JP2011128588A - 顕微鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】標本Sに光刺激を与える第1の刺激光を標本S上で走査するガルバノミラー34A,34Bを有する第1の刺激用光学系32と、2次元配列された複数の可動ミラーを有し、各可動ミラーの角度を切り替えて標本Sに光刺激を与える第2の刺激光を選択的に標本Sに向けて偏向可能な第2の刺激用光学系42と、第1の刺激用光学系32の光路と第2の刺激用光学系42の光路とを合成するダイクロイックミラー15Bとを備える顕微鏡装置を提供する。
【選択図】図2
Description
本発明は、標本に光刺激を与える第1の刺激光を前記標本上で走査する走査手段を有する第1の刺激用光学系と、前記標本に光刺激を与える第2の刺激光の前記標本上における照射位置を選択的に切り替え可能な空間光変調器を有する第2の刺激用光学系と、前記第1の刺激用光学系の光路と前記第2の刺激用光学系の光路とを合成する刺激用光路合成部とを備える顕微鏡装置を提供する。
また、上記発明においては、前記空間光変調器が、2次元配列された複数の微小偏向素子を有し、各該微小偏向素子の角度を切り替えて前記第2の刺激光を選択的に前記標本に向けて偏向することとしてもよい。
このように構成することで、調整手段により、各刺激用光学系における刺激光の照射範囲の位置や大きさを調整し、領域指定手段により指定された各刺激領域と刺激光による実際の各刺激領域とを一致させることができる。これにより、標本の所望の領域を簡易かつ精度よく刺激することができる。
このように構成することで、調整手段により画像上の刺激領域と各刺激用光学系による刺激光の照射範囲とを一致させれば、調整用記憶部に記憶されている走査手段の走査条件および空間光変調器による標本上の第2の刺激光の照射位置に基づいて、その後の位置調節を容易に行うことができる。
このように構成することで、刺激用光路合成部により第1の刺激用光学系および第2の刺激用光学系の光路を筺体内で予め精度よく合成しておくことができる。したがって、全体光路合成部により、これらの刺激用光学系と観察用光学系とを組み合わせる際の光路調節が容易となる。
このように構成することで、制御手段により、同一の標本に対する観察用光学系による観察と各刺激用光学系による光刺激とを容易に同期させることができる。
以下、本発明の第1の実施形態に係る顕微鏡装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置100は、図1に示すように、顕微鏡本体10と、細胞等の標本S(図2参照)を観察する観察ユニット20と、観察ユニット20にレーザ光を供給する観察用レーザコンバイナ50と、標本Sを光刺激する第1刺激ユニット30および第2刺激ユニット40と、これら刺激ユニット30,40にレーザ光を供給する刺激用レーザコンバイナ60と、顕微鏡本体10、観察ユニット20、刺激ユニット30,40および各レーザコンバイナ50,60を制御するコントロールボックス(制御手段)70と、コントロールボックス70を介して装置全体を制御するコンピュータ80とを備えている。
観察用光学系22は、観察用光ファイバ59により導光されたレーザ光(以下、「観察用レーザ光」という。)を略平行光にするコリメータレンズ21と、コリメータレンズ21により略平行光とされた観察用レーザ光を顕微鏡本体10の標本S上で走査するガルバノミラー24A、24Bを有する走査部23とを備えている。走査部23により走査された観察用レーザ光は、接続ポート9Aを介して顕微鏡本体10のリレー光学系13Aに入射されるようになっている。
第1の刺激用光学系32は、第1刺激用光ファイバ69Aにより導光されたレーザ光(以下、「第1の刺激光」という。)を略平行光にするコリメートレンズ31と、コリメートレンズ31により略平行光とされた第1の刺激光を顕微鏡本体10の標本S上で走査するガルバノミラー(走査手段)34A,34Bを有する走査部33とを備えている。走査部33により走査された第1の刺激光は、接続ポート9Bを介して顕微鏡本体10のリレー光学系13Eに入射されるようになっている。
第2の刺激用光学系42は、第2刺激用光ファイバ69Bにより導光されたレーザ光(以下、「第2の刺激光」という。)を略平行光にするコリメートレンズ41と、コリメートレンズ41により略平行光とされた第2の刺激光の断面強度分布を均一化する均一化光学系43と、均一化光学系43を通過し折り返しミラー45Aにより反射された第2の刺激光を標本Sに向けて偏向可能なDMD(Digital Mirror Device、空間光変調器)47と、DMD47により偏向された第2の刺激光をリレーするリレー光学系49A、折り返しミラー45B、リレー光学系49B、折り返しミラー45C、リレー光学系49Cおよび折り返しミラー45Dとを備えている。折り返しミラー45Dにより反射された第2の刺激光は、接続ポート9Cを介して顕微鏡本体10のリレー光学系13Hに入射されるようになっている。
本実施形態においては、観察ユニット20により標本Sの画像を取得し、取得された画像を観ながら第1刺激ユニット30および第2刺激ユニット40により標本Sを同時に刺激する場合について説明する。
例えば、本実施形態においては、第2刺激ユニット40にレーザ光を供給する光源として刺激用レーザコンバイナ60を例示したが、これに代えて、図11に示すように、水銀ランプ等のランプ光源90を採用することとしてもよい。この場合、図12に示すように、励起フィルタおよび調光機構を備える調光装置91をランプ光源90と第2刺激ユニット40の均一化光学系43との間に配置することとすればよい。調光装置91としては、図示しない複数の励起フィルタを配置したディスクと複数のNDフィルタを配置したディスクをそれぞれ光軸まわりに回転可能に配列することとすればよい。
次に、本発明の第2の実施形態に係る顕微鏡装置について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置200は、図13および図14に示すように、第1の刺激用光学系232と第2の刺激用光学系242と、これらの光路を合成するダイクロイックミラー(刺激用合成部)215とが同一の筺体240に収容されている点で、第1の実施形態と異なる。
以下、第1の実施形態に係る顕微鏡装置100と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
第1の刺激用光学系232は、走査部33により走査された第1の刺激光をリレーするリレー光学系235A、折り返しミラー237、リレー光学系235B、リレー光学系235Cを備えている。
15B、215 ダイクロイックミラー(刺激用光路合成部)
22 観察用光学系
32,232 第1の刺激用光学系
34A,34B ガルバノミラー(走査手段)
42,242 第2の刺激用光学系
47 DMD(空間光変調器)
48 可動ミラー(微小偏向素子)
70 コントロールボックス(制御手段)
83 メモリ(光量調節用記憶部、調整用記憶部)
85 GUI部(領域指定手段、調整手段、光量調節手段)
100、200 顕微鏡装置
S 標本
Claims (10)
- 標本に光刺激を与える第1の刺激光を前記標本上で走査する走査手段を有する第1の刺激用光学系と、
前記標本に光刺激を与える第2の刺激光の前記標本上における照射位置を選択的に切り替え可能な空間光変調器を有する第2の刺激用光学系と、
前記第1の刺激用光学系の光路と前記第2の刺激用光学系の光路とを合成する刺激用光路合成部とを備える顕微鏡装置。 - 前記空間光変調器が、2次元配列された複数の微小素子を有し、各該微小素子の透過率を制御して前記第2の刺激光を選択的に前記標本に向けて透過する請求項1に記載の顕微鏡装置。
- 前記空間光変調器が、2次元配列された複数の微小偏向素子を有し、各該微小偏向素子の角度を切り替えて前記第2の刺激光を選択的に前記標本に向けて偏向する請求項1に記載の顕微鏡装置。
- 前記第1の刺激用光学系による光刺激の強度と前記第1の刺激光の光量との関係および前記第2の刺激用光学系による光刺激の強度と前記第2の刺激光の光量との関係を対応づけて記憶する光量調節用記憶部と、前記第1の刺激光および前記第2の刺激光の一方の光量に応じて他方の前記第2の刺激光または前記第1の刺激光の光量を調節する光量調節手段を備える請求項1から請求項3のいずれかに記載の顕微鏡装置。
- 前記標本の画像を取得する観察用光学系と、
該観察用光学系の光路を前記刺激用光路合成部により合成された前記第1の刺激用光学系および前記第2の刺激用光学系の光路に合成する全体光路合成部とを備える請求項1から請求項4のいずれかに記載の顕微鏡装置。 - 前記観察用光学系により取得された画像上で前記第1の刺激用光学系および前記第2の刺激用光学系により刺激する各刺激領域を指定する領域指定手段を備える請求項5に記載の顕微鏡装置。
- 前記走査手段の走査条件および前記空間光変調器による前記標本上の前記第2の刺激光の照射位置を調整する調整手段を備える請求項6に記載の顕微鏡装置。
- 前記調整手段により調整した前記走査手段の走査条件および前記空間光変調器による前記標本上の前記第2の刺激光の照射位置を記憶する調整用記憶部を備える請求項7に記載の顕微鏡装置。
- 前記第1の刺激用光学系および前記第2の刺激用光学系と、前記刺激用光路合成部とが同一の筺体に収容されている請求項5から請求項8のいずれかに記載の顕微鏡装置。
- 前記観察用光学系による画像取得と、前記第1の刺激用光学系による前記第1の刺激光の照射タイミングと、前記第2の刺激用光学系による前記第2の刺激光の照射タイミングとを制御する制御手段を備える請求項5から請求項9のいずれかに記載の顕微鏡装置。
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