JP4225850B2 - レーザ顕微鏡 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を走査装置により対物レンズを介して試料上を走査し、試料からの蛍光を光検出器により検出するレーザ走査顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開2002−267933号公報には、標本面と共役な位置に光ファイバ端面を配置して、ダイクロイックビームスプリッタの切り換えにより生じる標本からの光を結像位置と光ファイバ端面の中心位置のずれを、光ファイバを移動することで光量損失を最小にするように調整している。
【0003】
特開平8−271792号公報には、平行平面板を用いて、標本からの光を正確に共焦点絞りに導くことができる検出光学系を有するレーザ顕微鏡について記載されている。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−267933号公報
【0005】
【特許文献2】
特開平8−271792号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
特開2002−267933号公報のレーザ顕微鏡において、光ファイバにシングルモードファイバ(コア径4μm程度)を使用した場合、ファイバ端面の中心位置と共焦点レンズによる標本の集光位置を調整により合わせることは、精密で高価な装置を用いれば可能だが、光量損失を防ぐには、集光している光線の光軸の角度を光ファイバの開口数を満たすための角度調整が必要である。ファイバの開口数が満たされていないと、ファイバ内での光量損失につながる。しかし、ファイバの開口数を満たすための角度調整は微細で複雑である。従って、その装置も精密なものとなり、また、それらを制御する装置が必要となるので、システムが高価なものとなってしまう。
【0007】
ファイバを使用すれば、ファイバ出射端(分光ユニット)は不動のままでファイバ入射端だけを位置調整することができるが、ファイバを使わず直接に分光ユニットに入射させることは、そのためには分光ユニット全体を動かさなくてはならないので、事実上無理である。
【0008】
特開平8−271792号公報では、分光検出は行わずに、ピンホールの直後に検出器を置いて検出している。検出器はある程度の受光面積をもつので、ピンホールを出た光の角度がずれていたとしても、検出器の受光面積の範囲内のずれであれば問題にならない。
【0009】
しかし、ピンホールを通過した光を分光検出する場合には、検出される光を正確な位置と向きで分光手段に導く必要がある。この分光検出について、特開平8−271792号公報は言及していない。
【0010】
本発明の目的は、標本からの光を分光ユニットや外部ユニット導入用光ファイバへ容易に導くことができるレーザ顕微鏡を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レーザ顕微鏡に向けられており、以下の各項に列記するレーザ顕微鏡を含んでいる。
【0012】
1. 本発明のレーザ顕微鏡は、レーザ光を発生するレーザ光源と、標本へ照射される前記レーザ光源からのレーザ光と、前記標本からの光を分離する特性を有し、光路に対して選択的に切り換え可能な種類の異なる光路分割手段と、前記光路分割手段で分離した前記標本からの光を結像する共焦点レンズと、前記共焦点レンズの焦点位置に配置される共焦点絞りと、前記共焦点レンズと前記共焦点絞りの間の光軸上に配置されるとともに、前記光軸に対する傾きが変更可能な少なくとも一つの平行平面板状の光学素子と、前記共焦点絞りを通過した拡散光をコリメートするために前記共焦点絞りの光軸上に配されたコリメートレンズと、前記コリメートレンズによりコリメートされた前記標本からの光を基に分光データを取得する分光データ取得手段とを備え、前記光路分割手段の切換時に、前記コリメートレンズを通して前記分光データ取得手段に入射する光の角度が変化しないように前記平行平面板状の光学素子の角度を調整することを特徴とする。
【0013】
このレーザ顕微鏡においては、分光ユニットの分散素子に入射する角度を一定にすることができる。従って、スペクトル成分の分解時に各波長が分散する方向が一定となるので、取得する分光データがスペクトル成分の情報が安定したデータを取得することができる。さらに、光軸方向の共焦点効果を得ることができるので、共焦点での分光データを取得できる。
【0014】
2. 本発明の別のレーザ顕微鏡は、レーザ光を発生するレーザ光源と、標本へ照射される前記レーザ光源からのレーザ光と、前記標本からの光を分離する特性を有し、光路に対して選択的に切り換え可能な種類の異なる光路分割手段と、前記光路分割手段で分離した前記標本からの光を結像する共焦点レンズと、前記共焦点レンズの焦点位置に配置される共焦点絞りと、前記共焦点レンズと前記共焦点絞りの間の光軸上に配置されるとともに、前記光軸に対する傾きが変更可能な少なくとも一つの平行平面板状の光学素子と、前記共焦点絞りを通過した拡散光をコリメートするために前記共焦点絞りの光軸上に配置されたコリメートレンズと、前記コリメートレンズによりコリメートされた前記標本からの光を外部検出器に導く光ファイバと、前記コリメートレンズによりコリメートされた前記標本からの光を前記光ファイバの端面上に集光させるための集光レンズとを備え、前記光路分割手段の切換時に、前記コリメートレンズを通して前記集光レンズに入射する光の角度が変化しないように前記平行平面板状の光学素子の角度を調整することを特徴とする。
【0015】
このレーザ顕微鏡においては、標本からの光を光ファイバへ標本の光を導入することができる。さらに、光ファイバを介して、標本からの光をスキャナユニットの外部へ出力できる。
【0016】
3. 本発明の別のレーザ顕微鏡は、第2項のレーザ顕微鏡において、前記外部ユニットは、前記標本からの光を基に分光データを取得する分光ユニットであることを特徴とする。
【0017】
このレーザ顕微鏡においては、光ファイバへ標本からの光を導入して、分光データを取得することができる。
【0018】
4. 本発明の別のレーザ顕微鏡は、第1項〜第3項のレーザ顕微鏡において、前記平行平面板状の光学素子は、前記光軸に対し略直交する方向の第1の回転軸を中心に回転し、かつ、前記光軸に対し略直交し、かつ、前記第1の回転軸に対して直交する第2の回転軸を中心に回転することを可能にした平行平面板状の光学素子であることを特徴とする。
【0019】
このレーザ顕微鏡においては、光焦点絞りの中心位置と標本からの光の結像位置の中心を1枚の平行平面板状の光学素子により調整することができるので、小型化ができる。
【0020】
5. 本発明の別のレーザ顕微鏡は、第1項〜第3項のレーザ顕微鏡において、前記レーザ顕微鏡は、前記光路分割手段の切り換え動作に応じて、前記平行平面板状の光学素子の傾きを切り換えられた光路分割手段に予め定められた傾き量に調整する駆動手段および制御手段を、さらに備えていることを特徴とする。
【0021】
このレーザ顕微鏡においては、種類の異なる光路分割手段が切り換え可能に設けられている場合に、各光路分割手段が光軸に対して微小な角度ずれを持っていても、その角度ずれを補正するように予め設定された傾き量に平行平面板状の光学素子の傾きを調整することで、どの光路切り換え手段が選択されても光軸のずれを自動的に補正することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【0023】
第一実施形態
本実施形態は、レーザ顕微鏡に向けられている。図1は、本発明の第一実施形態のレーザ顕微鏡の構成を概略的に示している。
【0024】
<構成>
図1に示されるように、レーザ顕微鏡はレーザユニット1を有し、レーザユニット1は、レーザ光源として、488nmの波長の光を発振するアルゴンレーザ2と、543nmの波長の光を発振するヘリウムネオンレーザ(HeNe・G)3を有している。アルゴンレーザ2とヘリウムネオンレーザ3の前方には、それぞれ、レーザ光路を結合して488nmと543nmの波長の光を合成するためのミラー4とダイクロイックミラー5が配置されている。ダイクロイックミラー5により導かれたレーザ光路上には、488nmと543nmの波長の光の選択を行う音響光学可変フィルタ(以下、AOTFとする)6が配置されている。
【0025】
レーザユニット1は、シングルモードファイバ7を介して、スキャナユニット8が接続されている。スキャナユニット8は、シングルモードファイバ7の出射側に、AOTF6からのレーザ光を平行光にするコリメートレンズ9を有している。コリメートレンズ9の平行光の光路上には、光路分割手段である複数のビームスプリッタ10aと10bと10cを有するビームスプリッタユニット10が配置されている。ビームスプリッタユニット10は、回転ターレットから成り、ビームスプリッタ10aと10bと10cは、ターレットの同心円上に配置されている。ビームスプリッタユニット10はモータ10dにより回転可能であり、これにより、ビームスプリッタ10aと10bと10cは、光路に対して選択的に切り換え可能となっている。すなわち、ビームスプリッタ10aと10bと10cのいずれか一つが光路上に配置され得る。ビームスプリッタ10aは、全ての波長域にわたり反射率20%、透過率80%の特性を有する。ビームスプリッタ10bは、488nmの波長を反射し、それ以外の波長を透過する。ビームスプリッタ10cは、488nmと543nmの波長を反射し、それ以外の波長を透過する。
【0026】
ビームスプリッタユニット10の反射光路上には、レーザ光を二次元走査するXYスキャナミラー11が配置されている。XYスキャナミラー11で二次元走査されたレーザ光は、顕微鏡本体側の瞳投影レンズ12、結像レンズ13、対物レンズ14を介して、標本15の焦点位置15a上に結像される。標本15から発生された蛍光は、レーザ光と逆の光路をたどって対物レンズ14、結像レンズ13、瞳投影レンズ12、XYスキャナミラー11を介して、ビームスプリッタユニット10まで戻る。
【0027】
ビームスプリッタユニット10の透過光路上には反射ミラー16が配置され、この反射ミラー16の反射光路上には共焦点レンズ17が配置され、この共焦点レンズ17の集光位置には共焦点絞り22が配置されている。共焦点絞り22は、駆動装置22aにより対物レンズ14の瞳径に適した共焦点絞り径にすることが可能である。共焦点レンズ17と共焦点絞り22の間には、平行平面板状の光学素子19が配置されており、共焦点レンズ17により集光した蛍光が光学素子19に入射する。
【0028】
平行平面板状の光学素子19は、光軸18に略直交する第1の回転軸20を中心に第1の駆動装置20aにより回転され得る。さらに、平行平面板状の光学素子19は、矢視図Aに示されるように、光軸18に略直交すると共に第1の回転軸20にも直交する第2の回転軸21を中心に第2の駆動装置21aにより回転され得る。つまり、平行平面板状の光学素子19は、光軸18に直交し互いに直交する二本の軸を中心として、光軸18に対する傾きが変更可能である。
【0029】
平行平面板状の光学素子19を透過した蛍光は、共焦点絞り22を通過して拡散光となり、コリメートレンズ23により平行光となる。その後スキャナユニット内の分光ユニット24に入射する。
【0030】
分光ユニット24の光路上には、ミラー面が回折格子であるガルバノミラー25(以下、回折格子ガルバノミラーと称する)が配置されている。この回折格子ガルバノミラーは、回折格子面を図示の回転方向25aに回転させることが可能である。これにより、回折格子により分散した各波長の蛍光の反射方向を変えることが可能である。
【0031】
回折格子ガルバノミラー25により分散された光路上には、回折格子ガルバノミラー25の分散面の回転中心を前側焦点位置として集光レンズ26が配置されている。この集光レンズ26の結像位置にはスリット27が配置されている。このスリット27は駆動装置27aによりそのスリット幅を変更することが可能である。スリット27の後方には、サイドオン型のフォトマルチブライヤーが蛍光の分散方向と受光面の長手方向が一致するように配置されている。
【0032】
ビームスプリッタユニット10のモータ10dと、平行平面板状の光学素子19の第1の駆動装置20aと第2の駆動装置21aとには、制御ユニット29が接続されている。この制御ユニット29は、ビームスプリッタユニット10の切り換えを制御するとともに、共焦点レンズ17による結像位置を共焦点絞り22の中心へ導くための平行平面板状の光学素子19の傾きを制御する。
【0033】
<作用>
制御ユニット29によりビームスプリッタユニット10のビームスプリッタ10aを光路上に切り換え、レーザユニット1の488nmの波長の光を発振するアルゴンレーザ2と543nmの波長の光を発振するヘリウムネオンレーザ3からのレーザ光により標本15から発生する蛍光の分析データを取得する場合を説明する。
【0034】
レーザユニット1のAOTF6を介して出力される488nmの波長と543nmの波長のレーザ光は、シングルモードファイバ7を介してスキャナユニット8に導かれる。スキャナユニット8に導かれたレーザ光は、コリメートレンズ9で平行光になって、ビームスプリッタ10aで反射され、XYスキャナミラー11で二次元走査され、瞳投影レンズ12、結像レンズ13、対物レンズ14を介して標本15に結像される。
【0035】
標本15から発生された蛍光は、レーザ光と逆の経路をたどって対物レンズ14、結像レンズ13、瞳投影レンズ12、XYスキャナミラー11を介してビームスプリッタ10aまで戻る。ビームスプリッタ10aまで戻った蛍光は、このビームスプリッタ10aを透過し、反射ミラー16で反射され、共焦点レンズ17を介して共焦点絞り22上に結像される。
【0036】
ビームスプリッタ10aの角度誤差などにより共焦点絞り22での結像位置が中心からずれることがある。その場合には、制御ユニット29によって制御される第1の駆動装置20aおよび第2の駆動装置21aにより平行平面板状の光学素子19を第1の回転軸20と第2の回転軸21を中心に回転させて、蛍光を光軸18に平行に移動させることにより、共焦点絞り22の中心を共焦点レンズ17の結像位置に一致させる。
【0037】
制御ユニット29は、好ましくは、ビームスプリッタユニット10に保持されるビームスプリッタ10aと10bと10cの角度誤差に基づいて、第1の駆動装置20aと第2の駆動装置21aによる補正情報、つまり、共焦点レンズ17の結像位置に共焦点絞り22の中心を一致させるための補正情報を予め記憶している。制御ユニット29は、この補正情報に基づいて、第1の駆動装置20aと第2の駆動装置21aを制御して、平行平面板状の光学素子19の光軸18に対する傾きを使用するビームスプリッタに応じた傾きに調整する。
【0038】
制御ユニット29は、不図示の記憶手段を有しており、その記憶手段に、ビームスプリッタユニット10に保持されるビームスプリッタ10aと10bと10cの角度誤差に応じた第1の駆動装置20aと第2の駆動装置21aによる補正情報、例えば生産時に取得した共焦点レンズ17の結像位置と共焦点絞りの中心位置のずれが予め記憶されている。
【0039】
共焦点絞り22を通過した蛍光は拡散光であり、コリメートレンズ23により平行光となる。平行光となった蛍光は分光ユニット24に導入され、回折格子ガルバノミラー25に入射して回折格子の分散作用により、スペクトル成分へ分解される。スペクトル分解された蛍光は、集光レンズ26によりスリット27上に結像する。このとき、スリット27のスリット幅を駆動装置27aにより変えることで、フォトマルチプライヤーで受光するスペクトル幅を変えることができる。また、回折格子ガルバノミラーを回転(走査)することで、受光できるスペクトル波長範囲を変えることができる。つまり、スリット27のスリット幅の設定と回折格子ガルバノミラー25の走査を行うことで、分光データの取得が可能である。
【0040】
従って、標本15上で走査されるレーザ光の走査ピクセルごとに予め設定したスリット幅の設定(スペクトル成分の分解能の設定)で回折格子ガルバノミラー25の走査を行うことで、分光データの取得を行う。
【0041】
このとき、平行平面板状の光学素子19の傾き調整により共焦点絞り22上の結像位置の中心を一致させているので、回折格子ガルバノミラーへ入射する蛍光に角度ずれが生じることがない。このため、常に回折格子で分散される各スペクトル成分の分散角度が安定し、スペクトル成分データの情報が安定した分光データを取得することができる。
【0042】
補足として、ビームスプリッタユニット10に保持されるビームスプリッタ10aと10bと10cの角度誤差に応じた第1の駆動装置20aと第2の駆動装置21aによる補正情報の取得方法について以下に説明する。
【0043】
標本15として、蛍光を発生する試料(例えば蛍光板)を用いて、アルゴンレーザ2からの488nmの波長レーザ光により標本から発生する蛍光の分光データを取得する。ここで、分光ユニット24内の回折格子ガルバノミラー25の回転角を一定の角度に固定し、スリット27のスリット幅を駆動装置27aにより最大のスリット幅にする。これは、フォトマルチプライヤーで受光する蛍光の光量を効率よく受光するためである。なお、回折格子ガルバノミラー25を488nmの波長より長い波長がスリット27を通過しフォトマルチプライヤー28で受光される角度にしておくとより効果的である。
【0044】
次に、XYスキャナミラー11を二次元走査しながら、第1の駆動装置20aを駆動して、平行平面板状の光学素子19を第1の回転軸20を中心に回転させる。このとき第2の駆動装置21aは停止させておく。第1の駆動装置20aの駆動により、共焦点レンズ17を通過した蛍光は、光軸18に平行に移動される。結像位置の中心が共焦点絞り22の中心に近づくにつれて、フォトマルチプライヤー28で受光する光量が大きくなり、結像位置の中心と共焦点絞り22の中心が最も近づいたとき最大の光量が受光される。
【0045】
そのまま第1の回転軸20を中心に平行平面板状の光学素子19を回転させると、フォトマルチプライヤー28で受光される光量が小さくなるので、この時点でXYスキャナミラー11の走査を停止し、光量が最大となった時の第1の駆動装置20aの状態を補正情報として図示しない記憶手段に記憶させる。
【0046】
第2の駆動装置21aについても同様にXYスキャナミラー11を走査しながら、第2の回転軸21を中心に平行平面板状の光学素子19を回転させる。これにより、蛍光が光軸18に平行に移動するので、結像位置の中心と共焦点絞り22の中心が最も近づいたとき光量が最大となる。この状態を第2の駆動装置21aの補正情報として図示しない記憶手段に記憶させる。
【0047】
これら二つの記憶した補正情報の位置の周辺に共焦点絞り22の中心位置があるので、先ほど得られた二つの補正情報の位置を中心として、その周辺に蛍光の主光線が移動するように特定の間隔で各駆動装置を駆動して、平行平面板状の光学素子19の傾きを変えながら二次元走査を行う。この調整においてフォトマルチプライヤー28で受光される光量が最大となるところが、共焦点絞り22の中心と共焦点レンズ17の結像位置とが一致したところとなる。
【0048】
このとき得られたそれぞれの補正情報を、記憶手段を用いて記憶させることで、第1の駆動装置20aと第2の駆動装置21aの二つの補正情報として扱うことができる。従って、ビームスプリッタ10aに対する共焦点レンズ17の結像位置と共焦点絞り22の中心位置のずれを調整することができる。
【0049】
この調整をビームスプリッタ10bと10cにも適用することで、いずれのビームスプリッタが光路上に選択されても、正確に共焦点レンズ17の結像位置と共焦点絞り22の中心位置を合わせることができる。
【0050】
なお、第1の駆動装置20aと第2の駆動装置21aには、予め回転可能な領域を設定しておくことで、補正情報を回転角度のデータをして適用することができる。
【0051】
<効果>
本実施形態では、共焦点絞りを出射する光線の光軸の角度、位置が常に一定なので、分光データを取得する場合に分散素子へ入射する光線の角度を常に一定に保つことができ、スペクトル成分データの情報が安定した分光が常に行える。
【0052】
また、共焦点絞りを通過しているので光軸方向の共焦点効果を得ることができ、共焦点での分光データを取得することができる。
【0053】
第二実施形態
本実施形態は、別のレーザ顕微鏡に向けられている。図2は、本発明の第二実施形態のレーザ顕微鏡の構成を概略的に示している。図2において、図1に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【0054】
<構成>
図2に示されるように、本実施形態のレーザ顕微鏡においては、共焦点絞り22とコリメートレンズ23より後方の光路上に、ダイクロイックミラーユニット30とダイクロイックミラーユニット31、集光レンズ34、光ファイバ35とが配置されている。また、スキャナユニット8の外部には光ファイバ35を介して、分光ユニット36が接続されている。
【0055】
ダイクロイックミラーユニット30は、回転ターレットから成り、ターレットの同心円上には反射ミラー30aとダイクロイックミラー30bと平行板ガラス30cとが配置されている。反射ミラー30aは全ての波長域の光を反射する。ダイクロイックミラー30bは、560nmより短い波長を反射し、これより長い波長を透過する。平行板ガラス30cは全ての波長域の光を透過する。ダイクロイックミラーユニット30はモータ30dにより回転可能であり、これにより、反射ミラー30aとダイクロイックミラー30bと平行板ガラス30cは、光路に対して選択的に切り換え可能となっている。すなわち、反射ミラー30aとダイクロイックミラー30bと平行板ガラス30cのいずれか一つが光路上に配置され得る。さらに、ダイクロイックミラーユニット30の反射光路上には、バリアフィルタ32aと光検出器であるフォトマルチプライヤー33aが配置されている。
【0056】
ダイクロイックミラーユニット31は、ダイクロイックミラーユニット30と同様に、回転ターレットから成り、ターレットの同心円上には反射ミラー31aと平行板ガラス31cが配置されている。反射ミラー31aは全ての波長域の光を反射し、平行板ガラス31cは全ての波長域の光を透過する。ダイクロイックミラーユニット31はモータ31dにより回転可能であり、これにより、反射ミラー31aと平行板ガラス31cは、光路に対して選択的に切り換え可能となっている。すなわち、反射ミラー31aと平行板ガラス31cのいずれか一方が光路上に配置され得る。さらに、ダイクロイックミラーユニット31の反射光路上には、バリアフィルタ32bと光検出器であるフォトマルチプライヤー33bが配置されている。
【0057】
ダイクロイックミラーユニット30のモータ30dと、ダイクロイックミラーユニット31のモータ31dは、制御ユニット29に接続されている。
【0058】
また、集光レンズ34の結像位置には、光ファイバ35の端面35aの中心がくるように予め調整されている。
【0059】
分光ユニット36は、特に詳述しないが、分光データを取得できる構成を有し、例えば、湾曲素子と微小ミラーアレイと検出器とを用いたものや、入射スリットと回折格子とCCDなどのマルチチャンネル検出器とを組み合わせたものなどがある。
【0060】
<作用>
第一実施形態と同様に標本15から発生する蛍光の分析データを取得する場合を説明する。
【0061】
制御ユニット29により、ビームスプリッタユニット10のビームスプリッタ10a、ダイクロイックミラーユニット30の平行板ガラス30c、ダイクロイックミラーユニット31の平行板ガラス31cをそれぞれ光路上に配置し、レーザユニット1の488nmの波長の光を発振するアルゴンレーザ2と543nmの波長の光を発振するヘリウムネオンレーザ3からレーザ光を発振し、XYスキャナミラー11により標本15上を二次元走査する。
【0062】
標本15から発生された蛍光は、第一実施形態と同様に、スキャナユニット8内の光学系を通過し、共焦点絞り22を通過し、コリメートレンズ23で平行光となる。
【0063】
コリメートレンズ23により平行光になった蛍光は、ダイクロイックミラーユニット30の平行板ガラス30cと、ダイクロイックミラーユニット31の平行板ガラス31cとを通過し、集光レンズ34により光ファイバ35の端面35aの中心に結像する。
【0064】
光ファイバ35の端面35aに入射した蛍光は、分光ユニット36に取り込まれ、分光データが取得される。このとき取得される分光データは、標本15上で走査されるレーザ光の各走査ピクセルに対応する標本位置に相当するものである。
【0065】
<効果>
このように、本実施形態においては、集光レンズ34を用いて、共焦点絞り22とのリレー光学系を配置することで、標本15からの蛍光の集光位置を、常に分光ユニット36への光ファイバ35の端面35aの中心に一致させることができるので、蛍光量の損失を最小限に押さえることができ、常に安定した分光データを取得することができる。
【0066】
また、光ファイバ35の特性にあった集光レンズ34を設計することで、光ファイバ35の特性にあった最適な光学設計を容易に実現することができる。
【0067】
また、集光レンズ34と光ファイバ35は、ビームスプリッタユニット10に起因する共焦点レンズ17の結像位置と共焦点絞り22の中心位置ずれの調整によらず、常に光軸が固定されているため、難しい光学調整や調整機構を必要としない。
【0068】
なお、光ファイバ35を介して接続されている分光ユニット36の代わりに、量子効率の高いアバランシェフォトダイオード等の外部ユニットを接続することも可能である。
【0069】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施の形態を述べたが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【0070】
【発明の効果】
本発明によれば、標本からの光を分光ユニットや外部ユニット導入用光ファイバへ容易に導くことができるレーザ顕微鏡を提供できる。より詳しくは、分光ユニット内の分散素子への光の入射角度を一定にでき、各スペクトル成分の情報が安定した分光データを取得できるレーザ顕微鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一実施形態のレーザ顕微鏡の構成を概略的に示している。
【図2】 本発明の第二実施形態のレーザ顕微鏡の構成を概略的に示している。
【符号の説明】
1…レーザユニット、2…アルゴンレーザ、3…ヘリウムネオンレーザ、4…ミラー、5…ダイクロイックミラー、6…音響光学可変フィルタ、7…シングルモードファイバ、8…スキャナユニット、9…コリメートレンズ、10…ビームスプリッタユニット、10a〜10c…ビームスプリッタ、10d…モータ、11…XYスキャナミラー、12…瞳投影レンズ、13…結像レンズ、14…対物レンズ、16…反射ミラー、17…共焦点レンズ、19…光学素子、20a…第1の駆動装置、21a…第2の駆動装置、23…コリメートレンズ、24…分光ユニット、25…ガルバノミラー、26…集光レンズ、27…スリット、27a…駆動装置、28…フォトマルチプライヤー、29…制御ユニット、30…ダイクロイックミラーユニット、30a…反射ミラー、30b…ダイクロイックミラー、30c…平行板ガラス、30d…モータ、31…ダイクロイックミラーユニット、31a…反射ミラー、31c…平行板ガラス、31d…モータ、32a…バリアフィルタ、32b…バリアフィルタ、33a…フォトマルチプライヤー、33b…フォトマルチプライヤー、34…集光レンズ、35…光ファイバ、36…分光ユニット。
Claims (5)
- レーザ光を発生するレーザ光源と、標本へ照射される前記レーザ光源からのレーザ光と、前記標本からの光を分離する特性を有し、光路に対して選択的に切り換え可能な種類の異なる光路分割手段と、前記光路分割手段で分離した前記標本からの光を結像する共焦点レンズと、前記共焦点レンズの焦点位置に配置される共焦点絞りと、前記共焦点レンズと前記共焦点絞りの間の光軸上に配置されるとともに、前記光軸に対する傾きが変更可能な少なくとも一つの平行平面板状の光学素子と、前記共焦点絞りを通過した拡散光をコリメートするために前記共焦点絞りの光軸上に配されたコリメートレンズと、前記コリメートレンズによりコリメートされた前記標本からの光を基に分光データを取得する分光データ取得手段とを備え、前記光路分割手段の切換時に、前記コリメートレンズを通して前記分光データ取得手段に入射する光の角度が変化しないように前記平行平面板状の光学素子の角度を調整することを特徴とするレーザ顕微鏡。
- レーザ光を発生するレーザ光源と、標本へ照射される前記レーザ光源からのレーザ光と、前記標本からの光を分離する特性を有し、光路に対して選択的に切り換え可能な種類の異なる光路分割手段と、前記光路分割手段で分離した前記標本からの光を結像する共焦点レンズと、前記共焦点レンズの焦点位置に配置される共焦点絞りと、前記共焦点レンズと前記共焦点絞りの間の光軸上に配置されるとともに、前記光軸に対する傾きが変更可能な少なくとも一つの平行平面板状の光学素子と、前記共焦点絞りを通過した拡散光をコリメートするために前記共焦点絞りの光軸上に配置されたコリメートレンズと、前記コリメートレンズによりコリメートされた前記標本からの光を外部検出器に導く光ファイバと、前記コリメートレンズによりコリメートされた前記標本からの光を前記光ファイバの端面上に集光させるための集光レンズとを備え、前記光路分割手段の切換時に、前記コリメートレンズを通して前記集光レンズに入射する光の角度が変化しないように前記平行平面板状の光学素子の角度を調整することを特徴とするレーザ顕微鏡。
- 前記外部ユニットは、前記標本からの光を基に分光データを取得する分光ユニットであることを特徴とする請求項2記載のレーザ顕微鏡。
- 前記平行平面板状の光学素子は、前記光軸に対し略直交する方向の第1の回転軸を中心に回転し、かつ、前記光軸に対し略直交し、かつ、前記第1の回転軸に対して直交する第2の回転軸を中心に回転することを可能にした平行平面板状の光学素子であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかひとつに記載のレーザ顕微鏡。
- 前記レーザ顕微鏡は、前記光路分割手段の切り換え動作に応じて、前記平行平面板状の光学素子の傾きを切り換えられた光路分割手段に予め定められた傾き量に調整する駆動手段および制御手段を、さらに備えていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかひとつに記載のレーザ顕微鏡。
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