JP2010085608A

JP2010085608A - 共焦点顕微鏡

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Publication number: JP2010085608A
Application number: JP2008253252A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Shoji; 裕一小路
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2010-04-15

Abstract

【課題】構成を簡素化する。
【解決手段】対物レンズ１９により、光源１４から射出される照明光が試料１２に集光され、集光レンズ２１により、試料１２からの観察光が結像され、光検出器２４ａおよび２４ｂにより、観察光が検出される。そして、それぞれ径が異なる複数のファイバを有する２芯ファイバ２３は、試料１２の集光点と略共役な位置に観察光が入射する入射端面が配置され、観察光を光検出器２４ａおよび２４ｂに伝達する。本発明は、例えば、共焦点顕微鏡に適用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、共焦点顕微鏡に関し、特に、構成を簡素化することができるようにした共焦点顕微鏡に関する。

従来、共焦点顕微鏡では、生体標本などの試料に照明光を集光させるとともに、その照明光が集光するスポット（集光部）を走査させ、スポットから射出する光束を共焦点絞り面に集光させて、その共焦点絞りを通過した光束の光量を光検出器で検出することにより、その試料の二次元の画像が取得される。

また、共焦点顕微鏡は、共焦点面にピンホール部材を配置し、そのピンホール（開口）内に集光する光のみを通過させることで、試料の特定の高さから射出した光のみが光検出器に入射し、その高さ以外の部分から射出した光がカットされるよう構成されている。これにより、共焦点顕微鏡では、試料の特定の高さに位置する薄い層にのみ限定（セクショニング）された画像を取得することができる。

そして、共焦点顕微鏡では、ピンホール部材の開口径を変更することにより、セクショニング分解能（観察対象となる層の厚み）が変更され、開口径を大きくするとセクショニング分解能を低くすることができ、開口径を小さくするとセクショニング分解能を高くすることができる。

また、例えば、特許文献１および２に開示されている共焦点顕微鏡では、試料から射出する観察光がピンホールを利用して分離され、それぞれの光を光検出器で検出することにより、セクショニング分解能の異なる複数の画像が一度に取得される。そして、それらのセクショニング分解能の異なる複数の画像に基づいて、セクショニング分解能を高精度に変更したものと同等の画像が作成される。

特開２００５−２７４５９１号公報国際公開第２００７／０１０６９７号パンフレット

ところで、特許文献１および２に開示されている共焦点顕微鏡のようなピンホールを用いることなく、共焦点顕微鏡の構成をより簡素化することが求められている。

本発明は、従来の共焦点顕微鏡よりも、構成を簡素化することができるようにするものである。

本発明の共焦点顕微鏡は、光源から射出される照明光を試料に集光する照明光学系と、前記試料からの観察光を結像する結像光学系と、前記観察光を検出する検出手段と、前記結像光学系に関し前記試料の集光点と略共役な位置に前記観察光が入射する入射端面が配置され、入射した前記観察光を前記検出手段に伝達する複数の光伝達手段と備え、前記複数の光伝達手段は、その直径がそれぞれ異なることを特徴とする。

本発明の共焦点顕微鏡においては、照明光学系により光源から射出される照明光が試料に集光され、結像光学系により試料からの観察光が結像され、検出手段により観察光が検出される。また、結像光学系に関し試料の集光点と略共役な位置に観察光が入射する入射端面が配置された複数の光伝達手段により、入射した観察光が検出手段に伝達される。そして、複数の光伝達手段は、その直径がそれぞれ異なる。

本発明の共焦点顕微鏡によれば、構成を簡素化することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明を適用した共焦点顕微鏡の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図である。

図１において、共焦点顕微鏡１１では、観察の対象となる試料１２がステージ１３に載置されており、試料１２に励起光を照射することにより試料１２に含まれている蛍光成分が励起され、試料１２から発せられる蛍光（観察光）を検出することで、試料１２の画像データが取得される。

光源１４から射出される光束は、照明用レンズ１５により平行光とされ、励起フィルタ１６によりフィルタリングされることによって試料１２に含まれている蛍光色素を励起する波長領域の励起光となり、ダイクロイックミラー１７に入射する。

ダイクロイックミラー１７は、所定の波長領域の光のみを反射するとともに、他の波長領域の光を透過することができ、励起フィルタ１６を介して入射する励起光を、光軸Ｌに沿って反射してガルバノミラー１８に入射させる。ガルバノミラー１８は、励起光を反射しつつ回動することで、光軸Ｌに直交する平面で励起光を走査させ、その励起光は、対物レンズ１９により集光されて試料１２にスポットを形成する。

試料１２では、励起光のスポットが形成された領域から蛍光が射出され、その蛍光は、対物レンズ１９を介してガルバノミラー１８に入射する。ガルバノミラー１８は、試料１２に照射した励起光を走査したときと同様の角度で試料１２からの蛍光を反射することで、その蛍光を平行光束に戻し（デスキャンし）、ダイクロイックミラー１７に入射する。

ダイクロイックミラー１７に入射した蛍光は、励起光とは波長が異なることからダイクロイックミラー１７を透過し、蛍光フィルタ２０を通過することにより、試料１２で反射された蛍光以外の光のうちダイクロイックミラー１７を通過した光などがフィルタリングされて、集光レンズ２１に入射する。集光レンズ２１は蛍光フィルタ２０を介して入射する蛍光を集光し、その焦点位置には、即ち、対物レンズ１９の焦点位置とほぼ共役な位置（共焦点位置）には、光分離部材２２が配置されている。

光分離部材２２には、直径がそれぞれ異なる２つのファイバ（後述する図４のファイバ２３ａおよび２３ｂ）を有する２芯ファイバ２３が接続されており、光分離部材２２に入射した蛍光は、光分離部材２２において分離されて２芯ファイバ２３が有する２つのファイバにそれぞれ入射する。

２芯ファイバ２３は、２つのファイバにそれぞれ入射した蛍光を伝達し、光検出器２４ａおよび２４ｂにそれぞれ導入させる。

光検出器２４ａおよび２４ｂは、例えば、光電子増倍管（PMT：Photo Multiplier Tube）などであり、そこに入射する蛍光を検出し、その光量に応じた電圧の検出信号をコンピュータ２５に供給する。

コンピュータ２５は、光検出器２４ａおよび２４ｂから供給される検出信号から画像データを構築する画像処理を行う。即ち、コンピュータ２５は、２芯ファイバ２３が有する直径がそれぞれ異なる２つのファイバに入射した蛍光に基づく画像データをそれぞれ構築し、それらの画像をコンピュータ２５のモニタに表示させるとともに、ハードディスクドライブなどの記録部に記録させる。

なお、照明用レンズ１５、ダイクロイックミラー１７、対物レンズ１９等は照明光学系を構成し、対物レンズ１９、ダイクロイックミラー１７、集光レンズ２１等は結像光学系を構成している。

ここで、図２を参照して、２芯ファイバ２３が有する直径がそれぞれ異なる２つのファイバに入射した蛍光に基づく画像データについて説明する。

図２は、試料１２の観察対象となる層と、２芯ファイバ２３が有する直径がそれぞれ異なる２つのファイバに入射した蛍光に基づく画像データとの関係を模式的に示した図である。

上述したように、対物レンズ１９により励起光が集光されて、試料１２内の所定の深さの集光位置Ｓ１にスポットが形成され、集光位置Ｓ１を中心として、その近傍領域の蛍光色素が励起されることにより、蛍光が射出される。試料１２からの蛍光は、対物レンズ１９により平行光とされた後、集光レンズ２１により集光される。

また、集光レンズ２１の焦点位置Ｓ２には、光分離部材２２に接続された２芯ファイバ２３が有する２つのファイバのうちの、径が小さい方のファイバの端面が配置され、焦点位置Ｓ２から光学的に所定の間隔（後述する図５の透明基板２２Ｃの屈折率をｎとすると、その厚みの約２／ｎ倍の間隔）離れた位置Ｓ３に、径が大きい方（例えば、小さい径の２倍）のファイバの端面が配置されている。

そして、試料１２の集光位置Ｓ１の近傍領域から発せられる蛍光のうちの、集光位置Ｓ１を中心とした薄い層１２ａから発せられた蛍光のみが、２芯ファイバ２３の径が小さい方のファイバに入射し、薄い層１２ａを挟む上下２層（厚い層１２ｂから薄い層１２ａを差し引いた層）から発せられた蛍光のみが、２芯ファイバ２３の径が大きい方のファイバに入射する。

従って、２芯ファイバ２３の径が小さい方のファイバに入射して光検出器２４ａにより検出された蛍光に基づいて、試料１２の薄い層１２ａを観察対象とした画像データＤａが取得される。また、２芯ファイバ２３の径が大きい方のファイバに入射して光検出器２４ｂにより検出された蛍光に基づいて、厚い層１２ｂから薄い層１２ａを差し引いた層を観察対象とした画像データＤｂが取得される。

このように、共焦点顕微鏡１１では、観察対象となる層が薄い画像データＤａと、観察対象となる層が厚い画像データＤｂとが取得され、コンピュータ２５の記録部に記録される。コンピュータ２５は、記録部に記録されている画像データＤａと画像データＤｂとを用いた演算を行うことで、観察者により指定される任意のセクショニング分解能の画像データを作成し、その画像をモニタに表示させることができる。

例えば、任意のセクショニング分解能の画像データＤは、Ｄ＝Ｄａ＋αＤｂで算出される。ここで、αは、重み関数であり、観察者が、−１から＋１の範囲でαを指定することで、画像データＤａのセクショニング分解能および画像データＤｂのセクショニング分解能とは異なる任意のセクショニング分解能の画像データＤを作成することができる。

次に、図３を参照して、２芯ファイバ２３について説明する。

２芯ファイバ２３は、光分離部材２２に接続される側において２つのファイバがまとめられて、その端部にプラグ２６ａが設けられているとともに、光検出器２４ａおよび２４ｂに接続される側において２つのファイバが分離された二股となり、それぞれの端部にプラグ２６ｂおよび２６ｃが設けられている。

また、２芯ファイバ２３のプラグ２６ａは、光分離部材２２に設けられているレセプタクル２７ａと着脱可能とされており、プラグ２６ｂおよび２６ｃは、光検出器２４ａおよび２４ｂにそれぞれ設けられているレセプタクル２７ｂおよび２７ｃと着脱可能とされている。

このように、プラグ２６ａ乃至２６ｃおよびレセプタクル２７ａ乃至２７ｃを利用することで、２芯ファイバ２３を容易に取り替えることができ、観察の目的に応じた径のファイバを有する２芯ファイバ２３を光分離部材２２と光検出器２４ａおよび２４ｂとの間に装着することで、ファイバの径に応じたセクショニング分解能の画像を容易に取得することができる。

図４を参照して、光分離部材２２に接続される側の２芯ファイバ２３の端面について説明する。

２芯ファイバ２３は、それぞれ径の異なるファイバ２３ａおよび２３ｂを有しており、例えば、ファイバ２３ｂの径は、ファイバ２３ａの径の２倍とされている。また、ファイバ２３ａおよび２３ｂは、それぞれ、高屈折率領域であるコア２３ｃおよび２３ｅの円周方向に低屈折率のクラッド２３ｄおよび２３ｆが覆設された２層構造となっている。

また、ファイバ２３ａとファイバ２３ｂとを所定の中心間隔で固定するとともに、光分離部材２２、並びに光検出器２４ａおよび２４ｂとの接続を精密に行うために、ファイバ２３ａおよび２３ｂは、フェルール２３ｇにより保持されている。そして、フェルール２３ｇの端面には、反射膜２３ｈがコーティングされている。

次に、図５を参照して、光分離部材２２における蛍光の分離について説明する。

図５Ａには、光分離部材２２および２芯ファイバ２３の断面図が示されている。

光分離部材２２は、例えば、光を透過する性質の光学ガラス基板などからなる透明基板２２Ｃの一側面に反射膜２２ｄが成膜され、他側面に反射膜２２ｅおよび反射防止膜２２ｆが成膜された構造となっている。また、光分離部材２２は、反射膜２２ｅおよび反射防止膜２２ｆが成膜されている側面が試料１２に向けられ、反射膜２２ｄに形成されている開口部２２ｇが集光レンズ２１の焦点深度内となるように配置される。また、光分離部材２２は、反射膜２２ｄが形成されている側面が、光軸Ｌに垂直な面に対して所定の角度（例えば、１５度程度）で傾斜し、反射防止膜２２ｆおよび開口部２２ｇが光軸Ｌ上となるように配置される。

反射膜２２ｄおよび２２ｅは、クロム膜などの光を反射する性質の光学膜である。反射防止膜２２ｆは、光分離部材２２に入射する試料１２からの蛍光が透明基板２２Ｃの表面で反射することを防止する。

また、図５に示すように、２芯ファイバ２３は、ファイバ２３ａおよび２３ｂ並びにフェルール２３ｇの端面が、反射膜２２ｄに形成されている開口部２２ｇ内において、透明基板２２Ｃに当接するように構成されている。また、２芯ファイバ２３は、レセプタクル２７ａにプラグ２６ａを接続した状態で、ファイバ２３ａの端面が光軸Ｌ上となるように構成されている。

そして、集光レンズ２１（図１）により集光された蛍光は、反射防止膜２２ｆを透過して透明基板２２Ｃに入射し、ファイバ２３ａに入射する蛍光と、ファイバ２３ａの端面の周囲の反射膜２３ｈ（図４）により反射され、反射膜２２ｅにより反射された後にファイバ２３ｂに入射する蛍光とに分離される。即ち、図２を参照して説明したように、集光位置Ｓ１を中心とした薄い層１２ａから発せられる蛍光と、薄い層１２ａを挟む上下２層から発せられる蛍光とに分離される。

また、集光位置Ｓ１を中心とした薄い層１２ａから発せられる蛍光は、ファイバ２３ａにより光検出器２４ａに伝送され、薄い層１２ａを挟む上下２層から発せられる蛍光は、ファイバ２３ｂにより光検出器２４ｂに伝送される。

また、図５Ａに示す構成に代えて図５Ｂに示す構成にしてもよい。

前述のとおり、光分離部材２２は、光軸Ｌに垂直な面に対して所定の角度で傾斜して配置しているので、その傾斜角度に合わせて、レセプタクル２７aの裏面側を加工し、光分離部材２２とレセプタクル２７aを接合する。接合は、図５Ｂに示すように光分離部材２２の両側面と保持部材２２ｈとを接着剤等で接着して一体にし、レセプタクル２７aを保持部材２２ｈに対してねじ２８を用いて固定する。

また、ファイバ２３ａ，２３ｂおよびフェルール２３ｇも同様に、不図示の結像光学系の光軸Ｌに対する光分離部材２２の傾斜角とほぼ同一の角度で、その端面が斜めに切断されるように加工する。そして、ファイバ２３ａは、その先端部分の中心軸が光軸Ｌと同軸になるような向きで、かつファイバ２３ｂは、その先端部分の中心軸が光軸Ｌと平行（反射膜２３ｈ，２２ｄおよび２２ｅにより反射された後の光と同軸）となるような向きで開口部２２ｇに配置される。このように配置することによりファイバ２３ａ，２３ｂにそのＮＡの範囲で効率的に蛍光を導入することができるので、ファイバ２３ａ、２３ｂに入射する蛍光の損失をさらに低減させることができる。

このように、共焦点顕微鏡１１では、２芯ファイバ２３のファイバ２３ａおよび２３ｂにより分離された蛍光が光検出器２４ａおよび２４ｂにそれぞれ伝送されて、それぞれの蛍光が確実に検出される。

また、図４のフェルール２３ｇの端面にコーティングされた反射膜２３ｈを利用して、試料１２から発せられる蛍光が、ファイバ２３ａに入射する薄い層１２ａ（図２）から発せられた蛍光と、ファイバ２３ｂに入射する厚い層１２ｂから薄い層１２ａを差し引いた層から発せられた蛍光とに分離されるので、共焦点顕微鏡１１の構成を簡素化することができる。

即ち、従来の共焦点顕微鏡では、反射膜に形成されたピンホールを利用して蛍光を分離していたが、ピンホールの位置を調整するための機構が必要であった。これに対し、共焦点顕微鏡１１では、開口部２２ｇは、従来の共焦点顕微鏡で用いるピンホールに比べて径が大きいため、高精度に位置を調整するための機構が不要であり、簡素化や、小型化、低コスト化を図ることができる。また、例えば、ピンホールにファイバを取り付ける構成では、ファイバを取り付ける時に、ピンホールに対して高精度に位置決めする作業が必要であるが、共焦点顕微鏡１１では、そのような高精度な作業が不要となる。

以上のように、共焦点顕微鏡１１は、従来よりも簡易な構成で、セクショニング分解能の異なる画像を取得することができ、それらの画像を用いて、セクショニング分解能を変更させた画像を作成することができる。

なお、共焦点顕微鏡１１では、径の異なる２つのファイバ２３ａおよび２３ｂにより、試料１２から発せられる蛍光を２つに分離する構成とされているが、例えば、試料１２から発せられる蛍光を２つ以上に分離してもよい。例えば、径の異なる３つのファイバを利用して、試料１２の薄い層、厚い層、および、極めて厚い層の３つの層を観察することができる。

また、例えば、試料１２からの蛍光を分離する手段としては、フェルール２３ｇの端面にコーティングされた反射膜２３ｈを利用する構成に限られるものではない。

次に、図６は、本発明を適用した共焦点顕微鏡の第２の実施の形態の一部の構成例を示す図である。

図６に示されている共焦点顕微鏡１１は、図１の共焦点顕微鏡１１の光分離部材２２および２芯ファイバ２３に替えて、光分離部材３１、ファイバ３２ａおよび３２ｂを備えて構成される。なお、図６の共焦点顕微鏡１１では、光分離部材３１、ファイバ３２ａおよび３２ｂ以外は図１の共焦点顕微鏡１１と同様に構成されており、その説明は省略する。

光分離部材３１は、ハーフミラー３３を収納しており、ハーフミラー３３は、図１の対物レンズ１９により集光される蛍光を均等に分割する。

ファイバ３２ａおよび３２ｂは、ハーフミラー３３により分割された蛍光の光軸上にそれぞれの端面が配置されるように、プラグを介して光分離部材３１の側面に設けられたレセプタクルに取り付けられている。そして、ハーフミラー３３を透過した蛍光はファイバ３２ａに入射して光検出器２４ａ（図１）に伝送され、ハーフミラー３３により反射された蛍光はファイバ３２ｂに入射して光検出器２４ｂに伝送される。

また、ファイバ３２ａおよび３２ｂは、図４に示したファイバ２３ａおよび２３ｂと同様に、ファイバ３２ａの径よりも、ファイバ３２ｂの径が大きくなるように形成されており、ファイバ３２ａに入射する蛍光に基づいて薄い層１２ａ（図２）の画像データＤａが取得され、ファイバ３２ｂに入射する蛍光に基づいて厚い層１２ｂの画像データＤｂが取得される。

このように、光分離部材３１では、ハーフミラー３３を利用することにより、簡易な構成で、試料１２から発せられる蛍光を分離し、画像データＤａおよびＤｂを取得することができる。

次に、図７は、本発明を適用した共焦点顕微鏡の第３の実施の形態の一部の構成例を示す図である。

図７に示されている共焦点顕微鏡１１は、図１の共焦点顕微鏡１１の光分離部材２２、２芯ファイバ２３、並びに、光検出器２４ａおよび２４ｂに替えて、デュアルコアファイバ４１、レンズ４２、および２次元イメージセンサ４３を備えて構成される。なお、図７の共焦点顕微鏡１１では、デュアルコアファイバ４１、レンズ４２、および２次元イメージセンサ４３以外は図１の共焦点顕微鏡１１と同様に構成されており、その説明は省略する。

デュアルコアファイバ４１では、コアが２層に形成されており、図１の対物レンズ１９により集光される蛍光が、それぞれのコアに入射される。そして、デュアルコアファイバ４１から射出される蛍光は、レンズ４２により２次元イメージセンサ４３の受光面に結像される。

図８を参照して、デュアルコアファイバ４１から射出される蛍光と２次元イメージセンサ４３との関係について説明する。

図８Ａには、デュアルコアファイバ４１から射出される光の光軸に沿った断面図が示されており、図８Ｂには、２次元イメージセンサ４３の受光面が示されている。

デュアルコアファイバ４１は、コア４１ａの円周方向に、コア４１ａよりも低屈折率のコア４１ｂが覆設され、コア４１ｂの円周方向に、コア４１ｂよりも低屈折率のクラッド４１ｃが覆設された多層構造となっており、それらの外周に設けられているフェルール４１ｄにより保持されている。なお、デュアルコアファイバに関する技術は、例えば、特開２００６−５１０９０６号公報に開示されている。

コア４１ａには、薄い層１２ａ（図２）から発せられた蛍光が入射するとともに、コア４１ｂには、厚い層１２ｂから薄い層１２ａを差し引いた層から発せられた蛍光が入射し、コア４１ａおよび４１ｂは、それぞれに入射した光を伝送する。

２次元イメージセンサ４３の受光面には、複数の受光素子が格子状に配置されており、デュアルコアファイバ４１のコア４１ａから射出された蛍光は、２次元イメージセンサ４３の受光面の中央の領域Ｘに集光され、デュアルコアファイバ４１のコア４１ｂから射出された蛍光は、２次元イメージセンサ４３の受光面の領域Ｘより外周側の環状の領域Ｙに集光される。

従って、２次元イメージセンサ４３の受光面の領域Ｘに配置されている受光素子からの出力に基づいて、薄い層１２ａから発せられた蛍光に基づく画像データＤａを取得することができるとともに、２次元イメージセンサ４３の受光面の領域Ｙに配置されている受光素子からの出力に基づいて、厚い層１２ｂから薄い層１２ａを差し引いた層から発せられた蛍光に基づく画像データＤｂを取得することができる。

このように、デュアルコアファイバ４１を利用することにより、簡易な構成で、試料１２から発せられる蛍光を分離し、２次元イメージセンサ４３によりそれぞれの層から発せられた蛍光を検出して、画像データＤａおよびＤｂを取得することができる。

また、例えば、２次元イメージセンサ４３の受光面の領域Ｘに配置されている受光素子からの出力と、領域Ｙに配置されている受光素子からの出力とを加算することにより、厚い層１２ｂの画像データＤを取得することができる。

次に、図９は、本発明を適用した共焦点顕微鏡の第４の実施の形態の一部の構成例を示す図である。

図９に示されている共焦点顕微鏡１１は、図１の共焦点顕微鏡１１の光分離部材２２、および２芯ファイバ２３に替えて、バンドルファイバ５１を備えて構成される。なお、図９の共焦点顕微鏡１１では、バンドルファイバ５１以外は図１の共焦点顕微鏡１１と同様に構成されており、その説明は省略する。

バンドルファイバ５１は、図９Ｂの断面図に示すように、複数の同一のコア径のファイバが束ねられて構成されており、図９Ａに示すように、射出側の端部において２本の束に分けられている。即ち、バンドルファイバ５１の射出側の端部は、バンドルファイバ５１の入射側において中央の円形領域（径ｒａの領域）にあるファイバ束５１ａと、ファイバ束５１ａの円周方向の環状領域（径ｒｂの領域から径ｒａの領域を差し引いた領域）にあるファイバ束５１ｂとに分けられている。

図１の対物レンズ１９により集光される蛍光のうち、薄い層１２ａ（図２）から発せられた蛍光がファイバ束５１ａに入射し、厚い層１２ｂから薄い層１２ａを差し引いた層から発せられた蛍光がファイバ束５１ｂに入射する。そして、ファイバ束５１ａに入射した蛍光は光検出器２４ａに射出され、ファイバ束５１ｂに入射した蛍光は光検出器２４ｂに射出される。

従って、光検出器２４ａからの出力に基づいて、薄い層１２ａから発せられた蛍光に基づく画像データＤａを取得することができるとともに、光検出器２４ｂからの出力に基づいて、厚い層１２ｂから薄い層１２ａを差し引いた層から発せられた蛍光に基づく画像データＤｂを取得することができる。

このように、バンドルファイバ５１を利用することにより、簡易な構成で、試料１２から発せられる蛍光を分離し、画像データＤａおよびＤｂを取得することができる。

なお、光検出器２４ａおよび２４ｂに替えて図７および８を参照して説明したような２次元イメージセンサ４３を利用することで、バンドルファイバ５１を分岐させずに、画像データＤａおよびＤｂを取得することができる。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

本発明を適用した共焦点顕微鏡の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図である。試料１２の観察対象となる層と、画像データとの関係を模式的に示した図である。２芯ファイバ２３の構成例を示す図である。２芯ファイバ２３の端面の構成例を示す図である。光分離部材２２における蛍光の分離について説明する図である。光分離部材２２の他の構成例を説明する図である。本発明を適用した共焦点顕微鏡の第２の実施の形態の一部の構成例を示す図である。本発明を適用した共焦点顕微鏡の第３の実施の形態の一部の構成例を示す図である。デュアルコアファイバ４１から射出される蛍光と２次元イメージセンサ４３との関係について説明する図である。本発明を適用した共焦点顕微鏡の第４の実施の形態の一部の構成例を示す図である。

符号の説明

１１共焦点顕微鏡，１２試料，１３ステージ，１４光源，１５照明用レンズ，１６励起フィルタ，１７ダイクロイックミラー，１８ガルバノミラー，１９対物レンズ，２０蛍光フィルタ，２１集光レンズ，２２光分離部材，２３２芯ファイバ２３，２３ａおよび２３ｂファイバ，２３ｃコア，２３ｄクラッド，２３ｅコア，２３ｆクラッド，２３ｇフェルール，２３ｈ反射膜，２４ａおよび２４ｂ光検出器，２５コンピュータ，２６ａ乃至２６ｃプラグ，２７ａ乃至２７ｃレセプタクル，２８ねじ，３１光分離部材，３２ａおよび３２ｂファイバ，３３ハーフミラー，４１デュアルコアファイバ，４１ａおよび４１ｂコア，４１ｃクラッド，４１ｄフェルール，４２レンズ，４３２次元イメージセンサ，５１バンドルファイバ，５１ａおよび５１ｂファイバ束

Claims

光源から射出される照明光を試料に集光する照明光学系と、
前記試料からの観察光を結像する結像光学系と、
前記観察光を検出する検出手段と、
前記結像光学系に関し前記試料の集光点と略共役な位置に前記観察光が入射する入射端面が配置され、入射した前記観察光を前記検出手段に伝達する複数の光伝達手段と
備え、
前記複数の光伝達手段は、その直径がそれぞれ異なる
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
前記観察光が入射する側の端部において、前記複数の光伝達手段を所定の中心間隔で保持し、端面に反射膜が設けられた保持手段と、
前記直径がそれぞれ異なる複数の光伝達手段のうちの、径の小さな光伝達手段の周囲にある前記反射膜により反射された観察光を、前記直径の大きな光伝達手段に向かって反射する反射膜を有する光分離部材と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の共焦点顕微鏡。
前記光伝達手段の両端には、前記光分離部材または前記検出手段に対して着脱が可能な接続部が設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載の共焦点顕微鏡。
前記観察光を分割する光分割手段をさらに備え、
前記光分割手段により分割された前記観察光は、前記複数の光伝達手段にそれぞれ入射することを特徴とする請求項１記載の共焦点顕微鏡。
前記複数の光伝達手段は、ある光伝達手段の円周方向に他の光伝達手段が覆設された多層構造である
ことを特徴とする請求項１に記載の共焦点顕微鏡。
前記複数の光伝達手段それぞれは、複数のファイバの束により構成され、ある光伝達手段となるファイバ束の円周方向に、他の光伝達手段となるファイバ束が配置されて構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の共焦点顕微鏡。