蛍光キューブ，照明切替装置及び蛍光測定装置
【課題】開口間での遮光性が高い蛍光キューブ及び照明切替装置と、その照明切替装置を備えることにより高画質の蛍光像や正確な測定結果が得られる蛍光測定装置を提供する。
【解決手段】蛍光キューブ１０は、試料Ｓを励起光Ｌ２で照明して蛍光Ｌ３を発生させる蛍光照明装置２０において、駆動歯車１２により所定位置に交換配置される。蛍光キューブ１０の筐体３は、励起光Ｌ２と蛍光Ｌ３との光路分離を内部で行い、光を通過させる光源側開口Ａ１と、その光源側開口Ａ１を挟んで位置する切り込み部Ｂ１と、が形成された光源側面３ａを有する。遮光ブロック２は、切り込み部Ｂ１の凹凸に対応した凹凸部Ｂ３を有する。
【解決手段】蛍光キューブ１０は、試料Ｓを励起光Ｌ２で照明して蛍光Ｌ３を発生させる蛍光照明装置２０において、駆動歯車１２により所定位置に交換配置される。蛍光キューブ１０の筐体３は、励起光Ｌ２と蛍光Ｌ３との光路分離を内部で行い、光を通過させる光源側開口Ａ１と、その光源側開口Ａ１を挟んで位置する切り込み部Ｂ１と、が形成された光源側面３ａを有する。遮光ブロック２は、切り込み部Ｂ１の凹凸に対応した凹凸部Ｂ３を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光キューブ，照明切替装置及び蛍光測定装置に関するものであり、例えば、蛍光顕微鏡，蛍光撮影装置，蛍光光度測定装置等の蛍光測定装置、それに搭載される照明切替装置及び蛍光キューブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
励起光による細胞自体からの蛍光発光や蛍光試薬で染色された細胞を観察する蛍光顕微鏡、培養容器全体を撮影する蛍光撮影装置、蛍光強度を測定する蛍光光度測定装置等の蛍光測定装置には、試料を励起光で照明する蛍光照明装置が搭載される。そのなかでも、落射照明（同軸照明）で励起光を照射するタイプの落射蛍光照明装置として、励起フィルタ，ダイクロイックミラー及び吸収フィルタを１つにユニット化した蛍光キューブを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。蛍光キューブは、フィルタカセット，蛍光ミラーユニット等とも呼ばれ、落射蛍光照明装置の重要な構成要素となっている。
【０００３】
落射蛍光照明装置には、複数の蛍光キューブを装備したものも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。複数の蛍光キューブのうちの１つを選択して所定位置に配置するために交換機構が用いられ、異なる蛍光波長での観察及び測定を行うことができるように構成されている。
【０００４】
また、試料の発する蛍光（観察光）は、励起光（照明光）に比べると遙かに微弱（数万分の１）である。特許文献３では、蛍光像の画質を良くするために、外乱光を除去する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５６−１９６０５号公報
【特許文献２】特開平８−９４９４０号公報
【特許文献３】特開２００２−２０７１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の蛍光照明装置はいずれも蛍光キューブの交換機構における遮光に問題がある。蛍光キューブには光源側（照明側）開口、試料側開口及び観察側（撮影側）開口が設けられているが、各開口間での遮光が十分でないため、光源（ハロゲンランプや水銀ランプ等）からの白色光が、蛍光キューブへ入射する際、励起フィルタを経由しないで装置の隙間から漏れて発散し、迷光となってしまう。その迷光が試料側開口や観察側開口に回り込んで励起光や蛍光に混入すると、測定結果や蛍光像の画質に悪影響を及ぼすことになる。
【０００７】
特に微弱蛍光試料の場合（例えば、長時間露光でも弱い蛍光しか得られないような蛍光試薬を用いた場合）には、開口部分での遮光が十分でないと、その影響は大きなものとなって、単色励起・単色撮像が困難になる。例えば励起光が青色光の場合、試料側開口に白色光が漏れると、青色光以外の不要波長成分（赤色光，黄色光等）で試薬及び容器等が照明されてしまい、正しい測定結果が得られなくなる。また、観察側開口に白色光が漏れると、白色光が蛍光像に重なってしまい、蛍光像の画質が低下することになる。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、開口間での遮光性が高い蛍光キューブ及び照明切替装置と、その照明切替装置を備えることにより高画質の蛍光像や正確な測定結果が得られる蛍光測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の蛍光キューブは、試料を励起光で照明して蛍光を発生させる蛍光照明装置において交換機構により所定位置に交換配置される蛍光キューブであって、励起光と蛍光との光路分離を内部で行う筐体を有し、光を通過させる複数の開口と、前記開口のうちの少なくとも１つを挟んで位置するとともに前記交換配置の移動方向に平行な切り込み部と、が形成された面を前記筐体に有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、開口を通過せずに蛍光キューブ外に漏れた光が迷光になっても、その迷光は切り込み部によって遮られる。したがって、迷光が励起光や蛍光に混入するのを防止することができる。
【００１１】
本発明の蛍光キューブは、複数の溝が前記開口の形成されている面に形成されており、前記溝が、前記交換配置の移動方向への前記溝の移動に併せて前記溝と噛み合った歯車が共に回転するような溝であってもよい。
【００１２】
この構成によると、開口を通過せずに蛍光キューブ外に漏れた光が迷光になっても、その迷光は複数の溝及びそれと噛み合う歯車によって遮られる。したがって、迷光が励起光や蛍光に混入するのを防止することができる。
【００１３】
本発明の蛍光キューブは、前記開口として、光源からの光を入射させる光源側開口と、励起光を射出する試料側開口と、蛍光を射出する観察側開口と、を有し、前記切り込み部が前記光源側開口を挟んで位置してもよい。
【００１４】
光源側開口には試料側開口や観察側開口よりも遙かに強い光が入射するため、光源側開口を通過せずに蛍光キューブ外に漏れた光が迷光になると、それが測定等の結果に及ぼす影響は大きい。この構成によると、光源側開口を挟んで位置する切り込み部で、上記影響の大きい迷光が遮られるため、励起光や蛍光への迷光の混入を効果的に防止することが可能となる。
【００１５】
本発明の照明切替装置は、本発明に係る蛍光キューブと、前記切り込み部の凹凸に対応した凹凸部を有する遮光ブロックと、前記複数の溝と噛み合う歯車と、複数の蛍光キューブのうちの１つを所定位置に交換配置する前記交換機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この構成によると、開口を通過せずに蛍光キューブ外に漏れた光が迷光になっても、その迷光は切り込み部及びそれと嵌り合う凹凸部、並びに複数の溝及びそれと噛み合う歯車によって遮られる。したがって、迷光が励起光や蛍光に混入するのを効果的に防止することができる。
【００１７】
本発明の蛍光測定装置は、本発明に係る照明切替装置と、前記蛍光キューブで光路分離される励起光を構成する白色光を発生させる光源と、前記蛍光キューブで光路分離された蛍光から成る蛍光像の撮影を行う撮像装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によると、照明切替装置における迷光カットにより、迷光が測定結果等に及ぼす影響を低減することができる。なお、蛍光測定装置としては、蛍光顕微鏡，蛍光撮影装置，蛍光光度測定装置等の光学装置が挙げられる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、切り込み部によって迷光が遮られる構成になっているため、光源側，試料側，観察側等に設けられている開口の間での遮光性が高い蛍光キューブ及び照明切替装置を実現することができる。そして、本発明に係る照明切替装置を備えることにより、高画質の蛍光像や正確な測定結果が得られる蛍光測定装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る蛍光測定装置の概略構成例を模式的断面で示す図。
【図２】図１の蛍光測定装置を光源側開口の側から示す図。
【図３】第１の実施の形態に係る蛍光測定装置を模式的に示す水平断面図。
【図４】第１の実施の形態に係る蛍光測定装置を模式的に示す垂直断面図。
【図５】第１の実施の形態に係る蛍光キューブを示す斜視図。
【図６】第１の実施の形態に係る照明切替装置を示す分解斜視図。
【図７】第１の実施の形態に係る照明切替装置を示す水平断面図。
【図８】図７の要部を示す水平断面図。
【図９】第１の実施の形態に係る照明切替装置を示す垂直断面図。
【図１０】図９の要部を示す垂直断面図。
【図１１】第２の実施の形態に係る蛍光キューブを示す斜視図。
【図１２】第２の実施の形態に係る照明切替装置の内部構造を示す斜視図。
【図１３】第２の実施の形態に係る照明切替装置を示す水平断面図。
【図１４】第２の実施の形態に係る照明切替装置を示す垂直断面図。
【図１５】ターレット機構の他の具体例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る蛍光キューブ，照明切替装置及び蛍光測定装置の実施の形態等を、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
【００２２】
《蛍光キューブ等の概略構成例（図１，図２）》
図１，図２に、本発明に係る蛍光キューブ１０、蛍光照明装置２０及び蛍光測定装置３０の概略構成例を模式的に示す。蛍光測定装置３０は、マイクロプレート８上にセットされた試料Ｓを励起光Ｌ２（照明光）で落射照明して蛍光Ｌ３（観察光）を発生させるための蛍光照明装置２０を備えている。蛍光照明装置２０は、試料Ｓから発せられた蛍光Ｌ３を励起光Ｌ２から光路分離するための蛍光キューブ１０を複数装備しており、駆動歯車１２等から成る交換機構により、複数の蛍光キューブ１０のうちの１つを選択して所定位置に交換配置することが可能になっている。
【００２３】
蛍光キューブ１０は、励起光Ｌ２と蛍光Ｌ３との光路分離を内部で行う筐体３を有しており、その筐体３の内部には、励起フィルタ４，ダイクロイックミラー５，吸収フィルタ６等が設けられている。蛍光照明装置２０に装備される複数の蛍光キューブ１０は、射出する励起光Ｌ２の波長が互いに異なるように、内蔵されている励起フィルタ４等がそれぞれ異なっている。したがって、前記交換機構で蛍光キューブ１０を交換配置することにより、励起光Ｌ２及び蛍光Ｌ３の波長を切り替えることが可能である。
【００２４】
また、筐体３には光を通過させる３つの開口Ａ１〜Ａ３が設けられている。第１の開口は光源ユニット１（ハロゲンランプや水銀ランプ等）からの白色光Ｌ１を入射させる光源側開口Ａ１であり、第２の開口は励起光Ｌ２を射出する試料側開口Ａ２であり、第３の開口は蛍光Ｌ３を射出する観察側開口Ａ３である。なお図２は、矢印Ｍで示す移動により所定位置に交換配置された蛍光キューブ１０を、光源側開口Ａ１の側から見た状態で示している。
【００２５】
光源ユニット１からの白色光Ｌ１が光源側開口Ａ１から励起フィルタ４に照射されると、所定波長の励起光Ｌ２（例えば青色光）が励起フィルタ４を透過する。その励起光Ｌ２はダイクロイックミラー５で反射した後（光軸ＡＸの折り曲げ角度：９０°）、試料側開口Ａ２から射出し、対物光学系７で試料Ｓに照射される。試料Ｓには、例えば、青色光の照明光で励起すると緑色光の蛍光が発生するように（短波長励起・長波長発光）、人工骨上に培養した骨芽細胞のカルシウムに結合する蛍光試薬が用いられている。試料Ｓから発生した蛍光Ｌ３（例えば緑色光）は、対物光学系７を再び通過した後、試料側開口Ａ２を通過してダイクロイックミラー５を透過する。そして、Ｓ／Ｎ比を向上させるための吸収フィルタ６を透過して、観察側開口Ａ３から射出する。蛍光キューブ１０を射出した蛍光Ｌ３は、蛍光測定用のカメラユニット９に入射して、蛍光像の撮影，測定，観察等に用いられる。
【００２６】
筐体３の光源側面３ａには、光源側開口Ａ１を挟んで位置する切り込み部Ｂ１が、交換配置の移動方向Ｍに平行に形成されている。切り込み部Ｂ１は、階段状，櫛状，爪状，コの字状等の段差（１段以上）のある形状になっている。蛍光照明装置２０において、前記交換配置により選択された蛍光キューブ１０の光源側開口Ａ１の側には、遮光ブロック２が位置することになる。遮光ブロック２には、切り込み部Ｂ１の凹凸に対応した凹凸部Ｂ３が形成されており、選択された蛍光キューブ１０の切り込み部Ｂ１と遮光ブロック２の凹凸部Ｂ３とが前記所定位置で嵌り合うようになっている。この構成によると、光源側開口Ａ１を通過せずに蛍光キューブ１０外に漏れた光が迷光になっても、その迷光は切り込み部Ｂ１によって遮られる。したがって、迷光が励起光や蛍光に混入するのを防止することができる。
【００２７】
さらに、筐体３の光源側面３ａには、図２に示すように、複数の遮光溝Ｂ２が互いに平行に形成されている。この遮光溝Ｂ２の両端部側には、前述の切り込み部Ｂ１が位置している。また、前記所定位置で光源側面３ａに対して作用するように、２本の遮光歯車Ｂ４が遮光ブロック２に設けられている。２本の遮光歯車Ｂ４は、光源側開口Ａ１を挟んで対向するように位置し、また、凹凸部Ｂ３が形成されている遮光ブロック２で支持されている。つまり、遮光溝Ｂ２は前記交換配置の際の蛍光キューブ１０の移動方向Ｍと交差する方向（ここでは直交方向）に対して平行に形成されており、交換配置の際に遮光溝Ｂ２が対向する遮光歯車Ｂ４と噛み合うように形成されている。
【００２８】
なお、図２では、遮光歯車Ｂ４が駆動歯車１２とも噛み合う構成になっており、また、遮光溝Ｂ２，遮光歯車Ｂ４及び駆動歯車１２が等ピッチの構成になっているが、交換機構の構成に応じたものであればこれらに限らない。例えば、遮光歯車Ｂ４が遮光溝Ｂ２のみと噛み合う構成になっていてもよく、遮光溝Ｂ２及び遮光歯車Ｂ４と、駆動歯車１２との間では歯のピッチや歯の形状が全て一致してなくてもよい。
【００２９】
蛍光キューブ１０の交換機構を備えた落射蛍光照明装置２０においては、光源側，試料側及び観察側の各開口間での遮光性を向上させるために、以下の２つの遮光構造を導入している。
【００３０】
第１の遮光構造は、切り込み部Ｂ１と凹凸部Ｂ３とで構成されるラビリンス構造である。このラビリンス構造により、白色光Ｌ１のうち励起フィルタ４を経由しないで隙間から漏れて生じた迷光を遮光することができる。例えば、蛍光キューブ１０の３つの開口Ａ１〜Ａ３の光軸ＡＸを含む平面（図１の紙面）と直交する方向に伸びるラビリンス構造を用いれば、蛍光キューブ１０の３つの開口Ａ１〜Ａ３の光軸ＡＸを含む平面に対して平行な方向に進む迷光を遮光することができる。つまり、励起フィルタ４を透過しない迷光は、凹凸空間内部で反射を繰り返して試料側開口Ａ２や観察側開口Ａ３には到達不可能となる。したがって、試料側開口Ａ２や観察側開口Ａ３から筐体３内に迷光が入り込んで、励起光Ｌ２や蛍光Ｌ３に混入するのを防止することができる。
【００３１】
第２の遮光構造は、遮光溝Ｂ２と遮光歯車Ｂ４とで構成される結合構造である。この結合構造により、白色光Ｌ１のうち励起フィルタ４を経由しないで隙間から漏れて生じた迷光を遮光することができる。例えば、蛍光キューブ１０の交換時の移動方向Ｍと直交するように遮光溝Ｂ２を形成し、蛍光キューブ１０の交換機構（ターレット機構，回転機構，直動機構等）の運動と同期して回転する遮光歯車Ｂ４で遮光溝Ｂ２の全幅と噛み合う結合構造にすれば、蛍光キューブ１０の３つの開口Ａ１〜Ａ３の光軸ＡＸを含む平面（図１の紙面）と直交する平面に対して平行な方向に進む迷光を遮光することができる。つまり、励起フィルタ４を透過しない迷光は、装置内部で反射を繰り返して試料側開口Ａ２や観察側開口Ａ３には到達不可能となる。したがって、試料側開口Ａ２や観察側開口Ａ３から筐体３内に迷光が入り込んで、励起光Ｌ２や蛍光Ｌ３に混入するのを防止することができる。
【００３２】
上記のように、切り込み部Ｂ１及び凹凸部Ｂ３から成るラビリンス構造と、遮光溝Ｂ２及び遮光歯車Ｂ４から成る結合構造と、によって、光源側開口Ａ１の周囲が遮光状態となるため、光源側，試料側及び観察側の各開口間での遮光性が向上して、高画質（高コントラスト等）の蛍光像や正確な測定結果を得ることが可能となる。例えば、蛍光強度の測定においてはＳ／Ｎ比が大きく向上し、測定精度の向上が可能となる。また、数十秒以上の長時間の撮影ができるようになるので、従来構造の落射蛍光照明装置では不可能だった微弱蛍光を発する試料の撮影及び蛍光強度測定が可能になる。
【００３３】
切り込み部Ｂ１，凹凸部Ｂ３，遮光溝Ｂ２，遮光歯車Ｂ４のそれぞれを単独で用いた場合でも、上述した遮光効果を得ることは可能であるが、前述した各遮光構造をとることによって、得られる遮光効果は飛躍的に増大する。また、蛍光キューブ１０での迷光の発生量は光源側開口Ａ１付近において最も大きいが、上述した遮光構造を他の光が通過する開口（つまり試料側開口Ａ２や観察側開口Ａ３）についても設ければ、各開口間での遮光性を更に向上させることができる。
【００３４】
《第１の実施の形態（図３〜図１０）》
図３〜図１０に、蛍光キューブ１０Ａ、照明切替装置１８Ａ及び蛍光測定装置３０Ａのの第１の実施の形態を示す。図３は、蛍光測定装置３０Ａの水平断面構造を模式的に示しており、図４は蛍光測定装置３０Ａの垂直断面構造を模式的に示している。図５（Ａ），図５（Ｂ）は、蛍光キューブ１０Ａの外観を互いに異なった方向から示しており、図６（Ａ），図６（Ｂ）は、照明切替装置１８Ａの外観を遮光ブロック２を外した状態で互いに異なった方向から示している。図７は、照明切替装置１８Ａの水平断面構造を示しており、図８は、図７の要部Ｐ１を示している。また図９は、照明切替装置１８Ａの垂直断面構造を示しており、図１０は、図９の要部Ｐ２を示している。
【００３５】
第１の実施の形態（図３〜図１０）は、前述した概略構成例（図１，図２）の構成を更に具体化したものであり、蛍光キューブ１０Ａ、蛍光照明装置２０Ａ及び蛍光測定装置３０Ａは、前記蛍光キューブ１０、蛍光照明装置２０及び蛍光測定装置３０にそれぞれ相当している。蛍光測定装置３０Ａは、図３，図４に示すように、対物光学系７，カメラユニット９，蛍光照明装置２０Ａ等を備えている。蛍光照明装置２０Ａは、光源ユニット１，照明切替装置１８Ａ等を備えており、照明切替装置１８Ａは、蛍光キューブ１０Ａ，遮光ブロック２，遮光歯車Ｂ４，前記交換機構等を備えている。対物光学系７は、２つの部分から成る対物レンズ７ａと、その間に配置された折り返しミラー７ｂと、で構成されている。
【００３６】
蛍光照明装置２０Ａは、マイクロプレート８上にセットされた試料Ｓを励起光Ｌ２（図１等）で落射照明して蛍光Ｌ３（図１等）を発生させるためのものであり、前記交換機構として、ターレット駆動モータ１３，駆動歯車１２，筐体３を支持する部材等から成るターレット機構１１（図６等）を備えている。なお、筐体３は含まれない。つまり、複数の蛍光キューブ１０Ａを取り付け溝１４（アリ溝，図５等）で一体化し、ターレット軸Ｘを中心とする矢印Ｍ（図６，図９等）方向の回転により、選択した１つの蛍光キューブ１０Ａを、所定位置である遮光ブロック２の位置に交換配置するターレット式を採用している。したがって、ターレット機構１１で蛍光キューブ１０Ａを交換配置することにより、励起光Ｌ２及び蛍光Ｌ３の波長を切り替えることが可能である。
【００３７】
筐体３の光源側面３ａは一方向に凸のシリンドリカルな曲面になっており、所定位置で対向する遮光ブロック２の対向面も、光源側面３ａの面形状に対応するように一方向に凹のシリンドリカルな曲面になっている。これにより、筐体３と遮光ブロック２との間隔が小さくなるため、隙間から漏れ出た迷光を容易に遮光することが可能となる。
【００３８】
筐体３の光源側面３ａに形成されている切り込み部Ｂ１は、図５等に示すように、１段の段差を有する階段状になっている。なお、この切り込み部Ｂ１は、櫛状，爪状，コの字状，２段以上の階段状であってもよい。また、遮光ブロック２には、図６（Ａ）等に示すように、切り込み部Ｂ１の凹凸に対応した凹凸部Ｂ３が形成されている。そして図８に示すように、選択された蛍光キューブ１０Ａの切り込み部Ｂ１と遮光ブロック２の凹凸部Ｂ３とが嵌り合うようになっている。切り込み部Ｂ１と凹凸部Ｂ３とで構成されるラビリンス構造により、前述したように白色光Ｌ１のうち励起フィルタ４を経由しないで隙間から漏れて生じた迷光を遮光することが可能となる。
【００３９】
筐体３の光源側面３ａに複数形成されている遮光溝Ｂ２は、図５（Ａ）等に示すように、２つの切り込み部Ｂ１の間に位置している。また、遮光ブロック２には、図６（Ａ）等に示すように、２本の遮光歯車Ｂ４が光源側開口Ａ１を挟んで対向するように支持されている。そして図１０に示すように、選択された蛍光キューブ１０Ａの遮光溝Ｂ２と遮光ブロック２側の遮光歯車Ｂ４とが噛み合うようになっている。遮光溝Ｂ２と遮光歯車Ｂ４とで構成される結合構造により、前述したように白色光Ｌ１のうち励起フィルタ４を経由しないで隙間から漏れて生じた迷光を遮光することが可能となる。遮光歯車Ｂ４が遮光溝Ｂ２に噛み合うとともに、駆動歯車１２とも噛み合うようになっているため、次に所定位置に来る蛍光キューブ１０Ａとの噛み合わせも正しく行うことが可能となる。
【００４０】
上記のように、切り込み部Ｂ１及び凹凸部Ｂ３から成るラビリンス構造と、遮光溝Ｂ２及び遮光歯車Ｂ４から成る結合構造と、によって、光源側開口Ａ１の周囲が遮光状態となるため、光源側，試料側及び観察側の各開口間での高い遮光性を得ることができる。また、照明切替装置１８Ａ外から光源側開口Ａ１内に入り込もうとする光に対しても高い遮光性を得ることができる。
【００４１】
《第２の実施の形態（図１１〜図１４）》
図１１〜図１４に、蛍光キューブ１０Ａ及び照明切替装置１８Ｂの第２の実施の形態を示す。図１１（Ａ），図１１（Ｂ）は、蛍光キューブ１０Ｂの外観を互いに異なった方向から示しており、図１２は、照明切替装置１８Ｂの内部構造を示している。また図１３は、照明切替装置１８Ｂの水平断面構造を示しており、図１４は、照明切替装置１８Ｂの垂直断面構造を示している。
【００４２】
第２の実施の形態（図１１〜図１４）は、第１の実施の形態（図３〜図１０）と同様、前述した概略構成例（図１，図２）の構成を更に具体化したものである。ただし第２の実施の形態は、蛍光キューブ１０Ｂの交換機構として直動機構１５を有する点で、ターレット機構１１を有する第１の実施の形態とは異なっている。つまり、図１２等に示すように、複数の蛍光キューブ１０Ｂを取り付け溝１４（アリ溝）で一体化し、矢印Ｍ（図１２）方向のスライド（直線移動）により、選択した１つの蛍光キューブ１０Ｂを遮光ブロック２の所定位置に交換配置する直動式を採用している。したがって、直動機構１５で蛍光キューブ１０Ｂを交換配置することにより、励起光Ｌ２及び蛍光Ｌ３の波長を切り替えることが可能である。なお、交換機構に関連する部分や切り込み部Ｂ１の形状に関連する部分以外は、第１の実施の形態と第２の実施の形態はほぼ同様の構成及び機能を有している。
【００４３】
筐体３の光源側面３ａは平面になっており、所定位置で対向する遮光ブロック２の対向面も、光源側面３ａの面形状に対応するように平面になっている。これにより、筐体３と遮光ブロック２との間隔が小さくなるため、隙間から漏れ出た迷光を容易に遮光することが可能となる。
【００４４】
筐体３の光源側面３ａに形成されている切り込み部Ｂ１は、図１１等に示すように、凹凸の段差を有する櫛状になっている。なお、この切り込み部Ｂ１は、階段状，爪状，コの字状であってもよい。また、遮光ブロック２には、図１４等に示すように、切り込み部Ｂ１の凹凸に対応した凹凸部Ｂ３が形成されている。そして、選択された蛍光キューブ１０Ａの切り込み部Ｂ１と遮光ブロック２の凹凸部Ｂ３とが嵌り合うようになっている。切り込み部Ｂ１と凹凸部Ｂ３とで構成されるラビリンス構造により、前述したように白色光Ｌ１のうち励起フィルタ４を経由しないで隙間から漏れて生じた迷光を遮光することが可能となる。
【００４５】
筐体３の光源側面３ａに複数形成されている遮光溝Ｂ２は、図１１（Ａ）等に示すように、２つの切り込み部Ｂ１の間に位置している。また、遮光ブロック２には、図１２等に示すように、２本の遮光歯車Ｂ４が光源側開口Ａ１を挟んで対向するように支持されている。そして図１３等に示すように、選択された蛍光キューブ１０Ａの遮光溝Ｂ２と遮光ブロック２側の遮光歯車Ｂ４とが噛み合うようになっている。遮光溝Ｂ２と遮光歯車Ｂ４とで構成される結合構造により、前述したように白色光Ｌ１のうち励起フィルタ４を経由しないで隙間から漏れて生じた迷光を遮光することが可能となる。遮光歯車Ｂ４が遮光溝Ｂ２に噛み合うとともに、駆動歯車１２とも噛み合うようになっているため、次に所定位置に来る蛍光キューブ１０Ａとの噛み合わせも正しく行うことが可能となる。
【００４６】
上記のように、切り込み部Ｂ１及び凹凸部Ｂ３から成るラビリンス構造と、遮光溝Ｂ２及び遮光歯車Ｂ４から成る結合構造と、によって、光源側開口Ａ１の周囲が遮光状態となるため、光源側，試料側及び観察側の各開口間での高い遮光性を得ることができる。また、照明切替装置１８Ｂ外から光源側開口Ａ１内に入り込もうとする光に対しても高い遮光性を得ることができる。
【００４７】
なお、前述した遮光溝Ｂ２、遮光歯車Ｂ４（図２，図１２等）は、歯車における歯が遮光歯車Ｂ４の回転軸に対して平行となるような形状となっているが、これに限られず、歯車における歯が回転軸に対して角度θだけ傾いたような形状となっていてもよい（０＜θ＜９０°）。例えば、歯車の形状としては、はすば歯車、やまば歯車、かさ歯車等の形状であってよい。例えば、かさ歯車は、図１５に示すように、観察側開口Ａ３又は試料側開口Ａ２の遮光に使うことができる。また、蛍光キューブ１０は、同図のような形状でもよいし、立方体や直方体などの形状を取ることができる。
【００４８】
本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【符号の説明】
【００４９】
１ 光源ユニット（光源）
２ 遮光ブロック
３ 筐体
３ａ 光源側面（開口の形成されている面）
４ 励起フィルタ
５ ダイクロイックミラー
６ 吸収フィルタ
７ 対物光学系
７ａ 対物レンズ
７ｂ 折り返しミラー
８ マイクロプレート
９ カメラユニット（撮像装置）
１０，１０Ａ，１０Ｂ 蛍光キューブ
１１ ターレット機構（交換機構）
１２ 駆動歯車（交換機構）
１３ ターレット駆動モータ（交換機構）
１４ 取り付け溝
１５ 直動機構（交換機構）
１８Ａ，１８Ｂ 照明切替装置
２０，２０Ａ 蛍光照明装置
３０，３０Ａ 蛍光測定装置
Ｓ 試料（測定対象物）
Ｌ１ 白色光
Ｌ２ 励起光
Ｌ３ 蛍光
Ａ１ 光源側開口
Ａ２ 試料側開口
Ａ３ 観察側開口
Ｂ１ 切り込み部
Ｂ２ 遮光溝（溝）
Ｂ３ 凹凸部
Ｂ４ 遮光歯車（歯車）
Ｘ ターレット軸
ＡＸ 光軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光キューブ，照明切替装置及び蛍光測定装置に関するものであり、例えば、蛍光顕微鏡，蛍光撮影装置，蛍光光度測定装置等の蛍光測定装置、それに搭載される照明切替装置及び蛍光キューブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
励起光による細胞自体からの蛍光発光や蛍光試薬で染色された細胞を観察する蛍光顕微鏡、培養容器全体を撮影する蛍光撮影装置、蛍光強度を測定する蛍光光度測定装置等の蛍光測定装置には、試料を励起光で照明する蛍光照明装置が搭載される。そのなかでも、落射照明（同軸照明）で励起光を照射するタイプの落射蛍光照明装置として、励起フィルタ，ダイクロイックミラー及び吸収フィルタを１つにユニット化した蛍光キューブを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。蛍光キューブは、フィルタカセット，蛍光ミラーユニット等とも呼ばれ、落射蛍光照明装置の重要な構成要素となっている。
【０００３】
落射蛍光照明装置には、複数の蛍光キューブを装備したものも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。複数の蛍光キューブのうちの１つを選択して所定位置に配置するために交換機構が用いられ、異なる蛍光波長での観察及び測定を行うことができるように構成されている。
【０００４】
また、試料の発する蛍光（観察光）は、励起光（照明光）に比べると遙かに微弱（数万分の１）である。特許文献３では、蛍光像の画質を良くするために、外乱光を除去する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５６−１９６０５号公報
【特許文献２】特開平８−９４９４０号公報
【特許文献３】特開２００２−２０７１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の蛍光照明装置はいずれも蛍光キューブの交換機構における遮光に問題がある。蛍光キューブには光源側（照明側）開口、試料側開口及び観察側（撮影側）開口が設けられているが、各開口間での遮光が十分でないため、光源（ハロゲンランプや水銀ランプ等）からの白色光が、蛍光キューブへ入射する際、励起フィルタを経由しないで装置の隙間から漏れて発散し、迷光となってしまう。その迷光が試料側開口や観察側開口に回り込んで励起光や蛍光に混入すると、測定結果や蛍光像の画質に悪影響を及ぼすことになる。
【０００７】
特に微弱蛍光試料の場合（例えば、長時間露光でも弱い蛍光しか得られないような蛍光試薬を用いた場合）には、開口部分での遮光が十分でないと、その影響は大きなものとなって、単色励起・単色撮像が困難になる。例えば励起光が青色光の場合、試料側開口に白色光が漏れると、青色光以外の不要波長成分（赤色光，黄色光等）で試薬及び容器等が照明されてしまい、正しい測定結果が得られなくなる。また、観察側開口に白色光が漏れると、白色光が蛍光像に重なってしまい、蛍光像の画質が低下することになる。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、開口間での遮光性が高い蛍光キューブ及び照明切替装置と、その照明切替装置を備えることにより高画質の蛍光像や正確な測定結果が得られる蛍光測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の蛍光キューブは、試料を励起光で照明して蛍光を発生させる蛍光照明装置において交換機構により所定位置に交換配置される蛍光キューブであって、励起光と蛍光との光路分離を内部で行う筐体を有し、光を通過させる複数の開口と、前記開口のうちの少なくとも１つを挟んで位置するとともに前記交換配置の移動方向に平行な切り込み部と、が形成された面を前記筐体に有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、開口を通過せずに蛍光キューブ外に漏れた光が迷光になっても、その迷光は切り込み部によって遮られる。したがって、迷光が励起光や蛍光に混入するのを防止することができる。
【００１１】
本発明の蛍光キューブは、複数の溝が前記開口の形成されている面に形成されており、前記溝が、前記交換配置の移動方向への前記溝の移動に併せて前記溝と噛み合った歯車が共に回転するような溝であってもよい。
【００１２】
この構成によると、開口を通過せずに蛍光キューブ外に漏れた光が迷光になっても、その迷光は複数の溝及びそれと噛み合う歯車によって遮られる。したがって、迷光が励起光や蛍光に混入するのを防止することができる。
【００１３】
本発明の蛍光キューブは、前記開口として、光源からの光を入射させる光源側開口と、励起光を射出する試料側開口と、蛍光を射出する観察側開口と、を有し、前記切り込み部が前記光源側開口を挟んで位置してもよい。
【００１４】
光源側開口には試料側開口や観察側開口よりも遙かに強い光が入射するため、光源側開口を通過せずに蛍光キューブ外に漏れた光が迷光になると、それが測定等の結果に及ぼす影響は大きい。この構成によると、光源側開口を挟んで位置する切り込み部で、上記影響の大きい迷光が遮られるため、励起光や蛍光への迷光の混入を効果的に防止することが可能となる。
【００１５】
本発明の照明切替装置は、本発明に係る蛍光キューブと、前記切り込み部の凹凸に対応した凹凸部を有する遮光ブロックと、前記複数の溝と噛み合う歯車と、複数の蛍光キューブのうちの１つを所定位置に交換配置する前記交換機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この構成によると、開口を通過せずに蛍光キューブ外に漏れた光が迷光になっても、その迷光は切り込み部及びそれと嵌り合う凹凸部、並びに複数の溝及びそれと噛み合う歯車によって遮られる。したがって、迷光が励起光や蛍光に混入するのを効果的に防止することができる。
【００１７】
本発明の蛍光測定装置は、本発明に係る照明切替装置と、前記蛍光キューブで光路分離される励起光を構成する白色光を発生させる光源と、前記蛍光キューブで光路分離された蛍光から成る蛍光像の撮影を行う撮像装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によると、照明切替装置における迷光カットにより、迷光が測定結果等に及ぼす影響を低減することができる。なお、蛍光測定装置としては、蛍光顕微鏡，蛍光撮影装置，蛍光光度測定装置等の光学装置が挙げられる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、切り込み部によって迷光が遮られる構成になっているため、光源側，試料側，観察側等に設けられている開口の間での遮光性が高い蛍光キューブ及び照明切替装置を実現することができる。そして、本発明に係る照明切替装置を備えることにより、高画質の蛍光像や正確な測定結果が得られる蛍光測定装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る蛍光測定装置の概略構成例を模式的断面で示す図。
【図２】図１の蛍光測定装置を光源側開口の側から示す図。
【図３】第１の実施の形態に係る蛍光測定装置を模式的に示す水平断面図。
【図４】第１の実施の形態に係る蛍光測定装置を模式的に示す垂直断面図。
【図５】第１の実施の形態に係る蛍光キューブを示す斜視図。
【図６】第１の実施の形態に係る照明切替装置を示す分解斜視図。
【図７】第１の実施の形態に係る照明切替装置を示す水平断面図。
【図８】図７の要部を示す水平断面図。
【図９】第１の実施の形態に係る照明切替装置を示す垂直断面図。
【図１０】図９の要部を示す垂直断面図。
【図１１】第２の実施の形態に係る蛍光キューブを示す斜視図。
【図１２】第２の実施の形態に係る照明切替装置の内部構造を示す斜視図。
【図１３】第２の実施の形態に係る照明切替装置を示す水平断面図。
【図１４】第２の実施の形態に係る照明切替装置を示す垂直断面図。
【図１５】ターレット機構の他の具体例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る蛍光キューブ，照明切替装置及び蛍光測定装置の実施の形態等を、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
【００２２】
《蛍光キューブ等の概略構成例（図１，図２）》
図１，図２に、本発明に係る蛍光キューブ１０、蛍光照明装置２０及び蛍光測定装置３０の概略構成例を模式的に示す。蛍光測定装置３０は、マイクロプレート８上にセットされた試料Ｓを励起光Ｌ２（照明光）で落射照明して蛍光Ｌ３（観察光）を発生させるための蛍光照明装置２０を備えている。蛍光照明装置２０は、試料Ｓから発せられた蛍光Ｌ３を励起光Ｌ２から光路分離するための蛍光キューブ１０を複数装備しており、駆動歯車１２等から成る交換機構により、複数の蛍光キューブ１０のうちの１つを選択して所定位置に交換配置することが可能になっている。
【００２３】
蛍光キューブ１０は、励起光Ｌ２と蛍光Ｌ３との光路分離を内部で行う筐体３を有しており、その筐体３の内部には、励起フィルタ４，ダイクロイックミラー５，吸収フィルタ６等が設けられている。蛍光照明装置２０に装備される複数の蛍光キューブ１０は、射出する励起光Ｌ２の波長が互いに異なるように、内蔵されている励起フィルタ４等がそれぞれ異なっている。したがって、前記交換機構で蛍光キューブ１０を交換配置することにより、励起光Ｌ２及び蛍光Ｌ３の波長を切り替えることが可能である。
【００２４】
また、筐体３には光を通過させる３つの開口Ａ１〜Ａ３が設けられている。第１の開口は光源ユニット１（ハロゲンランプや水銀ランプ等）からの白色光Ｌ１を入射させる光源側開口Ａ１であり、第２の開口は励起光Ｌ２を射出する試料側開口Ａ２であり、第３の開口は蛍光Ｌ３を射出する観察側開口Ａ３である。なお図２は、矢印Ｍで示す移動により所定位置に交換配置された蛍光キューブ１０を、光源側開口Ａ１の側から見た状態で示している。
【００２５】
光源ユニット１からの白色光Ｌ１が光源側開口Ａ１から励起フィルタ４に照射されると、所定波長の励起光Ｌ２（例えば青色光）が励起フィルタ４を透過する。その励起光Ｌ２はダイクロイックミラー５で反射した後（光軸ＡＸの折り曲げ角度：９０°）、試料側開口Ａ２から射出し、対物光学系７で試料Ｓに照射される。試料Ｓには、例えば、青色光の照明光で励起すると緑色光の蛍光が発生するように（短波長励起・長波長発光）、人工骨上に培養した骨芽細胞のカルシウムに結合する蛍光試薬が用いられている。試料Ｓから発生した蛍光Ｌ３（例えば緑色光）は、対物光学系７を再び通過した後、試料側開口Ａ２を通過してダイクロイックミラー５を透過する。そして、Ｓ／Ｎ比を向上させるための吸収フィルタ６を透過して、観察側開口Ａ３から射出する。蛍光キューブ１０を射出した蛍光Ｌ３は、蛍光測定用のカメラユニット９に入射して、蛍光像の撮影，測定，観察等に用いられる。
【００２６】
筐体３の光源側面３ａには、光源側開口Ａ１を挟んで位置する切り込み部Ｂ１が、交換配置の移動方向Ｍに平行に形成されている。切り込み部Ｂ１は、階段状，櫛状，爪状，コの字状等の段差（１段以上）のある形状になっている。蛍光照明装置２０において、前記交換配置により選択された蛍光キューブ１０の光源側開口Ａ１の側には、遮光ブロック２が位置することになる。遮光ブロック２には、切り込み部Ｂ１の凹凸に対応した凹凸部Ｂ３が形成されており、選択された蛍光キューブ１０の切り込み部Ｂ１と遮光ブロック２の凹凸部Ｂ３とが前記所定位置で嵌り合うようになっている。この構成によると、光源側開口Ａ１を通過せずに蛍光キューブ１０外に漏れた光が迷光になっても、その迷光は切り込み部Ｂ１によって遮られる。したがって、迷光が励起光や蛍光に混入するのを防止することができる。
【００２７】
さらに、筐体３の光源側面３ａには、図２に示すように、複数の遮光溝Ｂ２が互いに平行に形成されている。この遮光溝Ｂ２の両端部側には、前述の切り込み部Ｂ１が位置している。また、前記所定位置で光源側面３ａに対して作用するように、２本の遮光歯車Ｂ４が遮光ブロック２に設けられている。２本の遮光歯車Ｂ４は、光源側開口Ａ１を挟んで対向するように位置し、また、凹凸部Ｂ３が形成されている遮光ブロック２で支持されている。つまり、遮光溝Ｂ２は前記交換配置の際の蛍光キューブ１０の移動方向Ｍと交差する方向（ここでは直交方向）に対して平行に形成されており、交換配置の際に遮光溝Ｂ２が対向する遮光歯車Ｂ４と噛み合うように形成されている。
【００２８】
なお、図２では、遮光歯車Ｂ４が駆動歯車１２とも噛み合う構成になっており、また、遮光溝Ｂ２，遮光歯車Ｂ４及び駆動歯車１２が等ピッチの構成になっているが、交換機構の構成に応じたものであればこれらに限らない。例えば、遮光歯車Ｂ４が遮光溝Ｂ２のみと噛み合う構成になっていてもよく、遮光溝Ｂ２及び遮光歯車Ｂ４と、駆動歯車１２との間では歯のピッチや歯の形状が全て一致してなくてもよい。
【００２９】
蛍光キューブ１０の交換機構を備えた落射蛍光照明装置２０においては、光源側，試料側及び観察側の各開口間での遮光性を向上させるために、以下の２つの遮光構造を導入している。
【００３０】
第１の遮光構造は、切り込み部Ｂ１と凹凸部Ｂ３とで構成されるラビリンス構造である。このラビリンス構造により、白色光Ｌ１のうち励起フィルタ４を経由しないで隙間から漏れて生じた迷光を遮光することができる。例えば、蛍光キューブ１０の３つの開口Ａ１〜Ａ３の光軸ＡＸを含む平面（図１の紙面）と直交する方向に伸びるラビリンス構造を用いれば、蛍光キューブ１０の３つの開口Ａ１〜Ａ３の光軸ＡＸを含む平面に対して平行な方向に進む迷光を遮光することができる。つまり、励起フィルタ４を透過しない迷光は、凹凸空間内部で反射を繰り返して試料側開口Ａ２や観察側開口Ａ３には到達不可能となる。したがって、試料側開口Ａ２や観察側開口Ａ３から筐体３内に迷光が入り込んで、励起光Ｌ２や蛍光Ｌ３に混入するのを防止することができる。
【００３１】
第２の遮光構造は、遮光溝Ｂ２と遮光歯車Ｂ４とで構成される結合構造である。この結合構造により、白色光Ｌ１のうち励起フィルタ４を経由しないで隙間から漏れて生じた迷光を遮光することができる。例えば、蛍光キューブ１０の交換時の移動方向Ｍと直交するように遮光溝Ｂ２を形成し、蛍光キューブ１０の交換機構（ターレット機構，回転機構，直動機構等）の運動と同期して回転する遮光歯車Ｂ４で遮光溝Ｂ２の全幅と噛み合う結合構造にすれば、蛍光キューブ１０の３つの開口Ａ１〜Ａ３の光軸ＡＸを含む平面（図１の紙面）と直交する平面に対して平行な方向に進む迷光を遮光することができる。つまり、励起フィルタ４を透過しない迷光は、装置内部で反射を繰り返して試料側開口Ａ２や観察側開口Ａ３には到達不可能となる。したがって、試料側開口Ａ２や観察側開口Ａ３から筐体３内に迷光が入り込んで、励起光Ｌ２や蛍光Ｌ３に混入するのを防止することができる。
【００３２】
上記のように、切り込み部Ｂ１及び凹凸部Ｂ３から成るラビリンス構造と、遮光溝Ｂ２及び遮光歯車Ｂ４から成る結合構造と、によって、光源側開口Ａ１の周囲が遮光状態となるため、光源側，試料側及び観察側の各開口間での遮光性が向上して、高画質（高コントラスト等）の蛍光像や正確な測定結果を得ることが可能となる。例えば、蛍光強度の測定においてはＳ／Ｎ比が大きく向上し、測定精度の向上が可能となる。また、数十秒以上の長時間の撮影ができるようになるので、従来構造の落射蛍光照明装置では不可能だった微弱蛍光を発する試料の撮影及び蛍光強度測定が可能になる。
【００３３】
切り込み部Ｂ１，凹凸部Ｂ３，遮光溝Ｂ２，遮光歯車Ｂ４のそれぞれを単独で用いた場合でも、上述した遮光効果を得ることは可能であるが、前述した各遮光構造をとることによって、得られる遮光効果は飛躍的に増大する。また、蛍光キューブ１０での迷光の発生量は光源側開口Ａ１付近において最も大きいが、上述した遮光構造を他の光が通過する開口（つまり試料側開口Ａ２や観察側開口Ａ３）についても設ければ、各開口間での遮光性を更に向上させることができる。
【００３４】
《第１の実施の形態（図３〜図１０）》
図３〜図１０に、蛍光キューブ１０Ａ、照明切替装置１８Ａ及び蛍光測定装置３０Ａのの第１の実施の形態を示す。図３は、蛍光測定装置３０Ａの水平断面構造を模式的に示しており、図４は蛍光測定装置３０Ａの垂直断面構造を模式的に示している。図５（Ａ），図５（Ｂ）は、蛍光キューブ１０Ａの外観を互いに異なった方向から示しており、図６（Ａ），図６（Ｂ）は、照明切替装置１８Ａの外観を遮光ブロック２を外した状態で互いに異なった方向から示している。図７は、照明切替装置１８Ａの水平断面構造を示しており、図８は、図７の要部Ｐ１を示している。また図９は、照明切替装置１８Ａの垂直断面構造を示しており、図１０は、図９の要部Ｐ２を示している。
【００３５】
第１の実施の形態（図３〜図１０）は、前述した概略構成例（図１，図２）の構成を更に具体化したものであり、蛍光キューブ１０Ａ、蛍光照明装置２０Ａ及び蛍光測定装置３０Ａは、前記蛍光キューブ１０、蛍光照明装置２０及び蛍光測定装置３０にそれぞれ相当している。蛍光測定装置３０Ａは、図３，図４に示すように、対物光学系７，カメラユニット９，蛍光照明装置２０Ａ等を備えている。蛍光照明装置２０Ａは、光源ユニット１，照明切替装置１８Ａ等を備えており、照明切替装置１８Ａは、蛍光キューブ１０Ａ，遮光ブロック２，遮光歯車Ｂ４，前記交換機構等を備えている。対物光学系７は、２つの部分から成る対物レンズ７ａと、その間に配置された折り返しミラー７ｂと、で構成されている。
【００３６】
蛍光照明装置２０Ａは、マイクロプレート８上にセットされた試料Ｓを励起光Ｌ２（図１等）で落射照明して蛍光Ｌ３（図１等）を発生させるためのものであり、前記交換機構として、ターレット駆動モータ１３，駆動歯車１２，筐体３を支持する部材等から成るターレット機構１１（図６等）を備えている。なお、筐体３は含まれない。つまり、複数の蛍光キューブ１０Ａを取り付け溝１４（アリ溝，図５等）で一体化し、ターレット軸Ｘを中心とする矢印Ｍ（図６，図９等）方向の回転により、選択した１つの蛍光キューブ１０Ａを、所定位置である遮光ブロック２の位置に交換配置するターレット式を採用している。したがって、ターレット機構１１で蛍光キューブ１０Ａを交換配置することにより、励起光Ｌ２及び蛍光Ｌ３の波長を切り替えることが可能である。
【００３７】
筐体３の光源側面３ａは一方向に凸のシリンドリカルな曲面になっており、所定位置で対向する遮光ブロック２の対向面も、光源側面３ａの面形状に対応するように一方向に凹のシリンドリカルな曲面になっている。これにより、筐体３と遮光ブロック２との間隔が小さくなるため、隙間から漏れ出た迷光を容易に遮光することが可能となる。
【００３８】
筐体３の光源側面３ａに形成されている切り込み部Ｂ１は、図５等に示すように、１段の段差を有する階段状になっている。なお、この切り込み部Ｂ１は、櫛状，爪状，コの字状，２段以上の階段状であってもよい。また、遮光ブロック２には、図６（Ａ）等に示すように、切り込み部Ｂ１の凹凸に対応した凹凸部Ｂ３が形成されている。そして図８に示すように、選択された蛍光キューブ１０Ａの切り込み部Ｂ１と遮光ブロック２の凹凸部Ｂ３とが嵌り合うようになっている。切り込み部Ｂ１と凹凸部Ｂ３とで構成されるラビリンス構造により、前述したように白色光Ｌ１のうち励起フィルタ４を経由しないで隙間から漏れて生じた迷光を遮光することが可能となる。
【００３９】
筐体３の光源側面３ａに複数形成されている遮光溝Ｂ２は、図５（Ａ）等に示すように、２つの切り込み部Ｂ１の間に位置している。また、遮光ブロック２には、図６（Ａ）等に示すように、２本の遮光歯車Ｂ４が光源側開口Ａ１を挟んで対向するように支持されている。そして図１０に示すように、選択された蛍光キューブ１０Ａの遮光溝Ｂ２と遮光ブロック２側の遮光歯車Ｂ４とが噛み合うようになっている。遮光溝Ｂ２と遮光歯車Ｂ４とで構成される結合構造により、前述したように白色光Ｌ１のうち励起フィルタ４を経由しないで隙間から漏れて生じた迷光を遮光することが可能となる。遮光歯車Ｂ４が遮光溝Ｂ２に噛み合うとともに、駆動歯車１２とも噛み合うようになっているため、次に所定位置に来る蛍光キューブ１０Ａとの噛み合わせも正しく行うことが可能となる。
【００４０】
上記のように、切り込み部Ｂ１及び凹凸部Ｂ３から成るラビリンス構造と、遮光溝Ｂ２及び遮光歯車Ｂ４から成る結合構造と、によって、光源側開口Ａ１の周囲が遮光状態となるため、光源側，試料側及び観察側の各開口間での高い遮光性を得ることができる。また、照明切替装置１８Ａ外から光源側開口Ａ１内に入り込もうとする光に対しても高い遮光性を得ることができる。
【００４１】
《第２の実施の形態（図１１〜図１４）》
図１１〜図１４に、蛍光キューブ１０Ａ及び照明切替装置１８Ｂの第２の実施の形態を示す。図１１（Ａ），図１１（Ｂ）は、蛍光キューブ１０Ｂの外観を互いに異なった方向から示しており、図１２は、照明切替装置１８Ｂの内部構造を示している。また図１３は、照明切替装置１８Ｂの水平断面構造を示しており、図１４は、照明切替装置１８Ｂの垂直断面構造を示している。
【００４２】
第２の実施の形態（図１１〜図１４）は、第１の実施の形態（図３〜図１０）と同様、前述した概略構成例（図１，図２）の構成を更に具体化したものである。ただし第２の実施の形態は、蛍光キューブ１０Ｂの交換機構として直動機構１５を有する点で、ターレット機構１１を有する第１の実施の形態とは異なっている。つまり、図１２等に示すように、複数の蛍光キューブ１０Ｂを取り付け溝１４（アリ溝）で一体化し、矢印Ｍ（図１２）方向のスライド（直線移動）により、選択した１つの蛍光キューブ１０Ｂを遮光ブロック２の所定位置に交換配置する直動式を採用している。したがって、直動機構１５で蛍光キューブ１０Ｂを交換配置することにより、励起光Ｌ２及び蛍光Ｌ３の波長を切り替えることが可能である。なお、交換機構に関連する部分や切り込み部Ｂ１の形状に関連する部分以外は、第１の実施の形態と第２の実施の形態はほぼ同様の構成及び機能を有している。
【００４３】
筐体３の光源側面３ａは平面になっており、所定位置で対向する遮光ブロック２の対向面も、光源側面３ａの面形状に対応するように平面になっている。これにより、筐体３と遮光ブロック２との間隔が小さくなるため、隙間から漏れ出た迷光を容易に遮光することが可能となる。
【００４４】
筐体３の光源側面３ａに形成されている切り込み部Ｂ１は、図１１等に示すように、凹凸の段差を有する櫛状になっている。なお、この切り込み部Ｂ１は、階段状，爪状，コの字状であってもよい。また、遮光ブロック２には、図１４等に示すように、切り込み部Ｂ１の凹凸に対応した凹凸部Ｂ３が形成されている。そして、選択された蛍光キューブ１０Ａの切り込み部Ｂ１と遮光ブロック２の凹凸部Ｂ３とが嵌り合うようになっている。切り込み部Ｂ１と凹凸部Ｂ３とで構成されるラビリンス構造により、前述したように白色光Ｌ１のうち励起フィルタ４を経由しないで隙間から漏れて生じた迷光を遮光することが可能となる。
【００４５】
筐体３の光源側面３ａに複数形成されている遮光溝Ｂ２は、図１１（Ａ）等に示すように、２つの切り込み部Ｂ１の間に位置している。また、遮光ブロック２には、図１２等に示すように、２本の遮光歯車Ｂ４が光源側開口Ａ１を挟んで対向するように支持されている。そして図１３等に示すように、選択された蛍光キューブ１０Ａの遮光溝Ｂ２と遮光ブロック２側の遮光歯車Ｂ４とが噛み合うようになっている。遮光溝Ｂ２と遮光歯車Ｂ４とで構成される結合構造により、前述したように白色光Ｌ１のうち励起フィルタ４を経由しないで隙間から漏れて生じた迷光を遮光することが可能となる。遮光歯車Ｂ４が遮光溝Ｂ２に噛み合うとともに、駆動歯車１２とも噛み合うようになっているため、次に所定位置に来る蛍光キューブ１０Ａとの噛み合わせも正しく行うことが可能となる。
【００４６】
上記のように、切り込み部Ｂ１及び凹凸部Ｂ３から成るラビリンス構造と、遮光溝Ｂ２及び遮光歯車Ｂ４から成る結合構造と、によって、光源側開口Ａ１の周囲が遮光状態となるため、光源側，試料側及び観察側の各開口間での高い遮光性を得ることができる。また、照明切替装置１８Ｂ外から光源側開口Ａ１内に入り込もうとする光に対しても高い遮光性を得ることができる。
【００４７】
なお、前述した遮光溝Ｂ２、遮光歯車Ｂ４（図２，図１２等）は、歯車における歯が遮光歯車Ｂ４の回転軸に対して平行となるような形状となっているが、これに限られず、歯車における歯が回転軸に対して角度θだけ傾いたような形状となっていてもよい（０＜θ＜９０°）。例えば、歯車の形状としては、はすば歯車、やまば歯車、かさ歯車等の形状であってよい。例えば、かさ歯車は、図１５に示すように、観察側開口Ａ３又は試料側開口Ａ２の遮光に使うことができる。また、蛍光キューブ１０は、同図のような形状でもよいし、立方体や直方体などの形状を取ることができる。
【００４８】
本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【符号の説明】
【００４９】
１ 光源ユニット（光源）
２ 遮光ブロック
３ 筐体
３ａ 光源側面（開口の形成されている面）
４ 励起フィルタ
５ ダイクロイックミラー
６ 吸収フィルタ
７ 対物光学系
７ａ 対物レンズ
７ｂ 折り返しミラー
８ マイクロプレート
９ カメラユニット（撮像装置）
１０，１０Ａ，１０Ｂ 蛍光キューブ
１１ ターレット機構（交換機構）
１２ 駆動歯車（交換機構）
１３ ターレット駆動モータ（交換機構）
１４ 取り付け溝
１５ 直動機構（交換機構）
１８Ａ，１８Ｂ 照明切替装置
２０，２０Ａ 蛍光照明装置
３０，３０Ａ 蛍光測定装置
Ｓ 試料（測定対象物）
Ｌ１ 白色光
Ｌ２ 励起光
Ｌ３ 蛍光
Ａ１ 光源側開口
Ａ２ 試料側開口
Ａ３ 観察側開口
Ｂ１ 切り込み部
Ｂ２ 遮光溝（溝）
Ｂ３ 凹凸部
Ｂ４ 遮光歯車（歯車）
Ｘ ターレット軸
ＡＸ 光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を励起光で照明して蛍光を発生させる蛍光照明装置において交換機構により所定位置に交換配置される蛍光キューブであって、励起光と蛍光との光路分離を内部で行う筐体を有し、光を通過させる複数の開口と、前記開口のうちの少なくとも１つを挟んで位置するとともに前記交換配置の移動方向に平行な切り込み部と、が形成された面を前記筐体に有することを特徴とする蛍光キューブ。
【請求項２】
複数の溝が前記開口の形成されている面に形成されており、前記溝が、前記交換配置の移動方向への前記溝の移動に併せて前記溝と噛み合った歯車が共に回転するような溝であることを特徴とする請求項１記載の蛍光キューブ。
【請求項３】
前記開口として、光源からの光を入射させる光源側開口と、励起光を射出する試料側開口と、蛍光を射出する観察側開口と、を有し、前記切り込み部が前記光源側開口を挟んで位置することを特徴とする請求項１又は２記載の蛍光キューブ。
【請求項４】
請求項２記載の蛍光キューブと、前記切り込み部の凹凸に対応した凹凸部を有する遮光ブロックと、前記複数の溝と噛み合う歯車と、複数の蛍光キューブのうちの１つを所定位置に交換配置する前記交換機構と、を備えたことを特徴とする照明切替装置。
【請求項５】
請求項４記載の照明切替装置と、前記蛍光キューブで光路分離される励起光を構成する白色光を発生させる光源と、前記蛍光キューブで光路分離された蛍光から成る蛍光像の撮影を行う撮像装置と、を備えたことを特徴とする蛍光測定装置。
【請求項１】
試料を励起光で照明して蛍光を発生させる蛍光照明装置において交換機構により所定位置に交換配置される蛍光キューブであって、励起光と蛍光との光路分離を内部で行う筐体を有し、光を通過させる複数の開口と、前記開口のうちの少なくとも１つを挟んで位置するとともに前記交換配置の移動方向に平行な切り込み部と、が形成された面を前記筐体に有することを特徴とする蛍光キューブ。
【請求項２】
複数の溝が前記開口の形成されている面に形成されており、前記溝が、前記交換配置の移動方向への前記溝の移動に併せて前記溝と噛み合った歯車が共に回転するような溝であることを特徴とする請求項１記載の蛍光キューブ。
【請求項３】
前記開口として、光源からの光を入射させる光源側開口と、励起光を射出する試料側開口と、蛍光を射出する観察側開口と、を有し、前記切り込み部が前記光源側開口を挟んで位置することを特徴とする請求項１又は２記載の蛍光キューブ。
【請求項４】
請求項２記載の蛍光キューブと、前記切り込み部の凹凸に対応した凹凸部を有する遮光ブロックと、前記複数の溝と噛み合う歯車と、複数の蛍光キューブのうちの１つを所定位置に交換配置する前記交換機構と、を備えたことを特徴とする照明切替装置。
【請求項５】
請求項４記載の照明切替装置と、前記蛍光キューブで光路分離される励起光を構成する白色光を発生させる光源と、前記蛍光キューブで光路分離された蛍光から成る蛍光像の撮影を行う撮像装置と、を備えたことを特徴とする蛍光測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１６４４０９（Ｐ２０１１−１６４４０９Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７９０３（Ｐ２０１０−２７９０３）
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２１年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構健康安心イノベーションプログラム／再生医療評価研究開発事業／再生医療の早期実用化を目指した再生評価技術開発委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２１年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構健康安心イノベーションプログラム／再生医療評価研究開発事業／再生医療の早期実用化を目指した再生評価技術開発委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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