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JP2007187810A - Microscope observation apparatus - Google Patents

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JP2007187810A
JP2007187810A JP2006004881A JP2006004881A JP2007187810A JP 2007187810 A JP2007187810 A JP 2007187810A JP 2006004881 A JP2006004881 A JP 2006004881A JP 2006004881 A JP2006004881 A JP 2006004881A JP 2007187810 A JP2007187810 A JP 2007187810A
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JP
Japan
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objective lens
observation apparatus
microscope observation
light
imaging
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JP2006004881A
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Japanese (ja)
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Hironari Fukuyama
宏也 福山
Yoshihisa Tanigawa
慶寿 谷川
Seiya Takahashi
誠也 高橋
Tadashi Hirata
唯史 平田
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
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Publication date
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Priority to EP07000081A priority patent/EP1808721A1/en
Priority to US11/651,552 priority patent/US20070177256A1/en
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Priority to US11/923,138 priority patent/US20080043323A1/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a sharp image from a living organism that has dynamic behavior, in particular, that moves in short cycles. <P>SOLUTION: The microscope observation apparatus 1 is provided with: a light source 3; an illuminating optical apparatus 4 for guiding light E from the light source 3 to a specimen; an objective lens 5 for collimating light F returned from the specimen S; an imaging lens 20 for imaging the light F returned from the specimen S after collimated by the objective lens 5; and photodetecting parts 8 and 9 for detectitng the light F returned after imaged by the imaging lens 20. The objective lens 5 is disposed so as to be dispaceable in a direction crossing the optical axis of at least the objective lens 5 with respect to the main body 10 of the microscope including the light source 3, the optical apparatus 4, the imaging lens 20 and the photodetecting parts 8 and 9. In addition, the microscope observation apparatus 1 is provided with an objective lens drive device 11 that drives the objective lens 5 in the direction for correcting an image blur due to the displacement of the specimen S. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、顕微鏡観察装置に関するものである。   The present invention relates to a microscope observation apparatus.

近年、生物学の研究においては、光学顕微鏡を用いて蛍光プローブによるイオン濃度、膜電位などの可視化が行われるようになっており、例えば、標本として実験動物の一個体を用い、生きたままその臓器等を観察するいわゆるin-vivo観察が行われるようになっている。in-vivo観察においては、観察対象が拍動、呼吸動などの動きをもつので観察位置のズレや焦点のボケが生じやすい。
このような観察位置のズレや焦点ボケを解消する方法としては、撮像手段を備えた顕微鏡全体を観察対象の動きに合わせて追従させる装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平7−222754号公報
In recent years, in biological research, it has become possible to visualize ion concentration, membrane potential, etc. with a fluorescent probe using an optical microscope. So-called in-vivo observation for observing organs and the like has been performed. In in-vivo observation, the observation target has movements such as pulsation and respiratory movement, so that the observation position shifts and the focus is likely to be blurred.
As a method for eliminating such observation position deviation and out-of-focus blur, an apparatus is known in which an entire microscope including an imaging unit is made to follow the movement of an observation target (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-7-222754

しかしながら、特許文献1の装置では、撮像手段を備え、大きな重量を有する顕微鏡全体を駆動する必要があるので、高速で動作させることができないという問題がある。例えば、心臓を観察する場合には、ラットの心拍数は約350回/分、マウスの心拍数は約620回/分であり、これらの心拍数に特許文献1の装置を追従させることは極めて困難である。   However, the apparatus of Patent Document 1 has a problem that it cannot be operated at high speed because it is necessary to drive an entire microscope having an imaging means and having a large weight. For example, when observing the heart, the heart rate of the rat is about 350 times / minute and the heart rate of the mouse is about 620 times / minute, and it is extremely difficult for the device of Patent Document 1 to follow these heart rates. Have difficulty.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、動的な挙動を示す、特に短い周期で動く生体から鮮明な画像を得ることのできる顕微鏡画像撮影装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a microscope image capturing apparatus that can obtain a clear image from a living body that exhibits dynamic behavior and moves in a particularly short cycle.

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、光源と、該光源からの光を資料に導く照明光学系と、試料からの戻り光をコリメートする対物レンズと、対物レンズによりコリメートされた試料からの戻り光を結像させる結像レンズと、該結像レンズにより結像された戻り光を検出する光検出部とを備え、前記対物レンズが、前記光源、照明光学系、結像レンズおよび光検出部を含む顕微鏡本体に対して、少なくとも対物レンズの光軸に交差する方向に変位可能に設けられるとともに、前記試料の変位に基づく像ズレを補正する方向に前記対物レンズを駆動する対物レンズ駆動装置を備える顕微鏡観察装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to a light source, an illumination optical system that guides light from the light source to a material, an objective lens that collimates the return light from the sample, and an image that forms an image of the return light from the sample collimated by the objective lens. A microscope, and a light detection unit that detects return light imaged by the imaging lens, the objective lens including a light source, an illumination optical system, an imaging lens, and a light detection unit. And a microscope observation device provided with an objective lens driving device which is provided so as to be displaceable at least in a direction crossing the optical axis of the objective lens and which drives the objective lens in a direction for correcting an image shift based on the displacement of the sample. .

本発明によれば、動的な挙動を示すために観察位置にズレを生じるような試料に対して、対物レンズ駆動装置を作動させて像ズレを補正する方向に対物レンズが駆動される。光源や結像レンズ等を含む顕微鏡本体を固定したままで、対物レンズのみを変位させることにより、特に短い周期で動く生体等の試料の挙動に追従させて、像ズレを補正し、鮮明な画像を得ることができる。   According to the present invention, the objective lens is driven in a direction to correct the image deviation by operating the objective lens driving device with respect to the sample that causes deviation in the observation position in order to show dynamic behavior. By displacing only the objective lens while keeping the microscope body including the light source and imaging lens fixed, it follows the behavior of a specimen such as a living body that moves with a particularly short period, and corrects image misalignment. Can be obtained.

上記発明においては、前記対物レンズが、その光軸に交差する方向に並進移動可能に設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、試料が対物レンズの光軸に交差する方向に変位しても、対物レンズ駆動装置の作動により、対物レンズを試料の変位に追従させて移動させることができる。その結果観察位置のズレを補正し、ブレのない鮮明な画像を取得することができる。
In the above invention, the objective lens may be provided so as to be capable of translational movement in a direction intersecting the optical axis.
In this way, even if the sample is displaced in a direction intersecting the optical axis of the objective lens, the objective lens can be moved following the displacement of the sample by the operation of the objective lens driving device. As a result, the deviation of the observation position can be corrected and a clear image without blur can be obtained.

また、上記発明においては、前記対物レンズが、前記光軸に交差する軸線回りに揺動可能に設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、試料が対物レンズに交差する軸線回りに変位して、観察面の傾斜が変化しても、対物レンズ駆動装置の作動により、対物レンズの光軸が観察面に対して略直交するように対物レンズを移動させ、いわゆる片ボケ等の発生を防止して鮮明な画像を取得することができる。
In the above invention, the objective lens may be provided so as to be swingable about an axis that intersects the optical axis.
In this way, even if the sample is displaced around the axis intersecting the objective lens and the tilt of the observation surface changes, the optical axis of the objective lens is moved relative to the observation surface by the operation of the objective lens driving device. By moving the objective lens so as to be substantially orthogonal, it is possible to prevent the occurrence of so-called one-sided blur and obtain a clear image.

また、上記発明においては、前記対物レンズが、該対物レンズの主点を中心として揺動可能に設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、観察面と光検出部の検出面とを共役な状態に維持したまま対物レンズの光軸を傾斜させることができる。その結果、片ボケの発生を防止できる。さらに、主点を中心とした対物レンズの揺動は結像位置に影響しない。したがって、像ズレを防止することができる。
In the above invention, the objective lens may be provided so as to be able to swing around the principal point of the objective lens.
By doing in this way, the optical axis of an objective lens can be inclined, maintaining the observation surface and the detection surface of a light detection part in the conjugate state. As a result, the occurrence of one-sided blur can be prevented. Furthermore, the swing of the objective lens around the principal point does not affect the imaging position. Therefore, image shift can be prevented.

また、上記発明においては、前記対物レンズが、該対物レンズの物点を中心として揺動可能に設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、観察面と光検出部の検出面とを共役な状態に維持したまま対物レンズの光軸を傾斜させることができる。その結果、片ボケの発生を防止できる。さらに、物点を中心とした対物レンズの揺動によれば、常に対物レンズの軸上領域で試料の観察中心を観察することができ、対物レンズの光学性能を損なわない状態での観察が可能となる。したがって、対物レンズの揺動による収差の劣化を防止することができる。
In the above invention, the objective lens may be provided so as to be swingable about an object point of the objective lens.
By doing in this way, the optical axis of an objective lens can be inclined, maintaining the observation surface and the detection surface of a light detection part in the conjugate state. As a result, the occurrence of one-sided blur can be prevented. Furthermore, by swinging the objective lens around the object point, the observation center of the sample can always be observed in the on-axis region of the objective lens, and observation without damaging the optical performance of the objective lens is possible. It becomes. Therefore, it is possible to prevent the deterioration of aberration due to the swing of the objective lens.

また、上記発明においては、前記対物レンズの揺動による光軸のズレを補正する補正光学系を備えることが好ましい。対物レンズをその物点を中心として揺動させる場合には、常に対物レンズの軸上領域で試料の観察中心を観察できる反面、光検出部における検出面において像ズレを生ずるため、補正光学系の作動により像ズレを補正することによって、ブレのない画像を取得することが可能となる。   In the above invention, it is preferable that a correction optical system for correcting a shift of the optical axis due to the swing of the objective lens is provided. When the objective lens is swung around its object point, the observation center of the sample can always be observed in the axial region of the objective lens, but an image shift occurs on the detection surface of the light detection unit. By correcting the image shift by the operation, it is possible to obtain a blur-free image.

本発明によれば、動的な挙動を示す、特に短い周期で動く生体から鮮明な画像を得ることができるという効果を奏する。また、大きな振幅で動く生体から視野外れなしに連続的、継続的に画像を得ることができるという効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that a clear image can be obtained from a living body that exhibits dynamic behavior and moves in a short cycle. Further, there is an effect that images can be obtained continuously and continuously from a living body moving with a large amplitude without losing the field of view.

以下、本発明の第1の実施形態に係る顕微鏡観察装置1について、図1〜図6を参照して説明する。
本実施形態に係る顕微鏡観察装置1は、図1に示されるように、試料Sを搭載するステージ2と、励起光Eを出射する励起光源3と、該励起光源3からの励起光Eを導く照明レンズ(照明光学系)4と、該照明レンズ4により導かれた励起光Eを試料Sに導く一方、試料Sにおいて発生した蛍光Fをコリメートする対物レンズ5と、該対物レンズ5によりコリメートされた蛍光Fを励起光Eから分岐するダイクロイックミラー6と、分岐された蛍光Fをさらに分岐するビームスプリッタ7と、分岐された蛍光Fを検出する2つのCCDのような撮像装置(光検出部)8,9とを備えている。図中符号20は結像レンズである。
Hereinafter, a microscope observation apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment guides the excitation light E from the stage 2 on which the sample S is mounted, the excitation light source 3 that emits the excitation light E, and the excitation light source 3. The illumination lens (illumination optical system) 4 and the excitation light E guided by the illumination lens 4 are guided to the sample S, while the objective lens 5 that collimates the fluorescence F generated in the sample S is collimated by the objective lens 5 A dichroic mirror 6 for branching the fluorescent light F from the excitation light E, a beam splitter 7 for further branching the branched fluorescent light F, and an imaging device (light detection unit) such as two CCDs for detecting the branched fluorescent light F 8 and 9. Reference numeral 20 in the figure denotes an imaging lens.

前記励起光源3、照明レンズ4、ダイクロイックミラー6、ビームスプリッタ7および2つの撮像装置8,9は、顕微鏡本体10に備えられている。一方、前記対物レンズ5は、顕微鏡本体10から切り離され、対物レンズ駆動装置11により支持されている。   The excitation light source 3, the illumination lens 4, the dichroic mirror 6, the beam splitter 7, and the two imaging devices 8 and 9 are provided in the microscope body 10. On the other hand, the objective lens 5 is separated from the microscope body 10 and supported by the objective lens driving device 11.

対物レンズ駆動装置11は、前記対物レンズ5をステージ2と顕微鏡本体10との間に配置するアーム12と、該アーム12により保持された対物レンズ5を鉛直方向に移動させる第1の駆動機構13と、前記対物レンズ5を水平2方向に移動させる第2、第3の駆動機構14,15と、前記対物レンズ5を該対物レンズ5の光軸に直交する2方向に沿う軸線回りに揺動させる第4、第5の駆動機構16,17とを備えている。第1〜第3の駆動機構13〜15は、例えば、モータ13a〜15aと、該モータ13a〜15aに接続された図示しないボールネジ等の直線移動機構とを備えている。第4、第5の駆動機構16,17は、例えば、モータ16a,17aと、該モータ16a,17aに接続された減速機構16b,17bとを備えている。減速機構16b,17bとしては、例えば、図2に示されるように、固定側に備えられた送りねじ16c,17cとナット16d,17dと、移動側に設けられナット16d,17dの動作を伝達する爪部16e,17eとを備えるもの、あるいは、図3に示されるように、ウォームギヤ16f,17fを備えるもの等が挙げられる。   The objective lens driving device 11 includes an arm 12 that arranges the objective lens 5 between the stage 2 and the microscope body 10, and a first drive mechanism 13 that moves the objective lens 5 held by the arm 12 in the vertical direction. And second and third drive mechanisms 14, 15 for moving the objective lens 5 in two horizontal directions, and swinging the objective lens 5 about an axis along two directions orthogonal to the optical axis of the objective lens 5. The fourth and fifth drive mechanisms 16 and 17 are provided. The first to third drive mechanisms 13 to 15 include, for example, motors 13a to 15a and a linear movement mechanism such as a ball screw (not shown) connected to the motors 13a to 15a. The fourth and fifth drive mechanisms 16 and 17 include, for example, motors 16a and 17a and speed reduction mechanisms 16b and 17b connected to the motors 16a and 17a. As the speed reduction mechanisms 16b and 17b, for example, as shown in FIG. 2, feed screws 16c and 17c and nuts 16d and 17d provided on the fixed side and operations of the nuts 16d and 17d provided on the moving side are transmitted. The thing provided with the nail | claw parts 16e and 17e, or the thing provided with the worm gears 16f and 17f as FIG. 3 shows are mentioned.

前記撮像装置9には、該撮像装置9により取得された画像を処理して試料Sの変位量とその方向を算出するとともに、前記対物レンズ駆動装置11の各駆動機構13〜17に対し、試料Sの変位による対物レンズ5の光軸のズレを補正する方向に対物レンズ5を駆動する駆動指令を出力する制御装置18が接続されている。   The image pickup device 9 processes the image acquired by the image pickup device 9 to calculate the displacement amount and direction of the sample S, and also sends the sample to the drive mechanisms 13 to 17 of the objective lens drive device 11. A control device 18 that outputs a drive command for driving the objective lens 5 in a direction to correct the deviation of the optical axis of the objective lens 5 due to the displacement of S is connected.

このように構成された本実施形態に係る顕微鏡観察装置1においては、図4に示されるように、対物レンズ駆動装置11の作動により、対物レンズ5が、光軸に沿うZ軸方向、光軸に直交するX軸,Y軸方向および、X軸およびY軸回りのA,B方向にそれぞれ移動できるようになっている。
さらに、詳細には、図5(a),(b)に示されるように、X軸,Y軸,Z軸方向には、対物レンズ5の姿勢を維持したまま並進移動させることができるようになっている。また、X軸およびY軸回りのA,B方向には、図5(c)に示されるように、対物レンズ5をその主点H回りに揺動させることができるようになっている。
In the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above, as shown in FIG. 4, the objective lens 5 is moved in the Z-axis direction along the optical axis, the optical axis by the operation of the objective lens driving device 11. Can be moved in the X-axis and Y-axis directions orthogonal to each other, and in the A and B directions around the X-axis and Y-axis.
More specifically, as shown in FIGS. 5A and 5B, the objective lens 5 can be translated while being maintained in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. It has become. Further, in the A and B directions around the X and Y axes, the objective lens 5 can be swung around its principal point H as shown in FIG.

対物レンズ5をその主点H回りに揺動させる場合には、図6(a),(b)に示されるように、試料Sの観察面と、撮像装置8,9の撮像面とが常に共役な位置関係に配置される。したがって、試料Sの傾斜に応じて対物レンズ5を主点H回りに揺動させても、試料Sの観察面と撮像装置8,9の撮像面との共役な位置関係は失われることがなく、焦点位置のズレを防止でき、また、片ボケの発生も防止することができる。   When the objective lens 5 is swung around its principal point H, as shown in FIGS. 6A and 6B, the observation surface of the sample S and the imaging surfaces of the imaging devices 8 and 9 are always provided. Arranged in a conjugate positional relationship. Therefore, even if the objective lens 5 is swung around the principal point H according to the inclination of the sample S, the conjugate positional relationship between the observation surface of the sample S and the imaging surfaces of the imaging devices 8 and 9 is not lost. The focus position can be prevented from being shifted, and the occurrence of one-sided blur can also be prevented.

この場合において、対物レンズ5を主点H回りに揺動させると、図6(b)に示されるように、試料Sの観察範囲の中心位置Oから発せられた蛍光Fは、対物レンズ5の主点H,H′を通過するとともに、図に実線で示した経路を経て撮像装置8,9の視野範囲の中心位置Iに入射されるようになる。したがって、撮像装置8,9においては、観察対象である試料Sの観察範囲の中心位置Oが常に視野範囲の中心位置Iに維持されることとなり、像ズレの問題を発生させずに済むという利点がある。図中、符号Oは物点である。 In this case, when the objective lens 5 is swung around the principal point H, as shown in FIG. 6B, the fluorescence F emitted from the center position O 0 of the observation range of the sample S is changed to the objective lens 5. the main point of the H, with passing through H ', will be incident on the central position I 0 of the field of view of the imaging device 8, 9 via the path shown by the solid line in FIG. Therefore, in the imaging devices 8 and 9, the center position O 0 of the observation range of the sample S to be observed is always maintained at the center position I 0 of the visual field range, and the problem of image displacement does not occur. There is an advantage. In the figure, symbol O 1 is an object point.

このように構成された本実施形態に係る顕微鏡観察装置1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡観察装置1によれば、励起光源3から発せられた励起光Eが照明レンズ4およびダイクロイックミラー6を介して、顕微鏡本体10から出射され、対物レンズ5に入射される。対物レンズ5に入射された励起光Eは、該対物レンズ5を介してステージ2上に載置されている試料Sに照射される。励起光Eが試料Sに照射されると、試料S内の蛍光物質が励起されて蛍光Fが発せられる。
The operation of the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above will be described below.
According to the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment, the excitation light E emitted from the excitation light source 3 is emitted from the microscope body 10 via the illumination lens 4 and the dichroic mirror 6 and is incident on the objective lens 5. The excitation light E incident on the objective lens 5 is applied to the sample S placed on the stage 2 through the objective lens 5. When the sample S is irradiated with the excitation light E, the fluorescent substance in the sample S is excited and fluorescence F is emitted.

試料Sにおいて発生した蛍光Fは、対物レンズ5によってコリメートされ、略平行光となって顕微鏡本体10に入射される。顕微鏡本体10に入射された蛍光Fは、ダイクロイックミラー6によって励起光Eから分岐され、さらにビームスプリッタ7により分岐されて別個の撮像装置8,9により検出される。   The fluorescence F generated in the sample S is collimated by the objective lens 5 and enters the microscope body 10 as substantially parallel light. The fluorescence F incident on the microscope body 10 is branched from the excitation light E by the dichroic mirror 6, further branched by the beam splitter 7, and detected by separate imaging devices 8 and 9.

一方の撮像装置9により撮像されることにより取得された画像情報は、制御装置18に送られ、制御装置18において画像処理されることにより、対物レンズ駆動装置11の各駆動機構13〜17に送られる指令信号が演算され、該指令信号に基づいて各駆動機構13〜17が駆動させられる。   Image information acquired by being imaged by one imaging device 9 is sent to the control device 18, and is subjected to image processing by the control device 18, so that it is sent to the drive mechanisms 13 to 17 of the objective lens drive device 11. Command signals to be operated are calculated, and the drive mechanisms 13 to 17 are driven based on the command signals.

試料Sが水平方向に変位している場合には、画像処理により変位の方向および変位量が検出され、同一方向に同一の変位量だけ対物レンズ5を水平方向に並進移動させるように、制御装置18から第2,第3の駆動機構14,15に対して、それぞれ指令信号が送られる。これにより、試料Sの変位に対して対物レンズ5が追従するように並進移動させられるので、ブレの少ない画像を取得することが可能となる。   When the sample S is displaced in the horizontal direction, the direction and amount of displacement are detected by image processing, and the control device is configured to translate the objective lens 5 in the horizontal direction by the same amount of displacement in the same direction. A command signal is sent from 18 to the second and third drive mechanisms 14 and 15, respectively. Thereby, since the objective lens 5 is translated so as to follow the displacement of the sample S, an image with less blur can be acquired.

また、試料Sが光軸方向に変位している場合には、画像処理によりその変位量が検出され、同一の変位量だけ対物レンズ5を光軸方向に並進移動させるように、制御装置18から第1の駆動機構13に対して指令信号が送られる。これにより、試料Sの変位に対して対物レンズ5が追従するように光軸方向に並進移動させられるので、ピントのあった鮮明な画像を取得することが可能となる。   When the sample S is displaced in the optical axis direction, the amount of displacement is detected by image processing, and the control device 18 moves the objective lens 5 in the optical axis direction by the same amount of displacement. A command signal is sent to the first drive mechanism 13. As a result, the objective lens 5 is translated in the optical axis direction so as to follow the displacement of the sample S, so that a clear and focused image can be acquired.

さらに、試料Sが水平な軸線回りに傾斜している場合には、画像処理によりその方向および揺動角度が検出され、同一の揺動角度だけ同一の方向に対物レンズ5を揺動させるように、制御装置18から第4,第5の駆動機構16,17に対して指令信号が送られる。これにより、試料Sの傾斜に対して対物レンズ5が追従するように揺動させられるので、片ボケの少ない鮮明な画像を取得することが可能となる。   Further, when the sample S is tilted around the horizontal axis, the direction and the swing angle are detected by image processing, and the objective lens 5 is swung in the same direction by the same swing angle. A command signal is sent from the control device 18 to the fourth and fifth drive mechanisms 16 and 17. As a result, the objective lens 5 is swung so as to follow the inclination of the sample S, so that a clear image with less one-side blur can be acquired.

この場合において、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1によれば、対物レンズ5がその主点H回りに揺動させられるので、撮像装置8,9によって撮像される画像は揺動によって像ズレが生ずることがなく、特別に像ズレの補正装置を設ける必要がない。したがって装置を簡易に構成することができるという利点がある。
このように、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1によれば、比較的重量の大きな顕微鏡本体10を固定し、比較的軽量の対物レンズ5を並進移動および揺動させることで、試料Sの変位によるブレや焦点ズレや視野外れを補償し、ブレの少ない鮮明な画像を取得することができる。また、視野外れによる画像取得の中断をなくし、連続的、継続的な観察を可能とする。
In this case, according to the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment, the objective lens 5 is swung around the principal point H, so that the images captured by the image capturing apparatuses 8 and 9 are misaligned by the swing. It does not occur, and it is not necessary to provide a special device for correcting image misalignment. Therefore, there exists an advantage that an apparatus can be comprised simply.
Thus, according to the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment, the microscope body 10 having a relatively large weight is fixed, and the relatively lightweight objective lens 5 is translated and swung, whereby the displacement of the sample S is changed. This makes it possible to compensate for blurring, defocusing, and out-of-view, and to obtain a clear image with little blurring. In addition, interruption of image acquisition due to out-of-view is eliminated, enabling continuous and continuous observation.

なお、本実施形態に係る顕微鏡観察装置1においては、対物レンズ駆動装置11の対物レンズ5を揺動させる機構として、送りネジ16c,17cあるいはウォームギヤ16f,17fを備えるものを例示したが、これに代えて、図7に示されるように、アーム12に取り付けた球体21の周囲に複数の超音波モータ22を接触配置させた多自由度球面超音波モータ23を使用してもよい。
また、多自由度球面超音波モータ23を用いる場合、図8に示されるように、球体21を中空に形成し、内部に対物レンズ5を配置し、球体21内に試料Sを収容して観察を行うこととしてもよい。
In the microscope observation apparatus 1 according to the present embodiment, the mechanism provided with the feed screws 16c and 17c or the worm gears 16f and 17f is exemplified as the mechanism for swinging the objective lens 5 of the objective lens driving device 11. Instead, as shown in FIG. 7, a multi-degree-of-freedom spherical ultrasonic motor 23 in which a plurality of ultrasonic motors 22 are arranged in contact with the periphery of a sphere 21 attached to the arm 12 may be used.
When the multi-degree-of-freedom spherical ultrasonic motor 23 is used, as shown in FIG. 8, the sphere 21 is formed hollow, the objective lens 5 is disposed therein, and the sample S is accommodated in the sphere 21 for observation. It is good also as performing.

また、対物レンズ5を揺動させる機構としては、図9に示されるように、2軸の台形リンク機構24,25を採用することとしてもよい。各台形リンク機構24,25に設けられた図示しないアクチュエータを用いて台形リンク機構24,25を揺動させることで、台形リンク機構24,25の先端に固定した対物レンズ5を直交する2軸(X軸,Y軸)回りにさせることができる。   As a mechanism for swinging the objective lens 5, biaxial trapezoidal link mechanisms 24 and 25 may be employed as shown in FIG. By swinging the trapezoidal link mechanisms 24, 25 using an actuator (not shown) provided in each of the trapezoidal link mechanisms 24, 25, the objective lens 5 fixed to the tips of the trapezoidal link mechanisms 24, 25 is orthogonal to two axes (X axis, Y axis).

また、対物レンズ駆動装置11としては、図10に示されるように2つの鍔状部26a,26bを円筒部26cにより連結したボビン部材26を外部のケース27内にコイルスプリング等の弾性部材28によって移動可能に支持するとともに、図11に示されるように、各鍔状部26a,26bに内外2つのリング状のコイル29a,29bをそれぞれ配置し、各コイル29a,29bを挟む磁石30a,30bを鍔状部26a,26bの直径方向に対向する位置に配置してなる電磁気リニアモータ31を採用することとしてもよい。対物レンズ5の光軸方向に沿う並進移動については、電磁気リニアモータ31とは別個に設けたZ軸ステージ13により行うこととする。   Further, as shown in FIG. 10, the objective lens driving device 11 includes a bobbin member 26 in which two hook-like portions 26a and 26b are connected by a cylindrical portion 26c in an external case 27 by an elastic member 28 such as a coil spring. As shown in FIG. 11, two ring-shaped coils 29a and 29b are arranged in the flanges 26a and 26b, and magnets 30a and 30b sandwiching the coils 29a and 29b are provided. It is good also as employ | adopting the electromagnetic linear motor 31 arrange | positioned in the position which opposes the diameter direction of the bowl-shaped parts 26a and 26b. The translational movement along the optical axis direction of the objective lens 5 is performed by the Z-axis stage 13 provided separately from the electromagnetic linear motor 31.

対物レンズ5をX軸およびY軸方向に並進移動させる場合、および、A,B方向に揺動動作させる場合のコイル29a(内側)およびコイル29b(外側)の通電状態を、図12に示す。例えば、対物レンズ5をX軸方向に並進移動させるためには、上下の鍔状部26a,26bの外側コイル29bにそれぞれ同一方向に電流を流すことで、磁石30bとコイル29bとのローレンツ力を利用して、ボビン部材26の上下の鍔状部26a,26bに対しX軸方向同方向に同時に力を作用させて対物レンズ5を並進移動させることができる。コイル29bに流す電流の方向を切り替えることで、X軸方向に沿う対物レンズ5の並進移動方向を切り替えることができる。Y軸方向の並進移動の場合には、同様にして、上下の鍔状部26a,26bの内側コイル29aにそれぞれ通電する。   FIG. 12 shows the energized state of the coil 29a (inner side) and the coil 29b (outer side) when the objective lens 5 is translated in the X-axis and Y-axis directions and when it swings in the A and B directions. For example, in order to translate the objective lens 5 in the X-axis direction, currents are supplied to the outer coils 29b of the upper and lower bowl-shaped portions 26a and 26b in the same direction, so that the Lorentz force between the magnet 30b and the coil 29b is increased. Utilizing this, it is possible to translate the objective lens 5 by simultaneously applying a force to the upper and lower flange portions 26a, 26b of the bobbin member 26 in the same direction in the X-axis direction. By switching the direction of the current flowing through the coil 29b, the translational movement direction of the objective lens 5 along the X-axis direction can be switched. In the case of translational movement in the Y-axis direction, current is supplied to the inner coils 29a of the upper and lower bowl-shaped portions 26a and 26b in the same manner.

また、対物レンズ5をX軸回りのA方向に揺動させるには、上下の鍔状部26a,26bの内側コイル29aにそれぞれ逆方向に電流を流すことで、ボビン部材26の上下の鍔状部26a,26bに対しY軸方向逆方向に同時に力を作用させて回転力を発生させ、対物レンズ5をA方向に揺動させることができる。Y軸回りのB方向揺動させるには、同様にして、上下の鍔状部26a,26bの外側コイル29bに逆方向の電流を流す。これにより、単一の電磁気リニアモータ31により、対物レンズ5のX軸、Y軸の並進移動およびA,B方向の揺動動作を行うことができ、装置をコンパクトに構成できるという利点がある。   Further, in order to swing the objective lens 5 in the A direction around the X axis, the upper and lower hooks of the bobbin member 26 are made to flow by flowing currents in the opposite directions to the inner coils 29a of the upper and lower hooks 26a and 26b. The objective lens 5 can be swung in the A direction by generating a rotational force by simultaneously applying a force to the portions 26a and 26b in the opposite direction to the Y-axis direction. Similarly, in order to swing in the B direction around the Y axis, a reverse current is passed through the outer coils 29b of the upper and lower bowl-shaped portions 26a, 26b. Thereby, the single electromagnetic linear motor 31 can perform the X-axis and Y-axis translational movements of the objective lens 5 and the swinging movements in the A and B directions, and there is an advantage that the apparatus can be configured compactly.

また、本実施形態においては、対物レンズ5を顕微鏡本体10から切り離して独立に制御することとしたが、図13に示されるように、パラレルリンク型ステージ32により顕微鏡本体10に取り付けることとしてもよい。   In the present embodiment, the objective lens 5 is separated from the microscope body 10 and controlled independently. However, as shown in FIG. 13, the objective lens 5 may be attached to the microscope body 10 by a parallel link type stage 32. .

パラレルリンク型ステージ32は、6本のリニアアクチュエータ33を組み合わせたもので、対物レンズ5をX軸,Y軸,Z軸方向に並進移動させ、また、X軸およびY軸回りのA,B方向に揺動させることができる。リニアアクチュエータ33としては圧電素子を用いたものや、ボイスコイルモータを用いたものが挙げられる。また、圧電素子の急速伸縮を繰り返す方式(例えば、特開平11−90867号公報)のリニアアクチュエータ33を採用することができる。
また、この圧電素子の急速伸縮を繰り返す方式を利用して、図14に示されるように、球面状のガイドレール34に沿って、対物レンズ5を揺動させることとしてもよい。図中符号35は圧電素子、符号36は慣性要素としての錘、符号37は、ガイドレール34に摩擦接触するスライダである。
The parallel link type stage 32 is a combination of six linear actuators 33, which translates the objective lens 5 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and in the A and B directions around the X-axis and Y-axis. Can be swung. Examples of the linear actuator 33 include those using a piezoelectric element and those using a voice coil motor. Further, a linear actuator 33 of a method (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-90867) that repeats rapid expansion and contraction of a piezoelectric element can be employed.
Further, the objective lens 5 may be swung along the spherical guide rail 34 as shown in FIG. 14 by using a method of repeating rapid expansion and contraction of the piezoelectric element. In the figure, reference numeral 35 denotes a piezoelectric element, reference numeral 36 denotes a weight as an inertial element, and reference numeral 37 denotes a slider that frictionally contacts the guide rail 34.

また、本実施形態に係る光軸方向の変位量や傾斜方向および揺動角度の検出方法としては画像処理による方法を説明したが、これに代えて、結像光学系の瞳と共役な面に複数の光検出器を配置してその出力信号により合焦点情報を得る、いわゆる瞳分割法を用いてもよい。また、光学的三角測量法による位置検出器を配置して、これにより試料の表面位置情報を取得することとしてもよい。   In addition, as a method for detecting the amount of displacement in the optical axis direction, the tilt direction, and the swing angle according to the present embodiment, the method based on image processing has been described, but instead, a surface conjugate with the pupil of the imaging optical system is used. A so-called pupil division method may be used in which a plurality of photodetectors are arranged and in-focus information is obtained from output signals thereof. Further, a position detector by optical triangulation method may be arranged to acquire the surface position information of the sample.

次に、本発明の第2の実施形態に係る顕微鏡観察装置40について、図15および図16を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係る顕微鏡観察装置1と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を省略する。
Next, a microscope observation apparatus 40 according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 15 and 16.
In the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same configuration as the microscope observation apparatus 1 according to the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.

本実施形態に係る顕微鏡観察装置40は、図15(a)に示されるように、対物レンズ5をその物点Oを中心として揺動させる点で、第1の実施形態に係る顕微鏡観察装置1と相違している。
この場合にも、図15(b)に示されるように、試料Sにおける焦点面と撮像装置8,9の撮像面とが共役な位置関係となるため、対物レンズ5を揺動させても片ボケを生ずることなく全体的にピントの合った鮮明な画像を取得することができる。
Microscope examination apparatus 40 according to this embodiment, as shown in FIG. 15 (a), in terms of swinging the objective lens 5 about its object point O 1, a microscope observation system according to a first embodiment 1 and different.
Also in this case, as shown in FIG. 15B, the focal plane of the sample S and the imaging planes of the imaging devices 8 and 9 are in a conjugate positional relationship. It is possible to obtain a clear image that is totally focused without blurring.

しかしながら、本実施形態の場合には、対物レンズ5を揺動させると、焦点面における中心位置Oが、撮像面における中心位置Iからずれる、いわゆる像ズレを生ずるため、これを補正する像ズレ補正機構41を備えている。像ズレ補正機構41としては、図16に示されるように、対物レンズ5と撮像装置8,9との間に、結像レンズ42および瞳リレーレンズ43を配置するとともに、瞳リレーレンズ43の後側焦点位置近傍に配置した揺動可能な補正ミラー44を配置することが考えられる。補正ミラー44は光軸と直交する軸を中心として揺動可能なものを利用し、対物レンズ5の傾斜方向とは逆方向に以下の角度ACMで揺動させることで、像ズレを補正することができる。
CM=fTL/2fPL×ASP (1)
ここで、fTLは結像レンズ42の焦点距離、fPLは瞳リレーレンズ43の焦点距離、ASPは対物レンズ5の揺動角度である。
However, in the case of the present embodiment, when pivoting the objective lens 5, since the center position O 0 in the focal plane, displaced from the center position I 0 in the imaging plane, produces a so-called image shift, image to correct the A deviation correction mechanism 41 is provided. As shown in FIG. 16, the image shift correction mechanism 41 includes an imaging lens 42 and a pupil relay lens 43 disposed between the objective lens 5 and the imaging devices 8 and 9, and a rear of the pupil relay lens 43. It is conceivable to arrange a swingable correction mirror 44 disposed in the vicinity of the side focal position. Correction mirror 44 utilizes what can swing around an axis perpendicular to the optical axis, the inclination direction of the objective lens 5 by swinging the following angle A CM in the opposite direction, to correct the image shift be able to.
A CM = f TL / 2f PL × A SP (1)
Here, f TL is the focal length of the imaging lens 42, f PL is the focal length of the pupil relay lens 43, and ASP is the swing angle of the objective lens 5.

補正ミラー44の駆動は、制御装置18の作動により、図示しないアクチュエータを用いて行うこととしてもよく、また、2つの回転軸を持ち、3次元的に自由に揺動可能なものとしてもよい。また、図17および図18に示されるように機械的な伝達機構45を用いて、対物レンズ5の揺動に連動させることとしてもよい。   The drive of the correction mirror 44 may be performed using an actuator (not shown) by the operation of the control device 18, or may have two rotating shafts and can freely swing three-dimensionally. Further, as shown in FIGS. 17 and 18, a mechanical transmission mechanism 45 may be used to interlock with the swing of the objective lens 5.

図17および図18をさらに詳しく説明すると、対物レンズ5を保持するアーム12に設けた長孔46a,46b内に、円柱状の端部47a,48aを有するリンク47,48の一端を挿入状態に配置する。各リンク47,48の他端には、それぞれユニバーサルジョイント49を介してベベルギヤ50a,50bの回転軸51a,51bが接続されている。図中、符号52a,52bは、リンク47,48の動作方向を制限する長孔である。   17 and FIG. 18 will be described in more detail. One end of each of the links 47 and 48 having cylindrical end portions 47a and 48a is inserted into the elongated holes 46a and 46b provided in the arm 12 holding the objective lens 5. Deploy. Rotating shafts 51a and 51b of bevel gears 50a and 50b are connected to the other ends of the links 47 and 48 via universal joints 49, respectively. In the figure, reference numerals 52a and 52b are long holes that limit the operating directions of the links 47 and 48.

このように構成することで、アーム12が水平方向に並進移動する場合には、長孔46a,46b内での円柱状の端部47a,48aの変位を許容し、アーム12が鉛直方向に並進移動する際には、長孔46a,46b内での円柱状の端部47a,48aの変位を許容しつつユニバーサルジョイント49を曲げる。これにより、X,Y,Z方向の並進移動によってはベベルギヤ50a,50bの回転軸に回転力が何ら伝達されないようになっている。   With this configuration, when the arm 12 is translated in the horizontal direction, the displacement of the cylindrical end portions 47a and 48a in the long holes 46a and 46b is allowed, and the arm 12 is translated in the vertical direction. When moving, the universal joint 49 is bent while allowing displacement of the columnar ends 47a and 48a in the long holes 46a and 46b. As a result, no rotational force is transmitted to the rotating shafts of the bevel gears 50a and 50b by the translational movement in the X, Y, and Z directions.

各ベベルギヤ50a,50bに噛み合う他のベベルギヤ53a,53bには、シャフト54a,54bおよび歯車列55a,55bを介して、それぞれ補正ミラー44a,44bが接続されている。
これにより、アーム12がX軸回りに回転すると、X軸方向に延びるリンク47がその軸線回りに回転させられるので、その回転力がベベルギヤ50aの回転軸51aに伝達され、ベベルギヤ53a、シャフト54aおよび歯車列55aを介して第1の補正ミラー44aが揺動させられる。このとき、他方のリンク48には、回転力は発生せず、第2の補正ミラー44bは静止状態に維持される。
Correction mirrors 44a and 44b are connected to the other bevel gears 53a and 53b that mesh with the bevel gears 50a and 50b via shafts 54a and 54b and gear trains 55a and 55b, respectively.
Thereby, when the arm 12 rotates around the X axis, the link 47 extending in the X axis direction is rotated around the axis, so that the rotational force is transmitted to the rotating shaft 51a of the bevel gear 50a, and the bevel gear 53a, the shaft 54a, and the like. The first correction mirror 44a is swung through the gear train 55a. At this time, no rotational force is generated on the other link 48, and the second correction mirror 44b is kept stationary.

逆に、アーム12がY軸回りに回転すると、Y軸方向に延びるリンク48がその軸線回りに回転させられるので、その回転力がベベルギヤ50bの回転軸51bに伝達され、ベベルギヤ53b、シャフト54bおよび歯車列55bを介して第2の補正ミラー44bが揺動させられる。このとき、他方のリンク47には、回転力は発生せず、第1の補正ミラー44aは静止状態に維持される。   Conversely, when the arm 12 rotates about the Y axis, the link 48 extending in the Y axis direction is rotated about the axis, so that the rotational force is transmitted to the rotating shaft 51b of the bevel gear 50b, and the bevel gear 53b, shaft 54b, and The second correction mirror 44b is swung through the gear train 55b. At this time, no rotational force is generated in the other link 47, and the first correction mirror 44a is kept stationary.

アーム12の傾き角度と各補正ミラー44a,44bの揺動角度との関係は、ベベルギヤ50a,50b,53a,53bや歯車列55a,55bの歯数を調節することで、上記式(1)の関係となるように設定されている。
2つの補正ミラー44a,44bをそれぞれ揺動させることで、X軸およびY軸回りの対物レンズ5の揺動を補正することができる。
The relationship between the tilt angle of the arm 12 and the swing angle of the correction mirrors 44a and 44b is obtained by adjusting the number of teeth of the bevel gears 50a, 50b, 53a and 53b and the gear trains 55a and 55b. It is set to be a relationship.
By swinging the two correction mirrors 44a and 44b, the swing of the objective lens 5 around the X axis and the Y axis can be corrected.

このように、本実施形態に係る顕微鏡観察装置40によれば、対物レンズ5を物点O回りに揺動させることで、像ズレ補正機構41,45が必要となるものの、対物レンズ5の物点O、すなわち、対物レンズ5の物体側の視野範囲の中心位置を常に観察範囲の中心位置Oに一致させたままの状態で、試料Sを観察することができるので、対物レンズ5の光学性能を損なうことがなく、対物レンズ5を揺動させても収差が劣化することを防止して鮮明な画像を取得することができるという利点がある。 Thus, according to the microscope apparatus 40 according to this embodiment, swinging the objective lens 5 to the object point O 1 around, although it is necessary to image shift correction mechanism 41 and 45, the objective lens 5 Since the sample S can be observed with the object point O 1 , that is, the center position of the visual field range on the object side of the objective lens 5 always matched with the center position O 0 of the observation range, the objective lens 5 can be observed. There is an advantage that a clear image can be obtained without deteriorating aberration even when the objective lens 5 is swung, without impairing the optical performance.

なお、本実施形態に係る顕微鏡観察装置40は、CCDのような撮像装置8,9を有する場合について説明したが、これに代えて、励起光Eを2次元的に走査するガルバノミラーのような光走査部を備え、光検出部としては光電子増倍管のような光検出器を有するものに適用することとしてもよい。この場合に、物点Oを中心として対物レンズ5を揺動させることによる像ズレを補正するためには、ガルバノミラーの揺動範囲の中心位置をオフセットさせることとすればよい。 Note that the microscope observation apparatus 40 according to the present embodiment has been described with respect to the case where the imaging apparatuses 8 and 9 such as CCDs are provided, but instead, such as a galvano mirror that scans the excitation light E two-dimensionally. It is good also as applying to what has a light scanning part and has a photodetector like a photomultiplier tube as a light detection part. In this case, in order to correct an image shift by swinging the objective lens 5 around the object point O 1 is the center position of the swing range of the galvanometer mirror may be set to be offset.

また、画像の取得タイミングとしては、対物レンズ5の揺動および補正ミラー44,44a,44bの揺動を高速駆動のアクチュエータにより行い、所望の位置に対物レンズ5および補正ミラー44,44a,44bが静止した状態で行うことが、ブレを少なくすることができる点で好ましい。
また、試料Sの変動を検出して対物レンズ5を駆動するので、試料Sの変動を検出するための光検出部9としては、画像取得のための光検出部8よりも高速のものを採用することが好ましい。
As the image acquisition timing, the objective lens 5 and the correction mirrors 44, 44a and 44b are oscillated by a high-speed actuator, and the objective lens 5 and the correction mirrors 44, 44a and 44b are placed at desired positions. Performing in a stationary state is preferable in that blurring can be reduced.
Further, since the objective lens 5 is driven by detecting the fluctuation of the sample S, the light detection unit 9 for detecting the fluctuation of the sample S is faster than the light detection unit 8 for image acquisition. It is preferable to do.

また、上記実施形態においては、励起光源3から、波長の異なる2種類の光を出射し、例えば、長波長の光を試料Sの変位検出用に使用し、短波長の励起光Eにより蛍光観察を行うこととしてもよい。この場合、ビームスプリッタ7は、ダイクロイックミラーとすればよい。   In the above-described embodiment, two types of light having different wavelengths are emitted from the excitation light source 3. For example, long wavelength light is used for detecting displacement of the sample S, and fluorescence observation is performed using the short wavelength excitation light E. It is good also as performing. In this case, the beam splitter 7 may be a dichroic mirror.

また、試料Sの変動が周期的である場合には、例えば、オッシレータのような周波数発振器からの信号によって、対物レンズ5を、X,Y,Z,A,B方向にそれぞれ連続的に周期的に駆動させ、モニタを観ながら各振動方向の駆動周波数と振幅を調節することとしてもよい。   When the fluctuation of the sample S is periodic, for example, the objective lens 5 is continuously and periodically moved in the X, Y, Z, A, and B directions by a signal from a frequency oscillator such as an oscillator. It is also possible to adjust the driving frequency and amplitude in each vibration direction while watching the monitor.

本発明の第1の実施形態に係る顕微鏡観察装置を示す模式的な全体構成図である。It is a typical whole block diagram which shows the microscope observation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1の顕微鏡観察装置の対物レンズ駆動機構の内、対物レンズを揺動させる駆動機構の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the drive mechanism which rocks an objective lens among the objective lens drive mechanisms of the microscope observation apparatus of FIG. 図2の駆動機構の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the drive mechanism of FIG. 図1の顕微鏡観察装置の説明における対物レンズと座標軸との関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the relationship between the objective lens and coordinate axis in description of the microscope observation apparatus of FIG. 図1の顕微鏡観察装置における試料の動作方向と対物レンズの動作形態との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the operation direction of the sample in the microscope observation apparatus of FIG. 1, and the operation | movement form of an objective lens. 図1の顕微鏡観察装置において、主点を中心として揺動する対物レンズの光路を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an optical path of an objective lens that swings around a principal point in the microscope observation apparatus of FIG. 1. 図1の顕微鏡観察装置における対物レンズ駆動機構の第1の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st modification of the objective lens drive mechanism in the microscope observation apparatus of FIG. 図1の顕微鏡観察装置における対物レンズ駆動機構の第2の変形例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the 2nd modification of the objective lens drive mechanism in the microscope observation apparatus of FIG. 図1の顕微鏡観察装置における対物レンズ駆動機構の第3の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 3rd modification of the objective lens drive mechanism in the microscope observation apparatus of FIG. 図1の顕微鏡観察装置における対物レンズ駆動機構の第4の変形例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the 4th modification of the objective lens drive mechanism in the microscope observation apparatus of FIG. 図10の対物レンズ駆動機構を構成する電磁気リニアモータを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the electromagnetic linear motor which comprises the objective-lens drive mechanism of FIG. 図11の電磁気リニアモータの動作方向と各コイルの通電状態との関係を示す表である。It is a table | surface which shows the relationship between the operation direction of the electromagnetic linear motor of FIG. 11, and the energization state of each coil. 図1の顕微鏡観察装置における対物レンズ駆動機構の第5の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 5th modification of the objective lens drive mechanism in the microscope observation apparatus of FIG. 図1の顕微鏡観察装置における対物レンズ駆動機構の第6の変形例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the 6th modification of the objective lens drive mechanism in the microscope observation apparatus of FIG. 本発明の第2の実施形態に係る顕微鏡観察装置において、物点を中心として揺動する対物レンズの光路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical path of the objective lens which rocks | fluctuates centering on an object point in the microscope observation apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図15の顕微鏡観察装置における像ズレの補正を説明する模式図である。FIG. 16 is a schematic diagram illustrating correction of image misalignment in the microscope observation apparatus in FIG. 15. 図15の顕微鏡観察装置において像ズレを機械的に補正する像ズレ補正機構を説明する斜視図である。FIG. 16 is a perspective view illustrating an image shift correction mechanism that mechanically corrects image shift in the microscope observation apparatus of FIG. 15. 図17の像ズレ補正機構の一部を詳細に説明する斜視図である。FIG. 18 is a perspective view illustrating in detail a part of the image misalignment correction mechanism of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

S 試料
E 励起光(光)
F 蛍光(戻り光)
H 主点
物点
1,40 顕微鏡観察装置
3 励起光源(光源)
4 照明レンズ(照明光学系)
5 対物レンズ
8,9 撮像装置(光検出部)
10 顕微鏡本体
11 対物レンズ駆動装置
41,45 像ズレ補正機構(補正光学系)
44 補正ミラー(補正光学系)
S Sample E Excitation light (light)
F fluorescence (return light)
H principal point O 1 object point 1,40 Microscope observation device 3 Excitation light source (light source)
4 Illumination lens (illumination optical system)
5 Objective lens 8, 9 Imaging device (light detector)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Microscope main body 11 Objective lens drive device 41,45 Image shift correction mechanism (correction optical system)
44 Correction mirror (correction optical system)

Claims (6)

光源と、
該光源からの光を資料に導く照明光学系と、
試料からの戻り光をコリメートする対物レンズと、
対物レンズによりコリメートされた試料からの戻り光を結像させる結像レンズと、
該結像レンズにより結像された戻り光を検出する光検出部とを備え、
前記対物レンズが、前記光源、照明光学系、結像レンズおよび光検出部を含む顕微鏡本体に対して、少なくとも対物レンズの光軸に交差する方向に変位可能に設けられるとともに、前記試料の変位に基づく像ズレを補正する方向に前記対物レンズを駆動する対物レンズ駆動装置を備える顕微鏡観察装置。
A light source;
An illumination optical system for guiding the light from the light source to the material;
An objective lens that collimates the return light from the sample;
An imaging lens for imaging the return light from the sample collimated by the objective lens;
A light detection unit that detects return light imaged by the imaging lens;
The objective lens is provided so as to be displaceable at least in a direction intersecting the optical axis of the objective lens with respect to the microscope main body including the light source, the illumination optical system, the imaging lens, and the light detection unit. A microscope observation apparatus provided with an objective lens driving device that drives the objective lens in a direction for correcting an image shift based thereon.
前記対物レンズが、その光軸に交差する方向に並進移動可能に設けられている請求項1に記載の顕微鏡観察装置。   The microscope observation apparatus according to claim 1, wherein the objective lens is provided so as to be capable of translational movement in a direction intersecting the optical axis. 前記対物レンズが、前記光軸に交差する軸線回りに揺動可能に設けられている請求項2に記載の顕微鏡観察装置。   The microscope observation apparatus according to claim 2, wherein the objective lens is provided so as to be swingable about an axis intersecting the optical axis. 前記対物レンズが、該対物レンズの主点を中心として揺動可能に設けられている請求項3に記載の顕微鏡観察装置。   The microscope observation apparatus according to claim 3, wherein the objective lens is provided so as to be swingable about a principal point of the objective lens. 前記対物レンズが、該対物レンズの物点を中心として揺動可能に設けられている請求項3に記載の顕微鏡観察装置。   The microscope observation apparatus according to claim 3, wherein the objective lens is provided so as to be swingable about an object point of the objective lens. 前記対物レンズの揺動による光軸のズレを補正する補正光学系を備える請求項5に記載の顕微鏡観察装置。   The microscope observation apparatus according to claim 5, further comprising a correction optical system that corrects a deviation of an optical axis due to the swing of the objective lens.
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