JP4790248B2 - Observation device and fluorescence observation device - Google Patents
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Description
この発明は、顕微鏡観察装置等の観察装置および蛍光観察装置に関するものである。 The present invention relates to an observation apparatus such as a microscope observation apparatus and a fluorescence observation apparatus.
従来、顕微鏡観察装置として、特許文献1に示すものが知られている。この顕微鏡観察装置は、試料に対向配置される対物レンズと、CCDカメラ等の撮像手段に拡大像を結像させる結像レンズと、これら対物レンズと結像レンズとの間に挿脱可能に配置され、所定の倍率範囲にわたって連続的に倍率を変更可能な変倍リレーレンズとを備えている。 Conventionally, what is shown to patent document 1 is known as a microscope observation apparatus. This microscope observation apparatus is disposed so as to be detachable between an objective lens disposed opposite to a sample, an imaging lens that forms an enlarged image on an imaging means such as a CCD camera, and the objective lens and the imaging lens. And a variable magnification relay lens capable of continuously changing the magnification over a predetermined magnification range.
この顕微鏡観察装置によれば、対物レンズと結像レンズとを固定して、それらの間にアフォーカル変倍リレーレンズを挿脱しても撮像面の同焦位置の変化がなく、変倍による像の劣化が少なく、操作性や性能を向上することができる。
しかしながら、従来の顕微鏡観察装置は、アフォーカル変倍リレーレンズの変倍によって観察倍率を変更するものであるため、広い倍率範囲にわたる変倍が困難である。すなわち、小さい倍率から大きい倍率まで、同一の対物レンズおよび結像レンズを使用しているため、小さい倍率の場合には開口数が過度に小さくなって解像度が低下してしまう不都合がある。 However, since the conventional microscope observation apparatus changes the observation magnification by changing the magnification of the afocal variable magnification relay lens, it is difficult to change the magnification over a wide magnification range. That is, since the same objective lens and imaging lens are used from a small magnification to a large magnification, there is a disadvantage that the numerical aperture becomes excessively small and the resolution is lowered at a small magnification.
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、倍率を小さくしても開口数を過度に小さくすることなく、高い解像度で画像を取得することができ、観察精度を向上することができる観察装置および蛍光観察装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even if the magnification is reduced, an image can be acquired with a high resolution without excessively reducing the numerical aperture, and the observation accuracy can be improved. An object of the present invention is to provide an observation device and a fluorescence observation device.
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。
本発明は、励起光または照明光をステージに載置された試料に照射する光源と、ステージに対向配置され、試料からの蛍光または反射光を集光する倍率の異なる複数の対物レンズと、各対物レンズと組み合わせて使用され、各対物レンズの試料上の像を結像させる倍率の異なる複数の結像レンズと、各結像レンズにより結像された試料上の像を撮像する撮像手段と、各対物レンズを切り替えて光軸上に配置する対物レンズ切替機構と、各結像レンズを切り替えて前記光軸上に配置する結像レンズ切替機構と、高倍率の前記対物レンズおよび高倍率の前記結像レンズが組み合わせられて前記光軸上に配置されたときに、前記光源からの励起光または照明光を前記試料の上方から前記光軸に沿って照射する落射同軸照明に切り替え、低倍率の前記対物レンズおよび低倍率の前記結像レンズが組み合わせられて前記光軸上に配置されたときに、前記光源からの励起光または照明光を前記光軸に対して傾斜する方向から前記試料に照射する偏射照明に切り替える照明切替手段とを備える観察装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention includes a light source for irradiating excitation light or illumination light to the sample placed on the stage, is opposed to the stage, and the fluorescent or different objective magnifications of the reflected light for focusing light from the sample, the be used in combination with the objective lens, and a plurality of imaging lenses having different magnifications for forming an image on a sample of each of the objective lens, imaging means for imaging an image on the sample that are imaged by the imaging lens, an objective lens switching mechanism you arranged on the optical axis by switching the objective lens, and Ruyuizo lens switching mechanism be disposed on the optical axis by switching each imaging lens, the objective lens and the high magnification of the high magnification When the imaging lens is combined and disposed on the optical axis, the excitation light or illumination light from the light source is switched to epi-axial illumination that irradiates the sample along the optical axis from above the sample. Magnification of said When the object lens and the low-magnification imaging lens are combined and disposed on the optical axis, the sample is irradiated with excitation light or illumination light from the light source from a direction inclined with respect to the optical axis. An observation device is provided that includes illumination switching means for switching to oblique illumination .
この発明によれば、光源から発せられた励起光または照明光が試料に向けて照射されると、試料において発せられた蛍光または反射光が対物レンズに入射されて集光されるとともに、結像レンズに入射されることにより結像されて撮像手段によって撮像される。試料の像を倍率を変えて観察したい場合には、対物レンズ切替機構を作動させることにより対物レンズが切り替えられる。そして、結像レンズ切替機構を作動させることにより、対物レンズに適合する結像レンズを選択することが可能となる。その結果、低倍率の場合においても開口数を過度に小さくしてしまうことがなく、高い解像度で画像を取得することが可能となる。
そして、高倍率の前記対物レンズおよび高倍率の前記結像レンズが組み合わせられて前記光軸上に配置されたときに照明切替手段が落射同軸照明に切り替えることで、高精細な高倍率の観察を行うことができ、低倍率の前記対物レンズおよび低倍率の前記結像レンズが組み合わせられて前記光軸上に配置されたときに照明切替手段が偏射照明に切り替えることで、照明光の経路を試料から戻る戻り光の経路から分離して、低倍率の観察を行うことができる。この場合には、照明光を対物レンズに通過させずに済み、対物レンズにおける自家蛍光の発生を低減することができ、その結果、コントラストのよい画像を取得することができる。
According to the present invention, when the excitation light or illumination light emitted from the light source is irradiated toward the sample, the fluorescence or reflected light emitted from the sample is incident on the objective lens to be condensed and imaged. An image is formed by being incident on the lens and is imaged by the imaging means. When it is desired to observe the image of the sample while changing the magnification, the objective lens is switched by operating the objective lens switching mechanism. Then, by operating the imaging lens switching mechanism, it is possible to select an imaging lens suitable for the objective lens. As a result, even at a low magnification, the numerical aperture is not excessively reduced, and an image can be acquired with a high resolution.
Then, when the high-magnification objective lens and the high-magnification imaging lens are combined and placed on the optical axis, the illumination switching means switches to epi-axial illumination, so that high-definition and high-magnification observation is possible. When the low-magnification objective lens and the low-magnification imaging lens are combined and placed on the optical axis, the illumination switching unit switches to the oblique illumination, thereby changing the path of the illumination light. It is possible to perform observation at a low magnification by separating from the return light path returning from the sample. In this case, it is not necessary to pass the illumination light through the objective lens, and the generation of autofluorescence in the objective lens can be reduced. As a result, an image with good contrast can be acquired.
上記発明においては、前記照明切替手段が、試料を照明する照明光をリレーするリレー光学系と、前記結像レンズに保持され、前記光源からの照明光を前記リレー光学系に向けて偏向する反射部材とを有することとしてもよい。
このようにすることで、照明光の経路を試料から戻る戻り光の経路から分離することができる。したがって、照明光を対物レンズに通過させずに済み、対物レンズにおける自家蛍光の発生を低減することができ、その結果、コントラストのよい画像を取得することができる。また、例えば、照明光が励起光で戻り光が蛍光の場合、励起光と蛍光とを分離するダイクロイックミラーが小さくて済み、安価な照明システムを提供することができる。
In the above invention, the illumination switching means is a relay optical system that relays the illumination light that illuminates the sample, and a reflection that is held by the imaging lens and deflects the illumination light from the light source toward the relay optical system. It is good also as having a member.
In this way, the illumination light path can be separated from the return light path returning from the sample. Therefore, it is not necessary to pass illumination light through the objective lens, and generation of autofluorescence in the objective lens can be reduced. As a result, an image with good contrast can be acquired. For example, when the illumination light is excitation light and the return light is fluorescence, a dichroic mirror that separates the excitation light and fluorescence can be small, and an inexpensive illumination system can be provided.
また、上記発明においては、前記照明切替手段が、前記試料を照明する照明光をリレーするリレー光学系と、複数のダイクロイックミラーおよび光源からの照明光を前記リレー光学系に向けて偏向する反射部材を保持して選択的に光源に対向配置させる回転ターレットとを有することとしてもよい。
このようにすることで、観察方法に合わせて、同軸照明と偏射照明とを自由に切り替え可能な照明システムを提供することができる。
In the above invention, the illumination switching means relays the illumination light that illuminates the sample, and a reflecting member that deflects the illumination light from the plurality of dichroic mirrors and the light source toward the relay optical system. It is good also as having a rotation turret which hold | maintains and selectively arrange | positions facing a light source.
By doing in this way, the illumination system which can freely switch between coaxial illumination and incident illumination according to the observation method can be provided.
また、上記発明においては、前記リレー光学系が、対物レンズまたは対物レンズ切替機構に保持されていることとしてもよい。
このようにすることで、各対物レンズの観察範囲を無駄なく照明することができ、効率のよい照明システムを実現することができる。
In the above invention, the relay optical system may be held by an objective lens or an objective lens switching mechanism.
By doing in this way, the observation range of each objective lens can be illuminated without waste, and an efficient illumination system can be realized.
さらに、上記発明においては、前記リレー光学系が、光源からの照明光を2以上に分割し、分割された2以上の照明光を標本に対して別々の方向から照射することが好ましい。
このようにすることで、試料にできる影の発生を低減でき、コントラストのよい観察像を取得可能な照明システムを実現することができる。
Furthermore, in the said invention, it is preferable that the said relay optical system divides the illumination light from a light source into 2 or more, and irradiates the divided 2 or more illumination light with respect to a sample from a separate direction.
By doing so, it is possible to realize an illumination system that can reduce the generation of shadows on the sample and can acquire an observation image with good contrast.
また、上記発明においては、高倍率の対物レンズと高倍率の結像レンズとが選択されたときに、これら高倍率の対物レンズと高倍率の結像レンズとの間の光軸上に挿入配置されるズーム機構を備えることとしてもよい。
また、上記発明においては、低倍率の対物レンズと低倍率の結像レンズとが選択されたときに、前記ズーム機構が、前記光軸上から取り外し可能に設けられていることが好ましい。
In the above invention, when a high-magnification objective lens and a high-magnification imaging lens are selected, they are inserted on the optical axis between the high-magnification objective lens and the high-magnification imaging lens. A zoom mechanism may be provided.
In the above invention, it is preferable that the zoom mechanism is detachable from the optical axis when a low-magnification objective lens and a low-magnification imaging lens are selected.
高倍率の対物レンズと高倍率の結像レンズとが選択された場合には、開口数を比較的大きく確保できるので、ズーム機構を挿入して倍率を連続的に変更することができる。この場合に、低倍率の対物レンズと低倍率の結像レンズとが選択された場合には、ズーム機構を光軸上から取り外すことにより、開口数を確保する対物レンズと結像レンズとの組合せを採用することができる。ズーム機構のみによって高倍率から低倍率まで倍率を変化させる場合には、低倍率側における開口数が過度に小さくなるため、ズーム機構を取り外すことにより、そのような弊害を防止することができる。 When a high-magnification objective lens and a high-magnification imaging lens are selected, a relatively large numerical aperture can be secured, so that a zoom mechanism can be inserted to continuously change the magnification. In this case, when a low-magnification objective lens and a low-magnification imaging lens are selected, a combination of the objective lens and the imaging lens that secures the numerical aperture by removing the zoom mechanism from the optical axis Can be adopted. When the magnification is changed from a high magnification to a low magnification only by the zoom mechanism, the numerical aperture on the low magnification side becomes excessively small. Therefore, such an adverse effect can be prevented by removing the zoom mechanism.
また、上記発明においては、前記結像レンズの結像位置を調整する同焦調整機構を備えることが好ましい。
組み合わせる結像レンズと対物レンズ、あるいはズーム機構の個体差により、結像レンズによる結像位置が変動した場合に、同焦調整機構の作動により、これを補正して、さらに鮮明な画像を得ることができる。
Moreover, in the said invention, it is preferable to provide the focusing adjustment mechanism which adjusts the image formation position of the said image formation lens.
When the imaging position of the imaging lens fluctuates due to individual differences between the combined imaging lens and objective lens, or zoom mechanism, this is corrected by the operation of the focusing adjustment mechanism to obtain a clearer image. Can do.
また、本発明においては、高倍率の結像レンズに、該結像レンズと前記撮像手段との間の光路を迂回させ、高倍率の結像レンズから撮像手段の像位置までの直線距離を低倍率の結像レンズのそれに一致させる光路迂回手段が設けられていることが好ましい。
結像レンズと対物レンズとは、その後ろ側焦点位置を略一致させた位置関係、すなわち、テレセントリックな位置関係にすることにより、収差等の光学性能を向上することができる。本発明のように、倍率の異なる結像レンズを、上記位置関係を維持したまま切り替えると、焦点距離の相違により高倍率の場合に光路長が長くなる。そこで、光路迂回手段を作動させて、高倍率の結像レンズから撮像手段の像位置までの直線距離を低倍率の結像レンズのそれに一致させることにより、撮像手段を移動させることなく、すべての倍率において鮮明な画像を得ることができる。
In the present invention, the high-magnification imaging lens bypasses the optical path between the imaging lens and the imaging unit, and the linear distance from the high-magnification imaging lens to the image position of the imaging unit is reduced. It is preferable that an optical path detour means is provided to match that of the magnification imaging lens.
Optical performance such as aberration can be improved by making the imaging lens and the objective lens have a positional relationship in which the rear focal positions are substantially coincident, that is, a telecentric positional relationship. If the imaging lenses having different magnifications are switched while maintaining the positional relationship as in the present invention, the optical path length becomes longer at high magnifications due to the difference in focal length. Therefore, by operating the optical path detouring means and matching the linear distance from the high magnification imaging lens to the image position of the imaging means with that of the low magnification imaging lens, all the imaging means can be moved without moving them. A clear image can be obtained at a magnification.
また、上記発明においては、前記光路迂回手段に、その光路長を調整可能な光路長調整手段が設けられていることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記光路迂回手段に、その光軸の傾斜角度を調整可能な角度調整手段が設けられていることが好ましい。
結像レンズを異ならせる場合等に、レンズの個体差により上記光路長や光軸が変動することが考えられるため、光路長調整手段の作動により、光路長を基準となる結像レンズのそれと一致させ、あるいは角度調整手段の作動により、結像レンズの光軸が正確に撮像手段に向かうように角度を調整することができる。
In the above invention, the optical path detouring means may be provided with optical path length adjusting means capable of adjusting the optical path length.
Moreover, in the said invention, it is preferable that the said optical path detour means is provided with the angle adjustment means which can adjust the inclination angle of the optical axis.
When different imaging lenses are used, the optical path length and optical axis may vary due to individual lens differences, so the optical path length is matched with that of the imaging lens used as a reference by operating the optical path length adjustment means. Alternatively, the angle can be adjusted so that the optical axis of the imaging lens is accurately directed to the imaging means by the operation of the angle adjusting means.
また、上記発明においては、前記対物レンズの光軸方向位置を調整する対物同焦調整機構を備えることとしてもよい。
対物同焦調整機構の作動により、対物レンズの前記結像レンズの結像位置と共役な位置を調整することにより、レンズの個体差を補正することができる。
Moreover, in the said invention, it is good also as providing the objective focusing adjustment mechanism which adjusts the optical axis direction position of the said objective lens.
By operating the objective confocal adjustment mechanism, the individual difference between the lenses can be corrected by adjusting the position of the objective lens that is conjugate with the imaging position of the imaging lens.
また、上記発明においては、前記対物レンズ、ズーム機構および結像レンズが、鉛直方向に沿って配置される同一の軸線回りに回転可能に取り付けられていることとしてもよい。このようにすることで、切替機構をコンパクトに構成することができる。 In the above invention, the objective lens, the zoom mechanism, and the imaging lens may be attached so as to be rotatable about the same axis line arranged along the vertical direction. By doing in this way, a switching mechanism can be constituted compactly.
また、上記発明においては、前記対物レンズ、ズーム機構および結像レンズが、鉛直方向に沿って配置される2つ以上の軸線回りに回転可能に取り付けられ、前記対物レンズと前記ズーム機構とが異なる軸線回りに回転可能に取り付けられていることとしてもよい。
倍率の異なる対物レンズは、焦点位置の相違によって光軸方向にずれた位置に配置される。高倍率側の対物レンズは試料に近接して配置することができるが低倍率側の対物レンズは試料から離れた配置される。対物レンズとズーム機構とを異なる軸線回りに回転させることにより、同時に使用されない低倍率側の対物レンズとズーム機構とを光軸方向に干渉する位置に設定することも可能となり、高さ方向にコンパクトに構成することが可能となる。
In the above invention, the objective lens, the zoom mechanism, and the imaging lens are attached to be rotatable about two or more axes arranged along the vertical direction, and the objective lens and the zoom mechanism are different. It is good also as being attached so that rotation around an axis line is possible.
Objective lenses having different magnifications are arranged at positions shifted in the optical axis direction due to differences in focal position. The objective lens on the high magnification side can be arranged close to the sample, but the objective lens on the low magnification side is arranged away from the sample. By rotating the objective lens and zoom mechanism around different axes, it is possible to set the low-magnification side objective lens and zoom mechanism that are not used at the same time to interfere with each other in the optical axis direction, making it compact in the height direction. It becomes possible to comprise.
また、上記発明においては、水平に設置されるベースと、該ベースから鉛直方向に前記軸線に沿って延びる2つ以上の支柱と、これらの支柱の上端に掛け渡される梁部材とを備え、前記撮像手段が、前記梁部材に固定されていることとしてもよい。
このようにすることで、2つ以上の支柱により支持された梁部材に撮像手段を安定して支持させることができ、撮像手段の振動を抑えて、観察精度を向上することができる。
Further, in the above invention, a base installed horizontally, two or more struts extending from the base in the vertical direction along the axis, and a beam member spanned over the upper ends of these struts, Imaging means may be fixed to the beam member.
By doing in this way, an imaging means can be stably supported by the beam member supported by two or more support | pillars, the vibration of an imaging means can be suppressed, and observation accuracy can be improved.
さらに、上記発明においては、前記光軸が、前記2つ以上の支柱の軸線を含む平面から離れた位置に配置されていることが好ましい。このようにすることで、2本以上の支柱を相互に近接して配置することができ、幅方向にコンパクトに構成することが可能となる。 Furthermore, in the said invention, it is preferable that the said optical axis is arrange | positioned in the position away from the plane containing the axis line of the said 2 or more support | pillar. By doing in this way, two or more support | pillars can be arrange | positioned mutually close, and it becomes possible to comprise compactly in the width direction.
また、上記発明においては、前記対物レンズ切替機構、ズーム機構および結像レンズ切替機構が、前記支柱に上方から嵌合されて支柱に固定される筒状の固定ブラケットと、これら対物レンズ切替機構、ズーム機構または結像レンズ切替機構を固定する可動ブラケットと、該可動ブラケットを固定ブラケットに対して水平回転可能に組み付けるベアリングとからなる組立体により、支柱の軸線回りに回転可能に取り付けられていることが好ましい。
このように構成することで、外部で組み立てた組立体の固定ブラケットを支柱に嵌合させて固定することにより、支柱に可動ブラケットを回転可能に支持させることができる。したがって組み立てが容易であり、製造、保守、調整等を容易に行うことができる。
Further, in the above invention, the objective lens switching mechanism, the zoom mechanism, and the imaging lens switching mechanism are fitted to the support column from above and fixed to the support column, and the objective lens switching mechanism, The zoom mechanism or the imaging lens switching mechanism is fixedly mounted around the column axis by an assembly composed of a movable bracket for fixing the zoom mechanism or the imaging lens switching mechanism and a bearing for mounting the movable bracket to the fixed bracket so as to be horizontally rotatable. Is preferred.
By comprising in this way, the movable bracket can be rotatably supported by the support | pillar by fitting and fixing the fixed bracket of the assembly assembled outside to the support | pillar. Therefore, assembly is easy, and manufacture, maintenance, adjustment, and the like can be easily performed.
さらに、上記発明においては、前記ベースが、前記ステージを固定する第1ベースと、該第1ベースの上方に間隔をあけて配置された第2ベースとを備え、これら第1ベースと第2ベースとが間隔部材によって固定されているとともに、該第2ベースに前記支柱が固定されていることが好ましい。
このように構成することで、第2ベースに固定した支柱の間隔とは無関係に間隔部材の間隔寸法を決定することができる。その結果、間隔部材の間隔寸法を大きくしてステージ回りのスペースを確保することにより、試料を取り扱う際の操作性を向上することができる。
また、前記間隔部材を交換可能とすることにより、試料の大きさに合わせて、間隔部材を長さの異なるものに交換し、ステージ回りのスペースを確保することが可能となる。
Furthermore, in the above invention, the base includes a first base that fixes the stage, and a second base that is spaced above the first base, and the first base and the second base. Are fixed by a spacing member, and the column is preferably fixed to the second base.
By comprising in this way, the space | interval dimension of a space | interval member can be determined irrespective of the space | interval of the support | pillar fixed to the 2nd base. As a result, the operability when handling the sample can be improved by increasing the interval dimension of the interval member to ensure a space around the stage.
In addition, by making the spacing member replaceable, it is possible to replace the spacing member with a different length in accordance with the size of the sample and to secure a space around the stage.
さらに、上記発明においては、前記ステージに、試料を固定したトレー部材を位置決め状態に固定可能であることとしてもよい。
このようにすることで、ステージ以外の場所においてトレー部材の上に試料を固定しておき、試料を固定したトレー部材をステージに固定することができる。ステージ回りのスペースは、対物レンズが近接しているため、比較的狭くなりがちであるので、実験小動物等の試料を生きたまま固定する作業を行うには操作性が悪い場合がある。そこで、このような作業を外部で行い、トレー部材をステージに取り付ける作業のみを対物レンズ下で行うことにより、容易に観察準備を行うことができる。
Furthermore, in the said invention, it is good also as fixing the tray member which fixed the sample to the said stage in the positioning state.
By doing in this way, a sample can be fixed on a tray member in places other than a stage, and a tray member which fixed a sample can be fixed to a stage. The space around the stage tends to be relatively narrow because the objective lenses are close to each other. Therefore, there are cases where the operability is poor for performing a work of fixing a sample such as an experimental small animal alive. Therefore, preparation for observation can be easily performed by performing such work outside and performing only the work of attaching the tray member to the stage under the objective lens.
さらに、上記発明においては、前記トレー部材が、透明または光を吸収する材質からなることが好ましい。
このようにすることで、試料の上方から照射する照明光のうち、試料を外れてトレー部材に当たる照明光が、トレー部材を透過しあるいはトレー部材において吸収されるので、迷光として対物レンズ側に戻るのを防止することができる。
Furthermore, in the said invention, it is preferable that the said tray member consists of a material which is transparent or absorbs light.
By doing in this way, among the illumination light irradiated from above the sample, the illumination light that comes off the sample and strikes the tray member passes through the tray member or is absorbed by the tray member, so that it returns to the objective lens side as stray light. Can be prevented.
さらに、上記発明においては、前記撮像手段が交換可能に設けられていることが好ましい。
このようにすることで、試料の種類や観察方法にあわせた撮像手段を選択して使用することができ、観察目的に適した画像を得ることができる。
Furthermore, in the said invention, it is preferable that the said imaging means is provided so that replacement | exchange is possible.
By doing so, it is possible to select and use an imaging means suitable for the type of sample and the observation method, and an image suitable for the purpose of observation can be obtained.
上記発明においては。前記撮像手段が、前記光軸回りに回転可能に設けられていることが好ましい。
撮像手段を光軸回りに回転させることにより、得られる画像の向きを任意に選択することができる。また、撮像手段をモニタに接続してリアルタイムに観察する場合には、モニタ上に映る画像の向きを任意に選択でき、見やすい方向からの観察を行うことが可能となる。
In the above invention. It is preferable that the imaging means is provided so as to be rotatable around the optical axis.
By rotating the imaging means around the optical axis, the orientation of the obtained image can be arbitrarily selected. Further, when observing in real time by connecting the imaging means to a monitor, the direction of the image shown on the monitor can be arbitrarily selected, and observation from an easy-to-see direction can be performed.
また、本発明は、ステージに載置された試料に励起光を照射するレーザ光源と、ステージに対向配置され試料からの蛍光を拡大する、倍率の異なる複数の対物レンズと、各対物レンズと組み合わせて使用され、各対物レンズにより拡大された試料からの蛍光を結像させる結像レンズとを含む複数のレンズ群と、前記結像レンズにより結像された試料からの蛍光を撮像する撮像手段と、前記レンズ群を切り替えるレンズ群切替機構と、高倍率の前記対物レンズおよび高倍率の前記結像レンズが組み合わせられて前記光軸上に配置されたときに、前記光源からの励起光または照明光を前記試料の上方から前記光軸に沿って照射する落射同軸照明に切り替え、低倍率の前記対物レンズおよび低倍率の前記結像レンズが組み合わせられて前記光軸上に配置されたときに、前記光源からの励起光または照明光を前記光軸に対して傾斜する方向から前記試料に照射する偏射照明に切り替える照明切替手段とを備える蛍光観察装置を提供する。 In addition, the present invention is a combination of a laser light source that irradiates a sample placed on a stage with excitation light, a plurality of objective lenses that are arranged opposite to the stage and that expands fluorescence from the sample, and has different magnifications, and each objective lens. A plurality of lens groups including an imaging lens that forms an image of fluorescence from the sample magnified by each objective lens, and an imaging means for imaging fluorescence from the sample imaged by the imaging lens; When the lens group switching mechanism for switching the lens group, the high-magnification objective lens, and the high-magnification imaging lens are combined and arranged on the optical axis, excitation light or illumination light from the light source Is switched to epi-axial illumination that irradiates from above the sample along the optical axis, and the low-magnification objective lens and the low-magnification imaging lens are combined on the optical axis. When it is location, to provide a fluorescence observation apparatus comprising an illumination switching means for switching the excitation light or illumination light from the light source biased illumination irradiating the sample from a direction inclined with respect to the optical axis.
この発明によれば、倍率を変更して観察を行いたい場合に、対物レンズと結像レンズとを含むレンズ群をレンズ群切替機構の作動によって切り替えるので、低倍率の観察を行う場合においても開口数を過度に小さくすることなく明るい蛍光像を得ることができる。
そして、高倍率の前記対物レンズおよび高倍率の前記結像レンズが組み合わせられて前記光軸上に配置されたときに照明切替手段が落射同軸照明に切り替えることで、高精細な高倍率の観察を行うことができ、低倍率の前記対物レンズおよび低倍率の前記結像レンズが組み合わせられて前記光軸上に配置されたときに照明切替手段が偏射照明に切り替えることで、照明光の経路を試料から戻る戻り光の経路から分離して、低倍率の観察を行うことができる。この場合には、照明光を対物レンズに通過させずに済み、対物レンズにおける自家蛍光の発生を低減することができ、その結果、コントラストのよい画像を取得することができる。
According to this invention, when changing the magnification and performing observation, the lens group including the objective lens and the imaging lens is switched by the operation of the lens group switching mechanism. A bright fluorescent image can be obtained without excessively reducing the number.
Then, when the high-magnification objective lens and the high-magnification imaging lens are combined and placed on the optical axis, the illumination switching means switches to epi-axial illumination, so that high-definition and high-magnification observation is possible. When the low-magnification objective lens and the low-magnification imaging lens are combined and placed on the optical axis, the illumination switching unit switches to the oblique illumination, thereby changing the path of the illumination light. It is possible to perform observation at a low magnification by separating from the return light path returning from the sample. In this case, it is not necessary to pass the illumination light through the objective lens, and the generation of autofluorescence in the objective lens can be reduced. As a result, an image with good contrast can be acquired.
上記発明においては、撮像された蛍光にスペクトラルデコンボリューション処理を施す処理手段を備えることとしてもよく、前記処理手段が、スペクトラルブラインドデコンボリューション処理を施すこととしてもよい。 In the said invention, it is good also as providing the process means which performs the spectral deconvolution process to the imaged fluorescence, and the said process means is good also as performing a spectral blind deconvolution process.
本発明によれば、倍率の変更に応じて対物レンズを切り替えるのと同時に、結像レンズも切り替えることができる。特に、試料を低倍率で観察しようとする場合に、対物レンズを低倍率の対物レンズに切り替えるとともに結像レンズも低倍率の結像レンズに切り替えることにより、開口数を過度に小さくすることなく確保し、得られる画像の解像度の低下を抑制して観察精度を向上することができるという効果を奏する。 According to the present invention, the imaging lens can be switched simultaneously with the switching of the objective lens according to the change in magnification. In particular, when observing a sample at a low magnification, the objective lens is switched to a low-magnification objective lens and the imaging lens is also switched to a low-magnification imaging lens to ensure that the numerical aperture is not excessively reduced. In addition, there is an effect that it is possible to improve the observation accuracy by suppressing the decrease in the resolution of the obtained image.
本発明の一実施形態に係る顕微鏡観察装置について、図1〜図15を参照して、以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡観察装置1は、図1に示されるように、マウス等の実験小動物その他の試料Aに照射する光を発生する光源2と、試料Aを載せるステージ3と、試料Aからの戻り光を拡大する対物レンズユニット4a〜4dと、対物レンズユニット4a〜4dにより拡大された試料A上の像を拡大して結像させる結像レンズユニット5a,5bと、結像レンズユニット5a,5bにより結像された試料A上の像を撮像するカメラ(撮像手段)6とを備えている。
A microscope observation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment includes a
ステージ3は、水平に設置されるベース7に設けられている。ベース7は、水平な設置面に設置される第1ベース7aと、該第1ベース7aの上方に間隔をあけて水平に配置される第2ベース7bとを備えている。第1ベース7aと第2ベース7bとの間には、両者間の間隔寸法を決定する複数の間隔部材8が交換可能に配置されている。
The
ステージ3は、第1ベース7a上に設置されており、搭載した試料Aを水平2方向および鉛直方向に移動させることができるようになっている。また、ステージ3には、図2に示されるように、貫通孔3aが設けられており、試料Aを載置したトレイ9を位置決め状態に嵌合させるようになっている。本実施形態において、トレイ9は透明な材質あるいは光を吸収する黒色の部材により構成されている。
The
第2ベース7bは、ステージ3よりも上側に配置されており、ステージ3の全動作範囲にわたって、上方の空間を遮らないように切り欠かれている。また、前記間隔部材8は、ステージ3の周囲に、ステージ3の動作範囲よりも十分に広い間隔をあけて配置されている。これにより、作業者がステージ3上に試料Aを載置する際、あるいはステージ3上の試料を操作する際に、邪魔にならないように広いスペースが形成されている。
The
第2ベース7bの上面からは、2本の支柱10,11が鉛直方向に延びている。2本の支柱10,11の上端は、これらの支柱10,11に掛け渡すように上部プレート(梁部材)12によって連結されている。これにより、第2ベース7b上に、2本の支柱10,11と上部プレート12とからなる門型のフレームが構成されている。
From the upper surface of the
前記対物レンズユニット4a〜4dは、第1の支柱10に、該支柱10の鉛直軸線回りに回転可能に取り付けられたターレット13に取り付けられている。
対物レンズユニット4a〜4dは、このターレット13に、周方向に間隔をあけて固定されている。これらの対物レンズユニット4a〜4dは、図3〜図6に示されるように、相互に倍率の異なるものであって、例えば、焦点距離の短いものから順に、50mm、90mm、180mmおよび300mmの焦点距離を有している。操作者は、必要に応じてターレット13を回転させることにより、所望の焦点距離を有する対物レンズユニット4a〜4dを選択することができるようになっている。これらの図においては、レンズは省略して示している。
The
The
前記結像レンズユニット5a,5bは、第2の支柱11に、該支柱11の鉛直軸線回りに回転可能に取り付けられた2本の第1アーム14の先端にそれぞれ、低倍率用の結像レンズユニット5aと高倍率用の結像レンズユニット5bが取り付けられている。低倍率用の結像レンズユニット5aは75mmの焦点距離を有し、高倍率用の結像レンズユニット5bは210mmの焦点距離を有している。
The
また、第2の支柱11には、高倍率側において倍率を連続的に変更するためのズーム機構15および高倍率観察時に落射照明を行うための照明装置16が、支柱11の鉛直軸線回りにそれぞれ別々に回転可能に取り付けられている。図に示す例では、ズーム機構15は、第2の支柱11に回転可能に取り付けられた第2アーム17の先端に取り付けられている。また、照明装置16は、第2の支柱11に回転可能に取り付けられたブラケット18に固定されている。これら対物レンズユニット4a〜4d、結合レンズユニット5a,5bおよび高倍率の場合におけるズーム機構15を組み合わせたときの総合倍率は、1.26倍〜16.2倍である。
Further, the
これらターレット13、第1アーム14、ブラケット18、第2アーム17は、それぞれ、図7に示されるように、支柱10,11に嵌合される筒状の固定ブラケット19にベアリング20を介して回転可能に取り付けられることにより組立体21を構成している。図7は第2アーム17を例に挙げて説明している。これら組立体21は、上部プレート12を取り外した状態で、第1の支柱10または第2の支柱12の上端から挿入されて、それぞれ所定の位置に配置され、そこで、半径方向から止めネジ22を締結することにより支柱10,11に対して固定ブラケット19を固定し、その位置でそれぞれ水平回転できるようになっている。
The
また、各組立体21は、同じく各支柱10,11の上端から挿入されて、第2ベース7b上面、組立体21上面等に突き当てられることにより位置決めされるスリーブ23の上面に直接、または調整用スペーサ(図示略)を介して突き当てられることにより、上下方向に位置決めされる。すなわち、上部プレート12を取り外した状態の支柱10,11の上端から組立体21およびスリーブ23を挿入して積み重ねるようにして、簡単に位置決め状態に組み立てることができるようになっている。
Also, each
前記カメラ6は、図8に示されるように、上部プレート12に、光軸Cを鉛直下向きに配して固定されている。上部プレート12とカメラ6との間には、吸収フィルタ24が配置されている。吸収フィルタ24は、鉛直軸線回りに回転されるターレット25に複数種類のものが取り付けられており、撮像したい光のみを通過させるようになっている。
As shown in FIG. 8, the
吸収フィルタ24のケーシング26には、図8および図9に示されるように、雌アリ形状部分27aを有する取付孔27が設けられている。カメラ6には、上記取付孔27に挿入して止めネジ28で水平方向に押しつけることにより、雌アリ形状部分27aに係合されるアリ形状のボス部29が設けられている。ボス部29は、先端に向かって外径寸法が広がるテーパ状に形成されており、図9に矢印で示されるように止めネジ28を緩めることによって雌アリ形状部分27aと係合状態を維持したままカメラ6を光軸C回りに回転させることができるようになっている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
カメラ6の光軸Cは、2つの支柱10,11の間に配置されている。光軸の位置は、図11に斜線で示されているように、2つの支柱10,11の軸線間の距離をL、第1の支柱10の軸線を中心とした対物レンズユニット4a〜4dの光軸の回転半径をA、対物レンズユニット4a〜4dの最外形の描く円弧の半径をB、第2の支柱11の軸線を中心とした結像レンズユニット5a,5bおよびズーム機構15の光軸の回転半径をC、これら結像レンズユニット5a,5bおよびズーム機構15の最外形の描く円弧の半径をD、第1の支柱の半径をr1、第2の支柱11の半径をr2として以下の式を満たす範囲に設定された半径Aの円と半径Cの円とが交わる点に配置する。
C<D<L−r1 …(1)
L−C<A<B<L−r2 …(2)
The optical axis C of the
C <D <Lr 1 (1)
L−C <A <B <L−r 2 (2)
本実施形態においては、カメラ6の光軸Cは、この領域内のうち、2つの支柱10,11の軸線を含む平面内に配置されておらず、図10に示されるように、この平面から離れた位置に配置されている。第1の支柱10の軸線回りにターレット13を回転して、任意に選択した対物レンズユニット4a〜4dをカメラ6の光軸Cに一致する位置に配置し、第2の支柱11の軸線回りに第1アーム14を回転して、対物レンズユニット4a〜4dに適合する結像レンズユニット5a,5bを選択してカメラ6の光軸Cに一致する位置に配置することができるようになっている。
In the present embodiment, the optical axis C of the
また、高倍率の対物レンズユニット4dおよび結像レンズユニット5bが選択されたときには、第2の支柱11の軸線回りに第2アーム17を回転して、ズーム機構15をカメラ6の光軸Cに一致する位置に配置することができるようになっている。このとき、対物レンズユニット4d、結像レンズユニット5bおよびズーム機構15は、支柱10,11に干渉することなく回転させることができるとともに、ターレット13やアーム14,17の寸法を小さくすることなく、支柱10,11間距離Lを小さくすることが可能となる。
When the high-magnification
また、一般に対物レンズ4a〜4dと結像レンズ5a,5bとは、それらの後ろ側焦点位置が略一致する位置関係に配置することが光学性能を向上する上で好ましい。本実施形態に係る顕微鏡観察装置1においては、そのような位置関係を達成すると、図12(a)に示されるように、高倍率の対物レンズユニット4aおよび結像レンズユニット5aが選択されたときと、同図(b)に示されるように低倍率の対物レンズユニット4dおよび結像レンズユニット5bが選択されたときとで、各レンズユニットの焦点距離の差により、対物レンズユニット4a〜4dの結像位置から結像レンズユニット5a,5bの結像位置までの距離L1,L2が相違することになる。
In general, it is preferable to arrange the
そこで、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1は、図12(c)に示されるように、結像位置間の距離L1が長い高倍率の結像レンズユニット5aに、光路を屈曲させて迂回させることにより、結像位置間の直線距離L2を低倍率側の距離L2に一致させるプリズム(光路迂回手段)30を備えている。これにより、上部プレート12に固定したカメラ6を移動させること無く、低倍率から高倍率に至るまで、鮮明な画像を撮影することができるようになっている。
Therefore, as shown in FIG. 12C, the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment causes the high-magnification
なお、プリズム30を水平な軸線回りに回転させる回転機構、例えば、モータや調節つまみを設けることにより、プリズム30の製造誤差等の個体差による光軸の傾斜を補正することにしてもよい。
また、図13に示されるように、光路迂回手段として、2個以上のプリズム31,32を組み合わせて構成したものを採用し、プリズム31,32間の距離を矢印の方向に調整する調整機構(図示略)を設けることでプリズム31,32の個体差による光路長の変動を補正することにしてもよい。さらに、図14に示されるように、光路迂回手段として3個のプリズム31,33,34を使用し、迂回させた光路をカメラ6に向かう鉛直光路に戻すように偏向させる最後のプリズム34を水平軸線回りに回転させる回転機構(図示略)を設けることにより、上述した光軸Cの傾斜を補正することにしてもよい。このようにすることで、カメラ6に向かう最後の光路の傾斜のみを調節できるので、光路を複雑に変化させることなく、簡易に精度のよい補正を行うことが可能となる。
Note that the tilt of the optical axis due to individual differences such as manufacturing errors of the
Further, as shown in FIG. 13, an optical path detouring unit that employs a combination of two or
また、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1においては、対物レンズユニット4a〜4dおよび結像レンズユニット5a,5bに、これらレンズユニットの焦点位置を調整する対物同焦機構35および結像同焦機構36が設けられている。
図3〜図5に示される対物レンズユニット4a〜4cの場合は、対物同焦機構35は、ターレット13に設けたネジ孔13aに締結されることにより固定され雌ネジ37aを有する固定ブラケット37と、対物レンズユニット4a〜4cに固定され前記雌ネジ37aに締結される雄ネジ38aを有する可動ブラケット38と、これらのブラケット37,38の相対変位を固定する止めネジ39とから構成されている。
In the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment, the
In the case of the
なお、図6に示される高倍率用の対物レンズユニット4dには、対物同焦機構35は設けられていない。本実施形態の場合には、高倍率用の対物レンズユニット4dと結像レンズユニット5bとの組合せは1通りであるため、対物レンズを異ならせる必要がない。しかしながら、このような対物レンズユニット4dに対物同焦機構を設けてもよく、また、高倍率用の対物レンズユニット4dとして複数の対物レンズユニットを使用する場合には、低倍率の場合と同様の対物同焦機構35を設けることが好ましい。
Note that the
結像同焦機構36は、図15に示されるように、第1アーム14に固定される固定ホルダ40と、該固定ホルダ40に対し水平方向に移動可能に固定される水平調整用ホルダ41と、該水平調整用ホルダ41に対し上下方向に移動可能に固定され結像レンズユニット5a,5bを固定する上下調整用ホルダ42とを備えている。水平調整用ホルダ41は、固定ホルダ40の下面に取り付けられ、固定ネジ43を緩めることで、水平調整用ホルダ41に設けた孔44と固定ネジ43との隙間分だけ水平方向に結像レンズユニット5a,5bを移動させ、固定ネジ43を締結することで、その調整された水平位置に結像レンズユニット5a,5bを位置決めすることができるようになっている。上下調整用ホルダ42は、水平調整用ホルダ41に設けた雌ネジ41aに螺合する雄ネジ42aを有し、雌ネジ41aに対して雄ネジ42aを回転させることで結像レンズユニット5a,5bを上下方向に移動させ、止めネジ45を締結することで結像レンズユニット5a,5bをその調整された上下方向位置に固定することができるようになっている。
As shown in FIG. 15, the
前記照明装置16は、外部に配置された光源2に光ファイバ46によって接続されている。ズーム機構15の上端には照明装置16から発せられた光を鉛直下方に反射して、ズーム機構15、対物レンズユニット4dを介して試料Aに照射させるダイクロイックミラー47が設けられている。また、光源2には、スイッチ48および光ファイバ49を介して試料A全体を照明するための第2の照明装置50がステージ3近くに配置されている。スイッチ48は、ガルバノミラー、あるいはシャッタのような任意の装置でよい。低倍率の対物レンズユニット4aおよび結像レンズユニット5aが選択された場合には、スイッチ48により第2の照明装置50に光が送られ、試料A全体に照射されるようになっている。
The
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡観察装置1の作用について、以下に説明する。
まず、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1を用いて、実験小動物等の試料Aを観察するには、顕微鏡観察装置1の外部においてトレー部材9に試料Aを固定し、試料Aが固定されたトレー部材9をステージ3に設けられた貫通孔3aに嵌合させて位置決めする。この場合に、第1ベース7aと第2ベース7bとの間に十分なスペースが確保されているので、トレー部材9の設置作業を容易に行うことができる。また、ステージ3の作動による試料Aの動作範囲も十分に確保されているので、観察者は、試料Aの観察位置を自由に変更して観察を行うことができる。
The operation of the microscope observation apparatus 1 according to this embodiment configured as described above will be described below.
First, in order to observe the sample A such as an experimental small animal using the microscope observation apparatus 1 according to this embodiment, the sample A is fixed to the
次に、このようにして位置決めされた試料Aを低倍率で観察する場合には、第1の支柱10に取り付けられているターレット13を回転させて低倍率の対物レンズユニット4aをカメラ6の光軸Cに一致する位置に移動させる。低倍率の観察においては、ズーム機構15を使用しないので、図3に示されるように、ターレット13の上方に大きく突出する対物レンズユニット4aを採用でき、これによって、対物レンズの開口数が過度に小さくなるのを防止することができる。
また、第2の支柱11に取り付けられている第1アーム14を回転させて低倍率の結像レンズユニット5aをカメラ6の光軸Cに一致する位置まで移動させる。これにより、低倍率での観察に適した対物レンズユニット4aと結像レンズユニット5aとの組合せが選択される。
Next, when observing the sample A thus positioned at a low magnification, the
Further, the
そして、スイッチ48を第2の照明装置50側に切り替えて、光源2から発せられた光を試料A全体に照射し、試料Aからの戻り光を対物レンズユニット4aおよび結像レンズユニット5aを介してカメラ6に結像させる。この場合において、結像レンズユニット5aには、光路迂回手段としてプリズム30が配置されているので、結像レンズユニット5aを透過した光は、上部プレート12に取り付けられているカメラ6に結像されることになる。
Then, the
また、試料Aの観察倍率を大きくするには、ターレット13を回転させて、他の対物レンズユニット4b〜4dを選択する。この場合に、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1においては、低倍率の対物レンズユニット4a〜4cは3種類用意されているので、結像レンズユニット5aは変更することなく対物レンズユニット4b,4cのみを変更することにより倍率を変更することができる。このようにして対物レンズユニット4a〜4cを変更すると、各レンズユニット4a〜4d,5aの個体差等により、対物レンズの、結像レンズの結像位置と共役な位置が変動する場合があるが、本実施形態によれば、対物同焦調整機構35、結像同焦調整機構36により微調整することにより、精度よく調整されることになる。したがって、どの倍率においても精度よく焦点合わせされた鮮明な画像を得ることができる。
In order to increase the observation magnification of the sample A, the
また、試料Aを高倍率で観察する場合には、まず、ターレット13を回転させて、高倍率の対物レンズユニット4dをカメラ6の光軸Cに一致する位置まで移動させる。これにより、ターレット13上方に突出していた低倍率の対物レンズユニット4a〜4cがカメラ6の光軸Cから取り外された位置に配置される。次いで、低倍率の対物レンズユニット4a〜4cが取り外されたことによりカメラ6の光軸Cの高倍率の対物レンズユニット4dの上方に形成されたスペースに、第2アーム17を回転させることによりズーム機構15を挿入する。また、第1アーム14を回転させることにより、高倍率の結像レンズユニット5bをカメラ6の光軸Cに一致する位置に配置することができる。
これにより、高倍率の観察に適した対物レンズユニット4d、ズーム機構15および結像レンズユニット5bの組合せが構成される。
When observing the sample A at a high magnification, first, the
Thus, a combination of the
このように構成された高倍率のレンズユニット4d,5b,15を用いて試料Aを観察するには、上記と同様にしてステージ3上に載せた試料Aの観察位置を、ステージ3の作動によってカメラ6の光軸Cに一致させる。次いで、スイッチ48の作動により光源2から発せられた光を第1の照明装置16側に送り、ズーム機構15の上端に設けられたダイクロイックミラー47によって偏向して試料Aに向かわせる。ズーム機構15、対物レンズユニット4dを透過して試料Aを照射することにより試料Aから発せられた戻り光は、対物レンズユニット4dにより集光され、さらに試料Aの像がズーム機構15によって拡大され、ダイクロイックミラー47を透過して結像レンズユニット5bによりカメラ6に結像される。観察者は、必要に応じてズーム機構15を作動させ、任意の倍率に設定して観察を行うことができる。またこの際に、任意に選択された吸収フィルタ24を通過させられることにより、所望の波長の光のみがカメラ6によって撮像されることになる。
In order to observe the sample A using the high-
このように、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1によれば、ターレット13の回転により、簡易に対物レンズユニット4a〜4dを切り替えることができるとともに、第1アーム14の回転により、対物レンズユニット4a〜4dに適合する結像レンズユニット5a,5bを選択的に切り替えることができる。これにより、対物レンズユニット4a〜4dのみならず結像レンズユニット5a,5bによっても倍率を変更することができる。また、低倍率の場合に開口数を過度に小さくすることがない。
As described above, according to the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment, the
この場合において、対物レンズユニット4a〜4dと結像レンズユニット5a,5bの組合せを変更するため、レンズユニットの個体差等によって焦点ずれを生ずることが考えられるが、本実施形態によれば、対物レンズユニット4a〜4dおよび結像レンズユニット5a,5bにそれぞれ同焦調節機構35,36が設けられているので、対物レンズおよび結像レンズの転換時に観察像のピントずれがないように対物レンズおよび結像レンズの配置を簡易に補正することができる。
また、焦点距離の長い結像レンズユニット5a、すなわち、高倍率側の結像レンズユニット5aには光路迂回手段30が設けられているので、カメラ6の位置を変更することなく、低倍率から高倍率まで鮮明な画像を得ることができるとともに、試料Aからカメラ6までの直線距離を小さくすることができる。また、光路迂回手段30において同焦調整を行うことにより、結像レンズユニット5bを動かす必要がなく、簡易に調整できるという利点がある。
In this case, since the combination of the
Further, the
また、高倍率側の対物レンズユニット4dと結像レンズユニット5bとの間に配置可能なズーム機構15を備えたので、倍率を連続的に変化させて観察を行うことができる。そして、低倍率の対物レンズユニット4a〜4cと結像レンズユニット5aとを選択するときには、ズーム機構15をカメラ6の光軸Cから外すことができ、開口数の小さくなる低倍率観察時に観察像を明るくすることができる。
なお、この場合に、ズーム機構15のレンズを小さくすることによりズーム機構15を小型化することができる。
In addition, since the
In this case, the
また、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1によれば、第2ベース7b上に設けた2つの支柱10,11回りにズーム機構15と対物レンズユニット4a〜4dとを別々に回転可能に設けたので、同時に使用されることのない低倍率の対物レンズユニット4a〜4cとズーム機構15とを高さ方向に重複する位置に配置することができる。その結果、高さ方向の寸法を短縮して小型化することができるという利点がある。この場合に、2本の支柱10,11の軸線を含む平面から離れた位置にカメラ6の光軸Cを配置することにより、2つの支柱10,11を近接させることができ、幅方向のコンパクト化を図ることができる。
なお、支柱10,11は2本に限定されるものではなく、3本以上でもよい。
Moreover, according to the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment, the
In addition, the support |
なお、低倍率の対物レンズユニット4a〜4cとズーム機構15とを高さ方向に重複する位置に配置したので、レンズユニット切替時に対物レンズユニット4a〜4cとズーム機構15とが干渉することが考えられるが、ズーム機構15の挿脱と、対物レンズユニット4a〜4cの挿脱とを機械的にあるいは電気的に連動させることにより、そのような不都合を解消することとすればよい。また、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1の場合のように、高倍率の対物レンズユニット4dとズーム機構15とが1対1に対応している場合には、高倍率の対物レンズユニット4dの上部にズーム機構15を固定してもよい。
Since the low-magnification
さらに、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1によれば、ターレット13、第1アーム14、第2アーム17および第1の照明装置用ブラケット18のように、支柱10,11に軸線回りに回転可能に取り付けられる部材が、外部において組立体21として構成された後に支柱10,11の上端から積み重ね式に組み付けられる構造を採用しているので、組立性が良好であり、かつ、他のレンズユニットの追加や変更を簡易に行うことができるという利点がある。
Furthermore, according to the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment, like the
また、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1によれば、ベース7が2段構造に構成され、下方の第1ベース7aにステージ3が設けられ、上方の第2ベース7bに支柱10,11が取り付けられているので、2つのベース7a,7b間の間隔部材8を支柱10,11の間隔寸法にかかわらず広い間隔をあけて配置することができる。その結果、ステージ3周りのスペースを広く確保して、試料Aの操作性を向上しながら、支柱10,11間距離を近接させて幅方向のコンパクト化を図ることができる。
Further, according to the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment, the
さらに、間隔部材8を交換可能とすることにより、第1ベース7aに対する第2ベース7bの高さ位置を任意に設定できる。したがって、ステージ3上に載置する試料Aの大きさに合わせて間隔を設定することができる。
また、試料Aを直接ステージ3上に固定するのではなく、ステージ3に固定されるトレー部材9に試料Aを固定したので、試料Aの操作性がさらに良好である。さらに、トレー部材9を透明または黒色の材質により構成したので、試料Aから外れてトレー部材9に当たる光が、迷光となって対物レンズユニット4a〜4dに入射されてしまうことを防止できる。
Furthermore, the height position of the
Further, since the sample A is not directly fixed on the
また、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1によれば、2本の支柱10,11によって支持された上部プレート12にカメラ6が設置されているので、カメラ6に振動が生じにくく、観察画像のブレが防止できる。また、カメラ6が取り外し可能に設けられているので、観察する試料Aの種類や、観察方法に合わせてカメラ6を選択して使用できる。また、カメラ6をその光軸C回りに回転可能にすることによって、試料Aの方向に合わせてカメラ6の角度を設定できる。
Further, according to the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment, since the
なお、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1全体を暗幕または暗箱内に配置して観察を行うこととすれば、外来光等が対物レンズユニット4a,4bに入射されることを防止することができる。特に、蛍光観察の場合には、蛍光量が微弱であるため、暗幕または暗箱内における観察が好ましい。ターレット13、第1アーム14、第2アーム17、カメラ6等を任意の駆動手段によって遠隔的に操作することができるようにすれば、暗幕内または暗箱内における観察が容易である。また、手動で操作する場合には、暗幕の一部を捲り上げるようにしてもよく、暗箱の一部に開閉可能な窓部を設けることにしてもよい。
If the entire microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment is arranged in a dark screen or dark box for observation, it is possible to prevent external light or the like from entering the
次に、本発明の第2の実施形態に係る顕微鏡観察装置60について、図16を参照して説明する。本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係る顕微鏡観察装置1と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を簡略化する。
本実施形態に係る顕微鏡観察装置60は、図16に示されるように、単一の支柱61にターレット13、アーム17および第2ターレット62が回転可能に取り付けられている点において第1の実施形態に係る顕微鏡観察装置1と相違している。
Next, a
As shown in FIG. 16, the
すなわち、本実施形態に係る顕微鏡観察装置60は、図16に示されるように、試料Aを搭載するステージ3が固定されたベース7と、該ベース7から鉛直方向に延びる支柱61と、該支柱61の長さ方向の途中位置に、下から、複数の対物レンズユニット4a〜4dを搭載したターレット13、ズーム機構15を搭載したアーム17および複数の結像レンズユニット5a〜5cを搭載した第2ターレット62とがそれぞれ独立して支柱61の鉛直軸線回りに回転可能に取り付けられている。支柱61の上端には、上部プレート12が固定されており、この上部プレート12には、鉛直下方に光軸Cを向けたカメラ6が固定されている。なお、光源については省略されている。
That is, as shown in FIG. 16, the
ステージ3上に載せた試料Aを観察する場合には、観察したい倍率に合わせて対物レンズユニット4a〜4dおよび結像レンズユニット5a〜5cを選択して、カメラ6の光軸Cに一致する位置に配置し、高倍率の観察を行う場合には、さらに、ズーム機構15をカメラ6の光軸Cに一致する位置に配置することにより観察する。倍率の異なる対物レンズ4a〜4dに対して、それに適合する結像レンズ5a〜5cを選択できる点は第1の実施形態と同様である。
When observing the sample A placed on the
本実施形態に係る顕微鏡観察装置60によれば、第1の実施形態に係る顕微鏡観察装置1と比較して構成が簡易である。また、1本の支柱61に全ての光学系がまとめられているので、幅方向にコンパクトに製造することができるという利点がある。また、ベース7に取り付けられたステージ3も周囲を取り囲まれることなく比較的広いスペースに配置することができるので、操作性が良好であるという利点もある。
According to the
次に、本発明の第3の実施形態に係る顕微鏡観察装置70について、図17を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明においても、上述した各実施形態に係る顕微鏡観察装置1,60と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を簡略化する。
本実施形態に係る顕微鏡観察装置70は、ベース7に固定された単一の支柱61を有している点において第2の実施形態に係る顕微鏡観察装置60と同様である。
Next, a
Also in the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same configuration as the
The
本実施形態に係る顕微鏡観察装置70は、図17に示されるように、低倍率の対物レンズユニット4aと結像レンズユニット5aとを組み合わせた第1のレンズ群71と、高倍率の対物レンズユニット4dとズーム機構15と結像レンズユニット5bとを組み合わせた第2のレンズ群72とを備えている。図中、第1のレンズ群71および第2のレンズ群72は、それぞれ1つずつのみ示しているが、倍率の異なる複数の第1のレンズ群71を備えていてもよい。これらのレンズ群71,72は、支柱61に回転可能に支持されたターレット13上の同一の回転半径位置に周方向に間隔をあけて固定されている。
As shown in FIG. 17, the
また、本実施形態に係る顕微鏡観察装置70は、蛍光観察装置であって、光源2と、シャッター73と、フィルターターレット74と、スイッチ48とを光源2側に有し、第1、第2の照明装置16,50がスイッチ48に接続されている。高倍率の観察用に、試料Aに落射照明を行うためのダイクロイックミラー47が、ズーム機構15と結像レンズユニット5bとの間に配置されている。
また、図中、符号75は、光源2、シャッタ73、フィルタターレット25,74、スイッチ48、ステージ3、ターレット13およびカメラ6を制御する制御装置を備えたコンピュータ、符号76はモニタである。
The
In the figure,
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡観察装置70により試料Aを蛍光観察する場合について、以下に説明する。
第1に、実験小動物等の試料Aに色素を注入し、または蛍光タンパクを注入または発現させた試料Aを作り(ステップS1)、作成された試料Aをステージ3上に載せる(ステップS2)。
次に、任意の倍率を選択し、倍率に応じたレンズ群71,72をカメラ6の光軸Cに一致させる。そして、倍率に応じて、低倍率の場合には第2の照明装置50により試料A全体に光を照射して明視野像を取得する(ステップS3)。この状態で、ステージ3を作動させて撮像したい位置に試料Aを移動させ、レンズ群71,72を調整して焦点を合わせる(ステップS4)。
A case where the sample A is observed with fluorescence using the
First, a dye A is injected into a sample A such as an experimental small animal, or a sample A is injected or expressed with a fluorescent protein (step S1), and the prepared sample A is placed on the stage 3 (step S2).
Next, an arbitrary magnification is selected, and the
次に、蛍光観察をしたい色素を選択して(ステップS5)、フィルタターレット25によって色素に対応する撮像波長を決定する(ステップS6)。また、選択した色素に対応する照明波長(励起波長)をフィルタターレット74によって設定する(ステップS7)。そして、露光量を決定して撮影し(ステップS8)、画像を保存する(ステップS9)とともに、経時的な観察を行う場合には、時間をおいて上記撮影作業を繰り返す(ステップS10)。 Next, the dye for which fluorescence observation is desired is selected (step S5), and the imaging wavelength corresponding to the dye is determined by the filter turret 25 (step S6). Further, the illumination wavelength (excitation wavelength) corresponding to the selected dye is set by the filter turret 74 (step S7). Then, the exposure amount is determined and photographed (step S8), the image is stored (step S9), and when performing observation over time, the above photographing operation is repeated with time (step S10).
本実施形態に係る顕微鏡観察装置70によれば、対物レンズユニット4a,4dと結像レンズユニット5a,5bとをレンズ群71,72として複数、あるいは、さらにズーム機構15を加えたものをレンズ群72として備えているので、同焦調整を行うことなく倍率を任意に変更し、低倍率においても開口数が過度に小さくならないようにすることができる。その結果、低倍率においても明るい像を撮像することができる。
According to the
また、実験小動物等の試料Aからは、目的の蛍光物質からの蛍光以外に、多くの自家蛍光が発生する。そこで、蛍光色素等の物質から発せられる蛍光のスペクトルを分析し、2つの異なる波長における蛍光量の比を求めておくことにより、得られた蛍光像から目的の蛍光物質の蛍光以外の蛍光を分離除去するスペクトラルデコンボリューション処理手段をコンピュータ24内に備えておくことにしてもよい。
In addition to the fluorescence from the target fluorescent substance, a lot of autofluorescence is generated from the sample A such as an experimental small animal. Therefore, by analyzing the spectrum of fluorescence emitted from a substance such as a fluorescent dye and determining the ratio of the amount of fluorescence at two different wavelengths, fluorescence other than the fluorescence of the target fluorescent substance is separated from the obtained fluorescence image. Spectral deconvolution processing means for removal may be provided in the
すなわち、例えば、米国特許第6403332号明細書に示されているように、目的の蛍光物質の蛍光スペクトルと自家蛍光を発する物質の蛍光スペクトルとが既知である場合に、これらの蛍光スペクトルのうち、適当な2つの波長に対応する蛍光強度の比を予め求めておくことができる。したがって、これらの比を予め求めておくことで、観察された蛍光から目的の蛍光物質の蛍光スペクトルを抽出することができる。 That is, for example, as shown in US Pat. No. 6,403,332, when the fluorescence spectrum of a target fluorescent substance and the fluorescence spectrum of a substance that emits autofluorescence are known, among these fluorescence spectra, A ratio of fluorescence intensities corresponding to appropriate two wavelengths can be obtained in advance. Therefore, by obtaining these ratios in advance, the fluorescence spectrum of the target fluorescent substance can be extracted from the observed fluorescence.
また、試料A内の自家蛍光物質が未知または不確定の場合には、特開平7−50031号公報に示されているように、試料Aからの蛍光画像を撮像し、試料Aからの蛍光スペクトルと蛍光物質の空間分布を同時に算出するスペクトラルブラインドデコンボリューションを行うことが好ましい。この方法によれば、撮像した蛍光画像から各蛍光物質の蛍光スペクトルと、蛍光画像の各画素における蛍光物質の存在割合を同時に求め、試料A内における蛍光物質の分布を決定することができる。 When the autofluorescent substance in the sample A is unknown or uncertain, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 7-50031, a fluorescence image from the sample A is taken and the fluorescence spectrum from the sample A is captured. It is preferable to perform spectral blind deconvolution that simultaneously calculates the spatial distribution of the fluorescent substance. According to this method, the fluorescence spectrum of each fluorescent substance and the existence ratio of the fluorescent substance in each pixel of the fluorescent image can be simultaneously obtained from the captured fluorescent image, and the distribution of the fluorescent substance in the sample A can be determined.
次に、本発明の第4の実施形態に係る顕微鏡観察装置80について、図19〜図21を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態の説明においても、上述した第1の実施形態に係る顕微鏡観察装置1と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を簡略化する。
Next, a
In the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same configuration as the microscope observation apparatus 1 according to the first embodiment described above, and the description will be simplified.
本実施形態に係る顕微鏡観察装置80は、第1の実施形態に係る顕微鏡観察装置1のスイッチ48、光ファイバ49および照明装置50に代えて、低倍率用の結像レンズユニット5aに保持部材81を介して固定された反射部材82と、支柱11に、保持部材83を介して固定されたリレー光学系84とを備えている。また、第1の実施形態においては、ズーム機構15が支柱11に回転可能に支持されていたのに対し、本実施形態においては、高倍率観察用の対物レンズ4cにズーム機構15が固定されている。
The
反射部材82は、低倍率用の結像レンズユニット5aが光軸C上に配置されたときに、第1の照明装置16の前方に対向配置されるようになっている。これにより、光源2からファイバ46を経由して導かれ第1の照明装置16から出射された照明光は、反射部材82によってリレー光学系84の方向へ折返されるようになっている。
The reflecting
図20にリレー光学系84の断面図を示す。リレー光学系84は、ターレット13の周方向の外方に配置された円筒形状の外筒85と、該外筒内に間隔管86を介して保持された複数のレンズ87a,87bと、外筒85の一端に配置されレンズ87a,87bによってリレーされた照明光を試料Aの方向へ折返す反射部材88とを備えている。
FIG. 20 shows a sectional view of the relay
ここで,間隔管86は試料Aへ照射される照明光の光束を調整している。例えば、試料Aをマウスとすると、マウスの体長は100mm程度なので、ステージ3上にて照明光束が直径100mmとなるように間隔管86の長さが調節されている。なお、必ずしも試料A全体を照明する必要はなく、最大の観察範囲だけが照明されていればよい場合もある。
Here, the spacing
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡観察装置80の作用について以下に説明する。
図19および図20に示すように、光軸C上に低倍率観察用の結像レンズユニット5aが配置された低倍観察系では、光源2から発せられた照明光は、光ファイバ46を介して照明装置16に導かれる。そして、照明装置16の前方には反射部材82が配置されているので、照明装置16から射出された照明光は、反射部材82で偏向されてリレー光学系84に向かう。そして、リレー光学系84において光束が調整され、反射部材88により偏向された照明光が試料Aに照射されることになる。
The operation of the
19 and 20, in the low magnification observation system in which the
試料Aから発せられた戻り光は、ターレット13により選択的に結像レンズユニット5aと同軸に配されている対物レンズ4a,4b,4dのいずれかにより集められ、結像レンズユニット5aによりカメラ6において結像される。
The return light emitted from the sample A is selectively collected by the
一方、図21に示すように、光軸C上にズーム機構15と高倍率観察用の結像レンズ5bとが配置された高倍観察系では、光源2から発せられた照明光はファイバ46を経由し照明装置16に送られる。結像レンズ5aを待避させることで、照明装置16の前方からは反射部材82が取り除かれ、代わりに、ズーム機構15の上端に設けられたダイクロイックミラー47が対面させられる。したがって、照明装置16から発せられた照明光はダイクロイックミラー47により鉛直下方に向けて偏向され、対物レンズ4cにより集光された後、試料Aへ照射されることになる。
On the other hand, as shown in FIG. 21, in the high magnification observation system in which the
また、試料Aから発せられた戻り光は、対物レンズ4cにより集められ、ズーム機構15により拡大された後にダイクロイックミラー47を通過し、結像レンズ5bによりカメラ6において結像される。
Return light emitted from the sample A is collected by the
本実施形態に係る顕微鏡装置80によれば、低倍観察において、照明光を対物レンズ4a,4b,4dに通過させないので、対物レンズ4a,4b,4dにおいて発生する自家蛍光を低減することができ、その結果、コントラストの良い画像を得ることができる。また、高倍観察系において、ズーム機構15で絞られた光束をダイクロイックミラー47にあてるだけで済むので、ダイクロイックミラー47の大きさを小さくすることができる利点がある。
According to the
次に、本発明の第5の実施形態に係る顕微鏡観察装置90について、図22〜図24を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態の説明においては、上述した第4の実施形態に係る顕微鏡観察装置80と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を省略する。
Next, a
In the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same configuration as the
本実施形態に係る顕微鏡観察装置90は、図22に示されるように、第4の実施形態に係る顕微鏡観察装置80の結像レンズユニット5aに固定した反射部材82に代えて、対物レンズ4a〜4dと結像レンズユニット5a,5bとの間に、支柱10の軸線回りに回転可能に支持されたターレット91(回転ターレット)を備えている。ターレット91には、特性の異なる複数のダイクロイックミラー47a,47b,47cおよび反射部材82が固定されている。
As shown in FIG. 22, the
各ダイクロイックミラー47a,47b,47cは、図23に示されるように、それぞれ、ターレット91を上下方向に貫通する貫通孔92にホルダ93を介して取り付けられている。各ダイクロイックミラー47a,47b,47cは、それらが取り付けられている貫通孔92の中心軸が光軸Cに一致させられたときに、照明装置16に対向する位置に配置されるように設定されている。
As shown in FIG. 23, each
ホルダ93は、図23に示されるように、略円筒形状に形成され、ターレット91に設けられた段付きの貫通孔92に嵌合して位置決めされるとともに、ターレット91の外周面からセットビス94によって固定されている。ホルダ93には、軸方向および半径方向に貫通する貫通孔93a,93bが設けられており、ホルダ93の上端には、軸方向に貫通する貫通孔93aを閉塞する位置にダイクロイックミラー47a〜47cのいずれかが固定されている。
As shown in FIG. 23, the
ホルダ93の貫通孔93a,93bの内径,ダイクロイックミラー47a〜47cの大きさは、対物レンズユニット4a〜4dにより集められた光束を透過可能な大きさである。ダイクロイックミラー47a〜47cは、照明装置16から照射される照明光と光軸Cとの交わる点で、照明光および光軸Cのそれぞれに対して45°の角度をなして配置されるように、ホルダ93に固定されている。
The inner diameters of the through
また、反射部材82は、図24に示されるように、ターレット91に設けられた1つの貫通孔92aの近傍に、ホルダ95を介してネジ96により取り付けられている。反射部材82は、該貫通孔92aの中心軸が光軸Cに一致させられたときに、照明装置16に対向する位置に配置されるように固定されている。
Further, as shown in FIG. 24, the reflecting
反射部材82は、図24に示されるように、ターレット91の端部に固定されたホルダ95に接着され、照明装置16から照射される照明光をリレー光学系84の方向へ偏向するような角度に設定されている。また、反射部材82が照明光路上に配置されたときに光軸C上に配置される貫通孔92aの大きさは、対物レンズ4a〜4dにより集められた光束を通過させることができる大きさに形成されている。
As shown in FIG. 24, the reflecting
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡観察装置90の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡観察装置90を用いて高倍率の観察を行うには、ターレット13を回転させて対物レンズ4cおよびズーム機構15を光軸C上に配置するとともに、第1アーム14を回転させて結像レンズユニット5bを光軸C上に配置する。
The operation of the
In order to perform high-magnification observation using the
また、その観察の目的に合わせて、ターレット91を回転させることにより、特性の異なるダイクロイックミラー47a〜47cまたは貫通孔92aを選択的に光軸C上に配置する。ダイクロイックミラー47a〜47cはセットビス94を緩めてホルダ93をターレット91から外すことで着脱可能であり、観察に必要な特性のものを適宜交換配置することができる。
Further, by rotating the
ダイクロイックミラー47a〜47cを光軸C上に配置した場合、光源2からの照明光は、光ファイバ46を介して照明装置16から出射され、該照明装置の前方に対向配置されているダイクロイックミラー47a〜47cによって鉛直下方に偏向され、ズーム機構15および対物レンズ4cを介して試料Aに照射される。
この場合に、試料Aからの戻り光は対物レンズ4cによって集められ、ズーム機構15で拡大された後に、ターレット91のホルダ93の貫通孔93aおよびダイクロイックミラー47a〜47cを透過して、結像レンズユニット5bによりカメラ6に結像される。
When the
In this case, the return light from the sample A is collected by the
一方、貫通孔92aを光軸C上に配置することで、光源2からの照明光は反射部材82によってリレー光学系84方向へ偏向される。このため、試料Aはズーム機構15および対物レンズ4cを通してではなく、ズーム機構15および対物レンズ4cを迂回して斜め側方から偏射照明されることになる。
この場合に、試料Aからの戻り光は対物レンズ4cによって集められ、ズーム機構15で拡大された後に、ターレット91の貫通孔92aを通過して結像レンズユニット5bによりカメラ6に結像される。
On the other hand, by arranging the through
In this case, the return light from the sample A is collected by the
一方、本実施形態に係る顕微鏡観察装置90を用いて低倍率の観察を行う場合には、ターレット13を回転させて、低倍率の対物レンズ4a,4b,4dのいずれかを選択的に光軸C上に配置する。また、第1アーム14を回転させて対物レンズユニット5aを光軸C上に配置する。
On the other hand, when performing low-magnification observation using the
さらに、ターレット91を回転させることで、特性の異なるダイクロイックミラー47a〜47cまたは貫通孔92aを選択的に光軸C上に配置する。ダイクロイックミラー47a〜47cを配置した場合は、光源2より発せられた照明光は光ファイバ46を経由し照明装置16に送られ、ターレット91上のダイクロイックミラー47a〜47cにより偏向され、対物レンズ4a,4b,4dのいずれかにより集光された後、試料Aへ照射される。
Further, by rotating the
また、貫通孔92aを光軸C上に配置した場合は、光源2からの照明光は反射部材82にてリレー光学系84の方向へ偏向される。このため、試料Aは対物レンズ4a,4b,4dを通してではなく、対物レンズ4a,4b,4dを迂回して斜め側方から偏射照明されることになる。そして、試料Aからの戻り光は対物レンズ4a,4b,4dにて集められ、ターレット91の貫通孔92aを通過して、結像レンズ5aによりカメラ6に結像される。
When the through
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡観察装置90によれば、高倍率および低倍率の観察の両方において、ターレット91を回転し、ダイクロイックミラー47a〜47cまたは貫通孔92aを選択的に配置することで、対物レンズ4a〜4dを通しての試料Aを照明する同軸照明と対物レンズ4a〜4dを迂回して斜め側方から試料Aを照明する偏射照明を選択することができる。また、種々のダイクロイックミラー47a〜47cを選択できるため、観察したい戻り光に合せてダイクロイックミラー47a〜47cの特性を選ぶことができる。
According to the
次に、本発明の第6の実施形態に係る顕微鏡観察装置100について、図25を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態の説明においては、上述した第4の実施形態に係る顕微鏡観察装置80と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を省略する。
Next, a
In the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same configuration as the
本実施形態に係る顕微鏡観察装置100においては、リレー光学系101が、支柱11ではなくターレット13上に保持されている点で第4の実施形態と相違している。さらに、リレー光学系101は各対物レンズ4a〜4dごとに、各対物レンズ4a〜4dを挟む位置に2個1セットずつ配置されている。
The
リレー光学系101は、2つの円筒形状の外筒102,103と、該外筒102,103に保持された集光レンズ104,105と、ハーフミラー106およびミラー107,108,109とを備えている。外筒102,103は、ターレット13を厚さ方向に貫通した状態で、図示しないセットビスによりターレット13に固定されている。
The relay
リレー光学系101の一方の外筒102内には、上方から、ハーフミラー106,集光レンズ104,ミラー108の順にほぼ一直線に配置されている。また、他方の外筒103内には、上方から、ミラー107,集光レンズ105、ミラー109の順にほぼ一直線に配置されている。
In one
外筒102は、対物レンズ4a〜4dおよび結像レンズユニット5aが光軸C上に配されたときに、該結像レンズユニット5aに保持部材81を介して固定されている反射部材82により鉛直下方に偏向された照明光が入射する位置に配置されるようになっている。
この状態で、ハーフミラー106は、反射部材82により偏向された観察光が入射するように、反射部材82の鉛直下方に配置されている。また、ミラー107は、ハーフミラー106により偏向させられた照明光が入射するように水平方向に離れた位置に配置されている。
When the
In this state, the
ターレット13に対する外筒102,103の位置、外筒102,103内のハーフミラー106、ミラー107,108,109、集光レンズ104,105の位置および角度は、対物レンズ4a〜4dの観察範囲を無駄なく照明できるよう、それぞれのリレー光学系101で最適な位置に設定されている。
The positions of the
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡観察装置100の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡観察装置100を用いて、ズーム機構15が光軸C上に配されない低倍率の観察を行う場合には、ターレット13を回転させて対物レンズ4a,4b,4dのいずれかを選択的に光軸C上に配置する。このとき、各対物レンズ4a,4b,4dごとに備えられているリレー光学系101も設定される。
The operation of the
When using the
光源2から発せられた照明光は、反射部材82で偏向されてリレー光学系101に指向される。外筒102の上端のハーフミラー106を透過した照明光は、集光レンズ104によって光束が調整され、ミラー108により偏向されて試料Aに照射される。ハーフミラー103において反射された照明光は、ミラー107により集光レンズ105の方向に偏向され、集光レンズ105によって光束が調整され、ミラー109により偏向されて試料Aに照射される。
The illumination light emitted from the
このように、本実施形態に係る顕微鏡観察装置100によれば、1つの光源2から発せられた観察光を2つの経路を介して試料Aに照射できる。また、各対物レンズ4a〜4dを挟んで配置された2個のリレー光学系101はそれぞれの対物レンズ4a〜4dに合わせて、光学素子の位置を調整してあるので、各対物レンズ4a〜4dの観察範囲に合せた範囲を照明できる。
なお、本実施形態において光源2は1つでなく複数でもよい。その場合、各対物レンズ4a〜4dごとに少なくとも光源2の数以上のリレー光学系101が必要である。
Thus, according to the
In the present embodiment, the number of the
次に、本発明の第7の実施形態に係る顕微鏡観察装置110について、図26を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態の説明においては、上述した第4の実施形態に係る顕微鏡観察装置80と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を省略する。
Next, a
In the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same configuration as the
本実施形態に係る顕微鏡観察装置110は、対物レンズ4a〜4dに固定されたホルダ111,112に保持されたレンズ113,114と、結像レンズユニット5a,5bに固定されたホルダ115に保持されたハーフミラー116およびミラー117と、ベース12に固定されたホルダ118に保持されたミラー119とを備えるリレー光学系120を備えている。ハーフミラー116とミラー117とは鉛直方向に離れた位置に配置されている。また、例えば、図26に示されるように、結像レンズユニット5aが光軸C上に配置されたときには、ハーフミラー116が照明装置16の前方に対向して配置され、照明装置16,ハーフミラー116およびミラー118が、水平方向にほぼ一直線状に並んで配置されるようになっている。
The
これにより、照明装置16から出射されハーフミラー116を透過した照明光は、ミラー118によって反射され、試料Aに指向されるようになっている。また、ハーフミラー116によって鉛直下方に偏向された照明光は、ミラー117によってさらに偏向され、別の経路から試料Aに指向されるようになっている。また、集光レンズ113,114は、ミラー117,118により偏向させられた照明光を試料Aの観察部分に集光するよう配置されている。
この場合、集光レンズ113,114は必ずしも全ての対物レンズ4a〜4dに固定しなくてもよい。
As a result, the illumination light emitted from the
In this case, the condensing
本実施形態に係る顕微鏡観察装置110によれば、結象レンズユニット5aが光軸C上に配置される低倍率の観察において、照明装置16から照射された照明光はハーフミラー116により透過側、偏向側に分けられる。ハーフミラー116を透過した照明光はミラー118にて直接試料Aの方向へ偏向させられる。一方、ハーフミラー116により偏向された照明光は、ミラー117によって再度偏向されることにより、試料Aの方向に指向される。ミラー117,118において偏向させられた照明光は、リレー光学系401によって試料Aの観察部分へ集光されるように照射されることになる。
According to the
このように、本実施形態に係る顕微鏡観察装置110によれば、上記第6の実施形態におけるのと同様の効果が得られるとともに、ミラー118によって照明光を試料Aに直接指向させることができ、ミラー反射の回数を少なくして、効率的に試料Aを照明することができる。
なお、第5の実施形態と第6の実施形態、または、第5の実施形態と第7の実施形態とを組合わせて実施してもよい。その場合、両者の効果を同時に得ることができる。
As described above, according to the
In addition, you may implement 5th Embodiment and 6th Embodiment, or combining 5th Embodiment and 7th Embodiment. In that case, both effects can be obtained simultaneously.
また、上記実施形態においては、第1ベース7a上に設置され、透明な材質あるいは光を吸収する黒色のトレイ9に搭載した試料Aを水平2方向および鉛直方向に移動させるステージ3を採用したが、これに代えて、図27〜図33に示されるように。第1ベース7aに固定され、あるいは第1ベース7aと一体的に設けられた固定式のステージ130を採用してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
図27および図28のステージ130は、試料Aを搭載する搭載面131が周縁部132よりも一段窪んだ凹部133の底面となっている。凹部133の容積は、試料Aを切開したときに流れ出る体液や生理食塩水等の液体Wを貯留するのに十分な大きさを有していることが好ましい。これにより、観察中に液体Wがステージ130外に漏れて、ステージ130周りの拭き取り難い箇所あるいは洗浄し難い箇所に入り込むことを防止することができる。特に暗箱内に配置して観察する場合等には、ステージ130から液体Wが漏れ出ていることを目視し難いので、このようなステージ130を用いることが効果的である。
In the
図29および図30のステージ140は、試料Aを搭載する搭載面141の周囲に、一段窪んだ周溝142を備えている。周溝142の容積は、試料Aを切開したときに流れ出る体液や生理食塩水等の液体Wを貯留するのに十分な大きさを有していることが好ましい。これにより、観察中に液体Wがステージ140外に漏れて、ステージ140周りの拭き取り難い箇所あるいは洗浄し難い箇所に入り込むことを防止するという上記ステージ130と同様の効果がある。また、このステージ140によれば、流れ出た液体Wは、搭載面141よりも低い周溝142に溜まるので、試料Aが液体W内に浸ることを防止できるという利点がある。
The
さらに、図31および図32のステージ150は、試料Aを搭載する搭載面が凹面状に窪んだ凹部151となっている。この場合も、凹部151の容積は、試料Aを切開したときに流れ出る体液や生理食塩水等の液体Wを貯留するのに十分な大きさを有していることが好ましい。このステージ150によれば、上記ステージ150と同様の効果を奏する。
Further, the
さらに、図33のステージ160は、図27および図28のステージ130の周縁部132の一部に切欠161を設けたものであり、凹部133内に溜まった液体Wを外部に放出することができるようになっている。切欠161の外部には受け皿162が設けられており、流出した液体Wを貯留することができるようになっている。このようにすることで、図29のステージ140と同様に、試料Aが液体W内に浸ることを防止できる。なお、図31のステージ150に切欠161および受け皿162を設けてもよい。また、ステージ130,150の搭載面131,151に下方に向けて液体Wを流出させる貫通孔(図示略)を設け、その貫通孔の先に液体Wを受ける容器を配置することにしてもよい。
Further, the
A 試料
C 光軸
1、70,80,90,100,110 顕微鏡観察装置
2 光源(レーザ光源)
3,130,140,150,160 ステージ
4a〜4d 対物レンズ
5a,5b 結像レンズ
6 撮像手段
7a 第1ベース
7b 第2ベース(ベース)
8 間隔部材
9 トレー部材
10,11 支柱
12 上部プレート(梁部材)
13 ターレット(対物レンズ切替機構:可動ブラケット:レンズ群切替機構)
14 第1アーム(結像レンズ切替機構:可動ブラケット)
15 ズーム機構
17 第2アーム(可動ブラケット)
18 ブラケット(可動ブラケット)
19 固定ブラケット
20 ベアリング
21 組立体
30,31,32 プリズム(光路迂回手段)
35 対物同焦調整機構
36 結像同焦機構(同焦調整機構)
47,47a〜47c ダイクロイックミラー
71,72 レンズ群
70 蛍光顕微鏡観察装置
75 コンピュータ(処理手段)
82,116,117 反射部材
84,101 リレー光学系
91 ターレット(回転ターレット)
A Sample C
3, 130, 140, 150, 160
8 Spacing
13 Turret (Objective lens switching mechanism: Movable bracket: Lens group switching mechanism)
14 First arm (imaging lens switching mechanism: movable bracket)
15
18 Bracket (movable bracket)
19
35 Objective
47, 47a to 47c
82, 116, 117
Claims (26)
ステージに対向配置され、試料からの蛍光または反射光を集光する倍率の異なる複数の対物レンズと、
各対物レンズと組み合わせて使用され、各対物レンズの試料上の像を結像させる倍率の異なる複数の結像レンズと、
各結像レンズにより結像された試料上の像を撮像する撮像手段と、
各対物レンズを切り替えて光軸上に配置する対物レンズ切替機構と、
各結像レンズを切り替えて前記光軸上に配置する結像レンズ切替機構と、
高倍率の前記対物レンズおよび高倍率の前記結像レンズが組み合わせられて前記光軸上に配置されたときに、前記光源からの励起光または照明光を前記試料の上方から前記光軸に沿って照射する落射同軸照明に切り替え、低倍率の前記対物レンズおよび低倍率の前記結像レンズが組み合わせられて前記光軸上に配置されたときに、前記光源からの励起光または照明光を前記光軸に対して傾斜する方向から前記試料に照射する偏射照明に切り替える照明切替手段とを備える観察装置。 A light source that irradiates the sample placed on the stage with excitation light or illumination light;
A plurality of objective lenses that are arranged opposite to the stage and collect fluorescence or reflected light from the sample and have different magnifications ;
A plurality of imaging lenses having different magnifications that are used in combination with each objective lens to form an image on the sample of each objective lens;
Imaging means for imaging an image on the sample that are imaged by the imaging lens,
An objective lens switching mechanism you arranged on the optical axis by switching the objective lens,
And Ruyuizo lens switching mechanism be disposed on the optical axis by switching each imaging lens,
When the high-magnification objective lens and the high-magnification imaging lens are combined and arranged on the optical axis, excitation light or illumination light from the light source is emitted from above the sample along the optical axis. Switching to epi-axial illumination to irradiate, and when the low-magnification objective lens and the low-magnification imaging lens are combined and placed on the optical axis, excitation light or illumination light from the light source is converted to the optical axis. And an illumination switching means for switching to oblique illumination that irradiates the sample from a direction inclined with respect to the specimen .
前記対物レンズと前記ズーム機構とが異なる軸線回りに回転可能に取り付けられている請求項1から請求項13のいずれかに記載の観察装置。 The objective lens, the zoom mechanism, and the imaging lens are attached to be rotatable around two or more axes arranged along the vertical direction,
The observation apparatus according to claim 1, wherein the objective lens and the zoom mechanism are attached so as to be rotatable around different axes.
該ベースから鉛直方向に前記軸線に沿って延びる2つ以上の支柱と、
これらの支柱の上端に掛け渡される梁部材とを備え、
前記撮像手段が、前記梁部材に固定されている請求項14または請求項15に記載の観察装置。 A base installed horizontally,
Two or more struts extending vertically from the base along the axis;
A beam member spanning the upper ends of these columns,
The observation apparatus according to claim 14, wherein the imaging unit is fixed to the beam member.
ステージに対向配置され試料からの蛍光を拡大する、倍率の異なる複数の対物レンズと、
各対物レンズと組み合わせて使用され、各対物レンズにより拡大された試料からの蛍光を結像させる結像レンズとを含む複数のレンズ群と、
前記結像レンズにより結像された試料からの蛍光を撮像する撮像手段と、
前記レンズ群を切り替えるレンズ群切替機構と、
高倍率の前記対物レンズおよび高倍率の前記結像レンズが組み合わせられて前記光軸上に配置されたときに、前記光源からの励起光または照明光を前記試料の上方から前記光軸に沿って照射する落射同軸照明に切り替え、低倍率の前記対物レンズおよび低倍率の前記結像レンズが組み合わせられて前記光軸上に配置されたときに、前記光源からの励起光または照明光を前記光軸に対して傾斜する方向から前記試料に照射する偏射照明に切り替える照明切替手段とを備える蛍光観察装置。 A laser light source for irradiating the sample placed on the stage with excitation light;
A plurality of objective lenses with different magnifications that are arranged opposite to the stage and expand the fluorescence from the sample,
A plurality of lens groups including an imaging lens that is used in combination with each objective lens and forms an image of fluorescence from the sample magnified by each objective lens;
Imaging means for imaging fluorescence from the sample imaged by the imaging lens;
A lens group switching mechanism for switching the lens group;
When the high-magnification objective lens and the high-magnification imaging lens are combined and arranged on the optical axis, excitation light or illumination light from the light source is emitted from above the sample along the optical axis. Switching to epi-axial illumination to irradiate, and when the low-magnification objective lens and the low-magnification imaging lens are combined and placed on the optical axis, excitation light or illumination light from the light source is converted to the optical axis. A fluorescence switching device comprising illumination switching means for switching to oblique illumination for irradiating the sample from a direction inclined with respect to the sample .
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