JP2008298861A - 観察装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】異なるタイプの撮像手段を用いて種々の観察を精度よく行う。
【解決手段】ステージ3上に載置された標本Aに対し照射する照明光を出射する照明光源15と、標本Aからの戻り光を集光する対物レンズ13と、該対物レンズ13により集光された戻り光を結像させる結像レンズ14と、該結像レンズ14により結像された戻り光を撮影する撮像手段9と、該撮像手段9を結像レンズ14の光軸に対して位置調整可能に着脱させる着脱機構10とを備える観察装置1を提供する。
【選択図】 図1
【解決手段】ステージ3上に載置された標本Aに対し照射する照明光を出射する照明光源15と、標本Aからの戻り光を集光する対物レンズ13と、該対物レンズ13により集光された戻り光を結像させる結像レンズ14と、該結像レンズ14により結像された戻り光を撮影する撮像手段9と、該撮像手段9を結像レンズ14の光軸に対して位置調整可能に着脱させる着脱機構10とを備える観察装置1を提供する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、観察装置に関するものである。
従来、観察対象となる生体からの自家蛍光を観察するために高感度のモノクロCCDカメラを使用した生体観察装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
また、観察対象となる生体に投与した蛍光物質等による多波長の蛍光を観察するためのカラーCCDカメラを使用した生体観察装置が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
また、観察対象となる生体に投与した蛍光物質等による多波長の蛍光を観察するためのカラーCCDカメラを使用した生体観察装置が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、特許文献1に示される高感度のモノクロCCDカメラは、生体からの微弱な蛍光を観察することはできるが、光を色として検出することができないという不都合がある。また、特許文献2に示されるカラーCCDカメラは、反対に、生体からの光を色として検出することはできるが、微弱な光や近赤外波長域の光を検出することはできないという不都合がある。
また、これらの生体観察装置に使用するカメラは、通常、装置に設けられている観察光学系に対して光学的に調整されている。このため、カメラを交換した場合には、その都度、精密な光学調整が必要である。あるいは、光学調整ができなかったり、カメラの交換自体ができない構造になっていたりする。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、異なるタイプの撮像手段を用いて種々の観察を精度よく行うことができる観察装置を提供することを目的としている。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、異なるタイプの撮像手段を用いて種々の観察を精度よく行うことができる観察装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、ステージ上に載置された標本に対し照射する照明光を出射する照明光源と、前記標本からの戻り光を集光する対物レンズと、該対物レンズにより集光された戻り光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戻り光を撮影する撮像手段と、該撮像手段を前記結像レンズの光軸に対して位置調整可能に着脱させる着脱機構とを備える観察装置を提供する。
本発明は、ステージ上に載置された標本に対し照射する照明光を出射する照明光源と、前記標本からの戻り光を集光する対物レンズと、該対物レンズにより集光された戻り光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戻り光を撮影する撮像手段と、該撮像手段を前記結像レンズの光軸に対して位置調整可能に着脱させる着脱機構とを備える観察装置を提供する。
本発明によれば、照明光源から出射された照明光が標本に照射されることにより、標本から戻る蛍光あるいは反射光のような戻り光が対物レンズにより集光され、結像レンズにより撮像手段に結像される。これにより、撮像手段によって標本の画像が取得される。この場合において、撮像手段は、着脱機構により、結像レンズの光軸に対して着脱可能に取り付けられるので、モノクロCCDカメラあるいはカラーCCDカメラのように異なるタイプのものに交換することができる。そして、着脱機構は、結像レンズの光軸に対して撮像手段を位置調整可能に着脱させるので、異なるタイプの撮像手段を交換して取り付けてもそれぞれについて光学調整を行って鮮明な画像を取得することが可能となる。
上記発明においては、前記着脱機構が前記撮像手段とともに着脱可能であり、該着脱機構に、前記撮像手段を結像レンズの光軸に対して位置調整する位置調整機構が備えられていることとしてもよい。
このようにすることで、着脱機構を各撮像手段毎に設けることができ、観察装置への着脱部については全ての撮像手段について共通化することができる。そして、位置調整機構の作動によって、各撮像手段を結像レンズの光軸に対して位置調整することにより、種々のタイプの撮像手段を択一的に選択して取り付けることができ、種々の観察を行うことができる。
このようにすることで、着脱機構を各撮像手段毎に設けることができ、観察装置への着脱部については全ての撮像手段について共通化することができる。そして、位置調整機構の作動によって、各撮像手段を結像レンズの光軸に対して位置調整することにより、種々のタイプの撮像手段を択一的に選択して取り付けることができ、種々の観察を行うことができる。
また、上記発明においては、前記位置調整機構が、前記結像レンズの光軸方向および光軸に直交する方向に前記撮像手段を移動させることとしてもよい。
このようにすることで、撮像手段の光軸を結像レンズの光軸に容易に一致させることができ、かつ、撮像手段の撮像面を結像レンズの結像位置に精度よく一致させることができる。
このようにすることで、撮像手段の光軸を結像レンズの光軸に容易に一致させることができ、かつ、撮像手段の撮像面を結像レンズの結像位置に精度よく一致させることができる。
また、上記発明においては、前記位置調整機構が、前記撮像手段を、前記結像レンズの光軸方向および光軸に直交する方向にそれぞれ独立して移動可能であることとしてもよい。
このようにすることで、位置調整機構による結像レンズの光軸方向およびこれに直交する方向への調節を独立して別個に行うことができ、調節を容易にすることができる。
このようにすることで、位置調整機構による結像レンズの光軸方向およびこれに直交する方向への調節を独立して別個に行うことができ、調節を容易にすることができる。
また、本発明は、ステージ上に載置された標本に対し照射する照明光を出射する照明光源と、前記標本からの戻り光を集光する対物レンズと、該対物レンズにより集光された戻り光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戻り光を撮影する複数の撮像手段と、該撮像手段のいずれかを前記結像レンズの光軸に対して位置調整可能に切り替える切替機構とを備える観察装置を提供する。
本発明によれば、照明光源から出射された照明光が標本に照射されることにより、標本から戻る蛍光あるいは反射光のような戻り光が対物レンズにより集光され、結像レンズにより撮像手段に結像される。これにより、撮像手段によって標本の画像が取得される。この場合において、撮像手段は、切替機構により、結像レンズの光軸に対して択一的に切り替えられるので、モノクロCCDカメラあるいはカラーCCDカメラのように異なるタイプのものを交換することができる。そして、切替機構は、結像レンズの光軸に対して撮像手段を位置調整可能に切り替えるので、異なるタイプの撮像手段に交換してもそれぞれについて光学調整を行って鮮明な画像を取得することが可能となる。
上記発明においては、該切替機構に、各撮像手段を結像レンズの光軸に対して位置調整する位置調整機構がそれぞれ備えられていることとしてもよい。
このようにすることで、位置調整機構の作動により、各撮像手段を結像レンズの光軸に対して位置調整することによって、種々のタイプの撮像手段を択一的に選択することができ、種々の観察を行うことができる。
このようにすることで、位置調整機構の作動により、各撮像手段を結像レンズの光軸に対して位置調整することによって、種々のタイプの撮像手段を択一的に選択することができ、種々の観察を行うことができる。
また、上記発明においては、前記位置調整機構が、前記結像レンズの光軸方向および光軸に直交する方向に前記撮像手段を移動させることとしてもよい。
このようにすることで、撮像手段の光軸を結像レンズの光軸に容易に一致させることができ、かつ、撮像手段の撮像面を結像レンズの結像位置に精度よく一致させることができる。
このようにすることで、撮像手段の光軸を結像レンズの光軸に容易に一致させることができ、かつ、撮像手段の撮像面を結像レンズの結像位置に精度よく一致させることができる。
また、上記発明においては、前記位置調整機構が、前記撮像手段を、前記結像レンズの光軸方向および光軸に直交する方向にそれぞれ独立して移動可能であることとしてもよい。
このようにすることで、位置調整機構による結像レンズの光軸方向およびこれに直交する方向への調節を独立して別個に行うことができ、調節を容易にすることができる。
このようにすることで、位置調整機構による結像レンズの光軸方向およびこれに直交する方向への調節を独立して別個に行うことができ、調節を容易にすることができる。
本発明によれば、異なるタイプの撮像手段を用いて種々の観察を精度よく行うことができるという効果を奏する。
以下、本発明の第1の実施形態に係る観察装置1について、図1〜図3を参照して説明する。
本実施形態に係る観察装置1は、マウス等の実験動物のような生体を標本Aとして観察するのに適した装置である。
本実施形態に係る観察装置1は、マウス等の実験動物のような生体を標本Aとして観察するのに適した装置である。
本実施形態に係る観察装置1は、図1に示されるように、水平な設置面に設置される第1ベース2上に、標本Aを搭載するステージ3と、該ステージ3の上方に配置される観察光学系4と、該観察光学系4を搭載する第2ベース5と、ステージ3上の標本Aに対して照明光を照射する照明装置6と、これらを覆う遮光部材7と、該遮光部材7の天板8に取り付けられるCCDカメラ9と、該CCDカメラ9を天板8に着脱可能に取り付ける着脱機構10とを備えている。
前記ステージ3は、標本Aを上下方向に移動させるZステージ3aと、標本Aを水平方向に2次元的に移動させるXYステージ3bとを備えている。
前記第2ベース5は、間隔部材5aによってステージ3の上方に間隔をあけて配置され、鉛直方向に延びる支柱11を備えている。支柱11には鉛直軸線回りに回転可能に設けられたターレット12が備えられている。
前記第2ベース5は、間隔部材5aによってステージ3の上方に間隔をあけて配置され、鉛直方向に延びる支柱11を備えている。支柱11には鉛直軸線回りに回転可能に設けられたターレット12が備えられている。
前記観察光学系4は、該ターレット12に固定された複数対の対物レンズ13と結像レンズ14とを備えている。対物レンズ13および結像レンズ14は、倍率の異なるものが複数用意され、高倍率の対物レンズ13と結像レンズ14、低倍率の対物レンズ13と結像レンズ14はそれぞれ光軸を一致させるように配置されている。
前記照明装置6は、励起光を出射する励起光源15と、該励起光源15から出射された励起光を導く光ファイバ16とを備えている。励起光源15は遮光部材7の外部に配置され、光ファイバ16の出射端16aは、遮光部材7内のステージ3に近接して配置されている。これにより、励起光源15から発せられた励起光を光ファイバ16により導いて、ステージ3上に載置された標本Aに照射することができるようになっている。
前記遮光部材7は、ステージ3、第2ベース5および観察光学系4の全体を覆い、内部に外光が入らないように遮光するようになっている。また、遮光部材7は、光ファイバ16の出射端16aから出射される励起光が外部に漏れないように遮断するようになっている。
前記着脱機構10は、図2に示されるように、前記天板8に着脱可能に取り付けられる着脱マウント部材17と、該着脱マウント部材17に対して移動可能に支持され、前記CCDカメラ9が取り付けられる可動マウント部材18と、該可動マウント部材18の位置調節を行う位置調整機構19とを備えている。
着脱マウント部材17は、天板8に設けられた嵌合孔20に嵌合させられる嵌合部21と、天板8の上面に密着させられる突当て面22とを備え、嵌合部21を嵌合孔20に嵌合させることで、光軸に交差する方向の位置決めを行い、突当て面22を天板8上面に突き当てることで、光軸に沿う方向の位置決めをおこなうようになっている。また、着脱マウント部材17は、押しネジ23によってその嵌合部21の外周面を半径方向内方に押されることにより、天板8に固定されるようになっている。
着脱マウント部材17は、天板8に設けられた嵌合孔20に嵌合させられる嵌合部21と、天板8の上面に密着させられる突当て面22とを備え、嵌合部21を嵌合孔20に嵌合させることで、光軸に交差する方向の位置決めを行い、突当て面22を天板8上面に突き当てることで、光軸に沿う方向の位置決めをおこなうようになっている。また、着脱マウント部材17は、押しネジ23によってその嵌合部21の外周面を半径方向内方に押されることにより、天板8に固定されるようになっている。
前記可動マウント部材18は、CCDカメラ9を取り付けるカメラマウント部24を備えている。
また、位置調整機構19は、前記着脱マウント部材17に対して、水平2方向に移動可能に取り付けられるXYマウント部25と、XYマウント部25に対して光軸回りに回転可能に取り付けられるとともに、光軸を中心軸とする送りネジ26によりカメラマウント部24を光軸方向に移動可能に支持するθマウント部27と、これらを任意の位置で固定するための固定ネジ28,29,30とを備えている。
また、位置調整機構19は、前記着脱マウント部材17に対して、水平2方向に移動可能に取り付けられるXYマウント部25と、XYマウント部25に対して光軸回りに回転可能に取り付けられるとともに、光軸を中心軸とする送りネジ26によりカメラマウント部24を光軸方向に移動可能に支持するθマウント部27と、これらを任意の位置で固定するための固定ネジ28,29,30とを備えている。
このように構成された本実施形態に係る観察装置1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る観察装置1を用いて標本の観察を行うには、まず、可動マウント部材18に備えられたカメラマウント部24にCCDカメラ9を取り付けて、位置調整機構19の作動により、CCDカメラ9の光軸調整を行う。
本実施形態に係る観察装置1を用いて標本の観察を行うには、まず、可動マウント部材18に備えられたカメラマウント部24にCCDカメラ9を取り付けて、位置調整機構19の作動により、CCDカメラ9の光軸調整を行う。
以下に、位置調整機構19による観察光軸とCCDカメラ9のセンサ中心との調整方法について説明する。
まず、光軸調整を行うには、観察光軸の中心、かつ、対物レンズ13の焦点面に調整基準となるターゲットが配置されている必要がある。そのために本観察装置のXYステージ3bには予めステージ面の中心にターゲットとなる図示しないクロス線を塗装しておく。
まず、光軸調整を行うには、観察光軸の中心、かつ、対物レンズ13の焦点面に調整基準となるターゲットが配置されている必要がある。そのために本観察装置のXYステージ3bには予めステージ面の中心にターゲットとなる図示しないクロス線を塗装しておく。
また、XYステージ3bおよびZステージ3aは図示しない制御用PCにより制御可能な電動XYステージおよび電動Zステージとなっており、予め工場等での組立調整で、クロス線が観察光軸の中心および対物レンズ13の焦点面の位置になるように調整しておき、電動ステージが有する座標機能を利用して、座標情報としてクロス線の位置情報を座標データとして制御用PCに記憶させおく。CCDカメラ9の調整時には、制御用PCから座標データを呼び出して、XYステージ3bおよびZステージ3aが観察光軸の中心かつ対物レンズ13の焦点面にクロス線を再現させることができる。
制御用PCより観察光軸の中心かつ対物レンズ13の焦点面にクロス線44を移動して、結像レンズ14の焦点面にCCDカメラ9のセンサ面の位置を調整する。
制御用PCより観察光軸の中心かつ対物レンズ13の焦点面にクロス線44を移動して、結像レンズ14の焦点面にCCDカメラ9のセンサ面の位置を調整する。
この調整は、まず、CCDカメラ9により撮影した画像をモニタで確認しながらθマウント部27を操作して光軸回りに回転させることにより、送りネジ26のリードに基づく送り量で、カメラマウント部24およびこれに固定されたCCDカメラ9を光軸方向に移動させる。そして、モニタ上にクロス線が鮮明に表示された状態で、固定ネジ30によりカメラマウント部24をθマウント部27に固定し、かつ、固定ネジ28によりθマウント部27をXYマウント部25に固定する。
次いで、XYマウント部25を操作してCCDカメラ9の撮像面の中心位置をクロス線の中心に一致させる。すなわち、モニタにその中心位置のマークを表示させるとともに、モニタに表示されるクロス線をマークに一致させるように確認しながら、嵌合部21に対してXYマウント部25を光軸に直交する方向に移動させる。この状態で、固定ネジ29により、嵌合部21に対してXYマウント部25を固定する。
これにより、CCDカメラ9の光軸を、観察光学系4の光軸に一致させ、撮像面を、結像レンズ14の焦点面に一致させることができる。
また、異なるタイプのCCDカメラ9により観察を行う場合には、押しネジ23を操作して、嵌合部21ごとCCDカメラ9を取り外し、図3に示されるように、同様の着脱機構10を備える他のタイプのCCDカメラ9を装着し、上記と同様にして光軸調整および焦点位置の調整を行う。このようにすることで、観察形式が異なる場合においても、カラーCCDあるいはモノクロCCDのように観察目的に合致したCCDカメラ9に容易に交換することができ、かつ、交換時に複雑な位置調整を行う必要がない。したがって、種々の観察方法を簡易に実施することができるという利点がある。
また、異なるタイプのCCDカメラ9により観察を行う場合には、押しネジ23を操作して、嵌合部21ごとCCDカメラ9を取り外し、図3に示されるように、同様の着脱機構10を備える他のタイプのCCDカメラ9を装着し、上記と同様にして光軸調整および焦点位置の調整を行う。このようにすることで、観察形式が異なる場合においても、カラーCCDあるいはモノクロCCDのように観察目的に合致したCCDカメラ9に容易に交換することができ、かつ、交換時に複雑な位置調整を行う必要がない。したがって、種々の観察方法を簡易に実施することができるという利点がある。
次に、本発明の第2の実施形態に係る観察装置31について、図4〜図6を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係る観察装置1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係る観察装置1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る観察装置31は、タイプの異なるCCDカメラ9A,9Bを観察光学系4の光軸に対して切り替える切替機構32を備えている点において、第1の実施形態に係る観察装置1と相違している。
切替機構32は、図4〜図6に示されるように、天板8に水平方向に直線移動可能に設けられ、異なるタイプの2つのCCDカメラ9A,9Bを取り付けたスライダ33を備えている。図中、符号34は、スライダ33を作動させるために操作する切替ツマミである。
切替機構32は、図4〜図6に示されるように、天板8に水平方向に直線移動可能に設けられ、異なるタイプの2つのCCDカメラ9A,9Bを取り付けたスライダ33を備えている。図中、符号34は、スライダ33を作動させるために操作する切替ツマミである。
スライダ33は、図5に示されるように、天板8に固定されたアリ溝35に摺動可能に係合するアリ36を有し、脱落不可に取り付けられている。また、アリ溝35のストロークエンドには、それぞれ、スライダ33を突き当てるストッパ37が設けられている。
各CCDカメラ9A,9Bは、第1の実施形態と同様の位置調整機構19によってスライダ33に固定されている。したがって、スライダ33を各ストロークエンドのストッパ37に突き当てた状態で、それぞれの位置調整機構19により光軸および合焦位置の調整を行うことができる。
このように構成された本実施形態に係る観察装置31によれば、切替ツマミ34を操作して、スライダ33をストロークエンドまで移動させるだけで、異なるタイプの観察を行うためのCCDカメラ9A,9Bを容易に切り替えることができる。各CCDカメラ9A,9Bは、それぞれ、スライダ33がストッパ37に突き当たった状態(図6(a)の状態と(b)の状態)で、観察光学系4の光軸に一致させられるように、位置調整機構19によって調整されているので、簡易に観察形式を切り替えて種々の観察を精度よく行うことができるという利点がある。
A 標本
1,31 観察装置
3 ステージ
9,9A,9B CCDカメラ(撮像手段)
10 着脱機構
13 対物レンズ
14 結像レンズ
15 励起光源(照明光源)
19 位置調整機構
32 切替機構
1,31 観察装置
3 ステージ
9,9A,9B CCDカメラ(撮像手段)
10 着脱機構
13 対物レンズ
14 結像レンズ
15 励起光源(照明光源)
19 位置調整機構
32 切替機構
Claims (8)
- ステージ上に載置された標本に対し照射する照明光を出射する照明光源と、
前記標本からの戻り光を集光する対物レンズと、
該対物レンズにより集光された戻り光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戻り光を撮影する撮像手段と、
該撮像手段を前記結像レンズの光軸に対して位置調整可能に着脱させる着脱機構とを備える観察装置。 - 前記着脱機構が前記撮像手段とともに着脱可能であり、
該着脱機構に、前記撮像手段を結像レンズの光軸に対して位置調整する位置調整機構が備えられている請求項1に記載の観察装置。 - 前記位置調整機構が、前記結像レンズの光軸方向および光軸に直交する方向に前記撮像手段を移動させる請求項2に記載の観察装置。
- 前記位置調整機構が、前記撮像手段を、前記結像レンズの光軸方向および光軸に直交する方向にそれぞれ独立して移動可能である請求項3に記載の観察装置。
- ステージ上に載置された標本に対し照射する照明光を出射する照明光源と、
前記標本からの戻り光を集光する対物レンズと、
該対物レンズにより集光された戻り光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戻り光を撮影する複数の撮像手段と、
該撮像手段のいずれかを前記結像レンズの光軸に対して位置調整可能に切り替える切替機構とを備える観察装置。 - 該切替機構に、各撮像手段を結像レンズの光軸に対して位置調整する位置調整機構がそれぞれ備えられている請求項5に記載の観察装置。
- 前記位置調整機構が、前記結像レンズの光軸方向および光軸に直交する方向に前記撮像手段を移動させる請求項6に記載の観察装置。
- 前記位置調整機構が、前記撮像手段を、前記結像レンズの光軸方向および光軸に直交する方向にそれぞれ独立して移動可能である請求項7に記載の観察装置。
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