JP2006189616A - 光路切換装置及びこれを備える倒立顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸収フィルタの光学特性を微妙に調節して観察することができる光路切換装置及びこれを備える倒立顕微鏡を提供する。
【解決手段】 第１対物レンズとこの第１対物レンズからの平行光束を結像する第２対物レンズとの間に配置される光路切換装置であって、少なくともダイクロイックミラー３７ａ，３７ｃを第１、第２対物レンズ間の光軸に配置可能にするフィルタブロック用ターレット３２と独立して移動可能な吸収フィルタ用ターレット５２を第１、第２対物レンズ間の光軸に配置した。吸収フィルタ用ターレット５２は少なくともダイクロイックミラー３７ａ，３７ｃを通過した光のうち特定の波長の光を吸収する吸収フィルタ５５ａ，５１ｃを備えている。
【選択図】 図３

Description

この発明は光路切換装置及びこれを備える倒立顕微鏡に関する。

従来の光学切換装置として、投光部からの照明光を選択して透過させる複数の励起フィルタが設けられた第１のターレットと、励起フィルタを透過した照明光を選択して試料面へ反射させるとともに、試料面からの蛍光を透過させるダイクロイックミラーが設けられた第２のターレットと、ダイクロイックミラーを透過した蛍光を選択して透過させる吸収フィルタが設けられた第３のターレットとで構成されたものがある(特開平８−９４９４０号公報参照)。

第１のターレット、第２のターレット及び第３のターレットをそれぞれ独立して同一の中心軸周りへ回転させることができる。
特開平８−９４９４０号公報

上記光路切換装置を備える倒立顕微鏡は吸収フィルタをダイクロイックミラーとともに対物レンズの光軸上に選択配置する構成であり、他の吸収フィルタを光軸上に追加配置することはできない。したがって、吸収フィルタの光学特性を微妙に調節して観察することはできなかった。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は吸収フィルタの光学特性を微妙に調節して観察することができる光路切換装置及びこれを備える倒立顕微鏡を提供することである。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、第１対物レンズとこの第１対物レンズからの平行光束を結像する第２対物レンズとの間に配置される光路切換装置であって、少なくともダイクロイックミラーを前記第１、第２対物レンズ間の光軸に配置可能にする第１の移動部材と、前記第１の移動部材と独立して移動可能であり、少なくとも前記ダイクロイックミラーを通過した光のうち特定の波長の光を吸収する吸収フィルタを前記第１、第２対物レンズ間の光軸に配置可能にする第２の移動部材とを備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１の光路切換装置を備えている倒立顕微鏡であって、前記第２の移動部材が前記第２対物レンズを内蔵する顕微鏡ベースに着脱可能であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の倒立顕微鏡において、前記第１、第２移動部材を駆動する電動駆動手段を備えていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３記載の倒立顕微鏡において、前記顕微鏡ベースを、ステージ、照明支柱に対して分離可能にし、前記顕微鏡ベースと前記ステージとの間、前記顕微鏡ベースと前記照明支柱との間に、前記第２の移動部材を収容するケースの厚みに対応する厚みを有するスペーサ部材を、配置可能にしたことを特徴とする。

この発明によれば、吸収フィルタの光学特性を微妙に調節して観察することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の第１実施形態に係る倒立顕微鏡の側面図、図２はその正面図である。

この倒立顕微鏡は、顕微鏡ベース１０と、照明支柱２０と、接眼鏡筒２５と、ステージ１１と、第１対物レンズ４０と、フィルタブロック切換装置３０と、吸収フィルタ切換装置５０と、落射蛍光装置７０とを備えている。顕微鏡ベース１０内には第２対物レンズ６０が配置されている。

落射蛍光装置７０は倒立顕微鏡で落射蛍光観察を行うために使用される。落射蛍光装置７０は水銀ランプ７１と試料５を照明するための照明投光装置７２とフィルタブロック切換装置３０とを備える。フィルタブロック切換装置３０には少なくとも励起フィルタ３５ａ、３５ｃ、ダイクロイックミラー３７ａ、３７ｃ等が保持されている。

第２対物レンズ６０はフィルタブロック切換装置３０の下方に位置する。

顕微鏡ベース１０の背面側には照明支柱２０が支持されている。照明支柱２０は顕微鏡ベース１０に対して分離可能である。顕微鏡ベース１０の上部と顕微鏡ベース１０の下部との間にはスペーサ部材８０が配置されている。スペーサ部材８０を顕微鏡ベース１０と照明支柱２０との間から取り外すこともできる。

照明支柱２０の上部にはランプハウス２１が設けられている。また、照明支柱２０の上部には取付部２２を介してコンデンサレンズ２３が設けられている。照明支柱２０、ランプハウス２１、コンデンサレンズ２３及びミラー２４で透過照明系が構成され、試料５の照明に利用される。

顕微鏡ベース１０の正面側には接眼鏡筒２５が着脱可能に支持されている。接眼鏡筒２５にはミラー２６等の光学部材が収容されている。

顕微鏡ベース１０の側面には例えばマウント９５（図２参照）によって保持されたモノクロＣＣＤカメラ９０が取り付けられている。また、顕微鏡ベース１０の底面には例えばマウント９６によって保持されたカラーＣＣＤカメラ９１が取り付けられている。

複数の第１対物レンズ４０はレボルバ４１に装着され、フィルタブロック切換装置３０とステージ１１との間に位置している。レボルバ４１はレボルバ上下動機構４５に設けられ、対物レンズ４０の光軸方向へ移動できる。レボルバ上下動機構４５は上下に分割可能であり、その間にスペーサ部材８２が配置することができる。スペーサ部材８２は取り外すこともできる。

対物レンズ４０の上方には試料５を載置したステージ１１が位置している。ステージ１１の一端は顕微鏡ベース１０に直接支持され、他端はスペーサ部材８１を介して顕微鏡ベース１０に支持されている。ステージ１１は顕微鏡ベース１０に対して分離可能である。

スペーサ部材８０，８１，８２の高さは同一である。

スペーサ部材８１をステージ１１と顕微鏡ベース１０との間から取り外すこともできる。

スペーサ部材８０，８１を装着することによってステージ１１が顕微鏡ベース１０に対して第１対物レンズ４０の光軸方向上方へ移動する。スペーサ部材８２を装着することによって、レボルバ４１がステージ４１と同じ高さだけ上方へ移動し、顕微鏡ベース１０とレボルバ４１との間の空間部が広がる。

この空間部内であってフィルタブロック切換装置３０の下方に吸収フィルタ切換装置５０が配置されている。

吸収フィルタ切換装置５０の上下方向（光軸方向）の高さはスペーサ部材８０，８１，８２のそれぞれの高さ以下となっている。

吸収フィルタ切換装置５０は顕微鏡ベース１０に対して着脱可能である。そのため、観察に応じて吸収フィルタ切換装置５０を取り外すこともできる。

図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

フィルタブロック切換装置３０の下方に吸収フィルタ切換装置５０が配置されている。

フィルタブロック切換装置３０はフィルタブロック３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄとフィルタブロック用ターレット（第１の移動部材）３２とフィルタブロック用ケース３３とを備えている。

フィルタブロック３１ａには励起フィルタ３５ａと吸収フィルタ３６ａとダイクロイックミラー３７ａとが固定されている。

フィルタブロック３１ｂには励起フィルタ３５ｂと吸収フィルタ３６ｂとダイクロイックミラー３７ｂとが固定されている。

フィルタブロック３１ｃには励起フィルタ３５ｃとダイクロイックミラー３７ｃとが固定されている。

フィルタブロック３１ｄには励起フィルタ３５ｄとダイクロイックミラー３７ｄとが固定されている。

フィルタブロック３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄはフィルタブロック用ターレット３２に保持されている。

フィルタブロック用ターレット３２の断面はＨ形である。

フィルタブロック用ターレット３２はフィルタブロック用ケース３３内に収納されている。フィルタブロック用ターレット３２はフィルタブロック用ケース３３に設けられた回転軸３２ａを中心として回転可能である。

フィルタブロック用ターレット３２の上側の円板３２ａの外周面には歯（図示せず）が形成されている。フィルタブロック用ターレット３２の円板３２ａの一部はフィルタブロック用ケース３３の孔３３ａから外部に突出する。円板３２ａの歯は、モータ（電動駆動手段）Ｍの回転軸に接続された円板Ｄの周縁部に形成された歯（図示せず）と噛み合っている（図３参照）。

フィルタブロック用ケース３３は取り付け板１５に固定されている。取り付け板１５は取り付け脚５５にボルト５５ｅ，５５ｆで固定されている。

吸収フィルタ切換装置５０は吸収フィルタ用ターレット（第２の移動部材）５２と吸収フィルタ用ケース５３とを備えている。

吸収フィルタ用ターレット５２には穴５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄが形成されている。穴５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは通し穴である。

穴５１ａ，５１ｂ，５１ｃ内にはそれぞれ吸収フィルタ５５ａ、５５ｂ，５５ｃが装着されている。

穴５１ｄには何も装着されていない。

吸収フィルタ用ターレット５２は吸収フィルタ用ケース５３内に収納されている。吸収フィルタ用ターレット５２は吸収フィルタ用ケース５３に設けられた回転軸５２ａを中心として回転可能である。

吸収フィルタ用ターレット５２の外周面にはばね５７の付勢力によって付勢された爪部５７ａが嵌まり込む溝５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄが等間隔で設けられている。一端が取り付け脚５５に固定されたばね５７と、このばね５７の他端に装着された爪部５７ａと、穴５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの各々に対応する溝５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄとによってクリック機構が構成される。

吸収フィルタ用ケース５３は取り付け脚５５に固定されている。取り付け脚５５はボルト５６ｅ，５６ｆで顕微鏡ベース１０（図１参照）に固定されている。

落射蛍光観察時、水銀ランプ７１からの光は照明投光装置７２、フィルタブロック切換装置３０、第１対物レンズ４０を通じて試料５へ入射される。試料５からの蛍光は第１対物レンズ４０、フィルタブロック切換装置３０を通じて第２対物レンズ６０に導かれる。

試料５からの蛍光は第２対物レンズ６０で結像され、ハーフプリズム６１で分岐される。

ハーフプリズム６１で反射された蛍光は第１のポート９５を介してモノクロＣＣＤカメラ９０へ導かれる。

ハーフプリズム６１を透過した蛍光はダイクロイックプリズム６２で分岐される。

ダイクロイックプリズム６２を透過した蛍光は第２のポート９６を介してカラーＣＣＤカメラ９１へ導かれる。

ダイクロイックプリズム６２で反射された蛍光はミラー１６を介して接眼鏡筒２５へ導かれる。蛍光は鏡筒２５のミラー２６を介して双眼部２７へ導かれ、双眼部２７で結像する。結像した像は接眼レンズ（図示せず）によって肉眼で観察される。

例えば、ダイクロイックミラー３７ａで取得される３波長の蛍光像を取得する場合、それぞれの波長に対応した吸収フィルタ５５ａ、５５ｂ及び５５ｃを順次切り換えて、吸収フィルタ３６ａの光学特性を調節し、モノクロＣＣＤカメラ９０で単一波長の蛍光像を順次取得して、画像処理（蛍光像の重ね合わせ処理）を行う。一方、カラーＣＣＤカメラ９１では取得した像に対する画像処理は行わない。

なお、画像の明るさを重視した観察をしたい場合、フィルタブロック用ターレット３２のフィルタブロック３１ａと吸収フィルタ用ターレット５２の穴５１ｄとを対物レンズ４０，６０の光軸上に配置する。

また、明るさよりもコントラストを重視したい場合、フィルタブロック用ターレット３２のフィルタブロック３１ａと吸収フィルタ用ターレット５２の吸収フィルタ５５ａとを対物レンズ４０，６０の光軸上に配置する。

この実施形態によれば、ダイクロイックミラー３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを光軸上に選択配置することができるし、更に、吸収フィルタ５５ａ、５５ｂ，５５ｃを光軸上に追加配置できるため、吸収フィルタ３６ａ、３６ｂの光学特性を微妙に調節して観察することができる。

また、この実施形態は、蛍光観察の１つであるＦＲＥＴ（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）観察で必要とされる１波長励起２波長蛍光観察にも対応することができる。

更に、肉眼で蛍光観察しながらカメラ９０，９１で同時に蛍光画像を取得することができる。

図１はこの発明の第１実施形態に係る倒立顕微鏡の側面図である。 図２は倒立顕微鏡の正面図である。 図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図４は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図５は図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

符号の説明

１０ 顕微鏡ベース
１１ ステージ
２０ 照明支柱
３２ フィルタブロック用ターレット（第１の移動部材）
３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ ダイクロイックミラー
４０ 第１対物レンズ
５５ａ，５１ｂ，５１ｃ 吸収フィルタ
５２ 吸収フィルタ用ターレット（第２の移動部材）
５３ 吸収フィルタ用ケース
６０ 第２対物レンズ
８０，８１，８２ スペーサ部材
Ｍ モータ（電動駆動手段）

Claims (4)

1. 第１対物レンズとこの第１対物レンズからの平行光束を結像する第２対物レンズとの間に配置される光路切換装置であって、
   少なくともダイクロイックミラーを前記第１、第２対物レンズ間の光軸に配置可能にする第１の移動部材と、
   前記第１の移動部材と独立して移動可能であり、少なくとも前記ダイクロイックミラーを通過した光のうち特定の波長の光を吸収する吸収フィルタを前記第１、第２対物レンズ間の光軸に配置可能にする第２の移動部材と
   を備えていることを特徴とする光路切換装置。
2. 請求項１の光路切換装置を備えている倒立顕微鏡であって、前記第２の移動部材が前記第２対物レンズを内蔵する顕微鏡ベースに着脱可能であることを特徴とする倒立顕微鏡。
3. 前記第１、第２移動部材を駆動する電動駆動手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の倒立顕微鏡。
4. 前記顕微鏡ベースを、ステージ、照明支柱に対して分離可能にし、
   前記顕微鏡ベースと前記ステージとの間、前記顕微鏡ベースと前記照明支柱との間に、前記第２の移動部材を収容するケースの厚みに対応する厚みを有するスペーサ部材を、配置可能にしたことを特徴とする請求項２又は３記載の倒立顕微鏡。

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