JP2019204129A - Microscope and method for adjusting microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、顕微鏡及び顕微鏡の調整方法に関する。 The present invention relates to a microscope and a method for adjusting a microscope.
図5に示すように、顕微鏡の一種である全反射蛍光顕微鏡10は、照明光学系の光軸から偏心した位置Aに配置された光源1から放射された照明光LIを、対物レンズ5を介して略平行光束にした状態で試料台(カバーガラス6)とこのカバーガラス6上に載置された試料(図示せず)との境界面に照射して全反射させ、この全反射面の裏側に染み出す照明光(エバネッセント光)により試料を励起し、この励起により発生する蛍光LOを観察するように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
As shown in FIG. 5, a total reflection
このような全反射蛍光顕微鏡10において、光源1の光軸とこの全反射蛍光顕微鏡10の照明光学系の光軸とが一致するように光源1を配置すると(図5の位置B)、対物レンズ5を通過した照明光LI′は光軸上を進み、図5に示すように、十分な遠方に配置されたスクリーン50にスポット像として投射される。ここで、例えばリレー光学系2を構成するレンズの一部を光軸方向に移動させてスクリーン50上のスポット像の径が所定の値以下になる(最も小さくなる)ように調整を行うと、結果としてリレー光学系2により対物レンズ5の入射瞳面Pの近傍に集光された光源1の共役像が光軸に沿って移動してこの入射瞳面Pと略一致することになり、これにより、試料とカバーガラス6の境界面に照射される照明光LI′をコリメートすることができる。
In such a total
しかしながら、上述したような調整方法では、スクリーン50上のスポット像の径を目視して調整するため、照明光のコリメート精度に限界があるという課題があった。また、照明光として紫外光や赤外光を用いる場合には、目視で確認することができず、この調整方法を用いることはできない。
However, in the adjustment method as described above, since the diameter of the spot image on the
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、対物レンズを介して試料に照射される照明光を高精度にコリメートすることができる顕微鏡、及び、この顕微鏡の調整方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a microscope capable of collimating illumination light irradiated onto a sample through an objective lens with high accuracy, and a method for adjusting the microscope. With the goal.
本発明の第一の態様に係る顕微鏡は、対物レンズと、ビームスプリッタとを有し、光源から射出され、前記ビームスプリッタを透過した光を前記対物レンズの光軸方向と直交する入射瞳面またはその近傍の面において、前記光軸から離れた位置に集光し、前記集光された光を前記対物レンズを介して試料に照射する照明光学系と、前記試料において反射した前記光が前記ビームスプリッタで反射した光を検出する検出器と、前記検出器において検出される光に基づいて、前記対物レンズの入射瞳面またはその近傍に集光する光の集光位置を前記対物レンズの光軸方向において調整する調整部と、を有する。
本発明の第一の態様に係る顕微鏡の調整方法は、対物レンズと、ビームスプリッタとを有し、光源から射出され、前記ビームスプリッタを透過した光を前記対物レンズの光軸方向と直交する入射瞳面またはその近傍の面において、前記光軸から離れた位置に集光し、前記集光された光を前記対物レンズを介して試料に照射する照明光学系と、前記試料において反射した前記光が前記ビームスプリッタで反射した光を検出する検出器と、を有する顕微鏡において、前記検出器において検出される光に基づいて、前記対物レンズの入射瞳面またはその近傍に集光する光の集光位置を前記対物レンズの光軸方向において調整する。
The microscope according to the first aspect of the present invention includes an objective lens and a beam splitter, and the light exiting from the light source and transmitted through the beam splitter is incident pupil plane orthogonal to the optical axis direction of the objective lens or An illumination optical system for condensing the sample at a position away from the optical axis and irradiating the collected light on the sample via the objective lens on a surface in the vicinity thereof, and the light reflected on the sample being the beam A detector for detecting the light reflected by the splitter, and a light condensing position of the light condensed on or near the entrance pupil plane of the objective lens based on the light detected by the detector; And an adjusting unit that adjusts in the direction.
The microscope adjustment method according to the first aspect of the present invention includes an objective lens and a beam splitter, and the light emitted from the light source and transmitted through the beam splitter is incident perpendicular to the optical axis direction of the objective lens. An illumination optical system that condenses light at a position away from the optical axis on the pupil plane or a surface in the vicinity thereof, and irradiates the sample with the collected light through the objective lens, and the light reflected from the sample And a detector that detects light reflected by the beam splitter, and condenses light collected on or near the entrance pupil plane of the objective lens based on the light detected by the detector The position is adjusted in the optical axis direction of the objective lens.
本発明によると、高精度にコリメートすることができる顕微鏡、及び、この顕微鏡の調整方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the microscope which can be collimated with high precision and the adjustment method of this microscope can be provided.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図1を用いて顕微鏡の一種である全反射蛍光顕微鏡10の構成について説明する。この全反射蛍光顕微鏡10は、光源1から放射された照明光LIを試料台(以下「カバーガラス6」と呼ぶ)上に載置された試料Oに照射する照明光学系11と、この照明光LIにより励起された試料Oから発生する蛍光LOをCCD等からなる撮像素子8の撮像面上に集光する結像光学系12と、から構成される。なお、この図1における光源1は、別の光源装置から放射された照明光をこの照明光学系11に導く光ファイバーの端面でも良い。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of a total
結像光学系12は、カバーガラス6側から順に、対物レンズ5と、ダイクロイックミラー4と、第2対物レンズ7と、を有し、この第2対物レンズ7の像側の焦点面が撮像素子8の撮像面と略一致するように配置されている。なお、この全反射蛍光顕微鏡10において、試料Oはカバーガラス6の対物レンズ5と反対側の面に載置される。なお、対物レンズ5の物体側の面とカバーガラス6の対物レンズ5側の面との間にはこのカバーガラス6とほぼ同じ屈折力を有するオイルIOが満たされている。
The imaging
また、照明光学系11は、ダイクロイックミラー4の側方に配置され、光源1側から順に、リレー光学系2と、遮光部材3とから構成されている。なお、照明光学系11は、ダイクロイックミラー4及び対物レンズ5を結像光学系12と共用している。このような照明光学系11において、リレー光学系2は光源1の像を対物レンズ5の入射瞳面P若しくはその近傍に形成するために、その光源1側の焦点面はこの光源1(光ファイバーの場合はその射出端)と略一致するように配置されている。また、遮光部材3は、対物レンズ5の入射瞳面Pの近傍でこの照明光学系11の光路の断面の略半分を遮光するように配置されている。さらに、ダイクロイックミラー4は、光源1からの照明光LIを対物レンズ5側に反射して結像光学系12の光路に導き、また、試料Oから射出する蛍光LOを透過させて第2対物レンズ7に導くように構成されている。
The illumination
この全反射蛍光顕微鏡10において、光源1を、照明光学系11の光軸と直交する面内で移動させて所望量光軸から離した(偏心させた)状態で照明光LIを放射させると、リレー光学系2でリレーされて対物レンズ5の入射瞳面P若しくはその近傍の光軸から離れた位置に光源1の像を形成し、さらに、この照明光LIはダイクロイックミラー4に入射して対物レンズ5側に反射する。そして、この照明光LIは、対物レンズ5によりコリメートされて略平行光束となりカバーガラス6に照射される。このとき、光源1が偏心して配置されていることから、この照明光LIはカバーガラス6に対して所定の入射角を有して斜めに照射されるが、この入射角が試料Oとカバーガラス6との境界面6aの臨界角を超えているときは、この境界面6aで全反射し、対物レンズ5で集光されてダイクロイックミラー4で反射され、対物レンズ5の入射瞳面Pに再び集光される。そして、この位置に上述した遮光部材3を配置することにより、全反射した照明光LIが結像光学系12に入射して迷光になることを防止することができる。
In the total reflection
照明光LIが全反射するカバーガラス6と試料Oとの境界面6aでは、試料O側に光(エバネッセント光)が染み出しエバネッセン場を形成し、試料O側の厚さ数百ナノメートルの範囲が照明される。このエバネッセント光により励起された試料Oからは蛍光LOが発生する。この位置に対物レンズ5の物体側の焦点面が位置するように調整すると、この蛍光LOは対物レンズ5で集光されて略平行光束となってダイクロイックミラー4を通過し、第2対物レンズ7により撮像素子8の撮像面に集光され、蛍光LOによる試料Oの像が形成される。このように、この全反射蛍光顕微鏡10によると、背景に光ノイズの少ない非常に暗い状態で試料Oを励起することができるので、コントラストの高い像を取得することができる。
At the
このような全反射蛍光顕微鏡10において、上述した境界面6aで染み出すエバネッセント光の量は、この境界面6aに入射する照明光LIの入射角に依存する。そのため、境界面6aに入射する照明光LIを平行光に近づける必要がある。この全反射蛍光顕微鏡10には、光源1若しくはリレー光学系2を構成するレンズの少なくとも一部を光軸方向に移動させて境界面6aに照射される照明光LIを平行光に近づけるための調整を行う調整部13が設けられている。それでは、上述した構成の全反射蛍光顕微鏡10において、対物レンズ5で集光されて境界面6aに照射される照明光LIを略平行光とするための調整方法について説明する。
In such a total reflection
[第1の実施形態]
図2は、全反射蛍光顕微鏡10に第1の実施形態に係る調整装置20を取り付けて調整を行う構成を示している。この調整装置20は、図2に示すように、カバーガラス6を挟んで対物レンズ5の反対側に、この全反射蛍光顕微鏡10の筐体に設けられた取付部9を介して取り付けるように構成されており、カバーガラス6側から順に、正の屈折力を有する集光光学系21と、この集光光学系21の焦点面に位置するように配置された検出器22と、を有している。
[First Embodiment]
FIG. 2 shows a configuration in which adjustment is performed by attaching the adjusting
上述したように、光源1の光軸とこの全反射蛍光顕微鏡10の照明光学系11の光軸とが略一致するように光源1を配置すると(図2の位置B)、対物レンズ5を通過した照明光は光軸上を進む。このとき、リレー光学系2により形成された光源1の像が対物レンズ5の入射瞳面Pと略一致していると、対物レンズ5から出射した照明光LI′は略平行光束となる。調整装置20の検出器22は集光光学系21の焦点面と略一致するように配置されているため、対物レンズ5を出射した照明光LI′が略平行光束であれば、検出器22で検出される照明光LI′のスポット像の径は所定の値以下になる(最も小さくなる)。すなわち、調整装置20の検出器22で検出されるスポット像の径が所定の値以下になる(最も小さくなる)ように、調整部13により、リレー光学系2を構成するレンズの少なくとも一部を光軸に沿って移動させることにより、境界面6aに照射される照明光LI′を略平行光束とすることができる。あるいは、調整部13により、光源1の位置を照明光学系11の光軸方向に移動させても良い。
As described above, when the
なお、光源1は不図示のレーザダイオード(LD)とファイバーから構成され、点光源を形成するためにはシングルモードファイバーを用いることが好ましい。また、レーザ光を出射する光源であれば、LD以外でも使用可能である。レーザ波長としては、例えば、可視域では、488nm、561nm等が用いられ、赤外域では、730nm、785nmが用いられ、紫外域では、375nm、405nmが用いられる。
The
ここで、調整装置20を構成する集光光学系21は、図2に示すように、少なくとも1枚の正の屈折力を有するレンズと、少なくとも1枚の負の屈折力を有するレンズとを有することが好ましい。このような構成とすることで、この集光光学系21を、その全長に対して焦点距離を長くすることが可能となり、集光光学系21から検出器22までの機械的な間隔が多少の誤差を有していたとしても、照明光LI′の光束の集光点を検出器22上に作ることで、十分な精度でコリメート状態にすることができる。なお、この集光光学系21の全系の焦点距離は対物レンズ5の焦点距離の2倍以上であれば良い。
Here, as shown in FIG. 2, the condensing
以上のように、この第1の実施形態に係る調整方法によると、集光光学系21と検出器22とを有するコンパクトで簡単な構成の調整装置20を、全反射蛍光顕微鏡10に取り付け、検出器22で検出される照明光LI′のスポット像の径が所定の値以下になる(最も小さくなる)ように調整部13によりリレー光学系2の位置(又は光源1の位置)を調整するという簡単な操作で精度良く、境界面6aに照射される照明光LI,LI′を略平行光束とすることができる。この場合、光源1から放射される照明光LI,LI′が紫外光や赤外光のような不可視光であっても、検出器22の検出範囲の波長であれば調整を行うことができる。なお、この調整装置20は、上述したように全反射蛍光顕微鏡10の筐体に対して着脱可能であることが望ましい。あるいは、この全反射蛍光顕微鏡10の筐体内に取り付けられ、照明光学系11の光路上から、少なくとも集光光学系21を挿脱可能に構成しても良い。
As described above, according to the adjustment method according to the first embodiment, the
なお、この全反射蛍光顕微鏡10においては、上述した調整が終了したときは、図1に示すように、光源1を全反射蛍光顕微鏡10の光軸に直交する面内でこの光軸から離すように移動させることで(図2の位置A)、境界面6aに対して照明光LIを斜めに(全反射する角度で)照射することができる。
In the total
[第1の実施形態の変形例]
図3に示すように、カバーガラス6を挟んだ対物レンズ5の反対側に、カバーガラス6に載置された試料を透過照明するための照明装置60が設けられている場合には、この照明装置60に上述した検出器22を装着することにより、同様の方法で照明光の調整を行うことができる。この図3に示す照明装置60は、透過照明用の光源61を有し、この光源61側から順に、集光レンズ62と、この集光レンズ62の焦点面と略一致するように配置された開口絞り63と、開口絞り63を通過した照明光を略平行光にするコンデンサレンズ64と、コンデンサレンズ64を出射した略平行光をカバーガラス6上の試料に照射するミラー65と、を有して構成されている。そこで、コンデンサレンズ64の入射瞳の位置に相当する開口絞り63の付近の筐体に取付部9′を設け、この取付部9′を介して上述した検出器22と同じ検出器22′を有する調整装置20′を装着することにより、照明光LI′のスポット像を検出することができる。なお、検出器22′を配置する代わりに、この位置に、照明光LI′の像を投影するスクリーンを配置し、このスクリーンに投影されたスポット像をCCD等を有する撮像装置で撮像して、そのスポット像の径を検出するように構成することも可能である。
[Modification of First Embodiment]
As shown in FIG. 3, when an illuminating
[第2の実施形態]
図4は、全反射蛍光顕微鏡10に第2の実施形態に係る調整装置30を取り付けて調整を行う構成を示している。この調整装置30は、図4に示すように、リレー光学系2の中に配置されるビームスプリッタ31と、このビームスプリッタ31で反射された光を集光する集光レンズ32と、集光レンズ32で集光された光を検出する検出器33と、から構成されている。ここで、検出器33は、対物レンズ5の入射瞳面Pと共役な位置に配置されている。なお、第1の実施形態で用いた遮光部材3は、この第2の実施形態では設けなくても良い。
[Second Embodiment]
FIG. 4 shows a configuration in which adjustment is performed by attaching the
このような状態で光源1から照明光LIが放射されると、この照明光LIはリレー光学系2に入射し、一部の光がビームスプリッタ31を透過し、このリレー光学系2でリレーされて対物レンズ5の瞳面P若しくはその近傍の光軸から離れた位置に光源1の像を形成する。さらに、この照明光LIはダイクロイックミラー4に入射して対物レンズ5側に反射し、対物レンズ5を介してカバーガラス6に照射される。そして、カバーガラス6を透過した照明光LIはカバーガラス6の対物レンズ5と反対側の面(すなわち、上述した境界面6a)で全反射し、対物レンズ5で集光されてダイクロイックミラー4で反射され、対物レンズ5の瞳面Pに再び集光される。この第2の実施形態においては、照明光学系11に遮光部材3が設けられていないため、入射瞳面Pを透過した照明光LIは、リレー光学系2に入射し、一部の光がビームスプリッタ31で反射して集光レンズ32により検出器33に集光される。
When the illumination light LI is emitted from the
上述したように対物レンズ5の入射瞳面Pと検出器33とは共役な位置に配置されているため、対物レンズ5を出射した照明光LIが略平行光束であれば、照明光LIのスポット像は検出器33で検出される。すなわち、調整装置30の検出器33でスポット像が検出されるように、調整部13により、リレー光学系2を構成するレンズのうち、ビームスプリッタ31よりも光源1側のレンズを光軸に沿って移動させることにより、境界面6a(この境界面6aに配置されたミラー34)に照射される照明光LIを略平行光束とすることができる。調整部13により、リレー光学系2を構成するレンズのうち、ビームスプリッタ31よりも対物レンズ5側のレンズを光軸に沿って移動させて調整することも可能であるが、上述したように、検出器33は対物レンズ5の入射瞳面PIと共役な位置に配置されているため、この関係に影響を与えない、ビームスプリッタ31よりも光源1側のレンズを移動させる方が望ましい。また、調整部13により、光源1を光軸方向に移動させて調整しても良い。
As described above, since the entrance pupil plane P of the
このように、この第2の実施形態に係る調整方法によると、ビームスプリッタ31、集光レンズ32及び検出器33を有するコンパクトで簡単な構成の調整装置30を、全反射蛍光顕微鏡10に設け、検出器33により検出される照明光LIのスポット像の径が所定の値以下になる(最も小さくなる)ように調整部13によりリレー光学系2の位置を調整するという簡単な操作で精度良く、境界面6aに照射される照明光LIを略平行光束とすることができる。第1の実施形態で説明した調整方法は、光源1を一旦照明光学系11の光軸上に移動して調整を行い(図1の位置B)、その後、境界面6aで照明光LIが全反射する位置(図1の位置A)に移動させていたが、この第2の実施形態に示す調整方法では、実際に観察を行う位置に光源1を配置して調整を行っているので、調整の前後で光源1の移動を行う必要がなく、光源1の移動による誤差の発生を防ぐことができる。
Thus, according to the adjustment method according to the second embodiment, the
なお、カバーガラス6に対する照明光LIの入射角がこのカバーガラス6上に試料を載置しないと全反射しない角度の場合は、図4に示すように、カバーガラス6の上面(境界面6a)にミラー34を取り付けても良い。
In addition, when the incident angle of the illumination light LI with respect to the
また、この第2の実施形態に係る調整装置30は、全反射蛍光顕微鏡30の筐体に図示しない取付部を介して着脱可能に構成しても良いし、ビームスプリッタ31のみを照明光学系11の光路上に挿脱可能に構成しても良い(調整時は、ビームスプリッタ31を光路に挿入し、調整後は、ビームスプリッタ31を光路から脱却させる)。しかし、照明光LIのコリメートの調整にために検出器33で検出する光量は小さくて良いため、ビームスプリッタ31の透過率を大きくする(反射率を小さくする)ことにより、調整装置30は、この全反射蛍光顕微鏡30に固定して配置することができる。このとき、ビームスプリッタ31は、リレー光学系2内であればどこに配置しても良いが、このリレー光学系2内の光束が略平行になる部分に配置する方が、収差等が発生が少なくなり好ましい。
In addition, the adjusting
また、光源1の照明光学系11の光軸の偏心量により照明光LIの境界面6aに対する入射角が決定する。この光源1の位置は、対物レンズ5の入射瞳面Pにおける光源1の像の位置に対応する。そのため、検出器33で検出されるスポット像の位置により、光源1の位置を調整することも可能である。
Further, the incident angle of the illumination light LI with respect to the
本発明の実施形態は、手動による調整に限られず、例えば、検出器22,22′,33(2次元撮像素子等)で検出されたビーム径の大きさから所望の大きさ以下になるように、不図示の制御部によって、リレー光学系2を構成するレンズの少なくとも一部を光軸に沿って移動させる(調整部13を駆動させる)、光源1の位置を照明光学系11の光軸方向に移動させる(調整部13を駆動させる)ようにしても良い。また、レーザ波長の切り替えに連動して、検出器22,22′,33(2次元撮像素子等)で検出されたビーム径の大きさから所望の大きさ以下になる(最も小さくなる)ように、不図示の制御部によって、前述の調整部13で照明光の平行化を行ってもよい。
The embodiment of the present invention is not limited to manual adjustment. For example, the beam diameter detected by the
前記課題を解決するために、本発明に係る顕微鏡の調整方法は、光源からの光をリレー光学系でリレーしてこの光源の共役像を対物レンズの入射瞳面の近傍に形成することにより、前記光を対物レンズで略平行光にして試料に照射する照明光学系を有する顕微鏡において、対物レンズの入射瞳面の位置に対する光源の共役像の位置のずれを検出し、このずれを少なくすることにより試料に照射される光を平行光に近づけることを特徴とする。
このような顕微鏡の調整方法は、照明光学系の光軸と光源の光軸とを略一致させた状態で、対物レンズから出射した光を集光して形成した光のスポット像を検出し、このスポット像の径が所定の値以下になるように調整することにより試料に照射される光を平行光に近づけることが好ましい。
また、このような顕微鏡の調整方法は、照明光学系の光軸に対して光源の光軸を偏心させた状態で、試料で反射した光を対物レンズで集光し、さらに、この対物レンズで集光された光を集光して対物レンズの入射瞳面と共役な位置に配置された検出器で検出されるように調整することにより試料に照射される光を平行光に近づけることが好ましい。
また、このような顕微鏡の調整方法は、リレー光学系を構成するレンズの少なくとも一部、又は、光源を、照明光学系の光軸方向に移動させて調整することが好ましい。
また、第1の本発明に係る顕微鏡は、光源から放射された光をリレーして、光源の共役像を形成するリレー光学系と、光源の共役像の近傍に入射瞳面が位置するように配置され、リレー光学系でリレーされた光を試料に照射する対物レンズと、を含む照明光学系を有する顕微鏡であって、対物レンズを透過した光を集光する集光レンズと、集光レンズの焦点面に配置され、集光レンズで集光された光のスポット像を検出する検出器と、を有する調整装置を着脱する取付部と、調整装置を取付部に装着して光源の光軸と照明光学系の光軸とが略一致している状態で、試料に照射される光を平行光に近づけるための調整を行う調整部と、を備えたことを特徴とする。
また、第2の本発明に係る顕微鏡は、光源から放射された光をリレーして、光源の共役像を形成するリレー光学系と、光源の共役像の近傍に入射瞳面が位置するように配置され、リレー光学系でリレーされた光を試料に照射する対物レンズと、を含む照明光学系と、試料を介して対物レンズと反対側に配置されたコンデンサレンズを含む透過照明光学系と、を有する顕微鏡であって、対物レンズを透過した光を集光するコンデンサレンズの瞳位置近傍に、光のスポット像を検出する検出器を有する調整装置を着脱する取付部と、調整装置を取付部に装着し光源の光軸と照明光学系の光軸とが略一致している状態で、試料に照射される光を平行光に近づけるための調整を行う調整部と、を備えたことを特徴とする。
このような顕微鏡において、調整部は、検出器で検出されるスポット像の径が所定の値以下になるように調整することが好ましい。
また、このような顕微鏡において、調整部は、リレー光学系を構成するレンズの少なくとも一部を照明光学系の光軸に沿って移動させることにより調整を行うことが好ましい。
また、このような顕微鏡において、調整部は、光源を照明光学系の光軸方向に移動させることにより調整を行うことが好ましい。
また、第3の本発明に係る顕微鏡は、光軸から偏心した位置に配置された光源から放射された光をリレーして、光源の共役像を形成するリレー光学系と、光源の共役像の近傍に入射瞳面が位置するように配置され、リレー光学系でリレーされた光を試料に照射する対物レンズと、を含む照明光学系を有する顕微鏡であって、リレー光学系を通過する光の一部を透過し、残りを反射するビームスプリッタと、試料で反射した光を対物レンズで集光してリレー光学系に導き、このリレー光学系に入射した光のうち、ビームスプリッタで反射した光を集光する集光レンズと、入射瞳面と略共役な位置に配置され、集光レンズで集光された光を検出する検出器と、試料に照射される光を平行光に近づける調整を行うために、試料で反射した光が検出器で検出されるように調整する調整部と、を備えたことを特徴する。
このような顕微鏡において、調整部は、リレー光学系を構成するレンズのうち、ビームスプリッタよりも光源側にあるレンズの少なくとも一部を照明光学系の光軸に沿って移動させることにより調整を行うことが好ましい。
また、このような顕微鏡において、調整部は、光源を照明光学系の光軸方向に移動させることにより調整を行うことが好ましい。
また、このような顕微鏡は、ビームスプリッタ、集光レンズ及び検出器のうち、少なくともビームスプリッタを挿脱可能又は着脱可能に構成することが好ましい。
In order to solve the above-described problem, the microscope adjusting method according to the present invention relays light from a light source with a relay optical system and forms a conjugate image of the light source in the vicinity of the entrance pupil plane of the objective lens. In a microscope having an illumination optical system that irradiates the sample with the light being made substantially parallel light by an objective lens, the deviation of the position of the conjugate image of the light source with respect to the position of the entrance pupil plane of the objective lens is detected, and this deviation is reduced. Thus, the light irradiated onto the sample is made to approach parallel light.
Such a microscope adjustment method detects a spot image of light formed by condensing the light emitted from the objective lens in a state in which the optical axis of the illumination optical system and the optical axis of the light source are substantially matched. It is preferable that the light irradiated to the sample is brought close to parallel light by adjusting the diameter of the spot image to be a predetermined value or less.
In addition, such a microscope adjustment method condenses the light reflected by the sample with the objective lens while the optical axis of the light source is decentered with respect to the optical axis of the illumination optical system. It is preferable that the light irradiated on the sample is brought close to parallel light by adjusting the light so as to be collected and detected by a detector disposed at a position conjugate with the entrance pupil plane of the objective lens. .
Moreover, it is preferable that the adjustment method of such a microscope adjusts by moving at least one part of the lens which comprises a relay optical system, or a light source to the optical axis direction of an illumination optical system.
The microscope according to the first aspect of the present invention relays light emitted from a light source to form a conjugate image of the light source and an entrance pupil plane in the vicinity of the conjugate image of the light source. An objective lens that irradiates a sample with light that is arranged and relayed by a relay optical system, and a microscope that has an illumination optical system, and that collects light that has passed through the objective lens, and a condenser lens And a detector for detecting a spot image of the light collected by the condenser lens, a mounting portion for attaching / detaching the adjusting device, and an optical axis of the light source by attaching the adjusting device to the mounting portion And an adjustment unit that performs adjustment to bring the light irradiated to the sample closer to parallel light in a state where the optical axis of the illumination optical system substantially coincides with the optical axis of the illumination optical system.
The microscope according to the second aspect of the present invention relays light emitted from a light source to form a conjugate image of the light source and an entrance pupil plane in the vicinity of the conjugate image of the light source. An objective lens that irradiates the sample with the light relayed by the relay optical system, and a transmission illumination optical system that includes a condenser lens disposed on the opposite side of the objective lens through the sample; A mounting portion for attaching / detaching an adjusting device having a detector for detecting a spot image of light in the vicinity of a pupil position of a condenser lens that collects light transmitted through the objective lens, and a mounting portion for mounting the adjusting device. And an adjustment unit that adjusts the light irradiated to the sample to be close to parallel light in a state where the optical axis of the light source and the optical axis of the illumination optical system substantially coincide with each other. And
In such a microscope, the adjustment unit preferably adjusts so that the diameter of the spot image detected by the detector is a predetermined value or less.
In such a microscope, the adjustment unit preferably performs adjustment by moving at least a part of the lens constituting the relay optical system along the optical axis of the illumination optical system.
In such a microscope, it is preferable that the adjustment unit adjusts the light source by moving the light source in the optical axis direction of the illumination optical system.
A microscope according to a third aspect of the present invention includes a relay optical system that relays light emitted from a light source arranged at a position decentered from the optical axis to form a conjugate image of the light source, and a conjugate image of the light source. An microscope having an illumination optical system that is arranged so that an entrance pupil plane is positioned in the vicinity and irradiates a sample with light relayed by a relay optical system, the light passing through the relay optical system A beam splitter that transmits part of the light and reflects the rest, and the light reflected by the sample is collected by the objective lens and guided to the relay optical system. Of the light incident on this relay optical system, the light reflected by the beam splitter A condensing lens that collects the light, a detector that is positioned substantially conjugate with the entrance pupil plane, detects the light collected by the condensing lens, and adjusts the light applied to the sample closer to parallel light To do so, the light reflected from the sample To further comprising a, an adjustment unit that adjusts as detected.
In such a microscope, the adjustment unit performs adjustment by moving at least a part of the lens constituting the relay optical system that is closer to the light source than the beam splitter along the optical axis of the illumination optical system. It is preferable.
In such a microscope, it is preferable that the adjustment unit adjusts the light source by moving the light source in the optical axis direction of the illumination optical system.
Moreover, it is preferable that such a microscope is configured such that at least the beam splitter among the beam splitter, the condenser lens, and the detector can be inserted and removed.
1 光源 2 リレー光学系 5 対物レンズ 9,9′ 取付部
10 全反射蛍光顕微鏡(顕微鏡) 11 照明光学系 13 調整部
20,20′,30 調整装置 21 集光レンズ 22,22′ 検出器
31 ビームスプリッタ 32 集光レンズ 33 検出器
P 入射瞳 O 試料
DESCRIPTION OF
本発明の第一の態様に係る顕微鏡は、対物レンズを有し、光源から射出された光を前記対物レンズの光軸方向と直交する入射瞳面またはその近傍の面において集光し、前記集光された光を前記対物レンズを介して試料に照射する第1光学系と、前記試料を透過した光を検出する検出器と、前記試料と前記検出器との間に設けられ、少なくとも1つの正の屈折力を有するレンズと、少なくとも1つの負の屈折力を有するレンズとを有する第2光学系と、前記検出器において検出される光に基づいて、前記対物レンズの入射瞳面またはその近傍に集光する光の集光位置を前記対物レンズの光軸方向において調整する調整部と、を有する。
また、本発明の第一の態様に係る調整方法は、対物レンズを有し、光源から射出された光を前記対物レンズの光軸方向と直交する入射瞳面またはその近傍の面において集光し、前記集光された光を前記対物レンズを介して試料に照射する第1光学系と、前記試料を透過した光を検出する検出器と、前記試料と前記検出器との間に設けられ、少なくとも1つの正の屈折力を有するレンズと、少なくとも1つの負の屈折力を有するレンズとを有する第2光学系と、を有する顕微鏡において、前記検出器において検出される光に基づいて、前記対物レンズの入射瞳面またはその近傍に集光する光の集光位置を前記対物レンズの光軸方向において調整する。
The microscope according to the first aspect of the present invention includes an objective lens, condenses light emitted from a light source on an entrance pupil plane perpendicular to the optical axis direction of the objective lens or a surface in the vicinity thereof, and collects the light. A first optical system that irradiates the sample with irradiated light through the objective lens; a detector that detects light transmitted through the sample; and at least one between the sample and the detector. A second optical system having a lens having a positive refractive power, a lens having at least one negative refractive power, and the entrance pupil plane of the objective lens or the vicinity thereof based on light detected by the detector And an adjusting unit that adjusts the light condensing position of the light condensed on the optical axis direction of the objective lens.
The adjustment method according to the first aspect of the present invention includes an objective lens, and condenses the light emitted from the light source on an entrance pupil plane orthogonal to the optical axis direction of the objective lens or a plane in the vicinity thereof. A first optical system for irradiating the sample with the condensed light through the objective lens, a detector for detecting light transmitted through the sample, and the sample and the detector. In a microscope having at least one lens having a positive refractive power and a second optical system having at least one lens having a negative refractive power, the objective is based on light detected by the detector. The condensing position of the light condensed on the entrance pupil plane of the lens or in the vicinity thereof is adjusted in the optical axis direction of the objective lens.
Claims (12)
前記試料において反射した前記光が前記ビームスプリッタで反射した光を検出する検出器と、
前記検出器において検出される光に基づいて、前記対物レンズの入射瞳面またはその近傍に集光する光の集光位置を前記対物レンズの光軸方向において調整する調整部と、
を有する顕微鏡。 An objective lens and a beam splitter, and the light emitted from the light source and transmitted through the beam splitter is separated from the optical axis on the entrance pupil plane perpendicular to the optical axis direction of the objective lens or in the vicinity thereof An illumination optical system that collects light at a position and irradiates the sample with the collected light through the objective lens;
A detector for detecting the light reflected by the beam splitter, the light reflected by the sample;
An adjustment unit that adjusts a light collection position of light collected on or near the entrance pupil plane of the objective lens in the optical axis direction of the objective lens based on light detected by the detector;
Microscope.
請求項1に記載の顕微鏡。 The microscope according to claim 1, wherein the adjustment unit adjusts the light collection position so that light detected by the detector is equal to or less than a predetermined size.
請求項1又は2に記載の顕微鏡。 The microscope according to claim 1, wherein the adjustment unit adjusts the light collection position by moving the light source.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の顕微鏡。 The microscope according to any one of claims 1 to 3, wherein the adjustment unit adjusts the light collection position by moving an optical element included in the illumination optical system.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の顕微鏡。 The microscope according to claim 1, wherein the illumination optical system includes a first optical system that focuses the light on an entrance pupil plane of the objective lens or in the vicinity thereof.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の顕微鏡。 The microscope according to claim 1, further comprising an optical system that guides the light reflected by the beam splitter to the detector.
前記試料において反射した前記光が前記ビームスプリッタで反射した光を検出する検出器と、
を有する顕微鏡において、
前記検出器において検出される光に基づいて、前記対物レンズの入射瞳面またはその近傍に集光する光の集光位置を前記対物レンズの光軸方向において調整する
顕微鏡の調整方法。 An objective lens and a beam splitter, and the light emitted from the light source and transmitted through the beam splitter is separated from the optical axis on the entrance pupil plane perpendicular to the optical axis direction of the objective lens or in the vicinity thereof An illumination optical system that collects light at a position and irradiates the sample with the collected light through the objective lens;
A detector for detecting the light reflected by the beam splitter, the light reflected by the sample;
In a microscope having
A method for adjusting a microscope, which adjusts, in the optical axis direction of the objective lens, a condensing position of light condensed on or near an entrance pupil plane of the objective lens based on light detected by the detector.
請求項7に記載の顕微鏡の調整方法。 The microscope adjustment method according to claim 7, wherein the light collection position is adjusted so that light detected by the detector is equal to or smaller than a predetermined magnitude.
請求項7又は8に記載の顕微鏡の調整方法。 The method for adjusting a microscope according to claim 7 or 8, wherein the light collection position is adjusted by moving the light source.
請求項7〜9のいずれか1項に記載の顕微鏡の調整方法。 The method for adjusting a microscope according to any one of claims 7 to 9, wherein the condensing position is adjusted by moving an optical element included in the illumination optical system.
請求項7〜10のいずれか1項に記載の顕微鏡の調整方法。 11. The microscope adjustment method according to claim 7, wherein the illumination optical system includes a first optical system that focuses the light on an entrance pupil plane of the objective lens or in the vicinity thereof.
請求項7〜11のいずれか1項に記載の顕微鏡の調整方法。 The method for adjusting a microscope according to any one of claims 7 to 11, further comprising an optical system that guides the light reflected by the beam splitter to the detector.
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