JP2010054981A - 共焦点顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】共焦点画像を得る際の調整作業を容易にし、かつ装置を小型化すること
【解決手段】この共焦点顕微鏡装置１は、照明光Ｌ１を照射するファイバ光源２と、試料Ａからの蛍光のうち照明光の入射方向に沿って戻る第１の成分Ｌ２、及び照明光Ｌ１を透過する第１の透過部１５ａと、蛍光のうち第１の成分Ｌ２以外の第２の成分Ｌ３を、第１の成分Ｌ２とは異なる方向に透過及び屈折させる第２の透過部１５ｂとが交互に配列されたプリズムアレイマスク６と、第１の透過部１５ａを透過した第１の成分Ｌ２を受光する撮像素子１１Ａと、第２の透過部１５ｂを透過した第２の成分Ｌ３を受光する撮像素子１１Ｂとを備え、撮像素子１１Ａ，１１Ｂによって得られた画像データに基づいて、対象物の共焦点画像を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象物の共焦点画像を生成する共焦点顕微鏡装置に関するものである。

従来から、対象物の高解像度のイメージを得るために共焦点顕微鏡が用いられている。このような共焦点顕微鏡は、撮像素子と対物レンズとの間に多数の微小ピンホールが設けられたピンホール板を有し、対物レンズによってピンホール板の表面に結像した光のみを照明光が通過したピンホールと同じピンホールに通過させ、ピンホール板の表面に結像しない散乱光等をピンホール板によって遮断するようにしている。これにより、ピンぼけやフレア光などによるノイズがない鮮明な画像を生成する（例えば、下記特許文献１参照）。

また、上記のようにピンホール板を用いた顕微鏡では得られる共焦点光の強度が低くなってしまう傾向にあったため、このことを改善するために下記特許文献２に記載された共焦点顕微鏡が開発されている。この共焦点顕微鏡では、２つの表面間に延在する透明及び不透明のパターンを有するマスクが、光源からの光を対象物に向かわせるビームスプリッタと対物レンズとの間に設けられており、通常像と共焦点像とが重なった像である陽画像が対物レンズからマスクを透過して得られ、通常像から共焦点像を引いた像である陰画像がマスクの表面で反射することにより得られる。この陽画像から陰画像を減算することにより、ピンホール板を用いた場合に比して２倍の強度を有する共焦点画像が得られる。
特開２００７−３１０２０２号公報 特表２００２−５３５７１６号公報

しかしながら、上述したような特許文献２に記載の共焦点顕微鏡では、マスクを挟んで両側に撮像素子又は光源を設ける必要があるため、陽画像と陰画像の取得条件を同一にするには、撮像素子や光源の取り付け角度や取り付け位置等の調整が煩雑になる。また、特許文献２に記載の構成では、撮像素子及び光源の配置の関係上、撮像素子や光源を１ユニット化することができないため、光学系が複雑になり装置の大型化を招く傾向にある。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、共焦点画像を得る際の調整作業を容易にし、かつ装置を小型化することが可能な共焦点顕微鏡装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の共焦点顕微鏡装置は、対象物の共焦点画像を生成する共焦点顕微鏡装置であって、照明光を照射する光源と、照明光に応じた対象物からの光のうち照明光の入射方向に沿って戻る第１の成分、及び照明光を透過する第１の透過部と、対象物からの光のうち第１の成分以外の第２の成分を、第１の成分とは異なる方向に透過及び屈折させる第２の透過部とが交互に配列されたマスク部と、第１の透過部を透過した第１の成分を受光する第１の光検出部と、第２の透過部を透過した第２の成分を受光する第２の光検出部とを備え、第１及び第２の光検出部によって得られた画像データに基づいて、対象物の共焦点画像を生成する。

このような共焦点顕微鏡装置によれば、光源から照射された照明光がマスク部の第１の透過部を透過することにより、対象物に所定のピッチを有するパターンで照射され、これにより対象物からの光のうち共焦点結像光を含む第１の成分が第１の透過部を透過した後に第１の光検出部によって受光される。これに対して、対象物からの光のうち共焦点結像光を含まない第２の成分が、第２の透過部によって透過／屈折された後に第２の光検出部によって受光され、第１及び第２の光検出部によって得られた画像データをもとに共焦点画像が生成可能となる。このような構成により、光源を単一化することができるとともに２つの光検出部もマスク部の片側に配置することができるので、これらの取り付け角度や位置の調整が単純化され、光検出器をユニット化することによる光学系を含む装置の小型化も容易に実現することができる。

第１の透過部又は第２の透過部の少なくとも一方はプリズムを含んでいることが好適である。この場合、マスク部において対象物から発生した第１の成分の光と第２の成分の光とを確実に分離することができる。

また、第１及び第２の光検出部は、マスク部を挟んで対象物に対して反対側に配置されていることも好適である。かかる構成を採れば、２つの光検出部をユニット化して装置の小型化が可能になる。

さらに、第１及び第２の光検出部は、ＴＤＩ（Time Delay Integration）動作が可能な撮像素子で構成されていることも好適である。かかる第１及び第２の光検出部を備えれば、対象物を画素ラインの垂直転送のタイミングに合わせて移動させることにより、マスク部を動かすことなく高感度な共焦点画像を得ることができる。

またさらに、対象物の移動に対して撮像素子のＴＤＩ動作の同期がとられていることも好適である。こうすれば、マスク部を動かすことなく高感度な共焦点画像を得ることができる。

本発明によれば、共焦点画像を得る際の調整作業を容易にし、かつ装置を小型化することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る共焦点顕微鏡装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る共焦点顕微鏡装置１の概略構成を示す図である。

図１に示す共焦点顕微鏡装置１は、試料（対象物）Ａの共焦点画像を生成するための装置であり、特に試料Ａから発せられる蛍光に伴う蛍光画像を観察するために用いられる。この共焦点顕微鏡装置１には、照明光Ｌ１を照射するファイバ光源２と、そのファイバ光源２の照射方向の前面に位置する励起フィルタ３とが設けられ、励起フィルタ３によってファイバ光源２から発せられた照明光Ｌ１のうち、特定の範囲の波長成分が選択的に透過される。

この励起フィルタ３を介してファイバ光源２の前方には、ダイクロイックミラー４が配置され、このダイクロイックミラー４によって励起フィルタ３を透過した照明光Ｌ１が、顕微鏡９内を試料Ａに向けて反射される。

さらに、ダイクロイックミラー４によって反射された照明光Ｌ１の光路に沿って、ダイクロイックミラー４から離れる方向に順に、大集光レンズ５、プリズムアレイマスク（マスク部）６、結像レンズ７、及び対物レンズ８が配置されている。なお、プリズムアレイマスク６は、結像レンズ７及び対物レンズ８を含んで構成される顕微鏡９の一次結像面上に位置している。

照明光Ｌ１は、大集光レンズ５によってプリズムアレイマスク６の面上に均一に照射される。これによって、プリズムアレイマスク６をまっすぐ透過することにより所定ピッチの明暗パターンが形成された照明光Ｌ１が、結像レンズ７及び対物レンズ８を含む顕微鏡９内に入射される。これにより、対物レンズ８の前方の試料Ａが照明光Ｌ１によって照らされる。これに対して、プリズムアレイマスク６を透過する際に屈折された照明光Ｌ１は、顕微鏡９から外れライトトラップ１０によって吸収される。

このような明暗パターンを有する照明光Ｌ１の照明に応じて、試料Ａから発せられた蛍光は、対物レンズ８によって捉えられ、結像レンズ７を経由してプリズムアレイマスク６の面上に結像される。試料Ａからの蛍光のうち試料Ａに対してピントが合っている第１の成分（共焦点結像光）Ｌ２は、プリズムアレイマスク６をまっすぐに透過され、この蛍光のうち試料Ａに対してピントが合っていない第１の成分を除く第２の成分（非共焦点結像光）Ｌ３の大部分は、プリズムアレイマスク６によって透過及び屈折される（詳細は後述する。）。

プリズムアレイマスク６を挟んで試料Ａの反対側には、大集光レンズ５、蛍光フィルタ１２、小集光レンズ１３Ａ，１３Ｂ、及び撮像素子（光検出部）１１Ａ，１１Ｂがこの順で設けられている。第１の成分の結像光Ｌ２は、大集光レンズ５を透過した後、平行光にコリメートされ、蛍光の波長成分を透過させる性質を有するダイクロイックミラー４を経由して、大集光レンズ５と２つの撮像素子１１Ａ，１１Ｂの間に設けられた蛍光フィルタ１２を透過する。これにより、蛍光の波長成分が抽出された第１の成分の結像光Ｌ２が、その光軸上に配置された小集光レンズ１３Ａによって集光され、結像光Ｌ２の光軸上に設けられた撮像素子１１Ａ上に結像及び受光される。

一方、第２の成分の結像光Ｌ３は、結像光Ｌ２の光軸に対して斜めに進んで大集光レンズ５を透過した後、平行光にコリメートされ、蛍光フィルタ１２を透過することにより蛍光波長成分が抽出される。そして、第２の成分の結像光Ｌ３は、その光軸上に配置された小集光レンズ１３Ｂによって集光され、結像光Ｌ３の光軸上に撮像素子１１Ａに隣接して設けられた撮像素子１１Ｂ上に結像及び受光される。

ここで、撮像素子１１Ａ，１１ＢとしてはＴＤＩ（Time Delay Integration）動作が可能なＣＣＤ（Charge Coupled Devices）を内蔵するＴＤＩカメラが好適に用いられる。このようなＴＤＩカメラと試料Ａの駆動機構とを組み合わせて使用することで、撮像素子１１Ａ，１１Ｂの電荷読み出しのタイミングと試料Ａの撮像素子１１Ａ，１１Ｂ上の像が移動するタイミングとの同期をとることで、試料Ａの蛍光像を高感度で撮像できるとともに、マスク部を動かすことなくパターン化された蛍光像を平均化することができる。

共焦点顕微鏡装置１では、上記のようにして撮像素子１１Ａによって生成された結像光Ｌ２に対応する画像データと、撮像素子１１Ｂによって生成された結像光Ｌ３に対応する画像データとの差分が取られることにより、試料Ａの共焦点画像が生成される。

次に、プリズムアレイマスク６の構成について、詳細に説明する。図２（ａ）は、プリズムアレイマスク６の照明光Ｌ１の入射方向から見た平面図、図２（ｂ）は、プリズムアレイマスク６の側面図である。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、プリズムアレイマスク６には、照明光Ｌ１が入射する面１４ａ上の中央部から入射面１４ａと反対側の面１４ｂ上の中央部にかけて、照明光Ｌ１及び結像光Ｌ２，Ｌ３を透過する矩形状の透過部１５が形成され、面１４ａ上の透過部１５の周辺には照明光Ｌ１及び結像光Ｌ２，Ｌ３を遮蔽する遮蔽部１６が形成されている。この透過部１５には、帯状に交互に配列された第１の透過部１５ａ及び第２の透過部１５ｂが形成されている。第１の透過部１５ａは、面１４ａ，１４ｂ上に平坦面が形成され、全体がガラス等の光透過性を有する材料によって構成されている。第２の透過部１５ｂは、面１４ａ上にその長手方向に垂直な方向に傾斜する面を有するように、いわゆる三角柱状のプリズムが形成される一方、面１４ｂ側には平坦面が形成され、全体がガラス等の光透過性を有する材料によって構成されている。

面１４a上において、上記第２の透過部１５ｂの配列方向に沿った配列間隔および幅は、顕微鏡の対物レンズの倍率とＮＡや、対象とする試料によって選択することも考えられるが、例えば、それぞれ1mm、及び0.5mmに設定され、第１の透過部１５ａの配列方向に沿った幅と第２の透過部１５ｂの配列方向に沿った幅との比か１：１となることが好ましい。この場合、撮像素子１１Ａ，１１Ｂによって生成される画像データを演算する際に２つの画像データ間で補正する必要がなくなり、処理効率が向上する。

上記構成のプリズムアレイマスク６において、第１の透過部１５ａの面１４ａに垂直に入射する照明光Ｌ１は、まっすぐ第１の透過部１５ａの中を透過し、面１４ｂから垂直方向に試料Ａに向けて出射される。これに対して、第２の透過部１５ｂに入射する照明光Ｌ１は、プリズムによって屈折されて第２の透過部１５ｂの中を透過し、面１４ｂから斜め方向に出射されてライトトラップ１０（図１）に吸収される。その結果、試料Ａには第１の透過部１５ａの形状及び配列ピッチを反映した帯状パターンを有する照明光Ｌ１が照射されることになる。

照明光Ｌ１の照射に応じて試料Ａから発せられた蛍光のうち、第１の成分Ｌ２、すなわち共焦点結像光は、照明光Ｌ１の入射方向に沿ってプリズムアレイマスク６の第１の透過部１５ａに戻ってくる。これにより、蛍光の第１の成分Ｌ２は、第１の透過部１５ａ内を面１４ｂから面１４ａに向けてまっすぐ透過する。その結果、撮像素子１１Ａによって受光される結像光Ｌ２は、第１の透過部１５ａのパターンを反映した帯状の像を結ぶことになる。一方、試料Ａから発せられた蛍光のうち、第２の成分Ｌ３、すなわち非共焦点結像光の多くは、プリズムアレイマスク６の第２の透過部１５ｂに戻ってくる。これにより、蛍光の第２の成分Ｌ３は、第２の透過部１５ｂ内を面１４ｂから面１４ａに向けて透過し、面１４ａ側のプリズムによって第１の成分Ｌ２とは異なる方向に屈折される。その結果、撮像素子１１Ｂによって受光される結像光Ｌ３は、第２の透過部１５ｂのパターンを反映した帯状の像を結ぶことになる。

なお、第２の透過部１５ｂの配列間隔は、対物レンズ８の瞳径、要求される分解能及びコントラストに応じて適宜選択することが可能である。例えば、対物レンズ８の瞳径が大きい場合、すなわち対物レンズの倍率に比べＮＡが大きい場合には配列間隔を小さくし、光軸方向の蛍光像の分解能を高めたい場合には配列間隔を小さくし、蛍光像のコントラストを高めたい場合には配列間隔を大きくする。具体的には、空間周波数に対するコントラストの高さを示す像側のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）曲線において、対物レンズ８のＮＡ及び照明光Ｌ１の波長で決まる中間周波数を基準にして、コントラストを重視したい場合には低周波側、分解能を重視したい場合には高周波側になるように配列間隔を決定すればよい。

以上説明した共焦点顕微鏡装置１によれば、ファイバ光源２から照射された照明光Ｌ１がプリズムアレイマスク６の第１の透過部１５ａを透過することにより、試料Ａに所定ピッチを有するパターンで照射され、これにより試料Ａから発生した蛍光のうち共焦点結像光を含む第１の成分Ｌ２が第１の透過部１５ａを透過した後に撮像素子１１Ａによって受光される。これに対して、試料Ａから発生した蛍光のうち共焦点結像光を含まない第２の成分Ｌ３が、第２の透過部１５ｂによって透過／屈折された後に撮像素子１１Ｂによって受光される。これにより、撮像素子１１Ａ，１１Ｂによって得られた画像データをもとに共焦点画像が生成可能となる。このような構成により、光源を単一化することができるとともに２つの撮像素子もマスク部の片側に配置することができるので、これらの取り付け角度や位置の調整が単純化される。また、２つの撮像素子を１ユニット化することによって光学系も共有化することができるので、光学系を含む装置の小型化も容易に実現することができる。

また、プリズムアレイマスク６を使用した共焦点顕微鏡装置１によって試料の微弱な蛍光像を観察することにより、従来のピンホール板を用いた場合に比して蛍光像の光量の低下を防止することができる。

さらに、撮像素子１１Ａ，１１Ｂは、ＴＤＩカメラによって構成されているので、試料Ａの像を撮像素子１１Ａ，１１Ｂの画素ラインの垂直転送のタイミングに合わせて移動させることにより、マスク部を動かすことなく平均化された高感度な共焦点画像を得ることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図３は、本発明の第２実施形態に係る共焦点顕微鏡装置１０１の概略構成を示す図である。第１実施形態にかかる共焦点顕微鏡装置１は、試料Ａとして蛍光性を有するものを対象として、照明光Ｌ１の照射に応じた試料Ａからの蛍光像を生成するものであったが、共焦点顕微鏡装置１０１は、試料Ａからの反射像を生成するためのものである。

同図に示すように、共焦点顕微鏡装置１０１の共焦点顕微鏡装置１との相違点は、励起フィルタ３の代わりに偏光子１０３が、ダイクロイックミラー４の代わりに偏光ビームスプリッタ１０４が設けられている点、プリズムアレイマスク６と結像レンズ７との間に１／４波長板１１４が、大集光レンズ５と小集光レンズ１３Ａ，１３Ｂとの間に検光子１１２が、それぞれ新たに設けられている点である。

ファイバ光源２から照射された照明光Ｌ１１は、偏光子１０３によって一方向の偏光成分が抽出されて、その方向の偏光成分を反射する性質を有する偏光ビームスプリッタ１０４により、照明光Ｌ１１が顕微鏡９に向けて反射される。

大集光レンズ５及びプリズムアレイマスク６をまっすぐに透過した照明光Ｌ１１は、１／４波長板１１４により直線偏光から円偏光に偏光状態が変換された後、顕微鏡９内部へとまっすぐ進み、試料Ａ上にプリズムアレイマスク６の第１の透過部１５ａのパターンを反映した照明パターンを結ぶことになる。

このような照明光Ｌ１１の照射に応じて、試料Ａからの反射光及び散乱光が、対物レンズ８及び結像レンズ７を経由してプリズムアレイマスク６上に結像する。その際、プリズムアレイマスク６に入射する直前に１／４波長板１１４によって円偏光から直線偏光に偏光状態が変換されている。このときの直線偏光の向きは、照明光Ｌ１１の直線偏光の向きとは９０度ほど異なる向きとなっている。

このような試料Ａの反射像及び散乱像を結ぶ結像光のうち、試料Ａにピントの合っている第１の成分Ｌ１２は、照明光Ｌ１１の入射方向に沿ってプリズムアレイマスク６をまっすぐに透過する。そして、第１の成分Ｌ１２は、大集光レンズ５により平行光にされた後、偏光ビームスプリッタ１０４を透過し、さらに検光子１１２によって偏光純度が上げられて小集光レンズ１３Ａを経由して撮像素子１１Ａによって受光される。この偏光ビームスプリッタ１０４は、照明光Ｌ１１と偏光方向が９０度異なる直線偏光の光を透過する性質を有するものであり、検光子１１２はノイズ原因となる照明光の回り込みを遮断するためのものである。その結果、撮像素子１１Ａによって受光される結像光Ｌ１２はプリズムアレイマスク６の第１の透過部１５ａのパターンを反映した反射像（共焦点像を含む像）を結ぶこととなる。

その一方、試料Ａにピントの合っていない第２の成分Ｌ１３の大部分は、プリズムアレイマスク６によって第１の成分Ｌ１２とは異なる方向に透過および屈折される。そして、第２の成分Ｌ１３は、大集光レンズ５により平行光にされた後、検光子１１２によって偏光純度が上げられて小集光レンズ１３Ｂを経由して撮像素子１１Ｂによって受光される。その結果、撮像素子１１Ｂによって受光される結像光Ｌ１３はプリズムアレイマスク６の第２の透過部１５ｂのパターンを反映した像（非共焦点像を含む像）を結ぶこととなる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、プリズムアレイマスク６の第１及び第２の透過部１５ａ，１５ｂの配列方向は、透過部１５の短手方向には限定されず、長手方向や透過部１５の境界に対して斜め方向であっても構わない。ただし、短手方向に配列したほうが分離角を小さくでき第２の透過部１５ｂのプリズムの角度も浅くできるため、共焦点画像の画質の点でより好ましい。

また、マスク部として用いられるプリズムアレイマスク６の構成としては、様々な変形形態をとることができる。図４〜９は、マスク部の変形例を示す図である。

例えば、図４に示すプリズムアレイマスク１０６のように、透過部１１５において帯状で配列された第２の透過部１１５ｂは、面１４ａ上に第２の透過部１５ｂとは逆方向に傾斜する面を有する三角柱のプリズム状の凹部が形成されたものであってもよい。このようなプリズムアレイマスク１０６によっても、第２の透過部１１５を透過する照明光Ｌ１は面１４ｂから斜め方向に出射され、試料Ａから発せられた蛍光のうち、第２の成分Ｌ３の大部分は、第２の透過部１１５ｂを透過する際に第１の成分Ｌ２とは異なる方向に屈折される。その結果、プリズムアレイマスク１０６の面１４ａ側に２つの撮像素子１１Ａ，１１Ｂを配置することにより、共焦点結像光を含む第１の成分Ｌ２が撮像素子１１Ａによって、共焦点結像光を含まない第２の成分Ｌ３が撮像素子１１Ｂによって受光可能にされる。

また、図５に示すプリズムアレイマスク２０６のように、透過部２１５における第２の透過部２１５ｂは、面１４ａ，１４ｂの両側に帯状のプリズムが形成されたものであってもよい。このようなプリズムアレイマスク２０６によれば、第２の透過部２１５ｂにおける偏向角を大きくできるので、２つの透過部１５ａ，２１５ｂを透過する照明光Ｌ１の分離、及び蛍光の第１及び第２の成分Ｌ２，Ｌ３の分離が確実に為される。

また、図６に示すプリズムアレイマスク３０６のように、透過部３１５において面１４ａ上に互いに逆方向に傾斜する面を有し、断面が二等辺三角形のプリズムを形成する第１及び第２の透過部３１５ａ，３１５ｂを有していてもよい。このようなプリズムアレイマスク３０６によれば照明光Ｌ１及び蛍光の第１の成分Ｌ２を含む光束と蛍光の第２の成分Ｌ３を含む光束との分離角がより大きくされるので、得られる共焦点画像におけるノイズが低減される。

さらに、プリズムアレイマスク６の代わりに、図７に示すようなマスク部４０６を用いてもよい。このマスク部４０６は、面１４ａの全体が面１４ｂに対して連続的に傾斜しており、透過部１５には、屈折率の異なる材料で形成された帯状の第１の透過部４１５ａ及び第２の透過部４１５ｂが交互に配列されている。このような第１の透過部４１５ａは、例えば、面１４ａから面１４ｂにかけて帯状のスリットが形成されたものであり、第２の透過部４１５ｂは、ガラス等の第１の透過部４１５ａとは屈折率が異なる材料によって帯状に形成される。このようなマスク部４０６によっても、２つの透過部４１５ａ，４１５ｂを透過する照明光Ｌ１の分離、及び蛍光の第１及び第２の成分Ｌ２，Ｌ３の分離が可能になる。図７においては、第２の透過部４１５ｂの全体をガラスとし、第１の透過部４１５ａを空洞としている。

また、図８に示すプリズムアレイマスク５０６のように、透過部５１５において面１４ａ上に沿って２次元状に第１及び第２の透過部５１５ａ，５１５ｂが千鳥配列されていてもよい。このようにプリズムを２次元状に千鳥配列することで帯状のプリズムと比較して、生成される共焦点画像のコントラストの方向性を抑えることができる。なお、このような千鳥配列の構成例は図８（ａ）に示す形態に限らず、様々な形態を取ることができる。

さらに、マスク部４０６の代わりに図９に示すようなマスク部６０６を用いてもよい。このマスク部６０６には、透過部６１５においてガラス等の光透過性を有する材料からなる矩形状の第２の透過部６１５ｂが設けられ、その第２の透過部６１５ｂの面１４ａ上に沿って、貫通孔である第１の透過部６１５ａが２次元状に配列されている。なお、この第１の透過部６１５ａは、第２の透過部６１５ｂと屈折率の異なる材料によって形成されていてもよい。このようなマスク部６０６によっても生成される共焦点画像のコントラストの方向性を抑えることができる。

また、画像データを生成するための撮像素子１１Ａ，１１ＢとしてはＴＤＩカメラを用いていたが、ＴＤＩ動作が不可能な撮像素子を用いた場合は、プリズムアレイマスク６を照明光Ｌ１の光軸に垂直な方向に振ることで照明光を一様にするための駆動機構を設ければよい。このような駆動機構によってマスク部を振りながら試料Ａの画像データを取得することによっても、感度が平均化された共焦点画像を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る共焦点顕微鏡装置の概略構成を示す図である。 （ａ）は、図１のプリズムアレイマスクの照明光の入射方向から見た平面図、（ｂ）は、図１のプリズムアレイマスクの側面図である。 本発明の第２実施形態に係る共焦点顕微鏡装置の概略構成を示す図である。 （ａ）は、本発明の変形例にかかるプリズムアレイマスクの照明光の入射方向から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のプリズムアレイマスクの側面図である。 （ａ）は、本発明の変形例にかかるプリズムアレイマスクの照明光の入射方向から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のプリズムアレイマスクの側面図である。 （ａ）は、本発明の変形例にかかるプリズムアレイマスクの照明光の入射方向から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のプリズムアレイマスクの側面図である。 （ａ）は、本発明の変形例にかかるマスク部の照明光の入射方向から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のマスク部の側面図である。 （ａ）は、本発明の変形例にかかるプリズムアレイマスクの照明光の入射方向から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のプリズムアレイマスクの側面図である。 （ａ）は、本発明の変形例にかかるマスク部の照明光の入射方向から見た平面図、（ｂ）は、（ａ）のマスク部の側面図である。

符号の説明

１，１０１…共焦点顕微鏡装置、２…ファイバ光源、６，２０６，３０６，５０６…プリズムアレイマスク（マスク部）、４０６，６０６…マスク部、１１Ａ，１１Ｂ…撮像素子（光検出部）、１５ａ，３１５ａ，４１５ａ，５１５ａ，６１５ａ…第１の透過部、１５ｂ，１１５ｂ，２１５ｂ，３１５ｂ，４１５ｂ，５１５ｂ，６１５ｂ…第２の透過部、Ａ…試料（対象物）、Ｌ１，Ｌ１１…照明光、Ｌ２，Ｌ１２…第１の成分、Ｌ３，Ｌ１３…第２の成分。

Claims (5)

1. 対象物の共焦点画像を生成する共焦点顕微鏡装置であって、
   照明光を照射する光源と、
   前記照明光に応じた前記対象物からの光のうち前記照明光の入射方向に沿って戻る第１の成分、及び前記照明光を透過する第１の透過部と、前記対象物からの光のうち前記第１の成分以外の第２の成分を、前記第１の成分とは異なる方向に透過及び屈折させる第２の透過部とが交互に配列されたマスク部と、
   前記第１の透過部を透過した前記第１の成分を受光する第１の光検出部と、
   前記第２の透過部を透過した前記第２の成分を受光する第２の光検出部とを備え、
   前記第１及び第２の光検出部によって得られた画像データに基づいて、前記対象物の共焦点画像を生成する、
   ことを特徴とする共焦点顕微鏡装置。
2. 前記第１の透過部又は前記第２の透過部の少なくとも一方はプリズムを含んでいる、
   ことを特徴とする請求項１記載の共焦点顕微鏡装置。
3. 前記第１及び第２の光検出部は、前記マスク部を挟んで前記対象物に対して反対側に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の共焦点顕微鏡装置。
4. 前記第１及び第２の光検出部は、ＴＤＩ動作が可能な撮像素子で構成されている、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡装置。
5. 前記対象物の移動に対して前記撮像素子のＴＤＩ動作の同期がとられている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の共焦点顕微鏡装置。

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