JP2604112Y2 - コンフォーカル顕微鏡 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンフォーカル顕微鏡
に係り、特に試料からの放射光を集光レンズで集光した
スポット光と集光レンズの焦点面付近でしかも対物レン
ズの物体面と共役な面に配置された開口絞りの相対的な
位置調整が可能なコンフォーカル顕微鏡に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンフォーカル顕微鏡は、図６に
示すような構造であった。レーザ光源５１から出射した
レーザ光５２は、ビームスプリッタ５３で反射され、偏
向部材５４により偏向され、さらに、リレーレンズ５５
と対物レンズ５６を通って試料５７に集光される。偏向
部材５７は、光軸と直交する方向に２次元に走査するよ
うに偏向するため、試料は、対物レンズにより集光され
たレーザ光により２次元的に走査される。レーザ光によ
り走査されると、試料５７から出た放射光５８が放出さ
れる。放射光５８は、対物レンズ５６とリレーレンズ５
５を介して偏向部材５４を通り、更に、ビームスプリッ
タ５３を透過し調整ミラー５９で反射されて集光レンズ
６１により集光される。集光された放射光５８は、集光
レンズ６１の焦点面付近でしかも対物レンズ５６の物体
面と共役な面に配置された開口絞り（ピンホール）６２
を通って光検出器６３に入射する。コンフォーカル顕微
鏡は、検出した放射光を、図示しない処理装置によっ
て、偏向部材５４と同期して画像化し、表示して試料を
観察する。

【０００３】この種の装置では、対物レンズ５６とリレ
ーレンズ５５と偏向部材５４とビームスプリッタ５３を
通過し集光レンズ６１でピンホール６２付近に集光され
た試料５７からの放射光５８は、集光された放射光５８
の中心と、ピンホール６２の中心とを一致させる必要が
あり、このための調整は、調整ミラー５９の角度を調整
機構６０により調整することによって行っていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の技術は、放射光が調整ミラーを反射する際
に光量が減少したり、調整ミラーで光路を折り曲げるた
め検出器等の配置場所が制限されることによる装置設計
の自由度が減少したり、ミラー等の部品が必要であるた
め価格が上昇するなどの問題があった。

【０００５】本発明ではこのような問題を解決し、放射
光を減少させることなく、かつ簡単にピンホール付近に
集光した放射光とピンホールの中心とを一致させるよう
に調整することができるコンフォーカル顕微鏡を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的のために本発明
のコンフォーカル顕微鏡は、レーザ光を出射するレーザ
光源（１）と、前記レーザ光を試料（７）上に集光する
対物レンズ（６）と、前記試料上に集光するレーザ光を
前記対物レンズの光軸と直交する方向に走査する偏向部
材（４）と、前記集光したレーザ光が照射された前記試
料上の部位からの放射光と前記レーザ光源からのレーザ
光とのいづれか一方を透過し他方を反射するビームスプ
リッタ（３）と、前記放射光を集光する集光レンズ
（９，３１，４１）と、前記集光レンズの焦点面付近で
しかも前記対物レンズの物体面とほぼ共役な面に配置さ
れた開口絞り（１１）と、前記開口絞りを挟んで前記集
光レンズと対向する側に設置された光検出器（１２）と
を備えたコンフォーカル顕微鏡において、一端に前記集
光レンズ（９，３１，４１）が保持されると共に、他端
が前記コンフォーカル顕微鏡の本体側に支持された鏡筒
（３２，４２）と、前記対物レンズの光軸と略直交する
軸を中心として回転可能に前記鏡筒の他端を支持する支
持部材（３３，４３）、及び前記鏡筒の一端に当接し、
前記支持部材を中心として前記集光レンズを前記対物レ
ンズの光軸に直交する方向に調整する調整部材（３５，
３６，４３，４５，４６）から成る移動機構とを有し、
前記移動機構の調整部材を操作することで、前記集光レ
ンズの光軸と前記開口絞り（１１）の中心との位置関係
を調整することを特徴とする。

【０００７】

【作用】試料からの放射光は、集光レンズにより、その
集光レンズの焦点面付近即ち前記対物レンズの物体面と
略共役な面内であって前記集光レンズの光軸と交わる点
もしくはその近傍に集光してスポット光を形成する。集
光レンズを移動させると、前記スポット光の集光位置
は、集光レンズの動作に応じて移動する。したがって、
この移動位置を開口絞りの開口に重なるように調整する
ことによって、開口絞りの開口中心にスポット光を形成
することができる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明を用いた一実施例のコンフォー
カル顕微鏡の構成図である。レーザ光源１から出射した
レーザ光２はビームスプリッタ３で反射される。反射さ
れたレーザ光２は偏向部材４を通過することにより、２
次元的に走査される。走査されたレーザ光は、リレーレ
ンズ５を通過することにより、一度２枚のリレーレンズ
５の間で集光され、スポット光にされた後，さらに、対
物レンズへ向けて略平行なレーザ光となって射出され
る。射出されたレーザ光は、対物レンズ６により再び集
光され、スポット光となって試料７に照射される。試料
７にレーザ光が照射されると、例えば、反射光や、試料
に予め付与された試薬からの蛍光などからなる放射光８
が発生する。この放射光８は、前記レーザ光の光路を逆
に辿るようにして、対物レンズ６リレーレンズ５を通過
し、さらに、偏向部材４を通過する。放射光８は、偏向
部材４により試料に照射される前の走査されたレーザ光
とは逆に略光軸を中心とする光束となる。偏向部材４を
通過した放射光８は、さらに、ビームスプリッタ３を透
過し、集光レンズ９に入射する。集光レンズ９を通過し
た放射光８は、集光レンズ９により集光レンズ９の焦点
面で集光されるとともに、集光レンズ９の焦点面付近で
しかも対物レンズ６の物体面（対物レンズの試料側の焦
点面のこと）と共役な面に配置された開口絞り（ピンホ
ール）１１を通過し、光検出器１２に入射する。

【０００９】このコンフォーカル顕微鏡は、光検出器１
２に入射した放射光を、光検出器１２以降に接続された
図示しない処理回路により偏向部材４と同期して画像化
し、試料の像を表示したり、データとして蓄積したりす
る。また、集光レンズ９には、移動機構１０が接続され
ている。図２、図３、図４及び図５はこの移動機構の例
を示しており、図２は集光レンズ９を光軸と垂直な方向
に移動させる例を示している。

【００１０】集光レンズ２１（図１の集光レンズ９に相
当する）はレンズ室２２に入っており、このレンズ室２
２は支持部材２３で支持されている。支持部材２３は、
光軸方向に放射光が通過する穴が形成され、図示しない
本体に固定されている。レンズ室２２は、支持部材２３
内でバネ２４及びローレットネジ２５により付勢される
ことにより、集光レンズ２１の光軸と垂直な方向にのみ
移動可能に保持されている。バネ２４は支持部材にレン
ズ室２２を押すように即ち保持部材の内側に向けて先端
のピンを押し出すように保持され、ローレットネジ２５
は保持部材２３に螺合している。尚、ローレットネジ２
５とバネ２４は、図２では、レンズ室２２を挟んで対向
しているように図示されているが、図２を紙面左側から
見ると、正三角形をなすように、２つのローレットネジ
２５とバネ２４とが配置されているものである。レンズ
室２２の移動は、このバネ２４と２つのローレットネジ
２５で行う。即ち、ローレットネジ２５を回転させるこ
とによりネジの先端が集光レンズの半径方向に進退し、
これによってバネ２４により付勢されたレンズ室２３の
位置が変化する。２つのローレットネジ２５を回転させ
れば、レンズ室２２を集光レンズ２１の光軸と直交する
方向に２次元的に変化させることができる。

【００１１】図３，図４及び図５は、光軸と直交する軸
を中心に集光レンズを回転させる移動機構の例である。
集光レンズ３１は、鏡筒３２に保持され、鏡筒３２は、
ビームスプリッタ側（紙面右側）の外側端部に、球面座
が設けられ、本体に固定された支持部材３３により回転
可能に支持されている。また、鏡筒３２の他端側には、
その周辺にドーナツ状の支持部材３４が設けられ、この
支持部材３４からは、図２の例と同様に、バネ３５と２
つのローレットネジ３６が設けられている。したがっ
て、ローレットネジ３６を調整すると、鏡筒３２は、集
光レンズ３１側のみ、光軸に直交する方向に移動するこ
とになる。即ち、球面座部を支点にして振り子のように
回転することになる。図４，図５は、図３のような回転
による移動を別の方法により達成している例を示してい
る。集光レンズ４１は、鏡筒４２に保持され、鏡筒４２
は、ビームスプリッタ側（紙面右側）において、板バネ
４３により保持され、集光レンズ側は図３と同様にドー
ナツ状の支持部材４４及びバネ４５，２つのローレット
ネジ４６により移動可能に保持されている。板バネ４３
は、図４のＡ矢視図である図５に示すように、中央で鏡
筒４２を保持する穴を有し、それぞれａ，ｂで互いに直
交する方向でヒンジ作用が働くように接続されており、
これにより、鏡筒４２は、２次元方向に回転可能に保持
されている。

【００１２】以上のように、実施例は、集光レンズを移
動可能に保持しており、これによって、集光レンズや開
口絞りを装置本体に固定した際に、集光レンズにより集
光された放射光と開口絞りの開口中心がずれていても、
集光レンズの位置を調整することによって、一致させる
ことができる。実際の両者のずれ量は各種部材の加工誤
差程度であることが多いため、実施例のような調整可能
範囲が比較的少ないもので十分対処できる。

【００１３】尚、集光レンズの移動機構としては、ジャ
イロのように自由な方向に回転可能に保持する機構な
ど、集光レンズを移動させることによって、開口絞りの
中心とスポット光との位置関係を調整できれば、実施例
以外の機構によって集光レンズの移動機構を構成しても
よい。また、実施例では、分かりやすいように集光レン
ズを１枚で表したが、複数のレンズで集光光学系を形成
する場合もある。このような場合、必ずしも凸レンズを
移動させたとしても調整されないことがあるが、この集
光光学系の主平面が光軸と直交する方向に移動するよう
な機構あるいは光軸と直交する軸を中心に回転するよう
な機構を設ければよい。

【００１４】

【考案の効果】以上の様に本発明によれば、集光レンズ
で集光してできたスポット光の中心とその集光レンズの
焦点面付近即ち前記対物レンズの物体面と共役な面に配
置した開口絞りの中心を一致させるのにミラーを使用す
る必要がないので、ミラーによる光量の減少はなくミラ
ーでの光路折り曲げによる設計の自由度の減少はなく部
品も減らせることができ、高性能でコンパクトでしかも
安価なコンフォーカル顕微鏡を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のコンフォーカル顕微鏡の構成を示す図
である。

【図２】集光レンズの移動機構の第１の実施例を示す断
面図である。

【図３】集光レンズの移動機構の第２の実施例を示す断
面図である。

【図４】集光レンズの移動機構の第２の実施例を示す断
面図である。

【図５】図４の板バネ４３のＡ矢視図である。

【図６】従来のコンフォーカル顕微鏡を示す図である。

【符号の説明】

１……レーザ光源 ２……レーザ光 ３……ビームスプリッタ ４……偏向部材 ５……リレーレンズ ６……対物レンズ ７……試料 ８……放射光 ９，２１, ３１，４１……集光レンズ、 １０……レンズ移動機構 １１……開口絞り １２……光検出器 ２２, ３２，４２……レンズ室（鏡筒） ２３, ３３, ３４，４３，４４……支持部材（但し４３
は板バネ） ２４, ３５，４５……バネ ３５, ３６，４６……ローレットネジ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光を出射するレーザ光源と、 前記レーザ光を試料上に集光する対物レンズと、 前記試料上に集光するレーザ光を前記対物レンズの光軸
   と直交する方向に走査する偏向部材と、 前記集光したレーザ光が照射された前記試料上の部位か
   らの放射光と前記レーザ光源からのレーザ光とのいづれ
   か一方を透過し他方を反射するビームスプリッタと、 前記放射光を集光する集光レンズと、 前記集光レンズの焦点面付近でしかも前記対物レンズの
   物体面とほぼ共役な面に配置された開口絞りと、 前記開口絞りを挟んで前記集光レンズと対向する側に設
   置された光検出器とを備えたコンフォーカル顕微鏡にお
   いて、 一端に前記集光レンズが保持されると共に、他端が前記
   コンフォーカル顕微鏡の本体側に支持された鏡筒と、 前記対物レンズの光軸と略直交する軸を中心として回転
   可能に前記鏡筒の他端を支持する支持部材、及び前記鏡
   筒の一端に当接し、前記支持部材を中心として前記集光
   レンズを前記対物レンズの光軸に直交する方向に調整す
   る調整部材から成る移動機構とを有し、 前記移動機構の調整部材を操作することで、前記集光レ
   ンズの光軸と前記開口絞りの中心との位置関係を調整す
   ることを特徴とするコンフォーカル顕微鏡。