JP4837279B2 - 落射顕微鏡および蛍光フィルターセット - Google Patents

落射顕微鏡および蛍光フィルターセット Download PDF

Info

Publication number
JP4837279B2
JP4837279B2 JP2004355747A JP2004355747A JP4837279B2 JP 4837279 B2 JP4837279 B2 JP 4837279B2 JP 2004355747 A JP2004355747 A JP 2004355747A JP 2004355747 A JP2004355747 A JP 2004355747A JP 4837279 B2 JP4837279 B2 JP 4837279B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
refractive index
wavelength
dichroic mirror
mirror coat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2004355747A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005321753A (ja
Inventor
正 渡邊
修平 堀米
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2004355747A priority Critical patent/JP4837279B2/ja
Priority to US11/097,351 priority patent/US7285787B2/en
Publication of JP2005321753A publication Critical patent/JP2005321753A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4837279B2 publication Critical patent/JP4837279B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G01N21/6458—Fluorescence microscopy
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/06—Means for illuminating specimens
    • G02B21/08—Condensers
    • G02B21/082—Condensers for incident illumination only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/16—Microscopes adapted for ultraviolet illumination ; Fluorescence microscopes

Description

本発明は、試料から放出される光を観察するために利用される落射顕微鏡に関する。
一般に、蛍光観察用落射顕微鏡は、生物や医学分野において、生物組織細胞上に蛍光標識が施された蛋白質や組織や遺伝子などを検出するのに用いられている。特に近年は、微弱な蛍光しか発しない１分子レベルの極小な試料の研究や、固定された試料ではなく生きた試料を用いた研究が盛んに行なわれている。加えて、発光性の蛋白質を細胞内に発現することが可能になり、より生理的な活性が保たれた上での検出や解析が可能になってきた。この生きた試料を観察する場合、試料へのダメージを減らし、かつ、正確に試料を観察・解析をするため、少ない照射エネルギーで、かつ、観察系に入るノイズを極力減らし、試料から発生する蛍光を効率良く検出することが求められている。また、１分子レベルのような微弱蛍光の場合、観察系に入るノイズを極力抑えることによって初めて微弱蛍光の検出が可能になる。
このノイズの発生源の一つとして、一般に蛍光フィルターセットがある。図２１は、蛍光フィルターセットを備えた従来の顕微鏡の構成を示している。蛍光フィルターセット５００は、図２１に示されるように、励起フィルター５１０と光分割器５２０と吸収フィルター５３０の三つの光学素子から構成されている。励起フィルター５１０は、対物レンズ３０と結像レンズ５０と検出装置６０を含む観察光学系の光軸の軸外に設けられた光源１０からの光のうちの所定の波長の光だけを選択する。光分割器５２０は、励起フィルター５１０によって選択された波長の光を反射して試料４０を落射照明するとともに、試料４０から発生する蛍光を透過して検出装置６０に導く。光分割器５２０は、平板状の透明基板を備えており、透明基板は、おもて面にダイクロイックミラーコートが施され、うら面に反射防止膜が施されている。光分割器５２０は、観察光軸に対して４５度の傾きで配置される。吸収フィルター５３０は、光分割器５２０を透過した蛍光を選択的に透過し、励起フィルター５１０で選択された波長の光をカットする。蛍光フィルターセット５００は、一般的に、蛍光色素の波長毎に用意される。
これらの光学素子（励起フィルター５１０と光分割器５２０と吸収フィルター５３０）は、一般的に、平行平面板に干渉膜を施した干渉フィルターで構成される。干渉膜の干渉条件は、最大透過波長をλ、誘電体の光学的な長さをｔ、境界における屈折角をφとすると、２ｔ・ｃｏｓφ＝ｍλで表される。
ここで、次数ｍを一定とし、干渉条件を一定とすると、波長λはｃｏｓφに比例する。φは屈折角であるが、スネルの法則によって、入射角と共役な関係にあり、両者は同等と考えられる。従って、上式から、入射角が大きくなればなるほど、ｃｏｓφが減少し、同時に波長λも減少し、最大透過率部分は、徐々に短波長側にシフトしていく。このため、垂直入射から斜入射に変わって、干渉膜に対する入射角が大きくなるにつれて、透過帯域と反射帯域は徐々に短波長側にシフトしていく。
蛍光フィルターセットの場合、通常、励起フィルターと吸収フィルターは垂直入射に対して最適に設計され、光分割器は４５度入射に対して最適に設計されている。入射角が設計値から異なる場合、設計値の入射角では反射される波長の光が透過し、設計値の入射角では透過する波長の光が反射されてしまう。
光分割器は、効率良い蛍光観察を行なうために、望ましくは、励起フィルター（第一選択部材）の透過波長帯域の光を完全に反射し、吸収フィルター（第二選択部材）の透過波長帯域の光を完全に透過するとよい。しかし、蛍光色素の励起波長のピークと発光波長のピークは１０〜２０ｎｍまで近接しているものが多いため、一般的に、励起フィルター（第一選択部材）と吸収フィルター（第二選択部材）の透過帯域は重ならない範囲でできるだけ近づけられる。しかし、光分割器は、光軸に対して４５度に配置された場合、ＰＳの偏光で分離するため、励起フィルター（第一選択部材）と吸収フィルター（第二選択部材）の透過帯域ほど、透過波長帯域と反射波長帯域を近づけることは薄膜設計上限界がある。
また、蛍光色素の励起波長の帯域が広帯域な場合、励起フィルター（第一選択部材）の透過波長帯域も広くしたい場合がある。しかし、従来の光分割器は、透明基板の片面に励起フィルター（第一選択部材）を透過した光を主に反射するための積層部分のみをもつダイクロイックミラーコートが施された構成であり、膜構成の変更だけで反射帯域の広域化には限界がある。
これら二つの要因によって、ある波長帯域に関しては、励起光が光分割器を透過するのを不所望ながら容認している。このため、光分割器で反射されずに透過した光が、蛍光フィルターセットの側壁面に入射し、側壁面で散乱し、垂直入射から外れた角度で吸収フィルターに光線が入射した場合、垂直入射の場合よりも短波長側の光まで吸収フィルターを透過して、ノイズの原因となる。また、蛍光フィルターセットの側壁面に入射した光が自家蛍光を発し、吸収フィルター側に放出された自家蛍光も吸収フィルターを透過してしまう。
これ以外にも、光源からの強く広帯域な光が励起フィルターに照射されたときに発生される散乱光や自家蛍光がある。これら散乱光や自家蛍光の一部が光分割器や吸収フィルター方向に放出されるが、これらの光の光分割器への入射角は設計値である４５度入射から垂直入射に近づき、吸収フィルターヘの入射角は設計値である垂直入射から斜入射になってしまう。すなわち、光分割器の反射帯域は長波長側にシフトし、吸収フィルターの透過帯域は短波長側にシフトしてしまう。その結果、吸収フィルターの短波長側にシフトした透過帯域で、かつ、光分割器の長波長側にシフトした反射帯域以外の散乱光や自家蛍光は、光分割器や吸収フィルターを透過し、ノイズの原因となる。
このような不具合を解決するため、いくつかの技術が提案されている。
実開平７-１４４１２号公報は、励起フィルターで選択され、光分割器で反射されずに透過した光を、蛍光フィルターセットの側壁面を鋸歯状や山形状等に加工することによって、側壁での反射時に減衰させる技術を開示している。
また、特開２００１−２２１９５３号公報は、励起フィルターで選択され、光分割器で反射されずに透過した光を、蛍光フィルターセットの側壁に開口部を設け、その後方にノイズ除去装置を設けることによって、観察系へのノイズ光の進入を防ぐ技術を開示している。
さらに、特開２０００−７５２０７号公報は、励起フィルターの代わりに、反射鏡と４５度入射バンドパス励起フィルターと光トラップ装置を組み合わせることによって、光分割器への入射を励起波長だけに制限し、ノイズの低減させる技術を開示している。
実開平７-１４４１２号公報 特開２００１−２２１９５３号公報 特開２０００−７５２０７号公報
実開平７-１４４１２号公報に開示された技術は、光分割器を透過した励起光がフィルターカセットの側壁で散乱させて減衰させることによって、観察系に向かう光を減少させるが、除去には至らない。
特開２００１−２２１９５３号公報に開示された技術は、光分割器を透過した励起光を除去するが、励起フィルターによって散乱され、光分割器や吸収フィルターを透過して、観察系に向かう光については考慮していない。さらに、この技術は、フィルターカセットの後方にノイズ除去装置を設ける必要があるため、装置の肥大化を招いてしまう。
特開２０００−７５２０７号公報に開示された技術は、４５度入射型の励起フィルターを用いているが、干渉膜を傾けると、Ｐ偏光とＳ偏光に対する反射帯域が異なってしまう。このため、透過帯域と反射帯域を近接させることは困難であり、蛍光色素の励起波長と発光波長が近い場合、効率の良い蛍光観察は困難である。さらに、励起波長の光だけが完全に光分割器に入射しても、光分割器で透過してしまう成分があることには変わりなく、これによるノイズの低減は望めない。また、励起フィルターが三つの部位から構成されるため、装置の肥大化を招いてしまう。
結局、前述の技術はいずれも、蛍光フィルターセットによるノイズの発生を良好に抑えることが難しい。
本発明は、このような実状を考慮して成されたものであり、その目的は、蛍光フィルターセットによるノイズの発生が良好に抑えることである。
本発明は、ひとつには、落射顕微鏡に向けられている。本発明の落射顕微鏡は、試料を照明するための光を発する光源と、前記光源からの光を選択的に透過する第一波長選択部材と、前記第一波長選択部材からの光を反射して試料を落射照明するとともに、試料から発せられる光を透過する光分割器と、前記光分割器を透過した光を選択的に透過する第二波長選択部材とを備えており、前記光分割器は、透明体と、その透明体に施されたダイクロイックミラーコートとからなり、前記ダイクロイックミラーコートは前記第一波長選択部材によって選択された波長の光を効率良く反射する第一ダイクロイックミラーコートと、前記第一波長選択部材よって選択された光よりも短波長側の光または同じ帯域の光またはこれらの組み合わせの光を反射する前記第一ダイクロイックミラーコートと反射帯域が部分的に重なっている第二ダイクロイックミラーコートとを備えている。
本発明は、ひとつには、蛍光フィルターセットに向けられている。本発明の蛍光フィルターセットは、励起光を選択的に透過する第一波長選択部材と、前記第一波長選択部材からの励起光を反射して試料を落射照明するとともに、試料から発せられる蛍光を透過する光分割器と、前記光分割器を透過した蛍光を選択的に透過する第二波長選択部材とを備えており、前記光分割器は、透明体と、その透明体に施されたダイクロイックミラーコートとからなり、前記ダイクロイックミラーコートは前記第一波長選択部材によって選択された波長の光を効率良く反射する第一ダイクロイックミラーコートと、前記第一波長選択部材よって選択された光よりも短波長側の光または同じ帯域の光またはこれらの組み合わせの光を反射する前記第一ダイクロイックミラーコートと反射帯域が部分的に重なっている第二ダイクロイックミラーコートとを備えている。
本発明の落射顕微鏡によれば、第一波長選択部材によって選択された波長の光と第一波長選択部材から放出された自家蛍光と第一波長選択部材で散乱された光とを光分割器によって良好に反射することができる。これによって、ノイズの発生が抑えられる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
［第一実施形態］
本実施形態は正立型の顕微鏡に向けられている。図１は、本発明の第一実施形態による顕微鏡の構成を示している。図１に示されるように、顕微鏡は、光源１０と、照明光学系２０と、蛍光フィルターセット１００と、対物レンズ３０と、結像レンズ５０と、検出装置６０とを備えている。
対物レンズ３０と結像レンズ５０と検出装置６０は、試料４０を観察する観察光学系を構成している。光源１０は、観察光学系の光軸の外に配置されている。光源１０は、これに限定されないが、例えば水銀ランプで構成される。
蛍光フィルターセット１００は、第一波長選択部材１１０と、光分割器１２０と、第二波長選択部材１３０とを備えている。第一波長選択部材１１０は励起フィルターとして機能し、第二波長選択部材１３０は吸収フィルターとして機能する。
第一波長選択部材１１０は所定の波長特性を有する第一光学フィルター１１２を備えており、第一光学フィルター１１２は所定の波長帯域の光だけを選択的に透過する。第二波長選択部材１３０は、所定の波長特性を有する第二光学フィルター１３２を備えており、第二光学フィルター１３２は所定の波長帯域の光だけを選択的に透過する。
光分割器１２０は、平板状透明基板１２２を備えており、平板状透明基板１２２は両面にダイクロイックミラーコート１２４と１２６が施されている。つまり、光分割器１２０は、第一面（おもて面）と第二面（うら面）とを持つ透明体である平板状透明基板１２２と、平板状透明基板１２２のおもて面に施された第一ダイクロイックミラーコート１２４と、平板状透明基板１２２のうら面に施された第二ダイクロイックミラーコート１２６とを備えている。
光分割器１２０は、照明光学系２０の光軸に対して４５度の角度をなすように配置されている。平板状透明基板１２２のおもて面は、第一波長選択部材１１０と試料４０の側に面し、平板状透明基板１２２のうら面は、第二波長選択部材１３０の側に面している。
光源１０から発せられる光は、紫外線域から近赤外線域まで光を含んでいる。光源１０からの光は、照明光学系２０を通り、第一波長選択部材１１０に入射する。第一波長選択部材１１０に入射した光は、第一光学フィルター１１２によって選択される所定の波長帯域の光だけが第一波長選択部材１１０を透過する。第一波長選択部材１１０を透過した光すなわち励起光は、光分割器１２０に入射する。光分割器１２０に入射した励起光は、対物レンズ３０に向けて反射される。光分割器１２０によって反射された励起光は、対物レンズ３０を介して、試料４０に照射される。
励起光が照射された試料４０は蛍光を発する。また、励起光の一部は試料４０で反射される。試料４０から発生した蛍光の一部と試料４０で反射された励起光の一部は対物レンズ３０に入射する。つまり、対物レンズ３０で収集される試料４０からの光は、試料４０から発生した蛍光と試料４０で反射された励起光とを含んでいる。
試料４０からの蛍光と励起光は、対物レンズ３０を透過して光分割器１２０に入射する。光分割器１２０に入射した光のうち、蛍光は光分割器１２０を透過するが、ほとんどの励起光は光分割器１２０で反射される。光分割器１２０を透過した蛍光は第二波長選択部材１３０に入射する。第二波長選択部材１３０に入射した光は、第二光学フィルター１３２によって選択される蛍光だけを透過する。第二光学フィルター１３２を透過した蛍光は、結像レンズ５０によって検出装置６０の所定位置に結像されて試料４０の蛍光像を形成する。蛍光像の結像位置の近くに接眼レンズを配置すれば、目視によって蛍光像の観察ができる。蛍光像は、非常に暗いため、通常は、冷却ＣＣＤ等の電子撮像素子、特に高感度の撮像素子を配置して撮像される。
次に、本実施形態の顕微鏡で用いられる光分割器１２０について説明を加える。
光分割器１２０は、前述したように、平板状透明基板１２２と、平板状透明基板１２２のおもて面に施された第一ダイクロイックミラーコート１２４と、平板状透明基板１２２のうら面に施された第二ダイクロイックミラーコート１２６とで構成されている。図２は、本発明の第一実施形態における、第一波長選択部材１１０の透過率特性Ｔｄ１と、平板状透明基板１２２のおもて面に施された第一ダイクロイックミラーコート１２４の透過率特性Ｔａ１と、平板状透明基板１２２のうら面に施された第二ダイクロイックミラーコート１２６の透過率特性Ｔｂ１、第二波長選択部材１３０の透過率特性Ｔｆ１とを示している。
図２に示されるように、第一波長選択部材１１０の透過率特性Ｔｄ１の透過帯域は、第一ダイクロイックミラーコート１２４の透過率特性Ｔａ１の反射帯域の中に位置している。また、第二ダイクロイックミラーコート１２６の透過率特性Ｔｂ１の反射帯域は、第一ダイクロイックミラーコート１２４の透過率特性Ｔａ１の反射帯域よりも短波長側に位置している。さらに、第一ダイクロイックミラーコート１２４の透過率特性Ｔａ１の反射帯域と第二ダイクロイックミラーコート１２６の透過率特性Ｔｂ１の反射帯域は部分的に重なっている。その結果、光分割器１２０の全体の反射帯域は短波長側に広帯域化されている。
図２から分かるように、第一ダイクロイックミラーコート１２４は、第一波長選択部材１１０を透過した励起光を反射する。第二ダイクロイックミラーコート１２６は、第一ダイクロイックミラーコート１２４の反射帯域に対して短波長側の光と、第一波長選択部材１１０を透過した励起光で、第一ダイクロイックミラーコート１２４で反射できなかった光を反射する。さらに、第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６は、試料から発せられる蛍光を透過する。
図３は、第一波長選択部材１１０での散乱によって光分割器１２０と第二波長選択部材１３０に向かう光が発生する様子を示している。図４は、第一波長選択部材１１０の透過率特性Ｔｄ１と、本実施形態の光分割器１２０の４５度入射に対する透過率特性Ｔｃ１と、本実施形態の光分割器１２０の０度入射（垂直入射）に対する透過率特性Ｔｃ２とを示している。図５は、第一波長選択部材１１０の透過率特性と、従来の光分割器の４５度入射に対する透過率特性と、従来の光分割器の０度入射（垂直入射）に対する透過率特性とを示している。
図３に示されるように、第一波長選択部材１１０での散乱によって発生した第二波長選択部材１３０に向かう光は、光分割器１２０に対して垂直入射に近くなる。
従来の光分割器は、平板状透明基板のおもて面だけにダイクロイックミラーコートが施されており、一つのダイクロイックミラーコートによって反射帯域を確保している。このため、図５に示されるように、前記従来の光分割器における反射帯域が、４５度入射に対する透過率特性Ｔｅ１において第一波長選択部材１１０の透過帯域を内側に含むことから、前記従来の光分割器は第一波長選択部材１１０を透過した光すなわち励起光を反射する。しかし、０度入射（垂直入射）に対する透過率特性Ｔｅ２においては、その反射帯域が第一波長選択部材１１０の透過帯域から外れてしまうことから、前記従来の光分割器は第一波長選択部材１１０での散乱によって発生した第二波長選択部材１３０に向かう光を透過してしまう。従って、従来の光分割器を使用した場合には、第一波長選択部材１１０での散乱によって発生した第二波長選択部材１３０に向かう光は、従来の光分割器によって反射されず、第二波長選択部材１３０まで到達する。
これに対して、本実施形態の光分割器１２０では、前述したように反射帯域が短波長側に広帯域化されているため、図４に示されるように、４５度入射に対する透過率特性Ｔｃ１のみでなく、０度入射に対する透過率特性Ｔｃ２においても、反射帯域は、第一波長選択部材１１０の透過帯域を内側に含む。従って、第一波長選択部材１１０での散乱によって発生した第二波長選択部材１３０に向かう光は、本実施形態の光分割器１２０によって反射され、第二波長選択部材１３０まで到達することができない。
前記従来の光分割器を利用した例のように、第一波長選択部材１１０で散乱した光が、光分割器を透過して前記第二波長選択部材１３０まで到達すると、この光は前記第二波長選択部材に対して斜めに入射するために、前記第二波長選択部材を透過してしまう。これは第二波長選択部材１３０の透過率特性Ｔｆ１が、斜めに入射する光に対して短波長側にシフトして、第一波長選択部材１１０によって選択された波長の光を通すためである。
すなわち、本実施形態における光分割器１２０を使用することによって、第一波長選択部材１１０で散乱した光が、第二波長選択部材１３０まで到達することを防ぐことができて、結果として蛍光観察時のノイズ低減という効果を得ることができる。
第一ダイクロイックミラーコート１２４は、好ましくは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られる。好ましいと考えられる一例では、第一波長選択部材１１０によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４である。その場合、第一ダイクロイックミラーコート１２４は、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有する。すなわち、第一ダイクロイックミラーコート１２４は、第一波長選択部材１１０によって選択された波長λの光を効率良く反射する積層を含む。これに該当する第一ダイクロイックミラーコート１２４として、表１のＡにある膜構成を持つダイクロイックミラーコートが例示できる。このダイクロイックミラーコートの膜構成における高屈折率材料の平均的な光学膜厚は、λを４７５ｎｍとしたとき、３．１５×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は１．０６×λ／４である。すなわち、高屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそ３×λ／４となっていて、低屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそλ／４となっている。この例における好ましい平均的な光学膜厚の範囲は、λの選択によって変わるが、高屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して２．９〜３．４倍の範囲にあり、低屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して０．９〜１．２倍の範囲にあるときである。また、表１のＡの膜構成を持つ第一ダイクロイックミラーコートの分光透過率特性を図６に示す。
Figure 0004837279
別の好ましいと考えられる例では、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４である。その場合、第一ダイクロイックミラーコート１２４は、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有する。すなわち、第一ダイクロイックミラーコート１２４は、第一波長選択部材１１０によって選択された波長λの光を効率良く反射する積層を含む。これに該当する第一ダイクロイックミラーコート１２４として、表１のＢにある膜構成を持つダイクロイックミラーコートが例示できる。このダイクロイックミラーコートの膜構成における高屈折率材料の平均的な光学膜厚は、λを４７５ｎｍとしたとき、１．１１×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は３．１２×λ／４である。すなわち、高屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそλ／４となっていて、低屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそ３×λ／４となっている。この例における好ましい平均的な光学膜厚の範囲は、λの選択によって変わるが、高屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して０．９〜１．２倍の範囲にあり、低屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して２．９〜３．４倍の範囲にあるときである。また、表１のＢの膜構成を持つ第一ダイクロイックミラーコートの分光透過率特性を図７に示す。
このような第一ダイクロイックミラーコート１２４によれば、光分割器１２０が光軸に対して４５度に配置された場合に生じるＰＳ偏光の分離を小さくできる。このため、光分割器１２０は、第一波長選択部材１１０によって選択される波長帯域の光を効率良く反射し、第二波長選択部材１３０によって選択される波長帯域の光を効率良く透過することができる。
さらに別の例では、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４である。その場合、第一ダイクロイックミラーコート１２４は、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に生じる透過帯域を有する。すなわち、第一ダイクロイックミラーコート１２４は、第一波長選択部材１１０によって選択された波長λの光を効率良く反射する積層を含む。これに該当する第一ダイクロイックミラーコート１２４として、表１のＣにある膜構成を持つダイクロイックミラーコートが例示できる。このダイクロイックミラーコートの膜構成における高屈折率材料の平均的な光学膜厚は、λを４８３ｎｍとしたとき、３．１８×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は３．１４×λ／４である。すなわち、高屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそ３×λ／４となっていて、低屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそ３×λ／４となっている。この例における好ましい平均的な光学膜厚の範囲は、λの選択によって変わるが、高屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して２．９〜３．４倍の範囲にあり、低屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して２．９〜３．４倍の範囲にあるときである。また、表１のＣの膜構成を持つ第一ダイクロイックミラーコートの分光透過率特性を図８に示す。
このような第一ダイクロイックミラーコート１２４によれば、光分割器が光軸に対して４５度に配置された場合に生じるＰＳ偏光の分離を、前述の二例よりも小さくすることができる。
光分割器１２０は、平板状透明基板１２２のおもて面に施された第一ダイクロイックミラーコート１２４と平板状透明基板１２２のうら面に施された第二ダイクロイックミラーコート１２６の二つのダイクロイックミラーコートによって反射帯域を確保できる。このため、光分割器１２０の反射帯域を広域化することが可能である。これによって、第一波長選択部材１１０に透過帯域が広い透過率特性を持つものを適用することが可能になる（例えば図９に示す場合）。光分割器１２０は、試料４０から発生する蛍光を効率良く透過しながらも、光分割器１２０を透過する励起光の光量をほとんどなくすことができるため、前述した作用によってノイズの発生を減らすことができる。また、第一波長選択部材１１０に超広帯域の透過率特性を持つものが適用された場合にも対応が可能である。
第二ダイクロイックミラーコート１２６は、好ましくは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られる。好ましいと考えられる一例では、第一波長選択部材１１０によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４である。その場合、第二ダイクロイックミラーコート１２６は、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有する。すなわち、第二ダイクロイックミラーコート１２６は、第一波長選択部材１１０よって選択された光よりも短波長側の光または長波長側の光または同じ帯域の光またはこれらの組み合わせの光を反射する積層を備えている。これに該当する第二ダイクロイックミラーコート１２６として、表１のＤにある膜構成を持つダイクロイックミラーコートが例示できる。このダイクロイックミラーコートの膜構成における高屈折率材料の平均的な光学膜厚は、λを４７５ｎｍとしたとき、０．９３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は０．９６×λ／４である。すなわち、高屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそλ／４となっていて、低屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそλ／４となっている。この例における好ましい平均的な光学膜厚の範囲は、λの選択によって変わるが、高屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して０．８〜１．１倍の範囲にあり、低屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して０．８〜１．１倍の範囲にあるときである。また、表１のＤの膜構成を持つ第二ダイクロイックミラーコートの分光透過率特性を図１０に示す。
加えて、第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６を具備する光分割器１２０の分校透過率特性を図１１、図１２、図１３に示す。図１１は、第一ダイクロイックミラーコート１２４として高屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそλ／４となっていて、低屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそ３×λ／４となっている表１のＡが施され、第二ダイクロイックミラーコート１２６として高屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそλ／４となっていて、低屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそλ／４となっている表１のＤが施された例である。また、図１２は、第一ダイクロイックミラーコート１２４として高屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそ３×λ／４となっていて、低屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそλ／４となっている表１のＢが施され、第二ダイクロイックミラーコート１２６として高屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそλ／４となっていて、低屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそλ／４となっている表１のＤが施された例、図１３は、第一ダイクロイックミラーコート１２４として高屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそ３×λ／４となっていて、低屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそ３×λ／４となっている表１のＣが施され、第二ダイクロイックミラーコート１２６として高屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそλ／４となっていて、低屈折率材料の平均的な光学膜厚はおおよそλ／４となっている表１のＤが施された例である。これらどの例においても、０度入射において波長λ（３７５ｎｍ付近）をもつ光を透過しない。
第二波長選択部材１３０には、斜めに入射する光によるノイズを低減するために、第一波長選択部材１１０で選択された波長の光を良好に吸収する色ガラスを基板に用いた光学素子が適用される場合が多い。しかし、本実施形態では、光分割器１２０は、第一波長選択部材１１０での散乱によって発生した第二波長選択部材１３０に向かう光をも良好に遮断するため、第二波長選択部材１３０に、斜めに入射する光を良好に吸収する色ガラスを基板に用いた光学素子を適用する必要がなくなる。
色ガラスは、分光特性の角度依存性がないため、長波長側透過・短波長側吸収タイプやバンドパス・タイプの色ガラス単独で吸収フィルターを構成したり、色ガラスに干渉膜を施すことによって励起フィルターを構成したりすることが可能である。
しかし、色ガラス単独で吸収フィルターを構成した場合、色ガラスの分光特性のバラツキが大きく、色ガラスの吸収帯域と透過帯域とが近接していないため、一番観察効率のよい蛍光の励起波長と発光波長ピークから外れた波長で、蛍光色素を励起し、そこから発光される蛍光を観察しなければならず、効率良い蛍光観察を行なえない。
また、色ガラスに干渉膜を施した場合は、斜入射にも強くなり、垂直入射の場合は、干渉膜の特性によって、蛍光の発光波長のピークを捉えやすくなる。しかし、色ガラス自体、一般的な光学ガラスに比べて自家蛍光を発しやすいので、ノイズの原因になりやすい。
さらに、近年、環境対策のため、ガラスも砒素、鉛、クロム、カドミウム等の有毒物質なしで構成されたエコガラスと呼ばれるガラスに切り換えが促進されている。しかし、色ガラスは、有毒物質なしで構成することは難しい。このため、色ガラスを用いる限り、顕微鏡のガラス部材を、地球環境に優しいエコガラスだけで構成することは無理である。
本実施形態では、第二波長選択部材１３０に、色ガラスを用いた光学素子を適用する必要がない。その結果、効率良い蛍光観察を少ないノイズで行なうことが可能になる。さらには、第二波長選択部材１３０に、エコガラスを基板に用いた光学素子を適用することが可能である。その結果、顕微鏡のガラス部材を、地球環境に優しいエコガラスだけで構成することが可能になる。
第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６は、通常、干渉膜によって構成される。第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６の膜厚は、好ましくは、膜厚の比（第一ダイクロイックミラーコート１２４の物理膜厚／第二ダイクロイックミラーコート１２６の物理膜厚）が１／３よりも大きく、３よりも小さいとよい。つまり、第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６は膜厚の寸法が互いに近いとよい。
従来の光分割器は、平板状透明基板のおもて面にダイクロイックミラーコートが施され、うら面に反射防止膜が施されている。通常、ダイクロイックミラーコートの層数は２０層以上あり、反射防止膜の層数は１〜９層である。このように両者の膜厚の差が大きいため、膜の応力の差が大きい。その結果、平板状透明基板が反ってしまうことがある。平板状透明基板の反りは、照明性能や観察性能に悪影響を与える。
これに対して、本実施形態の光分割器１２０では、平板状透明基板１２２のおもて面に施された第一ダイクロイックミラーコート１２４の膜厚と、平板状透明基板１２２のうら面に施された第二ダイクロイックミラーコート１２６の膜厚との差が比較的小さい。このため、第一ダイクロイックミラーコート１２４を構成する干渉膜による応力と第二ダイクロイックミラーコート１２６を構成する干渉膜による応力とをほぼ相殺される。これによって、透明体である平板状透明基板１２２の反りの発生が抑えられる。これは、照明性能と観察性能の向上につながる。
［第二実施形態］
本発明の第二実施形態による落者顕微鏡の全体の構成は、第一実施形態と実質上同じであり、従って図１に示す通りである。しかし、本実施形態の光分割器１２０は、平板状透明基板１２２のおもて面にダイクロイックミラーコート１２４が施され、うら面には反射防止膜１２６が施されている点が、第一実施形態のそれと相違している。
おもて面のダイクロイックミラーコートは、第一実施形態におけるダイクロイックミラーコートと同様に、好ましくは屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料を積層して作られるが、その中に、第一波長選択部材１１０によって選択された波長の光を効率良く反射する積層と、第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する積層を備え、結果としておもて面のダイクロイックミラーコート１２４のみで第一実施形態における光分割器と同等の透過率特性を実現している。
うら面の反射防止膜は、うら面において生じる光の反射を抑制する目的で施された反射防止膜である。
すなわち、本実施形態の光分割器は、第一実施形態とは異なり両面にダイクロイックミラーコートを備えるものではなく、従来の光分割器と同様におもて面に施されたダイクロイックミラーコートのみで光分割をおこなうものである。ただし、従来の光分割器では第一波長選択部材によって選択された波長の光を反射する積層しか備えないのに対して、本実施形態の光分割器では第一波長選択部材によって選択された波長の光を効率良く反射する積層と第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する積層を、おもて面のダイクロイックミラーコートに備えることで広帯域な反射帯域を持つ光分割器を実現しており、この点が従来の光分割器とは異なる。
本実施形態では、光分割器１２０の透明体は平板状透明基板で構成されているが、図１４に示すような接合プリズムの接合面に本実施形態に相当するダイクロイックミラーコート１２８を施す形で構成されてもよい。
本実施形態における光分割器１２０は、前述したように、平板状透明基板１２２のおもて面にダイクロイックミラーコート１２４が施され、うら面には反射防止膜１２６が施されており、おもて面のダイクロイックミラーコート１２４には、第一波長選択部材１１０によって選択された波長の光を効率良く反射する積層と、第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する積層を備えている。本実施形態の光分割器の透過率特性は、第一実施形態の説明で用いた図４と同等であり、反射帯域が短波長側に広帯域化されているため、４５度入射に対する透過率特性Ｔｃ１のみでなく、０度入射に対する透過率特性Ｔｃ２においても、反射帯域は第一波長選択部材１１０の透過帯域を内側に含む。従って、第一波長選択部材１１０での散乱によって発生した第二波長選択部材１３０に向かう光は、本実施形態の光分割器１２０によって反射され、第二波長選択部材１３０まで到達することができない。
すなわち、本実施形態における光分割器１２０を使用することによって、第一波長選択部材１１０で散乱した光が、第二波長選択部材１３０まで到達することを防ぐことができて、結果として蛍光観察時のノイズ低減という効果を得ることができる。
本実施形態のダイクロイックミラーコート１２４は、既に述べたように、好ましくは屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料の積層により作られる。好ましい例では、第一波長選択部材１１０によって選択された波長の光を効率良く反射する１４層以上の積層と、第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する１４層以上の積層を備える。本実施形態に相当するダイクロイックミラーコート１２４において好ましいと考えられる一例では、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚が約３×λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４であるλを効率良く反射する積層と、高屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４である第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する積層を備える。その場合、ダイクロイックミラーコート１２４は、波長λ付近の反射帯とそれよりも短波長側に広帯域化した反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有する。これに該当するダイクロイックミラーコート１２４として、表２と表３のａにある膜構成を持つダイクロイックミラーコートおよび表２と表３のｂにある膜構成を持つダイクロイックミラーコートが例示できる。表２と表３のａのダイクロイックミラーコートの膜構成において、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λを効率良く反射する積層は２３〜４０層がこれに相当し、λを４７５ｎｍとしたときにその高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３．１５×λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約１．１２×λ／４である。また、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λよりも短波長側の光を反射する積層は５〜２０層がこれに相当し、上記同様にλを４７５ｎｍとしたときにその高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約０．９３×λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は０．９４×λ／４である。同様に、表２と表３のｂのダイクロイックミラーコートの膜構成においては、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λを効率良く反射する積層は４５〜５８層がこれに相当し、λを５８０ｎｍとしたときにその高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３．１６×λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約１．１６×λ／４である。また、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λよりも短波長側の光を反射する積層は２３〜４０層がこれに相当し、上記同様にλを５８０ｎｍとしたときにその高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約０．９４×λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は０．９５×λ／４である。
Figure 0004837279
Figure 0004837279
すなわち、表２と表３のａおよびｂのダイクロイックミラーにおいては、高屈折率材料の平均的な光学膜厚が約３×λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４であるλを効率良く反射する積層と、高屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４である第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する積層を備えている。これらの例における好ましい平均的な光学膜厚の範囲はλの選択によって変わるが、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λを効率良く反射する積層では、高屈折率材料の平均的な光学膜厚がλ／４に対して２．９〜３．４倍の範囲にあり、低屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して０．９〜１．２倍の範囲にあるときである。また、第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する積層では、高屈折率材料の平均的な光学膜厚がλ／４に対して０．８〜１．１倍の範囲にあり、低屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して０．８〜１．１倍の範囲にあるときである。
ちなみに、表２と表３のａのダイクロイックミラーコートの分光透過率特性を図１５に示し、表２と表３のｂのダイクロイックミラーコートの分光透過率特性を図１６に示す。これら図１５と図１６から明らかなように、どちらの例においても、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λを、０度入射において透過しない。
本実施形態に相当するダイクロイックミラーコート１２４において好ましいと考えられる別の一例では、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚が約３×λ／４であるλを効率良く反射する積層と、高屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４である第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する積層を備える。その場合、ダイクロイックミラーコート１２４は、波長λ付近の反射帯とそれよりも短波長側に広帯域化した反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有する。これに該当するダイクロイックミラーコート１２４として、表２と表３のｃにある膜構成を持つダイクロイックミラーコートが例示できる。表２と表３のｃのダイクロイックミラーコートの膜構成において、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λを効率良く反射する積層は２２〜３９層がこれに相当し、λを４９０ｎｍとしたときにその高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約１．１７×λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３．２１×λ／４である。また、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λよりも短波長側の光を反射する積層は４〜１７層がこれに相当し、上記同様にλを４９０ｎｍとしたときにその高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約０．９６×λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は０．９５×λ／４である。
すなわち、表２と表３のｃのダイクロイックミラーにおいては、高屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚が約３×λ／４であるλを効率良く反射する積層と、高屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４である第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する積層を備えている。これらの例における好ましい平均的な光学膜厚の範囲はλの選択によって変わるが、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λを効率良く反射する積層では、高屈折率材料の平均的な光学膜厚がλ／４に対して０．９〜１．２倍の範囲にあり、低屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して２．９〜３．４倍の範囲にあるときである。また、第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する積層では、高屈折率材料の平均的な光学膜厚がλ／４に対して０．８〜１．１倍の範囲にあり、低屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して０．８〜１．１倍の範囲にあるときである。
ちなみに、表２と表３のｃのダイクロイックミラーコートの分光透過率特性を図１７に示す。この図１７から明らかなように、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λを、０度入射において透過しない。
さらに別の例では、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚が約３×λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚が約３×λ／４であるλを効率良く反射する積層と、高屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４である第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する積層を備える。その場合、ダイクロイックミラーコート１２４は、波長λ付近の反射帯とそれよりも短波長側に広帯域化した反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有する。これに該当するダイクロイックミラーコート１２４として、表２と表３のｄにある膜構成を持つダイクロイックミラーコートが例示できる。表２と表３のｄのダイクロイックミラーコートの膜構成において、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λを効率良く反射する積層は２９〜４８層がこれに相当し、λを５１５ｎｍとしたときにその高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３．３０×λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３．２８×λ／４である。また、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λよりも短波長側の光を反射する積層は５〜２４層がこれに相当し、上記同様にλを５１５ｎｍとしたときにその高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約０．９５×λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は０．９６×λ／４である。
すなわち、表２と表３のｄのダイクロイックミラーにおいては、高屈折率材料の平均的な光学膜厚が約３×λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚が約３×λ／４であるλを効率良く反射する積層と、高屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４、低屈折率材料の平均的な光学膜厚が約λ／４である第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する積層を備えている。これらの例における好ましい平均的な光学膜厚の範囲はλの選択によって変わるが、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λを効率良く反射する積層では、高屈折率材料の平均的な光学膜厚がλ／４に対して２．９〜３．４倍の範囲にあり、低屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して２．９〜３．４倍の範囲にあるときである。また、第一波長選択部材によって選択された光よりも短波長側の光を反射する積層では、高屈折率材料の平均的な光学膜厚がλ／４に対して０．８〜１．１倍の範囲にあり、低屈折率材料の平均的な膜厚がλ／４に対して０．８〜１．１倍の範囲にあるときである。
ちなみに、表２と表３のｄのダイクロイックミラーコートの分光透過率特性を図１８に示す。この図１８から明らかなように、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λを、０度入射において透過しない。
この例のようなダイクロイックミラーコート１２４によれば、光分割器が光軸に対して４５°に配置された場合に生じるＰＳ偏光の分離を、前述の三例（表２と表３のａ，ｂ，ｃ）よりも小さくすることができる。
光分割器１２０は、平板状透明基板１２２のおもて面に施されたダイクロイックミラーコート１２４が、複数の積層部分を持つことによって反射帯域を確保できる。このため、光分割器１２０の反射帯域を広域化することが可能である。これによって、第一波長選択部材１１０に透過帯域が広い透過率特性を持つものを適用することが可能となる（例えば図１５に示す場合）。光分割器１２０は、資料４０から発生する蛍光を効率良く透過しながらも、光分割器１２０を透過する励起光の光量をほとんどなくすことができるため、前述した作用によってノイズの発生を減らすことができる。また、第一波長選択部材１１０に超広帯域の透過率特性を持つものが適用された場合でも対応が可能である。
第二波長選択部材１３０には、斜めに入射する光によるノイズを低減するために、第一波長選択部材で選択された波長の光を良好に吸収する色ガラスを基板に用いた光学素子が適用される場合が多い。しかし、本実施形態では、光分割器１２０は、第一波長選択部材１１０での散乱によって発生した第二波長選択部材１３０に向かう光をも良好に遮断するため、第二波長選択部材１３０に、斜めに入射する光を良好に吸収する色ガラスを基板に用いた光学素子を適用する必要がなくなる。
［第三実施形態］
本発明の第三実施形態による落射顕微鏡の全体の構成は、第一実施形態と実質上同じであり、従って図１に示す通りである。しかし、本実施形態は、光分割器１２０の第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６の分光特性が第一実施形態のそれと相違している。本実施形態では、第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６は、ほぼ同じ帯域を反射し、ほぼ同じ帯域を透過する分光特性を有している。
つまり、第二ダイクロイックミラーコート１２６は、第一ダイクロイックミラーコート１２４の反射帯域とほぼ同じ波長帯域の光を反射する。さらに、第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６は、試料から発せられる蛍光を透過する。
本実施形態の光分割器１２０では、励起光の透過率は、片面だけにダイクロイックミラーコートが施されている従来の光分割器に比べて二乗で下げられる。その結果、本実施形態の光分割器１２０は、第一波長選択部材１１０が狭帯域な場合、励起光をほぼ完全に反射して、透過を抑えることができる。
この結果、蛍光フィルターカセット側面壁での乱反射によるノイズ発生を抑えることができる。
第一ダイクロイックミラーコート１２４は、好ましくは、第一実施形態と同様に、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られる。その詳細は、第一実施形態において述べた通りである。
さらに、第二ダイクロイックミラーコート１２６は、好ましくは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られる。一例では、高屈折率材料は平均的な光学膜厚が約λ／４であり、低屈折率材料は平均的な光学膜厚が約λ／４である。その場合、第二ダイクロイックミラーコート１２６は、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長に透過帯域を有する。
このような第二ダイクロイックミラーコート１２６は、第一ダイクロイックミラーコート１２４の反射帯域を良好に補完することが可能である。
本実施形態では、光分割器１２０は、第一波長選択部材１１０での散乱によって発生した第二波長選択部材１３０に向かう光をも良好に遮断するため、第二波長選択部材１３０に、斜めに入射する光を良好に吸収する色ガラスを基板に用いた光学素子を適用する必要がなくなる。その結果、効率良い蛍光観察を少ないノイズで行なうことが可能になる。さらには、第二波長選択部材１３０に、エコガラスを基板に用いた光学素子を適用することが可能である。その結果、顕微鏡のガラス部材を、地球環境に優しいエコガラスだけで構成することが可能になる。
本実施形態においても、第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６の膜厚は、好ましくは、膜厚の比（第一ダイクロイックミラーコート１２４の物理膜厚／第二ダイクロイックミラーコート１２６の物理膜厚）が１／３よりも大きく、３よりも小さいとよい。これによって、第一ダイクロイックミラーコート１２４を構成する干渉膜による応力と第二ダイクロイックミラーコート１２６を構成する干渉膜による応力とをほぼ相殺されるため、透明体である平板状透明基板１２２の反りの発生が抑えられる。これは、照明性能と観察性能の向上につながる。
［第一参考例］
第一参考例による落射顕微鏡の全体の構成は、第一実施形態と実質上同じであり、従って図１に示す通りである。しかし、本参考例は、光分割器１２０の第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６の分光特性が第一実施形態のそれと相違している。
図１９は、第一参考例における、第一波長選択部材１１０の透過率特性Ｔｄ２と、平板状透明基板１２２のおもて面に施された第一ダイクロイックミラーコート１２４の透過率特性Ｔａ２と、平板状透明基板１２２のうら面に施された第二ダイクロイックミラーコート１２６の透過率特性Ｔｂ２とを示している。
図１９に示されるように、第一波長選択部材１１０の透過率特性Ｔｄ２の短波長側の透過帯域は、第一ダイクロイックミラーコート１２４の透過率特性Ｔａ２の反射帯域の中に位置している。また、第二ダイクロイックミラーコート１２６の透過率特性Ｔｂ２の反射帯域は、第一ダイクロイックミラーコート１２４の透過率特性Ｔａ２の反射帯域よりも長波長側に位置している。第一ダイクロイックミラーコート１２４の透過率特性Ｔａ２の反射帯域と第二ダイクロイックミラーコート１２６の透過率特性Ｔｂ２の反射帯域は重なることなく離れている。図１９のＴｆ３は第二波長選択部材１３０の透過率特性を示している。
図１９から分かるように、第一ダイクロイックミラーコート１２４は、第一波長選択部材１１０を透過した励起光を反射する。第二ダイクロイックミラーコート１２６は、第一ダイクロイックミラーコート１２４の反射帯域に対して長波長側の光を反射する。さらに、第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６は、試料から発せられる蛍光を透過する。
本参考例では、光分割器１２０は、励起光の波長帯域のほかに、それより長波長側にも反射帯域を有している。このため、第一波長選択部材１１０で発生するある帯域の自家蛍光をカットすることができる。その結果、例えば、第一波長選択部材１１０での赤の自家蛍光による影響が大きい場合は、赤の波長の光を反射するダイクロイックミラーコートを第二ダイクロイックミラーコート１２６に適用することによって、また、例えば、ＴＶカメラの近赤外域の感度が強く、近赤外域の自家蛍光をカットしたい場合は、近赤外域を反射するダイクロイックミラーコートを第二ダイクロイックミラーコート１２６に適用することによって、ノイズを抑えることができる。
第一ダイクロイックミラーコート１２４は、好ましくは、第一実施形態と同様に、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られる。その詳細は、第一実施形態において述べた通りである。
本参考例では、光分割器１２０は、第一波長選択部材１１０での散乱によって発生した第二波長選択部材１３０に向かう光をも良好に遮断するため、第二波長選択部材１３０に、斜めに入射する光を良好に吸収する色ガラスを基板に用いた光学素子を適用する必要がなくなる。その結果、効率良い蛍光観察を少ないノイズで行なうことが可能になる。さらには、第二波長選択部材１３０に、エコガラスを基板に用いた光学素子を適用することが可能である。その結果、顕微鏡のガラス部材を、地球環境に優しいエコガラスだけで構成することが可能になる。
本参考例においても、第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６の膜厚は、好ましくは、膜厚の比（第一ダイクロイックミラーコート１２４の物理膜厚／第二ダイクロイックミラーコート１２６の物理膜厚）が１／３よりも大きく、３よりも小さいとよい。これによって、第一ダイクロイックミラーコート１２４を構成する干渉膜による応力と第二ダイクロイックミラーコート１２６を構成する干渉膜による応力とをほぼ相殺されるため、透明体である平板状透明基板１２２の反りの発生が抑えられる。これは、照明性能と観察性能の向上につながる。
［第二参考例］
第二参考例による落射顕微鏡の全体の構成は、第一実施形態と実質上同じであり、従って図１に示す通りである。しかし、本参考例は、光分割器１２０の第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６の分光特性が第一実施形態のそれと相違している。本参考例では、第一波長選択部材１１０と第二波長選択部材１３０で選択される光の波長が２つあり、光分割器１２０もこれに対応するコートが施されている。
図２０は、第二参考例における、第一波長選択部材１１０の透過率特性Ｔｄ３と、平板状透明基板１２２のおもて面に施された第一ダイクロイックミラーコート１２４の透過率特性Ｔａ３と、平板状透明基板１２２のうら面に施された第二ダイクロイックミラーコート１２６の透過率特性Ｔｂ３と、第二波長選択部材１３０の透過率特性Ｔｆ３とを示している。
図２０に示されるように、第一波長選択部材１１０の透過率特性Ｔｄ３は、二つの透過帯域を有している。第一波長選択部材１１０の透過率特性Ｔｄ３の短波長側の透過帯域は、第一ダイクロイックミラーコート１２４の透過率特性Ｔａ３の反射帯域の中に位置している。第二ダイクロイックミラーコート１２６の透過率特性Ｔｂ３の反射帯域は、第一ダイクロイックミラーコート１２４の透過率特性Ｔａ３の反射帯域よりも長波長側に位置している。第一ダイクロイックミラーコート１２４の透過率特性Ｔａ３の反射帯域と第二ダイクロイックミラーコート１２６の透過率特性Ｔｂ３の反射帯域は重なることなく離れている。第一波長選択部材１１０の透過率特性Ｔｄ３の長い波長側の透過帯域は、第二ダイクロイックミラーコート１２６の透過率特性Ｔｂ３の反射帯域の中に位置している。
図２０から分かるように、第一ダイクロイックミラーコート１２４は、第一波長選択部材１１０を透過した短波長側の励起光を反射する。第二ダイクロイックミラーコート１２６は、第一波長選択部材１１０を透過した長波長側の励起光を反射する。また、第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６は、第一波長選択部材１１０を透過した二つの波長の励起光の照射によって試料から発せられる二つの波長の蛍光を透過する。さらに、第二波長選択部材１３０は、二つの波長の励起光の照射によって試料から発せられる二つの波長の蛍光だけを選択的に透過し、結像レンズ５０によって、検出装置６０の所定位置に結像され試料４０に蛍光像を形成する。
この結果、二つの波長の蛍光を同時に観察することが可能になる。
従来の二波長励起の蛍光フィルターセットでは、光分割器のおもて面に、二つの反射帯域を持つダイクロイックミラーコートが施される。このようなダイクロイックミラーコートは、一つの反射帯域だけを持つダイクロイックミラーコートに比べて、反射率が低い。このため、二波長励起では、一波長励起に比べて、ノイズが発生しやすい。
本参考例では、第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６は、それぞれ、一つの反射帯域だけを有している。このため、本参考例の光分割器１２０は、反射率の低下を伴うことなく、二波長励起に対応している。その結果、ノイズの発生が低減される。
本参考例では、二波長を選択する例で述べたが、三波長以上の複数の波長の蛍光を同時に観察することも可能である。
第一ダイクロイックミラーコート１２４は、好ましくは、第一実施形態と同様に、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られる。その詳細は、第一実施形態において述べた通りである。
本参考例では、光分割器１２０は、第一波長選択部材１１０での散乱によって発生した第二波長選択部材１３０に向かう光をも良好に遮断するため、第二波長選択部材１３０に、斜めに入射する光を良好に吸収する色ガラスを基板に用いた光学素子を適用する必要がなくなる。その結果、効率良い蛍光観察を少ないノイズで行なうことが可能になる。さらには、第二波長選択部材１３０に、エコガラスを基板に用いた光学素子を適用することが可能である。その結果、顕微鏡のガラス部材を、地球環境に優しいエコガラスだけで構成することが可能になる。
本参考例においても、第一ダイクロイックミラーコート１２４と第二ダイクロイックミラーコート１２６の膜厚は、好ましくは、膜厚の比（第一ダイクロイックミラーコート１２４の物理膜厚／第二ダイクロイックミラーコート１２６の物理膜厚）が１／３よりも大きく、３よりも小さいとよい。これによって、第一ダイクロイックミラーコート１２４を構成する干渉膜による応力と第二ダイクロイックミラーコート１２６を構成する干渉膜による応力とをほぼ相殺されるため、透明体である平板状透明基板１２２の反りの発生が抑えられる。これは、照明性能と観察性能の向上につながる。
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施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。
以上で述べた本発明の各実施形態の落射顕微鏡は、正立型の顕微鏡を基本としているが、前記各実施形態に用いられている本発明の技術手段は、そのまま倒立型の顕微鏡にも用いることができる。
また、光源としてはレーザー光源のような単色光源を一つまたは複数もちいてもよい。この場合は、光源側で励起波長が選択されるため、第一波長選択部材が不要になる。
本発明は、ひとつには、落射顕微鏡に向けられており、以下の各項に列記する落射顕微鏡を含んでいる。
１． 本発明の落射顕微鏡は、試料を照明するための光を発する光源と、光源からの光を選択的に透過する第一波長選択部材と、第一波長選択部材からの光を反射して試料を落射照明するとともに、試料から発せられる光を透過する光分割器と、光分割器を透過した光を選択的に透過する第二波長選択部材とを備えており、光分割器は、透明体と、その透明体に施されたダイクロイックミラーコートとからなり、ダイクロイックミラーコートは第一波長選択部材によって選択された波長の光を効率良く反射する積層と、第一波長選択部材よって選択された光よりも短波長側の光または長波長側の光または同じ帯域の光またはこれらの組み合わせの光を反射する積層とを備えている。
２． 本発明の別の落射顕微鏡は、第１項に記載の落射顕微鏡において、光分割器における透明体は第一面と第二面を持ち、透明体に施されたダイクロイックミラーコートは、第一面に施された第一ダイクロイックミラーコートと、第二面に施された第二ダイクロイックミラーコートとを備えている。
第１項と第２項の落射顕微鏡によれば、第一波長選択部材によって選択された波長の光と第一波長選択部材から放出された自家蛍光と第一波長選択部材で散乱された光を光分割器によって良好に反射することができる。
３． 本発明の別の落射顕微鏡は、第２項に記載の落射顕微鏡において、第一ダイクロイックミラーコートは、第一波長選択部材によって選択された波長の光を反射して試料を落射照明するとともに、前記試料から発せられる光を透過する。
第３項の落射顕微鏡によれば、第一波長選択部材によって選択された波長の光を第一ダイクロイックミラーコートによって観察光軸から外れることなく試料に照射することができる。
４． 本発明の別の落射顕微鏡は、第３項に記載の落射顕微鏡において、第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に前記第一波長選択部材からの光を反射する反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に前記試料から発せられた光を透過する透過帯域を有している。
５． 本発明の別の落射顕微鏡は、第３項に記載の落射顕微鏡において、第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に前記第一波長選択部材からの光を反射する反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に前記試料から発せられた光を透過する透過帯域を有している。
６． 本発明の別の落射顕微鏡は、第３項に記載の落射顕微鏡において、第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に前記第一波長選択部材からの光を反射する反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に前記試料から発せられた光を透過する透過帯域を有している。
第４項と第５項と第６項の落射顕微鏡によれば、光分割器が光軸に対して４５度に配置された場合に生じるＰＳ偏光の分離を小さくできる。このため、光分割器は、第一波長選択部材によって選択される波長帯域の光を効率良く反射し、第二波長選択部材によって選択される波長帯域の光を効率良く透過することができる。特に第６項の落射顕微鏡は、光分割器が光軸に対して４５度に配置された場合に生じるＰＳ偏光の分離を、第４項と第５項の落射顕微鏡よりも小さくすることができる。
７． 本発明の別の落射顕微鏡は、第３項に記載の落射顕微鏡において、第二ダイクロイックミラーコートは、第一ダイクロイックミラーコートの反射帯域に対して、短波長側の光または長波長側の光または同じ帯域の光またはこれらの組み合わせの光を反射するとともに、試料から発せられる光を透過する。
第７項の落射顕微鏡によれば、光分割器の反射帯域を広げたり、複数の波長の光で落射照明したり、特定の波長帯域に対する光分割器の反射率を上げたりすることができる。
８． 本発明の別の落射顕微鏡は、第７項に記載の落射顕微鏡において、第二ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、短波長側の光λまたは長波長側の光λまたは同じ帯域の光λまたはこれらの組み合わせの光の中心波長λに対して、高屈折率材料は平均的な光学膜厚が約λ／４であり、低屈折率材料は平均的な光学膜厚が約λ／４であり、第二ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長に透過帯域を有している。
第８項の落射顕微鏡によれば、より広い波長帯域の光で落射照明することができる。
９． 本発明の別の落射顕微鏡は、第８項に記載の落射顕微鏡において、第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有している。
１０． 本発明の別の落射顕微鏡は、第８項に記載の落射顕微鏡において、第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有している。
１１． 本発明の別の落射顕微鏡は、第８項に記載の落射顕微鏡において、第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に生じる透過帯域を有している。
第９項と第１０項と第１１項の落射顕微鏡によれば、第一ダイクロイックミラーコートによって、光分割器が光軸に対して４５度に配置された場合に生じるＰＳ偏光の分離を小くできる。さらに、第二ダイクロイックミラーコートによって第一ダイクロイックミラーコートの反射帯域を補完することができる。これによって、第一波長選択部材から放出された自家蛍光や第一波長選択部材で散乱された光を効率良く反射することができる。
１２． 本発明の別の落射顕微鏡は、第１項または第２項に記載の落射顕微鏡において、第一波長選択部材は、光源からの光線のうちの複数の波長の光を選択的に透過し、光分割器は、第一波長選択部材を透過した光を反射するとともに、試料から発せられる複数の波長の光を透過し、第二波長選択部材は、光分割器を透過した光のうちの所定の複数の波長の光を選択的に透過する。
第１２項の落射顕微鏡によれば、第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光で試料を落射照明することができる。
１３． 本発明の別の落射顕微鏡は、第１２項に記載の落射顕微鏡において、第一ダイクロイックミラーコートは、第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光のうち、少なくとも一つの波長の光を反射して試料を落射照明する。
第１３項の落射顕微鏡によれば、第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光のうちの少なくとも一つの波長の光で試料を落射照明することができる。
１４． 本発明の別の落射顕微鏡は、第１３項に記載の落射顕微鏡において、第二ダイクロイックミラーコートは、第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光のうち、第一ダイクロイックミラーコートによって反射されない波長の光を反射して試料を落射照明する。
第１４項の落射顕微鏡によれば、第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光で試料を落射照明することができる。
１５． 本発明の別の落射顕微鏡は、第１項〜第１４項に記載の落射顕微鏡において、第一ダイクロイックミラーコートと第二ダイクロイックミラーコートの膜厚の比（第一ダイクロイックミラーコートの物理膜厚／第二ダイクロイックミラーコートの物理膜厚）が１／３よりも大きく、３よりも小さい。
第１５項の落射顕微鏡によれば、第一ダイクロイックミラーコートを構成する干渉膜による応力と第二ダイクロイックミラーコートを構成する干渉膜による応力とをほぼ相殺させることができる。これによって、光分割器の透明体の変形が抑えられる。
本発明は、ひとつには、蛍光フィルターセットに向けられており、以下の各項に列記する蛍光フィルターセットを含んでいる。
１６． 本発明の蛍光フィルターセットは、励起光を選択的に透過する第一波長選択部材と、第一波長選択部材からの励起光を反射して試料を落射照明するとともに、試料から発せられる蛍光を透過する光分割器と、光分割器を透過した蛍光を選択的に透過する第二波長選択部材とを備えており、光分割器は、透明体と、その透明体に施されたダイクロイックミラーコートとからなり、ダイクロイックミラーコートは第一波長選択部材によって選択された波長の光を効率良く反射する積層と、第一波長選択部材よって選択された光よりも短波長側の光または長波長側の光または同じ帯域の光またはこれらの組み合わせの光を反射する積層とを備えている。
１７． 本発明の別の落射顕微鏡は、第１項に記載の落射顕微鏡において、光分割器における透明体は第一面と第二面を持ち、透明体に施されたダイクロイックミラーコートは、第一面に施された第一ダイクロイックミラーコートと、第二面に施された第二ダイクロイックミラーコートとを備えている。
第１６項と第１７項の蛍光フィルターセットによれば、第一波長選択部材によって選択された波長の光と第一波長選択部材から放出された自家蛍光と第一波長選択部材で散乱された光を光分割器によって良好に反射することができる。
１８． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第１７項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第一ダイクロイックミラーコートは、第一波長選択部材によって選択された波長の光を反射して試料を落射照明する。
第１８項の蛍光フィルターセットによれば、第一波長選択部材によって選択された波長の光を第一ダイクロイックミラーコートによって観察光軸から外れることなく試料に照射することができる。
１９． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第１８項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に前記第一波長選択部材からの光を反射する反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に前記試料から発せられた光を透過する透過帯域を有している。
２０． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第１８項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に前記第一波長選択部材からの光を反射する反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に前記試料から発せられた光を透過する透過帯域を有している。
２１． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第１８項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に前記第一波長選択部材からの光を反射する反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に前記試料から発せられた光を透過する透過帯域を有している。
第１９項と第２０項と第２１項の蛍光フィルターセットによれば、光分割器が光軸に対して４５度に配置された場合に生じるＰＳ偏光の分離を小さくできる。このため、光分割器は、第一波長選択部材によって選択される波長帯域の光を効率良く反射し、第二波長選択部材によって選択される波長帯域の光を効率良く透過することができる。特に第２１項の蛍光フィルターセットは、光分割器が光軸に対して４５度に配置された場合に生じるＰＳ偏光の分離を、第１９項と第２０項の蛍光フィルターセットよりも小さくすることができる。
２２． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第１８項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第二ダイクロイックミラーコートは、第一ダイクロイックミラーコートの反射帯域に対して、短波長側の光または長波長側の光または同じ帯域の光またはこれらの組み合わせの光を反射するとともに、試料から発せられる光を透過する。
第２２項の蛍光フィルターセットによれば、光分割器の反射帯域を広げたり、複数の波長の光で落射照明したり、特定の波長帯域に対する光分割器の反射率を上げたりすることができる。
２３． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第２２項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第二ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、短波長側の光λまたは長波長側の光λまたは同じ帯域の光λまたはこれらの組み合わせの光の中心波長λに対して、高屈折率材料は平均的な光学膜厚が約λ／４であり、低屈折率材料は平均的な光学膜厚が約λ／４であり、第二ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長に透過帯域を有している。
第２３項の蛍光フィルターセットによれば、より広い波長帯域の光で落射照明することができる。
２４． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第２３項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有している。
２５． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第２３項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有している。
２６． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第２３項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に生じる透過帯域を有している。
第２４項と第２５項と第２６項の蛍光フィルターセットによれば、第一ダイクロイックミラーコートによって、光分割器が光軸に対して４５度に配置された場合に生じるＰＳ偏光の分離を小くできる。さらに、第二ダイクロイックミラーコートによって第一ダイクロイックミラーコートの反射帯域を補完することができる。これによって、第一波長選択部材から放出された自家蛍光や第一波長選択部材で散乱された光を効率良く反射することができる。
２７． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第１６項または第１７項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第一波長選択部材は、光源からの光線のうちの複数の波長の光を選択的に透過し、光分割器は、第一波長選択部材を透過した光を反射するとともに、試料から発せられる複数の波長の光を透過し、第二波長選択部材は、光分割器を透過した光のうちの所定の複数の波長の光を選択的に透過する。
第２７項の蛍光フィルターセットによれば、第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光で試料を落射照明することができる。
２８． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第２７項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第一ダイクロイックミラーコートは、第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光のうち、少なくとも一つの波長の光を反射して試料を落射照明する。
第２８項の蛍光フィルターセットによれば、第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光のうちの少なくとも一つの波長の光で試料を落射照明することができる。
２９． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第２８項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第二ダイクロイックミラーコートは、第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光のうち、第一ダイクロイックミラーコートによって反射されない波長の光を反射して試料を落射照明する。
第２９項の蛍光フィルターセットによれば、第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光で試料を落射照明することができる。
３０． 本発明の別の蛍光フィルターセットは、第１６項〜第２９項に記載の蛍光フィルターセットにおいて、第一ダイクロイックミラーコートと第二ダイクロイックミラーコートの膜厚の比（第一ダイクロイックミラーコートの物理膜厚／第二ダイクロイックミラーコートの物理膜厚）が１／３よりも大きく、３よりも小さい。
第３０項の蛍光フィルターセットによれば、第一ダイクロイックミラーコートを構成する干渉膜による応力と第二ダイクロイックミラーコートを構成する干渉膜による応力とをほぼ相殺させることができる。これによって、光分割器の透明体の変形が抑えられる。
本発明の第一実施形態による顕微鏡の構成を示している。 本発明の第一実施形態における、第一波長選択部材の透過率特性Ｔｄ１と、平板状透明基板のおもて面に施された第一ダイクロイックミラーコートの透過率特性Ｔａ１と、平板状透明基板のうら面に施された第二ダイクロイックミラーコートの透過率特性Ｔｂ１とを示している。 第一波長選択部材での散乱によって光分割器と第二波長選択部材に向かう光が発生する様子を示している。 第一波長選択部材の透過率特性Ｔｄ１と、第一実施形態の光分割器の４５度入射に対する透過率特性Ｔｃ１と、第一実施形態の光分割器の０度入射（垂直入射）に対する透過率特性Ｔｃ２とを示している。 第一波長選択部材の透過率特性と、従来の光分割器の４５度入射に対する透過率特性と、従来の光分割器の０度入射（垂直入射）に対する透過率特性とを示している。 表１のＡの膜構成を持つ第一ダイクロイックミラーの分光透過率特性を示している。 表１のＢの膜構成を持つ第一ダイクロイックミラーの分光透過率特性を示している。 表１のＣの膜構成を持つ第一ダイクロイックミラーの分光透過率特性を示している。 反射帯域が広域化された光分割器の二つのダイクロイックミラーコートの分光透過率特性Ｔａ１とＴｂ１と、この光分割器に適用可能な広い透過帯域を持つ第一波長選択部材の透過率特性Ｔｄ１とを示している。 表１のＤの膜構成を持つ第二ダイクロイックミラーの分光透過率特性を示している。 第一ダイクロイックミラーコートとして表１のＡが施され、第二ダイクロイックミラーコートとして表１のＤが施された光分割器の分校透過率特性を示している。 第一ダイクロイックミラーコートとして表１のＢが施され、第二ダイクロイックミラーコートとして表１のＤが施された光分割器の分校透過率特性を示している。 第一ダイクロイックミラーコートとして表１のＣが施され、第二ダイクロイックミラーコートとして表１のＤが施された光分割器の分校透過率特性を示している。 図１に示された光分割器に代えて適用可能な別の光分割器であって、透明体が接合プリズムで構成されている光分割器を示している。 表２と表３のａの膜構成を持つ第一ダイクロイックミラーの分光透過率特性を示している。 表２と表３のｂの膜構成を持つ第一ダイクロイックミラーの分光透過率特性を示している。 表２と表３のｃの膜構成を持つ第一ダイクロイックミラーの分光透過率特性を示している。 表２と表３のｄの膜構成を持つ第一ダイクロイックミラーの分光透過率特性を示している。 第一参考例における、第一波長選択部材の透過率特性Ｔｄ２と、平板状透明基板のおもて面に施された第一ダイクロイックミラーコートの透過率特性Ｔａ２と、平板状透明基板のうら面に施された第二ダイクロイックミラーコートの透過率特性Ｔｂ２とを示している。 第二参考例における、第一波長選択部材の透過率特性Ｔｄ３と、平板状透明基板のおもて面に施された第一ダイクロイックミラーコートの透過率特性Ｔａ３と、平板状透明基板のうら面に施された第二ダイクロイックミラーコートの透過率特性Ｔｂ３とを示している。 蛍光フィルターセットを備えた従来の顕微鏡の構成を示している。
符号の説明
１０…光源、２０…照明光学系、３０…対物レンズ、４０…試料、５０…結像レンズ、６０…検出装置、１００…蛍光フィルターセット、１１０…第一波長選択部材、１１２…第一光学フィルター、１２０…光分割器、１２２…平板状透明基板、１２４…第一ダイクロイックミラーコート、１２６…第二ダイクロイックミラーコート、１２８…ダイクロイックミラーコート、１３０…第二波長選択部材、１３２…第二光学フィルター。

Claims (30)

  1. 試料を照明するための光を発する光源と、
    前記光源からの光を選択的に透過する第一波長選択部材と、
    前記第一波長選択部材からの光を反射して試料を落射照明するとともに、試料から発せられる光を透過する光分割器と、
    前記光分割器を透過した光を選択的に透過する第二波長選択部材とを備えており、
    前記光分割器は、透明体と、その透明体に施されたダイクロイックミラーコートとからなり、前記ダイクロイックミラーコートは前記第一波長選択部材によって選択された波長の光を効率良く反射する第一ダイクロイックミラーコートと、前記第一波長選択部材よって選択された光よりも短波長側の光または同じ帯域の光またはこれらの組み合わせの光を反射する前記第一ダイクロイックミラーコートと反射帯域が部分的に重なっている第二ダイクロイックミラーコートとを備えていることを特徴とする落射顕微鏡。
  2. 請求項１に記載の落射顕微鏡において、前記光分割器における前記透明体は前記第一波長選択部材側の第一面と前記第二波長選択部材側の第二面を持ち、前記透明体に施されたダイクロイックミラーコートは、第一面に施された前記第一ダイクロイックミラーコートと、第二面に施された前記第二ダイクロイックミラーコートとを備えていることを特徴とする落射顕微鏡。
  3. 請求項２に記載の落射顕微鏡において、前記第一ダイクロイックミラーコートは、少なくとも前記第一波長選択部材によって選択された波長の光を効率良く反射する積層を備えることで前記第一波長選択部材によって選択された波長の光を反射して試料を落射照明するとともに、前記試料から発せられる光を透過することを特徴とする落射顕微鏡。
  4. 請求項３に記載の落射顕微鏡において、前記第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、前記第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、前記第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に前記第一波長選択部材からの光を反射する反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に前記試料から発せられた光を透過する透過帯域を有していることを特徴とする落射顕微鏡。
  5. 請求項３に記載の落射顕微鏡において、前記第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、前記第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、前記第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に前記第一波長選択部材からの光を反射する反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に前記試料から発せられた光を透過する透過帯域を有していることを特徴とする落射顕微鏡。
  6. 請求項３に記載の落射顕微鏡において、前記第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、前記第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、前記第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に前記第一波長選択部材からの光を反射する反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に前記試料から発せられた光を透過する透過帯域を有していることを特徴とする落射顕微鏡。
  7. 請求項３に記載の落射顕微鏡において、前記第二ダイクロイックミラーコートは、前記第一ダイクロイックミラーコートの反射帯域に対して、短波長側の光または同じ帯域の光またはこれらの組み合わせの光を反射するとともに、試料から発せられる光を透過することを特徴とする落射顕微鏡。
  8. 請求項７に記載の落射顕微鏡において、前記第二ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、短波長側の光λまたは長波長側の光λまたは同じ帯域の光λまたはこれらの組み合わせの光の中心波長λに対して、高屈折率材料は平均的な光学膜厚が約λ／４であり、低屈折率材料は平均的な光学膜厚が約λ／４であり、前記第二ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長に透過帯域を有していることを特徴とする落射顕微鏡。
  9. 請求項８に記載の落射顕微鏡において、前記第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、前記第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、前記第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有していることを特徴とする落射顕微鏡。
  10. 請求項８に記載の落射顕微鏡において、前記第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、前記第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、前記第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有していることを特徴とする落射顕微鏡。
  11. 請求項８に記載の落射顕微鏡において、前記第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、前記第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、前記第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に生じる透過帯域を有していることを特徴とする落射顕微鏡。
  12. 請求項１または請求項２に記載の落射顕微鏡において、前記第一波長選択部材は、光源からの光線のうちの複数の波長の光を選択的に透過し、前記光分割器は、前記第一波長選択部材を透過した光を反射するとともに、試料から発せられる複数の波長の光を透過し、前記第二波長選択部材は、前記光分割器を透過した光のうちの所定の複数の波長の光を選択的に透過することを特徴とする落射顕微鏡。
  13. 請求項１２に記載の落射顕微鏡において、前記第一ダイクロイックミラーコートは、前記第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光のうち、少なくとも一つの波長の光を反射して試料を落射照明することを特徴とする落射顕微鏡。
  14. 請求項１３に記載の落射顕微鏡において、前記第二ダイクロイックミラーコートは、前記第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光のうち、前記第一ダイクロイックミラーコートによって反射されない波長の光を反射して試料を落射照明することを特徴とする落射顕微鏡。
  15. 請求項１〜請求項１４に記載の落射顕微鏡において、前記第一ダイクロイックミラーコートと前記第二ダイクロイックミラーコートの膜厚の比（前記第一ダイクロイックミラーコートの物理膜厚／前記第二ダイクロイックミラーコートの物理膜厚）が１／３よりも大きく、３よりも小さいことを特徴とする落射顕微鏡。
  16. 励起光を選択的に透過する第一波長選択部材と、
    前記第一波長選択部材からの励起光を反射して試料を落射照明するとともに、試料から発せられる蛍光を透過する光分割器と、
    前記光分割器を透過した蛍光を選択的に透過する第二波長選択部材とを備えており、
    前記光分割器は、透明体と、その透明体に施されたダイクロイックミラーコートとからなり、前記ダイクロイックミラーコートは前記第一波長選択部材によって選択された波長の光を効率良く反射する第一ダイクロイックミラーコートと、第一波長選択部材よって選択された光よりも短波長側の光または同じ帯域の光またはこれらの組み合わせの光を反射する前記第一ダイクロイックミラーコートと反射帯域が部分的に重なっている第二ダイクロイックミラーコートとを備えていることを特徴とする蛍光フィルターセット。
  17. 請求項１６に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記光分割器における前記透明体は前記第一波長選択部材側の第一面と前記第二波長選択部材側の第二面を持ち、前記透明体に施されたダイクロイックミラーコートは、第一面に施された前記第一ダイクロイックミラーコートと、第二面に施された前記第二ダイクロイックミラーコートとを備えていることを特徴とする蛍光フィルターセット。
  18. 請求項１７に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第一ダイクロイックミラーコートは、前記第一波長選択部材によって選択された波長の光を反射して試料を落射照明するとともに、前記試料から発せられる光を透過することを特徴とする蛍光フィルターセット。
  19. 請求項１８に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、前記第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、前記第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に前記第一波長選択部材からの光を反射する反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に前記試料から発せられた光を透過する透過帯域を有していることを特徴とする蛍光フィルターセット。
  20. 請求項１８に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、前記第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、前記第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に前記第一波長選択部材からの光を反射する反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に前記試料から発せられた光を透過する透過帯域を有していることを特徴とする蛍光フィルターセット。
  21. 請求項１８に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、前記第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、前記第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に前記第一波長選択部材からの光を反射する反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に前記試料から発せられた光を透過する透過帯域を有していることを特徴とする蛍光フィルターセット。
  22. 請求項１８に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第二ダイクロイックミラーコートは、前記第一ダイクロイックミラーコートの反射帯域に対して、短波長側の光または同じ帯域の光またはこれらの組み合わせの光を反射するとともに、試料から発せられる光を透過することを特徴とする蛍光フィルターセット。
  23. 請求項２２に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第二ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、短波長側の光λまたは長波長側の光λまたは同じ帯域の光λまたはこれらの組み合わせの光の中心波長λに対して、高屈折率材料は平均的な光学膜厚が約λ／４であり、低屈折率材料は平均的な光学膜厚が約λ／４であり、前記第二ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長に透過帯域を有していることを特徴とする蛍光フィルターセット。
  24. 請求項２３に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、前記第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、前記第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有していることを特徴とする蛍光フィルターセット。
  25. 請求項２３に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、前記第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、前記第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に透過帯域を有していることを特徴とする蛍光フィルターセット。
  26. 請求項２３に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第一ダイクロイックミラーコートは、屈折率が２．０以上の高屈折率材料と、屈折率が１．５以下の低屈折率材料とを２０層以上積層して作られており、前記第一波長選択部材によって選択された光の中心波長λに対して、高屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、低屈折率材料の平均的な光学膜厚は約３×λ／４であり、前記第一ダイクロイックミラーコートは、波長λの付近に反射帯域を有し、反射帯域よりも長波長側に生じる透過帯域を有していることを特徴とする蛍光フィルターセット。
  27. 請求項１６または請求項１７に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第一波長選択部材は、光源からの光線のうちの複数の波長の光を選択的に透過し、前記光分割器は、前記第一波長選択部材を透過した光を反射するとともに、試料から発せられる複数の波長の光を透過し、前記第二波長選択部材は、前記光分割器を透過した光のうちの所定の複数の波長の光を選択的に透過することを特徴とする蛍光フィルターセット。
  28. 請求項２７に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第一ダイクロイックミラーコートは、前記第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光のうち、少なくとも一つの波長の光を反射して試料を落射照明することを特徴とする蛍光フィルターセット。
  29. 請求項２８に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第二ダイクロイックミラーコートは、前記第一波長選択部材によって選択された複数の波長の光のうち、前記第一ダイクロイックミラーコートによって反射されない波長の光を反射して試料を落射照明することを特徴とする蛍光フィルターセット。
  30. 請求項１６〜請求項２９に記載の蛍光フィルターセットにおいて、前記第一ダイクロイックミラーコートと前記第二ダイクロイックミラーコートの膜厚の比（前記第一ダイクロイックミラーコートの物理膜厚／前記第二ダイクロイックミラーコートの物理膜厚）が１／３よりも大きく、３よりも小さいことを特徴とする蛍光フィルターセット。
JP2004355747A 2004-04-05 2004-12-08 落射顕微鏡および蛍光フィルターセット Active JP4837279B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004355747A JP4837279B2 (ja) 2004-04-05 2004-12-08 落射顕微鏡および蛍光フィルターセット
US11/097,351 US7285787B2 (en) 2004-04-05 2005-04-04 Epi-illumination microscope and fluorescence filter set

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004111356 2004-04-05
JP2004111356 2004-04-05
JP2004355747A JP4837279B2 (ja) 2004-04-05 2004-12-08 落射顕微鏡および蛍光フィルターセット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005321753A JP2005321753A (ja) 2005-11-17
JP4837279B2 true JP4837279B2 (ja) 2011-12-14

Family

ID=35095928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004355747A Active JP4837279B2 (ja) 2004-04-05 2004-12-08 落射顕微鏡および蛍光フィルターセット

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7285787B2 (ja)
JP (1) JP4837279B2 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090080194A1 (en) * 2006-02-15 2009-03-26 Li-Cor, Inc. Fluorescence filtering system and method for molecular imaging
JP5021254B2 (ja) * 2006-09-06 2012-09-05 オリンパス株式会社 顕微鏡装置の制御方法、顕微鏡装置
GB0715168D0 (en) * 2007-08-03 2007-09-12 Enigma Diagnostics Ltd Illumination apparatus for use in fluorescence-based detection
JP2009122203A (ja) * 2007-11-12 2009-06-04 Shimadzu Corp 光学フィルタ、蛍光分析用フィルタセット及びその光学フィルタを用いた蛍光測定装置
DE102008035770A1 (de) 2008-07-31 2010-02-18 Eads Deutschland Gmbh Optischer Partikeldetektor sowie Detektionsverfahren
WO2010032306A1 (ja) * 2008-09-18 2010-03-25 株式会社島津製作所 蛍光画像検出装置及び蛍光画像検出方法
WO2013070485A1 (en) * 2011-11-07 2013-05-16 Corning Incorporated Apparatus for substance detection
US9375172B2 (en) 2011-11-07 2016-06-28 Corning Incorporated Apparatus for substance detection
JP6237626B2 (ja) * 2012-07-19 2017-11-29 株式会社ニコン 光学装置及び撮像装置
WO2015087824A1 (ja) * 2013-12-09 2015-06-18 株式会社ニコン 光学装置、測定装置、測定方法、スクリーニング装置及びスクリーニング方法
JP6457186B2 (ja) * 2014-03-27 2019-01-23 オリンパス株式会社 蛍光キューブ及び光学顕微鏡
US9541750B2 (en) 2014-06-23 2017-01-10 Li-Cor, Inc. Telecentric, wide-field fluorescence scanning systems and methods
CN108351301B (zh) * 2015-09-02 2021-03-09 英思克斯公司 用于彩色成像的系统和方法
EP3371572B1 (en) 2015-11-05 2021-05-05 Inscopix, Inc. System for optogenetic imaging
US9645291B1 (en) 2016-04-18 2017-05-09 Ii-Vi Incorporated Voltage-tunable optical filters for instrumentation applications

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS523585B2 (ja) * 1972-07-23 1977-01-28
CH556548A (de) * 1972-09-19 1974-11-29 Balzers Patent Beteilig Ag Aus abwechselnd hoch- und niederbrechenden oxidschichten aufgebautes verlustarmes, hochreflektierendes vielschichtsystem.
JPS53125045A (en) * 1977-04-08 1978-11-01 Ricoh Co Ltd Multilaer film reflecting mirror
JPS547359A (en) * 1977-06-17 1979-01-20 Canon Inc Dichroic film having suitable half-width
JPS54110855A (en) * 1978-02-17 1979-08-30 Canon Inc Dichroic film
US4709144A (en) * 1986-04-02 1987-11-24 Hewlett-Packard Company Color imager utilizing novel trichromatic beamsplitter and photosensor
JP2637432B2 (ja) * 1987-06-30 1997-08-06 ホ−ヤ株式会社 レーザ光反射フィルタレンズ
US5072382A (en) * 1989-10-02 1991-12-10 Kamentsky Louis A Methods and apparatus for measuring multiple optical properties of biological specimens
US5296961A (en) * 1991-04-23 1994-03-22 Coherent, Inc. Dichroic optical filter
US5371624A (en) * 1991-11-29 1994-12-06 Olympus Optical Co., Ltd. Reflected fluorescence microscope
JP3222546B2 (ja) * 1992-06-04 2001-10-29 旭光学工業株式会社 紫外線照射装置の多層膜反射鏡および紫外線照射装置
US5339198A (en) * 1992-10-16 1994-08-16 The Dow Chemical Company All-polymeric cold mirror
JPH07209516A (ja) * 1994-01-21 1995-08-11 Nippon Electric Glass Co Ltd 光学多層膜フィルタ
JPH08254612A (ja) * 1995-03-15 1996-10-01 Canon Inc 多層膜光学部品およびその製造方法
JP3526489B2 (ja) * 1995-05-25 2004-05-17 オリンパス株式会社 落射蛍光顕微鏡
JPH08320412A (ja) * 1995-05-26 1996-12-03 Nikon Corp 反射型帯域フィルター
JPH0996720A (ja) * 1995-09-29 1997-04-08 Omron Corp 光学装置
JP3699761B2 (ja) * 1995-12-26 2005-09-28 オリンパス株式会社 落射蛍光顕微鏡
JP2000098244A (ja) * 1998-09-24 2000-04-07 Olympus Optical Co Ltd 蛍光顕微鏡
DE19858206C2 (de) * 1998-12-17 2001-10-11 Leica Microsystems Verfahren zur Anpassung von Anregungsintensitäten bei einem Multiband-Fluoreszenz-Mikroskop und Multiband-Fluoreszenz-Mikroskop zur Durchführung des Verfahrens
DE19903486C2 (de) * 1999-01-29 2003-03-06 Leica Microsystems Verfahren und Vorrichtung zur optischen Untersuchung von strukturierten Oberflächen von Objekten
JP3065081B1 (ja) * 1999-09-08 2000-07-12 セイコーエプソン株式会社 投写型表示装置
US7105795B2 (en) * 2001-07-06 2006-09-12 Palantyr Research, Llc Imaging system, methodology, and applications employing reciprocal space optical design
WO2003019161A1 (en) * 2001-08-23 2003-03-06 D.N.R. - Imaging Systems Ltd. Optical system and method for inspecting fluorescently labeled biological specimens
US6750457B2 (en) * 2001-08-29 2004-06-15 Becton Dickinson And Company System for high throughput analysis
JP2004012702A (ja) * 2002-06-05 2004-01-15 Nikon Corp 蛍光観察用の落射照明装置およびそれを備えた蛍光顕微鏡
US6906859B2 (en) * 2002-06-05 2005-06-14 Nikon Corporation Epi-illumination apparatus for fluorescent observation and fluorescence microscope having the same
JP4488299B2 (ja) * 2004-07-22 2010-06-23 オリンパス株式会社 ダイクロイックミラー、蛍光フィルタセットおよび顕微鏡装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7285787B2 (en) 2007-10-23
JP2005321753A (ja) 2005-11-17
US20050231715A1 (en) 2005-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7285787B2 (en) Epi-illumination microscope and fluorescence filter set
JP3999479B2 (ja) 光学装置
JP4198086B2 (ja) 蛍光観察用装置
CA2845636C (en) Glucose sensor
US7126751B2 (en) Anti-reflection film and microscope having optical element with the same anti-reflection film applied thereto
US20070188760A1 (en) Fluorescence filtering system and method for molecular imaging
KR20100125014A (ko) 생의학용 반사／형광 복합 ｉｎ-ｖｉｖｏ 공초점 레이저 주사 현미경
US8933417B2 (en) Combined lens and reflector, and an optical apparatus using the same
JP4533628B2 (ja) 表面下自己蛍光の分光装置
WO2022247946A1 (zh) 一种多荧光图像获取系统和方法及应用
KR20190024510A (ko) 분광기용 집광 광학계 및 이를 포함하는 라만 분광 시스템
US8456628B2 (en) Spectroscopy system
JP4488299B2 (ja) ダイクロイックミラー、蛍光フィルタセットおよび顕微鏡装置
JPH09292572A (ja) 落射型蛍光顕微鏡
JP4786154B2 (ja) 反射防止膜を設けた光学素子を備えた顕微鏡
JP2009019961A (ja) 蛍光検出システム
CN106662738A (zh) 光学元件
JP2006038940A5 (ja)
JP2007298310A (ja) 光学装置
US20080030858A1 (en) Optical filter and optical apparatus
JP6457186B2 (ja) 蛍光キューブ及び光学顕微鏡
Balaa et al. Live cell imaging with surface plasmon-mediated fluorescence microscopy
US20130308126A1 (en) Lightguides to simplify total emission detection for multiphoton microscopy
JP2004013128A (ja) 蛍光顕微鏡
CN116559072A (zh) 微型显微拉曼装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110308

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110509

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110906

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110928

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141007

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4837279

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141007

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250