JP5325430B2 - 胚サンプルの三次元近接撮影装置用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、マウス胚等を含む哺乳類胚、あるいはニワトリ胚を含む動物類の胚サンプルの観察において、遺伝子の三次元的な発現位置情報を高い解像度をもって取得し解析を行う際に用いる胚サンプルの三次元近接撮影装置用照明装置に関するものである。

被観察物体を三次元的な画像で取得する近接撮影装置が特開平６‐３３１９２５号公報に紹介されている。

この撮影装置は、電子部品の製品検査や医療分野等において幅広く利用されているが、光学系で画像をとり込むために照明光が必要になる。

この照明光としては、被観察物体の周囲を３６０°回転する対物鏡に合わせて、光源から光ファイバーを経由して送られて来た光を３６０°方向であり且つ、斜め上方から照射するためにリングレンズが用いられている。

しかし、前記リングレンズからの照射では極端な暗い影によるテクスチャー消失が生じないという利点がある反面、マウス胚のような白色半透明物体の場合には、画像に明暗が発生せず、背景との境界を含む輪郭が不明瞭になり、このことによって高精度の画像解析が阻害されている。

また、特開平５‐２４９５４８号公報には、ズーミング操作に連動して照明光出力用のリングレンズを駆動することにより、常に安定した照明光を被写体に照射する装置が紹介されている。

しかし、このリングレンズの場合も、斜め上方３６０°方向からの照明光の出力は同一であるため、前記した公知例と同様の問題がある。

このような問題は、特に胚サンプルにおける遺伝子発現情報を画像として取得し解析を行うに際し、胚サンプル自体が半透明なことから、胚サンプルと背景のコントラストを高くして胚サンプルの輪郭を鮮明に観察撮影することによって、高精度の発現情報を取得しにくいという問題がある。

このような問題は胚サンプルが被写体となる場合ばかりでなく、同じように半透明な被写体を撮影する際にも問題となる。

特開平６‐３３１９２５号公報 特開平５‐２４９５４８号公報

本発明は、透明あるいはこれに近い胚サンプルのような被写体が撮影時のサンプルとして透明な液体中に入れられている場合に、画像にコントラストをつけてその輪郭を含めて鮮明に三次元的に近接撮影するための照明装置を提供するのが目的である。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、胚サンプルの三次元近接撮影装置用照明装置において、ａ．下向き垂直に配置されたマイクロカメラ１の前方において、このマイクロカメラ１の光軸ａ上に光軸反射鏡１４を４５°傾けて配置すると共にこの光軸反射鏡１４に対して水平方向の位置で対面すると共に前記光軸ａ上に配置された胚サンプルに対面していることにより、前記胚サンプルを周回方向から観察するための周回反射鏡１０を設けて成る三次元近接撮影装置に用いられる前記胚サンプルの照明装置であって、ｂ．この照明装置は、前記光軸ａを中心として形成した断面凹曲面からなる平面視円形のサンプル収容部６をサンプルケース５の上面に着脱自在に取り付け、ｃ．更に前記サンプル収容部６の側方においてこのサンプル収容部６をとり囲むようにして配置された照明光出力リングレンズ８を設けると共にこのリングレンズ８に照明光を供給する光ケーブル９を設け、ｄ．更に前記サンプル収容部６の底面に前記リングレンズ８から照射された照明光を吸収する色彩を施し、ｅ．更に前記サンプルケース５及びサンプル収容部６を透明体にて形成し、更に前記サンプルケース５に対してサンプル収容部６を着脱自在に取り付けたこと、を特徴とするものである。

上記本発明において、胚サンプルには、マウス胚を含む哺乳類胚、ニワトリ胚を含む。

本発明の照明装置は、胚サンプルを凹曲面から成るサンプル収容部内に透明な液体と共に収容し、この胚サンプルに対して水平方向から照明光を出力して照明するようにした。

この結果、胚サンプルを水平な照明光の照射により、３６０°方向から均一に照明することができる。

また、サンプル収容部の底面を凹曲面としたことにより、水平方向から照射された光は底面で反射しないため、底面が映像的に暗くなり、胚サンプルのみが照明されることから、胚サンプルの輪郭を鮮明に写し出すことができる。

また、サンプル収容部の底面に照明光を吸収する色彩を施すことにより、胚サンプルとサンプル収容部が同じ色又は近い色のために近い屈折率のときでも、強いコントラストを生んで鮮明な胚サンプルの画像を得ることができる。

また、サンプル収容部をサンプルケースに対して着脱自在に取り付けたことにより、胚サンプルを変えて撮影するときに、あらかじめ準備しておいた胚サンプルとの交換に時間がかからないばかりか、色彩の違うサンプル収容部のものに交換して使用することにより、胚サンプルに最適な光吸収効果を得ることができる。

図１は、被写体の三次元近接撮影装置を示すもので、この撮影装置は、マイクロカメラ１の前方にマイクロレンズ群２を配置し、被写体固定テーブル３上にサンプル固定台４を置き、この固定台４にサンプルケース５を固定し、サンプルケース５のサンプル収容部６内に透明液体と共に胚サンプル７を収容し、サンプルケース５の周囲にリングレンズ８を配置し、胚サンプル７をその周囲から水平な光で照明し、この胚サンプル７を周回反射鏡１０を用いて周回方向からマイクロカメラ１にて撮影し、この撮影したデータを処理装置に送って所要のデータ処理（画像処理）を行うものである。

図２、３に基いて更に詳しく照明装置の構造を説明する。図２において、サンプルケース５は、テーブル３上に固定台４により固定され平面視円形となっていて、材質は透明なガラスあるいは樹脂で作られている。

また、サンプルケース５の上面には底面１１を凹曲面に形成したサンプル収容部６が形成されていて、このサンプル収容部６には、透明な液体１２が容れられている。

前記したリングレンズ８は、サンプルケース５の周囲であって、前記サンプル収容部６をその周囲からとり囲むように固定台４に固定されていて、光ファイバーケーブル９から送られて来た照明光は、リングレンズ８から透明な液体１２中に浮遊するようにして収められている胚サンプル７に向けて照明光を出力する。

胚サンプル７を撮影する場合には、上記のようにリングレンズ８により照明光を出力すると、この照明光は透明なサンプルケース５を透し、更に透明な液体１２を透して胚サンプル７に照射する。

マイクロカメラ１は、マイクロレンズ群２から光軸反射鏡１４及び周回反射鏡１０を経由して胚サンプル７を周回から撮影し、この画像をデータ処理装置（図示せず）に送信する。

なお、サンプルケース５とリングレンズ８は、照明光が水平方向から最適な状態で胚サンプル７に照射するように、上下の位置関係を微調整できるようにしても良い。

図１において、１３はアダプター１６に取り付けられた回転自在のロータリーリングであって、前記周回反射鏡１０及び光軸反射鏡１４はこのロータリーリング１３に取り付けられている。

ロータリーリング１３は手動又はモータによりベアリング１５を介して回転する。図１において、ａは光軸である。

このように本発明の照明装置は、胚サンプル７を凹曲面から成るサンプル収容部６内に透明な液体と共に収容し、この胚サンプル７に対して水平方向から照明光を出力して照明するようにした。この結果、胚サンプル７を３６０°方向から水平な照明光により均一に照明することができる。

但し、この照明光は、観察方向が一定の角度方向に決まっている場合には、その角度位置から出光するように照明レンズを分散配置しても良い。

また、サンプル収容部６の底を凹曲面としたことにより、水平方向から照射された光は底面で反射しないため、底面が映像的に暗くなり、胚サンプル７のみが照明されることから、胚サンプル７の輪郭を鮮明に写し出すことができる。

また、図２において、サンプル収容部６の凹曲面の底部に照明光を吸収する色彩を着色すると、照明光の反射を抑えて輪郭が鮮明な映像を取得することができる。

また、サンプル収容部６をサンプルケース５から又はサンプルケース５ごと固定台４から着脱自在に構成して、胚サンプルに対応したサンプル収容部６を用いるようにすることもできる。

被写体としては、胚以外に、透明な被写体であって、透明な液体中で撮影するすべてのものに利用が可能であり、本発明の技術的範囲内に属する。

撮影装置と照明手段の全体を示す説明図 照明手段の説明図 照明手段の平面図

１ マイクロカメラ
２ マイクロレンズ群
３ 固定テーブル
４ サンプル固定台
５ サンプルケース
６ サンプル収容部
７ 胚サンプル
８ リングレンズ
９ 光ケーブル
１０ 周回反射鏡
１１ 底面
１２ 液体
１３ ロータリーリング
１４ 光軸反射鏡
１５ ベアリング
１６ アダプター
ａ 光軸

Claims (1)

1. ａ．下向き垂直に配置されたマイクロカメラ１の前方において、このマイクロカメラ１の光軸ａ上に光軸反射鏡１４を４５°傾けて配置すると共にこの光軸反射鏡１４に対して水平方向の位置で対面すると共に前記光軸ａ上に配置された胚サンプルに対面していることにより、前記胚サンプルを周回方向から観察するための周回反射鏡１０を設けて成る三次元近接撮影装置に用いられる前記胚サンプルの照明装置であって、
   ｂ．この照明装置は、前記光軸ａを中心として形成した断面凹曲面からなる平面視円形のサンプル収容部６をサンプルケース５の上面に着脱自在に取り付け、
   ｃ．更に前記サンプル収容部６の側方においてこのサンプル収容部６をとり囲むようにして配置された照明光出力リングレンズ８を設けると共にこのリングレンズ８に照明光を供給する光ケーブル９を設け、
   ｄ．更に前記サンプル収容部６の底面に前記リングレンズ８から照射された照明光を吸収する色彩を施し、
   ｅ．更に前記サンプルケース５及びサンプル収容部６を透明体にて形成し、更に前記サンプルケース５に対してサンプル収容部６を着脱自在に取り付けたことを特徴とする胚サンプルの三次元近接撮影装置用照明装置。

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