JP2009198980A - Confocal microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のスライス画像を同時に取得することのできる共焦点顕微鏡に関する。 The present invention relates to a confocal microscope that can simultaneously acquire a plurality of slice images.
共焦点顕微鏡は、生体標本などの試料上に集光レンズで照明光を集光し、試料上に形成されたスポットからの光束を共焦点絞り面に集光し、共焦点絞りを通過した光の光量を検出器で検出するものである。そのスポットで試料上を二次元走査しながら検出を行えば、試料のイメージングを行うこともできる。 A confocal microscope collects illumination light on a sample such as a biological specimen with a condensing lens, condenses the light beam from the spot formed on the sample on the confocal stop surface, and passes through the confocal stop. Is detected with a detector. If the spot is detected while two-dimensionally scanning the sample, the sample can be imaged.
共焦点絞りは、試料の中で集光レンズの集光面と同じ高さから射出した光線を通過し、それ以外の光線をカットする。したがって、試料上の特定の高さに位置する薄い層の画像(スライス画像)のみに観察対象を制限(セクショニング)することができる。 The confocal stop passes light rays emitted from the same height as the condensing surface of the condensing lens in the sample, and cuts other light rays. Therefore, the observation object can be limited (sectioned) only to an image (slice image) of a thin layer located at a specific height on the sample.
さらに試料の三次元的な構造や動きを解明するには、複数のスライス画像を同時に取得すればよい。複数のスライス画像を同時取得する方法は、特許文献1に開示されている。
しかしながら特許文献1の装置は、複数のスライス画像の高さ関係を変更することができないので、観察目的の多様化に対処できない。
However, since the apparatus of
そこで本発明は、複数のスライス画像を同時取得することが可能であり、しかもそれらのスライス画像の高さ関係を自在に変更することのできる共焦点顕微鏡を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a confocal microscope that can simultaneously acquire a plurality of slice images and that can freely change the height relationship between the slice images.
本発明の共焦点顕微鏡は、点光源を形成する点光源形成光学系と、前記点光源から射出した照明光を試料上に集光する集光光学系と、前記照明光に応じて前記試料から射出し前記集光光学系へ入射した観察光を、前記照明光の集光点と共役な位置に配置された共焦点絞り部を介して検出器で検出する検出光学系と、を備え、前記点光源形成光学系と前記検出光学系とからなる照明検出ユニットは、前記集光光学系の光軸方向に亘って複数化されており、複数の前記照明検出ユニットは、前記点光源と前記共焦点絞り部との光学的関係を個々のユニット内で保持しつつ、前記点光源から前記集光光学系までの光学的距離をユニット毎に調節することが可能であることを特徴とする。 The confocal microscope of the present invention includes a point light source forming optical system for forming a point light source, a condensing optical system for condensing illumination light emitted from the point light source on the sample, and the sample according to the illumination light. A detection optical system that detects the observation light emitted and incident on the condensing optical system with a detector via a confocal stop disposed at a position conjugate with the condensing point of the illumination light, and A plurality of illumination detection units each composed of a point light source forming optical system and the detection optical system are formed along the optical axis direction of the condensing optical system, and the plurality of illumination detection units are shared with the point light source and the common light source. The optical distance from the point light source to the condensing optical system can be adjusted for each unit while maintaining the optical relationship with the focus stop in each unit.
なお、複数の前記照明検出ユニットは、前記集光光学系の光軸と垂直な方向の光学的な位置関係をユニット間でずらしていてもよい。 Note that the plurality of illumination detection units may shift the optical positional relationship in the direction perpendicular to the optical axis of the condensing optical system between the units.
また、前記点光源形成光学系は、光源と、前記光源から射出した照明光を集光する照明光学系と、前記照明光の集光点近傍に配置され、その照明光を偏向する微小偏向素子とを有し、前記照明光学系内には、前記照明光と前記観察光とを分離する分離素子が配置され、前記微小偏向素子から前記分離素子までの光路は、前記照明光学系及び前記検出光学系の共有光路であってもよい。 The point light source forming optical system includes a light source, an illumination optical system that condenses the illumination light emitted from the light source, and a micro deflection element that is disposed near the condensing point of the illumination light and deflects the illumination light. In the illumination optical system, a separation element that separates the illumination light and the observation light is disposed, and an optical path from the micro deflection element to the separation element includes the illumination optical system and the detection It may be a shared optical path of the optical system.
また、少なくとも1つの前記照明検出ユニットでは、前記微小偏向素子の配置箇所と前記集光点の形成箇所とが一致しており、その微小偏向素子が前記共焦点絞り部を兼ねてもよい。 Further, in at least one of the illumination detection units, the arrangement position of the micro deflection element and the formation position of the condensing point may coincide with each other, and the micro deflection element may also serve as the confocal stop.
また、前記点光源形成光学系は、光源と、前記光源から射出した照明光を集光する照明光学系と、前記照明光の集光点近傍に一端を配置すると共にその照明光を導入して他端に前記点光源を形成するファイバとを有し、前記照明光学系内には、前記照明光と前記観察光とを分離する分離素子が配置され、前記ファイバの他端から前記分離素子までの光路は、前記照明光学系及び前記検出光学系の共有光路であり、前記ファイバの他端が前記共焦点絞り部であってもよい。 The point light source forming optical system includes a light source, an illumination optical system that condenses the illumination light emitted from the light source, and one end disposed near the condensing point of the illumination light and introduces the illumination light. A fiber for forming the point light source at the other end, and a separation element for separating the illumination light and the observation light is disposed in the illumination optical system, from the other end of the fiber to the separation element The optical path may be a shared optical path of the illumination optical system and the detection optical system, and the other end of the fiber may be the confocal stop.
また、本発明の共焦点顕微鏡は、試料を照明するための照明光を前記試料から離れた位置に集光する照明光学系と、前記照明光学系による前記照明光の集光点の近傍に配置され、その照明光を偏向する微小偏向素子と、前記微小偏向素子で偏向した照明光を前記試料上に集光する集光光学系と、前記照明光学系の光路中に配置され、前記照明光に応じて前記試料から射出した観察光を前記照明光から分離する分離素子と、前記分離素子が分離した観察光を検出する検出器と、前記微小偏向素子から前記検出器までの光路中に、前記集光点と光学的に共役な関係で配置された共焦点絞りとを備え、前記照明光学系、前記微小偏向素子、前記分離素子、前記検出器、前記共焦点絞りからなる照明検出ユニットは、前記集光光学系の光軸方向に亘って複数化されており、複数の前記照明検出ユニットは、少なくとも前記集光点と前記微小偏向素子と前記共焦点絞りとの光学的関係を個々のユニット内で保持しつつ、前記集光点から前記集光光学系までの光学的距離をユニット毎に調節することが可能であることを特徴とする。 Further, the confocal microscope of the present invention is arranged in the vicinity of an illumination optical system for condensing illumination light for illuminating the sample at a position away from the sample, and a condensing point of the illumination light by the illumination optical system. A micro-deflecting element for deflecting the illumination light, a condensing optical system for condensing the illumination light deflected by the micro-deflection element on the sample, and an optical path of the illumination optical system, and the illumination light In accordance with the separation element for separating the observation light emitted from the sample from the illumination light, a detector for detecting the observation light separated by the separation element, and the optical path from the micro deflection element to the detector, A confocal stop disposed in an optically conjugate relationship with the condensing point, and an illumination detection unit comprising the illumination optical system, the micro deflection element, the separation element, the detector, and the confocal stop. , Across the optical axis direction of the condensing optical system The plurality of illumination detection units are configured so that at least the light collection point, the minute deflection element, and the confocal stop hold the optical relationship in each unit, and the light detection unit is configured to The optical distance to the condensing optical system can be adjusted for each unit.
また、本発明の共焦点顕微鏡は、試料を照明するための照明光を前記試料から離れた位置に集光する照明光学系と、前記照明光学系による前記照明光の集光点の近傍に一端を配置すると共にその照明光を導入するファイバと、前記ファイバの他端から射出する照明光を前記試料上に集光する集光光学系と、前記照明光学系の光路中に配置され、前記照明光に応じて前記試料から射出した観察光を前記照明光から分離する分離素子と、前記分離素子が分離した観察光を検出する検出器とを備え、前記照明光学系、前記ファイバ、前記分離素子、前記検出器からなる照明検出ユニットは、前記集光光学系の光軸方向に亘って複数化されており、複数の前記照明検出ユニットは、少なくとも前記集光点と前記ファイバの一端との光学的関係を個々のユニット内で保持しつつ、前記ファイバの他端から前記集光光学系までの光学的距離をユニット毎に調節することが可能であることを特徴とする。 Further, the confocal microscope of the present invention includes an illumination optical system for condensing illumination light for illuminating a sample at a position away from the sample, and one end near the condensing point of the illumination light by the illumination optical system. And a fiber for introducing the illumination light, a condensing optical system for condensing the illumination light emitted from the other end of the fiber on the sample, and an optical path of the illumination optical system. A separation element that separates the observation light emitted from the sample according to light from the illumination light; and a detector that detects the observation light separated by the separation element, the illumination optical system, the fiber, and the separation element A plurality of illumination detection units each including the detector are formed along the optical axis direction of the condensing optical system, and the plurality of illumination detection units are optically connected to at least the condensing point and one end of the fiber. Individual relationship While held in the knit, characterized in that the optical distance from the other end of the fiber to the light converging optical system can be adjusted for each unit.
なお、前記集光光学系には、前記照明光のスポットで前記試料上を二次元走査する光走査手段が備えられてもよい。 The condensing optical system may include an optical scanning unit that two-dimensionally scans the sample with the illumination light spot.
本発明によれば、複数のスライス画像を同時取得することが可能であり、しかもそれらのスライス画像の高さ関係を自在に変更することのできる共焦点顕微鏡が実現する。 According to the present invention, it is possible to obtain a confocal microscope that can simultaneously acquire a plurality of slice images and that can freely change the height relationship between the slice images.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態は、共焦点レーザ走査型蛍光顕微鏡システムの実施形態である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is an embodiment of a confocal laser scanning fluorescence microscope system.
先ず、本実施形態の顕微鏡システムの構成を説明する。図1は、本実施形態の顕微鏡システムの構成図である。図1に示すとおり本実施形態の顕微鏡システムには、3つの照明検出ユニット100A,100B,100C、集光レンズ25、二次元の光スキャナ29、対物レンズ26、不図示の制御ユニット、不図示のステージなどが備えられる。
First, the configuration of the microscope system of this embodiment will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of the microscope system of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the microscope system of this embodiment includes three
不図示ステージには、蛍光色素により予め染色された標本Sがセットされる。集光レンズ25及び対物レンズ26からなる光学系は、その標本S上に照明光を集光する役割と、標本Sから射出する蛍光又は反射光(以下、蛍光のみ記述。)を結像する役割とを担う。なお、その光学系の結像倍率は例えば60倍に設定されている。
A specimen S prestained with a fluorescent dye is set on a stage (not shown). The optical system including the
3つの照明検出ユニット100A,100B,100Cは、集光レンズ25の光軸方向(図1のX方向)に適当な間隔(例えば10mm程度の間隔)で配置されている。その配置順序は、集光レンズ25の側から順に、照明検出ユニット100A,100B,100Cの順序である。
The three
照明検出ユニット100Aは、標本Sのうち対物レンズ26から最も離れた観察対象面aを観察するための照明検出ユニットであり、照明検出ユニット100Bは、標本Sのうち観察対象面aよりも対物レンズ26に近い観察対象面bを観察するための照明検出ユニットであり、照明検出ユニット100Cは、標本Sのうち観察対象面bよりも対物レンズ26に近い観察対象面cを観察するための照明検出ユニットである。観察対象面a,b,cの詳細は後述する。
The
図2(1)は、照明検出ユニット100Cを図1のX方向から見た図であり、図2(2)は、照明検出ユニット100Bを図1のX方向から見た図であり、図2(3)は、照明検出ユニット100Aを図1のX方向から見た図である。
2 (1) is a view of the
図2(1),(2),(3)に示すとおり、照明検出ユニット100Aの構成と、照明検出ユニット100Bの構成と、照明検出ユニット100Cの構成とは、互いに同じである。よって、図2では互いに同じ要素に同じ番号を付与し、その番号の後ろに照明検出ユニットの識別符号(符号A,B,Cの何れか)を付与した。
As shown in FIGS. 2 (1), (2), and (3), the configuration of the
以下、照明検出ユニット100A(図2(3))を詳しく説明する。図2(3)に示すとおり照明検出ユニット100Aには、レーザ光源11Aと、集光レンズ21Aと、ダイクロイックミラー22Aと、集光レンズ24Aと、微小偏向ミラー230Aを設けた透明基板23Aと、集光レンズ27Aと、開口部280Aの径が可変の共焦点絞り28Aと、光電子増倍管(PMT)57Aとが備えられる。このうちレーザ光源11Aは、前述した蛍光色素の励起光(例えば波長405nmの光)となるべきレーザ光を発光する光源であり、透明基板23Aは、少なくともその蛍光色素の蛍光波長(例えば波長430nm〜470nm)に対して透明な基板である。
Hereinafter, the
レーザ光源11Aから射出したレーザ光LAは、集光レンズ21Aにより平行光束となり、ダイクロイックミラー22Aへ入射する。ダイクロイックミラー22Aへ入射したレーザ光LAは、そのダイクロイックミラー22Aを反射し、集光レンズ24Aへ向かう。集光レンズ24Aに入射したレーザ光LAは、集光しながら透明基板23Aに向かい、そこに設けられた微小偏向ミラー230Aの近傍に集光する。よって、微小偏向ミラー230Aの近傍には、レーザ光源11Aの発光点110Aの像(二次点光源)231Aが形成される。
The laser light LA emitted from the
なお、微小偏向ミラー230Aのサイズは、レーザ光LAが透明基板23A上に形成するスポットのサイズ(例えば径30μm〜50μm)の2〜5倍程度に設定される。よって、微小偏向ミラー230Aは、小さいながらもレーザ光LAを確実に偏向できる。
The size of the
図1に示すとおり、微小偏向ミラー230Aで偏向したレーザ光LAは、発散しながら集光レンズ25へ向かう。集光レンズ25へ入射したレーザ光LAは、平行光束となって光スキャナ29へ入射する。光スキャナ29へ入射したレーザ光LAは、光スキャナ29内の2つの可動ミラーで順に反射してから光スキャナ29を射出し、対物レンズ26へ向かう。対物レンズ26に入射したレーザ光LAは、標本S中の1点に向けて集光する。なお、その集光点10Aは、二次点光源231Aと光学的に共役である。
As shown in FIG. 1, the laser beam LA deflected by the
この状態で光スキャナ29が駆動されると、光スキャナ29内の2つの可動ミラーの角度がそれぞれ所定のパターンで変化し、レーザ光LAが標本S上に形成するスポット(集光点10Aを含むレーザ光LAの照射領域)は、標本S上を二次元走査する。このときに集光点10Aの描く面が、照明検出ユニット100Aの観察対象面aである。
When the
標本Sのうち、レーザ光LAのスポットでは蛍光色素が励起され、レーザ光LAの波長よりも長い波長の蛍光を発する。その蛍光は、レーザ光LAの光路を逆方向に進行しながら対物レンズ26へ入射する。対物レンズ26に入射した蛍光は、光スキャナ29、集光レンズ25を介して集光しながら照明検出ユニット100Aへ入射する。
Of the sample S, the fluorescent dye is excited at the spot of the laser beam LA, and emits fluorescence having a wavelength longer than that of the laser beam LA. The fluorescence enters the
照明検出ユニット100Aへ入射した蛍光のうち、特に、観察対象面a及びその近傍面からの光線(蛍光LA’)は、微小偏向ミラー230Aの近傍に集光する。
Of the fluorescence incident on the
なお、蛍光LA’が透明基板23A上に形成するスポットのサイズは、レーザ光LAが透明基板23A上に形成するスポットのサイズよりも若干大きくなるが、微小偏向ミラー230Aのサイズは、後者(レーザ光LAによるスポット)のサイズの2倍以上に設定されているので、蛍光LA’は微小偏向ミラー230Aへ確実に入射できる。
The size of the spot formed by the fluorescent light LA ′ on the
微小偏向ミラー230Aへ入射した蛍光LA’は、微小偏向ミラー230Aで反射し、発散しながら集光レンズ24Aへ向かう。集光レンズ24Aに入射した蛍光LA’は、平行光束となってダイクロイックミラー22Aへ向かう。その蛍光LA’はダイクロイックミラー22Aを透過し、集光レンズ27Aへ向かう。集光レンズ27Aに入射した蛍光LA’は、共焦点絞り28Aの開口部280Aの近傍に集光する。
The fluorescent light LA ′ incident on the
ここで、共焦点絞り28Aの開口部280Aは、二次点光源231Aと光学的に共役な関係で配置されている。したがって、開口部280Aの近傍へ入射する蛍光LA’のうち、観察対象面aからの光線は、開口部280Aの中央で集光する。一方、観察対象面aからずれた位置からの光線は、開口部280Aの手前又は奥側で集光するので、開口部280A上では広がり、遮光される。そして、開口部280Aに入射した光線(蛍光LA”)は光電子倍増管57Aへ向かい電気信号に変換される。これによって、照明検出ユニット100Aにセクショニング機能が付与される。
Here, the
不図示の制御ユニットは、光スキャナ29を駆動して前述した二次元走査を行いつつ、その走査期間中に光電子増倍管57Aから電気信号を繰り返し取り込む。これによって、標本Sのうち、蛍光LA”の射出元となった層a”の画像(スライス画像)が取得される。以下、その層a”を、「観察対象層a”」と称す。
A control unit (not shown) drives the
ここで、以上の構成の照明検出ユニット100Aは、集光レンズ25の光軸方向(図1のX方向)へ移動可能である。照明出ユニット100Aがその方向へ移動すると、標本Sにおける観察対象層a”の高さも変化する。
Here, the
このとき、照明検出ユニット100Aは、その内部で各要素の位置関係を保持する。よって、微小偏向ミラー230Aと二次点光源231Aと共焦点絞り28Aとの光学的関係は、移動の前後で保たれる。
At this time, the
したがって、照明検出ユニット100Aによれば、セクショニング効果を損なうことなく観察対象層a”の高さを調節することができる。
Therefore, according to the
なお、観察対象層a”の厚さ(セクショニング分解能)は、開口部280Aのサイズ調節により調節することができる。
Note that the thickness (sectioning resolution) of the observation target layer a ″ can be adjusted by adjusting the size of the
次に、照明検出ユニット100B(図2(2))を詳しく説明する。前述したとおり、照明検出ユニット100Bの構成は、照明検出ユニット100Aの構成と同じである。ここでは、微小偏向ミラー230Bのサイズや、レーザ光源11Bの波長についても、照明検出ユニット100A内の微小偏向ミラー230Bのサイズ、レーザ光源11Aの波長と同じにする。よって、レーザ光源11Bから射出したレーザ光LBは、集光レンズ21B、ダイクロイックミラー22B、集光レンズ24Bを介し、微小偏向ミラー230Bの近傍に二次点光源231Aと同じサイズの二次点光源231Bを形成する。
Next, the
図1に示すとおり、微小偏向ミラー230Bに入射したレーザ光LBは、微小偏向ミラー230Bにより偏向し、発散しながら照明検出ユニット100Aの透明基板23Aへ向かう。
As shown in FIG. 1, the laser beam LB incident on the
なお、透明基板23Aに設けられた微小偏向ミラー230Aのサイズは、前述したとおり、レーザ光LAが透明基板23A上に形成するスポットのサイズの5倍以下に設定されるので、レーザ光LBの多くの光線は、微小偏向ミラー230Aによって蹴られることなく透明基板23Aを通過できる。
As described above, the size of the
透明基板23Aを通過したレーザ光LBは、集光レンズ25、光スキャナ29、対物レンズ26を介して、標本S中の1点に向けて集光する。その集光点10Bは、二次点光源231Bと光学的に共役である。
The laser beam LB that has passed through the
この状態で光スキャナ29が駆動されると、レーザ光LBが標本S上に形成するスポットは、標本S上を二次元走査する。このときに集光点10Bの描く面が、照明検出ユニット100Bの観察対象面bである。この観察対象面bは、照明検出ユニット100Aの観察対象面aよりも対物レンズ26側に位置する。
When the
標本Sのうち、レーザ光LBのスポットでは蛍光色素が励起され、レーザ光LBの波長よりも長い波長の蛍光を発する。その蛍光は、レーザ光LBの光路を逆方向に進行しながら対物レンズ26、光スキャナ29、集光レンズ25を介して照明検出ユニット100Aの透明基板23Aへ入射する。
In the sample S, the fluorescent dye is excited at the spot of the laser beam LB, and emits fluorescence having a wavelength longer than that of the laser beam LB. The fluorescence enters the
その蛍光のうち、特に、観察対象面b及びその近傍面からの蛍光LB’の多くの光線は、透明基板23Aを通過し、照明検出ユニット100Bの微小偏向ミラー230Bの近傍に集光する。
Among the fluorescence, in particular, many light beams of the fluorescence LB ′ from the observation target surface b and the vicinity thereof pass through the
なお、蛍光LB’の一部の光線は、照明検出ユニット100Aの微小偏向ミラー230Aによって蹴られるが、微小偏向ミラー230Aのサイズは、レーザ光LAが透明基板23A上に形成するスポットのサイズの5倍以下に設定されているので、蛍光LB’の殆どは、微小偏向ミラー230Aによって蹴られないとみなせる。
A part of the light beam of the fluorescent light LB ′ is kicked by the
また、蛍光LB’が透明基板23B上に形成するスポットのサイズは、レーザ光LBが透明基板23B上に形成するスポットのサイズよりも若干大きくなるが、微小偏向ミラー230Bのサイズは、後者(レーザ光LBによるスポット)のサイズの2倍以上に設定されているので、蛍光LB’は微小偏向ミラー230Bへ確実に入射できる。
Further, the size of the spot formed by the fluorescent light LB ′ on the
微小偏向ミラー230Bへ入射した蛍光LB’は、集光レンズ24B、ダイクロイックミラー22B、集光レンズ27Bを介して共焦点絞り28Bの開口部280Bの近傍に集光する。
The fluorescent light LB ′ incident on the
ここで、共焦点絞り28Bの開口部280Bは、二次点光源231Bと光学的に共役な関係で配置されている。したがって、開口部280Bの近傍へ入射する蛍光LB’のうち、観察対象面bからの光線は、開口部280Bの中央で集光する。一方、観察対象面bからずれた位置からの光線は、開口部280Bの手前又は奧側で集光するので、開口部280B上では広がり、遮光される。そして、開口部280Bに入射した光線(蛍光LB”)は光電子倍増管57Bへ向かい電気信号に変換される。これによって、照明検出ユニット100Bにセクショニング機能が付与される。
Here, the
不図示の制御ユニットは、照明検出ユニット100Aの光電子増倍管57Aから電気信号を取り込むのと並行して、照明検出ユニット100Bの光電子増倍管57Bからも電気信号取り込む。したがって、不図示の制御ユニットは、前述した観察対象層aのスライス画像と同時に、蛍光LB”の射出元となった層b”の画像(スライス画像)を取得することができる。以下、その層b”を、「観察対象層b”」と称す。
A control unit (not shown) captures an electrical signal from the
ここで、以上の構成の照明検出ユニット100Bは、集光レンズ25の光軸方向(図1のX方向)へ移動可能である。照明検出ユニット100Bがその方向へ移動すると、標本Sにおける観察対象層b”の高さも変化する。
Here, the
このとき、照明検出ユニット100Bは、その内部で各要素の位置関係を保持する。よって、微小偏向ミラー230Bと二次点光源231Bと共焦点絞り28Bとの光学的関係は、移動の前後で保たれる。
At this time, the
したがって、照明検出ユニット100Bによれば、セクショニング効果を損なうことなく観察対象層b”の高さを調節することができる。
Therefore, according to the
なお、観察対象層b”の厚さ(セクショニング分解能)は、開口部280Bのサイズ調節により調節することができる。因みに、観察対象層b”の厚さは、観察対象層a”の厚さとは異なる値に設定されてもよい。
The thickness (sectioning resolution) of the observation target layer b ″ can be adjusted by adjusting the size of the
次に、照明検出ユニット100C(図2(1))を詳しく説明する。前述したとおり、照明検出ユニット100Cの構成は、照明検出ユニット100Aの構成と同じである。ここでは、微小偏向ミラー230Cのサイズや、レーザ光源11Cの波長についても、照明検出ユニット100A内の微小偏向ミラー230Aのサイズ、レーザ光源11Aの波長と同じにする。よって、レーザ光源11Cから射出したレーザ光LCは、集光レンズ21C、ダイクロイックミラー22C、集光レンズ24Cを介し、微小偏向ミラー230Cの近傍に二次点光源231Aと同じサイズの二次点光源231Cを形成する。
Next, the
図1に示すとおり、微小偏向ミラー230Cに入射したレーザ光LCは、微小偏向ミラー230Cにより偏向し、発散しながら照明検出ユニット100Bの透明基板23Bへ向かう。
As shown in FIG. 1, the laser beam LC incident on the
なお、透明基板23Bに設けられた微小偏向ミラー230Bのサイズは、前述したとおり、レーザ光LBが透明基板23B上に形成するスポットのサイズの5倍以下に設定されるので、レーザ光LCの多くの光線は、微小偏向ミラー230Bによって蹴られることなく透明基板23Bを通過できる。
As described above, the size of the
透明基板23Bを通過したレーザ光LCは、照明検出ユニット100Aの透明基板23Aへ向かう。
The laser beam LC that has passed through the
なお、透明基板23Aに設けられた微小偏向ミラー230Aのサイズは、透明基板23Bに設けられた微小偏向ミラー230Bのサイズと等しいので、そのレーザ光LCは、微小偏向ミラー230Aによって蹴られることなく透明基板23Aを通過できる。
Since the size of the
透明基板23Aを通過したレーザ光LCは、集光レンズ25、光スキャナ29、対物レンズ26を介して、標本S中の1点に向けて集光する。その集光点10Cは、二次点光源231Cと光学的に共役である。
The laser light LC that has passed through the
この状態で光スキャナ29が駆動されると、レーザ光LCが標本S上に形成するスポットは、標本S上を二次元走査する。このときに集光点10Cの描く面が、照明検出ユニット100Cの観察対象面cである。この観察対象面cは、照明検出ユニット100Bの観察対象面bよりも対物レンズ26側に位置する。
When the
標本Sのうち、レーザ光LCのスポットでは蛍光色素が励起され、レーザ光LCの波長よりも長い波長の蛍光を発する。その蛍光は、レーザ光LCの光路を逆方向に進行しながら対物レンズ26、光スキャナ29、集光レンズ25を介して照明検出ユニット100Aの透明基板23Aへ入射する。
In the sample S, the fluorescent dye is excited at the spot of the laser beam LC, and emits fluorescence having a wavelength longer than that of the laser beam LC. The fluorescence enters the
その蛍光のうち、特に、観察対象面c及びその近傍面からの蛍光LC’の多くの光線は、透明基板23Aを通過し、さらに照明検出ユニット100Bの透明基板23Bを通過し、照明検出ユニット100Cの微小偏向ミラー230Cの近傍に集光する。
Among the fluorescence, in particular, many light beams of the fluorescence LC ′ from the observation target surface c and the vicinity thereof pass through the
なお、蛍光LC’の一部の光線は、照明検出ユニット100Aの微小偏向ミラー230Aによって蹴られるが、微小偏向ミラー230Aのサイズは、レーザ光LAが透明基板23A上に形成するスポットのサイズの5倍以下に設定されているので、蛍光LC’の殆どは、微小偏向ミラー230Aによって蹴られないとみなせる。また、微小偏向ミラー230Bのサイズは、微小偏向ミラー230Aのサイズと等しいので、透明基板23Bへ入射した蛍光LC’は、微小偏向ミラー230Bによって蹴られることは無い。
A part of the light beam of the fluorescence LC ′ is kicked by the
また、蛍光LC’が透明基板23C上に形成するスポットのサイズは、レーザ光LCが透明基板23C上に形成するスポットのサイズよりも若干大きくなるが、微小偏向ミラー230Cのサイズは、後者(レーザ光LCによるスポット)のサイズの2倍以上に設定されているので、蛍光LC’は微小偏向ミラー230Cへ確実に入射できる。
Further, the size of the spot formed by the fluorescent LC ′ on the
微小偏向ミラー230Cへ入射した蛍光LC’は、集光レンズ24C、ダイクロイックミラー22C、集光レンズ27Cを介して共焦点絞り28Cの開口部280Cの近傍に集光する。
The fluorescence LC ′ incident on the
ここで、共焦点絞り28Cの開口部280Cは、二次点光源231Cと光学的に共役な関係で配置されている。したがって、開口部280Cの近傍へ入射する蛍光LC’のうち、観察対象面cからの光線は、開口部280Cの中央で集光する。一方、観察対象面cからずれた位置からの光線は、開口部280Cの手前又は奧側で集光するので、開口部280C上では広がり、遮光される。そして、開口部280Cに入射した光線(蛍光LC”)は光電子倍増管57Cへ向かい電気信号に変換される。これによって、照明検出ユニット100Cにセクショニング機能が付与される。
Here, the
不図示の制御ユニットは、照明検出ユニット100Aの光電子増倍管57A、及び照明検出ユニット100Bの光電子増倍管57Bから電気信号を取り込むのと並行して、照明検出ユニット100Cの光電子増倍管57Cからも電気信号取り込む。したがって、不図示の制御ユニットは、前述した観察対象層a,bのスライス画像と同時に、蛍光LC”の射出元となった層c”の画像(スライス画像)を取得することができる。以下、その層c”を、「観察対象層c”」と称す。
The control unit (not shown) parallels the
ここで、以上の照明検出ユニット100Cは、集光レンズ25の光軸方向(図1のX方向)へ移動可能である。照明検出ユニット100Cがその方向へ移動すると、標本Sにおける観察対象層c”の高さも変化する。
Here, the
このとき、照明検出ユニット100Cは、その内部で各要素の位置関係を保持する。よって、微小偏向ミラー230Cと二次点光源231Cと共焦点絞り28Cとの光学的関係は、移動の前後で保たれる。
At this time, the
したがって、照明検出ユニット100Cによれば、セクショニング効果を損なうことなく観察対象層c”の高さを調節することができる。
Therefore, according to the
なお、観察対象層c”の厚さ(セクショニング分解能)は、開口部280Cのサイズ調節により調節することができる。因みに、観察対象層c”の厚さは、観察対象層a”又は観察対象層b”の厚さとは異なる値に設定されてもよい。
The thickness (sectioning resolution) of the observation target layer c ″ can be adjusted by adjusting the size of the
以上、本実施形態の共焦点レーザ走査型蛍光顕微鏡システムは、複数の照明検出ユニット(照明検出ユニット100A,100B,100C)を集光レンズ25の光軸方向に配列しているので、複数の観察対象層(観察対象層a”,b”,c”)のスライス画像を同時に取得することができる。
As described above, in the confocal laser scanning fluorescence microscope system according to the present embodiment, a plurality of illumination detection units (
しかも、複数の照明検出ユニット(照明検出ユニット100A,100B,100C)は、微小偏向ミラーと二次点光源と共焦点絞りとの光学的関係を個々のユニット内で維持しながら、光軸方向の位置関係をユニット間で調節することができる。
In addition, the plurality of illumination detection units (
したがって、本実施形態の共焦点レーザ走査型蛍光顕微鏡システムによれば、複数の観察対象層(観察対象層a”,b”,c”)の高さ関係を、セクショニング効果を損なわずに調節することができる。 Therefore, according to the confocal laser scanning fluorescence microscope system of the present embodiment, the height relationship of the plurality of observation target layers (observation target layers a ″, b ″, c ″) is adjusted without impairing the sectioning effect. be able to.
[第1実施形態の変形例]
第1実施形態では、集光レンズ25から最も離れた照明検出ユニット100Cの構成を、他の照明検出ユニット100A、100Bの構成と同じとしたが、照明検出ユニット100Cは、その背後に蛍光を通過させる必要が無いので、微小偏向ミラー230Cを設けた透明基板23Cの代わりに、通常サイズの偏向ミラーを使用してもよい。或いは、照明検出ユニット100Cについては、偏向ミラーの搭載自体を省略してもよい。但し、その場合、焦点検出ユニット100Cの配置姿勢は、図1に示した姿勢から90°だけ左回転させたものとなる。
[Modification of First Embodiment]
In the first embodiment, the configuration of the
また、第1実施形態では、照明検出ユニット100A,100B,100Cの全てを可動としたが、そのうち1つを非可動としてもよい。その場合、観察対象層a”,b”,c”の全体の位置をシフトさせることはできないものの、観察対象層a”,b”,c”の位置関係については上述したものと同様に調整することができる。
In the first embodiment, all of the
また、第1実施形態では、照明検出ユニット100A,100B,100CのZY方向(集光レンズ25の光軸と垂直な方向)の位置を揃えたが、例えば図3に示すように、Y方向の位置を微小距離ずつずらしてもよい。この場合の照明検出ユニット100A,100B,100CをX方向から見ると、図4に示すとおり、二次点光源231A,231B,231C及び微小偏向ミラー230A,230B,230CがY方向にずれる。図4では、そのずれを分かり易くするために補助線を引いてある。このように、Y方向の位置を適切にずらせば、次のような効果(1)〜(4)が得られる。
Further, in the first embodiment, the positions of the
(1)レーザ光LCの微小偏向ミラー230B,230Aにおける蹴られ量を低減できる。 (1) The amount of kick of the laser beam LC in the minute deflection mirrors 230B and 230A can be reduced.
(2)レーザ光LBの微小偏向ミラー230Aにおける蹴られ量を低減できる。
(2) The amount of kicking of the laser beam LB in the
(3)蛍光LC’の微小偏向ミラー230A,230Bにおける蹴られ量を低減できる。 (3) The amount of fluorescence LC 'kicked in the minute deflection mirrors 230A and 230B can be reduced.
(4)蛍光LB’の微小偏向ミラー230Aにおける蹴られ量を低減できる。
(4) The amount of fluorescence LB 'kicked in the
その結果、照明検出ユニット100B,100Cの光効率は、最大で照明検出ユニット100Aの光効率と同等にまで引き上げられる。
As a result, the light efficiencies of the
因みに、集光レンズ25の像側におけるから蛍光LA’,LB’,LC’,レーザ光LA,LB,LCの拡がり角度は十分に小さい(例えばNA=0.02〜0.03)ので、照明検出ユニット100A,100B,100Cの位置を少し(例えば0.5mm)ずらしただけで、(1)〜(4)の蹴られ量をゼロにすることができる。
Incidentally, since the spreading angles of the fluorescent light LA ′, LB ′, LC ′ and the laser beams LA, LB, LC from the image side of the
なお、照明検出ユニット100A,100B,100CのZY方向の位置をずらすと、図3下部に示すとおり、レーザ光LAの集光点10Aと、レーザ光LBの集光点10Bと、レーザ光LCの集光点10Cとがずれるので、標本Sにおけるレーザ光LAの走査範囲と、標本Sにおけるレーザ光LBの走査範囲と、標本Sにおけるレーザ光LCの走査範囲とがずれる。よって、不図示の制御ユニットは、照明検出ユニット100Aで取得したスライス画像と、照明検出ユニット100Bで取得したスライス画像と、照明検出ユニット100Cで取得したスライス画像との少なくとも2つを画像処理により位置補正してもよい。
If the positions of the
但し、対物レンズ26及び集光レンズ25からなる光学系は拡大系なので、走査範囲のずれ量は、照明検出ユニット100A,100B,100Cのずれ量と比較すると格段に小さい。よって、スライス画像の位置補正は適宜省略することも可能である。
However, since the optical system composed of the
なお、照明検出ユニット100A,100B,100Cのずらし方向は、Y方向ではなくZ方向であってもよい。或いは、ずらし方向は、XY平面内の任意の方向であってもよい。
The shifting direction of the
また、第1実施形態では、X方向における照明検出ユニット100A,100B,100Cの配置可能範囲について言及しなかったが、対物レンズ26及び集光レンズ25からなる光学系の収差が悪化しない範囲内(例えば40mm程度の範囲内)に制限されることが望ましい。
Further, in the first embodiment, the range in which the
また、第1実施形態の照明検出ユニット100Aは、共焦点絞り28Aを備えたが、共焦点絞り28Aを省略し、その代わりに微小偏向ミラー230Aのサイズを小さくし、その微小偏向ミラー230Aに共焦点絞りの機能を付与してもよい。但し、その場合、微小偏向ミラー230AをX方向から見たときの形状は、円形に整えられているとよい。
In addition, the
因みに、共焦点絞り28Aを省略した場合の照明検出ユニット100AをX方向から見ると、図5に示すとおりとなる(照明検出ユニット100A’)。なお、第1実施形態では、この照明検出ユニット100A’と同様に、照明検出ユニット100B,100Cの何れかを変形してもよい。
Incidentally, when the
また、第1実施形態では、複数の照明検出ユニット100A,100B,100Cの駆動方法について説明しなかったが、手動、電動の何れをも適用可能である。
In the first embodiment, the driving method of the plurality of
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態を説明する。本実施形態は、共焦点レーザ走査型蛍光顕微鏡システムの実施形態である。ここでは、第1実施形態との相違点のみ説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an embodiment of a confocal laser scanning fluorescence microscope system. Here, only differences from the first embodiment will be described.
図6は、本実施形態の顕微鏡システムの構成図である。第1実施形態との相違点は、照明検出ユニット100Aの代わりに照明検出ユニット2Aが備えられ、照明検出ユニット100Bの代わりに照明検出ユニット2Bが備えられ、照明検出ユニット100Cの代わりに照明検出ユニット2Cが備えられた点にある。
FIG. 6 is a configuration diagram of the microscope system of the present embodiment. The difference from the first embodiment is that an
図6に示すとおり、照明検出ユニット2Aの構成と、照明検出ユニット2Bの構成と、照明検出ユニット2Cの構成とは、互いに同じである。よって、図6では、互いに同じ要素には同じ番号を付与し、その番号の後ろに照明検出ユニットの識別符号(符号A,B,Cの何れか)を付与した。なお、これら照明検出ユニット2A,2B,2Cの各々は、図5に示した照明検出ユニット100A’と同様、共焦点絞りを省略したタイプの照明検出ユニットである。
As shown in FIG. 6, the configuration of the
照明検出ユニット2Aは、非可動部101Aと光ファイバ(シングルモードの光ファイバ)200Aとを備え、その光ファイバ200Aの先端(ファイバ端202A)は、第1実施形態の微小偏向ミラー230Aと同様、集光レンズ25の光軸上に配置される。このファイバ端202Aと同様に、照明検出ユニット2Bの光ファイバ200Bの先端(ファイバ端202B)、及び照明検出ユニット2Cの光ファイバ200Cの先端(ファイバ端202C)も集光レンズ25の光軸上に配置される。
The
光ファイバ200A,200B,200Cは、各々のファイバ端202A,202B,202Cを集光レンズ25の側に向けた状態で適当に屈曲しており、それぞれの非可動部101A,101B,101Cを集光レンズ25の光軸から離れた位置に配置している。光ファイバ200A,200B,200Cをこのように配線することで、レーザ光LB,LCや蛍光LB’LC’(図6参照)の蹴られ量を、第1実施形態のそれと同様に抑えることができる。なお、以上のファイバ端202A,202B,202Cは、第1実施形態の微小偏向ミラー230A,230B,230Cと同じ働きをする。
The
さて、照明検出ユニット2Aのレーザ光源11Aから射出したレーザ光LAは、集光レンズ21Aにより平行光束となり、ダイクロイックミラー22Aへ入射する。ダイクロイックミラー22Aへ入射したレーザ光LAは、そのダイクロイックミラー22Aを反射し、集光レンズ24Aへ向かう。集光レンズ24Aに入射したレーザ光LAは、光ファイバ200Aの一方のファイバ端201Aに集光する。よって、ファイバ端201Aには、レーザ光LAの発光点110Aの像(二次点光源)が形成される。その二次点光源から射出したレーザ光LAは、光ファイバ200Aの内部を伝搬してから、光ファイバ200Aの他方のファイバ端202Aに三次点光源を形成する。よって、光ファイバ200Aは、第1実施形態の照明検出ユニット2Aにおいて二次点光源を生成する照明光学系(集光レンズ21A,24A)と同じ働きをする。
Now, the laser beam LA emitted from the
その三次点光源から射出したレーザ光LAは、集光レンズ25、光スキャナ29、対物レンズ26を介して、標本S中の1点に向けて集光する。その集光点10Aは、三次点光源(ファイバ端202A)と光学的に共役である。
The laser beam LA emitted from the tertiary light source is condensed toward one point in the sample S via the
この状態で光スキャナ29が駆動されると、レーザ光LAが標本S上に形成するスポットは、標本S上を二次元走査する。このときに集光点10Aの描く面が、照明検出ユニット2Aの観察対象面aである。
When the
標本Sのうち、レーザ光LAのスポットでは蛍光色素が励起され、蛍光を発する。その蛍光は、レーザ光LAの光路を逆方向に進行しながら対物レンズ26、光スキャナ29、集光レンズ25を介してファイバ端202Aへ向けて集光する。
In the sample S, the fluorescent dye is excited at the spot of the laser beam LA and emits fluorescence. The fluorescence is condensed toward the
ここで、ファイバ端202Aに向けて集光する蛍光のうち、観察対象面aから離れた面からの光線は光ファイバ200Aに入射せず、観察対象面aに近い面からの光線(蛍光LA’)のみが光ファイバ200Aへ入射できる。そして、このファイバ端202Aのサイズは、ファイバ端202Aが第1実施形態の共焦点絞り28Aと同じ働きをするよう、十分に小さく設定されている。
Here, out of the fluorescence condensed toward the
光ファイバ200Aへ入射した蛍光LA’は、光ファイバ200Aの内部を伝搬し、ファイバ端201Aから射出する。ファイバ端201Aから射出した蛍光LA’は、集光レンズ24A、ダイクロイックミラー22Aを介して光電子増倍管57Aへ入射する。
The fluorescent light LA 'incident on the
本実施形態のシステムにも制御ユニット(不図示)が備えられ、その制御ユニットは、第1実施形態における制御ユニットと同様、光スキャナ29を駆動して前述した二次元走査を行いつつ、その走査期間中に光電子増倍管57Aから電気信号を繰り返し取り込む。これによって、蛍光LA’の射出元となった層a’の画像(スライス画像)が取得される。以下、その層a’を、「観察対象層a’」と称す。
The system of the present embodiment is also provided with a control unit (not shown), and the control unit drives the
また、本実施形態の制御ユニットは、照明検出ユニット2Aの光電子増倍管57Aから電気信号を取り込むのと並行して、照明検出ユニット2B,2Cの光電子増倍管57B,57Cからも電気信号を取り込む。したがって、本実施形態でも、照明検出ユニット2Aの観察対象層a’のスライス画像と、照明検出ユニット2Bの観察対象層b’のスライス画像と、照明検出ユニット2Cの観察対象層c’のスライス画像とが同時に取得される。
In addition, the control unit of the present embodiment receives electric signals from the
ここで、本実施形態では、照明検出ユニット2Aのファイバ端202A、照明検出ユニット2Bのファイバ端202B、照明検出ユニット2Cのファイバ端202Cの各々は、その姿勢を保ちつつ集光レンズ25の光軸方向へ変位可能である。本実施形態では、これらのファイバ端202A、202B、202Cをその方向へ変位させるだけで、標本Sにおける観察対象層a’,b’,c’の高さ関係が変化する。
Here, in this embodiment, each of the
また、照明検出ユニット2Aのファイバ端202Aは、第1実施形態の照明検出ユニット100Aの微小偏向ミラー230A、照明光学系(二次点光源231A)、共焦点絞り28Aと同じ働きをし、照明検出ユニット2Bのファイバ端202Bは、第1実施形態の照明検出ユニット100Bの微小偏向ミラー230B、照明光学系(二次点光源231B)、共焦点絞り28Bと同じ働きをし、照明検出ユニット2Cのファイバ端202Cは、第1実施形態の照明検出ユニット100Cの微小偏向ミラー230C、照明光学系(二次点光源231C)、共焦点絞り28Cと同じ働きをする。
Further, the
したがって、本実施形態では、観察対象層a’,b’,c’の高さ関係を変化させるための可動部がファイバ端202A,202B,202Cのみであるにも拘わらず、セクショニング効果が損なわれることはない。 Therefore, in the present embodiment, the sectioning effect is impaired even though the movable portions for changing the height relationship between the observation target layers a ′, b ′, and c ′ are only the fiber ends 202A, 202B, and 202C. There is nothing.
[第2実施形態の変形例]
第2実施形態では、集光レンズ25から最も離れた光ファイバ200Cの先端を、他の光ファイバ200A,200Bの先端と同様に屈曲させ、非可動部101Cの配置箇所を光軸から外したが、光ファイバ200Cは、その背後に蛍光を通過させる必要が無いので、光ファイバ200Cの先端を屈曲させたり、非可動部101Cの配置箇所を光軸から外したりしなくても構わない。
[Modification of Second Embodiment]
In the second embodiment, the tip of the
また、第2実施形態では、ファイバ端202A,202B,202Cの全てを可動としたが、そのうち1つを非可動としてもよい。その場合、観察対象層a’,b’,c’の全体の位置をシフトさせることはできないものの、観察対象層a’,b’,c’の位置関係については上述したものと同様に調整することができる。 In the second embodiment, all of the fiber ends 202A, 202B, and 202C are movable, but one of them may be non-movable. In that case, although the entire positions of the observation target layers a ′, b ′, and c ′ cannot be shifted, the positional relationship between the observation target layers a ′, b ′, and c ′ is adjusted in the same manner as described above. be able to.
また、第2実施形態では、ファイバ端202A,202B,202CのZY方向の位置(集光レンズ25の光軸と垂直な方向の位置)を揃えたが、第1実施形態における微小偏向ミラー230A,230B,230Cの位置と同様に微小距離ずつずらしてもよい。 In the second embodiment, the positions of the fiber ends 202A, 202B, and 202C in the ZY direction (positions in the direction perpendicular to the optical axis of the condenser lens 25) are aligned. Similarly to the positions of 230B and 230C, they may be shifted by a minute distance.
また、ファイバ端202A,202B,202Cの位置をその方向へずらした場合は、照明検出ユニット2Aで取得したスライス画像と、照明検出ユニット2Bで取得したスライス画像と、照明検出ユニット2Cで取得したスライス画像との少なくとも2つを画像処理により位置補正してもよい。
When the positions of the fiber ends 202A, 202B, and 202C are shifted in that direction, the slice image acquired by the
また、第2実施形態では、ファイバ端202A,202B,202Cの配置可能範囲について言及しなかったが、対物レンズ26及び集光レンズ25からなる光学系の収差が悪化しない範囲内(例えば40mm程度の範囲内)に制限されることが望ましい。
In the second embodiment, the arrangement range of the fiber ends 202A, 202B, and 202C is not mentioned, but within a range where the aberration of the optical system including the
また、第2実施形態では、複数のファイバ端202A,202C,202Cの駆動方法について言及しなかったが、手動、電動の何れをも適用可能である。 In the second embodiment, the driving method of the plurality of fiber ends 202A, 202C, 202C is not mentioned, but either manual operation or electric operation can be applied.
[第1実施形態又は第2実施形態の変形例]
第1実施形態又は第2実施形態では、複数の照明検出ユニットが個別に射出するレーザ光LA,LB,LCの波長が互いに同じであったが、互いに異なっていてもよい。また、少なくとも1つの照明検出ユニットが射出するレーザ光の波長を可変としてもよい。
[Modification of First Embodiment or Second Embodiment]
In the first embodiment or the second embodiment, the wavelengths of the laser beams LA, LB, and LC emitted individually by the plurality of illumination detection units are the same, but may be different from each other. Further, the wavelength of the laser beam emitted from at least one illumination detection unit may be variable.
また、第1実施形態又は第2実施形態では、照明検出ユニットの個数を3としたが、2に制限してもよい。或いは、4以上に拡張しても構わない。 In the first embodiment or the second embodiment, the number of illumination detection units is three, but may be limited to two. Or you may expand to four or more.
100・・・照明検出ユニット,25,24,21,27・・・集光レンズ,230…微小偏向ミラー,23…透明基板,29・・・二次元の光スキャナ,26・・・対物レンズ,26…対物レンズ,S…標本,22…ダイクロイックミラー,28…共焦点絞り,11…レーザ光源,57…光電子増倍管,200…光ファイバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Illumination detection unit, 25, 24, 21, 27 ... Condensing lens, 230 ... Micro deflection | deviation mirror, 23 ... Transparent substrate, 29 ... Two-dimensional optical scanner, 26 ... Objective lens, DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記点光源から射出した照明光を試料上に集光する集光光学系と、
前記照明光に応じて前記試料から射出し前記集光光学系へ入射した観察光を、前記照明光の集光点と共役な位置に配置された共焦点絞り部を介して検出器で検出する検出光学系とを備え、
前記点光源形成光学系と前記検出光学系とからなる照明検出ユニットは、前記集光光学系の光軸方向に亘って複数化されており、
複数の前記照明検出ユニットは、前記点光源と前記共焦点絞り部との光学的関係を個々のユニット内で保持しつつ、前記点光源から前記集光光学系までの光学的距離をユニット毎に調節することが可能である
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。 A point light source forming optical system for forming a point light source;
A condensing optical system for condensing the illumination light emitted from the point light source on the sample;
Observation light emitted from the sample in response to the illumination light and incident on the condensing optical system is detected by a detector through a confocal stop disposed at a position conjugate with the condensing point of the illumination light. A detection optical system,
The illumination detection unit composed of the point light source forming optical system and the detection optical system is divided into a plurality over the optical axis direction of the condensing optical system,
The plurality of illumination detection units maintain the optical relationship between the point light source and the confocal stop within each unit, and the optical distance from the point light source to the condensing optical system for each unit. A confocal microscope characterized in that it can be adjusted.
複数の前記照明検出ユニットは、
前記集光光学系の光軸と垂直な方向の光学的な位置関係をユニット間でずらしている
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。 The confocal microscope according to claim 1,
The plurality of illumination detection units include
A confocal microscope characterized in that the optical positional relationship in a direction perpendicular to the optical axis of the condensing optical system is shifted between units.
前記点光源形成光学系は、
光源と、前記光源から射出した照明光を集光する照明光学系と、前記照明光の集光点近傍に配置され、その照明光を偏向する微小偏向素子とを有し、
前記照明光学系内には、前記照明光と前記観察光とを分離する分離素子が配置され、
前記微小偏向素子から前記分離素子までの光路は、前記照明光学系及び前記検出光学系の共有光路である
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。 The confocal microscope according to claim 1 or 2,
The point light source forming optical system is:
A light source, an illumination optical system that condenses the illumination light emitted from the light source, and a micro deflection element that is disposed near a condensing point of the illumination light and deflects the illumination light,
A separation element that separates the illumination light and the observation light is disposed in the illumination optical system,
The confocal microscope characterized in that an optical path from the minute deflection element to the separation element is a shared optical path of the illumination optical system and the detection optical system.
少なくとも1つの前記照明検出ユニットでは、
前記微小偏向素子の配置箇所と前記集光点の形成箇所とが一致しており、その微小偏向素子が前記共焦点絞り部を兼ねる
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。 The confocal microscope according to claim 3,
In at least one of the illumination detection units,
The confocal microscope characterized in that a location where the micro deflection element is disposed coincides with a location where the condensing point is formed, and the micro deflection element also serves as the confocal stop.
前記点光源形成光学系は、
光源と、前記光源から射出した照明光を集光する照明光学系と、前記照明光の集光点近傍に一端を配置すると共にその照明光を導入して他端に前記点光源を形成するファイバとを有し、
前記照明光学系内には、前記照明光と前記観察光とを分離する分離素子が配置され、
前記ファイバの他端から前記分離素子までの光路は、前記照明光学系及び前記検出光学系の共有光路であり、
前記ファイバの他端が前記共焦点絞り部である
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。 The confocal microscope according to claim 1 or 2,
The point light source forming optical system is:
A light source, an illumination optical system that condenses the illumination light emitted from the light source, and a fiber that has one end disposed near the condensing point of the illumination light and introduces the illumination light to form the point light source at the other end And
A separation element that separates the illumination light and the observation light is disposed in the illumination optical system,
The optical path from the other end of the fiber to the separation element is a shared optical path of the illumination optical system and the detection optical system,
The confocal microscope characterized in that the other end of the fiber is the confocal stop.
前記照明光学系による前記照明光の集光点の近傍に配置され、その照明光を偏向する微小偏向素子と、
前記微小偏向素子で偏向した照明光を前記試料上に集光する集光光学系と、
前記照明光学系の光路中に配置され、前記照明光に応じて前記試料から射出した観察光を前記照明光から分離する分離素子と、
前記分離素子が分離した観察光を検出する検出器と、
前記微小偏向素子から前記検出器までの光路中に、前記集光点と光学的に共役な関係で配置された共焦点絞りとを備え、
前記照明光学系、前記微小偏向素子、前記分離素子、前記検出器、前記共焦点絞りからなる照明検出ユニットは、前記集光光学系の光軸方向に亘って複数化されており、
複数の前記照明検出ユニットは、少なくとも前記集光点と前記微小偏向素子と前記共焦点絞りとの光学的関係を個々のユニット内で保持しつつ、前記集光点から前記集光光学系までの光学的距離をユニット毎に調節することが可能である
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。 An illumination optical system for condensing illumination light for illuminating the sample at a position away from the sample;
A micro-deflecting element that is disposed in the vicinity of a condensing point of the illumination light by the illumination optical system and deflects the illumination light;
A condensing optical system for condensing the illumination light deflected by the micro deflection element onto the sample;
A separation element that is disposed in the optical path of the illumination optical system and separates the observation light emitted from the sample according to the illumination light from the illumination light;
A detector for detecting observation light separated by the separation element;
A confocal stop disposed in an optically conjugate relationship with the condensing point in the optical path from the micro deflection element to the detector;
The illumination optical system, the micro-deflection element, the separation element, the detector, and the illumination detection unit including the confocal stop are pluralized along the optical axis direction of the condensing optical system,
The plurality of illumination detection units hold at least the optical relationship among the condensing point, the minute deflection element, and the confocal stop in each unit, and from the condensing point to the condensing optical system. A confocal microscope characterized in that the optical distance can be adjusted for each unit.
前記照明光学系による前記照明光の集光点の近傍に一端を配置すると共にその照明光を導入するファイバと、
前記ファイバの他端から射出する照明光を前記試料上に集光する集光光学系と、
前記照明光学系の光路中に配置され、前記照明光に応じて前記試料から射出した観察光を前記照明光から分離する分離素子と、
前記分離素子が分離した観察光を検出する検出器とを備え、
前記照明光学系、前記ファイバ、前記分離素子、前記検出器からなる照明検出ユニットは、前記集光光学系の光軸方向に亘って複数化されており、
複数の前記照明検出ユニットは、少なくとも前記集光点と前記ファイバの一端との光学的関係を個々のユニット内で保持しつつ、前記ファイバの他端から前記集光光学系までの光学的距離をユニット毎に調節することが可能である
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。 An illumination optical system for condensing illumination light for illuminating the sample at a position away from the sample;
A fiber that introduces the illumination light while arranging one end in the vicinity of the condensing point of the illumination light by the illumination optical system;
A condensing optical system for condensing illumination light emitted from the other end of the fiber on the sample;
A separation element that is arranged in an optical path of the illumination optical system and separates observation light emitted from the sample according to the illumination light from the illumination light;
A detector for detecting observation light separated by the separation element;
The illumination optical unit, the fiber, the separation element, and the illumination detection unit including the detector are pluralized along the optical axis direction of the condensing optical system,
The plurality of illumination detection units maintain an optical relationship between at least the condensing point and one end of the fiber within each unit, and an optical distance from the other end of the fiber to the condensing optical system. A confocal microscope characterized in that it can be adjusted for each unit.
前記集光光学系には、前記照明光のスポットで前記試料上を二次元走査する光走査手段が備えられる
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
In the confocal microscope according to any one of claims 1 to 7,
A confocal microscope characterized in that the condensing optical system includes optical scanning means for two-dimensionally scanning the sample with the spot of the illumination light.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014006308A (en) * | 2012-06-21 | 2014-01-16 | Olympus Corp | Scanning type confocal laser microscope |
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-
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- 2008-02-25 JP JP2008043039A patent/JP2009198980A/en not_active Withdrawn
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