JP2017207724A - 顕微鏡装置および標本観察方法 - Google Patents

Abstract

【課題】標本面での照明強度を確保しつつ、像走りを抑制した高精細な画像を取得する。【解決手段】複数のピンホールがアレイ状に配置されたピンホールアレイディスク２７と、複数のマイクロレンズがアレイ状に配置されたマイクロレンズアレイディスク３１とが一体的に形成されてなるディスクユニット７と、ディスクユニット７のマイクロレンズを透過した照明光を対応するピンホールに集光する一方、ピンホールを照明光とは逆方向に通過する標本からの蛍光を分岐させるダイクロイックミラー１５と、ピンホールを通過した照明光を標本に照射する一方、標本からの蛍光をピンホールに集光する対物レンズ１１と、照明光の光軸の位置および角度を調整可能な照明光軸調整機構１９と、ディスクユニット７の設置角度を調整可能な設置角度調整機構２１と、ディスクユニット７を照明光の光軸上に挿脱可能に支持するユニット出し入れ機構２３とを備える顕微鏡装置１を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、顕微鏡装置および標本観察方法に関するものである。

従来、同一パターンのマイクロレンズアレイとピンホールアレイとが一体的に組み合わせられたディスクユニットを備えるディスクスキャン型の共焦点顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。このようなディスクスキャン型の共焦点顕微鏡においては、照明光軸の位置や角度が不適切となることにより、マイクロレンズアレイによる照明光の集光位置とピンホールの位置とがずれると、ピンホールの透過光量が低減し、標本に到達する照明光量が減少することにより、画像のＳ／Ｎ比が低下するという問題がある。また、マイクロレンズアレイとピンホールとの間に配置するダイクロイックミラーによる照明光軸のずれを補正するため、マイクロレンズアレイとピンホールアレイの設置角度を適正にする必要がある。

このような問題に対し、特許文献１に記載の共焦点顕微鏡は、マイクロレンズアレイの入射軸に対して照明光の光軸の角度を傾けたり、対物レンズの入射軸に対してディスクユニットの設置角度を傾けたりすることにより、ダイクロイックミラーによる照明光軸のずれを補正している。また、特許文献２に記載の共焦点顕微鏡は、ピンホール径が異なる複数のディスクユニットを切り替え可能とし、ディスクユニットの切り替えに連動して、ディスクユニットに対する照明光の入射角を調整することにより、ピンホールの通過光量の低減を回避し、画像のＳ／Ｎ比を向上している。

特許３０１５９１２号公報 特許５６３３７０６号公報

しかしながら、従来の共焦点顕微鏡のように、マイクロレンズアレイの入射軸に合わせて照明光軸の角度を調整するだけでは、ダイクロイックミラーでのずれにより結像レンズや対物レンズに対する照明光軸の角度や位置が適正ではなくなり、標本面での照明強度が弱くなったり撮像時に像が走ったりするなどの問題がある。また、マイクロレンズアレイとピンホールアレイのディスクの設置角度を傾けるだけでは、マイクロレンズが傾くことで対物レンズの適正光軸に対して照明光軸がずれ、標本面での照明強度が弱くなったり撮像時に像が走ったりする問題がある。さらに、ピンホール面が傾くことで、像面でのピンホールの位置が変わるため、撮像範囲内でボケの度合いが変わったり画像輝度にムラが生じたりするなどの問題もある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、標本面での照明強度を確保しつつ、像走りを抑制した高精細な画像を取得することができる顕微鏡装置および標本観察方法を提供することを目的としている。

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、複数の微小開口が中心軸周りにアレイ状に配置された第１ディスクと、該第１ディスクに対して前記中心軸方向に間隔を空けて配され、複数のマイクロレンズが中心軸周りに前記複数の微小開口と同一パターンでアレイ状に配置された第２ディスクとが一体的に形成されてなるディスクユニットと、該ディスクユニットを前記中心軸回りに回転させる回転駆動部と、前記ディスクユニットの前記マイクロレンズを透過した照明光を該マイクロレンズに対応する前記微小開口に集光する一方、該微小開口を前記照明光とは逆方向に通過する標本からの観察光を前記照明光の光路から分岐させるビームスプリッタと、前記微小開口を通過した前記照明光を前記標本に照射する一方、該標本からの前記観察光を集光して前記微小開口に導く対物レンズと、前記ビームスプリッタに入射する前記照明光の光軸の位置および角度を調整可能な照明光軸調整部と、前記ディスクユニットの設置角度を調整可能な設置角度調整部と、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上に挿脱可能に支持するユニット支持部とを備える顕微鏡装置を提供する。

本発明によれば、回転駆動部により中心軸回りに回転させられているディスクユニットのマイクロレンズを透過してビームスプリッタを経て集光された照明光が、そのマイクロレンズに対応する微小開口を通過して対物レンズにより標本に順次照射されていくことで、標本上で照明光が走査される。したがって、照明光が照射された標本から戻り、対物レンズを介して同一の微小開口を照明光とは逆方向に通過してビームスプリッタにより分岐される観察光を検出することにより、観察光の輝度に基づく標本の画像情報を得ることができる。

この場合において、ユニット支持部によりディスクユニットを照明光の光軸上から脱離させた状態で、照明光軸調整部により照明光の光軸の位置および角度を調整することで、照明光の光軸と対物レンズの光軸とを合わせて、検出する観察光の光量を増大するとともにいわゆる像走りを低減することができる。像走りとは、ピントがあった状態で焦点位置を光軸方向にずらした場合に、光軸に交差する方向の画像の位置がずれることをいう。

この状態で、ユニット支持部により、ディスクユニットを照明光の光軸上に挿入して、設置角度調整部により照明光軸の傾きに合わせてディスクユニットの設置角度を調整することで、ディスクユニットにおける照明光の透過光量を適正にする一方、マイクロレンズが傾けられることで像走りが生じる。そこで、この状態からさらに照明光軸調整部により照明光の光軸の角度を微調整するとともに設置角度調整部によりディスクユニットの設置角度を微調整することで、ディスクユニットにおける照明光の透過光量および検出する観察光の光量を極力確保しつつ、像走りを抑制することができる。これにより、標本面での照明強度を確保しつつ、像走りを抑制した高精細な画像を取得することができる。

上記発明においては、前記照明光の光軸に交差する方向の前記対物レンズの位置を調整可能な位置調整部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、位置調整部により、照明光の光軸に交差する方向の対物レンズの位置を調整するだけで、照明光の光軸に対物レンズの光軸を容易に合わせることができる。

したがって、ディスクユニットを照明光の光軸上から脱離させた状態で照明光の光軸の位置および角度を調整した後に、ユニット支持部によりディスクユニットを照明光の光軸上に挿入して、設置角度調整部によりディスクユニットの設置角度を微調整するとともに、位置調整部により照明光の光軸に交差する方向の対物レンズの位置を微調整することで、ディスクユニットの設置角度および照明光の光軸の角度を調整する場合と比較して、容易にかつ精度よくディスクユニットにおける照明光の透過光量および検出する観察光の光量を極力確保しつつ、像走りを抑制することができる。これにより、標本面での照明強度の確保および像走りの抑制を簡易に実現して、より高精細な画像を取得することができる。

上記発明においては、前記照明光軸調整部が、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上から脱離させた状態と前記照明光の光軸上に挿入した状態との前記照明光の光軸の位置および角度の調整量をそれぞれ記憶可能な光軸調整メモリと、該光軸調整メモリに記憶されている前記調整量に基づいて前記照明光の光軸の位置および角度を調整する光軸電動駆動部とを備えることとしてもよい。

このように構成することで、ディスクユニットを照明光の光軸上に挿入した状態と光軸所から脱離させた状態のいずれにおいても、簡易かつ精度よく照明光を適正にした状態に自動で設定することができる。

上記発明においては、前記微小開口の径寸法が異なる複数の前記ディスクユニットを備え、前記ユニット支持部が、前記照明光の光軸上に挿脱する前記ディスクユニットを切り替え可能に支持し、前記設置角度調整部が、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上に挿入した状態での前記ディスクユニットの設置角度の調整量を記憶可能なディスク調整メモリと、該ディスク調整メモリに記憶されている前記調整量に基づいて前記ディスクユニットの設置角度を調整するディスク電動駆動部とを備えることとしてもよい。

このように構成することで、ディスク電動駆動部により、ディスクユニットごとに、ディスクユニットの透過光量を極力確保するような設置角度に自動的に設定することができる。したがって、対物レンズの開口数（ＮＡ）に応じた微小開口径を有するディスクユニットを使用して、画像の分解能や明るさ等の光学条件を最適にすることができる。

上記発明においては、前記微小開口の径寸法が異なる複数の前記ディスクユニットと、該ディスクユニットごとに設置角度を個別に調整可能な複数の前記設置角度調整部とを備え、前記ユニット支持部が、前記照明光の光軸上に挿脱する前記ディスクユニットを切り替え可能に支持することとしてもよい。

このように構成することで、対物レンズの開口数（ＮＡ）に応じた微小開口径を有するディスクユニットに切り替えた場合に、ディスクユニットごとに設置角度を精度よく調整して、画像の分解能や明るさ等の光学条件を最適にすることができる。

本発明は、標本に照明光を照射する照射ステップと、該照射ステップにより照明光が照射された前記標本から前記照明光の光路を逆方向に戻る観察光を検出する検出ステップと、複数の微小開口が中心軸周りにアレイ状に配置された第１ディスクおよび複数のマイクロレンズが中心軸周りに前記複数の微小開口と同一パターンでアレイ状に配置された第２ディスクが一体的に形成されてなるディスクユニットを前記照明光の光軸上から脱離させた状態で、前記照明光の光軸の位置および角度を調整する第１調整ステップと、該第１調整ステップ後に、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上に挿入した状態で、前記ディスクユニットの設置角度を調整する第２調整ステップと、該第２調整ステップ後に、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上に挿入したままの状態で、前記照明光の光軸の角度と前記ディスクユニットの設置角度を調整する第３調整ステップとを含む標本観察方法を提供する。

本発明によれば、第１調整ステップにより、ディスクユニットを照明光の光軸上から脱離させた状態で照明光の光軸の位置および角度を調整することで、照明光の光軸と対物レンズの光軸とを合わせて、検出する観察光の光量を増大するとともにいわゆる像走りを低減することができる。この状態で、第２調整ステップにより、ディスクユニットを照明光の光軸上に挿入して照明光軸の傾きに合わせてディスクユニットの設置角度を調整することで、ディスクユニットにおける照明光の透過光量を増大する一方、マイクロレンズが傾けられることで像走りが生じる。

そこで、第３調整ステップにより、この状態からさらに照明光の光軸の角度とディスクユニットの設置角度を微調整することで、ディスクユニットにおける照明光の透過光量および検出する観察光の光量を極力確保しつつ、像走りを抑制することができる。これにより、標本面での照明強度を確保しつつ、像走りを抑制して高精細な画像を取得することができる。

本発明は、標本に照明光を照射する照射ステップと、該照射ステップにより照明光が照射された前記標本から前記照明光の光路を逆方向に戻る観察光を検出する検出ステップと、複数の微小開口が中心軸周りにアレイ状に配置された第１ディスクおよび複数のマイクロレンズが中心軸周りに前記複数の微小開口と同一パターンでアレイ状に配置された第２ディスクが一体的に形成されてなるディスクユニットを前記照明光の光軸上から脱離させた状態で、前記照明光の光軸の位置および角度を調整する第１調整ステップと、該第１調整ステップ後に、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上に挿入した状態で、前記ディスクユニットの設置角度の調整する第２調整ステップと、該第２調整ステップ後に、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上に挿入したままの状態で、前記照明光の光軸に交差する方向の対物レンズの位置を調整する第３調整ステップとを含む標本観察方法を提供する。

本発明によれば、第３調整ステップにおいて、ディスクユニットの設置角度および照明光の光軸の角度を調整する場合と比較して、容易にかつ精度よくディスクユニットにおける照明光の透過光量および検出する観察光の光量を極力確保しつつ、像走りを抑制することができる。したがって、標本面での照明強度の確保および像走りの抑制を簡易に実現してより高精細な画像を取得することができる。

本発明によれば、標本面での照明強度を確保しつつ、像走りを抑制した高精細な画像を取得することができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る顕微鏡装置の概略構成図である。 図１の照明光軸調整機構、設置角度調整機構およびユニット出し入れ機構の周辺を示す図である。 図２の照明光軸調整機構の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る標本観察方法を説明するフローチャートである。 本発明の第１実施形態の第１変形例に係る顕微鏡装置の概略構成図である。 本発明の第１実施形態の第２変形例に係る顕微鏡装置の概略構成図である。 図６のディスクユニットおよび設置角度調整機構の周辺を示す図である。 （ａ）は本発明の第１実施形態の第２変形例に係る別の顕微鏡装置の概略構成図であり、（ｂ）は（ａ）のディスクユニットおよび設置角度調整機構の周辺を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る顕微鏡装置の概略構成図である。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る顕微鏡装置および標本観察方法について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１は、照明光を発生するレーザ光源等の光源３と、光源３から発せられた照明光を所望のビームに整形する照明光学系５と、複数のピンホール（微小開口）２５およびマイクロレンズ２９を有するディスクユニット７と、ディスクユニット７を回転軸９回りに回転させるモータ等の回転駆動部（図示略）と、ディスクユニット７を透過した照明光を標本Ｓに照射する一方、標本Ｓからの蛍光（観察光）を集光する対物レンズ１１と、対物レンズ１１により集光された蛍光を集光して結像させる結像レンズ１３と、結像レンズ１３により集光された蛍光を分岐させるプレート型のダイクロイックミラー（ビームスプリッタ）１５と、ダイクロイックミラー１５により分岐させられた蛍光を検出する蛍光検出系１７とを備えている。

また、顕微鏡装置１には、図２に示すように、ダイクロイックミラー１５に入射する照明光の光軸の位置および角度を調整可能な照明光軸調整機構（照明光軸調整部）１９と、ディスクユニット７の設置角度を調整可能な設置角度調整機構（設置角度調整部）２１と、ディスクユニット７を照明光の光軸上に挿脱可能に支持するユニット出し入れ機構（ユニット支持部）２３とが備えられている。

ディスクユニット７は、図１に示すように、複数のピンホール２５が回転軸９周りにアレイ状に配置されたピンホールアレイディスク（第１ディスク）２７と、複数のマイクロレンズ２９が回転軸９周りにアレイ状に配置されたマイクロレンズアレイディスク（第２ディスク）３１とを備えている。

このディスクユニット７は、光源３側にマイクロレンズアレイディスク３１が配され、標本Ｓ側にピンホールアレイディスク２７が配され、これらマイクロレンズアレイディスク３１とピンホールアレイディスク２７とが互いに回転軸９方向に間隔を空けて同軸上に設けられている。また、これらマイクロレンズアレイディスク３１およびピンホールアレイディスク２７は、回転駆動部により共通の回転軸９回りに一体的に回転させられるようになっている。回転軸９に沿う方向をＺ方向、回転軸９に交差する方向をＸ方向およびＹ方向とする。

また、ディスクユニット７は、ピンホールアレイディスク２７の各ピンホール２５とマイクロレンズアレイディスク３１の各マイクロレンズ２９とが同一パターンで形成されており、各ピンホール２５と各マイクロレンズ２９とが対応付けられて配されている。したがって、各マイクロレンズ２９に入射した照明光は、そのマイクロレンズ２９に対応するピンホール２５に集光されるようになっている。各ピンホール２５は、結像レンズ１３により集光された蛍光の内、標本Ｓにおける対物レンズ１１の焦点位置において発生した蛍光のみを通過させるようになっている。

ダイクロイックミラー１５は、マイクロレンズアレイディスク３１とピンホールアレイディスク２７との間の照明光の光軸上に配されている。このダイクロイックミラー１５は、各マイクロレンズ２９により対応する各ピンホール２５に集光される照明光を透過させる一方、ピンホール２５を通過した標本Ｓからの蛍光を蛍光検出系１７に向けて反射するようになっている。

蛍光検出系１７は、ダイクロイックミラー１５からの蛍光をリレーするリレー光学系３３と、蛍光と共に標本Ｓから戻る照明光を吸収して、蛍光のみを通過させる吸収フィルタ３５と、リレー光学系３３によりリレーされた蛍光を検出して画像情報を取得するカメラ等の撮像デバイス３７とを備えている。

照明光軸調整機構１９は、例えば、図３に示すように、照明光学系５からの照明光を反射する第１反射ミラー５３と、第１反射ミラー５３のＸ方向の位置を調整可能な一軸Ｘステージ５４と、第１反射ミラー５３により反射された照明光をマイクロレンズアレイディスク３１に向けて反射する第２反射ミラー５５と、第２反射ミラー５５のＹ方向の位置を調整可能な一軸Ｙステージ５６とを備えている。

第１反射ミラー５３は、一軸Ｘステージ５４上に４５°の傾きで固定されている。一軸Ｘステージ５４は、第１反射ミラー５３をＸ方向に移動させることができるようになっている。
第２反射ミラー５５は、一軸Ｙステージ５６上に４５°の傾きで配置されている。一軸Ｙステージ５６は、第２反射ミラー５５をＹ方向に移動させることができるようになっている。また、第２反射ミラー５５には、第２反射ミラー５５の傾きを調整可能な角度調整つまみ５７が設けられている。

この照明光軸調整機構１９は、一軸Ｘステージ５４により第１反射ミラー５３をＸ方向に移動したり、一軸Ｙステージ５６により第２反射ミラー５５をＹ方向に移動したりすることにより、ダイクロイックミラー１５に入射する照明光の光軸をＸ方向およびＹ方向にシフトさせることができるようになっている。また、照明光軸調整機構１９は、角度調整つまみ５７により第２反射ミラー５５を傾けることで、照明光の光軸をＸ方向およびＹ方向に傾けることができるようになっている。

設置角度調整機構２１は、ディスクユニット７の回転軸９をＸ方向およびＹ方向に傾けることができるようになっている。
ユニット出し入れ機構２３は、ディスクユニット７を照明光の光軸上に挿入して、各マイクロレンズ２９および各ピンホール２５を照明光の光路に配置したり、ディスクユニット７全体を照明光の光軸上から脱離させたりすることができるようになっている。

次に、本実施形態に係る標本観察方法は、図４に示すように、光源３から発せられた照明光を対物レンズ１１により標本Ｓに照射する照射ステップＳ１と、照射ステップＳ１により照明光が照射された標本Ｓにおいて発生する蛍光を蛍光検出系１７により検出する検出ステップＳ２と、ディスクユニット７を照明光の光軸上から脱離させた状態で、照明光の光軸の位置および角度を調整する第１調整ステップＳ３と、第１調整ステップＳ３後に、ディスクユニット７を照明光の光軸上に挿入した状態で、ディスクユニット７の設置角度の調整する第２調整ステップＳ４と、第２調整ステップＳ４後に、ディスクユニット７を照明光の光軸上に挿入したままの状態で、照明光の光軸の角度とディスクユニット７の設置角度を調整する第３調整ステップＳ５とを含んでいる。

このように構成された顕微鏡装置１および標本観察方向の作用について、図４のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置１および標本観察方法により標本Ｓを観察するには、まず、ユニット出し入れ機構２３により照明光の光軸上からディスクユニット７を脱離させ、光源３から照明光を発生させる。

光源３から発せられた照明光は、照明光学系５により所望のビームに整形されて照明光軸調整機構１９を通過し、ダイクロイックミラー１５を透過して結像レンズ１３を介して対物レンズ１１により標本Ｓに照射される（照射ステップＳ１）。

照明光が照射されることにより標本Ｓにおいて発生する蛍光は、対物レンズ１１により集光されて照明光の光路を戻り、結像レンズ１３により集光されてダイクロイックミラー１５により蛍光検出系１７に向けて反射される。ダイクロイックミラー１５により反射された蛍光は、リレー光学系３３によりリレーされて吸収フィルタ３５を通過し、撮像デバイス３７により検出される（検出ステップＳ２）。これにより、撮像デバイス３７において、検出した蛍光に基づく標本Ｓの画像情報が取得される。

ここで、照明光がダイクロイックミラー１５を透過することにより、照明光の光軸にずれが生じる。そこで、ユーザは、照明光の光軸上からディスクユニット７を脱離させた状態で、照明光軸調整機構１９により、照明光の光軸のＸ方向およびＹ方向の位置および角度を調整して、照明光の光軸と対物レンズ１１の光軸とを合わせる（第１調整ステップＳ３）。これにより、ダイクロイックミラー１５による照明光軸のずれを補正し、撮像デバイス３７により検出される蛍光の光量を最大にするとともに、いわゆる像走りを低減する。像走りとは、ピントがあった状態で焦点位置を光軸方向にずらした場合に、光軸に交差する方向の画像の位置がずれることをいう。

次に、ユーザは、ユニット出し入れ機構２３により、照明光の光軸上にディスクユニット７を挿入し、回転駆動部により、ディスクユニット７を回転軸９回りに回転させる。光源３から発せられて照明光学系５により集光された照明光は、照明光軸調整機構１９を通過してディスクユニット７に入射する。

ディスクユニット７に入射した照明光は、照明光の光路に配されたマイクロレンズ２９により集光されてダイクロイックミラー１５を透過し、同じく照明光の光軸上に配されたピンホール２５を通過して、結像レンズ１３を介して対物レンズ１１により標本Ｓに照射される。ディスクユニット７の回転により照明光が通過するマイクロレンズ２９およびピンホール２５が次々に替わることで、これらマイクロレンズ２９およびピンホール２５のパターンに従い照明光のスポット位置が移動して、標本Ｓ上で照明光が走査される。

照明光が照射されることにより標本Ｓにおいて発生し、対物レンズ１１により集光されて照明光の光路を戻る蛍光は、結像レンズ１３により集光されてピンホール２５を通過し、ダイクロイックミラー１５により反射されてリレー光学系３３および吸収フィルタ３５を介して撮像デバイス３７により検出される。

ここで、ユーザは、照明光の光軸上にディスクユニット７が挿入されている状態で、設置角度調整機構２１により、照明光軸の傾きに合わせてディスクユニット７の設置角度を調整し、ディスクユニット７における照明光の透過光量を最大にする（第２調整ステップＳ４）。このとき、マイクロレンズ２９が傾けられることで像走りが生じる。

そこで、ユーザは、照明光の光軸上にディスクユニット７を挿入したままの状態で、照明光軸調整機構１９により照明光の光軸の角度を繰り返し微調整するとともに、設置角度調整機構２１によりディスクユニット７の設置角度を繰り返し微調整する（第３調整ステップＳ５）。これにより、撮像デバイス３７により検出される蛍光の光量が極力低減しないようにしつつ、ディスクユニット７を傾けることによって生じた像走りを低減する。

この結果、ディスクユニット７における照明光の透過光量および検出する蛍光の光量を極力確保しつつ、像走りを抑制することができる。したがって、照明光が走査された標本Ｓからの蛍光に基づいて、撮像デバイス３７により高Ｓ／Ｎで明るい画像を取得して、標本Ｓを観察することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る顕微鏡装置１および標本観察方法によれば、ディスクユニット７を照明光の光軸上から一旦外してダイクロイックミラー１５への照明光の入射光軸を適正にした上で、照明光の光軸上にディスクユニット７を挿入してディスクユニット７への照明光の入射光軸も適正にすることで、標本面での照明強度を確保しつつ、像走りを抑制して高精細な画像を取得することができる。

本実施形態は以下のように変形することができる。
第１変形例としては、例えば、図５に示すように、照明光軸調整機構１９が、ディスクユニット７を照明光の光軸上から脱離させた状態と照明光の光軸上に挿入した状態との照明光の光軸のＸ方向およびＹ方向の位置および角度の調整量をそれぞれ記憶可能な光軸調整メモリ４１と、光軸調整メモリ４１に記憶されている調整量に基づいて、照明光の光軸の位置および角度を調整する電動アクチュエータ（光軸電動駆動部）４３とを備えることとしてもよい。

この場合、ユーザは、第１調整ステップＳ３〜第３調整ステップＳ５により、照明光の光軸の位置および角度を一旦調整し、その調整量を光軸調整メモリ４１に予め記憶させておくこととすればよい。

また、ユニット出し入れ機構２３により、ディスクユニット７が照明光の光軸上に挿入されると、ユニット出し入れ機構２３から電動アクチュエータ４３に挿入信号が送られ、ディスクユニット７が照明光の光軸上から脱離させられると、ユニット出し入れ機構２３から電動アクチュエータ４３に脱離信号が送られることとすればよい。そして、電動アクチュエータ４３により、ユニット出し入れ機構２３から挿入信号および脱離信号が送られてくる毎に、光軸調整メモリ４１に記憶されている調整量に基づいて、照明光の光軸のＸ方向およびＹ方向の位置および角度が調整されることとすればよい。

このようにすることで、ディスクユニット７を照明光の光軸上に挿入した状態と光軸上から脱離させた状態のいずれにおいても、電動アクチュエータ４３により、簡易かつ精度よく照明光を適正にした状態に自動で設定することができる。また、照明光の光軸上からディスクユニット７を脱離させた状態では、明視野蛍光観察で、適正な照明光軸にすることができる。

第２変形例としては、例えば、図６および図７に示すように、複数のピンホール２５の開口経が異なる２つのディスクユニット７Ａ，７Ｂを備え、ユニット出し入れ機構２３が、照明光の光軸上に択一的に挿脱するディスクユニット７Ａ，７Ｂを切り替えるユニット切替機構４５を備えることとしてもよい。

また、設置角度調整機構２１が、ディスクユニット７Ａ，７Ｂを照明光の光軸上に挿入した状態でのディスクユニット７Ａ，７Ｂの設置角度の調整量を記憶可能なディスク調整メモリ４７と、ディスク調整メモリ４７に記憶されている調整量に基づいてディスクユニット７Ａ，７Ｂの設置角度を調整する電動アクチュエータ（ディスク電動駆動部）４９とを備えることとしてもよい。

この場合、ユーザは、第１調整ステップＳ３〜第３調整ステップＳ５により、ディスクユニット７の設置角度を一旦調整し、その調整量をディスク調整メモリ４７に予め記憶させておくこととすればよい。

また、ユニット出し入れ機構２３およびユニット切替機構４５により、ディスクユニット７Ａ，７Ｂが択一的に照明光の光軸上に挿入されると、ユニット出し入れ機構２３から電動アクチュエータ４９に照明光の光軸上に配されたディスクユニット７Ａ，７Ｂの挿入信号が送られ、両方のディスクユニット７Ａ，７Ｂが照明光の光軸上から脱離させられると、ユニット出し入れ機構２３から電動アクチュエータ４９に脱離信号が送られることとすればよい。そして、電動アクチュエータ４９により、ユニット出し入れ機構２３から挿入信号および脱離信号が送られてくる毎に、ディスク調整メモリ４７に記憶されている調整量に基づいて、照明光の光軸上に配されたディスクユニット７Ａ，７Ｂの設置角度が調整されることとすればよい。

このようにすることで、電動アクチュエータ４９により、ディスクユニット７Ａ，７Ｂごとに、ディスクユニット７Ａ，７Ｂの透過光量を極力確保するような設置角度に自動的に設定することができる。したがって、対物レンズ１１の開口数（ＮＡ）に応じた微小開口径のピンホール２５を有するディスクユニット７Ａ，７Ｂを選択的に使用して、画像の分解能や明るさ等の光学条件を最適にすることができる。本変形例においては、２つのディスクユニット７Ａ，７Ｂを例示して説明したが、複数のピンホール２５の開口径が異なる３つ以上のディスクユニットを切り替え可能に備えることとしてもよい。

本変形例は、例えば、図８（ａ），（ｂ）に示すように、ディスクユニット７Ａ，７Ｂごとに設置角度調整機構２１Ａ，２１Ｂを備えることとしてもよい。また、各設置角度調整機構２１Ａ，２１Ｂが、電動アクチュエータ４９を備えず、それぞれ手動で各ディスクユニット７Ａ，７Ｂの設置角度を個別に調整することができるようになっていてもよい。

このようにすることで、対物レンズ１１の開口数（ＮＡ）に応じた微小開口径のピンホール２５を有するディスクユニット７Ａ，７Ｂの一方に切り替えた場合に、ユーザが、各設置角度調整機構２１Ａ，２１Ｂによりディスクユニット７Ａ，７Ｂごとに設置角度を精度よく調整して、画像の分解能や明るさ等の光学条件を最適にすることができる。また、電動アクチュエータ４９を採用しないことで、安価な構成にすることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る顕微鏡装置および標本観察方法について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置５０は、図９に示すように、照明光の光軸に交差するＸ方向およびＹ方向の対物レンズ１１の位置を調整可能な位置調整機構（位置調整部）５１を備える点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る顕微鏡装置１および標本観察方法と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。

また、本実施形態に係る標本観察方法は、第３調整ステップＳ５が、第２調整ステップＳ４後に、ディスクユニット７を照明光の光軸上に挿入したままの状態で、照明光の光軸の角度およびディスクユニット７の設置角度の調整に代えて、位置調整機構５１により照明光の光軸に交差するＸ方向およびＹ方向の対物レンズ１１の位置を微調整するようになっている。照明ステップＳ１から第２調整ステップＳ４までは第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

このように構成された顕微鏡装置５０および標本観察方向の作用について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置５０および標本観察方向により標本Ｓを観察する場合は、第２調整ステップＳ４後に、ユーザは、ディスクユニット７が照明光の光軸上に挿入されたままの状態で、位置調整機構５１によりＸ方向およびＹ方向の対物レンズ１１の位置を微調整し、撮像デバイス３７により検出される蛍光の光量を増大させる（第３調整ステップＳ５）。

これにより、第３調整ステップＳ５において、照明光の光軸の角度およびディスクユニット７の設置角度をそれぞれ調整する場合と比較して、容易にかつ精度よくディスクユニット７における照明光の透過光量および検出する蛍光の光量を極力確保しつつ、像走りを抑制することができる。
したがって、本実施形態に係る顕微鏡装置５０および標本観察方向によれば、標本面での照明強度の確保および像走りの抑制を簡易に実現して、より高精細な画像を取得することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。また、上記各実施形態においては、微小開口としてピンホール２５を例示して説明したが、これに代えて、例えば、複数の微小開口が、回転軸９周りに複数のマイクロレンズ２９と同一パターンで形成された複数のスリットであってもよい。

１，５０ 顕微鏡装置
７ ディスクユニット
１１ 対物レンズ
１５ ダイクロイックミラー（ビームスプリッタ）
１９ 照明光軸調整機構（照明光軸調整部）
２１ 設置角度調整機構（設置角度調整部）
２３ ユニット出し入れ機構（ユニット支持部）
２５ ピンホール（微小開口）
２７ ピンホールアレイディスク（第１ディスク）
２９ マイクロレンズ
３１ マイクロレンズアレイディスク（第２ディスク）
５１ 位置調整機構（位置調整部）
Ｓ 標本

Claims (7)

1. 複数の微小開口が中心軸周りにアレイ状に配置された第１ディスクと、該第１ディスクに対して前記中心軸方向に間隔を空けて配され、複数のマイクロレンズが中心軸周りに前記複数の微小開口と同一パターンでアレイ状に配置された第２ディスクとが一体的に形成されてなるディスクユニットと、
   該ディスクユニットを前記中心軸回りに回転させる回転駆動部と、
   前記ディスクユニットの前記マイクロレンズを透過した照明光を該マイクロレンズに対応する前記微小開口に集光する一方、該微小開口を前記照明光とは逆方向に通過する標本からの観察光を前記照明光の光路から分岐させるビームスプリッタと、
   前記微小開口を通過した前記照明光を前記標本に照射する一方、該標本からの前記観察光を集光して前記微小開口に導く対物レンズと、
   前記ビームスプリッタに入射する前記照明光の光軸の位置および角度を調整可能な照明光軸調整部と、
   前記ディスクユニットの設置角度を調整可能な設置角度調整部と、
   前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上に挿脱可能に支持するユニット支持部とを備える顕微鏡装置。
2. 前記照明光の光軸に交差する方向の前記対物レンズの位置を調整可能な位置調整部を備える請求項１に記載の顕微鏡装置。
3. 前記照明光軸調整部が、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上から脱離させた状態と前記照明光の光軸上に挿入した状態との前記照明光の光軸の位置および角度の調整量をそれぞれ記憶可能な光軸調整メモリと、該光軸調整メモリに記憶されている前記調整量に基づいて前記照明光の光軸の位置および角度を調整する光軸電動駆動部とを備える請求項１または請求項２に記載の顕微鏡装置。
4. 前記微小開口の径寸法が異なる複数の前記ディスクユニットを備え、
   前記ユニット支持部が、前記照明光の光軸上に挿脱する前記ディスクユニットを切り替え可能に支持し、
   前記設置角度調整部が、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上に挿入した状態での前記ディスクユニットの設置角度の調整量を記憶可能なディスク調整メモリと、該ディスク調整メモリに記憶されている前記調整量に基づいて前記ディスクユニットの設置角度を調整するディスク電動駆動部とを備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の顕微鏡装置。
5. 前記微小開口の径寸法が異なる複数の前記ディスクユニットと、
   該ディスクユニットごとに設置角度を個別に調整可能な複数の前記設置角度調整部とを備え、
   前記ユニット支持部が、前記照明光の光軸上に挿脱する前記ディスクユニットを切り替え可能に支持する請求項１から請求項３のいずれかに記載の顕微鏡装置。
6. 標本に照明光を照射する照射ステップと、
   該照射ステップにより照明光が照射された前記標本から前記照明光の光路を逆方向に戻る観察光を検出する検出ステップと、
   複数の微小開口が中心軸周りにアレイ状に配置された第１ディスクおよび複数のマイクロレンズが中心軸周りに前記複数の微小開口と同一パターンでアレイ状に配置された第２ディスクが一体的に形成されてなるディスクユニットを前記照明光の光軸上から脱離させた状態で、前記照明光の光軸の位置および角度を調整する第１調整ステップと、
   該第１調整ステップ後に、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上に挿入した状態で、前記ディスクユニットの設置角度を調整する第２調整ステップと、
   該第２調整ステップ後に、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上に挿入したままの状態で、前記照明光の光軸の角度と前記ディスクユニットの設置角度を調整する第３調整ステップとを含む標本観察方法。
7. 標本に照明光を照射する照射ステップと、
   該照射ステップにより照明光が照射された前記標本から前記照明光の光路を逆方向に戻る観察光を検出する検出ステップと、
   複数の微小開口が中心軸周りにアレイ状に配置された第１ディスクおよび複数のマイクロレンズが中心軸周りに前記複数の微小開口と同一パターンでアレイ状に配置された第２ディスクが一体的に形成されてなるディスクユニットを前記照明光の光軸上から脱離させた状態で、前記照明光の光軸の位置および角度を調整する第１調整ステップと、
   該第１調整ステップ後に、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上に挿入した状態で、前記ディスクユニットの設置角度の調整する第２調整ステップと、
   該第２調整ステップ後に、前記ディスクユニットを前記照明光の光軸上に挿入したままの状態で、前記照明光の光軸に交差する方向の対物レンズの位置を調整する第３調整ステップとを含む標本観察方法。

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