WO2005096059A1 - 観察装置および蛍光観察装置 - Google Patents

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WO2005096059A1
WO2005096059A1 PCT/JP2005/005898 JP2005005898W WO2005096059A1 WO 2005096059 A1 WO2005096059 A1 WO 2005096059A1 JP 2005005898 W JP2005005898 W JP 2005005898W WO 2005096059 A1 WO2005096059 A1 WO 2005096059A1
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WO
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image
imaging
tissue
organ
living body
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PCT/JP2005/005898
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English (en)
French (fr)
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Yoshihiro Kawano
Keiji Shimizu
Minoru Sukekawa
Tsuyoshi Mochizuki
Susumu Honda
Kazuhiro Hayashi
Original Assignee
Olympus Corporation
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Priority to EP05727465.6A priority patent/EP1731941B1/en
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G01N21/6458—Fluorescence microscopy
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G02B21/248—Base structure objective (or ocular) turrets

Definitions

  • the present invention relates to an observation device such as a microscope observation device and a fluorescence observation device for observing a living body, an organ or a tissue.
  • the microscope observation apparatus includes an objective lens arranged to face a sample, an imaging lens for forming an enlarged image on an image pickup means such as a CCD camera, and a detachable arrangement between the objective lens and the imaging lens. And a variable power relay lens capable of continuously changing magnification over a predetermined magnification range.
  • a fluorescent image, a reflected image or a transmitted image is obtained by illuminating the upper or lower surface of the living body, the organ or the tissue using a microscope or a stereomicroscope.
  • illumination is performed in a living body and imaging is performed in the living body.
  • Patent Document 1 JP-A-7-104192 (FIG. 1 etc.)
  • the conventional microscope observation apparatus changes the observation magnification by changing the magnification of the afocal magnification relay lens, it is difficult to change the magnification over a wide magnification range. That is, since the same objective lens and the same imaging lens are used up to a small magnification power and a large magnification, when the magnification is small, there is a disadvantage that the numerical aperture becomes excessively small and the resolution is reduced.
  • the illumination light is more easily absorbed as the thickness of the living body, the organ or the tissue increases. It becomes difficult to efficiently illuminate a site to be observed in the weave.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can obtain an image with a high resolution without excessively reducing the numerical aperture even when the magnification is reduced, and improves observation accuracy.
  • Another object of the present invention is to provide a technique for efficiently illuminating a living body, organ or tissue and observing the living body with good resolution.
  • the present invention provides the following means.
  • a light source for irradiating a sample placed on a stage with excitation light or illumination light, an objective lens arranged to face the stage and condensing fluorescence or reflected light from the sample, An imaging lens for forming an image on the sample of the objective lens; and an imaging unit for imaging an image on the sample formed by the imaging lens.
  • An observation apparatus provided with an objective lens switching mechanism for switching the objective lens, a plurality of imaging lenses having different magnifications, and an imaging lens switching mechanism for switching the imaging lens is provided.
  • the excitation light or the illumination light emitted from the light source is irradiated toward the sample
  • the fluorescence or the reflected light emitted from the sample is incident on the objective lens and collected.
  • the image is formed by being incident on the imaging lens, and is imaged by the imaging means.
  • the objective lens can be switched by operating the objective lens switching mechanism. Then, by operating the imaging lens switching mechanism, it becomes possible to select an imaging lens suitable for the objective lens. As a result, it is possible to acquire an image with a high resolution that does not excessively reduce the numerical aperture even at a low magnification.
  • the relay optical system that relays the illumination light for illuminating the sample, and the reflecting member that is held by the imaging lens and deflects the illumination light having the light source power toward the relay optical system. You may have.
  • the path of the illumination light can be separated from the path of the returning light by the force of the sample. Therefore, the illumination light does not need to pass through the objective lens, and the generation of autofluorescence in the objective lens can be reduced, and as a result, an image with good contrast can be obtained.
  • the dichroic mirror for separating the excitation light and the fluorescent light can be small, and an inexpensive illumination system can be provided.
  • a relay optical system for relaying illumination light for illuminating the sample, and a reflection for deflecting illumination light from a plurality of dichroic mirrors and a light source toward the relay optical system.
  • a rotating turret that holds the member and is selectively disposed to face the light source.
  • the relay optical system may be held by an objective lens or an objective lens switching mechanism.
  • the relay optical system divides the illumination light from the light source into two or more, and irradiates the two or more divided illumination lights to the sample with different directional forces. .
  • the optical axis between the high-magnification objective lens and the high-magnification imaging lens is selected. It is also possible to have a zoom mechanism that is inserted on the rooster!
  • the zoom mechanism is detachably provided on the optical axis when a low-magnification objective lens and a low-magnification imaging lens are selected.
  • the numerical aperture is reduced. Since a relatively large value can be secured, the magnification can be continuously changed by inserting a zoom mechanism.
  • the combination of the objective lens and the imaging lens that secures a numerical aperture can be achieved by removing the zoom mechanism from the optical axis. Can be adopted.
  • the magnification is changed from the high magnification power to the low magnification only by the zoom mechanism, the numerical aperture on the low magnification side becomes excessively small. By removing the zoom mechanism, such an adverse effect can be prevented.
  • a confocal adjustment mechanism that adjusts an imaging position of the imaging lens.
  • the imaging position of the imaging lens fluctuates due to individual differences between the imaging lens and the objective lens or the zoom mechanism to be combined, operate this function to correct this and obtain a clearer image. Can be.
  • the high-magnification imaging lens bypasses the optical path between the imaging lens and the imaging means, and the high-magnification imaging lens moves from the high-magnification imaging lens to the imaging means. It is preferable to provide an optical path detour means for matching the linear distance to the image position with that of the low-magnification imaging lens.
  • the optical performance can be improved by making the rear focal position of the imaging lens and the objective lens substantially coincident, that is, a telecentric positional relationship.
  • the optical path length becomes longer at high magnifications due to the difference in focal length. Therefore, by operating the optical path detour means to match 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 movements of the imaging means without moving A clear image can be obtained at a magnification.
  • the optical path detour means may be provided with an optical path length adjusting means capable of adjusting the optical path length!
  • the optical path detouring means is provided with an angle adjusting means capable of adjusting an inclination angle of the optical axis.
  • the optical path length and the optical axis may fluctuate due to individual differences between the lenses when the imaging lens is changed, and the like.
  • the angle can be adjusted so that the optical axis of the imaging lens is exactly directed toward the imaging means by making it coincide with that of the image lens or by operating the angle adjusting means.
  • an object-focal point adjusting mechanism for adjusting a position of the objective lens in the optical axis direction may be provided.
  • the individual difference of the lenses can be corrected by adjusting the conjugate position of the objective lens with the imaging position of the imaging lens by the operation of the objective-parfocal adjustment mechanism.
  • the objective lens, the zoom mechanism, and the imaging lens may be rotatably mounted around the same axis disposed along a vertical direction. Is also good. In this way, the switching mechanism can be made compact.
  • the objective lens, the zoom mechanism, and the imaging lens are attached rotatably around two or more axes arranged along a vertical direction.
  • the objective lens and the zoom mechanism may be rotatably mounted around different axes.
  • the objective lenses having different magnifications are arranged at positions shifted in the optical axis direction due to the difference in the focal position.
  • the high magnification side objective lens can be placed close to the sample, while the low magnification side objective lens is placed far away from the sample.
  • By rotating the objective lens and the zoom mechanism around different axes it is possible to set the low-magnification side objective lens and the zoom mechanism that are not used at the same time to a position where they interfere with each other in the optical axis direction. It is possible to make it compact.
  • the base installed horizontally, two or more columns extending vertically from the base along the axis, and a beam member bridged over the upper ends of these columns.
  • the imaging means may be fixed to the beam member.
  • the optical axis is disposed at a position where the plane force including the axes of the two or more columns is also separated from each other. In this way, two or more Can be arranged close to each other, and a compact configuration in the width direction can be achieved.
  • the objective lens, the zoom mechanism, and the imaging lens are rotatably mounted around one or more axes arranged along the vertical direction.
  • a movable bracket for fixing the lens switching mechanism and a bearing for assembling the movable bracket to the fixed bracket so as to be horizontally rotatable are mounted so as to be rotatable around the axis of the column. Is preferred.
  • the movable bracket can be rotatably supported by the column by fitting and fixing the fixing bracket of the assembly assembled outside to the column. Therefore, assembly is easy, and manufacture, maintenance, adjustment, and the like can be easily performed.
  • the objective lens, the zoom mechanism, and the imaging lens are rotatably mounted around one or more axes arranged along the vertical direction.
  • the base includes a first base for fixing the stage, and a second base disposed above the first base with a space therebetween, and the first base and the second base are fixed by a spacing member.
  • the column is fixed to the second base.
  • the spacing member replaceable, it is possible to replace the spacing member with one having a different length in accordance with the size of the sample, thereby securing a space around the stage.
  • a tray member on which the sample is fixed is positioned on the stage.
  • the fixed state may be fixed.
  • the sample can be fixed on the tray member at a place other than the stage, and the tray member on which the sample has been fixed can be fixed to the stage. Since the space around the stage tends to be relatively narrow due to the close proximity of the objective lens, operability may be poor when performing a work of fixing a sample such as a small experimental animal alive. Therefore, by performing such an operation outside and performing only the operation of attaching the tray member to the stage under the objective lens, observation preparation can be easily performed.
  • the tray member is made of a transparent or light-absorbing material.
  • the illumination light that also irradiates the upward force of the sample the illumination light that falls off the sample and hits the tray member passes through the tray member or is absorbed by the tray member, and returns to the objective lens side as stray light. Can be prevented.
  • the imaging means is provided so as to be exchangeable.
  • the imaging means is provided so as to be rotatable around the optical axis.
  • the direction of the obtained image can be arbitrarily selected. Further, when the imaging means is connected to a monitor and observed in real time, the direction of an image reflected on the monitor can be arbitrarily selected, and observation can be performed from an easy-to-view direction.
  • a second aspect of the present invention provides a laser light source for irradiating a sample placed on a stage with excitation light, an objective lens arranged opposite to the stage to expand fluorescence from the sample, A plurality of lens groups including an imaging lens that forms an image of the fluorescence from the sample magnified by the lens; an imaging unit that captures the fluorescence of the sample force formed by the imaging lens; This is a fluorescence observation apparatus including a lens group switching mechanism for switching a lens group.
  • the observation is performed while changing the magnification, and in some cases, the objective lens and the imaging lens are changed. Since the lens group including the lens is switched by the operation of the lens group switching mechanism, a bright fluorescent image can be obtained without excessively reducing the numerical aperture even when observing at a low magnification.
  • the image processing apparatus may include a processing unit for performing a stereo deconvolution process on the imaged fluorescence, and the processing unit may perform a non-super ral blind deconvolution process.
  • the processing unit may perform a non-super ral blind deconvolution process.
  • a third aspect of the present invention is directed to a living body, organ, or tissue observation device.
  • the observation device according to the third aspect includes an illumination device for illuminating a living body, an organ, or a tissue from within, and a transmission image and a fluorescence image of the living body, an organ, or a tissue taken by an external force.
  • the lighting device may include a light source that emits illumination light or excitation light and a light emission unit that emits illumination light or excitation light to the outside.
  • the light emission unit can be introduced into a living body, an organ, or a tissue.
  • a fourth aspect of the present invention is directed to a method for observing a living body, an organ, or a tissue.
  • a light emitting unit that emits illumination light or excitation light to the outside is introduced into a living body, an organ, or a tissue, and illumination light or excitation light is emitted from the light emitting unit so that the living body, organ, or tissue is exposed.
  • the internal force is illuminated, and a living body, an organ or a tissue is photographed with an external force to obtain an optical image of at least one of a transmission image and a fluorescence image of the living body, the organ or the tissue, and the obtained optical image is displayed on a display device.
  • a fifth aspect of the present invention is directed to an experimental method using a living body, an organ, or a tissue.
  • a light emitting unit that emits illumination light or excitation light to the outside is introduced into a living body, an organ, or a tissue, and the light emitting unit emits illumination light or excitation light to generate a living body, organ, or tissue. It illuminates from inside, acquires external images of the living body, organ, or tissue to obtain a fluorescent image of the living body, organ, or tissue, and compares the obtained fluorescent image with other images to obtain a living body, organ, or tissue. It compares and examines the change over time in the amount and area of the fluorescent substance inside.
  • the imaging lens can be switched at the same time as the objective lens is switched according to the change in 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, so that the numerical aperture is not excessively reduced.
  • a technique for efficiently illuminating a living body, an organ or a tissue and observing the living body, an organ or a tissue with good resolution is provided.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a microscope observation device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a part of a tray member on a stage in the microscope observation apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a low-magnification objective lens unit of the microscope observation apparatus in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing another low-magnification objective lens unit similar to FIG. 3.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another low-magnification objective lens unit similar to FIG. 3.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a high-magnification objective lens unit of the microscope observation device in FIG. 1.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view with a part broken away showing a mounting structure of a second arm of the microscope observation device in FIG. 1.
  • FIG. 8 is a partially broken longitudinal sectional view showing a camera mounting structure of the microscope observation device in FIG. 1.
  • FIG. 9 is a plan view showing the mounting structure of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a plan view illustrating the arrangement of columns and spacing members of the microscope observation device in FIG. 1.
  • FIG. 11 is a plan view showing an arrangement area of an optical axis of a camera of the microscope observation device in FIG. 1.
  • FIGS. 12A to 12C are schematic diagrams illustrating optical path detour means of the microscope observation device in FIG. 1.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a modification of the optical path detour means of FIG. 12.
  • FIG. 14 is a schematic view showing another modified example of the optical path detour means of FIG. 12.
  • FIG. 15 is a longitudinal sectional view with a part broken away showing an attachment structure of an imaging lens unit of the microscope observation device in FIG. 1.
  • FIG. 16 is a perspective view showing a microscope observation device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is an overall configuration diagram showing a microscope observation device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart showing an observation procedure in the microscope observation apparatus in FIG. 17.
  • FIG. 19 is a perspective view showing a microscope observation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a partial longitudinal sectional view for explaining the oblique illumination by the microscope observation device of FIG. 19.
  • FIG. 20 is a perspective view showing a state at the time of high magnification observation by the microscope observation device of FIG. [22]
  • FIG. 22 is a perspective view showing a microscope observation apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
  • ⁇ 23] is a partial longitudinal sectional view illustrating coaxial illumination by the microscope observation device of FIG. 22.
  • ⁇ 24] is a partial longitudinal sectional view illustrating oblique illumination by the microscope observation device of FIG. 22.
  • FIG. 25 is a partial longitudinal sectional view showing a microscope observation device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a partial longitudinal sectional view showing a microscope observation device according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a perspective view showing a first modification of the stage in the microscope observation apparatus of the present invention.
  • FIG. 28 is a longitudinal sectional view of the stage of FIG. 27.
  • FIG. 29 is a perspective view showing a second modification of the stage in the microscope observation apparatus of the present invention.
  • FIG. 30 is a longitudinal sectional view of the stage in FIG. 29.
  • FIG. 31 is a perspective view showing a third modification of the stage in the microscope observation apparatus of the present invention.
  • FIG. 32 is a longitudinal sectional view of the stage in FIG. 31.
  • FIG. 33 is a perspective view showing a fourth modification of the stage in the microscope observation apparatus of the present invention.
  • FIG. 34 schematically illustrates a configuration of an observation device according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 35 is a plan view of the imaging optical system turret shown in FIG. 34.
  • FIG. 36 shows a flowchart of observation by the observation device of the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 37 schematically shows a configuration of an observation device according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 38 schematically shows a configuration of an observation device according to a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 39 shows a flowchart of observation by the observation device of the present embodiment.
  • FIG. 40 shows a flowchart of another observation by the observation device of the present embodiment.
  • FIG. 41 schematically shows a configuration of an observation device according to an eleventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 42 schematically shows a configuration of an observation device according to a twelfth embodiment of the present invention.
  • FIG. 43 schematically shows a configuration of an observation device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 44 schematically shows a configuration of an observation device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
  • the microscope observation apparatus 1 includes a light source 2 for generating light for irradiating a small experimental animal such as a mouse and other samples A, a stage 3 on which the sample A is mounted, and a sample A.
  • Objective lens units 4a to 4d for enlarging the return light from the lens
  • imaging lens units 5a and 5b for enlarging and forming an image on the sample A enlarged by the objective lens units 4a to 4d
  • an imaging lens unit A camera (imaging means) 6 for imaging the image on the sample A formed by 5a and 5b.
  • the stage 3 is provided on a base 7 installed horizontally.
  • the base 7 includes a first base 7a installed on a horizontal installation surface, and a second base 7b horizontally arranged at an interval above the first base 7a. Between the first base 7a and the second base 7b, a plurality of spacing members 8 that determine the spacing between the two are interchangeably arranged.
  • the stage 3 is set on the first base 7a, and can move the mounted sample A in two horizontal directions and a vertical direction.
  • the stage 3 is provided with a through hole 3a, as shown in FIG. 2, so that the tray 9 on which the sample A is placed is fitted in a positioning state.
  • the tray 9 is made of a transparent material or a black member that absorbs light.
  • the second base 7b is disposed above the stage 3, and the entire operation range of the stage 3 It has been cut out so as not to block the space above. Further, the spacing member 8 is arranged around the stage 3 with a spacing sufficiently wider than the operation range of the stage 3. As a result, when the sample A is placed on the stage 3 or when the operator operates the sample on the stage 3, it is not in the way!
  • Two columns 10, 11 extend vertically from the upper surface of the second base 7b.
  • the upper ends of the two columns 10 and 11 are connected by an upper plate (beam member) 12 so as to bridge over the columns 10 and 11.
  • an upper plate beam member 12
  • a gate-shaped frame that also has strength with the two columns 10, 11 and the upper plate 12 is formed.
  • the objective lens units 4a to 4d are attached to a turret 13 that is attached to the first support 10 so as to be rotatable around a vertical axis of the support 10.
  • the objective lens units 4a to 4d are fixed to the turret 13 at intervals in the circumferential direction. As shown in FIGS. 3 to 6, these objective lens units 4a to 4d have different magnifications, for example, 50 mm, 90 mm, 180 mm, and 300 mm in order from a short bookstore distance. It has a focal length. The operator can select the objective lens units 4a to 4d having a desired focal length by rotating the turret 13 as necessary. In these figures, the lens is omitted.
  • the imaging lens units 5a and 5b are respectively provided at the distal ends of two first arms 14 rotatably mounted on the second support 11 around the vertical axis of the support 11 for low magnification.
  • An imaging lens unit 5a and an imaging lens unit 5b for high magnification are attached.
  • the imaging lens unit 5a for low magnification has a focal length of 75 mm
  • the imaging lens unit 5b for high magnification has a focal length of 210 mm.
  • the second support 11 includes a zoom mechanism 15 for continuously changing the magnification on the high magnification side and an illumination device 16 for performing epi-illumination during high-magnification observation. It is mounted separately and rotatable around 11 vertical axes.
  • the zoom mechanism 15 is attached to the tip of a second arm 17 rotatably attached to the second support 11.
  • the lighting device 16 is rotatably mounted on the second support 11. Fixed to the bracket 18.
  • the total magnification when these objective lens units 4a to 4d, the coupling lens units 5a and 5b, and the zoom mechanism 15 in the case of high magnification are combined is 1.26 to 16.2.
  • the turret 13, the first arm 14, the bracket 18, and the second arm 17 are each provided with a bearing 20 on a cylindrical fixed bracket 19 fitted to the columns 10 and 11.
  • the assembly 21 is configured to be rotatably mounted through the assembly 21.
  • FIG. 7 illustrates the second arm 17 as an example.
  • the fixing bracket 19 is fixed to the columns 10 and 11 by being fastened, and can be rotated horizontally at that position.
  • each assembly 21 is also inserted into the upper end of each of the columns 10 and 11, and is placed on the upper surface of the sleeve 23 which is positioned by being abutted against the upper surface of the second base 7b, the upper surface of the assembly 21, and the like. It is positioned in the up-down direction by being hit directly or via an adjustment spacer (not shown). That is, the upper ends of the columns 10 and 11 with the upper plate 12 removed can be easily assembled in a fixed position by inserting and stacking the assembly 21 and the sleeve 23.
  • the camera 6 is fixed to the upper plate 12 with the optical axis C arranged vertically downward.
  • An absorption filter 24 is arranged between the upper plate 12 and the camera 6.
  • a plurality of types of absorption filters 24 are attached to a turret 25 that is rotated around a vertical axis, so that only light to be imaged passes.
  • the casing 26 of the absorption filter 24 is provided with a mounting hole 27 having a female shape portion 27a.
  • the camera 6 is provided with an array-shaped boss portion 29 that is inserted into the mounting hole 27 and pressed horizontally with a set screw 28 to be engaged with the female-shaped portion 27a.
  • the boss portion 29 is formed in a tapered shape whose outer diameter expands toward the tip, and is engaged with the female shape portion 27a by loosening the set screw 28 as shown by the arrow in FIG. It is now possible to rotate camera 6 around optical axis C while maintaining it!
  • the optical axis C of the camera 6 is arranged between the two columns 10 and 11. As shown by hatching in FIG.
  • the distance between the axes of the two columns 10 and 11 is L
  • the position of the optical axis is the objective lens unit 4a to 4th centered on the axis of the first column 10.
  • the rotation radius of the optical axis of 4d is A
  • the radius of the arc drawn by the outermost shape of the objective lens units 4a to 4d is B
  • the imaging lens units 5a and 5b and the zoom mechanism 15 centered on the axis of the second support 11.
  • the radius of rotation of the optical axis is C
  • the radius of the arc drawn by the outermost shape of these imaging lens units 5a and 5b and the zoom mechanism 15 is D
  • the radius of the first support is r
  • the radius of the second support 11 is: Is set to satisfy the following formula
  • the optical axis C of the camera 6 is not arranged in a plane including the axes of the two columns 10 and 11 in this region, and as shown in FIG. It is located away from this plane.
  • the arbitrarily selected objective lens units 4 a to 4 d are arranged at positions corresponding to the optical axis C of the camera 6, and around the axis of the second support 11.
  • the imaging lens units 5a and 5b suitable for the objective lens units 4a to 4d can be selected and arranged at a position corresponding to the optical axis C of the camera 6. ! /
  • the second arm 17 is rotated around the axis of the second support 11, and the zoom mechanism 15 is moved to the camera 6. It can be arranged at a position coinciding with the optical axis C. At this time, the objective lens unit 4d, the imaging lens unit 5b, and the zoom mechanism 15 can be rotated without interfering with the columns 10, 11, and the dimensions of the turret 13, the arms 14, 17 must be reduced. The distance L between the supporting posts 10 and 11 can be reduced.
  • the objective lenses 4a to 4d and the imaging lenses 5a and 5b are arranged in a positional relationship in which their rear focal positions substantially coincide with each other in order to improve optical performance.
  • the microscope observation device 1 when such a positional relationship is achieved, as shown in FIG.12A, when the high-magnification objective lens unit 4a and the imaging lens unit 5a are selected.
  • the distance LI from the imaging position of the objective lens units 4a to 4d to the imaging position of the imaging lens units 5a and 5b due to the difference in the focal length of each lens unit between when the imaging lens unit 5b is selected. L2 is different.
  • the microscope observation apparatus 1 is configured such that the optical path is bent and detoured to a high-magnification imaging lens unit 5a having a long distance L1 between the imaging positions. Accordingly, a prism (optical path detour means) 30 for matching the linear distance L2 between the imaging positions with the distance L2 on the low magnification side is provided. As a result, clear images can be taken from low magnifications to high magnifications without moving the camera 6 fixed to the upper plate 12.
  • the optical path detouring means a combination of two or more prisms 31, 32 is employed, and the distance between the prisms 31, 32 is adjusted in the direction of the arrow.
  • an adjustment mechanism (not shown)
  • the variation of the optical path length due to the individual difference between the prisms 31 and 32 may be corrected.
  • three prisms 31, 33, and 34 are used as optical path detour means, and the last prism 34 that deflects the detoured optical path to the camera 6 so as to return to the vertical optical path.
  • the inclination of the optical axis C described above may be corrected by providing a rotation mechanism (not shown) that rotates around the horizontal axis. By doing so, only the inclination of the last optical path facing the camera 6 can be adjusted, so that it is possible to perform correction easily and accurately without complicatedly changing the optical path.
  • the objective lens units 4a to 4d and the imaging lens units 5a and 5b adjust the focal position of these lens units.
  • a mechanism 35 and an imaging and focusing mechanism 36 are provided.
  • the objective focusing mechanism 35 is fixed by being fastened to a screw hole 13a provided in the turret 13, and has a female screw 37a.
  • a movable bracket 38 fixed to the objective lens units 4a to 4c and having a male screw 38a fastened to the female screw 37a, and a relative displacement of these brackets 37, 38
  • the set screw 39 to fix and the force are also composed.
  • the objective lens unit 4d for high magnification shown in FIG. 6 is not provided with the objective / focal mechanism 35.
  • the objective lens unit 4d may be provided with an objective focusing mechanism while the objective lens unit 4d is used. It is preferable to provide the same objective and focal mechanism 35 as in the case.
  • the imaging and focusing mechanism 36 includes a fixed holder 40 fixed to the first arm 14, and a horizontal adjustment fixed to the fixed holder 40 so as to be movable in the horizontal direction.
  • the horizontal adjustment holder 41 is attached to the lower surface of the fixed holder 40, and by loosening the fixing screw 43, the imaging lens can be horizontally moved by a gap between the hole 44 provided in the horizontal adjustment holder 41 and the fixing screw 43.
  • the imaging lens units 5a and 5b can be positioned at the adjusted horizontal position.
  • the vertical adjustment holder 42 has a male screw 42a that is screwed into a female screw 41a provided on the horizontal adjustment holder 41, and by rotating the male screw 42a with respect to the female screw 41a, the imaging lens unit 5a, The imaging lens units 5a and 5b can be fixed to the adjusted vertical position by moving the lens 5b in the vertical direction and fastening the set screw 45.
  • the lighting device 16 is connected to the light source 2 disposed outside by an optical fiber 46. At the upper end of the zoom mechanism 15, there is provided a dichroic mirror 47 for reflecting light emitted from the illumination device 16 vertically downward and irradiating the sample A via the zoom mechanism 15 and the objective lens unit 4d.
  • a second illumination device 50 for illuminating the entire sample A via the switch 48 and the optical fin 49 is arranged near the stage 3.
  • Switch 48 may be any device, such as a galvanomirror or a shirt.
  • the sample A was fixed to the tray member 9 outside the microscope observation device 1 and the sample A was fixed.
  • the tray member 9 is positioned by fitting it into the through hole 3a provided in the stage 3.
  • the work of installing the tray member 9 can be easily performed.
  • the observer can freely change the observation position of the sample A to perform the observation.
  • the turret 13 attached to the first column 10 is rotated to move the low magnification objective lens unit 4a to the camera. Move to the position corresponding to the optical axis C of 6.
  • the zoom mechanism 15 is not used, and therefore, as shown in FIG. 3, an objective lens unit 4a that protrudes greatly above the turret 13 can be used, thereby increasing the numerical aperture of the objective lens. Can be prevented from becoming excessively small.
  • the first arm 14 attached to the second support 11 is rotated to move the low-magnification imaging lens unit 5a to a position coincident with the optical axis C of the camera 6.
  • a combination of the objective lens unit 4a and the imaging lens unit 5a suitable for observation at a low magnification is selected.
  • the switch 48 is switched to the second illumination device 50 side to irradiate the light emitted from the light source 2 to the entire sample A, and return the light from the sample A to the objective lens unit 4a and the imaging lens.
  • An image is formed on the camera 6 via the unit 5a.
  • the prism 30 is arranged in the imaging lens unit 5a as a light path detour means, the light transmitted through the imaging lens unit 5a is attached to the upper plate 12 and forms an image on the camera 6 Will be done.
  • the turret 13 is rotated and the other objective lens units 4b to 4d are selected.
  • the magnification can be changed by changing only the objective lens units 4b and 4c without changing the image lens unit 5a.
  • the position of the objective lens conjugate to the imaging position of the imaging lens may fluctuate due to individual differences between the lens units 4a to 4d and 5a.
  • fine adjustment is performed by the objective and in-focus adjustment mechanism 35 and the imaging and in-focus adjustment mechanism 36, so that the adjustment can be performed with high accuracy. Therefore, it is possible to obtain a sharp focused image with high precision at any magnification.
  • the turret 13 When observing the sample A at a high magnification, the turret 13 is first rotated to move the high-magnification objective lens unit 4 d to a position coincident with the optical axis C of the camera 6. As a result, the low-magnification objective lens units 4a to 4c projecting above the turret 13 are arranged at positions removed from the optical axis C of the camera 6.
  • the second arm 17 is rotated in a space formed above the high-magnification objective lens unit 4d on the optical axis C of the camera 6 by removing the low-magnification objective lens units 4a to 4c. Insert the zoom mechanism 15.
  • the high-magnification imaging lens unit 5b can be arranged at a position coinciding with the optical axis C of the camera 6.
  • the observation position of the sample A placed on the stage 3 in the same manner as described above is changed.
  • the operation of 3 makes the optical axis C of the camera 6 coincide.
  • the light generated by the two light sources by the operation of the switch 48 is sent to the first lighting device 16 side, and is deflected by the dichroic mirror 47 provided at the upper end of the zoom mechanism 15 to the sample A.
  • the return light emitted from the sample A by irradiating the sample A through the zoom mechanism 15 and the objective lens unit 4d is collected by the objective lens unit 4d, and the image of the sample A is further zoomed.
  • the objective lens units 4a to 4d can be easily switched by the rotation of the turret 13, and the rotation of the first arm 14
  • the imaging lens units 5a and 5b suitable for the objective lens units 4a to 4d can be selectively switched.
  • the magnification can be changed not only by the objective lens units 4a to 4d but also by the imaging lens units 5a and 5b.
  • the numerical aperture is not excessively reduced.
  • the combination of the objective lens units 4a to 4d and the imaging lens units 5a and 5b is changed, a force that may cause a defocus due to individual differences of the lens units and the like is considered.
  • the objective lens units 4a to 4d and the imaging lens units 5a and 5b are provided with the focus adjustment mechanisms 35 and 36, respectively, there is no defocus of the observation image when the objective lens and the imaging lens are switched.
  • the arrangement of the objective lens and the imaging lens can be easily corrected.
  • the imaging lens unit 5a having a long focal length that is, the imaging lens unit 5a on the high magnification side is provided with the optical path detouring means 30, so that the low magnification power without changing the position of the camera 6 can be obtained.
  • the linear distance from the sample A to the camera 6 can be reduced. Further, by performing the same focus adjustment in the optical path detour means 30, there is an advantage that the adjustment can be performed easily without having to move the imaging lens unit 5b.
  • the zoom mechanism 15 which can be disposed between the objective lens unit 4d and the imaging lens unit 5b on the high magnification side is provided, observation can be performed while continuously changing the magnification.
  • the zoom mechanism 15 can also remove the optical axis C force of the camera 6, and the low-magnification observation reduces the numerical aperture. Sometimes the observation image can be brightened.
  • the size of the zoom mechanism 15 can be reduced by making the lens of the zoom mechanism 15 smaller.
  • the zoom mechanism 15 and the objective lens units 4 a to 4 d are separately rotated around the two columns 10 and 11 provided on the second base 7 b.
  • the low magnification objective lens units 4a to 4c that are not used at the same time The zoom mechanism 15 can be arranged at a position overlapping the height direction.
  • the size in the height direction can be reduced and the size can be reduced.
  • the two columns 10, 11 can be brought close to each other, and the width direction can be reduced. It is possible to make a compact dangling.
  • the number of the columns 10 and 11 is not limited to two, and may be three or more.
  • the zoom mechanism 15 Since the low-magnification objective lens units 4a to 4c and the zoom mechanism 15 are arranged at positions overlapping in the height direction, the objective lens units 4a to 4c and the zoom mechanism 15 interfere when switching the lens units. This problem can be solved by mechanically or electrically interlocking the insertion / removal of the zoom mechanism 15 and the insertion / removal of the objective lens cuts 4a to 4c. Just fine. Further, as in the case of the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment, when the high-magnification objective lens unit 4d and the zoom mechanism 15 have a one-to-one correspondence, if the high-magnification objective lens unit is used. The zoom mechanism 15 may be fixed above the 4d.
  • the axis 10 Member force rotatably mounted around The upper end force of the pillars 10, 11 after being configured as an assembly 21 on the outside.
  • the base 7 has a two-stage structure
  • the lower first base 7a has the stage 3
  • the upper second base 7b has a column. Since the bases 10 and 11 are attached, the spacing members 8 between the two bases 7a and 7b can be arranged with a wide spacing regardless of the spacing dimensions of the columns 10 and 11. As a result, a wide space around the stage 3 can be secured, and the operability of the sample A can be improved, and the distance between the columns 10 and 11 can be made close to each other to achieve compactness in the width direction.
  • the spacing member 8 replaceable, the height position of the second base 7b with respect to the first base 7a can be set arbitrarily. Therefore, the interval can be set in accordance with the size of the sample A placed on the stage 3.
  • the sample A is fixed to the tray member 9 fixed to the stage 3 instead of directly fixing the sample A on the stage 3, the operability of the sample A is further improved.
  • the tray member 9 is made of a transparent or black material, it is possible to prevent the light that falls off the sample A and impinges on the tray member 9 from entering the objective lens units 4a to 4d as stray light.
  • the camera 6 since the camera 6 is installed on the upper plate 12 supported by the two columns 10 and 11, the camera 6 is less likely to vibrate. The blurring of the observation image can be prevented.
  • the camera 6 since the camera 6 is detachably provided, the camera 6 can be selected and used according to the type of the sample A to be observed and the observation method. Further, by making the camera 6 rotatable around its optical axis C, the angle of the camera 6 can be set according to the direction of the sample A.
  • the entire microscope observation apparatus 1 is placed in a dark curtain or dark box for observation, external light or the like is prevented from being incident on the objective lens units 4a and 4b. can do.
  • observation in a dark curtain or in a box is preferable.
  • the turret 13, the first arm 14, the second arm 17, the camera 6, and the like can be remotely operated by any driving means, observation in the B sound curtain or the dark box is easy.
  • a window that can be opened and closed may be provided in a part of the dark box, which may be turned up a part of the dark curtain.
  • a microscope observation device 60 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • portions having the same configuration as those of the microscope observation device 1 according to the above-described first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified.
  • the microscope observation apparatus 60 according to the present embodiment is different from the first embodiment in that a turret 13, an arm 17, and a second turret 62 are rotatably mounted on a single support 61 as shown in FIG. This is different from the microscope observation apparatus 1 according to the above.
  • the microscope observation device 60 includes a base 7 on which a stage 3 on which a sample A is mounted is fixed, and a base 7 extending from the base 7 in a vertical direction.
  • a second turret 62 on which the 5c is mounted is independently rotatably mounted around the vertical axis of the column 61.
  • An upper plate 12 is fixed to the upper end of the column 61, and the camera 6 with the optical axis C directed vertically downward is fixed to the upper plate 12.
  • the light source is omitted.
  • the objective lens units 4 a to 4 d and the imaging lens units 5 a to 5 c are selected according to the magnification to be observed, and the optical axis C of the camera 6 is selected.
  • the imaging lenses 5a to 5c suitable for the objective lenses 4a to 4d having different magnifications can be selected.
  • the configuration is simpler than that of the microscope observation device 1 of the first embodiment.
  • all the optical systems are integrated in one support 61, there is an advantage that it can be manufactured compactly in the width direction.
  • the stage 3 attached to the base 7 can be arranged in a relatively wide space without being surrounded by the surroundings, so that there is an advantage that operability is good.
  • the microscope observation device 70 according to the present embodiment is the same as the microscope observation device 60 according to the second embodiment in that it has a single column 61 fixed to the base 7.
  • the microscope observation apparatus 70 includes a first lens group 71 combining a low-magnification objective lens unit 4a and an imaging lens unit 5a, And a second lens group 72 in which the objective lens unit 4d, the zoom mechanism 15, and the imaging lens unit 5b are combined.
  • the first lens group 71 and the second lens group 72 A plurality of first lens groups 71 having different power magnifications, each of which is shown only one, may be provided. These lens groups 71 and 72 are fixed at the same rotational radius position on the turret 13 rotatably supported by the support column 61 at intervals in the circumferential direction.
  • the microscope observation device 70 is a fluorescence observation device, and includes the light source 2, the shutter 73, the filter turret 74, and the switch 48 on the light source 2 side. Second lighting devices 16, 50 are connected to switch 48.
  • a dichroic mirror 47 for performing epi-illumination on the sample A for high-magnification observation is arranged between the zoom mechanism 15 and the imaging lens unit 5b.
  • reference numeral 75 denotes a computer provided with a control device for controlling the light source 2, the shutter 71, the filter turrets 25 and 74, the switch 48, the stage 3, the turret 13, and the camera 6, and reference numeral 76 denotes a monitor.
  • a dye is injected into sample A, such as a small experimental animal, or a sample A is prepared by injecting or expressing a fluorescent protein (step S1), and the created sample A is placed on stage 3 (step S2). .
  • step S3 the whole of the sample A is irradiated with light by the second illumination device 50 to obtain a bright field image.
  • the stage A is operated to move the sample A to a position where an image is to be taken, and the lens groups 71 and 72 are adjusted to be focused (step S4).
  • Step S5 a dye for which fluorescence observation is desired is selected (Step S5), and an 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, determine the exposure amount and shoot (step S8), save the image (step S9), and if you want to observe over time, wait for a while! 0).
  • an image is formed with the objective lens units 4a and 4d. Since a plurality of lens units 5a and 5b are provided as lens groups 71 and 72, or a lens group 72 to which a zoom mechanism 15 is added is provided as a lens group 72, the magnification can be arbitrarily changed without performing parfocal adjustment. Even at a low magnification, the numerical aperture can be prevented from becoming excessively small. As a result, it is possible to capture an image with high brightness even at low magnification.
  • a fluorescent image from the sample A is taken as shown in JP-A-7-50031, It is preferable to perform spectral blind deconvolution which simultaneously calculates the fluorescence spectrum and the spatial distribution of the fluorescent substance.
  • the fluorescence spectrum of each fluorescent substance and the proportion of the fluorescent substance present in each pixel of the fluorescent image can be simultaneously determined from the captured fluorescent image, and the distribution of the fluorescent substance in the sample A can be determined. .
  • the microscope observation device 80 according to the present embodiment is different from the microscope observation device 1 according to the first embodiment in that the switch 48, the optical finos 9 and the illumination device 50 are replaced with an imaging lens unit 5a for low magnification.
  • the reflecting member 82 fixed via the holding member 81 and the support 11 3 and a relay optical system 84 fixed through.
  • the zoom mechanism 15 is rotatably supported by the column 11, whereas in the present embodiment, the zoom mechanism 15 is fixed to the objective lens 4c for high-magnification observation. ing.
  • the reflecting member 82 is arranged to be opposed to the front of the first lighting device 16.
  • the illumination light guided from the light source 2 via the fiber 46 and emitted from the first illumination device 16 is turned back toward the relay optical system 84 by the reflection member 82.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of the relay optical system 84.
  • the relay optical system 84 includes a cylindrical outer cylinder 85 disposed on the outer side of the turret 13 in the circumferential direction, a plurality of lenses 87a and 87b held in the outer cylinder via a spacing tube 86, A reflection member 88 is provided at one end of the outer cylinder 85 and folds the illumination light relayed by the lenses 87a and 87b in the direction of the sample A.
  • the spacing tube 86 adjusts the luminous flux of the illumination light applied to the sample A.
  • the sample A is a mouse
  • the body length of the mouse is about 100 mm
  • the length of the spacing tube 86 is adjusted on the stage 3 so that the illumination light beam has a diameter of 100 mm. It is also necessary to illuminate only the largest observation range that does not necessarily need to illuminate the entire sample A.
  • the illumination light emitted from the light source 2 passes through the optical fiber 46. And led to the lighting device 16. Since the reflection member 82 is disposed in front of the illumination device 16, the illumination light emitted from the illumination device 16 is deflected by the reflection member 82 and travels to the relay optical system 84. Then, the light beam is adjusted in the relay optical system 84, and the illumination light deflected by the reflection member 88 is applied to the sample A.
  • the return light which also generated the force of the sample A, is selectively collected by the turret 13 by one of the objective lenses 4a, 4b, and 4d coaxially arranged with the imaging lens unit 5a, and is collected by the imaging lens unit 5a. To form an image in the camera 6.
  • a zoom mechanism 15 and an imaging lens for high-magnification observation are placed on the optical axis C.
  • the illumination light emitted from the light source 2 is sent to the illumination device 16 via the fiber 46.
  • the forward force of the illumination device 16 is also removed from the reflection member 82, and the dichroic mirror 47 provided at the upper end of the zoom mechanism 15 is instead faced. Therefore, the illuminating light emitted from the illuminating device 16 is deflected vertically downward by the dichroic mirror 47, is collected by the objective lens 4c, and then irradiates the sample A.
  • the return light emitted from the sample A is collected by the objective lens 4c, expanded by the zoom mechanism 15, passed through the dichroic mirror 47, and formed into an image in the camera 6 by the imaging lens 5b.
  • the illumination light is not passed through the objective lenses 4a, 4b, and 4d [!], So that the objective lenses 4a, 4b, and 4d [ It is possible to reduce the self-fluorescence that occurs beforehand, and as a result, it is possible to obtain an image with good contrast. Further, in the high-magnification observation system, since the light beam focused by the zoom mechanism 15 only needs to be applied to the dichroic mirror 47, there is an advantage that the size of the dichroic mirror 47 can be reduced.
  • portions having the same configuration as those of the microscope observation device 80 according to the above-described fourth embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the microscope observation device 90 includes an objective instead of the reflecting member 82 fixed to the imaging lens unit 5a of the microscope observation device 80 according to the fourth embodiment.
  • a turret 91 (rotating turret) rotatably supported around the axis of the column 10 is provided between the lenses 4a to 4d and the imaging lens units 5a and 5b.
  • a plurality of dichroic mirrors 47a, 47b, 47c having different characteristics and a reflection member 82 are fixed to the turret 91.
  • each of the dichroic mirrors 47a, 47b, 47c is attached via a holder 93 to a through hole 92 vertically passing through the turret 91.
  • each The dichroic mirrors 47a, 47b, 47c are set so as to be arranged at a position facing the lighting device 16 when the central axis of the through hole 92 to which they are attached is aligned with the optical axis C. I have.
  • the holder 93 is formed in a substantially cylindrical shape, is fitted and positioned in a stepped through hole 92 provided in the turret 91, and has an outer peripheral surface force of the turret 91. Fixed by set screw 94.
  • the holder 93 is provided with through holes 93a and 93b penetrating in the axial direction and the radial direction.
  • dichroic mirrors 47a to 47c are provided at positions where the through holes 93a penetrating in the axial direction are closed. Is fixed.
  • the inside diameters of the through holes 93a and 93b of the holder 93 and the sizes of the dichroic mirrors 47a to 47c are large enough to transmit the light beams collected by the objective lens units 4a to 4d.
  • the dike mouth mirrors 47a to 47c are arranged so that they are arranged at an angle of 45 ° with respect to the illumination light and the optical axis C at the intersection of the illumination light emitted from the illumination device 16 and the optical axis C. It is fixed to the holder 93.
  • the reflection member 82 is attached to the vicinity of one through hole 92 a provided in the turret 91 by a screw 96 via a holder 95.
  • the reflecting member 82 is fixed so as to be arranged at a position facing the lighting device 16 when the central axis of the through hole 92a is aligned with the optical axis C.
  • the reflecting member 82 is adhered to a holder 95 fixed to the end of the turret 91, and deflects illumination light emitted from the illumination device 16 toward the relay optical system 84.
  • the angle is set so that
  • the size of the through hole 92a arranged on the optical axis C when the reflecting member 82 is arranged on the illumination optical path is set to a size that allows the light flux collected by the objective lenses 4a to 4d to pass therethrough. It is formed.
  • the turret 13 is rotated to dispose the objective lens 4c and the zoom mechanism 15 on the optical axis C, and the first arm 14 is moved. By rotating, the imaging lens unit 5b is arranged on the optical axis C. [0110] Further, the turret 91 is rotated in accordance with the purpose of the observation, so that the dichroic mirrors 47a to 47c or the through holes 92a having different characteristics are selectively arranged on the optical axis C. The dichroic mirrors 47a to 47c can be attached and detached by loosening the set screw 94 and removing the holder 93 from the turret 91, so that those having characteristics required for observation can be appropriately replaced.
  • the illumination light from the light source 2 is emitted from the illumination device 16 via the optical fiber 46, and is arranged in front of the illumination device to face the illumination device.
  • the light is deflected vertically downward by the dichroic mirrors 47a to 47c, and irradiates the sample A via the zoom mechanism 15 and the objective lens 4c.
  • the return light of the sample A is collected by the objective lens 4c and enlarged by the zoom mechanism 15, and then passes through the through-hole 93a of the holder 93 of the turret 91 and the dichroic mirrors 47a to 47c.
  • An image is formed on the camera 6 by the imaging lens unit 5b.
  • the through-hole 92a on the optical axis C, the illumination light from the light source 2 is deflected by the reflection member 82 in the direction of the relay optical system 84. For this reason, the sample A is obliquely illuminated by a lateral force obliquely bypassing the zoom mechanism 15 and the objective lens 4c, which do not pass through the zoom mechanism 15 and the objective lens 4c.
  • the return light from the sample A is collected by the objective lens 4c, enlarged by the zoom mechanism 15, passed through the through hole 92a of the turret 91, and transmitted to the camera 6 by the imaging lens unit 5b. It is imaged.
  • the turret 13 is rotated to selectively select one of the low-magnification objective lenses 4a, 4b, and 4d.
  • the first arm 14 is rotated to place the objective lens unit 5a on the optical axis C.
  • dichroic mirrors 47a to 47c or through holes 92a having different characteristics are selectively arranged on the optical axis C.
  • the illumination light emitted from the light source 2 is sent to the illumination device 16 via the optical fiber 46, and is deflected by the dichroic mirrors 47a to 47c on the turret 91.
  • the sample A is irradiated.
  • the through-hole 92a is arranged on the optical axis C, the illumination light from the light source 2 is deflected by the reflection member 82 in the direction of the relay optical system 84.
  • the sample A bypasses the objective lenses 4a, 4b, and 4d and does not pass through the objective lenses 4a, 4b, and 4d.
  • the return light from the sample A is collected by the objective lenses 4a, 4b, 4d, passes through the through hole 92a of the turret 91, and is imaged on the camera 6 by the imaging lens 5a.
  • the turret 91 is rotated and the dichroic mirrors 47a to 47c or the through holes are used for both high-magnification and low-magnification observations.
  • coaxial illumination that illuminates sample A through objective lenses 4a to 4d and oblique illumination that illuminates sample A by diagonal lateral force bypassing objective lenses 4a to 4d are selected. be able to.
  • the characteristics of the dichroic mirrors 47a to 47c can be selected according to the return light to be observed.
  • portions having the same configuration as those of the microscope observation device 80 according to the above-described fourth embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the microscope observation apparatus 100 is different from the fourth embodiment in that the relay optical system 101 is held on the turret 13 instead of the support 11. Further, two sets of the relay optical system 101 are arranged for each of the objective lenses 4a to 4d at a position sandwiching each of the objective lenses 4a to 4d.
  • the relay optical system 101 includes two cylindrical outer tubes 102 and 103, condenser lenses 104 and 105 held by the outer tubes 102 and 103, a half mirror 106 and mirrors 107, 108 and 109. And The outer cylinders 102 and 103 are fixed to the turret 13 with set screws (not shown) while penetrating the turret 13 in the thickness direction.
  • a half mirror 106, a condenser lens 104, and a mirror 108 are substantially linearly arranged in this order from above.
  • a mirror 107, a condenser lens 105, and a mirror 109 are arranged almost in a straight line from the top in this order. It is.
  • the outer cylinder 102 is a reflecting member fixed to the imaging lens unit 5a via a holding member 81.
  • the half mirror 106 moves the reflecting member so that the observation light deflected by the reflecting member 82 is incident. It is located vertically below 82.
  • the mirror 107 is disposed at a position separated in the horizontal direction so that the illumination light deflected by the half mirror 106 enters.
  • the positions and angles of the outer cylinders 102 and 103 with respect to the turret 13, the half mirror 106, the mirrors 107, 108 and 109, and the condenser lenses 104 and 105 in the outer cylinders 102 and 103 are determined by the objective lenses 4a to 4a.
  • Each relay optical system 101 is set to an optimum position so that the observation range of 4d can be illuminated without waste.
  • the turret 13 is rotated and any one of the objective lenses 4a, 4b, and 4d is used. Is selectively arranged on the optical axis C. At this time, a relay optical system 101 provided for each of the objective lenses 4a, 4b, and 4d is also set.
  • the illumination light emitted from the light source 2 is deflected by the reflection member 82 and directed to the relay optical system 101.
  • the illumination light transmitted through the half mirror 106 at the upper end of the outer cylinder 102 has its light flux adjusted by the condenser lens 104, is deflected by the mirror 108, and irradiates the sample A.
  • the illumination light reflected by the half mirror 103 is deflected by the mirror 107 toward the condenser lens 105, the light flux is adjusted by the condenser lens 105, deflected by the mirror 109, and irradiated on the sample A.
  • the sample A can be irradiated with the observation light emitted from one light source 2 via two paths. Further, two relay optical systems 101 arranged with the objective lenses 4a to 4d interposed therebetween are connected to the respective objective lenses 4a to 4d. In addition, since the position of the optical element is adjusted, a range corresponding to the observation range of each of the objective lenses 4a to 4d can be illuminated.
  • the number of light sources 2 may be plural instead of one. In that case, at least the number of relay optical systems 101 equal to or more than the number of light sources 2 is required for each of the objective lenses 4a to 4d.
  • portions having the same configuration as those of the microscope observation device 80 according to the above-described fourth embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the microscope observation apparatus 110 includes lenses 113 and 114 held by holders 111 and 112 fixed to the objective lenses 4a to 4d, and holders fixed to the imaging lens units 5a and 5b.
  • a relay optical system 120 including a half mirror 116 and a mirror 117 held by 115 and a mirror 119 held by a holder 118 fixed to the base 12 is provided.
  • the half mirror 116 and the mirror 117 are arranged at positions vertically separated from each other. For example, as shown in FIG. 26, when the imaging lens unit 5a is disposed on the optical axis C, the half mirror 116 is disposed in front of the illumination device 16 so as to face the illumination device 16, and the half mirror 116 is disposed.
  • the mirror 116 and the mirror 118 are arranged so as to be substantially linear in the horizontal direction.
  • the illumination light emitted from the illumination device 16 and transmitted through the mirror 116 is reflected by the mirror 118 and directed to the sample A.
  • the illumination light deflected vertically downward by the half mirror 116 is further deflected by the mirror 117 and directed to another path force sample A.
  • the condensing lenses 113 and 114 are arranged so as to converge the illumination light deflected by the mirrors 117 and 118 on the observation portion of the sample A.
  • the condenser lenses 113 and 114 do not necessarily need to be fixed to all the objective lenses 4a to 4d.
  • illumination light emitted from the illumination device 16 is hardened.
  • the light is divided into a transmission side and a deflection side by a mirror 116.
  • the illumination light transmitted through the half mirror 116 is directly deflected by the mirror 118 toward the sample A.
  • the illumination light deflected by the half mirror 116 is directed again in the direction of the sample A by being deflected by the mirror 117 again.
  • the illumination light deflected by the mirrors 117 and 118 is irradiated by the relay optical system 401 so as to be focused on the observation portion of the sample A.
  • the same effect as in the sixth embodiment can be obtained, and the illumination light is directly directed to the sample A by the mirror 118.
  • the sample A can be illuminated efficiently by reducing the number of mirror reflections.
  • the stage 3 for moving the sample A mounted on the first base 7a and mounted on a transparent material or a black tray 9 for absorbing light in two horizontal and vertical directions but instead, as shown in FIGS. 27-33.
  • a fixed stage 130 fixed to the first base 7a or provided integrally with the first base 7a may be employed.
  • the mounting surface 131 on which the sample A is mounted is the bottom surface of the concave portion 133 which is one step lower than the peripheral portion 132.
  • the volume of the concave portion 133 is preferably large enough to store a body fluid or a liquid W such as a physiological saline that flows when the sample A is cut. Accordingly, it is possible to prevent the liquid W from leaking out of the stage 130 during the observation and entering a place around the stage 130 that is difficult to wipe or wash. In particular, when placed in a dark box for observation, etc., the liquid W leaks out of the stage 130! / Difficult to see! Therefore, it is effective to use such a stage 130.
  • the stage 140 in FIGS. 29 and 30 has a circumferential groove 142 that is recessed one step around the mounting surface 141 on which the sample A is mounted. It is preferable that the volume of the circumferential groove 142 be large enough to store a liquid W such as a body fluid or a physiological saline that flows when the sample A is cut. As a result, the liquid W leaks out of the stage 140 during observation, and Difficult to wipe ⁇ ⁇ There are places ⁇ It is difficult to wash, and if it is prevented from entering the places, ⁇ ⁇ the same effect as in stage 130 above can be achieved. In addition, according to the stage 140, the liquid W that has flowed out is collected in the circumferential groove 142 lower than the mounting surface 141, so that there is an advantage that the sample A can be prevented from being immersed in the liquid W.
  • the stage 150 in FIGS. 31 and 32 has a concave portion 151 in which the mounting surface on which the sample A is mounted is concave. Also in this case, it is preferable that the volume of the concave portion 151 is large enough to store a liquid W such as a body fluid or a physiological saline that flows when the sample A is cut. According to the stage 150, the same effects as those of the stage 150 can be obtained.
  • the stage 160 in FIG. 33 has a notch 161 provided in a part of the peripheral portion 132 of the stage 130 in FIGS. 27 and 28, and discharges the liquid W accumulated in the concave portion 133 to the outside.
  • a receiving tray 162 is provided outside the notch 161 so that the outflowing liquid W can be stored. By doing so, the sample A can be prevented from being immersed in the liquid W, similarly to the stage 140 in FIG.
  • the notch 161 and the tray 162 may be provided on the stage 150 in FIG.
  • a through hole (not shown) through which the liquid W flows out may be provided on the mounting surfaces 131, 151 of the stages 130, 150, and a container for receiving the liquid W may be arranged at the tip of the through hole. Good.
  • the present embodiment is directed to a living body, an organ, or a tissue observation device.
  • the living body is a living mammal selected from the group consisting of a mouse, a rat, a heron, a cat, a dog, a pig, a cow, a sheep, a goat, a horse, a monkey, a gorilla, a chimpanzee, and a human.
  • Organs include brain, lung, liver, spleen, bone marrow, thymus, heart, lymph, blood, bone, cartilage, spleen, liver, gallbladder, stomach, intestine, testis, ovary, uterus, rectum, nervous system, lines and blood vessels
  • An organ selected from the group A tissue is a structure in which multiple cells are three-dimensionally composed.
  • FIG. 34 schematically shows a configuration of the observation device according to the eighth embodiment of the present invention.
  • the observation device of the present embodiment includes a lighting device 210 for illuminating a living body, an organ, or a tissue from within, and a living body, an organ, or a tissue by photographing an external force.
  • Imaging device 230 for acquiring at least one of a transmission image and a fluorescence image of a tissue And
  • the illumination device 210 includes a light source 211 that emits illumination light or excitation light, and a light emission unit 216 that emits illumination light or excitation light to the outside.
  • the light emission unit 216 is applied to a living body, organ, or tissue. Can be introduced.
  • introducing” the light emitting unit 216 into a living body, an organ or a tissue means inserting the light emitting unit 216 into a cavity of a living body, an organ or a tissue, or inserting the light emitting unit 216 into a living body, an organ or a tissue. And pushing the light emitting section 216 against a living body, an organ or a tissue.
  • the light source 211 is not limited to this, but is composed of, for example, a xenon lamp, a mercury lamp, and a log lamp.
  • the light emitting unit 216 is formed of, for example, but not limited to, a fiber bundle.
  • the living body, organ or tissue, that is, the observation target is the mouse 291
  • the light emitting unit 216 is inserted from the mouth of the mouse 291 into the stomach or through the stomach into the intestine.
  • the light emitting unit 216 may be inserted into the body of the mouse 291 such as an ear hole, a nasal cavity, an anus, or a child cavity.
  • Illumination device 210 further includes a control unit that controls emission of illumination light or excitation light from light emission unit 216.
  • the control unit includes, for example, but is not limited to, a shutter 213.
  • the illumination device 210 includes a wavelength switching unit that switches the wavelength of the illumination light or the excitation light emitted from the light emitting unit 216.
  • the wavelength switching means includes, for example, an illumination light filter turret 214 that includes a plurality of bandpass filters having different transmission wavelength bands and one of which can be selectively arranged on the optical path.
  • the imaging device 230 generates an image signal by photoelectrically converting an optical image formed by the image forming optical system 232 and an image forming optical system 232 that forms light of a living body, an organ or tissue force. And an imaging element 235 to be operated.
  • the photographing device 230 includes a plurality of imaging optical systems having different magnifications, and includes an imaging optical system turret 231 that can selectively arrange one of them on the optical path.
  • the imaging optical system turret 231 includes four imaging optical systems OSl to OS4, for example, as shown in FIG.
  • the imaging optical system OS1 has a magnification of 5x
  • the imaging optical system OS2 has a 1.5x magnification
  • the imaging optical system OS3 has a 1x magnification
  • the imaging optical system OS4 has a 0.8x magnification.
  • the imaging optical system turret 231 is rotatable about a central axis, and any one of the imaging optical systems OS1 to OS4 can be selectively arranged on the optical path. Therefore, the imaging optical system 232 for imaging light from a living body, an organ, or a tissue is composed of any one of the four imaging optical systems OSl to OS4.
  • the imaging element 235 is, for example, but not limited to, a CCD.
  • the imaging device 230 further includes wavelength switching means for switching the wavelength of light (observation light or fluorescence) incident on the imaging element 235.
  • the wavelength switching means includes, for example, a light receiving filter turret 234 that includes a plurality of bandpass filters having different transmission wavelength bands and one of which can be selectively disposed on the optical path.
  • the observation device further includes a display device 240 for displaying an image, and an image processing unit 250 for processing an image signal from the imaging device 230 to form an image to be displayed on the display device 240.
  • the image processing unit 250 includes, but is not limited to, for example, a personal computer (PC).
  • the image processing unit 250 further includes an image recording unit 251 for recording an image.
  • the image recording unit 251 is, for example, but not limited to, a node disk.
  • the observation device further includes an illumination optical system 270 for externally illuminating a living body, an organ or a tissue.
  • the illumination optical system 270 includes, for example, a light source 271 that emits illumination light, and a fiber bundle that transmits the illumination light from the light source 271.
  • the observation device further includes a shutter 213, an illumination light filter turret 214, an imaging optical system turret 231, a light receiving filter turret 234, and a controller 260 for controlling the light source 271.
  • the illumination light or the excitation light emitted from the light emitting section 216 illuminates the mouse 291 from inside.
  • the emission of the illumination light or the excitation light from the light emitting section 216 is controlled by the shutter 213.
  • the wavelength of the illumination light from the light emitting section 216 is switched by the illumination light filter turret 214.
  • the imaging optical system 232 includes an imaging optical system OSl to OS by an imaging optical system turret 231. Among the four, those with a magnification suitable for observation are applied.
  • the wavelength of the light incident on the image sensor 235 is
  • the image sensor 235 photoelectrically converts the formed optical image to generate an image signal, and the image signal is sent to the image processing unit 250.
  • the image processing unit 250 processes the image signal to form an image to be displayed on the display device 240, and the image is displayed on the display device 240.
  • the image is recorded on an image recording unit 251 such as a hard disk as needed.
  • FIG. 36 shows a flowchart of observation by the observation device of the present embodiment.
  • the procedure of observation by the observation device of this embodiment will be described with reference to FIG.
  • the light emitting portion 216 of the lighting device 210 which also has a fiber bundle force, is introduced into a living body, an organ or a tissue (SA1). Specifically, the light emitting unit 216 is also inserted into the mouse 291 with the loca.
  • a filter to be used in the lighting device 210 is selected (SA4).
  • the selected filter is placed on the optical path by the illumination light filter turret 214. If you do not need a filter, place it on the optical path.
  • a filter used in the imaging device 230 is selected if necessary (SA5).
  • SA5 a filter used in the imaging device 230 is selected if necessary.
  • the selected filter is placed on the optical path by the receiving filter turret 234. If no filter is required, do not place the filter on the optical path.
  • Illumination light or excitation light is emitted from the light emission unit 216 to illuminate the mouse 291 with internal force.
  • the illumination optical system 270 is turned off.
  • a transmission image is captured by the imaging device 230 (SA6). If exposure time is not optimal Optimize lighting and exposure time.
  • the image processing unit 250 forms a differential image of the transmission image (SA7). Differential images are displayed by converting scattered light generated by the refractive index distribution in a living body, organ or tissue into contrast. This facilitates recognition of the shape of a living body, organ or tissue.
  • the image of the transmission image is displayed on display device 240 (SA8).
  • SA8 differential image of the transmission image
  • the transmission image is displayed on the display device 240 side by side with the transmission image as necessary, such as the images 241 and 242 shown in FIG.
  • the morphological characteristics of the imaged part can be observed.
  • the image of the transmission image is stored in the image recording unit 251 (SA9).
  • SA9 image recording unit 251
  • the image of the transmission image is displayed on the display device 240 as necessary.
  • the imaging device 230 acquires the transmission image
  • the image processing unit 250 forms a differential image of the transmission image
  • the display device 240 displays the fluorescence image and the differential image of the transmission image. And are displayed side by side.
  • the transmission image is captured in the following procedure.
  • a filter to be used in the lighting device 210 is selected (SA10).
  • the selected filter is placed on the optical path by the illumination filter turret 214.
  • fluorescent proteins such as GFP (Green Florescent Protein), DsRed, RFP, CFP, YFP, maple, and fluorescent dyes such as FITC, Alexa
  • Alexa Fluor 488 Alexa Fluor 647, Alexa Fluor 660, Alexa Fluor 680, Alexa Fluor 700, Alexa
  • a living body, organ or tissue can be illuminated from the inside with excitation light of a wavelength corresponding to Fluor 750, Rhodamine, Texas Red, Cy5, Cy5.5, Cy7, IRDye750, ICG, etc.
  • a filter to be used in the photographing device 230 is selected (SA5).
  • the selected filter is placed on the optical path by the receiving filter turret 234. If no filter is required, do not place the filter on the optical path.
  • a bandpass filter corresponding to a desired fluorescent image is arranged on the optical path.
  • fluorescent images in a wide wavelength range If so, do not place the filter on the optical path.
  • Illumination light or excitation light is emitted from light emission section 216 to illuminate mouse 291 with internal force.
  • the illumination optical system 270 is turned off.
  • a fluorescent image is photographed by the photographing device 230 (SA6). If exposure time is not optimal
  • the image processing unit 250 forms a differential image of the fluorescence image (SA7). Differential images are displayed by converting scattered light generated by the refractive index distribution in a living body, organ or tissue into contrast. Therefore, it is useful for recognizing the shape of a living body, an organ or a tissue.
  • SA7 differential image of the fluorescence image
  • the image of the fluorescent image is displayed on display device 240 (SA8).
  • the fluorescent image is displayed on the display device 240 side by side with the fluorescent image as necessary, such as an image 241 and an image 242 shown in FIG.
  • the morphological characteristics of the imaged part can be observed.
  • the image of the fluorescent image is stored in the image recording unit 251 (SA9).
  • SA9 image recording unit 251
  • the image of the fluorescent image is also stored in the image recording unit 251 as necessary.
  • the imaging device 230 acquires a fluorescent image, and the display device 240 displays an image of the fluorescent image.
  • the display device 240 displays an image of the fluorescent image.
  • changes with time such as the amount and area of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue.
  • the imaging device 230 acquires a fluorescent image
  • the image processing unit 250 forms a fluorescent image image and a differential image of the fluorescent image
  • the display device 240 displays the fluorescent image image and the differential image of the fluorescent image.
  • By comparing the image of the fluorescent image with the differential image of the fluorescent image it is possible to specify the site where the fluorescent light is generated.
  • a fluorescent image is acquired by photographing a living body, organ or tissue from the outside, and the position (distribution), amount, or amount of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue is determined based on the fluorescent image image and the differential image of the fluorescent image You may consider or check the area.
  • the light emitting unit 216 that emits the illumination light or the excitation light to the outside is introduced into a living body, an organ or a tissue, and the illumination light or the excitation light is emitted from the light emission unit 216.
  • the living body, organ or tissue is illuminated from inside. As a result, the generation of autofluorescence is suppressed.
  • the living body, organ or tissue is illuminated from the inside, there is no concern about the surface force of the living body, organ or tissue or the adverse effect on the reflected light image, which is a problem when the living body, organ or tissue is illuminated with external force.
  • the light emitting portion 216 introduced into the living body, organ or tissue that is, the light emitting portion 216 inserted into the living body, organ or tissue, or the light emitting portion 216 stabbed into the living body, organ or tissue, or the living body, organ or tissue
  • the light emitted from the light emitting unit 216 pressed against the light is subjected to multiple reflection inside the living body, organ or tissue, so that the living body, organ or tissue is efficiently illuminated.
  • the observation device of the present embodiment can efficiently illuminate a living body, an organ, or a tissue and observe with good resolution.
  • the imaging optical system has an optimum NA (numerical aperture). For example, it is very difficult to efficiently capture a fluorescent image unless NA of 0.05 or more is secured at 1 ⁇ magnification. In addition, it is very difficult in design to secure NA of 0.25 or more.
  • the observation device of the present embodiment four light beams By switching between the imaging optical systems OSl to OS4, the living body, organ or tissue can be observed at four different magnifications of 0.8x, 1x, 1.5x and 5x.
  • the configuration is such that the imaging optical system is switched by the imaging optical system turret 231, it is easy to secure a relatively large NA even in an imaging optical system with a low magnification. Thereby, a relatively bright V and a fluorescent image can be obtained even at a low magnification.
  • the light emitting unit 216 that emits the illumination light or the excitation light to the outside is introduced into a living body, an organ or a tissue, and the light emitting unit 216 Emit illumination light or excitation light to illuminate a living body, organ or tissue from inside.
  • a living body, organ or tissue is photographed with an external force to obtain at least one of a transmission image and a fluorescence image of the living body, organ or tissue, and the obtained optical image is displayed on the display device 240. I do.
  • a transmission image is obtained by photographing a living body, an organ, or a tissue from the outside, and an image of the transmission image is displayed on the display device 240.
  • a transmission image is acquired by photographing a living body, an organ, or a tissue from the outside, and the transmission image and the differential image of the transmission image are displayed side by side on the display device 240.
  • a living body, an organ or a tissue is photographed with an external force to obtain a fluorescent image, and the image of the fluorescent image is displayed on the display device 240.
  • a fluorescent image is obtained by photographing a living body, organ or tissue with external force, and the obtained image of the fluorescent image is compared with other images to determine the amount and area of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue. You can compare and consider changes over time
  • a living body, an organ, or a tissue is photographed by external force to acquire a fluorescent image, and the fluorescent image and the differential image of the fluorescent image are displayed side by side on the display device 240.
  • a fluorescent image is obtained by externally capturing an image of a living body, organ, or tissue, and the position (distribution) or distribution of the fluorescent substance in the living body, organ, or tissue is determined based on the fluorescent image image and the differential image of the fluorescent image. The amount and area can be examined and confirmed.
  • the light emitting unit 216 is inserted into the cavity of a living body, an organ, or a tissue for illumination. More specifically, a living body, an organ, or a tissue is a mouse 291, and the light emitting unit 216 is inserted from the mouth of the mouse 291 for illumination. However, the insertion point of the light emitting part 216 is The light emitting unit 216 may be inserted through the nasal cavity or the cavity of the mouse 291 or an anus or an ear hole of the mouse 291 to illuminate.
  • the light emitting unit 216 is inserted into the cavity of a living body, an organ or a tissue, ie, the mouth of the mouse 291 to illuminate it. Illumination may be performed by piercing the light 291, or by pressing the light emitting portion 216 against a living body, an organ, or a tissue, that is, the mouse 291.
  • FIG. 37 schematically shows a configuration of the observation apparatus according to the ninth embodiment of the present invention.
  • the observation device of this embodiment is similar to the observation device of the eighth embodiment shown in FIG.
  • the members indicated by the same reference numerals as the members shown in FIG. 34 are the same members, and detailed description thereof will be omitted.
  • the living body, organ, or tissue is a live cattle intestine 293 that has just been resected, and the light emitting part 216 that also has a fiber bundle force is a cattle intestine. Inserted into 293.
  • the observation device of the present embodiment does not include an illumination optical system that illuminates a living body, an organ or a tissue with external force. Other configurations are the same as those of the eighth embodiment.
  • the configuration of the observation device of the present embodiment is basically the same as that of the observation device of the eighth embodiment, it can be operated by the same method as that of the eighth embodiment.
  • the light emitting unit 216 that emits the illumination light or the excitation light to the outside is introduced into a living body, an organ or a tissue, and the light is emitted.
  • the illumination light or the excitation light is emitted from the unit 216 to illuminate a living body, an organ or a fibrous tissue also with internal force.
  • the imaging device 230 acquires a transmission image and a fluorescence image
  • the image processing unit 250 forms a transmission image and a fluorescence image
  • the display device 240 As shown in image 243 and image 244 in FIG. 37, the image of the transmission image and the image of the fluorescence image are displayed side by side. That is, a living body, an organ or a tissue is photographed with an external force to acquire a transmission image and a fluorescence image, and the transmission image is acquired. And the image of the fluorescent image are displayed side by side on the display device 240. By comparing the image of the fluorescence image with the image of the transmission image, it is possible to specify the site where the fluorescence is generated.
  • a living body, an organ or a tissue is photographed with an external force to obtain a transmission image and a fluorescence image, and the transmission image and the fluorescence image are acquired based on the transmission image and the fluorescence image! / Investigate and confirm the location (distribution), amount and area of fluorescent substances in living organisms, organs or tissues.
  • the imaging device 230 acquires the transmission image and the fluorescence image
  • the image processing unit 250 forms the fluorescence image and the differential image of the transmission image
  • the display device 240 displays the image 243 in FIG.
  • the image of the fluorescence image and the differential image of the transmission image are displayed side by side as shown in FIG. That is, a living body, an organ, or a tissue is photographed with an external force to obtain a transmission image and a fluorescence image, and the fluorescence image and the differential image of the transmission image are displayed side by side on the display device 240.
  • the fluorescent image and the transmitted image it is possible to identify the part generating the fluorescence.
  • a transmission image and a fluorescence image are obtained by photographing a living body, organ or tissue with external force, and the fluorescent substance in the living body, organ or tissue is obtained based on the fluorescence image and the differential image of the transmission image.
  • the differential image displays the scattered light generated by the refractive index distribution in the living body, the organ, or the tissue by changing it into contrast, and displays the shape of the living body, the organ, or the tissue.
  • it is easier to specify the site where fluorescence is generated by comparison using a differential image of a fluorescence image or a differential image of a transmission image.
  • the imaging device 230 acquires a transmission image and a fluorescence image
  • the image processing unit 250 forms an image in which the transmission image and the fluorescence image are superimposed
  • the display device 240 displays an image obtained by superimposing a transmission image and a fluorescence image. That is, a living body, an organ or a tissue is photographed with an external force to obtain a transmission image and a fluorescence image, and an image obtained by superimposing the transmission image and the fluorescence image is displayed on the display device 240. Based on an image obtained by superimposing the image of the fluorescent light image and the image of the transmission image, it is possible to identify a part that generates fluorescent light.
  • a living body, organ, or tissue is photographed from outside to acquire a transmission image and a fluorescence image, and a fluorescent substance in the living body, organ, or tissue is obtained based on an image obtained by superimposing the transmission image and the fluorescence image. You can also examine and confirm the location (distribution), quantity and area of ⁇ ! ⁇ [0197]
  • the imaging device 230 acquires a fluorescent image
  • the image processing unit 250 forms an image in which the fluorescent image and the differential image of the fluorescent image are superimposed and displayed as shown in the image 245 in FIG.
  • the device 240 displays an image obtained by superimposing the image of the fluorescent image and the differential image of the fluorescent image.
  • a living body, an organ or a tissue is photographed with an external force to obtain a fluorescent image, and an image obtained by superimposing an image of the fluorescent image and a differential image of the fluorescent image is displayed on the display device 240.
  • an image in which the image of the fluorescent image and the differential image of the fluorescent image are superimposed on each other it is possible to specify a site that generates fluorescent light.
  • a fluorescent image is obtained by photographing a living body, organ or tissue with external force, and the position of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue is determined based on an image obtained by superimposing the fluorescent image and the differential image of the fluorescent image. (Distribution) and the amount and area are examined and confirmed.
  • the imaging device 230 acquires the transmission image and the fluorescence image
  • the image processing unit 250 forms an image in which the fluorescence image and the differential image of the transmission image are superimposed, and the image 245 in FIG.
  • the display device 240 displays an image obtained by superimposing the image of the fluorescent image and the differential image of the transmission image.
  • a transmission image and a fluorescence image are acquired by capturing a living body, an organ, or a tissue with external force, and an image obtained by superimposing the fluorescence image and the differential image of the transmission image is displayed on the display device 240.
  • a site that generates fluorescent light Based on an image obtained by superimposing the image of the fluorescent image and the differential image of the transmission image, it is possible to specify a site that generates fluorescent light.
  • a living body, organ, or tissue is photographed from outside to acquire a transmission image and a fluorescence image, and the fluorescent substance image in the living body, organ, or tissue is obtained based on an image obtained by superimposing the fluorescence image and the differential image of the transmission image.
  • the location (distribution), quantity and area may be examined and confirmed.
  • FIG. 38 schematically shows the configuration of the observation device according to the tenth embodiment of the present invention.
  • the observation device of this embodiment is similar to the observation device of the eighth embodiment shown in FIG.
  • members indicated by the same reference numerals as the members shown in FIG. 34 are the same members, and detailed description thereof will be omitted.
  • the living body, organ, or tissue is a living bovine liver tissue 295, which has recently been excised, and the light emitting unit 216, which also has fiber bundle power, is a bovine liver. Liver tissue is pressed against 295.
  • the observation device of the present embodiment is an eighth embodiment. Unlike the embodiment, it does not have an illumination optical system for externally illuminating a living body, organ or tissue. Other configurations are the same as those of the eighth embodiment.
  • FIG. 39 shows a flowchart of the observation by the observation device of the present embodiment.
  • the procedure of observation according to FIG. 39 by the observation device of the present embodiment will be described.
  • a plurality of filters having different transmission wavelength ranges are incorporated in the illumination light filter turret 214, and the filters arranged on the optical path are switched by the illumination light filter turret 214, thereby providing a plurality of types of excitation light having different wavelengths. It should be possible to illuminate the living body, organ or fibrous tissue with light from inside.
  • the excitation wavelength of the fluorescent dye (s) or protein (s) used in the organism, organ or tissue, ie, bovine liver tissue 295, is determined (SB1).
  • the absorption wavelength spectral characteristic data of the fluorescent dye or fluorescent protein can be stored in an observation device (for example, a hard disk in the image processing unit 250) or stored with a specific fluorescent substance, that is, only the fluorescent dye or fluorescent protein. If the site to be stained is in advance by applying a force V, the site may be measured and acquired!
  • the living body, organ or tissue ie, bovine liver tissue 295
  • excitation light having a wavelength near the peak of the confirmed absorption wavelength spectral characteristic of the fluorescent dye or fluorescent protein
  • the fluorescence image is acquired by imaging with the imaging device 230 outside the bovine liver tissue 295 (SB2).
  • the filter of the illumination light filter turret 214 is switched, and the excitation light of another wavelength near the peak of the absorption wavelength spectral characteristic of another fluorescent dye or fluorescent protein is used to detect a living body, organ, or tissue, ie, bovine.
  • the liver tissue 295 is excited and photographed by the photographing device 230 to obtain another fluorescence image (SB3). That is, another fluorescence image is obtained by excitation with excitation light of another wavelength.
  • SB3 changing the wavelength of the excitation light and photographing
  • the image of the true fluorescence image is obtained by calculating the image data of the plurality of acquired fluorescence images (SB5).
  • the image of the true fluorescent image is obtained by comparing the absorption wavelength spectral data for each fluorescent substance used with the measured data, and separating (identifying) the fluorescence for each fluorescent substance.
  • the image of the true fluorescent image obtained in this way is calculated by acquiring more fluorescent images. In this case, the luminance error is smaller, but on the other hand, the color of the fluorescent dye or fluorescent protein is increased.
  • the obtained image of the true fluorescent image is stored in the image recording unit 251 in the image processing unit 250 (SB7).
  • the absorption wavelength spectral characteristics of the autofluorescence can be obtained in advance, and the autofluorescence can be separated by the same processing as the fluorescence separation for each fluorescent substance to obtain an image of a true fluorescent image of the specific fluorescent substance. .
  • the illumination device 210 illuminates a living body, an organ, or a tissue from inside with a plurality of types of excitation light having different wavelengths
  • the image processing unit 250 uses the imaging device 230 Therefore, a plurality of fluorescence images corresponding to the type of the excitation light are separated based on the image signals of the plurality of captured fluorescence images to form a plurality of fluorescence image images. That is, a living body, organ or tissue is internally illuminated with a plurality of types of excitation light having different wavelengths, and the type of excitation light is determined based on a plurality of fluorescence images obtained by externally photographing the living body, organ or tissue.
  • the corresponding multiple fluorescences are separated to obtain multiple fluorescence images. This makes it possible to obtain images of a plurality of suitable fluorescent images (true fluorescent images) from which unnecessary fluorescent components have been removed. Also, based on this, the position (distribution), amount, and area of the fluorescent substance in a living body, organ, or tissue can be examined and confirmed.
  • the illumination device 210 illuminates a living body, an organ, or a tissue from inside with a plurality of types of excitation light having different wavelengths
  • the image processing unit 250 outputs a plurality of fluorescence images captured by the imaging device 230.
  • Autofluorescence of a living body, organ or tissue is separated based on the image signal to form an image of at least one fluorescent image of the living body, organ or tissue. That is, a living body, an organ or a tissue is illuminated with an internal force with a plurality of types of excitation light having different wavelengths, and the living body, the organ or the tissue is illuminated based on a plurality of fluorescence images obtained by externally photographing the living body, the organ or the tissue.
  • the autofluorescence of the tissue is separated to obtain an image of at least one fluorescence image of a living body, organ or tissue.
  • This makes it possible to obtain a suitable fluorescent image (true fluorescent image) from which the autofluorescent component has been removed. Also, based on this, the position of the fluorescent substance in a living body, organ or tissue is determined. The location (distribution), quantity and area can be examined and confirmed.
  • FIG. 40 shows a flowchart of another observation by the observation device of the present embodiment.
  • an observation procedure according to FIG. 40 by the observation apparatus of the present embodiment will be described.
  • [0215] Determine the fluorescence wavelength spectral properties of fluorescent dye (s) or protein (s) used in living organisms, organs or tissues, ie, bovine liver tissue 295 (SCl) o
  • the fluorescence wavelength spectral characteristics of the fluorescent dye or fluorescent protein can be stored in an observation device (for example, a hard disk in the image processing unit 250) in advance, or a site stained only with a specific fluorescent substance can be used as a powerful device. If you have a strong component, measure and acquire the part.
  • a living body, an organ or a tissue that is, a tissue of a bovine liver 295 is excited by excitation light of a specific wavelength, and the transmission wavelength region near the peak of the confirmed fluorescence wavelength spectral characteristics of the fluorescent dye or fluorescent protein is changed.
  • the image is captured by the imaging device 230 outside the living body, organ or tissue, ie, the bovine liver tissue 295, through a filter provided to obtain a fluorescence image (SC2).
  • the filter of the light receiving filter turret 234 is switched, and the image is taken by the imaging device 230 via another filter having a transmission wavelength band near the peak of the fluorescence wavelength spectral characteristic of another fluorescent dye or fluorescent protein. Capture and acquire another fluorescent image (SC3). That is, another fluorescence image is obtained by changing the wavelength of the light incident on the image sensor 235.
  • SC3 another fluorescent image
  • SC3 changing the wavelength of light incident on the image sensor 235 and photographing
  • the image of the true fluorescence image is obtained by calculating the image data of the plurality of acquired fluorescence images (SC5).
  • the image of the true fluorescent image is obtained by comparing the fluorescence wavelength spectral characteristic data of each fluorescent substance used with the measured data and separating (identifying) the fluorescence for each fluorescent substance.
  • the true fluorescent image obtained in this way the more the fluorescent image is acquired and calculated, the smaller the error in luminance becomes.
  • the fluorescent dye or fluorescent protein More fading.
  • the obtained image of the true fluorescent image is displayed on display device 240 (SC6).
  • the obtained image of the true fluorescent image is stored in the image recording unit 251 in the image processing unit 250 (SC7).
  • the absorption wavelength spectral characteristics of the autofluorescence can be obtained in advance, and the autofluorescence can be separated by the same processing as the fluorescence separation for each fluorescent substance to obtain an image of a true fluorescent image of the specific fluorescent substance. .
  • the illumination device 210 illuminates a living body, an organ or a tissue from inside with excitation light of a specific wavelength
  • the imaging device 230 captures images in a plurality of different wavelength ranges.
  • the image processing unit 250 separates at least two fluorescent lights corresponding to at least two fluorescent substances based on the image signals of the plurality of fluorescent images captured by the imaging device 230, and separates at least two fluorescent lights of an organism, an organ, or a tissue. Form an image of the image. That is, a plurality of fluorescent images obtained by illuminating a living body, organ, or tissue with excitation light having a specific wavelength, and photographing the living body, organ, or tissue with external force through a plurality of filters having different transmission wavelength bands.
  • At least two fluorescences corresponding to at least two fluorescent substances are separated based on the above to obtain images of at least two fluorescence images of a living body, organ or tissue. Thereby, it is possible to obtain images of a plurality of suitable fluorescent images (true fluorescent images) from which unnecessary fluorescent components have been removed. Further, based on this, the position (distribution), amount, and area of the fluorescent substance in a living body, organ, or tissue can be examined or confirmed.
  • the illumination device 210 illuminates a living body, an organ or a tissue from inside with excitation light of a specific wavelength
  • the imaging device 230 captures images in a plurality of different wavelength ranges
  • the image processing unit 250 controls the imaging device.
  • the autofluorescence of the living body, organ or tissue is separated to form an image of at least one fluorescent image of the living body, organ or tissue. That is, a plurality of fluorescent images obtained by illuminating a living body, organ or tissue from inside with excitation light of a specific wavelength, and photographing the living body, organ or tissue from outside through a plurality of filters having different transmission wavelength bands.
  • FIG. 41 schematically shows a configuration of the observation device according to the eleventh embodiment of the present invention.
  • the observation device of this embodiment is similar to the observation device of the eighth embodiment shown in FIG.
  • members indicated by the same reference numerals as the members shown in FIG. 34 are the same members, and detailed description thereof will be omitted.
  • the observation device of the present embodiment includes another lighting device 310 instead of the lighting device 210 of the eighth embodiment.
  • the illumination device 310 includes a laser combiner 311 to which a plurality of lasers that emit illumination light or excitation light can be attached, a light emission unit 316 that can be introduced into a living body, an organ, or a tissue, and a light emission unit that emits illumination light or excitation light.
  • An in-vivo observation device 320 that guides the light to the unit 316 and captures light from the light emitting unit 316 to form an image, and a light-receiving unit 319 that includes an imaging device that photoelectrically converts an optical image formed by the in-vivo observation device 320. Have.
  • An argon laser, a helium ion laser, a laser diode, or the like can be attached to the laser combiner 311.
  • the in-vivo observation device 320 guides illumination light or excitation light supplied from the laser combiner 311 to the light emitting unit 316.
  • the light emitting unit 316 is formed of, for example, a fiber bundle, and emits illumination light or excitation light supplied from the in-vivo observation device 320.
  • the in-vivo observation device 320 has a built-in confocal scanning optical system for optically observing a living body, an organ, or a tissue via the light emitting unit 316.
  • the confocal scanning optical system includes a galvanometer mirror 322 as a scanning means and a pinhole at a confocal position with respect to the observation surface, that is, the convergence point of the emitted light beam.
  • the emitted light beam is two-dimensionally scanned by the galvanometer mirror 322, and only light from near the observation surface is selectively extracted by a pinhole to form an image.
  • An optical image of a favorable observation surface can be obtained.
  • the observation device further includes a controller 262 for controlling the imaging optical system turret 231 and the light receiving filter turret 234, and a controller 264 for controlling the laser combiner 311 and the galvanometer mirror 322.
  • the living body, organ or tissue, ie, mouse 291 is illuminated from inside by emitting illumination light or excitation light from light emitting section 316, and the living body, organ, or tissue, ie, mouse 291 is outside.
  • the imaging device 230 also captures a transmission image or a fluorescence image by capturing a living body, an organ or a tissue, ie, the mouse 291, using external force, and an in-vivo observation device 320 captures an image of the living body, organ, or tissue, ie, the mouse 291, from within. Obtain an image (reflection image or fluorescence image).
  • the display device 240 displays an image 246 of a transmission image or a fluorescence image acquired by the imaging device 230 and an image 247 of an optical image acquired by the in-vivo observation device 320.
  • the illumination device 310 has a photographing function of photographing a living body, an organ or a tissue from within, in addition to a function of internally illuminating a living body, an organ or a tissue.
  • the display device 240 displays an image of a living body, an organ or a tissue taken with an external force, and an image of a living body, an organ or a tissue taken from inside.
  • the displayed image is displayed on the display device 240.
  • changes in the amount and area of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue can be obtained using a fluorescence image of the living body, organ or tissue taken externally and a fluorescence image of the living body, organ or tissue taken from inside. By observing microscopically and macroscopically, the changes over time in the amount and area of the fluorescent substance can be compared or detected. It is better to discuss.
  • the observation apparatus uses FRET (Fluorescence Resonance
  • FRET and BRET use "resonance energy transfer (RET)" to detect whether two substances (donor and axceptor) are in a very close state (or combined state) or not. It is.
  • RET resonance energy transfer
  • CFP fluorescent protein
  • YFP fluorescent protein
  • quencher quencher
  • the illumination device emits resonance when a first substance such as a fluorescent dye or a bioluminescent substance is combined with the first substance.
  • a first substance such as a fluorescent dye or a bioluminescent substance
  • a living body, organ or tissue containing a second substance that causes an energy transfer phenomenon is illuminated from inside.
  • the image processing unit detects a correlation or a binding of molecules in a living body, an organ or a tissue based on an image signal of a fluorescence image captured by the imaging device. That is, based on an image of a fluorescent image obtained by externally photographing a living body, an organ or a tissue containing a first substance and a second substance that undergoes a resonance energy transfer phenomenon when combined with the first substance, Detects the correlation and binding of molecules within organs or tissues. As a result, in living organisms, organs or tissues Of the molecule can be visualized.
  • FIG. 42 schematically shows a configuration of the observation apparatus according to the twelfth embodiment of the present invention.
  • the observation device of this embodiment is similar to the observation device of the eighth embodiment shown in FIG.
  • members indicated by the same reference numerals as those shown in FIG. 34 are the same members, and detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the illumination device 210A is different from the light emission unit 216 of the eighth embodiment in that a plurality of illumination light or excitation light is emitted to the outside.
  • a plurality of illumination light or excitation light is emitted to the outside.
  • two light emitting portions 217 and 218 are provided, and each of the light emitting portions 217 and 218 can be introduced into a living body, an organ or a tissue.
  • the lighting device 210A shown in FIG. 42 has two light emitting portions 217 and 218. The number of the light emitting portions is not limited to this. / ,.
  • the light emitting units 217 and 218 are configured with, for example, but not limited to, fiber bundles, as in the eighth embodiment.
  • the living body, organ or tissue is the mouse 291
  • the light emitting part 217 is inserted into the mouse 291
  • the light emitting part 218 is inserted into the mouse 291 from the anus!
  • the illumination light or the excitation light is emitted from the two light emitting units 217 and 218 to illuminate the mouse 291 from inside.
  • the plurality of light emitting units 216 that emit the illumination light or the excitation light to the outside are introduced into a living body, an organ, or a tissue to illuminate the living body, the organ, or the tissue with an internal force.
  • a living body, an organ or a tissue, that is, the mouse 291 can be illuminated over a wide area from inside.
  • FIG. 43 schematically shows a configuration of the observation device according to the thirteenth embodiment of the present invention.
  • the observation device of the present embodiment is similar to the observation device of the eleventh embodiment shown in FIG.
  • members designated by the same reference numerals as those shown in FIG. 41 are similar members, and the detailed description thereof will be omitted. Omitted.
  • the illumination device 310A further includes an illumination optical system 370 in addition to the illumination device 310 of the eleventh embodiment.
  • the illumination optical system 370 includes a light source 371 that emits illumination light or excitation light and a light emission unit 372 that emits illumination light or excitation light to the outside.
  • the light emission unit 372 is introduced into a living body, organ, or tissue. It is possible.
  • the light source 371 is not limited to this, but is composed of, for example, a xenon lamp or a mercury lamp / nitrogen lamp.
  • the light emitting unit 372 is constituted by, for example, but not limited to, a fiber bundle.
  • lighting device 310A has a plurality of light emitting portions for emitting illumination light or excitation light to the outside, for example, light emitting portion 316 and light emitting portion 372, and light emitting portion 316 and light emitting portion 372 include Any of them can be introduced into a living body, an organ or a tissue.
  • the living body, organ, or tissue is the mouse 291
  • the light emitting unit 316 of the in-vivo observation device 320 is inserted into the mouse 291
  • the light emitting unit 372 of the illumination optical system 370 is Inserted into the mouse 291 from the anus!
  • the illumination light or the excitation light is emitted from the light emitting unit 316 and the light emitting unit 372 to illuminate the mouse 291 from inside.
  • the plurality of light emitting units 216 that emit the illumination light or the excitation light to the outside are introduced into a living body, an organ, or a tissue to illuminate the living body, the organ, or the tissue with an internal force.
  • a living body, an organ or a tissue, that is, the mouse 291 can be illuminated over a wide range from the inside.
  • FIG. 44 schematically shows a configuration of the observation device according to the fourteenth embodiment of the present invention.
  • the observation device of this embodiment is similar to the observation device of the eighth embodiment shown in FIG.
  • members indicated by the same reference numerals as those shown in FIG. 34 are similar members, and detailed description thereof will be omitted.
  • the illumination device 210 is It further comprises a balloon for diffusing light, attached to the tip of 216.
  • the illumination light or the excitation light emitted from the light emitting section 216 is scattered by the balloon, and is applied to a living body, an organ or a tissue, ie, the mouse 291.
  • the illumination light or the excitation light emitted from the light emission section 216 is diffused for illumination. This makes it possible to illuminate a living body, organ or tissue over a wide area from inside
  • the present invention is directed, in part, to an observation device for a living body, an organ, or a tissue, and includes the observation device described in each of the following items.
  • the observation device of the present invention includes a lighting device for illuminating a living body, an organ or a tissue from the inside, and a transmission image of the living body, an organ or a tissue taken by an external force.
  • “introducing” the light emitting portion into a living body, organ or tissue means that the light emitting portion is inserted into a cavity of the living body, organ or tissue, the light emitting portion is stabbed into a living body, organ or tissue, Pressing a part against a living body, organ or tissue.
  • a living body, an organ or a tissue is illuminated from inside.
  • a living body, organ or tissue can be efficiently illuminated and observed with high resolution.
  • Another observation apparatus of the present invention is the observation apparatus according to the first aspect, wherein the illumination device includes a light source that emits illumination light or excitation light, and a light emission unit that emits the illumination light or excitation light to the outside.
  • the light emitting unit can be introduced into a living body, an organ or a tissue.
  • the living body, the organ or the tissue is illuminated from inside by introducing the light emitting unit into a living body, an organ or a tissue and emitting the light or excitation light for the light emitting unit.
  • Another observation apparatus of the present invention is the observation apparatus according to the above item 2, wherein the imaging apparatus is formed by an imaging optical system that forms an image of light from a living body, an organ, or a tissue, and an imaging optical system.
  • An image sensor that photoelectrically converts the imaged optical image to generate an image signal; further, a display device for displaying an image, and an image signal from a photographing device that is processed and displayed on the display device.
  • an image processing unit for forming an image to be displayed.
  • the image processing unit further includes an image recording unit for recording an image.
  • the illumination device further includes a control unit that controls emission of illumination light or excitation light from the light emission unit.
  • the illumination device further includes a means for switching a wavelength of the illumination light or the excitation light emitted from the light emitting unit.
  • a fluorescent protein such as GFP (Green Florescent
  • a living body, organ or tissue can be illuminated from inside with excitation light of a wavelength corresponding to Red, Cy5, Cy5.5, Cy7, IRDye750, ICG, etc.
  • the illumination device has a photographing function of photographing a living body, an organ, or a tissue from inside.
  • the distribution state of a target molecule in a living body, an organ or a tissue over a wide range, and the distribution state of a target molecule in a living body, an organ or a tissue at a tissue level or a cell level at a high resolution are determined. You can check.
  • Another observation device of the present invention is the observation device according to Item 7, wherein the display device is configured to capture an image of a living body, an organ, or a tissue from an external force, and an image of the living body, an organ, or a tissue from inside. Display the image.
  • the distribution state of a target molecule in a living body, organ or tissue in a wide range can be easily compared with the distribution state of the target molecule in a living body, organ or tissue at the tissue or cell level. can do.
  • the imaging device obtains a transmission image and a fluorescence image, and the image processing unit processes the transmission image and the fluorescence image. Then, the display device displays the transmission image and the fluorescence image side by side.
  • fluorescence is generated by comparing a fluorescence image with a transmission image.
  • the site can be specified.
  • the imaging device acquires the transmission image and the fluorescence image
  • the image processing unit converts the transmission image and the fluorescence image into images.
  • the superimposed image is formed, and the display device displays the superimposed image of the transmission image and the fluorescent image.
  • a part that generates fluorescence can be specified based on an image obtained by superimposing the image of the fluorescence image and the image of the transmission image.
  • the imaging apparatus acquires a fluorescence image
  • the image processing unit forms an image of the fluorescence image and a differential image of the fluorescence image
  • the display device displays the fluorescent image and the differential image of the fluorescent image side by side.
  • the differential image converts the scattered light generated by the refractive index distribution in the living body, the organ or the tissue into a contrast, and displays it, so that the shape of the living body, the organ or the tissue can be recognized.
  • the fluorescent light is generated by comparing the fluorescent image and the differential image of the fluorescent image, and the site where the fluorescent light is generated can be specified.
  • Another observation apparatus is the observation apparatus according to Item 3, wherein the imaging device acquires the fluorescent image, and the image processing unit superimposes the fluorescent image and the differential image of the fluorescent image. Is formed, and the display device displays an image obtained by superimposing the image of the fluorescent image and the differential image of the fluorescent image.
  • the imaging apparatus acquires the transmission image and the fluorescence image
  • the image processing unit generates the fluorescence image and the differential image of the transmission image.
  • the display device displays the fluorescent image and the differential image of the transmission image side by side.
  • the fluorescent light is generated by comparing the fluorescent image and the differential image of the transmission image, so that it is possible to identify a site where the fluorescent image is generated.
  • Another observation device of the present invention is the observation device according to item 3, wherein the photographing device acquires the transmission image and the fluorescence image, and the image processing unit generates the fluorescence image and the differential image of the transmission image.
  • the display device displays an image in which the fluorescence image and the differential image of the transmission image are superimposed.
  • a part that generates fluorescence can be specified based on an image obtained by superimposing the image of the fluorescent image and the differential image of the transmission image.
  • Another observation device of the present invention is the observation device according to the above item 3, wherein the illumination device includes means for switching a wavelength of the excitation light emitted from the light emitting unit, and the illumination device includes: A living body, an organ or a tissue is illuminated from inside with a plurality of types of excitation light having different wavelengths, and the image processing unit determines the type of the excitation light based on image signals of a plurality of fluorescent images captured by the imaging device. A plurality of corresponding fluorescences are separated to form a plurality of fluorescence image images.
  • the illumination device includes a unit for switching a wavelength of the excitation light emitted from the light emitting unit.
  • a living body, an organ or a tissue is illuminated from inside with a plurality of types of excitation light having different wavelengths, and the image processing unit performs the processing of the living body, the organ or the tissue based on image signals of a plurality of fluorescent images captured by the imaging device.
  • the autofluorescence is separated to form an image of at least one fluorescence image of a living body, organ or tissue.
  • the imaging apparatus includes means for switching a wavelength of the fluorescence incident on the imaging element, and the illumination apparatus includes a specific wavelength.
  • the living body, organ, or tissue is internally illuminated with the excitation light, the imaging device performs imaging in a plurality of different wavelength ranges, and the image processing unit performs at least two image processing based on image signals of a plurality of fluorescent images captured by the imaging device. At least two fluorescences corresponding to one fluorescent substance are separated to form an image of at least two fluorescence images of a living body, an organ or a tissue.
  • the imaging apparatus includes a unit for switching a wavelength of the fluorescence incident on the imaging element, and the illumination apparatus includes a specific wavelength.
  • the living body, organ, or tissue is internally illuminated with the excitation light, the imaging device performs imaging in a plurality of different wavelength ranges, and the image processing unit performs processing based on the image signals of the plurality of fluorescent images captured by the imaging device.
  • the autofluorescence of an organ or tissue is separated to form an image of at least one fluorescence image of a living body, organ or tissue.
  • Another observation device of the present invention is the observation device according to paragraph 3, wherein the illumination device comprises: a first substance; and a second substance that causes a resonance energy transfer phenomenon when combined with the first substance.
  • the living body, organ or tissue including the living body is illuminated from the inside, and the image processing unit detects the correlation or binding of molecules in the living body, organ or tissue based on the image signal of the fluorescence image captured by the imaging device.
  • This observation device visualizes the reaction of molecules in a living body, organ, or tissue by acquiring a fluorescent image using a substance that can cause a resonance energy transfer phenomenon by binding to a fluorescent substance. be able to.
  • Another observation device of the present invention is the observation device according to Item 1, wherein the illumination device has a plurality of light emission units for emitting illumination light or excitation light to the outside, and the light emission unit may be any one of them. Can also be introduced into a living organism, organ or tissue.
  • This observation device can illuminate a living body, an organ or a tissue over a wide range.
  • Another observation device of the present invention is the observation device according to the above item 2, wherein the illumination device further comprises a balloon for diffusing light, which is attached to the tip of the light emitting section.
  • the illumination light or the excitation light emitted from the light emitting portion is scattered by the balloon, so that a wide range of a living body, organ, or tissue is illuminated.
  • the living body is selected from the group consisting of a mouse, a rat, a heron, a cat, a dog, a pig, a cow, a sheep, a goat, a horse, a monkey, a gorilla, a chimpanzee, and a human. It is a living mammal.
  • the organs are brain, lung, liver, spleen, bone marrow, thymus, heart, lymph, blood, bone, cartilage, spleen, liver, gallbladder, stomach, intestine, testis, It is an organ selected from the group consisting of ovary, uterus, rectum, nervous system, line and vascular strength.
  • the tissue is a structure in which a plurality of cells are three-dimensionally configured.
  • the present invention is directed, in part, to a method for observing a living body, an organ, or a tissue, and includes the following observation methods.
  • the observation method of the present invention illuminates a living body, an organ or a tissue from the inside, and Or photograph the tissue with external force.
  • Another observation method provides a light-emitting unit that emits illumination light or excitation light to the outside of a living body, an organ or a tissue, and emits illumination light or excitation light.
  • a living body, organ or tissue is illuminated from the inside, an image of the living body, organ or tissue is taken from outside, and at least one of a transmission image and a fluorescence image of the living body, organ or tissue is acquired, and the acquired optical image is obtained. Is displayed on the display device.
  • a light exit portion is inserted into a cavity of a living body, an organ, or a tissue to illuminate.
  • the light emitting portion is illuminated by piercing a living body, an organ or a tissue.
  • the light emitting portion is pressed against a living body, an organ or a tissue to illuminate the living body.
  • Another observation method according to the present invention is the observation method according to Item 26, further comprising taking an image of the living body, the organ or the tissue from the inside, and capturing the image of the living body, the organ or the tissue with an external force, and the living body or the organ.
  • An image of a vessel or tissue taken from inside is displayed on a display device.
  • Another observation method according to the present invention is the observation method according to Item 26, wherein a living body, an organ or a tissue is photographed from outside to acquire a transmission image and a fluorescence image, and the transmission image and the fluorescence image are obtained. The image and are displayed side by side on the display device.
  • Another observation method according to the present invention is the observation method according to Item 26, wherein a living body, an organ, or a tissue is photographed from outside to obtain a transmission image and a fluorescence image, and the transmission image and the fluorescence image are obtained. The image obtained by superimposing the image and the image is displayed on the display device.
  • Another observation method according to the present invention is the observation method according to Item 26, wherein the living body, the organ, or the tissue is photographed with an external force to obtain a fluorescence image, and the fluorescence image and the differential image of the fluorescence image are obtained. And are displayed side by side on the display device.
  • Another observation method according to the present invention is the observation method according to Item 26, wherein the living body, the organ, or the tissue is photographed with an external force to obtain a fluorescent image, and the fluorescent image and the differential image of the fluorescent image are obtained. Overlap with The displayed image is displayed on the display device.
  • Another observation method according to the present invention is the observation method according to Item 26, wherein a living body, an organ or a tissue is photographed from outside to obtain a transmission image and a fluorescence image, and the fluorescence image and the transmission image are obtained. Are displayed side by side on a display device.
  • Another observation method according to the present invention is the observation method according to Item 26, wherein a living body, an organ, or a tissue is photographed from outside to acquire a transmission image and a fluorescence image, and the fluorescence image and the transmission image are obtained. An image obtained by superimposing the differential image on the display device is displayed on the display device.
  • Another observation method according to the present invention is the observation method according to Item 26, wherein the living body, the organ, or the tissue is internally illuminated with a plurality of types of excitation light having different wavelengths, and the living body, the organ, or the tissue is subjected to an external force.
  • a plurality of fluorescence images corresponding to the type of the excitation light are separated based on the plurality of fluorescence image images obtained by the photographing to obtain a plurality of fluorescence image images.
  • Another observation method according to the present invention is the observation method according to Item 26, wherein the living body, the organ, or the tissue is internally illuminated with a plurality of types of excitation light having different wavelengths, and the living body, the organ, or the tissue is exposed to an external force. Based on the images of a plurality of fluorescent images obtained by photographing, autofluorescence of the living body, organ or tissue is separated to obtain an image of at least one fluorescent image of the living body, organ or tissue.
  • Another observation method according to the present invention is the observation method according to paragraph 26, wherein the living body, the organ, or the tissue is illuminated from the inside with excitation light having a specific wavelength, and a plurality of filters having different transmission wavelength bands are used. At least two fluorescences corresponding to at least two fluorescent substances are separated based on a plurality of fluorescence images obtained by photographing a living body, organ or tissue through external force through the Obtain two fluorescent images.
  • Another observation method according to the present invention is the observation method according to Item 26, wherein the living body, the organ, or the tissue is illuminated from the inside with excitation light having a specific wavelength, and a plurality of filters having different transmission wavelength bands are provided. At least one fluorescence of a living body, organ or tissue is separated by separating autofluorescence of the living body, organ or tissue based on images of multiple fluorescent images obtained by photographing the living body, organ or tissue through external force Obtain an image of the image.
  • Another observation method according to the present invention relates to the observation method according to paragraph 26, wherein the living body and the organ include a first substance and a second substance that causes a resonance energy transfer phenomenon when combined with the first substance. Based on the image of the fluorescent image obtained by taking an external force on the organ or tissue, the correlation or binding of the molecules in the living body, organ or tissue is detected.
  • Another observation method according to the present invention is the observation method according to paragraph 25, wherein a plurality of light emitting portions for emitting illumination light or excitation light to the outside are introduced into a living body, an organ or a tissue, Illuminate an organ or tissue from within.
  • the illumination light or the excitation light emitted from the light emitting section is diffused for illumination.
  • the living body is a mouse, a rat, a heron, a cat, a dog, a pig, a cow.
  • the organ is brain, lung, liver, spleen, bone marrow, thymus, heart, lymph, blood, bone, cartilage, spleen, liver, gallbladder, stomach, intestine, testis , Ovary, uterus, rectum, nervous system, line and vascular strength.
  • the tissue is a structure in which a plurality of cells are three-dimensionally configured.
  • the present invention is directed, in part, to an experimental method using a living body, an organ, or a tissue, and includes the following experimental methods.
  • the experimental method of the present invention provides a method of introducing a light emitting unit for emitting illumination light or excitation light to the outside of a living body, an organ, or a tissue, emitting light or excitation light to the living body, organ, or tissue.
  • An organ or tissue is illuminated from the inside, a living body, organ or tissue is also photographed with external force to obtain a fluorescent image of the living body, organ, or tissue, and the obtained image of the fluorescent image is compared with other images to obtain an image of the living body or organ. Alternatively, compare or examine changes over time in the amount and area of the fluorescent substance in the tissue.
  • Another experimental method according to the present invention is the experimental method according to Item 48, wherein an image of the living body, the organ or the tissue is further taken from inside to obtain a fluorescence image of the living body, the organ or the tissue, and the living body, the organ or the tissue is obtained.
  • a fluorescence image taken from outside of a tissue and a fluorescence image taken from inside a living body, organ or tissue the changes in the amount or area of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue can be microscopically determined.
  • By observing macroscopically the change over time in the amount and area of the fluorescent substance can be compared. Compare or consider.
  • the experiment method of the present invention is the experiment method according to Item 48, wherein a living body, an organ or a tissue is photographed from outside to acquire a transmission image and a fluorescence image, and the transmission image and the fluorescence image are obtained. Based on the image and the image, examine the position, amount and area of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue.
  • Another experimental method according to the present invention is the experiment method according to paragraph 48, wherein a living body, an organ or a tissue is photographed from outside to obtain a transmission image and a fluorescence image, and the transmission image and the fluorescence image are obtained. Based on the superimposed images, examine the position, amount and area of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue.
  • Another experimental method according to the present invention is the experimental method according to Item 48, wherein a fluorescent image is obtained by externally photographing a living body, an organ, or a tissue, and the fluorescent image and the differential image of the fluorescent image are obtained. Based on this, examine the location, amount and area of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue.
  • Another experimental method according to the present invention is the experimental method according to Item 48, wherein a fluorescent image is obtained by photographing a living body, an organ or a tissue with an external force, and the fluorescent image and the differential image of the fluorescent image are obtained. Based on the superimposed image, examine the position, amount and area of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue.
  • Another experimental method according to the present invention is the experiment method according to Item 48, wherein a living body, an organ or a tissue is photographed from outside to obtain a transmission image and a fluorescence image, and the fluorescence image and the transmission image are obtained. Study the position, amount and area of fluorescent substance in a living body, organ or tissue based on the differential image of
  • Another experimental method of the present invention is the experiment method of paragraph 48, wherein a living body, an organ or a tissue is photographed from outside to obtain a transmission image and a fluorescence image, and the fluorescence image and the transmission image are obtained. Based on the image obtained by superimposing the differential image of the image, the position, amount and area of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue are examined.
  • Another experimental method according to the present invention is the experimental method according to Item 48, wherein the living body, the organ, or the tissue is internally illuminated with a plurality of types of excitation light having different wavelengths, and the living body, the organ, or the tissue is subjected to an external force.
  • a fluorescent substance in a living body, organ, or tissue by separating a plurality of fluorescence images corresponding to the type of excitation light based on the images of a plurality of fluorescence images acquired Consider the position, quantity and area of
  • Another experimental method according to the present invention is the experimental method according to Item 48, wherein A living body, organ or tissue is illuminated with internal force using several types of excitation light, and the autofluorescence of the living body, organ or tissue is separated based on multiple fluorescence images obtained by capturing the living body, organ or tissue with external force. Then, by obtaining an image of at least one fluorescent image of the living body, organ or tissue, the position, amount or area of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue is examined.
  • Another experimental method according to the present invention is the experiment method according to Item 48, wherein a living body, an organ or a tissue is illuminated from the inside with excitation light of a specific wavelength, and a plurality of filters having different transmission wavelength bands are used. At least two fluorescences corresponding to at least two fluorescent substances are separated based on a plurality of fluorescence images obtained by photographing a living body, organ or tissue through external force through the The position, amount and area of the fluorescent substance in a living body, organ or tissue are examined by obtaining two fluorescent images.
  • Another experiment method of the present invention is the experiment method according to Item 48, wherein a living body, an organ or a tissue is illuminated from the inside with excitation light having a specific wavelength, and a plurality of filters having different transmission wavelength bands are used. At least one fluorescence of a living body, organ or tissue is separated by separating autofluorescence of the living body, organ or tissue based on images of multiple fluorescent images obtained by photographing the living body, organ or tissue through external force By obtaining an image of the image, the position, amount and area of the fluorescent substance in the living body, organ or tissue are examined.

Abstract

　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。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拡大する対物レンズと、該対物レンズにより拡大された試料上の像を結像させる結像レンズと、該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を備え、倍率の異なる対物レンズが複数備えられるとともに、該対物レンズを切り替える対物レンズ切替機構が設けられ、倍率の異なる結像レンズが複数備えられるとともに、該結像レンズ５ａ，５ｂを切り替える結像レンズ切替機構が設けられている顕微鏡観察装置を提供する。

Description

明 細 書
観察装置および蛍光観察装置
技術分野
[0001] この発明は、生体、臓器または組織等を観察するための、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。
背景技術
[0002] 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!/ヽる。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。
[0003] 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 にァ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ぐ変倍 による像の劣化が少なぐ操作性や性能を向上することができる。
[0004] また、従来、生体、臓器または組織の観察では、顕微鏡や実体顕微鏡を使用し、生 体、臓器または組織の上面または下面力 照明して蛍光像、反射像または透過像を 得ている。また、内視鏡を用いた反射像や蛍光像の観察では、生体内で照明を行な い、生体内で撮像を行なっている。
特許文献 1 :特開平 7— 104192号公報（図 1等）
発明の開示
[0005] し力しながら、従来の顕微鏡観察装置は、ァ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、小さい倍率力も大きい倍率まで、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つて解像度が 低下してしまう不都合がある。
[0006] また、従来の観察装置では、観察される試料が生体、臓器または組織である場合、 これらの厚さが厚くなるほど、照明光は吸収されやすくなるため、生体、臓器または組 織内の観察したい部位を効率よく照明することは困難になる。
[0007] また、生体。臓器または組織が厚くなるほど、自家蛍光が多くなるため、生体、臓器 または組織内の観察したい部位を解像度よく観察することは困難になる。
[0008] 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ぐ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
[0009] また、本発明は、生体、臓器または組織を効率よく照明し解像度よく観察する技術 を提供することを目的として!ヽる。
[0010] 上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の第 1の態様は、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対 物レンズと、該対物レンズの試料上の像を結像させる結像レンズと、該結像レンズに より結像された試料上の像を撮像する撮像手段とを備え、倍率の異なる対物レンズ が複数備えられるとともに、該対物レンズを切り替える対物レンズ切替機構が設けら れ、倍率の異なる結像レンズが複数備えられるとともに、該結像レンズを切り替える結 像レンズ切替機構が設けられて 、る観察装置である。
[0011] この態様によれば、光源力 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ぐ高い解像 度で画像を取得することが可能となる。
[0012] 上記態様においては、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、前記光源力 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ょ 、。 このようにすることで、照明光の経路を試料力 戻る戻り光の経路力 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ツ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 とがでさる。
[0013] また、上記態様においては、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、複数のダイクロイツ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 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ツ 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。
[0014] また、上記構成においては、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 ヽることとしてもょ 、。
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。
[0015] さらに、上記構成においては、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力も照射することが 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。
[0016] また、上記態様においては、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 酉己置されるズーム機構を備えることとしてもよ!/、。
また、上記構成においては、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。
[0017] 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力も低 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。
[0018] また、上記構成においては、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。
[0019] また、本発明の第 1の態様においては、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。本発明の第 1の態様のように、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 移動させることなぐすべての倍率において鮮明な画像を得ることができる。
[0020] また、上記構成においては、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 、ることとしてもよ!/、。
また、上記構成においては、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 、ることが好ま 、。
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力 ように角度を調整することができる。
[0021] また、上記第 1の態様においては、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。
[0022] また、上記第 1の態様にお!、ては、前記対物レンズ、ズーム機構および結像レンズ 力 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
[0023] また、上記第 1の態様にお!、ては、前記対物レンズ、ズーム機構および結像レンズ 力 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 こととしてちよい。
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。
[0024] また、上記構成においては、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。
[0025] さらに、上記構成においては、前記光軸が、前記 2つ以上の支柱の軸線を含む平 面力も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。
[0026] また、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 1または 2以上の軸線周りに回転可能に取り付けられて 、る上記構成の!/、ずれ 力においては、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べァリ 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。
[0027] さらに、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 1または 2以上の軸線周りに回転可能に取り付けられて 、る上記構成の 、ずれ かにおいては、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
[0028] さらに、上記構成においては、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 、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。
[0029] さらに、上記構成においては、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、試料の上方力も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。
[0030] さらに、上記第 1の態様においては、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。
[0031] 上記第 1の態様においては。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。
[0032] また、本発明の第 2の態様は、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対物レンズと、該対物 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力ゝ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を備える蛍光観察装置である。
[0033] この態様によれば、倍率を変更して観察を行 、た 、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。
[0034] 上記態様においては、撮像された蛍光にスぺタトラルデコンボリューシヨン処理を施 す処理手段を備えることとしてもよぐ前記処理手段が、スぺ外ラルブラインドデコン ポリューション処理を施すこととしてもよ 、。
[0035] 本発明の第 3の態様は、生体、臓器または組織の観察装置に向けられている。この 第 3の態様の観察装置は、生体、臓器または組織を内から照明するための照明装置 と、生体、臓器または組織を外力ゝら撮影して生体、臓器または組織の透過像と蛍光 像の少なくとも一方の光学像を取得するための撮影装置とを備えている。照明装置 は、照明光または励起光を発する光源と、照明光または励起光を外部に射出する光 射出部とを備えていてもよぐ光射出部は生体、臓器または組織に導入可能である。
[0036] 本発明の第 4の態様は、生体、臓器または組織の観察方法に向けられている。この 態様の観察方法は、照明光または励起光を外部に射出する光射出部を生体、臓器 または組織に導入し、光射出部から照明光または励起光を射出して生体、臓器また は組織を内力 照明し、生体、臓器または組織を外力 撮影して生体、臓器または組 織の透過像と蛍光像の少なくとも一方の光学像を取得し、取得した光学像の画像を 表示装置に表示する。
[0037] 本発明の第 5の態様は、生体、臓器または組織を用いた実験方法に向けられてい る。この態様の実験方法は、照明光または励起光を外部に射出する光射出部を生体 、臓器または組織に導入し、光射出部力 照明光または励起光を射出して生体、臓 器または組織を内から照明し、生体、臓器または組織を外力も撮影して生体、臓器ま たは組織の蛍光像を取得し、取得した蛍光像の画像を他の画像と比較して生体、臓 器または組織内の蛍光物質の量や面積の経時的変化を比較したり検討したりする。
[0038] 本発明の第 1および第 2の態様によれば、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。
[0039] 本発明の第 3ないし第 5の態様によれば、生体、臓器または組織を効率よく照明し 解像度よく観察する技術が提供される。
図面の簡単な説明
[0040] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る顕微鏡観察装置を示す斜視図である。
[図 2]図 2は、図 1の顕微鏡観察装置におけるステージ上のトレー部材を示す一部を 破断した縦断面図である。
[図 3]図 1の顕微鏡観察装置の低倍率の対物レンズユニットを示す縦断面図である。
[図 4]図 3と同様の他の低倍率の対物レンズユニットを示す縦断面図である。
[図 5]図 3と同様の他の低倍率の対物レンズユニットを示す縦断面図である。
[図 6]図 1の顕微鏡観察装置の高倍率の対物レンズユニットを示す縦断面図である。
[図 7]図 1の顕微鏡観察装置の第 2アームの取付構造を示す一部を破断した縦断面 図である。
[図 8]図 1の顕微鏡観察装置のカメラの取付構造を示す一部を破断した縦断面図で ある。
[図 9]図 8の取付構造を示す平面図である。
[図 10]図 1の顕微鏡観察装置の支柱と間隔部材の配置を説明する平面図である。
[図 11]図 1の顕微鏡観察装置のカメラの光軸の配置領域を示す平面図である。
[図 12]Aから Cは、図 1の顕微鏡観察装置の光路迂回手段を説明する模式図である
[図 13]図 12の光路迂回手段の変形例を示す模式図である。
[図 14]図 12の光路迂回手段の他の変形例を示す模式図である。
[図 15]図 1の顕微鏡観察装置の結像レンズユニットの取付構造を示す一部を破断し た縦断面図である。
[図 16]本発明の第 2の実施形態に係る顕微鏡観察装置を示す斜視図である。
[図 17]本発明の第 3の実施形態に係る顕微鏡観察装置を示す全体構成図である。
[図 18]図 17の顕微鏡観察装置における観察手順を示すフローチャートである。 圆 19]本発明の第 4の実施形態に係る顕微鏡観察装置を示す斜視図である。
圆 20]図 19の顕微鏡観察装置による偏射照明を説明する部分的な縦断面図である 圆 21]図 19の顕微鏡観察装置による高倍率観察時の状態を示す斜視図である。 圆 22]本発明の第 5の実施形態に係る顕微鏡観察装置を示す斜視図である。
圆 23]図 22の顕微鏡観察装置による同軸照明を説明する部分的な縦断面図である 圆 24]図 22の顕微鏡観察装置による偏射照明を説明する部分的な縦断面図である
[図 25]本発明の第 6の実施形態に係る顕微鏡観察装置を示す部分的な縦断面図で ある。
[図 26]本発明の第 7の実施形態に係る顕微鏡観察装置を示す部分的な縦断面図で ある。
圆 27]本発明の顕微鏡観察装置におけるステージの第 1の変形例を示す斜視図で ある。
[図 28]図 27のステージの縦断面図である。
圆 29]本発明の顕微鏡観察装置におけるステージの第 2の変形例を示す斜視図で ある。
[図 30]図 29のステージの縦断面図である。
圆 31]本発明の顕微鏡観察装置におけるステージの第 3の変形例を示す斜視図で ある。
[図 32]図 31のステージの縦断面図である。
圆 33]本発明の顕微鏡観察装置におけるステージの第 4の変形例を示す斜視図で ある。
圆 34]本発明の第 8の実施形態の観察装置の構成を概略的に示している。
[図 35]図 34に示された結像光学系ターレットの平面図である。
圆 36]本発明の第 8の実施形態の観察装置による観察のフローチャートを示している [図 37]本発明の第 9の実施形態の観察装置の構成を概略的に示している。
[図 38]本発明の第 10の実施形態の観察装置の構成を概略的に示している。
[図 39]本実施形態の観察装置による観察のフローチャートを示している。
[図 40]本実施形態の観察装置による別の観察のフローチャートを示している。
[図 41]本発明の第 11の実施形態の観察装置の構成を概略的に示している。
[図 42]本発明の第 12の実施形態の観察装置の構成を概略的に示している。
[図 43]本発明の第 13の実施形態の観察装置の構成を概略的に示している。
[図 44]本発明の第 14の実施形態の観察装置の構成を概略的に示している。
発明を実施するための最良の形態
[0041] (第 1の実施形態）
本発明の第 1の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。
[0042] 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。
[0043] 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つている。また、ステージ 3には、図 2に 示されるよう〖こ、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つている。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 、る。
[0044] 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 にわたつて、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!/、ように広 、スペースが形成されて!、る
[0045] 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と力もなる門型のフレームが構成されている。
[0046] 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 、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、書店距離の短いものから順に、 50mm, 90m m、 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〜4 dを選択することができるようになつている。これらの図においては、レンズは省略して 示している。
[0047] 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ュ- ット 5bは 210mmの焦点距離を有している。
[0048] また、第 2の支柱 11には、高倍率側にお 、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、結合レンズュ 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。
[0049] 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ァ 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の上端力も挿入されて、それぞれ所定 の位置に配置され、そこで、半径方向力 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 つている。
[0050] また、各組立体 21は、同じく各支柱 10, 11の上端力も挿入されて、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、または調整用スぺーサ（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 の上端力も組立体 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 、る。
[0051] 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つている。
[0052] 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、雌ァリ形状 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、雌ァリ形状部分 27aに係合され るァリ形状のボス部 29が設けられている。ボス部 29は、先端に向力つて外径寸法が 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 ことによって雌ァリ形状部分 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!/、る。 [0053] 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 1 1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 1 0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 r、第 2の支柱 11の半径を!：として以下の式を満たす範囲に設定され
1 2
た半径 Aの円と半径じの円とが交わる点に配置する。
C< D<L-r
L-C<A< B<L-r - -- (2)
2
[0054] 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!/、る。
[0055] 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つている。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 さくすることなぐ支柱 10, 11間距離 Lを小さくすることが可能となる。
[0056] 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 1 2A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、図 12B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 LI, L2が相違すること〖こなる。
[0057] そこで、本実施形態に係る顕微鏡観察装置 1は、図 12C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 動させること無ぐ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。
[0058] 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 正することにしてちょい。
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に向力 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に向力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 ィ匕させることなく、簡易に精度のょ 、補正を行うことが可能となる。
[0059] また、本実施形態に係る顕微鏡観察装置 1にお 、ては、対物レンズユニット 4a〜4 d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 一レット 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と力も構成されて 、る。
[0060] 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。し力しながら、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ぐま 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。
[0061] 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ュ- 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つている。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つている。
[0062] 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ツク ミラー 47が設けられている。また、光源 2には、スィッチ 48および光ファイノく 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。スィッチ 48は、ガルバノミラー、あるいはシャツ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、スィ ツチ 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。 [0063] 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。
[0064] 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、これによつて、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 、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。
[0065] そして、スィッチ 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 、るカメラ 6に結像されることにな る。
[0066] 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。
[0067] 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 4 a〜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 5 b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。
[0068] 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、スィッチ 48の作動により光源 2 力も発せられた光を第 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 ダイクロイツクミラー 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カゝ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、ダイクロイツクミラー 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。 [0069] 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。
[0070] 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 られる力 本実施形態によれば、対物レンズユニット 4a〜4dおよび結像レンズュ-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 、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ュ ニット 5aには光路迂回手段 30が設けられて 、るので、カメラ 6の位置を変更すること なぐ低倍率力ゝ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を動かす必要がなぐ簡易に調整できると いう利点がある。
[0071] 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力も外すことができ、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 型ィ匕することができる。
[0072] 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の軸線を含む平面力 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ィ匕を図ることがで きる。
なお、支柱 10, 11は 2本に限定されるものではなぐ 3本以上でもよい。
[0073] 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力 ズーム機構 15の挿脱と、対物レンズュ-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 、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。
[0074] 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 1 4、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力 外部において組立体 21として構成された 後に支柱 10, 11の上端力 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。
[0075] 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, 1 1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ィ匕を図ることができる。
[0076] 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 7 b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ぐステージ 3に固定されるトレ 一部材 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 一部材 9を透明または黒色の材質により構成したので、試料 A力 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。
[0077] 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 くぐ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。
[0078] 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 は喑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、 B音幕 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ぐ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。
[0079] (第 2の実施形態）
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 ヽる。
[0080] 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 4 a〜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 1 2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。
[0081] 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 1 5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。
[0082] 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ぺー 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。
[0083] (第 3の実施形態）
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ィ匕する。
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。
[0084] 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力 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ツ 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!/、る。
[0085] 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、スィッチ 48とを光源 2側に有し、第 1、第 2 の照明装置 16, 50がスィッチ 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ツクミラー 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、シャツタ 73、フィルタターレット 25, 74、スィッチ 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。
[0086] 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 テツプ 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)。
[0087] 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によつ 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 S 7)。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!、て上記撮影作業を繰り返す (ステップ S1 0)。
[0088] 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 ヽるので、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、低倍率にぉ 、ても明る 、像を撮像することができる。
[0089] 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ぺタトラルデコンボリュ ーシヨ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。
[0090] 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。
[0091] 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— 500 31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ぺクトラルブラインドデコンボリ ユーシヨ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。
[0092] (第 4の実施形態）
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ィ匕する。
[0093] 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のスィッチ 48、光ファイノ 9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 8 3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。
[0094] 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。
[0095] 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。
[0096] 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ぐ最大の観察範囲だけが照明されていればよい場合 もめる。
[0097] 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 ヽて以下 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 一光学系 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。
[0098] 試料 A力も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。
[0099] 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 力もは反射部材 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 クロイツクミラー 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 光はダイクロイツクミラー 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。
[0100] また、試料 A力 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 1 5により拡大された後にダイクロイツクミラー 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。
[0101] 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【こ通過させな!/ヽので、対物レンズ 4a, 4b, 4d【こお!ヽて発生する自家 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ツクミラー 47に あてるだけで済むので、ダイクロイツクミラー 47の大きさを小さくすることができる利点 がある。
[0102] (第 5の実施形態）
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。
[0103] 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ツクミラー 47a, 47b, 47cおよび反射部材 82が固定さ れている。
[0104] 各ダイクロイツクミラー 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 ダイクロイツクミラー 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。
[0105] 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 力 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ツクミラー 47a〜47cのいずれかが固定 されている。
[0106] ホルダ 93の貫通孔 93a, 93bの内径，ダイクロイツクミラー 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。ダイク口 イツクミラー 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。
[0107] 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 、る。
[0108] 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 9 5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 、る。
[0109] 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、ターレツ 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。 [0110] 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 なるダイクロイツクミラー 47a〜47cまたは貫通孔 92aを選択的に光軸 C上に配置する 。ダイクロイツクミラー 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。
[0111] ダイクロイツクミラー 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ツクミラー 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力ゝ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およびダイクロイツクミラー 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。
[0112] 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 8 2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を通してではなぐズーム機構 15および対物レンズ 4cを迂回して斜 め側方力 偏射照明されることになる。
この場合に、試料 A力ゝ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。
[0113] 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。
[0114] 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ツクミラー 47a〜47 cまたは貫通孔 92aを選択的に光軸 C上に配置する。ダイクロイツクミラー 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 1 6に送られ、ターレット 91上のダイクロイツクミラー 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。 [0115] 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 8 2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を通してではなぐ対物レンズ 4a, 4b, 4dを迂回して斜め側方力も偏射照明され 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 一レット 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。
[0116] 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、ダイクロイツクミラー 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力も試料 Aを照明 する偏射照明を選択することができる。また、種々のダイクロイツクミラー 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ツクミラー 47a〜47cの特性を 選ぶことができる。
[0117] (第 6の実施形態）
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。
[0118] 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 、る。
[0119] 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。
[0120] 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。
[0121] 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 8 2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。
[0122] 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 10 6、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 4 a〜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。
[0123] 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, 4 dごとに備えられて 、るリレー光学系 101も設定される。
[0124] 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。
[0125] 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。
[0126] (第 7の実施形態）
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。
[0127] 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 、る。ハ 一フミラー 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 つている。
[0128] これにより、照明装置 16から出射されノヽーフミラー 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 経路力 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。
[0129] 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。
[0130] 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。
[0131] 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 13 0を採用してもよい。
[0132] 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！/、ることを目視し難！、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。
[0133] 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 ヽ箇所ある ヽは洗浄し難 、箇所に入り込むことを防止すると ヽぅ上記ステ 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。
[0134] 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!/、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。
[0135] 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つている。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つている。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, 15 0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。
[0136] (第 8の実施形態）
本実施形態は、生体、臓器または組織の観察装置に向けられている。ここで、生体 は、マウス、ラット、ゥサギ、猫、犬、豚、牛、羊、ャギ、馬、猿、ゴリラ、チンパンジーお よび人間からなる群より選ばれる生きた哺乳類である。臓器は、脳、肺、肝臓、脾臓、 骨髄、胸腺、心臓、リンパ、血液、骨、軟骨、脾臓、肝臓、胆嚢、胃、腸、精巣、卵巣、 子宮、直腸、神経系、線および血管からなる群より選ばれる臓器である。組織は、複 数の細胞が三次元的に構成されているものである。
[0137] 図 34は、本発明の第 8の実施形態の観察装置の構成を概略的に示している。図 3 4に示されるように、本実施形態の観察装置は、生体、臓器または組織を内から照明 するための照明装置 210と、生体、臓器または組織を外力も撮影して生体、臓器また は組織の透過像と蛍光像の少なくとも一方の光学像を取得するための撮影装置 230 とを備えている。
[0138] 照明装置 210は、照明光または励起光を発する光源 211と、照明光または励起光 を外部に射出する光射出部 216とを備えており、光射出部 216は生体、臓器または 組織に導入可能である。
[0139] ここで、光射出部 216を生体、臓器または組織に「導入」するとは、光射出部 216を 生体、臓器または組織の腔に挿入したり、光射出部 216を生体、臓器または組織に 刺したり、光射出部 216を生体、臓器または組織に押し当てたりすることをいう。
[0140] 光源 211は、これに限定されないが、例えばキセノンランプや水銀灯ゃノ、ロゲンラ ンプで構成される。光射出部 216は、これに限定されないが、例えばファイバーバン ドルで構成される。
[0141] 本実施形態では、生体、臓器または組織すなわち観察対象はマウス 291であり、光 射出部 216はマウス 291の口腔から胃の中にまたは胃を通って腸の中まで挿入され ている。光射出部 216は、耳の穴や鼻腔や肛門や子宫腔カもマウス 291の体内に挿 入されてもよい。
[0142] 照明装置 210は、光射出部 216からの照明光または励起光の射出を制御する制 御部をさらに備えている。制御部は、これに限定されないが、例えばシャッター 213 で構成される。
[0143] また照明装置 210は、光射出部 216から射出される照明光または励起光の波長を 切り換える波長切り換え手段を備えている。波長切り換え手段は、例えば、透過波長 帯域が異なる複数のバンドパスフィルターを含み、それらのうちの一つを選択的に光 路上に配置し得る照明光フィルターターレット 214で構成される。
[0144] 撮影装置 230は、生体、臓器または組織力ゝらの光を結像させる結像光学系 232と、 結像光学系 232によって結像された光学像を光電変換して画像信号を生成する撮 像素子 235とを備えている。撮影装置 230は、倍率が異なる複数の結像光学系を含 み、それらのうちの一つを選択的に光路上に配置し得る結像光学系ターレット 231を 備えている。結像光学系ターレット 231は、例えば図 35に示されるように、四つの結 像光学系 OSl〜OS4を含んでいる。例えば、結像光学系 OS1は 5倍、結像光学系 OS2は 1. 5倍、結像光学系 OS3は 1倍、結像光学系 OS4は 0. 8倍の倍率を有して いる。結像光学系ターレット 231は中心軸の周りに回転可能であり、結像光学系 OS l〜OS4のいずれかひとつを光路上に選択的に配置し得る。従って、生体、臓器ま たは組織からの光を結像させる結像光学系 232は、四つの結像光学系 OSl〜OS4 の!、ずれかひとつで構成される。
[0145] 撮像素子 235は、これに限定されないが、例えば CCDで構成される。
[0146] 撮影装置 230はさらに、撮像素子 235に入射する光 (観察光や蛍光)の波長を切り 換える波長切り換え手段を備えている。波長切り換え手段は、例えば、透過波長帯 域が異なる複数のバンドパスフィルターを含み、それらのうちの一つを選択的に光路 上に配置し得る受光用フィルターターレット 234で構成される。
[0147] また観察装置は、画像を表示するための表示装置 240と、撮影装置 230からの画 像信号を処理して表示装置 240に表示する画像を形成するための画像処理部 250 とをさらに備えている。画像処理部 250は、これに限定されないが、例えばパーソナ ルコンピューター（PC)で構成される。画像処理部 250は、画像を記録するための画 像記録部 251をさらに備えている。画像記録部 251は、これに限定されないが、例え ばノヽードディスクで構成される。
[0148] 観察装置は、生体、臓器または組織を外力 照明する照明光学系 270をさらに備 えている。照明光学系 270は、例えば、照明光を発する光源 271と、光源 271からの 照明光を伝達するファイバーバンドルとで構成されている。
[0149] 観察装置は、さらに、シャッター 213、照明光フィルターターレット 214、結像光学系 ターレット 231、受光用フィルターターレット 234および光源 271を制御するコントロー ラー 260を備えている。
[0150] 本実施形態の観察装置において、光射出部 216から射出された照明光または励 起光はマウス 291を内から照明する。光射出部 216からの照明光または励起光の射 出はシャッター 213によって制御される。また、光射出部 216からの照明光の波長は 照明光フィルターターレット 214によって切り換えられる。
[0151] マウス 291を透過した光やマウス 291から発せられた蛍光の一部は結像光学系 23 2に入射する。結像光学系 232に入射した光は撮像素子 235の受光面に結像される 。結像光学系 232には、結像光学系ターレット 231によって、結像光学系 OSl〜OS 4のうち、観察に適した倍率のものが適用される。
[0152] 結像光学系 232からの光は、受光用フィルターターレット 234を通って撮像素子 23
5に入射する。撮像素子 235に入射する光の波長は、受光用フィルターターレット 23
4によって切り換えることができる。
[0153] 撮像素子 235は結像された光学像を光電変換して画像信号を生成し、画像信号は 画像処理部 250に送られる。画像処理部 250は画像信号を処理して表示装置 240 に表示する画像を形成し、画像は表示装置 240に表示される。また画像は必要に応 じてハードディスクなどの画像記録部 251に記録される。
[0154] 図 36は、本実施形態の観察装置による観察のフローチャートを示している。以下、 図 36を参照しながら本実施形態の観察装置による観察の手順について述べる。
[0155] まず、照明装置 210のファイバーバンドル力もなる光射出部 216を生体、臓器また は糸且織に導入する（SA1)。具体的には、光射出部 216をロカもマウス 291内に挿入 する。
[0156] 次に、マウス 291を光射出部 216によって内から照明するか照明光学系 270によつ て外力も照明しながら生体、臓器または糸且織つまりマウス 291の外にある撮影装置 2
30のピントを観察部位に合わせる（SA2)。
[0157] 次に、透過像を撮影するか蛍光像を撮影するかを決める（SA3)。
[0158] 透過像の撮影を選んだ場合、以下の手順で透過像が撮影される。
[0159] まず、必要であれば照明装置 210で使用するフィルターを選ぶ（SA4)。選んだフィ ルターを照明光フィルターターレット 214によって光路上に配置する。フィルターが不 要な場合は光路上にフィルターを配置しな 、。
[0160] また、近赤外などの長!、波長の光は可視光に比べて生体、臓器または組織を透過 しゃすいため、必要であれば撮影装置 230で使用するフィルターを選ぶ（SA5)。選 んだフィルターを受光用フィルターターレット 234によって光路上に配置する。フィル ターが不要な場合は光路上にフィルターを配置しない。
[0161] 光射出部 216から照明光または励起光を射出してマウス 291を内力も照明する。照 明光学系 270は消灯させておく。
[0162] 撮影装置 230によって透過像を撮影する（SA6)。露光時間などが最適でなければ 、照明と露光時間を最適化する。
[0163] 必要に応じて画像処理部 250で透過像の微分画像を形成する（SA7)。微分画像 は、生体、臓器または組織内の屈折率分布によって発生する散乱光をコントラストに 変えて表示する。このため生体、臓器または組織の形状の認識を容易にする。
[0164] 透過像の画像を表示装置 240に表示する（SA8)。透過像の微分画像を形成した 場合には、図 34に示される画像 241と画像 242のように、必要に応じて透過像の画 像に並べて透過像の画像も表示装置 240に表示する。これによつて、撮影した部位 の形態的特徴が観察できる。
[0165] 透過像の画像を画像記録部 251に保存する（SA9)。透過像の微分画像を形成し た場合には、必要に応じて透過像の画像も表示装置 240に表示する。
[0166] このように透過像の撮影では、撮影装置 230は透過像を取得し、画像処理部 250 は透過像の微分画像を形成し、表示装置 240は蛍光像の画像と透過像の微分画像 とを並べて表示する。
[0167] 透過像の撮影を選んだ場合、以下の手順で透過像が撮影される。
[0168] まず、照明装置 210で使用するフィルターを選ぶ（SA10)。選んだフィルターを照 明光フィルターターレット 214によって光路上に配置する。これによつて、蛍光蛋白質 、例えば、 GFP (Green Florescent Protein)、 DsRed、 RFP、 CFP、 YFP、かえでなどや 、蛍光色素、例えば、 FITC、 Alexa
Fluor 488、 Alexa Fluor 647、 Alexa Fluor 660、 Alexa Fluor 680、 Alexa Fluor 700、 Alexa
Fluor 750、 Rhodamine、 Texas Red、 Cy5、 Cy5.5、 Cy7、 IRDye750、 ICGなどに対応し た波長の励起光で生体、臓器または組織を内から照明することができる。
[0169] また、必要であれば撮影装置 230で使用するフィルターを選ぶ（SA5)。選んだフィ ルターを受光用フィルターターレット 234によって光路上に配置する。フィルターが不 要な場合は光路上にフィルターを配置しない。例えば、特定の波長域の蛍光像を撮 りた 、場合は、所望の蛍光像に対応したバンドパスフィルターを光路上に配置する。 これによつて、臓器または組織内の蛍光蛋白質や蛍光色素に対応した蛍光像だけを 撮像素子 235によって選択的に撮影することができる。また、広い波長域の蛍光像を 取りた 、場合は、光路上にフィルターを配置しな 、。
[0170] 光射出部 216から照明光または励起光を射出してマウス 291を内力も照明する。照 明光学系 270は消灯させておく。
[0171] 撮影装置 230によって蛍光像を撮影する（SA6)。露光時間などが最適でなければ
、照明と露光時間を最適化する。
[0172] 必要に応じて画像処理部 250で蛍光像の微分画像を形成する（SA7)。微分画像 は、生体、臓器または組織内の屈折率分布によって発生する散乱光をコントラストに 変えて表示する。このため生体、臓器または組織の形状の認識に有用である。
[0173] 蛍光像の画像を表示装置 240に表示する（SA8)。蛍光像の微分画像を形成した 場合には、図 34に示される画像 241と画像 242のように、必要に応じて蛍光像の画 像に並べて蛍光像の画像を表示装置 240に表示する。これによつて、撮影した部位 の形態的特徴が観察できる。
[0174] 蛍光像の画像を画像記録部 251に保存する（SA9)。蛍光像の微分画像を形成し た場合には、必要に応じて蛍光像の画像も画像記録部 251に保存する。
[0175] このように蛍光像の撮影では、撮影装置 230は蛍光像を取得し、表示装置 240は 蛍光像の画像を表示する。この場合、蛍光像の画像を他の画像と比較することによつ て、生体、臓器または組織内の蛍光物質の量や面積などの経時的変化の比較を行 なうことができる。
より好ましくは、撮影装置 230は蛍光像を取得し、画像処理部 250は蛍光像の画像 と蛍光像の微分画像とを形成し、表示装置 240は蛍光像の画像と蛍光像の微分画 像とを並べて表示する。すなわち、生体、臓器または組織を外力ゝら撮影して蛍光像を 取得し、蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とを表示装置 240に並べて表示する。蛍 光像の画像と蛍光像の微分画像とを比較することによって蛍光を発生している部位 を特定することができる。あるいは、生体、臓器または組織を外から撮影して蛍光像 を取得し、蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とに基づいて生体、臓器または組織内 の蛍光物質の位置 (分布)や量や面積を検討したり確認したりしてもょ 、。
[0176] 従来通り、生体、臓器または組織を外力 照明した場合、生体、臓器または組織の 表面で吸収された光が自家蛍光を発生させ、像のコントラストを低下させる要因とな る。また、生体、臓器または組織の表面で反射された光が像のノイズとなることもある 。さらに、生体、臓器または組織の表面は明るく照明されるが、生体、臓器または組 織の内部は表面より暗く照明される。
[0177] これに対して本実施形態では、照明光または励起光を外部に射出する光射出部 2 16を生体、臓器または組織に導入し、光射出部 216から照明光または励起光を射 出して生体、臓器または組織を内から照明している。これによつて、自家蛍光の発生 が抑えられる。また、生体、臓器または組織の観察したい部位を近くから照明すること ができる。また、生体、臓器または組織を内から照明しているため、生体、臓器または 組織を外力も照明した場合には問題となる、生体、臓器または組織の表面力も反射 光の像に対する悪影響も心配ない。さらに、生体、臓器または組織に導入された光 射出部 216すなわち生体、臓器または組織内に挿入された光射出部 216または生 体、臓器または組織に刺された光射出部 216または生体、臓器または組織に押し当 てられた光射出部 216から射出された光は生体、臓器または組織の内部で多重反 射するため生体、臓器または組織が効率よく照明される。
[0178] その結果、本実施形態の観察装置は、生体、臓器または組織を効率よく照明し解 像度よく観察することができる。
[0179] また、生体、臓器または組織の観察では、生体、臓器または組織の観察部位全体 を撮影したり、観察部位中の特に興味がある部分を拡大して観察したりできることが 望ましい。そのためには複数の結像光学系を切り換えることによって少なくとも 1倍〜 5倍、望ましくは 0. 3倍〜 20倍の倍率で撮像素子上に光学像を投影できる必要があ る。この倍率範囲が確保できない場合、低倍率観察装置と高倍率観察装置など、撮 影した 、光学像の倍率に適合した複数の観察装置で対応しなければならず、非常 に使いにくいシステムになってしまう。さらに、生体、臓器または組織の蛍光像を効率 よく撮影するためには結像光学系が最適な NA (開口数)を有して ヽることが望まれる 。例えば、 1倍の倍率で NAが 0. 05以上が確保されていない場合、蛍光像を効率よ く撮像するのは非常に困難である。また、 0. 25以上の NAを確保することは、設計上 、非常に困難である。
[0180] これに対して本実施形態の観察装置では、結像光学系ターレット 231によって四つ の結像光学系 OSl〜OS4を切り換えることによって 0. 8倍、 1倍、 1. 5倍および 5倍 の四種類の倍率で生体、臓器または組織を観察できる。また、結像光学系ターレット 231によって結像光学系を切り換える構成であるため、低倍率の結像光学系でも比 較的大きい NAを確保することが容易である。これによつて、低倍率時にも比較的明 ¾V、蛍光像を取得することができる。
[0181] これまでの説明から分力るように本実施形態では、まず、照明光または励起光を外 部に射出する光射出部 216を生体、臓器または組織に導入し、光射出部 216から照 明光または励起光を射出して生体、臓器または組織を内から照明する。
[0182] さらに、生体、臓器または組織を外力ゝら撮影して生体、臓器または組織の透過像と 蛍光像の少なくとも一方の光学像を取得し、取得した光学像の画像を表示装置 240 に表示する。
[0183] 例えば、生体、臓器または組織を外から撮影して透過像を取得し、透過像の画像を 表示装置 240に表示する。
[0184] または、生体、臓器または組織を外から撮影して透過像を取得し、透過像の画像と 透過像の微分画像とを並べて表示装置 240に表示する。
[0185] または、生体、臓器または組織を外力 撮影して蛍光像を取得し、蛍光像の画像を 表示装置 240に表示する。あるいは、生体、臓器または組織を外力も撮影して蛍光 像を取得し、取得した蛍光像の画像を他の画像と比較することによって生体、臓器ま たは組織内の蛍光物質の量や面積の経時的変化を比較したり検討したりしてもよい
[0186] または、生体、臓器または組織を外力 撮影して蛍光像を取得し、蛍光像の画像と 蛍光像の微分画像とを表示装置 240に並べて表示する。あるいは、生体、臓器また は組織を外力 撮影して蛍光像を取得し、蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とに基 づ 、て生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置 (分布)や量や面積を検討したり 確認したりすることができる。
[0187] 本実施形態では、生体、臓器または組織の腔に光射出部 216を挿入して照明して いる。より詳しくは、生体、臓器または組織はマウス 291であり、マウス 291の口腔から 光射出部 216を挿入して照明している。しかし、光射出部 216の挿入個所は口腔に 限定されるものではなぐマウス 291の鼻腔または子宫腔または肛門または耳の穴か ら光射出部 216を挿入して照明してもよい。
[0188] また本実施形態では、生体、臓器または組織の腔つまりマウス 291の口腔に光射 出部 216を挿入して照明しているが、光射出部 216を生体、臓器または組織つまりマ ウス 291に刺して照明したり、光射出部 216を生体、臓器または糸且織つまりマウス 29 1に押し当てて照明したりしてもよい。
[0189] (第 9の実施形態）
本実施形態は、別の観察装置に向けられている。図 37は、本発明の第 9の実施形 態の観察装置の構成を概略的に示している。本実施形態の観察装置は、図 34に示 した第 8の実施形態の観察装置に類似している。図 37において、図 34に示された部 材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略 する。
[0190] 図 37に示されるように、本実施形態では、生体、臓器または組織は、切除されて間 もない生きた牛の腸 293であり、ファイバーバンドル力も成る光射出部 216が牛の腸 293の中に挿入されている。本実施形態の観察装置は、第 8の実施形態と異なり、生 体、臓器または組織を外力も照明する照明光学系を備えていない。それ以外の構成 は第 8の実施形態と同じである。
[0191] 本実施形態の観察装置は、その構成が基本的に第 8の実施形態の観察装置と同 じであるので、第 8の実施形態と同じ手法によって動作させることができる。
[0192] また、第 8の実施形態とは異なる以下に述べる手法によって動作させることも可能で ある。もちろん、第 8の実施形態と同様に、下記のいずれの動作の前にも、照明光ま たは励起光を外部に射出する光射出部 216を生体、臓器または組織に導入し、光射 出部 216から照明光または励起光を射出して生体、臓器または糸且織を内力も照明す る。
[0193] 一つの手法としては、例えば、撮影装置 230は透過像と蛍光像とを取得し、画像処 理部 250は透過像の画像と蛍光像の画像とを形成し、表示装置 240は、図 37中の 画像 243と画像 244のよう〖こ、透過像の画像と蛍光像の画像とを並べて表示する。す なわち、生体、臓器または組織を外力ゝら撮影して透過像と蛍光像とを取得し、透過像 の画像と蛍光像の画像とを並べて表示装置 240に表示する。蛍光像の画像と透過 像の画像とを比較することによって蛍光を発生している部位を特定することができる。 あるいは、生体、臓器または組織を外力ゝら撮影して透過像と蛍光像を取得し、透過像 の画像と蛍光像の画像とに基づ！/、て生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置 (分 布)や量や面積を検討したり確認したりしてもょ 、。
[0194] または、撮影装置 230は透過像と蛍光像とを取得し、画像処理部 250は蛍光像の 画像と透過像の微分画像とを形成し、表示装置 240は、図 37中の画像 243と画像 2 44のように、蛍光像の画像と透過像の微分画像とを並べて表示する。すなわち、生 体、臓器または組織を外力ゝら撮影して透過像と蛍光像とを取得し、蛍光像の画像と透 過像の微分画像とを並べて表示装置 240に表示する。蛍光像の画像と透過像の微 分画像とを比較することによって蛍光を発生している部位を特定することができる。あ るいは、生体、臓器または組織を外力も撮影して透過像と蛍光像を取得し、蛍光像の 画像と透過像の微分画像とに基づ ヽて生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置（ 分布)や量や面積を検討したり確認したりしてもょ 、。
[0195] 第 8の実施形態で述べたように、微分画像は、生体、臓器または組織内の屈折率 分布によって発生する散乱光をコントラストに変えて表示しており、生体、臓器または 組織の形状の認識を容易にするため、蛍光像の微分画像または透過像の微分画像 を用いた比較では、蛍光発生部位の特定がさらに容易である。
[0196] また別の手法としては、例えば、撮影装置 230は透過像と蛍光像とを取得し、画像 処理部 250は透過像の画像と蛍光像の画像とを重ねた画像を形成し、図 38中の画 像 245のように、表示装置 240は透過像の画像と蛍光像の画像とを重ねた画像を表 示する。すなわち、生体、臓器または組織を外力ゝら撮影して透過像と蛍光像とを取得 し、透過像の画像と蛍光像の画像とを重ねた画像を表示装置 240に表示する。蛍光 像の画像と透過像の画像とを重ねた画像に基づ 、て蛍光を発生して 、る部位を特 定することができる。あるいは、生体、臓器または組織を外から撮影して透過像と蛍光 像を取得し、透過像の画像と蛍光像の画像とを重ねた画像に基づいて生体、臓器ま たは組織内の蛍光物質の位置 (分布)や量や面積を検討したり確認したりしてもよ!ヽ [0197] または、撮影装置 230は蛍光像を取得し、画像処理部 250は蛍光像の画像と蛍光 像の微分画像とを重ねた画像を形成し、図 38中の画像 245のように、表示装置 240 は蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とを重ねた画像を表示する。すなわち、生体、 臓器または組織を外力 撮影して蛍光像を取得し、蛍光像の画像と蛍光像の微分画 像とを重ねた画像を表示装置 240に表示する。蛍光像の画像と蛍光像の微分画像と を重ねた画像に基づ 、て蛍光を発生して 、る部位を特定することができる。あるいは 、生体、臓器または組織を外力も撮影して蛍光像を取得し、蛍光像の画像と蛍光像 の微分画像とを重ねた画像に基づ ヽて生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置 (分布)や量や面積を検討したり確認したりしてもょ 、。
[0198] または、撮影装置 230は透過像と蛍光像とを取得し、画像処理部 250は蛍光像の 画像と透過像の微分画像とを重ねた画像を形成し、図 38中の画像 245のように、表 示装置 240は蛍光像の画像と透過像の微分画像とを重ねた画像を表示する。すな わち、生体、臓器または組織を外力も撮影して透過像と蛍光像とを取得し、蛍光像の 画像と透過像の微分画像とを重ねた画像を表示装置 240に表示する。蛍光像の画 像と透過像の微分画像とを重ねた画像に基づ 、て蛍光を発生して 、る部位を特定 することができる。あるいは、生体、臓器または組織を外から撮影して透過像と蛍光像 を取得し、蛍光像の画像と透過像の微分画像とを重ねた画像に基づいて生体、臓器 または組織内の蛍光物質の位置 (分布)や量や面積を検討したり確認したりしてもよ い。
[0199] (第 10の実施形態）
本実施形態は、別の観察装置に向けられている。図 38は、本発明の第 10の実施 形態の観察装置の構成を概略的に示している。本実施形態の観察装置は、図 38〖こ 示した第 8の実施形態の観察装置に類似している。図 38において、図 34に示された 部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省 略する。
[0200] 図 38に示されるように、本実施形態では、生体、臓器または組織は、切除されて間 もない生きた牛の肝臓の組織 295であり、ファイバーバンドル力も成る光射出部 216 が牛の肝臓の組織 295に押し当てられている。本実施形態の観察装置は、第 8の実 施形態と異なり、生体、臓器または組織を外力 照明する照明光学系を備えていな い。それ以外の構成は第 8の実施形態と同じである。
[0201] 図 39は、本実施形態の観察装置による観察のフローチャートを示している。以下、 本実施形態の観察装置による図 39に従う観察の手順について述べる。
[0202] あらかじめ、透過波長域が異なる複数のフィルターを照明光フィルターターレット 21 4に組み込んでおき、照明光フィルターターレット 214によって光路上に配置するフィ ルターを切り換えることによって、波長が異なる複数種類の励起光で生体、臓器また は糸且織を内から照明できるようにしておく。
[0203] 生体、臓器または組織すなわち牛の肝臓の組織 295で使用されている (単数力複 数の)蛍光色素または (単数か複数の)蛍光蛋白質の励起波長を確認する (SB1)。 蛍光色素または蛍光蛋白質の吸収波長分光特性データは、観察装置 (例えば画像 処理部 250内のハードディスク）にあら力じめ記憶させておくか、特定の蛍光物質す なわち蛍光色素または蛍光蛋白質だけで染色されている部位があらかじめ分力つて V、る場合にはその部位を実測して取得してもよ!/、。
[0204] 次に、確認した蛍光色素または蛍光蛋白質の吸収波長分光特性のピーク近くの波 長の励起光で生体、臓器または組織すなわち牛の肝臓の組織 295を励起し、生体、 臓器または組織すなわち牛の肝臓の組織 295の外にある撮影装置 230によって撮 影して蛍光画像を取得する（SB2)。
[0205] さらに、照明光フィルターターレット 214のフィルターを切り換えて、別の蛍光色素ま たは蛍光蛋白質の吸収波長分光特性のピーク近くの別の波長の励起光で生体、臓 器または組織すなわち牛の肝臓の組織 295を励起し、撮影装置 230によって撮影し て別の蛍光像を取得する（SB3)。つまり、別の波長の励起光で励起して別の蛍光像 を取得する。
[0206] 必要であれば SB3の作業 (励起光の波長の変更と撮影）を繰り返す (SB4)。
[0207] 取得された複数の蛍光像の画像データ力 計算によって真の蛍光像の画像を求め る（SB5)。真の蛍光像の画像は、使用している蛍光物質ごとの吸収波長分光データ を実測データと比較し、蛍光物質ごとに蛍光を分離 (特定)することによって求める。 このようにして求める真の蛍光像の画像は、より多くの蛍光像を取得して計算するほ ど、輝度の誤差がより少ないものとなるが、その反面、蛍光色素や蛍光蛋白質の退色 が多くなる。
[0208] 求めた真の蛍光像の画像を表示装置 240に表示する（SB6)。
[0209] さらに必要であれば、求めた真の蛍光像の画像を画像処理部 250内の画像記録 部 251に保存する（SB7)。
[0210] このような処理を行なうことによって、蛍光物質ごとの複数の真の蛍光像の画像を得 ることができる。また、自家蛍光の吸収波長分光特性をあらかじめ取得しておき、蛍 光物質ごとの蛍光分離と同様の処理によって自家蛍光を分離して特定の蛍光物質 の真の蛍光像の画像を得ることもできる。
[0211] このように本実施形態では、例えば、照明装置 210は、波長が異なる複数種類の励 起光で生体、臓器または組織を内から照明し、画像処理部 250は、撮影装置 230〖こ よって撮影された複数の蛍光像の画像信号に基づいて励起光の種類に対応した複 数の蛍光を分離して複数の蛍光像の画像を形成する。すなわち、波長が異なる複数 種類の励起光で生体、臓器または組織を内力ゝら照明し、生体、臓器または組織を外 力 撮影して取得した複数の蛍光像の画像に基づいて励起光の種類に対応した複 数の蛍光を分離して複数の蛍光像の画像を得る。これによつて、不要な蛍光の成分 が取り除かれた複数の好適な蛍光像 (真の蛍光像)の画像を得ることができる。また、 これに基づ 、て生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置 (分布)や量や面積を検 討したり確認したりすることができる。
[0212] または、照明装置 210は、波長が異なる複数種類の励起光で生体、臓器または組 織を内から照明し、画像処理部 250は、撮影装置 230によって撮影された複数の蛍 光像の画像信号に基づいて生体、臓器または組織の自家蛍光を分離して生体、臓 器または組織の少なくとも一つの蛍光像の画像を形成する。すなわち、波長が異なる 複数種類の励起光で生体、臓器または組織を内力ゝら照明し、生体、臓器または組織 を外力 撮影して取得した複数の蛍光像の画像に基づ 、て生体、臓器または組織の 自家蛍光を分離して生体、臓器または組織の少なくとも一つの蛍光像の画像を得る 。これによつて、自家蛍光の成分が取り除かれた好適な蛍光像 (真の蛍光像)の画像 を得ることができる。また、これに基づいて生体、臓器または組織内の蛍光物質の位 置 (分布)や量や面積を検討したり確認したりすることができる。
[0213] 図 40は、本実施形態の観察装置による別の観察のフローチャートを示して 、る。以 下、本実施形態の観察装置による図 40に従う観察の手順につ 、て述べる。
[0214] あらかじめ、透過波長域が異なる複数のフィルターを受光用フィルターターレット 23 4に組み込んでおき、受光用フィルターターレット 234によって光路上に配置するフィ ルターを切り換えることによって、波長が異なる複数の蛍光像を選択的に撮影できる ようにしておく。
[0215] 生体、臓器または組織すなわち牛の肝臓の組織 295で使用されている (単数力複 数の)蛍光色素または (単数か複数の)蛍光蛋白質の蛍光波長分光特性を確認する (SCl) o蛍光色素または蛍光蛋白質の蛍光波長分光特性は、観察装置 (例えば画 像処理部 250内のハードディスク）にあら力じめ記憶させておくか、特定の蛍光物質 だけで染色されている部位があら力じめ分力つている場合にはその部位を実測して 取得してちょい。
[0216] 次に、特定の波長の励起光で生体、臓器または組織すなわち牛の肝臓の組織 29 5を励起し、確認した蛍光色素または蛍光蛋白質の蛍光波長分光特性のピーク近く の透過波長域を持つフィルターを介して生体、臓器または組織すなわち牛の肝臓の 組織 295の外にある撮影装置 230によって撮影して蛍光画像を取得する（SC2)。
[0217] さらに、受光用フィルターターレット 234のフィルターを切り換えて、別の蛍光色素ま たは蛍光蛋白質の蛍光波長分光特性のピーク近くの透過波長域を持つ別のフィル ターを介して撮影装置 230によって撮影して別の蛍光像を取得する（SC3)。つまり、 撮像素子 235に入射する光の波長を変えて別の蛍光像を取得する。
[0218] 必要であれば SC3の作業 (撮像素子 235に入射する光の波長の変更と撮影）を繰 り返す（SC4)。
[0219] 取得された複数の蛍光像の画像データ力 計算によって真の蛍光像の画像を求め る（SC5)。真の蛍光像の画像は、使用している蛍光物質ごとの蛍光波長分光特性 データを実測データと比較し、蛍光物質ごとに蛍光を分離 (特定)することによって求 める。このようにして求める真の蛍光像の画像は、より多くの蛍光像を取得して計算 するほど、輝度の誤差がより少ないものとなるが、その反面、蛍光色素や蛍光蛋白質 の退色が多くなる。
[0220] 求めた真の蛍光像の画像を表示装置 240に表示する（SC6)。
[0221] さらに必要であれば、求めた真の蛍光像の画像を画像処理部 250内の画像記録 部 251に保存する（SC7)。
[0222] このような処理を行なうことによって、蛍光物質ごとの複数の真の蛍光像の画像を得 ることができる。また、自家蛍光の吸収波長分光特性をあらかじめ取得しておき、蛍 光物質ごとの蛍光分離と同様の処理によって自家蛍光を分離して特定の蛍光物質 の真の蛍光像の画像を得ることもできる。
[0223] このように本実施形態では、例えば、照明装置 210は、特定の波長の励起光で生 体、臓器または組織を内から照明し、撮影装置 230は複数の異なる波長域で撮影し 、画像処理部 250は、撮影装置 230によって撮影された複数の蛍光像の画像信号 に基づいて少なくとも二つの蛍光物質に対応した少なくとも二つの蛍光を分離して生 体、臓器または組織の少なくとも二つの蛍光像の画像を形成する。すなわち、特定の 波長の励起光で生体、臓器または組織を内力 照明し、透過波長帯域が異なる複数 のフィルターを介して生体、臓器または組織を外力ゝら撮影して取得した複数の蛍光 像の画像に基づいて少なくとも二つの蛍光物質に対応した少なくとも二つの蛍光を 分離して生体、臓器または組織の少なくとも二つの蛍光像の画像を得る。これによつ て、不要な蛍光の成分が取り除かれた複数の好適な蛍光像 (真の蛍光像)の画像を 得ることができる。また、これに基づいて生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置 (分布)や量や面積を検討したり確認したりすることができる。
[0224] または、照明装置 210は、特定の波長の励起光で生体、臓器または組織を内から 照明し、撮影装置 230は複数の異なる波長域で撮影し、画像処理部 250は、撮影装 置 230によって撮影された複数の蛍光像の画像信号に基づ ヽて生体、臓器または 組織の自家蛍光を分離して生体、臓器または組織の少なくとも一つの蛍光像の画像 を形成する。すなわち、特定の波長の励起光で生体、臓器または組織を内から照明 し、透過波長帯域が異なる複数のフィルターを介して生体、臓器または組織を外から 撮影して取得した複数の蛍光像の画像に基づ 、て生体、臓器または組織の自家蛍 光を分離して生体、臓器または組織の少なくとも一つの蛍光像の画像を得る。これに よって、自家蛍光の成分が取り除かれた好適な蛍光像 (真の蛍光像)の画像を得るこ とができる。また、これに基づいて生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置 (分布 )や量や面積を検討したり確認したりすることができる。
[0225] (第 11の実施形態）
本実施形態は、別の観察装置に向けられている。図 41は、本発明の第 11の実施 形態の観察装置の構成を概略的に示している。本実施形態の観察装置は、図 34〖こ 示した第 8の実施形態の観察装置に類似している。図 41において、図 34に示された 部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省 略する。
[0226] 図 41に示されるように、本実施形態の観察装置は、第 8の実施形態の照明装置 21 0に代えて別の照明装置 310を備えている。照明装置 310は、照明光または励起光 を発する複数のレーザが取り付け可能なレーザコンバイナー 311と、生体、臓器また は糸且織に導入可能な光射出部 316と、照明光または励起光を光射出部 316に案内 するとともに光射出部 316から光を取り込んで結像させる生体内観察装置 320と、生 体内観察装置 320によって結像された光学像を光電変換する撮像素子を含む受光 部 319とを備えている。
[0227] レーザコンバイナー 311には、アルゴンレーザやヘリウムイオンレーザやレーザダイ オードなどを取り付けることができる。生体内観察装置 320はレーザコンバイナー 31 1から供給される照明光または励起光を光射出部 316に導く。光射出部 316は、例え ば、ファイバーバンドルで構成され、生体内観察装置 320から供給される照明光また は励起光を射出する。
[0228] 生体内観察装置 320は、光射出部 316を介して生体、臓器または組織を光学的に 観察するための共焦点走査光学系を内蔵している。共焦点走査光学系は、走査手 段としてガルバノメーターミラー 322と、観察面すなわち射出される光ビームの収束 点に対して共焦点の位置にあるピンホールとを含んでおり、光射出部 316から射出さ れる光ビームをガルバノメーターミラー 322によって二次元的に走査するとともに、観 察面近くからの光だけをピンホールによって選択的に取り出して結像させる。これに よって、観察面力 遠い部位力 光射出部 316に入射した不所望な光の影響のない 良好な観察面の光学像を取得することができる。
[0229] 観察装置は、さらに、結像光学系ターレット 231および受光用フィルターターレット 2 34を制御するコントローラー 262と、レーザコンバイナー 311およびガルバノメーター ミラー 322を制御するコントローラー 264とを備えている。
[0230] 本実施形態では、光射出部 316から照明光または励起光を射出して生体、臓器ま たは組織つまりマウス 291を内から照明し、生体、臓器または組織つまりマウス 291を 外にある撮影装置 230によって生体、臓器または組織つまりマウス 291を外力も撮影 して透過像または蛍光像を取得するとともに、生体内観察装置 320によって生体、臓 器または組織つまりマウス 291を内から撮影して光学像 (反射像または蛍光像)を取 得する。表示装置 240は、撮影装置 230によって取得された透過像または蛍光像の 画像 246と生体内観察装置 320によって取得された光学像の画像 247とを表示する
[0231] 生体、臓器または組織つまりマウス 291を内から撮影して取得される光学像は共焦 点光学系によって結像されるので、光射出部 316から射出された照明光または励起 光が生体、臓器または組織つまりマウス 291の内部の表面で反射や散乱されて発生 した不所望な光による悪影響をほとんど受けない。
[0232] このように本実施形態では、照明装置 310が、生体、臓器または組織を内力 照明 する機能に加えて、生体、臓器または組織を内から撮影する撮影機能を有している。 表示装置 240は、生体、臓器または組織を外力ゝら撮影した画像と、生体、臓器または 組織を内から撮影した画像とを表示する。すなわち、生体、臓器または組織を外から 撮影するだけでなぐさらに生体、臓器または組織を内から撮影し、生体、臓器また は組織を外力ゝら撮影した画像と生体、臓器または組織を内から撮影した画像とを表 示装置 240に表示する。これによつて、生体、臓器または組織内の目的分子の広い 範囲における分布状態と、生体、臓器または組織内の目的分子の組織レベルまたは 細胞レベルでの分布状態とを容易に比較することができる。さらには、生体、臓器ま たは組織を外力ゝら撮影した蛍光画像と生体、臓器または組織を内から撮影した蛍光 画像とを用いて生体、臓器または組織内の蛍光物質の量や面積の変化をミクロ的か つマクロ的に観察することによって蛍光物質の量や面積の経時変化を比較または検 討することちでさる。
[0233] 本実施开態の観察装置は、 FRET (Fluorescence Resonance
Energy Transfer)や BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer)と呼はれる 生体分子の相互作用を確認するための実験手法に適用することもできる。
[0234] FRETや BRETは、「共鳴エネルギー転移 (RET)」を利用して、二つの物質（ドナ 一とァクセプター）が非常に接近した状態 (または結合状態）にある力ないかを検出 する手法である。ドナーが蛍光物質の場合は FRETと呼ばれ、ドナーとしては CFP ( 蛍光蛋白質）、ァクセプターとしては YFP (蛍光蛋白質)やクェンチヤ一などが用いら れる。ドナーが生体発光物質の場合は BRETと呼ばれ、ドナーとしてはルシフェラー ゼ（生体発光物質）、ァクセプターとしては YFP (蛍光蛋白質)やクェンチヤ一などが 用いられる。
[0235] ドナーの近傍 (生理学的に相互作用が発生する程度の距離）に、ドナーと共鳴エネ ルギ一転移現象を起こし得る物質 (ァクセプター）が存在すると、両者間に共鳴エネ ルギ一転移が起きて、蛍光波長のピークがシフトしたり、蛍光の明るさが変化したりす る。このとき、ドナーとァクセプターは結合している (相関がある）と呼ばれる。また、ド ナ一の近傍にァクセプターが存在しないときは、ドナーとァクセプターは結合してい な ヽ (相関がな 、）と呼ばれる。
[0236] 本実施形態の観察装置によって取得された蛍光像を調べることによって、二つの物 質 (ドナーとァクセプター）が結合状態にあるかないかを調べることができる。これによ つて、例えば薬が患部に結合して効いているか否かを知ることができる。
[0237] つまり、本実施形態の観察装置は、 FRETや BRETへの適用にお 、て、照明装置 は、蛍光色素や生体発光物質などの第一物質と、第一物質と結合したときに共鳴ェ ネルギー転移現象を起こす第二物質とを含む生体、臓器または組織を内から照明し
、画像処理部は、撮影装置によって撮影された蛍光像の画像信号に基づいて生体、 臓器または組織内の分子の相関や結合を検出する。すなわち、第一物質と、第一物 質と結合したときに共鳴エネルギー転移現象を起こす第二物質とを含む生体、臓器 または組織を外力 撮影して取得した蛍光像の画像に基づ 、て生体、臓器または組 織内の分子の相関や結合を検出する。これによつて、生体、臓器または組織の中で の分子の反応を可視化することができる。
[0238] (第 12の実施形態）
本実施形態は、別の観察装置に向けられている。図 42は、本発明の第 12の実施 形態の観察装置の構成を概略的に示している。本実施形態の観察装置は、図 34〖こ 示した第 8の実施形態の観察装置に類似している。図 42において、図 34に示された 部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省 略する。
[0239] 図 42に示されるように、本実施形態の観察装置では、照明装置 210Aは、第 8の実 施形態の光射出部 216に代えて、照明光または励起光を外部に射出する複数の光 射出部たとえば二つの光射出部 217と 218を有し、光射出部 217と 218はいずれも 生体、臓器または組織に導入可能である。図 42に図示される照明装置 210Aは二つ の光射出部 217と 218を備えている力 その個数はこれに限定されるものではなぐ 三つ以上の光射出部を備えて 、てもよ!/、。
[0240] 光射出部 217と 218は、第 8の実施形態と同様に、これに限定されないが、例えば ファイバーバンドルで構成される。本実施形態では生体、臓器または組織はマウス 2 91であり、光射出部 217はロカもマウス 291内に挿入されており、光射出部 218は 肛門からマウス 291内に挿入されて!、る。
[0241] 照明光または励起光は二つの光射出部 217と 218から射出されてマウス 291を内 から照明する。
[0242] このように本実施形態では、照明光または励起光を外部に射出する複数の光射出 部 216を生体、臓器または組織に導入して生体、臓器または組織を内力ゝら照明する 。これによつて、生体、臓器または組織つまりマウス 291を広い範囲にわたって内から 照明できる。
[0243] (第 13の実施形態）
本実施形態は、別の観察装置に向けられている。図 43は、本発明の第 13の実施 形態の観察装置の構成を概略的に示している。本実施形態の観察装置は、図 41に 示した第 11の実施形態の観察装置に類似している。図 43において、図 41に示され た部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は 省略する。
[0244] 図 43に示されるように、本実施形態の観察装置では、照明装置 310Aは、第 11の 実施形態の照明装置 310に加えて、さらに、照明光学系 370を備えている。照明光 学系 370は、照明光または励起光を発する光源 371と、照明光または励起光を外部 に射出する光射出部 372とを備えており、光射出部 372は生体、臓器または組織に 導入可能である。
[0245] 光源 371は、これに限定されないが、例えばキセノンランプや水銀灯ゃノヽロゲンラ ンプで構成される。光射出部 372は、これに限定されないが、例えばファイバーバン ドルで構成される。
[0246] すなわち、照明装置 310Aは、照明光または励起光を外部に射出する複数の光射 出部たとえば光射出部 316と光射出部 372を有し、光射出部 316と光射出部 372は いずれも生体、臓器または組織に導入可能である。
[0247] 本実施形態では生体、臓器または組織はマウス 291であり、生体内観察装置 320 の光射出部 316はロカもマウス 291内に挿入されており、照明光学系 370の光射出 部 372は肛門からマウス 291内に挿入されて!、る。
[0248] 照明光または励起光は光射出部 316と光射出部 372から射出されてマウス 291を 内から照明する。
[0249] このように本実施形態では、照明光または励起光を外部に射出する複数の光射出 部 216を生体、臓器または組織に導入して生体、臓器または組織を内力ゝら照明する 。これによつて、生体、臓器または組織つまりマウス 291を広い範囲にわたって内から 照明できる。
[0250] (第 14の実施形態）
本実施形態は、別の観察装置に向けられている。図 44は、本発明の第 14の実施 形態の観察装置の構成を概略的に示している。本実施形態の観察装置は、図 34〖こ 示した第 8の実施形態の観察装置に類似している。図 44において、図 34に示された 部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省 略する。
[0251] 図 44に示されるように、本実施形態の観察装置では、照明装置 210は、光射出部 216の先端に取り付けられた、光を拡散させるバルーンをさらに備えている。
[0252] この観察装置では、光射出部 216から射出される照明光または励起光はバルーン で散乱されて、生体、臓器または組織すなわちマウス 291に照射される。
[0253] つまり本実施形態では、光射出部 216から射出される照明光または励起光を拡散 させて照明している。これによつて、生体、臓器または組織を広い範囲にわたって内 から照明することができる
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べた力 本発明は、これらの 実施形態に限定されるものではなぐその要旨を逸脱しない範囲において様々な変 形や変更が施されてもよい。
[0254] 本発明は、ひとつには、生体、臓器または組織の観察装置に向けられており、下記 の各項の観察装置を含んで!/、る。
[0255] 1. 本発明の観察装置は、生体、臓器または組織を内から照明するための照明装 置と、生体、臓器または組織を外力ゝら撮影して生体、臓器または組織の透過像と蛍 光像の少なくとも一方の光学像を取得するための撮影装置とを備えて 、る。ここで、 光射出部を生体、臓器または組織に「導入」するとは、光射出部を生体、臓器または 組織の腔に挿入したり、光射出部を生体、臓器または組織に刺したり、光射出部を生 体、臓器または組織に押し当てたりすることをいう。
[0256] この観察装置では、生体、臓器または組織を内から照明する。これによつて、生体、 臓器または組織を効率よく照明し解像度よく観察することができる。
[0257] 2. 本発明の別の観察装置は、第 1項の観察装置において、照明装置は、照明光 または励起光を発する光源と、照明光または励起光を外部に射出する光射出部とを 備えており、光射出部は生体、臓器または組織に導入可能である。
[0258] この観察装置では、光射出部を生体、臓器または組織に導入して光射出部力 照 明光または励起光を射出することによって生体、臓器または組織を内から照明する。
[0259] 3. 本発明の別の観察装置は、第 2項の観察装置において、撮影装置は、生体、 臓器または組織からの光を結像させる結像光学系と、結像光学系によって結像され た光学像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子とを備えており、さらに、画像 を表示するための表示装置と、撮影装置からの画像信号を処理して表示装置に表 示する画像を形成するための画像処理部とを備えている。
[0260] 4. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、画像処理部は、画像 を記録するための画像記録部をさらに備えている。
[0261] 5. 本発明の別の観察装置は、第 2項の観察装置において、照明装置は、光射出 部からの照明光または励起光の射出を制御する制御部をさらに備えている。
[0262] 6. 本発明の別の観察装置は、第 2項の観察装置において、照明装置は、光射出 部から射出される照明光または励起光の波長を切り換える手段をさらに備えている。
[0263] この観察装置では、蛍光蛋白質、例えば、 GFP (Green Florescent
Protein)、 DsRed、 RFP、 CFP、 YFP、かえでなどや、蛍光色素、例えば、 FITC、 Alexa
Fluor 488、 Alexa Fluor 647、 Alexa
Fluor 660、 Alexa Fluor 680、 Alexa Fluor 700、 Alexa Fluor 750、 Rhodamine、 Texas
Red, Cy5、 Cy5.5、 Cy7、 IRDye750、 ICGなどに対応した波長の励起光で生体、臓器 または組織を内から照明することができる。
[0264] 7. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、照明装置は、生体、 臓器または組織を内から撮影する撮影機能を有している。
[0265] この観察装置では、生体、臓器または組織内の目的分子の広 、範囲における分布 状態と、生体、臓器または組織内の目的分子の組織レベルまたは細胞レベルでの高 解像度の分布状態とを確認することができる。
[0266] 8. 本発明の別の観察装置は、第 7項の観察装置において、表示装置は、生体、 臓器または組織を外力ゝら撮影した画像と、生体、臓器または組織を内から撮影した画 像とを表示する。
[0267] この観察装置では、生体、臓器または組織内の目的分子の広い範囲における分布 状態と、生体、臓器または組織内の目的分子の組織レベルまたは細胞レベルでの分 布状態とを容易に比較することができる。
[0268] 9. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、撮影装置は透過像と 蛍光像とを取得し、画像処理部は透過像の画像と蛍光像の画像とを形成し、表示装 置は透過像の画像と蛍光像の画像とを並べて表示する。
[0269] この観察装置では、蛍光像と透過像とを比較することによって蛍光を発生している 部位を特定することができる。
[0270] 10. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、撮影装置は透過像 と蛍光像とを取得し、画像処理部は透過像の画像と蛍光像の画像とを重ねた画像を 形成し、表示装置は透過像の画像と蛍光像の画像とを重ねた画像を表示する。
[0271] この観察装置では、蛍光像の画像と透過像の画像とを重ねた画像に基づいて蛍光 を発生して!/、る部位を特定することができる。
[0272] 11. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、撮影装置は蛍光像 を取得し、画像処理部は蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とを形成し、表示装置は 蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とを並べて表示する。
[0273] 微分画像は、生体、臓器または組織内の屈折率分布によって発生する散乱光をコ ントラストに変えて表示して 、るため生体、臓器または組織の形状の認識を可能にす る。
[0274] この観察装置では、蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とを比較することによって蛍 光を発生して 、る部位を特定することができる。
[0275] 12. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、撮影装置は蛍光像 を取得し、画像処理部は蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とを重ねた画像を形成 し、表示装置は蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とを重ねた画像を表示する。
[0276] この観察装置では、蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とを重ねた画像に基づいて 蛍光を発生して 、る部位を特定することができる。
[0277] 13. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、撮影装置は透過像 と蛍光像とを取得し、画像処理部は蛍光像の画像と透過像の微分画像とを形成し、 表示装置は蛍光像の画像と透過像の微分画像とを並べて表示する。
[0278] この観察装置では、蛍光像の画像と透過像の微分画像とを比較することによって蛍 光を発生して 、る部位を特定することができる。
[0279] 14. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、撮影装置は透過像 と蛍光像とを取得し、画像処理部は蛍光像の画像と透過像の微分画像とを重ねた画 像を形成し、表示装置は蛍光像の画像と透過像の微分画像とを重ねた画像を表示 する。 [0280] この観察装置では、蛍光像の画像と透過像の微分画像とを重ねた画像に基づいて 蛍光を発生して 、る部位を特定することができる。
[0281] 15. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、照明装置は、光射 出部から射出される励起光の波長を切り換える手段を備えており、照明装置は、波 長が異なる複数種類の励起光で生体、臓器または組織を内から照明し、画像処理部 は、撮影装置によって撮影された複数の蛍光像の画像信号に基づ ヽて励起光の種 類に対応した複数の蛍光を分離して複数の蛍光像の画像を形成する。
[0282] この観察装置では、蛍光物質の分布や量などを確認することができる。
[0283] 16. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、照明装置は、光射 出部から射出される励起光の波長を切り換える手段を備えており、照明装置は、波 長が異なる複数種類の励起光で生体、臓器または組織を内から照明し、画像処理部 は、撮影装置によって撮影された複数の蛍光像の画像信号に基づいて生体、臓器ま たは組織の自家蛍光を分離して生体、臓器または組織の少なくとも一つの蛍光像の 画像を形成する。
[0284] この観察装置では、蛍光物質の分布や量などを確認することができる。
[0285] 17. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、撮影装置は、撮像 素子に入射する蛍光の波長を切り換える手段を備えており、照明装置は、特定の波 長の励起光で生体、臓器または組織を内力 照明し、撮影装置は複数の異なる波長 域で撮影し、画像処理部は、撮影装置によって撮影された複数の蛍光像の画像信 号に基づいて少なくとも二つの蛍光物質に対応した少なくとも二つの蛍光を分離して 生体、臓器または組織の少なくとも二つの蛍光像の画像を形成する。
[0286] この観察装置では、蛍光物質の分布や量などを確認することができる。
[0287] 18. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、撮影装置は、撮像 素子に入射する蛍光の波長を切り換える手段を備えており、照明装置は、特定の波 長の励起光で生体、臓器または組織を内力 照明し、撮影装置は複数の異なる波長 域で撮影し、画像処理部は、撮影装置によって撮影された複数の蛍光像の画像信 号に基づいて生体、臓器または組織の自家蛍光を分離して生体、臓器または組織の 少なくとも一つの蛍光像の画像を形成する。 [0288] この観察装置では、蛍光物質の分布や量などを確認することができる。
[0289] 19. 本発明の別の観察装置は、第 3項の観察装置において、照明装置は、第一 物質と、第一物質と結合したときに共鳴エネルギー転移現象を起こす第二物質とを 含む生体、臓器または組織を内から照明し、画像処理部は、撮影装置によって撮影 された蛍光像の画像信号に基づいて生体、臓器または組織内の分子の相関や結合 を検出する。
[0290] この観察装置では、蛍光物質と結合して共鳴エネルギー転移現象を起こし得る物 質を使用して蛍光像を取得することによって、生体、臓器または組織の中での分子の 反応を可視化することができる。
[0291] 20. 本発明の別の観察装置は、第 1項の観察装置において、照明装置は、照明 光または励起光を外部に射出する複数の光射出部を有し、光射出部はいずれも生 体、臓器または組織に導入可能である。
[0292] この観察装置では、生体、臓器または組織を広い範囲にわたって照明できる。
[0293] 21. 本発明の別の観察装置は、第 2項の観察装置において、照明装置は、光射 出部の先端に取り付けられた、光を拡散させるバルーンをさらに備えて 、る。
[0294] この観察装置では、光射出部力 射出される照明光または励起光がバルーンで散 乱されるため、生体、臓器または組織の広い範囲が照明される。
[0295] 22. 第 1項の観察装置において、生体は、マウス、ラット、ゥサギ、猫、犬、豚、牛、 羊、ャギ、馬、猿、ゴリラ、チンパンジーおよび人間からなる群より選ばれる生きた哺 乳類である。
[0296] 23. 第 1項の観察装置において、臓器は、脳、肺、肝臓、脾臓、骨髄、胸腺、心臓 、リンパ、血液、骨、軟骨、脾臓、肝臓、胆嚢、胃、腸、精巣、卵巣、子宮、直腸、神経 系、線および血管力 なる群より選ばれる臓器である。
[0297] 24. 第 1項の観察装置において、組織は、複数の細胞が三次元的に構成されて いるものである。
[0298] 本発明は、ひとつには、生体、臓器または組織の観察方法に向けられており、下記 の各項の観察方法を含んで!/、る。
[0299] 25. 本発明の観察方法は、生体、臓器または組織を内から照明し、生体、臓器ま たは組織を外力ゝら撮影する。
[0300] 26. 本発明の別の観察方法は、照明光または励起光を外部に射出する光射出 部を生体、臓器または組織に導入し、光射出部力 照明光または励起光を射出して 生体、臓器または組織を内から照明し、生体、臓器または組織を外から撮影して生 体、臓器または組織の透過像と蛍光像の少なくとも一方の光学像を取得し、取得した 光学像の画像を表示装置に表示する。
[0301] 27. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、生体、臓器または 組織の腔に光射出部を挿入して照明する。
[0302] 28. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、光射出部を生体、 臓器または組織に刺して照明する。
[0303] 29. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、光射出部を生体、 臓器または組織に押し当てて照明する。
[0304] 30. 本発明の別の観察方法は、第 27項の観察方法において、生体の口腔また は鼻腔または子宮腔または肛門または耳の穴力 光射出部を挿入して照明する。
[0305] 31. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、さらに生体、臓器 または組織を内から撮影し、生体、臓器または組織を外力ゝら撮影した画像と生体、臓 器または組織を内から撮影した画像とを表示装置に表示する。
[0306] 32. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、生体、臓器または 組織を外から撮影して透過像と蛍光像とを取得し、透過像の画像と蛍光像の画像と を並べて表示装置に表示する。
[0307] 33. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、生体、臓器または 組織を外から撮影して透過像と蛍光像とを取得し、透過像の画像と蛍光像の画像と を重ねた画像を表示装置に表示する。
[0308] 34. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、生体、臓器または 組織を外力ゝら撮影して蛍光像を取得し、蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とを表示 装置に並べて表示する。
[0309] 35. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、生体、臓器または 組織を外力ゝら撮影して蛍光像を取得し、蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とを重ね た画像を表示装置に表示する。
[0310] 36. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、生体、臓器または 組織を外から撮影して透過像と蛍光像とを取得し、蛍光像の画像と透過像の微分画 像とを並べて表示装置に表示する。
[0311] 37. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、生体、臓器または 組織を外から撮影して透過像と蛍光像とを取得し、蛍光像の画像と透過像の微分画 像とを重ねた画像を表示装置に表示する。
[0312] 38. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、波長が異なる複 数種類の励起光で生体、臓器または組織を内力ゝら照明し、生体、臓器または組織を 外力ゝら撮影して取得した複数の蛍光像の画像に基づいて励起光の種類に対応した 複数の蛍光を分離して複数の蛍光像の画像を得る。
[0313] 39. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、波長が異なる複 数種類の励起光で生体、臓器または組織を内力ゝら照明し、生体、臓器または組織を 外力 撮影して取得した複数の蛍光像の画像に基づ 、て生体、臓器または組織の 自家蛍光を分離して生体、臓器または組織の少なくとも一つの蛍光像の画像を得る
[0314] 40. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、特定の波長の励 起光で生体、臓器または組織を内から照明し、透過波長帯域が異なる複数のフィル ターを介して生体、臓器または組織を外力ゝら撮影して取得した複数の蛍光像の画像 に基づいて少なくとも二つの蛍光物質に対応した少なくとも二つの蛍光を分離して生 体、臓器または組織の少なくとも二つの蛍光像の画像を得る。
[0315] 41. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、特定の波長の励 起光で生体、臓器または組織を内から照明し、透過波長帯域が異なる複数のフィル ターを介して生体、臓器または組織を外力ゝら撮影して取得した複数の蛍光像の画像 に基づいて生体、臓器または組織の自家蛍光を分離して生体、臓器または組織の少 なくとも一つの蛍光像の画像を得る。
[0316] 42. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、第一物質と、第一 物質と結合したときに共鳴エネルギー転移現象を起こす第二物質とを含む生体、臓 器または組織を外力 撮影して取得した蛍光像の画像に基づ 、て生体、臓器または 組織内の分子の相関や結合を検出する。
[0317] 43. 本発明の別の観察方法は、第 25項の観察方法において、照明光または励 起光を外部に射出する複数の光射出部を生体、臓器または組織に導入して生体、 臓器または組織を内から照明する。
[0318] 44. 本発明の別の観察方法は、第 26項の観察方法において、光射出部から射 出される照明光または励起光を拡散させて照明する。
[0319] 45. 第 25項の観察方法において、生体は、マウス、ラット、ゥサギ、猫、犬、豚、牛
、羊、ャギ、馬、猿、ゴリラ、チンパンジーおよび人間からなる群より選ばれる生きた哺 乳類である。
[0320] 46. 第 25項の観察方法において、臓器は、脳、肺、肝臓、脾臓、骨髄、胸腺、心 臓、リンパ、血液、骨、軟骨、脾臓、肝臓、胆嚢、胃、腸、精巣、卵巣、子宮、直腸、神 経系、線および血管力 なる群より選ばれる臓器である。
[0321] 47. 第 25項の観察方法において、組織は、複数の細胞が三次元的に構成され ているものである。
[0322] 本発明は、ひとつには、生体、臓器または組織を用いた実験方法に向けられており 、下記の各項の実験方法を含んでいる。
[0323] 48. 本発明の実験方法は、照明光または励起光を外部に射出する光射出部を 生体、臓器または組織に導入し、光射出部力 照明光または励起光を射出して生体 、臓器または組織を内から照明し、生体、臓器または組織を外力も撮影して生体、臓 器または組織の蛍光像を取得し、取得した蛍光像の画像を他の画像と比較して生体 、臓器または組織内の蛍光物質の量や面積の経時的変化を比較したり検討したりす る。
[0324] 49. 本発明の別の実験方法は、第 48項の実験方法において、さらに生体、臓器 または組織を内から撮影して生体、臓器または組織の蛍光像を取得し、生体、臓器 または組織を外力ゝら撮影した蛍光像の画像と生体、臓器または組織を内から撮影し た蛍光像の画像とを用いて生体、臓器または組織内の蛍光物質の量や面積の変化 をミクロ的かつマクロ的に観察することによって蛍光物質の量や面積の経時変化を比 較または検討する。
[0325] 50. 本発明の別の実験方法は、第 48項の実験方法において、生体、臓器または 組織を外から撮影して透過像と蛍光像とを取得し、透過像の画像と蛍光像の画像と に基づ!/、て生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置や量や面積を検討する。
[0326] 51. 本発明の別の実験方法は、第 48項の実験方法において、生体、臓器または 組織を外から撮影して透過像と蛍光像とを取得し、透過像と蛍光像とを重ねた画像 に基づ!/、て生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置や量や面積を検討する。
[0327] 52. 本発明の別の実験方法は、第 48項の実験方法において、生体、臓器または 組織を外力 撮影して蛍光像を取得し、蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とに基づ Vヽて生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置や量や面積を検討する。
[0328] 53. 本発明の別の実験方法は、第 48項の実験方法において、生体、臓器または 組織を外力ゝら撮影して蛍光像を取得し、蛍光像の画像と蛍光像の微分画像とを重ね た画像に基づ!ヽて生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置や量や面積を検討す る。
[0329] 54. 本発明の別の実験方法は、第 48項の実験方法において、生体、臓器または 組織を外から撮影して透過像と蛍光像とを取得し、蛍光像の画像と透過像の微分画 像とに基づいて生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置や量や面積を検討する
[0330] 55. 本発明の別の実験方法は、第 48項の実験方法において、生体、臓器または 組織を外から撮影して透過像と蛍光像とを取得し、蛍光像の画像と透過像の微分画 像とを重ねた画像に基づ!/、て生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置や量や面 積を検討する。
[0331] 56. 本発明の別の実験方法は、第 48項の実験方法において、波長が異なる複 数種類の励起光で生体、臓器または組織を内力ゝら照明し、生体、臓器または組織を 外力ゝら撮影して取得した複数の蛍光像の画像に基づいて励起光の種類に対応した 複数の蛍光を分離して複数の蛍光像の画像を得ることによって生体、臓器または組 織内の蛍光物質の位置や量や面積を検討する。
[0332] 57. 本発明の別の実験方法は、第 48項の実験方法において、波長が異なる複 数種類の励起光で生体、臓器または組織を内力ゝら照明し、生体、臓器または組織を 外力 撮影して取得した複数の蛍光像の画像に基づ 、て生体、臓器または組織の 自家蛍光を分離して生体、臓器または組織の少なくとも一つの蛍光像の画像を得る ことによって生体、臓器または組織内の蛍光物質の位置や量や面積を検討する。
[0333] 58. 本発明の別の実験方法は、第 48項の実験方法において、特定の波長の励 起光で生体、臓器または組織を内から照明し、透過波長帯域が異なる複数のフィル ターを介して生体、臓器または組織を外力ゝら撮影して取得した複数の蛍光像の画像 に基づいて少なくとも二つの蛍光物質に対応した少なくとも二つの蛍光を分離して生 体、臓器または組織の少なくとも二つの蛍光像の画像を得ることによって生体、臓器 または組織内の蛍光物質の位置や量や面積を検討する。
[0334] 59. 本発明の別の実験方法は、第 48項の実験方法において、特定の波長の励 起光で生体、臓器または組織を内から照明し、透過波長帯域が異なる複数のフィル ターを介して生体、臓器または組織を外力ゝら撮影して取得した複数の蛍光像の画像 に基づいて生体、臓器または組織の自家蛍光を分離して生体、臓器または組織の少 なくとも一つの蛍光像の画像を得ることによって生体、臓器または組織内の蛍光物質 の位置や量や面積を検討する。

Claims

請求の範囲
[1] 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対物レンズと、 該対物レンズの試料上の像を結像させる結像レンズと、
該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を備え、 倍率の異なる対物レンズが複数備えられるとともに、該対物レンズを切り替える対物 レンズ切替機構が設けられ、
倍率の異なる結像レンズが複数備えられるとともに、該結像レンズを切り替える結像 レンズ切替機構が設けられて 、る観察装置。
[2] 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請 求項 1に記載の観察装置。
[3] 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、複数のダイクロイツクミラ 一および光源力 の照明光を前記リレー光学系に向けて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請求項 1に記 載の観察装置。
[4] 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請求 項 2または請求項 3に記載の観察装置。
[5] 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請求項 2から請求項 4のいずれかに記 載の観察装置。
[6] 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 える請求項 1に記載の観察装置。
[7] 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 力 前記光軸上から取り外し可能に設けられている請求項 6に記載の観察装置。
[8] 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請求項 1から請求項
7の 、ずれかに記載の観察装置。
[9] 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、 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に一致さ せる光路迂回手段が設けられて 、る請求項 1から請求項 8の 、ずれかに記載の観察 装置。
[10] 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 る請求項 9に記載の観察装置。
[11] 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 れている請求項 9または請求項 10に記載の観察装置。
[12] 前記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対物同焦 調整機構を備える請求項 1から請求項 11のいずれかに記載の観察装置。
[13] 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 、る請求項 1から請求項 12の 、ずれかに 記載の観察装置。
[14] 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 Vヽる請求項 1から請求項 13の ヽずれかに記載の観察装置。
[15] 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請求項 13または請求項 14に記載 の観察装置。
[16] 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 いる請求項 15に記載の観察装置。
[17] 前記対物レンズ、ズーム機構および結像レンズが、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、ズームレンズまたは 結像レンズ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請求項 13から請求項 16のいずれかに記載の観察装置。
[18] 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請求項
13から請求項 16のいずれかに記載の観察装置。
[19] 前記間隔部材が交換可能である請求項 18に記載の観察装置。
[20] 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請 求項 1から請求項 19のいずれかに記載の観察装置。
[21] 前記トレー部材が、透明または光を吸収する材質力もなる請求項 20に記載の観察 装置。
[22] 前記撮像手段が交換可能に設けられている請求項 1から請求項 21のいずれかに 記載の観察装置。
[23] 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請求項 1から請求項
22の 、ずれかに記載の観察装置。
[24] 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対物レンズと、該対物レンズに 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を備える蛍光観察装置。
[25] 撮像された蛍光にスぺタトラルデコンボリューシヨン処理を施す処理手段を備える請 求項 24に記載の蛍光観察装置。
[26] 前記処理手段が、スぺクトラルブラインドデコンボリューシヨン処理を施す請求項 21 に記載の蛍光観察装置。
[27] 前記試料が生体、臓器または組織であり、
前記光源が前記試料を内力 照明するための照明装置であり、
前記撮像手段が前記試料を外力ゝら撮影して該試料の透過像と蛍光像の少なくとも 一方の光学像を取得するための撮影装置である請求項 1記載の観察装置。
[28] 請求項 27において、照明装置は、照明光または励起光を発する光源と、照明光ま たは励起光を外部に射出する光射出部とを備えており、光射出部は試料に導入可 能である観察装置。
[29] 請求項 27において、生体は、マウス、ラット、ゥサギ、猫、犬、豚、牛、羊、ャギ、馬、 猿、ゴリラ、チンパンジーおよび人間からなる群より選ばれる生きた哺乳類である観察 装置。
[30] 請求項 27において、臓器は、脳、肺、肝臓、脾臓、骨髄、胸腺、心臓、リンパ、血液 、骨、軟骨、脾臓、肝臓、胆嚢、胃、腸、精巣、卵巣、子宮、直腸、神経系、線および 血管からなる群より選ばれる臓器である観察装置。
[31] 請求項 27において、組織は、複数の細胞が三次元的に構成されているものである観 察装置。
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