JP4154641B2 - Confocal light scanner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡に搭載する共焦点光スキャナに関し、詳しくは共焦点スキャナの肉眼観察部の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5に従来の共焦点顕微鏡の要部の一例を示す。図5(a)は側面図、図5(b)は正面図である。なお、同図において特定箇所は断面で示してある。
共焦点光スキャナ20は、円筒状のカメラポート11を介して顕微鏡10に連結され、カメラポート11の円筒内を通して共焦点光スキャナ20からの入射光および顕微鏡10からの戻り光が通過できるようになっている。
【0003】
共焦点光スキャナ20は、ピンホ−ル基板21を回転させ、このピンホ−ル基板を通過した光源(図示せず)からの照射光を顕微鏡10の対物レンズ(図示せず)を介して試料(図示せず)に照射し走査する。なお、照射光を効率良く利用するために、多数のマイクロレンズをピンホールと同一のピッチで配列したマイクロレンズ基板22をピンホール基板21と連結して一体的に回転できるようにしている。
【0004】
顕微鏡10からの戻り光は、ダイクロイックミラー(またはビームスプリッタ)DMおよび第1のミラーM1でそれぞれ反射し、顕微鏡10の光軸と並行な光軸上を進む。その後第2のミラーM2で反射し、第2のレンズL2に入射する。オペレータは接眼レンズL3を介して第2のレンズL2による結像(試料面の像)を肉眼で観測することができる。
【0005】
また、共焦点光スキャナ20には、観察像を撮影するためのカメラ30が搭載されており、第2のミラーM2と第2のレンズL2の光路中に配置された第3のミラーM3により第2のミラーM2からの光を反射し、レンズLCによりカメラ30の受光面に結像させている。
【0006】
なお、この第3のミラーM3は、図5(b)に示すように切換レバー24に連結されていて手動により水平方向に移動できるように形成されている。切換レバー24を右方へスライドさせるとミラーM3が光路中にセットされ、カメラ撮影のみが可能となる(この状態をカメラモードという)。切換レバー24を左方へスライドさせればミラーM3は光路から外れ、カメラ撮影が不可能となり、肉眼での単眼観察(この状態を単眼モードという)が可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の共焦点顕微鏡では、次のような課題があった。
(1)接眼レンズL3が1個のため単眼での観察しかできず、観察は容易でない。特に、長時間の観察では疲労が大となる。
(2)市販の双眼ユニットを取り付ければ両眼での観察は可能であるが、通常双眼ユニットは大きくその組み込みに困難を伴う。また、双眼ユニットを採用すると、光量が半分以下に低下してしまうばかりでなく、眼幅調整のための機構が大きくなるという欠点もある。
【0008】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、カメラモード、単眼モード、両眼モードを簡単な操作で容易に切換えて観察することのできると共に、眼幅調整も結像に影響を与えることなく容易に行える共焦点光スキャナを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項1の発明は、顕微鏡に搭載され、共焦点像を接眼レンズまたはカメラへ伝達する無限遠結合形リレー光学系内に、単眼とカメラとの光路切換えを行う切換え機構を具備する共焦点光スキャナにおいて、前記切換え機構と一体化され、光路切換えにより、一方が前記単眼を兼ねる双眼の左右の接眼レンズへ共焦点像を伝達する分岐機構と、この分岐機構からの光が入射され、前記接眼レンズまでの光路の一方が一体化されて左右に移動可能とされる眼幅調整機構とを有したことを特徴とする。
【0010】
このような構成により、容易に両眼で試料像を観測できると共に、眼幅調整も無限系の平行部を巧みに利用した結果結像にほとんど影響を与えないで眼幅調整を簡単に行うことができるという効果を奏する。
【0011】
この場合、請求項2のように、切換え機構はスライドまたは回転ターレット式の機構を採用し、その操作性を良くしている。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。本発明は、共焦点像を接眼レンズまたはカメラへ伝達する無限遠結合形リレー光学系の平行光領域に、双眼の左右の接眼レンズへの分岐機構と眼幅調整機構を備える。
【0013】
図1は本発明に係る共焦点光スキャナの一実施例を示す要部構成図であり、同図(a)は側面図、同図(b)は正面図、同図(c)は上面図である。なお、図1(a)と図1(c)は断面図である。
【0014】
図1において図5と同等部分には同一符号を付し、その説明は省略する。切換レバー24には、図1(c)のように、ミラー取付部材25が連結されていて、切換レバー24をスライドさせることにより、A,B,Cの3位置を第2のミラーM2の反射光軸上に一致させることができるようになっている。
なお、切換えレバー、ミラー取付部材の部分を、ここでは、接眼レンズまたはカメラポートへの光路切換えを行う切換え機構と呼ぶ。
【0015】
ミラー取付部材25のA位置に相当するところには第3のミラーM3、C位置に相当するところにはビームスプリッタ(またはハーフミラー)M4がそれぞれ取り付けられ、B位置に相当するところには光路を遮るものは何もなく第2のミラーM2からの光が素通りできるようなっている。
【0016】
切換レバー24によりミラー取付部材25のC位置を光軸上に位置決めした場合には、第2のミラーM2からの光はビームスプリッタM4に入射される。
ビームスプリッタM4で分岐された一方の光(透過光)は、第5のミラーM5と第6のミラーM6でそれぞれ反射し光軸が左方にずれてレンズL4Lに導かれる。
他方、ビームスプリッタM4で反射した光は、第7のミラーM7で反射し、光軸が第2のミラーM2の光軸から右方にずれて、レンズL4Rに導かれる。
【0017】
このようにして、第2のミラーM2からの光は分岐されてレンズL4LとL4Rに導かれ、その結像を左眼用の接眼レンズL4Lと右眼用の接眼レンズL4Rを介して両眼で観察することができる。このような配置は、いわゆる両眼モードと呼ばれる。
【0018】
なお、第7のミラーM7と、レンズL4Rおよび接眼レンズL8Rからなる部分77は一体的に左右に移動できるように形成されており、これにより眼幅調整すなわち接眼レンズL8LとL8R間の距離を調節することができる。この場合、第2ミラーM2からレンズL4Lまでは無限系であり、左右に移動しても実質上結像に影響を与えない。
【0019】
図2は単眼モードのときの配置図であり、ミラー取付部材25のB位置を光軸上に一致させた場合である。第2のミラーM2の反射光はミラー取付部材25を素通りして第5のミラーM5で反射し、更に第6のミラーM6で反射した後レンズL4Lに導かれる。レンズL4Lにより生じた結像は接眼レンズL8Lで観察することができる。
【0020】
図3はカメラモードの場合の配置図であり、ミラー取付部材25のA位置を光軸上に一致させた場合である。第2のミラーM2の反射光は第3のミラーM3で反射し、レンズLC(図示せず)によりカメラ30の受光面に結像する。
【0021】
以上のように、切換レバー24を操作してミラー取付部材25の位置を切換えることにより、容易に両眼モード、単眼モード、カメラモードを選択して試料像を観察することができる。
【0022】
なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【0023】
例えば、単眼モードでは左眼で観測する構成としているが、図4に示すように右眼で観測できるような構成とすることも可能である。例えば、ミラー取付部材25におけるミラーM3とビームスプリッタM4、ミラーM5とM6,ミラーM7の各配置を図1(c)とは左右が反転した配置とする。
【0024】
また、簡易版として単眼モードはなくてもよい。
また、レンズL1からレンズL2までの間隔を、L1,L2の焦点距離f1,f2の和(f1+f2)に等しくすると、テレセントリックとなり、周辺部まで明るい画像が得られる。
【0025】
また、眼幅調整は左眼用の光学系で行うようにしてもよい。
また、ビームスプリッタM4はハーフミラーだけでなく、ダイクロイックミラーとしてもよい。その場合、例えば、左眼では細胞核を赤色で、右眼では特定蛋白を緑色で観察するなどの応用が可能となる。また、このとき接眼レンズの代わりにカメラを設置すれば、2色の画像測定も可能となる。
【0026】
また、切換レバーは実施例では左右の直線運動でスライドする構造であるが、これに限らず回転ターレットで切換えるような構造としてもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、簡単な操作でカメラモード、単眼モード、両眼モードに容易に切換えることができ、また両眼モードにおいては実質上結像に影響を与えることなく眼幅調整ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る共焦点光スキャナの一実施例を示す要部構成図である。
【図2】単眼モードのときの配置図である。
【図3】カメラモードの場合の配置図である。
【図4】単眼モードのときの他の配置図である。
【図5】従来の共焦点光スキャナの一例を示す要部構成図である。
【符号の説明】
20 共焦点光スキャナ
21 ピンホール基板
22 マイクロレンズ基板
24 切換えレバー
25 ミラー取付部材
30 カメラ
DM ダイクロイックミラー
M1,M2,M3,M5,M6,M7 ミラー
M4 ビームスプリッタ
L1,L2,L3,LC,L4L,L4R レンズ
L8L,L8R 接眼レンズ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a confocal optical scanner mounted on a microscope, and more particularly to an improvement of a naked eye observation unit of a confocal scanner.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 shows an example of a main part of a conventional confocal microscope. FIG. 5A is a side view and FIG. 5B is a front view. In addition, the specific location is shown with the cross section in the same figure.
The
[0003]
The confocal
[0004]
Return light from the
[0005]
In addition, the confocal
[0006]
The third mirror M3 is connected to the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, such a conventional confocal microscope has the following problems.
(1) Since there is only one eyepiece lens L3, only observation with a single eye is possible, and observation is not easy. In particular, fatigue becomes large in long-time observation.
(2) Although it is possible to observe with both eyes if a commercially available binocular unit is attached, the binocular unit is usually large and difficult to incorporate. In addition, when the binocular unit is employed, not only the light amount is reduced to half or less, but also there is a disadvantage that a mechanism for adjusting the eye width becomes large.
[0008]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is possible to easily switch and observe a camera mode, a monocular mode, and a binocular mode with a simple operation, and the eye width adjustment also affects the image formation. It is an object of the present invention to provide a confocal optical scanner that can be easily performed.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the invention of
[0010]
With such a configuration, the sample image can be easily observed with both eyes, and the eye width can be easily adjusted with little effect on image formation as a result of skillfully using the infinite parallel part. There is an effect that can be.
[0011]
In this case, as in
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention includes a branching mechanism for binocular left and right eyepieces and an eye width adjustment mechanism in a parallel light region of an infinitely coupled relay optical system that transmits a confocal image to an eyepiece lens or a camera.
[0013]
FIG. 1 is a main part configuration diagram showing an embodiment of a confocal optical scanner according to the present invention, where FIG. 1 (a) is a side view, FIG. 1 (b) is a front view, and FIG. 1 (c) is a top view. It is. 1A and 1C are cross-sectional views.
[0014]
In FIG. 1, the same components as those in FIG. As shown in FIG. 1C, a
The portion of the switching lever and mirror mounting member is referred to herein as a switching mechanism that switches the optical path to the eyepiece lens or camera port.
[0015]
A third mirror M3 is mounted at a position corresponding to the A position of the
[0016]
When the C position of the
One light (transmitted light) branched by the beam splitter M4 is reflected by the fifth mirror M5 and the sixth mirror M6, respectively, and the optical axis is shifted leftward and guided to the lens L4L.
On the other hand, the light reflected by the beam splitter M4 is reflected by the seventh mirror M7, the optical axis is shifted rightward from the optical axis of the second mirror M2, and is guided to the lens L4R.
[0017]
In this way, the light from the second mirror M2 is branched and guided to the lenses L4L and L4R, and the image is formed with both eyes via the eyepiece L4L for the left eye and the eyepiece L4R for the right eye. Can be observed. Such an arrangement is called a so-called binocular mode.
[0018]
The seventh mirror M7 and the
[0019]
FIG. 2 is a layout diagram in the monocular mode, in which the position B of the
[0020]
FIG. 3 is a layout diagram in the case of the camera mode, in which the A position of the
[0021]
As described above, by operating the switching
[0022]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes many changes and modifications without departing from the essence thereof.
[0023]
For example, while the monocular mode is configured to observe with the left eye, it may be configured to allow observation with the right eye as shown in FIG. For example, each arrangement of the mirror M3 and the beam splitter M4, the mirrors M5 and M6, and the mirror M7 in the
[0024]
Moreover, the monocular mode may not be provided as a simplified version.
Further, when the distance from the lens L1 to the lens L2 is equal to the sum (f1 + f2) of the focal lengths f1 and f2 of L1 and L2, it becomes telecentric and a bright image is obtained up to the peripheral part.
[0025]
Further, the eye width adjustment may be performed by an optical system for the left eye.
The beam splitter M4 may be a dichroic mirror as well as a half mirror. In that case, for example, the left eye can observe the cell nucleus in red, and the right eye can observe the specific protein in green. At this time, if a camera is installed instead of the eyepiece, two-color image measurement can be performed.
[0026]
In addition, the switching lever has a structure that slides by a left and right linear motion in the embodiment, but is not limited thereto, and may be a structure that is switched by a rotating turret.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to easily switch between the camera mode, the monocular mode, and the binocular mode with a simple operation, and in the binocular mode, the eye width is substantially affected without affecting the image formation. There is an effect that adjustment is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the main part of an embodiment of a confocal optical scanner according to the present invention.
FIG. 2 is a layout diagram in a monocular mode.
FIG. 3 is a layout diagram in the case of a camera mode.
FIG. 4 is another arrangement diagram in the monocular mode.
FIG. 5 is a main part configuration diagram showing an example of a conventional confocal optical scanner.
[Explanation of symbols]
20 confocal
Claims (2)
前記切換え機構と一体化され、光路切換えにより、一方が前記単眼を兼ねる双眼の左右の接眼レンズへ共焦点像を伝達する分岐機構と、
この分岐機構からの光が入射され、前記接眼レンズまでの光路の一方が一体化されて左右に移動可能とされる眼幅調整機構と
を有したことを特徴とする共焦点光スキャナ。In a confocal optical scanner equipped with a microscope and equipped with a switching mechanism for switching an optical path between a monocular and a camera in an infinitely coupled relay optical system that transmits a confocal image to an eyepiece lens or a camera .
A branching mechanism that is integrated with the switching mechanism and transmits a confocal image to the binocular left and right eyepieces , one of which serves as the monocular by switching the optical path ;
A confocal light having an eye-width adjusting mechanism that allows light from this branching mechanism to enter and one side of the optical path to the eyepiece lens to be integrated and movable left and right Scanner.
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