JP4276974B2 - Laser scanning observation device - Google Patents
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Description
この発明は、レーザ走査型観察装置に関するものである。 The present invention relates to a laser scanning observation apparatus .
従来、生体等の試料にその表面から励起光を照射して、試料の表面下の比較的深い位置から発せられる蛍光を検出することにより、細胞等の機能を観察する装置として、多光子励起型の測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この多光子励起型の測定装置においては、試料から発せられる蛍光を、シングルモードファイバにより接続された外部の光電子増倍管によって検出するように構成されている。
This multiphoton excitation type measuring apparatus is configured to detect fluorescence emitted from a sample by an external photomultiplier tube connected by a single mode fiber.
しかしながら、シングルモードファイバは、コア径が細く、試料から戻る蛍光を制限してしまうため、効率よく測定することができないという不都合がある。蛍光を効率よく測定する目的からすれば、光電子増倍管は、測定ヘッドの対物レンズ直後に配置することが好ましいが、光電子増倍管はその大きさが比較的大きいために測定ヘッドが大型化してしまい、試料の観察対象部位に合わせて種々の姿勢や位置に配置する用途、例えば、実験小動物等を生きたまま(in vivo)観察する場合等には適していない。 However, the single mode fiber has a disadvantage that the core diameter is thin and the fluorescence returning from the sample is limited, so that it cannot be measured efficiently. For the purpose of measuring fluorescence efficiently, the photomultiplier tube is preferably arranged immediately after the objective lens of the measurement head. However, since the photomultiplier tube is relatively large, the measurement head becomes larger. Therefore, it is not suitable for use in various postures and positions according to the site to be observed of the sample, for example, when observing experimental small animals alive (in vivo).
一方、コア径が太く試料からの蛍光を制限しない光ファイバとして、マルチモードファイバを使用することが考えられるが、マルチモードファイバは、多数の伝送モードで光を伝播するため、レーザ光源から極短パルスレーザを入射させた場合、多モード分散を生じてパルス幅が長くなってしまい、そのまま使用したのでは、効率的に多光子励起効果を発生することができない不都合がある。 On the other hand, it is conceivable to use a multimode fiber as an optical fiber that has a large core diameter and does not restrict fluorescence from the sample. However, since a multimode fiber propagates light in many transmission modes, it is extremely short from a laser light source. When a pulse laser is incident, multimode dispersion occurs and the pulse width becomes long. If it is used as it is, there is a disadvantage that the multiphoton excitation effect cannot be generated efficiently.
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、レーザ光源から発せられたパルス幅の短い極短パルスレーザを試料に照射しながら、試料から得られる蛍光量の損失を低減して明るい蛍光画像を得ることができ、かつ、測定ヘッドをコンパクトに構成することができるレーザ走査観察装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and reduces the loss of the amount of fluorescence obtained from a sample while irradiating the sample with an extremely short pulse laser with a short pulse width emitted from a laser light source. An object of the present invention is to provide a laser scanning observation apparatus capable of obtaining a fluorescent image and capable of configuring a measurement head compactly.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明においては、極短パルスレーザ光を発するレーザ光源と、試料からの戻り光を検出する撮像手段とを備える光学ユニットと、レーザ光源からの極短パルスレーザ光を試料上に走査させる光走査部と、該光走査部により走査された極短パルスレーザ光を試料上に結像させる対物光学系とを備える測定ヘッドと、これら光学ユニットと測定ヘッドとを接続するマルチモードファイバと、前記測定ヘッドに備えられ、可視光を透過させかつ極短パルスレーザ光を遮断する材質からなるピンホール手段とを備え、前記ピンホール手段が、前記マルチモードファイバの端面に施されたコーティングにより形成されているレーザ走査型観察装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
In the present invention, an optical unit including a laser light source that emits an ultrashort pulse laser beam, an imaging unit that detects return light from the sample, and optical scanning that scans the sample with the ultrashort pulse laser beam from the laser light source. And a measurement head comprising an objective optical system that forms an image of an ultrashort pulse laser beam scanned by the optical scanning unit on a sample, a multimode fiber connecting the optical unit and the measurement head, and the measurement And a pinhole means made of a material that transmits visible light and blocks ultrashort pulse laser light, and the pinhole means is formed by a coating applied to an end face of the multimode fiber. A laser scanning observation apparatus is provided.
本発明によれば、レーザ光源から発せられた極短パルスレーザ光は、マルチモードファイバ内を伝播して測定ヘッドに入り、測定ヘッド内においてピンホール手段を透過させられる。ピンホール手段は極短パルスレーザ光を遮断する材質からなるので、マルチモードファイバを通過してきた極短パルスレーザ光の内、ファイバコアの中心付近の光のみがピンホール手段を通過させられる。 According to the present invention, the ultrashort pulse laser beam emitted from the laser light source propagates through the multimode fiber and enters the measurement head, and is transmitted through the pinhole means in the measurement head. Since the pinhole means is made of a material that blocks the ultrashort pulse laser light, only the light near the center of the fiber core among the ultrashort pulse laser light that has passed through the multimode fiber is allowed to pass through the pinhole means.
マルチモードファイバのファイバコアの中心付近においては、最低次モードの極短パルスレーザ光のみが出射されているため、ピンホール手段においては最低次モードの極短パルスレーザ光のみが通過させられることになる。その結果、マルチモードファイバ内における多モード分散の影響を受けることなく、比較的位相の揃った最低次モードの光を対物光学系から試料に向けて照射することができ、試料において多光子励起現象を効率よく発生させることができる。 In the vicinity of the center of the fiber core of the multimode fiber, only the lowest-order mode ultrashort pulse laser beam is emitted, and therefore, only the lowest-order mode ultrashort pulse laser beam is allowed to pass through the pinhole means. Become. As a result, it is possible to irradiate light from the objective optical system toward the sample from the objective optical system without being affected by multimode dispersion in the multimode fiber. Can be generated efficiently.
また、試料において発生した蛍光は対物光学系を介してピンホール手段に入射される。ピンホール手段は、可視光を透過させる材質からなるので、蛍光はピンホール手段によって遮られることなく通過してマルチモードファイバ内を伝播し、光学ユニット内の撮像手段により撮像されることになる。この場合において、蛍光がピンホール手段によって遮られず、かつ、コア径の大きなマルチモードファイバによって伝播されるので、試料において発生した蛍光が無駄なく撮像手段によって撮像され、明るい蛍光画像を得ることができる。すなわち、測定ヘッドにマルチモードファイバを介して接続された光学ユニットに撮像手段を設置しても、画質をさほど劣化させることなく鮮明な蛍光画像を得ることができるので、測定ヘッドを十分に小さくすることが可能となり、実験小動物等の試料を生きたまま観察するのに適したレーザ走査型観察装置を提供することが可能となる。 Further, the fluorescence generated in the sample is incident on the pinhole means via the objective optical system. Since the pinhole means is made of a material that transmits visible light, the fluorescence passes through the multimode fiber without being blocked by the pinhole means, and is imaged by the imaging means in the optical unit. In this case, since the fluorescence is not blocked by the pinhole means and is propagated by the multimode fiber having a large core diameter, the fluorescence generated in the sample is imaged by the imaging means without waste, and a bright fluorescent image can be obtained. it can. That is, even if the image pickup means is installed in the optical unit connected to the measurement head via the multimode fiber, a clear fluorescent image can be obtained without much deterioration of the image quality, so the measurement head is made sufficiently small. Therefore, it is possible to provide a laser scanning observation apparatus suitable for observing a sample such as an experimental small animal alive.
また、このように構成することで、部品点数を増加させることなく上記作用を達成することが可能となる。Further, with this configuration, it is possible to achieve the above action without increasing the number of parts.
また、本発明は、極短パルスレーザ光を発するレーザ光源と、試料からの戻り光を検出する撮像手段とを備える光学ユニットと、レーザ光源からの極短パルスレーザ光を試料上に走査させる光走査部と、該光走査部により走査された極短パルスレーザ光を試料上に結像させる対物光学系とを備える測定ヘッドと、これら光学ユニットと測定ヘッドとを接続するマルチモードファイバと、前記測定ヘッドに備えられ、可視光を透過させかつレーザ光を遮断する材質からなるピンホール手段とを備え、前記ピンホール手段が、ガラス板の表面にコーティングを施してなるピンホール部材により構成され、前記光学ユニットに設けられ、レーザ光を発する第2のレーザ光源と、前記測定ヘッドに設けられ、レーザ光および可視光を遮断する材質からなる共焦点ピンホール部材と、前記ピンホール部材と前記共焦点ピンホール部材とを選択的に交換する交換機構とを備えるレーザ走査型観察装置を提供する。The present invention also provides an optical unit including a laser light source that emits ultrashort pulse laser light, an imaging unit that detects return light from the sample, and light that scans the sample with the ultrashort pulse laser light from the laser light source. A measurement head comprising a scanning unit, an objective optical system that forms an image of an ultrashort pulse laser beam scanned by the optical scanning unit on a sample, a multimode fiber that connects the optical unit and the measurement head, and Provided with a measuring head, comprising pinhole means made of a material that transmits visible light and blocks laser light, and the pinhole means is constituted by a pinhole member formed by coating the surface of a glass plate, A second laser light source provided in the optical unit and emitting laser light; and a material provided in the measuring head and blocking the laser light and visible light. That a confocal pinhole member, to provide a laser-scanning examination apparatus comprising an exchange mechanism to selectively exchanged with the confocal pinhole member and the pinhole member.
このように構成することで、マルチモードファイバにより伝播されてきた多モード分散を付与された極短パルスレーザ光から最低次モードの極短パルスレーザ光のみを抽出して試料に照射し、試料から得られた蛍光を遮ることなくマルチモードファイバで撮像手段まで導くことを可能にするピンホール手段を簡易に構成することができる。この場合のピンホールは比較的大きくて済み、製造も容易である。
また、交換機構を作動させピンホール部材から共焦点ピンホール部材に変更するとともに、レーザ光源から発せられたレーザ光を試料に入射させることで、共焦点観察を行うことが可能となる。この場合に、ピンホール部材と極短パルスレーザ光とを用いて行う多光子励起観察と、共焦点観察とを同一のマルチモードファイバおよび撮像手段を用いて行うことが可能となり、レーザ走査型観察装置を簡易かつコンパクトに構成することができる。
With such a configuration, only the lowest-order mode ultrashort pulse laser light is extracted from the ultrashort pulse laser light imparted with multimode dispersion that has been propagated by the multimode fiber, and the sample is irradiated. It is possible to simply configure the pinhole means that allows the obtained fluorescence to be guided to the image pickup means with a multimode fiber without blocking. In this case, the pinhole may be relatively large and easy to manufacture.
Further, it is possible to perform confocal observation by operating the exchange mechanism to change from a pinhole member to a confocal pinhole member and making a laser beam emitted from a laser light source incident on the sample. In this case, multi-photon excitation observation using a pinhole member and an ultrashort pulse laser beam and confocal observation can be performed using the same multimode fiber and imaging means, and laser scanning observation The apparatus can be configured simply and compactly.
また、口径の異なる複数種類の共焦点ピンホールを備えることとしてもよい。この場合には、共焦点ピンホールの口径を大きくすることで、蛍光画像の解像度を低下させる一方、検出される蛍光量を増大させて明るい蛍光画像を得ることができる。 Further, a plurality of types of confocal pinholes having different diameters may be provided. In this case, by increasing the diameter of the confocal pinhole, the resolution of the fluorescent image can be reduced, while the amount of detected fluorescence can be increased to obtain a bright fluorescent image.
さらに、上記発明においては、前記共焦点ピンホール部材より口径の大きな空穴部材を備え、前記交換機構が該空穴部材をも選択的に交換することとしてもよい。
このようにすることで、試料に照射する光量を制限せず、試料からの戻り光も制限することがないので、例えば、試料の表面に対するピント合わせを行う際に、明るい鮮明な画像を得ることができ有利である。
Furthermore, in the said invention, it is good also as providing the hole member with a larger diameter than the said confocal pinhole member, and the said replacement mechanism selectively exchanging this hole member.
By doing so, the amount of light irradiated to the sample is not limited, and the return light from the sample is not limited. For example, when focusing on the surface of the sample, a bright and clear image is obtained. This is advantageous.
また、本発明の参考例は、可視光を透過させかつレーザ光を遮断する材質からなるピンホール部材を提供する。
本発明によれば、多数の伝送モードのレーザ光の内から最低次モードのレーザ光のみを一方向に透過させる一方、多方向から入射される蛍光等の可視光を遮断することなく通過させることができる。
The reference example of the present invention provides a pinhole member made of a material that transmits visible light and blocks laser light.
According to the present invention, only the lowest order mode laser light among a number of transmission mode laser lights is transmitted in one direction, while visible light such as fluorescence incident from multiple directions is allowed to pass through without being blocked. Can do.
本発明によれば、レーザ光源から発せられたパルス幅の短い極短パルスレーザを試料に照射して、効率的に多光子励起効果を発生させることができるとともに、試料から得られる蛍光量の損失を低減して明るい蛍光画像を得ることができ、しかも、測定ヘッドをコンパクトに構成することができるという効果を奏する。 According to the present invention, a sample can be irradiated with an ultrashort pulse laser with a short pulse width emitted from a laser light source to efficiently generate a multiphoton excitation effect, and a loss of fluorescence obtained from the sample can be reduced. As a result, a bright fluorescent image can be obtained, and the measurement head can be configured compactly.
本発明の一実施形態に係るレーザ走査型観察装置1について、図1を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型観察装置1は、多光子励起型観察装置であって、図1に示されるように、実験小動物を始めとする試料Aに対向配置される対物レンズ2を備える測定ヘッド3と、例えば、パルス幅が100fsec(フェムト秒)程度、波長976nm程度の近赤外極短パルスレーザ光を発生するレーザ光源4と蛍光観察用の光検出器5とを備える装置本体6と、これら装置本体6と測定ヘッド3とを接続するマルチモードファイバ7とを備えている。
A laser scanning observation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
A laser scanning observation apparatus 1 according to the present embodiment is a multiphoton excitation observation apparatus, and includes a measurement lens provided with an
前記測定ヘッド3には、集光レンズ8と、コリメートレンズ9と、レーザ走査部10と、瞳投影レンズ11と、結像レンズ12とが設けられている。
集光レンズ8は、マルチモードファイバ7内を伝播してきた極短パルスレーザ光を第1中間像B位置に結像させるようになっている。
コリメートレンズ9は、集光レンズ8により第1の中間像を形成した極短パルスレーザ光を平行光に変換するようになっている。
The
The
The collimating
レーザ走査部10は、例えば、互いに直交する2軸回りにそれぞれ回転可能に設けられた2枚のガルバノミラー(図示略)を備えており、レーザ光源4から伝播されてきた極短パルスレーザ光の偏向方向を変更して、試料Aにおいて2次元方向に走査するようになっている。また、瞳投影レンズ11は、レーザ走査部10により2次元方向に走査された極短パルスレーザ光を第2中間像C位置に結像させるようになっている。結像レンズ12は、第2中間像Cを結像した極短パルスレーザ光を集光して対物レンズ2に入射させるようになっている。
The
これらを収容する測定ヘッド3は、ベース13から上方に延びる支柱14に上下方向に移動可能に取り付けられるとともに、微調整機構15により上下動可能なアーム16の先端に固定されている。図中、符号17は、試料Aを載置するステージであり、水平2方向および鉛直軸線回りの回転を許容するようになっている。
The
本実施形態においては、測定ヘッド3の前記集光レンズ8とコリメートレンズ9との間の第1中間像B位置に、フィルタ部材18が配置されている。このフィルタ部材18は、例えば、図2に示されるように、ガラス板18aの一表面に、その中央の一点を除いてコーティング18bを施すことにより構成されたピンホール18cを備えている。コーティング18bは、可視光を透過させかつ極短パルスレーザ光を遮断する材質、例えば、誘電体多層膜により構成されている。ピンホール18cは前記第1中間像B位置に略一致する位置に配置されている。
In the present embodiment, the
すなわち、集光レンズ8により集光された極短パルスレーザ光の内、中心部近傍の光のみがピンホール18cを通過してコリメートレンズ9を介してレーザ走査部10に達することができる一方、レーザ走査部10側から戻ってきた戻り光は、フィルタ部材18により遮られることなく通過して集光レンズ8に入射されるようになっている。
That is, only the light in the vicinity of the central portion of the ultrashort pulse laser light collected by the
装置本体6には、マルチモードファイバ7内を戻ってきた戻り光を平行光に変換するコリメートレンズ19と、平行光に変換された戻り光から蛍光を分岐するダイクロイックミラー20と、励起光を遮断するバリアフィルタ21とが備えられている。
The
このように構成された本実施形態に係るレーザ走査型観察装置1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型観察装置1によれば、レーザ光源4から発せられた極短パルスレーザ光は、ダイクロイックミラー20を透過してコリメートレンズ19によりマルチモードファイバ7の端面に入射させられる。そして、マルチモードファイバ7内を伝播して測定ヘッド3内に入り、集光レンズ8によって集光されてフィルタ部材18のピンホール18c近傍にマルチモードファイバ7の出射端と同じ中間像を結像する。
The operation of the thus configured laser scanning observation apparatus 1 according to this embodiment will be described below.
According to the laser scanning observation apparatus 1 according to the present embodiment, the ultrashort pulse laser light emitted from the
この場合において、本実施形態によれば、フィルタ部材には中央にピンホールが形成され、その周囲は、コーティングによって極短パルスレーザ光の通過が遮断されているので、極短パルスレーザ光は、その中央部のみがフィルタ部材18の通過を許容されてレーザ走査部10に入射させられることになる。
In this case, according to the present embodiment, the filter member is formed with a pinhole in the center, and the periphery of the filter member is blocked from passing the ultrashort pulse laser beam by the coating. Only the central portion is allowed to pass through the
マルチモードファイバ7を通過させられる極短パルスレーザ光は、種々の伝送モードで伝播される。その伝送モードを模式的に示すと、図3の通りである。この図3は、マルチモードファイバ7の出射端における極短パルスレーザ光の光強度分布を示している。図中の斜線部は、光強度がゼロとなる領域である。すなわち、図3(a)に示されるように、最低次の伝送モード(すなわち、LP01モード)の極短パルスレーザ光が伝播される場合は、コア内では、光強度分布がゼロになる領域はない、一方、他の伝送モード(LPnmモード、但し、n≧1、m≧1)(b)、(c)ではいずれもコアの中心近傍に光強度がゼロになる領域が存在する。
The ultrashort pulse laser beam that is allowed to pass through the
したがって、本実施形態に係るレーザ走査型観察装置1のように、マルチモードファイバ7の端面7aの像を結像する集光レンズ8の第1中間像B位置にフィルタ部材18を配置しておくことにより、マルチモードファイバ7内を伝播されてきた種々の伝送モードの極短パルスレーザ光の内、最低次モードの極短パルスレーザ光のみを選択的に通過させ、他の伝送モードの光の通過を阻止することができる。そして、コリメートレンズ9によって平行光に変換され、レーザ走査部10により偏向方向を変更させられた極短パルスレーザ光は、瞳投影レンズ11、結像レンズ12および対物レンズ2を経て、試料Aに照射される。
Therefore, as in the laser scanning observation apparatus 1 according to the present embodiment, the
これにより、シングルモードファイバにより伝播されてきた場合と同様に、極短パルレーザ光のパルス幅が伸びることを防止することができる。したがって、レーザ光源4から発せられた元々の短いパルス幅の極短パルスレーザ光を試料Aに照射することができ、多光子励起現象を効率的に発生させることができる。
極短パルスレーザ光が焦光される位置において多光子励起現象が生じさせられると、試料Aの内部の比較的深い位置において蛍光を発生させることができる。発生された蛍光は、試料Aの表面から対物レンズ2内に戻り、結像レンズ12、瞳投影レンズ11およびレーザ走査部10を経てフィルタ部材18に通過させられる。
Thereby, it is possible to prevent the pulse width of the ultrashort pal laser beam from being extended, similarly to the case where it is propagated by the single mode fiber. Therefore, it is possible to irradiate the sample A with an ultrashort pulse laser beam having an original short pulse width emitted from the
When a multiphoton excitation phenomenon is caused at a position where the ultrashort pulse laser beam is focused, fluorescence can be generated at a relatively deep position inside the sample A. The generated fluorescence returns from the surface of the sample A into the
この場合において、本実施形態に係るレーザ走査型観察装置1によれば、フィルタ部材18は、蛍光を通過させる材質からなるコーティング18bにより形成されているので、蛍光がフィルタ部材18によって遮られることなくマルチモードファイバ7に入射されることになる。そして、マルチモードファイバ7内を伝播された後に、装置本体6に備えられている光電子増倍管6によって検出される。
In this case, according to the laser scanning observation apparatus 1 according to the present embodiment, the
すなわち、コア径の大きなマルチモードファイバ7によって、試料Aから発生された蛍光を無駄なく伝播して測定ヘッド3外部の光電子増倍管5により検出することができ、蛍光の損失を低減して明るくかつ高い解像度の蛍光画像を得ることができる。また、蛍光の損失を低減しながら、比較的大きな光電子増倍管5を測定ヘッド3から分離することができる。したがって、測定ヘッド3を小型化することができ、実験小動物等の試料Aの観察に際しての測定ヘッド3の取り回しを容易にして、操作性を向上することが可能となる。
In other words, the
なお、本実施形態に係るレーザ走査型観察装置1においては、ガラス板18aにコーティング18bしてなるフィルタ部材18を採用したが、これに代えて、図4に示されるように、マルチモードファイバ7の端面7aに中央部のみを残してコア7bを覆うコーティング18bにより、中央部にピンホール18cを形成してピンホール手段を構成することにしてもよい。
本実施形態のように集光レンズ8とコリメートレンズ9との間の第1中間像B位置にフィルタ部材18を配置する方が、マルチモードファイバ7の端面7aに構成する場合と比較して、部品を大きくすることができる分、製造が容易であるというメリットがある。
In the laser scanning observation apparatus 1 according to the present embodiment, the
Compared with the case where the
次に、本発明の第2の実施形態に係るレーザ走査型観察装置30について、図5を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係るレーザ走査型観察装置1と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を簡略化する。
Next, a laser
In the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same configuration as the laser scanning observation apparatus 1 according to the first embodiment described above, and the description will be simplified.
本実施形態に係るレーザ走査型観察装置30は、多光子励起型の観察と、共焦点観察とを切替可能である点で、第1の実施形態に係るレーザ走査型観察装置1と相違している。
本実施形態においては、装置本体6に、2つのレーザ光源4,31が備えられている。第1のレーザ光源4は、第1の実施形態と同様の極短パルスレーザ光を発する多光子励起観察用の光源である。第2のレーザ光源31は、例えば、波長488nmのレーザ光を発生する共焦点観察用の光源である。第2のレーザ光源31の出射口には、全反射ミラー32とダイクロイックミラー33とが配置され、第1のレーザ光源4からの光路と同一光路にレーザ光を入射させることができるようになっている。
The laser
In the present embodiment, the apparatus
また、測定ヘッド3には、集光レンズ8とコリメートレンズ9との間にターレット34が設けられ、該ターレット34を回転させることにより、上記フィルタ部材18と、共焦点ピンホール部材35とを選択使用することができるようになっている。
Further, the
多光子励起型の観察を行う場合は、ターレット34のフィルタ部材18を選択し、第1のレーザ光源4から極短パルスレーザ光を出射させることにより、第1の実施形態と同様にして行う。マルチモードファイバ7を伝播して戻る蛍光は、装置本体6内のダイクロイックミラー20によって光路から分離され、バリアフィルタ21によって励起光がカットされて光電子増倍管5により検出されることになる。
When performing the multi-photon excitation type observation, the
共焦点観察を行う場合には、ターレット34の共焦点ピンホール部材35を選択し、第2のレーザ光源31からレーザ光を出射させる。第2のレーザ光源31から出射されたレーザ光は、全反射ミラー32とダイクロイックミラー33を介して第1のレーザ光源4からの出射光路と同一光路に入射させられる。そして、マルチモードファイバ7を伝播して測定ヘッド3に入り、集光レンズ8によって共焦点ピンホール35の位置に中間像Bを形成し、レーザ走査部10によって走査されて瞳投影レンズ11、結像レンズ12および対物レンズ2を経て試料Aに照射させられる。
When performing confocal observation, the confocal pinhole member 35 of the
共焦点ピンホール35は、対物レンズ2の焦点位置と共役な位置に配されているので、試料Aから戻る蛍光は、対物レンズ2の焦点位置から発せられたもののみが、共焦点ピンホール35を通過できる。これにより、対物レンズ2の焦点位置が配されている試料A内部の共焦点蛍光画像を得ることができる。マルチモードファイバ7を伝播して戻る蛍光は、装置本体6内のダイクロイックミラー20によって光路から分離されて光電子増倍管5により検出されることになる。
Since the confocal pinhole 35 is disposed at a position conjugate with the focal position of the
このように、本実施形態に係るレーザ走査型観察装置30によれば、第1のレーザ光源4と第2のレーザ光源31とを切り替えるとともに、これに合わせて、フィルタ部材18と共焦点ピンホール部材35とを切り替えることにより、多光子励起型の観察と、共焦点観察とを切り替えて行うことができる。この場合において、多光子励起型の観察と共焦点観察とを、同じマルチモードファイバ7を用いて行うことができるとともに、同一の光電子増倍管5を用いて検出することができる。
As described above, according to the laser
同一のマルチモードファイバ7を使用することにより、装置本体6と測定ヘッド3とを接続する光ファイバの本数を低減して、測定ヘッド3の操作性を向上することができる。また、共通の光電子増倍管5を使用することにより、部品点数を低減してコストを削減できるとともに、装置本体6の大型化を抑制することができる。
By using the same
また、本実施形態においては、ターレット34にフィルタ部材18と単一の共焦点ピンホール部材35とを備える場合について例を挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、ピンホールの口径の異なる複数種類の共焦点ピンホール部材をターレット34に選択可能に備えることにしてもよい。口径のより大きな共焦点ピンホール部材を使用した共焦点観察によれば、蛍光画像の解像度は落ちるものの、その分、ピンホールを通過させる蛍光量を増大させることができるので、より明るい蛍光画像を光電子増倍管5において検出することができる。
In the present embodiment, the case where the
さらに、共焦点ピンホール部材18の他に、口径の非常に大きなピンホール部材あるいは全ての光を通過させる空穴部材をターレット34に備えることとすれば、試料Aからの反射光により対物レンズ2のピント合わせを行う際に有利である。
Furthermore, in addition to the
A 試料
1 レーザ走査型観察装置
2 対物光学系
3 測定ヘッド
4 レーザ光源
5 光電子増倍管(撮像手段)
6 装置本体(光学ユニット)
7 マルチモードファイバ
10 レーザ走査部(光走査部)
18 フィルタ部材(ピンホール手段)
18a ガラス板
18b コーティング
31 第2のレーザ光源
34 ターレット(交換機構)
35 共焦点ピンホール部材
A Sample 1 Laser
6 Main unit (optical unit)
7
18 Filter member (pinhole means)
35 Confocal pinhole members
Claims (4)
レーザ光源からの極短パルスレーザ光を試料上に走査させる光走査部と、該光走査部により走査された極短パルスレーザ光を試料上に結像させる対物光学系とを備える測定ヘッドと、
これら光学ユニットと測定ヘッドとを接続するマルチモードファイバと、
前記測定ヘッドに備えられ、可視光を透過させかつレーザ光を遮断する材質からなるピンホール手段とを備え、
前記ピンホール手段が、前記マルチモードファイバの端面に施されたコーティングにより形成されているレーザ走査型観察装置。 An optical unit comprising a laser light source that emits ultrashort pulse laser light and an imaging means for detecting return light from the sample;
A measurement head comprising: an optical scanning unit that scans an ultrashort pulse laser beam from a laser light source onto the sample; and an objective optical system that forms an image of the ultrashort pulse laser beam scanned by the optical scanning unit on the sample;
A multimode fiber connecting these optical units and the measuring head;
Provided in the measurement head, comprising pinhole means made of a material that transmits visible light and blocks laser light ,
The pin hole means, said multimode laser scanning observation apparatus that is formed by coating on an end face of the fiber.
レーザ光源からの極短パルスレーザ光を試料上に走査させる光走査部と、該光走査部により走査された極短パルスレーザ光を試料上に結像させる対物光学系とを備える測定ヘッドと、 A measurement head comprising: an optical scanning unit that scans an ultrashort pulse laser beam from a laser light source onto the sample; and an objective optical system that forms an image of the ultrashort pulse laser beam scanned by the optical scanning unit on the sample;
これら光学ユニットと測定ヘッドとを接続するマルチモードファイバと、 A multimode fiber connecting these optical units and the measuring head;
前記測定ヘッドに備えられ、可視光を透過させかつレーザ光を遮断する材質からなるピンホール手段とを備え、 Provided in the measurement head, comprising pinhole means made of a material that transmits visible light and blocks laser light,
前記ピンホール手段が、ガラス板の表面にコーティングを施してなるピンホール部材により構成され、The pinhole means is constituted by a pinhole member formed by coating the surface of a glass plate,
前記光学ユニットに設けられ、レーザ光を発する第2のレーザ光源と、 A second laser light source provided in the optical unit and emitting laser light;
前記測定ヘッドに設けられ、レーザ光および可視光を遮断する材質からなる共焦点ピンホール部材と、 A confocal pinhole member made of a material that is provided in the measurement head and blocks laser light and visible light;
前記ピンホール部材と前記共焦点ピンホール部材とを選択的に交換する交換機構とを備えるレーザ走査型観察装置。 A laser scanning observation apparatus comprising: an exchange mechanism that selectively exchanges the pinhole member and the confocal pinhole member.
前記交換機構が該空穴部材をも選択的に交換する請求項2または請求項3に記載のレーザ走査型観察装置。 A hole member having a larger diameter than the confocal pinhole member,
The laser scanning observation apparatus according to claim 2 or 3 , wherein the exchange mechanism selectively exchanges the hole member.
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