JP2013109080A - 顕微鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】波面変換素子と光束走査手段とが、互いに光学的に共役な位置となるように配置され、波面変換素子側から平行光束を入射させた際の第2のリレーレンズ群5bから該第2のリレーレンズ群5bの光束走査手段側の焦点位置F1までの距離が、光束走査手段側から平行光束を入射させた際の第2のリレーレンズ群5bから該第2のリレーレンズ群5bの波面変換素子側の焦点位置F2までの距離よりも長い顕微鏡装置を提供する。
【選択図】図3
Description
本発明は、光源から発せられた光束の波面を変換する波面変換素子と、該波面変換素子により波面が変換された前記光束を走査する光束走査手段と、前記波面変換素子により波面が変換された前記光束を前記光束走査手段へリレーするリレー光学系と、前記光束走査手段によって走査された前記光束が入射され、該入射された光束を標本に集光する対物レンズと、前記リレー光学系と前記光束走査手段との間に配置され、前記リレー光学系から出射する光束を透過させるとともに前記対物レンズおよび前記光束走査手段を介して入射する前記標本からの光を反射する光分岐手段と、該光分岐手段により反射された前記標本からの光を検出する検出手段を備え、前記リレー光学系が、前記波面変換素子側に配置された第1のリレーレンズ群と、前記光束走査手段側に配置された第2のリレーレンズ群とを備え、前記波面変換素子と前記光束走査手段とが、互いに光学的に共役な位置となるように配置され、前記波面変換素子側から前記第2のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第2のリレーレンズ群から該第2のリレーレンズ群の前記光束走査手段側の焦点位置までの距離が、前記光束走査手段側から前記第2のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第2のリレーレンズ群から該第2のリレーレンズ群の前記波面変換素子側の焦点位置までの距離よりも長い顕微鏡装置を提供する。
本発明の第1の実施形態に係る顕微鏡装置1について、図面を参照して以下に説明する。
第1の実施形態に係る顕微鏡装置1は、図1に示されるように、レーザ光源2から発せられた励起光の光束の波面を変換するデフォーマブルミラー(波面変換素子)4と、波面が変換された光束を走査するガルバノミラー(光束走査手段)7と、波面が変換された光束をガルバノミラー7へリレーするリレー光学系5と、ガルバノミラー7によって走査された光束が入射され、入射された光束を標本Aに集光する対物レンズ10と、リレー光学系5とガルバノミラー7との間に配置され、リレー光学系5から出射する光束を透過させるとともに対物レンズ10およびガルバノミラー7を介して入射する標本Aからの蛍光を反射するダイクロイックミラー(光分岐手段)6と、ダイクロイックミラー6により反射された標本Aからの蛍光を検出する検出器(検出手段)13とを備える。
本実施例に係る顕微鏡装置1のレンズ配列を図4に示し、レンズデータを表1に示す。図4において面番号は一部のみ表示し他を省略している。なお、第1のリレーレンズ群5aの焦点距離は200mmである。また、第1のリレーレンズ群5aの第1面S1から第1のリレーレンズ群5aのデフォーマブルミラー4側の焦点位置F3(デフォーマブルミラー4の配置位置)までの距離は199.3mmであり、第1のリレーレンズ群5aの第2面S2(最終面)から第1のリレーレンズ群5aのガルバノミラー7側の焦点位置F2までの距離は199.3mmである。
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
デフォーマブルミラー ∞ 199.3
(第1のリレーレンズ群5a)
1 208.3 5.0 1.5225 59.5
2 −208.8 221.9
(第2のリレーレンズ群5b)
3 −10.3 4.0 1.6480 49.2
4 11.5 2.5
5 38.0 6.0 1.7552 27.6
6 −11.6
次に、本発明の第2の実施形態に係る顕微鏡装置1について、図面を参照して以下に説明する。
第2の実施形態に係る顕微鏡装置1において、第1の実施形態に係る顕微鏡装置1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。リレー光学系5の構成は第1の実施形態に係る顕微鏡装置1と第2の実施形態に係る顕微鏡装置1とで同様である。
本実施例に係る顕微鏡装置1のレンズ配列を図6に示し、レンズデータを表2に示す。図6において面番号は一部のみ表示し他を省略している。なお、第1のリレーレンズ群5aの焦点距離は200mmである。また、第1のリレーレンズ群5aの第1面S1からデフォーマブルミラー4の配置位置までの距離は75.0mmであり、第1のリレーレンズ群5aの第2面S2(最終面)から第1のリレーレンズ群5aのガルバノミラー7側の焦点位置F2までの距離は199.3mmである。
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
デフォーマブルミラー ∞ 75.0
(第1のリレーレンズ群5a)
1 208.3 5.0 1.5225 59.5
2 −208.8 221.9
(第2のリレーレンズ群5b)
3 −10.3 4.0 1.6480 49.2
11.5 2.5
5 38.0 6.0 1.7552 27.6
6 −11.6
次に、本発明の第3の実施形態に係る顕微鏡装置1について、図面を参照して以下に説明する。
第3の実施形態に係る顕微鏡装置1において、第1の実施形態に係る顕微鏡装置1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。第3の実施形態に係る顕微鏡装置1と第1の実施形態に係る顕微鏡装置1は、第1のリレーレンズ群5aの構成が異なる。
本実施例に係る顕微鏡装置1のレンズ配列を図8に示し、レンズデータを表3に示す。図8において面番号は一部のみ表示し他を省略している。なお、第1のリレーレンズ群5aの焦点距離は200mmである。また、第1のリレーレンズ群5aの第1面S1から第1のリレーレンズ群5aのデフォーマブルミラー4側の焦点位置F3(デフォーマブルミラー4の配置位置)までの距離は360.0mmであり、第1のリレーレンズ群5aの第4面S4(最終面)から第1のリレーレンズ群5aのガルバノミラー7側の焦点位置F2までの距離は90.5mmである。
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
デフォーマブルミラー ∞ 360.0
(第1のリレーレンズ群5a)
1 46.2 24.0 1.7552 27.6
2 −152.1 10.2
3 −45.9 16.0 1.6480 49.2
4 41.3
(第2のリレーレンズ群5b)
5 −10.3 4.0 1.6480 49.2
6 11.5 2.5
7 38.0 6.0 1.7552 27.6
8 −11.6
次に、本発明の第4の実施形態に係る顕微鏡装置1について、図面を参照して以下に説明する。
第4の実施形態は第3の実施形態の変形例であり、第4の実施形態に係る顕微鏡装置1において、第3の実施形態に係る顕微鏡装置1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。リレー光学系5の構成は第3の実施形態に係る顕微鏡装置1と第4の実施形態に係る顕微鏡装置1とで同様である。
本実施例に係る顕微鏡装置1のレンズ配列を図10に示し、レンズデータを表4に示す。図10において面番号は一部のみ表示し他を省略している。なお、第1のリレーレンズ群5aの焦点距離は200mmである。また、第1のリレーレンズ群5aの第1面S1からデフォーマブルミラー4の配置位置までの距離は100.0mmであり、第1のリレーレンズ群5aの第4面S4(最終面)から第1のリレーレンズ群5aのガルバノミラー7側の焦点位置F2までの距離は90.5mmである。
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率 アッベ数
デフォーマブルミラー ∞ 100.0
(第1のリレーレンズ群5a)
1 46.2 24.0 1.7552 27.6
2 −152.1 10.2
3 −45.9 16.0 1.6480 49.2
4 41.3
(第2のリレーレンズ群5b)
5 −10.3 4.00 1.6480 49.2
6 11.5 2.50
7 38.0 6.00 1.7552 27.6
8 −11.6
第1の実施形態および第2の実施形態においては、第1のリレーレンズ群5aを1枚のレンズにて構成することとしたが、光学的な特性が同様であれば複数枚のレンズにて構成するようにしてもよい。また、第1の実施形態、第2の実施形態、第3の実施形態、および第4の実施形態においては、第2のリレーレンズ群5bを2枚のレンズで構成することとしたが、光学的な特性が同様であれば、1枚のレンズで構成しても、3枚以上のレンズで構成してもよい。
2 レーザ光源
3 コリメータレンズ
4 デフォーマブルミラー
5 リレー光学系
5a 第1のリレーレンズ群
5b 第2のリレーレンズ群
6 ダイクロイックミラー(光分岐手段)
7 ガルバノミラー
8 瞳投影レンズ
9 結像レンズ
10 対物レンズ
11 集光レンズ
12 ピンホール
13 検出器
A 標本
F1 第2のリレーレンズ群のガルバノミラー側の焦点位置
F2 第2のリレーレンズ群のデフォーマブルミラー側の焦点位置
F3 第1のリレーレンズ群のデフォーマブルミラー側の焦点位置
C1 第2のリレーレンズ群の基準位置
C10 第1のリレーレンズ群の基準位置
Claims (10)
- 光源から発せられた光束の波面を変換する波面変換素子と、
該波面変換素子により波面が変換された前記光束を走査する光束走査手段と、
前記波面変換素子により波面が変換された前記光束を前記光束走査手段へリレーするリレー光学系と、
前記光束走査手段によって走査された前記光束が入射され、該入射された光束を標本に集光する対物レンズと、
前記リレー光学系と前記光束走査手段との間に配置され、前記リレー光学系から出射する光束を透過させるとともに前記対物レンズおよび前記光束走査手段を介して入射する前記標本からの光を反射する光分岐手段と、
該光分岐手段により反射された前記標本からの光を検出する検出手段とを備え、
前記リレー光学系が、前記波面変換素子側から順に配置された第1のリレーレンズ群および第2のリレーレンズ群を備え、
前記波面変換素子と前記光束走査手段とが、互いに光学的に共役な位置となるように配置され、
前記波面変換素子側から前記第2のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第2のリレーレンズ群から該第2のリレーレンズ群の前記光束走査手段側の焦点位置までの距離が、前記光束走査手段側から前記第2のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第2のリレーレンズ群から該第2のリレーレンズ群の前記波面変換素子側の焦点位置までの距離よりも長い顕微鏡装置。 - 前記波面変換素子側から前記第2のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第2のリレーレンズ群から該第2のリレーレンズ群の前記光束走査手段側の焦点位置までの距離が、前記第2のリレーレンズ群の焦点距離よりも長い請求項1に記載の顕微鏡装置。
- 前記第2のリレーレンズ群が、前記光束走査手段側に配置された凸レンズと、前記波面変換素子側に配置された凹レンズを備える請求項1または請求項2に記載の顕微鏡装置。
- 前記波面変換素子側から前記第2のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記凸レンズの主点および前記凹レンズの主点と等距離となる基準位置から前記第2のリレーレンズ群の前記光束走査手段側の焦点位置までの距離が、前記光束走査手段側から前記第2のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記基準位置から前記第2リレーレンズ群の前記波面変換素子側の焦点位置までの距離よりも長い請求項3に記載の顕微鏡装置。
- 前記光束走査手段側から前記第1のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第1のリレーレンズ群から該第1のリレーレンズ群の前記波面変換素子側の焦点位置までの距離が、前記波面変換素子側から前記第1のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第1のリレーレンズ群から該第1のリレーレンズ群の前記光束走査手段側の焦点位置までの距離よりも長い請求項1に記載の顕微鏡装置。
- 前記光束走査手段側から前記第1のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第1のリレーレンズ群から該第1のリレーレンズ群の前記波面変換素子側の焦点位置までの距離が、前記第1のリレーレンズ群の焦点距離よりも長い請求項5に記載の顕微鏡装置。
- 前記第1のリレーレンズ群が、前記波面変換素子側に配置された凸レンズと、前記光束走査手段側に配置された凹レンズを備える請求項5または請求項6に記載の顕微鏡装置。
- 前記光束走査手段側から前記第1のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記凸レンズの主点および前記凹レンズの主点と等距離となる基準位置から前記第1のリレーレンズ群の前記波面変換素子側の焦点位置までの距離が、前記波面変換素子側から前記第1のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記基準位置から前記第1リレーレンズ群の前記光束走査手段側の焦点位置までの距離よりも長い請求項7に記載の顕微鏡装置。
- 前記波面変換素子が、前記光束走査手段側から前記第1のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第1のリレーレンズ群の前記波面変換素子側の焦点位置に配置され、
前記光束走査手段が、前記波面変換素子側から前記第2のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第2のリレーレンズ群の前記光束走査手段側の焦点位置に配置され、
前記第1のリレーレンズ群と前記第2のリレーレンズ群が、前記波面変換素子側から前記第1のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第1のリレーレンズ群の前記光束走査手段側の焦点位置と、前記光束走査手段側から前記第2のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第2のリレーレンズ群の前記波面変換素子側の焦点位置とが一致するように配置された請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の顕微鏡装置。 - 前記波面変換素子から前記第1のリレーレンズ群に入射される光束が平行光束とされており、
前記波面変換素子から前記第1のリレーレンズ群までの距離が、前記光束走査手段側から前記第1のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第1のリレーレンズ群から該第1のリレーレンズ群の前記波面変換素子側の焦点位置までの距離よりも短く、
前記光束走査手段から前記第2のリレーレンズ群までの距離が、前記波面変換素子側から前記第2のリレーレンズ群に平行光束を入射させた際の前記第2のリレーレンズ群から該第2のリレーレンズ群の前記光学走査手段側の焦点位置までの距離よりも長い請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の顕微鏡装置。
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