JP6784773B2 - 標本観察装置 - Google Patents
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Description
光源ユニットと、照明光学系と、検出光学系と、光検出素子と、画像処理装置と、を備え、
照明光学系と検出光学系とは、標本を挟んで対向して配置され、
光源ユニットから出射した光は、照明光学系に入射し、
照明光学系によって、照明光学系と検出光学系との間に光スポットが形成され、
光源ユニットから光検出素子までの光路中に、走査手段が配置され、
走査手段は、光スポットと標本とを相対移動させ、
照明光学系と検出光学系の少なくとも一方に光学部材が配置され、
照明光学系と検出光学系は、照明光学系の瞳の像が検出光学系の瞳位置に形成されるように配置され、
照明光学系の瞳の像は、標本で生じた屈折によって、検出光学系の瞳に対して偏心し、
照明光学系、検出光学系及び光学部材は、偏心によって、検出光学系の瞳を通過する光量が変化するように構成され、
画像処理装置は、光検出素子の検出結果から、標本の画像を生成することを特徴とする。
(Rill×β−R0)/(R1−Rill×β)<1 (1)
ここで、
R0は、検出光学系の光軸から透過部の内縁までの長さ、
R1は、検出光学系の光軸から透過部の外縁までの長さ、
Rillは、照明光学系の瞳の半径、
βは、瞳投影レンズの焦点距離を対物レンズの焦点距離で割った値、
である。
0.7≦R0/(Rill×β)<1 (2)
1<R1/(Rill×β)≦2 (3)
ここで、
R0は、検出光学系の光軸から透過部の内縁までの長さ、
R1は、検出光学系の光軸から透過部の外縁までの長さ、
Rillは、照明光学系の瞳の半径、
βは、瞳投影レンズの焦点距離を対物レンズの焦点距離で割った値、
である。
0.8≦R0/(Rill×β)<1 (2’)
さらに、条件式(2)に代えて、以下の条件式(2”)を満足するとなお良い。
0.9≦R0/(Rill×β)<1 (2”)
1<R1/(Rill×β)≦1.5 (3’)
さらに、条件式(3)に代えて、以下の条件式(3”)を満足するとなお良い。
1<R1/(Rill×β)≦1.3 (3”)
Tin<Tout (4)
ここで、
Tinは、透過部の内縁近傍における透過率、
Toutは、透過部の外側近傍における透過率、
である。
R’0は、照明光学系の光軸から透過部の内縁までの長さ、
R’1は、照明光学系の光軸から透過部の外縁までの長さ、
RPLは、瞳投影レンズの瞳の半径、
βは、瞳投影レンズの焦点距離を対物レンズの焦点距離で割った値、
である。
L’0は、照明光学系の光軸から所定の位置までの長さ、
L’1は、照明光学系の光軸から透過部の外縁までの長さであって、照明光学系の光軸と所定の位置とを結ぶ線上における長さ、
所定の位置は、透過部の内縁上の位置のうち、照明光学系の光軸からの長さが最小となる位置、
RPLは、瞳投影レンズの瞳の半径、
βは、瞳投影レンズの焦点距離を対物レンズの焦点距離で割った値、
である。
S0=RPL2×θ−RPL×L’0×β×sinθ、ただしθ=cos-1(L’0×β/RPL)
で規格化している。
L0<Rill×β<L1 (5)
ここで、
L0は、検出光学系の光軸から所定の位置までの長さ、
L1は、検出光学系の光軸から透過部の外縁までの長さであって、検出光学系の光軸と所定の位置とを結ぶ線上における長さ、
所定の位置は、透過部の内縁上の位置のうち、照明光学系の光軸からの長さが最小となる位置、
Rillは、照明光学系の瞳の半径、
βは、瞳投影レンズの焦点距離を対物レンズの焦点距離で割った値、
である。
0.2<(Rill×β−L0)/(L1−Rill×β)<10 (6)
ここで、
L0は、検出光学系の光軸から所定の位置までの長さ、
L1は、検出光学系の光軸から透過部の外縁までの長さであって、検出光学系の光軸と所定の位置とを結ぶ線上における長さ、
所定の位置は、透過部の内縁上の位置のうち、照明光学系の光軸からの長さが最小となる位置、
Rillは、照明光学系の瞳の半径、
βは、瞳投影レンズの焦点距離を対物レンズの焦点距離で割った値、
である。
照明側開口部材130は、図20Aに示すように、遮光部130a1と透過部130bとを有する。更に、開口部材130は遮光部130a2を有する。
2 光源ユニット
3 照明光学系
4 検出光学系
5 光検出素子
6 画像処理装置
7 標本
8 対物レンズ
9 光走査ユニット
10 光線分離手段
11 瞳投影光学系
12、13 レンズ
14 瞳投影レンズ
15 光学部材
16、17 レンズ
18 共焦点レンズ
19 共焦点ピンホール
20 光検出器
30 照明光
31 保持部材
32、33 移動ステージ
40 標本観察装置
41 光源ユニット
42 共焦点基板
42a 遮光部
42b 透過部
43 軸
44 コリメータレンズ
45 ビームスプリッタ
46 結像レンズ
47 レンズ
48 光検出器
50、50’ 開口部材
50a1、50a2、50’a1、50’a2 遮光部
50b、50’b 透過部
50a3 接続部
50c 遮光部の外縁(透過部の内縁)
50d 遮光部の内縁(透過部の外縁)
55 保持部材
56 透過部
56a 透過部の外縁
56b 透過部の内縁
57 遮光部
58 外縁像
60 透過部の像
60a 透過部の外縁の像
60b 透過部の内縁の像
61 遮光部の像
62 外縁
70 標本観察装置
71 光源ユニット
72 光束径変更部材
80 開口部材
81 遮光部
82 遮光部
83 透過部
84、85 円周
90、90’ 開口部材
90a1、90a2、90’a1 遮光部
90b、90’b 透過部
90c、90’c 第1の外縁
90d、90’d 第2の外縁
90e、90’e 外縁
90f、90’f 内縁
100 開口部材の像
101 透過部の像
101a 透過部の内縁の像
101b 透過部の外縁の像
102 遮光部の像
103 対物レンズの瞳
104 光束の領域
110 標本観察装置
111 光学部材
112 検出光学系の瞳
120 照明光
121 光束の中央
122 光束の周辺
130 照明側開口部材
130a1、130a2 遮光部
130b 透過部
140 検出側開口部材
140a 遮光部
140b 透過部
270 開口部材
271 第1の遮光部
272 第2の遮光部
273 第3の遮光部
274 第1の透過部
275 第2の透過部
AXi 光軸
Claims (12)
- 光源ユニットと、照明光学系と、検出光学系と、光検出素子と、画像処理装置と、を備え、
前記照明光学系と前記検出光学系とは、標本を挟んで対向して配置され、
前記光源ユニットから出射した光は、前記照明光学系に入射し、
前記照明光学系によって、前記照明光学系と前記検出光学系との間に光スポットが形成され、
前記光源ユニットから前記光検出素子までの光路中に、走査手段が配置され、
前記走査手段は、前記光スポットと前記標本とを相対移動させ、
前記照明光学系と前記検出光学系の少なくとも一方に光学部材が配置され、
前記照明光学系と前記検出光学系は、前記照明光学系の瞳の像が前記検出光学系の瞳位置に形成されるように配置され、
前記照明光学系の瞳の像は、標本で生じた屈折によって、前記検出光学系の瞳に対して偏心し、
前記照明光学系、前記検出光学系及び前記光学部材は、前記偏心によって、前記検出光学系の瞳を通過する光量が変化するように構成され、
前記画像処理装置は、前記光検出素子の検出結果から、前記標本の画像を生成することを特徴とする標本観察装置。 - 前記検出光学系が前記光学部材を有し、
前記光学部材は、遮光部又は減光部と、透過部と、を有する開口部材であって、
前記開口部材は、前記遮光部又は前記減光部が前記検出光学系の光軸を含むように配置され、
前記透過部は、前記遮光部又は前記減光部の外縁よりも外側に位置し、
前記透過部の内縁と前記透過部の外縁との間に、前記照明光学系の瞳の外縁の像が形成されることを特徴とする請求項1に記載の標本観察装置。 - 前記照明光学系が対物レンズを有し、
前記検出光学系が瞳投影レンズを有し、
以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする請求項2に記載の標本観察装置。
(Rill×β−R0)/(R1−Rill×β)<1 (1)
ここで、
R0は、前記検出光学系の光軸から前記透過部の内縁までの長さ、
R1は、前記検出光学系の光軸から前記透過部の外縁までの長さ、
Rillは、照明光学系の瞳の半径、
βは、前記瞳投影レンズの焦点距離を前記対物レンズの焦点距離で割った値、
である。 - 前記照明光学系が対物レンズを有し、
前記検出光学系が瞳投影レンズを有し、
以下の条件式(2)、(3)を満たすことを特徴とする請求項2に記載の標本観察装置。
0.7≦R0/(Rill×β)<1 (2)
1<R1/(Rill×β)≦2 (3)
ここで、
R0は、前記検出光学系の光軸から前記透過部の内縁までの長さ、
R1は、前記検出光学系の光軸から前記透過部の外縁までの長さ、
Rillは、照明光学系の瞳の半径、
βは、前記瞳投影レンズの焦点距離を前記対物レンズの焦点距離で割った値、
である。 - 以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の標本観察装置。
Tin<Tout (4)
ここで、
Tinは、前記透過部の内縁近傍における透過率、
Toutは、前記透過部の外側近傍における透過率、
である。 - 前記透過部は、前記検出光学系の光軸に対して非対称に配置され、以下の条件式(5)を満たすことを特徴とする請求項2に記載の標本観察装置。
L0<Rill×β<L1 (5)
ここで、
L0は、前記検出光学系の光軸から所定の位置までの長さ、
L1は、前記検出光学系の光軸から前記透過部の外縁までの長さであって、前記検出光学系の光軸と前記所定の位置とを結ぶ線上における長さ、
前記所定の位置は、透過部の内縁上の位置のうち、照明光学系の光軸からの長さが最小となる位置、
Rillは、前記照明光学系の瞳の半径、
βは、前記瞳投影レンズの焦点距離を前記対物レンズの焦点距離で割った値、
である。 - 前記透過部は、前記検出光学系の光軸に対して非対称に配置され、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項2又は6に記載の標本観察装置。
0.2<(Rill×β−L0)/(L1−Rill×β)<10 (6)
ここで、
L0は、前記検出光学系の光軸から所定の位置までの長さ、
L1は、前記検出光学系の光軸から前記透過部の外縁までの長さであって、前記検出光学系の光軸と前記所定の位置とを結ぶ線上における長さ、
前記所定の位置は、透過部の内縁上の位置のうち、照明光学系の光軸からの長さが最小となる位置、
Rillは、前記照明光学系の瞳の半径、
βは、前記瞳投影レンズの焦点距離を前記対物レンズの焦点距離で割った値、
である。 - 前記開口部材とは別の開口部材を有し、
前記開口部材と前記別の開口部材とを移動させる移動機構を有することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の標本観察装置。 - 光源と走査手段の間に、光束径を変化させる光学素子を配置されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の標本観察装置。
- 前記照明光学系が前記光学部材を有し、
前記光学部材は、遮光部又は減光部と、透過部と、を有する開口部材であって、
前記開口部材は、所定の位置に、前記遮光部又は前記減光部が前記照明光学系の光軸を含むように配置され、
前記所定の位置は、前記光源ユニットと前記走査手段との間の位置、又は前記照明光学系の瞳位置であり、
前記透過部は、前記遮光部又は前記減光部の外縁よりも外側に位置し、
前記検出光学系の瞳の外縁よりも内側に、前記透過部の内縁の像が形成され、
前記検出光学系の瞳の外縁よりも外側に、前記透過部の外縁の像が形成されることを特徴とする請求項1に記載の標本観察装置。 - 前記光検出素子は、前記標本と共役な位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の標本観察装置。
- 前記標本からの放射光を検出するための、第2の光検出素子を更に備え、
前記第2の光検出素子で蛍光の検出を行うことを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の標本観察装置。
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