JP4464654B2 - 顕微鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の観察法を光学素子の切換えにより可能にした顕微鏡装置に関するものである。

従来、顕微鏡装置として、光源からの励起光を対物レンズにより標本に集光し、標本より発せられる蛍光を対物レンズを介して結像レンズにより集光するとともに、鏡筒内に配置されるプリズムによって接眼レンズ側に偏向させ、この接眼レンズにより蛍光像を目視観察可能にした蛍光顕微鏡が知られている。

また、このような蛍光顕微鏡には、鏡筒の上方に、鏡筒内のプリズムを透過した蛍光を撮像するＣＣＤカメラなどの撮像装置を取付けるための撮像装置取付け部を設けたものもある。

一方、最近になって、標本に対して点光源からの光を２次元走査し、標本からの光を回転ディスクに設けたピンホールあるいはスリットを介して検出する共焦点走査型顕微鏡が注目されているが、このような顕微鏡の回転ディスクを備えた共焦点装置を、上述した蛍光顕微鏡の鏡筒に設けられる撮像装置取付け部に配置することにより、通常の蛍光顕微鏡に共焦点走査型顕微鏡の機能を付加するようにしたものも考えられている。

ところが、このように構成される顕微鏡装置は、一般的に鏡筒の上方に回転ディスクを備えた共焦点装置と撮像装置が重ねて配置されるため、装置全体の重心が高くなり、据え付けが不安定になってしまう。また、蛍光顕微鏡の鏡筒に設けられる撮像装置取付け部に共焦点装置を取り付けると、結像レンズの焦点位置にピンホールを配置しなければならないため、鏡筒に対する共焦点装置の相対的な位置関係も事実上制限される。

このため、鏡筒周辺は勿論、鏡筒と共焦点装置との間に他のアプリケーション装置を増設することが難しく、システムの拡張性が制限されるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、拡張性に優れ、さらに標本に対して不必要な光を当てないようにした顕微鏡装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、標本に近接配置される対物レンズと、該対物レンズを介して前記標本の光像を観察する観察手段とを有する顕微鏡本体と、前記顕微鏡本体側面に設けられ、光源と、少なくとも１個の撮像手段を有する投光管と、前記光源からの光を前記標本に反射し前記標本からの光を前記観察手段に透過する波長選択光学素子と前記光源からの光を前記標本に全反射する反射光学素子を選択的に光路に挿入する第１の光学素子切換え手段と、前記投光管内にあって、前記光源からの光を前記第１の光学素子切換え手段に反射し前記標本からの光を前記撮像手段に透過する波長選択光学素子と前記光源からの光を前記第１の光学素子切換え手段に全反射する反射光学素子を選択的に光路に挿入する第２の光学素子切換え手段と、前記光源からの光を遮光または減光する調光手段と、を具備し、前記第１および第２の光学素子切換え手段の前記反射光学素子が同時に光路に挿入されたとき、前記調光手段により前記光源の光を遮光または減光させることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記投光管は、前記光源からの光が集光され、且つ前記標本と共役の位置に複数の透孔を有する回転ディスクを挿脱可能に設けたことを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記投光管は、レーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ光を前記標本に２次元走査する２次元走査手段と、前記標本からの光を取り込む共焦点観察手段をさらに有することを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記第１および第２の光学素子切換え手段は、それぞれの前記反射光学素子が光路に挿入されたことを検出する第１および第２の位置検出手段を有し、これら第１および第２の位置検出手段が同時に光路に挿入される前記反射光学素子を検出すると、前記調光手段により前記光源
の光を遮光または減光させることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記調光手段に代えて、前記第２の光学素子切換え手段に前記反射光学素子と共に光路に挿入される紫外線カットフィルタを設けたことを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１および第２の光学素子切換え手段の前記反射光学素子が同時に光路に挿入されたとき、前記第１および第２の光学素子切換え手段のいずれか一方の反射光学素子を強制的に光路から退避させることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記調光手段は、シャッタまたはＮＤフィルタからなることを特徴としている。

本発明によれば、顕微鏡本体の側面に設けられた投光管に光源を始めとして、撮像手段、回転ディスクなどを設けるようにしたので、従来の顕微鏡本体の鏡筒上方に回転ディスクや撮像装置を重ねて配置したものと比べ、装置全体の重心を低くすることができ、顕微鏡装置を安定して据え付けることができる。また、投光管は、従来のように鏡筒に対する相対的な位置関係の制約を受けることなく、顕微鏡本体に対して取り付けることができるので、他のアプリケーション装置を増設することも容易で、装置の拡張性を高めることができる。

また、本発明によれば、顕微鏡本体内に設けられた第１の光学素子切換え手段と、投光管に設けられた第２の光学素子切換え手段とを各別に切換え、波長選択光学素子と反射光学素子の組合わせを選択することで、撮像手段による蛍光観察像の撮像や蛍光観察像の目視観察を可能としているが、第１および第２の光学素子切換え手段の切換え操作で、それぞれの反射光学素子が同時に光路に挿入されると、調光手段により光源の光を遮光または減光させて標本３に不必要な光を極力当てないようにしているので、光源の照明光に含まれる短波長の光により標本の蛍光が退色してしまうような不都合を確実に回避することができる。

さらに、本発明によれば、調光手段に代えて、第２の光学素子切換え手段に反射光学素子と共に光路に挿入される紫外線カットフィルタを設け、蛍光の退色に最も影響を及ぼす紫外線域の波長をカットするようにしているので、標本の蛍光の退色を軽減することができる。

さらにまた、本発明によれば、第１および第２の光学素子切換え手段の切換え操作で、それぞれの反射光学素子が同時に光路に挿入されると、いずれか一方の反射光学素子を強制的に光路から退避させるようにしているので、光源からの光を効果的に遮光することができ、標本の不要な退色を回避できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明を倒立型の顕微鏡装置に適用した例の概略構成を示している。図において、１は顕微鏡本体で、この顕微鏡本体１上には、ステージ２が配置されている。このステージ２上には標本３が載置されている。

顕微鏡本体１には、ステージ２上方に向け照明支柱４が設けられている。この照明支柱４は、先端部をほぼ直角に折り曲げられ、この先端部がステージ２面に対して水平方向に配置されている。

照明支柱４の先端部には、透過照明用の光源５が設けられている。この光源５には、ハロゲンランプや水銀ランプなどが用いられる。

また、照明支柱４の先端部には、コンデンサ６が設けられている。このコンデンサ６は、光源５の照明光路上に配置されており、光源５からの照明光を標本３の位置に集光するようになっている。

ステージ２の下方には、標本３に近接して対物レンズ７が配置されている。対物レンズ７は、倍率の異なる複数本（図面では１本のみを示している。）が図示しないレボルバーに保持され、このレボルバーの回転操作によって、選択的に観察光路ａ上に位置されるようになっている。

また、対物レンズ７は、図示しない焦準ハンドルの操作によりレボルバーとともに、観察光路ａに沿って上下動され、ステージ２との相対距離を変化させ、標本３のピント合わせを可能にしている
対物レンズ７下方の観察光路ａ上には、反射ミラー８が配置されている。反射ミラー８は、標本３を透過し対物レンズ７より拡大された光像を斜め上方向（水平に対し４５°の角度）に反射させるようにしている。そして、反射ミラー８で反射された光像は、リレー光学系９でリレーされ、観察鏡筒１０に取り付けられた観察手段としての接眼レンズ１１に入射し、観察者により目視観察されるようになっている。この場合、接眼レンズ１１を取り付けた観察鏡筒１０は、顕微鏡本体１の正面に配置されている。

顕微鏡本体１の側面、ここでは観察鏡筒１０が設けられる顕微鏡本体１正面と反対側になる背面に、投光管１２が設けられている。この場合、投光管１２は、顕微鏡本体１の背面に水平方向に突出して設けられている。

投光管１２内には、光源１３が設けられている。この光源１３は、キセノン又は水銀ランプなどが用いられる。光源１３から発せられる照明光の光路上には、コレクタレンズ１４および第２の光学素子切換え手段としてのキューブターレット１５が配置されている。このキューブターレット１５は、複数種類のキューブユニットを保持可能にしたもので、手動または自動により回転切換え可能な構成になっている。図示例では、２種類のキューブユニット１６、１７が装着され、このうちのキューブユニット１６がコレクタレンズ１４からの照明光の光路上に位置決めされているものとする。

この場合、キューブユニット１６には、波長選択光学素子としてのダイクロイックミラー１６ａが設けられている。ダイクロイックミラー１６ａは、一種の干渉フィルタで、短波長を反射し、長波長を透過するような特性を有しており、標本３を励起するための励起光波長を反射し、標本３が発する蛍光波長を透過させるようになっている。また、キューブユニット１７には、反射光学素子としての全反射ミラー１７ａが設けられている。全反射ミラー１７ａは、光源１３からの照明光の全てを反射するようになっている。

また、キューブターレット１５には、第１の位置検出手段１８として、マグネット１８ａと磁気センサー１８ｂが設けられている。これらマグネット１８ａと磁気センサー１８ｂは、キューブユニット１７の全反射ミラー１７ａが光路に挿入されたことを検出するものである。

キューブユニット１６のダイクロイックミラー１６ａ（コレクタレンズ１４からの光路上に位置決めされている）の反射光路には、回転ディスク１９および結像レンズ２０が配置されている。回転ディスク１９は、コレクタレンズ１４で集光された励起光の集光位置で、標本３と共役の位置でもある点Ｉ上に配置され、回転軸１９ａを中心に回転可能になっている。また、回転ディスク１９は、複数のピンホールあるいはスリットのような透孔（図示せず）が形成され、これら透孔を通過した励起光が結像レンズ２０に入射するようになっている。さらに、回転ディスク１９は、光路に対し挿脱自在になっている。図示例では、回転ディスク１９が光路から退避した状態になっている。結像レンズ２０は、像側テレセントリックになっていて、通過した光が平行光になるようにしている。

キューブユニット１６のダイクロイックミラー１６ａ（コレクタレンズ１４からの光路上に位置決めされている）の透過光路には、撮像光学系を構成する結像レンズ２１が配置されている。この結像レンズ２１の結像位置には、撮像手段としてのＣＣＤカメラ２２が配置されている。ＣＣＤカメラ２２には、結像レンズ２１を透過した標本３からの蛍光が導かれ撮像面２２ａに結像される。

結像レンズ２０からの光路上には、顕微鏡本体１内部の観察光路ａと交わる点に、第１の光学素子切換え手段としてのキューブターレット２３が配置されている。このキューブターレット２３は、複数種類のキューブユニットを保持可能にしたもので、手動または自動により回転切換え可能な構成になっている。図示例では、２種類のキューブユニット２４，２５が装着され、このうちのキューブユニット２４が結像レンズ２０からの光路と観察光路ａとの交点に位置決めされているものとする。この場合、キューブユニット２４には、反射光学素子としての全反射ミラー２４ａが設けられている。全反射ミラー２４ａは、結像レンズ２０からの光の全てを対物レンズ７側に反射するようになっている。また、キューブユニット２５には、波長選択光学素子としてのダイクロイックミラー２５ａが設けられている。ダイクロイックミラー２５ａは、短波長を反射し、長波長を透過するような特性を有しており、標本３を励起するための励起光波長を反射し、標本３が発する蛍光波長を透過して、上述した反射ミラー８を介して接眼レンズ１１に導くようにしている。

キューブターレット２３には、第２の位置検出手段２６として、マグネット２６ａと磁気センサー２６ｂが設けられている。これらマグネット２６ａと磁気センサー２６ｂは、キューブユニット２４の全反射ミラー２４ａが光路に挿入されたことを検出するものである。

投光管１２内の光源１３の前面には、調光手段としてのシャッタ２７が設けられている。シャッタ２７は、光源１３からの照明光の光路に対し、挿脱可能で、必要に応じて照明光を遮光できるようになっている。シャッタ２７には、駆動制御部２８が接続されている。この駆動制御部２８は、第１の位置検出手段１８の磁気センサー１８ｂと第２の位置検出手段２６の磁気センサー２６ｂが同時に、光路中に挿入される全反射ミラー１７ａと２４ａを検出し、それぞれ出力を発生すると、シャッタ２７を光路中に挿入して、光源１３からの照明光を遮光するようになっている。勿論、駆動制御部２８は、磁気センサー１８ｂまたは磁気センサー２６ｂのいずれか一方の検出出力が停止すれば、再びシャッタ２７を光路から回避するようになっている。

なお、第１および第２の位置検出手段１８、２６が、光路中に挿入される全反射ミラー１７ａと２４ａを同時に検出したときに、警報などを発して手動によりシャッタ２７を光路中に挿入するのを促すようにしてもよい。

次に、このように構成した実施の形態の作用を説明する。

まず、ＣＣＤカメラ２２を用いて蛍光観察像を撮像する場合を説明する。

この場合、図１に示すように、キューブターレット１５によりキューブユニット１６のダイクロイックミラー１６ａを光路に挿入し、また、キューブターレット２３によりキューブユニット２４の全反射ミラー２４ａを光路に挿入する。

この状態で、光源１３から発生された光は、コレクタレンズ１４を介してダイクロイックミラー１６ａに入射される。ダイクロイックミラー１６ａでは、標本３の蛍光試薬を励起するための励起光を反射する。ダイクロイックミラー１６ａで反射した励起光は、結像レンズ２０に導光され、平行光となって全反射ミラー２４ａにより折り返され、対物レンズ７を経て標本３に集光照射される。

標本３より蛍光が発せられると、このときの蛍光の波長は、ストークスシフトにより励起光の波長より長波長側にシフトされており、再び対物レンズ７を経て、全反射ミラー２４ａにより折り返され、結像レンズ２０に入射される。そして、図示点Ｉに標本３と共役な位置を作り、ダイクロイックミラー１６ａを透過して、結像レンズ２１を通ってＣＣＤカメラ２２の撮像面２２ａに結像され、蛍光観察像が撮像される。

この場合、標本３と共役な点Ｉに回転ディスク１９を挿入し、回転軸１９ａを中心に回転させるようにすれば、ＣＣＤカメラ２２による共焦点観察が可能となり、また、回転ディスク１９を光路から退避させるようにすれば、ＣＣＤカメラ２２による通常の蛍光観察ができる。また、キューブユニット１６を図示しない他のキューブユニットに交換して特性の異なるダイクロイックミラーを使用すれば、標本３の他の蛍光試薬にも対応することができる。

次に、接眼レンズ１１を用いて蛍光観察像を目視観察する場合を説明する。

この場合、図２（図１と同一部分には同符号を付している。）に示すように、キューブターレット１５によりキューブユニット１７の全反射ミラー１７ａを光路に挿入し、また、キューブターレット２３によりキューブユニット２５のダイクロイックミラー２５ａを光路に挿入する。

この状態で、光源１３から発生された光は、コレクタレンズ１４を介して全反射ミラー１７ａに入射し、すべて折り返され、結像レンズ２０を経てダイクロイックミラー２５ａに入射される。ダイクロイックミラー２５ａでは、標本３の蛍光試薬を励起するための励起光を反射する。ダイクロイックミラー２５ａで反射した励起光は、対物レンズ７を経て標本３に集光照射される。

標本３より蛍光が発せられると、このときの蛍光の波長は、ストークスシフトにより励起光の波長より長波長側にシフトされており、対物レンズ７を経て、ダイクロイックミラー２５ａに入射され、ダイクロイックミラー２５ａを透過して、反射ミラー８に入射する。そして、反射ミラー８で折り返され、リレー光学系９でリレーされ、観察鏡筒１０の接眼レンズ１１に入射し、観察者の目視による蛍光観察が可能となる。

この場合も、キューブユニット２５を図示しない他のキューブユニットに交換して特性の異なるダイクロイックミラーを使用すれば、標本３の他の蛍光試薬にも対応することもできる。

ところで、このような顕微鏡装置では、操作上の誤りにより、図３（図１と同一部分には同符号を付している。）に示すように、キューブターレット１５によりキューブユニット１７の全反射ミラー１７ａが光路に挿入された状態で、キューブターレット２３によりキューブユニット２４の全反射ミラー２４ａが光路に挿入されることがある。つまり、全反射ミラー１７ａと全反射ミラー２４ａが同時に光路上に設定されることがある。この状態では、何らの観察を行なうことができないにも関わらず、光源１３からの照明光がコレクタレンズ１４を介して全反射ミラー１７ａに入射し、すべて折り返され、結像レンズ２０を経て全反射ミラー２４ａに入射し、さらに、全反射ミラー２４ａでもすべて折り返され、対物レンズ７を経て標本３に集光照射される。つまり、この状況下では、光源１３からの照明光のすべてが標本３に照射されることとなり、照明光中の短波長の光により標本３の蛍光が急速に退色してしまう虞がある。

これに対し、第１の実施の形態では、キューブターレット１５によりキューブユニット１７の全反射ミラー１７ａが光路に挿入されると、第１の位置検出手段１８の磁気センサー１８ｂより出力が発生し、また、キューブターレット２３によりキューブユニット２４の全反射ミラー２４ａが光路に挿入されると、第２の位置検出手段２６の磁気センサー２６ｂより出力が発生する。そして、これら磁気センサー１８ｂ、２６ｂが同時に出力を発生したときに、駆動制御部２８によりシャッタ２７が光路中に挿入されることにより、光源１３からの照明光は遮光される。

その後、磁気センサー１８ｂまたは磁気センサー２６ｂのいずれか一方の出力が停止すれば、つまり、全反射ミラー１７ａまたは全反射ミラー２４ａのいずれか一方が光路から取り除かれれば、駆動制御部２８によりシャッタ２７は光路から回避される。

従って、このようにすれば、顕微鏡本体１の側面に設けられた投光管１２に、光源１３を始めとして、ＣＣＤカメラ２２、キューブユニット１６，１７を有するキューブターレット１５および回転ディスク１９を設けるようにできるので、従来の顕微鏡本体の鏡筒上方に回転ディスクを備えた共焦点装置や撮像装置を重ねて配置したものと比べ、装置全体の重心を低くすることができ、顕微鏡装置を安定して据え付けることができる。

また、投光管１２は、従来のように鏡筒に対する相対的な位置関係の制約を受けることなく、顕微鏡本体１に対して取り付けることができるので、他のアプリケーション装置を増設することも容易で、装置の拡張性を高めることができる。

さらに、投光管１２に設けられたキューブターレット１５と顕微鏡本体１に設けられたキューブターレット２３を切換え、ダイクロイックミラー１６ａと全反射ミラー２４ａの組合わせにより、ＣＣＤカメラ２２による蛍光観察像の撮像を可能とし、また、全反射ミラー１７ａとダイクロイックミラー２５ａの組合わせにより、蛍光観察像の目視観察を可能としているが、仮に、操作上の誤りにより、キューブターレット１５、２３の切換えにより全反射ミラー１７ａ、２４ａを同時に選択されるような不要な組み合わせが生じると、これら全反射ミラー１７ａ、２４ａを検出する第１の位置検出手段１８および第２の位置検出手段２６の出力に応じてシャッタ２７が光路に挿入され、光源１３からの照明光を遮光するようにしたので、光源１３の照明光に含まれる短波長の光により標本３の蛍光が退色してしまうような不都合を確実に回避することができる。

なお、上述した実施の形態では、シャッタ２７を用いて照明光を遮光したが、回転ディスク１９を光路に挿脱させることで光源１３からの照明光は遮光させるようにしてもよく、あるいはＮＤフィルタなどの減光手段でも代用ができる。また、キューブターレット１５、２３が電動駆動方式のものである場合は、片方が全反射ミラーに設定されているときに、もう片方を全反射ミラーに設定する操作をした場合は、（ａ）動作を行わない。（ｂ）先に光路に入っている全反射ミラーを光路から退避させてから、後の全反射ミラーを光路に挿入するような動作を行なう。（ｃ）光路にシャッタ２７を挿入してから後の全反射ミラーを光路に挿入する。のような制御をおこなうことで照明光を効果的に遮光することができ、標本３の不要な退色を回避できる。

（変形例）
次に、第１の実施の形態の変形例を図４により説明する。なお、図４は、図１と同一部分には、同符号を付している。

この場合、キューブターレット１５に装着されるキューブユニット１７は、全反射ミラー１７ａの他に、シャッタ２７に代わるものとして紫外線カットフィルタ１７ｂを備えている。紫外線カットフィルタ１７ｂは、光源１３の照明光に含まれる蛍光の退色に最も影響を及ぼす紫外線域の波長をカットするような特性を有している。

その他は、図１と同様である。

このような構成において、蛍光観察像を目視観察するような場合、キューブターレット１５によりキューブユニット１７の全反射ミラー１７ａとともに紫紫外線カットフィルタ１７ｂを光路に挿入し、また、キューブターレット２３によりキューブユニット２５のダイクロイックミラー２５ａを光路に挿入する。

この状態で、光源１３から発せられた光は、コレクタレンズ１４を介して紫外線カットフィルタ１７ｂに入射し、照明光に含まれる紫外線域の波長がカットされる。そして、全反射ミラー１７ａで折り返され、結像レンズ２０を経てダイクロイックミラー２５ａに入射される。ダイクロイックミラー２５ａでは、標本３の蛍光試薬を励起するための励起光を反射する。ダイクロイックミラー２５ａで反射した励起光は、対物レンズ７を経て標本３に集光照射される。また、標本３から発せられた蛍光は、ダイクロイックミラー２５ａを透過し、反射ミラー８で折り返され、リレー光学系９を介して観察鏡筒１０の接眼レンズ１１に入射し、観察者の目視による蛍光観察が可能となる。

この場合も、誤ってキューブターレット２３によりキューブユニット２４の全反射ミラー２４ａが光路に挿入されることがあっても、紫外線カットフィルタ１７ｂが光路中に挿入され、蛍光の退色に最も影響を及ぼす紫外線域の波長をカットするようにしているので、標本３の蛍光の退色を軽減することができる。また、シャッタ２７を省略できるので、第１の位置検出手段１８、第２の位置検出手段２６なども不要にできることを合わせ考えると、構成を大幅に簡単にできる。

一方、目視観察により紫外線励起の観察を行う場合は、紫外線カットフィルタ１７ｂを光路中に挿入しておくと、光源１３より図示しないフィルタ（紫外線域の波長を選択するフィルタ）などを介して入射される励起用の紫外線がカットされてしまう。従って、この場合は、図５（図４と同一部分には同符号を付している。）に示すように、キューブターレット１５によりキューブユニット１６のダイクロイックミラー１６ａを光路に挿入する。このダイクロイックミラー１６ａには、紫外線を反射し、それより長波長の光を透過するような紫外線励起用のものを使用する。同様に、キューブユニット２５のダイクロイックミラー２５ａも紫外線励起用のものを使用する必要がある。このようにすれば、紫外線による励起が可能で、目視観察も可能になる。

(第２の実施の形態)
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

図６は、本発明をレーザ走査型共焦点顕微鏡に適用した例の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。

この場合、投光管１２は、レーザ光源３１が設けられている。レーザ光源３１から発せられるレーザ光の光路上には、ミラー３２が配置されている。また、ミラー３２の反射光路には、ダイクロイックミラー３３が配置されている。ダイクロイックミラー３３は、レーザ光の波長を透過し、標本３から発する蛍光の波長領域を反射するような特性を有している。

ダイクロイックミラー３３の透過光路上には、光走査手段としての２次元走査機構３４が配置されている。２次元走査機構３４は、図示しない２組のガルバノスキャナミラーを有し、これらのガルバノスキャナミラーによりレーザ光を２次元方向に走査するようになっている。

２次元走査機構３４より出射されるレーザ光の光路上には、光源１３からの照明光の光路と交わる点にキューブターレット１５が配置されている。この場合、キューブターレット１５は、上述したキューブユニット１６，１７の他に、空穴を有するキューブユニット３５を有している。このキューブユニット３５は、２次元走査機構３４からのレーザ光を空穴を介して直接結像レンズ２０に入射させるためのものである。

一方、ダイクロイックミラー３３の反射光路上には、共焦点観察手段を構成する共焦点ピンホール３６および光検出器３７が配置されている。ここでの光検出器３７には、例えばフォトマルチプライアが用いられる。

その他は、図１と同様である。

このような構成において、共焦点観察を行なう場合は、図６に示すようにキューブターレット１５によりキューブユニット３５の空穴を光路に挿入し、また、キューブターレット２３によりキューブユニット２４の全反射ミラー２４ａを光路に挿入する。

この状態で、レーザ光源３１から発生されたレーザ光は、ミラー３２により折り返され、ダイクロイックミラー３３を透過し、２次元走査機構３４により２次元に走査され、キューブユニット３５の空穴を通過して結像レンズ２０に導光され、平行光となって全反射ミラー２４ａにより折り返され、対物レンズ７を経て標本３に集光照射される。

また、標本３より発せられる蛍光は、対物レンズ７を経て、全反射ミラー２４ａにより折り返され、２次元走査機構３４を経て直線的な光に戻され、ダイクロイックミラー３３で反射され、共焦点ピンホール３６を通過した後、光検出器３７で検出され、画像化および解析処理が行なわれる。

次に、目視により蛍光観察する場合は、図７（図６と同一部分には同符号を付している。）に示すように、キューブターレット１５によりキューブユニット１７の全反射ミラー１７ａを光路に挿入し、また、キューブターレット２３によりキューブユニット２５のダイクロイックミラー２５ａを光路に挿入する。

この状態で、光源１３から発生された光は、コレクタレンズ１４を介して全反射ミラー１７ａに入射し、すべて折り返され、結像レンズ２０を経てダイクロイックミラー２５ａに入射される。ダイクロイックミラー２５ａでは、標本３の蛍光試薬を励起するための励起光を反射する。ダイクロイックミラー２５ａで反射した励起光は、対物レンズ７を経て標本３に集光照射される。

標本３より蛍光が発せられると、このときの蛍光の波長は、ストークスシフトにより励起光の波長より長波長側にシフトされており、対物レンズ７を経て、ダイクロイックミラー２５ａに入射され、このダイクロイックミラー２５ａを透過して、反射ミラー８に入射する。そして、反射ミラー８で折り返され、リレー光学系９でリレーされ、観察鏡筒１０の接眼レンズ１１に入射し、観察者の目視による蛍光観察が可能となる。

ところで、この場合も、操作上の誤りにより、図８（図６と同一部分には同符号を付している。）に示すように、キューブターレット１５によりキューブユニット１７の全反射ミラー１７ａが光路に挿入された状態で、キューブターレット２３によりキューブユニット２４の全反射ミラー２４ａが光路に挿入されることがある。つまり、全反射ミラー１７ａと全反射ミラー２４ａが同時に光路上に設定されることがあ。この状態では、何らの観察を行なうことができないにも関わらず、光源１３からの照明光がコレクタレンズ１４を介して全反射ミラー１７ａに入射し、すべて折り返され、結像レンズ２０を経て全反射ミラー２４ａに入射し、さらに、全反射ミラー２４ａでもすべて折り返され、対物レンズ７を経て標本３に集光照射される。つまり、この状況下では、光源１３からの照明光のすべてが標本３に照射されることとなり、照明光中の短波長の光により標本３の蛍光が退色してしまう虞がある。

これに対し、第２の実施の形態でも、キューブターレット１５によりキューブユニット１７の全反射ミラー１７ａが光路に挿入されると、第１の位置検出手段１８の磁気センサー１８ｂより出力が発生し、また、キューブターレット２３によりキューブユニット２４の全反射ミラー２４ａが光路に挿入されると、第２の位置検出手段２６の磁気センサー２６ｂより出力が発生する。そして、これら磁気センサー１８ｂ、２６ｂが同時に出力を発生したときに、駆動制御部２８によりシャッタ２７を光路中に挿入することにより、光源１３からの照明光は遮光される。

その後、磁気センサー１８ｂまたは磁気センサー２６ｂのいずれか一方の出力が停止すれば、つまり、全反射ミラー１７ａまたは全反射ミラー２４ａのいずれか一方が光路から取り除かれれば、駆動制御部２８によりシャッタ２７は、光路から回避される。

従って、このようにしても第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

また、投光管１２に設けられたキューブターレット１５と顕微鏡本体１に設けられたキューブターレット２３を切換え、空穴を有するキューブユニット３５と全反射ミラー２４ａの組合わせにより、共焦点観察を可能とし、また、全反射ミラー１７ａとダイクロイックミラー２５ａの組合わせにより蛍光観察像の目視観察を可能としているが、この場合も、操作上の誤りにより、キューブターレット１５、２３の切換えにより全反射ミラー１７ａ、２４ａを同時に選択されるような不要な組み合わせが生じると、第１の位置検出手段１８および第２の位置検出手段２６の出力に応じてシャッタ２７により光源１３からの照明光を遮光できるので、光源１３の照明光に含まれる短波長の光により標本３の蛍光が退色してしまうような不都合を確実に回避することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、倒立型の顕微鏡装置について述べたが、正立型の顕微鏡装置にも同様に適用できる。

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。

本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す図。 第１の実施の形態の動作を説明するための概略構成を示す図。 第１の実施の形態の他の動作を説明するための概略構成を示す図。 第１の実施の形態の変形例の概略構成を示す図。 第１の実施の形態の変形例の動作を説明するための概略構成を示す図。 本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す図。 第２の実施の形態の動作を説明するための概略構成を示す図。 第２の実施の形態の他の動作を説明するための概略構成を示す図。

符号の説明

１…顕微鏡本体、２…ステージ、３…標本、４…照明支柱
５…光源、６…コンデンサ、７…対物レンズ、８…反射ミラー
９…リレー光学系、１０…観察鏡筒、１１…接眼レンズ
１２…投光管、１３…光源、１４…コレクタレンズ
１５…キューブターレット、１６．１７…キューブユニット
１６ａ…ダイクロイックミラー、１７ａ…全反射ミラー
１７ｂ…紫外線カットフィルタ、１８…第１の位置検出手段
１８ａ…マグネット、１８ｂ…磁気センサー
１９…回転ディスク、１９ａ…回転軸
２０…結像レンズ、２１…結像レンズ、２２…ＣＣＤカメラ
２２ａ…撮像面、２３…キューブターレット
２４．２５…キューブユニット、２４ａ…全反射ミラー
２５ａ…ダイクロイックミラー、２６…第２の位置検出手段
２６ａ…マグネット、２６ｂ…磁気センサー
２７…シャッタ、２８…駆動制御部、３１…レーザ光源
３２…ミラー、３３…ダイクロイックミラー
３４…２次元走査機構、３５…キューブユニット
３６…共焦点ピンホール、３７…光検出器

Claims (10)

1. 標本に近接配置される対物レンズと、該対物レンズを介して前記標本の光像を観察する観察手段とを有する顕微鏡本体と、
   前記顕微鏡本体側面に設けられ、光源と、少なくとも１個の撮像手段を有する投光管と、
   前記光源からの光を前記標本に反射し前記標本からの光を前記観察手段に透過する波長選択光学素子と前記光源からの光を前記標本に全反射する反射光学素子を選択的に光路に挿入する第１の光学素子切換え手段と、
   前記投光管内にあって、前記光源からの光を前記第１の光学素子切換え手段に反射し前記標本からの光を前記撮像手段に透過する波長選択光学素子と前記光源からの光を前記第１の光学素子切換え手段に全反射する反射光学素子を選択的に光路に挿入する第２の光学素子切換え手段と、
   前記光源からの光を遮光または減光する調光手段と、を具備し、
   前記第１および第２の光学素子切換え手段の前記反射光学素子が同時に光路に挿入されたとき、前記調光手段により前記光源の光を遮光または減光させることを特徴とする顕微鏡装置。
2. 前記投光管は、前記光源からの光が集光され、且つ前記標本と共役の位置に複数の透孔を有する回転ディスクを挿脱可能に設けたことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡装置。
3. 前記投光管は、レーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ光を前記標本に２次元走査する２次元走査手段と、前記標本からの光を取り込む共焦点観察手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の顕微鏡装置。
4. 前記第１および第２の光学素子切換え手段は、それぞれの前記反射光学素子が光路に挿入されたことを検出する第１および第２の位置検出手段を有し、
   これら第１および第２の位置検出手段が同時に光路に挿入される前記反射光学素子を検出すると、前記調光手段により前記光源の光を遮光または減光させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の顕微鏡装置。
5. 前記第２の光学素子切換え手段は、前記調光手段に代えて、前記反射光学素子と共に光路に挿入される紫外線カットフィルタを設けたことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡装置。
6. 前記第１および第２の光学素子切換え手段の前記反射光学素子が同時に光路に挿入されたとき、前記第１および第２の光学素子切換え手段のいずれか一方の反射光学素子を強制的に光路から退避させることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡装置。
7. 前記調光手段は、シャッタまたはＮＤフィルタからなることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡装置。
8. 標本に近接配置される対物レンズと、該対物レンズを介して前記標本の光像を観察する観察手段とを有する顕微鏡本体と、
   前記顕微鏡本体側面に設けられ、光源と、少なくとも１個の撮像手段を有する投光管と、
   前記光源からの光を前記標本に反射し前記標本からの光を前記観察手段に透過する波長選択光学素子と前記光源からの光を前記標本に全反射する反射光学素子を選択的に光路に挿入する第１の光学素子切換え手段と、
   前記投光管内にあって、前記光源からの光を前記第１の光学素子切換え手段に反射し前記標本からの光を前記撮像手段に透過する波長選択光学素子と前記光源からの光を前記第１の光学素子切換え手段に全反射する反射光学素子を選択的に光路に挿入する第２の光学素子切換え手段と、
   前記光源からの光を遮光または減光する調光手段と、を具備し、
   前記第１および第２の光学素子切換え手段は、それぞれの前記反射光学素子が光路に挿入されたことを検出する第１および第２の位置検出手段を有し、これら第１および第２の位置検出手段が同時に光路に前記反射光学素子が挿入されたことを検出したときに警報を発することを特徴とする顕微鏡装置。
9. 標本に近接配置される対物レンズと、該対物レンズを介して前記標本の光像を観察する観察手段とを有する顕微鏡本体と、
   前記顕微鏡本体側面に設けられ、前記観察手段による観察に用いられる第１の光源と、第１の光源とは異なる第２の光源から出力されるレーザ光を前記標本に２次元走査する２次元走査手段及び前記レーザ光により走査された前記標本からの光を取り込む共焦点観察手段とを有する投光管と、
   前記第１の光源からの光を前記標本に反射し前記標本からの光を前記観察手段に透過する波長選択光学素子と前記第２の光源からのレーザ光を前記標本に全反射する反射光学素子を選択的に光路に挿入する第１の光学素子切換え手段と、
   前記投光管内にあって、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からのレーザ光の一方を前記第１の光学素子切換え手段に導くように空穴と反射光学素子の一方を選択的に光路に挿入する第２の光学素子切換え手段と、
   前記光源からの光を遮光または減光する調光手段と、を具備し、
   前記第１の光学素子切換え手段における前記反射光学素子と、前記第２の光学素子切換え手段における前記空穴又は反射光学素子であって前記第１の光源からの光を前記第１の光学素子切換え手段に導く状態にするものとが同時に光路に挿入されたとき、前記調光手段により前記第１の光源の光を遮光または減光させることを特徴とする顕微鏡装置。
10. 前記第２の光学素子切換え手段は、前記反射光学素子を前記光路に挿入することにより前記第１の光源からの光を前記第１の光学素子切換え手段に反射させて導き、前記空穴を前記光路に挿入することにより前記第２の光源からのレーザ光を前記第１の光学素子切換え手段に透過させて導くことを特徴とする請求項９記載の顕微鏡装置。

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