(57)【要約】【課題】外光が試料に入射するのを防ぐ暗箱又は遮光部材を備えた蛍光顕微鏡において、試料が外部から見えない状態でも視野合わせが容易になるようにする。【解決手段】試料に外光が入射しないように蛍光顕微鏡の全体又は一部を覆う暗箱又は遮光部材と、対物レンズの光軸を横切る方向にステージを移動させるステージ駆動機構と、ステージ駆動機構によるステージの可動範囲を変更可能に規制するステージ可動範囲規制手段とを備えている。ステージ駆動機構はステージ側に設けられたラックギア５１と固定枠側に設けられたピニオンギア５２からなり、ステージ可動範囲規制手段は、ラックギア５１に固定され、その固定位置がラックギア５１の長手方向に沿って調節可能な移動側当接部材５３と、固定枠側に固定された固定側当接部材５４からなる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージに載置された試料に対して励起光を照射し、前記試料から放射された蛍光を光学系で結像して観察する蛍光顕微鏡であって、
前記試料に外光が入射しないように蛍光顕微鏡の全体又は一部を覆う遮光部材と、対物レンズの光軸を横切る方向に前記ステージを移動させるステージ駆動機構と、前記ステージ駆動機構による前記ステージの可動範囲を変更可能に規制するステージ可動範囲規制手段とを備えていることを特徴とする蛍光顕微鏡。
【請求項２】
前記ステージ駆動機構はステージ側に設けられたラックギアと固定枠側に設けられたピニオンギアからなり、前記ステージ可動範囲規制手段は、前記ラックギアに固定され、その固定位置がラックギアの長手方向に沿って調節可能な移動側当接部材と、前記固定枠側に固定された固定側当接部材からなり、前記可動範囲の端部まで前記ラックギアが移動したときに前記移動側当接部材と前記固定側当接部材とが当接することにより、前記ラックギアの更なる移動が規制されることを特徴とする
請求項１記載の蛍光顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステージに載置された試料に対して励起光を照射し、試料から放射された蛍光を光学系で結像して観察する蛍光顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の蛍光顕微鏡では、特定の波長帯域の励起光を試料に照射し、試料に含まれる蛍光物質から放射される蛍光を光学系で結像して観察する。蛍光は励起光より波長が長いので、対物レンズと接眼レンズとの間に設けたダイクロイックミラーや吸収フィルタによって励起光と蛍光を分離し、蛍光のみが接眼レンズへ向かうようにする。
【０００３】
試料中の蛍光物質から放射される蛍光は励起光や外光に比べて強度が非常に低い。励起光の影響をできるだけ小さくするために、通常の照明光と異なり、励起光を上側から対物レンズを通して試料に照射する落射型の蛍光顕微鏡が一般的である。また、外光の影響を抑えて、試料の蛍光部分のみを良好なコントラストで観察できるようにするために、試料を含むステージ部分を覆う遮光部（箱体）を設けることが提案されている（例えば特開２００２−２０７１７７号公報参照）。あるいは、蛍光顕微鏡の全体を暗箱で覆った状態で蛍光観察を行ってもよい。
【０００４】
上記のように、蛍光顕微鏡の全体又は一部を覆うことによって試料に外光が入射しないようにすれば、部屋を暗くしないで観察を行うことができる。この場合に、暗箱又は遮光部材の一部に開閉自在の開口部を設け、この開口部から試料を出し入れすればよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような暗箱又は遮光部材の開口部を閉じた状態では試料が外部から見えなくなるので、対物レンズと試料との位置関係が分からなくなる。また、試料を載置するステージは対物レンズを横切る方向（ＸＹ方向）に移動可能であり、その可動範囲が広いために、試料（標本）を含むプレパラート又はシャーレが蛍光顕微鏡の視野から外れてしまうことがある。この場合、視野合わせが一層困難になる。
【０００６】
本発明は、上記のような課題に鑑みて、外光が試料に入射するのを防ぐ暗箱又は遮光部材を備えた蛍光顕微鏡において、開口部を閉じて試料が外部から見えない状態でも視野合わせが容易になるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による蛍光顕微鏡は、ステージに載置された試料に対して励起光を照射し、試料から放射された蛍光を光学系で結像して観察する蛍光顕微鏡であって、試料に外光が入射しないように蛍光顕微鏡の全体又は一部を覆う暗箱又は遮光部材と、対物レンズの光軸を横切る方向にステージを移動させるステージ駆動機構と、ステージ駆動機構によるステージの可動範囲を変更可能に規制するステージ可動範囲規制手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、試料を含むプレパラート又はシャーレの大きさに合わせてステージ（ＸＹステージ）の可動範囲をステージ可動範囲規制手段によって調整しておけば、暗箱又は遮光部材によって対物レンズと試料との位置関係が見えない状態でも、プレパラート又はシャーレが視野から外れてしまうことが無くなる。
【０００９】
好ましい実施形態において、ステージ駆動機構はステージ側に設けられたラックギアと固定枠側に設けられたピニオンギアからなり、ステージ可動範囲規制手段は、ラックギアに固定され、その固定位置がラックギアの長手方向に沿って調節可能な移動側当接部材と、固定枠側に固定された固定側当接部材からなり、可動範囲の端部までラックギアが移動したときに移動側当接部材と固定側当接部材とが当接することにより、ラックギアの更なる移動が規制される。このように簡単な構造によって、ステージの可動範囲を規制（調整）するステージ可動範囲規制手段を実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る蛍光顕微鏡の全体構成を示す図である。図１において、蛍光顕微鏡１は、鏡胴１１の上部に接眼レンズ部１２を備え、鏡胴１１の下部に切り替え可能な複数の対物レンズ部１３を備えている。対物レンズ部１３の下方には、試料のプレパラート又はシャーレを載置するステージ１４が備えられている。
【００１２】
ステージ１４は固定枠１９に取り付けられたＸＹ位置調整つまみ１５Ｘ及び１５Ｙを回転させることにより、対物レンズ部１３の光軸を横切る方向であるＸ方向及びＹ方向に個別に移動可能である。ステージ１４をＸＹステージということもある。また、Ｚ方向調整つまみ１６を回転させることにより、ステージ１４を対物レンズ部１３の光軸に沿う方向であるＺ方向に移動させることができる。
【００１３】
蛍光顕微鏡１の上部にはＣＣＤカメラ１７が取り付けられ、ＣＣＤカメラ１７とコントローラ２がケーブル４で接続されている。また、コントローラ２と表示装置３がケーブル５で接続されている。ＣＣＤカメラ１７で撮像された試料の画像は、コントローラ２で処理され、表示装置３の画面に表示される。また、光磁気ディスク（ＭＯ）のドライブ装置１８がコントローラ２に備えられ、撮像された画像のデータをＭＯに保存しておくことができる。コントローラ２には、ユーザが各種操作や設定を行うためのコンソール６がケーブル７で接続されている。
【００１４】
本実施例ではコントローラ２とコンソール６にてユーザが各種操作や設定を行うことができるようにしているが、コントローラ６をパーソナルコンピュータに置き換え、専用のソフトウェアをインストールし、マウス等を用いて各種操作や設定を行うことができるようにしてもよい。
【００１５】
図２は、本発明の実施形態に係る蛍光顕微鏡の光学系の概略構成を示す図である。この蛍光顕微鏡１は、透過光による通常の観察を行うための明視野透過照明用光源２１と、蛍光観察を行うための蛍光落射用光源２２を備えている。明視野透過照明用光源２１にはハロゲンランプが使用され、蛍光落射用光源２２には水銀ランプ又はキセノンランプが使用される。
【００１６】
明視野透過照明用光源２１から発した光は、複数枚のフィルター２３を通過して明るさや色調を整えられた後に視野絞り２４を通りミラー２５で反射して上方に向かう。上方に向かう光は視野絞りを投影する窓レンズ２６及び開口絞り２７を通過し、コンデンサレンズ２８で集光されて、ステージ１４に載置された試料ＳＰを下から照明する。
【００１７】
透過照明光により得られた試料の像は対物レンズ２９（対物レンズ部１３）によって無限遠方に投影され、ダイクロイックミラー３０を通過し、吸収フィルタ３２を通過する。この後、結像レンズ３１によって集光され、光路分割用のプリズム３３に入射する。プリズム３３をそのまま通過する光路の光はＣＣＤカメラ１７に向かい、プリズム３３で曲げられた光路の光は更に左右の接眼レンズ３４（接眼レンズ部１２）によって拡大され、ユーザ（観察者）の両眼に至る。
【００１８】
他方、蛍光落射用光源２２から発した光は、コレクタレンズ３７で略平行光とされ、励起フィルター３６を通過して特定の短い波長帯域の励起光とされた後、ダイクロイックミラー３０で反射して対物レンズ２９に向かう。対物レンズ２９を通過した励起光は集光されて、ステージ１４に載置された試料ＳＰを上から照射する。試料ＳＰに含まれている蛍光物質が短い波長の励起光で照射されると、長い波長の蛍光を放射する。
【００１９】
この蛍光による像は、上述の透過照明光による像と同様に、対物レンズ２９、ダイクロイックミラー３０、吸収フィルタ３２、結像レンズ３１及びプリズム３３を経てＣＣＤカメラ１７に向かい、あるいは更に接眼レンズ３４を経て観察者の両眼に至る。
【００２０】
蛍光観察において、明視野透過照明用光源２１は消灯され、蛍光落射用光源２２のみが点灯される。そして、後述のようにして外光の影響も取り除かれる。ダイクロイックミラー３０は、通常のハーフミラーの働きだけでなく、短い波長の励起光を通過させずに長い波長の蛍光のみを通過させる働きを有する。更に、吸収フィルタ３２の働きによって、短い波長の光成分の通過が阻止される。
【００２１】
しかしながら、蛍光の強度は非常に小さいので、周囲を暗くして蛍光による像が良好なコントラストで観察できるようにする必要がある。また、試料ＳＰに含まれている蛍光物質から発する蛍光は減衰していくので、この減衰をできるだけ遅らせるためにも、試料ＳＰに励起光以外の光が当たらないようにすることが望ましい。部屋全体を暗くしてもよいが、ＣＣＤカメラ１７で撮像した試料の蛍光画像を表示装置３の画面に表示させて観察するような場合は部屋全体を暗くすることが困難である。部屋全体を暗くしたとしても、表示装置３の画面から出る光が試料に影響することになる。
【００２２】
そこで、本実施形態では、図３に示すような暗箱（遮光部材に相当する）４０を使用して蛍光顕微鏡１の全体を覆う。暗箱４０の前面には、開閉自在な蓋４１で閉じられた開口部４２が設けられている。図３（ａ）は蓋４１を閉じた状態を示し、図３（ｂ）は蓋４１を開けた状態を示している。また、蛍光顕微鏡１とコントローラ２とを接続するケーブル４の挿通孔４３が暗箱４０の側面に設けられている。挿通孔４３を設けないで、暗箱４０の開放下面からケーブル４を引き出すようにしてもよい。図３（ｂ）に示すように、蓋４１を開けた状態で試料ＳＰを開口部４２から出し入れし、試料ＳＰを蛍光顕微鏡１のステージ１４にセットする。
【００２３】
上記のように蛍光顕微鏡１の全体を暗箱４０で覆う場合の問題点として、試料ＳＰを蛍光顕微鏡１のステージ１４にセットする際の視野合わせが難しいことが挙げられる。前述のようにステージ１４はＸＹ位置調整つまみ１５Ｘ及び１５Ｙを回転させることによってＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、その可動範囲はかなり広い。このために、ステージ１４と試料ＳＰとの位置合わせを正確に行ったとしても、試料ＳＰ（プレパラート又はシャーレ）が蛍光顕微鏡１の視野から外れてしまうことがある。
【００２４】
図４（ａ）は試料ＳＰのプレパラートが蛍光顕微鏡１の視野から外れる場合の例を示す模式図である。ステージ１４をＸＹ方向に移動したときの試料ＳＰのプレパラートＰＰに対する蛍光顕微鏡１の視野の位置ＶＳ１〜ＶＳ４を破線の長方形で描いている。つまり、プレパラートＰＰに対して視野の位置ＶＳ１〜ＶＳ４は矢印で示すようにＸＹ方向に移動し、この例では視野の位置ＶＳ３及びＶＳ４はプレパラートＰＰから外れてしまっている。
【００２５】
そこで、本実施形態の蛍光顕微鏡１では、ステージ１４の可動範囲を変更可能に規制するステージ可動範囲規制手段を設けることによって、図４（ｂ）に示すように、視野の位置ＶＳ１〜ＶＳ４が試料のプレパラートＰＰから外れないようにする。もちろん、プレパラートＰＰのサイズに応じて、あるいはプレパラートではなくシャーレを用いる場合のサイズに応じて、ステージ可動範囲規制手段によって規制されるステージ１４の可動範囲を変更可能とする必要がある。
【００２６】
図５は、ステージ駆動機構とステージ可動範囲規制手段の構造の例を示す図である。ステージ駆動機構は、ステージ１４の側に設けられたヘリカルラックギア５１と蛍光顕微鏡１の固定枠１９（図１参照）の側に設けられたヘリカルピニオンギア５２からなる。ヘリカルピニオンギア５２の回転軸５２ａは、固定枠１９に取り付けられたＸＹ位置調整つまみ１５Ｘ（又は１５Ｙ）の回転軸でもある。ＸＹ位置調整つまみ１５Ｘ（又は１５Ｙ）を矢印で示すように回転するとヘリカルピニオンギア５２が回転し、ヘリカルピニオンギア５２に螺合しているヘリカルラックギア５１が矢印で示すように左右に移動する。これにより、ステージ１４がＸ方向又はＹ方向に移動する。
【００２７】
ステージ可動範囲規制手段は、ヘリカルラックギア５１に固定された移動側当接部材５３と、固定枠１９の側に固定された固定側当接部材５４からなる。移動側当接部材５３の固定位置は、矢印で示すように、ヘリカルラックギア５１の長手方向に沿って調節可能である。ＸＹ位置調整つまみ１５Ｘ（又は１５Ｙ）の回転によってヘリカルラックギア５１が可動範囲の端部まで移動したときに移動側当接部材５３と固定側当接部材５４とが当接することにより、ヘリカルラックギア５１の更なる移動が規制される。
【００２８】
なお、図５は、Ｘ方向及びＹ方向の一方のみについてステージ駆動機構及びステージ可動範囲規制手段を示しているが、他方についても同様の構造でステージ駆動機構及びステージ可動範囲規制手段が構成されている。Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれについて一対の移動側当接部材５３がヘリカルラックギア５１に取り付けられている。それぞれの移動側当接部材５３は、固定ねじ５３ａを緩めることによって、ヘリカルラックギア５１の長手方向に沿って移動させることができる。適切な位置で再び固定ねじ５３ａを締め付ければ、移動側当接部材５３がヘリカルラックギア５１に固定される。
【００２９】
こうして、ヘリカルラックギア５１の長手方向における移動側当接部材５３の固定位置が調整され、その結果、ステージ駆動機構によるステージ１４の可動範囲が調整（規制）される。前述のように、試料のプレパラート又はシャーレのサイズに応じて、Ｘ方向及びＹ方向でのステージ１４の可動範囲を適切な範囲に規制（調整）することにより、蛍光顕微鏡１の視野が試料のプレパラート又はシャーレから外れないようにすることができ、視野合わせが容易になる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限らず、種々の形態で実施することが可能である。例えば、上記の実施形態では暗箱４０で蛍光顕微鏡１の全体を覆うが、本発明は、試料を含むステージ部分のみを覆う如く、蛍光顕微鏡１の一部を遮光部材（又は箱体）で覆う構成にも適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の蛍光顕微鏡によれば、外光が試料に入射するのを防ぐ暗箱又は遮光部材を備えた蛍光顕微鏡において、試料を載置するステージのＸＹ方向の可動範囲を変更可能に規制するステージ可動範囲規制手段を設けたことにより、蛍光顕微鏡の視野が試料のプレパラート又はシャーレから外れないようにすることができ、視野合わせが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る蛍光顕微鏡の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る蛍光顕微鏡の光学系の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る蛍光顕微鏡の全体を覆う暗箱を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る蛍光顕微鏡の視野と試料のプレパラートとの位置関係を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る蛍光顕微鏡のステージ駆動機構とステージ可動範囲規制手段の構造の例を示す図である。
【符号の説明】
１  蛍光顕微鏡
１３  対物レンズ部
１４  ステージ
２９  対物レンズ
４０  暗箱（遮光部材）
５１，５２  ステージ駆動機構（ラックギアとピニオンギア）
５３，５４  ステージ可動範囲規制手段（移動側当接部材と固定側当接部材）
ＳＰ  試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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