(57)【要約】【課題】視野を動かすことなく低倍率対物レンズと高倍率対物レンズとを切り替えながら観察する。【解決手段】生体試料Ａを載せるステージ７と、筐体１０と、該筐体１０に固定され生体試料Ａからの光を集光する広視野対物レンズ４および該広視野対物レンズ４より高い倍率を有する高解像対物レンズ８と、筐体１０を移動させる筐体移動手段１１と、広視野対物レンズ４および高解像対物レンズ８により集光された光を観察するための観察光学系１０，１２と、広視野対物レンズ４および高解像対物レンズ８と観察光学系１０，１２との間に配置され、広視野対物レンズ４または高解像対物レンズ８の光路を択一的に切り替える光路切替手段６とを備え、広視野対物レンズ４が、その先端に生体試料Ａの像を伝達する柔軟な伝達部材４ａを備えるとともに、該伝達部材４ａの先端部４ｂがステージ７に対して固定されている生体試料観察装置１を提供する。【選択図】図１
2010008565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体試料を載せるステージと、
筐体と、
該筐体に固定され前記生体試料からの光を集光する広視野対物レンズおよび該広視野対物レンズより高い倍率を有する高解像対物レンズと、
前記筐体を移動させる筐体移動手段と、
前記広視野対物レンズおよび前記高解像対物レンズにより集光された光を観察するための観察光学系と、
前記広視野対物レンズおよび前記高解像対物レンズと前記観察光学系との間に配置され、前記広視野対物レンズまたは前記高解像対物レンズの光路を択一的に切り替える光路切替手段とを備え、
前記広視野対物レンズが、その先端に前記生体試料の像を伝達する柔軟な伝達部材を備えるとともに、該伝達部材の先端部が前記ステージに対して固定されている生体試料観察装置。
【請求項２】
前記光路切替手段が、可動ミラーである請求項１に記載の生体試料観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体試料観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的な光学顕微鏡では、倍率の異なる複数の対物レンズをレボルバに装着し、倍率（視野）を変更して観察する場合には、レボルバを動かして観察光路中に入れる対物レンズを切り替えて観察する。レボルバに装着される対物レンズの焦点距離はどれもほぼ同一になっており、対物レンズを入れ替えても、観察対象の試料と対物レンズが干渉することがない。このようにすることで、マクロとミクロの観察を容易に切り替えて観察できるようになっている。
【０００３】
また、例えば、特開２００５−２３４３０６（特許文献１）では、高倍率観察用のプローブ型顕微鏡と低倍率観察用の補助顕微鏡とを備え、２つの顕微鏡を同一のガイドに沿って移動させ、ガイド上の所定の位置で顕微鏡を停止させることにより、視野がずれることなく２つの顕微鏡を切り替えながら観察することができる顕微鏡観察装置が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３４３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の一般的な光学顕微鏡や特許文献１の顕微鏡の場合、倍率を切り替えて観察するためには、一度低倍率対物レンズを視野から離してから高倍率対物レンズに変える必要がある。そのため、低倍率の観察で特定した部位を高倍率で観察しようとしても、視野を見失ってしまうことがある。また、特に生きたマウスなどを観察する場合、生体試料の脈動や拍動によって所望の観察部位が移動してしまい、対物レンズの倍率を切り替えながら観察するのは非常に難しい。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、視野を動かすことなく低倍率対物レンズと高倍率対物レンズとを切り替えながら観察することができる生体試料観察装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、生体試料を載せるステージと、筐体と、該筐体に固定され前記生体試料からの光を集光する広視野対物レンズおよび該広視野対物レンズより高い倍率を有する高解像対物レンズと、前記筐体を移動させる筐体移動手段と、前記広視野対物レンズおよび前記高解像対物レンズにより集光された光を観察するための観察光学系と、前記広視野対物レンズおよび前記高解像対物レンズと前記観察光学系との間に配置され、前記広視野対物レンズまたは前記高解像対物レンズの光路を択一的に切り替える光路切替手段とを備え、前記広視野対物レンズが、その先端に前記生体試料の像を伝達する柔軟な伝達部材を備えるとともに、該伝達部材の先端部が前記ステージに対して固定されている生体試料観察装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、ステージに生体試料を載せて広視野対物レンズの焦点を生体試料に合わせ、観察光学系で広視野の像を観察して詳細に観察する部位を特定する。そして、筐体移動手段により筐体に固定されている高解像対物レンズを特定した観察部位へ移動させ、光路切替手段により高解像対物レンズの光路を選択すると、高解像対物レンズの視野へ切り替えて観察することができる。
【０００９】
この場合に、広視野対物レンズの先端は柔軟な伝達部材でできており、かつ、その先端部はステージに対して固定されているので、筐体および高倍率対物レンズが移動しても広視野対物レンズの先端部は連動しない。すなわち、広視野対物レンズで同一の視野を観察しながら、その視野内で高解像対物レンズを移動させることができる。これにより、高解像対物レンズの視野を所望の位置に容易にかつ正確に合わせることができる。
【００１０】
また、光路切替手段により、広視野対物レンズと高解像対物レンズの視野は、両対物レンズを動かすことなく切り替えられる。これにより、対物レンズを取り換えることによって、視野がずれたり観察部位を見失ったりするという問題は解決され、所望の観察部位に高解像対物レンズの視野を固定しながら、容易に広視野対物レンズと高解像対物レンズの視野を切り替えることができる。
【００１１】
また、高解像対物レンズで狭い範囲を詳細に観察してから、視野を広視野対物レンズに切り替えることにより、生体試料のどの部位を高解像対物レンズで観察していたのか、後からでも容易に確認することができる。また、これにより、詳細な観察部位を容易に特定できるので、時間をおいて複数回同一の部位を観察することも可能になる。
【００１２】
上記発明においては、前記光路切替手段が、可動ミラーであってもよい。
このようにすることで、簡易な構造で光路の切り替えが可能になると同時に、可動ミラーを移動させるだけなので、光路の切り替えを瞬時に行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、視野を動かすことなく低倍率対物レンズと高倍率対物レンズとを切り替えながら観察することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態に係る生体試料観察装置１について、図１を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体試料観察装置１は、図１に示されるように、レーザ走査型顕微鏡２と、モニタ３と、広視野対物レンズ４と、該広視野対物レンズ４を支持する支持アーム５と、光路切替手段６とにより構成されている。
【００１５】
レーザ走査型顕微鏡２は、生体試料Ａを載せるステージ７と、高解像対物レンズ８と、レーザ光源９と、スキャンユニット（筐体）１０と、該スキャンユニット１０を移動させるスキャンユニット移動手段（筐体移動手段）１１と、光検出回路１２と、コンピュータ１３により構成されている。
【００１６】
スキャンユニット１０には、広視野対物レンズ４および高解像対物レンズ８が固定されている。
また、スキャンユニット１０はその内部に、生体試料Ａを照明して像を観察するための光学系を備えている。レーザ光源９から出力されたレーザ光はスキャンユニット１０内のミラー１０ａおよびダイクロイックミラー１０ｂによって反射された後、ガルバノ制御部１０ｃによって制御されるガルバノミラー１０ｄによって振られ、広視野対物レンズ４または高解像対物レンズ８を介して生体試料Ａ表面を走査する。
【００１７】
また、生体試料Ａからの反射光または蛍光は各対物レンズ４，８によって集光され、ガルバノミラー１０ｄで反射されてその一部がダイクロイックミラー１０ｂを透過し、光検出回路１２で検出される。そして、電気信号としてコンピュータ１３に送られ、各対物レンズ４，８による観察画像がモニタ３に表示される。
【００１８】
スキャンユニット移動手段１１は、スキャンユニット１０を水平方向（ＸＹ方向）に移動させるＸＹ駆動部１１ａと、フォーカス方向（Ｚ方向）に移動させるＺ駆動部１１ｂと、各駆動部１１ａ，１１ｂを制御するＸＹ制御部１１ｃおよびＺ制御部１１ｄとにより構成されている。
【００１９】
広視野対物レンズ４の一端はファイババンドル４ａになっており、その先端部４ｂが支持アーム５によりステージ７に対して固定されている。
光路切替手段６は、例えば、スキャンユニット１０内の広視野対物レンズ４および高解像対物レンズ８の各光路が交差する位置に配置された光路切替ミラー６ａであり、スキャンユニット１０外部に配置された光路切替制御部６ｂによりその角度が制御される。
【００２０】
また、光路切替制御部６ｂ、レーザ光源９、ガルバノ制御部１０ｃ、光検出回路１２、ＸＹ制御部１１ｃおよびＺ制御部１１ｄは、それぞれコンピュータ１３に接続され、各々の動作はコンピュータ１３で制御される。
【００２１】
このように構成された本実施形態に係る生体試料観察装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態において、生体試料観察装置１を使用してマウスＢを観察するには、ステージ７にマウスＢを載せ、光路切替ミラー６ａを図１の実線の位置に配置しておく。そして、レーザ光源９からレーザ光を出力してマウスＢ表面を走査し、モニタ３に表示される広視野対物レンズ４の像を確認しながら詳細に観察したい部位を定める。
【００２２】
その後、モニタ３の広視野像を観察しながら、スキャンユニット移動手段１１によりスキャンユニット１０および高解像対物レンズ８を移動させ、該高解像対物レンズ８の先端を観察したい部位に合わせる。そして、光路切替制御部６ｂにより光路切替ミラー６ａを図１の点線で示した位置へ移動させると、モニタ３に高解像対物レンズ８の視野が表示される。
【００２３】
この場合に、広視野対物レンズ４の先端に設けられたファイババンドル４ａは柔軟に曲がることができ、かつ、支持アーム５によってその先端４ｂがステージに対して固定されているので、スキャンユニット１０の移動に連動せず、常に同一の視野を観察することができる。これにより、広視野対物レンズ４の像を観察しながらその視野内で高解像対物レンズ８を移動させ、高解像対物レンズ８を所望の観察部位に容易にかつ正確に合わせることができるという利点がある。
【００２４】
また、光路切替制御部６ｂにより光路切替ミラー６ａを移動させて、広視野対物レンズ４および高解像対物レンズ８の視野を切り替えるので、各対物レンズ４，８の視野を所望の部位から離す必要はなく、各対物レンズ４，８の位置を保持できる。
【００２５】
したがって、本実施形態によれば、広視野対物レンズ４と高解像対物レンズ８の視野を容易に、かつ、各対物レンズ４，８の視野を所望の範囲に固定したまま切り替えることができる。
【００２６】
また、本実施形態によれば、視野の切り替えを瞬時にかつ正確に行えるので、高解像対物レンズ８による詳細な観察と、広視野対物レンズ４による詳細な観察部位の位置の確認とを円滑に繰り返して行うことができる。
また、同時に、容易に観察部位を特定し位置合わせができるので、例えば、時間をおいて複数回同一の部位を観察することも可能になる。
【００２７】
また、高解像対物レンズ８および広視野対物レンズ４による観察画像を１つのシステムで保存することができるため、実験結果を残すのに便利であると同時に、再現実験用のデータとしても有用である。
【００２８】
また、例えば、マウスＢの腹部を開いて腹腔内を観察する場合に、広視野対物レンズ４と高解像対物レンズ８の２本が入るだけの大きさの穴を開け、２本の対物レンズ４，８の先端部のみを腹腔内に挿入する。これにより、腹腔内臓器の観察も可能になり、腹部を大きく開く必要がないので、生きたマウスを観察する場合にはマウスへのダメージも軽減できる。
【００２９】
本発明の第２の実施形態に係る生体試料観察装置１について、図２を参照して以下に説明する。
本実施形態における生体試料観察装置１は、上述した第１の実施形態のレーザ走査型顕微鏡２に代えて一般の正立型顕微鏡１４を用い、広視野対物レンズ４と、支持アーム５と、光路切替ミラー６ａとを備えている。
【００３０】
正立型顕微鏡１４は、ステージ７と、生体試料Ａを照明する光源１５と、ダイクロイックミラー１０ｂと、高解像度対物レンズ８とを備えている。
高解像対物レンズ８は、ステージ７を移動させることで視野を選択し、正立型顕微鏡１４のフォーカスハンドル１６によりＺ方向に移動される。
【００３１】
広視野対物レンズ４は正立型顕微鏡１４に固定されている。また、第１の実施形態と同様に柔軟に動かすことができるファイババンドル４ａを備えており、その先端部４ｂは支持アーム５によりステージ７に対して固定されている。
また、光路切替ミラー６ａは、正立型顕微鏡１４内の各対物レンズ４，８の光路が交差する位置に配置されている。
【００３２】
このように構成された本実施形態に係る生体試料観察装置１を用いてマウスＢを観察するには、光源１５でマウスＢを照明し、広視野対物レンズ４により接眼レンズ１７を通してマウスＢを観察し詳細な観察位置を特定する。そして、高解像対物レンズ８の先端部が特定の部位に配置されるように、ステージ７およびフォーカスハンドル１６によりマウスＢおよび高解像対物レンズ８の位置を調節し、光路切替ミラー６ａを図２の点線の位置へ移動させると、接眼レンズ１７で高解像対物レンズ８による詳細な観察を行うことができる。
【００３３】
このように、一般的な正立型顕微鏡１４をベースとすることにより、接眼レンズ１７を通して目視でマウスを観察することができる。また、正立型顕微鏡１４にＣＣＤカメラ１８などの画像素子を取り付けて観察画像を取得したり、ディスクスキャンタイプの共焦点観察装置を構築したりすることも可能になる。
また、光源１５として、ハロゲンランプ、キセノンランプ、水銀ランプなどが使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る生体試料観察装置を示す全体構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る生体試料観察装置を示す全体構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  生体試料観察装置
２  レーザ走査型顕微鏡
３  モニタ
４  広視野対物レンズ
４ａ  ファイババンドル（伝達部材）
４ｂ  ファイババンドルの先端部
５  支持アーム
６  光路切替手段
６ａ  光路切替ミラー（可動ミラー）
６ｂ  光路切替制御部
７  ステージ
８  高解像対物レンズ
９  レーザ光源
１０  スキャンユニット（筐体、観察光学系）
１０ａ  ミラー
１０ｂ  ダイクロイックミラー
１０ｃ  ガルバノ制御部
１０ｄ  ガルバノミラー
１１  スキャンユニット移動手段（筐体移動手段）
１１ａ  ＸＹ駆動部
１１ｂ  Ｚ駆動部
１１ｃ  ＸＹ制御部
１１ｄ  Ｚ制御部
１２  光検出回路（観察光学系）
１３  コンピュータ
１４  正立型顕微鏡（筐体）
１５  光源
１６  フォーカスハンドル（筐体移動手段）
１７  接眼レンズ（観察光学系）
１８  ＣＣＤカメラ（観察光学系）
Ａ  生体試料
Ｂ  マウス
【図１】
2010008565.tif 000003
【図２】
2010008565.tif 000004