JP4165099B2

JP4165099B2 - Microscope and illumination switching device

Info

Publication number: JP4165099B2
Application number: JP2002086342A
Authority: JP
Inventors: 一郎佐瀬
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP2003279860A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、照明方法の切替機構を備えた顕微鏡に関し、特に、落射照明と全反射照明の切り替え機構を備えた顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より顕微鏡、特に蛍光顕微鏡の照明方法としては、一般的な落射照明と、エバネッセント光を用いる全反射照明とが知られている。
【０００３】
落射照明方法は、図１に示したように、光源（水銀ランプまたはレーザー）１からの照明光３を投影管（レンズ群）２を経て、ダイクロイックミラー８により反射させ、対物レンズ４の中央に入射させて試料溶液７中の試料に照射する方法である。試料からの蛍光９は、対物レンズ４を通り、ダイクロイックミラー８を透過し、不図示の結像光学系に入射する。
【０００４】
一方、全反射照明は、図２のように試料溶液７に接したカバーガラスやスライドガラス等のガラス板６で照明光３を全反射させ、ガラス表面から試料溶液側に深さ１００ｎｍ程度しみ出すエバネッセント光１０を使って、ガラス板６近傍の試料を局所的に照明する方法である。ガラス板６に全反射の条件で照明光３を入射させるには、図２のように対物レンズ４を使い、対物レンズ４とガラス板６の間をオイル５で満たす。そして、所定の開口数（ＮＡ）の対物レンズ４を用い、対物レンズ４の中心からずれた位置に照明光を入射させることにより全反射条件で照明光３をガラス板６に照射する。
【０００５】
落射照明は、試料全体が観察可能であるという特徴があり、全反射照明は、照明ができる範囲が局所的であるが、バックグラウンド・ノイズ（散乱光など）が極めて低く、例えば、蛍光色素１分子のような観察にも有効であるという特徴がある。そこで、落射照明と全反射照明とを組み合わせ、同一の試料について全体像観察と局所的な観察を行うことが提案されている。例えば、特開平９−１５９９２２号公報では、図１のダイクロイックミラー８に相当するミラーを照明光３の光軸対して垂直な方向に平行移動させることにより、照明光が対物レンズの瞳に入射する位置を変え、落射照明と全反射照明とを簡単に切り替える構造が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように特開平９−１５９９２２号公報では、落射照明と全反射照明とを切り替え可能にするために、ミラーを上記方向に平行移動させ、対物レンズの瞳に照明光が入射する位置を変えているが、対物レンズ内での照明光の散乱をおさえ、かつ、全反射を発生させるためには数十μmの単位で照明光の入射位置を調整する必要がある。しかしながら、ミラーの平行移動という直線運動の制御により、数十μｍ程度単位の微妙な調整は難しい。
【０００７】
本発明は、簡便に落射照明と全反射照明方法とを切り替えることができる顕微鏡を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明は上記目的を達成することにある。
【０００９】
そこで本願発明は、以下のような顕微鏡が提供される。
【００１０】
本願発明は、試料の照明方法を切り替えるために、対物レンズへの照明光束の入射位置を変更する変更手段を有する顕微鏡において、前記変更手段は、照明光束の屈折により光路を変更する透明部材を含み、前記透明部材を前記照明光束の光路中に挿入する挿入手段を有し、前記透明部材は、一部が切り欠かれた回転体であり、前記挿入手段は、前記回転体の前記透明部材を回転軸を中心に回転させる手段であることを特徴とする顕微鏡を提供する。
【００１１】
上記構成によれば、透明部材を回転させることにより、照明光束に透明部材が挿入されている状態と、切り欠きの部分が照明光束にかかり透明部材が照明光束に挿入されていない状態とを交互に切り替えることができる。
【００１２】
そのため、落射照明と全反射照明とを交互に切り替えることができる顕微鏡が提供できる。
【００１３】
また、本願発明は、以下のような顕微鏡が提供される。
【００１４】
本願発明では、前記挿入手段は前記透明部材を回転させる回転駆動部であり、前記回転駆動部は前記透明部材の回転速度を調整することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡を提供する。
【００１５】
そして、上記構成によれば、落射照明と全反射照明を所望の速度での切り替えが可能になる。
【００１６】
また、本発明によれば、下記のような顕微鏡の照明方法を切り替える切り替え装置が提供される。
【００１７】
すなわち、顕微鏡の照明方法を切り替えるために、対物レンズへの照明光束の入射位置を変更する変更手段を有し、
前記変更手段は、前記照明光束を透過させ、該照明光束の屈折により光路を変更する透明部材と、前記透明部材を前記照明光束の光路中に挿入する挿入手段とを含み、
前記透明部材は、一部が切り欠かれた回転体であり、前記挿入手段は、前記回転体の前記透明部材を回転軸を中心に回転させる手段であることを特徴とする照明切替装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
まず、本実施の形態の落射照明と全反射照明の切り替え方法の基本的原理については、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。本実施の形態では、照明光束を透明部材に入射させ、照明光束を透明部材で屈折させることにより照明光束の光路を変更し、対物レンズへ照明光束が入射する位置を変えて照明方法を切り替える。ここでは、透明部材としてガラス製の平行平板を用い、平行平板を光束に対して傾斜させることにより照明光束の光路を切り替える。
【００２０】
照明光束３としては、光束径の小さい平行光束を用いる。照明光束３の径は、使用する対物レンズ４について予め求めておいた、全反射照明を行うために対物レンズ４の瞳に照明光を照射すべき領域３１（図３（ｃ）参照）の幅と同等もしくはそれ以下とする。例えば、レーザ光束、もしくは、水銀灯またはＬＥＤ光源等から出射された光束を絞り等により絞った光束を用いる。
【００２１】
この光束を図３（ａ），（ｂ），（ｃ）のように平行平板１１に入射させる。平行平板１１を透過した照明光束３を、ダイクロイックミラー８で反射し、対物レンズ４に入射させ、試料溶液７中の試料に照射する。ダイクロイックミラー８は、図３（ａ）のように平行平板１１に垂直に入射した照明光束３が、対物レンズ４の光軸に沿って対物レンズ４の中央に入射する位置に配置されている。よって、図３（ａ）のように、平行平板１１を照明光束３が垂直に入射するように配置することにより、照明光束３は、平行平板１１で屈折されずまっすぐに進むので、落射照明により試料を照明することができる。照明光３は、試料溶液７に接するガラス板６、および、試料溶液７を透過し、透過領域に存在する試料が発した蛍光は、対物レンズ４を通過し、ダイクロイックミラー８を透過し、不図示の結像光学系に入射して結像する。これにより、例えば、蛍光顕微鏡の場合、落射照明された試料全体の蛍光像を観察することができる。
【００２２】
つぎに、平行平板１１を図３（ｂ）のように光束に対して傾斜させると、照明光束３は、平行平板１１に入射する時と平行平板１１から出射する時にそれぞれ屈折するため、平行平板１１から出射された照明光束３は、入射前の照明光束３に対してずれ量ｔだけ平行にずれる。ずれ量ｔは、図７に示すように平行平板１１の傾斜角度θが大きくなるほど大きくなる。よって、平行平板１１の傾斜角度θが大きくなるにつれ、対物レンズ４の瞳への照明光束３の入射位置は、対物レンズ４の光軸から遠ざかる。これにより、照明光束３を、対物レンズ４の瞳の全反射照明のための入射領域３１まで移動させることができる。全反射照明のための入射領域３１に入射した照明光束３は、全反射される入射角度で、試料溶液７に接したガラス板６に入射する。照明光３は、試料溶液７に接したガラス板６面で全反射され、試料溶液７は全反射の際に試料溶液７側ににじみ出すエバネッセント光で照明される。このように、平行平板１１の傾斜角度を調整することにより、対物レンズ４への照明光の入射位置を容易に調整できる。
【００２３】
例えば、蛍光顕微鏡の場合、エバネッセント光が到達した領域（深さ数十〜数百ｎｍ程度）に存在した試料が発した蛍光は、対物レンズ４を通過し、ダイクロイックミラー８を透過し、不図示の結像光学系に入射して結像する。これにより、従来よりも弱い光強度の照明光であるエバネッセント光が達した極浅い領域に存在した試料のみの蛍光像を観察することができ、局所的な観察ができる。また、本発明の照明光の光強度は小さいので、試料を劣化させてしまうことも防止できる。
【００２４】
なお、対物レンズ４の瞳に対する全反射照明を実行するため照明光３の入射領域３１の幅は、対物レンズ４として６０倍の開口数１．４５のものを用いる場合で３８３μｍ（約４００μm）となる。また、１００倍の開口数１．４５の場合では、２３０μｍ（約２００μｍ）である。また、対物レンズ４の光軸から入射領域３１までの距離は、数ｍｍである。このような幅の狭い領域３１に精度のよく照明光３を位置合わせして入射させるためには、数十μｍのオーダーで照明光束３を制御して移動させる必要があるが、本実施の形態の平行平板１１を傾斜させる方法は、図７に示すように、屈折率１．５１４、厚さ１０ｍｍの平行平板１１を用いた場合、５０μｍ移動させるために１°を傾斜させる。これは、平行平板１１に直径３０ｍｍのノブを取り付けて手動で回転させることを考えると、ノブの円周方向の移動距離で約０．２５ｍｍに相当し、人間が手で十分調整可能な量であり、手動で位置合わせすることが可能である。また、平行平板１１を４５度傾斜させることにより、照明光束を約３ｍｍ移動させることができるため、対物レンズ４の瞳の光軸中心の落射照明の入射位置から、全反射照明の入射領域３１までノブの回転で移動可能である。よって、対物レンズ４の種類を変更した際に、ノブを回転させて平行平板１１を傾斜させ、図３（ｃ）の全反射照明の入射領域３１まで照明光束３を移動させて位置合わせを行い、ノブがそれ以上回転しないように不図示の機構によりノブ可動範囲を制限し、ノブを可動範囲いっぱいに回転させることにより図３（ａ）の落射照明の位置から図３（ｃ）の全反射照明の位置まで照明光束３を移動させることができ、照明方法を容易に切り替えることができる。
【００２５】
これに対し、従来技術のようにダイクロイックミラー８を平行移動させることにより、照明光束３の入射位置を変化させる場合、照明光束３の移動量に対して、ダイクロイックミラー８を１：１の移動量で移動させる必要がある。例えば、領域３１に照明光束３を位置合わせするために、５０μｍ照明光束３を移動させる場合には、ダイクロイックミラー８を５０μｍ移動させることになる。５０μｍの移動を手動で調整することは困難であるため、ギア等の機構を使用するか、ステップモータ等を電気的に制御して移動させる必要があり、上述の本実施の形態のように簡単な構成にするのは困難である。また、ギアを使用した場合、ギア同士のかみ合わせのずれ等が発生しやすくなるが、本発明によれば、ギアを用いずに微調整可能なので、正確な調整が可能となる。
【００２６】
なお、本実施の形態の平行平板１１としては、使用する対物レンズ４の瞳径に合わせて、９０°以内の傾斜角度で、図３（ａ）の落射照明から図３（ｃ）の全反射照明へ切り替えるための照明光束３のずれ量ｔが得られるような屈折率および厚さであり、望ましくは、傾斜角に対するずれ量ｔが、領域３１への照明光束３の位置合わせを手動で行うことができる量であるものを用いる。平行平板１１の傾斜角と照明光束３のずれ量ｔとの関係の例を、平行平板１１の屈折率と厚さごとに図７に示す。
【００２７】
また、対物レンズ４としては、開口数（ＮＡ）が下記の式を満たすものを用いるのが好ましい。
ＮＡ＞ｎ
ＮＡ：対物レンズ４の開口数
ｎ：対物レンズ４とガラス板６との間の媒体の屈折率
なお、図３では、対物レンズ４とガラス板６との間をオイル５で満たした油浸としている。よって、上記ｎは、オイル５の屈折率である。
【００２８】
つぎに、本実施の形態の顕微鏡について具体的に説明する。
【００２９】
第１の実施の形態の顕微鏡は、図８のように、照明光源１、試料を搭載するステージ８２、ステージ８２の下部に配置された対物レンズ４、ベース８３、接眼レンズ部８４、および、撮像装置１８を有する。ベース８３の内部には、図９のように光源１の光軸に沿って順に、投影管（レンズ群）６１、平行平板９１、平行平板１１、ダイクロイックミラー８、結像光学系６２が配置されている。照明光源１は、予め定めた波長の励起光を照明光束３として発する光源である。よって、これらは、試料の蛍光像を観察する蛍光顕微鏡を構成する。
【００３０】
また、ステージ８２の上方には、原子間力顕微鏡８１が配置されている。よって、図８の顕微鏡は、試料の下方側から蛍光像を観察しながら、試料の上方側から極微領域の原子間力顕微鏡像を取得できる構造である。
【００３１】
ダイクロイックミラー８，対物レンズ４は、平行平板１１に対して、図３（ａ）の位置関係となるように配置されている。また、平行平板１１は、ベース８３の外部に配置されたノブ８６を回転させることにより、図９のｘ軸を中心に回転し、これにより、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いてすでに説明した原理により、照明光源１からの照明光束３を平行移動させ、落射照明と全反射照明とを切り替えることができる。
【００３２】
また、平行平板９１は、ベース８３の外部に配置されたノブ８５を回転させることにより、上記ｘ軸と直交するｙ軸を中心に回転するようにギア等を組み合わせることで構成されている。よって、ノブ８５を回転させることにより、平行平板９１は、照明光束３に対して傾斜し、その傾斜の方向は、平行平板１１が傾斜する方向と直交している。したがって、平行平板９１を傾斜させることにより、照明光束３が対物レンズ４の瞳に入射する位置を移動させることができ、移動方向は、平行平板１１を傾斜させた場合の移動方向と直交する。よって、対物レンズ４を別の種類のものに交換した場合等において、落射照明の状態（図３（ａ））で照明光束３が対物レンズ４の瞳に入射する位置が、対物レンズ４の光軸からずれている場合には、平行平板１１および平行平板９１をそれぞれ傾斜させることにより、入射位置を位置合わせして光軸に一致させる調整を行うことができる。このように落射照明の状態で照明光束３が対物レンズ４の光軸と一致するように位置合わせをすることにより、全反射照明に切り替えた際に、照明光束３を対物レンズ４の瞳の全反射照明のための入射領域３１に精度良く入射させることができる。よって、精度良く全反射照明で観察を行うことができる。
【００３３】
なお、この位置合わせ調整は、試料溶液７として色素溶液を配置し、色素が発する蛍光を観察して、照明光束３の通過軌跡を確認することにより、容易に行うことができる。例えば、平行平板１１を図３（ａ）の落射照明の状態として、色素溶液中の照明光束３の通過軌跡（蛍光を発する線）を確認し、これが対物レンズ４の視野の中心に位置するように、平行平板１１および平行平板９１の傾斜角度を調整する方法や、平行平板１１を傾斜させて図３（ｂ）の状態として、照明光束３の通過軌跡（蛍光を発する線）が、対物レンズ４の視野の中心（光軸）を通過するように、平行平板９１を傾斜させる方法を用いることができる。
【００３４】
図８、図９の顕微鏡において、試料溶液７を観察する場合の各部の動作について説明する。
【００３５】
照明光源１から出射された照明光束３は、投影管（レンズ群）６１を通過し、平行平板９１および平行平板１１を通過し、ダイクロイックミラー８で反射されて対物レンズ４に入射する。このとき、落射照明で試料溶液７を照明する場合には、平行平板１１を図３（ａ）の状態とし、照明光束３を対物レンズ４の光軸に入射させる。これにより、対物レンズ４で集光された照明光束３は、オイル５を通過してガラス板６に入射し、ガラス板６および試料溶液７を透過する。透過領域に存在する試料が発した蛍光は、対物レンズ４を通過し、ダイクロイックミラー８を透過し、結像光学系６２に入射して結像する。結像した蛍光像は、撮像装置１８で撮像されるか、もしくは接眼レンズ部８４を介して観察される。これにより、落射照明された試料全体の蛍光像を観察することができる。
【００３６】
一方、全反射照明で試料溶液７を照明する場合には、ノブ８６を回転させて平行平板１１を図３（ｃ）の状態まで傾斜させて、対物レンズ４の瞳の領域３１に照明光束３を入射させる。これにより、照明光束３は、全反射される入射角度で、ガラス板６に入射し、全反射の際にガラス板６から外側ににじみ出すエバネッセント光が生じ、試料溶液７側ににじみ出したエバネセットにより光主平面方向に極狭い領域が照明される。また、エバネッセント光が到達する深さは、試料溶液７とガラス板６の界面から試料溶液側に数十〜数百ｎｍ程度と極浅く、ガラス板６からこの深さに存在した試料のみが照明される。試料が発した蛍光は、対物レンズ４を通過し、ダイクロイックミラー８を透過し、不図示の結像光学系に入射して結像する。結像した蛍光像は、撮像装置１８で撮像されるか、もしくは接眼レンズ部８４を介して観察される。これにより、全反射照明された試料の極狭く、かつ、浅い領域の蛍光像を観察することができる。これにより、蛍光分子を一分子単位で観察することも可能である。
【００３７】
また、このように試料溶液の下側から落射照明または全反射照明を行いながら、ステージ８２の上方の原子間力顕微鏡により、試料溶液７中の試料の微小領域の表面像を取得することができるため、同一の試料について、同一時点に微小領域を複数種類の観察方法で容易に観察することができるため、経時変化する試料を多角的に観察するのに有効である。
【００３８】
上述の第１の実施の形態では、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように、平行平板１１が照明光束３の光路中に常に挿入され、平行平板１１の傾斜角度を変えることにより、落射照明と全反射照明とを切り替える構成であったが、図３（ａ）の状態は、平行平板１１が挿入されていない状態と同じである。そこで、第２の実施の形態の顕微鏡では、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）および図６に示したように、平行平板を所定の角度で傾斜させてリング状（唐笠状）にしたものを切り欠いた光学部材１２を回転させることにより、落射照明と全反射照明とを光束に切り替える構成とした。
【００３９】
光学部材１２は、平行平板を所定の角度で傾斜させてリング状（唐笠状）にしたものを１８０°切り欠いたものである。この光学部材１２を図４（ａ）、図５のように、光学部材１２の中心軸１５を中心に回転させることにより、照明光束３に光学部材１２が挿入されている状態（図４（ｂ））と、切り欠き１３の部分が照明光束３にかかり、光学部材１２が照明光束３に挿入されていない状態（図４（ａ））とを交互に切り替えることができる。よって、光学部材１２の平行平板の傾斜角度θ（図４（ｂ））を、図３（ｃ）と同様に全反射照明のための領域３１に照明光束３を入射させることができる角度に設定しておくことにより、図４（ａ）の状態では落射照明、図４（ｂ）の状態では全反射照明を行うことができる。よって、光学部材１２を回転駆動部１９により回転させることにより、落射照明と全反射照明とを交互に切り替えることができる。また、回転駆動部１９が回転速度を調整することにより、落射照明と全反射照明とを所望の速度で高速に切り替え可能である。
【００４０】
光学部材１２の回転速度と撮像装置１８の撮像のタイミングを調節するために、回転制御部１９と撮像装置１８には、制御部２０が接続されている。制御部２０は、回転制御部１９に光学部材１２の１８０°の回転を指示することにより、落射照明と全反射照明とを切替える。また、制御部２０が、撮像装置１８の撮像速度に同期させて、光学部材１２を高速で連続的に回転させることにより、落射照明による試料の全体の蛍光像と、全反射照明によるガラス板６近傍の蛍光像とを、交互に（例えば１フレームごとに）撮像装置で連続撮像することができる。したがって、撮像後に、落射照明による蛍光像画像と、全反射照明による蛍光像画像とを分離する編集を行うことにより、生きた細胞が試料である場合等に、ほぼ同一瞬間の試料の蛍光像として、落射照明による全体像画像と全反射照明による局所的な画像とをそれぞれ取得できる。よって、試料の変化を２種類の照明方法により観察することができる。
【００４１】
なお、第２の実施の形態の顕微鏡において、図４（ａ）〜（ｃ）、図５以外の部分の構成は、第１の実施の形態の顕微鏡と同様であるので説明を省略する。
【００４２】
また、第３の実施の形態の顕微鏡として、図６に示したように、第１の実施の形態の平行平板１１の代わりに方解石１６を用いるものを説明する。方解石１６を用いることにより、同一照明光源からの照明光束３の垂直及び水平の偏光成分を分離し、光路を変えることができる。よって、一方の偏光成分の照明光束３ａ対物レンズ４の光軸に沿って入射させ、他方の偏光成分の照明光束３ｂを対物レンズ４の全反射照明のための入射領域３１に入射させることにより、落射照明と全反射照明の２種類の照明方法で、同時に試料溶液７を照明することができる。
【００４３】
このとき、ダイクロイックミラー８と撮像装置１８との間には、２種類の照明方法による蛍光像を偏光成分ごとに分離するために偏光ビームスプリッタ１７を挿入する。これにより、全反射照明による蛍光像と、落射照明による蛍光像とを分離することができる。分離された２種類の蛍光像は、それぞれ撮像装置１８により撮像する。
【００４４】
第３の実施の形態の顕微鏡は、生きた細胞が試料である場合等に、同一瞬間の試料の蛍光像を、落射照明と全反射照明という２種類の照明方法により同時に観察することができる。２種類の蛍光像は、偏光ビームスプリッタ１７を挿入されているため、直接の反射光による背景光が抑制され、高感度な像が得られる。
【００４５】
なお、第３の実施の形態の顕微鏡において、図６以外の部分の構成は、第１の実施の形態の顕微鏡と同様であるので説明を省略する。
【００４６】
また、第３の実施の形態の顕微鏡では、複屈折性を有する他の種類の結晶を、方解石の代わりに用いることが可能である。
【００４７】
上述してきた第１〜第３の実施の形態の顕微鏡は、平行平板１１、光学部材１２、方解石１６という透明部材に照明光束３を透過させ、光路をずらすという簡単な構成で、落射照明と全反射照明とを切り替えることができる。しかも、２種類の照明方法の切替を、第１の実施の形態では手動で精度良く行うことができ、第２の実施の形態では高速切り替えが可能であり、第３の実施の形態では、２種類の照明方法による同時観察が可能である。いずれの場合も、全反射照明のための入射領域３１に精度良く照明光束を入射させることができるため、全反射照明時に、高いＳ／Ｎ（像が明るく背景が暗い）の像が得られ、蛍光色素分子の高感度観察が可能となる。
【００４８】
また、上述の第１の実施の形態は、蛍光顕微鏡と原子間力顕微鏡とを搭載した顕微鏡を示したが、原子間力顕微鏡に代えて、トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）、フォトンＳＴＭ（ＮＳＯＭ）を搭載することも可能である。また、蛍光顕微鏡に限らず、レーザ顕微鏡等にも本発明は有効である。
【００４９】
【発明の効果】
上述してきたように、本発明によれば、簡便に落射照明と全反射照明方法とを切り替えることができる顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来の落射照明の原理を示す説明図である。
【図２】図２は、従来の全反射照明の原理を示す説明図である。
【図３】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の実施の形態の顕微鏡の落射照明と全反射照明の切り替え方法の原理を示す説明図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第２の実施の形態の顕微鏡の部分的な構成と、落射照明の状態を示す説明図であり、図４（ｂ）は、第２の実施の形態の顕微鏡の全反射照明の状態を示す説明図であり、図４（ｃ）は、第２の実施の形態の顕微鏡の光学部材１２の形状を示す上面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態の顕微鏡の部分的な構成を示す説明図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施の形態の顕微鏡の部分的な構成を示す説明図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態の顕微鏡において、平行平板１１の屈折率、厚さ、傾斜角と、照明光束３のずれ量ｔとの関係を示す説明図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態の顕微鏡の側面図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態の顕微鏡の部分的な構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１：照射光源２：投影管（レンズ群）３：照射光
４：対物レンズ
５：オイル６：ガラス板７：試料溶液８：ダイクロイックミラー
９：蛍光１０：エバネッセント光１１：平行平板
１２：光学部材
１５：回転軸１６：方解石
１７：偏光ビームスプリッター１８：撮像装置１９：回転駆動部
２０：制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a microscope having an illumination method switching mechanism, and more particularly to a microscope having an epi-illumination and total reflection illumination switching mechanism.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for illuminating a microscope, particularly a fluorescent microscope, general epi-illumination and total reflection illumination using evanescent light are known.
[0003]
In the epi-illumination method, as shown in FIG. 1, the illumination light 3 from the light source (mercury lamp or laser) 1 is reflected by the dichroic mirror 8 through the projection tube (lens group) 2 and is reflected at the center of the objective lens 4. This is a method of irradiating the sample in the sample solution 7 by being incident. The fluorescence 9 from the sample passes through the objective lens 4, passes through the dichroic mirror 8, and enters an imaging optical system (not shown).
[0004]
On the other hand, in the total reflection illumination, as shown in FIG. 2, the illumination light 3 is totally reflected by a glass plate 6 such as a cover glass or a slide glass in contact with the sample solution 7 and oozes out about 100 nm from the glass surface to the sample solution side. In this method, a sample near the glass plate 6 is locally illuminated using evanescent light 10. In order to make the illumination light 3 enter the glass plate 6 under the condition of total reflection, the objective lens 4 is used as shown in FIG. 2 and the space between the objective lens 4 and the glass plate 6 is filled with oil 5. Then, using the objective lens 4 having a predetermined numerical aperture (NA), the illumination light is incident on a position shifted from the center of the objective lens 4 to irradiate the glass plate 6 with the illumination light 3 under the total reflection condition.
[0005]
The epi-illumination has a feature that the entire sample can be observed, and the total reflection illumination has a local area where illumination can be performed, but background noise (scattered light, etc.) is extremely low. For example, the fluorescent dye 1 It is also effective for observations like molecules. Thus, it has been proposed to combine epi-illumination and total reflection illumination to perform overall image observation and local observation on the same sample. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-159922, the illumination light is incident on the pupil of the objective lens by translating a mirror corresponding to the dichroic mirror 8 in FIG. 1 in a direction perpendicular to the optical axis of the illumination light 3. A structure that changes the position and easily switches between epi-illumination and total reflection illumination is disclosed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-159922, in order to switch between epi-illumination and total reflection illumination, the mirror is translated in the above direction, and the position where the illumination light enters the pupil of the objective lens is changed. However, in order to suppress the scattering of the illumination light in the objective lens and generate total reflection, it is necessary to adjust the incident position of the illumination light in units of several tens of μm. However, fine adjustment in units of several tens of μm is difficult by controlling the linear movement of the mirror in parallel.
[0007]
An object of the present invention is to provide a microscope that can easily switch between epi-illumination and total reflection illumination methods.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is Ru Kotonia to achieve the above object.
[0009]
Therefore, the present invention provides the following microscope .
[0010]
The present invention provides a microscope having changing means for changing the incident position of the illumination light beam on the objective lens in order to switch the illumination method of the sample, wherein the changing means includes a transparent member that changes the optical path by refraction of the illumination light beam. The transparent member is inserted into an optical path of the illumination light beam, and the transparent member is a partially cut-out rotating body, and the inserting means includes the transparent member of the rotating body. A microscope characterized by being means for rotating about a rotation axis.
[0011]
According to the above configuration, by rotating the transparent member, the state in which the transparent member is inserted into the illumination light beam and the state in which the cutout portion is applied to the illumination light beam and the transparent member is not inserted in the illumination light beam are alternated. You can switch to
[0012]
Therefore, a microscope capable of alternately switching between epi-illumination and total reflection illumination can be provided.
[0013]
The present invention provides the following microscope.
[0014]
The invention according to claim 1, wherein the insertion unit is a rotation driving unit that rotates the transparent member, and the rotation driving unit is capable of adjusting a rotation speed of the transparent member. Provide a microscope.
[0015]
And according to the said structure, it becomes possible to switch between epi-illumination and total reflection illumination at a desired speed.
[0016]
Further, according to the present invention, there is provided a switching device for switching a microscope illumination method as described below.
[0017]
That is, in order to switch the illumination method of the microscope, it has a changing means for changing the incident position of the illumination light beam to the objective lens,
The changing means includes a transparent member that transmits the illumination light beam and changes an optical path by refraction of the illumination light beam, and an insertion means that inserts the transparent member into the optical path of the illumination light beam,
The transparent member is a rotating body with a part cut away, and the insertion means is a means for rotating the transparent member of the rotating body around a rotation axis. .
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described.
[0019]
First, the basic principle of the method of switching between epi-illumination and total reflection illumination according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 (a), 3 (b), and 3 (c). In the present embodiment, the illumination light beam is incident on the transparent member, and the illumination light beam is refracted by the transparent member to change the optical path of the illumination light beam, and the illumination method is switched by changing the position where the illumination light beam is incident on the objective lens. Here, a glass parallel plate is used as the transparent member, and the optical path of the illumination light beam is switched by inclining the parallel plate with respect to the light beam.
[0020]
As the illumination light beam 3, a parallel light beam having a small light beam diameter is used. The diameter of the illumination light beam 3 is a width of a region 31 (see FIG. 3C), which is obtained in advance for the objective lens 4 to be used and in which the pupil of the objective lens 4 is irradiated with illumination light to perform total reflection illumination. Or less. For example, a laser beam or a beam obtained by narrowing a beam emitted from a mercury lamp or an LED light source by a diaphragm or the like is used.
[0021]
This light beam is incident on the parallel plate 11 as shown in FIGS. 3 (a), 3 (b), and 3 (c). The illumination light beam 3 transmitted through the parallel plate 11 is reflected by the dichroic mirror 8, is incident on the objective lens 4, and is irradiated on the sample in the sample solution 7. The dichroic mirror 8 is disposed at a position where the illumination light beam 3 incident perpendicularly to the parallel plate 11 enters the center of the objective lens 4 along the optical axis of the objective lens 4 as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 3A, by arranging the parallel plate 11 so that the illumination light beam 3 is perpendicularly incident, the illumination light beam 3 travels straight without being refracted by the parallel plate 11. The sample can be illuminated. The illumination light 3 is transmitted through the glass plate 6 in contact with the sample solution 7 and the sample solution 7, and the fluorescence emitted by the sample existing in the transmission region passes through the objective lens 4, passes through the dichroic mirror 8, and is not transmitted. The light enters the imaging optical system shown in the figure to form an image. Thereby, for example, in the case of a fluorescence microscope, it is possible to observe a fluorescence image of the whole sample illuminated by epi-illumination.
[0022]
Next, when the parallel plate 11 is tilted with respect to the light beam as shown in FIG. 3B, the illumination light beam 3 is refracted when it enters the parallel plate 11 and when it exits the parallel plate 11, so that the parallel plate 11 is refracted. The illumination light beam 3 emitted from 11 is shifted in parallel with the illumination light beam 3 before incidence by a shift amount t. As shown in FIG. 7, the displacement amount t increases as the inclination angle θ of the parallel plate 11 increases. Therefore, as the inclination angle θ of the parallel plate 11 increases, the incident position of the illumination light beam 3 on the pupil of the objective lens 4 moves away from the optical axis of the objective lens 4. Thereby, the illumination light beam 3 can be moved to the incident area 31 for the total reflection illumination of the pupil of the objective lens 4. The illumination light beam 3 incident on the incident region 31 for total reflection illumination is incident on the glass plate 6 in contact with the sample solution 7 at an incident angle at which total reflection is performed. The illumination light 3 is totally reflected on the surface of the glass plate 6 in contact with the sample solution 7, and the sample solution 7 is illuminated with evanescent light that oozes out toward the sample solution 7 during the total reflection. Thus, the incident position of the illumination light on the objective lens 4 can be easily adjusted by adjusting the inclination angle of the parallel plate 11.
[0023]
For example, in the case of a fluorescence microscope, fluorescence emitted from a sample that exists in a region (depth of several tens to several hundreds of nanometers) reached by evanescent light passes through the objective lens 4 and passes through the dichroic mirror 8, and is not shown. To form an image. Accordingly, it is possible to observe only a sample of a fluorescent image existing in an extremely shallow region where evanescent light, which is illumination light with weaker light intensity than before, has reached, and local observation is possible. Further, since the light intensity of the illumination light of the present invention is small, it is possible to prevent the sample from being deteriorated.
[0024]
In order to execute total reflection illumination on the pupil of the objective lens 4, the width of the incident region 31 of the illumination light 3 is 383 μm (about 400 μm) when a 60 × numerical aperture of 1.45 is used as the objective lens 4. Become. Further, in the case of 100 times the numerical aperture 1.45, it is 230 μm (about 200 μm). Further, the distance from the optical axis of the objective lens 4 to the incident region 31 is several mm. In order to align and enter the illumination light 3 into such a narrow region 31 with high accuracy, it is necessary to control and move the illumination light beam 3 on the order of several tens of μm. As shown in FIG. 7, when the parallel flat plate 11 having a refractive index of 1.514 and a thickness of 10 mm is used, the parallel flat plate 11 is inclined by 1 ° in order to move 50 μm. Considering that a knob with a diameter of 30 mm is attached to the parallel plate 11 and rotated manually, the movement distance in the circumferential direction of the knob is equivalent to about 0.25 mm, which is an amount that can be sufficiently adjusted by a human hand. Yes, it can be manually aligned. Further, since the illumination light beam can be moved about 3 mm by inclining the parallel plate 11 by 45 degrees, from the incident position of the epi-illumination at the center of the optical axis of the pupil of the objective lens 4 to the incident area 31 of the total reflection illumination. It can be moved by turning the knob. Therefore, when the type of the objective lens 4 is changed, the knob is rotated to incline the parallel plate 11, and the illumination light beam 3 is moved to the incident area 31 of the total reflection illumination in FIG. The knob movable range is limited by a mechanism (not shown) so that the knob does not rotate any more, and the knob is rotated to the full movable range, thereby causing the total reflection in FIG. 3C from the position of the epi-illumination in FIG. The illumination light beam 3 can be moved to the illumination position, and the illumination method can be easily switched.
[0025]
On the other hand, when the incident position of the illumination light beam 3 is changed by moving the dichroic mirror 8 in parallel as in the prior art, the movement amount of the dichroic mirror 8 is 1: 1 with respect to the movement amount of the illumination light beam 3. It is necessary to move with. For example, when the 50 μm illumination light beam 3 is moved in order to align the illumination light beam 3 with the region 31, the dichroic mirror 8 is moved by 50 μm. Since it is difficult to manually adjust the movement of 50 μm, it is necessary to use a mechanism such as a gear or to electrically move a step motor or the like, and it is as simple as the above-described embodiment. It is difficult to make a simple configuration. Further, when gears are used, misalignment between gears is likely to occur. However, according to the present invention, fine adjustment is possible without using gears, and thus accurate adjustment is possible.
[0026]
In addition, as the parallel plate 11 of this Embodiment, according to the pupil diameter of the objective lens 4 to be used, the total reflection of FIG. 3C from the epi-illumination of FIG. The refractive index and the thickness are such that a deviation amount t of the illumination light beam 3 for switching to illumination can be obtained. Desirably, the deviation amount t with respect to the inclination angle manually aligns the illumination light beam 3 with respect to the region 31. Use the amount that can be. An example of the relationship between the inclination angle of the parallel plate 11 and the amount of deviation t of the illumination light beam 3 is shown in FIG. 7 for each refractive index and thickness of the parallel plate 11.
[0027]
Further, it is preferable to use an objective lens 4 having a numerical aperture (NA) that satisfies the following formula.
NA> n
NA: Numerical aperture of objective lens 4 n: Refractive index of medium between objective lens 4 and glass plate 6 In FIG. 3, oil immersion between the objective lens 4 and the glass plate 6 is filled with oil 5. Yes. Therefore, n is the refractive index of the oil 5.
[0028]
Next, the microscope of the present embodiment will be specifically described.
[0029]
As shown in FIG. 8, the microscope according to the first embodiment includes an illumination light source 1, a stage 82 on which a sample is mounted, an objective lens 4 disposed below the stage 82, a base 83, an eyepiece unit 84, and imaging. It has a device 18. Inside the base 83, a projection tube (lens group) 61, a parallel plate 91, a parallel plate 11, a dichroic mirror 8, and an imaging optical system 62 are arranged in this order along the optical axis of the light source 1 as shown in FIG. ing. The illumination light source 1 is a light source that emits excitation light having a predetermined wavelength as an illumination light beam 3. Therefore, these constitute a fluorescence microscope for observing the fluorescence image of the sample.
[0030]
An atomic force microscope 81 is disposed above the stage 82. Therefore, the microscope shown in FIG. 8 has a structure capable of acquiring an atomic force microscope image of a microscopic region from the upper side of the sample while observing the fluorescent image from the lower side of the sample.
[0031]
The dichroic mirror 8 and the objective lens 4 are arranged so as to have the positional relationship shown in FIG. Further, the parallel plate 11 is rotated around the x-axis of FIG. 9 by rotating a knob 86 disposed outside the base 83, whereby the parallel plates 11 are converted into FIGS. 3A, 3 </ b> B, and 3 </ b> C. Based on the principle already explained using, the illumination light beam 3 from the illumination light source 1 can be translated to switch between epi-illumination and total reflection illumination.
[0032]
In addition, the parallel plate 91 is configured by combining gears and the like so as to rotate around a y-axis orthogonal to the x-axis by rotating a knob 85 disposed outside the base 83. Therefore, by rotating the knob 85, the parallel plate 91 is inclined with respect to the illumination light beam 3, and the direction of the inclination is orthogonal to the direction in which the parallel plate 11 is inclined. Therefore, by tilting the parallel plate 91, the position where the illumination light beam 3 enters the pupil of the objective lens 4 can be moved, and the moving direction is orthogonal to the moving direction when the parallel plate 11 is tilted. Therefore, when the objective lens 4 is replaced with another type, the position where the illumination light beam 3 is incident on the pupil of the objective lens 4 in the state of epi-illumination (FIG. 3A) is the light of the objective lens 4. When it deviates from an axis | shaft, the parallel plate 11 and the parallel plate 91 can be inclined, respectively, and the adjustment which aligns an incident position and corresponds with an optical axis can be performed. In this way, by aligning the illumination light beam 3 with the optical axis of the objective lens 4 in the state of epi-illumination, the illumination light beam 3 is changed over the entire pupil of the objective lens 4 when switching to total reflection illumination. The light can enter the incident area 31 for reflected illumination with high accuracy. Therefore, it is possible to perform observation with total reflection illumination with high accuracy.
[0033]
This alignment adjustment can be easily performed by arranging a dye solution as the sample solution 7, observing the fluorescence emitted by the dye, and confirming the trajectory of the illumination light beam 3. For example, with the parallel plate 11 in the state of epi-illumination in FIG. 3A, the trajectory (illumination line) of the illumination light beam 3 in the dye solution is confirmed, and this is positioned at the center of the field of view of the objective lens 4. In addition, the method of adjusting the inclination angle of the parallel plate 11 and the parallel plate 91, or the state where the parallel plate 11 is inclined and the state shown in FIG. A method of inclining the parallel plate 91 so as to pass through the center (optical axis) of the four visual fields can be used.
[0034]
The operation of each part when observing the sample solution 7 in the microscopes of FIGS. 8 and 9 will be described.
[0035]
The illumination light beam 3 emitted from the illumination light source 1 passes through the projection tube (lens group) 61, passes through the parallel plate 91 and the parallel plate 11, is reflected by the dichroic mirror 8, and enters the objective lens 4. At this time, when the sample solution 7 is illuminated by epi-illumination, the parallel plate 11 is in the state shown in FIG. 3A and the illumination light beam 3 is incident on the optical axis of the objective lens 4. As a result, the illumination light beam 3 collected by the objective lens 4 passes through the oil 5 and enters the glass plate 6, and passes through the glass plate 6 and the sample solution 7. The fluorescence emitted from the sample existing in the transmission region passes through the objective lens 4, passes through the dichroic mirror 8, enters the imaging optical system 62, and forms an image. The formed fluorescent image is picked up by the image pickup device 18 or observed through the eyepiece unit 84. Thereby, the fluorescence image of the whole sample illuminated by epi-illumination can be observed.
[0036]
On the other hand, when illuminating the sample solution 7 with total reflection illumination, the knob 86 is rotated to incline the parallel plate 11 to the state shown in FIG. Is incident. As a result, the illumination light beam 3 is incident on the glass plate 6 at an incident angle at which it is totally reflected, and evanescent light that oozes out from the glass plate 6 during total reflection is generated. The evanescent set oozes out toward the sample solution 7. A very narrow area is illuminated in the main optical plane direction. Further, the depth at which the evanescent light reaches is extremely shallow, about several tens to several hundreds of nanometers from the interface between the sample solution 7 and the glass plate 6 to the sample solution side, and only the sample existing at this depth from the glass plate 6 is illuminated. Is done. The fluorescence emitted from the sample passes through the objective lens 4, passes through the dichroic mirror 8, and enters an imaging optical system (not shown) to form an image. The formed fluorescent image is picked up by the image pickup device 18 or observed through the eyepiece unit 84. Thereby, it is possible to observe an extremely narrow and shallow fluorescent image of the sample that has been totally reflected and illuminated. Thereby, it is also possible to observe a fluorescent molecule per molecule.
[0037]
In addition, the surface image of the micro area of the sample in the sample solution 7 can be acquired by the atomic force microscope above the stage 82 while performing epi-illumination or total reflection illumination from the lower side of the sample solution. For this reason, since it is possible to easily observe a minute region with a plurality of types of observation methods at the same point in time for the same sample, it is effective for observing a sample that changes with time from various angles.
[0038]
In the above-described first embodiment, as shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C, the parallel plate 11 is always inserted in the optical path of the illumination light beam 3, and the inclination angle of the parallel plate 11 is changed. Thus, the configuration is such that the epi-illumination and the total reflection illumination are switched, but the state of FIG. 3A is the same as the state where the parallel plate 11 is not inserted. Therefore, in the microscope according to the second embodiment, as shown in FIGS. 4 (a), (b), (c) and FIG. 6, a parallel plate is inclined at a predetermined angle to form a ring shape (karakasa shape). By rotating the optical member 12 that is cut out, the epi-illumination and the total reflection illumination are switched to the luminous flux.
[0039]
The optical member 12 is obtained by cutting a parallel flat plate that is inclined at a predetermined angle into a ring shape (karakasa shape) by 180 °. As shown in FIGS. 4A and 5, the optical member 12 is rotated about the central axis 15 of the optical member 12 so that the optical member 12 is inserted into the illumination light beam 3 (FIG. 4B). )) And the state where the notch 13 is applied to the illumination light beam 3 and the optical member 12 is not inserted into the illumination light beam 3 (FIG. 4A) can be switched alternately. Therefore, the inclination angle θ (FIG. 4B) of the parallel plate of the optical member 12 is set to an angle at which the illumination light beam 3 can be incident on the region 31 for total reflection illumination as in FIG. 3C. By doing so, epi-illumination can be performed in the state of FIG. 4A, and total reflection illumination can be performed in the state of FIG. 4B. Therefore, the epi-illumination and the total reflection illumination can be switched alternately by rotating the optical member 12 by the rotation drive unit 19. In addition, the rotation drive unit 19 can adjust the rotation speed to switch between the epi-illumination and the total reflection illumination at a desired speed.
[0040]
A control unit 20 is connected to the rotation control unit 19 and the imaging device 18 in order to adjust the rotation speed of the optical member 12 and the imaging timing of the imaging device 18. The control unit 20 switches the epi-illumination and total reflection illumination by instructing the rotation control unit 19 to rotate the optical member 12 by 180 °. Further, the control unit 20 synchronizes with the imaging speed of the imaging device 18 to continuously rotate the optical member 12 at a high speed, whereby the entire fluorescent image of the sample by epi-illumination and the glass plate 6 by total reflection illumination. The adjacent fluorescent images can be continuously captured by the imaging device alternately (for example, every frame). Therefore, after imaging, the fluorescence image image by epi-illumination and the fluorescence image image by total reflection illumination are edited so that when the living cell is a sample, the fluorescence image of the sample at almost the same moment The whole image by epi-illumination and the local image by total reflection illumination can be acquired. Therefore, the change of the sample can be observed by two kinds of illumination methods.
[0041]
In the microscope according to the second embodiment, the configuration of parts other than those shown in FIGS. 4A to 4C and FIG. 5 is the same as that of the microscope according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0042]
Further, as a microscope according to the third embodiment, as shown in FIG. 6, a microscope using calcite 16 instead of the parallel plate 11 according to the first embodiment will be described. By using the calcite 16, the vertical and horizontal polarization components of the illumination light beam 3 from the same illumination light source can be separated and the optical path can be changed. Therefore, by making the illumination light beam 3a of one polarization component enter along the optical axis of the objective lens 4, and making the illumination light beam 3b of the other polarization component enter the incident region 31 for total reflection illumination of the objective lens 4, The sample solution 7 can be illuminated simultaneously by two types of illumination methods, epi-illumination and total reflection illumination.
[0043]
At this time, a polarization beam splitter 17 is inserted between the dichroic mirror 8 and the imaging device 18 in order to separate fluorescent images obtained by two types of illumination methods for each polarization component. Thereby, the fluorescence image by total reflection illumination and the fluorescence image by epi-illumination can be separated. The two types of separated fluorescent images are each picked up by the image pickup device 18.
[0044]
The microscope of the third embodiment can simultaneously observe a fluorescent image of a sample at the same moment by two types of illumination methods, epi-illumination and total reflection illumination, when a living cell is a sample. Since the two types of fluorescent images have the polarization beam splitter 17 inserted, background light due to direct reflected light is suppressed, and a highly sensitive image can be obtained.
[0045]
Note that, in the microscope according to the third embodiment, the configuration of parts other than FIG. 6 is the same as that of the microscope according to the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
[0046]
In the microscope according to the third embodiment, other types of crystals having birefringence can be used instead of calcite.
[0047]
The microscopes of the first to third embodiments described above have a simple configuration in which the illumination light beam 3 is transmitted through transparent members such as the parallel plate 11, the optical member 12, and the calcite 16, and the optical path is shifted. It is possible to switch between reflected illumination. In addition, switching between the two types of illumination methods can be performed manually and accurately in the first embodiment, high-speed switching is possible in the second embodiment, and 2 in the third embodiment. Simultaneous observation with various types of illumination methods is possible. In any case, since the illumination light beam can be accurately incident on the incident region 31 for total reflection illumination, an image having a high S / N (the image is bright and the background is dark) can be obtained during total reflection illumination. High-sensitivity observation of fluorescent dye molecules becomes possible.
[0048]
Moreover, although the above-mentioned 1st Embodiment showed the microscope which mounted the fluorescence microscope and the atomic force microscope, it replaced with an atomic force microscope and mounted a tunnel microscope (STM) and photon STM (NSOM). It is also possible to do. Further, the present invention is effective not only for a fluorescence microscope but also for a laser microscope or the like.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a microscope that can easily switch between the epi-illumination and the total reflection illumination method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the principle of conventional epi-illumination.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the principle of conventional total reflection illumination.
FIGS. 3A, 3B, and 3C are explanatory views showing the principle of a method for switching between epi-illumination and total reflection illumination of a microscope according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4A is an explanatory diagram showing a partial configuration of a microscope according to a second embodiment of the present invention and a state of epi-illumination, and FIG. It is explanatory drawing which shows the state of the total reflection illumination of the microscope of embodiment, FIG.4 (c) is a top view which shows the shape of the optical member 12 of the microscope of 2nd Embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a partial configuration of a microscope according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a partial configuration of a microscope according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a refractive index, a thickness, and an inclination angle of a parallel plate 11 and a deviation amount t of an illumination light beam 3 in the microscope according to the first embodiment of the present invention. is there.
FIG. 8 is a side view of the microscope according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a partial configuration of the microscope according to the first embodiment of this invention.
[Explanation of symbols]
1: Irradiation light source 2: Projection tube (lens group) 3: Irradiation light 4: Objective lens 5: Oil 6: Glass plate 7: Sample solution 8: Dichroic mirror 9: Fluorescence 10: Evanescent light 11: Parallel plate 12: Optical member 15: Rotating shaft 16: Calcite 17: Polarizing beam splitter 18: Imaging device 19: Rotation drive unit 20: Control unit

Claims

試料の照明方法を切り替えるために、対物レンズへの照明光束の入射位置を変更する変更手段を有する顕微鏡において、
前記変更手段は、照明光束の屈折により光路を変更する透明部材を含み、前記透明部材を前記照明光束の光路中に挿入する挿入手段を有し、
前記透明部材は、一部が切り欠かれた回転体であり、
前記挿入手段は、前記回転体の前記透明部材を回転軸を中心に回転させる手段であることを特徴とする顕微鏡。In order to switch the illumination method of the sample, in a microscope having a changing means for changing the incident position of the illumination light beam to the objective lens,
The changing means, seen including a transparent member for changing the optical path by refraction of the illumination light beam, an insertion means for inserting the transparent member into the optical path of the illumination light flux,
The transparent member is a rotating body with a part cut away,
The microscope according to claim 1, wherein the insertion means is means for rotating the transparent member of the rotating body around a rotation axis .

前記挿入手段は、前記透明部材を回転させる回転駆動部であり、前記回転駆動部は前記透明部材の回転速度を調整することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。The microscope according to claim 1, wherein the insertion unit is a rotation driving unit that rotates the transparent member, and the rotation driving unit is capable of adjusting a rotation speed of the transparent member.

顕微鏡の照明方法を切り替えるために、対物レンズへの照明光束の入射位置を変更する変更手段を有し、
前記変更手段は、前記照明光束を透過させ、該照明光束の屈折により光路を変更する透明部材と、前記透明部材を前記照明光束の光路中に挿入する挿入手段とを含み、
前記透明部材は、一部が切り欠かれた回転体であり、前記挿入手段は、前記回転体の前記透明部材を回転軸を中心に回転させる手段であることを特徴とする照明切替装置。In order to switch the illumination method of the microscope, it has changing means for changing the incident position of the illumination light beam to the objective lens,
The changing means includes a transparent member that transmits the illumination light beam and changes an optical path by refraction of the illumination light beam, and an insertion means that inserts the transparent member into the optical path of the illumination light beam,
2. The illumination switching device according to claim 1, wherein the transparent member is a rotating body with a part cut away, and the insertion means is means for rotating the transparent member of the rotating body around a rotation axis.