JP2004295122A - 照明切換装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光源から出力された照明光を照明光学系を通して対物レンズの光軸上に入射させる第1の光路、又は光源から出力された照明光を照明光学系から対物レンズを通して対象物に対して全反射照明を行う第2の光路に切り換え、対象物に対する通常の蛍光観察照明モードと全反射蛍光観察照明モードとを高速に切り換える。
【選択図】図1
Description
sinθ>1.33/1.52
の条件の入射角θのときに、レーザビームは、オイル又はガラスと水との境界で全反射する。
NA=(オイル又はガラスの屈折率nO)×sinθ
の関係を持つ。従って、対物レンズ11の開口率NAが水の屈折率nW(=1.33)よりも大きいときにレーザビームは、全反射する。
f=(180mm/60)=3mm
である。ここで、180mmは、対物レンズ11を通った観察光を収束光に変換して結像させる結像レンズの焦点距離であり、顕微鏡の光学構成によって定まる距離である。
x1=3mm(対物レンズ11の焦点距離)×1.33(水の屈折率nW)=3.99
となる。
x2=3mm(対物レンズ11の焦点距離)×1.45(対物レンズ11の開口率NA)
=4.35
となる。
Claims (25)
- 対象物に対して全反射照明を可能とする開口数を有する対物レンズと、
照明光を出力する光源部と、
前記光源部から出力された前記照明光を前記対物レンズに導く照明光学系と、
前記光源部から出力された前記照明光を前記照明光学系を通して前記対物レンズの光軸上に入射させて前記対象物を通常の蛍光観察照明する第1の光路、又は前記光源から出力された前記照明光を前記照明光学系から前記対物レンズを通して前記対象物を全反射蛍光観察照明する第2の光路に切り換える照明切換部と、
を具備することを特徴とする照明切換装置。 - 前記照明切換部は、前記第1の光路への前記照明光の入射により前記対象物に対する通常の蛍光観察照明と、前記第2の光路への前記照明光の入射により前記対象物に対する全反射蛍光観察照明とに切り換えることを特徴とする請求項1記載の照明切換装置。
- 前記光源部は、それぞれ各照明光を出力する少なくとも2つの光源を有し、
前記照明切換部は、一方の前記光源から出力された前記照明光を前記第1の光路に入射させ、他方の前記光源から出力された前記照明光を前記第2の光路に入射させる光伝送部と、
前記各光源から出力される前記各照明光の各光路上にそれぞれ設けられ、前記各照明光のうちいずれか1つの前記照明光を通過させ、他の前記照明光を遮光する少なくとも2つのシャッタ機構とを有することを特徴とする請求項1記載の照明切換装置。 - 前記各光源は、それぞれレーザビームを出力する各レーザ発振器を有し、
前記各シャッタ機構は、それぞれ前記各レーザ発振器の各レーザ出力端に設けたことを特徴とする請求項3記載の照明切換装置。 - 前記各シャッタ機構は、それぞれ機械的に開閉動作するシャッタ、又は電子的に開閉動作するシャッタを有することを特徴とする請求項3記載の照明切換装置。
- 前記対象物を通常の蛍光観察照明するときに一方の前記シャッタ機構を開放すると共に他方の前記シャッタ機構を閉じ、前記対象物を全反射蛍光観察照明するときに一方の前記シャッタ機構を閉じると共に他方の前記シャッタ機構を開放するシャッタコントローラを有することを特徴とする請求項3記載の照明切換装置。
- 対象物に対して全反射照明を可能とする開口数を有する対物レンズと、
第1の照明光を出力する第1の光源と、
第2の照明光を出力する少なくとも1つの第2の光源と、
前記第1又は前記第2の照明光を入射してそれぞれ前記対物レンズに導く照明光学系と、
前記対物レンズの光軸上に前記第1の照明光を入射させる前記照明光学系中の第1の光路に前記第1の光源から出力された前記第1の照明光を入射させる第1の光伝送部と、
前記対象物を前記全反射照明させる前記照明光学系中の第2の光路に前記第2の光源から出力された前記第2の照明光を入射させる第2の光伝送部と、
前記第1の光源から出力された前記第1の照明光を前記第1の光伝送部に対して入射又は遮光する第1の照明切換部と、
前記第2の光源から出力された前記第2の照明光を前記第2の光伝送部に対して入射又は遮光する第2の照明切換部と、
を具備することを特徴とする照明切換装置。 - 前記第1の照明切換部は、前記第1の光源から出力される前記第1の照明光を前記第1の光伝送部に入射又は遮光する第1のシャッタ機構を有し、
前記第2の照明切換部は、前記第2の光源から出力される前記第2の照明光を前記第2の光伝送部に遮光又は入射する第2のシャッタ機構を有することを特徴とする請求項7記載の照明切換装置。 - 前記第1及び第2の光源は、それぞれレーザビームを出力する各レーザ発振器を有し、
前記第1及び第2のシャッタ機構は、それぞれ前記各レーザ発振器の各レーザ出力端に設けたことを特徴とする請求項8記載の照明切換装置。 - 前記第1及び第2のシャッタ機構は、それぞれ機械的に開閉動作するシャッタ、又は電子的に開閉動作するシャッタを有することを特徴とする請求項9記載の照明切換装置。
- 前記対象物に対する通常の蛍光観察照明のモードのときに前記第1のシャッタ機構を開放すると共に前記第2のシャッタ機構を閉じ、前記対象物に対する全反射蛍光観察照明のモードのときに前記第1のシャッタ機構を閉じると共に前記第2のシャッタ機構を開放するシャッタコントローラを有することを特徴とする請求項9記載の照明切換装置。
- 前記第1の光伝送部は、前記第1の照明光を伝送する第1の光ファイバと、
前記第1の光ファイバにより伝送された前記第1の照明光を出射し、前記第1の照明光を前記照明光学系の前記第1の光路に入射させる第1の光出射部と、
を有することを特徴とする請求項7記載の照明切換装置。 - 前記第2の光伝送部は、前記第2の照明光を伝送する第2の光ファイバと、
前記第2の光ファイバにより伝送された前記第2の照明光を出射する第2の光出射部と、
前記第2の光出射部から出射された前記第2の照明光を折り曲げて前記照明光学系の前記第2の光路に入射させる入射用光学素子と、
を有することを特徴とする請求項7記載の照明切換装置。 - 前記第1の光伝送部は、前記第1の照明光を伝送する第1の光ファイバと、
前記第1の光ファイバにより伝送された前記第1の照明光を出射する第1の光出射部と、
前記第1の光出射部から出射された前記第1の照明光を折り曲げて前記照明光学系の前記第1の光路に入射させる入射用光学素子と、
を有することを特徴とする請求項7記載の照明切換装置。 - 前記第2の光伝送部は、前記第2の照明光を伝送する第2の光ファイバと、
前記第2の光ファイバにより伝送された前記第2の照明光を出射し、前記第2の照明光を前記照明光学系の前記第2の光路に入射させる第2の光出射部と、
を有することを特徴とする請求項7記載の照明切換装置。 - 前記第2の光出射部及び前記入射用光学素子は、前記照明光学系の光軸方向と同一方向に一体的に移動可能であることを特徴とする請求項13記載の照明切換装置。
- 前記入射用光学素子は、小型の全反射ミラーを有することを特徴とする請求項13,14又は16のうちいずれか1項記載の照明切換装置。
- 前記入射用光学素子は、全反射マイクロプリズムを有することを特徴とする請求項13,14又は16のうちいずれか1項記載の照明切換装置。
- 前記第2の光出射部は、前記照明光学系の光軸方向に対して垂直方向に移動可能であることを特徴とする請求項15記載の照明切換装置。
- 前記光源は、レーザビームを出力するレーザ発振器を有し、
前記照明切換部は、前記レーザ発振器から出力された前記レーザビームを2方向に分岐するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタの各分岐光路にそれぞれ設けられた第1と第2のシャッタ機構と、
前記第1のシャッタ機構を通過した前記照明光を前記照明光学系中の第1の光路に入射させる第1の光伝送部と、
前記第2のシャッタ機構を通過した前記照明光を前記照明光学系中の第2の光路に入射させる第2の光伝送部と、
を有することを特徴とする請求項1記載の照明切換装置。 - 前記ビームスプリッタは、前記レーザ発振器のレーザ出力端に設けられ、
前記第1及び第2のシャッタ機構は、それぞれ前記ビームスプリッタに対して近接して設けたことを特徴とする請求項20記載の照明切換装置。 - 前記ビームスプリッタの各分岐光路にそれぞれ設けられ、前記レーザ発振器から出力された前記レーザビームの波長を所望の波長に変換する複数の波長変換部を有することを特徴とする請求項20記載の照明切換装置。
- 前記各レーザ発振器は、互いに異なる波長の各レーザビームを出力することを特徴とする請求項9又は20記載の照明切換装置。
- 対象物に対して全反射照明を可能とする開口数を有する対物レンズと、
第1のレーザビームを出力する第1のレーザ発振器と、
第2のレーザビームを出力する第2のレーザ発振器と、
前記第1又は前記第2のレーザビームを入射してそれぞれ前記対物レンズに導く照明光学系と、
前記第1のレーザ発振器のレーザ出力端に設けられた第1のシャッタ機構と、
前記第2のレーザ発振器のレーザ出力端に設けられた第2のシャッタ機構と、
前記第1のシャッタ機構を通過した前記第1のレーザビームを伝送する第1の光ファイバと、
前記第1の光ファイバにより伝送された前記第1のレーザビームを出射する第1のレーザ出射部と、
前記対象物に対して全反射照明させる前記照明光学系中の第2の光路上に設けられ、前記第1のレーザ出射部から出射された前記第1のレーザビームを反射して前記第2の光路に入射させる全反射マイクロプリズムと、
前記第2のシャッタ機構を通過した前記第2のレーザビームを伝送する第2の光ファイバと、
前記対物レンズの光軸上に前記第2のレーザビームを入射させる前記照明光学系中の第2の光路上に設けられ、前記第2の光ファイバにより伝送された前記第2のレーザビームを出射して前記第2の光路に入射させる第2のレーザ出射部と、
前記対象物に対する通常の蛍光観察照明のモードのときに前記第1のシャッタ機構を開放すると共に前記第2のシャッタ機構を閉じ、前記対象物に対する全反射蛍光観察照明のモードのときに前記第1のシャッタ機構を閉じると共に前記第2のシャッタ機構を開放するシャッタコントローラと、
を具備することを特徴とする照明切換装置。 - 第1のレーザ発振器のレーザ出力端に設けられた第1のシャッタ機構により前記第1のレーザ発振器から出力される第1のレーザビームを遮光又は出射させ、
第2のレーザ発振器のレーザ出力端に設けられた第2のシャッタ機構により前記第2のレーザ発振器から出力される第2のレーザビームを遮光又は出射させ、
前記第1のシャッタ機構を通過した前記第1のレーザビームを照明光学系を通して対物レンズの光軸上に入射させて対象物を通常の蛍光観察照明し、
前記第2のシャッタ機構を通過した前記第2のレーザビームを前記照明光学系から前記対物レンズを通して前記対象物を全反射蛍光観察照明することを特徴とする照明切換方法。
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