JP2009294392A - レーザー走査型顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】励起レーザー光を照射した標本から発する蛍光を検出するレーザー走査型顕微鏡において、前記標本が配置される標本面と光学的に共役な位置に配置された共焦点絞りと、前記共焦点絞りの後段に配置され、前記共焦点絞りを通過した光線を平行光化するコリメータレンズと、前記コリメータレンズの後段に配置され、前記コリメータレンズによって平行光化された光線をスペクトル分解する分光素子と、前記分光素子の後段に配置され、前記分光素子によってスペクトル分解された光線を集光する集光光学系と、前記集光光学系の焦点位置に配置されたスリットと、前記スリットを通過した光線を検出する検出器を備え、前記標本から反射した前記励起レーザー光を分離するための分離素子を前記集光学系と前記スリットの間に配置する。
【選択図】 図5
Description
前記ミラーによって反射された光線は、前記検出器とは異なる検出器へ導かれる構成も好ましい。レーザ走査型顕微鏡の分光ユニットは複数の検出器を備えて、多チャンネル観察ができるものが多い。その場合、未使用の検出器または検出部をトラップのように使用することができる。
前記プリズムによって反射された光線は、前記検出器とは異なる検出器へ導かれる構成も好ましい。レーザ走査型顕微鏡の分光ユニットは複数の検出器を備えて、多チャンネル観察ができるものが多い。その場合、未使用の検出器または検出部をトラップのように使用することができる。
(1) 0<NA×L<D/2
ただし、NAは前記集光光学系の射出側の開口数を表し、Lは前記分離素子が光線を分離する位置から前記スリットまでの距離を表し、Dは前記励起レーザー光と前記蛍光のスリット面上での距離である。
図1は一般的なレーザー走査型顕微鏡の全体の光路を示した概略図である。
図1に示されるように、本構成のレーザー走査型顕微鏡は、大きく分けてレーザー光源部1と観察光学系2と走査ユニット3と光路分割部4と結像光学系5と共焦点絞り6と分光ユニット7とで構成される。
走査ユニット3は観察光学系2の瞳位置と共役な位置に配置され、光線を偏向することによって、標本面を走査する。走査ユニット3に利用されうる走査手段としては、ガルバノミラーや共振ガルバノミラーやそれらの組み合わせを用いることができる。
観察光学系2は、レーザー光の照射のみならず、標本から放射される蛍光の検出にも用いられる。このとき、標本から放射された蛍光は、対物レンズから結像レンズと瞳投影レンズとを経て、走査ユニット3へ導かれる。励起光として使われるレーザー光と検出される蛍光は、観察光学系2と走査ユニット3を共有することにより、常に標本面上の同じ点を走査する。
図2に示されるように、本実施例の分光ユニット7はコリメータレンズ8と回折格子9と集光レンズ10とスリット11とフォトマルチプライア12と遮光板13を備える。
本実施例の遮光板13は以下の条件式を満たす位置に配置されている。
ただし、NAは集光レンズ10の射出側の開口数を表し、Lは遮光板13が光線を分離する位置からスリット11までの距離を表し、Dは励起光がスリット11面上へと到達したと仮定したときの、励起光と蛍光のスリット11面上での距離である。
図3に示されるように、本実施例の分光ユニット7はコリメータレンズ8と回折格子9と集光レンズ10とスリット11とフォトマルチプライア12とミラー14とトラップ15を備える。ここでトラップ15と呼ぶものは、レーザートラップやレーザーポケットやターミネイターなどの名で呼ばれるものであり、入射された光線を閉じ込める働きを持つものである。
0<NA×L<D/2
ただし、NAは集光レンズ10の射出側の開口数を表し、Lはミラー14が光線を分離する位置からスリット11までの距離を表し、Dは励起光がスリット11面上へと到達したと仮定したときの、励起光と蛍光のスリット11面上での距離である。
図4に示されるように、本実施例の分光ユニット7はコリメータレンズ8と回折格子9と集光レンズ10と2つのスリット11A,11Bと2つのフォトマルチプライア12A,12Bと2つの直角プリズム12A,12Bと2つの遮光板13A,13Bを備える。
0<NA×L<D/2
ただし、NAは集光レンズ10の射出側の開口数を表し、Lは遮光板13A,13Bが光線を分離する位置からスリット11A,11Bまでの距離を表し、Dは励起光がスリット11A,11B面上へと到達したと仮定したときの、励起光と蛍光のスリット11A,11B面上での距離である。
0<NA×L<D/2
ただし、NAは集光レンズ10の射出側の開口数を表し、Lは直角プリズム16A,16Bが光線を分離する位置からスリット11A,11Bまでの距離を表し、Dは励起光がスリット11A,11B面上へと到達したと仮定したときの、励起光と蛍光のスリット11A,11B面上での距離である。
2・・・観察光学系
3・・・走査ユニット
4・・・光路分割素子
5・・・結像光学系
6・・・共焦点絞り
7・・・分光ユニット
8・・・コリメータレンズ
9・・・分光素子、回折格子
10・・・集光レンズ
11・・・スリット
12・・・検出器、フォトマルチプライア
13・・・遮光板
14・・・ミラー
15・・・トラップ
16・・・直角プリズム
Claims (12)
- 励起レーザー光を照射した標本から発する蛍光を検出するレーザー走査型顕微鏡において、
前記標本の観察面と光学的に共役な位置に配置された共焦点絞りと、
前記共焦点絞りの後段に配置され、前記共焦点絞りを通過した光線を平行光化するコリメータレンズと、
前記コリメータレンズの後段に配置され、前記コリメータレンズによって平行光化された光線をスペクトル分解する分光素子と、
前記分光素子の後段に配置され、前記分光素子によってスペクトル分解された光線を集光する集光光学系と、
前記集光光学系の焦点位置に配置されたスリットと、
前記スリットを通過した光線を検出する検出器を備え、
前記標本から反射した前記励起レーザー光を分離するための分離素子を前記集光学系と前記スリットの間に配置したことを特徴とするレーザー走査型顕微鏡。 - 前記分離素子は遮光板であることを特徴とする請求項1に記載のレーザー走査型顕微鏡。
- 前記分離素子はミラーであることを特徴とする請求項1に記載のレーザー走査型顕微鏡。
- 前記分離素子はプリズムであることを特徴とする請求項1に記載のレーザー走査型顕微鏡。
- 前記ミラーによって反射された光線はトラップへ導かれることを特徴とする請求項3に記載のレーザー走査型顕微鏡。
- 前記ミラーによって反射された光線は、前記検出器とは異なる検出器へ導かれることを特徴とする請求項3に記載のレーザー走査型顕微鏡。
- 前記プリズムは全反射を利用して、光線を反射することと特徴とする請求項4に記載のレーザー走査型顕微鏡。
- 前記プリズムによって全反射された光線はトラップへ導かれることを特徴とする請求項7に記載のレーザー走査型顕微鏡。
- 前記プリズムによって全反射された光線は、前記検出器とは異なる検出器へ導かれることを特徴とする請求項7に記載のレーザー走査型顕微鏡。
- 前記分離素子は以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1から請求項9の何れかに記載のレーザー走査型顕微鏡。
0<NA×L<D/2
ただし、NAは前記集光光学系の射出側の開口数を表し、Lは前記分離素子が光線を分離する位置から前記スリットまでの距離を表し、Dは前記励起レーザー光と前記蛍光のスリット面上での距離である。 - 前記分光素子をスペクトル分散方向に駆動可能としたことを特徴とする請求項1から請求項10の何れかに記載のレーザー走査型顕微鏡。
- 請求項6または請求項9に記載のレーザー走査型顕微鏡を使った、
1チャンネル分光検出方法。
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2008
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