JP2000097858A - Scanning type confocal microscope - Google Patents

Scanning type confocal microscope

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JP2000097858A
JP2000097858A JP10268339A JP26833998A JP2000097858A JP 2000097858 A JP2000097858 A JP 2000097858A JP 10268339 A JP10268339 A JP 10268339A JP 26833998 A JP26833998 A JP 26833998A JP 2000097858 A JP2000097858 A JP 2000097858A
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Japan
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light
fluorescence
optical system
sample
confocal
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JP10268339A
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Senkan Abe
千幹 阿部
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire a multi-chromatic fluorescent image requiring no optical regulation of high precision. SOLUTION: This microscope has a light source to emit excited light of at least one single wave length, an optical system for converging the excited light on a sample to irradiate the sample, a scanning means for scanning two- dimensionally a condensed point of the excited light, a confocal optical system 40, an optical system for introducing fluorescence from the sample to it, a spectroscopic means 41, and a fluorescence detecting optical system. The confocal optical system 40 includes a lens for converging the fluorescence, a confocal diaphragm having a positional relation conjugated all the time with the condensed point of the excited light inside the sample, and a lens for collimating the transmitted fluorescence. The spectroscopic means 41 comprises preferably a prism. The fluorescence detecting optical system has a diffusion mirror 42 for diffusing lights separated into it spectral components, plural converging lenses 46, 50, 54 for converging the light reflected by the mirror 42, and detectors 47, 51, 55 paired with the lenses 46, 50, 54.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、医学・生物学研究
や各種工業計測に用いられる特に複数の蛍光を同時に検
出する走査型共焦点顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning confocal microscope used for medical / biological research and various industrial measurements, and particularly for simultaneously detecting a plurality of fluorescences.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、特定の波長の光を試料に照射し、
その波長により励起された試料からの蛍光を観察する走
査型共焦点顕微鏡が良く知られている。特に生物医学研
究においては、細胞の形態観察や生理現象の研究におい
て重要な研究道具となってきており、近年広く普及して
きているとともに、顕微鏡の蛍光観察能力の改善および
細胞の部位を染色する新試薬の開発が活発になされてい
る。
2. Description of the Related Art At present, a sample is irradiated with light of a specific wavelength,
Scanning confocal microscopes for observing fluorescence from a sample excited by the wavelength are well known. In biomedical research in particular, it has become an important research tool in observing cell morphology and studying physiological phenomena.In recent years, it has been widely used. The development of reagents is being actively pursued.

【0003】研究の目的に応じて、単一光の蛍光観察の
みならず二色、三色の多重に染色された試料のS/Nの
良い画像を得る事は、ますます重要となってきいる。現
在ひろく普及してきている走査型顕微鏡では、多重染色
時の蛍光検出は、波長依存性のあるフィルターを複数枚
用いて行なわれている。この手法では、観察波長に応じ
たフィルターを数多く揃える必要があり、これからも新
たに開発される蛍光試薬の分光特性に応じたフィルター
を次々に準備しなければならない。
[0003] Depending on the purpose of the research, it has become increasingly important to obtain not only single-light fluorescence observation but also images with good S / N of two-color and three-color multi-stained samples. . In a scanning microscope that has become widespread at present, fluorescence detection during multiple staining is performed using a plurality of wavelength-dependent filters. In this method, it is necessary to prepare a large number of filters according to the observation wavelength, and it is necessary to prepare filters one after another in accordance with the spectral characteristics of a newly developed fluorescent reagent.

【0004】こうした不便を解消する手法として、波長
依存性のあるフィルターを用いずに、光学的な分光を利
用して蛍光観察する手法が提案されており、特開平8−
43739号や特表平9−502269号にそうした例
が開示されている。
As a method of solving such inconvenience, a method of observing fluorescence using optical spectrum without using a filter having a wavelength dependency has been proposed.
Such examples are disclosed in Japanese Patent No. 43737 and Japanese Patent Publication No. 9-502269.

【0005】図4は特開平8−43739号に開示され
た装置構成を示している。レーザ光源1,20から射出
されたレーザ光は、ビームエクスパンダ2,2、ダイク
ロイックミラー22、レーザラインフィルタ3、ダイク
ロイックミラー4を経た後、X−Y走査系5、瞳投影レ
ンズ6、顕微鏡7を順次介して、試料19に照射され
る。試料19からの蛍光は、顕微鏡7、瞳投影レンズ
6、X−Y走査系5を経た後、ダイクロイックミラー4
によってレーザ光と分離され、共焦点光学系8に導かれ
る。共焦点光学系8のピンホールを通過した蛍光は、グ
レーティング9によって、その波長に応じた角度で偏向
されることにより分光される。分光された各波長の蛍光
は、それぞれ、スリット10,11,12と集光レンズ
16,17,18を通って、光検出器13,14,15
に入射する。各スリット10,11,12は、検出する
蛍光波長に応じて、そのスリット幅が好適に変更され
る。
FIG. 4 shows the configuration of the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-43939. The laser light emitted from the laser light sources 1 and 20 passes through the beam expanders 2 and 2, the dichroic mirror 22, the laser line filter 3, and the dichroic mirror 4, and then passes through the XY scanning system 5, the pupil projection lens 6, and the microscope 7. Are sequentially irradiated to the sample 19. The fluorescence from the sample 19 passes through the microscope 7, the pupil projection lens 6, the XY scanning system 5, and then passes through the dichroic mirror 4.
The laser beam is separated from the laser beam by the laser beam and guided to the confocal optical system 8. The fluorescence that has passed through the pinhole of the confocal optical system 8 is split by the grating 9 by being deflected at an angle corresponding to the wavelength. The separated fluorescence of each wavelength passes through the slits 10, 11, and 12 and the condenser lenses 16, 17, and 18, respectively, and passes through the photodetectors 13, 14, and 15, respectively.
Incident on. The slit width of each of the slits 10, 11, 12 is suitably changed according to the fluorescence wavelength to be detected.

【0006】図5は特表平9−502269号に開示さ
れた装置を部分的に示しており、蛍光を分光し検出する
光学系を示している。この光学系は、蛍光24をその波
長に応じた角度で偏向することにより分光するプリズム
27と、分光された光のうち第一波長域の光29だけを
選択的に通過させ、それ以外は反射する第一絞り28
と、第一絞り28を通過した第一波長域の光29を検出
する第一検出器31と、第一絞り28で反射された光3
0のうち第二波長域の光34だけを選択的に通過させ、
それ以外は反射する第二絞り33と、第二絞り33を通
過した第二波長域の光34を検出する第二検出器32と
を有している。絞り28と33の相対角度および位置は
変更可能となっている。この図には示されていないが、
第二絞り33で反射された光のうち第三波長域の光だけ
を選択的に通過させる第三絞りと、第三絞りを通過した
第三波長の光を検出する第三検出器を更に備えた例も開
示されている。
FIG. 5 partially shows an apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 9-502269, and shows an optical system for spectrally detecting and detecting fluorescence. This optical system includes a prism 27 for splitting the fluorescent light 24 by deflecting the fluorescent light 24 at an angle corresponding to the wavelength, and selectively transmitting only the light 29 in the first wavelength range among the split light, and reflecting the other light. First diaphragm 28
A first detector 31 that detects light 29 in a first wavelength range that has passed through the first stop 28; and a light 3 reflected by the first stop 28.
0, selectively pass only the light 34 in the second wavelength range,
Other than that, it has a second stop 33 that reflects light, and a second detector 32 that detects light 34 in a second wavelength range that has passed through the second stop 33. The relative angle and position of the diaphragms 28 and 33 can be changed. Although not shown in this figure,
It further includes a third stop that selectively allows only light in the third wavelength range among light reflected by the second stop 33, and a third detector that detects light of the third wavelength that has passed through the third stop. Examples are also disclosed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】良く知られているよう
に、グレーティングは光の偏光方向によって分光できる
か否かが決まる。グレーティングによって分光される光
は、特定の偏光方向を持つものだけに限られる。一般
に、試料からの蛍光はランダム偏光であり、このため、
グレーティングによって分光される光は、試料からの蛍
光のごく一部に限られる。従って、前述の特開平8−4
3739号に代表されるように、分光にグレーティング
を用いた装置は、分光効率が悪く、得られる画像は明る
さが不足する傾向にある。
As is well known, whether or not a grating can be split according to the polarization direction of light is determined. Light split by the grating is limited to light having a specific polarization direction. Generally, the fluorescence from the sample is randomly polarized,
Light split by the grating is limited to a small portion of the fluorescence from the sample. Accordingly, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No.
As represented by No. 3739, an apparatus using a grating for spectral separation has poor spectral efficiency, and the obtained image tends to have insufficient brightness.

【0008】また、プリズムによって分光された光の広
がり角は小さく、UV光からIR光までを分光しても、
得られる広がり角は高々5°程度である。このため、前
述の特開平8−43739号に代表されるように、分光
にプリズムを用いた装置では、蛍光検出用の様々な光学
要素は、例えば、絞り28,33や検出器31,32
は、非常に高い位置精度で配置されることが要求され
る。これは、組み立ての際の光学調整を困難にし、生産
性の低下を招くだけでなく、測定精度を低下させる要因
ともなる。
[0008] Further, the spread angle of the light split by the prism is small, and even if the light from UV light to IR light is split,
The obtained spread angle is at most about 5 °. For this reason, as typified by the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-43739, in an apparatus using a prism for spectral separation, various optical elements for detecting fluorescence include, for example, diaphragms 28 and 33 and detectors 31 and 32.
Are required to be arranged with very high positional accuracy. This makes it difficult to perform optical adjustment at the time of assembling, not only lowering the productivity but also lowering the measurement accuracy.

【0009】さらに、特開平8−43739号の装置で
は、複数の検出器の配置は同等でなく、共焦点ピンホー
ルから各検出器までの距離は異なっている。これは、そ
れぞれの検出器に基づいて得られる測定結果の信頼性、
特にそれらの間の相互の評価に対する信頼性を低下させ
る要因となる。
Furthermore, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-43939, the arrangement of a plurality of detectors is not the same, and the distance from the confocal pinhole to each detector is different. This is the reliability of the measurement results obtained based on each detector,
In particular, it becomes a factor that lowers the reliability of mutual evaluation between them.

【0010】本発明は、このような実状を鑑みなされた
もので、その目的は、高い精度の光学調整が要求されな
い、多重染色による蛍光画像を取得し得る走査型共焦点
顕微鏡を提供することである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a scanning confocal microscope capable of acquiring a fluorescent image by multiple staining, which does not require high-precision optical adjustment. is there.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発による走査型共焦点
顕微鏡は、少なくとも1つの単一波長の励起光を射出す
る光源と、励起光を試料に集光して照射する照射手段
と、励起光の集光点を二次元的に走査する走査手段と、
試料で発生した蛍光を検出する蛍光検出手段と、励起光
の集光点と共役な位置に配置された共焦点絞りとを有し
ており、蛍光検出手段は、共焦点絞りを通過した試料か
らの蛍光を波長に応じて偏向して分光する分光手段と、
分光された光を拡散してその開き角を増大させる光拡散
手段と、拡散された光に含まれる異なる波長域の光をそ
れぞれ集光する複数の集光手段と、各集光手段によって
集光された光をそれぞれ検出する複数の光検出手段とを
含んでいる。
A scanning confocal microscope according to the present invention comprises: a light source for emitting at least one excitation light of a single wavelength; an irradiation means for condensing and irradiating the sample with excitation light; Scanning means for two-dimensionally scanning the light converging point;
It has fluorescence detection means for detecting fluorescence generated in the sample, and a confocal stop arranged at a position conjugate with the converging point of the excitation light, and the fluorescence detection means is configured to detect the fluorescence from the sample passing through the confocal stop. Spectroscopic means for deflecting the fluorescence of the light according to the wavelength and separating the light,
A light diffusing means for diffusing the dispersed light to increase its opening angle, a plurality of condensing means for condensing light in different wavelength ranges included in the diffused light, and condensing by each condensing means And a plurality of light detection means for detecting the respective light beams.

【0012】蛍光検出手段は、好適な一例においては、
拡散された光に含まれる光源からの励起光に該当する波
長域の光を遮断する遮光板を更に備えている。また、蛍
光検出手段は、別の好適な一例においては、集光手段に
入射する光を選択的に制限し得る可動式遮光板を更に備
えている。
[0012] In a preferred example, the fluorescence detecting means is:
The light-emitting device further includes a light-shielding plate that blocks light in a wavelength range corresponding to the excitation light from the light source included in the diffused light. Further, in another preferred example, the fluorescence detecting means further includes a movable light shielding plate capable of selectively restricting light incident on the light collecting means.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。 [第一の実施の形態]図1は、第一の実施の形態による
走査型共焦点顕微鏡の一部を示しており、具体的には、
共焦点光学系と分光手段と蛍光検出光学系を示してい
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 shows a part of a scanning confocal microscope according to a first embodiment.
2 shows a confocal optical system, a spectral unit, and a fluorescence detection optical system.

【0014】図1には図示されていないが、走査型共焦
点顕微鏡は、少なくとも1つの単一波長の励起光を射出
し得る光源と、励起光を試料に集光して照射するための
光学系と、励起光の集光点を二次元的に走査する走査手
段と、励起光による励起によって発生した試料からの蛍
光を共焦点光学系40に導く光学系とを含んでいる。
Although not shown in FIG. 1, the scanning confocal microscope includes a light source capable of emitting at least one single-wavelength excitation light, and an optical source for condensing and irradiating the sample with the excitation light. The system includes a system, a scanning unit that two-dimensionally scans the focal point of the excitation light, and an optical system that guides fluorescence from the sample generated by the excitation with the excitation light to the confocal optical system 40.

【0015】光源としては、複数の波長の光を射出し得
るひとつのもので構成されても、単一波長の光を射出し
得る複数のもので構成されても、これらの組み合わせに
よって構成されてよい。
The light source may be constituted by a single light source capable of emitting light of a plurality of wavelengths, or may be constituted by a plurality of light sources capable of emitting light of a single wavelength. Good.

【0016】これらの構成は、通常の走査型共焦点顕微
鏡と同じであり、例えば図4に示した構成をそのまま適
用し得る。図1に示されるように、走査型共焦点顕微鏡
は、共焦点光学系40と分光手段41と蛍光検出光学系
とを更に有している。
These structures are the same as those of a normal scanning confocal microscope, and for example, the structure shown in FIG. 4 can be applied as it is. As shown in FIG. 1, the scanning confocal microscope further includes a confocal optical system 40, a spectral unit 41, and a fluorescence detecting optical system.

【0017】共焦点光学系40は、入射する蛍光を集光
するレンズと、励起光の集光点と常に共役な位置関係に
ある共焦点絞りと、共焦点絞りを通過した蛍光をコリメ
ートするレンズとを含んでいる。
The confocal optical system 40 includes a lens for condensing incident fluorescent light, a confocal stop which is always in a conjugate positional relationship with the converging point of the excitation light, and a lens for collimating the fluorescent light passing through the confocal stop. And

【0018】共焦点絞りは励起光の集光点と常に共役な
位置関係にあるため、その集光点およびその極近傍で発
生した蛍光のみが共焦点光学系40を通過し得る。共焦
点光学系40を通過した蛍光の平行光束43は分光手段
41に入射し、波長に応じた角度で分光される。
Since the confocal stop is always in a conjugate positional relationship with the condensing point of the excitation light, only the fluorescent light generated at the condensing point and its very near position can pass through the confocal optical system 40. The parallel light flux 43 of the fluorescent light that has passed through the confocal optical system 40 is incident on the spectroscopic means 41 and is separated at an angle corresponding to the wavelength.

【0019】分光手段41にはプリズムやグレーティン
グが適用可能であるが、好ましくは損失の少ないプリズ
ムが使用される。このような理由から本実施形態では分
光手段にプリズムを用いている。プリズム41は、好適
には、入射面での反射ロスを少なくするため、光束43
がブリュースター角で入射するように配置される。
Although a prism or a grating can be applied to the spectroscopic means 41, a prism having a small loss is preferably used. For this reason, in the present embodiment, a prism is used for the spectral unit. The prism 41 preferably has a light flux 43 to reduce reflection loss on the incident surface.
Are arranged to enter at a Brewster angle.

【0020】蛍光検出光学系は、分光された光を拡散す
る拡散鏡42と、これで反射された光を集光する複数の
集光レンズ46、50,54と、これらと対を成す検出
器47,51,55とを有している。拡散鏡42は、例
えば、円柱面から成る反射面の一部または全部、あるい
は、球面から成る反射面の一部または全部で構成される
が、これらに限定されるものではない。拡散鏡42は、
プリズム41で分光された光を1次元方向もしくは2次
元方向に広く拡散する機能を持つあらゆる光学要素が適
用可能である。検出器47,51,55は、検出感度等
を考慮して、好ましくは光電子像倍管(PMT)が用い
られる。
The fluorescence detecting optical system includes a diffusing mirror 42 for diffusing the dispersed light, a plurality of condensing lenses 46, 50, and 54 for condensing the light reflected by the light, and a detector paired with these. 47, 51, and 55. The diffusing mirror 42 is constituted by, for example, a part or all of a reflecting surface formed of a cylindrical surface, or a part or all of a reflecting surface formed of a spherical surface, but is not limited thereto. The diffusing mirror 42
Any optical element having a function of widely diffusing the light dispersed by the prism 41 in a one-dimensional direction or a two-dimensional direction can be applied. The detectors 47, 51, 55 preferably use a photomultiplier tube (PMT) in consideration of detection sensitivity and the like.

【0021】プリズム41で分光された光は拡散鏡42
によって広く拡散される。プリズム41によって、短い
波長の光たとえば青色の光は大きく偏光され、長い波長
の光たとえば赤色の光は小さく偏光される。従って、拡
散鏡42で拡散された光においては、図1において、短
い波長の光たとえば青色の光が左側に、長い波長の光た
とえば赤色の光が右側に順にならぶ。
The light split by the prism 41 is diffused by a diffusing mirror 42.
Widely spread by. Short-wavelength light, for example, blue light is highly polarized by the prism 41, and long-wavelength light, for example, red light, is lightly polarized. Accordingly, in the light diffused by the diffusion mirror 42, in FIG. 1, short-wavelength light, for example, blue light is arranged on the left side, and long-wavelength light, for example, red light is arranged on the right side.

【0022】分光された光は、試料からの蛍光とレーザ
光の反射光などを含んでいる。図1は、三種類の波長の
レーザ光で励起された例を示しており、拡散鏡42で拡
散された光は、左から順に波長488nmのレーザ光4
4とこれにより励起された蛍光45たとえばFITC、
波長543nmのレーザ光48とこれにより励起された
蛍光49たとえばRhodamine 、波長633nmのレーザ
光52とこれにより励起された蛍光53たとえばCy5
である。
The split light includes fluorescence from the sample and reflected light of laser light. FIG. 1 shows an example in which the laser light having three wavelengths is excited by the laser light.
4 and the fluorescence 45 excited thereby, for example FITC,
A laser beam 48 having a wavelength of 543 nm and fluorescence 49 excited thereby, such as Rhodamine, a laser beam 52 having a wavelength of 633 nm, and fluorescence 53 excited thereby, such as Cy5
It is.

【0023】各集光レンズ46,50,54は、それぞ
れ、蛍光45,49,53の光路上に配置されており、
各集光レンズ46,50,54の集光位置には、それぞ
れ、光電子像倍管47,51,55が配置されている。
集光レンズ46,50,54は、それぞれ、好ましくは
多くの蛍光45,49,53を受けながらも、レーザ光
44,48,52が入射しないように、その大きさと位
置が選ばれる。また、光束43の太さと、プリズム41
と拡散鏡42の間隔は、各波長の光が十分に分離される
ように決められている。
The condenser lenses 46, 50 and 54 are arranged on the optical paths of the fluorescent light 45, 49 and 53, respectively.
Photoelectron image tubes 47, 51, and 55 are disposed at the light condensing positions of the condenser lenses 46, 50, and 54, respectively.
The size and position of the condenser lenses 46, 50, 54 are selected such that the laser beams 44, 48, 52 do not enter while preferably receiving a large amount of fluorescence 45, 49, 53, respectively. The thickness of the light beam 43 and the prism 41
The distance between the light source and the diffusion mirror 42 is determined so that light of each wavelength is sufficiently separated.

【0024】本実施形態によれば、プリズム41で分光
された光は、拡散鏡42によって拡散されるため、その
広がり角が拡大される。従って、集光レンズ46,5
0,54や検出器47,51,55に要求される位置精
度は、拡散鏡42の無い構成に比べて低くなる。これに
より、組み立てが容易になり、生産性が向上する。これ
は、言い換えれば、装置の製造コストの低減を助ける。
According to the present embodiment, since the light split by the prism 41 is diffused by the diffusion mirror 42, the spread angle is enlarged. Therefore, the condenser lenses 46 and 5
The positional accuracy required for the detectors 0, 54 and the detectors 47, 51, 55 is lower than the configuration without the diffusion mirror 42. This facilitates assembling and improves productivity. This in turn helps to reduce the manufacturing costs of the device.

【0025】また、レーザ光44,48,52と蛍光4
5,49,53の分離性が向上するため、両者の重なり
が殆ど無いS/Nの高い良質な画像を得ることができ
る。さらに、検出器47,51,55は共に共焦点光学
系40のピンホールから等距離にあるため、それぞれの
検出器47,51,55を介して得られる画像は均質と
なる。これは、それぞれの画像を相互に比較検討し評価
する際に、信頼性の高い情報源となって好ましい。
The laser beams 44, 48, 52 and the fluorescent light 4
Since the separability of 5, 49, and 53 is improved, a high-quality image with a high S / N and little overlap between them can be obtained. Further, since the detectors 47, 51 and 55 are all equidistant from the pinhole of the confocal optical system 40, the images obtained through the respective detectors 47, 51 and 55 are homogeneous. This is preferable as a reliable information source when comparing and evaluating the respective images with each other.

【0026】[第二の実施の形態]図2は、第二の実施
の形態による走査型共焦点顕微鏡の一部を示しており、
具体的には、共焦点光学系と分光手段と蛍光検出光学系
を示している。図中、第一の実施の形態で既に説明した
部材と同等の部材は、同一の参照符号で示し、その詳し
い説明は、記載の重複を避け、続く記述では省略する。
[Second Embodiment] FIG. 2 shows a part of a scanning confocal microscope according to a second embodiment.
More specifically, a confocal optical system, a spectral unit, and a fluorescence detection optical system are shown. In the drawing, members equivalent to those already described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted to avoid duplication of description and will be omitted in the following description.

【0027】本実施形態では、集光レンズ46,50,
54の手前に、不所望なレーザ光44,48,52を遮
光する遮光板56,57,58が設けられている。これ
以外の構成は第一の実施の形態と同じである。
In this embodiment, the condenser lenses 46, 50,
A light shielding plate 56, 57, 58 for shielding unwanted laser light 44, 48, 52 is provided before 54. The other configuration is the same as that of the first embodiment.

【0028】本実施形態によれば、レーザ光44,4
8,52を遮光する遮光板56,57,58を備えてい
るため、レーザ光44,48,52が迷光となって蛍光
45,49,53に重なることが防止され、さらにS/
Nの良い画像を得ることができる。
According to this embodiment, the laser beams 44, 4
Since the light-shielding plates 56, 57, 58 for shielding the light beams 8, 52 are provided, the laser beams 44, 48, 52 are prevented from becoming stray light and overlapping the fluorescent light beams 45, 49, 53.
Images with good N can be obtained.

【0029】[第三の実施の形態]図3は、第三の実施
の形態による走査型共焦点顕微鏡の一部を示しており、
具体的には、共焦点光学系と分光手段と蛍光検出光学系
を示している。図中、第一の実施の形態で既に説明した
部材と同等の部材は、同一の参照符号で示し、その詳し
い説明は、記載の重複を避け、続く記述では省略する。
[Third Embodiment] FIG. 3 shows a part of a scanning confocal microscope according to a third embodiment.
More specifically, a confocal optical system, a spectral unit, and a fluorescence detection optical system are shown. In the drawing, members equivalent to those already described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted to avoid duplication of description and will be omitted in the following description.

【0030】本実施形態では、集光レンズ46,50,
54の手前に、これに入射する蛍光45,49,53を
選択的に制限し得る可動式遮光板60,61,62が設
けられている。これ以外の構成は第一の実施の形態と同
じである。
In this embodiment, the condenser lenses 46, 50,
In front of 54, movable light shielding plates 60, 61, 62 capable of selectively restricting fluorescent light 45, 49, 53 incident thereon are provided. The other configuration is the same as that of the first embodiment.

【0031】本実施形態によれば、可動式遮光板60,
61,62の開口を狭めて、検出器47,51,55に
入射する蛍光45,49,53からレーザ光44,4
8,52との重なりが懸念される成分を排除すること
で、S/Nの良い画像を取得し、また、可動式遮光板6
0,61,62の開口を広げて、多くの蛍光45,4
9,53を検出器47,51,55に入射させること
で、コントラストの高い画像を取得するることができ
る。
According to the present embodiment, the movable light shielding plate 60,
The apertures of 61 and 62 are narrowed, and the laser beams 44 and 4 from the fluorescences 45, 49 and 53 incident on the detectors 47, 51 and 55
Eliminating the components that may cause overlap with the light shielding plates 8 and 52 obtains an image with a good S / N ratio.
The aperture of 0,61,62 is widened to increase the amount of fluorescence 45,4.
By making the light beams 9, 53 incident on the detectors 47, 51, 55, an image with high contrast can be obtained.

【0032】上述した実施の形態では、三種類の波長の
レーザ光で試料を励起する構成について述べたが、レー
ザ光の種類の数はこれに限らない。本発明は、上述した
実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。
In the above-described embodiment, the configuration in which the sample is excited by the laser beams of three types of wavelengths has been described, but the number of types of the laser beams is not limited to this. The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes all implementations that do not depart from the gist of the invention.

【0033】従って、本実施の形態における走査型共焦
点顕微鏡について、以下のことが言える。 1. 少なくとも1つの単一波長のレーザ光を走査して
試料に照射するレーザ光源と、前記試料からの光を検出
する検出手段と、前記試料からの光を結像する結像手段
と、この結像手段の焦点位置に置かれた共焦点絞りと、
共焦点絞りを通過した光を波長毎に分ける少なくとも一
つの分光手段と、前記分光された光を拡散するための光
拡散手段と、前記拡散された光を集光させる光集光手段
と、前記集光された光を検出する光検出手段と、を具備
した事を特徴とする走査型共焦点顕微鏡。 2. 前記拡散された光に含まれる前記レーザ光源に該
当する波長を遮断する遮光板を備えた事を特徴とする上
記第1項に記載の走査型共焦点顕微鏡。 3. 前記拡散された光を可動式遮光板により選択検出
する事を特徴とする上記第1項に記載の走査型共焦点顕
微鏡。 4. 前記拡散された光から前記レーザ光源に該当する
波長を遮断する遮光板と、前記分光された光を選択検出
できるような可動式遮光板とを設けた事を特徴とする上
記第1項に記載の走査型共焦点顕微鏡。 5. 前記集光手段と検出手段とを検出する波長域にあ
わせて可動式とする事を特徴とする上記第1項ないし第
3項のいずれか一項に記載の走査型共焦点顕微鏡。
Therefore, the following can be said about the scanning confocal microscope in the present embodiment. 1. A laser light source that scans at least one laser beam of a single wavelength and irradiates the sample with light, a detecting unit that detects light from the sample, an image forming unit that images light from the sample, and an image forming unit A confocal stop located at the focal position of the means;
At least one spectroscopic unit that divides the light that has passed through the confocal stop for each wavelength, a light diffusing unit for diffusing the split light, a light condensing unit that condenses the diffused light, A scanning confocal microscope, comprising: a light detecting means for detecting condensed light. 2. 2. The scanning confocal microscope according to claim 1, further comprising a light-shielding plate for blocking a wavelength corresponding to the laser light source included in the diffused light. 3. 2. The scanning confocal microscope according to claim 1, wherein the diffused light is selectively detected by a movable light shielding plate. 4. The light shielding plate according to claim 1, wherein a light shielding plate for blocking a wavelength corresponding to the laser light source from the diffused light and a movable light shielding plate for selectively detecting the separated light are provided. Scanning confocal microscope. 5. The scanning confocal microscope according to any one of claims 1 to 3, wherein the converging means and the detecting means are movable in accordance with a wavelength range to be detected.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、高い精度の光学調整が
要求されない、多重染色による蛍光画像を取得し得る走
査型共焦点顕微鏡が提供される。この走査型共焦点顕微
鏡は、高い精度の光学調整を必要としないため、一方に
おいては、安価に製造することを可能にし、他方におい
ては、S/Nの良い蛍光画像を取得することを可能にす
る。
According to the present invention, there is provided a scanning confocal microscope which does not require high-precision optical adjustment and can obtain a fluorescent image by multiple staining. Since this scanning confocal microscope does not require high-precision optical adjustment, on the one hand, it is possible to manufacture it at low cost, and on the other hand, it is possible to acquire a fluorescent image with a good S / N. I do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第一の実施の形態による走査型共焦点顕微鏡の
一部を示しており、具体的には、共焦点光学系と分光手
段と蛍光検出光学系を示している。
FIG. 1 shows a part of a scanning confocal microscope according to a first embodiment, and specifically shows a confocal optical system, a spectral unit, and a fluorescence detecting optical system.

【図2】第二の実施の形態による走査型共焦点顕微鏡の
一部を示しており、具体的には、共焦点光学系と分光手
段と蛍光検出光学系を示している。
FIG. 2 illustrates a part of a scanning confocal microscope according to a second embodiment, and specifically illustrates a confocal optical system, a spectral unit, and a fluorescence detection optical system.

【図3】第三の実施の形態による走査型共焦点顕微鏡の
一部を示しており、具体的には、共焦点光学系と分光手
段と蛍光検出光学系を示している。
FIG. 3 shows a part of a scanning confocal microscope according to a third embodiment, and specifically shows a confocal optical system, a spectral unit, and a fluorescence detecting optical system.

【図4】多重染色による蛍光画像を取得し得る走査型共
焦点顕微鏡の一従来例の装置構成を示している。
FIG. 4 shows a device configuration of a conventional example of a scanning confocal microscope capable of acquiring a fluorescent image by multiple staining.

【図5】多重染色による蛍光画像を取得し得る走査型共
焦点顕微鏡の別の従来例における分光部と蛍光検出部を
示している。
FIG. 5 shows a spectroscopic section and a fluorescence detecting section in another conventional example of a scanning confocal microscope capable of acquiring a fluorescent image by multiple staining.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

40 共焦点光学系40 41 分光手段 42 拡散鏡 46、50,54 集光レンズ 47,51,55 検出器 Reference Signs List 40 confocal optical system 40 41 spectral means 42 diffusing mirror 46, 50, 54 condensing lens 47, 51, 55 detector

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1つの単一波長の励起光を射
出する光源と、 励起光を試料に集光して照射する照射手段と、 励起光の集光点を二次元的に走査する走査手段と、 試料で発生した蛍光を検出する蛍光検出手段と、 励起光の集光点と共役な位置に配置された共焦点絞りと
を有しており、 蛍光検出手段は、 共焦点絞りを通過した試料からの蛍光を波長に応じて偏
向して分光する分光手段と、 分光された光を拡散してその開き角を増大させる光拡散
手段と、 拡散された光に含まれる異なる波長域の光をそれぞれ集
光する複数の集光手段と、 各集光手段によって集光された光をそれぞれ検出する複
数の光検出手段とを含んでいる、走査型共焦点顕微鏡。
1. A light source that emits at least one excitation light of a single wavelength, an irradiation unit that collects and irradiates the excitation light onto a sample, and a scanning unit that two-dimensionally scans a focal point of the excitation light. And a confocal stop arranged at a position conjugate to the converging point of the excitation light. The fluorescence detecting means passes through the confocal stop. A spectroscopic means for deflecting the fluorescence from the sample according to the wavelength and dispersing the light, a light diffusing means for diffusing the dispersed light and increasing its opening angle, and a light of a different wavelength range included in the diffused light. A scanning confocal microscope comprising: a plurality of light condensing means for condensing light; and a plurality of light detecting means for detecting light condensed by each light condensing means.
【請求項2】 蛍光検出手段は、拡散された光に含まれ
る光源からの励起光に該当する波長域の光を遮断する遮
光板を更に備えている、請求項1に記載の走査型共焦点
顕微鏡。
2. The scanning confocal according to claim 1, wherein the fluorescence detecting means further comprises a light shielding plate for blocking light in a wavelength range corresponding to excitation light from a light source included in the diffused light. microscope.
【請求項3】 蛍光検出手段は、集光手段に入射する光
を選択的に制限し得る可動式遮光板を更に備えている、
請求項1に記載の走査型共焦点顕微鏡。
3. The fluorescence detecting means further comprises a movable light shielding plate capable of selectively restricting light incident on the light collecting means.
The scanning confocal microscope according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002530716A (en) * 1998-11-19 2002-09-17 メディカル リサーチ カウンシル Scanning confocal optical microscope system

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JP2002530716A (en) * 1998-11-19 2002-09-17 メディカル リサーチ カウンシル Scanning confocal optical microscope system

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