(57)【要約】【課題】物体を、予め設定された物体軸の周りを予め設定された精度で回転させることが可能な光断層撮影装置用回転装置を提供する。【解決手段】回転装置（１）は、第１回転軸（１０）の周りでの回転を引き起こすことが可能な回転モジュール（８）と、回転モジュール（８）に連結され、回転モジュール（８）を第１回転軸（１０）に沿って位置決めすることが可能な第１位置決めモジュール（７）と、回転モジュール（８）に連結され、試料キャリア（４）を被検物体（５）と共に固定することが可能な第２位置決めモジュール（９）とを備え、回転モジュール（８）による回転の際に物体（５）が物体軸（６）の周りを回転するように、第２位置決めモジュール（９）により物体軸（６）を第１回転軸（１０）に対して相対的に位置決めすることが可能となっている。【選択図】      図２
2008051802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物体（５）を取り付けた試料キャリア（４）が、予め設定された物体軸（６）の周りを回転できるように構成された光断層撮影装置用回転装置（１）であって、
第１回転軸（１０）の周りでの回転を引き起こすことが可能な回転モジュール（８；１５）と、
該回転モジュール（８）に連結され、該回転モジュール（８；１５）を該第１回転軸（１０）に沿って位置決めすることが可能な第１位置決めモジュール（７）と、
該回転モジュール（８；１５）に連結され、該試料キャリア（４）を該被検物体（５）と共に固定することが可能な第２位置決めモジュール（９；１１、１２；１６；１７）とを備え、
該回転モジュール（８；１５）による回転の際に該物体（５）が該物体軸（６）の周りを回転するように、該第２位置決めモジュール（９；１１、１２；１６；１７）により、該物体軸（６）を該第１回転軸（１０）に対して相対的に位置決めすることが可能である、回転装置。
【請求項２】
前記回転モジュール（８）が、前記第１回転軸（１０）の周りを回転できるとともに、前記第２位置決めモジュール（９；１１、１２；１６；１７）により、前記物体軸（６）を、前記第１回転軸（１０）と一致するように位置決めすることが可能となるような、第１回転テーブルを有する、請求項１に記載の回転装置。
【請求項３】
前記第２位置決めモジュールが、前記回転モジュール（８）に回転不能に連結されたｘ−ｙテーブル（９）を備える、請求項２に記載の回転装置。
【請求項４】
前記第２位置決めモジュールが、第２および第３の回転テーブル（１１、１２）を備えており、前記第２回転テーブル（１１）が第２回転軸（１３）の周りを回転できるように前記第１回転テーブル（８）に固定され、前記第３回転テーブル（１２）が第３回転軸（１４）の周りを回転できるように前記第２回転テーブル（１１）に固定され、前記第１の回転軸（１０）と前記第２の回転軸（１３）とが一致せず、かつ前記第２の回転軸（１３）と前記第３の回転軸（１４）とが一致しない、請求項２に記載の回転装置。
【請求項５】
前記第２位置決めモジュールが、直線移動装置を介して前記第１回転テーブル（８）に連結された第２テーブル（１７）を備えており、前記第２テーブル（１７）に固定された前記試料キャリア（４）が前記第１回転テーブル（８）に対して相対的に回転可能である、請求項２に記載の回転テーブル。
【請求項６】
前記第２テーブル（１７）が前記第１回転テーブル（８）に対して相対的に回転可能である、請求項５に記載の回転装置。
【請求項７】
前記回転モジュールが、前記第２位置決めモジュール（１６）を前記第１回転軸（１０）の周りを回転するように制御するｘ−ｙテーブル（１５）を備え、前記第２位置決めモジュール（１６）が、前記回転モジュールの前記ｘ−ｙテーブルに回転不能に連結された回転テーブルを備える、請求項１に記載の回転装置。
【請求項８】
光断層撮影装置であって、
請求項１から７のいずれか一項に記載の回転装置（１）と、
前記物体（５）を照明するための照明モジュール（２）と、
前記物体（５）の少なくとも１つの光学切断面を検出するための検出モジュール（３）と、
前記断層撮影装置を制御するための制御モジュール（４）と
を備える光断層撮影装置。
【請求項９】
前記光断層撮影装置が顕微鏡として形成されている、請求項８に記載の光断層撮影装置。
【請求項１０】
前記光断層撮影装置がレーザ走査型顕微鏡として形成されている、請求項８または９に記載の光断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光断層撮影装置用の回転装置および回転装置付きの光断層撮影装置に関する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
例えば、ゲル棒に固定された物体の蛍光放射を様々な方向から捕捉する光断層撮影装置では、顕微鏡で観察すべき物体（例えば、ゲル棒に取り付けられた胚）を感知し、その物体を貫通する物体軸の周りを約０．２μｍの精度で回転することが可能な回転装置が必要である。
【０００３】
したがって、本発明の課題は、該物体を、予め設定された物体軸の周りを予め設定された精度で回転させることが可能な光断層撮影装置用回転装置を提供することにある。さらに、このような回転装置を備える光断層撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、被検物体を取り付けた試料キャリアが、予め設定された物体軸の周りを回転できるように構成された光断層撮影装置用回転装置によって解決される。この回転装置は、第１回転軸の周りでの回転を引き起こすことが可能な回転モジュールと、回転モジュールに連結され、この回転モジュールを第１回転軸に沿って位置決めすることが可能な第１位置決めモジュールと、回転モジュールに連結され、試料キャリアを被検物体と共にそれに固定することが可能な第２位置決めモジュールとを備え、この第２位置決めモジュールにより、回転モジュールによる回転の際に物体が物体軸の周りを回転するように、物体軸を第１回転軸に対して相対的に位置決めすることができる。
【０００５】
この回転装置を用いると、予め設定された物体軸の周りを回転する際に比較的簡単な構造によって所要の精度を達成することができる。
特に、回転モジュールは、第１回転軸の周りを回転できるとともに、第２位置決めモジュールにより、物体軸を、第１回転軸と一致するように位置決めすることが可能となるような、第１回転テーブルを備えることができる。
【０００６】
さらに、第２位置決めモジュールは、回転モジュールに回転不能に連結されたｘ−ｙテーブルを備えることができる。
また、第２位置決めモジュールが第２および第３の回転テーブルを備えることも可能であり、その場合、第２回転テーブルは第２回転軸の周りを回転できるように第１回転テーブルに固定され、第３回転テーブルは第３回転軸の周りを回転できるように第２回転テーブルに固定され、第１の回転軸は第２の回転軸と一致せず、第２の回転軸は第３の回転軸と一致していない。
【０００７】
さらに、第２位置決めモジュールは、直線移動装置を介して第１回転テーブルに連結された第２テーブルを備えることができ、その場合、物体キャリアが第１回転テーブルに対して相対的に回転できる。
【０００８】
物体キャリアをこのように回転可能にするために、例えば第２テーブルを第１回転テーブルに対して回転可能なように構成することができる。
さらに、回転モジュールは、第２位置決めモジュールが第１回転軸の周りを回転するように制御されるｘ−ｙテーブルを備えることもでき、その場合、第２位置決めモジュールは、回転モジュールのｘ−ｙテーブルに回転不能に連結された回転テーブルを備える。
【０００９】
この課題は、さらに、上記の回転装置と、物体を照明するための照明装置と、物体の少なくとも１つの光学切断面を検出するための検出モジュールと、断層撮影装置を制御するための制御モジュールとを備える光断層撮影装置によって解決される。検出モジュールは、例えば物体からの蛍光放射を検出することができる。もちろん、照明を受けた物体から放出される他の各放射も検出することができ、特に、検出モジュールは、物体からの放射を共焦点で検出することができる。
【００１０】
この光断層撮影装置は、特に、顕微鏡として、あるいはレーザ走査型顕微鏡としても形成することができる。
以下では、本発明を、添付の図面に基づき例によってさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１には、回転装置１と、照明モジュール２と、検出モジュール３と、制御モジュールＳとを備える光断層撮影装置の概略図が示されている。照明モジュール２および検出モジュール３としては、それぞれ１枚のレンズだけが模式的に示されている。もちろん、照明モジュール２および検出モジュール３は、光断層撮影装置に必要な照明および検出を実施できるようにするための、当業者には周知のその他の素子も含んでいる。
【００１２】
回転装置１には、被検物体５を取り付けた試料キャリア４（ここではゲル棒）が固定されている。より見やすくするために、回転装置１は、分解図の形式でゲル棒４に対して相対的に示されている。実際には、ゲル棒４は回転装置１によって保持されている。物体は、例えば、ゲル棒４内に埋め込まれた胚５である。
【００１３】
物体５は照明モジュール２により、照明軸ＢＡに沿って照明され、その際、照明モジュール２は（矢印Ｐ１で示されるように）直線状に集束された照明放射束を発するので、ゲル棒４内では、また埋め込まれた胚５内でも、ｙ−ｚ平面に平行な面が照明される。その際に胚内で生成された蛍光放射ＦＳは検出モジュール３によって捕捉され、それにより胚５の光学切断面が検出される（検出軸はＤＡで示されている）。
【００１４】
ｘ方向で非常に高い解像度を得るために、検出は、特に共焦点で実施することができる。
回転装置１は、ゲル棒４が、物体５のゲル棒４内での位置に関わらず、物体５を貫通する物体軸６（ｚ軸に平行）の周りを回転できるように、ゲル棒４を（ｚ方向において）位置決めし、（ｚ軸に平行な軸の周りを少なくとも±４５°の回転角αだけ）回転させることができるように構成されている。この場合、物体軸６はゲル棒４の中心軸ＴＯから平行移動している。したがって、光断層撮影装置を用いて、様々な回転位置における物体５の光学切断面を検出することができ、次いで、それから、周知のとおり、所望の物体の３次元像を生成することができる。物体５の位置決め、回転、照明、検出、および場合によっては測定データの評価および画像生成は、制御モジュールＳの制御下で行われる。
【００１５】
特に、検出モジュール３は物体を拡大して検出することができるので、光断層撮影装置は顕微鏡と呼ぶこともできる。
照明モジュール２および検出モジュール３は、それらが、回転テーブル、制御モジュール３、および場合によっては当業者に周知のその他のモジュールと共に、公知のようにして物体内の様々な深さにおける物体５の光学切断面を検出するレーザ走査型顕微鏡を形成するように構成することができる。回転装置１により、この光学的切断を、物体の様々な深さにおいてそれぞれ様々な回転位置で実施することができるので、物体５の高い解像度の３次元画像を作成することができる。
【００１６】
図１に示した実施形態では、照明軸ＢＡと検出軸ＤＡとが９０°の角度を成している。もちろん、別な角度も可能である。特に、照明軸ＢＡと検出軸ＤＡが一致してもよい。さらに、光断層撮影装置（または顕微鏡）は、照明モジュールが落射照明または透過照明を実現するように構成することもできる。
【００１７】
レーザ走査型顕微鏡を構成する場合、照明放射束は物体５に対して直線状だけでなく、例えば点状に集束させることも可能である。さらに、照明モジュール２および検出モジュール３は、照明および／または検出が共焦点で行われるように形成することができる。
【００１８】
回転角度は少なくとも±４５°が望ましいが、所望の回転を物体軸６によって実現できるようにするために、回転装置１を例えば図２および３に示すように形成することができる。
【００１９】
回転装置１は、第１位置決めモジュール７を含んでおり、その下面に（図２）第１回転テーブル８が固定されている。第１回転テーブル８の下面には、ｘ−ｙテーブル９が第１回転テーブル８に回転不能に連結されている。ｘ−ｙテーブル９には、ゲル棒４が回転不能に保持されている。
【００２０】
第１位置決めモジュール７は、第１回転テーブル８をｘ−ｙテーブル９およびゲル棒４と共にｚ方向に沿って移動させることができ、それによって、物体５を照明モジュール２および検出モジュール３に対して所望のｚ位置に位置決めすることができるようにするために用いられる。ｘ−ｙテーブル９は、ｘ方向での位置決め用の第１キャリッジＳ１とｙ方向での位置決め用の第２キャリッジＳ２とを備え、物体軸６を、回転テーブル８の回転軸１０と一直線に並ぶか、あるいは一致するように（例えば、図３の下面図で示唆されるように）位置決めするために用いられる。物体軸６が回転軸１０と一致する場合、第１回転テーブル８の回転が（図３に矢印Ｐ２で示唆されるように）、物体軸６の周りでの物体５の回転をもたらす。
【００２１】
したがって、簡単な手段によって、物体５の所望の位置決めおよび回転を所要の精度で達成することができる。
図４には、図２および３の回転装置の変形形態が示されている。回転装置１を下面図で示す図４の実施形態の場合、ｘ−ｙテーブル９の代わりに第２及び第３の回転テーブル１１、１２が設けられている。第２回転テーブル１１は、第２回転軸１３の周りを回転できるように（矢印Ｐ３で示唆される）第１回転テーブル８に連結されている。第３回転テーブル１２は、第３回転軸１４の周りを回転できるように（矢印Ｐ４で示唆される）第２回転テーブル１１に連結されている。第１および第２の回転軸１０および１３は互に位置がずれている。第２と第３の回転軸１３および１４についても同じことが当てはまり、やはり第２、第３の回転テーブル１１、１２によって、ゲル棒４（図４では、図を簡略にするためにゲル棒４は描き入れていない）の物体軸６を、第１回転テーブル８の第１回転軸１０と一致するように位置決めすることができる。したがって、第１回転テーブル８の回転につれて物体５が物体軸６の周りを回転する。
【００２２】
図５には、回転装置の別の実施形態が示されている。この実施形態では、回転装置は、第１位置決めモジュール７、この第１位置決めモジュール７の下面に連結されたｘ−ｙテーブル１５、ならびにこのｘ−ｙテーブル１５に回転不能に連結された回転テーブル１６を含んでいる。回転テーブル１６の下面にはゲル棒４が回転不能に保持されている。
【００２３】
第１位置決めモジュール７は、図２から図４の実施形態の場合と同様に、物体をｚ方向で位置決めするために用いられる。
ｘ−ｙテーブル１５は、ｘ方向でもｙ方向でも正弦波形の動きをするように制御される。その結果、回転テーブル１６はその中央に配置された相応するゲル棒４と共に円形運動をする。しかし、ゲル棒４はまた同時に回転テーブル１６によってその中心軸ＴＯの周りを回転し、その際、ｘ方向およびｙ方向での正弦波運動の１周期毎に、ゲル棒４が丸１回転する。それにより、ゲル棒４の中心軸ＴＯに平行なゲル棒４内の任意の回転軸を、ｘ−ｙテーブル１５と回転テーブル１６の組合せ運動の回転軸として定めることができ、したがって、物体軸５もゲル棒４内で自由に選択することができる。
【００２４】
図６には回転装置の別の実施形態が示されている。この実施形態は図２および３の実施形態がベースになっているが、この場合はｘ−ｙテーブル９の代わりに、第１回転テーブル８に対し（双方矢印Ｐ５で示唆されるように）１方向への相対的移動しか行えないように第１回転テーブル８に連結された線形テーブル１７が設けられている点がそれらとは異なっている。ゲル棒４は、この線形テーブル１７上に回転可能に固定されているので、ゲル棒４が線形テーブル１７に対して回転可能で、線形テーブル１７が線形に動くことにより、物体軸６を、第１回転テーブル８の第１回転軸１０と一致するように位置決めすることができる。もちろん、線形テーブル１７は、第１回転テーブル８に対して回転可能となるように構成することもできる。この場合は、ゲル棒４を線形テーブル１７に回転時に安定するように連結することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】光断層撮影装置の概略透視図。
【図２】第１実施形態に基づく回転装置の側面図。
【図３】図２の回転装置の下面図。
【図４】図２の回転装置の一変更形態の下面図。
【図５】回転装置の別の実施形態の側面図。
【図６】図２の回転装置の一変更形態の下面図。
【符号の説明】
【００２６】
１…回転装置、２…照明モジュール、３…検出モジュール、４…試料キャリア、５…被検物体、６…物体軸、７…第１位置決めモジュール、８…回転モジュール、９…第２位置決めモジュール、１０…第１回転軸、１１…第２位置決めモジュール、１２…第２位置決めモジュール、１３…第２回転軸、１４…第３回転軸、１５…第１回転モジュール、１６…第２位置決めモジュール、１７…第２位置決めモジュール、ＢＡ…照明軸、ＤＡ…検出軸、ＦＳ…蛍光放射、Ｐ１…矢印、Ｐ２…矢印、Ｐ３…矢印、Ｐ４…矢印、Ｐ５…矢印、Ｓ…制御モジュール、Ｓ１…第１キャリッジ、Ｓ２…第２キャリッジ、ＴＯ…中心軸
【図１】
2008051802.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008051802.tif 000006
【図５】
2008051802.tif 000007
【図６】
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