JP4876720B2

JP4876720B2 - 光源装置とこれを有する顕微鏡装置

Info

Publication number: JP4876720B2
Application number: JP2006157773A
Authority: JP
Inventors: 忠打田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2006-06-06
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-06-06
Also published as: JP2007328051A

Description

本発明は、複数の光源を有する光源装置とこれを有する顕微鏡装置に関する。

従来、レーザ顕微鏡装置では、複数のレーザ光源からの光を一つの光路にまとめ、この光路中に配設された参照用ミラーによりレーザ光の一部を分離してレーザ光の光強度を光検出器で検出し、光強度を操作画面に表示することでレーザ光の射出状態を確認することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１７４３３２号公報

しかしながら、従来のレーザ顕微鏡観察では、観察者は初期のレーザ光量や画像取得する範囲等の条件設定時は操作画面を見ながらおこなうが、細胞の形態変化を画像取得する場合には３０分から２時間以上の長時間の観察をレーザ顕微鏡装置が自動的に行なうため、観察者はレーザ顕微鏡装置から離れて別の作業をおこなっている場合が多く、画像取得中に操作画面を見ていることは少ない。このため、観察者は画像取得中に装置が正しく動作し、所定のレーザ光が標本に照射されているか否かを確認する必要があり、レーザ顕微鏡装置から離れた場所で別の作業をおこなっている場合には作業を中断し、レーザ顕微鏡装置の操作画面の前まで行き、標本に照射しているレーザ光の光強度を見て確認する必要があり、観察者にとってレーザ光の確認を行うことに手間がかかると言う問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みておこなわれたものであり、顕微鏡装置から離れた場所より光源光が照射されているか否かを視認可能な光源装置とこれを有する顕微鏡装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、複数の光源と、前記複数の光源から射出される光の出力制御を行う出力制御手段と、前記複数の光源の個数に対応する複数の点灯部と、前記複数の光源から射出される光を分岐する分岐手段と、前記分岐手段により分岐した光の強度を検出する光検出手段と、前記複数の光源の内、選択された光源から射出された光を前記出力制御手段を制御して出力させる際に、前記出力制御手段の制御信号に連動して前記選択された光源に対応する前記点灯部を点灯させる点灯制御手段とを有し、前記点灯制御手段は、前記出力制御手段の制御信号の連動に代えて、前記検出手段の受光強度が所定値以上になったことを示す信号を受信して前記点灯部を点灯することを特徴とする光源装置を提供する。
また、本発明は、複数の光源と、前記複数の光源から射出される光の出力制御を行う出力制御手段と、前記複数の光源の個数に対応する複数の点灯部と、前記複数の光源から射出される光を分岐する分岐手段と、前記分岐手段により分岐した光の強度を検出する光検出手段と、前記複数の光源の内、選択された光源から射出された光を前記出力制御手段を制御して出力させる際に、前記出力制御手段の制御信号に連動して前記選択された光源に対応する前記点灯部を点灯させる点灯制御手段とを有し、前記点灯制御手段は、前記出力制御手段の制御信号と前記検出手段の受光強度が所定値以上になったことを示す信号とを受信して前記点灯部を点灯することを特徴とする光源装置を提供する。

また、本発明は、前記光源装置を有することを特徴とする顕微鏡装置を提供する。

本発明によれば、顕微鏡装置から離れた場所より光源光が照射されているか否かを視認可能な光源装置とこれを有する顕微鏡装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態に関し図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第１実施の形態にかかる光源装置とこれを有する顕微鏡装置の概略構成図を示す。

図１において、レーザユニット１にはＡｒレーザ２、Ｇ−ＨｅＮｅレーザ３、Ｒ−ＨｅＮｅレーザ４の三本のレーザ光源が配設されている。各レーザ光源２、３、４の出射端の近傍にはそれぞれシャッタ１１、１２、１３が配置され後述する顕微鏡制御装置５１からの制御信号に基き、それぞれのレーザ光源２、３、４からのレーザ光を遮断あるいは射出することができる。各レーザ光源２、３、４からの光は、ダイクロイックミラー１５、１６、１７を介して同一の光路Ｉに合成される。

合成された光路Ｉには音響光学素子２１（以後、ＡＯＴＦと記す）が配設され、シャッタ１１から１３のうちで開放されたレーザ光源の波長に対応して音響光学素子ドライバ２２（以後、ＡＯＴＦドライバと記す）が駆動され、対応する波長のレーザ光の光強度が調節される。

ＡＯＴＦ２１を透過した１次回折レーザ光は、参照用ミラー２３で光路Ｉから一部のレーザ光が分岐されて、光検出器２４に入射する。参照用ミラー２３を透過したレーザ光はファイバーカップリング２５を経て光ファイバ２６に入射される。

スキャンユニット３０は、レーザユニット１と連結された光ファイバ２６によりファイバーカップリング３１を介して連結され、光ファイバー２６を通過したレーザ光はコリメータレンズ３２、ダイクロイックミラー３３、ＸＹスキャナ３４、対物レンズ３５を経て標本３６を照射する。標本３６からの光は対物レンズ３５、ＸＹスキャナ３４、ダイクロイックミラー３３を透過して集光レンズ３７で集光され、ピンホール３８を経て撮像素子３９で検出される。

ＡＯＴＦ２１はＡＯＴＦドライバ２２に加える周波数と電圧を制御することで複数の波長をもつレーザ光源からの特定の波長のレーザ光を選択し、選択された波長のレーザ光の強度を制御することができる。ＡＯＴＦ２１に入射したレーザ光は、ＡＯＴＦ２１でＯ次光と１次光に分かれ、１次光の光量を変化させ、ファイバーカップリング２５を介して光ファイバ２６に入射しスキャンユニット３０ヘ１次光を導入し標本３６を照明する。Ｏ次光は遮光板でカットし、スキャンユニット３０や光検出器２４に入射しないように構成されている。なお、光量調整には、ＡＯＴＦ２１に変えてＮＤフィルタ等を使用することも可能である。

また、顕微鏡制御装置５１はスキャンユニット３０のＸＹスキャナ３４のスキャン制御や撮像素子３９の電圧制御をおこない、スキャンユニット３０の撮像素子３９から得られた信号から画像生成をおこないモニター５２に表示する。またレーザユニット１に対してシャッタ１１、１２、１３のＯＮ／ＯＦＦ制御、ＡＯＴＦドライバ２２の制御や光検出器２４で検出されたレーザ光の強度をモニター５２に表示する機能を有する。

また、レーザユニット１の装置前面にはレーザユニット１に搭載可能な光源の数に対応する数のＬＥＤ４１、４２、４３が設置され、点灯制御部４０で点灯制御される。

点灯制御部４０には、顕微鏡制御装置５１からのシャッタ１１、１２、１３の制御信号が接続され、さらにシャッタ１１，１２、１３に向けて開放あるいは遮断するための制御信号が接続されている。点灯制御部４０では顕微鏡制御装置５１からのシャッタ１１、１２、１３のいずれかを開放する信号が検出され、開放する旨の信号を受けたシャッタを開放すると共に、これに対応するＬＥＤを点灯する。例えば、顕微鏡制御装置５１からＡｒレーザ２のシャッタ１１を開放する旨の指令が点灯制御部４０を介してシャッタ１１に指令されると、シャッタ１１が開放されると共に、Ａｒレーザ２が射出していることを示すＬＥＤ４１が点灯する。同様に、Ｇ−ＨｅＮｅレーザ３の場合はシャッタ１２が開放しＬＥＤ４２が、Ｒ−ＨｅＮｅレーザ４の場合はシャッタ１３が開放してＬＥＤ４３がそれぞれ点灯する。

このように、本発明の第１実施の形態にかかるレーザユニット１とこれを有するスキャニングユニット３０では、観察者は標本観察中に使用するレーザ光が正しく選択されて標本に照射されているかをレーザユニット１前面にあるＬＥＤ４１、４２、４３の点灯状態により知ることができる。特に長時間のタイムラプス観察中においても操作画面（モニター５２）で光量モニター値（光検出器２４による）を確認する手間が省け、遠隔から目視にてレーザ光が照射されているかを知ることができる。なおＬＥＤ４１，４２，４３はレーザユニット１の前面以外にもスキャンユニット３０にも設置することで同等の機能が得られる。

（第２実施の形態）
図２は、本発明の第２実施の形態にかかる光源装置とこれを有する顕微鏡装置の概略構成図である。第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し説明を省略する。本第２実施の形態は、第１実施の形態に比べレーザ光が射出しているか否かの確認をより確実にしたことが特徴である。

図２において、点灯制御部１４０は、シャッタ１１、１２、１３の制御信号と光検出器２４からの検出信号との両方の信号を用いて、ＬＥＤ４１、４２、４３を点灯制御するように構成されている。例えば、顕微鏡制御装置５１からＡｒレーザ２のシャッタ１１を開放する旨の指令が点灯制御部１４０を介してシャッタ１１に指令されると、シャッタ１１が開放されると共に、光検出器２４が一定値以上の光量を検出した旨の信号を点灯制御部１４０に伝達し、点灯制御部１４０は両方の信号が入力された時にＡｒレーザ２が射出していることを示すＬＥＤ４１を点灯する。同様に、Ｇ−ＨｅＮｅレーザ３の場合はシャッタ１２と光検出器２４の信号でＬＥＤ４２が、Ｒ−ＨｅＮｅレーザ４の場合はシャッタ１３と光検出器２４の信号でＬＥＤ４３がそれぞれ点灯する。

また、レーザ光の強度調節にＡＯＴＦ２１を用いているため、光検出器２４にはＡＯＴＦ２１を通過した際に発生するフレアが入射し、僅かながら光強度を生じる。レーザ光の射出状態を確実にするために、レーザ光が一定値以上の光強度となるように、光強度の閾値が設けられている。点灯制御部１４０はこの一定値以上の光強度が検出されたときにＬＥＤ４１，４２，４３を点灯するように制御する。

このように、本第２実施の形態では、シャッタ１１、１２、１３の開閉動作信号と光検出器２４が一定値以上の光量を検出したことを確認して、対応するレーザ光源のＬＥＤ４１、４２、４３を点灯するように点灯制御部１４０がＬＥＤの点灯を制御しているので、観察者は、スキャンヘッド３０へのレーザ光の射出状態をより確実に確認することができる。例えば、レーザ光源２が故障して発光していない場合、シャッタ１１が開放してもレーザ光が出射していないため、光検出器２４には光量信号が発生せず、点灯制御部１４０はＬＥＤ４１を点灯することがない。よって、観察者はレーザ光が標本３６に照射されていないことが確認できる。また、レーザ光源２が点灯していないことも判断することができ故障を感知することができる。その他のレーザ光源を選択した場合も同様であり説明を省略する。さらに、その他の構成は第１実施の形態と同様であり説明を省略する。

なお、本第２実施の形態の変形例として、点灯制御部１４０を光検出器２４からの信号のみでＬＥＤ４１、４２、４３を点灯するように構成することも可能である。これにより、より簡便にレーザ光の射出状態を確認することができる。

（第３実施の形態）
図３は、本発明の第３実施の形態にかかる光源装置とこれを有する顕微鏡装置の概略構成図である。第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し説明を省略する。本第３実施の形態は、第１実施の形態に比べレーザ光が射出しているか否かの確認をより確実にしたことが特徴である。

図３において、点灯制御部２４０は、光検出器２４からの検出信号とＡＯＴＦドライバ２２の両方の信号を用いて、ＬＥＤ４１，４２，４３を点灯制御するように構成されている。例えば、顕微鏡制御装置５１からＡｒレーザ２の波長の光を選択する旨の指令が点灯制御部２４０を介してＡＯＴＦドライバ２２に指令すると、ＡＯＴＦドライバ２２はＡｒレーザ波長を取り出し、所定の光強度になるようにＡＯＴＦ２１を駆動する。光検出器２４は、一定値以上のレーザ光量を検出した旨の信号を点灯制御部２４０に伝達する。点灯制御部２４０は、両方の信号が入力された時にＡｒレーザ２が射出していることを示すＬＥＤ４１を点灯する。同様に、Ｇ−ＨｅＮｅレーザ３の場合はＡＯＴＦドライバ２２への波長選択信号と光検出器２４の信号でＬＥＤ４２が、Ｒ−ＨｅＮｅレーザ４の場合はＡＯＴＦ２１への波長選択信号と光検出器２４の信号でＬＥＤ４３がそれぞれ点灯する。

また、レーザ光の強度調節にＡＯＴＦ２１を用いているため、光検出器２４にはＡＯＴＦ２１を通過した際に発生するフレアが入射し、僅かながら光強度を生じる。レーザ光の射出状態を確実にするために、レーザ光が一定値以上の光強度となるように、光強度の閾値が設けられている。点灯制御部１４０はこの一定値以上の光強度が検出されたときにＬＥＤ４１、４２，４３を点灯するように制御する。

このように、本第３実施の形態では、ＡＯＴＦ２１の波長選択動作と光検出器２４が一定値以上の光量を検出したことを確認して、対応するレーザ光源のＬＥＤ４１，４２，４３を点灯するように点灯制御部２４０がＬＥＤ４１，４２，４３の点灯を制御しているので、観察者は、レーザ光の射出状態をより確実に確認することができる。例えば、レーザ光源２が故障して発光していない場合、ＡＯＴＦ２１が波長を選択してもレーザ光が出射しないため、光検出器２４には光量信号が発生せず、点灯制御部２４０はＬＥＤ４１を点灯することがない。よって、観察者はレーザ光が標本３６に照射されていないことが確認できる。また、レーザ光源２が点灯していないことも判断することができ故障を感知することができる。その他のレーザ光源を選択した場合も同様であり説明を省略する。さらに、その他の構成は、第１実施の形態と同様であり説明を省略する。

なお、本第３実施の形態の変形例として、点灯制御部２４０はＡＯＴＦドライバ２２への波長選択信号のみで選択されたレーザ光のＬＥＤ４１、４２、４３を点灯するように構成することも可能である。これにより、より簡便にレーザ光の射出状態を確認することができる。

以上述べたように本発明にかかる光源装置では、顕微鏡装置で観察中に使用するレーザ光が正しく選択されて標本に照射されていることを遠隔から目視で容易に確認することができ、観察者がモニター装置まで確認に行く手間を省くことができる。

なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。

本発明の第１実施の形態にかかる光源装置とこれを有する顕微鏡装置の概略構成図を示す。本発明の第２実施の形態にかかる光源装置とこれを有する顕微鏡装置の概略構成図を示す。本発明の第３実施の形態にかかる光源装置とこれを有する顕微鏡装置の概略構成図を示す。

符号の説明

１レーザユニット
２Ａｒレーザ
３Ｇ−ＨｅＮｅレーザ
４Ｒ−ＨｅＮｅレーザ
１１、１２、１３シャッタ
１５、１６、１７ダイクロイックミラー
２１ＡＯＴＦ
２２ＡＯＴＦドライバ
２３参照用ミラー
２４光検出器
２５、３１フィバーカップリング
２６光ファイバー
３０スキャンユニット
４０点灯制御部
４１、４２、４３ＬＥＤ
３２コリメータレンズ
３３ダイクロイックミラー
３４ＸＹスキャナ
３５対物レンズ
３６標本
３７集光レンズ
３８ピンホール
３９撮像素子
５１顕微鏡制御装置
５２モニター

Claims

複数の光源と、
前記複数の光源から射出される光の出力制御を行う出力制御手段と、
前記複数の光源の個数に対応する複数の点灯部と、
前記複数の光源から射出される光を分岐する分岐手段と、
前記分岐手段により分岐した光の強度を検出する光検出手段と、
前記複数の光源の内、選択された光源から射出された光を前記出力制御手段を制御して出力させる際に、前記出力制御手段の制御信号に連動して前記選択された光源に対応する前記点灯部を点灯させる点灯制御手段とを有し、
前記点灯制御手段は、前記出力制御手段の制御信号の連動に代えて、前記検出手段の受光強度が所定値以上になったことを示す信号を受信して前記点灯部を点灯することを特徴とする光源装置。
複数の光源と、
前記複数の光源から射出される光の出力制御を行う出力制御手段と、
前記複数の光源の個数に対応する複数の点灯部と、
前記複数の光源から射出される光を分岐する分岐手段と、
前記分岐手段により分岐した光の強度を検出する光検出手段と、
前記複数の光源の内、選択された光源から射出された光を前記出力制御手段を制御して出力させる際に、前記出力制御手段の制御信号に連動して前記選択された光源に対応する前記点灯部を点灯させる点灯制御手段とを有し、
前記点灯制御手段は、前記出力制御手段の制御信号と前記検出手段の受光強度が所定値以上になったことを示す信号とを受信して前記点灯部を点灯することを特徴とする光源装置。
前記出力制御手段は、前記複数の光源それぞれの光射出部近傍に配設されたシャッタであることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
前記出力制御手段は、音響光学素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
前記点灯部は、外部から視認可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置を有することを特徴とする顕微鏡装置。