JP2004054108A - 光路分割光学素子とこれを用いた顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の異なる波長の光を同時に観測可能とする、光路分割光学素子とこれを備えた顕微鏡を提供すること。
【解決手段】くさび形状を有する複数個の光学素子３１，３２からなる光路分割光学素子１３であって、
前記光路分割素子１３の複数のくさび面のうち少なくとも１面がダイクロイックミラーＤＭ１で形成され、
前記光路分割光学素子１３の入射光側から最初の光路分割面に前記ダイクロイックミラーＤＭ１が配置されて、複数の異なる波長の光を、それぞれ異なる光路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に分割すること。
【選択図】 図２
【解決手段】くさび形状を有する複数個の光学素子３１，３２からなる光路分割光学素子１３であって、
前記光路分割素子１３の複数のくさび面のうち少なくとも１面がダイクロイックミラーＤＭ１で形成され、
前記光路分割光学素子１３の入射光側から最初の光路分割面に前記ダイクロイックミラーＤＭ１が配置されて、複数の異なる波長の光を、それぞれ異なる光路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に分割すること。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入射光の光路を分割して射出する光路分割光学素子とこれを備えた顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、波長の異なる２つの画像を１台のカメラの撮像素子上に投影する蛍光顕微鏡の光学系が、アプライド・フィジックス ２０００年１２月号開示されている（「Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｄｕａｌ−ｃｏｌｏｒ ａｎｄ ｄｕａｌ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｍａｇｉｎｇ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ」 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ １１ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０００， Ｖｏｌ． ７７， Ｎｏ． ２４， Ｐ．４０５２−４０５４）。
【０００３】
上記光学系は、標本を落射照明する無限遠光学系の対物レンズと、無限遠光学系対物レンズの平行光束中に配置したウオラストン・プリズム（偏光プリズム）とくさび形のダイクロイックミラー（光路分割光学素子）とから構成されている。標本からの反射光（蛍光）は、くさび形のダイクロイックミラーに入射する。くさび形のダイクロイックミラーは、表面と裏面とが一定の角度を有しているため、異なる波長の２つの光はダイクロイックミラーの表面と裏面によってそれぞれ反射され、別々の光路を通り結像レンズによってカメラの撮像素子（例えばＣＣＤ）上に同時に結像され、モニター上の同一画面で観察できるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、様々な蛍光試薬の開発、対物レンズの透過率の向上により、微弱な蛍光の検出が可能となり、加えて、複数の波長の蛍光画像を同時に観察することが行われるようになっている。例えば、１つの波長で標本を照射し、２つ以上の異なる波長の蛍光画像を検出し、さらに蛍光強度変化の校正のため標準蛍光色素を加え蛍光強度を検出ことも必要になっている。また、標本の形態画像を蛍光画像と合わせて同時に観察するなどの要請がある。
【０００５】
しかしながら、上記の開示例では、複数の異なる波長の光を任意の表示形態で観察することができない。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、複数の異なる波長の光を同時に観察可能とする、光路分割光学素子とこれを備えた顕微鏡を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、くさび形状を有する複数個の光学素子からなる光路分割光学素子であって、
前記光路分割素子の複数のくさび面のうち少なくとも１面がダイクロイックミラーで形成され、
前記光路分割光学素子の入射光側から最初の光路分割面に前記ダイクロイックミラーが配置されて、複数の異なる波長の光を、それぞれ異なる光路に分割することを特徴とする光路分割光学素子を提供する。
【０００８】
また、本発明の光路分割光学素子では、前記光路分割光学素子は、基準のくさび形のダイクロイックミラーと、前基準のくさび形のダイクロイックミラーの面の法線を軸として、くさび方向を回転して配置された少なくとも１つのくさび形のダイクロイックミラーと、から形成されていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の光路分割光学素子では、前記光路分割光学素子は、両面または片面にダイクロイックミラーが形成された２個以上の前記くさび形のダイクロイックミラーを接着して形成されていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明では、光源と、照明光学系と、前記照明光学系により照明された標本からの光を集光する対物レンズ系を有する顕微鏡において、
前記対物レンズ系からの光を入射する位置に光路分割光学素子を備え、前記光路分割光学素子で分割された複数の異なる波長の光を同一撮像装置の異なる位置に結像する結像光学系を備え、前記複数の異なる波長の光を同時に観察可能にすることを特徴とする前記光路分割光学素子を用いた顕微鏡を提供する。
【００１１】
また、本発明の顕微鏡では、前記照明光学系の光路中に角形絞りを配置することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の顕微鏡では、前記角形絞りは、前記照明光学系の光軸に略垂直な平面上で、回転および平行移動可能であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の顕微鏡では、前記角形絞りは、該角形絞りの少なくとも縦または横の長さを可変できることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の顕微鏡では、前記結像光学系の結像レンズは、焦点距離が可変できることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態にかかる顕微鏡を示し、図２は本発明にかかる第１実施の形態の光路分割光学素子を有する顕微鏡光学系の概略構成図を示し、図３、図４は第１実施の形態にかかる光路分割光学素子の作用を説明する説明図を示し、図５は本発明の第２実施の形態にかかる光路分割光学素子の概略構成図を示し、図６は本発明の第３の実施の形態にかかる光路分割光学素子の概略構成図を示し、図７は本発明の顕微鏡に用いられる角形絞りの概略構成図を示す。
【００１７】
図１において、顕微鏡１は透過照明部２によってステージ４に支持された標本３を照明し、標本３からの光は回転式のレボルバ６に配置された対物レンズ５で集光され、不図示の光学系を介して接眼レンズ８で標本の像が観察される。対物レンズ５の焦点合わせは、上下ノブ７によって行われる。
【００１８】
また、顕微鏡１には落射照明光学系９が設けられ、ランプ光源１０からの照明光は角形絞り部１１を通過して所定の波長で標本３を照明するためのダイクロイックミラー１２に入射する。ダイクロイックミラー１２によって反射された所定の波長の光（励起光）は、対物レンズ５により標本３に照射される。
【００１９】
標本３からの光（蛍光）は、対物レンズ５により集光され、ダイクロイックミラー１２を通過して、光路分割光学素子１３に入射し、該光路分割光学素子１３によって異なる波長の少なくとも３つの光路に分割されて、結像レンズ１４に入射し、撮像装置１５（例えば、ＣＣＤ素子等）に前記分割された少なくとも３つの像として同一の画面に結像され不図示のモニター等に表示される。このように構成することによって、顕微鏡１は蛍光顕微鏡として用いられる。
【００２０】
接眼レンズ８を用いて観察する場合は、光路分割光学素子１３を光軸から外すことによって、不図示の光学系に対物レンズ５からの光を接眼レンズ８側に導くことで可能となる。
【００２１】
なお、光路分割光学素子部１３の中に、後述のミラーを形成しない部分を設けて、接眼レンズ８で標本３を観察するようにしても良い。
【００２２】
（第１実施の形態）
図２は、本発明の第１実施の形態にかかる光路分割光学素子を有する顕微鏡光学系の概略構成図を示す。
【００２３】
図２は、３つの異なる波長の光（例えば、波長λ１、波長λ２、波長λ３と記す）の像を同一画面で観察可能にする実施の形態を示している。
【００２４】
図２において、ランプ光源１０からの光は、コレクタレンズ２２で略平行光にされ、平行光にされた光は、光路内に配置された角形絞り部１１（視野絞り）で標本３への照明光の視野が制限され、フィールドレンズ２４を通過後、励起フィルタ２５で所定の波長成分が取り出され、光軸に対して４５度に配置されたダイクロイックミラー１２で反射されて、対物レンズ５に入射し、標本３に照射される。
【００２５】
標本３からの光（蛍光）は、対物レンズ５で集光され、ダイクロイックミラー１２を通過し、バリアフィルタ２９（または、エミッションフィルタ）によって観察する波長光が選択され、バリアフィルタ２９を透過した光Ｌは光路分割光学素子１３に入射する。光路分割光学素子１３には、３つの異なる波長の光（波長λ１、波長λ２、波長λ３）のうち、１つの波長の光を反射する光学部材であるダイクロイックミラーＤＭ１（以後ＤＭ１と記す）とＤＭ１を通過した２つの波長のうち１つの波長の光を反射するダイクロイックミラーＤＭ２（以後ＤＭ２と記す）およびＤＭ２を通過した波長の光を反射するダイクロイックミラーＤＭ３（以後ＤＭ３と記す）とがそれぞれくさび形状の光学部材表面に形成され、くさび形のダイクロイックミラー３１およびくさび形のダイクロイックミラー３２とが、くさび形のダイクロイックミラー３１の光の射出側の面とくさび形のダイクロイックミラー３２の光の入射側の面とが接して、または接着して配置されている。また、くさび形のダイクロイックミラー３２は、くさび形のダイクロイックミラー３１の法線Ｘ（軸Ｘ）を中心として反時計方向に略９０度回転可能に配置されている。
【００２６】
このように、上記くさび形のダイクロイックミラー３１とくさび形のダイクロイックミラー３２のＤＭ１、ＤＭ２およびＤＭ３で反射された３つの異なる波長の光は、結像レンズ１４によって、図２（ｂ）に示すように、撮像装置１５（例えば、ＣＣＤ素子等）上の異なる位置Ｓ１、Ｓ２およびＳ３に結像される。本実施の形態では、例えば、波長λ１の光は、ＤＭ１で反射され撮像装置５上のＳ１の位置に、波長λ２の光はＤＭ２で反射され撮像装置１５上のＳ２の位置に、そして波長λ３の光は、ＤＭ３で反射されて撮像装置１５上のＳ３の位置に同時に結像され、不図示のモニター等によって観察可能となる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、３つの異なる波長の光を反射する光学部材は、ダイクロイックミラー（ＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３）であるが、光路分割光学素子１３に入射する光の波長が３波長の場合、光が入射する側から２つの光学部材（ＤＭ１、ＤＭ２）をダイクロイックミラーとし、光が入射する側から最も遠い側の面の光学部材（ＤＭ３）をミラーにしても良い。
【００２８】
次に、図３、図４を用いて光路分割光学素子１３のくさびによる光の反射方向と結像との関係について説明する。
【００２９】
図３は、異なる波長の光を図２（ｂ）の縦方向に分割する場合の説明図である。
【００３０】
図３（ａ）は、光路分割光学素子１３ａがくさび形のダイクロイックミラー３２で形成されている場合を示す。この場合、ＤＭ２は光軸に対して略４５度の角度で配置され、ＤＭ３はＤＭ２に対して所望の角度δ（以後、くさび角度δと記す）を有するくさび形状の光学部材上に形成されて配置されている。ＤＭ２は波長λ２の光を反射し、波長λ３の光を透過するように形成されており、ＤＭ２を透過した波長λ３の光は、ＤＭ３で反射される。ＤＭ２とＤＭ３とは所望のくさび角度δを有して配置されているために、ＤＭ２およびＤＭ３でそれぞれ反射された光の光路は、光路Ｌ２および光路Ｌ３に分割される。光路Ｌ２と光路Ｌ３のなす角度θ（以後、分割角度θと記す）は、２枚のＤＭ２とＤＭ３のなす、くさび角度δの２倍（θ＝２・δ）である。
【００３１】
光路Ｌ２と光路Ｌ３に分割された光の像は、結像レンズ１４で図３（ｂ）に示すように、撮像装置１５（例えばＣＣＤ素子）上の別々の場所Ｓ２、Ｓ３にそれぞれ結像され不図示のモニター等の同一画面上で同時に観察することができる。くさび形のダイクロイックミラー３２は、そのくさび形状の断面が図３（ａ）の紙面上に見えるように光路Ｌ方向に２つのダイクロイックミラーが並ぶように配置されているため、入射光Ｌはくさび形のダイクロイックミラー３２のＤＭ２およびＤＭ３で、図３の紙面の縦方向の光路Ｌ２および光路Ｌ３に分割される。
【００３２】
ここで、光路Ｌ２と光路Ｌ３による像の間隔（光路分割間隔）Ｄは、結像レンズ１４の焦点距離をｆ、分割角度をθ（θ＝２δ：δはくさび角度）とすると、光路分割間隔 Ｄ＝ｆ×ｔａｎ（θ）となる。一例として、市販されているＣＣＤカメラに用いられている１／２インチＣＣＤ素子のサイズは６．４×４．８ｍｍである。この長手方向のサイズ６．４ｍｍを２等分した中心間距離３．２ｍｍに略等しい３．５ｍｍを用いる場合、結像レンズ１４の焦点距離ｆを２００ｍｍとすると、分割角度θは、約１度となる。この場合、くさび角度δが０．２６度（＝１５分４７秒）となるように、くさび形のダイクロイックミラー３２のくさび角度を設定すればよい。
【００３３】
なお、これ以外にも、ＣＣＤ素子のサイズは、２／３インチで８．８×６．６ｍｍ、１／３インチで４．８×２．４ｍｍのものがあり、これらの中心間距離は、それぞれ４．４ｍｍ、２．４ｍｍである。このような、ＣＣＤ素子を用いた場合にも、光路分割光学素子１３ａに、それぞれのＣＣＤ素子のサイズに対応したくさび角度δを有するくさび形のダイクロイックミラーを配置することで、上述の様々なサイズのＣＣＤ素子を使用することが可能となる。
【００３４】
次に、異なる波長の光を図２（ｂ）の横方向に分割する場合について図４を用いて説明する。図４（ａ）に示す光路分割光学素子１３ｂは、図３（ａ）の光路分割光学素子１３ａを、ＤＭ２が形成されているくさび面の法線Ｘ（軸Ｘ）を軸として反時計回りの方向に略９０度回転して配置されている場合を示す。図４（ｂ）はＡ方向から見た矢視図を、図４（ｃ）は同じくＢ方向から見た矢視図を示す。このようにくさび形のダイクロイックミラー３１をくさび形のダイクロイックミラー３２に対して反時計回りの方向に略９０度回転して設置することによって、前述の縦方向に光路を分割したのと同様の作用によって、図４（ｄ）に示すように、異なる波長の光を横方向に分割して撮像装置１５上に結像することができる。図４（ｂ）に示すように、入射光Ｌはくさび形のダイクロイックミラー３１のＤＭ１とＤＭ２で反射されて、上述と同様に、くさび角度δと結像レンズ１４の焦点距離ｆで決められる間隔Ｄだけ分離されて、撮像装置１５上にＳ１、Ｓ２として結像される。
【００３５】
なお、くさび形のダイクロイックミラー３２の回転角度は略９０度以外の角度であっても良い。この場合、撮像装置１５上での結像位置はＳ１の中心Ｏを中心として半径Ｄの円周上で前記回転角度の位置に像が形成される。
【００３６】
上述のように、異なる波長の光を横方向に分割するくさび形のダイクロイックミラー３１と異なる波長の光を縦方向に分割するくさび形のダイクロイックミラー３２とを図２（ａ）に示すようにくさび形のダイクロイックミラーの光の射出側の面とくさび形ダイクロイックミラー３２の光の入射側の面とを接して配置した光路分割光学素子１３によって、３つの異なる波長の光を撮像装置１５上のＳ１、Ｓ２およびＳ３に結像することが可能となる。
【００３７】
なお、上述の図３および図４において、２つの異なる波長の光の光路分割についての説明をするために、ＤＭ２をくさび形のダイクロイックミラー３１と３２の両方に形成して説明したが、図２（ａ）に示すように、ＤＭ２はくさび形のダイクロイックミラー３１または３２の接する面のどちらか一方に形成されていれば、第１実施の形態で説明した３つの異なる波長の光を異なる光路に分割することができる。
【００３８】
また、くさび形のダイクロイックミラー３１とくさび形のダイクロイックミラー３２の設置の順序は、図２（ｂ）に示す様に、入射光Ｌ側からくさび形ダイクロイックミラー３１、くさび形ダイクロイックミラー３２の順番であっても良いし、くさび形ダイクロイックミラー３２、くさび形ダイクロイックミラー３１の順番であっても良い。
【００３９】
（第２実施の形態）
次に、本発明の第２実施の形態について図５を参照しつつ説明する。図５（ａ）は、光路分割光学素子２３と分割された光の結像光学系の部分拡大図を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）光路分割光学素子２３をＣ方向から見た矢視図を示し、図５（ｃ）は、撮像装置１５上での４つの異なる波長の光の結像Ｓ１〜Ｓ４の位置を示す概略図を示す。
【００４０】
本第２実施の形態が第１実施の形態と異なるところは、４つの異なる波長の光を同一の撮像装置上の異なる４つの場所に結像することにある。
【００４１】
図５（ａ）において、光路分割光学素子２３は、３つのくさび形のダイクロイックミラー４１、４２および４３を接して、または接着して形成されている。それぞれのくさび形のダイクロイックミラー４１，４２および４３は、くさび形のダイクロイックミラー４１を基準にして、くさび形のダイクロイックミラー４２はくさび方向を略９０度反時計回りの方向に回転して配置し、さらにくさび形のダイクロイックミラー４３はくさび方向を略１８０度回転して配置されている。そして、入射光Ｌの入射面側から第１の波長λ１を反射するダイクロイックミラーＤＭ１と第２の波長λ２を反射するダイクロイックミラーＤＭ２とがくさび形のダイクロイックミラー４１に形成されている。また、第３の波長λ３を反射するダイクロイックミラーＤＭ３と第４の波長λ４を反射するＤＭ４とがくさび形のダイクロイックミラー４３に形成されている。
【００４２】
このような構成の光路分割光学素子２３に４つの異なる波長を有する光Ｌが入射され、４つの異なる光路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４に分割されて、結像レンズ１４を介して、撮像装置１５上の異なる位置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４に結像され不図示のモニター等で観察可能となる。
【００４３】
また、撮像装置１５上の結像位置のＳ１とＳ２の間隔Ｄ１に対応するように、くさび形のダイクロイックミラー４１のくさび角度δ１が、そして結像位置のＳ２とＳ３の間隔ｄ１に対応するようにくさび形ダイクロイックミラー４２のくさび角度δ２が前述の関係を基に決められている。本第２実施の形態の場合、くさび形のダイクロイックミラー４１とくさび形のダイクロイックミラー４３のくさび角度は同じ値δ１を有しており、結像間隔がＤ１となるようにくさび形のダイクロイックミラーを形成している。一方くさび形のダイクロイックミラー４２のくさび角度は結像間隔がｄ１となるように決められ、くさび角度δ２を有している。
【００４４】
上述のような光路分割光学素子２３を配置することによって、４つの異なる波長の光が、撮像装置１５上で横方向間隔Ｄ１、縦方向間隔ｄ１を有して結像され、不図示のモニター等により観察可能となる。
【００４５】
なお、すべてのくさび角度が同じくさび角度（例えばδ１）である場合には、結像間隔は横方向、縦方向ともＤ１となる。また、すべてのくさび角度が異なる場合には、図５（ｃ）において、Ｓ１とＳ２、Ｓ２とＳ３、Ｓ３とＳ４のそれぞれの結像間隔が異なって結像される。
【００４６】
なお、上述の光路分割光学素子２３のＤＭ１およびＤＭ２がくさび形のダイクロイックミラー４１に、ＤＭ３およびＤＭ４がくさび形のダイクロイックミラー４３に形成されていたが、ＤＭ２がくさび形のダイクロイックミラー４２の入射面側に形成されていても良いし、ＤＭ３がくさび形のダイクロイックミラー４２の射出面側に形成されていても良い。なお、ＤＭ４はミラーであってもよい。
【００４７】
また、上述の光路分割光学素子２３のＤＭ１およびＤＭ２がくさび形のダイクロイックミラー４１に、ＤＭ３およびＤＭ４がくさび形のダイクロイックミラー４３に形成されている場合、くさび形ダイクロイックミラー４２は無くても良い。この場合には、くさび形ダイクロイックミラー４１の光の射出側の面とくさび形ダイクロイックミラー４３の光の入射側の面のなす角度が、くさび角度δ２であれば同様の効果を奏する事ができる。
【００４８】
（第３実施の形態）
次に、本発明の第３実施の形態について図６を参照しつつ説明する。
【００４９】
本第３実施の形態では、図６（ａ）に示すように光路分割光学素子５３は２つのくさび形のダイクロイックミラー５１と５２を同じ方向（くさびの厚みが厚い方同志、および薄い方同志を合わせる）にくさび方向を向けて接して形成し、くさび形のダイクロイックミラー５１の入射面側にダイクロイックミラーＤＭ１を、射出面側にダイクロイックミラーＤＭ２を、そしてくさび形のダイクロイックミラー５２の射出側面にダイクロイックミラーＤＭ３を形成し光軸上に配置して、３つの異なる波長の光を図中の縦方向３つの異なる光路Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に分割するように設けている。３つの異なる波長の光を含む入射光Ｌはくさび形のダイクロイックミラー５１に入射し、第１の波長λ１の光を反射するＤＭ１で光路Ｌ１に、第２の波長λ２の光を反射するＤＭ２で光路Ｌ２に、そして第３の波長λ３を反射するＤＭ３で光路Ｌ３に分割される。くさび形のダイクロイックミラー５１と５２のくさび角度は等しい角度δに設定されているため、それぞれの光の結像位置Ｓ１、Ｓ２およびＳ３は撮像装置１５上に結像レンズ１４を介して、図６（ｂ）に示すように結像間隔Ｄ２で結像される。なお、結像間隔とくさび角度の関係は第１実施の形態と同様の関係で示されるので説明を省略する。
【００５０】
このように構成することによって、３つの異なる波長を含む入射光Ｌを３つの異なる光路Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に分割して撮像装置１５上で同時に観察できるようになる。
【００５１】
なお、くさび形のダイクロイックミラー５１と５２のくさび角度は異なっていても良い。この場合には、結像位置Ｓ１とＳ２、Ｓ２とＳ３のそれぞれの結像間隔が異なって結像される。
【００５２】
また、ＤＭ２はくさび形のダイクロイックミラー５２の入射面側に形成しても良い。さらにまた、くさび形のダイクロイックミラー５２の射出面側のＤＭ３は反射膜でも良い。
【００５３】
また、くさび形ダイクロイックミラー５１と５２は接着されていても良い。
【００５４】
次に、図７を用いて、本発明の顕微鏡に用いられる角形絞り部１１について説明する。
【００５５】
本実施の形態では、画像を表示するモニター形状（矩形）を考慮し、視野絞りを角形とし、標本への照明範囲を角形にすることで、モニター形状と表示される画像形状のバランスをとった。しかし、視野絞りは角形以外の形状でも良い。
【００５６】
図７は、照明光学系９中に設けられた角形絞り部１１（視野絞り）の一実施形態の概略構成図である。
【００５７】
図７において、角形絞り部１１は、ＣＣＤ素子のサイズと対応可能なように複数のサイズの異なる角形絞り７０がスライダー７２に設けられている。スライダー７２は、スライダー７２の長手方向に移動可能に支持され、各絞り位置に対応したクリック溝７４が設けられている。クリック溝７４は、クリックばね７６により、クリック位置が決められる。クリックばね７６は、ねじにより角形絞り支持部７８に固定されている。これにより、スライダー７２は、クリックばね７６と不図示の支持機構により、角形絞り支持部７８に移動可能に支持されている。角形絞り支持部７８は回転用嵌合部８０を有し、回転支持部８２に対して回転可能に支持されている。角形絞り支持部７８の回転は、回転ノブ８４を図４の紙面内で、矢印Ｒで示す方向に操作することによって可能となる。
【００５８】
回転支持部８２は、絞り支持部８６の内部にあり、回転支持部８２の外周側の一箇所にＶ溝８８が設けられ、絞り支持部８６には、回転支持部８２の押圧用嵌合穴９０が設けられており、押圧部９２がコイルばね９４と抜け止め部９６によりＶ溝８８に押圧されており、押圧部９２の反対側の２箇所にねじにより軸方向に移動可能な芯だし調整つまみ９８ａ、９８ｂが設けられ、絞り支持部８６によって芯だし調整可能に支持されている。このように回転可能にすることにより、ＣＣＤ素子の傾きによる表示画像の傾きを補正できる。
【００５９】
押圧部９２と芯だし調整つまみ９８ａと９８ｂとは、互いに約１２０度の角度を有して配置されている。これら芯だし調整つまみ９８ａと９８ｂとを回転することによって、回転支持部８２を図４の紙面内で平行移動させ角形絞り７０の光軸に対する位置を調整することができる。
【００６０】
以上の構成により、角形絞り７０のサイズ変更をスライダー７２の移動で行うことができ、また角形絞り７０の回転を回転ノブ８４により行うことができ、さらに角形絞り７０の平行移動を芯だし調整つまみ９８ａと９８ｂにより行うことが可能となる。
【００６１】
なお、色々なサイズの角形絞り７０を有するスライダー７２を多数準備して置き、必要に応じ適宜交換することで、角形絞り７０のサイズの変更ができる。
【００６２】
また、結像レンズ１４は、異なる焦点距離の結像レンズ１４を用意して、スライダーや回転式ターレット等で切り替えるようにしても良い。
【００６３】
また、結像レンズ１４にズームレンズを利用すれば、焦点距離を所定の範囲内で自由に変えることができ、異なるサイズのＣＣＤ素子に対応して像間隔Ｄを調整することができるようになる。
【００６４】
なお、この実施の形態は例に過ぎず、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【００６５】
【発明の効果】
上述のように、本発明では、複数の異なる波長の光を同時に観測可能とする、光路分割光学素子とこれを備えた顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる顕微鏡を示す。
【図２】本発明にかかる第１実施の形態の光路分割光学素子を有する顕微鏡光学系の概略構成図を示す。
【図３】第１実施の形態にかかる光路分割光学素子の作用を説明する説明図を示す。
【図４】第１実施の形態にかかる光路分割光学素子の作用を説明する別の説明図を示す。
【図５】本発明の第２実施の形態にかかる光路分割光学素子の概略構成図を示す。
【図６】本発明の第３の実施の形態にかかる光路分割光学素子の概略構成図を示す。
【図７】本発明の顕微鏡に用いられる角形絞りの概略構成図を示す。
【符号の説明】
１ 顕微鏡
２ 透過照明部
３ 標本
４ ステージ
５ 対物レンズ
６ レボルバ
７ 上下ノブ
８ 接眼レンズ
９ 落射照明光学系
１０ ランプ光源
１１ 角形絞り部
１２ ダイクロイックミラー
１３、１３ａ、１３ｂ、４３、５３ 光路分割光学素子
１４ 結像レンズ
１５ 撮像装置
２４ フィールドレンズ
２５ 励起フィルター
２９ バリアフィルター
３１、３２、３３、４１、４２、４３ くさび形のダイクロイックミラー
５１、５２ くさび形のダイクロイックミラー
７０ 角形絞り
７２ スライダー
７４ クリック溝
７６ クリックばね
７８ 角形絞り支持部
８０ 回転用嵌合部
８２ 回転支持部
８４ 回転ノブ
８６ 絞り支持部
８８ Ｖ溝
９０ 押圧用嵌合穴
９２ 押圧部
９４ コイルばね
９６ 抜け止め部
９８ａ、９８ｂ 芯だし調整つまみ
【発明の属する技術分野】
本発明は、入射光の光路を分割して射出する光路分割光学素子とこれを備えた顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、波長の異なる２つの画像を１台のカメラの撮像素子上に投影する蛍光顕微鏡の光学系が、アプライド・フィジックス ２０００年１２月号開示されている（「Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｄｕａｌ−ｃｏｌｏｒ ａｎｄ ｄｕａｌ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｍａｇｉｎｇ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ」 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ １１ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０００， Ｖｏｌ． ７７， Ｎｏ． ２４， Ｐ．４０５２−４０５４）。
【０００３】
上記光学系は、標本を落射照明する無限遠光学系の対物レンズと、無限遠光学系対物レンズの平行光束中に配置したウオラストン・プリズム（偏光プリズム）とくさび形のダイクロイックミラー（光路分割光学素子）とから構成されている。標本からの反射光（蛍光）は、くさび形のダイクロイックミラーに入射する。くさび形のダイクロイックミラーは、表面と裏面とが一定の角度を有しているため、異なる波長の２つの光はダイクロイックミラーの表面と裏面によってそれぞれ反射され、別々の光路を通り結像レンズによってカメラの撮像素子（例えばＣＣＤ）上に同時に結像され、モニター上の同一画面で観察できるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、様々な蛍光試薬の開発、対物レンズの透過率の向上により、微弱な蛍光の検出が可能となり、加えて、複数の波長の蛍光画像を同時に観察することが行われるようになっている。例えば、１つの波長で標本を照射し、２つ以上の異なる波長の蛍光画像を検出し、さらに蛍光強度変化の校正のため標準蛍光色素を加え蛍光強度を検出ことも必要になっている。また、標本の形態画像を蛍光画像と合わせて同時に観察するなどの要請がある。
【０００５】
しかしながら、上記の開示例では、複数の異なる波長の光を任意の表示形態で観察することができない。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、複数の異なる波長の光を同時に観察可能とする、光路分割光学素子とこれを備えた顕微鏡を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、くさび形状を有する複数個の光学素子からなる光路分割光学素子であって、
前記光路分割素子の複数のくさび面のうち少なくとも１面がダイクロイックミラーで形成され、
前記光路分割光学素子の入射光側から最初の光路分割面に前記ダイクロイックミラーが配置されて、複数の異なる波長の光を、それぞれ異なる光路に分割することを特徴とする光路分割光学素子を提供する。
【０００８】
また、本発明の光路分割光学素子では、前記光路分割光学素子は、基準のくさび形のダイクロイックミラーと、前基準のくさび形のダイクロイックミラーの面の法線を軸として、くさび方向を回転して配置された少なくとも１つのくさび形のダイクロイックミラーと、から形成されていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の光路分割光学素子では、前記光路分割光学素子は、両面または片面にダイクロイックミラーが形成された２個以上の前記くさび形のダイクロイックミラーを接着して形成されていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明では、光源と、照明光学系と、前記照明光学系により照明された標本からの光を集光する対物レンズ系を有する顕微鏡において、
前記対物レンズ系からの光を入射する位置に光路分割光学素子を備え、前記光路分割光学素子で分割された複数の異なる波長の光を同一撮像装置の異なる位置に結像する結像光学系を備え、前記複数の異なる波長の光を同時に観察可能にすることを特徴とする前記光路分割光学素子を用いた顕微鏡を提供する。
【００１１】
また、本発明の顕微鏡では、前記照明光学系の光路中に角形絞りを配置することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の顕微鏡では、前記角形絞りは、前記照明光学系の光軸に略垂直な平面上で、回転および平行移動可能であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の顕微鏡では、前記角形絞りは、該角形絞りの少なくとも縦または横の長さを可変できることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の顕微鏡では、前記結像光学系の結像レンズは、焦点距離が可変できることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態にかかる顕微鏡を示し、図２は本発明にかかる第１実施の形態の光路分割光学素子を有する顕微鏡光学系の概略構成図を示し、図３、図４は第１実施の形態にかかる光路分割光学素子の作用を説明する説明図を示し、図５は本発明の第２実施の形態にかかる光路分割光学素子の概略構成図を示し、図６は本発明の第３の実施の形態にかかる光路分割光学素子の概略構成図を示し、図７は本発明の顕微鏡に用いられる角形絞りの概略構成図を示す。
【００１７】
図１において、顕微鏡１は透過照明部２によってステージ４に支持された標本３を照明し、標本３からの光は回転式のレボルバ６に配置された対物レンズ５で集光され、不図示の光学系を介して接眼レンズ８で標本の像が観察される。対物レンズ５の焦点合わせは、上下ノブ７によって行われる。
【００１８】
また、顕微鏡１には落射照明光学系９が設けられ、ランプ光源１０からの照明光は角形絞り部１１を通過して所定の波長で標本３を照明するためのダイクロイックミラー１２に入射する。ダイクロイックミラー１２によって反射された所定の波長の光（励起光）は、対物レンズ５により標本３に照射される。
【００１９】
標本３からの光（蛍光）は、対物レンズ５により集光され、ダイクロイックミラー１２を通過して、光路分割光学素子１３に入射し、該光路分割光学素子１３によって異なる波長の少なくとも３つの光路に分割されて、結像レンズ１４に入射し、撮像装置１５（例えば、ＣＣＤ素子等）に前記分割された少なくとも３つの像として同一の画面に結像され不図示のモニター等に表示される。このように構成することによって、顕微鏡１は蛍光顕微鏡として用いられる。
【００２０】
接眼レンズ８を用いて観察する場合は、光路分割光学素子１３を光軸から外すことによって、不図示の光学系に対物レンズ５からの光を接眼レンズ８側に導くことで可能となる。
【００２１】
なお、光路分割光学素子部１３の中に、後述のミラーを形成しない部分を設けて、接眼レンズ８で標本３を観察するようにしても良い。
【００２２】
（第１実施の形態）
図２は、本発明の第１実施の形態にかかる光路分割光学素子を有する顕微鏡光学系の概略構成図を示す。
【００２３】
図２は、３つの異なる波長の光（例えば、波長λ１、波長λ２、波長λ３と記す）の像を同一画面で観察可能にする実施の形態を示している。
【００２４】
図２において、ランプ光源１０からの光は、コレクタレンズ２２で略平行光にされ、平行光にされた光は、光路内に配置された角形絞り部１１（視野絞り）で標本３への照明光の視野が制限され、フィールドレンズ２４を通過後、励起フィルタ２５で所定の波長成分が取り出され、光軸に対して４５度に配置されたダイクロイックミラー１２で反射されて、対物レンズ５に入射し、標本３に照射される。
【００２５】
標本３からの光（蛍光）は、対物レンズ５で集光され、ダイクロイックミラー１２を通過し、バリアフィルタ２９（または、エミッションフィルタ）によって観察する波長光が選択され、バリアフィルタ２９を透過した光Ｌは光路分割光学素子１３に入射する。光路分割光学素子１３には、３つの異なる波長の光（波長λ１、波長λ２、波長λ３）のうち、１つの波長の光を反射する光学部材であるダイクロイックミラーＤＭ１（以後ＤＭ１と記す）とＤＭ１を通過した２つの波長のうち１つの波長の光を反射するダイクロイックミラーＤＭ２（以後ＤＭ２と記す）およびＤＭ２を通過した波長の光を反射するダイクロイックミラーＤＭ３（以後ＤＭ３と記す）とがそれぞれくさび形状の光学部材表面に形成され、くさび形のダイクロイックミラー３１およびくさび形のダイクロイックミラー３２とが、くさび形のダイクロイックミラー３１の光の射出側の面とくさび形のダイクロイックミラー３２の光の入射側の面とが接して、または接着して配置されている。また、くさび形のダイクロイックミラー３２は、くさび形のダイクロイックミラー３１の法線Ｘ（軸Ｘ）を中心として反時計方向に略９０度回転可能に配置されている。
【００２６】
このように、上記くさび形のダイクロイックミラー３１とくさび形のダイクロイックミラー３２のＤＭ１、ＤＭ２およびＤＭ３で反射された３つの異なる波長の光は、結像レンズ１４によって、図２（ｂ）に示すように、撮像装置１５（例えば、ＣＣＤ素子等）上の異なる位置Ｓ１、Ｓ２およびＳ３に結像される。本実施の形態では、例えば、波長λ１の光は、ＤＭ１で反射され撮像装置５上のＳ１の位置に、波長λ２の光はＤＭ２で反射され撮像装置１５上のＳ２の位置に、そして波長λ３の光は、ＤＭ３で反射されて撮像装置１５上のＳ３の位置に同時に結像され、不図示のモニター等によって観察可能となる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、３つの異なる波長の光を反射する光学部材は、ダイクロイックミラー（ＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３）であるが、光路分割光学素子１３に入射する光の波長が３波長の場合、光が入射する側から２つの光学部材（ＤＭ１、ＤＭ２）をダイクロイックミラーとし、光が入射する側から最も遠い側の面の光学部材（ＤＭ３）をミラーにしても良い。
【００２８】
次に、図３、図４を用いて光路分割光学素子１３のくさびによる光の反射方向と結像との関係について説明する。
【００２９】
図３は、異なる波長の光を図２（ｂ）の縦方向に分割する場合の説明図である。
【００３０】
図３（ａ）は、光路分割光学素子１３ａがくさび形のダイクロイックミラー３２で形成されている場合を示す。この場合、ＤＭ２は光軸に対して略４５度の角度で配置され、ＤＭ３はＤＭ２に対して所望の角度δ（以後、くさび角度δと記す）を有するくさび形状の光学部材上に形成されて配置されている。ＤＭ２は波長λ２の光を反射し、波長λ３の光を透過するように形成されており、ＤＭ２を透過した波長λ３の光は、ＤＭ３で反射される。ＤＭ２とＤＭ３とは所望のくさび角度δを有して配置されているために、ＤＭ２およびＤＭ３でそれぞれ反射された光の光路は、光路Ｌ２および光路Ｌ３に分割される。光路Ｌ２と光路Ｌ３のなす角度θ（以後、分割角度θと記す）は、２枚のＤＭ２とＤＭ３のなす、くさび角度δの２倍（θ＝２・δ）である。
【００３１】
光路Ｌ２と光路Ｌ３に分割された光の像は、結像レンズ１４で図３（ｂ）に示すように、撮像装置１５（例えばＣＣＤ素子）上の別々の場所Ｓ２、Ｓ３にそれぞれ結像され不図示のモニター等の同一画面上で同時に観察することができる。くさび形のダイクロイックミラー３２は、そのくさび形状の断面が図３（ａ）の紙面上に見えるように光路Ｌ方向に２つのダイクロイックミラーが並ぶように配置されているため、入射光Ｌはくさび形のダイクロイックミラー３２のＤＭ２およびＤＭ３で、図３の紙面の縦方向の光路Ｌ２および光路Ｌ３に分割される。
【００３２】
ここで、光路Ｌ２と光路Ｌ３による像の間隔（光路分割間隔）Ｄは、結像レンズ１４の焦点距離をｆ、分割角度をθ（θ＝２δ：δはくさび角度）とすると、光路分割間隔 Ｄ＝ｆ×ｔａｎ（θ）となる。一例として、市販されているＣＣＤカメラに用いられている１／２インチＣＣＤ素子のサイズは６．４×４．８ｍｍである。この長手方向のサイズ６．４ｍｍを２等分した中心間距離３．２ｍｍに略等しい３．５ｍｍを用いる場合、結像レンズ１４の焦点距離ｆを２００ｍｍとすると、分割角度θは、約１度となる。この場合、くさび角度δが０．２６度（＝１５分４７秒）となるように、くさび形のダイクロイックミラー３２のくさび角度を設定すればよい。
【００３３】
なお、これ以外にも、ＣＣＤ素子のサイズは、２／３インチで８．８×６．６ｍｍ、１／３インチで４．８×２．４ｍｍのものがあり、これらの中心間距離は、それぞれ４．４ｍｍ、２．４ｍｍである。このような、ＣＣＤ素子を用いた場合にも、光路分割光学素子１３ａに、それぞれのＣＣＤ素子のサイズに対応したくさび角度δを有するくさび形のダイクロイックミラーを配置することで、上述の様々なサイズのＣＣＤ素子を使用することが可能となる。
【００３４】
次に、異なる波長の光を図２（ｂ）の横方向に分割する場合について図４を用いて説明する。図４（ａ）に示す光路分割光学素子１３ｂは、図３（ａ）の光路分割光学素子１３ａを、ＤＭ２が形成されているくさび面の法線Ｘ（軸Ｘ）を軸として反時計回りの方向に略９０度回転して配置されている場合を示す。図４（ｂ）はＡ方向から見た矢視図を、図４（ｃ）は同じくＢ方向から見た矢視図を示す。このようにくさび形のダイクロイックミラー３１をくさび形のダイクロイックミラー３２に対して反時計回りの方向に略９０度回転して設置することによって、前述の縦方向に光路を分割したのと同様の作用によって、図４（ｄ）に示すように、異なる波長の光を横方向に分割して撮像装置１５上に結像することができる。図４（ｂ）に示すように、入射光Ｌはくさび形のダイクロイックミラー３１のＤＭ１とＤＭ２で反射されて、上述と同様に、くさび角度δと結像レンズ１４の焦点距離ｆで決められる間隔Ｄだけ分離されて、撮像装置１５上にＳ１、Ｓ２として結像される。
【００３５】
なお、くさび形のダイクロイックミラー３２の回転角度は略９０度以外の角度であっても良い。この場合、撮像装置１５上での結像位置はＳ１の中心Ｏを中心として半径Ｄの円周上で前記回転角度の位置に像が形成される。
【００３６】
上述のように、異なる波長の光を横方向に分割するくさび形のダイクロイックミラー３１と異なる波長の光を縦方向に分割するくさび形のダイクロイックミラー３２とを図２（ａ）に示すようにくさび形のダイクロイックミラーの光の射出側の面とくさび形ダイクロイックミラー３２の光の入射側の面とを接して配置した光路分割光学素子１３によって、３つの異なる波長の光を撮像装置１５上のＳ１、Ｓ２およびＳ３に結像することが可能となる。
【００３７】
なお、上述の図３および図４において、２つの異なる波長の光の光路分割についての説明をするために、ＤＭ２をくさび形のダイクロイックミラー３１と３２の両方に形成して説明したが、図２（ａ）に示すように、ＤＭ２はくさび形のダイクロイックミラー３１または３２の接する面のどちらか一方に形成されていれば、第１実施の形態で説明した３つの異なる波長の光を異なる光路に分割することができる。
【００３８】
また、くさび形のダイクロイックミラー３１とくさび形のダイクロイックミラー３２の設置の順序は、図２（ｂ）に示す様に、入射光Ｌ側からくさび形ダイクロイックミラー３１、くさび形ダイクロイックミラー３２の順番であっても良いし、くさび形ダイクロイックミラー３２、くさび形ダイクロイックミラー３１の順番であっても良い。
【００３９】
（第２実施の形態）
次に、本発明の第２実施の形態について図５を参照しつつ説明する。図５（ａ）は、光路分割光学素子２３と分割された光の結像光学系の部分拡大図を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）光路分割光学素子２３をＣ方向から見た矢視図を示し、図５（ｃ）は、撮像装置１５上での４つの異なる波長の光の結像Ｓ１〜Ｓ４の位置を示す概略図を示す。
【００４０】
本第２実施の形態が第１実施の形態と異なるところは、４つの異なる波長の光を同一の撮像装置上の異なる４つの場所に結像することにある。
【００４１】
図５（ａ）において、光路分割光学素子２３は、３つのくさび形のダイクロイックミラー４１、４２および４３を接して、または接着して形成されている。それぞれのくさび形のダイクロイックミラー４１，４２および４３は、くさび形のダイクロイックミラー４１を基準にして、くさび形のダイクロイックミラー４２はくさび方向を略９０度反時計回りの方向に回転して配置し、さらにくさび形のダイクロイックミラー４３はくさび方向を略１８０度回転して配置されている。そして、入射光Ｌの入射面側から第１の波長λ１を反射するダイクロイックミラーＤＭ１と第２の波長λ２を反射するダイクロイックミラーＤＭ２とがくさび形のダイクロイックミラー４１に形成されている。また、第３の波長λ３を反射するダイクロイックミラーＤＭ３と第４の波長λ４を反射するＤＭ４とがくさび形のダイクロイックミラー４３に形成されている。
【００４２】
このような構成の光路分割光学素子２３に４つの異なる波長を有する光Ｌが入射され、４つの異なる光路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４に分割されて、結像レンズ１４を介して、撮像装置１５上の異なる位置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４に結像され不図示のモニター等で観察可能となる。
【００４３】
また、撮像装置１５上の結像位置のＳ１とＳ２の間隔Ｄ１に対応するように、くさび形のダイクロイックミラー４１のくさび角度δ１が、そして結像位置のＳ２とＳ３の間隔ｄ１に対応するようにくさび形ダイクロイックミラー４２のくさび角度δ２が前述の関係を基に決められている。本第２実施の形態の場合、くさび形のダイクロイックミラー４１とくさび形のダイクロイックミラー４３のくさび角度は同じ値δ１を有しており、結像間隔がＤ１となるようにくさび形のダイクロイックミラーを形成している。一方くさび形のダイクロイックミラー４２のくさび角度は結像間隔がｄ１となるように決められ、くさび角度δ２を有している。
【００４４】
上述のような光路分割光学素子２３を配置することによって、４つの異なる波長の光が、撮像装置１５上で横方向間隔Ｄ１、縦方向間隔ｄ１を有して結像され、不図示のモニター等により観察可能となる。
【００４５】
なお、すべてのくさび角度が同じくさび角度（例えばδ１）である場合には、結像間隔は横方向、縦方向ともＤ１となる。また、すべてのくさび角度が異なる場合には、図５（ｃ）において、Ｓ１とＳ２、Ｓ２とＳ３、Ｓ３とＳ４のそれぞれの結像間隔が異なって結像される。
【００４６】
なお、上述の光路分割光学素子２３のＤＭ１およびＤＭ２がくさび形のダイクロイックミラー４１に、ＤＭ３およびＤＭ４がくさび形のダイクロイックミラー４３に形成されていたが、ＤＭ２がくさび形のダイクロイックミラー４２の入射面側に形成されていても良いし、ＤＭ３がくさび形のダイクロイックミラー４２の射出面側に形成されていても良い。なお、ＤＭ４はミラーであってもよい。
【００４７】
また、上述の光路分割光学素子２３のＤＭ１およびＤＭ２がくさび形のダイクロイックミラー４１に、ＤＭ３およびＤＭ４がくさび形のダイクロイックミラー４３に形成されている場合、くさび形ダイクロイックミラー４２は無くても良い。この場合には、くさび形ダイクロイックミラー４１の光の射出側の面とくさび形ダイクロイックミラー４３の光の入射側の面のなす角度が、くさび角度δ２であれば同様の効果を奏する事ができる。
【００４８】
（第３実施の形態）
次に、本発明の第３実施の形態について図６を参照しつつ説明する。
【００４９】
本第３実施の形態では、図６（ａ）に示すように光路分割光学素子５３は２つのくさび形のダイクロイックミラー５１と５２を同じ方向（くさびの厚みが厚い方同志、および薄い方同志を合わせる）にくさび方向を向けて接して形成し、くさび形のダイクロイックミラー５１の入射面側にダイクロイックミラーＤＭ１を、射出面側にダイクロイックミラーＤＭ２を、そしてくさび形のダイクロイックミラー５２の射出側面にダイクロイックミラーＤＭ３を形成し光軸上に配置して、３つの異なる波長の光を図中の縦方向３つの異なる光路Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に分割するように設けている。３つの異なる波長の光を含む入射光Ｌはくさび形のダイクロイックミラー５１に入射し、第１の波長λ１の光を反射するＤＭ１で光路Ｌ１に、第２の波長λ２の光を反射するＤＭ２で光路Ｌ２に、そして第３の波長λ３を反射するＤＭ３で光路Ｌ３に分割される。くさび形のダイクロイックミラー５１と５２のくさび角度は等しい角度δに設定されているため、それぞれの光の結像位置Ｓ１、Ｓ２およびＳ３は撮像装置１５上に結像レンズ１４を介して、図６（ｂ）に示すように結像間隔Ｄ２で結像される。なお、結像間隔とくさび角度の関係は第１実施の形態と同様の関係で示されるので説明を省略する。
【００５０】
このように構成することによって、３つの異なる波長を含む入射光Ｌを３つの異なる光路Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に分割して撮像装置１５上で同時に観察できるようになる。
【００５１】
なお、くさび形のダイクロイックミラー５１と５２のくさび角度は異なっていても良い。この場合には、結像位置Ｓ１とＳ２、Ｓ２とＳ３のそれぞれの結像間隔が異なって結像される。
【００５２】
また、ＤＭ２はくさび形のダイクロイックミラー５２の入射面側に形成しても良い。さらにまた、くさび形のダイクロイックミラー５２の射出面側のＤＭ３は反射膜でも良い。
【００５３】
また、くさび形ダイクロイックミラー５１と５２は接着されていても良い。
【００５４】
次に、図７を用いて、本発明の顕微鏡に用いられる角形絞り部１１について説明する。
【００５５】
本実施の形態では、画像を表示するモニター形状（矩形）を考慮し、視野絞りを角形とし、標本への照明範囲を角形にすることで、モニター形状と表示される画像形状のバランスをとった。しかし、視野絞りは角形以外の形状でも良い。
【００５６】
図７は、照明光学系９中に設けられた角形絞り部１１（視野絞り）の一実施形態の概略構成図である。
【００５７】
図７において、角形絞り部１１は、ＣＣＤ素子のサイズと対応可能なように複数のサイズの異なる角形絞り７０がスライダー７２に設けられている。スライダー７２は、スライダー７２の長手方向に移動可能に支持され、各絞り位置に対応したクリック溝７４が設けられている。クリック溝７４は、クリックばね７６により、クリック位置が決められる。クリックばね７６は、ねじにより角形絞り支持部７８に固定されている。これにより、スライダー７２は、クリックばね７６と不図示の支持機構により、角形絞り支持部７８に移動可能に支持されている。角形絞り支持部７８は回転用嵌合部８０を有し、回転支持部８２に対して回転可能に支持されている。角形絞り支持部７８の回転は、回転ノブ８４を図４の紙面内で、矢印Ｒで示す方向に操作することによって可能となる。
【００５８】
回転支持部８２は、絞り支持部８６の内部にあり、回転支持部８２の外周側の一箇所にＶ溝８８が設けられ、絞り支持部８６には、回転支持部８２の押圧用嵌合穴９０が設けられており、押圧部９２がコイルばね９４と抜け止め部９６によりＶ溝８８に押圧されており、押圧部９２の反対側の２箇所にねじにより軸方向に移動可能な芯だし調整つまみ９８ａ、９８ｂが設けられ、絞り支持部８６によって芯だし調整可能に支持されている。このように回転可能にすることにより、ＣＣＤ素子の傾きによる表示画像の傾きを補正できる。
【００５９】
押圧部９２と芯だし調整つまみ９８ａと９８ｂとは、互いに約１２０度の角度を有して配置されている。これら芯だし調整つまみ９８ａと９８ｂとを回転することによって、回転支持部８２を図４の紙面内で平行移動させ角形絞り７０の光軸に対する位置を調整することができる。
【００６０】
以上の構成により、角形絞り７０のサイズ変更をスライダー７２の移動で行うことができ、また角形絞り７０の回転を回転ノブ８４により行うことができ、さらに角形絞り７０の平行移動を芯だし調整つまみ９８ａと９８ｂにより行うことが可能となる。
【００６１】
なお、色々なサイズの角形絞り７０を有するスライダー７２を多数準備して置き、必要に応じ適宜交換することで、角形絞り７０のサイズの変更ができる。
【００６２】
また、結像レンズ１４は、異なる焦点距離の結像レンズ１４を用意して、スライダーや回転式ターレット等で切り替えるようにしても良い。
【００６３】
また、結像レンズ１４にズームレンズを利用すれば、焦点距離を所定の範囲内で自由に変えることができ、異なるサイズのＣＣＤ素子に対応して像間隔Ｄを調整することができるようになる。
【００６４】
なお、この実施の形態は例に過ぎず、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【００６５】
【発明の効果】
上述のように、本発明では、複数の異なる波長の光を同時に観測可能とする、光路分割光学素子とこれを備えた顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる顕微鏡を示す。
【図２】本発明にかかる第１実施の形態の光路分割光学素子を有する顕微鏡光学系の概略構成図を示す。
【図３】第１実施の形態にかかる光路分割光学素子の作用を説明する説明図を示す。
【図４】第１実施の形態にかかる光路分割光学素子の作用を説明する別の説明図を示す。
【図５】本発明の第２実施の形態にかかる光路分割光学素子の概略構成図を示す。
【図６】本発明の第３の実施の形態にかかる光路分割光学素子の概略構成図を示す。
【図７】本発明の顕微鏡に用いられる角形絞りの概略構成図を示す。
【符号の説明】
１ 顕微鏡
２ 透過照明部
３ 標本
４ ステージ
５ 対物レンズ
６ レボルバ
７ 上下ノブ
８ 接眼レンズ
９ 落射照明光学系
１０ ランプ光源
１１ 角形絞り部
１２ ダイクロイックミラー
１３、１３ａ、１３ｂ、４３、５３ 光路分割光学素子
１４ 結像レンズ
１５ 撮像装置
２４ フィールドレンズ
２５ 励起フィルター
２９ バリアフィルター
３１、３２、３３、４１、４２、４３ くさび形のダイクロイックミラー
５１、５２ くさび形のダイクロイックミラー
７０ 角形絞り
７２ スライダー
７４ クリック溝
７６ クリックばね
７８ 角形絞り支持部
８０ 回転用嵌合部
８２ 回転支持部
８４ 回転ノブ
８６ 絞り支持部
８８ Ｖ溝
９０ 押圧用嵌合穴
９２ 押圧部
９４ コイルばね
９６ 抜け止め部
９８ａ、９８ｂ 芯だし調整つまみ
Claims (8)
- くさび形状を有する複数個の光学素子からなる光路分割光学素子であって、
前記光路分割素子の複数のくさび面のうち少なくとも１面がダイクロイックミラーで形成され、
前記光路分割光学素子の入射光側から最初の光路分割面に前記ダイクロイックミラーが配置されて、複数の異なる波長の光を、それぞれ異なる光路に分割することを特徴とする光路分割光学素子。 - 前記光路分割光学素子は、基準のくさび形のダイクロイックミラーと、
前基準のくさび形のダイクロイックミラーの面の法線を軸として、くさび方向を回転して配置された少なくとも１つのくさび形のダイクロイックミラーと、
から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光路分割光学素子。 - 前記光路分割光学素子は、両面または片面にダイクロイックミラーが形成された２個以上の前記くさび形のダイクロイックミラーを接着して形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の光路分割光学素子。
- 光源と、
照明光学系と、
前記照明光学系により照明された標本からの光を集光する対物レンズ系を有する顕微鏡において、
前記対物レンズ系からの光を入射する位置に光路分割光学素子を備え、
前記光路分割光学素子で分割された複数の異なる波長の光を同一撮像装置の異なる位置に結像する結像光学系を備え、
前記複数の異なる波長の光を同時に観察可能にすることを特徴とする請求項１に記載の光路分割光学素子を用いた顕微鏡。 - 前記照明光学系の光路中に角形絞りを配置することを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡。
- 前記角形絞りは、前記照明光学系の光軸に略垂直な平面上で、回転および平行移動可能であることを特徴とする請求項４または５に記載の顕微鏡。
- 前記角形絞りは、該角形絞りの少なくとも縦または横の長さを可変できることを特徴とする請求項５または６に記載の顕微鏡。
- 前記結像光学系の結像レンズは、焦点距離が可変できることを特徴とする請求項４乃至７の何れか１項に記載の顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002213981A JP2004054108A (ja) | 2002-07-23 | 2002-07-23 | 光路分割光学素子とこれを用いた顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002213981A JP2004054108A (ja) | 2002-07-23 | 2002-07-23 | 光路分割光学素子とこれを用いた顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004054108A true JP2004054108A (ja) | 2004-02-19 |
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ID=31936429
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2002213981A Withdrawn JP2004054108A (ja) | 2002-07-23 | 2002-07-23 | 光路分割光学素子とこれを用いた顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004054108A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005316289A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Olympus Corp | 顕微鏡の照明装置 |
| JP2009545882A (ja) * | 2006-08-03 | 2009-12-24 | コーニング インコーポレイテッド | 光エネルギーを得るための装置 |
| JP2012145623A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Ashu Kogaku Kofun Yugenkoshi | プロジェクタ光源モジュール |
| WO2017162648A1 (en) * | 2016-03-21 | 2017-09-28 | Promethean Limited | Interactive system |
| JP2022512354A (ja) * | 2018-12-10 | 2022-02-03 | フラウンホファー ゲセルシャフト ツール フェールデルンク ダー アンゲヴァンテン フォルシュンク エー．ファオ． | マルチチャネル撮像装置及びマルチアパーチャ撮像装置を備えた装置 |
-
2002
- 2002-07-23 JP JP2002213981A patent/JP2004054108A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005316289A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Olympus Corp | 顕微鏡の照明装置 |
| JP2009545882A (ja) * | 2006-08-03 | 2009-12-24 | コーニング インコーポレイテッド | 光エネルギーを得るための装置 |
| JP2012145623A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Ashu Kogaku Kofun Yugenkoshi | プロジェクタ光源モジュール |
| WO2017162648A1 (en) * | 2016-03-21 | 2017-09-28 | Promethean Limited | Interactive system |
| JP2022512354A (ja) * | 2018-12-10 | 2022-02-03 | フラウンホファー ゲセルシャフト ツール フェールデルンク ダー アンゲヴァンテン フォルシュンク エー．ファオ． | マルチチャネル撮像装置及びマルチアパーチャ撮像装置を備えた装置 |
| US11611736B2 (en) | 2018-12-10 | 2023-03-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Multi-aperture imaging device with a wavelength-specific beam deflector and device having such a multi-aperture imaging device |
| JP7285931B2 (ja) | 2018-12-10 | 2023-06-02 | フラウンホファー ゲセルシャフト ツール フェールデルンク ダー アンゲヴァンテン フォルシュンク エー．ファオ． | マルチチャネル撮像装置及びマルチアパーチャ撮像装置を備えた装置 |
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