実体顕微鏡
【課題】本発明は、微弱な蛍光をコントラストよく観察することができる実体顕微鏡を提供する。
【解決手段】ズームレンズ群５、６を有する２つの観察光路１、２のうち一方の観察光路１にダイクロイックミラー１１による光路分割により形成される照明光学系３２を有する照明光路１２を設け、この照明光路１２の光源１４からの励起光により標本４を励起し、この励起された標木４の蛍光像のうち、吸収フィルタ１６を通る所定波長域のもの観察するもので、ズームレンズ群５の倍率変化操作と照明光学系３２の焦点距離の可変操作を連動して行う。
【解決手段】ズームレンズ群５、６を有する２つの観察光路１、２のうち一方の観察光路１にダイクロイックミラー１１による光路分割により形成される照明光学系３２を有する照明光路１２を設け、この照明光路１２の光源１４からの励起光により標本４を励起し、この励起された標木４の蛍光像のうち、吸収フィルタ１６を通る所定波長域のもの観察するもので、ズームレンズ群５の倍率変化操作と照明光学系３２の焦点距離の可変操作を連動して行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光を発する標本の観察に用いられる実体顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、標本の蛍光観察は、細胞や組織内の特定部位を蛍光物質で染色し、この蛍光物質の染色により蛍光を発する部位を顕微鏡を用いて観察するようにしている。この場合、標本より発せられる蛍光は、極めて微弱で細胞レベルでの観察であるため、観察対象の明るさなどの関係から、実体顕微鏡での観察は不可能とされていた。
【０００３】
わずかに、このような実体顕微鏡を用いて蛍光観察を行う例として、特許文献１に開示されるように、手術の際の患部を特定するためにレーザを照射し、腫瘍細胞などが発する自家蛍光を観察するものがある。
【０００４】
一方、このような実体顕微鏡には、特許文献２に開示されるように、２つの観察光軸にそれぞれ明るさ絞りを持っていて、これら明るさ絞りは、観察光学系の瞳位置に配置されるとともに、左右連動して開閉され、観察像の焦点深度の調節および明るさ調節を可能にしたものもある。そして、このような２つの観察光軸を有して蛍光観察を行う実体顕微鏡観察では、標本としてショウジョウバエのような厚みのあるものが、そのまま用いられることがあり、このような厚みを有する標本の場合、焦点深度の深い像が要求されることがある。
【特許文献１】特開平６-６３１６４号公報
【特許文献２】特公平４-３２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に開示されるものは、強力なレーザ光をダイクロイックミラーで患部に照射し、腫瘍の比較的大まかな位置を特定するためのもので、光学部材や目的以外の物質の自家蛍光を除去することができないため、微小かつ微弱な蛍光をコントラストよく観察することができない。また、照明光学系は、利用効率などを考慮することなく高出力のレーザを使用して観察部位の明るさを確保するようにしているので、価格的にも高価なものになってしまう。
【０００６】
ところで、最近になってオワンクラゲから発見された、光る蛋白質であるＧＦＰ(Green Fluorescent Protein)が注目されている。かかるＧＦＰは、通常の蛍光物質と同様に励起光を照射すると、グリーンの蛍光を発し、この蛍光は、非常に明るく、蛍光特有の退色を伴わないもので、生きた生物内でＧＦＰを発現させて観察することの可能性が検討されている。
【０００７】
一方、特許文献２に開示されるものは、光路の明るさを絞り込むことで、焦点深度の深い像を得られることになるが、明るさ絞りを絞り込むと、これと同時に、像の明るさも減少してしまう。このため、同軸落射蛍光観察により焦点深度の深い写真撮影を行おうとして、明るさ絞りを絞ると、照明光も同時に絞ってしまうため、蛍光像が非常に暗くなって露光時間が長くなってしまい、フィルムの相反則不軌の影響やバックグラウンドのノイズの影響を受けやすくなって、よい写真が撮れなくなり、場合によっては、明るさ不足で写真撮影などの記録が不可能になるという不具合が生じる。
【０００８】
そこで、鏡筒などに絞りを配置して照明光を絞り込むことを避けるようにした実体顕微鏡が考えられているが、ズームレンズなどを持った観察光路の瞳位置は、ズームレンズ群の中にあるのが一般的であり、他の位置に絞りを配置すると、本来の瞳位置付近に配置されていないため一定以上絞り込むと、ケラレを生じ、視野周辺が暗くなったり、観察および写真撮影などの記録に不都合が生じる。また、撮影光路でレンズにより像をリレーし、瞳位置を作り、絞りを置くことも考えられるが、リレーが不必要な場合でも必ずリレーのためのレンズが必要になるばかりか、新たな絞りが必要になるので、部品点数が増え、構成も複雑になり、高価になってしまう。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなさ判たもので、微弱な蛍光をコントラストよく観察することができる実体顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、観察光路の明るさを確保したまま、焦点深度の深い観察像の観察記録を行うことができる実体顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、標本の蛍光観察像が導かれる第１及び第２の観察光路と、前記第１及び第２の観察光路に設けられたズームレンズ群と、前記第１の観察光路を分割する光路分割手段と、この光路分割手段による光路分割により形成され前記光路分割手段を介して前記標本を励起する光源を有する照明光路と、前記照明光路に設けられた照明光学系と、前記第１及び第２の観察光路に配置され、前記光源より励起された標本の所定波長域の蛍光観察像を透過する第１及び第２のフィルタ手段と、を備え、前記ズームレンズ群の倍率変化操作と前記照明光学系の焦点距離の可変操作を連動して行うことを特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載において、前記ズームレンズ群は、顕微鏡本体内に保持されてズームレンズ群の移動機構に連結された軸部と、前記軸部に固定された第１のギヤと、前記第１のギヤ固定されたノブと、を更に有し、前記照明光学系は、前記照明光学系の光軸方向に移動可能に設けられたレンズ及びその第１のレンズ枠と、第１のレンズ枠に設けられたガイドピンと、第１のレンズ枠を内部嵌合部に移動可能に設けた第２のレンズ枠と、前記第２のレンズ枠に設けた長溝ガイド穴と、前記第２のレンズ枠の外周部に嵌合して回転可能なカムと、カムに固定された第２のギヤと、を更に有し、前記第１のギヤと第２のギヤが連結されることを特徴としている。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載において、前記第１のギヤと第２のギヤの間に第３のギヤを更に有することを特徴としている。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項２記載において、前記照明光学系は、前記顕微鏡本体に固定された前記レンズ及びその第２のレンズ枠を更に有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
木発明によれば、光源により励起された標本の蛍光の所定波長域以外の、例えば、蛍光を励起する照明光による光学部材などの自家蛍光を除去でき、微小かつ微弱な蛍光もコントラストよく観察することができる。
【００１６】
また、蛍光を励起する照明光による光学部材などの自家蛍光の影響をまったく受けない他の観察光路に撮影光路が設けられるので、この撮影光路を用いて写真撮影などを行うことで、良質の写真記録を実現できる。
【００１７】
さらに、照明光路を有する観察光路の絞り手段を開放したままで、他方の観察光路の絞り手段を必要なだけ絞り込むことができるので、標本への照明の明るさに何等影響を与えることなく、焦点深度の深い良質な観察像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１９】
(第１の実施の形態)
図１は、本発明が適用される実体顕微鏡の概略構成を示すもので、ここでは、実体顕微鏡の２つの観察光路１、２に配置された光学系のみを示している。
【００２０】
図において、３は観察光路１、２に共通の対物レンズで、この対物レンズ３より取り込んだ標本４の観察像を、それぞれ観察光路１、２に導くようにしている。これら２つの観察光路１、２は、図示しないノブによりズーミングを行うズームレンズ群５、６、結像レンズ７、８および接眼レンズ９、１０を各別に有するもので、接眼レンズ９、１０により標本４面を実体観察可能にしている。この場合、ズームレンズ群５、６中の観察光路瞳位置またはその近傍に明るさ絞り５１、６１を配置している。
【００２１】
これら明るさ絞り５１、６１は、図２に示すように操作桿５１１(６１１)先端に設けられた絞り環５１２(６１２)に明るさ絞り本体５１３(６１３)を有したもので、操作桿５１１(６１１)の図示矢印方向の操作により絞り環５１２(６１２)を所定角度回動させることにより、明るさ絞り本体５１３(６１３)に所定の開口状態を得られるようにしている。
【００２２】
観察光路１のズームレンズ群５と結像レンズ７の間にダイクロイックミラー１１を配置している。このダイクロイックミラー１１は、一定の波長以下の光を反射し、それ以上の波長の光を透過するもので、このダイクロイックミラー１１により観察光路１より分割された光路を照明光路１２に形成している。
【００２３】
この照明光路１２は、特定波長のみを選択可能なバンドパスフィルタで構成される励起フィルタ１３、例えば、水銀ランプからなる光源１４、この光源１４より発せられた光を励起フィルタ１３に導くための照明光学系１５を有している。
【００２４】
そして、観察光路１のダイクロイックミラー１１と結像レンズ７との間および観察光路２のズームレンズ６と結像レンズ８との間には、それぞれ一定波長以上の光のみを透過するロングパスフィルタで構成される吸収フィルタ１６、１７を配置している。
【００２５】
この場合、標本４は、ＧＦＰを発現させるもので、４９０ｎｍ付近の波長域の照明光により励起され、５１０ｎｍ付近に強度のピークを有する蛍光を発するものとする。これにより照明光路１２の励起フィルタ１３は、図３（ａ）に示すようにＧＦＰの発現した標本４を励起するために必要な４９０ｎｍ付近の波長域のみを選択的に透過するような特性のバンドパスフィルタにより構成し、吸収フィルタ１６、１７は、図３（ｂ）に示すように標本４のＧＦＰが発する５１０ｎｍ付近に強度のピークを有する蛍光を透過する５０５ｎｍ以上の波長光を透過するような特性のロングパスフィルタにより構成し、ダイクロイックミラー１１は、図３（ｃ）に示すように標本４の励起に必要な４９０ｎｍ付近の波長域の照明光を反射するとともに、標本４のＧＦＰが発する、励起光より波長の長い５１０ｎｍ付近の蛍光を透過するような特性を有している。
【００２６】
次に、以上のように構成した実施の形態の動作を説明する。
【００２７】
いま、光源１４より照明光が発せられると、照明光学系１５を介して励起フィルタ１３に導かれる。すると、励起フィルタ１３により標本４を励起するために必要な４９０ｎｍ付近の波長域のみの照明光が透過され、ダイクロイックミラー１１に導かれる。ダイクロイックミラー１１では、４９０ｎｍ付近の波長域の照明光は反射され、ズームレンズ群５(明るさ絞り５１)、対物レンズ３を介して標本４面に照射される。これにより、標本４のＧＦＰが４９０ｎｍ付近の波長域の照明光により励起され、励起光より波長の長い５１０ｎｍ付近に強度のピークを有する蛍光が発せられる。
【００２８】
そして、標本４より発せられた蛍光は、対物レンズ３により集光され、標本４の観察像として、それぞれ観察光路１、２に導かれる。これにより、観察光路１に導かれた蛍光は、ズームレンズ群５(明るさ絞り５１)を通ってダイクロイックミラー１１に導かれ、ここを透過され、さらに、吸収フィルタ１６により５１０ｎｍ付近に強度のピークを有する蛍光は透過されるとともに、結像レンズ７で結像され、接眼レンズ９により観察される。一方、観察光路２に導かれた蛍光も、ズームレンズ群６(明るさ絞り６１)を通って吸収フィルタ１７に導かれ、ここで５１０ｎｍ付近に強度のピークを有する蛍光は透過されるとともに、結像レンズ８で結像され、接眼レンズ１０により観察される。
【００２９】
ここで、明るさ絞り５１、６１は、通常、開放状態で使用されるが、焦点深度の深い画像を観察したい場合は、観察光路２上の明るさ絞り６１を必要な量絞り込むことによって、接眼レンズ１０を介して得ちれる像は、焦点深度の深い観察像として観察される。この場合、観察光路１の明るさ絞り５１は、開放のままにしておくことにより、光源１２から標本４への照明光の明るさは、何等影響を受けることがない。
【００３０】
従って、このようにすれば、実体顕微鏡の特徴である２つの観察光路１、２のうち一方の観察光路１にダイクロイックミラー１１による光路分割により形成される照明光路１２を設け、この照明光路１２の光源１４からの励起光により標本４を励起し、この励起された標本４の蛍光像のうち、吸収フィルタ１６を通る所定波長域のものを観察するようにしたので、励起光の散乱や光学部材などから発生する自家蛍光の影響を除去できるようにでき、微小かつ微弱な蛍光をコントラストよく観察することができる。
【００３１】
なお、上述した第１の実施の形態では、吸収フィルタ１６、１７に５０５ｎｍ以上の光を透過するロングパスフィルタを用いたが、５０５ｎｍ付近のみを透過するようなバンドパスフィルタに置き換えれば、ＧＦＰの発する蛍光以外をほとんど除去できるため、さらに蛍光を際立てることができる。また、上述では、ＧＦＰを対象にフィルタの波長域を限定して説明したが、他の蛍光試薬などで染色された標本および自家蛍光を発する標本であっても、適当なフィルタを選択することで、同様な作用効果を期待することができる。さらに、ズームレンズ５、６とともに設けられた明るさ絞り５１、６１は、省略することができる。
【００３２】
(第２の実施の形態)
図４は、本発明の第２の実施の形態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。
【００３３】
この場合、観察光路２の吸収フィルタ１７と結像レンズ８との間に、この観察光路２に対して挿脱可能にビームスプリッタ１８を挿入し、このビームスプリッタ１８により分割された光路を撮影光路１９に形成している。この撮影光路１９には、リレーレンズ２０、撮影光路１９を偏向させるための全反射ミラー２１、撮像面２２に像を形成させるための結像レンズ２３を配置している。
【００３４】
このようにしても、標本４より発せられた蛍光は、対物レンズ３により集光され、標本４の観察像として、それぞれ観察光路１、２に導かれるが、このうち、観察光路２に導かれた蛍光は、ズームレンズ群６(明るさ絞り６１)を通って吸収フィルタ１７に導かれ、ここで５１０ｎｍ付近に強度のピークを有する蛍光が透過され、ビームスプリッタ１８に導かれる。そして、このビームスプリッタ１８により観察光路２と撮影光路１９とに一定の比率で分割され、このうちの撮影光路１９に導かれた光は、リレーレンズ２０、全反射ミラー２１を介して結像レンズ２３により撮像面２２に結像される。
【００３５】
これにより、撮像面２２にフィルムやＣＣＤなどの撮像素子を配置すれば、標本４の蛍光像が撮影記録される。この場合、明るさ絞り５１、６１は、通常、開放状態で使用されるが、写真撮影などの記録時に、焦点深度の深い像を必要とする場合は、観察光路２上の明るさ絞り６１を必要な量だけ絞り込むことによって、ビームスプリッタ１８により観察光路２より分割された撮影光路１９での撮影像は、焦点深度の深い像として記録される。この場合、観察光路１の明るさ絞り５１は、開放のままにしているので、光源１２から標本４への照明光の明るさは、何等影響を受けることがない。
【００３６】
つまり、写真撮影などの記録時に焦点深度の深い像を得るためには、観察光路２上の明るさ絞り６１のみを開閉し、照明光路に使用している明るさ絞り５１を開放のままで使用できるため、標本４に導かれる照明光が損失することがなくなり、これにより、明るさを確保するのに、十分な照明光を標本４に照射し.観察像の蛍光強度を確保したまま、焦点深度を深くすることが可能となり、露出時間の延長を最小限に抑えることができ、フィルムの特性やバックグランドの影響を受けずらく、良好な写真撮影を行うことができる。
【００３７】
一方、蛍光像の撮影記録が必要でなければ、ビームスプリッタ１８を観察光路２から取り除けば、第１の実施の形態で述べたと同様にして接眼レンズ１０での１００％光量による観察が可能となる。
【００３８】
また、観察光路１については、励起フィルタ１３を通してダイクロイックミラー１１で反射された照明光により、ズームレンズ５と対物レンズ３の光路上に微弱な自家蛍光が発する。そして、このような自家蛍光を発すると、このうちの吸収フィルタ１６を透過する波長の光が接眼レンズ９まで導かれ、標本４の蛍光像のコントラストを低下させることがある。このコントラストの低下の度合は一様でないが、写真などの記録に対しては、致命的になる場合がある。ところが、撮影光路１９を有する観察光路２については、上述の自家蛍光による影響を全く受けないため、コントラストの低下を招くことがない。つまり、実体顕微鏡の特徴である２つの観察光路１、２のうち、励起照明に利用する光路１を避け、もう一方の観察光路２に撮影光路１９を設けることにより、自家蛍光の影響を全く受けないようになり、コントラストの高い蛍光像を記録することができる。
【００３９】
なお、上述した第２の実施の形態では、ビームスプリッタ１８は、撮影光路１９に対して一定の比率で分割するようにしたが、この比率は任意に設定することができ、さらに、場合によっては、撮影光路１９側に１００％反射させるような全反射プリズムを用いることもできる。
【００４０】
(第３の実施の形態)
図５は、木発明の第３の実施の形態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。
【００４１】
この場合、観察光路１のダイクロイックミラー１１および吸収フィルタ１６、照明光路１２の励起フィルタ１３、観察光路２の吸収フィルタ１７をそれぞれスライド部材３１に一体に設けている。このスライド部材３１は、観察光路１、２の光軸と直交する方向、つまり光軸に対して垂直方向(前後方向)に移動可能になっていて、ダイクロイックミラー１１および吸収フィルタ１６を観察光路１に、励起フィルタ１３を照明光路１２に、吸収フィルタ１７を観察光路２にそれぞれ同時に挿脱できるようになっている。
【００４２】
このようにすれば、標本４を蛍光以外の観察法、例えば全体像を見たいような場合は、図示しないファイバ照明や蛍光灯などの外部照明により照明を行うとともに、スライド部材３１を光路より取り外すことにより、ダイクロイックミラー１１および吸収フィルタ１６、照明光路１２の励起フィルタ１３、観察光路２の吸収フィルタ１７を取り外すことができ、フィルタのない全体像観察を行うことができる。
【００４３】
これにより、第１の実施の形態で述べた効果に加えて、吸収フィルタ１６、１７、ダイクロイックミラー１１が、それぞれの観察光路１、２に配置されたままでは、色の付いた観察になるばかりか、透過率も下がって観察像が暗くなることがあったが、スライド部材３１を光路より取り外す一つの操作のみで、簡単に明視野観察に切換えることができる。
【００４４】
また、スライド部材３１の切換え方向を、光軸に対して垂直方向(前後方向)にしているので、光軸に対して横方向移動で、光軸を避けるため移動量を大きくしなければならないものと比べ、スライド部材３１の移動量を最小限に抑えることができ、スペース的な制約を排除できる。これにより、スライド部材３１の切換えを挿脱の２段だけでなく、３段以上にすることも簡単である。
【００４５】
さらに、標本４がＧＦＰ以外の蛍光色素で染色されている場合や２種類の蛍光色素で染色されている場合には、スライド部材３１の複数段の切換え位置のそれぞれに各蛍光色素に適応した、異なる特性のダイクロイックミラー、励起フィルタ、吸収フィルタを配置しておくことで、スライド部材３１を切換えるのみで、各蛍光色素をそれぞれコントラストよく観察可能になる。この場合、ダイクロイックミラー、励起フィルタ、吸収フィルタが同時に切替わるので、素早く容易な切換えが可能になる。
【００４６】
(第４の実施の形態)
図６は、本発明の第４の実施の形態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。
【００４７】
この場合、照明光路１２の光源１４と励起フィルタ１３との間に配置した照明光学系１５に代えて、対物レンズ３およびズームレンズ群５で構成される光学系の瞳位置に光源１４を倍率可変に投影可能な照明光学系３２を配置している。
【００４８】
ところで、近年の顕微鏡では、観察視野の標本面を均一に照明するため、ケーラー照明光学系を採用している。そして、標本４を観察する際に、ズームレンズ群５、６のレンズを移動させて倍率を変えるようにしているが、この時、ズームレンズ群５、６の瞳は、光軸方向の位置と、その大きさが変化し、例えば、倍率が大きく高倍になるにしたがい小さくなる。一方、対物レンズ３より標本４に照射される照明光の明るさは、対物レンズ３の瞳に対し、どの程度の大きさで光源像を投影するかで決定される。そこで、標本４に対し、明るさの明るい照明をするためには、無駄なく、ズームレンズ群５および対物レンズ３の瞳内を充足させることが必要となり、仮に、光源１４の大きさが瞳の大きさより大きく投影され、はみ出してしまえば光量が無駄になるだけである。このため、照明光路１２のレンズ系が固定である場合は、光源１４の投影像の位置と大きさを、ズーム倍率変化に伴う瞳の光軸方向の位置と大きさの変化のいずれかの位置に予め設定しておく必要があり、この関係で、全ズーム倍率で最適な充足を行うことは不可能である。
【００４９】
そこで、この第４の実施の形態では、照明光路１２中に照明光学系３２を配置し、ズームレンズ群５の倍率変化に伴う瞳位置と大きさ変化に合わせて、照明光学系３２内のレンズの焦点距離を可変可能とすることで、光源１４の投影像の光軸方向の位置と大きさを変えて、瞳と同じ大きさに投影するようにしている。この際、ズームレンズ群５および対物レンズ３の瞳に入射する光束のＮＡは、各倍率での観察視野全体を照明可能な値にしている。
【００５０】
これにより、一般に、実体顕微鏡では、光学顕微鏡に比べ、対物レンズのＮＡが小さく暗いため、特に、蛍光観察の場合は、明るい照明を必要とするが、このような場合にも、ズームレンズ群５のズーム倍率に合わせて、どの倍率でも常に瞳を充足させた明るく、ムラのない最適な照明を実現することができる。
【００５１】
(第５の実施の形態)
図７（ａ）（ｂ）は、第４の実施の形態で述べた照明光学系３２の具体的構成を示すもので、図６と同一部分には、同符号を付している。
【００５２】
この場合、照明光学系３２は、構成要素のレンズ３２ａ、３２ｂ、３２ｃを有し、これらレンズ３２ａ、３２ｂ、３２ｃをそれぞれレンズ枠３３ａ、３３ｂ、３４に固定している。このうち、レンズ枠３４は、顕微鏡本体３０に固定され、レンズ枠３３ａ、３３ｂは、レンズ枠３４に固定した枠３５の内部嵌合部を光軸３６方向に移動可能にしている。また、レンズ枠３３ａ、３３ｂには、それぞれガイドピン３７ａ、３７ｂを設けており、このガイドピン３７ａ、３７ｂを枠３５に形成した長溝ガイド穴３８に沿って案内されるとともに、枠３５の外周部に嵌合して回転可能なカム３９にも案内されるようになっている。カム３９には、図示しない２本のカム溝が形成してあり、それぞれガイドピン３７ａ、３７ｂを案内している。
【００５３】
カム３９には、ギヤ４０がビス４１により固定され、一体に回転するようになっている。ギヤ４０には、他のギヤ４２が噛み合っており、この他のギヤ４２は、図示しない固定法で顕微鏡本体３０に固定された軸４３を中心に回転するようになっている。また、この他のギヤ４２には、顕微鏡本体３０に回転可能に保持されたギヤ４４が噛み合っている。このギヤ４４の先端には、ノブ４５が固定され、このノブ４５による回転操作を可能にしている。また、ギヤ４４の軸部４６には、上述したズームレンズ群５、６の図示しない移動機構が連結され、このノブ４５によりギヤ４４を介して軸部４６を回転することで、これに連動してズームレンズ群５、６がズーム変倍するようになっている。
【００５４】
このような構成において、ノブ４５を回転操作すると、ギヤ４４が回転し、この回転が軸部４６を介してズームレンズ群５、６の図示しない移動機構に伝えられ、ズーム変倍が行われる。同時に、このギヤ４４の回転は、ギヤ４２の回転を介してギヤ４０に伝えられる。そして、このギヤ４０が回転されると、カム３９が回転され、このカム３９の２本のカム溝と枠３５の長溝ガイド穴３８によりガイドピン３７ａ、３７ｂが案内され、レンズ枠３３ａ、３３ｂを光軸３６方向に移動される。この場合、カム３９の２本のカム溝は、第４の実施の形態で述べたズーム倍率の変化による瞳の位置と大きさの変化に合わせて、光源１４の投影倍率と位置が最適になるように設定されており、レンズ３２ａ、３２ｂは、図７（ａ）に示すズーム低倍状態から、同図（ｂ）に示すズーム高倍状態まで、移動されることになる。
【００５５】
このようにすれば、第４の実施の形態で述べた効果がズーム変倍を行うと同時に連動して得られることになり、また、観察者は、照明を気にすることなく変倍を行っても、常に最適な蛍光照明を行うことができる。
【００５６】
(第６の実施の形態)
図８は、本発明の第６の実施の形態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。
【００５７】
この場合、光源１４を分離して、この光源１４を光源本休１４１とコレクタレンズ１４２により構成し、このような光源１４を光ファイバ７１を介して顕微鏡に接続している.
このようにすれば、光源本体１４１からの光は、コレクタレンズ１４２により集光され、光ファイバ７１を介して照明光路１２の照明光学系１５に入射されるようになるが、こうすると、光源本体１４１より発する熱が顕微鏡本体側に伝わらないようにできるので、顕微鏡本体側での熱的変形や検鏡者への熱的影響を排除でき、また、光ファイバ７１を使用することで、標本４への熱的影響も排除できる。
【００５８】
(第７の実施の形態)
図９は、本発明の第７の実施の形態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。
【００５９】
この場合、観察光路１、２に、それぞれダイクロイックミラー１１、１１’を配置するとともに、光源１４、１４’、励起フィルタ１３、１３’、照明光学系１５、１５’を有する照明光路１２、１２’を設けるようにしている。
【００６０】
このようにすれば、光源１４、１４’により明るさが２倍になるので、さらに明るく照明された標本４の観察像を得ることができる。
【００６１】
(第８の実施の形態)
図１０（ａ）（ｂ）は、本発明の第８の実施の形態の概略構成を示すもので、図２と同一部分には、同符号を付している。つまり、この第８の実施の形態は、第１の実施の形態で述べた明るさ絞り５１、６１の異なる例を示している。
【００６２】
この場合、明るさ絞り５１、６１は、操作桿５１１(６１１)先端に設けられた絞り環５１２(６１２)に明るさ絞り本体５１３(６１３)を有している。そして、これら操作桿５１１(６１１)は、それぞれ連動ピン５１４(６１４)を有し、これら連動ピン５１４(６１４)を共通の連動操作板５００に所定の間隔を介して形成された直線溝５００ａ、５００ｂに沿って移動自在に装着していて、この状態から、連動操作板５００を明るさ絞り５１、６１の配列方向にスライド移動することで、操作桿５１１(６１１)を連動させ、絞り環５１２(６１２)を所定角度回動させることにより、明るさ絞り本体５１３(６１３)に同じ開口状態を得られるようにしている。
【００６３】
このように構成した明るさ絞り５１、６１では、第２の実施の形態で述べた図４において、ビームスプリッタ１８を光路から取り外し、両眼による観察を行う場合に、連動操作板５００が取り付けられる。そして、この連動操作板５００をスライド操作し、連動ピン５１４(６１４)を介して操作桿５１１(６１１)を同方向に同じ量だけ操作することで、絞り環５１２(６１２)を所定角度回動させ、明るさ絞り本体５１３(６１３)に同じ開口状態が設定されるようになり、観察光路１、２において、同様な焦点深度および明るさを得ることができる。
【００６４】
一方、写真撮影を行う場合は、第２の実施の形態で述べた図４に示すようにビームスプリッタ１８を光路中に戻すとともに、明るさ絞り５１、６１の連動操作板５００を取り外すことで、第２の実施の形態で述べたと同様な作用を奏することができる。
【００６５】
このようにすれば、両眼での観察時には、左右の明るさ絞り５１、６１を連動開閉することで、左右同時に絞り効果が得られるので、精度の高い観察を容易に得られるとともに、操作性が向上し、また、写真撮影などの記録時は、第２の実施の形態で述べたと同様な効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態に用いられる明るさ絞りの概略構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態に用いられるフィルタおよびダイクロイックミラーの特性を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す図。
【図５】本発明の第３の実施の形態の概略構成を示す図。
【図６】本発明の第４の実施の形態の概略構成を示す図。
【図７】本発明の第５の実施の形態に用いられる照明光学系の具体的構成を示す図。
【図８】本発明の第６の実施の形態の概略構成を示す図。
【図９】本発明の第７の実施の形態の概略構成を示す図。
【図１０】本発明の第８の実施の形態に用いられる明るさ絞りの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００６７】
１、２…観察光路、３…対物レンズ、４…標本、
５、６…ズームレンズ群、５１、６１…明るさ絞り、
５００…連動操作板、５１１、６１１…操作桿、
５１２、６１２…絞り環、５１３、６１３…明るさ絞り本体、
５１４、６１４…連動ピン、７、８…結像レンズ、
９、１０…接眼レンズ、１１…ダイクロイックミラー、
１２…照明光路、１３…励起フィルタ、１４…光源、
１５…照明光学系、１６、１７…吸収フィルタ、
１８…ビームスプリッタ、１９…撮影光路、
２０…リレーレンズ、２１…全反射ミラー、
２２…撮像面、２３…結像レンズ、３１…スライド部材、
３２…照明光学系、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ…レンズ、
３３ａ、３３ｂ、３４…レンズ枠、３５…枠、３６…光軸、
３７ａ、３７ｂ…ガイドピン、３８…長溝ガイド穴、
３９…カム、４０…ギヤ、４１…ビス、４２…ギヤ、４３…軸、
４４…ギヤ、４５…ノブ、４６…軸部、７１…光ファイバ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光を発する標本の観察に用いられる実体顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、標本の蛍光観察は、細胞や組織内の特定部位を蛍光物質で染色し、この蛍光物質の染色により蛍光を発する部位を顕微鏡を用いて観察するようにしている。この場合、標本より発せられる蛍光は、極めて微弱で細胞レベルでの観察であるため、観察対象の明るさなどの関係から、実体顕微鏡での観察は不可能とされていた。
【０００３】
わずかに、このような実体顕微鏡を用いて蛍光観察を行う例として、特許文献１に開示されるように、手術の際の患部を特定するためにレーザを照射し、腫瘍細胞などが発する自家蛍光を観察するものがある。
【０００４】
一方、このような実体顕微鏡には、特許文献２に開示されるように、２つの観察光軸にそれぞれ明るさ絞りを持っていて、これら明るさ絞りは、観察光学系の瞳位置に配置されるとともに、左右連動して開閉され、観察像の焦点深度の調節および明るさ調節を可能にしたものもある。そして、このような２つの観察光軸を有して蛍光観察を行う実体顕微鏡観察では、標本としてショウジョウバエのような厚みのあるものが、そのまま用いられることがあり、このような厚みを有する標本の場合、焦点深度の深い像が要求されることがある。
【特許文献１】特開平６-６３１６４号公報
【特許文献２】特公平４-３２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に開示されるものは、強力なレーザ光をダイクロイックミラーで患部に照射し、腫瘍の比較的大まかな位置を特定するためのもので、光学部材や目的以外の物質の自家蛍光を除去することができないため、微小かつ微弱な蛍光をコントラストよく観察することができない。また、照明光学系は、利用効率などを考慮することなく高出力のレーザを使用して観察部位の明るさを確保するようにしているので、価格的にも高価なものになってしまう。
【０００６】
ところで、最近になってオワンクラゲから発見された、光る蛋白質であるＧＦＰ(Green Fluorescent Protein)が注目されている。かかるＧＦＰは、通常の蛍光物質と同様に励起光を照射すると、グリーンの蛍光を発し、この蛍光は、非常に明るく、蛍光特有の退色を伴わないもので、生きた生物内でＧＦＰを発現させて観察することの可能性が検討されている。
【０００７】
一方、特許文献２に開示されるものは、光路の明るさを絞り込むことで、焦点深度の深い像を得られることになるが、明るさ絞りを絞り込むと、これと同時に、像の明るさも減少してしまう。このため、同軸落射蛍光観察により焦点深度の深い写真撮影を行おうとして、明るさ絞りを絞ると、照明光も同時に絞ってしまうため、蛍光像が非常に暗くなって露光時間が長くなってしまい、フィルムの相反則不軌の影響やバックグラウンドのノイズの影響を受けやすくなって、よい写真が撮れなくなり、場合によっては、明るさ不足で写真撮影などの記録が不可能になるという不具合が生じる。
【０００８】
そこで、鏡筒などに絞りを配置して照明光を絞り込むことを避けるようにした実体顕微鏡が考えられているが、ズームレンズなどを持った観察光路の瞳位置は、ズームレンズ群の中にあるのが一般的であり、他の位置に絞りを配置すると、本来の瞳位置付近に配置されていないため一定以上絞り込むと、ケラレを生じ、視野周辺が暗くなったり、観察および写真撮影などの記録に不都合が生じる。また、撮影光路でレンズにより像をリレーし、瞳位置を作り、絞りを置くことも考えられるが、リレーが不必要な場合でも必ずリレーのためのレンズが必要になるばかりか、新たな絞りが必要になるので、部品点数が増え、構成も複雑になり、高価になってしまう。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなさ判たもので、微弱な蛍光をコントラストよく観察することができる実体顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、観察光路の明るさを確保したまま、焦点深度の深い観察像の観察記録を行うことができる実体顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、標本の蛍光観察像が導かれる第１及び第２の観察光路と、前記第１及び第２の観察光路に設けられたズームレンズ群と、前記第１の観察光路を分割する光路分割手段と、この光路分割手段による光路分割により形成され前記光路分割手段を介して前記標本を励起する光源を有する照明光路と、前記照明光路に設けられた照明光学系と、前記第１及び第２の観察光路に配置され、前記光源より励起された標本の所定波長域の蛍光観察像を透過する第１及び第２のフィルタ手段と、を備え、前記ズームレンズ群の倍率変化操作と前記照明光学系の焦点距離の可変操作を連動して行うことを特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載において、前記ズームレンズ群は、顕微鏡本体内に保持されてズームレンズ群の移動機構に連結された軸部と、前記軸部に固定された第１のギヤと、前記第１のギヤ固定されたノブと、を更に有し、前記照明光学系は、前記照明光学系の光軸方向に移動可能に設けられたレンズ及びその第１のレンズ枠と、第１のレンズ枠に設けられたガイドピンと、第１のレンズ枠を内部嵌合部に移動可能に設けた第２のレンズ枠と、前記第２のレンズ枠に設けた長溝ガイド穴と、前記第２のレンズ枠の外周部に嵌合して回転可能なカムと、カムに固定された第２のギヤと、を更に有し、前記第１のギヤと第２のギヤが連結されることを特徴としている。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載において、前記第１のギヤと第２のギヤの間に第３のギヤを更に有することを特徴としている。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項２記載において、前記照明光学系は、前記顕微鏡本体に固定された前記レンズ及びその第２のレンズ枠を更に有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
木発明によれば、光源により励起された標本の蛍光の所定波長域以外の、例えば、蛍光を励起する照明光による光学部材などの自家蛍光を除去でき、微小かつ微弱な蛍光もコントラストよく観察することができる。
【００１６】
また、蛍光を励起する照明光による光学部材などの自家蛍光の影響をまったく受けない他の観察光路に撮影光路が設けられるので、この撮影光路を用いて写真撮影などを行うことで、良質の写真記録を実現できる。
【００１７】
さらに、照明光路を有する観察光路の絞り手段を開放したままで、他方の観察光路の絞り手段を必要なだけ絞り込むことができるので、標本への照明の明るさに何等影響を与えることなく、焦点深度の深い良質な観察像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１９】
(第１の実施の形態)
図１は、本発明が適用される実体顕微鏡の概略構成を示すもので、ここでは、実体顕微鏡の２つの観察光路１、２に配置された光学系のみを示している。
【００２０】
図において、３は観察光路１、２に共通の対物レンズで、この対物レンズ３より取り込んだ標本４の観察像を、それぞれ観察光路１、２に導くようにしている。これら２つの観察光路１、２は、図示しないノブによりズーミングを行うズームレンズ群５、６、結像レンズ７、８および接眼レンズ９、１０を各別に有するもので、接眼レンズ９、１０により標本４面を実体観察可能にしている。この場合、ズームレンズ群５、６中の観察光路瞳位置またはその近傍に明るさ絞り５１、６１を配置している。
【００２１】
これら明るさ絞り５１、６１は、図２に示すように操作桿５１１(６１１)先端に設けられた絞り環５１２(６１２)に明るさ絞り本体５１３(６１３)を有したもので、操作桿５１１(６１１)の図示矢印方向の操作により絞り環５１２(６１２)を所定角度回動させることにより、明るさ絞り本体５１３(６１３)に所定の開口状態を得られるようにしている。
【００２２】
観察光路１のズームレンズ群５と結像レンズ７の間にダイクロイックミラー１１を配置している。このダイクロイックミラー１１は、一定の波長以下の光を反射し、それ以上の波長の光を透過するもので、このダイクロイックミラー１１により観察光路１より分割された光路を照明光路１２に形成している。
【００２３】
この照明光路１２は、特定波長のみを選択可能なバンドパスフィルタで構成される励起フィルタ１３、例えば、水銀ランプからなる光源１４、この光源１４より発せられた光を励起フィルタ１３に導くための照明光学系１５を有している。
【００２４】
そして、観察光路１のダイクロイックミラー１１と結像レンズ７との間および観察光路２のズームレンズ６と結像レンズ８との間には、それぞれ一定波長以上の光のみを透過するロングパスフィルタで構成される吸収フィルタ１６、１７を配置している。
【００２５】
この場合、標本４は、ＧＦＰを発現させるもので、４９０ｎｍ付近の波長域の照明光により励起され、５１０ｎｍ付近に強度のピークを有する蛍光を発するものとする。これにより照明光路１２の励起フィルタ１３は、図３（ａ）に示すようにＧＦＰの発現した標本４を励起するために必要な４９０ｎｍ付近の波長域のみを選択的に透過するような特性のバンドパスフィルタにより構成し、吸収フィルタ１６、１７は、図３（ｂ）に示すように標本４のＧＦＰが発する５１０ｎｍ付近に強度のピークを有する蛍光を透過する５０５ｎｍ以上の波長光を透過するような特性のロングパスフィルタにより構成し、ダイクロイックミラー１１は、図３（ｃ）に示すように標本４の励起に必要な４９０ｎｍ付近の波長域の照明光を反射するとともに、標本４のＧＦＰが発する、励起光より波長の長い５１０ｎｍ付近の蛍光を透過するような特性を有している。
【００２６】
次に、以上のように構成した実施の形態の動作を説明する。
【００２７】
いま、光源１４より照明光が発せられると、照明光学系１５を介して励起フィルタ１３に導かれる。すると、励起フィルタ１３により標本４を励起するために必要な４９０ｎｍ付近の波長域のみの照明光が透過され、ダイクロイックミラー１１に導かれる。ダイクロイックミラー１１では、４９０ｎｍ付近の波長域の照明光は反射され、ズームレンズ群５(明るさ絞り５１)、対物レンズ３を介して標本４面に照射される。これにより、標本４のＧＦＰが４９０ｎｍ付近の波長域の照明光により励起され、励起光より波長の長い５１０ｎｍ付近に強度のピークを有する蛍光が発せられる。
【００２８】
そして、標本４より発せられた蛍光は、対物レンズ３により集光され、標本４の観察像として、それぞれ観察光路１、２に導かれる。これにより、観察光路１に導かれた蛍光は、ズームレンズ群５(明るさ絞り５１)を通ってダイクロイックミラー１１に導かれ、ここを透過され、さらに、吸収フィルタ１６により５１０ｎｍ付近に強度のピークを有する蛍光は透過されるとともに、結像レンズ７で結像され、接眼レンズ９により観察される。一方、観察光路２に導かれた蛍光も、ズームレンズ群６(明るさ絞り６１)を通って吸収フィルタ１７に導かれ、ここで５１０ｎｍ付近に強度のピークを有する蛍光は透過されるとともに、結像レンズ８で結像され、接眼レンズ１０により観察される。
【００２９】
ここで、明るさ絞り５１、６１は、通常、開放状態で使用されるが、焦点深度の深い画像を観察したい場合は、観察光路２上の明るさ絞り６１を必要な量絞り込むことによって、接眼レンズ１０を介して得ちれる像は、焦点深度の深い観察像として観察される。この場合、観察光路１の明るさ絞り５１は、開放のままにしておくことにより、光源１２から標本４への照明光の明るさは、何等影響を受けることがない。
【００３０】
従って、このようにすれば、実体顕微鏡の特徴である２つの観察光路１、２のうち一方の観察光路１にダイクロイックミラー１１による光路分割により形成される照明光路１２を設け、この照明光路１２の光源１４からの励起光により標本４を励起し、この励起された標本４の蛍光像のうち、吸収フィルタ１６を通る所定波長域のものを観察するようにしたので、励起光の散乱や光学部材などから発生する自家蛍光の影響を除去できるようにでき、微小かつ微弱な蛍光をコントラストよく観察することができる。
【００３１】
なお、上述した第１の実施の形態では、吸収フィルタ１６、１７に５０５ｎｍ以上の光を透過するロングパスフィルタを用いたが、５０５ｎｍ付近のみを透過するようなバンドパスフィルタに置き換えれば、ＧＦＰの発する蛍光以外をほとんど除去できるため、さらに蛍光を際立てることができる。また、上述では、ＧＦＰを対象にフィルタの波長域を限定して説明したが、他の蛍光試薬などで染色された標本および自家蛍光を発する標本であっても、適当なフィルタを選択することで、同様な作用効果を期待することができる。さらに、ズームレンズ５、６とともに設けられた明るさ絞り５１、６１は、省略することができる。
【００３２】
(第２の実施の形態)
図４は、本発明の第２の実施の形態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。
【００３３】
この場合、観察光路２の吸収フィルタ１７と結像レンズ８との間に、この観察光路２に対して挿脱可能にビームスプリッタ１８を挿入し、このビームスプリッタ１８により分割された光路を撮影光路１９に形成している。この撮影光路１９には、リレーレンズ２０、撮影光路１９を偏向させるための全反射ミラー２１、撮像面２２に像を形成させるための結像レンズ２３を配置している。
【００３４】
このようにしても、標本４より発せられた蛍光は、対物レンズ３により集光され、標本４の観察像として、それぞれ観察光路１、２に導かれるが、このうち、観察光路２に導かれた蛍光は、ズームレンズ群６(明るさ絞り６１)を通って吸収フィルタ１７に導かれ、ここで５１０ｎｍ付近に強度のピークを有する蛍光が透過され、ビームスプリッタ１８に導かれる。そして、このビームスプリッタ１８により観察光路２と撮影光路１９とに一定の比率で分割され、このうちの撮影光路１９に導かれた光は、リレーレンズ２０、全反射ミラー２１を介して結像レンズ２３により撮像面２２に結像される。
【００３５】
これにより、撮像面２２にフィルムやＣＣＤなどの撮像素子を配置すれば、標本４の蛍光像が撮影記録される。この場合、明るさ絞り５１、６１は、通常、開放状態で使用されるが、写真撮影などの記録時に、焦点深度の深い像を必要とする場合は、観察光路２上の明るさ絞り６１を必要な量だけ絞り込むことによって、ビームスプリッタ１８により観察光路２より分割された撮影光路１９での撮影像は、焦点深度の深い像として記録される。この場合、観察光路１の明るさ絞り５１は、開放のままにしているので、光源１２から標本４への照明光の明るさは、何等影響を受けることがない。
【００３６】
つまり、写真撮影などの記録時に焦点深度の深い像を得るためには、観察光路２上の明るさ絞り６１のみを開閉し、照明光路に使用している明るさ絞り５１を開放のままで使用できるため、標本４に導かれる照明光が損失することがなくなり、これにより、明るさを確保するのに、十分な照明光を標本４に照射し.観察像の蛍光強度を確保したまま、焦点深度を深くすることが可能となり、露出時間の延長を最小限に抑えることができ、フィルムの特性やバックグランドの影響を受けずらく、良好な写真撮影を行うことができる。
【００３７】
一方、蛍光像の撮影記録が必要でなければ、ビームスプリッタ１８を観察光路２から取り除けば、第１の実施の形態で述べたと同様にして接眼レンズ１０での１００％光量による観察が可能となる。
【００３８】
また、観察光路１については、励起フィルタ１３を通してダイクロイックミラー１１で反射された照明光により、ズームレンズ５と対物レンズ３の光路上に微弱な自家蛍光が発する。そして、このような自家蛍光を発すると、このうちの吸収フィルタ１６を透過する波長の光が接眼レンズ９まで導かれ、標本４の蛍光像のコントラストを低下させることがある。このコントラストの低下の度合は一様でないが、写真などの記録に対しては、致命的になる場合がある。ところが、撮影光路１９を有する観察光路２については、上述の自家蛍光による影響を全く受けないため、コントラストの低下を招くことがない。つまり、実体顕微鏡の特徴である２つの観察光路１、２のうち、励起照明に利用する光路１を避け、もう一方の観察光路２に撮影光路１９を設けることにより、自家蛍光の影響を全く受けないようになり、コントラストの高い蛍光像を記録することができる。
【００３９】
なお、上述した第２の実施の形態では、ビームスプリッタ１８は、撮影光路１９に対して一定の比率で分割するようにしたが、この比率は任意に設定することができ、さらに、場合によっては、撮影光路１９側に１００％反射させるような全反射プリズムを用いることもできる。
【００４０】
(第３の実施の形態)
図５は、木発明の第３の実施の形態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。
【００４１】
この場合、観察光路１のダイクロイックミラー１１および吸収フィルタ１６、照明光路１２の励起フィルタ１３、観察光路２の吸収フィルタ１７をそれぞれスライド部材３１に一体に設けている。このスライド部材３１は、観察光路１、２の光軸と直交する方向、つまり光軸に対して垂直方向(前後方向)に移動可能になっていて、ダイクロイックミラー１１および吸収フィルタ１６を観察光路１に、励起フィルタ１３を照明光路１２に、吸収フィルタ１７を観察光路２にそれぞれ同時に挿脱できるようになっている。
【００４２】
このようにすれば、標本４を蛍光以外の観察法、例えば全体像を見たいような場合は、図示しないファイバ照明や蛍光灯などの外部照明により照明を行うとともに、スライド部材３１を光路より取り外すことにより、ダイクロイックミラー１１および吸収フィルタ１６、照明光路１２の励起フィルタ１３、観察光路２の吸収フィルタ１７を取り外すことができ、フィルタのない全体像観察を行うことができる。
【００４３】
これにより、第１の実施の形態で述べた効果に加えて、吸収フィルタ１６、１７、ダイクロイックミラー１１が、それぞれの観察光路１、２に配置されたままでは、色の付いた観察になるばかりか、透過率も下がって観察像が暗くなることがあったが、スライド部材３１を光路より取り外す一つの操作のみで、簡単に明視野観察に切換えることができる。
【００４４】
また、スライド部材３１の切換え方向を、光軸に対して垂直方向(前後方向)にしているので、光軸に対して横方向移動で、光軸を避けるため移動量を大きくしなければならないものと比べ、スライド部材３１の移動量を最小限に抑えることができ、スペース的な制約を排除できる。これにより、スライド部材３１の切換えを挿脱の２段だけでなく、３段以上にすることも簡単である。
【００４５】
さらに、標本４がＧＦＰ以外の蛍光色素で染色されている場合や２種類の蛍光色素で染色されている場合には、スライド部材３１の複数段の切換え位置のそれぞれに各蛍光色素に適応した、異なる特性のダイクロイックミラー、励起フィルタ、吸収フィルタを配置しておくことで、スライド部材３１を切換えるのみで、各蛍光色素をそれぞれコントラストよく観察可能になる。この場合、ダイクロイックミラー、励起フィルタ、吸収フィルタが同時に切替わるので、素早く容易な切換えが可能になる。
【００４６】
(第４の実施の形態)
図６は、本発明の第４の実施の形態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。
【００４７】
この場合、照明光路１２の光源１４と励起フィルタ１３との間に配置した照明光学系１５に代えて、対物レンズ３およびズームレンズ群５で構成される光学系の瞳位置に光源１４を倍率可変に投影可能な照明光学系３２を配置している。
【００４８】
ところで、近年の顕微鏡では、観察視野の標本面を均一に照明するため、ケーラー照明光学系を採用している。そして、標本４を観察する際に、ズームレンズ群５、６のレンズを移動させて倍率を変えるようにしているが、この時、ズームレンズ群５、６の瞳は、光軸方向の位置と、その大きさが変化し、例えば、倍率が大きく高倍になるにしたがい小さくなる。一方、対物レンズ３より標本４に照射される照明光の明るさは、対物レンズ３の瞳に対し、どの程度の大きさで光源像を投影するかで決定される。そこで、標本４に対し、明るさの明るい照明をするためには、無駄なく、ズームレンズ群５および対物レンズ３の瞳内を充足させることが必要となり、仮に、光源１４の大きさが瞳の大きさより大きく投影され、はみ出してしまえば光量が無駄になるだけである。このため、照明光路１２のレンズ系が固定である場合は、光源１４の投影像の位置と大きさを、ズーム倍率変化に伴う瞳の光軸方向の位置と大きさの変化のいずれかの位置に予め設定しておく必要があり、この関係で、全ズーム倍率で最適な充足を行うことは不可能である。
【００４９】
そこで、この第４の実施の形態では、照明光路１２中に照明光学系３２を配置し、ズームレンズ群５の倍率変化に伴う瞳位置と大きさ変化に合わせて、照明光学系３２内のレンズの焦点距離を可変可能とすることで、光源１４の投影像の光軸方向の位置と大きさを変えて、瞳と同じ大きさに投影するようにしている。この際、ズームレンズ群５および対物レンズ３の瞳に入射する光束のＮＡは、各倍率での観察視野全体を照明可能な値にしている。
【００５０】
これにより、一般に、実体顕微鏡では、光学顕微鏡に比べ、対物レンズのＮＡが小さく暗いため、特に、蛍光観察の場合は、明るい照明を必要とするが、このような場合にも、ズームレンズ群５のズーム倍率に合わせて、どの倍率でも常に瞳を充足させた明るく、ムラのない最適な照明を実現することができる。
【００５１】
(第５の実施の形態)
図７（ａ）（ｂ）は、第４の実施の形態で述べた照明光学系３２の具体的構成を示すもので、図６と同一部分には、同符号を付している。
【００５２】
この場合、照明光学系３２は、構成要素のレンズ３２ａ、３２ｂ、３２ｃを有し、これらレンズ３２ａ、３２ｂ、３２ｃをそれぞれレンズ枠３３ａ、３３ｂ、３４に固定している。このうち、レンズ枠３４は、顕微鏡本体３０に固定され、レンズ枠３３ａ、３３ｂは、レンズ枠３４に固定した枠３５の内部嵌合部を光軸３６方向に移動可能にしている。また、レンズ枠３３ａ、３３ｂには、それぞれガイドピン３７ａ、３７ｂを設けており、このガイドピン３７ａ、３７ｂを枠３５に形成した長溝ガイド穴３８に沿って案内されるとともに、枠３５の外周部に嵌合して回転可能なカム３９にも案内されるようになっている。カム３９には、図示しない２本のカム溝が形成してあり、それぞれガイドピン３７ａ、３７ｂを案内している。
【００５３】
カム３９には、ギヤ４０がビス４１により固定され、一体に回転するようになっている。ギヤ４０には、他のギヤ４２が噛み合っており、この他のギヤ４２は、図示しない固定法で顕微鏡本体３０に固定された軸４３を中心に回転するようになっている。また、この他のギヤ４２には、顕微鏡本体３０に回転可能に保持されたギヤ４４が噛み合っている。このギヤ４４の先端には、ノブ４５が固定され、このノブ４５による回転操作を可能にしている。また、ギヤ４４の軸部４６には、上述したズームレンズ群５、６の図示しない移動機構が連結され、このノブ４５によりギヤ４４を介して軸部４６を回転することで、これに連動してズームレンズ群５、６がズーム変倍するようになっている。
【００５４】
このような構成において、ノブ４５を回転操作すると、ギヤ４４が回転し、この回転が軸部４６を介してズームレンズ群５、６の図示しない移動機構に伝えられ、ズーム変倍が行われる。同時に、このギヤ４４の回転は、ギヤ４２の回転を介してギヤ４０に伝えられる。そして、このギヤ４０が回転されると、カム３９が回転され、このカム３９の２本のカム溝と枠３５の長溝ガイド穴３８によりガイドピン３７ａ、３７ｂが案内され、レンズ枠３３ａ、３３ｂを光軸３６方向に移動される。この場合、カム３９の２本のカム溝は、第４の実施の形態で述べたズーム倍率の変化による瞳の位置と大きさの変化に合わせて、光源１４の投影倍率と位置が最適になるように設定されており、レンズ３２ａ、３２ｂは、図７（ａ）に示すズーム低倍状態から、同図（ｂ）に示すズーム高倍状態まで、移動されることになる。
【００５５】
このようにすれば、第４の実施の形態で述べた効果がズーム変倍を行うと同時に連動して得られることになり、また、観察者は、照明を気にすることなく変倍を行っても、常に最適な蛍光照明を行うことができる。
【００５６】
(第６の実施の形態)
図８は、本発明の第６の実施の形態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。
【００５７】
この場合、光源１４を分離して、この光源１４を光源本休１４１とコレクタレンズ１４２により構成し、このような光源１４を光ファイバ７１を介して顕微鏡に接続している.
このようにすれば、光源本体１４１からの光は、コレクタレンズ１４２により集光され、光ファイバ７１を介して照明光路１２の照明光学系１５に入射されるようになるが、こうすると、光源本体１４１より発する熱が顕微鏡本体側に伝わらないようにできるので、顕微鏡本体側での熱的変形や検鏡者への熱的影響を排除でき、また、光ファイバ７１を使用することで、標本４への熱的影響も排除できる。
【００５８】
(第７の実施の形態)
図９は、本発明の第７の実施の形態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。
【００５９】
この場合、観察光路１、２に、それぞれダイクロイックミラー１１、１１’を配置するとともに、光源１４、１４’、励起フィルタ１３、１３’、照明光学系１５、１５’を有する照明光路１２、１２’を設けるようにしている。
【００６０】
このようにすれば、光源１４、１４’により明るさが２倍になるので、さらに明るく照明された標本４の観察像を得ることができる。
【００６１】
(第８の実施の形態)
図１０（ａ）（ｂ）は、本発明の第８の実施の形態の概略構成を示すもので、図２と同一部分には、同符号を付している。つまり、この第８の実施の形態は、第１の実施の形態で述べた明るさ絞り５１、６１の異なる例を示している。
【００６２】
この場合、明るさ絞り５１、６１は、操作桿５１１(６１１)先端に設けられた絞り環５１２(６１２)に明るさ絞り本体５１３(６１３)を有している。そして、これら操作桿５１１(６１１)は、それぞれ連動ピン５１４(６１４)を有し、これら連動ピン５１４(６１４)を共通の連動操作板５００に所定の間隔を介して形成された直線溝５００ａ、５００ｂに沿って移動自在に装着していて、この状態から、連動操作板５００を明るさ絞り５１、６１の配列方向にスライド移動することで、操作桿５１１(６１１)を連動させ、絞り環５１２(６１２)を所定角度回動させることにより、明るさ絞り本体５１３(６１３)に同じ開口状態を得られるようにしている。
【００６３】
このように構成した明るさ絞り５１、６１では、第２の実施の形態で述べた図４において、ビームスプリッタ１８を光路から取り外し、両眼による観察を行う場合に、連動操作板５００が取り付けられる。そして、この連動操作板５００をスライド操作し、連動ピン５１４(６１４)を介して操作桿５１１(６１１)を同方向に同じ量だけ操作することで、絞り環５１２(６１２)を所定角度回動させ、明るさ絞り本体５１３(６１３)に同じ開口状態が設定されるようになり、観察光路１、２において、同様な焦点深度および明るさを得ることができる。
【００６４】
一方、写真撮影を行う場合は、第２の実施の形態で述べた図４に示すようにビームスプリッタ１８を光路中に戻すとともに、明るさ絞り５１、６１の連動操作板５００を取り外すことで、第２の実施の形態で述べたと同様な作用を奏することができる。
【００６５】
このようにすれば、両眼での観察時には、左右の明るさ絞り５１、６１を連動開閉することで、左右同時に絞り効果が得られるので、精度の高い観察を容易に得られるとともに、操作性が向上し、また、写真撮影などの記録時は、第２の実施の形態で述べたと同様な効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態に用いられる明るさ絞りの概略構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態に用いられるフィルタおよびダイクロイックミラーの特性を示す図。
【図４】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す図。
【図５】本発明の第３の実施の形態の概略構成を示す図。
【図６】本発明の第４の実施の形態の概略構成を示す図。
【図７】本発明の第５の実施の形態に用いられる照明光学系の具体的構成を示す図。
【図８】本発明の第６の実施の形態の概略構成を示す図。
【図９】本発明の第７の実施の形態の概略構成を示す図。
【図１０】本発明の第８の実施の形態に用いられる明るさ絞りの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００６７】
１、２…観察光路、３…対物レンズ、４…標本、
５、６…ズームレンズ群、５１、６１…明るさ絞り、
５００…連動操作板、５１１、６１１…操作桿、
５１２、６１２…絞り環、５１３、６１３…明るさ絞り本体、
５１４、６１４…連動ピン、７、８…結像レンズ、
９、１０…接眼レンズ、１１…ダイクロイックミラー、
１２…照明光路、１３…励起フィルタ、１４…光源、
１５…照明光学系、１６、１７…吸収フィルタ、
１８…ビームスプリッタ、１９…撮影光路、
２０…リレーレンズ、２１…全反射ミラー、
２２…撮像面、２３…結像レンズ、３１…スライド部材、
３２…照明光学系、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ…レンズ、
３３ａ、３３ｂ、３４…レンズ枠、３５…枠、３６…光軸、
３７ａ、３７ｂ…ガイドピン、３８…長溝ガイド穴、
３９…カム、４０…ギヤ、４１…ビス、４２…ギヤ、４３…軸、
４４…ギヤ、４５…ノブ、４６…軸部、７１…光ファイバ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本の蛍光観察像が導かれる第１及び第２の観察光路と、
前記第１及び第２の観察光路に設けられたズームレンズ群と、
前記第１の観察光路を分割する光路分割手段と、
この光路分割手段による光路分割により形成され前記光路分割手段を介して前記標本を励起する光源を有する照明光路と、
前記照明光路に設けられた照明光学系と、
前記第１及び第２の観察光路に配置され、前記光源より励起された標本の所定波長域の蛍光観察像を透過する第１及び第２のフィルタ手段と、を備え、
前記ズームレンズ群の倍率変化操作と前記照明光学系の焦点距離の可変操作を連動して行うことを特徴とする実体顕微鏡。
【請求項２】
前記ズームレンズ群は、顕微鏡本体内に保持されてズームレンズ群の移動機構に連結された軸部と、前記軸部に固定された第１のギヤと、前記第１のギヤに固定されたノブと、を更に有し、
前記照明光学系は、前記照明光学系の光軸方向に移動可能に設けられたレンズ及びその第１のレンズ枠と、第１のレンズ枠に設けられたガイドピンと、第１のレンズ枠を内部嵌合部に移動可能に設けた第２のレンズ枠と、前記第２のレンズ枠に設けた長溝ガイド穴と、前記第２のレンズ枠の外周部に嵌合して回転可能なカムと、カムに固定された第２のギヤと、を更に有し、
前記第１のギヤと第２のギヤが連結されることを特徴とする請求項１記載の実体顕微鏡。
【請求項３】
前記第１のギヤと第２のギヤの間に第３のギヤを更に有することを特徴とする請求項２記載の実体顕微鏡。
【請求項４】
前記照明光学系は、前記顕微鏡本体に固定された前記レンズ及びその第２のレンズ枠を更に有することを特徴とする請求項２記載の実体顕微鏡。
【請求項１】
標本の蛍光観察像が導かれる第１及び第２の観察光路と、
前記第１及び第２の観察光路に設けられたズームレンズ群と、
前記第１の観察光路を分割する光路分割手段と、
この光路分割手段による光路分割により形成され前記光路分割手段を介して前記標本を励起する光源を有する照明光路と、
前記照明光路に設けられた照明光学系と、
前記第１及び第２の観察光路に配置され、前記光源より励起された標本の所定波長域の蛍光観察像を透過する第１及び第２のフィルタ手段と、を備え、
前記ズームレンズ群の倍率変化操作と前記照明光学系の焦点距離の可変操作を連動して行うことを特徴とする実体顕微鏡。
【請求項２】
前記ズームレンズ群は、顕微鏡本体内に保持されてズームレンズ群の移動機構に連結された軸部と、前記軸部に固定された第１のギヤと、前記第１のギヤに固定されたノブと、を更に有し、
前記照明光学系は、前記照明光学系の光軸方向に移動可能に設けられたレンズ及びその第１のレンズ枠と、第１のレンズ枠に設けられたガイドピンと、第１のレンズ枠を内部嵌合部に移動可能に設けた第２のレンズ枠と、前記第２のレンズ枠に設けた長溝ガイド穴と、前記第２のレンズ枠の外周部に嵌合して回転可能なカムと、カムに固定された第２のギヤと、を更に有し、
前記第１のギヤと第２のギヤが連結されることを特徴とする請求項１記載の実体顕微鏡。
【請求項３】
前記第１のギヤと第２のギヤの間に第３のギヤを更に有することを特徴とする請求項２記載の実体顕微鏡。
【請求項４】
前記照明光学系は、前記顕微鏡本体に固定された前記レンズ及びその第２のレンズ枠を更に有することを特徴とする請求項２記載の実体顕微鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１０２５３５（Ｐ２００８−１０２５３５Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８８８６５（Ｐ２００７−２８８８６５）
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【分割の表示】特願平１０−２８４５４の分割
【原出願日】平成１０年２月１０日（１９９８．２．１０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【分割の表示】特願平１０−２８４５４の分割
【原出願日】平成１０年２月１０日（１９９８．２．１０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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