WO2003079089A1 - Microscope optique a haute stabilite - Google Patents

Microscope optique a haute stabilite Download PDF

Info

Publication number
WO2003079089A1
WO2003079089A1 PCT/JP2002/008935 JP0208935W WO03079089A1 WO 2003079089 A1 WO2003079089 A1 WO 2003079089A1 JP 0208935 W JP0208935 W JP 0208935W WO 03079089 A1 WO03079089 A1 WO 03079089A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical system
optical
support
optical microscope
photometric
Prior art date
Application number
PCT/JP2002/008935
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kazuhiko Kinoshita
Megumi Shio
Original Assignee
Japan Science And Technology Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science And Technology Corporation filed Critical Japan Science And Technology Corporation
Priority to DE60232196T priority Critical patent/DE60232196D1/de
Priority to EP02772834A priority patent/EP1486810B1/en
Priority to US10/506,107 priority patent/US7307784B2/en
Publication of WO2003079089A1 publication Critical patent/WO2003079089A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/362—Mechanical details, e.g. mountings for the camera or image sensor, housings

Definitions

  • the present invention relates to long-term image recording and measurement of optical instruments, optical measuring instruments, and optical microscopes.
  • the optical microscope may be displaced minutely, causing the object point (target object) to shift or become out of focus (a so-called drift phenomenon).
  • the present invention relates to a structure of a high-stability optical microscope which enables stable recording and measurement with a precision of nanometer unit for long-time image recording and measurement by preventing such a drift phenomenon from occurring.
  • the optical microscope method has a structure similar to a willow tree.
  • the main column (corresponding to the trunk) has the stage, illumination section, observation optical system, etc. of the sample positioning device attached to the optical axis, even in terms of weight and shape, with a great deal of asymmetricity and lacking balance.
  • the structure was unstable as shown in Figure 1. In FIG. 1
  • 1, 101 is a television camera, 102 is a relay lens, 103 is a connecting cylinder, 104 is a straight cylinder, 105 is an eyepiece, 106 is a binocular, and 10 ⁇ is a lens barrel, 1 08 is an illumination light source, 1 09 is an epi-illuminator, 1 1 0 is an arm, 1 1 1 is a revolver, 1 1 2 is an objective lens, 1 1 3 is a stage, 1 1 4 is A vertical movement mechanism, 115 is a condenser, 116 is a main pillar, 117 is a base and a lighting device.
  • the conventional optical microscope in FIG. 1 basically has a U-shape in which a main column is erected at one end of a base and an illumination device, and an arm is provided on an upper side of the main column.
  • the main column supports a vertical movement mechanism for vertically moving a stage on which a sample to be observed is mounted, and a condenser for guiding illumination light from the illumination device to the sample below the stage. — Is provided.
  • an objective lens and a revolver for changing the magnification of the objective lens are provided below the arm, and an epi-illumination device, a lens barrel, a straight cylinder, a relay lens, and a TV camera are provided above the arm, and Beside the fluorescent device Is provided with an illumination light source, a binocular portion and an eyepiece are provided on the side of the lens barrel, and an attached measuring device, a camera, and the like are attached like branches and leaves.
  • the main pillar is erected at one end of the base and the lighting device, and the cantilever structure, that is, the structure in which not only the branches and leaves sway in the willow but also the thin trunk sways,
  • illumination optical systems epifluorescence, total epifluorescence, transmitted fluorescence, reflected polarized light, transmitted polarized light, bright-field incident light, optical tweezers, etc.
  • the imaging lens shared a single imaging lens due to cost constraints.
  • the supporting hardware of the illumination system is integrated with the image optical system and the photometric optical system. Therefore, the illumination optical system and the monitor-optical system are affected by the instability of the shape and weight of the supporting hardware and the temperature dependence of the supporting hardware. The expansion and contraction affected the image optical system and the photometric optical system due to the deviation of the optical axis.
  • single-molecule physics A new field of research called “single-molecule physics” is emerging, in which one observes and manipulates how biological substances such as proteins work in single-molecule units.
  • An optical microscope is indispensable for this research, and the movement of biological materials is so small that analysis requires an accuracy of several nanometers.
  • the present invention aims to realize a highly stable optical microscope that does not cause defocusing of a sample during observation and does not cause movement (drift) of an object point (object).
  • the image forming lens and the subsequent optical system are arranged individually without using a common image forming lens.
  • the imaging lens TV camera is integrated even if displacement occurs in the X and Y directions as shown in Fig. 2b due to instability caused by the asymmetry of the shape and weight of the support metal from the ideal position in Fig. 2a. Therefore, the luminous flux is slightly biased, but the object is located at the center of the imaging lens and the focal position. An image is formed without displacement.
  • the technical means adopted by the present invention include, in an optical microscope, an objective lens, an imaging lens, an image optical system, and a photometric system on a linear guide mechanism and a support made symmetrically in shape and weight with respect to the optical axis.
  • the structure of an optical microscope with high stability is characterized by the fact that the optical systems are arranged in a straight line and supported without bias.
  • the support of the image optical system and the support of the photometric optical system have a highly stable optical microscope structure with a truncated pyramid or a truncated cone so that tilt displacement due to temperature change, vibration, etc. does not occur. That was done.
  • the illumination optical system (epifluorescence, total internal reflection epifluorescence, transmitted fluorescence, reflected polarized light, transmitted polarized light, bright-field epi-illumination, optical tweezers, etc.) and the introduction part of the monitor optical system in the infinity long optical microscope
  • a semi-transmission mirror including a dichroic mirror
  • an imaging lens are combined respectively, and the image optical system and the photometric optical system are affected by the instability caused by the asymmetrical shape and the temperature dependence of the support (metal). The instability was avoided by the principle of working on a telescope, and the structure of a highly stable optical microscope was adopted.
  • sample stage and the objective lens (sample section), whose shape and weight are symmetrical with respect to the optical axis, are integrated into a single unit, and all imaging lenses and independent supports are used.
  • the structure of the optical microscope is high.
  • FIG. 1 is an explanatory view of a conventional optical microscope.
  • Fig. 2 is a diagram for explaining the principle that the center of the imaging lens and the focal position are displaced by integrating the imaging lens and a TV camera, for example.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of an optical microscope configured according to the present invention.
  • the image optics which consists of a photometric aperture ps17, a relay lens support hardware Pk18, a relay lens pr19, a TV camera support hardware 20, and a television camera 21
  • a photometric optical system consisting of a straight tube 28, a photometric aperture ms 29, a relay lens hardware mk30, a relay lens m131, a photometric device support hardware 32, and a photometric device 33
  • an illumination optical system Epi-illumination illuminator 1 2, total reflection epi-fluorescence, transmitted fluorescence, reflected polarized light, transmitted polarized light, bright-field epi-illumination, optical tweezers 10 and 11, etc.
  • the length of the infinity barrel provided in the illumination optical system It consists of an objective lens 2 and an imaging lens p 1 16.
  • a hollow and frustoconical support base 7 is fixed to the vibration isolator 15 supported by the support legs 38, and an optical tweezer introduction optical system 10 is provided at an enlarged portion below the support base 7.
  • Epi-illumination illuminator 12, monitor—optical system (a) 13 ⁇ Provided toward the center.
  • the optical tweezer introduction optical system 10 is connected to an optical tweezer illumination system 11 provided on a vibration isolator 15.
  • a base 14 having an imaging lens p 1 16 in the center is provided below the hollow portion of the support base 7, and a flat part 39 of the base 14 is a vibration isolator
  • the leg portion 40 is placed on the surface of 15 and the leg portion 40 is inserted into the center of the vibration isolator 7.
  • On the base 14, a support 9 is erected, and on the board 8 at the upper end of the support 9, there are a fixed base 6, a Y-axis coarse movement base 5, an X-axis coarse movement base 4, and an XYZ axis fine movement.
  • the sample 1 to be observed is placed on the sample table 3 provided with the XYZ-axis fine movement provided sequentially with the sample table 3 having the XYZ-axis fine movement.
  • a transmission illumination device 23, a dark field illumination device 26, and a monitor optical system (b) 2 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ are mounted on the reduced portion above the support table 7 toward the center.
  • a condenser lens 22 is provided at the distal end of the condenser lens support hardware 24 fixed to the lens, and an illumination system imaging lens 25 is provided at the flat center of the distal end of the support 7. ing.
  • a hollow and inverted trapezoidal support 41 is attached to the lower surface of the vibration isolation table 15.
  • a photometric stop ps 17 and a relay lens support hardware pk 1 are provided in the hollow portion of the support 41.
  • a relay lens pr 19 is sequentially provided to form a video-side primary image 34 and a video-side secondary image 35.
  • the infinity barrel objective lens 2 imaging lens 16p1, illumination system imaging lens 25, image optical system (photometric aperture 17ps, relay lens support hardware pk18, relay —Lens pr 19, TV camera support hardware 20 and TV camera 21), photometric optical system (straight tube 28, photometric aperture ms 29, relay lens hardware mk30, relay lens hardware ml31, ), Consisting of a support for the photometric device 32 and a photometric device 33), which are arranged in a straight line on a linear guide mechanism that is symmetrical in shape and weight on the optical axis and supported without bias. High optical microscope structure.
  • the parallel movement causes no defocusing unless the tilt changes.
  • the principle of a telescope that does not cause movement (drift) of the (object) works.
  • An example of this linear guide mechanism consists of a cylinder and a cylinder, and the cylinder can move in the optical axis direction.
  • the sample focus mechanism is performed by the sample table 3 with XYZ axis fine movement.
  • the sample table 3 with XYZ axis fine movement is not only symmetrical about the center of the optical axis, but also has a built-in capacitance type sensor and is displaced by a piezo drive mechanism. The amount is fed back and the focus position is maintained.
  • a semi-transmissive mirror (dike) is installed at the entrance of the illumination optical system (epifluorescent illumination device 12, total reflection epifluorescence, transmitted fluorescence, reflected polarized light, transmitted polarized light, bright-field incident light, optical tweezers 10 and 11).
  • the image optical system and the photometric optical system are supported by an independent support, and the image optical system and the photometric optical system are affected by the asymmetry of the shape and weight.
  • the structure eliminates instability. Even if the image optical system, photometric optical system and illumination optical system fluctuate, the above-mentioned principle of working with the telescope is applied. ing.
  • heavy objects such as the optical tweezers illumination system are further separated and attached directly to the anti-vibration table 15 so that they do not become unstable elements such as unbalanced weights, and may cause tilting. It doesn't matter.
  • the sample 1 the objective lens at infinity lens barrel length 2
  • the sample stage 3 with XYZ axis fine movement 3 the X axis coarse movement stage 4
  • the Y axis coarse movement stage 5 the fixed stage 6 are fixed by vacuum suction etc. Perform integration.
  • Eliminating relative fluctuation between the sample and the objective lens by this integration is very effective for ensuring stability. Furthermore, the problem is solved by mounting these parts directly on the vibration isolator 15 and arranging them at a position with a low center of gravity.
  • the objective lens, the imaging lens, and the image optics are provided on the linear guide mechanism and the support that are formed symmetrically in shape and weight with respect to the optical axis.
  • the system and the photometric optical system are arranged in a straight line and are supported without bias.
  • the highly stable optical microscope is realized, and an extremely stable optical microscope is realized, which is used in molecular biology, biophysics, etc. Measuring distance and molecular momentum at the molecular position can be easily performed on the order of nanometers. Also, long-time image recording can be easily performed without causing drift.
  • the illumination optical system epifluorescence, total reflection epifluorescence, transmitted fluorescence, reflected polarized light, transmitted polarized light
  • a semi-transmissive mirror including a dichroic mirror
  • an imaging lens in the introduction part of the optical system, such as field light, optical tweezers, etc. Is born, and a highly stable optical microscope that can be developed as a system can be realized.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Description

明細書 高安定性光学顕微鏡 技術分野
本発明は、 光学機器、 光学測定器、 光学顕微鏡の長時間画像記録や計測に関す るものである。 特に光学顕微鏡等によって長時間の画像記録や計測を行なう場合 光学顕微鏡が微小に変位し、 物点 （対象物） がずれたりピントが外れたりする （ いわゆるドリフ ト現象） ことがある。 本発明はこうしたドリフト現象が起きない ようにして、 長時間の画像記録や計測がナノメ—トル単位の精度で安定した記録 と計測を可能にした高安定性光学顕微鏡の構造に関するものである。 背景技術
従来光学顕微鏡方式は柳の木に似た構造となっている。 即ち、 主柱 （幹に相当 ) には試料位置決め装置のステージや照明係、 観察光学系等が光軸に重量的、 形 状的にもおいても非対象が著しく、 バランスを欠いて取り付けられ、 図 1の如く 不安定な構造となっていた。 なお、 図 1において、 1 0 1はテレビカメラ、 1 0 2はリレ一レンズ、 1 0 3は接続筒、 1 0 4は直筒、 1 0 5は接眼レンズ、 1 0 6は双眼部、 1 0 Ίは鏡筒、 1 0 8は照明光源、 1 0 9は落射蛍光装置、 1 1 0 はアーム、 1 1 1はレボルバ一、 1 1 2は対物レンズ、 1 1 3はステージ、 1 1 4は上下動機構、 1 1 5はコンデンサ一、 1 1 6は主柱、 1 1 7はべ一ス及び照 明装置である。
図 1における従来の光学顕微鏡は、 ベース及び照明装置の一端に、 主柱を立設 し、 その主柱の上端側方にアームを設けたコ字型を基本構成としている。 そして 、 前記主柱は、 観察する試料を載置するステージを上下動する上下動機構を支持 し、 ステージの下方には、 前記試料に対して前記照明装置からの照明光を導くた めのコンデンサ—を設けている。 また、 アームの下方には、 対物レンズ、 この対 物レンズの倍率変換するためのレボルバを設け、 上方には、 落射蛍光装置、 鏡筒 、 直筒、 リレーレンズ、 T Vカメラを設け、 そして、 前記落射蛍光装置の側方に は照明光源が、 前記鏡筒側方には、 双眼部、 接眼レンズが設けられ、 この他に付 属の計測装置やカメラ等が枝葉のように取り付けられている。 このように、 ベ— ス及び照明装置の一端に、 主柱を立設し、 た片持ち式構造すなわち、 柳に風の如 く枝葉だけが揺れるだけでなく、 細い幹が揺れる構造のため、 肝心の幹部分に相 当する測光、 映像光学系が不安定な状態となつていた。
また、 従来の光学顕微鏡は、 照明光学系 （落射蛍光、 全落射蛍光、 透過蛍光、 反射偏光、 透過偏光、 明視野落射、 光ピンセッ ト等） 、 モニター光学系の導入部 に半透過鏡 （ダイクロイツクミラーも含む） はそれぞれあるが、 結像レンズはコ ス卜の制約からも 1個の結像レンズを共用していた。 これら照明系の支持金物が 映像光学系及び測光光学系と一体化され、 このため照明光学系やモニタ一光学系 支持金物の形状重量の非対象性が及ぼす不安定さや支持金物の温度依存性による 伸び縮みが映像光学系及び測光光学系に光軸の狂いとなり影響していた。
タンパク質などの生体物質が働く様子を 1分子単位で観察操作する 「 1分子生 理学」 と呼ばれる新しい研究分野が生まれつつある。 この研究のためには光学顕 微鏡が不可欠であり、 生体物質の動きが非常に小さいため解析には数ナノメ一ト ルの精度が必要である。
しかし現在の光学顕微鏡には安定性の問題があり、 この為長時間の観察、 記録 、 計測においてドリフト現象を起こし、 常に発生する観測結果の誤差要因となつ ていた。
そこで、 本発明は、 観測中に試料が焦点ボケを生じたり、 物点 （対象物） の移 動 （ドリフト） を起こさない安定性の高い光学顕微鏡の実現を図ったもので、 ま た、 全ての結像レンズとそれ以降の光学系には共用の結像レンズを使用すること なく個々に結像レンズを配置したものである。
結像レンズと例えば T Vカメラを一体化することによって、 対象物が結像レン ズの中心と焦点位置が変位することの原理を、 図 2 ( a )、 ( b ) に基づいて説 明する。
図 2 aの理想位置から支持金物の形状重量の非対象性が及ぼす不安定によって 、 図 2 bのように X、 Y方向に変位が起こっても、 結像レンズ T Vカメラは一体 化されているので、 光束は若干偏るが、 対象物は結像レンズの中心と焦点位置が 変位することなく結像する。
これは （天体） 望遠鏡に働く原理で、 対象物との望遠鏡との角度変位さえなけ れば、 望遠鏡が平行移動する限り対象物の光軸移動と焦点移動 （ドリフト） を起 こさないことに等しい。 発明の開示
このため、 本発明が採用した技術手段は、 光学顕微鏡において、 光軸に対して 形状重量ともに対称型に作られた直進案内機構及び支持体に対物レンズ、 結像レ ンズ、 映像光学系及び測光光学系を一直線上に配列し偏りなく支持したことを特 徴とした安定性の高い光学顕微鏡の構造としたことである。
また、 映像光学系の支持体及び測光光学系の支持体は、 温度変化、 振動等によ る傾きの変位が起こらぬよう四角錐台または円錐台とした安定性の高い光学顕微 鏡の構造としたことである。
また、 無限遠鏡筒長光学顕微鏡において、 照明光学系 （落射蛍光、 全反射落射 蛍光、 透過蛍光、 反射偏光、 透過偏光、 明視野落射、 光ピンセッ ト等） 及びモニ ター光学系の導入部に半透過鏡 （ダイクロイツクミラ—をも含む） と結像レンズ をそれぞれに組み合わせ、 映像光学系及び測光光学系には形状重量の非対称形が 及ぼす不安定さや支持体 （金物） の温度依存性による不安定さを望遠鏡に働く原 理で免れる安定性の高い光学顕微鏡の構造としたことである。
また、 光軸に形状重量が対称に作られた試料台と対物レンズ （試料部） とは一 体化し、 すべての結像レンズと独立した支持体で構成させ、 しかも低重心に配置 した安定性の高い光学顕微鏡の構造としたことである。 図面の簡単な説明
図 1 従来の光学顕微鏡の説明図である。
図 2 結像レンズと例えば T Vカメラを一体化することによって、 対象物が結 像レンズの中心と焦点位置は変位することの原理を説明する図である。
( a ) 理想の位置 （変位がない場合） を示す図である。
( b ) 映像光学系全体が X · Y方向に変位した場合を示す図である。 図 3 本発明により構成された光学顕微鏡の説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の高安定性光学顕微鏡を図 3に基づいて説明する。
無限遠鏡筒長光学顕微鏡において、 映像光学系 （測光用絞り p s 1 7、 リレーレ ンズ支持金物 P k 1 8、 リレーレンズ p r 1 9、 テレビカメラ支持金物 2 0、 テ レビカメラ 2 1からなる） と、 測光光学系 （直筒 2 8、 測光用絞り m s 2 9、 リ レーレンズ金物 m k 3 0、 リレーレンズ m 1 3 1、 測光装置支持金物 3 2、 測光 装置 3 3からなる） と、 照明光学系 （落射蛍光照明装置 1 2、 全反射落射蛍光、 透過蛍光、 反射偏光、 透過偏光、 明視野落射、 光ピンセッ ト 1 0、 1 1等） と、 照明光学系内に設けられた無限遠鏡筒長対物レンズ 2と結像レンズ p 1 1 6と、 からなる。 そして、 支脚 3 8に支持された防振台 1 5には、 中空状且つ円錐台 の支持台 7が固定され、 該支持台 7の下方の拡大部には、 光ピンセッ ト導入光学 系 1 0、 落射蛍光照明装置 1 2、 モニタ—光学系 （a ) 1 3カ^ 中心方向に向か つて設けられている。
また、 前記光ピンセッ ト導入光学系 1 0には、 防振台 1 5に設けられた光ピン セット照明系 1 1が連結されている。 また、 前記支持台 7の中空部の下方には、 中心部に結像レンズ p 1 1 6を有する基台 1 4が設けられ、 その、 基台 1 4の平 坦部 3 9は防振台 1 5の表面に載置され、 脚部 4 0は、 防振台 7の中心部に揷入 される。 前記基台 1 4上には、 支柱 9が立設され、 支柱 9の上端の基板 8上には 、 固定台 6、 Y軸粗動移動台 5、 X軸粗動移動台 4、 X Y Z軸微動付き試料台 3 と、 順次設けられ、 該 X Y Z軸微動付き試料台 3に、 観察する試料 1を載置し、 前記照明装置によつて照射され観察される。
また、 前記支持台 7の上方の縮小部には、 透過照明装置 2 3、 暗視野照明装置 2 6、 モニター光学系 （b ) 2 Ίが、 中心方向に向かって装着され、 更に、 支持 台 7に固定されたコンデンサーレンズ支持金物 2 4の先端部には、 コンデンサ— レンズ 2 2力 更に、 前記支持台 7の先端部の平坦中央部には、 照明系結像レン ズ 2 5がそれぞれ設けられている。
前記支持台 7の先端部の平坦部に固定された中空状且つ台形状の直筒 2 8には 、 測光用絞り m s 2 9、 リレーレンズ支持金物 m k 3 0、 リレ—レンズ m 1 3 1 、 測光装置支持金物 3 2、 測光装置 3 3と、 順次設けられ、 測光側第一次像 3 6 、 測光側第二次像 3 7が形成される。
前記防振台 1 5の下面には、 中空状且つ倒立台形状の支持体 4 1が装着され、 該支持体 4 1の中空部には、 測光用絞り p s 1 7、 リレーレンズ支持金物 p k 1 8、 リレーレンズ p r 1 9、 テレビカメラ支持金物 2 0、 テレビカメラ 2 1と、 順次設けられ、 映像側第一次像 3 4、 映像側第二次像 3 5が形成される。
前記したように、 無限遠鏡筒長対物レンズ 2、 結像レンズ 1 6 p 1、 照明系結 像レンズ 2 5、 映像光学系 （測光用絞り 1 7 p s、 リレーレンズ支持金物 p k 1 8、 リレ—レンズ p r 1 9、 テレビカメラ支持金物 2 0、 テレビカメラ 2 1から なる） 、 測光光学系 （直筒 2 8、 測光用絞り m s 2 9、 リレーレンズ金物 m k 3 0、 リレーレンズ金物 m l 3 1、 測光装置支持金物 3 2、 測光装置 3 3からなる ) を、 光軸に形状重量ともに対称型に作られた直線案内機構上に一直線上に配列 し偏りなく支持したことを特徴とした安定性の高い光学顕微鏡の構造とした。 また、 無限遠光学系を使用し、 映像光学系、 測光光学系は、 結像レンズと一体 化されているので傾きの変動を起こさない限り、 平行移動は全く焦点ボケを生じ ■たり、 物点 （対象物） の移動 （ドリフ ト） を起こさない望遠鏡の原理が働くもの である。 この直進案内機構の一例は円筒と円柱から構成し、 円筒部は光軸方向に 移動が可能となっている
試料のフォーカス機構は、 X Y Z軸微動付き試料台 3で行ない、 この X Y Z軸 微動付き試料台 3は光軸中心に対称なだけでなく、 静電容量型センサ—を内蔵し 、 ピエゾ駆動機構に変位量をフィードバックされ、 焦点位置も保持される構造に なっている。
更に、 照明光学系 （落射蛍光照明装置 1 2、 全反射落射蛍光、 透過蛍光、 反射 偏光、 透過偏光、 明視野落射、 光ピンセッ ト 1 0、 1 1等） の導入部に半透過鏡 (ダイク口ミラーも含む） と結像レンズをそれぞれに組み合わせ、 前述の映像光 学系及び測光光学系とは独立した支持金物により支持され、 映像光学系及び測光 光学系には形状重量の非対称性が及ぼす不安定さを排除した構造となっている。 仮に映像光学系、 測光光学系及び照明光学系が変動したとしても、 上述の望遠 鏡に働く原理が適用されるし、 傾きの変動は強固な台形型 （ビラミッ ト型） 支持 台 7に取り付けられている。 更に、 光ピンセッ ト照明系のように重量的に大きな 物はさらに分離し、 防振台 1 5に直接取り付けているのでアンバランスな重りの ような不安定要素とはならないし、 傾きの要因にもならない。
したがって、 仮に外部振動等によって、 照明系が変位をおこしても試料や対物 レンズにはその影響は受けない構造となっている。
更に不安定最大要因の試料と対物レンズとの相対的変動が大変重要である。 そこで、 試料 1、 無限遠鏡筒長対物レンズ 2、 X Y Z軸微動付き試料台 3、 X 軸粗動移動台 4、 Y軸粗動移動台 5、 固定台 6はそれぞれを真空吸着等により固 定一体化を行なう。
この一体化によつて試料と対物レンズとの相対的変動をなくすことは安定性確 保に大変有効となる。 更に、 これらの部分を防振台 1 5に直接取りつけ、 重心の 低い位置に配置したことによつても解決している。
(柳に風の如く細い幹がゆれる従来方式から東京タヮ一と直下のビルの如き切 離し構造とし、 一体化された試料と対物レンズは重心の低いビルに相当する。 ） なお、 本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、 他のいかな る形でも実施できる。 そのため、 前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にす ぎず限定的に解釈してはならない。 産業上での利用可能性
本発明に係る高安定性光学顕微鏡によれば、 前記したように、 光軸に対して形 状重量ともに対称型に作られた直進案内機構及び支持体に対物レンズ、 結像レン ズ、 映像光学系及び測光光学系を一直線上に配列し偏りなく支持したことを特徴 とした安定性の高い光学顕微鏡としたので、 極めて安定性の高い光学顕微鏡が実 現し、 分子生物学、 生物物理学等における分子位置の距離計測や分子運動量計測 がナノメートルオーダーで容易に可能となる。 また、 ドリフトを起こさせず、 長 時間の画像記録も容易に可能になる。 また、 無限遠鏡筒長光学顕微鏡において、 照明光学系 （落射蛍光、 全反射落射蛍光、 透過蛍光、 反射偏光、 透過偏光、 明視 野落射、 光ピンセッ ト等） 及びモニタ—光学系の導入部に半透過鏡 （ダイクロイ ックミラ—も含む） と結像レンズをそれぞれに組み合わせることによって、 それ ぞれの取りつけ位置や互換性に自由度が生まれ、 システムとしての発展性があり 、 且つ安定性の高い光学顕微鏡が実現できる。

Claims

請求の範囲
1 . 光学顕微鏡において、 光軸に対して形状重量ともに対称型に作られた直進 案内機構及び支持体に対物レンズ、 結像レンズ、 映像光学系及び測光光学系を一 直線上に配列し偏りなく支持したことを特徴とした安定性の高い光学顕微鏡の構 造。
2 . 映像光学系及び測光光学系の支持体は、 温度変化、 振動等による傾きの変 位が起こらぬよう四角錐台または円錐台としたことを特徴とする請求項 1記載の 安定性の高い光学顕微鏡の構造。
3 . 無限遠鏡筒長光学顕微鏡において、 照明光学系 （落射蛍光、 全反射落射蛍 光、 透過蛍光、 反射偏光、 透過偏光、 明視野落射、 光ピンセッ ト等） 及びモニタ 一光学系の導入部に半透過鏡 （ダイクロイツクミラーも含む） と結像レンズをそ れぞれに組み合わせ、 前記映像光学系及び測光光学系には形状重量の非対称形が 及ぼす不安定さや支持体 (金物) の温度依存性による不安定さを望遠鏡に働く原 理で免れることを特徴とする請求項 1〜 2のうちの 1記載の安定性の高い光学顕 微鏡の構造。
4 . 光軸に形状重量が対称に作られた試料台と対物レンズ （試料部） とは一体 化し、 すべての結像レンズと独立した支持体で構成させ、 しかも低重心位置に配 置し、 前記の構造と組み合わせたことを特徴とする請求項 1〜 3のうちの 1記載 の安定性の高い光学顕微鏡の構造。
PCT/JP2002/008935 2002-03-18 2002-09-03 Microscope optique a haute stabilite WO2003079089A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE60232196T DE60232196D1 (de) 2002-03-18 2002-09-03 Hochstabiles optisches mikroskop
EP02772834A EP1486810B1 (en) 2002-03-18 2002-09-03 High-stability optical microscope
US10/506,107 US7307784B2 (en) 2002-03-18 2002-09-03 High-stability optical microscope

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002073455A JP4084061B2 (ja) 2002-03-18 2002-03-18 高安定性光学顕微鏡
JP2002-73455 2002-03-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003079089A1 true WO2003079089A1 (fr) 2003-09-25

Family

ID=28035240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2002/008935 WO2003079089A1 (fr) 2002-03-18 2002-09-03 Microscope optique a haute stabilite

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7307784B2 (ja)
EP (1) EP1486810B1 (ja)
JP (1) JP4084061B2 (ja)
CN (1) CN100559228C (ja)
DE (1) DE60232196D1 (ja)
WO (1) WO2003079089A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1582904A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-05 Olympus Corporation System microscope

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005001102B4 (de) * 2005-01-08 2021-04-29 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Temperierbares Objektiv für Mikroskope
EP1915607A1 (en) * 2005-07-19 2008-04-30 Physical Sciences, Inc. Side view imaging microwell array
US7854524B2 (en) * 2007-09-28 2010-12-21 Anorad Corporation High stiffness low mass supporting structure for a mirror assembly
EP2246725A3 (en) * 2009-04-30 2011-01-26 Olympus Corporation Microscope with fixed imaging unit and movable objective lens
DE202009010772U1 (de) 2009-08-11 2009-11-26 Deutsches Krebsforschungszentrum Stiftung des öffentlichen Rechts Anordnung zur Abbildungsstabilisierung
CA3030720A1 (en) 2010-08-27 2012-03-01 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Microscopy imaging device with advanced imaging properties
US9428384B2 (en) * 2011-01-18 2016-08-30 Jizhong He Inspection instrument
JP6849405B2 (ja) * 2016-11-14 2021-03-24 浜松ホトニクス株式会社 分光計測装置及び分光計測システム
CN108414446A (zh) * 2018-03-30 2018-08-17 广东顺德墨赛生物科技有限公司 微流控芯片荧光检测设备、方法以及装置
CN110888230A (zh) * 2019-11-28 2020-03-17 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心) 一种智能生物显微镜

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08114750A (ja) * 1994-10-14 1996-05-07 Olympus Optical Co Ltd 倒立形顕微鏡用保温装置
US5764409A (en) * 1996-04-26 1998-06-09 Alpha Innotech Corp Elimination of vibration by vibration coupling in microscopy applications
US20010028510A1 (en) * 1996-08-16 2001-10-11 Imaging Research, Inc. Digital imaging system for assays in well plates, gels and blots

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3259012A (en) * 1960-09-12 1966-07-05 Inv S Finance Corp Microscope having bridge type support arm for body tube and focusing mechanism
GB1260653A (en) * 1968-01-25 1972-01-19 Watson W & Sons Ltd Improvements in or relating to optical apparatus
US3830560A (en) * 1970-09-14 1974-08-20 R Onanian Microscope apparatus
JPS5524566Y2 (ja) * 1975-10-28 1980-06-12
US5317153A (en) * 1991-08-08 1994-05-31 Nikon Corporation Scanning probe microscope
JP2966311B2 (ja) * 1995-03-10 1999-10-25 科学技術振興事業団 顕微測光装置
JP3221823B2 (ja) * 1995-11-24 2001-10-22 キヤノン株式会社 投影露光装置およびこれを用いた露光方法ならびに半導体製造方法
US6091911A (en) * 1996-08-30 2000-07-18 Nikon Corporation Microscope photographing unit with brightness control for observation optical system
JP3437406B2 (ja) * 1997-04-22 2003-08-18 キヤノン株式会社 投影露光装置
US5970260A (en) * 1997-09-10 1999-10-19 Konica Corporation Camera equipped with zoom lens
CA2243090A1 (en) * 1998-07-10 2000-01-10 Timothy M. Richardson Inverted darkfield contrast microscope and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08114750A (ja) * 1994-10-14 1996-05-07 Olympus Optical Co Ltd 倒立形顕微鏡用保温装置
US5764409A (en) * 1996-04-26 1998-06-09 Alpha Innotech Corp Elimination of vibration by vibration coupling in microscopy applications
US20010028510A1 (en) * 1996-08-16 2001-10-11 Imaging Research, Inc. Digital imaging system for assays in well plates, gels and blots

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1486810A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1582904A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-05 Olympus Corporation System microscope

Also Published As

Publication number Publication date
US20050117204A1 (en) 2005-06-02
DE60232196D1 (de) 2009-06-10
EP1486810A1 (en) 2004-12-15
US7307784B2 (en) 2007-12-11
EP1486810B1 (en) 2009-04-29
CN100559228C (zh) 2009-11-11
JP2003270537A (ja) 2003-09-25
CN1623110A (zh) 2005-06-01
JP4084061B2 (ja) 2008-04-30
EP1486810A4 (en) 2007-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7042638B2 (en) Device for coupling light into a microscope
US6980360B2 (en) Focus stabilizing apparatus
EP0488023A1 (en) Microscope having a focus-adjusting mechanism
JP4084061B2 (ja) 高安定性光学顕微鏡
EP1582904A1 (en) System microscope
US20210011266A1 (en) Improved scanning optical microscope
JP3365791B2 (ja) システム顕微鏡
JP2013105156A (ja) 顕微鏡システム
US8964287B2 (en) Device for focusing a microscope objective on a sample
US6975409B2 (en) Illumination device; and coordinate measuring instrument having an illumination device
JP7025530B2 (ja) 広領域の共焦点及び多光子顕微鏡で用いる動的フォーカス・ズームシステム
CN102648430B (zh) 用于扫描显微镜的移相滤光器
EP1418456A1 (en) Focus stabilizing mechanism of microscope or the like
JP2003270537A5 (ja)
JP2003043373A5 (ja)
JP4914537B2 (ja) 倒立型顕微鏡に適用される試料支持装置
US7936502B2 (en) Microscope
JP4792163B2 (ja) 顕微鏡装置
JP2004530948A (ja) 顕微鏡鏡筒
US20090116103A1 (en) Microscope apparatus
McAllister et al. Design and optimization of a high-speed, high-sensitivity, spinning disk confocal microscopy system
JPH09145721A (ja) 光学顕微鏡一体型走査型プローブ顕微鏡
US20210116693A1 (en) Non-linear optical scanning microscope
JP2002162570A (ja) 正立顕微鏡
JPH11160627A (ja) 倒立顕微鏡

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10506107

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 20028285794

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002772834

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002772834

Country of ref document: EP