JP2008116756A - Optical device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device by which the optical paths of scanning optical systems relating to light having a plurality of wavelengths can easily be combined without using a complicated configuration. <P>SOLUTION: The optical device includes: a stimulus light scanning optical system 17 for deflecting stimulus light that is used for stimulating a body 13 to be tested and has at least one or more wavelengths; and a combining acoustic optical element 33 for combining the optical path of the deflected stimulus light with the optical path of an observing optical system 15 that obtains the image of the body 13 being tested. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学装置に関する。   The present invention relates to an optical device.

近年、走査型共焦点顕微鏡などを用いた生体細胞の機能解析が盛んに行われている。この走査型共焦点顕微鏡などを用いることにより、厚みのある生物細胞における様々な深さの機能解析を行うことができるため、生物細胞の3次元構造を解明することが可能とされてきている。
走査型共焦点顕微鏡は、点光源から出射された光を試料に照射することにより、試料から発する蛍光や反射光などを光検出器で検出して試料の情報を得るものである。光検出器の光入射面側には観察面と共役関係となる位置にピンホールが配置されており、光検出器は当該ピンホールを通過した光のみを検出し、電気信号に変換している。そのため、走査型共焦点顕微鏡は、厚みのある試料における所望の光軸方向位置の光学的スライス像を得ることができる。
そして、走査型共焦点顕微鏡は、試料および対物レンズの少なくとも一方を光軸方向に移動させつつ試料の情報を順次取得することにより、試料の三次元情報を得ることができる(例えば、特許文献1参照。)。
特開平10−206742号公報
In recent years, functional analysis of living cells using a scanning confocal microscope or the like has been actively performed. By using this scanning confocal microscope or the like, functional analysis at various depths in a thick biological cell can be performed, and thus it has become possible to elucidate the three-dimensional structure of a biological cell.
In the scanning confocal microscope, a sample is irradiated with light emitted from a point light source, and fluorescence or reflected light emitted from the sample is detected by a photodetector to obtain sample information. A pinhole is arranged on the light incident surface side of the photodetector at a position conjugate with the observation surface, and the photodetector detects only the light passing through the pinhole and converts it into an electrical signal. . Therefore, the scanning confocal microscope can obtain an optical slice image at a desired position in the optical axis direction in a thick sample.
The scanning confocal microscope can obtain the three-dimensional information of the sample by sequentially acquiring the information of the sample while moving at least one of the sample and the objective lens in the optical axis direction (for example, Patent Document 1). reference.).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-206742

上述の特許文献1には、第1の走査光学系と第2の走査光学系とを備え、ダイクロイックミラーを用いて第1の走査光学系と第2の走査光学系とを途中で一致させる(光路合成する)走査型共焦点顕微鏡(レーザ走査顕微鏡)が開示されている。
このような構成とすることで、第1の走査光学系と第2の走査光学系が、1つの対物レンズを共用することができた。
Patent Document 1 described above includes a first scanning optical system and a second scanning optical system, and the first scanning optical system and the second scanning optical system are made to coincide with each other by using a dichroic mirror ( A scanning confocal microscope (laser scanning microscope) is disclosed.
With such a configuration, the first scanning optical system and the second scanning optical system can share one objective lens.

しかしながら、ダイクロイックミラーを用いて第1および第2の走査光学系を光路合成する構成では、それぞれの走査光学系で用いる照射光の波長の組み合わせ、さらに、光検出器で検出する波長の組み合わせに応じて、ダイクロイックミラーの波長特性を変更する必要がある。したがって、照射波長、検出波長を変更する場合には、合成ダイクロイックミラーを交換しなければならない。特に生体試料の蛍光観察の場合のように、標本の種類や観察部位に応じて観察用(蛍光励起用)レーザ光の波長、刺激用レーザ光の波長、検出波長を異ならせたい場合、それぞれの波長の組み合わせに適したダイクロイックミラーを着脱または切り替え選択しなければならないので、構造の複雑化、高コスト化、操作の煩雑化を招くという問題がある。   However, in the configuration in which the optical paths of the first and second scanning optical systems are combined using a dichroic mirror, depending on the combination of the wavelengths of irradiation light used in each scanning optical system and the combination of wavelengths detected by the photodetector Therefore, it is necessary to change the wavelength characteristics of the dichroic mirror. Therefore, when changing the irradiation wavelength and the detection wavelength, the synthetic dichroic mirror must be replaced. In particular, as in the case of fluorescence observation of biological samples, if you want to vary the wavelength of the observation (fluorescence excitation) laser light, the stimulation laser light, and the detection wavelength depending on the type of specimen and the observation site, Since a dichroic mirror suitable for the combination of wavelengths has to be attached / detached or switched, there is a problem that the structure is complicated, the cost is increased, and the operation is complicated.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、複雑な構成を用いることなく、刺激および観察に使用する光の波長の多様な組合せに容易に対応できる光学装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an optical device that can easily cope with various combinations of wavelengths of light used for stimulation and observation without using a complicated configuration. For the purpose.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、被検体に対して変化を与える刺激光であって、少なくとも1以上の波長を有する刺激光を偏向させる刺激光用走査光学系と、前記被検体の画像を得るための観察光学系の光路に、前記偏向された刺激光の光路を合成する合成音響光学素子と、が備えられている光学装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to a scanning optical system for stimulating light that deflects stimulating light having a wavelength of at least one wavelength, and an observation optical system for obtaining an image of the subject. And an optical acousto-optic device for synthesizing the optical path of the deflected stimulation light.

本発明によれば、所定波長の光線のみを合成するダイクロイックミラー等と比較して、合成できる光線の波長自由度が高い合成音響光学素子が用いられているため、少なくとも1以上の波長を有する刺激光の光路が、複雑な構成を用いることなく、観察光学系の光路に容易に合成される。つまり、音響光学素子は、その結晶体に励起される超音波(弾性波)の周波数を変えることにより合成(回折)する光線の波長の変化に対応できるため、一つの合成音響光学素子で、少なくとも1以上の波長を有する刺激光の光路を観察光学系の光路に容易に合成できる。   According to the present invention, since a synthetic acoustooptic device having a higher degree of freedom in wavelength of light that can be synthesized is used as compared with a dichroic mirror that synthesizes only light having a predetermined wavelength, a stimulus having at least one wavelength is used. The optical path of light is easily combined with the optical path of the observation optical system without using a complicated configuration. In other words, the acoustooptic device can cope with a change in the wavelength of the light beam to be synthesized (diffracted) by changing the frequency of the ultrasonic wave (elastic wave) excited by the crystal body. The optical path of stimulation light having one or more wavelengths can be easily combined with the optical path of the observation optical system.

さらに、上記ダイクロイックミラー等を複数用いる場合は、複数のダイクロイックミラー等の配置角度等について調整する必要があるのに対して、本発明の光学装置は、一つの合成音響光学素子の配置位置等を調整するだけで、少なくとも1以上の波長を有する刺激光の光路を観察光学系の光路に合成できる。   Furthermore, when using a plurality of the above dichroic mirrors, etc., it is necessary to adjust the arrangement angle of the plurality of dichroic mirrors, etc., whereas the optical device of the present invention determines the arrangement position of one synthetic acoustooptic element, etc. By simply adjusting, the optical path of the stimulus light having at least one wavelength can be synthesized with the optical path of the observation optical system.

なお、被検体に変化を与える刺激光とは、標本に対して光化学的反応を起こさせたり(例えば、蛍光漂白や、ケージド試薬の解除など)、標本のマニピュレーションやダイセクション、加工などの操作を行ったりするなど、観察以外の目的を持って被検体に照射する光である。   Note that the stimulating light that changes the specimen causes a photochemical reaction to the specimen (for example, fluorescent bleaching or release of the caged reagent), manipulation of the specimen, dissection, processing, etc. This is light that irradiates the subject with a purpose other than observation, such as performing.

上記発明においては、前記刺激光用走査光学系および前記合成音響光学素子が、前記観察光学系の光路に対して挿入および取り外し可能とされていることが望ましい。
本発明によれば、観察光学系のみを備える光学装置に、上記本発明の刺激光用走査光学系および合成音響光学素子を取り付けることにより、自在に走査、位置変更が可能な刺激光と観察光学系の光線とを合成して被検体に集光させる光学装置を容易に実現できる。
In the above-described invention, it is desirable that the stimulation light scanning optical system and the synthetic acousto-optic element be insertable into and removable from the optical path of the observation optical system.
According to the present invention, stimulation light and observation optics that can be freely scanned and changed in position by attaching the above-described stimulation light scanning optical system and synthetic acoustic optical element to an optical apparatus that includes only the observation optical system. It is possible to easily realize an optical device that synthesizes the light from the system and focuses it on the subject.

上記発明においては、前記刺激光用走査光学系には、前記刺激光を偏向させる刺激光偏向部が設けられていることが望ましい。
本発明によれば、刺激光は刺激光偏向部により偏向され、被検体の所定の領域に集光される。例えば、各波長の刺激光をそれぞれ偏向させる刺激光偏向部を設けることにより、各波長の刺激光を、同時に異なる所定の領域に集光できる。
In the above invention, it is desirable that the stimulation light scanning optical system is provided with a stimulation light deflecting unit for deflecting the stimulation light.
According to the present invention, the stimulation light is deflected by the stimulation light deflecting unit and collected on a predetermined region of the subject. For example, by providing a stimulation light deflecting unit that deflects the stimulation light of each wavelength, the stimulation light of each wavelength can be simultaneously focused on different predetermined regions.

上記発明においては、前記合成音響光学素子が、互いに交差する一の方向に前記刺激光を偏向させ、前記刺激光用走査光学系には、互いに交差する他の方向に前記刺激光を偏向させる偏光音響光学素子が設けられ、前記合成音響光学素子には、前記偏向音響光学素子により偏向された刺激光、および、前記他の光線が入射されることが望ましい。
本発明によれば、刺激光は合成音響光学素子により、互いに交差する一の方向に偏向され、偏向音響光学素子により、互いに交差する他の方向に偏向される。そのため、刺激光を、互いに交差する一および他の方向へ走査させることができる。
In the above invention, the synthetic acoustooptic device deflects the stimulation light in one direction intersecting each other, and the stimulation light scanning optical system deflects the stimulation light in another direction intersecting each other. It is preferable that an acoustooptic element is provided, and the stimulation light deflected by the deflecting acoustooptic element and the other light beam are incident on the synthetic acoustooptic element.
According to the present invention, the stimulation light is deflected in one direction intersecting with each other by the synthetic acoustooptic element, and is deflected in the other direction intersecting with each other by the deflection acoustooptic element. Therefore, the stimulation light can be scanned in one and other directions intersecting each other.

上記発明においては、前記合成音響光学素子が、前記刺激光を回折するとともに、前記観察光学系の光路の光を透過することが望ましい。
本発明によれば、合成音響光学素子において刺激光の光路が回折されるため、刺激光の光路は合成音響光学素子内で曲がり、合成音響光学素子を透過する観察光学系の光線の光路と合成される。
In the above invention, it is desirable that the synthetic acousto-optic element diffracts the stimulation light and transmits light in the optical path of the observation optical system.
According to the present invention, since the optical path of the stimulating light is diffracted in the synthetic acoustooptic element, the optical path of the stimulating light bends in the synthetic acoustooptic element and is combined with the optical path of the light beam of the observation optical system that passes through the synthetic acoustooptic element Is done.

上記発明においては、前記刺激光を前記被検体に集光させる対物光学系が設けられ、前記合成音響光学素子は、前記対物光学系の瞳と共役な位置に配置されていることが望ましい。   In the above invention, it is preferable that an objective optical system for condensing the stimulation light on the subject is provided, and the synthetic acousto-optic element is disposed at a position conjugate with the pupil of the objective optical system.

本発明によれば、刺激光が偏向された場合に、刺激光の合成音響光学素子への入射位置は変動せず、刺激光の入射角のみが変動する。そのため、合成音響光学素子が上記共役な位置に配置されていない場合と比較して刺激光の入射角のみが変動するだけなので、刺激光の光路を観察光学系の光線の光路に容易に合成できる。   According to the present invention, when the stimulation light is deflected, the incident position of the stimulation light on the synthetic acousto-optic device does not vary, but only the incident angle of the stimulation light varies. Therefore, since only the incident angle of the stimulation light is changed as compared with the case where the synthetic acoustooptic element is not arranged at the conjugate position, the optical path of the stimulation light can be easily combined with the optical path of the light beam of the observation optical system. .

上記発明においては、前記刺激光を前記被検体に集光させる対物光学系が設けられ、前記合成音響光学素子は、前記対物光学系の像と共役な位置に配置されていることが望ましい。   In the above invention, it is preferable that an objective optical system for condensing the stimulation light on the subject is provided, and the synthetic acousto-optic element is disposed at a position conjugate with an image of the objective optical system.

本発明によれば、刺激光が偏向された場合に、合成音響光学素子に入射する刺激光の入射角は変動せず、入射位置が平行移動するのみである。そのため、合成音響光学素子が上記共役な位置に配置されていない場合と比較して刺激光の入射位置が平行移動するだけなので、刺激光の光路を観察光学系の光線の光路に容易に合成できる。
例えば、音響変調フィルタなどの音響光学素子は、光線の入射角の許容範囲が狭い。そのため、合成音響光学素子が対物光学系の瞳と共役な位置に配置されている場合と比較して刺激光の入射角が変動しないことから、刺激光の光路を観察光学系の光線の光路に容易に合成できる。
According to the present invention, when the stimulation light is deflected, the incident angle of the stimulation light incident on the synthetic acousto-optic device does not vary, and the incident position only moves in parallel. Therefore, since the incident position of the stimulating light is simply moved in parallel as compared with the case where the synthetic acoustooptic element is not arranged at the conjugate position, the optical path of the stimulating light can be easily combined with the optical path of the light beam of the observation optical system. .
For example, an acoustooptic device such as an acoustic modulation filter has a narrow allowable range of the incident angle of light. Therefore, the incident angle of the stimulation light does not change compared to the case where the synthetic acousto-optic element is arranged at a position conjugate with the pupil of the objective optical system, so the optical path of the stimulation light is changed to the optical path of the light beam of the observation optical system. Easy to synthesize.

上記発明においては、前記合成音響光学素子において励起される超音波を制御する変調信号を生成する信号生成部が設けられ、該信号生成部が、前記超音波を制御することにより、前記被検体に照射される前記偏向された刺激光の強度を制御することが望ましい。   In the above-described invention, a signal generation unit that generates a modulation signal for controlling an ultrasonic wave excited in the synthetic acoustooptic device is provided, and the signal generation unit controls the ultrasonic wave, thereby It is desirable to control the intensity of the deflected stimulation light that is irradiated.

本発明によれば、信号制御部により合成音響光学素子に励起される超音波が制御され、被検体に照射される刺激光の強度を自在に制御できる。
ここで、合成音響光学素子は入射された光線の一部を回折し、残りの光線は透過する。回折する光線と透過する光線の比率は、合成音響光学素子に励起される超音波の振幅に依存している。つまり、上記超音波の振幅が大きくなるにつれて回折する光線の比率が高くなり、逆に、上記超音波の振幅が小さくなるにつれて回折する光線の比率が低くなる。そこで、信号制御部は変調信号を合成音響光学素子に入力することにより、上記超音波の周波数と振幅のうちの振幅を制御し、被検体に照射される刺激光の強度を自在に制御することができる。
According to the present invention, the ultrasonic wave excited by the synthetic acoustooptic device is controlled by the signal control unit, and the intensity of the stimulation light irradiated on the subject can be freely controlled.
Here, the synthetic acoustooptic device diffracts part of the incident light beam and transmits the remaining light beam. The ratio of the diffracted light beam to the transmitted light beam depends on the amplitude of the ultrasonic wave excited by the synthetic acoustooptic device. In other words, the ratio of the diffracted light beam increases as the amplitude of the ultrasonic wave increases, and conversely, the ratio of the diffracted light beam decreases as the amplitude of the ultrasonic wave decreases. Therefore, the signal control unit inputs the modulation signal to the synthetic acousto-optic element, thereby controlling the amplitude of the ultrasonic wave and the amplitude, and freely controlling the intensity of the stimulation light irradiated to the subject. Can do.

上記発明においては、前記被検体に照射されずに前記合成音響光学素子を透過する前記偏向された刺激光の強度を検出する検出部が設けられ、前記信号生成部は、前記検出部に検出された刺激光の強度に基づいて、前記変調信号を生成することが望ましい。   In the above invention, a detection unit that detects the intensity of the deflected stimulation light that passes through the synthetic acoustooptic device without being irradiated on the subject is provided, and the signal generation unit is detected by the detection unit. Preferably, the modulation signal is generated based on the intensity of the stimulated light.

本発明によれば、検出部が検出した合成音響光学素子を透過した刺激光の強度に基づいて、信号生成部は制御信号を生成し、合成音響光学素子に入力させることにより、被検体に照射される刺激光の強度を自在に制御できる。
ここで、合成音響光学素子に入射した刺激光の一部は、合成音響光学素子において回折され、残りの刺激光は合成音響光学素子を透過する。信号生成部は、検出部が検出した合成音響光学素子を透過した残りの刺激光の強度に基づく制御を行うことにより、合成音響光学素子により回折される刺激光の強度、および、透過する刺激光の強度を自在に制御できる。
According to the present invention, the signal generation unit generates a control signal based on the intensity of the stimulation light transmitted through the synthetic acoustooptic element detected by the detection unit, and inputs the control signal to the synthetic acoustooptic element, thereby irradiating the subject. The intensity of the stimulated light can be freely controlled.
Here, a part of the stimulation light incident on the synthetic acoustooptic element is diffracted by the synthetic acoustooptic element, and the remaining stimulation light is transmitted through the synthetic acoustooptic element. The signal generation unit performs control based on the intensity of the remaining stimulation light transmitted through the synthetic acoustooptic element detected by the detection unit, and thereby the intensity of the stimulation light diffracted by the synthesis acoustooptic element and the transmitted stimulation light. The strength of the can be controlled freely.

上記発明においては、前記合成音響光学素子が音響光学変調フィルタであることが望ましい。
本発明によれば、音響光学変調フィルタ(Acoust Optic Tunable Filter:以下、AOTFと表記する。)を合成音響光学素子として用いるため、AOTFは刺激光を回折し、刺激光の光路を観察光学系の光線の光路に合成させることができる。
In the above invention, it is desirable that the synthetic acoustooptic element is an acoustooptic modulation filter.
According to the present invention, since an acousto-optic modulation filter (hereinafter referred to as AOTF) is used as a synthetic acousto-optic device, the AOTF diffracts the stimulation light and the optical path of the stimulation light of the observation optical system. It can be combined with the optical path of the light beam.

上記発明においては、前記合成音響光学素子が音響光学変調器であることが望ましい。
本発明によれば、音響光学変調器(Acoust Optic Modulator:以下、AOMと表記する。)を合成音響光学素子として用いるため、AOMは刺激光を回折し、刺激光の光路を観察光学系の光線の光路に合成させることができる。
In the above invention, it is desirable that the synthetic acoustooptic element is an acoustooptic modulator.
According to the present invention, since an acousto-optic modulator (hereinafter referred to as AOM) is used as a synthetic acousto-optic device, the AOM diffracts the stimulation light, and the optical path of the stimulation light is the light beam of the observation optical system. Can be combined in the optical path.

上記発明においては、前記合成音響光学素子が音響光学偏向器であることが望ましい。
本発明によれば、音響光学偏向器(Acoust Optic Diflector:以下、AODと表記する。)を合成音響光学素子として用いるため、AODは刺激光を回折し、刺激光の光路を観察光学系の光線の光路に合成させることができる。
In the above invention, it is desirable that the synthetic acoustooptic element is an acoustooptic deflector.
According to the present invention, since an acousto-optic deflector (hereinafter referred to as “AOD”) is used as a synthetic acousto-optic device, the AOD diffracts the stimulation light, and the optical path of the stimulation light is a light beam of the observation optical system. Can be combined in the optical path.

上記発明においては、上記本発明のいずれかにおいて、前記観察光学系が、前記被検体を照射する光を走査する走査光学系を備えていることが望ましい。
本発明によれば、被検体の走査画像を取得することができるので、例えば、共焦点検出系を用いて共焦点画像を取得したり、多光子励起法を用いて走査画像を取得したりすることにより、標本の光学的スライス像画像を観察画像として取得することができる。
In the above invention, in any of the above inventions, it is desirable that the observation optical system includes a scanning optical system that scans light that irradiates the subject.
According to the present invention, a scan image of a subject can be acquired. For example, a confocal image is acquired using a confocal detection system, or a scan image is acquired using a multiphoton excitation method. Thus, an optical slice image of the sample can be acquired as an observation image.

また、刺激光用走査光学系により偏向された刺激光と、観察用の走査光学系により偏向された光線とが、合成音響光学素子で合成されて、例えば光を被検体に集光させる対物光学系に入射されるため、同じ対物光学系の視野内で刺激光と他の光線とは独立して偏向される。つまり、刺激光と観察光学系の光線とは、被検体におけるそれぞれ異なる所定の領域に集光される。   In addition, the objective light that combines the stimulus light deflected by the scanning optical system for stimulus light and the light beam deflected by the scanning optical system for observation is synthesized by a synthetic acousto-optic device, for example, condenses the light on the subject. Since the light is incident on the system, the stimulus light and the other light are deflected independently within the field of view of the same objective optical system. That is, the stimulation light and the light beam of the observation optical system are condensed on different predetermined areas in the subject.

上記発明においては、上記本発明のいずれかにおいて、前記観察光学系が、非走査型の顕微鏡光学系であることが望ましい。
本発明によれば、被検体の顕微鏡画像を得ることができる。
In the above invention, in any one of the above inventions, it is desirable that the observation optical system is a non-scanning microscope optical system.
According to the present invention, a microscopic image of a subject can be obtained.

本発明の光学装置によれば、少なくとも1以上の波長を有する刺激光用走査光学系により偏向された刺激光と、観察光学系の光線とが、合成音響光学素子に入射されるため、複雑な構成を用いることなく、刺激と観察に使用する光の波長の多様な組合せに容易に対応できるという効果を奏する。   According to the optical device of the present invention, since the stimulus light deflected by the stimulus light scanning optical system having at least one wavelength and the light beam of the observation optical system are incident on the synthetic acousto-optic element, a complicated There is an effect that it is possible to easily cope with various combinations of wavelengths of light used for stimulation and observation without using a configuration.

〔第1の実施形態〕
以下、本発明の第1の実施形態に係るレーザ走査顕微鏡ついて図1および図2を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係るレーザ走査顕微鏡の構成を説明する概略図である。
レーザ走査顕微鏡1は、図1に示すように、第1の光源3と、第1の走査光学系(観察光学系)15と、光学装置7と、第2の光源5と、検出光学系9と、対物レンズ(対物光学系)55と、第3リレー光学系53とを備えている。
[First Embodiment]
The laser scanning microscope according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a laser scanning microscope according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the laser scanning microscope 1 includes a first light source 3, a first scanning optical system (observation optical system) 15, an optical device 7, a second light source 5, and a detection optical system 9. And an objective lens (objective optical system) 55 and a third relay optical system 53.

第1の光源3は、被検体13の像(イメージ)の取得に用いられるレーザ光を出射するものである。具体的には、第1の光源3は、被検体13に照射され蛍光を励起する励起光(観察光学系の光線)を出射するものである。第1の光源3から出射された励起光は、後述する第1の走査光学系15に入射されている。   The first light source 3 emits laser light used for obtaining an image of the subject 13. Specifically, the first light source 3 emits excitation light (light of the observation optical system) that is irradiated on the subject 13 to excite fluorescence. The excitation light emitted from the first light source 3 is incident on a first scanning optical system 15 described later.

第1の走査光学系15は、励起光を偏向するとともに、偏向された励起光を対物レンズ55に入射させるものである。励起光は第1の走査光学系15に偏向されることにより、被検体13上を走査される。第1の走査光学系15は、ダイクロイックミラー19と、第1の走査光学ユニット(走査光学系)21と、第1のリレーレンズ系23と、を備えている。   The first scanning optical system 15 deflects the excitation light and causes the deflected excitation light to enter the objective lens 55. The excitation light is deflected by the first scanning optical system 15 to scan the subject 13. The first scanning optical system 15 includes a dichroic mirror 19, a first scanning optical unit (scanning optical system) 21, and a first relay lens system 23.

ダイクロイックミラー19は、励起光を透過するとともに被検体13で励起された蛍光を反射するものである。ダイクロイックミラー19は、第1の光源3と第1の走査光学ユニット21との間に配置されているとともに、ダイクロイックミラー19により反射された蛍光が検出光学系9に入射するように配置されている。   The dichroic mirror 19 transmits the excitation light and reflects the fluorescence excited by the subject 13. The dichroic mirror 19 is arranged between the first light source 3 and the first scanning optical unit 21 and arranged so that the fluorescence reflected by the dichroic mirror 19 enters the detection optical system 9. .

第1の走査光学ユニット21は、励起光を2次元的に偏向することにより、励起光を被検体13上で走査させるものである。第1の走査光学ユニット21は、ダイクロイックミラー19と第1のリレーレンズ系23との間に配置されている。第1の走査光学ユニット21は、2つの第1のガルバノミラー21A,21Bを備えている。第1のガルバノミラー21A,21Bは、互いに直交する一および他の方向へ励起光をそれぞれ偏向させるものである。   The first scanning optical unit 21 scans the excitation light on the subject 13 by deflecting the excitation light two-dimensionally. The first scanning optical unit 21 is disposed between the dichroic mirror 19 and the first relay lens system 23. The first scanning optical unit 21 includes two first galvanometer mirrors 21A and 21B. The first galvanometer mirrors 21A and 21B deflect the excitation light in one and other directions orthogonal to each other.

第1のリレーレンズ系23は、第3リレーレンズ系53と共働して、対物レンズ55の瞳を第1の走査光学ユニット21の位置へリレーするものである。第1のリレーレンズ系23は、第1の走査光学ユニット21と対物レンズ55との間に配置されている。
また、第1のリレーレンズ系23と対物レンズ55との間には、ミラー27が配置されている。ミラー27は、第1のリレーレンズ系23から出射された励起光を対物レンズ55に向けて反射するものである。
The first relay lens system 23 cooperates with the third relay lens system 53 to relay the pupil of the objective lens 55 to the position of the first scanning optical unit 21. The first relay lens system 23 is disposed between the first scanning optical unit 21 and the objective lens 55.
Further, a mirror 27 is disposed between the first relay lens system 23 and the objective lens 55. The mirror 27 reflects the excitation light emitted from the first relay lens system 23 toward the objective lens 55.

光学装置7は、標本の所望の点または領域に刺激光を照射するものである。光学装置7は、第2の光源5からの刺激光が入射される第2の走査光学系(刺激光用走査光学系)17と、ビーム合成装置16とを備えている。   The optical device 7 irradiates stimulation light to a desired point or region of the specimen. The optical device 7 includes a second scanning optical system (stimulating light scanning optical system) 17 into which the stimulation light from the second light source 5 is incident, and a beam combining device 16.

第2の光源5は、被検体13の所定領域に入射させるレーザ光を出射するものである。例えば、第2の光源5は、被検体13の所定領域を刺激する刺激光を出射するものである。このように第2の光源5からの刺激光を照射することにより、被検体13に所定の反応を起こさせ、当該反応を観察することができる。第2の光源5から出射された刺激光は、後述する光学装置7の第2の走査光学系17に入射されている。   The second light source 5 emits laser light that is incident on a predetermined region of the subject 13. For example, the second light source 5 emits stimulation light that stimulates a predetermined region of the subject 13. By irradiating the stimulation light from the second light source 5 in this way, a predetermined reaction can be caused in the subject 13 and the reaction can be observed. Stimulation light emitted from the second light source 5 is incident on a second scanning optical system 17 of the optical device 7 to be described later.

第2の走査光学系17は、第2の光源5からの刺激光を偏向するものである。刺激光は第2の走査光学系17で偏向されることにより、被検体13の所定領域に照射される。第2の走査光学系17は、第2の走査光学ユニット(刺激光偏向部)29と、第2のリレーレンズ系31と、を備えている。   The second scanning optical system 17 deflects the stimulation light from the second light source 5. Stimulation light is deflected by the second scanning optical system 17 to irradiate a predetermined region of the subject 13. The second scanning optical system 17 includes a second scanning optical unit (stimulating light deflecting unit) 29 and a second relay lens system 31.

第2の走査光学ユニット29は、刺激光を2次元的に偏向することにより、刺激光を被検体13の所定領域に照射させるものである。第2の走査光学ユニット29は、第2の光源5と第2のリレーレンズ系31との間に配置されている。第2の走査光学ユニット29は、2つの第2のガルバノミラー29A,29Bを備えている。第2のガルバノミラー29A,29Bは、互いに直交する一および他の方向へ励起光をそれぞれ偏向させるものである。   The second scanning optical unit 29 irradiates the predetermined region of the subject 13 with the stimulation light by deflecting the stimulation light two-dimensionally. The second scanning optical unit 29 is disposed between the second light source 5 and the second relay lens system 31. The second scanning optical unit 29 includes two second galvanometer mirrors 29A and 29B. The second galvanometer mirrors 29A and 29B deflect the excitation light in one and other directions orthogonal to each other.

ビーム合成装置16は、AOTF(合成音響光学素子)33と、制御部43とを備えている。AOTF33は、第2走査光学系17からの刺激光の波長のみを対物レンズ55へ向けて回折させるので、刺激光の波長と異なる第1走査光学系からの観察用レーザ光および標本からの観察光は、そのまま透過する。   The beam synthesis device 16 includes an AOTF (synthetic acoustooptic device) 33 and a control unit 43. Since the AOTF 33 diffracts only the wavelength of the stimulation light from the second scanning optical system 17 toward the objective lens 55, the observation laser light from the first scanning optical system and the observation light from the specimen differing from the wavelength of the stimulation light Is transmitted as it is.

第2のリレーレンズ系31は、第3リレー光学系53と共働して対物レンズ55の瞳を第2の走査光学ユニット29の位置へリレーするものである。第2のリレーレンズ系31は、第2の走査光学ユニット29とAOTF33との間に配置されている。   The second relay lens system 31 relays the pupil of the objective lens 55 to the position of the second scanning optical unit 29 in cooperation with the third relay optical system 53. The second relay lens system 31 is disposed between the second scanning optical unit 29 and the AOTF 33.

図2は、図1の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。
AOTF33は、第1の走査光学系15の光路と第2の走査光学系17の光路とを合成するものである。具体的には、AOTF33は、励起光を透過するとともに刺激光を回折することで、励起光の光路と刺激光の光路とを合成し、対物レンズ55に入射させるものである。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a configuration in the vicinity of the optical device in FIG.
The AOTF 33 combines the optical path of the first scanning optical system 15 and the optical path of the second scanning optical system 17. Specifically, the AOTF 33 synthesizes the optical path of the excitation light and the optical path of the stimulation light by transmitting the excitation light and diffracting the stimulation light, and enters the objective lens 55.

AOTF33は、第2のリレーレンズ系31と第3リレーレンズ系53との間に配置されているとともに、AOTF33は、第1リレーレンズ系23と第3リレーレンズ系53との間に配置されている。AOTF33は、図2に示すように、トランデューサ37と、結晶体39と、超音波吸収体41とを備えている。   The AOTF 33 is disposed between the second relay lens system 31 and the third relay lens system 53, and the AOTF 33 is disposed between the first relay lens system 23 and the third relay lens system 53. Yes. As shown in FIG. 2, the AOTF 33 includes a transducer 37, a crystal body 39, and an ultrasonic absorber 41.

トランデューサ37は、結晶体39に超音波を励起させるものである。トランデューサ37は結晶体39に接触して配置され、制御部43から高周波電圧が印加されている。
結晶体39は励起された超音波により、入射された刺激光を回折させるものである。結晶体39の一方の面にはトランデューサ37が配置され、一方の面に対向する他方の面には超音波吸収体41が配置されている。超音波吸収体41は、トランデューサ37により励起され、結晶体39を伝搬する超音波を吸収するものである。
The transducer 37 is for exciting the crystal body 39 with ultrasonic waves. The transducer 37 is disposed in contact with the crystal body 39, and a high frequency voltage is applied from the control unit 43.
The crystal body 39 diffracts incident stimulus light by excited ultrasonic waves. A transducer 37 is disposed on one surface of the crystal body 39, and an ultrasonic absorber 41 is disposed on the other surface opposite to the one surface. The ultrasonic absorber 41 absorbs the ultrasonic wave that is excited by the transducer 37 and propagates through the crystal body 39.

また、AOTF33には、AOTF33の結晶体39に励起される超音波(音響波、弾性波)を制御する制御部(信号生成部)43が接続されている。
制御部43は、超音波を制御する変調信号を生成する信号生成部43Aと、変調信号に基づいて高周波電圧を発生する高周波発信器43Bと、を備えている。
The AOTF 33 is connected to a control unit (signal generation unit) 43 that controls ultrasonic waves (acoustic waves, elastic waves) excited by the crystal body 39 of the AOTF 33.
The control unit 43 includes a signal generation unit 43A that generates a modulation signal for controlling ultrasonic waves, and a high-frequency transmitter 43B that generates a high-frequency voltage based on the modulation signal.

制御部43の高周波発信器43Bは、刺激光を回折させる超音波を励起させる高周波電圧を発生させている。また、制御部43の信号生成部43Aは、高周波発信器43Bに上記超音波を励起させる変調信号を生成している。
このように、制御部43は、AOTF33において励起される超音波(弾性波)の周波数と振幅を制御することにより、対物レンズ55へ向けて回折される刺激光の波長と強度を制御することができる。
The high frequency transmitter 43B of the control unit 43 generates a high frequency voltage that excites an ultrasonic wave that diffracts the stimulation light. The signal generation unit 43A of the control unit 43 generates a modulation signal that causes the high-frequency transmitter 43B to excite the ultrasonic waves.
Thus, the control unit 43 can control the wavelength and intensity of the stimulation light diffracted toward the objective lens 55 by controlling the frequency and amplitude of the ultrasonic wave (elastic wave) excited in the AOTF 33. it can.

なおAOTF33としては、公知の音響光学変調フィルタを用いることができ、特に限定するものではない。   As the AOTF 33, a known acousto-optic modulation filter can be used and is not particularly limited.

検出光学系9は、被検体13に励起された蛍光などを検出するものである。検出光学系9は、図1に示すように、測光フィルタ45と、レンズ47と、ピンホール49と、光電変換素子51と、を備える共焦点検出系である。   The detection optical system 9 detects fluorescence excited by the subject 13. As shown in FIG. 1, the detection optical system 9 is a confocal detection system including a photometric filter 45, a lens 47, a pinhole 49, and a photoelectric conversion element 51.

測光フィルタ45は、被検体13から励起された蛍光のみを透過するフィルタである。測光フィルタ45は、ダイクロイックミラー19とレンズ47との間に配置されている。
レンズ47は、測光フィルタ45を透過した蛍光をピンホール49面に結像するものである。レンズ47は、測光フィルタ45とピンホール49との間に配置されている。
The photometric filter 45 is a filter that transmits only the fluorescence excited from the subject 13. The photometric filter 45 is disposed between the dichroic mirror 19 and the lens 47.
The lens 47 forms an image of the fluorescence that has passed through the photometric filter 45 on the surface of the pinhole 49. The lens 47 is disposed between the photometric filter 45 and the pinhole 49.

ピンホール49は、被検体13の所定の観察断面から励起された蛍光のみを通過させる貫通孔である。ピンホール49は、対物レンズ55の焦点位置と共役な位置に配置されている。
光電変換素子51は、入射した蛍光の強度を電気信号に変換するものである。光電変換素子51は、ピンホール49を通過した蛍光が入射する位置に配置されている。
The pinhole 49 is a through-hole through which only the fluorescence excited from a predetermined observation cross section of the subject 13 passes. The pinhole 49 is disposed at a position conjugate with the focal position of the objective lens 55.
The photoelectric conversion element 51 converts the intensity of incident fluorescence into an electric signal. The photoelectric conversion element 51 is disposed at a position where the fluorescence that has passed through the pinhole 49 enters.

対物レンズ55および第3リレー光学系53は、第1の走査光学系15および第2の走査光学系17から出射された励起光および刺激光を被検体13にむけて集光させるものである。
対物レンズ系55は、光学装置7と被検体13との間に配置されている。第3リレーレンズ系53は、対物レンズ55で集光される標本からの光をリレーするものである。対物レンズ55は、励起光および刺激光を被検体13の断面57に集光させるものである。なお、図2に示すように、対物レンズ55とAOTF33との間に反射ミラーを配置してもよく、特に限定するものではない。
The objective lens 55 and the third relay optical system 53 condense the excitation light and stimulation light emitted from the first scanning optical system 15 and the second scanning optical system 17 toward the subject 13.
The objective lens system 55 is disposed between the optical device 7 and the subject 13. The third relay lens system 53 relays light from the sample collected by the objective lens 55. The objective lens 55 collects excitation light and stimulation light on the cross section 57 of the subject 13. In addition, as shown in FIG. 2, you may arrange | position a reflective mirror between the objective lens 55 and AOTF33, It does not specifically limit.

次に、上記の構成からなるレーザ走査顕微鏡1における作用について説明する。
第1の光源3から出射された励起光は、図1に示すように、ダイクロイックミラー19を透過した後に、第1の走査光学ユニット21に入射される。第1の走査光学ユニット21は、第1のガルバノミラー21A,21Bによって励起光を所定方向へ偏向させる。
Next, the operation of the laser scanning microscope 1 having the above configuration will be described.
As shown in FIG. 1, the excitation light emitted from the first light source 3 passes through the dichroic mirror 19 and then enters the first scanning optical unit 21. The first scanning optical unit 21 deflects the excitation light in a predetermined direction by the first galvanometer mirrors 21A and 21B.

具体的には、第1のガルバノミラー21Aは、第1の光源3から入射された励起光を、互いに直交する一の方向へ偏向させる。第1のガルバノミラー21Bは、第1のガルバノミラー21Aにより偏向された励起光を、互いに直交する他の方向へ偏向させる。
第1の走査光学ユニット21により偏向された励起光は、第1のリレーレンズ系23を透過した後、ミラー27に入射する。ミラー27は入射された励起光をAOTF33に向けて反射する。励起光はAOTF33の0次回折方向からAOTF33に入射される。
このように、励起光は第1の走査光学ユニット21により偏向されることで、被検体13の所望の位置に集光される。
Specifically, the first galvanometer mirror 21A deflects the excitation light incident from the first light source 3 in one direction orthogonal to each other. The first galvanometer mirror 21B deflects the excitation light deflected by the first galvanometer mirror 21A in other directions orthogonal to each other.
The excitation light deflected by the first scanning optical unit 21 passes through the first relay lens system 23 and then enters the mirror 27. The mirror 27 reflects the incident excitation light toward the AOTF 33. The excitation light is incident on the AOTF 33 from the 0th-order diffraction direction of the AOTF 33.
In this way, the excitation light is deflected by the first scanning optical unit 21 and thereby condensed at a desired position of the subject 13.

一方、第2の光源5から出射された刺激光は、第2の走査光学ユニット29に入射される。第2の走査光学ユニット29は、第2のガルバノミラー29A,29Bによって刺激光を所定方向へ偏向させる。
具体的には、第2のガルバノミラー29Aは、第2の光源5から入射された刺激光を、互いに直交する一の方向へ偏向させる。第2のガルバノミラー29Bは、第2のガルバノミラー29Aにより偏向された励起光を、互いに直交する他の方向へ偏向させる。
On the other hand, the stimulus light emitted from the second light source 5 is incident on the second scanning optical unit 29. The second scanning optical unit 29 deflects the stimulation light in a predetermined direction by the second galvanometer mirrors 29A and 29B.
Specifically, the second galvanometer mirror 29A deflects the stimulation light incident from the second light source 5 in one direction orthogonal to each other. The second galvanometer mirror 29B deflects the excitation light deflected by the second galvanometer mirror 29A in other directions orthogonal to each other.

偏向された刺激光は第2のリレーレンズ系31を透過した後、AOTF33に入射される。刺激光はAOTF33の1次回折方向からAOTF33に入射される。
このように、刺激光は第2の走査光学ユニット29により偏向されることで、被検体13の所望の位置に集光される。
The deflected stimulation light passes through the second relay lens system 31 and then enters the AOTF 33. Stimulation light is incident on the AOTF 33 from the first-order diffraction direction of the AOTF 33.
In this way, the stimulation light is deflected by the second scanning optical unit 29 and is collected at a desired position of the subject 13.

上述のようにAOTF33には、図2に示す態様で、偏向された励起光と偏向された刺激光とが入射される。
AOTF33のトランデューサ37には、制御部43から高周波電圧が印加される。トランデューサ37は、結晶体39に超音波を励起させる。励起された超音波は、結晶体39をトランデューサ37側から超音波吸収体41側に向けて伝搬する。
As described above, the deflected excitation light and the deflected stimulation light are incident on the AOTF 33 in the manner shown in FIG.
A high frequency voltage is applied from the control unit 43 to the transducer 37 of the AOTF 33. The transducer 37 excites the ultrasonic wave in the crystal body 39. The excited ultrasonic wave propagates through the crystal body 39 from the transducer 37 side toward the ultrasonic absorber 41 side.

第1の走査光学系15から、AOTF33の0次回折方向に入射された励起光は、AOTF33を透過して第3リレー光学系53に入射する。
一方、第2の走査光学系17からAOTF33の1次回折方向に入射された刺激光は、AOTF33において回折され、励起光とともに第3リレー光学系53に入射する。具体的には、刺激光は、超音波により結晶体39に形成された屈折率の周期構造により回折される。
このように、刺激光の光路は、AOTF33において回折されて曲がることで、AOTF33を透過する励起光の光路と合成される。
The excitation light incident in the 0th order diffraction direction of the AOTF 33 from the first scanning optical system 15 passes through the AOTF 33 and enters the third relay optical system 53.
On the other hand, the stimulation light incident in the first-order diffraction direction of the AOTF 33 from the second scanning optical system 17 is diffracted by the AOTF 33 and enters the third relay optical system 53 together with the excitation light. Specifically, the stimulation light is diffracted by a periodic structure having a refractive index formed on the crystal body 39 by ultrasonic waves.
In this way, the optical path of the stimulation light is synthesized with the optical path of the excitation light that passes through the AOTF 33 by being diffracted and bent by the AOTF 33.

制御部43は、高周波電圧の電圧振幅を制御することにより、被検体13に入射される刺激光の強度を制御している。
つまり、制御部43は、内部の信号生成部43Aから高周波電圧の電圧振幅を変化させる変調信号を生成し、変調信号に基づいて高周波発信器43Bは高周波電圧を発生している。発生された高周波電圧はAOTF33のトランデューサ37に入力され、高周波電圧の電圧振幅に応じた振幅の超音波を励起する。超音波の振幅が変化すると、結晶体39に形成される屈折率の周期構造における屈折率が変化する。AOTF33において回折される刺激光とAOTF33を透過する刺激光との比率が、当該屈折率の変化に伴い変化するため、制御部43は、被検体13に入射される刺激光の強度を制御できる。
The control unit 43 controls the intensity of the stimulation light incident on the subject 13 by controlling the voltage amplitude of the high frequency voltage.
That is, the control unit 43 generates a modulation signal that changes the voltage amplitude of the high-frequency voltage from the internal signal generation unit 43A, and the high-frequency transmitter 43B generates a high-frequency voltage based on the modulation signal. The generated high frequency voltage is input to the transducer 37 of the AOTF 33, and an ultrasonic wave having an amplitude corresponding to the voltage amplitude of the high frequency voltage is excited. When the amplitude of the ultrasonic wave changes, the refractive index in the periodic structure of the refractive index formed in the crystal body 39 changes. Since the ratio of the stimulation light diffracted by the AOTF 33 and the stimulation light transmitted through the AOTF 33 changes with the change in the refractive index, the control unit 43 can control the intensity of the stimulation light incident on the subject 13.

第3リレー光学系53に入射された励起光および刺激光は、対物レンズ55に入射され、それぞれ被検体13の断面57に集光される。
断面57に集光された励起光および刺激光は、それぞれ第1の走査光学ユニット21と第2の走査光学ユニット29により偏向されるため、別々に走査される。例えば、励起光は断面57の像を取得するため、観察領域の全面を照射するように走査される一方、刺激光は、断面57における所定領域のみを照射するように走査される。
Excitation light and stimulation light incident on the third relay optical system 53 are incident on the objective lens 55 and are respectively collected on the cross section 57 of the subject 13.
Since the excitation light and the stimulation light collected on the cross section 57 are deflected by the first scanning optical unit 21 and the second scanning optical unit 29, respectively, they are scanned separately. For example, the excitation light is scanned so as to irradiate the entire surface of the observation region in order to obtain an image of the cross section 57, while the stimulation light is scanned so as to irradiate only a predetermined region in the cross section 57.

被検体13から反射された励起光や、励起光が照射されることにより被検体13から励起された蛍光(以下、蛍光等と表記する。)は、励起光が伝搬した光路を逆向きに伝搬して、検出光学系9に入射する。
具体的には、蛍光等は、まず対物レンズ55に入射して、第3リレー光学系53からAOTF33に入射する。AOTF33に入射した蛍光等は、AOTF33を透過して第1の走査光学系15に入射する。なお、蛍光等に含まれる、反射された刺激光は、AOTF33において回折されるため、第1の走査光学系15には入射しない。
Excitation light reflected from the subject 13 and fluorescence excited from the subject 13 by irradiation with the excitation light (hereinafter referred to as fluorescence) propagates in the opposite direction on the optical path through which the excitation light has propagated. Then, the light enters the detection optical system 9.
Specifically, fluorescence or the like first enters the objective lens 55 and then enters the AOTF 33 from the third relay optical system 53. The fluorescence or the like incident on the AOTF 33 passes through the AOTF 33 and enters the first scanning optical system 15. Note that the reflected stimulus light included in the fluorescence or the like is diffracted by the AOTF 33 and thus does not enter the first scanning optical system 15.

第1の走査光学系15に入射した蛍光等は、ミラー27、第1のリレーレンズ系23、第1の走査光学ユニット21を介してダイクロイックミラー19に入射する。ダイクロイックミラー19は、被検体13から励起された蛍光のみを反射する一方、被検体13から反射された励起光を透過する。   The fluorescence or the like incident on the first scanning optical system 15 enters the dichroic mirror 19 via the mirror 27, the first relay lens system 23, and the first scanning optical unit 21. The dichroic mirror 19 reflects only the fluorescence excited from the subject 13 and transmits the excitation light reflected from the subject 13.

ダイクロイックミラー19に反射された蛍光は、検出光学系9に入射する。検出光学系9に入射した蛍光は測光フィルタ45に入射する。測光フィルタ45は、被検体13から所望の蛍光のみを透過する一方、検出光学系9に入射した励起光などを遮光する。
測光フィルタ45を透過した蛍光は、レンズ47に入射してピンホール49に結像される。ピンホール49は被検体13から励起された蛍光の内、被検体13の断面57から励起された蛍光のみを通過させる。ピンホール49を通過した蛍光は光電変換素子51に入射される。光電変換素子51は入射した蛍光の強度を検出して、当該強度に応じた検出信号を出力する。
The fluorescence reflected by the dichroic mirror 19 enters the detection optical system 9. The fluorescence that has entered the detection optical system 9 enters the photometric filter 45. The photometric filter 45 transmits only desired fluorescence from the subject 13 while shielding excitation light and the like incident on the detection optical system 9.
The fluorescence transmitted through the photometric filter 45 enters the lens 47 and forms an image on the pinhole 49. The pinhole 49 passes only the fluorescence excited from the cross section 57 of the subject 13 among the fluorescence excited from the subject 13. The fluorescence that has passed through the pinhole 49 is incident on the photoelectric conversion element 51. The photoelectric conversion element 51 detects the intensity of incident fluorescence and outputs a detection signal corresponding to the intensity.

レーザ走査顕微鏡1は、光電変換素子51から出力された検出信号と、第1の走査光学ユニット21の第1のガルバノミラー21A,21Bの制御情報とに基づいて、被検体13の断面57における蛍光画像を取得することができる。さらに、レーザ走査顕微鏡1は、被検体13に対する断面57の位置を光軸方向に変えながら上記蛍光画像を取得することにより、被検体13の立体的な蛍光像を取得することができる。   The laser scanning microscope 1 detects fluorescence in the cross section 57 of the subject 13 based on the detection signal output from the photoelectric conversion element 51 and the control information of the first galvanometer mirrors 21A and 21B of the first scanning optical unit 21. Images can be acquired. Furthermore, the laser scanning microscope 1 can acquire a three-dimensional fluorescence image of the subject 13 by acquiring the fluorescence image while changing the position of the cross section 57 relative to the subject 13 in the optical axis direction.

上記の構成によれば、所定波長の光線のみを合成するダイクロイックミラー等と比較して、合成できる光線の波長自由度が高いAOTF33が用いられているため、少なくとも1以上の波長を有する刺激光の光路を、複雑な構成を用いることなく、励起光の光路に容易に合成することができる。
つまり、AOTF33は、その結晶体39に励起される超音波(弾性波)の周波数を変えることにより合成(回折)する光線の波長の変化に対応できるため、本実施形態の光学装置7では、少なくとも1以上の波長を有する刺激光の光路を励起光の光路に容易に合成することができる。
According to the above configuration, since the AOTF 33 having a higher degree of freedom of wavelength of light that can be synthesized is used as compared with a dichroic mirror that synthesizes only light having a predetermined wavelength, the stimulation light having at least one wavelength is used. The optical path can be easily combined with the optical path of the excitation light without using a complicated configuration.
That is, since the AOTF 33 can cope with a change in the wavelength of the light beam to be synthesized (diffracted) by changing the frequency of the ultrasonic wave (elastic wave) excited by the crystal 39, the optical device 7 of the present embodiment has at least The optical path of stimulation light having one or more wavelengths can be easily combined with the optical path of excitation light.

さらに、上記ダイクロイックミラー等を複数用いる特許文献1に記載の光学系は、複数のダイクロイックミラー等の配置角度等について調整する必要があるのに対して、本実施形態の本実施形態の光学装置7は、一つのAOTF33の配置位置等を調整するだけで、刺激光の波長が変更された場合でも、刺激光の光路を励起光の光路に合成することができる。   Furthermore, the optical system described in Patent Document 1 that uses a plurality of the dichroic mirrors and the like needs to be adjusted with respect to the arrangement angle and the like of the plurality of dichroic mirrors and the like. Even if the wavelength of the stimulation light is changed, the optical path of the stimulation light can be synthesized with the optical path of the excitation light only by adjusting the arrangement position of one AOTF 33 or the like.

また、第2の走査光学系17により偏向された刺激光と、第1の走査光学系15により偏向された励起光とが、AOTF33で合成されて対物レンズ55に入射されるため、同じ対物レンズ55の視野内で刺激光と励起光とを独立して偏向させることができる。つまり、刺激光と励起光とを、被検体13におけるそれぞれ異なる所定の領域に集光させることができる。   Further, since the stimulation light deflected by the second scanning optical system 17 and the excitation light deflected by the first scanning optical system 15 are combined by the AOTF 33 and incident on the objective lens 55, the same objective lens is used. Stimulation light and excitation light can be deflected independently within 55 fields of view. That is, the stimulation light and the excitation light can be condensed on different predetermined regions in the subject 13.

AOTF33は、その結晶体39に励起される超音波(弾性波)の周波数を変えることにより合成(回折)する光線の波長の変化に対応できるため、一つのAOTF33で第1の走査光学系15と第2の走査光学系17のそれぞれにおいて使用される光の波長にかかわらず、両光路を容易に光路合成できる。その結果、第2の走査光学系17で用いる刺激光の波長に対応したダイクロイックミラーを配置する必要がある特許文献1に記載の光学系と比較して、AOTF33は一つで異なる波長の刺激光を用いる複数の第2の走査光学系17に対応できるため、光学装置7の構成を簡単にすることができる。   Since the AOTF 33 can cope with a change in the wavelength of the light beam to be synthesized (diffracted) by changing the frequency of the ultrasonic wave (elastic wave) excited by the crystal body 39, the AOTF 33 can be combined with the first scanning optical system 15 with one AOTF 33. Regardless of the wavelength of light used in each of the second scanning optical systems 17, both optical paths can be easily combined. As a result, compared with the optical system described in Patent Document 1 in which a dichroic mirror corresponding to the wavelength of the stimulation light used in the second scanning optical system 17 needs to be arranged, the AOTF 33 has one stimulation light having a different wavelength. Therefore, the structure of the optical device 7 can be simplified.

なお、上述の実施形態のように、音響光学素子としてAOTF33を用いてもよいし、音響光学変調器(AOM)を用いてもよいし、音響光学偏向器(AOD)であってもよく、特に限定するものではない。いずれの音響光学素子を用いても、第1の走査光学系15と第2の走査光学系17の光路を合成できるからである。   As in the above-described embodiment, an AOTF 33, an acoustooptic modulator (AOM), or an acoustooptic deflector (AOD) may be used as an acoustooptic element. It is not limited. This is because the optical paths of the first scanning optical system 15 and the second scanning optical system 17 can be combined using any acousto-optic element.

なお、上述の実施形態のように、刺激光は第2の走査光学ユニット29の第2のガルバノミラー29A,29Bによって、被検体13における刺激すべき領域を走査されるだけでなく、刺激すべき領域が微小な点であれば、所望の位置で第2のガルバノミラー29A,29Bを固定して刺激光を微小な一点に照射するようにしてもよい。   Note that, as in the above-described embodiment, the stimulation light should be stimulated not only by scanning the region to be stimulated in the subject 13 by the second galvanometer mirrors 29A and 29B of the second scanning optical unit 29. If the region is a minute point, the second galvanometer mirrors 29A and 29B may be fixed at a desired position and the stimulation light may be irradiated to one minute point.

〔第1の実施形態の第1変形例〕
次に、本発明の第1の実施形態の第1変形例について図3を参照して説明する。
本変形例のレーザ走査顕微鏡の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、光学装置の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図3を用いて光学装置周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図3は、本変形例におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素に対しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
[First Modification of First Embodiment]
Next, a first modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the laser scanning microscope of this modification is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the optical device is different from that of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the periphery of the optical device will be described with reference to FIG. 3, and description of other components and the like will be omitted.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the configuration in the vicinity of the optical device of the laser scanning microscope in the present modification.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

レーザ走査顕微鏡101は、図3に示すように、励起光が入射される第1の走査光学系15と、光学装置107と、対物レンズ55とを備えている。
光学装置107は、入射された刺激光を偏向させるとともに、偏向された刺激光の光路と、励起光の光路とを合成するものである。光学装置107は、3つの異なる波長の刺激光が入射される第2の走査光学系(刺激光用走査光学系)117と、AOFT33とを備えている。
As shown in FIG. 3, the laser scanning microscope 101 includes a first scanning optical system 15 on which excitation light is incident, an optical device 107, and an objective lens 55.
The optical device 107 deflects the incident stimulus light and combines the deflected stimulus light optical path and the excitation light optical path. The optical device 107 includes a second scanning optical system (stimulating light scanning optical system) 117 into which stimulation light having three different wavelengths is incident, and an AOFT 33.

第2の走査光学系117は、入射された3つの異なる波長の刺激光を偏向するものである。
第2の走査光学系117に入射される刺激光は、第1の刺激光と、第2の刺激光と、第3の刺激光であって、それぞれ波長が異なる光である。刺激光は第2の走査光学系117に偏向されることにより、被検体13の所定領域に照射される。
The second scanning optical system 117 deflects incident stimulation light having three different wavelengths.
The stimulation light incident on the second scanning optical system 117 is the first stimulation light, the second stimulation light, and the third stimulation light, each having a different wavelength. Stimulation light is deflected by the second scanning optical system 117 to irradiate a predetermined region of the subject 13.

第2の走査光学系117は、第1のダイクロイックミラー118Aと、第2のダイクロイックミラー118Bと、第3のミラー118Cと、第2の走査光学ユニット29と、AOTF33と、を備えている。   The second scanning optical system 117 includes a first dichroic mirror 118A, a second dichroic mirror 118B, a third mirror 118C, a second scanning optical unit 29, and an AOTF 33.

第1のダイクロイックミラー118Aは、第1の刺激光を透過する一方、第2の刺激光および第3の刺激光を反射するものであって、第1の刺激光の光路と、第2および第3の刺激光の光路と、を合成するものである。
第2のダイクロイックミラー118Bは、第2の刺激光を反射する一方、第3の刺激光を透過するものであって、第2の刺激光の光路と、第3の刺激光の光路とを合成するものである。
第3のミラー118Cは、第3の刺激光を反射するものである。
The first dichroic mirror 118A transmits the first stimulation light, and reflects the second stimulation light and the third stimulation light, and includes the optical path of the first stimulation light, the second and second stimulation lights, 3 and the optical path of the stimulating light.
The second dichroic mirror 118B reflects the second stimulation light and transmits the third stimulation light, and combines the optical path of the second stimulation light and the optical path of the third stimulation light. To do.
The third mirror 118C reflects the third stimulus light.

第2の走査光学ユニット29は、光路合成された3つの異なる波長の刺激光を偏向することにより、各刺激光を被検体13の所定領域に入射させるものである。第2の走査光学ユニット29は、第1のダイクロイックミラー118AとAOTF33との間に配置されている。   The second scanning optical unit 29 is configured to cause each stimulation light to enter a predetermined region of the subject 13 by deflecting three different wavelengths of the stimulation light combined in the optical path. The second scanning optical unit 29 is disposed between the first dichroic mirror 118A and the AOTF 33.

AOTF33には、AOTF33の結晶体39に励起される超音波(音響波、弾性波)を制御する制御部(信号生成部)143が配置されている。制御部143は、超音波を制御する変調信号を生成する信号生成部143Aと、変調信号に基づいて高周波電圧を発生する高周波発信器143Bと、を備えている。制御部143の高周波発信器143Bは、各刺激光を回折させる超音波を励起させる3つの異なる周波数の高周波電圧を発生させている。
また、制御部43の信号生成部143Aは、高周波発信器143Bに上記超音波を励起させる3つの異なる変調信号を生成している。
A control unit (signal generation unit) 143 that controls ultrasonic waves (acoustic waves, elastic waves) excited by the crystal body 39 of the AOTF 33 is disposed in the AOTF 33. The control unit 143 includes a signal generation unit 143A that generates a modulation signal that controls ultrasonic waves, and a high-frequency transmitter 143B that generates a high-frequency voltage based on the modulation signal. The high-frequency transmitter 143B of the control unit 143 generates high-frequency voltages of three different frequencies that excite ultrasonic waves that diffract each stimulus light.
Further, the signal generation unit 143A of the control unit 43 generates three different modulation signals that cause the high-frequency transmitter 143B to excite the ultrasonic waves.

次に、上記の構成からなるレーザ走査顕微鏡101における作用について説明する。
励起光が第1の光源3(図1参照)から出射され、被検体13に照射されるまでの作用、および、被検体13から励起された蛍光が光電変換素子51(図1参照)に検出されるまでの作用は、第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
Next, the operation of the laser scanning microscope 101 having the above configuration will be described.
Action until the excitation light is emitted from the first light source 3 (see FIG. 1) and applied to the subject 13, and fluorescence excited from the subject 13 is detected by the photoelectric conversion element 51 (see FIG. 1). Since the operation up to this point is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

第1の刺激光、第2の刺激光および第3の刺激光は、図3に示すように、それぞれ第1のダイクロイックミラー118A、第2のダイクロイックミラー118Bおよび第3のミラー118Cに入射される。
第1の刺激光は、第1のダイクロイックミラー118Aを透過してAOTF33に入射される。第2の刺激光は、第2のダイクロイックミラー118Bにより第1のダイクロイックミラー118Aに向かって反射され、更に第1のダイクロイックミラー118AによりAOTF33に向かって反射される。第3の刺激光は、第3のミラー118Cにより第2のダイクロイックミラー118Bに向かって反射される。反射された第3の刺激光は、第2のダイクロイックミラー118Bを透過して第1のダイクロイックミラー118AによりAOTF33に向かって反射される。
As shown in FIG. 3, the first stimulation light, the second stimulation light, and the third stimulation light are incident on the first dichroic mirror 118A, the second dichroic mirror 118B, and the third mirror 118C, respectively. .
The first stimulation light passes through the first dichroic mirror 118A and enters the AOTF 33. The second stimulation light is reflected by the second dichroic mirror 118B toward the first dichroic mirror 118A, and further reflected by the first dichroic mirror 118A toward the AOTF 33. The third stimulation light is reflected toward the second dichroic mirror 118B by the third mirror 118C. The reflected third stimulation light is transmitted through the second dichroic mirror 118B and reflected toward the AOTF 33 by the first dichroic mirror 118A.

AOTF33には、光路合成された第1の刺激光、第2の刺激光および第3の刺激光が入射される。各刺激光は、制御部143からの高周波電圧信号に応じてAOTF33において回折され、励起光とともに対物レンズ55に入射される。
制御部143は、第1の刺激光、第2の刺激光および第3の刺激光に対応した3種の周波数の高周波電圧をAOTF33のトランデューサ37に入力している。トランデューサ37は、高周波電圧の各周波数に応じた超音波を結晶体39に励起する。結晶体39には、各刺激光に対応した周期を持つ屈折率の周期構造が形成され、各刺激光はAOTF33において回折され、励起光とともに対物レンズ55に入射される。
The first stimulation light, the second stimulation light, and the third stimulation light, which are optical path synthesized, are incident on the AOTF 33. Each stimulus light is diffracted by the AOTF 33 in accordance with the high-frequency voltage signal from the control unit 143 and is incident on the objective lens 55 together with the excitation light.
The control unit 143 inputs high frequency voltages having three types of frequencies corresponding to the first stimulation light, the second stimulation light, and the third stimulation light to the transducer 37 of the AOTF 33. The transducer 37 excites an ultrasonic wave corresponding to each frequency of the high frequency voltage to the crystal body 39. The crystal body 39 is formed with a periodic structure having a refractive index having a period corresponding to each stimulation light, and each stimulation light is diffracted by the AOTF 33 and incident on the objective lens 55 together with the excitation light.

また、制御部143からAOTF33へ入力する高周波電圧を適宜に変更することによって、3種の刺激光のうち、どの刺激光をどの程度の強さで被検体13(標本)へ照射するかを自在に調節できる。例えば、第1の刺激光だけを被検体13に照射したい場合は、第1の刺激光の波長に対応する周波数の高周波電圧だけをAOTF33に入力すればよく、第1と第2の刺激光を照射したい場合は、第1と第2のそれぞれの刺激光の波長に対応する高周波電圧を入力すればよい。
さらに、複数種類の刺激光を照射する場合に、それぞれの波長に対応する高周波電圧の強度(振幅)を適宜に調節することで、被検体13に照射される刺激光の強度も自在に調節できる。
以後の作用は、第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
In addition, by appropriately changing the high-frequency voltage input from the control unit 143 to the AOTF 33, it is possible to freely select which stimulation light of the three types of stimulation light is irradiated to the subject 13 (specimen). Can be adjusted. For example, when it is desired to irradiate the subject 13 with only the first stimulus light, only the high-frequency voltage having a frequency corresponding to the wavelength of the first stimulus light may be input to the AOTF 33, and the first and second stimulus lights may be input. When it is desired to irradiate, a high frequency voltage corresponding to the wavelength of each of the first and second stimulation lights may be input.
Furthermore, when irradiating a plurality of types of stimulating light, the intensity (amplitude) of the high-frequency voltage corresponding to each wavelength is appropriately adjusted, so that the intensity of the stimulating light irradiated to the subject 13 can be freely adjusted. .
Since the subsequent operation is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

上記の構成によれば、所定波長の光線のみを合成するダイクロイックミラー等と比較して、合成できる光線の波長自由度が高いAOTF33が用いられているため、第1の刺激光、第2の刺激光および第3の刺激光の光路を、複雑な構成を用いることなく、励起光の光路に容易に合成することができる。
つまり、AOTF33は、その結晶体39に励起される超音波(弾性波)の周波数を変えることにより合成(回折)する光線の波長の変化に対応できるため、本変形例の光学装置107では、第1の刺激光、第2の刺激光および第3の刺激光の光路を励起光の光路に容易に合成することができる。
According to the above configuration, since the AOTF 33 having a higher degree of freedom in wavelength of light that can be synthesized is used compared to a dichroic mirror that synthesizes only light having a predetermined wavelength, the first stimulation light and the second stimulation light are used. The optical paths of the light and the third stimulation light can be easily combined with the optical path of the excitation light without using a complicated configuration.
In other words, the AOTF 33 can cope with a change in the wavelength of the light beam to be synthesized (diffracted) by changing the frequency of the ultrasonic wave (elastic wave) excited by the crystal body 39. The optical paths of the first stimulation light, the second stimulation light, and the third stimulation light can be easily combined with the optical path of the excitation light.

さらに、上記ダイクロイックミラー等を複数用いる特許文献1に記載の光学系は、複数のダイクロイックミラー等の配置角度等について調整する必要があるのに対して、本実施形態の本変形例の光学装置107は、一つのAOTF33の配置位置等を調整するだけで、少なくとも1以上の波長を有する刺激光の光路を励起光の光路に合成することができる。   Furthermore, the optical system described in Patent Document 1 that uses a plurality of dichroic mirrors or the like needs to be adjusted with respect to the arrangement angle or the like of the plurality of dichroic mirrors or the like, whereas the optical device 107 according to this modification of the present embodiment. Can synthesize the optical path of the stimulation light having at least one wavelength with the optical path of the excitation light only by adjusting the arrangement position or the like of one AOTF 33.

また、第2の走査光学系107により偏向された刺激光と、第1の走査光学系15により偏向された励起光とが、AOTF33に入射されるため、刺激光と励起光とを独立して偏向させることができる。つまり、第1の刺激光、第2の刺激光、第3の刺激光および励起光を、被検体13におけるそれぞれ異なる所定の領域に集光させることができる。   In addition, since the stimulation light deflected by the second scanning optical system 107 and the excitation light deflected by the first scanning optical system 15 are incident on the AOTF 33, the stimulation light and the excitation light are independently generated. Can be deflected. That is, the first stimulation light, the second stimulation light, the third stimulation light, and the excitation light can be condensed on different predetermined areas in the subject 13.

なお、上述の変形例のように、刺激光は第2の走査光学ユニット29の第2のガルバノミラー29A,29B(図1参照。)によって、被検体13における刺激すべき領域を走査されるだけでなく、刺激すべき領域が微小な点であれば、所望の位置で第2のガルバノミラー29A,29Bを固定して刺激光を微小な一点に照射するようにしてもよい。   Note that, as in the above-described modification, the stimulation light is only scanned in the region to be stimulated in the subject 13 by the second galvanometer mirrors 29A and 29B (see FIG. 1) of the second scanning optical unit 29. Instead, if the region to be stimulated is a minute point, the second galvanometer mirrors 29A and 29B may be fixed at a desired position and the stimulation light may be irradiated to the minute point.

〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について図4および図5を参照して説明する。
本実施形態のレーザ走査顕微鏡の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、光学装置の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図4および図5を用いて光学装置周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図4は、本実施形態におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素に対しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the laser scanning microscope of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the optical device is different from that of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the periphery of the optical device will be described with reference to FIGS. 4 and 5, and description of other components will be omitted.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration in the vicinity of the optical device of the laser scanning microscope in the present embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

レーザ走査顕微鏡201は、図4に示すように、励起光が入射される第1の走査光学系(観察光学系)215と、光学装置207と、第3のリレーレンズ系219と、対物レンズ55とを備えている。   As shown in FIG. 4, the laser scanning microscope 201 includes a first scanning optical system (observation optical system) 215 that receives excitation light, an optical device 207, a third relay lens system 219, and an objective lens 55. And.

第1の走査光学系215は、入射された励起光を偏向するとともに、偏向された励起光を対物レンズ55に入射させるものである。励起光は第1の走査光学系215に偏向されることにより、被検体13上を走査される。第1の走査光学系215は、ダイクロイックミラー19(図1参照。)と、第1の走査光学ユニット21と、第1のリレーレンズ系223と、を備えている。   The first scanning optical system 215 deflects the incident excitation light and makes the deflected excitation light enter the objective lens 55. The excitation light is deflected by the first scanning optical system 215 to scan the subject 13. The first scanning optical system 215 includes a dichroic mirror 19 (see FIG. 1), a first scanning optical unit 21, and a first relay lens system 223.

第1の走査光学ユニット21は、励起光を偏向することにより、励起光を被検体13上で走査させるものである。第1の走査光学ユニット21は、ダイクロイックミラー19と第1のリレーレンズ系223との間であって、対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置21Rに配置されている。   The first scanning optical unit 21 scans the excitation light on the subject 13 by deflecting the excitation light. The first scanning optical unit 21 is disposed between the dichroic mirror 19 and the first relay lens system 223 and at a position 21R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55.

第1のリレーレンズ系223は、偏向された励起光をAOTF33へ入射させるものである。第1のリレーレンズ系223は、第1の走査光学ユニット21と第3のリレーレンズ系219との間に配置され、第1の走査光学ユニット21の配置位置21Rが対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置になるように配置されている。   The first relay lens system 223 causes the deflected excitation light to enter the AOTF 33. The first relay lens system 223 is arranged between the first scanning optical unit 21 and the third relay lens system 219, and the arrangement position 21R of the first scanning optical unit 21 is the pupil 11R of the objective lens 55. It is arranged so as to be a conjugate position.

光学装置207は、入射された励起光および刺激光をそれぞれ偏向させるものである。光学装置207は、刺激光が入射される第2の走査光学系(刺激光用走査光学系)217と、AOTF33とを備えている。   The optical device 207 deflects incident excitation light and stimulation light, respectively. The optical device 207 includes a second scanning optical system (stimulating light scanning optical system) 217 on which stimulation light is incident, and an AOTF 33.

第2の走査光学系217は、入射された刺激光を偏向するとともに、偏向された刺激光の光路と、偏向された励起光の光路とを合成するものである。刺激光は第2の走査光学系217に偏向されることにより、被検体13の所定領域に照射される。第2の走査光学系217は、第2の走査光学ユニット29と、第2のリレーレンズ系231と、を備えている。   The second scanning optical system 217 deflects the incident stimulation light and combines the deflected stimulation light optical path and the deflected excitation light optical path. Stimulation light is deflected by the second scanning optical system 217 to irradiate a predetermined region of the subject 13. The second scanning optical system 217 includes a second scanning optical unit 29 and a second relay lens system 231.

第2の走査光学ユニット29は、刺激光を偏向することにより、刺激光を被検体13の所定領域に入射させるものである。第2の走査光学ユニット29は、第2の光源5(図1参照)と第2のリレーレンズ系231との間であって、対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置29Rに配置されている。   The second scanning optical unit 29 is for making the stimulation light incident on a predetermined region of the subject 13 by deflecting the stimulation light. The second scanning optical unit 29 is disposed between the second light source 5 (see FIG. 1) and the second relay lens system 231 and at a position 29R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55. .

第2のリレーレンズ系231は、偏向された励起光をAOTF33へ入射させるものである。第2のリレーレンズ系231は、第2の走査光学ユニット29とAOTF33との間に配置され、第2の走査光学ユニット29の配置位置が対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置29Rになるように配置されている。   The second relay lens system 231 makes the deflected excitation light incident on the AOTF 33. The second relay lens system 231 is arranged between the second scanning optical unit 29 and the AOTF 33 so that the arrangement position of the second scanning optical unit 29 is a conjugate position 29R with the pupil 11R of the objective lens 55. Is arranged.

AOTF33は、第1の走査光学系215の光路と第2の走査光学系217の光路とを合成するものである。AOTF33は、対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置33Rに配置されている。   The AOTF 33 combines the optical path of the first scanning optical system 215 and the optical path of the second scanning optical system 217. The AOTF 33 is disposed at a position 33R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55.

第3のリレーレンズ系219は、図1における第3リレー光学系53に相当するもので、対物レンズ55の瞳11RをAOTF33へリレーする。
第3のリレーレンズ系219は、AOTF33と対物レンズ55との間に配置され、AOTF33の配置位置が対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置33Rになるように瞳11Rをリレーする。
The third relay lens system 219 corresponds to the third relay optical system 53 in FIG. 1 and relays the pupil 11R of the objective lens 55 to the AOTF 33.
The third relay lens system 219 is arranged between the AOTF 33 and the objective lens 55, and relays the pupil 11R so that the arrangement position of the AOTF 33 becomes a position 33R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55.

次に、上記の構成からなるレーザ走査顕微鏡201における作用について説明する。
なお、第1の実施形態と同様の部分はその説明を省略する。
Next, the operation of the laser scanning microscope 201 having the above configuration will be described.
The description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.

図5は、図4の光学装置における光線の状態を示す模式図である。
第1の走査光学系215に入射された励起光は、図5に示すように、対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置21Rに配置された第1の走査光学ユニット21において偏向されて第1のリレーレンズ系223に入射される。第1のリレーレンズ系223に入射された励起光は、対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置33Rに配置されたAOTF33に入射される。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the state of light rays in the optical device of FIG.
As shown in FIG. 5, the excitation light incident on the first scanning optical system 215 is deflected by the first scanning optical unit 21 disposed at a position 21R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55 to be first. Is incident on the relay lens system 223. The excitation light incident on the first relay lens system 223 is incident on the AOTF 33 disposed at a position 33R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55.

偏向された励起光は、偏向前と比較してAOTF33の同じ領域に入射する一方、AOTF33に対して異なる入射角で入射する。
AOTF33に入射された励起光は、対物レンズ55に入射され、被検体13に集光される。
The deflected excitation light is incident on the same region of the AOTF 33 as compared with that before the deflection, and is incident on the AOTF 33 at a different incident angle.
The excitation light incident on the AOTF 33 enters the objective lens 55 and is collected on the subject 13.

一方、第2の走査光学系217に入射された刺激光は、対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置29Rに配置された第2の走査光学ユニット29において偏向されて第2のリレーレンズ系231に入射される。第2のリレーレンズ系231に入射された刺激光は、対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置33Rに配置されたAOTF33に入射される。   On the other hand, the stimulating light incident on the second scanning optical system 217 is deflected by the second scanning optical unit 29 disposed at a position 29R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55, and the second relay lens system 231. Is incident on. The stimulus light incident on the second relay lens system 231 is incident on the AOTF 33 disposed at a position 33R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55.

偏向された刺激光は、偏向前と比較してAOTF33の同じ領域に入射する一方、AOTF33に対して異なる入射角で入射する。
AOTF33に入射された刺激光は、回折されて励起光とともに対物レンズ55に入射され、被検体13に集光される。
The deflected stimulation light is incident on the same region of the AOTF 33 as compared with that before the deflection, and is incident on the AOTF 33 at a different incident angle.
The stimulation light incident on the AOTF 33 is diffracted, incident on the objective lens 55 together with the excitation light, and collected on the subject 13.

上記の構成によれば、刺激光が偏向された場合に、刺激光のAOTF33への入射位置は変動せず、刺激光の入射角のみが変動する。そのため、AOTF33が対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置33Rに配置されていない場合と比較して刺激光の入射角のみが変動するだけなので、刺激光の光路を励起光の光路に容易に合成できる。   According to the above configuration, when the stimulation light is deflected, the incident position of the stimulation light on the AOTF 33 does not vary, and only the incident angle of the stimulation light varies. Therefore, since only the incident angle of the stimulating light is changed as compared with the case where the AOTF 33 is not disposed at the position 33R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55, the optical path of the stimulating light is easily combined with the optical path of the excitation light. it can.

なお、上述の実施形態のように、刺激光は第2の走査光学ユニット29の第2のガルバノミラー29A,29B(図1参照。)によって、被検体13における刺激すべき領域を走査されるだけでなく、刺激すべき領域が微小な点であれば、所望の位置で第2のガルバノミラー29A,29Bを固定して刺激光を微小な一点に照射するようにしてもよい。   Note that, as in the above-described embodiment, the stimulation light is only scanned in the region to be stimulated in the subject 13 by the second galvanometer mirrors 29A and 29B (see FIG. 1) of the second scanning optical unit 29. Instead, if the region to be stimulated is a minute point, the second galvanometer mirrors 29A and 29B may be fixed at a desired position and the stimulation light may be irradiated to the minute point.

〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について図6および図7を参照して説明する。
本実施形態のレーザ走査顕微鏡の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、光学装置の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図6および図7を用いて光学装置周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図6は、本実施形態におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素に対しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the laser scanning microscope of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the optical device is different from that of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the periphery of the optical device will be described with reference to FIGS. 6 and 7, and description of other components will be omitted.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration in the vicinity of the optical device of the laser scanning microscope according to the present embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

レーザ走査顕微鏡301は、図6に示すように、励起光が入射される第1の走査光学系(観察光学系)315と、光学装置307と、第3のリレーレンズ系319と、対物レンズ55とを備えている。   As shown in FIG. 6, the laser scanning microscope 301 includes a first scanning optical system (observation optical system) 315 to which excitation light is incident, an optical device 307, a third relay lens system 319, and an objective lens 55. And.

第1の走査光学系315は、入射された励起光を偏向するとともに、偏向された励起光を対物レンズ55に入射させるものである。励起光は第1の走査光学系315に偏向されることにより、被検体13上を走査される。第1の走査光学系315は、ダイクロイックミラー19(図1参照。)と、第1の走査光学ユニット21と、第1のリレーレンズ系323と、を備えている。   The first scanning optical system 315 deflects the incident excitation light and causes the deflected excitation light to enter the objective lens 55. The excitation light is deflected by the first scanning optical system 315 to scan the subject 13. The first scanning optical system 315 includes a dichroic mirror 19 (see FIG. 1), a first scanning optical unit 21, and a first relay lens system 323.

第1の走査光学ユニット21は、励起光を偏向することにより、励起光を被検体13上で走査させるものである。第1の走査光学ユニット21は、ダイクロイックミラー19と第1のリレーレンズ系323との間であって、対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置21Rに配置されている。   The first scanning optical unit 21 scans the excitation light on the subject 13 by deflecting the excitation light. The first scanning optical unit 21 is disposed between the dichroic mirror 19 and the first relay lens system 323 at a position 21R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55.

第1のリレーレンズ系323は、偏向された励起光をAOTF33へ入射させるものである。第1のリレーレンズ系323は、第1の走査光学ユニット21と第3のリレーレンズ系319との間に配置され、第1の走査光学ユニット21の配置位置21Rが対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置になるように配置されている。   The first relay lens system 323 causes the deflected excitation light to enter the AOTF 33. The first relay lens system 323 is arranged between the first scanning optical unit 21 and the third relay lens system 319, and the arrangement position 21R of the first scanning optical unit 21 is the pupil 11R of the objective lens 55. It is arranged so as to be a conjugate position.

光学装置307は、刺激光を偏向させて対物レンズ55の光路へ導入させるものである。光学装置307は、刺激光が入射される第2の走査光学系(刺激光用走査光学系)317と、AOTF33とを備えている。   The optical device 307 deflects the stimulation light and introduces it into the optical path of the objective lens 55. The optical device 307 includes a second scanning optical system (stimulating light scanning optical system) 317 on which stimulation light is incident, and an AOTF 33.

第2の走査光学系317は、入射された刺激光を偏向するとともに、偏向された刺激光の光路と、偏向された励起光の光路とを合成するものである。刺激光は第2の走査光学系317に偏向されることにより、被検体13の所定領域に照射される。第2の走査光学系217は、第2の走査光学ユニット29と、第2のリレーレンズ系331と、を備えている。   The second scanning optical system 317 deflects the incident stimulation light and combines the deflected stimulation light optical path and the deflected excitation light optical path. The stimulation light is deflected by the second scanning optical system 317, and is irradiated on a predetermined region of the subject 13. The second scanning optical system 217 includes a second scanning optical unit 29 and a second relay lens system 331.

第2の走査光学ユニット29は、刺激光を偏向することにより、刺激光を被検体13の所定領域に入射させるものである。第2の走査光学ユニット29は、第2の光源5と第2のリレーレンズ系331との間であって、対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置29Rに配置されている。   The second scanning optical unit 29 is for making the stimulation light incident on a predetermined region of the subject 13 by deflecting the stimulation light. The second scanning optical unit 29 is disposed between the second light source 5 and the second relay lens system 331 and at a position 29R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55.

第2のリレーレンズ系331は、偏向された励起光をAOTF33へ入射させるものである。第2のリレーレンズ系331は、第2の走査光学ユニット29とAOTF33との間に配置され、第2の走査光学ユニット29の配置位置が対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置29Rになるように配置されている。   The second relay lens system 331 allows the deflected excitation light to enter the AOTF 33. The second relay lens system 331 is arranged between the second scanning optical unit 29 and the AOTF 33 so that the arrangement position of the second scanning optical unit 29 is a position 29R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55. Is arranged.

AOTF33は、第1の走査光学系315の光路と第2の走査光学系17の光路とを合成するものである。AOTF33は、対物レンズ55の焦点位置(観察断面)と共役な位置33Mに配置されている。   The AOTF 33 combines the optical path of the first scanning optical system 315 and the optical path of the second scanning optical system 17. The AOTF 33 is disposed at a position 33M conjugate with the focal position (observation cross section) of the objective lens 55.

第3のリレーレンズ系319は、図1における第3リレー光学系53に相当するもので、対物レンズ55により集光された標本からの光をAOTF33へ結像させるものでる。
第3のリレーレンズ系319は、偏向された励起光および刺激光を対物レンズ55に入射させるものである。第3のリレーレンズ系319は、AOTF33と対物レンズ55との間に配置され、AOTF33の配置位置が対物レンズ55の焦点位置と共役な位置33Mになるように対物レンズ55からの光を結像させる。
The third relay lens system 319 corresponds to the third relay optical system 53 in FIG. 1 and forms an image on the AOTF 33 with light from the sample collected by the objective lens 55.
The third relay lens system 319 makes deflected excitation light and stimulation light enter the objective lens 55. The third relay lens system 319 is arranged between the AOTF 33 and the objective lens 55, and forms an image of light from the objective lens 55 so that the arrangement position of the AOTF 33 is a position 33M conjugate with the focal position of the objective lens 55. Let

次に、上記の構成からなるレーザ走査顕微鏡301における作用について説明する。
なお、第1の実施形態と同様の部分は、その説明を省略する。
Next, the operation of the laser scanning microscope 301 having the above configuration will be described.
The description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.

図7は、図6の光学装置における光線の状態を示す模式図である。
第1の走査光学系315に入射された励起光は、図6に示すように、第1の走査光学ユニット21において偏向されて第1のリレーレンズ系323に入射される。第1のリレーレンズ系323に入射された励起光は、対物レンズ55の焦点位置と共役な位置33Mに配置されたAOTF33に入射される。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the state of light rays in the optical device of FIG.
The excitation light incident on the first scanning optical system 315 is deflected by the first scanning optical unit 21 and incident on the first relay lens system 323 as shown in FIG. The excitation light incident on the first relay lens system 323 is incident on the AOTF 33 disposed at a position 33M conjugate with the focal position of the objective lens 55.

偏向された励起光は、平行移動してAOTF33に入射する。つまり励起光は、偏向前と比較して、AOTF33に対して同じ入射角で入射する一方、AOTF33の異なる領域に入射する。
AOTF33に入射された励起光は、対物レンズ55に入射され、被検体13に集光される。
The deflected excitation light moves parallel and enters the AOTF 33. That is, the excitation light is incident on the AOTF 33 at the same incident angle as compared to before the deflection, and is incident on a different area of the AOTF 33.
The excitation light incident on the AOTF 33 enters the objective lens 55 and is collected on the subject 13.

一方、第2の走査光学系317に入射された刺激光は、第2の走査光学ユニット29において偏向されて第2のリレーレンズ系331に入射される。第2のリレーレンズ系331に入射された刺激光は、対物レンズ55の焦点位置と共役な位置33Mに配置されたAOTF33に入射される。   On the other hand, the stimulus light incident on the second scanning optical system 317 is deflected by the second scanning optical unit 29 and incident on the second relay lens system 331. The stimulation light incident on the second relay lens system 331 is incident on the AOTF 33 disposed at a position 33M conjugate with the focal position of the objective lens 55.

偏向された刺激光は、平行移動してAOTF33に入射する。つまり刺激光は、偏向前と比較して、AOTF33に対して同じ入射角で入射する一方、AOTF33の異なる領域に入射する。
AOTF33に入射された刺激光は、回折されて励起光とともに対物レンズ55に入射され、被検体13に集光される。
The deflected stimulation light is translated and incident on the AOTF 33. That is, the stimulation light is incident on the AOTF 33 at the same incident angle as compared with that before the deflection, and is incident on a different area of the AOTF 33.
The stimulation light incident on the AOTF 33 is diffracted, incident on the objective lens 55 together with the excitation light, and collected on the subject 13.

上記の構成によれば、刺激光が偏向された場合に、AOTF33に入射する刺激光の入射角は変動せず、入射位置が平行移動するのみである。そのため、AOTF33が対物レンズ55の焦点位置と共役な位置33Mに配置されていない場合と比較して刺激光の入射位置が平行移動するだけなので、刺激光の光路を励起光の光路に容易に合成できる。
AOTF33は、光線の入射角の許容範囲が狭いため、AOTF33が対物レンズ55の瞳と共役な位置に配置されている場合と比較して、刺激光の入射角の変動が少ないことから、刺激光の光路を励起光の光路に容易に合成できる。
According to the above configuration, when the stimulation light is deflected, the incident angle of the stimulation light incident on the AOTF 33 does not change, and the incident position only moves in parallel. Therefore, compared with the case where the AOTF 33 is not disposed at the position 33M conjugate with the focal position of the objective lens 55, the incident position of the stimulation light is simply moved in parallel, so the optical path of the stimulation light is easily combined with the optical path of the excitation light. it can.
Since the allowable range of the incident angle of the light beam is narrow in the AOTF 33, the variation in the incident angle of the stimulation light is less than that in the case where the AOTF 33 is arranged at a position conjugate with the pupil of the objective lens 55. Can be easily combined with the optical path of the excitation light.

なお、上述の実施形態のように、刺激光は第2の走査光学ユニット29の第2のガルバノミラー29A,29B(図1参照。)によって、被検体13における刺激すべき領域を走査されるだけでなく、刺激すべき領域が微小な点であれば、所望の位置で第2のガルバノミラー29A,29Bを固定して刺激光を微小な一点に照射するようにしてもよい。   Note that, as in the above-described embodiment, the stimulation light is only scanned in the region to be stimulated in the subject 13 by the second galvanometer mirrors 29A and 29B (see FIG. 1) of the second scanning optical unit 29. Instead, if the region to be stimulated is a minute point, the second galvanometer mirrors 29A and 29B may be fixed at a desired position and the stimulation light may be irradiated to the minute point.

〔第4の実施形態〕
次に、本発明の第4の実施形態について図8を参照して説明する。
本実施形態のレーザ走査顕微鏡の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、光学装置の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図8を用いて光学装置周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図8は、本実施形態におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素に対しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the laser scanning microscope of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the optical device is different from that of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the periphery of the optical device will be described with reference to FIG. 8, and description of other components and the like will be omitted.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration in the vicinity of the optical device of the laser scanning microscope in the present embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

レーザ走査顕微鏡401は、図8に示すように、励起光が入射される第1の走査光学系15と、光学装置407と、対物レンズ55とを備えている。
光学装置407は、刺激光をそれぞれ偏向させて対物レンズ55の光路へ導入させるものである。光学装置407は、第1の刺激光および第2の刺激光が入射される第2の走査光学系(刺激光用走査光学系)417と、AOD34とを備えている。
As shown in FIG. 8, the laser scanning microscope 401 includes a first scanning optical system 15 into which excitation light is incident, an optical device 407, and an objective lens 55.
The optical device 407 deflects the stimulation light and introduces it into the optical path of the objective lens 55. The optical device 407 includes a second scanning optical system (stimulating light scanning optical system) 417 into which the first stimulation light and the second stimulation light are incident, and an AOD 34.

第2の走査光学系417は、入射された第1および第2の刺激光を独立して偏向するものである。第1および第2の刺激光は第2の走査光学系417に偏向されることにより、被検体13の所定領域に照射される。第2の走査光学系417は、第2の走査光学ユニット29と、第3の走査光学ユニット(刺激光偏向部)429と、を備えている。
ここで、第1の刺激光と第2の刺激光とは互いに波長が異なる光である。
The second scanning optical system 417 deflects the incident first and second stimulation lights independently. The first and second stimulation lights are irradiated to a predetermined region of the subject 13 by being deflected by the second scanning optical system 417. The second scanning optical system 417 includes a second scanning optical unit 29 and a third scanning optical unit (stimulation light deflecting unit) 429.
Here, the first stimulation light and the second stimulation light are light having different wavelengths.

第2の走査光学ユニット29は、第1の刺激光を偏向することにより、第1の刺激光を被検体13の所定領域に入射させるものである。一方、第3の走査光学ユニット429は、第2の刺激光を偏向することにより、第2の刺激光を被検体13の所定領域に入射させるものである。   The second scanning optical unit 29 deflects the first stimulation light so that the first stimulation light is incident on a predetermined region of the subject 13. On the other hand, the third scanning optical unit 429 makes the second stimulation light incident on a predetermined region of the subject 13 by deflecting the second stimulation light.

第3の走査光学ユニット429には、第2の走査光学ユニット29と同様に、2つの第3のガルバノミラー(図示せず)が備えられ、第2の刺激光は、2つの第3のガルバノミラーにより互いに直交する一および他の方向へ偏向される。   Similarly to the second scanning optical unit 29, the third scanning optical unit 429 is provided with two third galvanometer mirrors (not shown), and the second stimulation light is supplied with two third galvanometers. It is deflected in one and other directions perpendicular to each other by the mirror.

AOD34には、AOD34の結晶体39に励起される超音波(音響波、弾性波)を制御する制御部(信号生成部)443が配置されている。制御部443は、超音波を制御する変調信号を生成する信号生成部443Aと、変調信号に基づいて高周波電圧を発生する高周波発信器443Bと、を備えている。制御部443の高周波発信器443Bは、第1の刺激光を回折させる周波数の第1の超音波を励起させる第1の高周波電圧と、第2の刺激光を回折させる周波数の第2の超音波を励起させる第2の高周波電圧とを発生させている。AOD34は、第1および第2の刺激光をともに第1の走査光学系315の光路に合成する機能を有する。   A control unit (signal generation unit) 443 that controls ultrasonic waves (acoustic waves, elastic waves) excited by the crystal body 39 of the AOD 34 is disposed in the AOD 34. The control unit 443 includes a signal generation unit 443A that generates a modulation signal that controls ultrasonic waves, and a high-frequency transmitter 443B that generates a high-frequency voltage based on the modulation signal. The high frequency transmitter 443B of the control unit 443 includes a first high frequency voltage for exciting the first ultrasonic wave having a frequency for diffracting the first stimulation light, and a second ultrasonic wave having a frequency for diffracting the second stimulation light. And a second high-frequency voltage that excites. The AOD 34 has a function of synthesizing both the first and second stimulation lights into the optical path of the first scanning optical system 315.

また、制御部443の信号生成部443Aは、高周波発信器443Bに第1および第2の周波数の超音波を励起させる変調信号を生成している。   In addition, the signal generation unit 443A of the control unit 443 generates a modulation signal that causes the high-frequency transmitter 443B to excite ultrasonic waves of the first and second frequencies.

次に、上記の構成からなるレーザ走査顕微鏡401における作用について説明する。
なお、第1の実施形態と同様な部分は、その説明を省略する。
また、第1走査光学系15による励起光に対する作用も、第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
Next, the operation of the laser scanning microscope 401 having the above configuration will be described.
Note that the description of the same parts as those of the first embodiment is omitted.
Further, the action of the first scanning optical system 15 on the excitation light is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

光学装置407の第2の走査光学系417に入射された第1の刺激光は、図8に示すように、第2の走査光学ユニット29において偏向された後に、AOD34に入射される。第1の刺激光のAOD34への入射角は、第1の刺激光の波長におけるAOD34の1次回折方向に係る入射角である。
一方、第2の走査光学系417に入射された第2の刺激光は、第3の走査光学ユニット429において偏向されてAOD34に入射される。第2の刺激光のAOTF33への入射角は、第2の刺激光の波長におけるAOD34の1次回折方向に係る入射角である。
The first stimulation light incident on the second scanning optical system 417 of the optical device 407 is incident on the AOD 34 after being deflected by the second scanning optical unit 29 as shown in FIG. The incident angle of the first stimulation light to the AOD 34 is an incident angle related to the first-order diffraction direction of the AOD 34 at the wavelength of the first stimulation light.
On the other hand, the second stimulation light incident on the second scanning optical system 417 is deflected by the third scanning optical unit 429 and incident on the AOD 34. The incident angle of the second stimulation light to the AOTF 33 is an incident angle related to the first-order diffraction direction of the AOD 34 at the wavelength of the second stimulation light.

AOD34に入射された刺激光は、回折されて励起光とともに対物レンズ55の光路に入射され、被検体13に集光される。
具体的には、制御部443は、第1の刺激光および第2の刺激光に対応した周波数の第1および第2の高周波電圧をAOD34のトランデューサ37に入力している。トランデューサ37は、第1および第2の高周波電圧の各周波数に応じた第1および第2の超音波を結晶体39に励起する。結晶体39には、各刺激光に対応した周期を持つ屈折率の周期構造が形成され、各刺激光はAOD34において回折され、励起光とともに対物レンズ55に入射される。
The stimulation light incident on the AOD 34 is diffracted, incident on the optical path of the objective lens 55 together with the excitation light, and collected on the subject 13.
Specifically, the control unit 443 inputs the first and second high-frequency voltages having frequencies corresponding to the first stimulation light and the second stimulation light to the transducer 37 of the AOD 34. The transducer 37 excites the crystal body 39 with first and second ultrasonic waves corresponding to the frequencies of the first and second high-frequency voltages. The crystal body 39 is formed with a periodic structure having a refractive index having a period corresponding to each stimulation light, and each stimulation light is diffracted by the AOD 34 and incident on the objective lens 55 together with the excitation light.

上記の構成によれば、AOD34は、その結晶体39に励起される超音波(弾性波)の周波数に応じて合成(回折)される光の回折角が変化するようにできるため、一つのAOTF33で、第1刺激光および第2刺激光の光路を励起光の光路に容易に合成できる。
AOTF33に入力させる高周波電圧の強度(振幅)を調整することで、第1、第2の刺激光のそれぞれ所望の強度で標本に照射できる。
According to the above configuration, the AOD 34 can change the diffraction angle of the synthesized (diffracted) light according to the frequency of the ultrasonic wave (elastic wave) excited by the crystal body 39, so that one AOTF 33 Thus, the optical paths of the first stimulation light and the second stimulation light can be easily combined with the optical path of the excitation light.
By adjusting the intensity (amplitude) of the high-frequency voltage input to the AOTF 33, the specimen can be irradiated with the desired intensity of each of the first and second stimulation lights.

第1の刺激光を偏向する第2の走査光学ユニット29と、第2の刺激光を偏向する第3の走査光学ユニット429とを設けることにより、第1の刺激光および第2の刺激光を別々に偏向させて、同時に被検体13の異なる所定の領域に集光させ刺激することができる。   By providing the second scanning optical unit 29 for deflecting the first stimulation light and the third scanning optical unit 429 for deflecting the second stimulation light, the first stimulation light and the second stimulation light are converted. It can be deflected separately and simultaneously focused and stimulated on different predetermined areas of the subject 13.

なお、上述の実施形態のように、第1の刺激光は第2の走査光学ユニット29の第2のガルバノミラー29A,29B(図1参照。)によって、被検体13における刺激すべき領域を走査されるだけでなく、刺激すべき領域が微小な点であれば、所望の位置で第2のガルバノミラー29A,29Bを固定して第1の刺激光を微小な一点に照射するようにしてもよい。
また、第2の刺激光についても同様に、第3の走査光学ユニット429によって、被検体13における刺激すべき領域を走査されるだけでなく、刺激すべき領域が微小な点であれば、第2の刺激光を微小な一点に照射するようにしてもよい。
As in the above-described embodiment, the first stimulation light scans the region to be stimulated in the subject 13 by the second galvanometer mirrors 29A and 29B (see FIG. 1) of the second scanning optical unit 29. In addition, if the region to be stimulated is a minute point, the second galvanometer mirrors 29A and 29B may be fixed at a desired position and the first stimulation light may be irradiated to the minute point. Good.
Similarly, for the second stimulation light, the third scanning optical unit 429 not only scans the area to be stimulated in the subject 13 but also if the area to be stimulated is a minute point, You may make it irradiate 2 points | pieces of stimulation light to one minute point.

〔第5の実施形態〕
次に、本発明の第5の実施形態について図9を参照して説明する。
本実施形態のレーザ走査顕微鏡の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、光学装置の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図9を用いて光学装置周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図9は、本実施形態におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素に対しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the laser scanning microscope of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the optical device is different from that of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the periphery of the optical device will be described with reference to FIG. 9, and description of other components and the like will be omitted.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration in the vicinity of the optical device of the laser scanning microscope according to the present embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

レーザ走査顕微鏡501は、図9に示すように、励起光が入射される第1の走査光学系15と、光学装置507と、対物レンズ55とを備えている。
光学装置507は、刺激光をそれぞれ偏向させて対物レンズ55の光路へ導入させるものである。光学装置507は、第1の刺激光および第2の刺激光が入射される第2の走査光学系(刺激光用走査光学系)517と、偏向された第1および第2の刺激光の光路と、偏向された励起光の光路とを合成するAOTF33とを備えている。
As shown in FIG. 9, the laser scanning microscope 501 includes a first scanning optical system 15 into which excitation light is incident, an optical device 507, and an objective lens 55.
The optical device 507 deflects the stimulation light and introduces it into the optical path of the objective lens 55. The optical device 507 includes a second scanning optical system (stimulating light scanning optical system) 517 to which the first stimulation light and the second stimulation light are incident, and the optical paths of the deflected first and second stimulation lights. And an AOTF 33 that synthesizes the optical path of the polarized excitation light.

第2の走査光学系517は、入射された第1および第2の刺激光を偏向するものである。第1および第2の刺激光は第2の走査光学系517に偏向されることにより、被検体13の所定領域に照射される。第2の走査光学系517は、第2の走査光学ユニット29と、第3の走査光学ユニット(刺激光偏向部)529と、を備えている。
ここで、第1の刺激光と第2の刺激光とは、同じ波長の光であって、互いに直交する直線偏光の一方の偏光と他方の偏光である。本実施形態では、第1の刺激光をs偏光に、第2の刺激光をp偏光に適用して説明する。
The second scanning optical system 517 deflects the incident first and second stimulation lights. The first and second stimulation lights are irradiated to a predetermined region of the subject 13 by being deflected by the second scanning optical system 517. The second scanning optical system 517 includes a second scanning optical unit 29 and a third scanning optical unit (stimulation light deflecting unit) 529.
Here, the first stimulation light and the second stimulation light are light having the same wavelength, and are one polarization and the other polarization of linearly polarized light orthogonal to each other. In the present embodiment, the first stimulus light is applied to s-polarized light and the second stimulus light is applied to p-polarized light.

第2の走査光学ユニット29は、第1の刺激光を偏向することにより、第1の刺激光を被検体13の所定領域に入射させるものである。一方、第3の走査光学ユニット529は、第2の刺激光を偏向することにより、第2の刺激光を被検体13の所定領域に入射させるものである。
第3の走査光学ユニット529には、第2の走査光学ユニット29と同様に、2つの第3のガルバノミラー(図示せず)が備えられ、第2の励起光は、2つの第3のガルバノミラーにより互いに直交する一および他の方向へ偏向される。
The second scanning optical unit 29 deflects the first stimulation light so that the first stimulation light is incident on a predetermined region of the subject 13. On the other hand, the third scanning optical unit 529 makes the second stimulation light incident on a predetermined region of the subject 13 by deflecting the second stimulation light.
Similarly to the second scanning optical unit 29, the third scanning optical unit 529 is provided with two third galvanometer mirrors (not shown), and the second excitation light is supplied with two third galvanometers. It is deflected in one and other directions perpendicular to each other by the mirror.

AOTF33には、AOTF33の結晶体39に励起される超音波(音響波、弾性波)を制御する制御部43が配置されている。制御部43の高周波発信器43Bは、同じ周波数である第1および第2の刺激光を回折させる周波数の超音波を励起させる高周波電圧を発生させている。また、制御部43の信号生成部43Aは、高周波発信器43Bに周波数の超音波を励起させる変調信号を生成している。   In the AOTF 33, a control unit 43 that controls ultrasonic waves (acoustic waves, elastic waves) excited by the crystal body 39 of the AOTF 33 is disposed. The high frequency transmitter 43B of the control unit 43 generates a high frequency voltage that excites an ultrasonic wave having a frequency that diffracts the first and second stimulation lights having the same frequency. Further, the signal generation unit 43A of the control unit 43 generates a modulation signal that causes the high frequency transmitter 43B to excite an ultrasonic wave having a frequency.

次に、上記の構成からなるレーザ走査顕微鏡501における作用について説明する。
なお、第1の実施形態と同様の部分は、その説明を省略する。
また、第1の走査光学系15による励起光に対する作用も、第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
Next, the operation of the laser scanning microscope 501 having the above configuration will be described.
The description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
Further, the action of the first scanning optical system 15 on the excitation light is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

光学装置507の第2の走査光学系517に入射された第1の刺激光は、図9に示すように、第2の走査光学ユニット29において偏向された後に、AOTF33に入射される。第1の刺激光のAOTF33への入射角は、s偏光である第1の刺激光におけるAOTF33の1次回折方向に係る入射角である。   As shown in FIG. 9, the first stimulation light incident on the second scanning optical system 517 of the optical device 507 is incident on the AOTF 33 after being deflected by the second scanning optical unit 29. The incident angle of the first stimulation light to the AOTF 33 is an incident angle related to the first-order diffraction direction of the AOTF 33 in the first stimulation light that is s-polarized light.

一方、第2の走査光学系517に入射された第2の刺激光は、第3の走査光学ユニット529において偏向されてAOTF33に入射される。第2の刺激光のAOTF33への入射角は、p偏光である第2の刺激光におけるAOTF33の1次回折方向に係る入射角である。   On the other hand, the second stimulation light incident on the second scanning optical system 517 is deflected by the third scanning optical unit 529 and incident on the AOTF 33. The incident angle of the second stimulation light to the AOTF 33 is an incident angle related to the first-order diffraction direction of the AOTF 33 in the second stimulation light that is p-polarized light.

AOTF33に入射された刺激光は、回折されて励起光とともに対物レンズ55に入射され、被検体13に集光される。
具体的には、制御部43は、同じ周波数の光である第1および第2の刺激光に対応した周波数の高周波電圧をAOTF33のトランデューサ37に入力している。トランデューサ37は、高周波電圧の周波数に応じた超音波を結晶体39に励起する。結晶体39には、各刺激光に対応した周期を持つ屈折率の周期構造が形成され、各刺激光はAOTF33において回折され、励起光とともに対物レンズ55に入射される。
The stimulation light incident on the AOTF 33 is diffracted, incident on the objective lens 55 together with the excitation light, and collected on the subject 13.
Specifically, the control unit 43 inputs a high-frequency voltage having a frequency corresponding to the first and second stimulation lights, which are lights having the same frequency, to the transducer 37 of the AOTF 33. The transducer 37 excites an ultrasonic wave corresponding to the frequency of the high frequency voltage to the crystal body 39. The crystal body 39 is formed with a periodic structure having a refractive index having a period corresponding to each stimulation light, and each stimulation light is diffracted by the AOTF 33 and incident on the objective lens 55 together with the excitation light.

上記の構成によれば、第1の走査光学系15と第2の走査光学系517とを備え、両光路を合成するAOTF33が設けられているため、複雑な構成を用いることなく、複数の走査光学系の光路を容易に光路合成することができる。
第2の走査光学系517は、入射された同じ波長を有する第1および第2の刺激光を偏向させること、つまり、同じ波長の各刺激光を独立して走査させることができる。
According to the above configuration, the first scanning optical system 15 and the second scanning optical system 517 are provided, and the AOTF 33 that combines both optical paths is provided. Therefore, a plurality of scanning operations can be performed without using a complicated configuration. The optical paths of the optical system can be easily synthesized.
The second scanning optical system 517 can deflect the incident first and second stimulation lights having the same wavelength, that is, can independently scan the respective stimulation lights having the same wavelength.

AOTF33は、その結晶体39に励起される超音波(弾性波)の周波数を変えることにより合成(回折)する光線の波長の変化に対応できるため、一つのAOTF33で同じ波長に係る走査光学系を容易に光路合成できる。
その結果、各波長に対応した複数の偏光ビームスプリッタを配置する必要がある特許文献1に記載の光学系と比較して、AOTF33は一つで複数の波長に係る走査光学系を光路合成できるため、光学装置507の構成を簡単にすることができる。さらに、上記複数の走査光学系の光路を合成するために、複数の偏光ビームスプリッタの配置角度等について調整する必要がある特許文献1に記載の光学系と比較して、一つのAOTF33の配置位置等を調整するだけで上記複数の走査光学系の光路合成できるため、本実施形態の光学装置507では光路合成を容易にすることができる。
Since the AOTF 33 can cope with a change in the wavelength of the light beam to be synthesized (diffracted) by changing the frequency of the ultrasonic wave (elastic wave) excited by the crystal 39, the scanning optical system related to the same wavelength can be obtained by one AOTF 33. Easy optical path synthesis.
As a result, as compared with the optical system described in Patent Document 1 in which a plurality of polarization beam splitters corresponding to each wavelength needs to be arranged, a single AOTF 33 can synthesize a scanning optical system related to a plurality of wavelengths. The configuration of the optical device 507 can be simplified. Furthermore, in order to synthesize the optical paths of the plurality of scanning optical systems, the arrangement position of one AOTF 33 as compared with the optical system described in Patent Document 1 in which the arrangement angles of the plurality of polarizing beam splitters need to be adjusted. Since the optical paths of the plurality of scanning optical systems can be synthesized simply by adjusting the optical path etc., the optical apparatus 507 of this embodiment can facilitate the optical path synthesis.

第2の走査光学系517は、第1の刺激光を偏向する第2の走査光学ユニット29と、第2の刺激光を偏向する第3の走査光学ユニット529と、を備えるため、第1の刺激光と第2の刺激光とを別々に操作することができる。そのため、被検体13の複数の領域を同時に刺激することができる。   Since the second scanning optical system 517 includes the second scanning optical unit 29 that deflects the first stimulation light and the third scanning optical unit 529 that deflects the second stimulation light, the first scanning optical system 517 includes the first scanning optical unit 529. Stimulation light and second stimulation light can be operated separately. Therefore, a plurality of regions of the subject 13 can be stimulated simultaneously.

なお、上述の実施形態のように、第1の刺激光は第2の走査光学ユニット29の第2のガルバノミラー29A,29B(図1参照。)によって、被検体13における刺激すべき領域を走査されるだけでなく、刺激すべき領域が微小な点であれば、所望の位置で第2のガルバノミラー29A,29Bを固定して第1の刺激光を微小な一点に照射するようにしてもよい。
また、第2の刺激光についても同様に、第3の走査光学ユニット529によって、被検体13における刺激すべき領域を走査されるだけでなく、刺激すべき領域が微小な点であれば、第2の刺激光を微小な一点に照射するようにしてもよい。
As in the above-described embodiment, the first stimulation light scans the region to be stimulated in the subject 13 by the second galvanometer mirrors 29A and 29B (see FIG. 1) of the second scanning optical unit 29. In addition, if the region to be stimulated is a minute point, the second galvanometer mirrors 29A and 29B may be fixed at a desired position and the first stimulation light may be irradiated to the minute point. Good.
Similarly, for the second stimulation light, the third scanning optical unit 529 not only scans the area to be stimulated in the subject 13 but also if the area to be stimulated is a minute point, You may make it irradiate 2 points | pieces of stimulation light to one minute point.

〔第6の実施形態〕
次に、本発明の第6の実施形態について図10を参照して説明する。
本実施形態のレーザ走査顕微鏡の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、光学装置の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図10を用いて光学装置周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図10は、本実施形態におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素に対しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the laser scanning microscope of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the optical device is different from that of the first embodiment. Therefore, in this embodiment, only the periphery of the optical device will be described with reference to FIG. 10, and description of other components and the like will be omitted.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration in the vicinity of the optical device of the laser scanning microscope in the present embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

レーザ走査顕微鏡601は、図10に示すように、励起光が入射される第1の走査光学系15と、光学装置607と、対物レンズ55とを備えている。
光学装置607は、刺激光を偏向させるとともに、偏向された刺激光の光路と、偏向された励起光の光路とを合成するものである。光学装置607は、刺激光が入射される第2の走査光学系(刺激光用走査光学系)617と、AOTF33と、光センサ(検出部)635と、を備えている。
As shown in FIG. 10, the laser scanning microscope 601 includes a first scanning optical system 15 on which excitation light is incident, an optical device 607, and an objective lens 55.
The optical device 607 deflects the stimulation light and combines the deflected optical path of the stimulation light and the deflected optical path of the excitation light. The optical device 607 includes a second scanning optical system (stimulating light scanning optical system) 617 on which stimulation light is incident, an AOTF 33, and an optical sensor (detection unit) 635.

第2の走査光学系617は、入射された刺激光を偏向するものである。刺激光は第2の走査光学系617に偏向されることにより、被検体13の所定領域に照射される。第2の走査光学系617は、第2の走査光学ユニット29と、を備えている。   The second scanning optical system 617 deflects incident stimulation light. Stimulation light is deflected by the second scanning optical system 617 to irradiate a predetermined region of the subject 13. The second scanning optical system 617 includes a second scanning optical unit 29.

AOTF33には、AOTF33の結晶体39に励起される超音波(音響波、弾性波)を制御する制御部(信号生成部)643が配置されている。制御部643は、超音波を制御する変調信号を生成する信号生成部643Aと、変調信号に基づいて高周波電圧を発生する高周波発信器643Bと、を備えている。また、制御部643の信号生成部643Aには、光センサ635の出力信号が入力されている。   The AOTF 33 is provided with a control unit (signal generation unit) 643 that controls ultrasonic waves (acoustic waves, elastic waves) excited by the crystal body 39 of the AOTF 33. The control unit 643 includes a signal generation unit 643A that generates a modulation signal for controlling ultrasonic waves, and a high-frequency transmitter 643B that generates a high-frequency voltage based on the modulation signal. In addition, the output signal of the optical sensor 635 is input to the signal generation unit 643A of the control unit 643.

光センサ635はAOTF33を透過した刺激光の強度を検出し、検出した刺激光の強度に基づいた検出信号を出力するものである。光センサ635は、AOTF33を透過した刺激光が入射する位置に配置され、光センサ635から出力される検出信号はAOTF33の制御部643に入力されている。
なお、光センサ635としては、フォトセンサなどの公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
The optical sensor 635 detects the intensity of the stimulation light transmitted through the AOTF 33 and outputs a detection signal based on the detected intensity of the stimulation light. The optical sensor 635 is disposed at a position where the stimulation light transmitted through the AOTF 33 is incident, and a detection signal output from the optical sensor 635 is input to the control unit 643 of the AOTF 33.
Note that a known sensor such as a photosensor can be used as the optical sensor 635 and is not particularly limited.

光センサ635には表示部645が接続されている。表示部645は、光センサ635からの検出信号を受け取り、AOTF33における刺激光の光センサ635側への透過率を換算することのよって、対物レンズ55へ向けて導入された刺激光の強度を表示する。現在、被検体13へ向けて照射されている刺激光の強度を操作者はモニタすることができる。   A display unit 645 is connected to the optical sensor 635. The display unit 645 receives the detection signal from the optical sensor 635, and displays the intensity of the stimulation light introduced toward the objective lens 55 by converting the transmittance of the stimulation light to the optical sensor 635 side in the AOTF 33. To do. Currently, the operator can monitor the intensity of the stimulation light emitted toward the subject 13.

次に、上記の構成からなるレーザ走査顕微鏡601における作用について説明する。
なお、レーザ走査顕微鏡601の光学装置607以外の部分における作用は、第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
また、光学装置607による励起光に対する作用も、第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
Next, the operation of the laser scanning microscope 601 having the above configuration will be described.
In addition, since the effect | action in parts other than the optical apparatus 607 of the laser scanning microscope 601 is the same as that of 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.
In addition, the action of the optical device 607 on the excitation light is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

光学装置607の第2の走査光学系617に入射された刺激光は、図10に示すように、第2の走査光学ユニット29において偏向された後に、AOTF33に入射される。刺激光のAOTF33への入射角は、刺激光におけるAOTF33の1次回折方向に係る入射角である。AOTF33に入射された刺激光の大半は、回折されて励起光とともに対物レンズ55に入射され、被検体13に集光される。   The stimulation light incident on the second scanning optical system 617 of the optical device 607 is incident on the AOTF 33 after being deflected by the second scanning optical unit 29 as shown in FIG. The incident angle of the stimulation light to the AOTF 33 is an incident angle related to the first-order diffraction direction of the AOTF 33 in the stimulation light. Most of the stimulation light incident on the AOTF 33 is diffracted, incident on the objective lens 55 together with the excitation light, and collected on the subject 13.

一方、AOTF33に入射された刺激光の一部は、回折されずにAOTF33を透過して光センサ635に入射する。光センサ635は入射した刺激光の強度を検出し、刺激光の強度に応じた検出信号を生成する。生成された検出信号は、レーザ走査顕微鏡601のパワーモニタ645およびAOTF33の制御部643に入力される。   On the other hand, part of the stimulation light incident on the AOTF 33 passes through the AOTF 33 without being diffracted and enters the optical sensor 635. The optical sensor 635 detects the intensity of the incident stimulation light and generates a detection signal corresponding to the intensity of the stimulation light. The generated detection signal is input to the power monitor 645 of the laser scanning microscope 601 and the control unit 643 of the AOTF 33.

制御部643は、入力された検出信号に基づいて、内部の信号生成部643Aから高周波電圧の電圧振幅を変化させる変調信号を生成する。制御部643は、生成した変調信号に基づいて高周波発信器643Bから電圧振幅が制御された高周波電圧を発生する。発生された高周波電圧はAOTF33のトランデューサ37に入力され、高周波電圧の電圧振幅に応じた振幅の超音波を励起する。   The control unit 643 generates a modulation signal for changing the voltage amplitude of the high-frequency voltage from the internal signal generation unit 643A based on the input detection signal. The control unit 643 generates a high frequency voltage whose voltage amplitude is controlled from the high frequency transmitter 643B based on the generated modulation signal. The generated high frequency voltage is input to the transducer 37 of the AOTF 33, and an ultrasonic wave having an amplitude corresponding to the voltage amplitude of the high frequency voltage is excited.

超音波の振幅が変化すると、結晶体39に形成される屈折率の周期構造における屈折率が変化する。AOTF33において回折される刺激光とAOTF33を透過する刺激光との比率が、当該屈折率の変化に伴い変化するため、制御部43は、被検体13に入射される刺激光の強度を制御できる。
以後の作用については、第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
When the amplitude of the ultrasonic wave changes, the refractive index in the periodic structure of the refractive index formed in the crystal body 39 changes. Since the ratio of the stimulation light diffracted by the AOTF 33 and the stimulation light transmitted through the AOTF 33 changes with the change in the refractive index, the control unit 43 can control the intensity of the stimulation light incident on the subject 13.
Since the subsequent operation is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

上記の構成によれば、光センサ635が検出したAOTF33を透過した刺激光の強度に基づいて、制御部643は変調信号を生成し、AOTF33に入力させることにより、被検体13に照射される刺激光の強度を自在に制御できる。
例えば、本実施形態の光学装置607は、光センサ635に検出された刺激光の強度に基づいて、対物レンズ55に入射される刺激光の強度を一定に制御することができる。
According to the above configuration, the control unit 643 generates a modulation signal based on the intensity of the stimulation light transmitted through the AOTF 33 detected by the optical sensor 635, and inputs the modulation signal to the AOTF 33, thereby stimulating the subject 13. Light intensity can be controlled freely.
For example, the optical device 607 of the present embodiment can control the intensity of the stimulation light incident on the objective lens 55 to be constant based on the intensity of the stimulation light detected by the optical sensor 635.

なお、上述の実施形態のように、刺激光は第2の走査光学ユニット29の第2のガルバノミラー29A,29B(図1参照。)によって、被検体13における刺激すべき領域を走査されるだけでなく、刺激すべき領域が微小な点であれば、所望の位置で第2のガルバノミラー29A,29Bを固定して刺激光を微小な一点に照射するようにしてもよい。   Note that, as in the above-described embodiment, the stimulation light is only scanned in the region to be stimulated in the subject 13 by the second galvanometer mirrors 29A and 29B (see FIG. 1) of the second scanning optical unit 29. Instead, if the region to be stimulated is a minute point, the second galvanometer mirrors 29A and 29B may be fixed at a desired position and the stimulation light may be irradiated to the minute point.

〔第7の実施形態〕
次に、本発明の第7の実施形態について図11を参照して説明する。
本実施形態のレーザ走査顕微鏡の基本構成は、第2の実施形態と同様であるが、第2の実施形態とは、光学装置の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図11を用いて光学装置周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図11は、本実施形態におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。
なお、第2の実施形態と同一の構成要素に対しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the laser scanning microscope of the present embodiment is the same as that of the second embodiment, but the configuration of the optical device is different from that of the second embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the periphery of the optical device will be described with reference to FIG. 11, and description of other components and the like will be omitted.
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration in the vicinity of the optical device of the laser scanning microscope according to the present embodiment.
Note that the same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

レーザ走査顕微鏡701は、図11に示すように、励起光が入射される第1の走査光学系215と、光学装置707と、第3のリレーレンズ系219と、対物レンズ55とを備えている。
光学装置707は、入射された刺激光をそれぞれ偏向させるとともに、偏向された刺激光の光路と、偏向された励起光の光路とを合成するものである。光学装置707は、刺激光が入射される第2の走査光学系(刺激光用走査光学系)717と、AOTF33とを備えている。
As shown in FIG. 11, the laser scanning microscope 701 includes a first scanning optical system 215 that receives excitation light, an optical device 707, a third relay lens system 219, and an objective lens 55. .
The optical device 707 deflects incident stimulation light, and combines the deflected optical path of the stimulation light and the deflected optical path of the excitation light. The optical device 707 includes a second scanning optical system (stimulating light scanning optical system) 717 on which stimulation light is incident, and an AOTF 33.

第2の走査光学系717は、入射された刺激光を偏向するものである。刺激光は第2の走査光学系717に偏向されることにより、被検体13の所定領域に照射される。第2の走査光学系217は、第2の走査光学ユニット(偏向音響光学素子)729と、第2のリレーレンズ系231と、を備えている。   The second scanning optical system 717 deflects incident stimulation light. Stimulation light is deflected to the second scanning optical system 717 and is irradiated onto a predetermined region of the subject 13. The second scanning optical system 217 includes a second scanning optical unit (deflecting acousto-optic element) 729 and a second relay lens system 231.

第2の走査光学ユニット729は、刺激光を偏向することにより、刺激光を被検体13の所定領域に入射させるものである。第2の走査光学ユニット29は、第2の光源5と第2のリレーレンズ系31との間であって、対物レンズ55の瞳11Rと共役な位置29Rに配置されている。
ここで、第2の走査光学ユニット729としては、音響光学偏光器(以下、AODと表記する。)を用いている。第2の走査光学ユニット729における刺激光の偏光方向は、AOTF33における刺激光の回折方向に対して直交する方向(図11において紙面に対して垂直な面内方向)である。
The second scanning optical unit 729 makes the stimulation light incident on a predetermined area of the subject 13 by deflecting the stimulation light. The second scanning optical unit 29 is disposed between the second light source 5 and the second relay lens system 31 and at a position 29R conjugate with the pupil 11R of the objective lens 55.
Here, as the second scanning optical unit 729, an acousto-optic polarizer (hereinafter referred to as AOD) is used. The polarization direction of the stimulation light in the second scanning optical unit 729 is a direction orthogonal to the diffraction direction of the stimulation light in the AOTF 33 (in-plane direction perpendicular to the paper surface in FIG. 11).

AOTF33には、AOTF33の結晶体39に励起される超音波(音響波、弾性波)を制御する制御部(信号生成部)743が配置されている。制御部743は、超音波を制御する変調信号を生成する信号生成部743Aと、変調信号に基づいて高周波電圧を発生する高周波発信器743Bと、を備えている。また、制御部743の信号生成部743Aは、刺激光の回折方向に応じた変調信号を生成している。   In the AOTF 33, a control unit (signal generation unit) 743 that controls ultrasonic waves (acoustic waves, elastic waves) excited by the crystal body 39 of the AOTF 33 is disposed. The control unit 743 includes a signal generation unit 743A that generates a modulation signal that controls ultrasonic waves, and a high-frequency transmitter 743B that generates a high-frequency voltage based on the modulation signal. Further, the signal generation unit 743A of the control unit 743 generates a modulation signal corresponding to the diffraction direction of the stimulation light.

次に、上記の構成からなるレーザ走査顕微鏡701における作用について説明する。
なお、レーザ走査顕微鏡701の光学装置707以外の部分における作用は、第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
また、光学装置707による励起光に対する作用も、第2の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
Next, the operation of the laser scanning microscope 701 having the above configuration will be described.
In addition, since the effect | action in parts other than the optical apparatus 707 of the laser scanning microscope 701 is the same as that of 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.
Further, the action of the optical device 707 on the excitation light is the same as that of the second embodiment, and thus the description thereof is omitted.

第2の走査光学系717に入射された刺激光は、第2の走査光学ユニット729において偏向されて第2のリレーレンズ系231に入射される。第2のリレーレンズ系231に入射された刺激光はAOTF33に入射される。
AOTF33に入射された刺激光は、所定方向へ回折されて励起光とともに対物レンズ55に入射され、被検体13に集光される。
以後の作用については、第2の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
The stimulus light incident on the second scanning optical system 717 is deflected by the second scanning optical unit 729 and incident on the second relay lens system 231. The stimulation light incident on the second relay lens system 231 is incident on the AOTF 33.
The stimulus light incident on the AOTF 33 is diffracted in a predetermined direction, is incident on the objective lens 55 together with the excitation light, and is collected on the subject 13.
Since the subsequent operation is the same as that of the second embodiment, the description thereof is omitted.

上記の構成によれば、刺激光はAOTF33により、互いに交差する一の方向に偏向され、AODである第2の走査光学ユニット729により、互いに交差する他の方向に偏向される。そのため、刺激光を、互いに交差する一および他の方向へ走査させることができる。
偏向された励起光および刺激光はAOTF33に入射されることから、偏向された励起光および刺激光は光路合成された上で対物レンズ55に入射され、被検体13の異なる所定領域に集光される。刺激光は上記一および他の方向へ走査されるため、被検体13における刺激光が集光する領域は上記一および他の方向からなる面の上を走査される。
According to the above configuration, the stimulation light is deflected in one direction intersecting with each other by the AOTF 33, and is deflected in the other direction intersecting with each other by the second scanning optical unit 729 which is an AOD. Therefore, the stimulation light can be scanned in one and other directions intersecting each other.
Since the deflected excitation light and stimulation light are incident on the AOTF 33, the deflected excitation light and stimulation light are incident on the objective lens 55 after being combined in an optical path, and are condensed on different predetermined regions of the subject 13. The Since the stimulation light is scanned in the one and other directions, the region where the stimulation light is collected in the subject 13 is scanned on the surface composed of the one and other directions.

なお、上述の実施形態のように、刺激光は第2の走査光学ユニット729およびAOTF33によって、被検体13における刺激すべき領域を走査されるだけでなく、刺激すべき領域が微小な点であれば、刺激光を微小な一点に照射するようにしてもよい。   Note that, as in the above-described embodiment, the stimulation light is scanned not only in the area to be stimulated in the subject 13 by the second scanning optical unit 729 and the AOTF 33, but also the area to be stimulated is a minute point. For example, you may make it irradiate stimulation light to one minute point.

〔第8の実施形態〕
次に、本発明の第8の実施形態について図12を参照して説明する。
本実施形態は、本発明による光学装置を、通常の落射照明を用いた光学顕微鏡に適用したものである。
光学顕微鏡801は、顕微鏡本体805と、照明光を出射する落射照明用ランプハウス803と、照明光を被検体13に向けて導く落射投光管813と、刺激用レーザ光を出射する光学装置807と、被検体13からの反射光や蛍光などの観察光の観察に用いられる観察鏡筒809と、を備えている。
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the optical apparatus according to the present invention is applied to an optical microscope using normal epi-illumination.
The optical microscope 801 includes a microscope main body 805, an epi-illumination lamp house 803 that emits illumination light, an epi-illumination tube 813 that guides the illumination light toward the subject 13, and an optical device 807 that emits stimulation laser light. And an observation barrel 809 used for observation of observation light such as reflected light and fluorescence from the subject 13.

顕微鏡本体805は、被検体13に対向配置される対物レンズ55と、被検体13が
載置される標本ステージ58と、を備えている。
落射照明用ランプハウス803は、落射投光管813の端部に取り付けられる。落射照明用ランプハウス803には、照明光を出射する水銀ランプ(第1の光源)が設けられている。
落射投光管813は、顕微鏡光軸801a上に配置されるビームスプリッタ819を備えており、顕微鏡本体805と観察鏡筒809との間に設けられている。
The microscope main body 805 includes an objective lens 55 arranged to face the subject 13 and a specimen stage 58 on which the subject 13 is placed.
The epi-illumination lamp house 803 is attached to the end of the epi-illumination tube 813. The epi-illumination lamp house 803 is provided with a mercury lamp (first light source) that emits illumination light.
The epi-illumination projection tube 813 includes a beam splitter 819 disposed on the microscope optical axis 801a, and is provided between the microscope main body 805 and the observation barrel 809.

ビームスプリッタ819としては、例えばハーフミラーやダイクロイックミラーなどを用いることができる。ビームスプリッタ819は、落射照明用ランプハウス803からの照明光を反射する機能を果たしている。また、被検体13からの観察光を透過させる機能を果たすとともに、光学装置807からの刺激光を透過させる機能も果たしている。   As the beam splitter 819, for example, a half mirror or a dichroic mirror can be used. The beam splitter 819 has a function of reflecting the illumination light from the epi-illumination lamp house 803. In addition, the function of transmitting the observation light from the subject 13 and the function of transmitting the stimulation light from the optical device 807 are also achieved.

光学装置807は、第2の光源5と、第2の走査光学系817と、AOTF33と、を備えている。光学装置807は、落射投光管813と観察鏡筒809との間に、一つの着脱可能な中間鏡筒ユニットとして取り付けられるものである。
第2の光源5は、被検体13に照射される刺激用レーザ光を発するものである。
第2の走査光学系817は、刺激用レーザ光(以後、刺激光と表記する。)を偏向させて走査するものであって、走査光学ユニット29(具体的には第2のガルバノミラー29A,29B(図1参照。))と、図示しないレンズ系と、を備えている。
The optical device 807 includes a second light source 5, a second scanning optical system 817, and an AOTF 33. The optical device 807 is attached as a single removable intermediate lens barrel unit between the incident light projection tube 813 and the observation lens barrel 809.
The second light source 5 emits stimulation laser light irradiated on the subject 13.
The second scanning optical system 817 deflects and scans stimulation laser light (hereinafter referred to as stimulation light), and includes a scanning optical unit 29 (specifically, a second galvanometer mirror 29A, 29B (see FIG. 1)) and a lens system (not shown).

AOTF33は、顕微鏡光軸801a上に配置され、光学装置807の刺激光を顕微鏡の光路に合成する。AOTF33は、刺激光の波長のみを回折するように制御されるので、被検体13からの観察光はそのまま透過される。   The AOTF 33 is arranged on the microscope optical axis 801a, and synthesizes the stimulation light of the optical device 807 with the optical path of the microscope. Since the AOTF 33 is controlled to diffract only the wavelength of the stimulation light, the observation light from the subject 13 is transmitted as it is.

観察鏡筒809は、結像レンズ56と、接眼光学系847と、切替光学系845と、を備えている。切替光学系845の光路上には、被検体13の像を撮像するカメラ849が取り付けられている。
結像レンズ56は、被検体13からの観察光の像を観察者が視認できるように、または、カメラ845が観察光の像を撮像できるように結像するものである。
接眼光学系847は、被検体13からの観察光を観察者が視認できるようにするものである。
The observation barrel 809 includes an imaging lens 56, an eyepiece optical system 847, and a switching optical system 845. On the optical path of the switching optical system 845, a camera 849 for capturing an image of the subject 13 is attached.
The imaging lens 56 forms an image so that an observer can visually recognize an image of observation light from the subject 13 or so that the camera 845 can capture an image of observation light.
The eyepiece optical system 847 enables the observer to visually recognize the observation light from the subject 13.

切替光学系845は、被検体13からの観察光を接眼光学系847およびカメラ849のいずれかに選択的に導くものである。
カメラ849は、被検体13からの観察光を撮像するものである。
The switching optical system 845 selectively guides the observation light from the subject 13 to either the eyepiece optical system 847 or the camera 849.
The camera 849 images observation light from the subject 13.

次に、上記の構成からなる顕微鏡801における作用について説明する。
第1の光源803から出射された照明光は、図12に示すように、ビームスプリッタ819に入射される。ビームスプリッタ819に入射された照明光は、対物レンズ55に向けて反射される。
Next, the operation of the microscope 801 having the above configuration will be described.
Illumination light emitted from the first light source 803 enters a beam splitter 819 as shown in FIG. The illumination light incident on the beam splitter 819 is reflected toward the objective lens 55.

一方、第2の光源5から出射された刺激光は第2の走査光学ユニット29に入射され、第2の走査光学ユニット29により所定方向へ偏向される。
偏向された刺激光は、AOTF33の1次回折方向からAOTF33に入射される。AOTF33に入射された刺激光は、回折されてビームスプリッタ819に向けて出射される。刺激光はビームスプリッタ819を透過して、上述した照明光の光路と同一の光路を通って対物レンズ55に入射される。
On the other hand, the stimulation light emitted from the second light source 5 is incident on the second scanning optical unit 29 and deflected in a predetermined direction by the second scanning optical unit 29.
The deflected stimulation light is incident on the AOTF 33 from the first-order diffraction direction of the AOTF 33. The stimulus light incident on the AOTF 33 is diffracted and emitted toward the beam splitter 819. The stimulus light passes through the beam splitter 819 and enters the objective lens 55 through the same optical path as the illumination light described above.

対物レンズ55に入射された照明光および刺激光は、それぞれ被検体13に集光される。
照明光は被検体13における観察領域の全体に照射される一方、刺激光は第2の走査光学ユニット29により偏向され走査される。例えば、刺激光は、被検体13における所定領域のみを照射するように走査される。
The illumination light and the stimulation light incident on the objective lens 55 are collected on the subject 13, respectively.
The illumination light is applied to the entire observation region of the subject 13, while the stimulation light is deflected and scanned by the second scanning optical unit 29. For example, the stimulation light is scanned so as to irradiate only a predetermined area in the subject 13.

被検体13から反射された照明光や、照明光により励起された蛍光(以下、蛍光等と表記する。)は、刺激光が伝搬した光路を逆向きに伝搬して、観察鏡筒809に入射する。
具体的には、蛍光等は、まず対物レンズ55に入射して、対物レンズ55からビームスプリッタ819に入射する。蛍光等は、ビームスプリッタ819を透過してAOTF33に入射する。AOTF33に入射した蛍光等は、刺激光と波長が異なるためAOTF33を透過して観察鏡筒809に入射する。なお、反射された刺激光は、AOTF33において回折されるため、観察鏡筒809には入射しない。
Illumination light reflected from the subject 13 and fluorescence excited by the illumination light (hereinafter referred to as fluorescence or the like) propagates in the opposite direction of the optical path through which the stimulation light propagates and enters the observation tube 809. To do.
Specifically, fluorescence or the like first enters the objective lens 55 and then enters the beam splitter 819 from the objective lens 55. The fluorescence or the like passes through the beam splitter 819 and enters the AOTF 33. The fluorescence or the like incident on the AOTF 33 has a wavelength different from that of the stimulus light, and thus passes through the AOTF 33 and enters the observation barrel 809. The reflected stimulation light is diffracted by the AOTF 33 and therefore does not enter the observation barrel 809.

AOTF33を透過して観察鏡筒809に入射した蛍光等は、切替光学系845に入射する。蛍光等は、切替光学系845により接眼光学系847またはカメラ849に入射される。接眼光学系847に入射した蛍光等は観察者により観察され、カメラ849に入射した蛍光等はカメラ849に撮像される。なお、切替光学系845は、観察者などの操作により、蛍光等の入射先を選択している。   The fluorescence or the like that has passed through the AOTF 33 and entered the observation barrel 809 enters the switching optical system 845. Fluorescence and the like are incident on the eyepiece optical system 847 or the camera 849 by the switching optical system 845. The fluorescence or the like incident on the eyepiece optical system 847 is observed by an observer, and the fluorescence or the like incident on the camera 849 is captured by the camera 849. Note that the switching optical system 845 selects an incident destination of fluorescence or the like by an operation of an observer or the like.

上記の構成によれば、照明光を被検体13に照射する光学顕微鏡801に対して、本実施形態の光学装置807は容易に着脱可能であるため、光学顕微鏡801に光学装置807を取り付けるだけで、被検体13の所望の位置または領域に刺激光を照射して、被検体13の反応を観察する観察方法が容易に実行可能となる。
光学装置807には、第2の走査光学系817と、AOTF33と、が備えられているため、刺激光を走査して被検体13の所定の位置または領域に集光させることができる。
According to the above configuration, the optical device 807 according to this embodiment can be easily attached to and detached from the optical microscope 801 that irradiates the subject 13 with illumination light. Therefore, the optical device 807 is simply attached to the optical microscope 801. Thus, an observation method for observing the reaction of the subject 13 by irradiating the desired position or region of the subject 13 with the stimulation light can be easily executed.
Since the optical device 807 is provided with the second scanning optical system 817 and the AOTF 33, the stimulation light can be scanned and condensed at a predetermined position or region of the subject 13.

なお、上述の実施形態のように、刺激光は第2の走査光学ユニット29の第2のガルバノミラー29A,29B(図1参照。)によって、被検体13における刺激すべき領域を走査されるだけでなく、刺激すべき領域が微小な点であれば、所望の位置で第2のガルバノミラー29A,29Bを固定して刺激光を微小な一点に照射するようにしてもよい。   Note that, as in the above-described embodiment, the stimulation light is only scanned in the region to be stimulated in the subject 13 by the second galvanometer mirrors 29A and 29B (see FIG. 1) of the second scanning optical unit 29. Instead, if the region to be stimulated is a minute point, the second galvanometer mirrors 29A and 29B may be fixed at a desired position and the stimulation light may be irradiated to the minute point.

図13は、本実施形態の変形例である。
図13のように、落射投光管813´に対して光学装置807´を取り付け可能な構造として構成してもよい。この場合、AOTF33は、落射投光管813´における落射照明の光路に配置されることになるが、AOTF33が刺激光の波長のみを回折するように制御されるので、落射照明用ランプハウス803からの落射照明光はAOTF33をそのまま透過する。
FIG. 13 is a modification of the present embodiment.
As shown in FIG. 13, the optical device 807 ′ may be attached to the incident light projection tube 813 ′. In this case, the AOTF 33 is arranged in the optical path of the epi-illumination in the epi-illumination projection tube 813 ′. However, since the AOTF 33 is controlled so as to diffract only the wavelength of the stimulation light, the epi-illumination lamp house 803 The incident illumination light passes through the AOTF 33 as it is.

また、ビームスプリッタ819としては、刺激光および落射照明光を反射し、かつ、観察光を透過するものが用いられ、例えばハーフミラーや、ダイクロイックミラーなどが挙げられる。   Further, as the beam splitter 819, a beam that reflects the stimulation light and the epi-illumination light and transmits the observation light is used, and examples thereof include a half mirror and a dichroic mirror.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
なお、上記の実施の形態においては、本願発明に係る発明である光学装置を顕微鏡に適応して説明したが、その他各種の光学機器にも適応できるものである。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the optical device according to the invention of the present application has been described with reference to a microscope, but the present invention can also be applied to various other optical devices.

なお、本発明を上述の各実施形態に適用して実施してもよいし、第4の実施形態、第5の実施形態および第6の実施形態は、第2の実施形態または第3の実施形態と組み合わせて実施してもよく、特に限定するものではない。   Note that the present invention may be applied to the above-described embodiments, and the fourth embodiment, the fifth embodiment, and the sixth embodiment are the second embodiment or the third embodiment. It may be implemented in combination with the form, and is not particularly limited.

なお、第1の走査光学系(観察光学系)15,215,315としては、上述の各実施形態のようなガルバノミラーを用いた第1の走査光学ユニット(走査光学系)21を備えた共焦点検出光学系を用いてもよいし、ピンホールやスリットなどの微小開口を多数備えたディスクを回転することによって光を走査するディスク走査型光学系でもよく、特に限定するものではない。   The first scanning optical system (observation optical system) 15, 215, 315 includes a first scanning optical unit (scanning optical system) 21 using a galvanometer mirror as in the above-described embodiments. A focus detection optical system may be used, or a disk scanning optical system that scans light by rotating a disk having a large number of minute openings such as pinholes and slits, and is not particularly limited.

本発明の第1の実施形態に係るレーザ走査顕微鏡の構成を説明する概略図である。It is the schematic explaining the structure of the laser scanning microscope which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the optical apparatus vicinity of FIG. 本発明における第1の実施形態の第1変形例におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the optical apparatus vicinity of the laser scanning microscope in the 1st modification of 1st Embodiment in this invention. 本発明の第2の実施形態におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the optical apparatus vicinity of the laser scanning microscope in the 2nd Embodiment of this invention. 図4の光学装置における光線の状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the light ray in the optical apparatus of FIG. 本発明の第3の実施形態におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the optical apparatus vicinity of the laser scanning microscope in the 3rd Embodiment of this invention. 図5の光学装置における光線の状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the light ray in the optical apparatus of FIG. 本発明の第4の実施形態におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the optical apparatus vicinity of the laser scanning microscope in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the optical apparatus vicinity of the laser scanning microscope in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the optical apparatus vicinity of the laser scanning microscope in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態におけるレーザ走査顕微鏡の光学装置近傍の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the optical apparatus vicinity of the laser scanning microscope in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態に係る顕微鏡の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the microscope which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 第8の実施形態の変形例の構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the modification of 8th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

7,107,207,307,407,507,607,707,807 光学装置
13 被検体
15,215,315 第1の走査光学系(観察光学系)
17,117,217,317,417,617,717,817 第2の走査光学系(刺激光用走査光学系)
21 第1の走査光学ユニット(走査光学系)
29 第2の走査光学ユニット(刺激光偏向部)
33 音響光学変調フィルタ、AOTF(合成音響光学素子)
43,143,443,643,743 制御部(信号生成部)
43A,143A,443A,643A,743A 信号生成部
55 対物レンズ(対物光学系)
429,529 第3の走査光学ユニット(刺激光偏向部)
635 光センサ(検出部)
729 第2の走査光学ユニット(偏向音響光学素子)
7, 107, 207, 307, 407, 507, 607, 707, 807 Optical device 13 Subject 15, 215, 315 First scanning optical system (observation optical system)
17, 117, 217, 317, 417, 617, 717, 817 Second scanning optical system (stimulating light scanning optical system)
21 First scanning optical unit (scanning optical system)
29 Second scanning optical unit (stimulating light deflection unit)
33 Acoustooptic modulation filter, AOTF (synthetic acoustooptic device)
43, 143, 443, 643, 743 Control unit (signal generation unit)
43A, 143A, 443A, 643A, 743A Signal generator 55 Objective lens (objective optical system)
429, 529 Third scanning optical unit (stimulating light deflection unit)
635 Optical sensor (detector)
729 Second scanning optical unit (deflection acousto-optic device)

Claims (14)

被検体に対して変化を与える刺激光であって、少なくとも1以上の波長を有する刺激光を偏向させる刺激光用走査光学系と、
前記被検体の画像を得るための観察光学系の光路に、前記偏向された刺激光の光路を合成する合成音響光学素子と、
が備えられている光学装置。
A scanning optical system for stimulation light that deflects stimulation light having a wavelength of at least one or more, which is stimulation light that changes a subject;
A synthetic acousto-optic device that synthesizes the optical path of the deflected stimulus light with the optical path of the observation optical system for obtaining the image of the subject;
An optical device provided with
前記刺激光用走査光学系および前記合成音響光学素子が、前記観察光学系の光路に対して挿入および取り外し可能とされている請求項1に記載の光学装置。   The optical apparatus according to claim 1, wherein the stimulation light scanning optical system and the synthetic acousto-optic element can be inserted into and removed from an optical path of the observation optical system. 前記刺激光用走査光学系には、前記刺激光を偏向させる刺激光偏光部が設けられている請求項1または2に記載の光学装置。   The optical apparatus according to claim 1, wherein the stimulation light scanning optical system is provided with a stimulation light polarization unit that deflects the stimulation light. 前記合成音響光学素子が、互いに交差する一の方向に前記刺激光を偏向させ、
前記刺激光用走査光学系には、互いに交差する他の方向に前記刺激光を偏向させる偏光音響光学素子が設けられ、
前記合成音響光学素子には、前記偏向音響光学素子により偏向された刺激光、および、前記他の光線が入射される請求項1から3のいずれかに記載の光学装置。
The synthetic acoustooptic element deflects the stimulation light in one direction intersecting each other;
The stimulation light scanning optical system is provided with a polarization acousto-optic element that deflects the stimulation light in other directions intersecting each other.
4. The optical device according to claim 1, wherein the synthetic acoustooptic element receives the stimulus light deflected by the deflecting acoustooptic element and the other light beam. 5.
前記合成音響光学素子が、前記刺激光を回折するとともに、前記観察光学系の光路の光を透過する請求項1から4のいずれかに記載の光学装置。   The optical apparatus according to claim 1, wherein the synthetic acoustooptic element diffracts the stimulation light and transmits light in an optical path of the observation optical system. 前記刺激光を前記被検体に集光させる対物光学系が設けられ、
前記合成音響光学素子は、前記対物光学系の瞳と共役な位置に配置されている請求項1から5のいずれかに記載の光学装置。
An objective optical system for condensing the stimulation light on the subject;
The optical apparatus according to claim 1, wherein the synthetic acoustooptic element is disposed at a position conjugate with a pupil of the objective optical system.
前記刺激光を前記被検体に集光させる対物光学系が設けられ、
前記合成音響光学素子は、前記対物光学系の像と共役な位置に配置されている請求項1から5のいずれかに記載の光学装置。
An objective optical system for condensing the stimulation light on the subject;
The optical apparatus according to claim 1, wherein the synthetic acoustooptic element is disposed at a position conjugate with an image of the objective optical system.
前記合成音響光学素子において励起される超音波を制御する変調信号を生成する信号生成部が設けられ、
該信号生成部は、前記超音波を制御することにより、前記被検体に照射される前記偏向された刺激光の強度を制御する請求項1から7のいずれかに記載の光学装置。
A signal generation unit for generating a modulation signal for controlling an ultrasonic wave excited in the synthetic acoustooptic device;
The optical apparatus according to claim 1, wherein the signal generation unit controls the intensity of the deflected stimulation light irradiated on the subject by controlling the ultrasonic wave.
前記被検体に照射されずに前記合成音響光学素子を透過する前記偏向された刺激光の強度を検出する検出部が設けられ、
前記信号生成部が、前記検出部に検出された刺激光の強度に基づいて、前記変調信号を生成する請求項8記載の光学装置。
A detection unit for detecting the intensity of the deflected stimulation light that passes through the synthetic acoustooptic device without being irradiated on the subject;
The optical apparatus according to claim 8, wherein the signal generation unit generates the modulation signal based on the intensity of the stimulation light detected by the detection unit.
前記合成音響光学素子が音響光学変調フィルタである請求項1から9のいずれかに記載の光学装置。   The optical apparatus according to claim 1, wherein the synthetic acoustooptic element is an acoustooptic modulation filter. 前記合成音響光学素子が音響光学変調器である請求項1から9のいずれかに記載の光学装置。   The optical apparatus according to claim 1, wherein the synthetic acoustooptic element is an acoustooptic modulator. 前記合成音響光学素子が音響光学偏向器である請求項1から9のいずれかに記載の光学装置。   The optical apparatus according to claim 1, wherein the synthetic acoustooptic element is an acoustooptic deflector. 前記請求項1から12のいずれかにおいて、
前記観察光学系が、前記被検体を照射する光を走査する走査光学系を備えている光学装置。
In any one of claims 1 to 12,
An optical apparatus in which the observation optical system includes a scanning optical system that scans light that irradiates the subject.
前記請求項1から12のいずれかにおいて、
前記観察光学系が、非走査型の顕微鏡光学系である光学装置。
In any one of claims 1 to 12,
An optical apparatus in which the observation optical system is a non-scanning microscope optical system.
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