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公開番号2025016797
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-04
出願番号2024198094,2020160265
出願日2024-11-13,2020-09-24
発明の名称顕微鏡、観察方法、及びプログラム
出願人株式会社ニコン
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類G02B 21/06 20060101AFI20250128BHJP(光学)
要約【課題】試料内で照明面の位置を維持する顕微鏡を提供する。
【解決手段】顕微鏡100は、対物レンズ33を有し、試料9からの検出光30aを受光する検出光学系32と、対物レンズの光軸方向と交差する方向から試料に照明光10aを照射し、照明面10Sを形成する照明光学系12と、試料の光軸方向の位置に関する情報を検出する位置検出部40と、制御部50と、を有し、制御部は、位置検出部による検出結果に基づいて対物レンズと試料を保持するステージ21との少なくとも一方を対物レンズの光軸方向に移動させることにより、検出光学系における対物レンズの焦点位置を試料の所定位置に設定する第1の制御を実行し、対物レンズを光軸方向に移動させたときは、さらに照明光学系に含まれる光学素子を駆動することにより、照明光の照射位置を試料の所定位置に設定する第2の制御を実行する。これにより、試料内の照明面の位置を維持することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
対物レンズを有し、試料からの第１の光を受光する第１光学系と、
前記対物レンズの光軸方向と交差する方向から前記試料に第２の光を照射し、照明面を形成する第２光学系と、
前記試料の前記光軸方向の位置に関する情報を検出する位置検出部と、
制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記位置検出部による検出結果に基づいて前記対物レンズと前記試料を保持するステージとの少なくとも一方を前記光軸方向に移動させることにより、前記第１光学系における前記対物レンズの焦点位置を前記試料の所定位置に設定する第１の制御を実行し、
前記対物レンズを光軸方向に移動させたときは、さらに前記第２光学系を制御することにより、前記照明面を前記試料の所定位置に設定する第２の制御を実行する、
顕微鏡。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
対物レンズを有し、試料からの第１の光を受光する第１光学系と、
前記対物レンズの光軸方向と交差する方向から前記試料に第２の光を照射し、照明面を形成する第２光学系と、
制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記試料と前記対物レンズとの前記光軸方向の相対的な位置関係が変化した場合、前記試料の屈折率に基づいて、前記第２光学系を制御して前記照明面の前記光軸方向の位置を調整する、
顕微鏡。
【請求項３】
前記相対的な位置関係の変化は、前記制御部により、前記対物レンズと前記試料を保持するステージとの少なくとも一方を前記光軸方向に駆動させることにより成され、前記対物レンズの駆動量と前記ステージの駆動量との少なくとも一方及び前記試料の屈折率に基づいて、前記照明面の位置の補正量を決定し、該補正量に基づいて前記第２光学系を制御する、請求項２に記載の顕微鏡。
【請求項４】
前記試料の前記光軸方向の位置に関する情報を検出する位置検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記位置検出部の検出結果及び前記試料の屈折率に基づいて前記照明面の位置の補正量を決定し、該補正量に基づいて前記第２光学系を制御する、請求項２に記載の顕微鏡。
【請求項５】
前記制御部は、前記対物レンズと前記試料を保持するステージとの少なくとも一方を前記光軸方向に駆動し、前記試料からの前記第１の光の検出結果に基づいて、前記照明面の前記光軸方向の位置を調整し、
前記対物レンズの駆動量と前記ステージの駆動量との少なくとの一方及び前記照明面の調整量に基づいて、前記試料の屈折率を決定する屈折率決定部をさらに備える、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の顕微鏡。
【請求項６】
前記位置検出部は、オフセット光学系を含み、前記試料を支持する支持部材の所定位置に第３の光を集光する第３光学系と、前記支持部材の所定位置で反射した前記第３の光を検出する検出部とを有する、請求項１又は４に記載の顕微鏡。
【請求項７】
前記第２光学系は、前記制御部に制御されることにより、前記照明面を設定または調整する部材を有する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の顕微鏡。
【請求項８】
前記オフセット光学系を移動させることにより、前記対物レンズの焦点位置を前記試料の所定位置とは異なる位置に移動させ、
前記第２光学系に含まれる光学素子を駆動することにより、前記照明面を前記異なる位置に設定する制御を実行する、
請求項６に記載の顕微鏡。
【請求項９】
対物レンズを有し、試料からの第１の光を受光する第１光学系と、
前記対物レンズの光軸方向と交差する方向から前記試料に第２の光を照射し、照明面を形成する第２光学系と、
前記対物レンズと前記試料を保持するステージとの少なくとも一方を前記光軸方向に駆動し、前記試料からの前記第１の光の検出結果に基づいて、前記照明面の前記光軸方向の位置を調整する制御部と、
前記対物レンズの駆動量と前記ステージの駆動量との少なくとの一方及び前記照明面の調整量に基づいて、前記試料の屈折率を決定する屈折率決定部と
を備える顕微鏡。
【請求項１０】
対物レンズを有する第１光学系を介して、試料からの第１の光を受光する段階と、
前記対物レンズの光軸方向と交差する方向から第２光学系を介して前記試料に第２の光を照射し、照明面を形成する段階と、
前記試料の前記光軸方向の位置に関する情報を検出する段階と、
前記試料の前記光軸方向の位置に関する情報の検出結果に基づいて前記対物レンズと前記試料を保持するステージとの少なくとも一方を前記光軸方向に移動させることにより、前記第１光学系における前記対物レンズの焦点位置を前記試料の所定位置に設定する第１の制御を実行する段階と、
前記対物レンズを光軸方向に移動させたときは、さらに前記第２光学系を制御することにより、前記照明面を前記試料の所定位置に設定する第２の制御を実行する段階と、
を備える観察方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡、観察方法、屈折率決定方法、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
シート状の励起光（照明光とも呼ぶ）を側方から試料に入れ、試料から上方又は下方に出射する光（検出光とも呼ぶ）を検出することで試料の光学断面像を生成する光シート顕微鏡が知られている（例えば、非特許文献１参照）。光シート顕微鏡では、照明光を試料に導く光学系と検出光を検出装置に導く光学系とが独立していることから、照明光と検出光とを独立に制御する必要がある。
非特許文献１ K. Greger, J. Swoger, E.H.K. Stelzer, "Basic building units and properties of a fluorescence single plane illumination microscope," Rev. Sci. Instrum. 2007 Feb, 78(2), 023705
【発明の概要】
【０００３】
本発明の第１の態様においては、対物レンズを有し、試料からの第１の光を受光する第１光学系と、対物レンズの光軸方向と交差する方向から試料に第２の光を照射し、照明面を形成する第２光学系と、試料の光軸方向の位置に関する情報を検出する位置検出部と、制御部と、を有し、制御部は、位置検出部による検出結果に基づいて対物レンズと試料を保持するステージとの少なくとも一方を光軸方向に移動させることにより、第１光学系における対物レンズの焦点位置を試料の所定位置に設定する第１の制御を実行し、対物レンズを光軸方向に移動させたときは、さらに第２光学系を制御することにより、照明面を試料の所定位置に設定する第２の制御を実行する、顕微鏡が提供される。
【０００４】
本発明の第２の態様においては、対物レンズを有し、試料からの第１の光を受光する第１光学系と、対物レンズの光軸方向と交差する方向から試料に第２の光を照射し、照明面を形成する第２光学系と、制御部と、を有し、制御部は、試料と対物レンズとの光軸方向の相対的な位置関係が変化した場合、試料の屈折率に基づいて、第２光学系を制御して照明面の光軸方向の位置を調整する、顕微鏡が提供される。
【０００５】
本発明の第３の態様においては、対物レンズを有し、試料からの第１の光を受光する第１光学系と、対物レンズの光軸方向と交差する方向から試料に第２の光を照射し、照明面を形成する第２光学系と、対物レンズと試料を保持するステージとの少なくとも一方を光軸方向に駆動し、試料からの第１の光の検出結果に基づいて、照明面の光軸方向の位置を調整する制御部と、対物レンズの駆動量とステージの駆動量との少なくとも一方及び照明面の調整量に基づいて、試料の屈折率を決定する屈折率決定部とを備える顕微鏡が提供される。
【０００６】
本発明の第４の態様においては、対物レンズを有する第１光学系を介して、試料からの第１の光を受光する段階と、対物レンズの光軸方向と交差する方向から第２光学系を介して試料に第２の光を照射し、照明面を形成する段階と、試料の光軸方向の位置に関する情報を検出する段階と、試料の光軸方向の位置に関する情報の検出結果に基づいて対物レンズと試料を保持するステージとの少なくとも一方を光軸方向に移動させることにより、第１光学系における対物レンズの焦点位置を試料の所定位置に設定する第１の制御を実行する段階と、対物レンズを光軸方向に移動させたときは、さらに第２光学系を制御することにより、照明面を試料の所定位置に設定する第２の制御を実行する段階と、を備える観察方法が提供される。
【０００７】
本発明の第５の態様においては、コンピュータに、対物レンズを有する第１光学系を介して、試料からの第１の光を受光する手順と、対物レンズの光軸方向と交差する方向から第２光学系を介して試料に第２の光を照射し、照明面を形成する手順と、試料の光軸方向の位置に関する情報を検出する手順と、試料の光軸方向の位置に関する情報の検出結果に基づいて対物レンズと試料を保持するステージとの少なくとも一方を光軸方向に移動させることにより、第１光学系における対物レンズの焦点位置を試料の所定位置に設定する第１の制御を実行する手順と、対物レンズを光軸方向に移動させたときは、さらに第２光学系を制御することにより、照明面を試料の所定位置に設定する第２の制御を実行する手順と、を実行させるプログラムが提供される。
【０００８】
本発明の第６の態様においては、対物レンズを有する第１光学系を介して、試料からの第１の光を受光する段階と、対物レンズの光軸方向と交差する方向から第２光学系を介して試料に第２の光を照射し、照明面を形成する段階と、試料と対物レンズとの光軸方向の相対的な位置関係が変化した場合、試料の屈折率に基づいて、第２光学系を制御して照明面の前記光軸方向の位置を調整する段階と、を備える観察方法が提供される。
【０００９】
本発明の第７の態様においては、コンピュータに、対物レンズを有する第１光学系を介して、試料からの第１の光を受光する手順と、対物レンズの光軸方向と交差する方向から第２光学系を介して試料に第２の光を照射し、照明面を形成する手順と、試料と対物レンズとの光軸方向の相対的な位置関係が変化した場合、試料の屈折率に基づいて、第２光学系を制御して照明面の光軸方向の位置を調整する手順と、を実行させるプログラムが提供される。
【００１０】
本発明の第８の態様においては、対物レンズを有する第１光学系を介して試料からの第１の光を受光する段階と、対物レンズの光軸方向と交差する方向から第２光学系を介して試料に第２の光を照射し、照明面を形成する段階と、対物レンズと試料を保持するステージとの少なくとも一方を光軸方向に駆動し、試料からの第１の光の検出結果に基づいて、照明面の光軸方向の位置を調整する段階と、対物レンズの駆動量とステージの駆動量との少なくとの一方及び照明面の調整量に基づいて、試料の屈折率を決定する段階と、を備える屈折率決定方法が提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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