタを介して筐体３７内に排気する空気清浄機、または、静電気除去装置（イオナイザ）やマイナスイオン発生器等のマイナス帯電体を採用することとしてもよい。また、これら空気清浄機とマイナス帯電体を併用することとしてもよい。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る顕微鏡装置について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１は、図３に示すように、埃抑制機構３５が、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに沿って送風する送風装置（送風部）４１を備える点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る顕微鏡装置１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。

送風装置４１は、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａの近傍に配置され、反射面１３ａの近傍を反射面１３ａに沿って送風するようになっている。送風装置４１としては、例えば、ブロア、コンプレッサまたはファン等を採用することができる。本実施形態においては、例えば、未撮像時やディスクユニット７の回転駆動部８が停止しているときに、送風装置４１により送風することが好ましい。

このように構成された顕微鏡装置１によれば、送風装置４１から送られる風によって、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに付着している埃を取り除くとともに、反射面１３ａに埃が付着するのを防ぐことができる。これにより、画像に埃の像が映るのを防止し、標本Ｓの高精細な画像を取得することができる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る顕微鏡装置について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１は、図４および図５に示すように、埃抑制機構３５が、ピンホールアレイディスク２１に設けられたフィン（段差部）４３を有するものである点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る顕微鏡装置１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。

フィン４３は、ピンホールアレイディスク２１のダイクロイックミラー１３に対向する表面に、例えば３つ設けられている。これらフィン４３は、図５に示すように、ピンホールアレイディスク２１の内周端から外周端に亘って、ピンホールアレイディスク２１の表面が回転軸２７回りの回転方向とは反対方向に向かってなだらかに立ち上がって急激に下がる形状を有している。

また、フィン４３は、頂上部分がピンホールアレイディスク２１の内周端から外周端にかけてピンホールアレイディスク２１の回転方向とは反対方向に凸となる円弧状に形成されている。これらフィン４３は、ピンホールアレイディスク２１による回転軸２７回りの回転に伴ってダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに向けて風を発生させることができるようになっている。

このように構成された顕微鏡装置１によれば、ピンホールアレイディスク２１の回転時に、ピンホールアレイディスク２１のフィン４３によって発生する風により、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに付着している埃を取り除くとともに、反射面１３ａに埃が付着するのを防ぐことができる。したがって、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに向けて風を発生させる機構を別途設ける必要が無く、簡素な構成で、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａへの埃の付着を抑制して、標本Ｓの高精細な画像を取得することができる。なお、フィン４３の数は３つ以上でも３つ未満でもよい。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態に係る顕微鏡装置について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１は、図６および図７に示すように、埃抑制機構３５が、ピンホールアレイディスク２１による回転軸２７回りの回転によって発生する風の向きを変更する風向き変更部４５を有するものである点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る顕微鏡装置１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。

風向き変更部４５は、ダイクロイックミラー１３を保持する例えば矩形枠状のホルダ４７に取り付けられる板状部材によって構成されている。ホルダ４７は、図７に示すように、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａとは反対側にホルダ４７の厚さ方向に貫通して励起光および蛍光を通過させる光通過用貫通孔４７ａと、ディスクユニット７の回転軸２７に直交するように、ダイクロイックミラー１３の外側に厚さ方向に交差する方向に貫通して風を通過させる２つの風通過用貫通孔４７ｂを有している。図６および図７に示す例では、ダイクロイックミラー１３を幅方向に挟んだ２ヶ所に、それぞれダイクロイックミラー１３の縁に沿って細長く延びる風通過用貫通孔４７ｂが設けられている。

風向き変更部４５は、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａ側にホルダ４７の厚さ方向に立ち上がって、一方の風通過用貫通孔４７ｂの開口に対向する位置でダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに沿う方向に折れ曲がる形状を有している。

ここで、回転駆動部８によりディスクユニット７を回転軸２７回りに回転させると、図８に示すように、ピンホールアレイディスク２１およびマイクロレンズアレイディスク２５と空気との摩擦および遠心力により、ピンホールアレイディスク２１およびマイクロレンズアレイディスク２５の表面に沿って回転軸２７の径方向に流れる風が発生する。

本実施形態に係る顕微鏡装置１によれば、図７に示すように、ディスクユニット７の回転によって発生してホルダ４７の風通過用貫通孔４７ｂをダイクロイックミラー１３の反射面１３ａ側に通過した風の向きが、風向き変更部４５によってダイクロイックミラー１３の反射面１３ａ近傍を反射面１３ａに沿って流れるように変更される。

したがって、風向き変更部４５により、ピンホールアレイディスク２１の回転によって自然に発生する風を利用して効率的に、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに付着している埃を取り除くとともに、反射面１３ａに埃が付着するのを防ぐことができる。これにより、画像に埃の像が映るのを防止して、標本Ｓの高精細な画像を取得することができる。

本実施形態においては、例えば、図９に示すように、風向き変更部４５を平板状に形成し、ホルダ４７から離間させてダイクロイックミラー１３とピンホールアレイディスク２１との間に、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａと平行に傾けて配置することとしてもよい。

このようにした場合も、風向き変更部４５により、ディスクユニット７の回転軸２７の径方向に流れる風をダイクロイックミラー１３の近傍を反射面１３ａに沿って流れるように風向きを変更することができる。これにより、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに付着している埃を取り除くとともに、反射面１３ａに埃が付着するのを防ぐことができる。

〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態に係る顕微鏡装置について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１は、図１０に示すように、埃抑制機構３５が、励起光をおよび観察光を透過させつつ、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａの周囲の空間を密閉する空間密閉筐体４９を備える点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る顕微鏡装置１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。

空間密閉筐体４９は、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａとピンホールアレイディスク２１との間の励起光および蛍光の光路上に配置される防塵窓（第１透過窓）５１Ａと、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａと検出光学系１５との間の蛍光の光路上に配置される防塵窓（第２透過窓）５１Ｂとを備え、これら防塵窓５１Ａおよび防塵窓５１Ｂとダイクロイックミラー１３の反射面１３ａとの間の空間を密閉するようになっている。

防塵窓５１Ａは、ディスクユニット７の回転軸２７に沿う軸線に対して直交して配され、励起光および蛍光を透過させることができようになっている。防塵窓５１Ｂは、ディスクユニット７の回転軸２７に直交する軸線に対して直交して配され、蛍光を透過させることができるようになっている。これら防塵窓５１Ａおよび防塵窓５１Ｂは、例えば、透明な平行平面基板により形成されている。

このように構成された顕微鏡装置１によれば、空間密閉筐体４９により、励起光および蛍光を遮ることなく、ダイクロイックミラー１３を密閉して反射面１３ａに新たに埃が付着するのを防止することができる。また、防塵窓５１Ａを回転軸２７に対して直交して配置することで、ピンホールアレイディスク２１の回転によって発生する回転軸２７の径方向に流れる風によって、防塵窓５１Ａに付着する埃が除去される。また、防塵窓５１Ｂは、対物レンズ１１の像面から離れた位置に配置されるので、防塵窓５１Ｂに埃が付着することによる画像への影響は小さい。したがって、防塵窓５１Ａおよび防塵窓５１Ｂに埃が付着することによる画像への影響を低減することができる。これにより、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａへの埃の付着を抑制して画像に埃の像が映るのを防止し、標本Ｓの高精細な画像を取得することができる。

本実施形態においては、例えば、図１１に示すように、防塵窓５１Ａを、ピンホールアレイディスク２１の回転軸２７に沿う軸線に対して傾けて配置することとしてもよい。このようにすることで、防塵窓５１Ａにおいてフレアやゴーストが発生するのを抑制することができる。この場合、防塵窓５１Ａは、図１１の紙面に対して直交する軸回りに傾けることとすればよい。

ピンホールアレイディスク２１の回転軸２７に沿う軸線に対して防塵窓５１Ａを傾けて配置することにより励起光の光軸がシフトする場合は、図１１に示すように、ディスクユニット７における励起光の透過光量が最大となるように、励起光の光軸の傾きに合わせてディスクユニット７の設置角度を調整することとしてもよい。

本実施形態においては、平行平面基板からなる防塵窓５１Ａおよび防塵窓５１Ｂの両面に可視域ＡＲコート（反射防止コート、図示略）を施すこととしてもよい。
このようにすることで、可視域ＡＲコートにより、防塵窓５１Ａおよび防塵窓５１Ｂにおいてフレアやゴーストの発生を抑制するとともに、防塵窓５１Ａおよび防塵窓５１Ｂの表面を清掃し易くすることができる。

また、本実施形態においては、図１２に示すように、防塵窓５１Ｂをリレー光学系２９のレンズ３０Ａにより構成することとしてもよい。
このようにすることで、防塵窓５１Ｂとして、蛍光をリレーするリレー光学系２９とは別の部材を別途用意する必要が無く、フレアやゴーストの発生を抑制することができる。

また、本実施形態においては、防塵窓５１Ｂがバリアフィルタからなることとしてもよい。
このようにすることで、防塵窓５１Ｂにより、蛍光と共に標本Ｓから戻る励起光を除去するとともに、フレアやゴーストの発生を抑制することができる。

また、本実施形態においては、空間密閉筐体４９が、ダイクロイックミラー１３に着脱可能に形成されていることとしてもよい。
このようにすることで、ダイクロイックミラー１３から空間密閉筐体４９を取り外すことにより、防塵窓５１Ａおよび防塵窓５１Ｂの清掃を容易にするとともに、ダイクロイックミラー１３の着脱や交換を容易にすることができる。

また、本実施形態においては、図１３に示すように、分離素子として、光源３からの励起光が入射される入射面５３ａと、入射面５３ａから入射された励起光を透過し蛍光を反射するダイクロイックコート（図示略）が施された反射面（分離面）５３ｂとを有する第１三角プリズム５３を用いることとしてもよい。

また、埃抑制機構３５が、第１三角プリズム５３の反射面５３ｂに接合されて反射面５３ｂを介して励起光が入射される接合面５５ａと、接合面５５ａから入射された励起光を射出する一方、標本Ｓからの蛍光が入射される出入射面５５ｂと、第１三角プリズム５３の反射面５３ｂにより反射された蛍光を射出する射出面５５ｃとを有する第２三角プリズム５５より構成されていることとしてもよい。

この場合、第１三角プリズム５３と第２三角プリズム５５とを第１三角プリズム５３の反射面５３ｂを間に挟んで立方体形状となるように接合することすればよい。
このようにすることで、２つの三角プリズム５３，５５により、励起光と蛍光とを分離させつつ、第１三角プリズム５３の反射面５３ｂに埃が付着するのを防止することができる。

〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態に係る顕微鏡装置について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１は、図１４および図１５に示すように、埃抑制機構３５が、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに振動を与える圧電素子等の音波振動子（振動供給部）５７である点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る顕微鏡装置１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。

音波振動子５７は、図１４および図１５に示すようにダイクロイックミラー１３に少なくとも一部が接触していてもよいし、ダイクロイックミラー１３に接触せず、ダイクロイックミラー１３を保持するホルダ４７に固定することとしてもよい。図１５において、符号５９は、音波振動子５７に電力を供給する配線を示している。本実施形態においては、例えば、未撮像時やディスクユニット７の回転駆動部８が停止しているときに、音波振動子５７によりダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに瞬間的に振動を与えることが好ましい。

このように構成された顕微鏡装置１によれば、音波振動子５７によってダイクロイックミラー１３の反射面１３ａが振動されることにより、ダイクロイックミラー１３の反射面１３ａに付着している埃を落とすとともに、反射面１３ａに埃が付着するのを防ぐことができる。これにより、画像に埃の像が映るのを防止し、標本Ｓの高精細な画像を取得することができる。

上記各実施形態においては、ダイクロイックミラー１３だけでなく、ピンホールアレイディスク２１の近傍に配される結像レンズ９やリレー光学系２９にも埃抑制機構３５を設けることとしてもよい。
このようにすることで、結像レンズ９やリレー光学系２９に埃が付着することによる画像への影響も低減することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。

また、上記各実施形態においては、微小開口としてピンホール１９を例示して説明したが、これに代えて、例えば、複数の微小開口が、回転軸２７周りに複数のマイクロレンズ２３と同一パターンで形成された複数のスリットであってもよい。また、上記各実施形態においては、ピンホールアレイディスク２１とマイクロレンズアレイディスク２５とが一体的に構成されてなるディスクユニット７を例示して説明したが、マイクロレンズアレイディスク２５を用いず、ピンホールアレイディスク２１だけを用いることとしてもよい。

１ 顕微鏡装置
８ 回転駆動部
９ 結像レンズ（光学素子）
１１ 対物レンズ
１３ ダイクロイックミラー（分離素子）
１３ａ，５３ｂ 反射面（分離面）
１９ ピンホール（微小開口）
２１ ピンホールアレイディスク（開口ディスク）
２３ マイクロレンズ
２５ マイクロレンズアレイディスク（レンズディスク）
２９ リレー光学系（光学素子）
３５ 埃抑制機構
３７ 筐体
３９ 防塵器
４１ 送風装置（送風部）
４３ フィン（段差部）
４５ 風向き変更部
４９ 空間密閉筐体
５１Ａ 防塵窓（第１透過窓）
５１Ｂ 防塵窓（第２透過窓）
５３ 第１三角プリズム
５３ａ 入射面
５５ 第２三角プリズム
５５ａ 接合面
５５ｂ 出入射面
５５ｃ 射出面
５７ 音波振動子（振動供給部）
Ｓ 標本

Claims (18)

1. 光源から発せられた照明光を標本に照射する一方、前記標本からの観察光を集光する対物レンズと、
   該対物レンズの像面に配置され、前記対物レンズに入射させる前記照明光の光束を制限する複数の微小開口を備える開口ディスクと、
   該開口ディスクを中心軸回りに回転可能な回転駆動部と、
   前記像面の近傍に配され、前記対物レンズにより集光されて前記照明光の光路を戻る前記観察光を前記照明光から分離させる分離面を有する分離素子と、
   該分離素子の前記分離面への埃の付着を抑制する埃抑制機構とを備える顕微鏡装置。
2. 前記埃抑制機構が、前記開口ディスクおよび前記分離素子を密閉状態に覆う筐体と、該筐体内に配され該筐体内を陽圧にすると共に埃の侵入を防止する防塵器とを備える請求項１に記載の顕微鏡装置。
3. 前記埃抑制機構が、前記開口ディスクおよび前記分離素子を密閉状態に覆う筐体と、該筐体内に配され該筐体内の埃を除去する除塵器とを備える請求項１に記載の顕微鏡装置。
4. 前記埃抑制機構が、前記分離素子の前記分離面の近傍において該分離面に沿って送風する送風部を備える請求項１に記載の顕微鏡装置。
5. 前記埃抑制機構が、前記開口ディスクの前記分離素子に対向する表面に設けられた段差部を有し、該段差部により、前記開口ディスクによる前記中心軸回りの回転に伴って前記分離素子の前記分離面に向けて風を発生させる請求項１に記載の顕微鏡装置。
6. 前記埃抑制機構が、前記開口ディスクによる前記中心軸回りの回転によって発生する風の通路を前記分離素子の前記分離面の近傍を通りかつ該分離面に沿う向きに変更する風向き変更部を有する請求項１に記載の顕微鏡装置。
7. 前記埃抑制機構が、前記分離素子の前記分離面と前記開口ディスクとの間に配置され前記照明光および前記観察光を透過させる第１透過窓と、前記分離素子の前記分離面と前記観察光を検出する検出光学系との間に配置され前記観察光を透過させる第２透過窓とを有し、これら第１透過窓および第２透過窓と前記分離素子の前記分離面との間の空間を密閉する空間密閉筐体を備える請求項１に記載の顕微鏡装置。
8. 前記第１透過窓が、前記中心軸に沿う軸線に対して直交してまたは傾いて配置されている請求項７に記載の顕微鏡装置。
9. 前記第２透過窓が、前記中心軸に直交する軸線に対して直交してまたは傾いて配置されている請求項７または請求項８に記載の顕微鏡装置。
10. 前記第１透過窓および前記第２透過窓が、平行平面基板であり、両面に反射防止コートが施されている請求項７から請求項９のいずれかに記載の顕微鏡装置。
11. 前記第２透過窓が、前記観察光をリレーするレンズからなる請求項７から請求項１０のいずれかに記載の顕微鏡装置。
12. 前記第２透過窓がバリアフィルタからなる請求項７から請求項１０のいずれかに記載の顕微鏡装置。
13. 前記空間密閉筐体が、前記分離素子に着脱可能に形成されている請求項７から請求項１２のいずれかに記載の顕微鏡装置。
14. 前記分離素子が、前記光源からの前記照明光が入射される入射面と、該入射面から入射された前記照明光を透過し前記観察光を反射するダイクロイックコートが施された前記分離面とを有する第１三角プリズムにより構成され、
    前記埃抑制機構が、前記第１三角プリズムの前記分離面に接合され該分離面を介して前記照明光が入射される接合面と、該接合面から入射された前記照明光を射出する一方、前記標本からの前記観察光が入射される出入射面と、前記第１三角プリズムの前記分離面により反射された前記観察光を射出する射出面とを有する第２三角プリズムにより構成されている請求項１に記載の顕微鏡装置。
15. 前記埃抑制機構が、前記分離素子の前記分離面に振動を与える振動供給部を備える請求項１に記載の顕微鏡装置。
16. 前記開口ディスクに近接して配置され、前記照明光および／または前記観察光を透過させる光学素子を備え、
    前記埃抑制機構が、さらに、前記光学素子への埃の付着を抑制する請求項１から請求項１５のいずれかに記載の顕微鏡装置。
17. 前記開口ディスクの前記微小開口が、ピンホールまたはスリットである請求項１から請求項６のいずれかに記載の顕微鏡装置。
18. 前記開口ディスクに対して前記中心軸に沿う方向に間隔を空けて配され、前記光源からの前記照明光を前記微小開口に集光可能な複数のマイクロレンズが中心軸周りに複数の前記微小開口と同一パターンでアレイ状に配置されたレンズディスクを備え、
    前記回転駆動部が、前記開口ディスクと前記レンズディスクとを一体的に回転させる請求項１から請求項１７のいずれかに記載の顕微鏡装置。

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