JP2015125084A - 蛍光観察装置、及び光学部材 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の試料に対する蛍光観察を容易に実施可能な蛍光観察装置、及び光学部材を提供する。
【解決手段】蛍光観察装置１は、励起光を含む波長の光を出射する光源部１０と、互いに対向する一対の反射膜、及び、一対の反射膜のギャップ寸法を変更可能なギャップ変更部を有し、光源部１０の光出射方向に対して一対の反射膜が所定の角度で傾斜して配置され、光源部からの光のうちギャップ寸法に応じた所定波長以外の光を第一方向Ｌ２に出射させ、第一方向Ｌ２から入射された光のうちギャップ寸法に応じた所定波長の光を第二方向Ｌ３に出射させる第一波長可変干渉フィルター５と、第一波長可変干渉フィルター５から第二方向Ｌ３に出射された光を観察する観察部２０と、を具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光観察装置、及び光学部材に関する。

従来、検査対象（試料）から出射された蛍光を観察する蛍光観察装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の装置は、光源部から出射された光を励起光フィルターに入射させ、励起光フィルターを透過した励起光をダイクロイックミラーで試料側に反射させる。また、試料から発せられた蛍光は、ダイクロイックミラー及び励起光カットフィルターを透過して、接眼レンズや撮像ユニット等の観察手段に入射される。

特開２０１３−２０２０４号公報

ところで、上記特許文献１に記載のような、従来の蛍光観察装置では、例えば別の試料から発せられる蛍光を観察したい場合、試料に応じて励起光の波長が異なるので、励起光フィルターや励起光カットフィルターを交換する必要があり、蛍光観察の作業手間がかかるという課題がある。

本発明は、複数の試料に対する蛍光観察を容易に実施可能な蛍光観察装置、及び光学部材を提供することを目的とする。

本発明の蛍光観察装置は、励起光を含む波長の光を出射する光源部と、互いに対向する一対の反射膜、及び、前記一対の反射膜のギャップ寸法を変更可能なギャップ変更部を有し、前記光源部の光出射方向に対して前記一対の反射膜が所定の角度で傾斜して配置され、前記光源部からの光のうち前記ギャップ寸法に応じた所定波長以外の光を第一方向に出射させ、前記第一方向から入射された光のうち前記ギャップ寸法に応じた前記所定波長の光を第二方向に出射させる第一波長可変干渉フィルターと、前記第一波長可変干渉フィルターから前記第二方向に出射された光を観察する観察部と、を具備していることを特徴とする。

ここで、本発明における観察部としては、例えば蛍光を直接観察する接眼レンズ等の構成や、撮像素子により蛍光を撮像する構成などが含まれる。
本発明では、第一波長可変干渉フィルターは、光源部からの光を反射膜間で干渉させて、当該光のうち所定波長以外の光を第一方向に出射させる。また、第一方向から入射された光を反射膜間で干渉させて、当該光のうち所定波長の光を第二方向に出射させる。
すなわち、本発明の第一波長可変干渉フィルターには、２回光が入射され、ギャップ寸法に応じた所定波長の光と、それ以外の波長の光をそれぞれ異なる方向に出射させる。
このような構成では、第一波長可変干渉フィルターの第一方向側に蛍光を発する試料を配置する。また、第一波長可変干渉フィルターにおける反射膜間のギャップ寸法を蛍光の波長（所定波長）に対応した寸法に設定する。これにより、所定波長以外の光である光源部からの励起光は、第一波長可変干渉フィルターから第一方向に出射され試料に入射され、所定波長の光である試料からの蛍光は、第一波長可変干渉フィルターから第二方向に出射され、観察部に入射される。この際、本発明では、第一波長可変干渉フィルターのギャップ変更部により、一対の反射膜間のギャップ寸法を変化させることができる。したがって、試料を交換した場合でも、当該交換された試料の蛍光に合わせて反射膜間のギャップ寸法を変更すれば当該試料に対する蛍光の観察を実施できる。よって、構成部品を交換する等の煩雑な操作が不要となり、複数の試料に対する蛍光観察を容易に実施できる。

本発明の蛍光観察装置において、前記光源部及び前記第一波長可変干渉フィルターの間に、互いに対向する一対の反射膜、及び、前記一対の反射膜のギャップ寸法を変更可能なギャップ変更部を有する第二波長可変干渉フィルターが設けられていることが好ましい。

本発明では、第二波長可変干渉フィルターにおける反射膜間のギャップ寸法を、光源部からの励起光に応じた寸法に調整することで、励起光を精度よく第一波長可変干渉フィルター側に出射させることができる。このような構成では、第一波長可変干渉フィルターに入射する光のノイズ成分が減少する。つまり、第一方向に出射させる励起光の光量を維持したまま、第一波長可変干渉フィルターから第一方向以外の方向に出射される光の光量を減退させることができる。これにより、蛍光観察の精度を向上させることができる。

本発明の蛍光観察装置において、前記第一波長可変干渉フィルター及び前記観察部との間に、互いに対向する一対の反射膜、及び、前記一対の反射膜のギャップ寸法を変更可能なギャップ変更部を有する第三波長可変干渉フィルターが設けられていることが好ましい。

本発明では、第三波長可変干渉フィルターにおける反射膜間のギャップ寸法を、蛍光の波長に応じた寸法に調整する。これにより、観察部に入射される蛍光以外の光成分（ノイズ成分）が減少するため、より蛍光観察の精度を向上させることができる。

本発明の蛍光観察装置において、前記光源部及び第一波長可変干渉フィルターの間に設けられ、入射光の偏光方向を直線偏光に揃える偏光光学素子を備えていることが好ましい。
ここで、偏光光学素子としては、例えば第一直線偏光方向の光（例えばＳ偏光）を遮光し、第一直線偏光方向と直交する第二直線偏光方向の光（例えばＰ偏光）を透過させる偏光板等を例示できる。また、第一直線偏光方向の光を第二直線偏光方向の光に変換して透過させ、第二直線偏光方向の光をそのまま透過させる偏光変換素子等を用いてもよい。
本発明において第一波長可変干渉フィルターには、反射膜に対して傾斜する角度から光源部からの光（励起光）が入射される。ここで、光源部からの光に複数の直線偏光方向が含まれる場合（例えば円偏光光等）、第一波長可変干渉フィルターの反射膜において、反射又は透過する光の波長がずれることがある。この場合、本来必要となる励起光の光量が低下し、試料における蛍光発光量が減少することが考えられる。
これに対して、本発明では、光源部及び第一波長可変干渉フィルターの間に配置された偏光光学素子により、光源部からの励起光の偏光方向を所定の直線偏光方向に揃えて第一波長可変干渉フィルター側に出射するため、第一波長可変干渉フィルターにおいて偏光方向の違いによる波長シフトが抑制され、試料に対応した励起光を第一方向側に出射させることができる。

本発明の蛍光観察装置において、前記第一波長可変干渉フィルターの前記第一方向側に設けられ、入射光の偏光方向を直線偏光に揃える偏光光学素子を備えていることが好ましい。
偏光光学素子としては、上述のように、偏光板や偏光変換素子を例示できる。
本発明において、第一波長可変干渉フィルターには、第一方向に配置された試料からの蛍光が反射膜に対して傾斜する角度で入射される。したがって、上記したように、偏光方向が異なる蛍光を用いると、波長シフトが生じるおそれがあり、特に蛍光スペクトルを測定したい場合等において精度低下を招くおそれがある。
これに対して、本発明では、第一波長可変干渉フィルター及び試料の間に配置された偏光光学素子により、試料から発せられた蛍光の偏光方向を所定の直線偏光方向に揃えることができる。したがって、波長シフトを抑制でき、蛍光観察の精度を向上させることができる。

本発明の光学部材は、光入射方向に対して傾斜し、互いに対向する一対の反射膜と、前記一対の反射膜のギャップ寸法を変更可能なギャップ変更部と、を有し、前記光入射方向から入射した光のうち前記ギャップ寸法に応じた所定波長以外の光を第一方向に出射させ、前記第一方向から入射された光のうち前記ギャップ寸法に応じた前記所定波長の光を第二方向に出射させることを特徴とする。

上述したように、従来、所定の光入射方向から入射された光を第一方向に出射し、第一方向から入射された光を第二方向に出射する光学部材として、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリズム等が知られている。しかしながら、これらの光学部材では、出射（反射又は透過）させる光の波長域が予め設定された値となり、変化させることができない。
これに対して、本発明における光学部材は、上記のように一対の反射膜間のギャップ寸法を変化させることにより、出射（反射及び透過）させる波長域を容易に変化させることができる。

第一実施形態の蛍光観察装置の概略構成を示す図。 波長可変干渉フィルターの平面図。 図２におけるＡ−Ａ線を切断した際の断面図。 第一実施形態の波長可変干渉フィルターの透過波長及び反射波長を示す図。 第二実施形態の蛍光観察装置の概略構成を示す図。 第三実施形態の蛍光観察装置の概略構成を示す図。

［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態の蛍光観察装置について、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の蛍光観察装置１における概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態の蛍光観察装置１は、光源部１０と、偏光板１１と、波長可変干渉フィルター５と、対物レンズ１２と、ライトアブソーバー１３と、観察部２０と、制御部３０とを備えている。
この蛍光観察装置１は、光源部１０からの光を試料Ａに照射し、試料Ａから発せられる蛍光を観察部２０で観察する装置である。

［光源部の構成］
光源部１０は、波長可変干渉フィルター５に向かう方向 （光入射方向Ｌ１）に光を照射する。光源部１０から出射される光は、試料Ａにおいて蛍光を発するための励起光を含む。本発明では、試料Ａを他の種別の試料に交換した際でも蛍光観察を実施するため、観察対象となる複数の試料に対応した励起光を含む光を出射させることが好ましい。具体的には、光源部１０は、例えば、３８０ｎｍ〜７００ｎｍの可視光から近赤外光を含む白色光を出力する白色光源を備える構成とすることが好ましい。

偏光板１１は、本発明の偏光光学素子であり、光源部１０及び波長可変干渉フィルター５の間で、光源部１０から射出された光の光路上に設けられる。この偏光板１１は、光源部１０からの光を所定の直線偏光方向に揃える。具体的には、偏光板１１は、Ｓ偏光光を透過させ、Ｐ偏光光を遮光する。なお、偏光光学素子としては、入射光を１つの直線偏光方向に揃える偏光変換素子が用いられてもよい。この場合、例えばＳ偏光光をそのまま透過させ、Ｐ偏光光をＳ偏光光に変換した上で透過させる。これにより、偏光板を用いる場合よりも光量減少を抑えることができる。

［波長可変干渉フィルターの構成］
図２は、本実施形態における波長可変干渉フィルターの平面図、図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、本発明における第一波長可変干渉フィルター及び光学部材に相当し、光源部１０からの出射される光の光進行方向（光入射方向Ｌ１）に対して所定の角度（例えば、本実施形態では４５度）で傾斜して配置されている。
この波長可変干渉フィルター５は、ファブリーペローエタロンであり、一対の基板（固定基板５１、可動基板５２）を備えている。これらの基板５１，５２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。なお、本実施形態では、測定対象の赤外域における分光画像を取得するものであるため、基板５１，５２として、赤外域の光を透過可能なシリコン等により構成されていてもよい。
そして、これらの固定基板５１及び可動基板５２は、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３により接合されることで、一体的に構成されている。

そして、固定基板５１には、本発明における第一波長可変干渉フィルターの一対の反射膜の一方である固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２には、一対の反射膜の他方である可動反射膜５５が設けられている。これらの固定反射膜５４および可動反射膜５５は、反射膜間ギャップＧ１を介して対向配置されている。そして、波長可変干渉フィルター５には、この反射膜間ギャップＧ１のギャップ量を調整（変更）するのに用いられる、本発明のギャップ変更部である静電アクチュエーター５６が設けられている。この静電アクチュエーター５６は、固定基板５１に設けられた固定電極５６１と、可動基板５２に設けられた可動電極５６２とにより構成されている。これらの固定電極５６１，可動電極５６２は、電極間ギャップを介して対向する。ここで、これらの固定電極５６１，可動電極５６２は、それぞれ固定基板５１及び可動基板５２の基板表面に直接設けられる構成であってもよく、他の膜部材を介して設けられる構成であってもよい。
また、本実施形態における波長可変干渉フィルター５では、固定基板５１（可動基板５２）の基板厚み方向から見た図２に示すような平面視（以降、フィルター平面視と称する）において、固定基板５１及び可動基板５２の平面中心点Ｏは、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の中心点と一致し、かつ後述する可動部５２１の中心点と一致する。

（固定基板の構成）
固定基板５１には、例えばエッチング等により電極配置溝５１１および反射膜設置部５１２が形成されている。また、固定基板５１の頂点Ｃ１には、切欠部５１４が形成されており、波長可変干渉フィルター５を固定基板５１側から見た際に、後述する可動電極パッド５６４Ｐが露出する。

電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１の平面中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部５１２は、前記平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成されている。この電極配置溝５１１の溝底面は、固定電極５６１が配置される電極設置面５１１Ａとなる。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、反射膜設置面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁の頂点Ｃ１，頂点Ｃ２に向かって延出する電極引出溝５１１Ｂが設けられている。

電極配置溝５１１の電極設置面５１１Ａには、固定電極５６１が設けられている。より具体的には、固定電極５６１は、電極設置面５１１Ａのうち、後述する可動部５２１の可動電極５６２に対向する領域に設けられている。また、固定電極５６１上に、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２方向に延出する固定引出電極５６３が設けられている。この固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、図示略のドライバ回路を介して制御部３０に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。

反射膜設置部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜設置部５１２の可動基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを備えている。
この反射膜設置部５１２には、図２及び図３に示すように、固定反射膜５４が設置されている。この固定反射膜５４としては、例えばＡｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等の合金膜を用いることができる。また、例えば高屈折層をＴｉＯ_２、低屈折層をＳｉＯ_２とした誘電体多層膜を用いてもよい。さらに、誘電体多層膜上に金属膜（又は合金膜）を積層した反射膜や、金属膜（又は合金膜）上に誘電体多層膜を積層した反射膜、単層の屈折層（ＴｉＯ_２やＳｉＯ_２等）と金属膜（又は合金膜）とを積層した反射膜などを用いてもよい。

そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面のうち、エッチングにより、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、及び電極引出溝５１１Ｂが形成されない面は、第一接合部５１３を構成する。この第一接合部５１３は、接合膜５３により可動基板５２に接合される。

（可動基板の構成）
可動基板５２は、図２に示すようなフィルター平面視において、平面中心点Ｏを中心とした円形状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、保持部５２２の外側に設けられた基板外周部５２５と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に対応して、切欠部５２４が形成されており、波長可変干渉フィルター５を可動基板５２側から見た際に、固定電極パッド５６３Ｐが露出する。

可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置面５１２Ａの外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、この可動部５２１には、可動電極５６２及び可動反射膜５５が設けられている。

可動電極５６２は、電極間ギャップを介して固定電極５６１に対向し、固定電極５６１と同一形状となる環状に形成されている。また、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から可動基板５２の頂点Ｃ１に向かって延出する可動引出電極５６４を備えている。この可動引出電極５６４の延出先端部（可動基板５２の頂点Ｃ１に位置する部分）は、図示略のドライバ回路を介して制御部３０に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
可動反射膜５５は、可動部５２１の可動面５２１Ａの中心部に、固定反射膜５４と反射膜間ギャップＧ１を介して対向して設けられる。この可動反射膜５５としては、上述した固定反射膜５４と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、本実施形態では、上述したように、電極間ギャップのギャップ量が反射膜間ギャップＧ１のギャップ量よりも大きい例を示すがこれに限定されない。例えば、測定対象光として赤外線や遠赤外線を用いる場合等、測定対象光の波長域によっては、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量が、電極間ギャップのギャップ量よりも大きくなる構成としてもよい。

保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイアフラムであり、可動部５２１よりも厚み寸法が小さく形成されている。このような保持部５２２は、可動部５２１よりも撓みやすく、僅かな静電引力により、可動部５２１を固定基板５１側に変位させることが可能となる。この際、可動部５２１が保持部５２２よりも厚み寸法が大きく、剛性が大きくなるため、保持部５２２が静電引力により固定基板５１側に引っ張られた場合でも、可動部５２１の形状変化が起こらない。したがって、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５の撓みも生じず、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を常に平行状態に維持することが可能となる。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部５２２を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点Ｏを中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成などとしてもよい。

基板外周部５２５は、上述したように、フィルター平面視において保持部５２２の外側に設けられている。この基板外周部５２５の固定基板５１に対向する面は、第一接合部５１３に対向し、接合膜５３により固定基板５１に接合される。

（波長可変干渉フィルターの配置及び特性）
図４は、波長可変干渉フィルター５を透過及び反射する光の波長の一例を示す図である。
上述したように、波長可変干渉フィルター５は、光入射方向Ｌ１に対して４５度で傾斜して配置されている。このような波長可変干渉フィルター５では、光源部１０から光入射方向Ｌ１に沿って入射された光のうち、反射膜５４，５５間のギャップ寸法に応じた所定波長を光入射方向Ｌ１に沿って透過させ、それ以外の光を対物レンズ１２に向かう第一方向に反射させる。
また、第一方向から入射された光（対物レンズ１２側から波長可変干渉フィルター５に向かって入射された光）のうち、反射膜５４，５５間のギャップ寸法に応じた所定波長を第一方向とは反対方向となる第二方向に向かって透過させ、それ以外の光を光入射方向とは反対方向（光源部１０側）に反射する。
したがって、本実施形態では、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を制御し、反射膜５４，５５間のギャップ寸法を、試料Ａから発せられる蛍光の波長に対応した寸法に設定する。これにより、励起光を受けて試料Ａから発せられた蛍光は、波長可変干渉フィルター５を第一方向から第二方向に透過し、観察部２０に入射され、それ以外の光の観察部２０への入射を抑制できる。

（対物レンズ及びライトアブソーバーの構成）
対物レンズ１２は、波長可変干渉フィルター５の第一方向側に配置され、試料Ａが載置される載置部（図示略）に対向する。この対物レンズ１２は、複数のレンズにより構成され、波長可変干渉フィルター５からの光を試料Ａに集光させ、試料Ａの像を観察部２０で結像させる。

ライトアブソーバー１３は、波長可変干渉フィルター５の光源部１０が配置される方向とは逆側に配置されている。このライトアブソーバー１３は、光源部１０側から入射した光のうち透過成分を吸収して迷光が観察部２０側に回り込む不都合を抑制する。

（観察部の構成）
観察部２０は、波長可変干渉フィルター５を透過した光（蛍光）を観察（測定）する機構である。この観察部２０としては、例えば、接眼レンズ等を備え、対物レンズ１２により導かれた試料Ａの像を所定の焦点位置で結像させる構成が挙げられる。その他、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）素子等の撮像素子により蛍光を撮像する構成等としてもよい。さらに、観察部２０に入射された光を、ビームスプリッター等により分岐させ、一方を接眼レンズに導き、他方を撮像素子に導く構成などとしてもよい。

（制御部の構成）
次に、蛍光観察装置１の制御部３０について説明する。
制御部３０は、例えばＣＰＵやメモリー等が組み合わされることで構成され、蛍光観察装置１の全体動作を制御する。制御部３０のメモリーには、波長可変干渉フィルター５を透過させる光の波長と、当該波長に対応して静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧との関係を示すＶ−λデータが記憶されている。
なお、Ｖ−λデータとしては、試料Ａの種類と、当該試料Ａに対して励起光を照射した際に発せられる蛍光の波長と、当該波長に対応して静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧との関係が記録されていてもよい。

そして、制御部３０は、例えば測定者により、図示略の操作部（例えばキーボード等）が操作されて観察対象の蛍光の波長が設定入力されると、Ｖ−λデータから設定入力された波長に対する駆動電圧を読み出す。そして、読み出した駆動電圧を静電アクチュエーター５６に印加させる旨の指令信号を、波長可変干渉フィルター５を駆動させるドライバ回路（図示略）に出力する。これにより、波長可変干渉フィルター５の反射膜５４，５５間のギャップ寸法が、所望値に設定され、試料Ａから発せられた蛍光が観察部２０に入射される。

（蛍光観察装置における蛍光観察手順）
上述のような蛍光観察装置１により、試料Ａの蛍光を観察する場合、制御部３０は、測定者の操作により入力された、試料Ａの蛍光に対応した波長に対応した駆動電圧を、Ｖ−λデータから読み出す。そして、制御部３０は、ドライバ回路に指令信号を出力し、読み出された駆動電圧を波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加させる。
次に、制御部３０は、光源部１０を駆動させ、白色光を光入射方向Ｌ１に出射させる。

光源部１０から出射された光は、偏光板１１を透過することで、Ｓ偏光方向に揃えられ、波長可変干渉フィルター５に入射される。
波長可変干渉フィルター５は、上述のように、試料Ａから発せられる蛍光の波長（蛍光波長）が透過可能に設定されているため、蛍光波長以外の励起光を含む光は、波長可変干渉フィルター５の反射膜５４，５５間で干渉した後、第一方向Ｌ２に反射され、対物レンズ１２から試料Ａに照射される。この際、偏光板１１により入射光の偏光方向がＳ偏光方向に揃えられているため、干渉の際の波長シフトが抑制される。
また、光源部１０からの光のうち蛍光波長の光は透過されるが、ライトアブソーバー１３により吸収されることで、迷光となる不都合を抑制できる。

試料Ａに励起光が照射されると、蛍光が発せられ、対物レンズ１２から波長可変干渉フィルター５に入射される。ここで、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６には、蛍光波長に対応する電圧が印加されているため、対物レンズ１２から波長可変干渉フィルター５に入射された蛍光は、干渉により第二方向Ｌ３側に透過され、観察部２０に入射される。また、蛍光以外の光成分は、波長可変干渉フィルター５から光源部１０側に反射される。これにより、観察部２０において、試料Ａに対する蛍光を観察することが可能となる。
また、試料Ａを別の種別の試料に交換する場合は、交換した試料が発する蛍光の波長に応じて、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を変更する。これにより、上記と同様、波長可変干渉フィルター５から第二方向Ｌ３側に出射される光の波長も変化し、交換した試料の蛍光観察を容易に実施することができる。

［第一実施形態の作用効果］
本実施形態では、波長可変干渉フィルター５は、光入射方向Ｌ１に沿って入射される光源部１０からの光のうち、反射膜５４，５５間のギャップ寸法に応じた所定波長以外の励起光を含む光を第一方向Ｌ２側に反射し、試料Ａに入射させる。また、波長可変干渉フィルター５は、試料Ａ側から入射した光のうち、反射膜５４，５５間のギャップ寸法に応じた所定波長の光を第二方向Ｌ３側に透過し、観察部２０に入射させる。そして、波長可変干渉フィルター５は、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を変化させることで、反射膜５４，５５間のギャップ寸法を変化させて透過させる光の波長を変化させることができる。
このため、蛍光波長がそれぞれ異なる複数の試料に対する蛍光観察を実施したい場合でも、設置する試料の蛍光波長に応じて、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を変化させることで、容易に複数の試料に対する蛍光観察を実施できる。
また、蛍光の各波長における光量に基づいて分光スペクトルを測定したい場合でも、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を順次変化させることで、各波長の光量を観察部２０に導くことができる。したがって、観察部２０として、受光量に応じた信号を出力する受光手段を用いることで、各波長の光量を測定でき、試料Ａからの蛍光の分光スペクトルを測定することもできる。

本実施形態では、光源部１０及び波長可変干渉フィルター５の間に、光源部１０からの光をＳ偏光光に揃える偏光板１１が設けられている。
このため、反射膜５４，５５間で入射光を干渉させた際に、円偏光光よりも波長の変動を抑制できる。励起光の波長シフトを抑えることで、光量の高い励起光を試料Ａに照射でき、蛍光光量も増加させることができるため、観察精度を向上させることができる。
また、偏光板１１により、光源からの光の偏光方向をＳ偏光光に揃えることで、反射特性を向上させることができる。したがって、波長可変干渉フィルター５において、反射膜５４，５５間で反射特性が向上し、干渉により励起光を効率よく第一方向Ｌ２側に反射させることができる。また、光入射方向Ｌ１から波長可変干渉フィルター５に入射した光のうち、反射膜５４，５５のギャップ寸法に応じた所定波長以外の光成分も一部ライトアブソーバー１３側に透過する。ここで、本実施形態では、偏光方向をＳ偏光に揃えることで、Ｐ偏光に揃える場合に比べて透過特性が低くでき、励起光の光量減退を抑制できる。

さらに、波長可変干渉フィルター５の光源部１０とは反対側には、ライトアブソーバー１３が設けられている。本実施形態では、光源部１０から出射される白色光のうち、蛍光波長の光が波長可変干渉フィルター５を透過することになるが、この透過した蛍光波長の光は、ライトアブソーバー１３に吸収される。したがって、光源部１０から出射された光のうち、波長可変干渉フィルター５を透過した光が迷光として観察部２０に入射される不都合を抑制でき、蛍光観察の精度向上を図れる。

［第二実施形態］
次に本発明の第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上述した第一実施形態では、励起光が波長可変干渉フィルター５で反射する際の波長シフトを抑制するために、光源部１０及び波長可変干渉フィルター５の間に偏光板１１を配置する例を示した。
これに対して、第二実施形態では、波長可変干渉フィルター５の第一方向Ｌ２側に偏光板１４（偏光光学素子）が配置される点で、上記第一実施形態と相違する。

図５は、本発明に係る第二実施形態の蛍光観察装置１Ａの概略構成を示す図である。なお、以降の説明にあたり、既に説明した構成については同一符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
図５に示すように、本実施形態の蛍光観察装置１Ａは、波長可変干渉フィルター５及び対物レンズ１２の間に、偏光板１４が設けられている。この偏光板１４は、偏光板１１と同一方向に光の偏光方向を揃える。例えば、本実施形態では、偏光板１１は、光源部１０からの光（円偏光光）をＳ偏光光に揃え、偏光板１４は、試料Ａから入射された入射光（蛍光）をＳ偏光光に揃える。なお、上記第一実施形態の偏光板１１と同様、偏光光学素子として、偏光変換素子が用いられてもよい。波長可変干渉フィルター５において、光入射方向Ｌ１から第一方向Ｌ２側に反射される励起光を含む光はＳ偏光光となるため、偏光板１４を透過して試料Ａに照射される。

また、試料Ａに励起光が照射されることで発せられる蛍光は、偏光板１４でＳ偏光光になる。このため、蛍光が波長可変干渉フィルター５に入射した際の波長シフトを抑制でき、精度の高い蛍光観察を実施できる。
また、試料Ａから出射した蛍光は、偏光板１４によりＳ偏光光に揃えられるため、上記実施形態と同様、反射膜５４，５５間における反射特性を向上でき、波長可変干渉フィルター５の分解能を向上させることができる。したがって、より蛍光観察の精度を向上させることができる。

［第三実施形態］
次に本発明の第三実施形態について、図面に基づいて説明する。
上述した第一及び第二実施形態では、光源部１０から出射された白色光を波長可変干渉フィルター５に入射させる例を示した。これに対して、第三実施形態は、波長可変干渉フィルター５に励起光を入射させる点で、上記第一及び第二実施形態と相違する。

図６は、本発明に係る第三実施形態の蛍光観察装置１Ｂの概略構成を示す図である。
図６に示すように、本実施形態の蛍光観察装置１Ｂは、波長可変干渉フィルター５及び光源部１０の間に、本発明の第二波長可変干渉フィルターである励起光選択フィルター５Ａが設けられる。また、波長可変干渉フィルター５及び観察部２０の間に、本発明の第三波長可変干渉フィルターであるカットフィルター５Ｂが設けられる。
これらの励起光選択フィルター５Ａ、及び、カットフィルター５Ｂの具体的な構成は、図２及び図３に示すような波長可変干渉フィルター５と同様であるため、ここでの説明は省略する。

励起光選択フィルター５Ａは、光源部１０及び偏光板１１の間に設けられていてもよく、偏光板１１及び波長可変干渉フィルター５の間に設けられていてもよい。
励起光選択フィルター５Ａは、図示略のドライバ回路を介して制御部３０に接続される。
また、カットフィルター５Ｂも同様に、図示略のドライバ回路を介して制御部３０に接続される。

そして、本実施形態の制御部３０のメモリーには、波長可変干渉フィルター５に対するＶ−λデータとは別に、フィルター５Ａ，５Ｂに対するＶ−λデータが記憶されている。
つまり、波長可変干渉フィルター５は、光入射方向に対して反射膜５４，５５が傾斜するのに対し、フィルター５Ａ，５Ｂは、光入射方向に対して反射膜５４，５５が垂直に設けられている。したがって、反射膜５４，５５間のギャップ寸法に対して透過（反射）する光の波長が異なる。このため、本実施形態では、フィルター５Ａ，５Ｂに対するＶ−λデータが別途メモリーに記憶されている。

そして、制御部３０は、例えば測定者の設定入力により励起光の波長が入力されると、当該励起光の波長に対応する駆動電圧をＶ−λデータから読み出す。そして、読み出した駆動電圧を励起光選択フィルター５Ａの静電アクチュエーター５６に印加させるべく、ドライバ回路に指令信号を出力する。これにより、光源部１０から出射された光のうち、設定された波長の励起光が励起光選択フィルター５Ａを透過して、波長可変干渉フィルター５に入射し、当該波長可変干渉フィルター５で第一方向Ｌ２側に反射されて試料Ａに照射される。

また、制御部３０は、例えば測定者の設定入力により試料Ａの蛍光が入力されると、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に加え、カットフィルター５Ｂの静電アクチュエーター５６にも、蛍光波長の光を透過させるための駆動電圧を印加させる。
これにより、カットフィルター５Ｂにより、例えば励起光等の迷光成分が観察部２０に入射される不都合を抑制でき、蛍光観察の精度向上を図れる。

［その他の実施形態］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

上記実施形態において、ギャップ変更部として、静電アクチュエーター５６を例示したがこれに限定されない。ギャップ変更部としては、例えば圧電アクチュエーターへの印加電圧を制御することで、圧電アクチュエーターを伸縮させ、反射膜間のギャップを変化させる構成などとしてもよい。また、その他、空気圧を用いるアクチュエーターや、誘電コイルと磁石とを用いて磁力により反射膜間のギャップを変化させる構成等を例示できる。

第三実施形態において、波長可変干渉フィルター５に加え、励起光選択フィルター５Ａ及びカットフィルター５Ｂの双方が設けられる構成を例示したが、例えば、励起光選択フィルター５Ａ及びカットフィルター５Ｂのいずれか一方のみが設けられる構成などとしてもよい。

第二実施形態において、２つの偏光板１１，１４が設けられる例を示したが、偏光板１１が設けられず、偏光板１４のみが設けられる構成などとしてもよい。
また、第一実施形態に対して２つの偏光板１１，１４を設ける構成を第二実施形態として例示したが、例えば、第三実施形態の蛍光観察装置１Ｂに対して２つの偏光板１１，１４を設ける構成などとしてもよい。

上記各実施形態では、観察部２０として、接眼レンズ等により蛍光を観察するための方法を例示し、波長可変干渉フィルター５やカットフィルター５Ｂの静電アクチュエーター５６に、蛍光波長に対応した駆動電圧を印加する例を示したがこれに限定されない。
例えば、上述のように、観察部２０として、光を受光して光量を検出する受光手段が設けられている場合では、制御部３０は、受光手段で検出された受光量に基づき、蛍光の分光スペクトルを測定してもよい。
この場合、制御部３０は、波長可変干渉フィルター５やカットフィルター５Ｂに印加する駆動電圧を順次変化させる。これにより、試料Ａから入射された蛍光のうち、波長可変干渉フィルター５から第二方向Ｌ３に透過される光の波長が順次切り替わり、観察部２０の受光手段で受光される。制御部３０は、これらの各波長の光の光量を取得して、試料Ａから発せられる蛍光の分光スペクトルを算出する。
また、上記のように、蛍光の分光スペクトルを測定する場合では、偏光板１１，１４を設けることで、波長のずれを抑制でき、より精度の高い蛍光スペクトルを測定することができる。

上述した各実施形態では、波長可変干渉フィルター５は、光入射方向Ｌ１から入射された光のうち、ギャップ寸法に応じた所定波長（例えば蛍光波長）の光を透過させ、その他の励起光を含む光を第一方向Ｌ２に反射させた。また、第一方向Ｌ２から入射された光のうち、ギャップ寸法に応じた所定波長の光を第二方向Ｌ３に透過させ、その他の波長の光を光源部１０側に反射させた。しかしながら、本発明における第一波長可変干渉フィルターにおける光出射方向は、上述の例に限らない。
例えば、第一波長可変干渉フィルターは、光入射方向（光源部側）からの入射光のうち、ギャップ寸法に応じた所定波長（例えば蛍光波長）の光を反射させ、その他の励起光を含む光を透過させる構成としてもよい。この場合、第一方向は、光入射方向と同一方向となり、光源部からの光が透過する方向となる。したがって、蛍光観察の対象となる試料は、光源部からの光が透過する第一方向に配置する。
この場合、第一波長可変干渉フィルターは、試料から発せられた蛍光を含む第一方向からの光のうち、ギャップ寸法に応じた所定波長（例えば蛍光波長）の光を反射させ、それ以外の光を透過させる。第二方向は、第一方向に対して傾斜する方向であり、例えば反射膜が光入射方向に対して４５度で配置される場合は、第一方向に対して直交する方向となる。また、この第二方向は、光入射方向から入射された光のうち、ギャップ寸法に応じた所定波長（例えば蛍光波長）の光が反射される方向とは逆方向となる。したがって、第二方向に観察部を設けることで、試料の蛍光観察を実施することが可能となる。

その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。

１，１Ａ，１Ｂ…蛍光観察装置、５…波長可変干渉フィルター（第一波長可変干渉フィルター）、５Ａ…励起光選択フィルター（第二波長可変干渉フィルター）、５Ｂ…カットフィルター（第三波長可変干渉フィルター）、１０…光源部、１１，１４…偏光板、１３…ライトアブソーバー、２０…観察部、３０…制御部、５４…固定反射膜、５５…可動反射膜、５６…静電アクチュエーター（ギャップ変更部）、５６１…固定電極、５６２…可動電極、Ａ…試料、Ｇ１…反射膜間ギャップ、Ｌ１…光入射方向、Ｌ２…第一方向、Ｌ３…第二方向。

Claims (6)

1. 励起光を含む波長の光を出射する光源部と、
   互いに対向する一対の反射膜、及び、前記一対の反射膜のギャップ寸法を変更可能なギャップ変更部を有し、前記光源部の光出射方向に対して前記一対の反射膜が所定の角度で傾斜して配置され、前記光源部からの光のうち前記ギャップ寸法に応じた所定波長以外の光を第一方向に出射させ、前記第一方向から入射された光のうち前記ギャップ寸法に応じた前記所定波長の光を第二方向に出射させる第一波長可変干渉フィルターと、
   前記第一波長可変干渉フィルターから前記第二方向に出射された光を観察する観察部と、
   を具備していることを特徴とする蛍光観察装置。
2. 請求項１に記載の蛍光観察装置において、
   前記光源部及び前記第一波長可変干渉フィルターの間に、互いに対向する一対の反射膜、及び、前記一対の反射膜のギャップ寸法を変更可能なギャップ変更部を有する第二波長可変干渉フィルターが設けられている
   ことを特徴とする蛍光観察装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の蛍光観察装置において、
   前記第一波長可変干渉フィルター及び前記観察部との間に、互いに対向する一対の反射膜、及び、前記一対の反射膜のギャップ寸法を変更可能なギャップ変更部を有する第三波長可変干渉フィルターが設けられている
   ことを特徴とする蛍光観察装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の蛍光観察装置において、
   前記光源部及び第一波長可変干渉フィルターの間に設けられ、入射光の偏光方向を直線偏光に揃える偏光光学素子を備えている
   ことを特徴とする蛍光観察装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の蛍光観察装置において、
   前記第一波長可変干渉フィルターの前記第一方向側に設けられ、入射光の偏光方向を直線偏光に揃える偏光光学素子を備えている
   ことを特徴とする蛍光観察装置。
6. 光入射方向に対して傾斜し、互いに対向する一対の反射膜と、
   前記一対の反射膜のギャップ寸法を変更可能なギャップ変更部と、を有し、
   前記光入射方向から入射した光のうち前記ギャップ寸法に応じた所定波長以外の光を第一方向に出射させ、前記第一方向から入射された光のうち前記ギャップ寸法に応じた前記所定波長の光を第二方向に出射させる
   ことを特徴とする光学部材。

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