JP3052150B2 - 共焦点顕微鏡 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、顕微鏡法、特に走査型共焦点顕微鏡に関
する。
する。
走査型共焦点顕微鏡の原理はマービン・ミンスキー
(Marvin Minsky)のアメリカ特許3,013,467号に開示さ
れている。その基本原理は、観察される標本または対象
物が限定領域に限られ、観察または検出がその照明域に
限られる、というものである。顕微鏡の視野全体を通し
て、観察される標本または対象物を領域ごとに走査する
ことによって、全体像が得られる。
(Marvin Minsky)のアメリカ特許3,013,467号に開示さ
れている。その基本原理は、観察される標本または対象
物が限定領域に限られ、観察または検出がその照明域に
限られる、というものである。顕微鏡の視野全体を通し
て、観察される標本または対象物を領域ごとに走査する
ことによって、全体像が得られる。
共焦点顕微鏡は、焦点はずれ信号と干渉が大幅に減少
されるので、普通の顕微鏡より解像度がよく、精細度が
より鮮鋭である。それらは、焦点はずれ干渉の減少が大
きな利点となる、エピ蛍光による生物標本の検査に特に
利用されている。
されるので、普通の顕微鏡より解像度がよく、精細度が
より鮮鋭である。それらは、焦点はずれ干渉の減少が大
きな利点となる、エピ蛍光による生物標本の検査に特に
利用されている。
国際特許出願第PCT/AU89/00298号は、種々の形状の共
焦点顕微鏡でのファイバーオプティクスの使用を開示し
ている。本発明はファイバーオプティクスをタンデム走
査型顕微鏡に適用し、そこでは、リアルタイム像を生成
するために、標本に対する照明光の走査とタンデムで、
戻り共焦点光が写真フィルム、二次元CCOチップまたは
他の感光手段に対して走査される。この種の顕微鏡は公
知で、顕微鏡システムの中間焦点面と面が一致する不透
明材の非常に薄いシートの一連のピンホールまたは1つ
以上のスリットの動きによって、観察される標本の焦点
面の分離が従来のレンズ系で達成される。このようなシ
ステムは、例えば、ザ・ハンドブック・オブ・バイオロ
ジカル・コンフォーカル・マイクロスコピー、ジェーム
ズ・ポーリー編集者、アイエムアール・プレス、1989
(The Handbook of Biological Confocal Microscopy,J
ames Pawley editor,IMR Press,1989)に記載さてたい
るように、ペトラン、キノ他(Petran,Kino and other
s)によって記載されている。
焦点顕微鏡でのファイバーオプティクスの使用を開示し
ている。本発明はファイバーオプティクスをタンデム走
査型顕微鏡に適用し、そこでは、リアルタイム像を生成
するために、標本に対する照明光の走査とタンデムで、
戻り共焦点光が写真フィルム、二次元CCOチップまたは
他の感光手段に対して走査される。この種の顕微鏡は公
知で、顕微鏡システムの中間焦点面と面が一致する不透
明材の非常に薄いシートの一連のピンホールまたは1つ
以上のスリットの動きによって、観察される標本の焦点
面の分離が従来のレンズ系で達成される。このようなシ
ステムは、例えば、ザ・ハンドブック・オブ・バイオロ
ジカル・コンフォーカル・マイクロスコピー、ジェーム
ズ・ポーリー編集者、アイエムアール・プレス、1989
(The Handbook of Biological Confocal Microscopy,J
ames Pawley editor,IMR Press,1989)に記載さてたい
るように、ペトラン、キノ他(Petran,Kino and other
s)によって記載されている。
本発明によれば、照明光および戻り共焦点光の伝達体
として働く1本以上の光ファイバを介して、被検査物へ
の、およびそれから光が伝搬される。発明によるいくつ
かの構成では、光ファイバが、観察される標本の焦点面
の分離を可能にする効果的なピンホールを形成する。発
明の他の実施例では、焦点面の分離を生成する空間フィ
ルタが、ファイバのコア自体ではなく、別のレンズによ
って生成される中間焦点面に設けられる。この場合、空
間フィルタは、中間焦点面に一致する不透明材の薄いシ
ートからなり得る。
として働く1本以上の光ファイバを介して、被検査物へ
の、およびそれから光が伝搬される。発明によるいくつ
かの構成では、光ファイバが、観察される標本の焦点面
の分離を可能にする効果的なピンホールを形成する。発
明の他の実施例では、焦点面の分離を生成する空間フィ
ルタが、ファイバのコア自体ではなく、別のレンズによ
って生成される中間焦点面に設けられる。この場合、空
間フィルタは、中間焦点面に一致する不透明材の薄いシ
ートからなり得る。
発明の開示 発明によれば、以下の構成を備えた走査型共焦点エピ
照明顕微鏡が提供される、 光源、 光源から照明光を受けて伝搬する光ファイバ手段、 光ファイバ手段を介して伝搬される照明光を受け、照
明光を対象物に集光して、対象物上またはその内部の観
察場を照明し、そして観察場から発する光を受け、発し
た光を照明光と逆の方向に戻る光として光ファイバ手段
に沿って戻すたの集光手段、 戻り光を照明光から分離するための光分離手段、 光分離手段から戻る光を受け、感光手段を戻り光に露
光するための戻り光受け手段、そして 走査路において前記対象物に対して照明光を移動させ
ると同時に、対応する走査路において感光手段に対して
戻り光を移動させることによって、感光手段に戻り光か
ら走査対象物の像を生成させる走査手段。
照明顕微鏡が提供される、 光源、 光源から照明光を受けて伝搬する光ファイバ手段、 光ファイバ手段を介して伝搬される照明光を受け、照
明光を対象物に集光して、対象物上またはその内部の観
察場を照明し、そして観察場から発する光を受け、発し
た光を照明光と逆の方向に戻る光として光ファイバ手段
に沿って戻すたの集光手段、 戻り光を照明光から分離するための光分離手段、 光分離手段から戻る光を受け、感光手段を戻り光に露
光するための戻り光受け手段、そして 走査路において前記対象物に対して照明光を移動させ
ると同時に、対応する走査路において感光手段に対して
戻り光を移動させることによって、感光手段に戻り光か
ら走査対象物の像を生成させる走査手段。
走査手段は、光ファイバ手段から伝送された照明光を
対象物へ移動させる第1スキャナと、光分離手段から伝
送された戻り光を光受け手段へ移動させる第2スキャナ
と、第1および第2スキャナの走査動きを調整するスキ
ャナ制御手段とからなるものでもよい。
対象物へ移動させる第1スキャナと、光分離手段から伝
送された戻り光を光受け手段へ移動させる第2スキャナ
と、第1および第2スキャナの走査動きを調整するスキ
ャナ制御手段とからなるものでもよい。
別構成では、光分離手段が、光源と光ファイバ手段の
間に設けられたビームスプリッタからなり、光ファイバ
手段が、光源から照明光を受ける第1束端から、照明光
が集光器へ伝搬され、かつ対象物から発する光が集光器
によって集光される第2ファイバ束端へ、並んで長さ方
向に延びた光ファイバの束からなり、走査手段が、ビー
ムスプリッタと光ファイバの束の間の中間像焦点面に位
置するアパーチャ手段を備えた光スクリーンからなり、
照明光と戻り光の両方がアパーチャ手段とスキャン発生
器を通ってスクリーンとアパーチャ手段を照明および戻
り光を横切って移動させる。
間に設けられたビームスプリッタからなり、光ファイバ
手段が、光源から照明光を受ける第1束端から、照明光
が集光器へ伝搬され、かつ対象物から発する光が集光器
によって集光される第2ファイバ束端へ、並んで長さ方
向に延びた光ファイバの束からなり、走査手段が、ビー
ムスプリッタと光ファイバの束の間の中間像焦点面に位
置するアパーチャ手段を備えた光スクリーンからなり、
照明光と戻り光の両方がアパーチャ手段とスキャン発生
器を通ってスクリーンとアパーチャ手段を照明および戻
り光を横切って移動させる。
発明をより完全に説明するために、いくつかの具体的
実施例を添付図を参照しながら詳細に説明する。
実施例を添付図を参照しながら詳細に説明する。
図面の簡単な説明 図1は、発明に従って構成されたタンデム走査型共焦
点顕微鏡を示し、 図2は、比較的安価な非干渉性光源の使用を可能にす
る、発明に従って構成された走査型共焦点顕微鏡の別形
態を示し、 図3は、スリットまたは一連のピンホールを備えた単
一の光スクリーンの動きによって走査が行われる、発明
に従って構成された顕微鏡の更に別の形態を示し、そし
て 図4は、図3に示されたものと同様だが、特に内視鏡
として作用するよう設計された顕微鏡を示す。
点顕微鏡を示し、 図2は、比較的安価な非干渉性光源の使用を可能にす
る、発明に従って構成された走査型共焦点顕微鏡の別形
態を示し、 図3は、スリットまたは一連のピンホールを備えた単
一の光スクリーンの動きによって走査が行われる、発明
に従って構成された顕微鏡の更に別の形態を示し、そし
て 図4は、図3に示されたものと同様だが、特に内視鏡
として作用するよう設計された顕微鏡を示す。
図1は、発明に従って構成された走査型共焦点顕微鏡
システムを示す。この顕微鏡は、光ビーム2を供給する
レーザ発生器1の形の高強度光源を備え、光ビームはレ
ンズ3によってフレキシブルな光ファイバ4の一端内へ
集束される。光ファイバ4の他端は方向性カプラー5の
一側内に延びているが、これは反対方向に進む光線を分
離する接合双円錐テーパカプラーまたは他の接合器でも
よい。カプラーの他側の一方の出力肢6に入る光は、屈
折率整合媒体7によって最少限のフレネル反射で吸収さ
れ、カプラーの同じ側の他の脚に入る光は、フレキシブ
ルな光ファイバ8によってフィイバ端9へ伝えられ、そ
こから10として概略が示された光学顕微鏡の光学系へと
伝えられる。
システムを示す。この顕微鏡は、光ビーム2を供給する
レーザ発生器1の形の高強度光源を備え、光ビームはレ
ンズ3によってフレキシブルな光ファイバ4の一端内へ
集束される。光ファイバ4の他端は方向性カプラー5の
一側内に延びているが、これは反対方向に進む光線を分
離する接合双円錐テーパカプラーまたは他の接合器でも
よい。カプラーの他側の一方の出力肢6に入る光は、屈
折率整合媒体7によって最少限のフレネル反射で吸収さ
れ、カプラーの同じ側の他の脚に入る光は、フレキシブ
ルな光ファイバ8によってフィイバ端9へ伝えられ、そ
こから10として概略が示された光学顕微鏡の光学系へと
伝えられる。
光学顕微鏡10は脚11を備え、その上に、機械的に調節
可能な標本支持ステージ12と、顕微鏡の光学系を構成す
る部品を収容した顕微鏡本体13が取り付けられている。
これら光学部品はファイバ8の端部9から広がる光15を
受けるレンズ14と、レンズ14を透過した光を順次反射す
る一対のミラー16、17を含み、光はビーム集束レンズ19
を通ってレンズ18の形の集光器に達し、これが、ステー
ジ12に支持された標本20内のスポットないしポイント観
察場へ光を集光ないし集束する。
可能な標本支持ステージ12と、顕微鏡の光学系を構成す
る部品を収容した顕微鏡本体13が取り付けられている。
これら光学部品はファイバ8の端部9から広がる光15を
受けるレンズ14と、レンズ14を透過した光を順次反射す
る一対のミラー16、17を含み、光はビーム集束レンズ19
を通ってレンズ18の形の集光器に達し、これが、ステー
ジ12に支持された標本20内のスポットないしポイント観
察場へ光を集光ないし集束する。
ミラー16、17は、反射光ビームのXおよびY方向の移
動によって照明スポットが走査パターンで標本を横切る
ように、電気接続23、24を介して電子走査信号発生器25
から供給される信号に応答して、トランスジューサ21、
22によって動かすことができる。この種の走査手段は従
来の走査型共焦点顕微鏡で使用されている。
動によって照明スポットが走査パターンで標本を横切る
ように、電気接続23、24を介して電子走査信号発生器25
から供給される信号に応答して、トランスジューサ21、
22によって動かすことができる。この種の走査手段は従
来の走査型共焦点顕微鏡で使用されている。
高強度光を標本へ集束して照明スポットを生成するこ
とに加えて、集光レンズ18は標本から発する光をも受け
とり、これは顕微鏡10の光学系を逆方向に透過して光フ
ァイバ8へ到達する。標本の性質次第で、標本から発す
るこの光は、反射光、ラマン散乱光、または蛍光光であ
り得る。本明細書で使用する「発する」という言葉は、
対象物から集光器を通して逆方向に伝えられるいかなる
光をも含む、広い意味を持つものと理解されたい。
とに加えて、集光レンズ18は標本から発する光をも受け
とり、これは顕微鏡10の光学系を逆方向に透過して光フ
ァイバ8へ到達する。標本の性質次第で、標本から発す
るこの光は、反射光、ラマン散乱光、または蛍光光であ
り得る。本明細書で使用する「発する」という言葉は、
対象物から集光器を通して逆方向に伝えられるいかなる
光をも含む、広い意味を持つものと理解されたい。
戻り光は光ファイバ8の端部9で再集束し、そのファ
イバを逆方向にカプラー5へ進み、この光の一部がカプ
ラーの第4の脚と更に別の光ファイバ31を通ってファイ
バ端32へ伝えられる。
イバを逆方向にカプラー5へ進み、この光の一部がカプ
ラーの第4の脚と更に別の光ファイバ31を通ってファイ
バ端32へ伝えられる。
分離された戻り光は、レンズ33によって端部32から集
められ、一対の走査ミラー34、35によって、写真フィル
ム38を保持する公知手段が備えられたカメラ本体37から
なるカメラの形の戻り光受け手段36へ偏向される。
められ、一対の走査ミラー34、35によって、写真フィル
ム38を保持する公知手段が備えられたカメラ本体37から
なるカメラの形の戻り光受け手段36へ偏向される。
走査ミラー34、35は、ミラー34、35がミラー16、17と
正確に同期して動くように、電気接続43、44を介して電
子走査信号発生器25から供給される信号に応答して、ト
ランスジューサ41、42によって動かされる。従って、分
離された戻り光はフィルム38上のスポットとして集束さ
れ、これは、写真フィルム上に像を生成するために、標
本上の照明光の走査パターンに対して調整された走査パ
ターンで移動される。フィルム上の投影スポットが顕微
鏡ステージとまったく同じシーケンスでラスターするよ
うに、2組の走査ミラーができるだけ正確に同期され
る。フライバック光と、2組のミラー16、17および34、
35の速い走査動のわずかな位相差によって生じる二重イ
メージの可能性とを排除するために、走査ミラーと同期
するが約90°位相をずらせてレーザービーム2を間欠的
に遮断するビームチョッパ45を設けることができる。
正確に同期して動くように、電気接続43、44を介して電
子走査信号発生器25から供給される信号に応答して、ト
ランスジューサ41、42によって動かされる。従って、分
離された戻り光はフィルム38上のスポットとして集束さ
れ、これは、写真フィルム上に像を生成するために、標
本上の照明光の走査パターンに対して調整された走査パ
ターンで移動される。フィルム上の投影スポットが顕微
鏡ステージとまったく同じシーケンスでラスターするよ
うに、2組の走査ミラーができるだけ正確に同期され
る。フライバック光と、2組のミラー16、17および34、
35の速い走査動のわずかな位相差によって生じる二重イ
メージの可能性とを排除するために、走査ミラーと同期
するが約90°位相をずらせてレーザービーム2を間欠的
に遮断するビームチョッパ45を設けることができる。
図2は、水銀球等の比較的安価な非干渉光源を採用す
ることのできる、別の顕微鏡システムを示す。照明源51
からの光はレンズ52、53によって集光され、ビームスプ
リッタ立方体54によって光ファイバ束55の端部へ反射さ
れる。束55は、束端55から、反射防止ガラスシート58が
取り付けられた遠隔束端57へ、互いに並んで長さ方向に
延びた多数の単一モードファイバ56からなる。
ることのできる、別の顕微鏡システムを示す。照明源51
からの光はレンズ52、53によって集光され、ビームスプ
リッタ立方体54によって光ファイバ束55の端部へ反射さ
れる。束55は、束端55から、反射防止ガラスシート58が
取り付けられた遠隔束端57へ、互いに並んで長さ方向に
延びた多数の単一モードファイバ56からなる。
ファイバ56のコアは照明光を干渉状態で伝搬し、照明
光は反射防止ガラスシート58を通って、各ファイバコア
ごとに1本づつの錘体光として出てくる。これらの錘体
光はレンズ61、62、63によって、顕微鏡ステージ66上の
標本65内の回折制限スポット64(より正確にはガウシア
ンウエイスト)に集束される。レンズ61および62の間
で、照明光は、照明スポット64をラスターパターンで走
査させるスキャナ67を通過する。スキャナ67は、図1に
示された顕微鏡の走査ミラーおよびトランスジューサと
同様に配置された1対の反射ミラーおよびトランスジュ
ーサで構成することができ、走査信号発生器68から電気
接続69、70を介して走査制御信号を受ける。
光は反射防止ガラスシート58を通って、各ファイバコア
ごとに1本づつの錘体光として出てくる。これらの錘体
光はレンズ61、62、63によって、顕微鏡ステージ66上の
標本65内の回折制限スポット64(より正確にはガウシア
ンウエイスト)に集束される。レンズ61および62の間
で、照明光は、照明スポット64をラスターパターンで走
査させるスキャナ67を通過する。スキャナ67は、図1に
示された顕微鏡の走査ミラーおよびトランスジューサと
同様に配置された1対の反射ミラーおよびトランスジュ
ーサで構成することができ、走査信号発生器68から電気
接続69、70を介して走査制御信号を受ける。
各照明スポットないしガウシアンウエイストエリア64
内から発生した蛍光は、レンズ63、62、61を通って共焦
点状に逆行し、照明光が当初に出てきたのと同じファイ
バ束のコアへ進む。そして、この戻り光はファイバのコ
アを逆行してビームスプリッタ立方体64(これはダイク
ロイックミラー型でもよい)に入射し、レーザー光は取
り除くがストークスシフト蛍光は通すフィルタ71を通過
し、レンズ72によってカメラヘッド74内の感光フィルム
73上に集束される。
内から発生した蛍光は、レンズ63、62、61を通って共焦
点状に逆行し、照明光が当初に出てきたのと同じファイ
バ束のコアへ進む。そして、この戻り光はファイバのコ
アを逆行してビームスプリッタ立方体64(これはダイク
ロイックミラー型でもよい)に入射し、レーザー光は取
り除くがストークスシフト蛍光は通すフィルタ71を通過
し、レンズ72によってカメラヘッド74内の感光フィルム
73上に集束される。
カメラヘッド74にはスキャナ75が取り付けられ、これ
はスキャナ67と大体同じで、信号発生器68から接続76、
77を介して走査移動信号を受ける。スキャナ75は、フィ
ルム73に集束される戻り光を、標本内のスポットと同期
して走査させ、走査移動はファイバ束の各端部の2組の
ファイバコアに対して同一の向きにされる。
はスキャナ67と大体同じで、信号発生器68から接続76、
77を介して走査移動信号を受ける。スキャナ75は、フィ
ルム73に集束される戻り光を、標本内のスポットと同期
して走査させ、走査移動はファイバ束の各端部の2組の
ファイバコアに対して同一の向きにされる。
図2に示された顕微鏡は、複数の光ファイバを使用す
ることによって、より安価な非干渉性光源の採用を可能
にする点を除いて、光学的にも機械的にも図1に示され
たもとの非常に類似している。標本タイプの特定のセッ
トに対して焦点面の最適な分離を達成するために、コア
面積とクラディング面積のベストの比率を得るよう、フ
ァイバのクラディングサイズを選定することが望まし
い。
ることによって、より安価な非干渉性光源の採用を可能
にする点を除いて、光学的にも機械的にも図1に示され
たもとの非常に類似している。標本タイプの特定のセッ
トに対して焦点面の最適な分離を達成するために、コア
面積とクラディング面積のベストの比率を得るよう、フ
ァイバのクラディングサイズを選定することが望まし
い。
図3は、通常の内視鏡で使用されるような公知の干渉
性ファイバ束を採用した顕微鏡システムを示す。従っ
て、ファイバは、図2の実施例で使用された束のファイ
バより、クラディング面積がずっと小さい。これによ
り、非レーザー光源が使用でき、通常の内視鏡が共焦点
顕微鏡に変換できる。共焦点焦点面の分離を可能にす
る、中間焦点面に設けられた薄い不透明膜の1つ以上の
ピンホールまたはスリットの移動によって走査が行われ
る。
性ファイバ束を採用した顕微鏡システムを示す。従っ
て、ファイバは、図2の実施例で使用された束のファイ
バより、クラディング面積がずっと小さい。これによ
り、非レーザー光源が使用でき、通常の内視鏡が共焦点
顕微鏡に変換できる。共焦点焦点面の分離を可能にす
る、中間焦点面に設けられた薄い不透明膜の1つ以上の
ピンホールまたはスリットの移動によって走査が行われ
る。
図3に示された顕微鏡システムは光源81を備え、これ
は短いアーク水銀ランプでよい、光源81からの光はレン
ズ82とフィルタ83を通り、フィルタは、ダイクロイック
ミラー85を備えたビームスプリッタ84へ所期のスペクト
ル線を分離する。光源81からの光は、ミラー85によっ
て、アパーチャ手段87を持った光スクリーン86へ向けて
屈折される。アパーチャ手段は1個以上のスリットか1
個以上の個々のピンホールの形でよい。アパーチャ手段
87を通過する光は、別のレンズ88によって、従来の内視
鏡に使用されるものと同じ種類でよい干渉性ファイバ撮
像束91の端部89へ集束される。レンズ88は、スクリーン
86のスリットまたはピンホール87の像を、ファイバ束91
の端部89へ投影し、この光は束の他端92へ伝搬され、そ
こから出ると、顕微鏡レンズ93、94、95によって、顕微
鏡ステージ97に載置された標本96上またはその内部の1
つ以上のラインまたはスポットに再集束される。対物レ
ンズ95の焦点面からの蛍光または反射光は、レンズ95、
94および93を通って戻り、照明光が出てきたのと同じフ
ァイバに再入射する。焦点はずれ部分からの光は、実質
的に束内の他のファイバ通ってファイバ束に戻る。
は短いアーク水銀ランプでよい、光源81からの光はレン
ズ82とフィルタ83を通り、フィルタは、ダイクロイック
ミラー85を備えたビームスプリッタ84へ所期のスペクト
ル線を分離する。光源81からの光は、ミラー85によっ
て、アパーチャ手段87を持った光スクリーン86へ向けて
屈折される。アパーチャ手段は1個以上のスリットか1
個以上の個々のピンホールの形でよい。アパーチャ手段
87を通過する光は、別のレンズ88によって、従来の内視
鏡に使用されるものと同じ種類でよい干渉性ファイバ撮
像束91の端部89へ集束される。レンズ88は、スクリーン
86のスリットまたはピンホール87の像を、ファイバ束91
の端部89へ投影し、この光は束の他端92へ伝搬され、そ
こから出ると、顕微鏡レンズ93、94、95によって、顕微
鏡ステージ97に載置された標本96上またはその内部の1
つ以上のラインまたはスポットに再集束される。対物レ
ンズ95の焦点面からの蛍光または反射光は、レンズ95、
94および93を通って戻り、照明光が出てきたのと同じフ
ァイバに再入射する。焦点はずれ部分からの光は、実質
的に束内の他のファイバ通ってファイバ束に戻る。
ファイバ束91の端部89から出ると、戻り光は光スクリ
ーン86が位置する中間焦点面90で再集束される。共焦点
状の戻り光はアパーチャ手段87を逆方向に通過するが、
標本の焦点ずれ部分から戻る光はスクリーン86が遮断す
る。アパーチャ手段87を通った戻り光はビームスプリッ
タ84を通過し、レンズ98によって、カメラヘッド101内
に保持されたフィルム99上に集束される。
ーン86が位置する中間焦点面90で再集束される。共焦点
状の戻り光はアパーチャ手段87を逆方向に通過するが、
標本の焦点ずれ部分から戻る光はスクリーン86が遮断す
る。アパーチャ手段87を通った戻り光はビームスプリッ
タ84を通過し、レンズ98によって、カメラヘッド101内
に保持されたフィルム99上に集束される。
図3に示された実施例では、標本とカメラ内のフィル
ムの両者に対する走査は、矢印102で示すような光スク
リーン86の走査動によって行われる。つまり、スクリー
ン86は照明および戻り光路を横切る方向に往復する。中
間焦点面90にアパーチャ手段87を支持するスクリーン86
の走査運動は、標本の焦点面全体の可視化を可能にす
る。蛍光を結像する場合は、光路にロングパス光学フィ
ルタ103を介在させることができる。
ムの両者に対する走査は、矢印102で示すような光スク
リーン86の走査動によって行われる。つまり、スクリー
ン86は照明および戻り光路を横切る方向に往復する。中
間焦点面90にアパーチャ手段87を支持するスクリーン86
の走査運動は、標本の焦点面全体の可視化を可能にす
る。蛍光を結像する場合は、光路にロングパス光学フィ
ルタ103を介在させることができる。
図4は、図3に示されたものと本質的に同じ顕微鏡シ
ステムを示し、同じ部材には同じ参照番号が付されてい
る。この場合、顕微鏡は、図3に示された顕微鏡の多レ
ンズ撮像システムの代わりに、単一の対物レンズ111が
取り付けられた内視鏡ヘッド110が、光ファイバ束91の
外方端に取り付けられるという改変がなされている。こ
れはヘッドと内視鏡の作用を小型化を可能にする。それ
以外では、顕微鏡は図3に示されたものと同様に作用す
る。
ステムを示し、同じ部材には同じ参照番号が付されてい
る。この場合、顕微鏡は、図3に示された顕微鏡の多レ
ンズ撮像システムの代わりに、単一の対物レンズ111が
取り付けられた内視鏡ヘッド110が、光ファイバ束91の
外方端に取り付けられるという改変がなされている。こ
れはヘッドと内視鏡の作用を小型化を可能にする。それ
以外では、顕微鏡は図3に示されたものと同様に作用す
る。
フロントページの続き (31)優先権主張番号 PK3233 (32)優先日 平成2年11月8日(1990.11.8) (33)優先権主張国 オーストラリア(AU) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 21/00 G02B 21/06 - 21/36
Claims (15)
- 【請求項1】以下の構成を備えた走査型共焦点エピ照明
顕微鏡 光源 光源から照明光を受けて伝搬する光ファイバ手段、 光ファイバ手段を介して伝搬される照明光を受け、照明
光を対象物に集光して、対象物上またはその内部の観察
場を照明し、そして観察場から発する光を受け、発した
光を照明光と逆の方向に戻る光として光ファイバ手段に
沿って戻すための集光手段、 戻り光を照明光から分離するための光分離手段、 光分離手段から戻る光を受け、感光手段を戻り光に露光
するための戻り光受け手段、そして 走査路において前記対象物に対して照明光を移動させる
と同時に、対応する走査路において感光手段に対して戻
り光を移動させることによって、感光手段に戻り光から
走査対象物の像を生成させる走査手段。 - 【請求項2】走査手段が、光ファイバ手段から伝送され
た照明光を対象物へ移動させる第1スキャナと、光分離
手段から伝送された戻り光を光受け手段へ移動させる第
2スキャナと、第1および第2スキャナの走査動きを調
整するスキャナ制御手段とからなる請求項1に記載の顕
微鏡。 - 【請求項3】光ファイバ手段が、照明光を光源から光分
離手段へ伝搬する第1光ファイバと、戻り光を光分離手
段から戻り光受け手段へ伝搬する第2光ファイバとから
なる、請求項2に記載の顕微鏡。 - 【請求項4】光分離手段が、光源から集光手段への照明
光の伝搬と集光手段からカプラーへの戻り光の伝搬ため
の光路を形成する第3光ファイバに前記第1および第2
ファイバを結合させる光ファイバカプラーからなる、請
求項3に記載の顕微鏡。 - 【請求項5】第1走査手段が第3光ファイバから集光器
へ伝搬される照明光を移動させ、第2走査手段が第3光
ファイバから光受け手段へ伝搬される戻り光を移動させ
る請求項4に記載の顕微鏡。 - 【請求項6】第1および第2走査手段が可動光反射器か
らなる請求項5に記載の顕微鏡。 - 【請求項7】光分離手段が、光源と光ファイバ手段の間
に設けられたビームスプリッタからなる請求項1または
請求項2に記載の顕微鏡。 - 【請求項8】光ファイバ手段が、光源から照明光を受け
る第1束端から、照明光が集光器へ伝搬され、かつ対象
物から発する光が集光器によって集光される第2ファイ
バ束端へ、並んで長さ方向に延びた光ファイバの束から
なる請求項7に記載の顕微鏡。 - 【請求項9】光ファイバが単一モードファイバである請
求項8に記載の顕微鏡。 - 【請求項10】光分離手段が、光源と光ファイバ手段の
間に設けられたビームスプリッタからなり、光ファイバ
手段が、光源から照明光を受ける第1束端から、照明光
が集光器へ伝搬され、かつ対象物から発する光が集光器
によって集光される第2ファイバ束端へ、並んで長さ方
向に延びた光ファイバの束からなり、走査手段が、ビー
ムスプリッタと光ファイバの束の間の中間像焦点面に位
置するアパーチャ手段を備えた光スクリーンからなり、
照明光と戻り光の両方がアパーチャ手段とスキャン発生
器を通って走査動をアパーチャ手段を含むスクリーンへ
与える請求項1に記載の顕微鏡。 - 【請求項11】前記走査動が照明および戻り光を横切る
請求項10に記載の顕微鏡。 - 【請求項12】アパーチャ手段が、照明光と反射光の両
方が集束される中間焦点面に位置する、請求項10または
11に記載の顕微鏡。 - 【請求項13】アパーチャ手段が、ファイバ束を横切る
方向に間隔をあけた複数の照明光ビームと、対象物から
発する補完的複数の戻り光を生成する複数の個々のアパ
ーチャからなり、スキャン発生器がスクリーンを往復動
させる、請求項10〜12のいずれかに記載の顕微鏡。 - 【請求項14】集光器が、光ファイバ手段の第2ファイ
バ束端に取り付けられた内視鏡ヘッド内に設けられたレ
ンズ手段からなる請求項10〜13のいずれかに記載の顕微
鏡。 - 【請求項15】戻り光受け手段が、前記像を写真像とし
て生成する感光手段としての写真フィルムを保持する構
成のカメラレシーバからなる、請求項1〜14のいずれか
に記載の顕微鏡。
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