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顕微鏡用光学モジュール、顕微鏡、顕微鏡用光学モジュール制御装置及び多光子励起顕微鏡 NEW

国内特許コード P180015420
整理番号 (AF25P002)
掲載日 2018年11月5日
出願番号 特願2017-539749
出願日 平成28年7月28日(2016.7.28)
国際出願番号 JP2016072139
国際公開番号 WO2017047243
国際出願日 平成28年7月28日(2016.7.28)
国際公開日 平成29年3月23日(2017.3.23)
優先権データ
  • 特願2015-184497 (2015.9.17) JP
発明者
  • 松崎 政紀
  • 寺田晋一郎
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 顕微鏡用光学モジュール、顕微鏡、顕微鏡用光学モジュール制御装置及び多光子励起顕微鏡 NEW
発明の概要 観察視野を高速に切り替え、大きな視野を観察可能な顕微鏡用光学モジュール、顕微鏡、顕微鏡用光学モジュール制御装置及び多光子励起顕微鏡を提供する。本発明の顕微鏡用光学モジュールは、顕微鏡の対物光束側に付加する顕微鏡用光学モジュールであって、光学素子を備える光軸シフト光学系と、前記顕微鏡の対物光束に対して前記光軸シフト光学系を位置決め設定する光軸シフト光学系支持手段と、前記光軸シフト光学系支持手段に配置され、前記対物光束の光軸に対して前記光軸シフト光学系を回転可能に支持する回動手段と、を備える。
従来技術、競合技術の概要


顕微鏡観察において広い観察視野を得るには、低倍率での観察、又は標本を走査しながら複数枚撮像して観察像を1つに合成する方法がある。しかし、高倍率での観察においては観察視野がさらに狭くなるため、広い観察視野を得るのは容易ではない。また、走査しながら撮像するには、一般にステージを水平方向に移動させるが、精度よく、高速にステージを移動させるのは困難であるため、瞬間的に生じる事象を広範囲にわたって、又は離れた2点以上について観察するのはこれまで困難であった。



このような問題に対して、例えば特許文献1には、対物レンズの切り替えや移動を伴うことなく、且つ、ステージや標本の位置を変えることなく、観察視野を移動させる方法として、標本から観察像までの光路において、最も標本側に位置する第1対物レンズと、標本に共役な中間像を、第1対物レンズと共に形成する第2対物レンズとを備えた顕微鏡における、光学系であって、第1対物レンズと第2対物レンズとの間の光学系内に配置され、反射により光路の方向を変更する反射用ミラーを有し、反射用ミラーの反射面の延在方向が変わるように、反射用ミラーが回転可能である顕微鏡の光学系が記載されている。



しかし、特許文献1は、接眼レンズと広視野を観察するための低倍率の対物レンズとの間に、低倍率光学系と高倍率光学系を備えた変倍率光学系を配置することにより、対物レンズと標本との位置関係を変化させずに、対物レンズにより観察可能な視野において、反射用回転ミラーで視野ブロックを切り替えながら高倍率光学系で観察技術である。したがって、特許文献1では、標本に対して位置決めされた対物レンズにより観察可能な視野が制限されるため、それより大きな観察視野を得ることはできない。



また、特許文献1では、X軸方向及びY軸方向への視野ブロックの切り替えを反射用回転ミラーで行うため、回転軸が2つとなり、反射用回転ミラーの位置制御が難しい。このため、観察視野を連続して移動させる走査型の観察を行う場合、再現性よく繰り返しの観察を行うことは困難である。

産業上の利用分野


本発明は顕微鏡用光学モジュール、顕微鏡、顕微鏡用光学モジュール制御装置及び多光子励起顕微鏡に関する。特に観察視野を高速に切り替え、大きな視野を観察可能な顕微鏡用光学モジュール、顕微鏡、顕微鏡用光学モジュール制御装置及び多光子励起顕微鏡に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
顕微鏡の対物光束側に付加する顕微鏡用光学モジュールであって、
光学素子を備える光軸シフト光学系と、
前記顕微鏡の対物光束に対して前記光軸シフト光学系を位置決めする光軸シフト光学系支持手段と、
前記光軸シフト光学系支持手段に配置され、前記対物光束の光軸に対して前記光軸シフト光学系を回転可能に支持する回動手段と、を備えたことを特徴とする顕微鏡用光学モジュール。

【請求項2】
第1の開口部と第2の開口部と、前記第1の開口部と前記第2の開口部に配置された光学素子を備える光軸シフト光学系を備えたことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡用光学モジュール。

【請求項3】
前記光軸シフト光学系の光学素子に光ファイバーを用いたことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡用光学モジュール。

【請求項4】
前記光学素子は、略平行な対向反射面を備えたプリズム又は略平行な対向反射面を固定支持してなる中空反射素子であることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡用光学モジュール。

【請求項5】
前記光学素子は、GRINレンズと、前記GRINレンズの両端に配置される略平行な対向反射面又はプリズムを備えることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡用光学モジュール。

【請求項6】
前記光学素子は、三角プリズムであることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡用光学モジュール。

【請求項7】
前記顕微鏡の対物光束の光軸に沿った平面上で前記光学素子に対する入射角を変更可能にした前記光軸シフト光学系支持手段を備えたことを特徴とする請求項4に記載の顕微鏡用光学モジュール。

【請求項8】
前記中空反射素子での略平行な対向反射面の間に液体を充填可能にしたことを特徴とする請求項4に記載の顕微鏡用光学モジュール。

【請求項9】
前記光軸シフト光学系支持手段に前記回動手段を回転・停止させる駆動機構を備えたことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡用光学モジュール。

【請求項10】
請求項1に記載の顕微鏡用光学モジュールを配置したことを特徴とする顕微鏡。

【請求項11】
請求項10に記載の顕微鏡に配置した顕微鏡用光学モジュールに接続する制御システムであって、前記光軸シフト光学系の回転の初期位置と回転角度の設定を可能にしたことを特徴とする顕微鏡用光学モジュール制御装置。

【請求項12】
前記顕微鏡に備えられた撮影装置に対して、撮影開始を指示する撮影指示信号出力手段を備えたことを特徴とする請求項11に記載の顕微鏡用光学モジュール制御装置。

【請求項13】
前記顕微鏡用光学モジュールの駆動機構の回転駆動開始に先立って、前記顕微鏡に備えられた撮影装置に対して撮影終了を指示する撮影終了信号出力手段を備えたことを特徴とする請求項11に記載の顕微鏡用光学モジュール制御装置。

【請求項14】
前記顕微鏡用光学モジュールの駆動機構の回転駆動開始に先立って発信する信号の発信に応じて回転駆動を開始することを特徴とする請求項11に記載の顕微鏡用光学モジュール制御装置。

【請求項15】
前記顕微鏡用光学モジュールの駆動機構の回転駆動は角速度及び位置制御で行うことを特徴とする請求項11に記載の顕微鏡用光学モジュール制御装置。

【請求項16】
顕微鏡の対物光束側に付加する顕微鏡用光学モジュールであって、
前記顕微鏡の対物光束に対して傾斜した面を有するプリズムを備える光軸シフト光学系と、
前記顕微鏡の対物光束に対して前記光軸シフト光学系を位置決めする光軸シフト光学系支持手段と、
前記光軸シフト光学系支持手段に配置され、前記対物光束の光軸に対して平行方向及び垂直方向に前記光軸シフト光学系を移動可能に支持する移動手段と、を備えたことを特徴とする顕微鏡用光学モジュール。

【請求項17】
第1の開口部と第2の開口部と、前記第1の開口部と前記第2の開口部に配置されたプリズムを備える光軸シフト光学系を備えたことを特徴とする請求項16に記載の顕微鏡用光学モジュール。

【請求項18】
請求項16に記載の顕微鏡用光学モジュールを配置したことを特徴とする顕微鏡。

【請求項19】
請求項18に記載の顕微鏡に配置した顕微鏡用光学モジュールに接続する制御システムであって、前記光軸シフト光学系の移動の初期位置と前記対物光束の光軸に対する平行方向及び垂直方向の位置設定を可能にしたことを特徴とする顕微鏡用光学モジュール制御装置。

【請求項20】
前記顕微鏡に備えられた撮影装置に対して、撮影開始を指示する撮影指示信号出力手段を備えたことを特徴とする請求項19に記載の顕微鏡用光学モジュール制御装置。

【請求項21】
前記顕微鏡用光学モジュールの駆動機構の駆動開始に先立って、前記顕微鏡に備えられた撮影装置に対して撮影終了を指示する撮影終了信号出力手段を備えたことを特徴とする請求項19に記載の顕微鏡用光学モジュール制御装置。

【請求項22】
前記顕微鏡用光学モジュールの駆動機構の駆動開始に先立って発信する信号の発信に応じて駆動を開始することを特徴とする請求項19に記載の顕微鏡用光学モジュール制御装置。

【請求項23】
請求項1に記載の顕微鏡用光学モジュールを備えたことを特徴とする多光子励起顕微鏡。

【請求項24】
請求項16に記載の顕微鏡用光学モジュールを備えたことを特徴とする多光子励起顕微鏡。

【請求項25】
前記顕微鏡が多光子励起顕微鏡であることを特徴とする請求項11に記載の顕微鏡用光学モジュール制御装置。

【請求項26】
前記顕微鏡が多光子励起顕微鏡であることを特徴とする請求項19に記載の顕微鏡用光学モジュール制御装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 脳神経回路の形成・動作原理の解明と制御技術の創出 領域
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