JP2008298861A

JP2008298861A - 観察装置

Info

Publication number: JP2008298861A
Application number: JP2007142129A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Natori; 靖晃名取
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2008-12-11

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

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。）。

特許第３７８６９０３号明細書特表２００６−５１４８３０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の第１の実施形態に係る観察装置を示す全体構成図である。図１の観察装置の着脱機構を説明する縦断面図である。図１の観察装置において、異なる観察形式のＣＣＤカメラを交換する作業を説明する図である。本発明の第２の実施形態に係る観察装置を示す全体構成図である。図４の観察装置の切替機構を説明する正面図である。図４の観察装置において、異なる観察形式のＣＣＤカメラを切り替える作業を説明する図である。

符号の説明

Ａ標本
１，３１観察装置
３ステージ
９，９Ａ，９ＢＣＣＤ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

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。