JP4867253B2 - 顕微鏡装置及びレーザユニット - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光源と照明光学系とを備え、かつ照明光路の光路切り替えが可能な顕微鏡装置、及びその顕微鏡装置に使用されるレーザユニットに関する。
なお、本明細書でいう「光路切り替え」とは、「伝搬光の或る入射光路と或る射出光路との間を接続／切断すること」であり、「伝搬光の複数の入射光路の中の１つを選択的に射出光路に接続すること」、「伝搬光の複数の射出光路の中の１つを選択的に入射光路に接続すること」、「伝搬光の複数の入射光路の中の１つと、複数の射出光路の中の１つとをそれぞれ選択的に互いに接続すること」の全てが含まれる。

生体細胞などを観察する観察方法の１つ、レーザ光源を用いた観察方法に、共焦点観察、全反射蛍光観察などがある。
多くの現場では、被観察物の種類や観察目的などに応じてそれらの観察方法を使い分けることが望まれる。
その一方で、レーザ光源は高価なので、共焦点顕微鏡用のレーザ光源と全反射蛍光顕微鏡用のレーザ光源とをそれぞれ用意すると、コストが嵩む。

そこで開発されたのが、１つのレーザ光源を複数の観察方法に共用する顕微鏡システムである（特許文献１など）。
この顕微鏡システムの顕微鏡本体には、全反射蛍光観察用のユニット（特許文献１の符号２１等）と、共焦点観察用のユニット（特許文献１の符号５，６，７，８，１３，１４，１５，１６，１７）との双方がセットされている。

これらのユニットは、それぞれ光ファイバ（特許文献１の符号４，３）を介して共通のレーザ光源（特許文献１の符号１）に連結される。このレーザ光源と２つの光ファイバの入射端との間に、光路切り替え用の可動ミラー（特許文献１の符号２７）が挿入される。
この可動ミラーの駆動により、レーザ光が反射蛍光観察用の照明光学系に導入される状態と、レーザ光がコンフォーカルユニットに導入される状態との間で、顕微鏡システムを切り替えることができる。
特開２００３−２７０５３８号公報（図２） 特開２００３−２２８００９号公報

しかし、可動ミラーを挿脱する機構には機械的ガタが生じ得るので、挿入時における可動ミラーの位置や姿勢を正確に再現することは難しい。
特に、可動ミラーの姿勢の再現性が低いと、可動ミラーにて反射するレーザ光の光路の角度再現性が悪くなり、光ファイバの入射端に向かうレーザ光の光路（入射端の直前に配置された集光レンズに対するレーザ光の入射光路）の角度再現性も悪くなる。

そして、集光レンズに対するレーザ光の入射光路の角度は、光ファイバに対するレーザ光の入射効率を強く支配する。
このため、この顕微鏡システムには、レーザパワーの再現性、つまり観察像の明るさの再現性が極めて悪いという問題がある。
そこで本発明は、レーザ光源と照明光学系との間の光路切り替えが可能であり、しかも観察像の明るさの再現性を高めることのできる顕微鏡装置、及びレーザユニットを提供することを目的とする。

本発明の顕微鏡装置は、レーザ光源と、被観察物を照明するための顕微鏡用の照明光学系と、前記レーザ光源と前記照明光学系との間に配置され、再帰反射性を有する反射光学系の挿脱により光路切り替えを行う切り替え機構とを備え、前記切り替え機構は、光路挿入時における前記反射光学系の入射側光路と射出側光路との少なくとも一方に、前記レーザ光を偏向する反射部材を配置しており、少なくとも前記レーザ光源、前記切り替え機構は、レーザユニット内に配置され、前記照明光学系は、顕微鏡本体に配置され、前記レーザユニットと前記顕微鏡本体とは、前記レーザ光を導くためにシングルモードの光ファイバにより結合されていることを特徴とする。
なお、本発明の顕微鏡装置においては、複数の前記照明光学系を備え、前記切り替え機構は、前記レーザ光源の接続先を、前記複数の照明光学系の間で切り替えてもよい。

また、本発明の顕微鏡装置においては、複数の前記レーザ光源と、複数の前記照明光学系と、前記複数のレーザ光源の射出光路を統合し、前記複数の照明光学系の一部へ接続するための統合手段とを備え、前記切り替え機構は、前記複数のレーザ光源の一部の接続先を、前記複数の照明光学系の他の一部と前記統合手段との間で切り替えてもよい。
また、前記切り替え機構は、光路挿入時における前記反射光学系の姿勢を、その光入射面又は光射出面が前記光路に対して傾くように設定することが望ましい。

また、本発明の顕微鏡装置は、前記レーザ光源から射出したレーザ光の強度を調整する光学素子を備え、前記切り替え機構は、光路挿入時における前記反射光学系の姿勢を、その光入射面又は光射出面が前記光学素子の光射出面に対して光学的に非平行となるように設定することが望ましい。

また、前記照明光学系には、少なくとも１つの共焦点観察用の照明光学系が含まれてもよい。また、前記照明光学系には、少なくとも１つの全反射観察用の照明光学系が含まれてもよい。また、前記全反射観察用の照明光学系は、全反射蛍光観察用の照明光学系であってもよい。

また、前記照明光学系には、少なくとも１つの光刺激用の照明光学系が含まれてもよい。
また、本発明のレーザユニットは、本発明の顕微鏡装置に使用される前記レーザユニットであって、前記光ファイバを着脱可能な光ファイバマウント部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、レーザ光源と照明光学系との間の光路切り替えが可能であり、しかも観察像の明るさの再現性を高めることのできる顕微鏡装置、及びレーザユニットが実現する。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を説明する。
本実施形態は、顕微鏡システムの実施形態である。
図１は、本顕微鏡システムの外観図である。
図１に示すとおり、顕微鏡システムには、レーザユニット１０と、顕微鏡本体２３とが備えられる。顕微鏡本体２３は、例えば、倒立顕微鏡である。顕微鏡本体２３には、全反射蛍光観察用のユニット２１と共焦点観察用のユニット２２とがセットされている。

全反射蛍光観察用のユニット２１、共焦点観察用のユニット２２は、それぞれ光ファイバ１５，１６を介してレーザユニット１０に接続されている。これらの光ファイバ１５，１６は、例えば、コア径が３．５μｍのシングルモードファイバである。
なお、レーザユニット１０、全反射蛍光観察用のユニット２１、共焦点観察用のユニット２２において光ファイバ１５，１６との接続箇所は、光ファイバを着脱可能に支持する光ファイバマウント部になっている。

レーザユニット１０には、光路切り替え部３０が搭載されている。符号３６は、使用者が手動で光路切り替えをするためのレバーである。
図２は、本顕微鏡システムの光学系部分を示す図である。なお、図２では、顕微鏡本体２３の光学系については、その一部（接眼レンズなど）を省略した。
図２に示すとおり、レーザユニット１０には、２つのレーザ光源１，２が備えられる。

レーザ光源１，２は、例えば、アルゴンレーザ（波長４８８ｎｍ）、Ｇｒｅｅｎ−ＨｅＮｅレーザ（波長５４３ｎｍ）である。
レーザ光源１，２の射出光路は、全反射ミラーＭ、ダイクロイックミラーＤＭを介して共通の光路Ｌに統合され、光路切り替え部３０に導入される。
レーザ光源１の射出光路、レーザ光源２の射出光路には、平板ガラスによって構成されたＮＤフィルタＮＤ１，ＮＤフィルタＮＤ２がそれぞれ挿入されている。

レーザ光源１，２の統合前のそれぞれの射出光路には、シャッタ３が配置されており、使用者は、レーザ光源１，２を射出したレーザ光を、不図示の操作部を介して個別に遮断／開放することができる。よって、使用者は、光路切り替え部３０の光路Ｌに導入される光を、波長５４３ｎｍのレーザ光のみに限定したり、波長４８８ｎｍのレーザ光のみに限定したり、波長５４３ｎｍのレーザ光と波長４８８ｎｍのレーザ光との混合光にしたりすることができる。

光路切り替え部３０には、コーナー状に配置された３つの反射面を持つプリズムであるコーナーキューブ１７、全反射ミラーＭ、及び光ファイバ１５，１６の入射端１５ｉｎ，１６ｉｎの直前に個別に配置される２つの集光レンズ１３が備えられる。
コーナーキューブ１７は、光路Ｌを伝搬したレーザ光を３つの反射面で順次反射可能な位置に配置される。そのためには、レーザ光が３つの反射面の稜線に入射するのを避ける必要があるので、このコーナーキューブ１７の３つの反射面の中線は、光路Ｌから若干の距離（以下、３ｍｍとする。）だけずらされる。

コーナーキューブ１７は、レバー３６（図１参照）に連結されており、そのレバー３６の操作に応じて、光路Ｌに対し挿脱される。
先ず、コーナーキューブ１７が光路Ｌに挿入された状態（図２の実線で示す状態）では、光路Ｌを伝搬したレーザ光は、コーナーキューブ１７の３つの反射面で順次反射した後、光路Ｌと平行かつ光路Ｌから離れた光路Ｌ’を逆方向に伝搬する。その後、レーザ光は、全反射ミラーＭ及び集光レンズ１３を介して一方の光ファイバ（以下、光ファイバ１５とする。）の入射端１５ｉｎに入射する。

一方、コーナーキューブ１７が光路Ｌから離脱した状態（図２の点線で示す状態）では、光路Ｌを伝搬したレーザ光は、コーナーキューブ１７を介することなく、集光レンズ１３を介して他方の光ファイバ（ここでは、光ファイバ１６）の入射端１６ｉｎに入射する。
なお、２つの集光レンズ１３の位置及び姿勢は、コーナーキューブ１７の挿入時における入射端１５ｉｎへのレーザ光の入射効率と、コーナーキューブ１７の離脱時における入射端１６ｉｎへのレーザ光の入射効率とがそれぞれ十分に高くなるよう予め調整されている。

入射端１５ｉｎに入射したレーザ光は、光ファイバ１５の内部を伝搬してその射出端１５ｏｕｔから射出し、全反射蛍光観察用のユニット２１に点光源を形成する。
入射端１６ｉｎに入射したレーザ光は、光ファイバ１６の内部を伝搬してその射出端１６ｏｕｔから射出し、共焦点観察用のユニット２２に点光源を形成する。
ここで、全反射蛍光観察用のユニット２１による全反射蛍光観察と、共焦点観察用のユニット２２による共焦点観察とを、簡単に説明する。

全反射蛍光観察時には、全反射蛍光観察用のユニット２１が有効な状態に設定される。この状態では、全反射蛍光観察用のユニット２１のダイクロイックミラーＤＭが顕微鏡本体２３の光路に挿入され、かつ共焦点観察用のユニット２２の全反射ミラーＭが顕微鏡本体２２の光路から離脱される。
このとき、全反射蛍光観察用のユニット２１の点光源（光ファイバ１５の射出端１５ｏｕｔ）から射出したレーザ光は、全反射蛍光観察用のユニット２１内の落射照明光学系２１ａ、ダイクロイックミラーＤＭ、顕微鏡本体２３内の結像光学系２３ａの対物レンズなどを介して、被観察物（蛍光物質で標識された生体細胞）０若しくはカバーガラス境界付近でエバネッセント光が生じるように、斜めに落射照明する。この被観察物０にて生起した蛍光は、顕微鏡本体２３内の結像光学系２３ａ及びフィルタｆを介して検出器２３ｃにて検出される。

共焦点観察時には、共焦点観察用のユニット２２が有効な状態に設定される。この状態では、共焦点観察用のユニット２２の全反射ミラーＭが顕微鏡本体２３の光路に挿入され、かつ全反射蛍光観察用のユニット２１のダイクロイックミラーＤＭが顕微鏡本体２３の光路から離脱される。
このとき、共焦点観察用のユニット２２の点光源（光ファイバ１６の射出端１６ｏｕｔ）から射出したレーザ光は、共焦点観察用のユニット２２のコリメートレンズ２２ａ、ダイクロイックミラーＤＭ、スキャナ２２ｃ、瞳リレーレンズ２２ｂ、全反射ミラーＭ、顕微鏡本体２３内の結像光学系２３ａなどを介して、被観察物０上を光のスポットで走査する。この光のスポットにて生起した反射光（蛍光）は、結像光学系２３ａを介して共焦点観察用のユニット２２に戻り、スキャナ２２ｃ、フィルタｆ、共焦点レンズ２２ｇ、共焦点絞り２２ｈを介して余分な光がカットされた状態で、検出器２２ｉにて検出される。

なお、全反射蛍光観察にて検出された被観察物０の像は、顕微鏡本体２３の接眼レンズ、又は、検出器２３ｃに接続された画像処理装置を通してディスプレイ（不図示）に表示される。また、共焦点観察にて検出された被観察物０の像は、検出器２２ｉに接続された画像処理装置を通してディスプレイ（不図示）に表示される。本明細書では、このようにして観察される象を「観察像」という。

図３は、光路切り替え部３０の詳細を示す図である。図３における各方向と、前述した図１、図２における各方向との対応関係を示すため、これらの各図中には、共通のＸＹＺ直交座標系を示した。以下、このＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。
図３（ａ），（ｂ）は、光路切り替え部３０を、ＸＹ平面，ＹＺ平面で切断してできる概略断面図である。図３（ａ），（ｂ）に示すように、光路切り替え部３０には、コーナーキューブ１７を支持する支持部材３１、支持部材３１に固定され、かつＺ方向に延びる中心線Ｓを有した軸部３２、軸部３２を中心線Ｓの周りに回動可能に支持する台座３５及び軸受穴３２ａが備えられる。この軸部３２にレバー３６が固定される。

レバー３６が操作されると、その運動が軸部３２及び支持部材３１を介してコーナーキューブ１７に伝達され、コーナーキューブ１７が軸部３２の中心線Ｓの周りを回動する。この回動により、コーナーキューブ１７が光路Ｌに対し挿脱される。
また、光路切り替え部３０には、コーナーキューブ１７の回動の範囲を制限する制限ピン３４ａ，３４ｂも備えられる。制限ピン３４ａは、挿入時におけるコーナーキューブ１７の位置を規定するものであり、制限ピン３４ｂは、離脱時におけるコーナーキューブ１７の位置を規定するものである。

また、光路切り替え部３０には、挿入時に、支持部材３１を制限ピン３４ａに押し当てる押し当て機構３３ａ、離脱時に、支持部材３１を制限ピン３４ｂに押し当てる押し当て機構３３ｂも備えられる。
押し当て機構３３ａは、挿入時におけるコーナーキューブ１７の回動方向の位置ずれを防ぐ働きをする。

押し当て機構３３ｂは、離脱時におけるコーナーキューブ１７の回動方向の位置ずれを防ぐ働きをする。
また、光路切り替え部３０には、軸部３２に固定された固定リング４０、固定リング４０と台座３５との間に介設されたバネ３３ｃも備えられる。
固定リング４０及びバネ３３ｃは、コーナーキューブ１７のＺ方向の位置ずれを防ぐ働きをする。

なお、以上の構成の光路切り替え部３０において、コーナーキューブ１７は、図４に示すとおり、３つの反射面の中線（点線部）が、光路Ｌ及び光路Ｌ’に対し若干の角度δだけ傾斜していることが望ましい。
このとき、図４の左方に示すように、ＮＤフィルタＮＤ１，ＮＤ２の表面及び裏面（平面である。）と、コーナーキューブ１７の入射面ＳＡ及び射出面ＳＡ’とが、光学的に非平行の関係になり、δだけ開角を有することになる。

このようにコーナーキューブ１７を傾斜させることで、レーザ光の光路を確実に立体交差させて光路同士の干渉（例えば、光路Ｌを伝搬するレーザ光の一部と光路Ｌ’を伝搬するレーザ光の一部との干渉）を防ぐことができる。また、このように傾斜させることで、コーナーキューブ１７を反射したレーザ光の一部がレーザ光源１又はレーザ光源２に再入射する事態を確実に避けることができる。因みに、再入射が起こると、レーザ光源１又はレーザ光源２の出力が不安定になるという問題が生じる。

また、コーナーキューブ１７を傾斜させると、コーナーキューブ１７に入射したレーザ光の一部が、コーナーキューブ１７の入射面ＳＡや射出面ＳＡ’で反射して余分な光となり、レーザ光源１，２の射出部に戻って干渉するという事態を避けることができる。
その余分は光は、例えば、コーナーキューブ１７の入射面ＳＡにて反射した戻り光や、入射面ＳＡを透過した後に３つの反射面、射出面ＳＡ’にて順に反射した戻り光などである。

その余分な光は本実施形態でも生じ得るが、本実施形態ではレーザ光源１，２の射出光路からずれた方向に進行するので、干渉は回避される。
また、コーナーキューブ１７を傾斜させると、コーナーキューブ１７に入射したレーザ光の一部が、コーナーキューブ１７の入射面ＳＡや射出面ＳＡ’で反射して余分な光となり、コーナーキューブ１７の３つの反射面で反射した後の必要なレーザ光と干渉するという事態をも避けることができる。

その余分な光は、例えば、コーナーキューブ１７の入射面ＳＡを透過した後に３つの反射面、射出面ＳＡ’、３つの反射面、入射面ＳＡにて順に反射した戻り光などである。
その余分な光は本実施形態でも生じ得るが、本実施形態ではレーザ光の光路からずれた方向に進行するので、干渉は回避される。
因みに、δの値が大きすぎると、コーナーキューブ１７の３つの反射面がレーザ光を反射できなくなる可能性があるので、δの値は、適度に小さい値に設定される。

但し、δの値が値が小さ過ぎると、余分な光と必要なレーザ光とのずれ量が小さ過ぎて、干渉を確実に回避できない。例えば、レーザ直径が１ｍｍであり、コーナーキューブ１７の中線と光路Ｌとのずらし量が３ｍｍである場合には、δの値は３°以上でなければならない。
そこで、本実施形態では、コーナーキューブ１７においてレーザ光を３回反射させ、かつ、上述した干渉現象を確実に回避するために、δの値は４°に設定される。

以上の構成の本顕微鏡システムの使用者は、レバー３６を操作するだけで、全反射蛍光観察用のユニット２１及び共焦点観察用のユニット２２と、レーザ光源１，２との間の光路切り替え（つまり、観察に使用されるユニットの切り替え）を行うことができる。
特に、本顕微鏡システムでは、全反射蛍光観察用のユニット２１と共焦点観察用のユニット２２とが同一の顕微鏡本体２３にセットされているので、それら２種類の観察方法で被観察物０の同一のポイントを観察すること可能である。

次に、本顕微鏡システムの効果を説明する。
ここでは、本顕微鏡システムの光路切り替え時の観察像の明るさの再現性を、特許文献１の顕微鏡システム（従来例）の光路切り替え時の観察像の明るさの角度性と比較する。
比較に当たり、双方の顕微鏡システムに以下の同じ条件を適用する。
光ファイバのモード：シングルモード，
光ファイバのコア径：３．５μｍ，
光ファイバの入射端直前の集光レンズの焦点距離：３．５ｍｍ
先ず、従来例の観察像の明るさの再現性を検討する。

従来例の可動ミラーには、少なくとも約１分の姿勢誤差が生じる。なぜなら、一般的な高精度な可動ミラーの姿勢誤差は約１分である。
この姿勢誤差は、可動ミラーにて反射するレーザ光の光路にチルトを生じさせる。具体的に、可動ミラーの姿勢誤差量がΔであるとき、その光路には２×Δのチルトが生じる。
よって、従来例のレーザ光の光路には、約２分のチルトが生じ得る。

なお、可動ミラーに姿勢誤差が生じても、その光路にシフトが生じることは無い。また、可動ミラーに位置誤差が生じても、その光路にチルト，シフトの何れも生じない。
そして、レーザ光の光路のチルトは、光ファイバに対するレーザ光の入射効率を強く支配する。実際、約２分のチルトは、その入射効率を約４０％も減衰させる。
したがって、従来例の観察像の明るさは、光路切り替えによって最高時の６０％にまで低下する可能性がある。このため、従来例の観察像の明るさの再現性は、低い。

次に、本顕微鏡システムの観察像の明るさの再現性を検討する。
図５（ａ）に示すとおり、本顕微鏡システムのコーナーキューブ１７には、約５分の姿勢誤差（中心線Ｓの周りの回動方向の誤差）が生じる。この姿勢誤差は、押し当て機構３３ａ（図３参照）の働きで或る程度は抑えられるものの、大きく見積もって約５分とした。

図５（ａ）に示すとおり、本顕微鏡システムのコーナーキューブ１７には、Ｙ方向に約０．０２ｍｍの位置誤差が生じる。この位置誤差は、軸部３２のＹ方向のガタ分に相当する。
図５（ｂ）に示すとおり、本顕微鏡システムのコーナーキューブ１７には、Ｚ方向に約０．０２ｍｍの位置誤差が生じる。この位置誤差は、バネ３３ｃの働きで或る程度は抑えられるものの、この程度の発生はやむを得ない。

しかし、コーナーキューブ１７は、入射光を再帰反射する性質を有するので、コーナーキューブ１７に姿勢誤差及び位置誤差が生じても、レーザ光の光路Ｌ’にチルトが生じることは無く、シフトが生じるのみである。つまり、光路Ｌ’の角度再現性は高く保たれる。
例えば、コーナーキューブ１７の姿勢誤差が１°であるとき、光路Ｌ’には、０．１ｍｍのシフトが生じる。また、コーナーキューブ１７の位置誤差量がΔであるとき、光路Ｌ’には２×Δのシフトが生じる。

よって、本顕微鏡システムの光路Ｌ’には、コーナーキューブ１７の約５分の姿勢誤差によって約０．０１ｍｍのシフトが生じ、コーナーキューブ１７のＹ方向の約０．０２ｍｍの位置誤差によって約０．０４ｍｍのシフトが生じ、コーナーキューブ１７のＺ方向の約０．０２ｍｍの位置誤差によって約０．０４ｍｍのシフトが生じ得る。これらを全て考慮すると、本顕微鏡システムの光路Ｌ’には、約０．０５ｍｍのシフトが生じ得る。

但し、光路Ｌ’のシフトは、光ファイバ１５（図３参照）に対するレーザ光の入射効率にあまり影響しない。実際、約０．０５ｍｍのシフトは、その入射効率を約５％しか減衰させない。
したがって、本顕微鏡システムの観察像の明るさは、光路切り替えによって最高時の９５％までしか低下しない。このため、本顕微鏡システムの観察像の明るさの再現性は高い。

以上、本顕微鏡システムでは、光路切り替えのために移動する光学系が、再帰反射性を有する反射光学系（ここでは、コーナーキューブ１７）のみなので、ユニットの切り替え時におけるレーザ光の光路Ｌ’の角度再現性は高い。したがって、ユニットの切り替え時における観察像の明るさの再現性も、高い。
特に、再帰反射性を有する反射光学系として、市販の単一素子であるコーナーキューブ１７が用いられたので、３つの反射面同士の位置合わせをしなくても、再帰反射性を簡単かつ確実に得ることができる。

しかも、コーナーキューブ１７の姿勢が最適化された（適当な角度δだけ傾けられた）ので、上述した干渉現象を確実に回避できる。よって、観察像の明るさの再現性は、確実に高まる。
なお、本顕微鏡システムにおいてコーナーキューブ１７とレバー３６とを連結する機構は、図３に示したものに限定されることはなく、コーナーキューブ１７を光路から挿脱できるのであれば、例えば、コーナーキューブ１７をスライドさせるスライド機構などに代えてもよい。

また、本顕微鏡システムにおいては、コーナーキューブ１７の代わりに、再帰反射性を有するように配置された複数の反射面が用いられてもよい。但し、市販の単一素子であるコーナーキューブを用いた方が、再帰反射性を簡単かつ確実に得ることができるので好ましい。
また、本実施形態においては、光路切り替えのために移動する光学系が、１組の再帰反射性を有する反射光学系（１つのコーナーキューブ１７）とされたが、全体が互いに固定されているのであれば、複数組の再帰反射性を有する反射光学系（複数のコーナーキューブ１７）とされてもよい。

また、伝搬光の光路の角度再現性を保つのであれば、９０°以外の角度で配置された複数の反射面を用いてもよい。
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を説明する。
本実施形態は、顕微鏡システムの実施形態である。ここでは、第１実施形態との相違点のみ説明する。

図６は、本顕微鏡システムの外観図である。
図６に示すとおり、相違点は、全反射蛍光観察用のユニット２１と、共焦点観察用のユニット２２とが互いに異なる顕微鏡本体２３，２３’にセットされた点にある。
この本顕微鏡システムでは、レーザ光源１，２を互いに異なる顕微鏡本体２３，２３’に共用することができる。

しかし、第１実施形態の顕微鏡システムと同様に、使用者は、レバー３６を操作するだけで、全反射蛍光観察用のユニット２１及び共焦点観察用のユニット２と、レーザ光源１，２との間の光路切り替え（つまり、観察に使用される顕微鏡の切り替え）を行うことができる。
そして、本顕微鏡システムにおいても、第１実施形態の顕微鏡システムと同様に、光路切り替えのために移動する光学系が、再帰反射性を有する反射光学系（ここでは、コーナーキューブ１７）のみなので、顕微鏡の切り替え時におけるレーザ光の光路の角度再現性が高い。したがって、顕微鏡の切り替え時における観察像の明るさの再現性も、高い。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態を説明する。
本実施形態は、顕微鏡システムの実施形態である。ここでは、第１実施形態又は第２実施形態との相違点のみ説明する。
図７は、本顕微鏡システムを説明する図である。なお、図７では、レーザユニット１０以外の要素を省略した。図７（ａ）は、レーザユニット１０の外観図、図７（ｂ）は、レーザユニット１０の光学系部分を示す図である。

図７に示すとおり、相違点は、ダイクロイックミラーＤＭに代えて光路切り替え部３０’がレーザユニット１０に搭載された点にある。つまり、本顕微鏡システムのレーザユニット１０には、２つの光路切り替え部３０，３０’が搭載されている。
光路切り替え部３０’は、２つのレーザ光源１，２と、光路切り替え部３０との間の光路切り替えを行うための光路切り替え部である。

以下、光路切り替え部３０’を詳細に説明する。
光路切り替え部３０’には、使用者が手動で光路切り替えをするためのレバー３６’、コーナーキューブ１７’、一方のレーザ光源（ここでは、レーザ光源１とする。）から射出したレーザ光をシャッタ３の後ろ側で反射する全反射ミラーＭ’が備えられる。
コーナーキューブ１７’は、全反射ミラーＭ’を反射したレーザ光を３つの反射面で順次反射可能な位置に配置される。このコーナーキューブ１７’は、レバー３６’に連結されており、そのレバー３６の操作に応じて、光路に対し挿脱される。コーナーキューブ１７’とレバー３６’との間を連結する機構は、光路切り替え部３０のそれと同じである（図３参照）。

先ず、コーナーキューブ１７’が光路に挿入された状態（図７の実線で示す状態）では、レーザ光源１から射出したレーザ光は、全反射ミラーＭ’、コーナーキューブ１７’の３つの反射面で順次反射した後、光路切り替え部３０の光路Ｌに導入される。
一方、コーナーキューブ１７’が光路から離脱された状態（図７の点線で示す状態）では、レーザ光源２から射出したレーザ光は、全反射ミラーＭを介して、コーナーキューブ１７’を介することなく、光路切り替え部３０の光路Ｌに直接導入される。

したがって、本顕微鏡システムの使用者は、光路切り替え部３０’のレバー３６を操作するだけで、レーザ光源１，２と、光路切り替え部３０との間の光路切り替え（つまり、観察に使用される光源切り替え）を行うことができる。
そして、この光路切り替え部３０’においても、光路切り替え部３０と同様に、光路切り替えのために移動する光学系が、再帰反射性を有する反射光学系（ここでは、コーナーキューブ１７’）のみなので、光源の切り替え時におけるレーザ光の光路Ｌの角度再現性は高い。したがって、光源の切り替え時における観察像の明るさの再現性も、高い。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態を説明する。
本実施形態は、光スイッチング装置の実施形態である。
図８は、本光スイッチング装置の光学系部分を示す図である。
本スイッチング装置には、不図示のレバー、コーナーキューブ１７、全反射ミラーＭ、１つの入力ポート５０ｉｎ、２つの出力ポート５０ｏｕｔ−１，５０ｏｕｔ−２が備えられる。

入力ポート５０ｉｎ、出力ポート５０ｏｕｔ−１、５０ｏｕｔ−２のそれぞれには、集光レンズ１３が配置される。
入力ポート５０ｉｎには、シングルモードの光ファイバの射出端が、出力ポート５０ｏｕｔ−１，５０ｏｕｔ−２には、シングルモードの光ファイバの入射端がそれぞれ接続可能である。

コーナーキューブ１７及び全反射ミラーＭは、第１実施形態の光路切り替え部３０におけるそれらと同様に配置される（図２参照）。コーナーキューブ１７は、不図示のレバーに連結されており、そのレバーの操作に応じて、光路に対し挿脱される。コーナーキューブ１７と不図示のレバーとの間を連結する機構は、光路切り替え部３０のそれと同じである（図３参照）。

先ず、コーナーキューブ１７が光路に挿入された状態（図８の実線で示す状態）では、出力ポート５０ｏｕｔ−１が有効となる。
一方、コーナーキューブ１７が光路から離脱した状態（図８の点線で示す状態）では、出力ポート５０ｏｕｔ−２が有効となる。
したがって、本光スイッチング装置の使用者は、不図示のレバーを操作するだけで、入力ポート５０ｉｎと出力ポート５０ｏｕｔ−１，５０ｏｕｔ−２との間の光路切り替え（つまり、出力ポートの切り替え）を行うことができる。

そして、本光スイッチング装置では、光路切り替えのために移動する光学系が、再帰反射性を有する反射光学系（ここでは、コーナーキューブ１７）のみなので、出力ポートの切り替え時におけるレーザ光の光路の角度再現性が高い。したがって、出力ポートの切り替え時におけるレーザ光の光量の再現性も、高い。
なお、本光スイッチング装置に、レーザ光の光路を折り曲げる全反射ミラーを追加すれば、入力ポート５０ｉｎ，出力ポート５０ｏｕｔ−１，５０ｏｕｔ−２の位置関係を、様々なものに変更することができる。

また、本光スイッチング装置においてレバーとコーナーキューブ１７とを連結する機構は、図３に示したものに限定されることはなく、コーナーキューブ１７を光路から挿脱できるのであれば、例えば、コーナーキューブ１７をスライドさせるスライド機構などに代えてもよい。
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態を説明する。

本実施形態は、光スイッチング装置の実施形態である。
図９は、本光スイッチング装置の光学系部分を示す図である。
本スイッチング装置には、不図示のレバー、２つのコーナーキューブ１７，１７’、２つの全反射ミラーＭ，Ｍ’、２つの入力ポート５０ｉｎ−１，５０ｉｎ−２、２つの出力ポート５０ｏｕｔ−１，５０ｏｕｔ−２が備えられる。

入力ポート５０ｉｎ−１，５０ｉｎ−２、出力ポート５０ｏｕｔ−１、５０ｏｕｔ−２のそれぞれには、集光レンズ１３が配置される。
入力ポート５０ｉｎ−１，５０ｉｎ−２、出力ポート５０ｏｕｔ−１，５０ｏｕｔ−２には、シングルモードの光ファイバの入射端がそれぞれ接続可能である。
コーナーキューブ１７及び全反射ミラーＭは、第１実施形態の光路切り替え部３０におけるそれらと同様に配置される（図２参照）。コーナーキューブ１７は、不図示のレバーに連結されており、そのレバーの操作に応じて、光路に対し挿脱される。コーナーキューブ１７と不図示のレバーとの間を連結する機構は、光路切り替え部３０のそれと同じである（図３参照）。

コーナーキューブ１７’及び全反射ミラーＭ’は、第１実施形態の光路切り替え部３０’におけるそれらと同様に配置される（図７参照）。コーナーキューブ１７’は、不図示のレバーに連結されており、そのレバーの操作に応じて、光路に対し挿脱される。コーナーキューブ１７’と不図示のレバーとの間を連結する機構は、光路切り替え部３０のコーナーキューブ１７とレバー３６とを連結する機構と同じである。

先ず、コーナーキューブ１７’が光路に挿入された状態（図９の実線で示す状態）では、入力ポート５０ｉｎ−１が有効となる。
また、コーナーキューブ１７’が光路から離脱された状態（図９の点線で示す状態）では、入力ポート５０ｉｎ−２が有効となる。
また、コーナーキューブ１７が光路に挿入された状態（図９の実線で示す状態）では、出力ポート５０ｏｕｔ−１が有効となる。

また、コーナーキューブ１７が光路から離脱された状態（図９の点線で示す状態）では、出力ポート５０ｏｕｔ−２が有効となる。
よって、コーナーキューブ１７’が光路に挿入され、かつコーナーキューブ１７が光路に挿入された状態では、入力ポート５０ｉｎ−１と出力ポート５０ｏｕｔ−１とが接続される。

また、コーナーキューブ１７’が光路に挿入され、かつコーナーキューブ１７が光路から離脱された状態では、入力ポート５０ｉｎ−１と出力ポート５０ｏｕｔ−２とが接続される。
また、コーナーキューブ１７’が光路から離脱され、かつコーナーキューブ１７が光路に挿入された状態では、入力ポート５０ｉｎ−２と出力ポート５０ｏｕｔ−１とが接続される。

また、コーナーキューブ１７’が光路から離脱され、かつコーナーキューブ１７が光路に離脱された状態では、入力ポート５０ｉｎ−２と出力ポート５０ｏｕｔ−２とが接続される。
したがって、本光スイッチング装置の使用者は、不図示のレバーを操作するだけで、入力ポート５０ｉｎ−１，５０ｉｎ−２と出力ポート５０ｏｕｔ−１，５０ｏｕｔ−２との間の光路切り替え（つまり、入力ポートの切り替え及び出力ポートの切り替え）を行うことができる。

そして、本光スイッチング装置では、光路切り替えのために移動する光学系が、再帰反射性を有する反射光学系（ここでは、コーナーキューブ１７’，１７）のみなので、入力ポートの切り替え時及び出力ポートの切り替え時におけるレーザ光の光路の角度再現性が高い。したがって、入力ポートの切り替え時及び出力ポートの切り替え時におけるレーザ光の光量の再現性も、高い。

なお、本光スイッチング装置に、レーザ光の光路を折り曲げる全反射ミラーを追加すれば、入力ポート５０ｉｎ−１，５０ｉｎ−２，出力ポート５０ｏｕｔ−１，５０ｏｕｔ−２の位置関係を、様々なものに変更することができる。
また、本光スイッチング装置においてレバーとコーナーキューブ１７、又はレバーとコーナーキューブ１７’とを連結する機構は、図３に示したものに限定されることはなく、コーナーキューブ１７を光路から挿脱できるのであれば、例えば、コーナーキューブ１７をスライドさせるスライド機構などに代えてもよい。

［その他］
なお、上記各実施形態の光路切り替え部又は光スイッチング装置において、レバーの代わりにモータ及びモータ制御回路などを搭載すれば、光路切り替えを電動化することができる。
また、上記第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態では、全反射蛍光観察と共焦点観察とにレーザ光源を共用する顕微鏡システムを説明したが、光源と照明光学系との間で光路切り替えが必要な他の顕微鏡システムにも本発明は適用可能である。

この顕微鏡システムには、１つのレーザ光源と１つの顕微鏡とからなる顕微鏡システム、例えば細胞内の特定箇所にレーザ光による刺激を与えるフォトアクチベーションのための顕微鏡システムや、１つのレーザ光源と互いに同じ観察方法の複数の顕微鏡とからなる顕微鏡システムなども含まれる。
図１０には、２つのレーザユニット１０，１０’と１つの共焦点観察用のユニット２２’とを備えた顕微鏡システムに本発明を適用した例を示した。

レーザユニット１０は、例えば、第１実施形態のレーザユニットと同様、可視光域のレーザ光源（レーザ光源１，２）を備えたレーザユニットであり、レーザユニット１０’は、それとは異なるレーザ光源（例えば、近赤外光のレーザ光源）を備えたレーザユニットである。これら２つのレーザユニット１０，１０’は、それぞれ光ファイバ１６，１５を介して共焦点観察用のユニット２２’に接続される。この共焦点ユニット２２’の入射側には、上述した実施形態と同様の光路切り替え部３０’が備えられる。共焦点観察に使用されるレーザユニットの切り替えは、この光路切り替え部３０’によって行われる。よって、この顕微鏡システムでは、レーザユニットの切り替え時における観察像の明るさの再現性は、高い。

また、上記各実施形態の光スイッチング装置（光路切り替え部）は、シングルモードの光ファイバに接続可能であるが、マルチモードの光ファイバに接続可能な光スイッチング装置（光路切り替え部）にも本発明は適用可能である。但し、シングルモードの光ファイバの方が光路の角度再現性に対する要求が厳しいので、本発明の適用による有用性は高い。

また、上記各実施形態においては、幾つかの伝搬路に光ファイバが用いられたが、その伝搬路を安定的に確保できるのであれば、それら光ファイバの一部又は全部を、媒質（屈折率一様の空気やガラスなど）のみからなる伝搬路に代えてもよいことは言うまでもない。
また、上記各実施形態においては、媒質のみからなる伝搬路の一部又は全部を、光ファイバに代えてもよいことは言うまでもない。

また、上記第４実施形態、第５実施形態の光スイッチング装置の伝搬光は、レーザ光であるが、レーザ光以外の光（可干渉性の低い光）であってもよい。但し、レーザ光の方が光路の角度再現性に対する要求が厳しいので、本発明の適用による有用性は高い。
また、上述した各実施形態では、コーナーキューブ１７の入射側又は射出側に全反射ミラーが配置された。この全反射ミラーは、コーナーキューブ１７の入射光路又は射出光路を偏向し、両光路を分離する働きをする。この働きは、全反射ミラーの配置箇所がコーナーキューブ１７の入射側と射出側との何れである場合にも同様に得られる。よって、上述した各実施形態では、全反射ミラーとコーナーキューブ１７との配置関係（光の入射順）を反対にすることが可能である。

また、上述した各実施形態では、コーナーキューブ１７の入射光路と射出光路とを分離する必要が無い場合には、全反射ミラーを省略することも可能である。
各実施形態に対する以上の補足事項は、下述する各実施形態にも同様に当てはめることができる。
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態を説明する。

本実施形態は、顕微鏡システムの実施形態である。ここでは、第１実施形態（図２）との相違点のみ説明する。
図１１は、本顕微鏡システムの光学系部分を示す図である。なお、図１１では、顕微鏡本体２３の光学系の一部を省略した。
本システムの被観察物０は、第１実施形態におけるそれと同様、蛍光物質で予め標識された生体細胞などである。但し、本システムでは、励起波長が４０８ｎｍである蛍光物質（ＤＡＰＩ）や、波長４０８ｎｍの光刺激により特性が変化する蛍光物質（ＰＡ−ＧＦＰ）まで想定している。

顕微鏡本体２３には、全反射蛍光観察用のユニット２１に代えて光刺激照明用のユニット２１’がセットされている。光刺激照明用のユニット２１’と共焦点観察用のユニット２２とは、光ファイバ１５，１６を介してそれぞれレーザユニット１０に接続されている。
レーザユニット１０には、レーザ光源１０１が追加されている。レーザ光源１０１は、例えば、波長４０８ｎｍのレーザ光を射出するブルーレーザである。このようなレーザ光源１０１は、ＤＡＰＩで標識された被観察物０を共焦点蛍光観察するときに有効であると共に、ＰＡ−ＧＦＰで標識された被観察物０に光刺激を与えるときにも有効である。

このレーザ光源１０１の射出側にも、レーザ光源１，２のそれと同様、シャッタ３と、ＮＤフィルタＮＤ３とが挿入されている。このＮＤフィルタＮＤ３も、ＮＤフィルタＮＤ１，ＮＤ２と同様、平板ガラスによって構成されている。
レーザユニット１０において、３つのレーザ光源１，２，１０１の射出光路は、全反射ミラーＭと２つのダイクロイックミラーＤＭとにより、共通の光路Ｌに統合される。図１１中に符号Ｐで示すのが統合箇所である。統合後の光路Ｌは、集光レンズ１３を介して光ファイバ１６の入射端１６ｉｎに接続される。

したがって、本システムの使用者は、３つのシャッタ３を適切に操作することにより、３種類のレーザ光源１，２，１０１の全部又は一部を選択して共焦点観察用のユニット２２に接続することができる。
例えば、レーザ光源１を共焦点観察用のユニット２２に接続すると、波長４８８ｎｍのレーザ光を励起光として用いた共焦点蛍光観察をすることが可能である。また、レーザ光源２を共焦点観察用のユニット２２に接続すると、波長５４３ｎｍのレーザ光を励起光として用いた共焦点蛍光観察をすることが可能である。また、レーザ光源１０１を共焦点観察用のユニット２２に接続すると、波長４０８ｎｍのレーザ光を励起光として用いた共焦点蛍光観察をすることが可能である。

さらに、本システムのレーザユニット１０では、統合箇所ＰとＮＤフィルタＮＤ３との間に光路切り替え部７０が配置される。光路切り替え部７０には、コーナーキューブ１７、全反射ミラーＭ、集光レンズ１３が配置される。集光レンズ１３の配置箇所は、光ファイバ１５の入射端１５ｉｎの直前である。
この光路切り替え部７０は、コーナーキューブ１７をレーザ光源１０１の射出光路に対し挿脱する。その挿脱機構は、第１実施形態の光路切り替え部３０のそれと同じであり、使用者が操作するためのレバーも設けられている。その挿脱機構によると、レーザ光源１０１の接続先が、光ファイバ１５の入射端１５ｉｎと統合箇所Ｐとの間で切り替わる。

なお、図１１の例によると、コーナーキューブ１７が光路に挿入されると（点線）、レーザ光源１０１→シャッタ３→ＮＤフィルタＮＤ３→コーナーキューブ１７→全反射ミラーＭ→集光レンズ１３→入射端１５ｉｎを順に経由する光路が形成される。また、コーナーキューブ１７が光路から離脱されると（実線）、レーザ光源１０１→シャッタ３→ＮＤフィルタ３→統合箇所Ｐを順に経由する光路が形成される。

したがって、本システムの使用者は、光路切り替え部７０のレバー（不図示）を適切に操作することにより、レーザ光源１０１の接続先を、共焦点観察用のユニット２２から光刺激照明用の光刺激照明用のユニット２１’へと切り替えることができる。
レーザ光源１０１が光刺激照明用のユニット２１’に接続されると、波長４０８ｎｍのレーザ光で、被観察物０上の特定の箇所に光刺激を与えることができる。また、レーザ光源１０１が光刺激に使用されている最中であっても、他のレーザ光源１，２については、共焦点観察用のユニット２２に接続することが可能である。

したがって、本システムの使用者は、一部のレーザ光源１，２で被観察物０を共焦点蛍光観察しながら、所望のタイミングで、他の一部のレーザ光源１０１で被観察物０に対し光刺激を与えることができる。よって、光刺激による被観察物０の変化を、共焦点蛍光観察することができる。このような観察は、ＰＡ−ＧＦＰで標識された被観察物０に有効である。

また、光刺激の必要が無ければ、レーザ光源１０１を他のレーザ光源１，２と同様、共焦点蛍光観察に用いることもできる。このレーザ光源１０１による観察は、ＤＡＰＩで標識された被観察物０に有効である。
以下、光刺激照明用のユニット２１’について簡単に説明しておく。
光刺激照明用のユニット２１’は、光ファイバ１５の射出端１５ｏｕｔから射出したレーザ光をコリメータレンズ２１ａ’にて平行光に変換し、ダイクロイックミラーＤＭで反射し、顕微鏡本体２３の光路へ導入する。そのレーザ光は、顕微鏡本体２３内の結像光学系２３ａの対物レンズを介して被観察物０の１点に集光し、そこへ光刺激を与える。

光刺激照明用のユニット２１’のダイクロイックミラーＤＭは、レーザ光源１０１と同じ波長の光（波長４０８ｎｍの光）のみを反射し、それ以外の波長の光を透過する性質をもつ。また、そのダイクロイックミラーＤＭは、必要に応じて、顕微鏡本体２３の光路から外れる。また、被観察物０上で光刺激の与えられる位置は、不図示の機構により変更可能である。

［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態を説明する。
本実施形態は、顕微鏡システムの実施形態である。ここでは、主に第６実施形態（図１１）との相違点を説明する。
図１２は、本顕微鏡システムの光学系部分を示す図である。なお、図１２では、顕微鏡本体２３の光学系の一部を省略した。

相違点は、共焦点観察用のユニット２２に代えて、全反射蛍光観察用のユニット２１がセットされた点にある。全反射蛍光観察用のユニット２１は、第１実施形態で説明したとおりである。全反射蛍光観察用のユニット２１は、第６実施形態の共焦点観察用のユニット２２と同様に、光ファイバ１６を介してレーザユニット１０に接続されている。
したがって、本システムによれば、一部のレーザ光源１，２で被観察物０を全反射蛍光観察しながら、他の一部のレーザ光源１０１で被観察物０に対し光刺激を与え、そのときの被観察物０の時間変化を観察することできる。また、光刺激の必要が無ければ、レーザ光源１０１を他のレーザ光源１，２と同様、全反射蛍光観察に用いることもできる。

なお、本実施形態では、全反射蛍光観察用のユニット２１と光刺激照明用のユニット２１’とをレーザユニット１０に接続したシステムを説明し、上述した第６実施形態では、共焦点観察用のユニット２２と光刺激照明用のユニット２１’とをレーザユニット１０に接続したシステムを説明した。これらのシステムと同様に、全反射蛍光観察用のユニット２１と共焦点観察用のユニット２２とを同様のレーザユニット１０に接続したシステムを構成してもよい。

その場合、全反射蛍光観察用のユニット２１を光ファイバ１５の側に接続し、共焦点観察用のユニット２２を光ファイバ１６の側に接続するとよい。この接続によると、必要に応じて、レーザ光源１０１（ブルーレーザ）を全反射蛍光観察に用いることができる。
［第８実施形態］
以下、本発明の第８実施形態を説明する。

本実施形態は、レーザユニットの実施形態である。ここでは、主に第６実施形態のレーザユニットとの相違点を説明する。
図１３は、本レーザユニット１０を示す図である。
このレーザユニット１０においては、光路切り替え部８０が平行移動可能に構成されている。このため、レーザユニット１０には、光路切り替え部８０を平行移動させるための機構（不図示）と、使用者がその機構を駆動するためのレバーと（不図示）が設けられている。

光路切り替え部８０の配置箇所は、平行移動により、３つの配置箇所Ａ，Ｂ，Ｃの間で切り替わる。配置箇所Ａは、ＮＤフィルタＮＤ３と統合箇所Ｐとの間であり、配置箇所Ｂは、ＮＤフィルタＮＤ１とダイクロイックミラーＤＭ１との間であり、配置箇所Ｃは、ＮＤフィルタＮＤ２と全反射ミラーＭとの間である。
光路切り替え部８０は、コーナーキューブ１７と、コーナーキューブ１７を光路に対し挿脱する挿脱機構と、使用者がその機構を駆動するためのレバー（不図示）とからなる。コーナーキューブ１７の射出光路を偏向するためのミラーＭＡ，ＭＢ，ＭＣは、配置箇所Ａ，Ｂ，Ｃの近傍にそれぞれ固定されている。これらミラーＭＡ，ＭＢ，ＭＣは、入射端１５ｉｎの直前の集光レンズ１３の入射光路を延長してできる直線上に並んでいる。

このうち、ミラーＭＡは、レーザ光源１０１から射出したレーザ光（波長４０８ｎｍの光）を反射し、少なくともレーザ光源１，２から射出したレーザ光（波長４８８ｎｍ，５４３ｎｍの光）を透過するダイクロイックミラーである。また、ミラーＭＢは、レーザ光源１から射出したレーザ光（波長４８８ｎｍの光）を反射し、レーザ光源２から射出したレーザ光（波長５４３ｎｍの光）を透過するダイクロイックミラーである。ミラーＭＣは、レーザ光源２から射出したレーザ光（波長５４３ｎｍ）を反射する全反射ミラーである。

図１３に示す例では、光路切り替え部８０を配置箇所Ａに配置すると、レーザ光源１０１→シャッタ３→ＮＤフィルタＮＤ３→コーナーキューブ１７→ミラーＭＡ→集光レンズ１３→入射端１５ｉｎを順に経由する光路を形成することができる。つまり、光ファイバ１５にレーザ光源１０１を接続することが可能になる。
また、光路切り替え部８０を配置箇所Ｂに配置すると、レーザ光源１→シャッタ３→ＮＤフィルタＮＤ１→コーナーキューブ１７→ミラーＭＢ→ミラーＭＡ→集光レンズ１３→入射端１５ｉｎを順に経由する光路を形成することができる。つまり、光ファイバ１５にレーザ光源１を接続することが可能になる。

また、光路切り替え部８０を配置箇所Ｃに配置すると、レーザ光源２→シャッタ３→ＮＤフィルタＮＤ２→コーナーキューブ１７→ミラーＭＣ→ミラーＭＢ→ミラーＭＡ→集光レンズ１３→入射端１５ｉｎを順に経由する光路を形成することができる。つまり、光ファイバ１５にレーザ光源２を接続することが可能になる。
また、光路切り替え部８０が配置箇所Ａ，Ｂ，Ｃの何れに配置されていたとしても、光路切り替え部８０内のコーナーキューブ１７を光路から外せば（点線）、レーザ光源１，２，１０１を光ファイバ１６の側に接続することが可能になる。

したがって、本レーザユニット１０を第６実施形態（図１１）又は第７実施形態（図１２）の顕微鏡システムに適用すれば、使用者は、光刺激に使用するレーザ光源を、レーザ光源１，２，１０１の間で選択することができる。
なお、本レーザユニット１０において、光路切り替え部８０が平行移動するときのずれ量を０．０５ｍｍ以下に抑えれば、切り替え時に最大で５％程度しかレーザ光の光量が減衰しない。

なお、本実施形態のレーザユニット１０では、光路切り替え部８０の数が１であったが、図１４に示すように、レーザ光源の数と同じ（ここでは３）にしてもよい。その場合、光路切り替え部８０を平行移動させる機構は不要となる。
また、本実施形態のレーザユニット１０では、平行移動の対象が、光路切り替え部８０（つまり、コーナーキューブ１７と挿脱機構）であったが、図１５に示すように、平行移動の対象をコーナーキューブ１７のみにしてもよい。その場合、挿脱機構を省略し、コーナーキューブ１７の配置箇所を、４つの配置箇所Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの間で切り替えるとよい。配置箇所Ｄは、全ての光路から外れた箇所である。

上記各実施形態の光路切り替え部又は光スイッチング装置は、生物顕微鏡、工業顕微鏡、工業製品の検査装置、レーザ加工装置などの光学機器の光路切り替え部に利用することが可能である。また、光通信のモジュールとして利用することも可能である。

第１実施形態の顕微鏡システムの外観図である。 第１実施形態の顕微鏡システムの光学系部分を示す図である。 光路切り替え部３０の詳細を示す図である。 コーナーキューブ１７の姿勢を示す図である。 第１実施形態の顕微鏡システムの観察像の明るさを検討するための図である。 第２実施形態の顕微鏡システムの外観図である。 第３実施形態の顕微鏡システムを説明する図である。 第４実施形態の光スイッチング装置の光学系部分を示す図である。 第５実施形態の光スイッチング装置の光学系部分を示す図である。 顕微鏡システムに本発明を適用した別の例を示す図である。 第６実施形態の顕微鏡システムの光学系部分を示す図である。 第７実施形態の顕微鏡システムの光学系部分を示す図である。 第８実施形態のレーザユニットを示す図である。 第８実施形態の変形例を示す図である。 第８実施形態の別の変形例を示す図である。

符号の説明

０ 被観察物
１，２ レーザ光源
１０，１０’ レーザユニット
２３，２３’ 顕微鏡本体
２１ 全反射蛍光観察用のユニット
２２，２２’ 共焦点観察用のユニット
Ｍ，Ｍ’ 全反射ミラー
ＤＭ ダイクロイックミラー
１５，１６ 光ファイバ
１５ｉｎ，１６ｉｎ 入射端
１５ｏｕｔ，１６ｏｕｔ 射出端
１７，１７’ コーナーキューブ
３６，３６’ レバー
２１ａ 落射照明光学系
２２ａ コリメートレンズ
２２ｂ 瞳リレーレンズ
２３ａ 結像光学系
２２ｃ スキャナ
ｆ フィルタ
２２ｇ 共焦点レンズ
２２ｈ 共焦点絞り
２２ｉ，２３ｃ 検出器
３１ 支持部材
３２ 軸部
３５ 台座
３２ａ 軸受穴
３４ａ，３４ｂ 制限ピン
３３ａ，３３ｂ 押し当て機構
４０ 固定リング
３３ｃ バネ
５０ｉｎ 入力ポート
５０ｏｕｔ 出力ポート

Claims (10)

1. レーザ光源と、
   被観察物を照明するための顕微鏡用の照明光学系と、
   前記レーザ光源と前記照明光学系との間に配置され、再帰反射性を有する反射光学系の挿脱により光路切り替えを行う切り替え機構とを備え、
   前記切り替え機構は、
   光路挿入時における前記反射光学系の入射側光路と射出側光路との少なくとも一方に、前記レーザ光を偏向する反射部材を配置しており、
   少なくとも前記レーザ光源、前記切り替え機構は、レーザユニット内に配置され、前記照明光学系は、顕微鏡本体に配置され、
   前記レーザユニットと前記顕微鏡本体とは、前記レーザ光を導くためにシングルモードの光ファイバにより結合されている
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
2. 請求項１に記載の顕微鏡装置において、
   複数の前記照明光学系を備え、
   前記切り替え機構は、
   前記レーザ光源の接続先を、前記複数の照明光学系の間で切り替える
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
3. 請求項１に記載の顕微鏡装置において、
   複数の前記レーザ光源と、
   複数の前記照明光学系と、
   前記複数のレーザ光源の射出光路を統合し、前記複数の照明光学系の一部へ接続するための統合手段とを備え、
   前記切り替え機構は、
   前記複数のレーザ光源の一部の接続先を、前記複数の照明光学系の他の一部と前記統合手段との間で切り替える
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の顕微鏡装置において、
   前記切り替え機構は、
   光路挿入時における前記反射光学系の姿勢を、その光入射面又は光射出面が前記光路に対して傾くように設定する
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
5. 請求項４に記載の顕微鏡装置において、
   前記レーザ光源から射出したレーザ光の強度を調整する光学素子を備え、
   前記切り替え機構は、
   光路挿入時における前記反射光学系の姿勢を、その光入射面又は光射出面が前記光学素子の光射出面に対して光学的に非平行となるように設定する
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の顕微鏡装置において、
   前記照明光学系には、
   少なくとも１つの共焦点観察用の照明光学系が含まれる
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
7. 請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の顕微鏡装置において、
   前記照明光学系には、
   少なくとも１つの全反射観察用の照明光学系が含まれる
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
8. 請求項７に記載の顕微鏡装置において、
   前記全反射観察用の照明光学系は、
   全反射蛍光観察用の照明光学系である
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
9. 請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の顕微鏡装置において、
   前記照明光学系には、
   少なくとも１つの光刺激用の照明光学系が含まれる
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
10. 請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の顕微鏡装置に使用される前記レーザユニットであって、前記光ファイバを着脱可能な光ファイバマウント部を備える
    ことを特徴とするレーザユニット。

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