观察装置的制作方法

本发明涉及一种观察装置。

背景技术：

以往，作为对被荧光标记的细胞等被摄体的形状进行观察的装置，已知一种使用了相位差观察法、微分干涉观察法的观察装置(例如参照专利文献1。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-30583号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，专利文献1的观察装置需要隔着被摄体来配置摄影光学系统和照明光学系统，存在装置大型化、复杂化这样的问题。

本发明是鉴于上述的情形而完成的，其目的在于提供一种不使装置大型化就能够观察被荧光标记的细胞等被摄体的荧光像和被摄体的形状的观察装置。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明提供以下方案。

本发明的一个方式提供一种观察装置，具备：光源部，其从试样的下方朝向上方射出照明光和激励光；以及摄影光学系统，其在所述试样的下方对透射光和荧光进行拍摄，该透射光是从该光源部射出的所述照明光在所述试样的上方发生反射后透过了所述试样的光，该荧光是通过照射从所述光源部射出的所述激励光而在所述试样中产生的光。

根据本方式，从光源部发出的照明光在从试样的下方朝向上方射出之后，在试样的上方发生反射并从试样的上方向下方透过试样。另一方面，从光源部发出的激励光向试样照射，从而在试样中产生荧光。透过了试样的透射光和在试样中产生的荧光由配置于试样的下方的摄影光学系统进行拍摄。由于将光源部和摄影光学系统双方配置在试样的下方，因此不使装置大型化就能够通过拍摄透射光来观察细胞等被摄体的形状，能够通过拍摄荧光来观察试样的荧光像。

在上述方式中，也可以为，所述摄影光学系统具备物镜，该物镜用于使所述荧光和透过了所述试样的所述透射光会聚，所述光源部从所述物镜的径向外侧向所述试样的上方射出所述照明光和所述激励光。

通过这样，从配置于在试样的下方配置的物镜的径向外侧的光源部向试样的上方射出的照明光在试样的上方发生反射后，相对于物镜的光轴从斜上方入射至试样，透过了试样的透射光由摄影光学系统进行拍摄。通过适当地设定向试样入射的入射角度，能够在试样的像上形成亮暗，关于细胞等透明的被摄体，也能够获取易于查看的像。

在上述方式中，也可以为，所述摄影光学系统具备物镜，该物镜用于使所述荧光和透过了所述试样的所述透射光会聚，所述光源部从所述物镜的径向外侧照射所述照明光，并经由所述物镜向所述试样照射所述激励光。

通过这样，能够经由物镜向试样照射强度高的激励光，来观察试样的明亮的荧光像。

在上述方式中，也可以为，所述光源部能够从在所述物镜的径向上不同的位置独立地射出所述照明光。

通过这样，通过使从光源部射出的照明光的径向位置不同，能够改变由配置于试样的上方的同一反射面反射的反射光向试样入射的入射角度。即，从物镜的径向上较近的位置射出的照明光的反射光以相对于光轴形成小角度的方式向试样入射，另一方面，从物镜的径向上较远的位置射出的照明光的反射光以相对于光轴形成大角度的方式向试样入射。由此，在入射角比物镜的接收角小的情况下，能够设为照明不均少的亮视场照明，另外，在入射角比物镜的接收角大的情况下，能够设为增强微细构造的暗视场照明，并且，在入射角与物镜的接收角相等的情况下，能够设为试样看起来立体的倾斜照明。

在上述方式中，也可以为，所述光源部能够从在所述物镜的周向上不同的位置同时射出所述照明光。

通过这样，在物镜的周向上从多个位置同时照射照明光，能够减轻照明不均。

在上述方式中，也可以为，所述光源部具备排列在所述物镜的周围且能够独立地点亮的多个光源。

通过这样，能够通过使多个光源内的任一光源点亮来决定照明光和激励光的周向位置。而且，能够通过切换点亮的光源的周向位置来拍摄被从不同的方向照明的试样的像。特别是，在倾斜照明的像中，能够拍摄阴影的附加方式不同的像。

在上述方式中，也可以为，所述光源部能够从在所述物镜的径向上不同的位置同时射出所述激励光。

通过这样，能够向试样照射更多的激励光，来观察试样的明亮的荧光像。

在上述方式中，也可以为，从所述光源部射出的所述照明光和所述激励光具有相同的波长，所述摄影光学系统具备检测光切换部，该检测光切换部选择性地使所述照明光或所述荧光透过。

通过这样，通过对检测光切换部进行切换以仅使照明光透过，能够观察照明光的透过了试样的透射光，通过对检测光切换部进行切换以仅使荧光透过，能够观察试样的荧光像。

在上述方式中，也可以为，所述摄影光学系统具备屏障滤波器，该屏障滤波器具有使所述照明光和所述荧光透过且阻断所述激励光的波长特性。

通过这样，由屏障滤波器阻断不需要检测的激励光，能够清晰地观察照明光的透过了试样的透射光和试样的荧光像。

在上述方式中，也可以为，所述光源部具备光学元件和扩散板，该光学元件使所述照明光成为大致平行光以及使所述激励光会聚，该扩散板使所述照明光和所述激励光扩散。

通过这样，能够在通过光学元件和扩散板使照明光为大致平行光从而没有不均且鲁棒性强的照明中，均匀且高效地利用并照射激励光。

在上述方式中，也可以为，所述光源部具备带通滤波器，该带通滤波器仅使所述照明光和所述激励光的波长范围透过。

通过这样，能够使用宽频带的光源，能够通过带通滤波器仅截取出观察所需要的照明光和激励光的波长范围来利用。

在上述方式中，也可以为，所述试样被收容在容器内，该容器由光学上透明的材质形成，所述照明光和/或所述激励光被所述容器的配置于所述试样的上方的顶板内表面反射。

通过这样，仅通过将在内部收容有试样的具有顶板的容器配置于光源部和摄影光学系统的上方，就能够使从光源部射出的照明光和/或激励光在容器的顶板内表面发生反射并照射至容器内的试样。

在上述方式中，也可以为，所述照明光和/或所述激励光被配置于所述试样的上方的反射构件反射。

通过这样，在对收容在如培养皿(无盖)那样不具有顶板的容器或细胞培养袋内的试样进行观察的情况下，通过在试样的上方配置反射构件，能够使从光源部射出的照明光和/或激励光在反射构件处发生反射并照射至容器内的试样。

在上述方式中，也可以为，所述试样被浸泡在溶液内，所述照明光和/或所述激励光被所述溶液的上方的液面反射。

通过这样，在对收容在不具有顶板的容器或无法配置反射构件的容器内的试样进行观察的情况下，能够使从光源部射出的照明光和/或激励光在溶液的液面处发生反射并照射至容器内的试样。

在上述方式中，也可以为，所述摄影光学系统具备摄影光切换部，该摄影光切换部用于在所述照明光的拍摄与所述荧光的拍摄之间切换，所述观察装置具备图像处理部，该图像处理部将由所述摄影光学系统获取到的透射照明光图像与荧光图像叠加。

通过这样，能够利用由图像处理部进行了叠加的透射照明光图像和荧光图像来同时观察细胞等被摄体的形状和细胞内部的构造。

本发明的其它方式提供一种观察装置，具备：照明光源部，其从试样的下方朝向上方射出照明光；激励光源部，其从所述试样的上方射出激励光；以及摄影光学系统，其在所述试样的下方对透射光和荧光进行拍摄，该透射光是从所述照明光源部射出的所述照明光在所述试样的上方发生反射后透过了所述试样的光，该荧光是通过照射从所述激励光源部射出的所述激励光而在所述试样中产生的光。

通过这样，能够向试样照射强度高的激励光，在试样的下方拍摄向与激励光的照射方向相反的一侧射出的明亮的透射荧光来进行观察。

发明的效果

根据本发明，起到如下效果：能够对被荧光标记的细胞等被摄体的荧光像和被摄体的形状进行观察。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的观察装置的局部的纵剖视图。

图2是示出图1的观察装置的光源部中的led光源的配置的一例的俯视图。

图3是示出图1的观察装置的第一变形例的局部的纵剖视图。

图4是示出图1的观察装置的第二变形例的局部的纵剖视图。

图5是示出图1的观察装置的第三变形例的局部的纵剖视图。

图6是示出图1的观察装置的第四变形例的局部的纵剖视图。

图7是示出图1的观察装置的第五变形例的局部的纵剖视图。

图8是示出图1的观察装置的第六变形例的局部的纵剖视图。

图9是图1的观察装置的第七变形例，是示出采用带通滤波器作为屏障滤波器的情况下的波长特性的曲线的图。

图10是示出图1的观察装置的第八变形例的局部的纵剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的一个实施方式所涉及的观察装置1。

如图1所示，本实施方式所涉及的观察装置1具备：平台3，其用于载置收容有试样x的容器2；摄影光学系统6，其配置于该平台3的下方，具备使入射来的光会聚的物镜4，并对由该物镜4会聚的光进行拍摄；以及光源部5，其配置于物镜4的径向外侧，透过平台3向上方射出照明光和激励光。

在平台3上，以覆盖物镜4和光源部5的上方的方式配置有光学上透明的材质、例如玻璃板3a，容器2被载置在玻璃板3a的上表面。

容器2例如是具有顶板2a的细胞培养瓶，整体由光学上透明的树脂构成。

如图1和图2所示，光源部5具备：led光源(光源)7a、7b，该led光源(光源)7a、7b在物镜4的周围以在周向和径向上隔开间隔的方式配置有多个；多个准直透镜(光学元件)8a和多个会聚透镜(光学元件)8b，该多个准直透镜(光学元件)8a和多个会聚透镜(光学元件)8b与各led光源7a、7b对应地进行配置，该多个准直透镜(光学元件)8a使各led光源7a、7b产生的照明光成为大致平行光，该多个会聚透镜(光学元件)8b使激励光会聚；以及扩散板9，其使由该准直透镜8a进行了准直的照明光和由该会聚透镜8b会聚的激励光扩散。

另外，也可以使用将led光源7a的扩散板9与使照明光成为大致平行光的准直透镜8a形成为一体的构件(例如菲涅耳透镜等)。

led光源(照明光源部)7a产生照明光，led光源(激励光源部)7b产生激励光。

光源部5能够使特定的led光源7a、7b独立地或同时地点亮(图1和图2用影线表示正在点亮的照明光用的led光源7a。)。

即，通过仅使在物镜4的径向上不同位置的照明光用的led光源7a点亮，能够如图1中虚线所示那样，对如实线所示那样在从下向上透过玻璃板3a和容器2的底面2b之后在容器2的顶板2a内表面发生反射并从斜上方透过试样x、容器2的底面2b以及玻璃板3a后入射至物镜4的照明光的角度进行切换。

另外，通过仅使物镜4的周向上的特定位置的照明光用的led光源7a点亮，能够仅从周向上的特定方向对试样x进行照明。另外，如图2所示，通过使配置于物镜4的周向上的两个以上的方向、特别是相对于物镜4的光轴s轴对称的方向上的照明光用的led光源7a点亮，能够对试样x照射减轻了照明不均的照明光。

另外，激励光用的led光源7b例如图2中双层圆所示那样在最接近物镜4的位置沿着周向排列。通过与配置于相同的径向位置的照明光用的led光源7a相比使激励光用的led光源7b的数量多，能够使激励光的强度增大，从而使荧光的光量增大。

将激励光用的led光源7b、会聚透镜8b以及扩散板9与照明光用的led光源7a等相比以向内倾斜的方式进行设置，使得从这些激励光用的led光源7b发出的激励光大致全部从下透过玻璃板3a和容器2的底面2b后直接照射至底面2b上的配置于物镜4的视场范围的试样x。激励光的一部分与照明光同样地透过底面2b，在容器2的顶板2a发生反射后从上方照射至试样x，由此在试样x中产生荧光。

照明光用的led光源7a和激励光用的led光源7b射出波长不同的照明光和激励光。

摄影光学系统6具备：屏障滤波器10，其配置于玻璃板3a与物镜4之间；以及摄像元件11，其对由物镜4会聚的照明光的透射光或荧光进行拍摄。

屏障滤波器10具有如下的波长特性：使从照明光用的led光源7a发出的照明光和在试样x中产生的荧光透过，阻断从激励光用的led光源7b发出的激励光。

下面，对像这样构成的本实施方式所涉及的观察装置1的作用进行说明。

为了使用本实施方式所涉及的观察装置1来进行如细胞那样透明的试样x的形状和荧光像的观察，而如图1所示那样在将被荧光标记的试样x收容于容器2内并粘合于底面2b的状态下，将容器2以底面2b为下侧的方式载置于平台3的玻璃板3a上。

然后，在该状态下，使光源部5的任一个led光源7a、7b工作来产生照明光或激励光。在使照明光用的led光源7a工作的情况下，照明光用的led光源7a所产生的照明光以通过与该led光源7a对应地配置的准直透镜8a被形成为大致平行光并由扩散板9进行扩散从而没有不均且鲁棒性强的状态从下向上透过玻璃板3a和容器2的底面2b，并在容器2的顶板2a内表面发生反射后从斜上方照射试样x。

照射至试样x的照明光中的透过了试样x的照明光的透射光从上向下透过容器2的底面2b和玻璃板3a后，透过屏障滤波器10并入射至物镜4。此时，照明光根据试样x的形状、折射率而发生折射、散射，或者根据试样x的透射率而被减光，从而成为搭载有试样x的信息的透射光而被物镜4会聚，并由摄像元件11进行拍摄。

另一方面，在使激励光用的led光源7b工作的情况下，led光源7b所产生的激励光以由与led光源7b对应地配置的会聚透镜8b会聚并由扩散板9进行了扩散的状态从下向上透过玻璃板3a和容器2的底面2b并直接照射至粘合于容器2的底面2b的试样x。通过激励光的照射而在试样x中产生的荧光向所有方向射出，其中，透过了底面2b和玻璃板3a的荧光的一部分透过屏障滤波器10后被物镜4会聚，并由摄像元件11进行拍摄。在试样x、底面2b以及玻璃板3a处发生了反射的激励光被屏障滤波器10阻断使其不会向下方透过。

像这样，根据本实施方式所涉及的观察装置1，存在如下优点：由于在试样x的下方配置了光源部5和包括物镜4的摄影光学系统6，因此与以往在隔着试样的两侧配置光源部和摄影光学系统的透射光的观察装置相比，能够将光源部5和摄影光学系统6仅集中于试样x的单侧，从而使装置薄型化。另外，在像这样薄型化的观察装置1中，还存在如下优点：通过拍摄透射光，能够观察细胞等被摄体的形状和被摄体的荧光像。

另外，存在如下优点：来自光源部5的照明光通过从物镜4的径向外侧射出并在容器2的顶板2a内表面发生反射，由此从斜上方照射至试样x并被物镜4会聚，因此通过适当地设定向试样x入射的入射角度，能够在试样x的像上形成亮暗，关于细胞等透明的被摄体，也能够获取易于观察的像。

另外，在本实施方式中，光源部5具备在物镜4的周围沿径向排列并能够独立地点亮的多个照明光用的led光源7a，因此如图1中虚线所示那样通过使点亮的照明光用的led光源7a的径向位置不同，能够改变向试样x入射的照明光的照射角度。由此，在入射角比物镜4的接收角小的情况下能够设为照明不均少的亮视场照明，另外，在入射角比物镜4的接收角大的情况下能够设为增强微细构造的暗视场照明，并且，在入射角与物镜4的接收角相等的情况下能够设为试样x看起来立体的倾斜照明。

另外，在本实施方式中，光源部5具备在物镜4的周围沿周向排列并能够独立地点亮的多个照明光用的led光源7a，因此通过使点亮的照明光用的led光源7a的周向位置不同，能够改变向试样x入射的照明光的照射方向。由此，能够使形成的试样x的像的阴影的方向变化，来变更观察方式。

另外，存在如下优点：如图2所示，通过使周向上不同位置的多个照明光用的led光源7a同时点亮，特别是通过使配置成轴对称的多个照明光用的led光源7a同时点亮，能够减轻照明不均从而获取不均少的试样x的图像。

另外，在本实施方式中，由于与各led光源7a对应地设置扩散板9，因此从照明光用的led光源7a发出的照明光被均匀地扩散，能够向试样x照射照明不均少的强度均匀的照明光。

另外，根据本实施方式，具有如下优点：由于将激励光用的led光源7b、会聚透镜8b以及扩散板9倾斜以使大部分的激励光向直接照射至试样x的方向射出，因此能够向试样x照射强度高的激励光，来观察试样x的明亮的荧光像。

此外，在本实施方式中，通过将激励光用的led光源7b、会聚透镜8b以及扩散板9向内倾斜，使所产生的激励光指向直接照射至试样x的方向，但是取而代之地，也可以不将激励光用的led光源7b等倾斜，而配置未图示的棱镜那样的偏转元件来使激励光指向试样x。

另外，在本实施方式中，设为将试样x收容在如细胞培养瓶那样的具有顶板2a的容器2内，并使照明光和/或激励光在容器2的顶板2a内表面发生反射，但是不限定于此。例如，也可以是，在将试样x收容在作为容器的如培养皿(无盖)那样不具有顶板的容器13中的情况下，如图3所示，在将培养皿的上部开口闭塞的位置配置如反射镜那样的反射构件14，通过反射构件14使从下向上透过了底面13b的照明光和/或激励光反射。反射构件14也可以通过直线运动或摆动来以能够插入试样x的上方位置和从试样x的上方位置移除的方式设置。在该情况下，作为反射构件14，也可以采用回归反射构件。另外，该反射构件14兼做遮光构件，来自外部的外部光被反射构件14阻断，因此能够抑制外部光入射至容器13内，从而能够高效地进行观察。

另外，也可以是，在将试样x收容在作为容器的如培养皿(无盖)那样不具有顶板的容器13中的情况下，如图4所示，在容器13内装入溶液(例如培养基、磷酸缓冲液等)l并将试样x浸泡在溶液内，利用溶液上方的液面使从下向上透过了底面13b的照明光反射。在将试样x收容在具有顶板2a的容器2中的情况下，也可以在容器2内装入溶液(例如培养基、磷酸缓冲液等)l并将试样x浸泡在溶液内。

另外，在本实施方式中，如图5所示，也可以在顶板2a的上方具备遮光构件15，该遮光构件15由阻断光的材质形成。

通过这样，来自外部的外部光被遮光构件15阻断，因此能够抑制外部光从顶板2a入射至容器2内，从而能够高效地进行观察。

另外，在本实施方式中，作为光源部5，例示了将照明光用的led光源7a、准直透镜8a以及扩散板9以沿着玻璃板3a的方式大致水平地进行配置的例子，但是取而代之地，也可以如图6所示，照明光用的led光源7a、准直透镜8a以及扩散板9也朝向光轴s倾斜地配置。

通过这样，能够抑制从照明光用的led光源7a发出的照明光的损失，从而能够高效地向试样x照射照明光。

另外，在本实施方式中，作为光源部5，例示了具备准直透镜8a(或会聚透镜8b)和扩散板9的例子，但是也可以不具备准直透镜8a(或会聚透镜8b)和扩散板9。另外，准直透镜8a(或会聚透镜8b)和扩散板9的配置也可以反过来。

另外，在本实施方式中，设为照明光用的led光源7a和激励光用的led光源7b射出波长不同的照明光和激励光，但是取而代之地，也可以使用产生宽频带的光的共通的led光源(光源)7c，在激励光用的led光源7c中，如图7所示那样配置用于从自led光源7c发出的光中截取窄频带的激励光的激励滤波器12。

另外，在本实施方式中，例示了从在物镜4的径向外侧排列的激励光用的led光源7b射出激励光的情况，但是取而代之地，也可以如图8所示那样，使从激励光用的led光源7b发出的激励光被分光镜16偏转后从物镜4的下方向物镜4入射，使经由物镜4会聚后的激励光从下方照射至试样x。由此，在试样x中产生的荧光的被物镜4会聚并透过了分光镜16和屏障滤波器10的部分由摄像元件11进行拍摄。

通过这样，能够由物镜4向试样x落射式照明强度高的激励光，来观察试样x的明亮的荧光像。

另外，也可以在激励光用的led光源7b中配置用于截取不同波长的多个激励光的激励滤波器12，将能够使不同波长的荧光透过的多个屏障滤波器10择一地在物镜4与玻璃板3a之间插入和移除。通过使具有不同的波长特性的激励滤波器12择一地点亮，能够切换向试样x照射的激励光的波长。另外，作为插入和移除屏障滤波器10的方法，例如采用滤光轮即可。由此，能够观察不同波长的多个荧光。

在该情况下，例如图9所示，作为屏障滤波器10，采用具有使照明光和荧光透过并阻断激励光的波长特性的带通滤波器即可。

另外，也可以具备图像处理部(省略图示)，该图像处理部将使摄影光切换部(省略图示)工作并使由摄像元件11分别获取到的透射照明图像与荧光图像叠加，该摄影光切换部用于使照明光用的led光源7a和激励光用的led光源7b择一地工作。通过将由图像处理部叠加后的合成图像显示于监视器等显示部(省略图示)，能够同时观察试样x的形状和试样x内部的构造。

另外，对照明光与激励光具有不同的波长的情况进行了说明，但是取而代之地，也可以照射相同波长的照明光和激励光，作为屏障滤波器(检测光切换部)10，能够采用使照明光和荧光择一地透过的结构。

能够采用激光器等光源来代替led光源7a、led光源7b。

另外，在本实施方式中，设为从配置于平台3的下方的led光源7a、7b向上方射出照明光和激励光这两方，但是取而代之地，也可以如图10所示，关于激励光，使利用激励滤波器17从自遮光构件15的上方被光导件等引导过来的光中截取得到的激励光向下方的试样x照射。由此，能够照射强度高的激励光，对在透过试样x的方向上产生的荧光进行拍摄，来观察试样x的明亮的荧光像。

附图标记说明

1：观察装置；2：容器；2a：顶板；4：物镜；5：光源部；6：摄影光学系统；7a：led光源(光源、照明光源部)；7b：led光源(光源、激励光源部)；7c：led光源(光源)；8a：准直透镜(光学元件)；8b：会聚透镜(光学元件)；9：扩散板；10：屏障滤波器(检测光切换部、带通滤波器)；14：反射构件；x：试样。