JP2009047727A - レーザ顕微鏡用レーザ導入装置およびレーザ顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ顕微鏡に導入する複数のレーザ光を所定の状態に簡単かつ迅速に調整できるレーザ顕微鏡用レーザ導入装置、およびこれを具備するレーザ顕微鏡を提供する。
【解決手段】複数のレーザ光Ｌ１，Ｌ２をレーザ顕微鏡に導入するためのレーザ顕微鏡用レーザ導入装置１００であって、１つのレーザ光Ｌ２の単独光路に設けられ、レーザ顕微鏡へのレーザ光Ｌ２の導入状態を調整する単独レーザ調整手段１０と、単独レーザ調整手段１０を経たレーザ光Ｌ２を含む少なくとも２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の共通光路に設けられ、レーザ顕微鏡への少なくとも２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の導入状態を、少なくとも２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２の相対関係を維持した状態で調整する共通レーザ調整手段２０と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のレーザ光をレーザ顕微鏡に導入するためのレーザ顕微鏡用レーザ導入装置、およびこれを具備するレーザ顕微鏡に関するものである。

近年、複数のレーザ光を用いるレーザ顕微鏡として、例えば、コヒーレントアンチストークスラマン散乱顕微鏡（以下、適宜、ＣＡＲＳ顕微鏡と言う）が知られている。このＣＡＲＳ顕微鏡として、観察する標本の分子振動数に相当する波長差を有する２つのレーザ光を同軸に合成して、標本の同一位置に集光させることにより、標本から発生するＣＡＲＳ散乱光を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、複数のレーザ光を用いる他のレーザ顕微鏡として、例えば、標本上で、１光子励起現象を発生させる２つのレーザ光源と、２光子励起現象を発生させる極短パルスレーザ光源とを用い、これら３つのレーザ光源のレーザ光を、共通の光路を経て標本の同一位置に選択的に集光させるようにしたレーザ顕微鏡も知られている（例えば、特許文献２参照）。

このように、複数のレーザ光を標本の同一位置に集光させるレーザ顕微鏡においては、顕微鏡に設けられているレーザ光を標本に集光させるための集光レンズの光軸に対して、各レーザ光を所定の状態に調整して導入する必要がある。このような調整機構を有する外部レーザ導入装置として、例えば、レーザ顕微鏡の集光レンズの入射瞳をレーザ顕微鏡外部の外部瞳に投影する瞳投影光学系と、投影された外部瞳の光軸にレーザ光の光軸をほぼ一致させるための光軸合わせ機構と、外部瞳位置におけるレーザ光の波面曲率を調整するための波面極率調整機構とを有する外部レーザ導入装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特表２００２−５２０６１２号公報 特開２００３−５７５５４号公報 特開２００６−２９２７８２号公報

上記の特許文献３に開示の外部レーザ導入装置によると、レーザ顕微鏡の集光レンズの入射瞳をレーザ顕微鏡外部の外部瞳に投影し、この投影された外部瞳に対して、導入するレーザ光の光軸調整および波面曲率調整を行うので、集光レンズに対してレーザ光を所定の状態に簡単かつ迅速に調整することができる。

しかしながら、上記特許文献３に開示の外部レーザ導入装置は、導入するレーザ光を個別に調整することはできるが、調整されたレーザ光を含む複数のレーザ光を、それらの相対関係を維持した状態で調整することはできない。このため、標本面における集光位置を変更する場合には、その都度、レーザ光毎に波面曲率を調整して集光位置を調整する必要があり、調整が煩雑になるとともに、時間がかかることが懸念される。

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、レーザ顕微鏡に導入する複数のレーザ光を所定の状態に簡単かつ迅速に調整できるレーザ顕微鏡用レーザ導入装置、およびこれを具備するレーザ顕微鏡を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に係る発明は、複数のレーザ光をレーザ顕微鏡に導入するためのレーザ顕微鏡用レーザ導入装置であって、
１つのレーザ光の単独光路に設けられ、前記レーザ顕微鏡への前記レーザ光の導入状態を調整する単独レーザ調整手段と、
該単独レーザ調整手段を経た前記レーザ光を含む少なくとも２つのレーザ光の共通光路に設けられ、前記レーザ顕微鏡への前記少なくとも２つのレーザ光の導入状態を、当該少なくとも２つのレーザ光の相対関係を維持した状態で調整する共通レーザ調整手段と、
を有することを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記単独レーザ調整手段および前記共通レーザ調整手段は、それぞれ、予め設定した光軸と直交する基準面におけるレーザ光の位置を調整する位置調整手段を有することを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記位置調整手段は、レーザ光の反射角度を調整する変位可能なミラーを含む反射光学系を有し、前記ミラーを変位させることにより前記基準面におけるレーザ光の位置を調整するように構成したことを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項２に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記位置調整手段は、レーザ光を屈折透過させる変位可能なレンズを有し、該レンズを変位させて、その光軸を基準光軸に対して偏心させることにより、前記基準面におけるレーザ光の位置を調整するように構成したことを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記単独レーザ調整手段および前記共通レーザ調整手段は、それぞれ、予め設定した光軸と直交する基準面におけるレーザ光の角度を調整する角度調整手段を有することを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記角度調整手段は、レーザ光の反射角度を調整する変位可能なミラーを含む反射光学系を有し、前記ミラーを変位させることにより前記基準面におけるレーザ光の角度を調整するように構成したことを特徴とするものである。

請求項７に係る発明は、請求項５に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記角度調整手段は、レーザ光を屈折透過させる変位可能なレンズを有し、該レンズを変位させて、その光軸を基準光軸に対して偏心させることにより、前記基準面におけるレーザ光の角度を調整するように構成したことを特徴とするものである。

請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記単独レーザ調整手段および前記共通レーザ調整手段は、それぞれ、予め設定した光軸と直交する基準面におけるレーザ光の波面曲率を調整する波面曲率調整手段を有することを特徴とするものである。

請求項９に係る発明は、請求項８に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記波面曲率調整手段は、少なくとも光軸方向に移動可能なレンズを含むリレー光学系を有し、前記レンズを光軸方向に移動させることにより前記基準面におけるレーザ光の波面曲率を調整するように構成したことを特徴とするものである。

請求項１０に係る発明は、請求項８に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記波面曲率調整手段は、少なくとも形状可変ミラーを有し、前記形状可変ミラーの反射面形状を変化させることにより前記基準面におけるレーザ光の波面曲率を調整するように構成したことを特徴とするものである。

請求項１１に係る発明は、請求項２〜１０のいずれか一項に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記基準面を、前記レーザ顕微鏡に設けられるレーザ光を集光するレンズの瞳位置に設定したことを特徴とするものである。

請求項１２に係る発明は、請求項１に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置において、
前記単独レーザ調整手段および前記共通レーザ調整手段は、それぞれ、前記レーザ顕微鏡に対するレーザ光の焦点位置を調整することを特徴とするものである。

さらに、上記目的を達成する請求項１３に係るレーザ顕微鏡の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置を具備する、ことを特徴とするものである。

本発明によれば、１つのレーザ光の単独光路に、当該レーザ光のレーザ顕微鏡への導入状態を調整する単独レーザ調整手段を設け、このレーザ光を含む少なくとも２つのレーザ光の共通光路には、これら少なくとも２つのレーザ光のレーザ顕微鏡への導入状態を、それらの相対関係を維持した状態で調整する共通レーザ調整手段を設けたので、レーザ顕微鏡に導入する複数のレーザ光を所定の状態に簡単かつ迅速に調整することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係るレーザ顕微鏡用レーザ導入装置の原理的構成を示す概念図である。このレーザ導入装置１００は、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の２つのレーザ光を、ハーフミラーやダイクロイックミラー等からなる光路合成用光学素子１により光路を共通にして、図示しないレーザ顕微鏡に導入するものである。ここで、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２は、波長が異なる場合もあるし、同一波長の場合もある。これら、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２は、図示しないが、それぞれ独立したレーザ光源から得ることもできるし、１つのレーザ光源からのレーザ光を２分割し、その一方を第１レーザ光Ｌ１とし、他方を必要に応じて波長変換して第２レーザ光Ｌ２として得ることもできる。

本実施の形態では、第２レーザ光Ｌ２の単独光路に単独レーザ調整手段１０を設けるとともに、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の共通光路に共通レーザ調整手段２０を設けて、第１レーザ光Ｌ１は、光路合成用光学素子１を透過させた後、共通レーザ調整手段２０を経てレーザ顕微鏡に導入し、第２レーザ光Ｌ２は、単独レーザ調整手段１０を経て光路合成用光学素子１で反射させた後、共通レーザ調整手段２０を経てレーザ顕微鏡に導入する。

図２は、図１に示す単独レーザ調整手段１０および共通レーザ調整手段２０の内部の概略構成図である。図２に示すように、単独レーザ調整手段１０および共通レーザ調整手段２０は、同様に構成する。

すなわち、単独レーザ調整手段１０には、位置・角度調整手段１１と波面曲率調整手段１２とを設ける。位置・角度調整手段１１には、入射する第２レーザ光Ｌ２を順次反射させる、互いに直交する軸を中心に回動変位可能な２つのミラー１１ａ，１１ｂを有する反射光学系を設け、これらミラー１１ａ，１１ｂによる第２レーザ光Ｌ２の反射方向を調整することにより、予め設定した共通光路における光軸と直交する基準面２における第２レーザ光Ｌ２の位置、および基準面２への角度を調整可能に構成する。なお、図２では、図面を明瞭とするため、ミラー１１ａ，１１ｂを同一方向に回動変位可能に図示している。

また、波面曲率調整手段１２には、２群のレンズ１２ａ，１２ｂを有するリレー光学系を設け、その入射側のレンズ１２ａを移動ステージ１２ｃにより光軸方向に移動させることにより、基準面２における第２レーザ光Ｌ２の波面曲率を調整可能に構成する。

同様に、共通レーザ調整手段２０にも、反射光学系を構成する２つのミラー２１ａ，２１ｂを有する位置・角度調整手段２１と、リレー光学系を構成する２群のレンズ２２ａ，２２ｂおよび移動ステージ２２ｃを有する波面曲率調整手段２２とを設ける。この共通レーザ調整手段２０は、位置・角度調整手段２１の２つのミラー２１ａ，２１ｂにより、入射する第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の相対関係を維持した状態で、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の基準面２における位置および基準面２への角度を調整するように構成するとともに、波面曲率調整手段２２の移動ステージ２２ｃを介して入射側のレンズ２２ａを光軸方向に移動させることにより、同様に、入射する第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の相対関係を維持した状態で、基準面２における第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の波面曲率を調整するように構成する。

ここで、基準面２における第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の位置は、図３に示すように、基準面２に２次元のＸＹ座標軸を設定すれば、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の基準面２における交点の座標、すなわち第１レーザ光Ｌ１については（ｘ１、ｙ１）、第２レーザ光Ｌ２については（ｘ２、ｙ２）を、各レーザ光の位置として定義することができる。

また、基準面２における第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の角度は、図４に示すように、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２と基準面２の法線とのなす角度をθ１およびθ２、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の基準面２への写像とＸ軸またはＹ軸とのなす角度をψ１およびψ２とすると、第１レーザ光Ｌ１については（θ１、ψ１）、第２レーザ光Ｌ２については（θ２、ψ２）として定義することができる。

さらに、基準面２における第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の波面曲率は、図５に示すように、第１レーザ光Ｌ１については、基準面２における位置（ｘ１、ｙ１）での波面曲率Ｒ１として定義することができ、第２レーザ光Ｌ２については、基準面２における位置（ｘ２、ｙ２）での波面曲率Ｒ２として定義することができる。

本実施の形態によれば、単独レーザ調整手段１０の位置・角度調整手段１１を構成する２つのミラー１１ａ，１１ｂにより第２レーザ光Ｌ２の反射方向を調整することにより、基準面２における第２レーザ光Ｌ２の位置（ｘ２，ｙ２）および角度（θ２，ψ２）を、例えば、基準面２における第１レーザ光Ｌ１の位置（ｘ１，ｙ１）および角度（θ１，ψ１）とそれぞれ一致するように、独立して調整することができる。同様に、単独レーザ調整手段１０の波面曲率調整手段１２を構成するリレー光学系の入射側のレンズ１２ａを移動ステージ１２ｃにより光軸方向に移動させることにより、基準面２における第２レーザ光Ｌ２の波面曲率Ｒ２を、例えば、基準面２における第１レーザ光Ｌ１の波面曲率Ｒ１と一致するように、独立して調整することができる。

また、共通レーザ調整手段２０の位置・角度調整手段２１を構成する２つのミラー２１ａ，２１ｂにより第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の反射方向を調整することにより、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の相対関係を維持した状態で、基準面２における第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の位置および角度を、例えば、基準面２において光軸と一致するように同時に調整することができる。同様に、共通レーザ調整手段２０の波面曲率調整手段２２を構成するリレー光学系の入射側のレンズ２２ａを移動ステージ２２ｃにより光軸方向に移動させることにより、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の相対関係を維持した状態で、基準面２における第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の波面曲率を同時に調整することができる。

したがって、本実施の形態によれば、例えば、単独レーザ調整手段１０により、基準面２において、第２レーザ光Ｌ２が第１レーザ光Ｌ１と同じ状態となるように調整し、さらに、共通レーザ調整手段２０により、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２が、共通光路の光軸と一致し、かつ所望の波面曲率を有するように調整することにより、レーザ顕微鏡に導入する第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２を、同一位置で集光するように簡単かつ迅速に調整することができる。

ここで、基準面２は、好ましくは、図６に示すように、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の導入対象であるレーザ顕微鏡３０に設けられるレーザ光を集光する集光レンズ３１の瞳位置３１ａに一致させて設定する。なお、瞳位置３１ａは、実際の集光レンズ３１の瞳位置に限らず、それと光学的に共役な位置であっても良いことは勿論である。

このように、基準面２を集光レンズ３１の瞳位置３１ａに設定すれば、集光レンズ３１により集光される第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の集光位置Ｐは、瞳位置３１ａにおける第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の位置、角度および波面曲率に応じて変化することになる。したがって、単独レーザ調整手段１０および共通レーザ調整手段２０により、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２を、瞳位置３１ａにおいて所望の状態となるように調整することにより、集光レンズ３１による第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の集光位置Ｐを、所望の位置に簡単かつ迅速に調整することができる。

具体的には、図７（ａ）に示すように、集光レンズ３１の瞳位置３１ａにおける、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の位置または角度を、例えば、破線で示す状態から実線で示す状態に調整することにより、集光レンズ３１による集光面内において、Ｘ方向またはＹ方向に集光位置をＰ１からＰ２に調整することができる。また、図７（ｂ）に示すように、瞳位置３１ａにおける第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の波面曲率を、例えば、破線で示す状態から実線で示す状態に調整することにより、光軸（Ｚ）方向に集光位置をＰ３からＰ４に調整することができる。

なお、使用する二つのレーザ光のうちの一方が、より頻繁に波長、パルス幅、ビーム位置などの発振パラメータの変更を伴う場合には、より頻繁に発振パラメータの変更を伴うレーザを、単独レーザ調整手段１０を透過する第２レーザ光Ｌ２に設定する方が、その発振パラメータの変更の際に単独レーザ調整手段１０の調整だけで済むことが多くなるので、好ましいことがある。

（第２実施の形態）
図８は、本発明の第２実施の形態に係るレーザ顕微鏡用レーザ導入装置の概略構成図である。このレーザ導入装置２００は、第１実施の形態のレーザ導入装置１００において、光路合成用光学素子１に至る第１レーザ光Ｌ１の単独光路にも、単独レーザ調整手段４０を設けたものである。

単独レーザ調整手段４０には、単独レーザ調整手段１０および共通レーザ調整手段２０と同様に、反射光学系を構成する２つのミラー４１ａ，４１ｂを有する位置・角度調整手段４１と、リレー光学系を構成する２群のレンズ４２ａ，４２ｂおよび移動ステージ４２ｃを有する波面曲率調整手段４２とを設ける。この単独レーザ調整手段４０は、位置・角度調整手段４１の２つのミラー４１ａ，４１ｂにより、入射する第１レーザ光Ｌ１の基準面２における位置および基準面２への角度を調整するように構成するとともに、波面曲率調整手段４２の移動ステージ４２ｃを介して入射側のレンズ４２ａを光軸方向に移動させることにより、基準面２における第１レーザ光Ｌ１の波面曲率を調整するように構成する。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので、同一構成要素には、同一参照符号を付して説明を省略する。

したがって、本実施の形態によれば、単独レーザ調整手段４０により、第１レーザ光Ｌ１の基準面２における位置、角度および波面曲率を独立して調整でき、単独レーザ調整手段１０により、第２レーザ光Ｌ２の基準面２における位置、角度および波面曲率を独立して調整でき、共通レーザ調整手段２０により、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の相対関係を維持した状態で、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の基準面２における位置、角度および波面曲率を、同時に調整することができるので、第１実施の形態と同様に、レーザ顕微鏡に導入する第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２を、同一位置で集光するように簡単かつ迅速に調整することができる。

なお、本実施の形態においても、基準面２を、好ましくは、図９に示すように、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の導入対象であるレーザ顕微鏡３０に設けられるレーザ光を集光する集光レンズ３１の瞳位置３１ａ、またはそれと共役な位置に一致させて設定する。

このようにすれば、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の瞳位置３１ａにおける位置、角度、波面曲率を、対応する単独レーザ調整手段４０および１０でそれぞれ調整することにより、レーザ顕微鏡３０における第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の集光位置Ｐを個別に調整することができる。また、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の瞳位置３１ａにおける位置、角度、波面曲率を、共通レーザ調整手段２０で調整することにより、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の相対関係を維持した状態で、レーザ顕微鏡３０における第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の集光位置Ｐを同時に調整することができる。

（第３実施の形態）
図１０は、本発明の第３実施の形態に係るレーザ導入装置を備えるレーザ顕微鏡の概略構成図である。このレーザ顕微鏡５０は、図６に示した第１実施の形態のレーザ導入装置１００を具備するもので、該レーザ導入装置１００に第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２を同時に、または選択的に導入して、共通レーザ調整手段２０から出射されるレーザ光を、ガルバノスキャナ５１、リレーレンズ５２ａ，５２ｂおよび集光レンズ５３を経て標本５４に集光して、標本５４をガルバノスキャナ５１により二次元走査するようにしたものである。

本実施の形態では、集光レンズ５３の瞳位置５３ａを基準面として、該基準面において、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２が所望の状態となるようにレーザ導入装置１００により調整する。

したがって、本実施の形態によれば、単独レーザ調整手段１０を用いて、瞳位置５３ａにおける第２レーザ光Ｌ２の位置、角度、波面曲率を調整することにより、標本５４に対する第２レーザ光Ｌ２の集光位置を、例えば第１レーザ光Ｌ１の集光位置と一致するように調整することができる。また、共通レーザ調整手段２０を用いて、瞳位置５３ａにおける第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の位置、角度、波面曲率を調整することにより、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の相対関係を維持した状態で、標本５４に対する第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の集光位置を同時に調整することができる。

具体的には、図１１にフローチャートを示すように、先ず、単独レーザ調整手段１０の位置・角度調整手段１１および／または波面曲率調整手段１２により、標本５４に対する第２レーザ光Ｌ２の集光位置が、第１レーザ光Ｌ１の集光位置に一致するように調整する（ステップＳ１）。その後、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の集光スポットの重なり状態を保ったまま、共通レーザ調整手段２０の位置・角度調整手段２１および／または波面曲率調整手段２２により、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の集光位置を調整する（ステップＳ２）。これにより、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２を、標本５４の所望の位置に集光するように、簡単かつ迅速に調整することができる。

（第４実施の形態）
図１２は、本発明の第４実施の形態に係るレーザ導入装置を備えるレーザ顕微鏡の概略構成図である。このレーザ顕微鏡６０は、図８に示した第２実施の形態のレーザ導入装置２００を具備するもので、該レーザ導入装置２００に第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２を同時に、または選択的に導入して、共通レーザ調整手段２０から出射されるレーザ光を、ガルバノスキャナ６１、リレーレンズ６２ａ，６２ｂおよび集光レンズ６３を経て標本６４に集光して、標本６４をガルバノスキャナ６１により二次元走査するようにしたものである。

本実施の形態においても、集光レンズ６３の瞳位置６３ａを基準面として、該基準面において、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２が所望の状態となるようにレーザ導入装置２００により調整する。

したがって、本実施の形態によれば、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の瞳位置６３ａにおける位置、角度、波面曲率を、対応する単独レーザ調整手段４０および１０でそれぞれ調整することにより、レーザ顕微鏡６０における第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の集光位置を個別に調整することができる。また、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の瞳位置６３ａにおける位置、角度、波面曲率を、共通レーザ調整手段２０で調整することにより、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の相対関係を維持した状態で、レーザ顕微鏡６０における第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の集光位置を同時に調整することができる。これにより、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の標本６４に対する集光位置を、自由に調整することができる。

具体的には、図１３にフローチャートを示すように、集光位置を調整する対象レーザ光に応じて（ステップＳ１１）、単独レーザ調整手段１０、単独レーザ調整手段４０または共通レーザ調整手段２０による調整を行う。すなわち、調整対象が第１レーザ光Ｌ１の場合には、その集光位置の調整方向が面内方向か光軸方向かに応じて（ステップＳ１２）、面内方向の場合には、単独レーザ調整手段４０の位置・角度調整手段４１で調整し（ステップＳ１３）、光軸方向の場合には、単独レーザ調整手段４０の波面曲率調整手段４２で調整する（ステップＳ１４）。

また、調整対象が第２レーザ光Ｌ２の場合には、その集光位置の調整方向が面内方向か光軸方向かに応じて（ステップＳ１５）、面内方向の場合には、単独レーザ調整手段１０の位置・角度調整手段１１で調整し（ステップＳ１６）、光軸方向の場合には、単独レーザ調整手段１０の波面曲率調整手段１２で調整する（ステップＳ１７）。

さらに、調整対象が第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の場合には、それらの集光位置の調整方向が面内方向か光軸方向かに応じて（ステップＳ１８）、面内方向の場合には、共通レーザ調整手段２０の位置・角度調整手段２１で調整し（ステップＳ１９）、光軸方向の場合には、共通レーザ調整手段２０の波面曲率調整手段２２で調整する（ステップＳ２０）。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、単独レーザ調整手段および共通レーザ調整手段のそれぞれの位置・角度調整手段を、互いに直交する軸を中心に回動変位可能な２つのミラーにより構成したが、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、２群のレンズ７２ａおよび７２ｂの一方のレンズ、例えば出射側のレンズ７２ｂを変位可能に構成し、該レンズ７２ｂを変位させて、その光軸Ｏ_１を基準光軸Ｏ_０に対して偏心させることにより、基準面におけるレーザ光Ｌの位置や角度を調整するように構成することもできる。

また、波面曲率調整手段は、光軸方向に移動可能なレンズを含むリレー光学系に限らず、少なくともレーザ光を反射させる形状可変ミラーを有し、この形状可変ミラーの反射面形状を変化させることにより基準面におけるレーザ光の波面曲率を調整するように構成することもできる。

また、上記実施の形態では、第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２の２つのレーザ光を導入するようにしたが、３つ以上のレーザ光を導入する場合も、本発明を有効に適用することができる。例えば、３つのレーザ光を導入する場合には、２つのレーザ光の各々の単独光路にそれぞれ単独レーザ調整手段を設けるとともに、３つのレーザ光の共通光路に共通レーザ調整手段を設けるか、あるいは、３つのレーザ光の各々の単独光路にそれぞれ単独レーザ調整手段を設けるとともに、３つのレーザ光の共通光路に共通レーザ調整手段を設けることにより、レーザ顕微鏡において、３つのレーザ光を所望の位置に集光することができる。

さらに、上記実施の形態では、単独レーザ調整手段および共通レーザ調整手段を、それぞれレーザ光の位置、角度、波面曲率の３つの調整対象項目を調整可能に構成したが、これら３つの調整対象項目のうち、任意の１つ、例えば、レーザ顕微鏡に対するレーザ光の焦点位置のみを調整可能に構成したり、任意の２つの項目を調整可能に構成したりすることもできる。

本発明の第１実施の形態に係るレーザ顕微鏡用レーザ導入装置の原理的構成を示す概念図である。 図１に示す単独レーザ調整手段および共通レーザ調整手段の内部の概略構成図である。 基準面におけるレーザ光の位置を説明するための図である。 基準面におけるレーザ光の角度を説明するための図である。 基準面におけるレーザ光の波面曲率を説明するための図である。 第１実施の形態において基準面を集光レンズの瞳位置に設定した場合を示す図である。 図６の構成による集光位置の調整態様を説明するための図である。 本発明の第２実施の形態に係るレーザ顕微鏡用レーザ導入装置の概略構成図である。 第２実施の形態において基準面を集光レンズの瞳位置に設定した場合を示す図である。 本発明の第３実施の形態に係るレーザ導入装置を備えるレーザ顕微鏡の概略構成図である。 第３実施の形態のレーザ顕微鏡によるレーザ光集光位置の調整操作を示すフローチャートである。 本発明の第４実施の形態に係るレーザ導入装置を備えるレーザ顕微鏡の概略構成図である。 第４実施の形態のレーザ顕微鏡によるレーザ光集光位置の調整操作を示すフローチャートである。 本発明の変形例を説明するための図である。

符号の説明

１ 光路合成用光学素子
２ 基準面
１０，４０ 単独レーザ調整手段
２０ 共通レーザ調整手段
１１，２１，４１ 位置・角度調整手段
１２，２２，４２ 波面曲率調整手段
１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，４１ａ，４２ｂ ミラー
１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ，４２ａ，４２ｂ レンズ
１２ｃ，２２ｃ，４２ｃ 移動ステージ
３０，５０，６０ レーザ顕微鏡
３１，５３，６３ 集光レンズ
３１ａ，５３ａ，６３ａ 瞳位置
５４，６４ 標本
７２ａ，７２ｂ レンズ
１００，２００ レーザ導入装置

Claims (13)

1. 複数のレーザ光をレーザ顕微鏡に導入するためのレーザ顕微鏡用レーザ導入装置であって、
   １つのレーザ光の単独光路に設けられ、前記レーザ顕微鏡への前記レーザ光の導入状態を調整する単独レーザ調整手段と、
   該単独レーザ調整手段を経た前記レーザ光を含む少なくとも２つのレーザ光の共通光路に設けられ、前記レーザ顕微鏡への前記少なくとも２つのレーザ光の導入状態を、当該少なくとも２つのレーザ光の相対関係を維持した状態で調整する共通レーザ調整手段と、
   を有することを特徴とするレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。
2. 前記単独レーザ調整手段および前記共通レーザ調整手段は、それぞれ、予め設定した光軸と直交する基準面におけるレーザ光の位置を調整する位置調整手段を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。
3. 前記位置調整手段は、レーザ光の反射角度を調整する変位可能なミラーを含む反射光学系を有し、前記ミラーを変位させることにより前記基準面におけるレーザ光の位置を調整するように構成したことを特徴とする請求項２に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。
4. 前記位置調整手段は、レーザ光を屈折透過させる変位可能なレンズを有し、該レンズを変位させて、その光軸を基準光軸に対して偏心させることにより、前記基準面におけるレーザ光の位置を調整するように構成したことを特徴とする請求項２に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。
5. 前記単独レーザ調整手段および前記共通レーザ調整手段は、それぞれ、予め設定した光軸と直交する基準面におけるレーザ光の角度を調整する角度調整手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。
6. 前記角度調整手段は、レーザ光の反射角度を調整する変位可能なミラーを含む反射光学系を有し、前記ミラーを変位させることにより前記基準面におけるレーザ光の角度を調整するように構成したことを特徴とする請求項５に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。
7. 前記角度調整手段は、レーザ光を屈折透過させる変位可能なレンズを有し、該レンズを変位させて、その光軸を基準光軸に対して偏心させることにより、前記基準面におけるレーザ光の角度を調整するように構成したことを特徴とする請求項５に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。
8. 前記単独レーザ調整手段および前記共通レーザ調整手段は、それぞれ、予め設定した光軸と直交する基準面におけるレーザ光の波面曲率を調整する波面曲率調整手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。
9. 前記波面曲率調整手段は、少なくとも光軸方向に移動可能なレンズを含むリレー光学系を有し、前記レンズを光軸方向に移動させることにより前記基準面におけるレーザ光の波面曲率を調整するように構成したことを特徴とする請求項８に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。
10. 前記波面曲率調整手段は、少なくとも形状可変ミラーを有し、前記形状可変ミラーの反射面形状を変化させることにより前記基準面におけるレーザ光の波面曲率を調整するように構成したことを特徴とする請求項８に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。
11. 前記基準面を、前記レーザ顕微鏡に設けられるレーザ光を集光するレンズの瞳位置に設定したことを特徴とする請求項２〜１０のいずれか一項に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。
12. 前記単独レーザ調整手段および前記共通レーザ調整手段は、それぞれ、前記レーザ顕微鏡に対するレーザ光の焦点位置を調整することを特徴とする請求項１に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のレーザ顕微鏡用レーザ導入装置を具備する、ことを特徴とするレーザ顕微鏡。

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