(57)【要約】【課題】  標本の蛍光画像取り込みのために実質的に均一な照明を可能にするライトボックス用の改良された照明アセンブリを提供する。【解決手段】  遮光された撮像用区画へのビューポートを定める囲繞壁を有する撮像装置を含む蛍光撮像アセンブリ。試料載置台は、ビューポートの方向を向いた支持面を有し、撮像用区画内に配置される。照明アセンブリは、光源と撮像用区画内に配置されるフレームとを含む。照明アセンブリは、ビューポートに近接して、実質的に外周を取り囲む。光ファイバ束は、撮像用区画内へ延び、繊維の近端部は、光源と光学的に連絡し、その遠端部は、フレームで終了し、試料載置台に対して円錐方向性光ビームを放射する。光ファイバの遠端部は、複数の方向性ビームが試料載置台を十分に均一な形で集合的に照明するように、ビューポートの外周で十分に間隔を空ける。
2005518540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉眼的蛍光撮像アセンブリであって、
遮光された撮像用区画へのビューポートを画定する囲繞壁を有する撮像装置と、
前記ビューポートの方向を向いた支持面を有し、前記撮像用区画内に位置決めされる試料載置台と、
前記撮像用区画内に配置されると共に、前記試料載置台を略均一に照明するように、前記ビューポートに近接して該ビューポートの外周を取り囲む位置に設けられる照明デバイスを有する照明アセンブリと
を備える撮像アセンブリ。
【請求項２】
前記照明アセンブリは、前記ビューポートの略外周を取り囲み、前記照明デバイスを支持するフレームを備える請求項１記載の撮像アセンブリ。
【請求項３】
請求項２記載の撮像アセンブリであって、
前記照明デバイスは、前記撮像用区画内へと延びる光ファイバ束を備え、
前記光ファイバ束は、光源へと光学的に連通する近位端部と、前記フレームで終端し前記試料載置台上に円錐方向性光ビームを放射する遠位端部とを有し、
前記光ファイバの前記遠位端部は、前記複数の方向性ビームが前記試料載置台を略均一に全体に亘って照明するように、前記ビューポートの外周に沿って十分な間隔を置いて設けられる
撮像アセンブリ。
【請求項４】
前記光ファイバの前記遠位端部は、前記ビューポイントの外周に沿って略連続的に配設された請求項３記載の撮像アセンブリ。
【請求項５】
前記光ファイバの前記遠位端部は、前記試料載置台に対して約１２０．０ｍｍから約３８０．０ｍｍの範囲の位置に配設される請求項３記載の撮像アセンブリ。
【請求項６】
前記光ファイバの前記遠位端部は、前記試料載置台に対して約１９０．０ｍｍの位置に配設される請求項４記載の撮像アセンブリ。
【請求項７】
更に、前記光ファイバ束の略周囲を覆い外部への光の漏れを略防止する不透明材料スリーブを備える請求項４記載の撮像アセンブリ。
【請求項８】
前記材料スリーブは、収縮ラップ材料から成る請求項７記載の撮像アセンブリ。
【請求項９】
前記材料スリーブは、略低い燐光を発する請求項８記載の撮像アセンブリ。
【請求項１０】
更に、前記撮像装置の前記囲繞壁の内部取り付け壁に前記フレームを取り付けるナットプレートを備える請求項３記載の撮像アセンブリ。
【請求項１１】
前記フレームは、曲線形状であり、前記ビューポートの外周に沿って広がる請求項３記載の撮像アセンブリ。
【請求項１２】
前記フレームは、円形である請求項１１記載の撮像アセンブリ。
【請求項１３】
更に、前記囲繞に取り付けられ、前記試料載置台上で照明される試料の画像を取り込むために前記ビューポートを通じて光学的に望むレンズを有するカメラを備える請求項１記載の撮像アセンブリ。
【請求項１４】
更に、前記透過光をフィルタリングするために前記光ファイバの経路に配置される励起干渉フィルタを備える請求項３記載の撮像アセンブリ。
【請求項１５】
請求項１４記載の撮像アセンブリであって、
前記光ファイバ束は、
前記光ファイバ束の前記近位端部と、前記干渉フィルタの上流側に近接する位置に設けられ前記透過光の略全てを伝送する伝送端部とを有する第１の束部と、
前記光ファイバ束の前記遠位端部と、前記干渉フィルタの下流側に近接する位置に設けられ前記伝送される透過光の略全てを受光する受光端部とを有する第２の束部と
を備える
撮像アセンブリ。
【請求項１６】
請求項１５記載の撮像アセンブリであって、更に、
略遮光性の収納部を有し該収納部に前記干渉フィルタを収容するフィルタハウジングと、
前記ハウジング内における前記第１の束部の前記伝送端部と前記干渉フィルタの前記上流側との間に位置決めされ、前記透過光の略全てを平行化するコリメートレンズと
を備える撮像アセンブリ。
【請求項１７】
更に、前記ハウジング内における前記第２の束部の前記受光端部と前記干渉フィルタの前記下流側との間に位置決めされ、前記平行化された透過光の略全てを集束する集束レンズを備える請求項１６記載の撮像アセンブリ。
【請求項１８】
前記ハウジングは、前記コリメートレンズを収容して前記第１の束部の前記伝送端部と取り外し可能に連結する上流コネクタを備える請求項１７記載の撮像アセンブリ。
【請求項１９】
前記ハウジングは、前記集束レンズを収容して前記第２の束部の前記受光端部と取り外し可能に連結する下流コネクタを備える請求項１８記載の撮像アセンブリ。
【請求項２０】
更に、前記ハウジングにおける前記第１の束部の前記伝送端部と前記コリメートレンズとの間に配置され、前記第１の束部の前記遠位端部から放出され該遠位端部の光軸に略平行な方向から十分に逸れた光線を遮断するライトバッフルを備えた請求項１６記載の撮像アセンブリ。
【請求項２１】
前記ライトバッフルは、前記コリメートレンズの上流当接面に略近接して配置される不透明プレート部材を備えると共に、前記コリメートレンズ当接面より小さな横断面積を有し前記不透明プレート部材を貫通して広がるアパーチャを有する請求項２０記載の撮像アセンブリ。
【請求項２２】
前記アパーチャの縦軸は、前記コリメートレンズの縦軸と略同軸上に並ぶ請求項２１記載の撮像アセンブリ。
【請求項２３】
前記アパーチャの横断面積と前記コリメートレンズ当接面の横断面積との比率は、約０．６４：１から約０．８：１の範囲である請求項２１記載の撮像アセンブリ。
【請求項２４】
前記アパーチャは、前記コリメートレンズ当接面に向かうに連れ外側に広がるテーパを有する請求項２１記載の撮像アセンブリ。
【請求項２５】
前記外側へのテーパは、前記縦軸に対して約３０°から約６０°の範囲である請求項２４記載の撮像アセンブリ。
【請求項２６】
前記プレート部材は、約１．０ｍｍから約４ｍｍの範囲の厚さを有する請求項２５記載の撮像アセンブリ。
【請求項２７】
前記プレート部材は、黒色陽極酸化アルミニウムから成る請求項２１記載の撮像アセンブリ。
【請求項２８】
請求項２０記載の撮像アセンブリであって、
前記ライトバッフルは、互いに略隣接して入れ子状に重合すると共に前記コリメートレンズの上流当接面に略近接して配置される複数の不透明プレート部材を備え、
前記プレート部材の各々は、前記コリメートレンズ当接面より小さな横断面積を有し該プレート部材を貫通して広がるアパーチャを有する
撮像アセンブリ。
【請求項２９】
各前記アパーチャの横断面積と前記コリメートレンズ当接面の横断面積との比率は、約０．６４：１から約０．８：１の範囲である請求項２８記載の撮像アセンブリ。
【請求項３０】
各前記アパーチャの縦軸は、前記コリメートレンズの縦軸と略同軸上に並ぶ請求項２８記載の撮像アセンブリ。
【請求項３１】
請求項３０記載の撮像アセンブリであって、
前記アパーチャの各々は、前記コリメートレンズ当接面に向かうに連れ外側に広がるテーパを有し、
各前記アパーチャの入口直径は、該アパーチャの出口直径より小さい
撮像アセンブリ。
【請求項３２】
各前記プレート部材のアパーチャの前記入口直径および前記出口直径は、上流側で隣接するプレート部材のアパーチャのものよりも逐次的に大きい請求項３１記載の撮像アセンブリ。
【請求項３３】
各前記プレート部材のアパーチャの前記入口直径は、前記上流側で隣接するプレート部材の前記アパーチャの前記出口直径よりも逐次的に小さい請求項３２記載の撮像アセンブリ。
【請求項３４】
前記外側へのテーパの各々は、前記縦軸に対して約３０°から約６０°の範囲である請求項３３記載の撮像アセンブリ。
【請求項３５】
前記プレート部材の各々は、約１．０ｍｍから約４ｍｍの範囲の厚さを有する請求項３４記載の撮像アセンブリ。
【請求項３６】
前記プレート部材は、前記アパーチャの内部に広がる複数の環状リブを備える請求項２１記載の撮像アセンブリ。
【請求項３７】
各環状リブの下流側は、外側に広がるテーパを有し、下流側で隣接する各環状リブの上流側に交差する請求項３６記載の撮像アセンブリ。
【請求項３８】
各下流側環状リブの直径は、上流側で隣接する環状リブの直径よりも逐次的に大きい請求項３７記載の撮像アセンブリ。
【請求項３９】
請求項３記載の撮像アセンブリであって、
前記光ファイバ束は、
一方の端部に前記光ファイバの前記近位端部を有し他方の端部に伝送端部を有する伝送部と、
一方の端部に前記光ファイバの前記遠位端部を有し他方の端部に受光端部を有する受光部と
を備え、
更に、前記撮像装置に取り付けられ、前記囲繞壁の外部から前記撮像用区画への光伝送のために内部を貫通する通路を画定し、前記束の前記伝送端部が前記通路内にて終端するように前記束の前記伝送部と連結する近位部と、前記束の前記受光端部が前記束の伝送端部とは反対の関係で前記通路内にて終端するように前記束の前記受光部と連結する遠位部とを有するコネクタ本体と、
前記通路内で前記束の伝送端部と前記束の受光端部との間に配置され、前記受光端部における受光のために前記伝送端部から伝送された光を拡散するディフューザデバイスと
を備える撮像アセンブリ。
【請求項４０】
前記ディフューザは、すりガラスから成る請求項３９記載の撮像アセンブリ。
【請求項４１】
前記ディフューザは、略平坦な対向面を有するプレート状であって、前記コネクタ通路の横断面範囲に亘って配置される請求項４０記載の撮像アセンブリ。
【請求項４２】
前記コネクタ本体は、前記束の伝送端部および前記束の受光端部を、前記ディフューザデバイスの対向面の各々に対して約８．０ｍｍから約１５．０ｍｍの範囲の距離に位置決めする請求項４１記載の撮像アセンブリ。
【請求項４３】
前記コネクタ本体の前記近位部は、前記束の伝送端部に取り外し可能に取り付けられる請求項３９記載の撮像アセンブリ。
【請求項４４】
前記コネクタ本体の前記遠位部は、前記束の受光端部に取り外し可能に取り付けられる請求項３９記載の撮像アセンブリ。
【請求項４５】
請求項１記載の撮像アセンブリであって、
更に、前記囲繞壁の前記ビューポートに近接して該ビューポートの外周を取り囲む位置に設けられた光分散アセンブリを備え、
前記照明デバイスは、蛍光光源と、略純粋な溶融石英から成る光ファイバ束とを備え、
前記光ファイバは、前記光源と光学的に連通する近位端部と、前記ビューポートに近接して終端する遠位端部とを有し、
前記遠位端部の各々は、前記光源からの光の円錐方向性ビームを放射すると共に、前記複数の方向性ビームが前記試料載置台を略均一に全体に亘って照明するように前記光分散アセンブリと協働する
撮像アセンブリ。
【請求項４６】
前記分散アセンブリは、前記試料載置台に向かう光を拡散させるために前記方向性ビームの経路に位置決めされたディフューザを備える請求項４５記載の撮像アセンブリ。
【請求項４７】
前記ディフューザは、リフレクタデバイスを備えた請求項４６記載の撮像アセンブリ。
【請求項４８】
前記リフレクタデバイスは、前記遠位端部から放射される前記方向性光ビームを前記試料載置台へ向けて反射するために、前記光ファイバの前記遠位端部の光軸に略平行な方向に対して約４５°の角度で配向された略平坦な反射面を有する請求項４７記載の撮像アセンブリ。
【請求項４９】
前記反射面は、前記試料載置台を略均一に全体に亘って照明するために該試料載置台の全体へ向けて前記光を拡散する粗面アルミニウムプレートおよびＳＰＥＣＲＡＬＯＮ（登録商標）の一方を含む請求項４８記載の撮像アセンブリ。
【請求項５０】
前記略純粋な溶融石英は、プラスチックで被覆された溶融石英およびシリカで被覆された溶融石英の一方である請求項４５記載の撮像アセンブリ。
【請求項５１】
請求項４５記載の撮像アセンブリであって、
前記分散アセンブリは、前記囲繞壁の前記ビューポートの外周に沿って間隔を置いて設けられた複数のブラケットデバイスを備え、
前記光ファイバの前記遠位端部は、複数の遠位端部グループに区分され、
該グループの各々は、前記ビューポートの外周全体に亘って広がる前記複数の方向性ビームが前記試料載置台を略均一に全体に亘って照明するように、対応するブラケットデバイスと協働する
撮像アセンブリ。
【請求項５２】
前記ブラケットデバイスの各々は、前記試料載置台に向かう光を拡散するために各前記遠位端部グループからの前記方向性ビームの経路に位置決めされたディフューザを備える請求項５１記載の撮像アセンブリ。
【請求項５３】
前記ディフューザの各々は、前記遠位端部から放射される前記方向性光ビームを前記試料載置台へ向けて反射するために、前記光ファイバの各前記遠位端部グループの光軸に略平行な方向に対して約４５°の角度で配向された略平坦な反射面を有する請求項５２記載の撮像アセンブリ。
【請求項５４】
前記分散アセンブリは、少なくとも４つのブラケットデバイスを備える請求項５１記載の撮像アセンブリ。
【請求項５５】
遮光フィルタホイールアセンブリであって、
凹部を画定し入力ポートと出力ポートとを有する遮光ハウジングと、
複数の干渉フィルタを収容し、該フィルタの一つが入力ポートと出力ポートとの間に選択的に位置決めされるように前記凹部に回転可能に取り付けられるフィルタホイールと、
光入力ケーブルを前記入力ポートに取り外し可能に接続する第１のコネクタと、
光出力ケーブルを前記出力ポートに取り外し可能に接続する第２のコネクタと、
前記入力ポートに対する前記ハウジング内に位置決めされるコリメートレンズと、
前記コリメートレンズの上流側の前記ハウジング内に位置決めされ、前記光入力ケーブル遠位端部から伝送され該遠位端部の光軸に略平行な方向から十分に逸れた光線を遮断するライトバッフルと
を備えたフィルタホイールアセンブリ。
【請求項５６】
前記ライトバッフルは、前記コリメートレンズの上流当接面に略近接して配置される不透明プレート部材を備えると共に、前記コリメートレンズ当接面より小さな横断面積を有し前記不透明プレート部材を貫通して広がるアパーチャを有する請求項５５記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項５７】
前記アパーチャの縦軸は、前記コリメートレンズの縦軸と略同軸上に並ぶ請求項５６記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項５８】
前記アパーチャの横断面積と前記コリメートレンズ当接面の横断面積との比率は、約０．６４：１から約０．８：１の範囲である請求項５６記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項５９】
前記アパーチャは、前記コリメートレンズ当接面に向かうに連れ外側に広がるテーパを有する請求項５６記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項６０】
前記外側へのテーパが、前記縦軸に対して約３０°から約６０°の範囲である請求項５９記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項６１】
前記プレート部材は、約１．０ｍｍから約４ｍｍの範囲の厚さを有する請求項６０記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項６２】
前記プレート部材は、黒色陽極酸化アルミニウムから成る請求項５６記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項６３】
請求項５５記載のフィルタホイールアセンブリであって、
前記ライトバッフルは、互いに略隣接して入れ子状に重合すると共に前記コリメートレンズの上流当接面に略近接して配置される複数の不透明プレート部材を備え、
前記プレート部材の各々は、前記コリメートレンズ当接面より小さな横断面積を有し該プレート部材を貫通して広がるアパーチャを有する
フィルタホイールアセンブリ。
【請求項６４】
各前記アパーチャの横断面積と前記コリメートレンズ当接面の横断面積との比率は、約０．６４：１から約０．８：１の範囲である請求項６３記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項６５】
各アパーチャの縦軸は、前記コリメートレンズの縦軸と略同軸上に並ぶ請求項６３記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項６６】
請求項６５記載のフィルタホイールアセンブリであって、
前記アパーチャの各々は、前記コリメートレンズ当接面に向かうに連れ外側に広がるテーパを有し、
各前記アパーチャの入口直径は、該アパーチャの出口直径より小さい
フィルタホイールアセンブリ。
【請求項６７】
各前記プレート部材のアパーチャの前記入口直径および前記出口直径は、上流側で隣接するプレート部材のアパーチャのものよりも逐次的に大きい請求項６６記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項６８】
各前記プレート部材のアパーチャの前記入口直径は、前記上流側で隣接するプレート部材の前記アパーチャの前記出口直径よりも逐次的に小さい請求項６７記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項６９】
前記外側へのテーパの各々は、前記縦軸に対して約３０°から約６０°の範囲である請求項６９記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項７０】
前記プレート部材の各々は、約１．０ｍｍないし約４．０ｍｍの範囲の厚さを有する請求項６９記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項７１】
前記プレート部材は、前記アパーチャの内部に広がる複数の環状リブを備える請求項５６記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項７２】
各環状リブの下流側は、外側へのテーパを有し、下流側で隣接する各環状リブの上流側に交差する請求項７１記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項７３】
各下流側各環状リブの直径は、上流側で隣接する環状リブの直径よりも逐次的に大きい請求項７２記載のフィルタホイールアセンブリ。
【請求項７４】
第１の光ファイバ束の伝送端部と第２の光ファイバ束の受光端部との間の光接続に使用する遮光性光ファイバ接続アセンブリであって、
内部を貫通する通路を画定し、前記第１の束の前記伝送端部が前記通路内にて終端するように前記第１の束と連結する近位部と、前記第１の束の前記伝送端部とは反対の関係で前記第２の束の前記受光端部が前記通路内で終端するように前記第２の束と連結する遠位部とを有するコネクタ本体と、
前記通路内で前記第１の束の伝送端部と前記第２の束の受光端部との間に配置され、前記受光端部における受光のために前記伝送端部から伝送された光を拡散するディフューザデバイスと
を備える接続アセンブリ。
【請求項７５】
前記ディフューザは、すりガラスから成る請求項７４記載の接続アセンブリ。
【請求項７６】
前記ディフューザは、略平坦な対向面を有するプレート状であって、前記コネクタ通路の横断面範囲に亘って配置される請求項７５記載の接続アセンブリ。
【請求項７７】
前記コネクタ本体は、前記第１の束の伝送端部および前記第２の束の受光端部を、前記ディフューザデバイスの対向面の各々に対して約８．０ｍｍから約１５．０ｍｍの範囲の距離に位置決めする請求項７６記載の接続アセンブリ。
【請求項７８】
前記ディフューザは、約１．０ｍｍから約２．２ｍｍの範囲の厚さを有する請求項７４記載の接続アセンブリ。
【請求項７９】
前記コネクタ本体の前記近位部は、前記第１の束の伝送端部に取り外し可能に取り付けられる請求項７４記載の接続アセンブリ。
【請求項８０】
前記コネクタ本体の前記遠位部は、前記第２の束の受光端部に取り外し可能に取り付けられる請求項７４記載の接続アセンブリ。
【請求項８１】
遮光された撮像用区画を画定すると共に、前記撮像用区画内に位置決めされた試料載置台上に支持された試料を見ることを可能にするために前記撮像用区画内へと広がるビューポートを画定する内部壁を備えた撮像装置で使用する肉眼的蛍光照明アセンブリであって、
蛍光光源と、
前記内部壁の前記ビューポートに近接して配置される光分散アセンブリと、
略純粋な溶融石英から成ると共に、前記光源と光学的に連通する近位端部と、前記ビューポートに近接して終端する遠位端部とを有する光ファイバ束と
を備え、
前記遠位端部の各々は、前記光源からの光の円錐方向性ビームを放射すると共に、前記複数の方向性ビームが前記試料載置台を略均一に全体に亘って照明するように前記光分散アセンブリと協働する
照明アセンブリ。
【請求項８２】
前記分散アセンブリは、前記試料載置台に向かう光を拡散させるために前記方向性ビームの経路に位置決めされたディフューザを備える請求項８１記載の照明アセンブリ。
【請求項８３】
前記ディフューザは、リフレクタデバイスを備えた請求項８２記載の照明アセンブリ。
【請求項８４】
前記リフレクタデバイスは、前記遠位端部から放射される前記方向性光ビームを前記試料載置台へ向けて反射するために、前記光ファイバの前記遠位端部の光軸に略平行な方向に対して約４５°の角度で配向された略平坦な反射面を有する請求項８３記載の照明アセンブリ。
【請求項８５】
前記反射面は、略均一に全体に亘って照明するために前記試料載置台の全体へ向けて前記光を拡散する粗面アルミニウムプレート及びＳＰＥＣＲＡＬＯＮ（登録商標）の一方を含む請求項８４記載の照明アセンブリ。
【請求項８６】
前記光ファイバの前記遠位端部は、前記リフレクタデバイスの前記反射面に対して約６ｍｍから約１１ｍｍの範囲で位置決めされる請求項８４記載の照明アセンブリ。
【請求項８７】
前記光ファイバの前記遠位端部は、前記リフレクタデバイスの前記反射面に対して約８ｍｍに位置決めされる請求項８６記載の照明アセンブリ。
【請求項８８】
前記リフレクタの前記反射面は、前記試料載置台に対して約１２０ｍｍから約４６０ｍｍの範囲に位置決めされる請求項８６記載の照明アセンブリ。
【請求項８９】
前記略純粋な溶融石英は、プラスチックで被覆された溶融石英およびシリカで被覆された溶融石英の一方である請求項８１記載の照明アセンブリ。
【請求項９０】
請求項８１記載の照明アセンブリであって、
前記分散アセンブリは、前記内部壁の前記ビューポートの外周に沿って間隔を置いて設けられた複数のブラケットデバイスを備え、
前記光ファイバの前記遠位端部は、複数の遠位端部グループに区分され、
該グループの各々は、前記ビューポートの外周全体に亘って広がる前記複数の方向性ビームが試料載置台を略均一に全体に亘って照明するように、対応するブラケットデバイスと協働する
照明アセンブリ。
【請求項９１】
前記ブラケットデバイスの各々は、前記試料載置台に向かう光を拡散するために各前記遠位端部グループからの前記方向性ビームの経路に位置決めされたディフューザを備える請求項９０記載の照明アセンブリ。
【請求項９２】
前記ディフューザの各々は、前記遠位端部から放射される前記方向性光ビームを前記試料載置台へ向けて反射するために、前記光ファイバの各前記遠位端部グループの光軸に略平行な方向に対して約４５°の角度に配向された略平坦な反射面を有する請求項９１記載の照明アセンブリ。
【請求項９３】
前記分散アセンブリは、少なくとも４つのブラケットデバイスを備える請求項９０記載の照明アセンブリ。
【請求項９４】
更に、前記光源と前記光ファイバ束の前記近位端部との間に位置決めされ通過前に前記光をフィルタリングする励起干渉フィルタを備えるフィルタアセンブリを備える請求項８１記載の照明アセンブリ。
【請求項９５】
請求項８４記載の照明アセンブリであって、
前記フィルタアセンブリは、
略遮光性の収容部を有し該収納部に前記干渉フィルタを収容するフィルタハウジングと、
前記ハウジング内における前記光源と前記干渉フィルタの上流側との間に位置決めされ、前記フィルタを通過する光の略全てを平行化するコリメートレンズと
を備える
照明アセンブリ。
【請求項９６】
前記フィルタアセンブリは、更に、前記ハウジング内における前記光ファイバ束の前記近位端部と前記干渉フィルタの下流側との間に位置決めされ、前記フィルタを通過する平行化された光の略全てを集束する集束レンズを備える請求項９５記載の照明アセンブリ。
【請求項９７】
前記フィルタアセンブリは、前記コリメートレンズを収容すると共に、前記コリメートレンズを通じて前記光源から光を導くために前記光源と協働する上流コネクタ部を備える請求項９６記載の照明アセンブリ。
【請求項９８】
前記フィルタアセンブリは、前記集束レンズを収容すると共に、前記光ファイバ束の前記近位端部と取り外し可能に連結する下流コネクタ部を備える請求項９７記載の照明アセンブリ。
【請求項９９】
請求項９８記載の照明アセンブリであって、
前記下流コネクタ部は、前記撮像装置の壁のアパーチャを通過して前記撮像用区画に入り、
前記光ファイバ束は、前記光ファイバ束の前記近位端部を前記集束レンズと光学的に連通させるように前記下流コネクタ部に取り外し可能に取り付ける光コネクタを有する
照明アセンブリ。
【請求項１００】
更に、前記光源から放射された前記光を受光する近位端部と、前記コリメートレンズを通過した光を伝送するために前記上流コネクタ部に取り外し可能に取り付けられる遠位伝送端部とを有する光伝送デバイスを備える請求項９９記載の照明アセンブリ。
【請求項１０１】
更に、前記上流コネクタ部内の前記コリメートレンズの上流に配置され、前記伝送デバイスの前記遠位伝送端部から送信され該遠位伝送端部の光軸に略平行な方向から十分に逸れた光線を遮断するライトバッフルを備えた請求項１００記載の照明アセンブリ。
【請求項１０２】
前記ライトバッフルは、前記コリメートレンズの上流当接面に略近接して配置される不透明プレート部材を備えると共に、前記コリメートレンズ当接面より小さな横断面積を有し前記不透明プレート部材を貫通して広がるアパーチャを有する請求項１０１記載の照明アセンブリ。
【請求項１０３】
前記アパーチャの縦軸は、前記コリメートレンズの縦軸と略同軸上に並ぶ請求項１０２記載の照明アセンブリ。
【請求項１０４】
前記アパーチャは、前記コリメートレンズ当接面に向かうに連れて外側に広がるテーパを有する請求項１０３記載の照明アセンブリ。
【請求項１０５】
請求項１０１記載の照明アセンブリであって、
前記ライトバッフルは、互いに略近接して入れ子状に重合すると共に前記コリメートレンズの上流当接面に略近接して配置される複数の不透明プレート部材を備え、
前記プレート部材の各々は、コリメートレンズ当接面より小さな横断面積を有し該プレート部材を貫通して広がるアパーチャを有する
照明アセンブリ。
【請求項１０６】
請求項１０５記載の照明アセンブリであって、
前記アパーチャの各々は、前記コリメートレンズ当接面に向かうに連れて外側に広がるテーパを有し、
各前記アパーチャの入口の直径は、該アパーチャの出口直径より小さい
照明アセンブリ。
【請求項１０７】
各前記プレート部材のアパーチャの前記入口直径および前記出口直径は、上流側で隣接するプレート部材のアパーチャのものよりも逐次的に大きい請求項１０６記載の照明アセンブリ。
【請求項１０８】
前記光伝送デバイスは、光ファイバ束である請求項９９記載の照明アセンブリ。
【請求項１０９】
遮光された撮像用区画を画定すると共に、前記撮像用区画内に収容された試料を見ることを可能にするために前記撮像用区画内へと広がるビューポートを画定する内部壁を有する撮像装置で使用する肉眼的蛍光照明アセンブリであって、
前記撮像用区画内に収容し得る大きさ及び寸法であり前記撮像装置の前記ビューポートに対向して配向された試料支持面であって、
該支持面は、略不透明であると共に、光の通過を可能にする窓部を画定し、
該窓部は、前記試料と前記窓部との実質的な間に遮光シールを並べることによって、前記支持面上に支持される際の前記試料が該窓部上に位置決めされ着座され得るように大きさおよび寸法が選択的に決定される
試料支持面と、
励起光源と、
前記試料の蛍光を見るために、前記光源と光学的に連通する近位端部と、前記支持面の前記窓部に近接して終端する遠位端部とを有する光ファイバ束であって、
前記遠位端部の各々は、前記光源から発せられ前記窓部の全体に亘って導かれ前記試料の底部側へと入り込む光ビームを放射し、
該拡散光は、前記試料の上部側から抜け出し前記ビューポートを通過して受光される
光ファイバ束と
を備える照明アセンブリ。
【請求項１１０】
前記励起光源は、蛍光光源である請求項１０９記載の照明アセンブリ。
【請求項１１１】
請求項１０９記載の照明アセンブリであって、
更に、前記支持面を備えるカバープレートと、
該カバープレートと協働し、前記光ファイバの前記遠位端部を内部で終端させる遮光内部空洞を窓部の下方に画定する支持構造と
を備える照明アセンブリ。
【請求項１１２】
更に、前記光ファイバの前記遠位端部から放射される前記光を前記支持面の前記窓部を通じて反射するために該光と協働するリフレクタデバイスを備える請求項１１１記載の照明アセンブリ。
【請求項１１３】
請求項１１２記載の照明アセンブリであって、
前記光ファイバの前記遠位端部の略平行な光軸は、前記空洞内において、前記支持面の前記窓部を形成する平面に対して略垂直に配向され、
前記リフレクタデバイスは、前記光ファイバの前記遠位端部から放射された方向性ビームを、前記窓部を通じて反射するために、前記遠位端部の光軸に略平行な方向に対して約４５°の角度で配向された略平坦な反射面を有する
照明アセンブリ。
【請求項１１４】
前記反射面は、前記窓部に向けて略均一に前記光を拡散するディフューザ材料を含む請求項１１３記載の照明アセンブリ。
【請求項１１５】
前記ディフューザ材料は、前記窓部の全体へ向けて前記光を拡散する粗面アルミニウムプレートを含む請求項１１４記載の照明アセンブリ。
【請求項１１６】
前記ディフューザ材料は、ＳＰＥＣＲＡＬＯＮ（登録商標）を含む請求項１１４記載の照明アセンブリ。
【請求項１１７】
請求項１１３記載の照明アセンブリであって、
前記平坦な反射面は、細長く、
前記光ファイバ束の前記遠位端部は、前記細長い反射面に略沿って広がる直線配列で並べられる
照明アセンブリ。
【請求項１１８】
前記光ファイバの前記遠位端部は、前記リフレクタデバイスの前記反射面に対して約６ｍｍから約１１ｍｍの範囲に位置決めされる請求項１１３記載の照明アセンブリ。
【請求項１１９】
前記光ファイバの前記遠位端部は、前記リフレクタデバイスの前記反射面に対して約８ｍｍに位置決めされる請求項１１８記載の照明アセンブリ。
【請求項１２０】
前記窓部は、略透明な材料から成る請求項１０９記載の照明アセンブリ。
【請求項１２１】
前記透明な材料は、ガラスである請求項１２０記載の照明アセンブリ。
【請求項１２２】
前記窓部は、前記カバープレートの空隙により形成される請求項１０９記載の照明アセンブリ。
【請求項１２３】
前記窓部は、前記支持面の空隙により形成される請求項１０９記載の照明アセンブリ。
【請求項１２４】
更に、互いに異なる面積の窓部を画定する支持面を有し、それぞれ前記支持構造に対して取り外し可能に取り付けられる複数のカバープレートを備える請求項１１０記載の照明アセンブリ。
【請求項１２５】
前記窓部は、略長方形の形状である請求項１０９記載の照明アセンブリ。
【請求項１２６】
前記光ファイバ束の前記遠位端部は、前記長方形の形状の窓部の縦軸に略沿った方向に広がる直線配列で並べられる請求項１２５記載の照明アセンブリ。
【請求項１２７】
試料を見るための肉眼的蛍光撮像アセンブリであって、
前記試料を収容する遮光された撮像用区画へのビューポートを画定する囲繞壁を有する撮像装置と、
前記ビューポートに対向する支持面を有する前記撮像用区画内に位置決めされた試料照明載置台であって、
前記支持面は、略不透明であると共に、光の通過を可能にする窓部を画定し、
該窓部は、前記試料と前記窓部との実質的な間に遮光シールを並べることによって、前記支持面上に支持される際の前記試料が該窓部上に位置決めされ着座され得るように大きさおよび寸法が選択的に決定される
試料正面載置台と、
前記試料の蛍光を見るために光を放射し、該放射された光が前記窓部に導かれ前記試料の底部側に入り込み、該拡散光が前記試料の上部側から抜け出し前記ビューポートを通過して受光されるように、前記撮像用区画内で、前記試料照明載置台の下方であって前記支持面の前記窓部に近接して配置される照明デバイスと
を備える撮像アセンブリ。
【請求項１２８】
請求項１２７記載の撮像アセンブリであって、
前記照明デバイスは、励起光源と光学的に連通する近位端部と、前記支持面の前記窓部に近接して終端する遠位端部とを有する光ファイバ束を備え、
前記遠位端部の各々は、前記光源から発せられ前記窓部の全体に亘って導かれ前記試料の底部側へと入り込む光ビームを放射する
撮像アセンブリ。
【請求項１２９】
前記励起光源は、蛍光光源である請求項１２８記載の撮像アセンブリ。
【請求項１３０】
請求項１２７記載の撮像アセンブリであって、
前記試料照明載置台は、
前記支持面を形成するカバープレートと、
該カバープレートと協働し、前記照明デバイスが配置される前記窓部の下に、内部空洞を画定する支持構造と
を備えた
撮像アセンブリ。
【請求項１３１】
請求項１３０記載の撮像アセンブリであって、
前記照明デバイスは、励起光源と光学的に連通する近位端部と、前記支持面の前記窓部に近接して終端する遠位端部とを有する光ファイバ束を備え、
前記遠位端部の各々は、前記光源から発せられ前記窓部の全体に亘って導かれ前記試料の底部側へと入り込む光ビームを放射する
撮像アセンブリ。
【請求項１３２】
更に、前記光ファイバの前記遠位端部から放射される前記光を前記支持面の前記窓部を通じて反射するために該光と協働するリフレクタデバイスを備える請求項１３１記載の撮像アセンブリ。
【請求項１３３】
請求項１３２記載の撮像アセンブリであって、
前記光ファイバの前記遠位端部の略平行な光軸は、前記空洞内において、前記支持面の前記窓部を形成する平面に対して略垂直に配向され、
前記リフレクタデバイスは、前記光ファイバの前記遠位端部から放射された方向性ビームを、前記窓部を通じて反射するために、前記遠位端部の光軸に略平行な方向に対して約４５°の角度で配向された略平坦な反射面を有する
撮像アセンブリ。
【請求項１３４】
前記反射面は、前記窓部に向けて略均一に前記光を拡散するディフューザ材料を含む請求項１３３記載の撮像アセンブリ。
【請求項１３５】
前記ディフューザ材料は、ＳＰＥＣＲＡＬＯＮ（登録商標）を含む請求項１３３記載の撮像アセンブリ。
【請求項１３６】
前記平坦な反射面は、細長く、
前記光ファイバ束の前記遠位端部は、前記細長い反射面に沿って広がる直線配列で並べられる請求項１３３記載の撮像アセンブリ。
【請求項１３７】
前記窓部は、略透明な材料から成る請求項１２７記載の撮像アセンブリ。
【請求項１３８】
前記透明な材料は、ガラスである請求項１３７記載の撮像アセンブリ。
【請求項１３９】
前記窓部は、前記カバープレートの空隙により形成される請求項１３０記載の撮像アセンブリ。
【請求項１４０】
前記窓部は、前記支持面の空隙により形成される請求項１３０記載の撮像アセンブリ。
【請求項１４１】
更に、互いに異なる面積の窓部を画定する支持面を有し、それぞれ前記支持構造に対して取り外し可能に取り付けられる複数のカバープレートを備える請求項１３０記載の撮像アセンブリ。
【請求項１４２】
前記窓部は、略長方形の形状である請求項１３１記載の撮像アセンブリ。
【請求項１４３】
前記光ファイバ束の前記遠位端部は、前記長方形の形状の窓部の縦軸に略沿った方向に広がる直線配列で並べられる請求項１４２記載の撮像アセンブリ。
【請求項１４４】
更に、前記光ファイバ束の略周囲を覆い外部の光の漏れを略防止する不透明材料スリーブを備える請求項１３１記載の撮像アセンブリ。
【請求項１４５】
前記材料スリーブは、略低い燐光を発する請求項１４４記載の撮像アセンブリ。
【請求項１４６】
更に、前記囲繞壁に取り付けられ、前記試料照明載置台上で照明された試料の画像を取り込むために前記ビューポートを通じて光学的に望むレンズを有するカメラを更に含む、請求項１２７記載の撮像アセンブリ。
【請求項１４７】
更に、前記透過光をフィルタリングするために前記光ファイバの経路に配置される励起干渉フィルタを更に含む、請求項１３１記載の撮像アセンブリ。
【請求項１４８】
請求項１４７記載の撮像アセンブリであって、
前記光ファイバ束は、
前記光ファイバ束の前記近位端部と、前記干渉フィルタの上流側に近接する位置に設けられ前記透過光の略全てを伝送する伝送端部とを有する第１の束部と、
前記光ファイバ束の前記遠位端部と、前記干渉フィルタの下流側に近接する位置に設けられ前記伝送された透過光の略全てを受け取る受光端部とを有する第２の束部と
を備える
撮像アセンブリ。
【請求項１４９】
請求項１４８記載の撮像アセンブリであって、更に、
略遮光性の収納部を有し該収納部に前記干渉フィルタを収容するフィルタハウジングと、
前記ハウジング内における前記第１の束部の前記伝送端部と前記干渉フィルタの前記上流側との間に位置決めされ、前記透過光の略全てを平行化するコリメートレンズと
を備える撮像アセンブリ。
【請求項１５０】
更に、前記ハウジング内における前記第２の束部の前記受光端部と前記干渉フィルタの前記下流側との間に位置決めされ、前記平行化された透過光の略全てを集束する集束レンズを備える請求項１４９記載の撮像アセンブリ。
【請求項１５１】
更に、前記ハウジングにおける前記第１の束部の前記伝送端部と前記コリメートレンズとの間に配置され、前記第１の束部の前記遠位端部から伝送され該遠位端部の光軸に略平行な方向から十分に逸れた光線を遮断するライトバッフルを備えた請求項１４９記載の撮像アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の説明）
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項により２００２年２月２２日提出の米国仮特許出願第６０／３５９，６６３号「撮像装置用蛍光照明アセンブリ」に基づく優先権を主張する２００２年７月３日提出のニルソンらによる同名の米国特許出願（米国特許出願番号第１０／０８１，０４０号）の一部継続出願である。なお、前記二つの先行出願は、いずれも、出典を明記することによりその開示内容全体を本願明細書に組み込むものとする。
【０００２】
本発明は、撮像システムに関し、特に、撮像システムを照明するための肉眼的蛍光照明源とその関連構成要素とに関する。
【背景技術】
【０００３】
専門的な撮像の一タイプには、低強度の蛍光の取り込みが関与する。簡単に言えば、蛍光は、物質が特定の波長の光を吸収し、より長い波長の光を放出する分子現象である。光の吸収は「励起」と呼ばれ、より長い波長の光の放出は「放出」と呼ばれる。有機及び無機物質は、両方とも蛍光特性を示す場合がある。
【０００４】
蛍光撮像は、標本内の蛍光分子を励起させるために試料を照明し、標本が発する蛍光の画像をカメラに取り込むことで実行される。こうした撮像の応用では、撮像中に試料を収容するボックス又はチャンバの設計に特に課題が発生する。視野が約１ｃｍである顕微的応用と比較して、視野の直径が約１０ｃｍないし３０ｃｍである肉眼的応用については、これが特に当てはまる。
【０００５】
通常は、標本から放射される低強度光の蛍光を検出するために、増倍型又は冷却型電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラが使用される。こうしたカメラは、一般に複雑な構造であり、特殊な冷却が必要で、通常、試料チャンバの最上部の単一の位置に固定される。ユーザは、オーバヘッドカメラの視野内である、試料チャンバの所定の位置に試料を配置する。
【０００６】
こうした静的な設計のため、撮像装置設計に特有の課題の一つは、画像取り込み中に求められる様々な照明の必要性である。蛍光画像の取り込みには、当然ながら、ＣＣＤカメラ等の光検出器を使用して、「励起された」標本からの微量の蛍光を検出する間に、ボックス内照明源により照明される標本が関与する。
【０００７】
肉眼的応用におけるオーバヘッド画像の取り込みに関連する問題の一つは、標本を支持する標本載置台の真上で、相対的に大きなＣＣＤカメラが通常は中央に位置することである。したがって、単一の照明源は、ライトボックスにおいて、カメラレンズからオフセットした位置に配置され、角度を成して標本載置台に向く場合が多い。したがって、載置台上で支持される相対的に平坦ではない標本では、実質的に均一な照明を達成するのが困難である。これは複数の照明源が適用される場合も同様であり、不必要な影が生じるため、不均一な照明となる場合が多い。
【０００８】
肉眼的応用における蛍光撮像に関する別の問題は、通用されている撮像装置が一般にダイクロイックミラーを利用して、部分的フィルタリング機能を実行することである。簡単に言えば、ダイクロイックミラーは、通常、励起及び放出波長の追加的な分離量を提供するために、蛍光顕微鏡において使用される。ダイクロイックミラーは、通常、励起及び放出光に対して約４５度の角度で取り付ける。励起光は、ダイクロイックミラーにより試料に向けて反射され、放出光はダイクロイックミラーと、放出フィルタと、レンズとを通過し、ＣＣＤカメラに入射する。ダイクロイックミラーは、ビームサイズが非常に小さく、したがってミラーが非常にコンパクトであるため（通常、直径１インチ以下）、顕微鏡において一般に使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
肉眼的応用では、上記のように、必要な視野が、顕微的応用（１ｃｍ未満）に比べ、遙かに大きい（即ち、１０ｃｍないし３０ｃｍ）。これにより、当然ながら、より大きなレンズの使用が必要となるため、ダイクロイックミラーの使用は非現実的となる。撮像ボックスの撮像用区画における、こうしたミラーのサイズ及び方向性から、撮像ボックスの設置面積は、実現不可能なほど大きくなる。上記を考慮すると、標本の蛍光画像取り込みのために実質的に均一な照明を可能にするライトボックス用の改良された照明アセンブリは、極めて望ましいものとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、遮光された撮像用区画へのビューポートを定める囲繞壁を有する撮像装置と、ビューポートの方向を向いた支持面を有し、撮像用区画内に配置される試料載置台とを含む蛍光撮像アセンブリを提供する。照明アセンブリは、光源と撮像用区画内に配置されるフレームとを備える。照明アセンブリは、ビューポートに近接して、実質的に外周を取り囲み、撮像用区画内へ延びる光ファイバ束を更に備える。光ファイバの近端部は、光源と光学的に連通し、その遠端部は、フレームで終端し、試料載置台に対して円錐方向性光ビームを放射する。光ファイバの遠端部は、複数の方向性ビームが試料載置台を実質的に均一な形で集合的に照明するように、ビューポートの外周で十分に間隔を空ける。
【００１１】
特定の一実施形態では、実質的に光ファイバ束の周囲で延びる不透明材料スリーブにより、束の外部の光が光ファイバに入るのを実質的に防止する。材料スリーブは、一実施形態において、収縮ラップ材料を含む。
【００１２】
別の特定の実施形態において、照明アセンブリのフレームは、曲線形状であり、ビューポートの周囲に広がる。
【００１３】
本発明の別の態様は、凹部を定め、入力ポート及び出力ポートを有する遮光ハウジングを含む遮光フィルタホイールアセンブリを提供する。フィルタホイールは、複数の干渉フィルタを包含したものが含まれ、フィルタの一つが入力ポートと出力ポートとの間に選択的に配置されるように、回転可能な状態でハウジングの凹部に取り付けられる。第１のコネクタは、光学入力ケーブルを取り外し可能な状態で入力ポートに接続させ、第２のコネクタは、光学出力ケーブルを取り外し可能な状態で出力ポートに接続させる。フィルタホイールアセンブリは、更に、入力ポートにおいてハウジング内に配置されるコリメートレンズと、コリメートレンズの上流でハウジング内に配置されるライトバッフルとを備える。ライトバッフルは、光学出力ケーブル遠端部から送信され、遠端部の光軸に実質的に平行な方向から実質的に逸れた光線を遮断するように構成される。
【００１４】
特定の一実施形態において、ライトバッフルは、互いに実質的に近接して入れ子状になり、コリメートレンズの上流隣接面に実質的に近接して配置される複数の不透明プレート部材を備える。各プレート部材は、貫通して広がりコリメートレンズ隣接面のものより小さなそれぞれの横断面積を有するアパーチャを備える。更に、それぞれの各アパーチャの各縦軸は、実質的に同軸上で、コリメートレンズの縦軸と並び、各アパーチャが、コリメートレンズ隣接面に向かう方向に対する外側方向へのテーパを有し、それぞれのアパーチャの入口の直径が、その出口の直径より小さくなるようにする。
【００１５】
更に別の構成において、それぞれのプレート部材の各アパーチャのそれぞれの入口直径及び出口直径は、隣接する上流のプレート部材のものに比べ、連続的に大きくなり、それぞれのプレート部材の各アパーチャのそれぞれの入口直径は、隣接する上流のプレート部材のアパーチャのそれぞれの出口直径に比べ、連続的に小さくなる。
【００１６】
本発明の更に別の態様は、第１の光ファイバ束の伝送端部と第２の光ファイバ束の受光端部との間での光接続において使用する遮光性光ファイバ接続アセンブリを提供する。接続アセンブリは、内部を通過する通路を定めるコネクタ本体と、通路に配置されるディフューザデバイスとを備える。コネクタ本体は、第１の束の伝送端部が通路内で終端するように第１の束と結合させる近位部と、第１の束の伝送端部とは反対の関係で、第２の束の受光端部が通路内で終端するように第２の束と結合させる遠位部とを有する。ディフューザデバイスは、第１の束の伝送端部と第２の束の受光端部との間に配置され、受光端部での受信のために、伝送端部から送信された光を拡散させる。
【００１７】
一実施形態において、ディフューザは、磨りガラスで構成され、実質的に平坦な対向面を有するプレート状で、コネクタ通路の横断面の寸法に渡って配置される。
【００１８】
本発明の更に別の態様では、遮光された撮像用区画を定める撮像装置で使用する肉眼的蛍光照明アセンブリが提供される。撮像装置は、撮像用区画内へ広がり撮像用区画内に配置される試料載置台上で支持される試料を見ることを可能にするビューポートを定める内部取り付け壁を備える。照明アセンブリは、内部取り付け壁に近接して配置され、実質的にビューポートの外周を取り囲むフレームを有するリングアセンブリを備える。蛍光ライトアセンブリは、ビューポートの外周のフレームに取り付けられた複数の蛍光照明ライトを有する状態で備えられる。それぞれの照明ライトは、複数の方向性ビームが試料載置台を実質的に均一な形で集合的に照明するように、試料載置台上に円錐方向性光ビームを放射する。
【００１９】
特定の一構成において、ライトアセンブリは、複数の照明光を定めるために、フレームで終端する遠端部をそれぞれ有する光ファイバ束を備える。光ファイバの遠端部は、ビューポートの外周で実質的に連続的に配置される。
【００２０】
別の特定の実施形態において、ライトアセンブリは、実質的に光ファイバ束の周囲に広がり外部の光の漏れを実質的に防止する不透明材料スリーブを備える。材料スリーブは、収縮ラップ材料を含む。
【００２１】
別の実施形態は、曲線形状でビューポートの周囲に広がるフレームを備える。
【００２２】
本発明の更に別の態様は、蛍光光源と、内部壁のビューポートに近接して配置される光分散アセンブリとを備える撮像装置で使用する肉眼的蛍光照明アセンブリを提供する。このアセンブリは、更に、実質的に純粋な融解石英で構成され、光源と光学的に連通する近端部と、ビューポートに近接して終端する遠端部とを有する光ファイバ束を備える。遠端部は、それぞれ、光源からの円錐方向性光ビームを放射し、複数の方向性ビームが試料載置台を実質的に均一な形で集合的に照明するように光分散アセンブリと協調する。
【００２３】
特定の一応用において、光分散アセンブリは、試料載置台に向かう光を拡散させるために方向性ビームの経路に配置されるディフューザを含む。ディフューザは、光ファイバの遠端部の光軸線に実質的に平行な方向に対して約４５°の角度となる方向性の実質的に平坦な反射面を有するリフレクタデバイスを含む。この方向性は、遠端部から放射される方向性光ビームを試料載置台へ向けて反射する。
【００２４】
別の構成において、光分散アセンブリは、内部壁のビューポートの外周で間隔を空ける複数のブラケットデバイスを備える。光ファイバの遠端部は、複数の遠端部グループに区分される。各グループは、全体としてビューポートの外周に広がる複数の方向性ビームが試料載置台を実質的に均一な形で集合的に照明するように、対応するブラケットデバイスと協調する。
【００２５】
本発明の更に別の態様では、遮光された撮像用区画を有する撮像装置で使用するために、肉眼的蛍光照明アセンブリが提供される。撮像装置は、撮像用区画内へ広がりその内部に収容された試料を見ることを可能にするビューポートを定める内部壁を備える。照明アセンブリは、撮像用区画での受光のためのサイズ及び寸法を有し、撮像装置のビューポートに面した方向性を有する試料支持面を備える。支持面は、実質的に不透明であり、光が通過することを可能にする窓部を定める。窓部は、前記試料と前記窓部との実質的な間に遮光シールを並べることによって、前記支持面上に支持される際の前記試料が該窓部上に位置決めされ着座され得るように大きさおよび寸法が選択的に決定される。照明アセンブリは、更に、励起光源と、光学的に光源と連絡する近端部を有する光ファイバ束とを有する。光ファイバの遠端部は、支持面の窓部に近接して終端する。遠端部は、それぞれ、光源を起点とするそれぞれの光ビームを放射し、その後、光ビームは集合的に窓部に向けられ、試料の底部側に入り、これにより、拡散光がその内部を通過し、上部側から退出し、試料の蛍光を見るためのビューポートを通じて受光される。
【００２６】
したがって、試料の上部側の照明ではなく、試料の底部側の照明を通じて、励起光源により試料を照明することにより、試料自体の自己蛍光による不要な光が減少する。これは、組織の自己蛍光がカメラに向いた側よりも励起光源の側で常に高くなるという事実によるものである。上部側照明の場合、カメラ及び励起光源は、両方とも同じ側に存在する。
【００２７】
特定の一配置において、試料照明載置台は、支持面を提供するカバープレートと、カバープレートと協調し、窓部の下に遮光内部空洞を定める支持構造とを含めて提供される。光ファイバの遠端部は、この空洞内で終端する。光ファイバ遠端部の実質的に平行な光軸線は、空洞内において、支持面の窓部を含む平面に対して実質的に垂直な方向性を有する。リフレクタデバイスは、空洞内に配置され、光ファイバ遠端部の光軸に実質的に平行な方向に対して約４５°の角度となる方向性を有する実質的に平坦な反射面を備える。この方向性において、光ファイバ遠端部から放射された方向性光ビームは、窓部を通して、試料に対して反射される。光ファイバ束の遠位端部は、別の実施形態において、実質的に細長い反射面に沿って広がる直線配列で並べられる。
【００２８】
カバープレートのサイズ窓部は、試料に応じて選択してよい。好ましくは、実質的に長方形の形状であり、カバープレートの空隙又は透明材料により提供してもよい。
【００２９】
別の構造において、肉眼的蛍光撮像アセンブリは、試料を見るために提供される。撮像アセンブリは、試料を収容する遮光された撮像用区画へのビューポートを定める囲繞壁を有する撮像装置と、ビューポートの方向を向いた支持面を有し、撮像用区画内に位置する試料照明載置台とを備える。支持面は、実質的に不透明であり、光が貫通することを可能にする窓部を定める。該窓部は、前記試料と前記窓部との実質的な間に遮光シールを並べることによって、前記支持面上に支持される際の前記試料が該窓部上に位置決めされ着座され得るように大きさおよび寸法が選択的に決定される。照明アセンブリは、撮像用区画内で、試料照明載置台の下に、支持面の窓部に近接して配置される照明デバイスを備え、照明デバイスから放射された光は、窓部に向けられ、試料の底部側に入り、これにより、拡散光がその上部側から退出し、試料の蛍光を見るためのビューポートを通じて受光されるようになる。
【００３０】
本発明のアセンブリは、以下の添付図面と併せて読む時に本発明を実施する最良の形態に関する以下の説明と付記する特許請求の範囲とにより更に容易に明らかとなる、その他の目的及び有利な特徴を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、いくつかの特定の実施形態に基づき本発明を説明するが、説明は本発明を例示するものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。当業者は、付記する特許請求の範囲により画定される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本発明の様々な変形を好適な実施形態に対して為し得る。なお、理解を一層容易にするために、各図を通じて、同様の構成要素を同じ参照符号で示す。
【００３２】
図１ないし５を参照すると、全般的に２０で指定される蛍光撮像アセンブリは、その遮光された撮像用区画２５にビューポート２３（図５）を定める囲繞壁である上部ハウジング２２を有する遮光試料ボックスである撮像装置２１を含んで提供される。試料載置台２６は、ビューポート２３の方向を向いた支持面２７を含む撮像用区画２５内に配置される。撮像アセンブリ２０は、更に、全般的に２８で指定される照明アセンブリを含み、照明アセンブリ２８は、前記試料載置台２６が実質的に均一な形で照明されるように、撮像用区画２５内に配置され、ビューポート２３に近接して、実質的に外周を取り囲む照明デバイス３０を有する。
【００３３】
したがって、カメラビューポート２３の外周に広がる、つまり、カメラビューポート２３を連続的に取り囲む照明デバイスから、試料載置台２６を照明することで、載置台２６上に配置される試料（図示せず）は、光軸を対称にして実質的に均一に照明される。こうした均一な照明は、ライト又は試料の位置を変えることなく、現在応用されているオフセットライト手法において達成することはできない。
【００３４】
更に、後述する内容で明らかになるように、改良されたフィルタリング性能と、フィルタ及びライト構成要素のための低自己蛍光材料の慎重な選択と、基本的には光源から撮像装置の撮像用区画までの遮光シールの形成とにより、ダイクロイックミラーを通じた追加的なフィルタリングの必要性なく、十分なフィルタ済み蛍光ライティングが集合的に可能となる。したがって、この肉眼的蛍光撮像用途において、こうした比較的大きなダイクロイックフィルタを排除できる。結果として、撮像囲繞壁の全体的な設置面積は、実質的に低減される。
【００３５】
簡単に言えば、図１ないし４は、本発明の一実施形態により、写真、蛍光、又はルミネセンス画像を取り込むのに適した撮像装置２１を例示している。撮像装置２１は、高感度カメラ３１のレンズシステムが取り付けられるビューポートを定める上部ハウジング２２を含む。このカメラは、撮像装置２１の最上部に位置し、上部ハウジング２２の上方に位置する増倍型又は冷却型電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ３１であることが好ましい。ＣＣＤカメラ３１は、撮像装置２１内の試料の蛍光、ルミネセンス、及び写真（即ち、反射に基づく画像）画像を取り込むことができる。ＣＣＤカメラ３１は、コンジットを介して、ＣＣＤカメラを通じて低温流体を循環させる冷却デバイスのような適切なソースにより冷却してもよい。適切な冷却デバイスは、ペンシルバニア州アレンタウンのＩＧＣ−ＡＰＤ  Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ  Ｉｎｃ．から入手可能な「ＣＲＹＯＴＩＧＥＲ」コンプレッサである。液体窒素等、その他の方法を使用して、ＣＣＤカメラ３１を冷却してもよい。
【００３６】
画像処理ユニットは、随意的に、ケーブルを通じてカメラ３１とコンピュータとの間をインタフェースで接続する。コンピュータは、任意の適切なタイプにしてよく、通常は、プロセッサと、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）のようなメモリ構成要素と、ディスクドライブ構成要素（例えば、ハードドライブ、ＣＤ、フロッピードライブ、その他）とを含むハードウェアを収容するメインユニットを備える。コンピュータは、更に、ディスプレイと、キーボード及びマウスのような入力デバイスとを含む。コンピュータは、ケーブルを介して撮像装置２１の様々な構成要素と通信する。こうした構成要素に対する通信及び制御を提供するために、コンピュータは、撮像装置２１内の任意のデバイスを制御する出力を提供するように構成された適切な処理ハードウェア及びソフトウェアを含む。処理ハードウェア及びソフトウェアは、入出力カードと、撮像アセンブリ２０の任意の構成要素を制御する制御ロジックと、撮像アセンブリ２０のための適切なグラフィカルユーザインタフェースとを含んでもよい。コンピュータは、更に、追加的な撮像ハードウェア、ソフトウェア、及びカメラ３１によって取得された情報を処理する画像処理ロジックといった、カメラ３１のための適切な処理ハードウェア及びソフトウェアを含んでもよい。コンピュータによって制御される構成要素は、カメラ３１と、カメラ３１の焦点を担当するモータと、試料を支持する載置台の位置制御を担当するモータと、カメラレンズと、フィルタホイールと、Ｆストップと、その他とを含んでもよい。コンピュータ内のロジックは、ソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせの形態をとってよい。コンピュータは、更に、ユーザに画像情報を提示するためにディスプレイと通信する。一例として、ディスプレイは、ユーザが撮像結果を見ることを可能にし、更に、撮像アセンブリ２０を制御するインタフェースとしての役割を果たす、画像測定グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を提供するモニタにしてよい。
【００３７】
次に図２、４、及び５を参照すると、照明アセンブリ２８は、ナットプレート３３を通じて上部ハウジングに取り付けられる照明デバイス３０を支持するフレーム３２を含む。フレーム３２は、レンズシステムからの視界を遮ることなくビューポート２３の外周を取り囲むことができるように、ビューポート２３（図５）よりも僅かに大きな内径を有する剛体のリング形状の構造であることが好ましい。例示する照明デバイス及び支持フレーム３２は円形だが、照明デバイスが全般的にビューポート２３の周囲に広がる限り、他の幾何学的形状を適用してもよい。
【００３８】
特定の一実施形態において、照明デバイスは、撮像用区画２５内へ延びる複数の光ファイバ、すなわち光ファイバの束３５を有する光ファイバライティングシステムによって提供される。束３５の繊維の近端部３６は、収集した光を光ファイバの遠端部３８へ伝送するために、光源３７と光学的に連通して配置される。本発明による蛍光画像の取り込みに使用するシステムを最適化するために、光ファイバの材料組成は、低い自己蛍光特性を有するように選択される。全ての材料（ガラス、その他）は、ある程度は蛍光を発すると理解される。通常、光学ガラス（例えば、フロートガラス、ＢＫ７）は、蛍光を発する可能性がある不純物を含有する。ガラスの自己蛍光はかなり低いが、本発明において利用される極めて敏感なカメラは、こうした材料の自己蛍光を容易に検出する。ガラス（又はその他の材料）の自己蛍光は、放射フィルタを通過し、蛍光信号にノイズを形成するため、自己蛍光を最小化するためにあらゆる努力がなされる。光ファイバ及びフィルタに特に適した材料の一つは、非常に低い自己蛍光を有するプラスチック被覆融解石英及びシリカ被覆融解石英のような純度の高い融解石英である。
【００３９】
図５に示すように、フレーム３２の底面４０は、環状スリット４１を定め、繊維の遠端部３８は環状スリット４１の全般的に底面４０に垂直な位置で終端する。したがって、光ファイバの複数の遠端部３８は、それぞれ独立して、円錐方向性光ビーム（破線３９により例示）を試料載置台上に放射する。
【００４０】
光の集合的な円錐（破線３９により例示）は、全体の角度が約５５°で放射され、各繊維は、約５０°ないし約６０°の範囲で光を放射することが好ましい。繊維の遠端部３８を試料載置台から少なくとも約１４０ｍｍないし約３８０ｍｍに配置することで、繊維の遠端部３８から放射された円錐光ビームの集合的なリングは、十分に重複し（図３）、相対的に均一な試料の照明を発生させる。即ち、照明強度は、こうした肉眼的用途において約１０ｃｍないし約２５ｃｍの間である視野全体に渡って、約±２５％を超えて変化しない。更に、こうした発散ビームは、詳細を後述するように、実質的に試料載置台に向けられ、試料のみを照明し、撮像用区画内の他のボックス構成要素の有害な蛍光を低減する。
【００４１】
繊維遠端部は、環状スリット４１の周囲で実質的に連続して配置され、幅は繊維約三ないし六本分となる。しかしながら、繊維遠端部の完全な連続性は、本発明による均一なライティングを提供するために必要ではないと理解される。こうしたリング光導体の一例は、マサチューセッツ州ロレンスのＤｏｌａｎ  Ｊｅｎｎｅｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓのモデル７０００１１４８００１である。こうした器具は、通常、非遮光性の顕微鏡用途において利用される。したがって、こうした用途は、非蛍光の性質を有する。
【００４２】
光ファイバ束３５の外部の光ファイバ束部分５０,５１を保護し、外部の光又はノイズが光ファイバに導入されるのを低減するために、セグメント化された柔軟な金属ジャケット（図示せず）を、こうした部分の周囲に配置し、更に、柔軟なＰＶＣスリーブ４２で取り囲む。このスリーブは、不透明（黒）であり、繊維束に入る可能性のある全ての外部環境光を遮断する。
【００４３】
この保護スリーブの組み合わせは、外部ノイズのファイバへの導入を実質的に低減するのに（即ち、撮像ボックスの外側の外部束部分５０,５１において使用するのに）十分だが、燐光を発する可能性があり、こうした低強度の撮像用途においては、保護スリーブ内から発散される光の量であっても、試料の蛍光撮像に悪影響を与えるため、ボックス内部での使用には不適切である。
【００４４】
したがって、画像ボックスの内部では、光ファイバ束３５の束部分５３を取り囲むスリーブ材料４３は、非燐光性材料に置き換え、画像ボックス内の光ファイバ束３５からの疑似光源の可能性を実質的に排除する。低燐光性である特定の可撓性材料の一つは、ポリオレフィン熱収縮チューブ材料である。
【００４５】
光ファイバ束３５の近端部３６は、光ファイバの近端部面（図示せず）を光源の直接光に光学的に結合する光ファイバ光源３７に結合される。好ましくは、光源は、束３５の光ファイバを通じて光を伝送できるように、光ファイバの近端部面を実質的に光源に隣接して配置するためのコネクタ４６を提供するハウジング４５を含む。こうした光ファイバ照明器の一例は、マサチューセッツ州ロレンスのＤｏｌａｎ  Ｊｅｎｎｅｒ  ＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓのモデルＰＬ９００である。
【００４６】
一実施形態において、直接光は、ハウジング４５に収容され、光ファイバの近端部面に位置する電球によって提供される。好適なライトは、被写体を蛍光させるのに適した広範囲の明白色光を放射するタングステンハロゲン電球を含む。適用可能な他の光源は、キセノンランプ及びレーザを含む。
【００４７】
通常、使用可能な蛍光スペクトルは、４００ｎｍないし約９００ｎｍの範囲である。したがって、望ましい蛍光スペクトル、試料材料及び蛍光材料の組成に応じて、光源が放射する残りの光を、フィルタで除外する必要がある。したがって、非蛍光スペクトルと不要な蛍光スペクトルとを除外するために、光学フィルタが適用される。用途に応じて、選択された光学フィルタ又はフィルタホイールが、撮像装置２１の撮像用区画において、オフセット光源の直後に配置される。しかしながら、こうした配置は、本発明のライティング手法においては、リング形状のフレーム３２の直径が著しく大きいため、実用的ではないことになる。更に、撮像用区画のサイズに比例させて、フィルタホイールを配置することはできない。
【００４８】
本発明によれば、全般的に４７で指定されるフィルタホイールアセンブリは、光ファイバ束３５に「直列」で配置される（図１、４、及び６）。好ましくは、フィルタホイールアセンブリ４７は、複数の光学フィルタを含み、伝送ボックスに極めて近接して配置される。これにより、フィルタホイールアセンブリと伝送ボックスとを、共通の支持フレーム４８上で支持し、単一のユニットとして共にパッケージ化することができる。
【００４９】
簡単に言うと、図２、４、及び５に最も良く例示されるように、光ファイバ束３５は、光源３７とフィルタホイールアセンブリ４７との間で延びる第１の束部分５０と、フィルタホイールアセンブリ４７と撮像装置２１に取り付けられる光コネクタアセンブリ５２との間で延びる第２の束部分５１とを含む。最後に、光ファイバ束は、撮像用区画２５の内部側にある光コネクタアセンブリ５２からフレーム３２へ延びる第３の束部分５３を含む（詳細は後述する）。この第３の束部分５３は、上記のように、低燐光性の熱収縮材料のスリーブ４３を含む。
【００５０】
光学フィルタは、通常、帯域通過フィルタ、ロングパスフィルタ、及びショートパスフィルタを含む干渉タイプのフィルタである。こうしたフィルタは、好ましくは、光ファイバ束３５に対して直列式に配置されるフィルタホイールアセンブリ４７のフィルタホイール５５上に含まれるフィルタセットとして提供される。したがって、フィルタホイール５５は、ハウジング５７の凹部５６に回転可能な状態で取り付けられ、選択されたフィルタを光ファイバの経路に配置するために選択的に回転させることができる。
【００５１】
各干渉フィルタは、光の選択スペクトルの通過を可能にするように選択される。別の有用なパラメータは、本発明によれば、励起及び放射フィルタ帯域間の差を最小化できるような鋭いカットオフ又はエッジを有するフィルタを選択することである。これは、多くの一般的な蛍光色素及び蛋白質のストークシフトが相対的に小さいという点において有益である。ストークシフトは、励起及び放射ピーク間の波長における分離である。通常は、約２０ｎｍのフィルタギャップが選択される。こうしたフィルタは、更に、通過帯域の外での非常に高い除去率、或いは、「帯域外」遮断特性を特徴とし、通常、１０6を上回る除去率を有する。更に、フィルタは、好ましくは、低自己蛍光材料から構築される。したがって、こうした高品質の励起及び放射フィルタの適用により、関連するダイクロイックフィルタなしで、単一の励起−放射フィルタペアの使用が可能となる。
【００５２】
こうしたフィルタの例は、バーモント州ブラトルバラのＯｍｅｇａ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｃ．からのＡｌｐｈａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙフィルタを含む。蛍光及びフィルタリングの一般的な説明については、参照により全体を本明細書に組み込むＣｈｒｏｍａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐの２０００年６月のジェイ・リッチマン著「蛍光顕微鏡法用光学フィルタハンドブック」にて参照することができる。フィルタホイールアセンブリ４７のハウジング５７は、実質的に遮光性であり、光がフィルタを通じて伝送される際に、有害な外部の光は持ち込まれないようになる。図６に示すように、ハウジングは、更に、入力ポート５８と出力ポート６０とを含み、ここで、選択されたフィルタは、光のフィルタリングのために、これらのポートと一直線に並ぶ。したがって、フィルタ６３を通じた光の伝送のために、第１の束部分５０の光出力端部６２を、ハウジングの入力ポート内で光学的に位置合わせするコネクタ６１が含まれる。同様に、フィルタホイールアセンブリ４７は、フィルタ６３からのフィルタ済みの光を受光するために、第２の束部分５１の光入力端部６６を、ハウジングの出力ポート６０内で光学的に位置合わせする第２のコネクタ６５を含む。
【００５３】
フィルタを通じた光の伝送を促進するために、コリメートレンズ６７が、入力ポート５８内で、第１の束部分５０の光出力端部６２とフィルタ６３との間に配置される。励起フィルタを正しく機能させるために、光線は、フィルタを通じて非常に良くコリメート（光軸に対して平行に）する必要がある。そのため、光は、コリメートレンズを通過する際、フィルタの平面に対して十分に垂直な方向にコリメートされ、これによりフィルタからの有害な反射を最小化する。更に、光源３７とフィルタホイールアセンブリ４７との間で延びる光ファイバ束３５の第１の束部分５０を、直径約１／４インチになるように選択することで、放出する光線の殆どは、約３０°ないし約４０°の範囲の最大円錐角を有する。結果として、コリメートレンズ６７を通過した後、入射の角度は、約１２°未満又はこれと等しい最大光線角度に低減される。励起フィルタ／レンズアセンブリの出力は、直径１／２インチの光ファイバ束部分５１に連結し、同じく束サイズが１／２インチであるリングライトに一致させる。
【００５４】
集束レンズ６８は、更に、フィルタ６３の下流に配置され、フィルタ６３を抜けたコリメート及びフィルタリング済みの光の焦点を合わせ、第２の束部分５１の光入力端部６６へ向け、その光ファイバを通じて伝送する。図６が最も良く例示するように、集束レンズ６８は、出力ポート６０において、フィルタ６３と、光ファイバ束３５の第２の束部分５１の光入力端部６６との間に配置される。こうしたフィルタホイールアセンブリの代表的なものは、一例として、マサチューセッツ州アクトンのＡｃｔｏｎ  ＲｅｓｅａｒｃｈのモデルＦＡ−４４８である。しかしながら、遮光フィルタカセット及びフィルタバーも同様に利用してよいと理解される。
【００５５】
従来のフィルタホイールアセンブリの集合的な光学的配置は殆どの光学用途に応用可能であるが、こうした設備は、蛍光撮像には適していない。これは、微量のフィルタリングされない光がフィルタの周囲から漏れることが多く、撮像用区画内の試料の蛍光撮像に悪影響を与えるという事実のためである。こうした従来のフィルタホイールアセンブリのハウジング５７は遮光性であると考えられるが、第１の束部分５０の光出力端部６２を退出した一部の光線の伝送角度が出力端部の光軸に平行な方向から十分に逸れる時、フィルタリングされない光が、コリメートレンズ６７の外縁に沿って通過し、フィルタ６３を通って、集束レンズに入る可能性がある。
【００５６】
コリメートレンズを退出した光線の逸れは、束遠端部のコリメートレンズまでの距離と、束及びコリメートレンズの直径、レンズのＦナンバ、及び束の開口数とに応じて決まる。一例として、束６２の直径が約６．３ｍｍないし６．４ｍｍの範囲で、コリメートレンズ６７の直径が約１６．５ｍｍないし約１７ｍｍの範囲であり、Ｆナンバが１で、光出力端部６２とコリメートレンズ６７との間の距離が約１９ｍｍないし約２０ｍｍである時、コリメートレンズを退出して実質的に逸れる光線は、光出力端部６２に垂直な縦軸に実質的に平行な方向から約１４度より大きい範囲のものとなる。
【００５７】
図６に最も良く例示される本発明の別の態様によれば、全般的に７０で指定されるライトバッフルデバイスが、光出力端部６２とコリメートレンズ６７との間に配備され、こうした逸れた光線の光を遮断する。したがって、バッフルデバイス７０は、逸れた光線が内壁に反射され、コリメートレンズ６７に入り、これによりフィルタ６３の周囲から漏れるのを実質的に防止することになる。
【００５８】
ライトバッフルデバイス７０は、一実施形態において、コリメートレンズの上流隣接面７１に実質的に近接して配置される不透明プレート部材７５を含む。プレート部材の中央には、これを通じて延び、コリメートレンズ隣接面７１のものより小さな横断面積を有するアパーチャ７２が配置される。好ましくは、コリメートレンズ６７の隣接面７１に対するアパーチャ７２の横断面積の比率は、約０．６４：１ないし約０．８：１の範囲である。
【００５９】
したがって、プレート部材７５の上流面７３に衝突する逸れた光線は遮断され、一方、第１の束部分５０から放出された光の残りの部分は、アパーチャ７２を通過する。更に、こうした衝突光線の反射を低減するために、プレート部材７５は、黒色陽極処理等、光を吸収する材料によりコーティングするか、或いは、黒色デルリン等、吸収特性を有する不透明材料で構成される。
【００６０】
好適な形態において、バッフルデバイス７０のアパーチャ７２は、実質的に、コリメートレンズ６７の隣接面７１の中心となる。したがって、アパーチャ７２の縦軸は、実質的に同軸上で、コリメートレンズ６７の縦軸に並ぶ。
【００６１】
更に別の構成では、複数のプレート部材７５Aないし７５Dが、コリメートレンズ隣接面に隣接して、隣り合った形で互いに入れ子状になる。簡単に言えば、四枚のプレート部材７５Aないし７５Dが図示及び説明されているが、これより多い又は少ないプレート部材を適用してもよいと理解される。
【００６２】
図６及び７は、各プレート部材７５Aないし７５Dがコリメートレンズの隣接面７１の縦軸に同軸上で並んだそれぞれの中央アパーチャ７２Aないし７２Dを定めることを更に例示している。ネジリング７６又はその他は、入力ポート５８に配備され、第１のコネクタ６１に一致する状態で噛み合い、プレート部材７５Aないし７５Dをコリメートレンズ６７の隣接面７１に対して固定する。更に、各アパーチャ７２Aないし７２Dは、コリメートレンズ７１のものより小さな、それぞれの横断面を有する。しかしながら、隣接する各下流プレート部材７５Bないし７５Dは、隣接する上流プレート部材７５Aないし７５Cに比べて徐々に大きくなる直径を有するそれぞれのアパーチャ７２Bないし７２Dを定める。好ましくは、連続する各下流アパーチャ７２Bないし７２Dの面積は、約１０％ないし約２５％大きい。
【００６３】
各アパーチャ７２Aないし７２Dは、更に、コリメートレンズ６７に向かう方向で、外側へのテーパを有し、それぞれのアパーチャ７２Aないし７２Dのそれぞれの入口直径（Ｄen）は、その対応する出口直径（Ｄex）よりも小さくなる。好ましくは、各アパーチャの外側テーパは、縦軸から約３０°ないし約６０°の範囲であり、各プレート部材の厚さは、約０．５ｍｍないし約２．０ｍｍの範囲となる。
【００６４】
しかしながら、本発明によれば、連続する各下流アパーチャ７２Bないし７２Dの全体的な横断面寸法は漸進的に大きくなるが、プレート部材７５Bないし７５Dに対応する下流アパーチャ７２Bないし７２Dの入口直径（Ｄen）は、隣接上流プレート部材７５Aないし７５Cの隣接アパーチャ７２Aないし７２Cの出口直径（Ｄex）より小さい。したがって、このプレート部材の入れ子構成が一体型の単一ユニットとして提供される場合、複数の環状リブと、隣接するトラフとが定められ、プレート部材がコリメートレンズ６７の近くに配置されるに従って、各環状リブは直径が連続的に大きくなる。
【００６５】
これは、実質的に逸れた光線が上流アパーチャ７２を通過する場合、この光線が二つの隣接する隆起の間の環状トラフに遮断され得るという点において有利である。
【００６６】
本発明の別の態様では、全般的に５２で指定される遮光光ファイバ接続アセンブリが、第２の束部分５１の遠位伝送端部７７を第３の束部分５３の近位受光端部７８に光学的に接続するために含まれる。この光コネクタアセンブリ５２は、図２、４、８、及び９に最も良く図示されるように、遮光撮像用区画２５への光接続のために、撮像装置２１の側壁８５に取り付けられたコネクタ本体８０を含む。
【００６７】
コネクタ本体８０は、近位部８１と反対側の遠位部８２とを含み、近位部８１から遠位部８２へ延びる細長い通路８３を定める。コネクタ本体の近位部８１は、第２の束部分５１に取り付けられた遠位光コネクタ８６に、取り外し可能な状態で連結させるのに適しており、一方、コネクタ本体の遠位部８２は、第３の束部分５３に取り付けられた近位光コネクタ８７に連結させるのに適している。遠位光コネクタ８６及び近位光コネクタのそれぞれは、コネクタ本体の対応するネジ付きオス端部にねじ込む従来型のメス光コネクタである。
【００６８】
光コネクタ８６、８７がコネクタ本体８０に正しく取り付けられる時、第２の束部分５１の光ファイバの伝送端部７７は、第３の束部分５３の光ファイバの受光端部７８とは反対の関係で、通路８３内で終端する。ディフューザデバイス８８は、更に、通路８３内において、第２の束の伝送端部７７と第３の束の受光端部７８との間の隙間に配置される。このディフューザデバイス８８は、受光端部での受光を促進するために、光ファイバの伝送端部から送信された光を拡散させるのに適する。
【００６９】
集合的な光は、ディフューザデバイス８８を通過する間に拡散される際に、第３の束部分５３の近位受光端部７８に関して実質的に均一に分配される。結果として、ビューポート２３の外周に取り付けられたライトリングは、試料載置台２６を均一に照明する。このディフューザがない場合、隙間を渡って送信されたコリメート及びフィルタリング済みの光は、第３の束部分５３の近位受光端部７８において、ライトリングでの分布の不均一性を引き起こす「ホットスポット」を発生させ得る。
【００７０】
ディフューザは、通過する光の均一な拡散が可能な任意の実質的に透明なデバイスにしてよい。好ましくは、ディフューザデバイス８８は、コネクタ本体の通路８３の横断面寸法に渡って位置するプラスチック又はガラス等の剛体材料で構成される。均一な光の拡散を提供するために、光が通過する必要のあるディフューザデバイス８８の少なくとも一つの面は艶消し処理される。こうしたディフューザの代表的なものは、一例として、ニュージャージ州バリントンのＥｄｍｕｎｄ  ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃのモデルＬ４５−６５２である。
【００７１】
図９に例示されるように、ディフューザデバイス８８は、好ましくは、実質的に平坦な対向面を有するプレート状で、そのうち少なくとも一方は艶消し処理される。好ましくは、通路８３を定めるコネクタ本体の内壁９１は、実質的に円筒形である。通路８３のものと実質的に同様だが、これより小さい外径を有するインサートスリーブ８９は、隙間領域９０において繊維の伝送端部７７と受光端部７８との間にスライド可能な状態で挿入される。インサートスリーブ８９は、環状ショルダ部分９２を含み、ここにディフューザデバイス８８の外周エッジが配置される。インサートスリーブ８９が通路８３の隙間領域９０にスライド可能な状態で配置される時、ディフューザデバイス８８の対向面は、通路８３の横断面全体に渡って延び、光ファイバ束の第２の束部分５１の遠端部から放出される光がディフューザデバイスを通過する状態を確保する。
【００７２】
一例として、約１２．６ｍｍないし約１２．７ｍｍの直径を有する光ファイバについて、コネクタ本体の通路８３は、約１２．７ｍｍないし約１２．８ｍｍの範囲の直径を有することとしても良い。光コネクタをコネクタ本体につなげる時、第２の束部分５１と第３の束部分５３との対向する端部間の隙間は、約８．０ｍｍないし約１５．０ｍｍの範囲としても良い。したがって、ディフューザデバイス８８は、約１．０ｍｍないし約２．２ｍｍの範囲の厚さを有することとしても良い。
【００７３】
次に図１０及び１１を参照すると、放射フィルタホイール９６は、撮像チャンバ２５に収容され、励起光線を除去し、ＣＣＤカメラ３１によって取り込むために、実質的に試料から発散される蛍光光線のみを残す。撮像用区画２５において望ましい蛍光スペクトルを励起するために、励起フィルタホイール５７においてどの励起フィルタが必要かに応じて、対応する放射フィルタ９５は、励起光線を吸収し、カメラ３１のレンズ９７への蛍光放射の通過が可能となるように選択される。
【００７４】
一実施形態において、放射フィルタホイール９６は、ライトリング３０とカメラ３１のレンズ９７との間で、撮像装置２１の上部ハウジング２２に回転可能な状態で取り付けられる（図１１）。図１０に最も良く図示されるように、フィルタホイールは、複数のフィルタを含み、そのそれぞれは、光学フィルタホイールの軸線９８の周りで選択的に回転させ、ライトリング３０のアパーチャに光学的に整列させることができる。
【００７５】
サイズの制約及び制限から、フィルタホイール９６のフレーム９９の外周エッジ１０１と上部ハウジング２２のビューポート２３との間に、三日月形の隙間１００が形成され得る（図１０）。この隙間は大きくないが、図１１の矢印１０２の経路に沿った一部のフィルタリングされていない光の通過を許すには十分である。したがって、この光の漏れを防ぐために、遮光シールデバイス１０５が、フィルタホイールのフレーム９９と上部ハウジングの上部壁１０３との間に配置される。
【００７６】
このシールデバイス１０５は、光が通過するのを防ぐ上で十分に緻密及び／又は不透明だが、過度のストレスを加えずに、第２のフィルタホイールの相対的な回転を可能にする上で十分に柔軟である。好ましくは、シールデバイス１０５は、隙間内に配置される一対のブラシデバイスによって提供される。こうしたブラシ材料の一つは、ノースカロライナ州ステーツビルのＡｍｅｓｂｕｒｙ  Ｇｒｏｕｐ，  Ｉｎｃ．のプラスチックブラシである。
【００７７】
次に図１２ないし１４、１８、及び１９を参照すると、肉眼的蛍光照明アセンブリ２８の別の特定の実施形態が例示されている。この構成において、照明アセンブリ２８は、蛍光光源３７と、内壁１０３のビューポート２３に近接して配置される光分散アセンブリ１１０とを含む。照明アセンブリ２８は、更に、実質的に純粋な融解石英で構成される光ファイバの束１１１を含む。光源と光学的に連通するその近端部１１２とその遠端部１１３とは、ビューポート２３に近接して終端する。遠端部１１３は、それぞれ、光源３７を起点とする円錐方向性光ビームを放射し、円錐方向性光ビームは、複数の方向性ビーム１１５（透過線で図示）が実質的に均一な形で試料載置台２６を照明するように、光分散アセンブリ１１０と協調する。
【００７８】
上で述べたように、全ての材料（ガラス、その他）は、ある程度のレベルで蛍光を発する。光ファイバに応用される普通の光学ガラス材料は、蛍光を発する可能性がある不純物を含有する。高純度又は実質的に純粋な融解石英は、非常に低い自己蛍光を示すことが観察されている。これは、当然ながら、放射フィルタを通過し、「試料」の蛍光と間違われ得る、光ファイバ材料の望ましくない自己蛍光を低減するのに有益である。特に、光ファイバ及びフィルタは、プラスチック被覆融解石英又はシリカ被覆融解石英として構成される。
【００７９】
高純度又は実質的に純粋な融解石英は、光ファイバに応用されるガラス又はその他の従来の材料に比べ、柔軟性が少ない。したがって、こうした融解石英で構成される光ファイバ束の許容可能な曲げ半径又は曲率半径（即ち、繊維の破損のない光ファイバ束の推奨される使用可能な最小曲げ半径）は、従来の光ファイバ材料のものに比べて、実質的に大きくなる。融解石英のコア／被覆直径は、同じ曲率半径を得るために大幅に低減する必要がある。したがって、約二倍の数の融解石英ファイバを使用して、同じ量の光を伝送する必要があり、コストが重大な要素となる。
【００８０】
この特定の実施形態では、図１２に示すように、上記のライトリングの実施形態と同じく、光ファイバ束が撮像装置２１の内側の壁８５を起点としているため、束の光軸は、全般的に試料載置台２６の平面と平行である全般的に水平な面に含まれる。したがって、繊維の遠端部の光軸は、照明のために試料載置台に向かう方向へ向け直し、位置を変える必要がある。しかしながら、実質的に純粋な融解石英繊維の相対的に大きな曲率半径のため、撮像装置の全体的な縦の設置面積とコストとは、大幅に増加する。
【００８１】
この問題に対処するために、分散アセンブリ１１０は、光ファイバの遠端部１１３と協調し、実質的に均一な形で試料載置台２６を照明するために、方向性ビーム１１５（透過線で図示）の向きを集合的に試料載置台２６の方向へ変えるように構成される。したがって、光ファイバの遠端部１１３の光軸線は、全般的に試料載置台２６に平行に維持してよく、一方で、方向性ビームは、（例えば、反射面１１６を通じて）試料載置台２６に向けて、下方へ方向付けされる。したがって、実質的に純粋な融解石英ファイバ自体の遠端部を載置台２６に向けて曲げる必要がないため、撮像装置２１の全高は大幅に低減され、全体的なコストが大幅に低減される。
【００８２】
次に図１５及び１６を参照すると、光分散アセンブリ１１０は、光ファイバの遠端部１１３を撮像装置２１の上部内壁１０３に取り付けて固定するのに適したブラケットデバイス１１７を含む。こうしたブラケットデバイス１１７は、好ましくは、実質的に剛体であり、自己蛍光を減らすために、黒色陽極酸化アルミニウムで構成される。
【００８３】
特定の一実施形態では、繊維の各遠端部１１３から放射された方向性ビームの向きを変えるために、分散アセンブリ１１０は、方向性ビームを試料載置台２６に向けて反射する角度が付いた反射面１１６を含む。これにより、光ファイバ束１１１全体は、本質的に試料載置台２６と平行な、全般的に同じである平面に維持することができる。
【００８４】
繊維の遠端部の光軸から約９０°で、試料載置台に向けて方向性ビームを反射するために、比較的平坦な反射面１１６は、光軸の方向に対して約４５°の向きとなるべきである。ブラケットデバイス１１７の特定の位置と、照明される試料載置台に沿った相対的に望ましい位置からの光軸の正確な方向性とに応じて、反射面の角度は、相応に変更できると理解される。
【００８５】
一応用において、照明の「ホットスポット」は、反射面１１６で反射される際に方向性ビームを拡散させることで低減できる。これにより、試料載置台全体での光の分布が改善されるため、照明は実質的に均一となる。ディフューザ手法の一つは、反射面１１６と協調し、繊維遠端部１１３から放射された方向性ビームを均一に拡散する拡散面１１４を提供することである。例えば、反射面１１６は、粗化処理したアルミニウム板、或いは、表面に光が衝突した際に反射光を拡散させるＳＰＥＣＲＡＬＯＮ（登録商標）によって提供してもよい。
【００８６】
別のディフューザ手法は、試料載置台２６全体で実質的に均一な照明を提供するように構成された、僅かに凸状の反射面を提供することである。本発明の本来の性質及び範囲から離れることなく、その他の従来型のディフューザ手法又はそれらの組み合わせを利用してもよい。更に、反射面からの反射後の望ましい拡散パターンは、部分的には、凸状反射面の特定の形状及び半径と、反射面から表面までの距離と、反射面から試料載置台までの距離とに応じて決まる。
【００８７】
各ブラケットデバイス１１７は、放射された方向性光ビームが反射面１１６に向けられる形で、光ファイバ束の遠端部１１３を取り外し可能な状態で固定するのに適した取り付けセクション１１８を含む。図１５及び１６に最も良く図示されるように、取り付けセクションは、光ファイバ束１１１を内部にスライドさせて受光するために形成及び寸法決定された通路１２０を定める。調整可能留め具１２１は、キャリブレーション中に光ファイバの遠端部１１３を反射面１１６に近い位置又は遠い位置へ移動させることが可能となるように、束をブラケットデバイスに固定する。一例において、留め具は、単純に位置決めネジ又はその他にしてよい。
【００８８】
図１６は、繊維の遠端部１１３がミラーの反射面１１６に実際に接触することなく相対的に近づいて配置される状態を最も良く例示する。遠端部を相対的に反射面の近くに配置することで、反射される方向性ビームの拡散は、実質的に試料載置台２６の境界内となるように上手く制御される。しかしながら、繊維遠端部１１３を通じて戻る反射を最小化できるように、遠端部は、反射面に近づきすぎないように、或いは接触しないようにするべきであると理解される。
【００８９】
例えば、光ファイバの遠端部は、特定の一構成において、反射面から約６ｍｍないし約１１ｍｍの範囲、更に好ましくは約８ｍｍで配置される。この例において、リフレクタ１２２の反射面１１６は、試料載置台から約１２０ｍｍないし約４６０ｍｍの範囲で配置される。したがって、この構成の集合的な縦の設置面積は、この分散アセンブリを適用することで大幅に低減される。
【００９０】
好ましくは、分散アセンブリは、内壁１０３のビューポート２３の外周で間隔を空けた複数のブラケットデバイス１１７を含む。こうした外周での間隔は、反射された方向性ビームをビューポート２３の周囲で更に均一に分布させ、影を更に減少させる。照明を均一な状態に確保するには、四個ないし八個のブラケットデバイス１１７で十分となったが、これより多い又は少ない数を同様に適用してもよい。
【００９１】
次に図１２及び１７を参照すると、照明アセンブリ２８は、保護カバーデバイス１２３（図１７において透過線で図示）を含んでもよい。このカバーは、ライト構成要素に保護を提供し、更に、ライト構成要素の残存自己蛍光を低減する。保護カバーデバイス１２３は、それぞれが反射面１１６に位置合わせされた対応するアパーチャ１２４（図１２）を含み、アパーチャ１２４は、カバーデバイスの底部壁を通じて延び、反射された方向性ビームの通過を可能にする。更に、ビューポート２３に対応し、これに位置合わせされた大きなアパーチャ１２５が提供され、カメラへの光の通過を可能にする。
【００９２】
図１８及び１９に図示されるように、フィルタアセンブリ４７は、ハウジング５７を撮像装置の一つの壁に固定する取り付けブラケット（図示せず）を含んでもよい。ハウジング５７の側壁８５は、フィルタハウジング５７の上流コネクタ部１２７を内部でスライドさせて受光するようにサイズを定められた通路１２６を含む。撮像チャンバ２５の内部から締め付け、フィルタアセンブリ４７を撮像装置に固定するネジ込みナット１２８を更に提供してもよい。光ファイバ束１１１の近位コネクタ端部１３０は、その後、上流コネクタ部に取り外し可能な状態で取り付けることができる。
【００９３】
この仕組みは、シリカ被覆融解石英光ファイバ束の長さを最小化できるため、この用途に特に適している。事実上、被覆融解石英光ファイバ束を通過するフィルタリングされた光の経路の長さは、大幅に低減され、こうした材料は低い自己蛍光特性を有するものの、その何らかの自己蛍光は最小化される。更に、高純度又は実質的に純粋な被覆融解石英は、非常に効果であり、束の長さを最小化することで、最終的にはコストが低減される。
【００９４】
次に図２０ないし２４を参照すると、本発明の更に別の態様において、全般的に１４０で指定される代替実施形態の肉眼的蛍光照明アセンブリが、撮像装置２１での使用のために提供される。この構成では、内因性動物組織自体から放射される背景蛍光又は自己蛍光信号を大幅に低減する底部照明構成が提供される。簡単に言えば、背景蛍光又は自己蛍光信号は、蛍光撮像のコントラストにとって非常に重大な制限の一つである。生物学的組織は、スペクトルの青／緑領域の励起光によって強く励起される生来的な蛍光信号を有する。こうした自己蛍光信号は、望ましい蛍光標識試薬の背景に対する信号を減少させることで、検出感度を制限する。
【００９５】
この背景蛍光信号を低減できる方法はいくつか存在し、その一つは、励起光源の波長をスペクトルの赤外線領域に向けて移動させることを含む。この領域では、組織の自己蛍光が低減されるが、完全には排除されない。この手法の欠点は、必要となる赤外線色素が常に使用可能であるとは限らないことである。試料からの組織自己蛍光信号を最小化する別のアプローチは、照明の構成を改変することである。上記の構成の照明設計は、正面照明プロフィールのものであり、上部照明と呼ばれる場合もあり、蛍光キット内の励起光源と、検出機器（即ち、カメラ３１）とが、試料の同じ側にある。カメラ３１に向いた試料の側において励起光の強度は最も高くなるため、放射される組織自己蛍光信号も、こちらの側で最も高くなる。したがって、望ましい蛍光標識試薬の背景ノイズに対する信号の比率は、大幅に低減され、カメラによる検出感度が制限される。
【００９６】
本発明の底部照明アセンブリの設計によれば、励起光源は、検出システムとは反対の試料の側に位置する。一般に透照又は底部照明と呼ばれるこの照明構成は、カメラに対して動物の反対の側又は底部側に自己蛍光を閉じ込めることで、試料からの自己蛍光信号を減少させる。
【００９７】
図２０、２１、及び２３を参照すると、底部照明アセンブリ１４０は、（例えば、図１に図示されるように）撮像用区画２５において撮像装置２１の試料載置台２６の最上部での受光のためにサイズ及び寸法を決定した試料支持面１４１を含めて図示されている。支持面１４１は、実質的に不透明で、窓部１４２を定め、ビューポート２３を向いた方向性の光が窓部１４２を通過することを可能にする。窓部は、試料が支持面１４１の最上部で支持される時、実質的にこれらの間で遮光シールが形成されるような形で、試料を窓部の上で位置合わせ及び配置できるように、選択的にサイズ及び寸法が決定される。照明アセンブリ１４０は、更に、励起光源３７と、光源３７と光学的に連通する近端部を有する光ファイバ１４３の束とを含む。繊維の遠端部は、支持面の窓部に近接して終了する。遠端部は、光源３７を起点とするそれぞれの光ビームをそれぞれ放射し、光ビームは、その後、窓部１４２の方向へ集合的に向けられ、試料１４５の底部側へ入る。
【００９８】
したがって、生物学的組織は混濁した媒体であるため、試料に入る励起光は、多重的に散乱及び拡散し、試料全体に伝搬し、これにより蛍光団を励起する。蛍光団の放射も組織によって散乱し、採取的には、散乱した励起光の一部が試料１４５の上部側から放出し、ビューポート２３を通じてカメラ３１に取り込まれる。
【００９９】
特定の一構成において、底部照明アセンブリ１４０は、全般的に１４６で指定される試料照明載置台を含み、試料照明載置台は、支持構造１４７と、支持構造の最上部に取り付けられたカバープレート１５０とを有する。支持構造１４７は、好ましくは、その内部空洞１５２を取り囲む四つの直立壁１５１を有する長方形の形状である。支持構造１４７は、好ましくは、実質的に剛体であり、しかしながら、自己蛍光を低減するために、黒色陽極酸化アルミニウムの一つ以上の部分で作成してよい。上記のように、その他の剛体材料を適用してもよい。直立壁１５１の内面は、好ましくは、黒色陽極処理等、光を吸収する材料でコーティングするか、或いは、黒色デルリン等、吸収特性を有する不透明材料で構成される。更に、当然ながら、支持構造は、他の形状にすることもできる。
【０１００】
直立壁１５１の上部エッジの上には、試料１４５を支持する支持面１４１を組み込んだカバープレート１５０が取り付けられる。カバープレート１５０も、好ましくは、自己蛍光を低減するために、黒色陽極酸化アルミニウムのような剛体材料で構成される。カバープレートの外周の設置面積は、長方形であり、取り付ける時に支持構造１４７のものと一致するサイズとなる。複数の位置決めネジ１５６（図示では八本）は、カバープレート１５０及び支持構造１４７それぞれの位置合わせしたネジ穴１５７’、１５７（図２４）と協調し、取り外し可能な状態で両者を共に取り付ける。これらの間で遮光シールを確保するために、境界面にガスケット又はその他を提供してもよい。
【０１０１】
アパーチャ１５３は、支持面１４１から、カバープレートを通じて、底部側へ広がり、励起光が内部空洞１５２から試料に入るのを可能にする。したがって、一部の構成において、アパーチャ１５３は、支持面１４１の窓部１４２として機能する。このアパーチャは、好ましくは、長方形の形状だが、アパーチャ上で支持される試料の形状との優れた協調のために、任意のサイズ及び／又は形状にすることができる。アパーチャ１５３が窓部として機能する時、試料は、支持面１４１の最上部に正しく置かれる時、アパーチャ１５３のエッジの全周で、遮光シールを形成するのに十分な大きさである必要がある。したがって、基本的には、アパーチャの外周の設置面積は、こうしたシールを形成するために、適切な方向性の試料１４５のものよりも十分に小さくする必要がある。試料とアパーチャを定めるエッジとの間で、この遮光シールが形成されなければ、散乱していない励起光が、撮像装置２１の撮像用区画２５内へ漏れ、高感度カメラ３１によって検出されると理解される。
【０１０２】
特定の一例において、試料照明載置台１４６の内部空洞１５２からの光が通過して試料に入り得る開口部（即ち、窓部１４２）は、こうした遮光シールの形成を保証するようにサイズ及び寸法を決定できる。これは、カバープレート１５０の支持面１４１に形成された受光スロット１５８に位置を合わせて配置するためにサイズを定められた取り外し可能なスライドデバイス１５５（図２３及び２４）又はその他を提供することで実行し得る。この受光スロット１５８は、一般に長方形の形状であり、スライドデバイス１５５が受光スロット１５８に受光される時、スライドデバイス１５５の最上面が実質的にカバープレート１５０の最上面と同一平面になり、したがって支持面１４１となるような、高さのプロフィールを有する。
【０１０３】
スライドデバイス１５５は、好ましくは、受光スロット１５８（図２１及び２４）での受光のためにサイズ及び寸法を定められた、ガラススライドのような透明材料で形成される。ガラスの上部側又は底部側を、クライロン黒色塗料等の不透明塗装材料で塗装することにより、励起光の試料への通過を可能にする透明窓部１４２は、塗装面の間隙により形成できる。複数又は一組のスライドデバイス１５５を使用することで、様々な異なるサイズ及び形状の窓部１４２を提供できる。したがって、窓部１４２のサイズは、スライドデバイス１５５を変えるだけで変更することができる。上記のように、試料が十分に大きな設置面積を有する場合、スライドデバイス１５５は、完全に取り外し、アパーチャ１５３の上全体に直接配置できる。
【０１０４】
スライドデバイス１５５の清浄度を確保するために、スライドデバイス支持面１４１の最上部に配置する使い捨てライニング（図示せず）を含めてもよい。この使い捨てライニングは、紙で構成してよく、好ましくは、カバープレート１５０の受光スロット１５８を取り囲む外周ライニングエッジ１６０に沿って入れる寸法となる。このライニングエッジは、受光スロット１５８とスライドデバイス１５５との間と同様に、使い捨てライニングの位置を合わせて収める機能を果たす。ライイングは、試料に入る励起光の通過を遮らないように、スライドデバイス１５５の窓部１４２より大きな開口部を含む。
【０１０５】
上記の上部照明構成と同様に、底部照明アセンブリ１４０は、低い自己蛍光特性を有するように選択された材料で構成された光ファイバの束１４３を含む。ここでも、光ファイバ及びフィルタに特に適した材料の一つは、非常に低い自己蛍光を有するプラスチック被覆融解石英又はシリカ被覆融解石英といった高純度融解石英である。更に、上で示したように、光ファイバ束３５の全ての外部光ファイバ束部分は、外部の光又はノイズが光ファイバに導入されるのを低減するために、こうした部分の周囲で柔軟な外部ＰＶＣスリーブ４２と共に配置されるセグメント化された柔軟な金属ジャケット（図示せず）を含む。このスリーブは、不透明（黒）であり、繊維束に入る可能性のある全ての外部環境光を遮断する。
【０１０６】
撮像ボックス内部の光ファイバ束部分は、非燐光性材料により囲み、画像ボックス内の光ファイバ束からの疑似光源の可能性を実質的に排除する。低燐光性を有する特定の可撓性材料の一つは、ポリオレフィン熱収縮チューブ材料である。ここでも、全ての光学フィルタ（例えば、帯域通過フィルタ、ロングパスフィルタ、及びショートパスフィルタ）と、フィルタホイールアセンブリと、照明源と、撮像装置２１外部及び内部への光ファイバ接続とは、上で説明したものと同様である。更に、内部光ファイバ束用の光ファイバの組成は、上で述べたように、融解石英で構成してよいが、好ましくは、従来の光ファイバガラスで構成される。相対的にコストの高い融解石英は低い自己蛍光特性を有するが、自己蛍光がカメラで検出又は確認されない試料の下に自己蛍光が閉じ込められる底部照明にとって、これはそれほど重要ではない。
【０１０７】
この特定の実施形態において、底部照明アセンブリ１４０用の光ファイバの束は、上のライトリング実施形態のような上部照明アセンブリと同様に、撮像装置２１の内側の壁８５を起点とする。しかしながら、底部照明アセンブリ１４０では、光ファイバの束が大きく曲がることなく支持構造１４７の内部空洞１５２へ延びることができるように、撮像装置２１への光コネクタは、底部試料載置台２６より低く配置してよい。
【０１０８】
図２２及び２４は、光ファイバ束１４３の遠端部１６１が試料照明載置台１４６の内部空洞１５２において終端することを最も良く例示している。束スロット１６２は、これを通じて光ファイバ束部分１４３を受光するために、支持構造１４７の直立壁１５１の一つに提供される。一構成において、光ファイバ束１４３のファイバ繊維の遠端部１６１は、そこから放射される円錐光ビームを方向付け、窓部１４２を直接通過してその最上部に位置する試料に入るようにする方向性を有する。
【０１０９】
上記した上部照明アセンブリの分散アセンブリ１１０と同様に、リフレクタデバイス１６３は、光ファイバの遠端部１６１と協調し、方向性ビームの向きを集合的に変え、スライドデバイス１５５の窓部を通過させるように構成された支持構造１４７の内部空洞１５２に含まれる。したがって、光ファイバの遠端部１６１の光軸は、束スロット１６２を通じて支持構造１４７の内部空洞１５２へ延びる光ファイバ束部分の水平面に全般的に平行に維持してよく、一方で、繊維遠端部から放射される方向性ビームは、（例えば、リフレクタデバイス１６３により）上方に反射され、窓部１４２を通じて試料１４５に入る。したがって、ファイバの遠端部自体を窓部に向けて上方に曲げる必要がないため、底部照明アセンブリ１４０の全高は、大幅に低減できる。
【０１１０】
リフレクタデバイス１６３は、遠端部で放射された光から約９０°で方向性ビームを反射するために、光ファイバの遠端部の光軸線に実質的に平行な方向に対して約４５°の角度となる方向性を有する反射面１６５を含む。リフレクタデバイス１６３を光ファイバ束の遠端部１６１に対して正しく方向付けるために、支持構造の内部空洞には取り付け支持部１６６が提供され、取り付け支持部１６６の上に、リフレクタデバイスの裏側が置かれる。リフレクタデバイス１６３は、これにより、接着剤により取り付け支持部に恒久的に配置されるか、或いは、リフレクタデバイスの交換を可能にするために、取り外し可能な状態で取り付けられる。
【０１１１】
反射面１６５は、好ましくは、試料の底部側に全てが入る励起光の非拡散反射のために、鏡状のものとなる。この構成では、励起光を多重的に散乱させ、試料全体に均一させるために、生物学的組織の混濁媒体に依存する。別の構成において、反射面１６５は、窓部１４２を通じて反射される光を拡散させる拡散材料を含んでもよい。上記のように、こうした拡散材料は、粗面アルミニウム又はＳＰＥＣＲＡＬＯＮ（登録商標）を含んでもよい。
【０１１２】
反射面１６５は、好ましくは、実質的に平坦である。しかしながら、反射面は、反射励起光を反射により集中させ、小さな面積に向ける、或いは個別の形状である窓部を通すために、部分的に凹形にできると考えられる。これは、窓部のサイズ及び形状が光ファイバ束遠端部のレイアウトの分布のサイズ及び形状よりも小さい場合、特に有益となる。しかしながら、図２２及び２４に示す構成において、反射面１６５は、好ましくは、長方形の形状である。反射面１６５と、光ファイバ束遠端部のレイアウトの分布とは、両方とも、説明するように、互いに一致するサイズ及び寸法となる。したがって、反射面と、光ファイバ束１４３遠端部のレイアウトの分布とは、両方とも、細長い長方形の形状となる（即ち、長方形のアパーチャ１５３と窓部１４２とに一致する）。
【０１１３】
したがって、図示したように、前記光ファイバ束の遠端部は、実質的に細長い反射面１６５に沿って延びる直線配列で並べられる。好ましくは、光ファイバケーブルの遠端部１６１は、丸い束（直径約０．７ｃｍ）から、およそ長さ６ｃｍ、幅０．２ｃｍであるファイバの線又は細長い長方形の配列へ再配置される。円形−線形ファイバケーブルの一例は、マサチューセッツ州ロレンスのＤｏｌａｎ  Ｊｅｎｎｅｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓの市販の分配ユニット１６７、モデル番号ＢＬ４０５である。この例において、支持構造１４７の内部空洞１５２は、遠端部１６１を自動的にリフレクタデバイス１６３に沿って並べ、相対的に間隔を定めるように、分配ユニット１６７の長方形のハウジングをスライド可能な状態で受光するサイズとなる。
【０１１４】
以上、本発明のいくつかの実施形態のみを詳細に説明してきたが、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく本発明を他の多くの特定の形態で実施し得ることは理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明による照明アセンブリを備えた撮像装置のドアを除去した状態の上部斜視図である。
【図２】照明アセンブリのライトリング構成要素を示す図１の撮像装置の底部斜視図である。
【図３】撮像装置に備えられた図１の照明アセンブリの正面図である。
【図４】撮像装置に光学的に連結された図１の照明アセンブリの光源およびフィルタホイールアセンブリの側面斜視図である。
【図５】図１の照明アセンブリのライトリング構成要素の拡大底面図である。
【図６】図１の照明アセンブリのフィルタホイールアセンブリを断面により示す拡大側面図である。
【図７】図６のフィルタホイールアセンブリのバッフルデバイスのプレート部材を断面により示す拡大分解側面図である。
【図８】図１の照明アセンブリの光接続アセンブリを断面により示す拡大部分側面図である。
【図９】図８の光接続アセンブリを断面により示す拡大側面図である。
【図１０】第２のライトフィルタを破線で示す図１の照明アセンブリのライトリング構成要素の拡大底面図である。
【図１１】遮光シールメカニズムおよび図１０の線１１−１１に略沿って取り出した第２のフィルタホイールを断面により示す側面図である。
【図１２】代替実施形態の照明アセンブリを示す図１の撮像装置の拡大底部斜視図である。
【図１３】撮像装置の上方内部壁に取り付けられた図１２の代替実施形態の照明アセンブリの拡大底部斜視図である。
【図１４】図１２の代替実施形態の照明アセンブリの底面図である。
【図１５】図１２の照明アセンブリの光分散アセンブリの拡大底部斜視図である。
【図１６】図１２の光分散アセンブリの拡大底部斜視図である。
【図１７】保護カバーデバイスを破線で示す図１２の代替実施形態の照明アセンブリの拡大底部斜視図である。
【図１８】画像装置に光学的に連結される図１２の照明アセンブリの光源およびフィルタホイールアセンブリの背面斜視図である。
【図１９】図１８の撮像装置に取り付けられた照明アセンブリのフィルタホイールアセンブリを断面により示す拡大側面図である。
【図２０】本発明による試料の底部照明を構成する代替実施形態の底部照明アセンブリの上部斜視図である。
【図２１】試料が乗っていない状態の図２０の底部照明アセンブリの拡大上部斜視図である。
【図２２】カバープレートを取り外した状態の図２０の底部照明アセンブリの拡大上部斜視図である。
【図２３】スライドデバイスを上部に配置した状態の図２０の底部照明アセンブリの拡大上部斜視図である。
【図２４】図２０の底部照明アセンブリの分解上部斜視図である。
【図１】
2005518540.tif 000003
【図２】
2005518540.tif 000004
【図３】
2005518540.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005518540.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005518540.tif 000009
【図８】
2005518540.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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