JP5107003B2 - エバネッセント波発生装置及びそれを用いた観察装置 - Google Patents

Description

本発明は、エバネッセント波を発生させるエバネッセント波発生装置及びそれを用いた観察装置に関するものである。

近年組織工学では、細胞培養を基本とした組織再生の研究が注目を集め、医療の質までもかえると言われている。その中でも、培養した細胞を医療デバイスに付与することで移植時に生体との適合性をあげる技術（例えば、骨基材の上に培養細胞をのせる技術）や、各機能を有する細胞へ培養する技術（例えば、間葉系幹細胞から心筋、血管、皮膚などの細胞へ分化する技術）などが再生医療の発展により急速に進歩して来ている。このような細胞培養技術においては、培養された細胞の状態を評価した上で、医療目的で用いる必要があり、そのための装置や技術も組織工学の進歩と共に発展しつつある。

特に、エバネッセント波を用いた観察装置は、全反射面から細胞の一部（全反射面から上方約１００ｎｍ）だけを観察することができ、バックグラウンドを抑えた鮮明な観察図を得ることが可能であるため、培養容器に接触し増殖する細胞の状態を、より明確に観察することができるものとして注目されつつある。

具体的には、例えば、観察する細胞の乗ったサンプル容器の底壁の上面（屈折率境界面であり、全反射面となる）にプリズムなどを利用し、所定角度で励起光を照射して、サンプル容器の底壁の上面（屈折率境界面、且つ、全反射面）で反射させ、そのとき全反射面の上に発生するエバネッセント波により全反射面から上方約１００ｎｍの間にある測定（観察）サンプル（細胞）を励起させるものである。

このように、光（エバネッセント波）が到達する領域を約１００ｎｍに限定して、その領域にある測定サンプル（細胞）から発生した散乱光や蛍光を検出することで、測定サンプルの状況をより明確に検出することが可能となり、バックグラウンドのノイズを抑えることができるようになり、より鮮明な蛍光観察が可能になった（例えば、特許文献１参照）。

また、このようなエバネッセント波を用いた観察装置として、表面プラズモン共鳴現象の原理を利用した観察装置もある。この装置は、プリズムの上面に形成された金属薄膜表面に測定サンプル（細胞）を配置し、この測定サンプルを配置した金属薄膜のプリズム側の面にプリズムを介して光（レーザー）を入射させると、金属薄膜と測定サンプルとの境界面に電子の粗密波ＳＰ（表面プラズモン）との共鳴が発生する。このとき、光（レーザー）の入射角度を変化させて金属薄膜のプリズム側の面で全反射させると、ある特定の入射角度で反射光が減衰する現象、即ち、表面プラズモン共鳴が生じる。この表面プラズモン共鳴が生じる光の入射角度（共鳴角）は、測定サンプルの誘電率に依存するので、この共鳴角を測定することで、金属薄膜表面における測定サンプルを観察することができるというものである。即ち、光の入射角度を調整して、共鳴角の変化を測定することで、金属薄膜表面で測定サンプルのプロセス（例えば、抗体と抗原の相互作用）をリアルタイムで定性、定量分析できるようになった（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−６１３４６号公報 特許第２７５８９０４号公報

ところで、このような装置では、観察対象に照射する励起光を全反射が生じる角度である、臨界角以上の入射角度で全反射のポイントに入射させる必要がある。この全反射を起こすための臨界角（全反射のポイントの面に対して垂直な線と励起光とが成す角度）は、測定サンプルによって異なるため、測定サンプルに応じて適切な入射角度となるように調整しなければならなかった。また、臨界角以上の入射角でも臨界角に近いほどエバネッセント波が到達する領域は全反射面からの距離が遠くなり、反面、臨界角から離れるとエバネッセント波の到達する領域は全反射面からの距離が短くなることから、入射角を変えることで、照明領域が変わる（エバネッセント波到達領域を１００ｎｍから変更することができる）ことになり、観察の幅を広げるためにも入射角の調整が必要であった。従来では、励起光の角度を変更することにより入射角度を調整していた。しかしながら、励起光の角度を変更すると、全反射のポイントが変わってしまうため、当該全反射のポイントが対象の測定サンプルに合うように励起光照射手段の位置も移動させなければならず、作業性の煩雑化を招いていた。

本発明は、従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、入射角度の調整に伴う作業を簡便に行うことができるエバネッセント波発生装置とこの発生装置を用いた観察装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明のエバネッセント波発生装置は、プリズム内に導入された光によりエバネッセント波を発生させるものであって、光軸に平行な光が入射した場合に、入射位置にかかわらず、当該光を一点に集中させる屈折機能を有した導入用レンズと、この導入用レンズの光軸と平行な光を当該導入用レンズに入射させる光入射手段とを備え、この光入射手段から導入用レンズへ入射し、当該導入用レンズを通過した光をプリズム内に導入すると共に、光入射手段は、導入用レンズの光軸に対して平行に入射させる移動手段として入射位置の変更方向に対して所定の幅を有し、且つ、導入用レンズの光軸に平行な光を発生させる平行光発生手段と、この平行光発生手段からの光の一部が通過する窓孔を有した遮蔽部材とを備え、この遮蔽部材を移動させて導入用レンズへの光の入射位置を変更し、導入用レンズの直径よりも狭い幅の光をこの導入用レンズに入射させることを特徴とする。

請求項２の発明のエバネッセント波発生装置は、請求項１に記載の発明において平行光発生手段は、点光源と、この点光源からの拡散光を導入用レンズの光軸に平行な光に屈折させる光源用レンズとを有することを特徴とする。

請求項３の発明のエバネッセント波発生装置は、請求項１又は請求項２に記載の発明において平行光発生手段からの光を、波長に応じて選択的に通過させるフィルタを備えたことを特徴とする。

請求項４の発明の観察装置は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のエバネッセント波発生装置により発生されたエバネッセント波により、測定サンプルの散乱光、及び／又は、蛍光を検出する手段を備えたことを特徴とする。

請求項５の発明の観察装置は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のエバネッセント波発生装置により発生されたエバネッセント波を用いた表面プラズモン共鳴による反射光強度の変化を検出する手段を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、プリズム内に導入された光によりエバネッセント波を発生させるエバネッセント波発生装置において、光軸に平行な光が入射した場合に、入射位置にかかわらず、当該光を一点に集中させる屈折機能を有した導入用レンズと、この導入用レンズの光軸と平行な光を当該導入用レンズに入射させる光入射手段とを備え、この光入射手段から導入用レンズへ入射し、当該導入用レンズを通過した光をプリズム内に導入すると共に、光入射手段は、導入用レンズの光軸に対して平行に入射させる移動手段を有し、導入用レンズの直径よりも狭い幅の光をこの導入用レンズに入射させるので、全反射のポイントが変わることなく、光の入射角度のみを変更することが可能となる。

ここで、観察対象に照射する励起光を全反射が生じる角度である、臨界角以上の入射角度で全反射のポイントに入射させる必要がある。この全反射を起こすための臨界角は、測定サンプルによって異なるため、測定サンプルに応じて適切な入射角度となるように調整しなければならない。また、臨界角以上の入射角でも臨界角に近いほどエバネッセント波が到達する領域は全反射面からの距離が遠くなり、反面、臨界角から離れるとエバネッセント波の到達する領域は全反射面からの距離が短くなることから、入射角を変えることで、照明領域が変わる（エバネッセント波到達領域を１００ｎｍから変更することができる）ことになり、観察の幅を広げるためにも入射角の調整が必要である。従来では、励起光の角度を変更することにより入射角度を調整しており、その場合は励起光の角度を変更することにより、全反射のポイントも変わってしまうため、当該全反射のポイントが対象の測定サンプルに合うように励起光照射手段の位置も移動させなければならず、作業性の煩雑化を招いていたが、本発明によれば係る入射角度の調整に伴う作業を極めて簡便に行うことが可能となる。

特に、光入射手段は移動手段として、入射位置の変更方向に対して所定の幅を有し、且つ、導入用レンズの光軸に平行な光を発生させる平行光発生手段と、この平行光発生手段からの光の一部が通過する窓孔を有した遮蔽部材とを備え、この遮蔽部材を移動させて導入用レンズへの光の入射位置を変更するので、遮蔽部材により必要な部分の光のみを導入用レンズに入射させることができるようになる。また、遮蔽部材の位置を移動させることで、全反射の位置を変えることなく、入射角度を変えることができるようになる。これにより、導入用レンズの光軸に平行な光を発生可能な光入射手段であれば、どのようなものであっても光源として用いることが可能となる。

請求項２の発明では、請求項１に記載の発明において平行光発生手段は、点光源と、この点光源からの拡散光を導入用レンズの光軸に平行な光に屈折させる光源用レンズとを有するので、点光源により、幅広い波長の光を得ることができるようになる。

請求項３の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において平行光発生手段からの光を、波長に応じて選択的に通過させるフィルタを備えたので、フィルタにより任意の波長の光を自在に抽出することができるようになる。

請求項４の発明の観察装置によれば、上記請求項１乃至請求項３の何れかに記載の発明のエバネッセント波発生装置にて発生されたエバネッセント波により、測定サンプルの散乱光、及び／又は、蛍光を検出する手段を備えたので、細胞などの観察対象となる測定サンプルの散乱光や蛍光を検出することができるようになる。

これにより、上記各発明のエバネッセント波発生装置を用いて測定サンプルの散乱光や蛍光を検出することが可能となり、装置の簡略化を図ることができるようになる。従って、高感度な観察を可能とした観察装置を低コストにて構築することが可能となる。

また、請求項５の発明の観察装置によれば、上記請求項１乃至請求項３の何れかに記載の発明のエバネッセント波発生装置にて発生されたエバネッセント波を用いた表面プラズモン共鳴による反射光強度の変化を検出する手段を備えたので、測定サンプルのプロセスをリアルタイムで定量分析することができるようになる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。

図１は本発明の一実施例のエバネッセント波発生装置１を備えた観察装置Ｓの構成図、図２は図１の一部拡大図をそれぞれ示している。この観察装置Ｓは、後述するエバネッセント波発生装置１と、光検出手段２０とを備える。具体的に、本実施例の観察装置Ｓは、エバネッセント波発生装置１により発せられたエバネッセント波を細胞等の観察対象物質となる測定サンプル（本実施例では測定対象を励起光の照射により蛍光を発する細胞とする）が収容されたサンプル容器４０の下面から照射することにより、サンプル容器４０の底壁４０Ｂの上面４０Ｃでエバネッセント波を発生させて、このエバネッセント波の発生面である上記サンプル容器４０の底壁４０Ｂの上面４０Ｃから所定の範囲内にある細胞を励起させて、散乱光や蛍光を発生させ、この散乱光や蛍光をサンプル容器４０の一方（図１では上方）に配置された光検出手段２０にて検出する構成とされている。

上記光検出手段２０は、エバネッセント波発生装置１からの励起光により細胞からの散乱光や蛍光を検出するための手段である。本実施例の光検出手段２０は、細胞からの散乱光や蛍光を集光するための対物レンズ４５と、散乱光や蛍光から特定の波長を除去する光フィルタ（蛍光フィルタ）４６と、この光フィルタ４６を通過した散乱光や蛍光を結像する図示しない結像レンズと、結像レンズからの光像を二次元的に検出し、撮像するＣＣＤカメラ４８とから構成されている。尚、散乱光や蛍光を検出する手段は、本実施例の光検出手段に限らず、散乱光や蛍光を検出できるものであればどのような検出手段であっても差し支えない。例えば、実施例ではＣＣＤカメラを用いるものとしたが、フォトダイオード等の受光素子を用いても構わない。

更に、光検出手段として、エバネッセント波を用いた表面プラズモン共鳴による反射光強度の変化を検出する手段を用いるものとしても有効である。具体的に、その場合の観察装置は、この表面プラズモン共鳴現象の原理を利用した観察装置である。当該装置は、プリズムの上面に形成された金属（例えば金）薄膜表面に測定サンプル（細胞）を配置し、この測定サンプルを配置した金属薄膜のプリズム５側の面にプリズム５を介して光（レーザー）を入射させると、金属薄膜と測定サンプルとの境界面に電子の粗密波ＳＰ（表面プラズモン）との共鳴が発生する。

このとき、光（レーザー）の入射角度を変化させて金属薄膜のプリズム５側の面で全反射させると、ある特定の入射角度で反射光が減衰する現象、即ち、表面プラズモン共鳴が生じる。この表面プラズモン共鳴が生じる光の入射角度（共鳴角）は、測定サンプルの誘電率に依存するので、この共鳴角を測定、即ち、エバネッセント波を用いた表面プラズモン共鳴による反射光強度の変化を検出することで、金属薄膜表面における測定サンプルを測定することができる。従って、光の入射角度を調整して、共鳴角の変化を測定することで、金属薄膜表面で測定サンプルのプロセス（例えば、抗体と抗原の相互作用）をリアルタイムで定性、定量分析することができる。

次に、前述した本発明のエバネッセント波発生装置１について説明する。本発明のエバネッセント波発生装置１は、プリズム５と、導入用レンズ６と、光入射手段１０とを備えたものであり、光入射手段１０から導入用レンズ６に当該導入用レンズ６の光軸Ｌ（図２）と平行な光を入射し、この導入用レンズ６を通過した光をプリズム５内に導入するものである。

実施例のプリズム５は、ＢＫ７（ＳＣＨＯＴＴ ＧＬＡＳＳ社製）から成るもので、この屈折率は、１．５２である。このプリズム５の一面（図１では左側面）は、後述する光入射手段１０からの励起光をプリズム５内に入射するための光入射部とされている。

一方、前述した光入射手段１０は、導入用レンズ６の光軸Ｌと平行な光を該導入用レンズ６に導入させるための手段であり、前記プリズム５内に光を入射するための励起光源と、導入用レンズ６の光軸Ｌに対して平行に上記光を入射させながら、当該光入射手段１０をエバネッセント波が発生する面に対する光の入射角度が変化する方向に移動させる移動手段とを有する。そして、この光入射手段１０は、導入用レンズ６の直径（本実施例では図１に示すＤ）よりも狭い幅の光を導入用レンズ６に入射させるよう構成されている。

具体的に、上記移動手段は図示しないモータ及びラックアンドピニオンギヤなどにより構成されており、導入用レンズ６の光軸Ｌに対して平行に上記光を入射させながら、エバネッセント波が発生する面であるサンプル容器４０の底壁４０Ｂの上面４０Ｃに対する光の入射角度を変更する方向に移動させるものであり、本実施例では、図１及び図２に実線矢印で示すように導入用レンズ６の光軸Ｌに対して直交する方向に光入射手段１０を移動可能に構成されている。尚、実施例では移動手段は、導入用レンズ６の光軸Ｌに対して直交する方向に光入射手段１０を移動させるものとしたが、本発明の移動手段は、これに限らず、導入用レンズ６の光軸Ｌに対して平行に上記光を入射させながら、エバネッセント波が発生する面に対する光の入射角度を変更する方向に移動させるものであれば良く、例えば、図１に破線矢印で示す各方向に移動するものであっても本発明は有効である。

上記励起光源として、本実施例ではレーザー光を発生するレーザー光源を用いるものとする。即ち、本実施例の光入射手段１０は、レーザー光を発生するレーザー光源を有し、このレーザー光源からのレーザー光を導入用レンズ６に入射させると共に、光入射手段１０の移動によりこのレーザー光源も移動し、導入用レンズ６への入射位置を変更可能に構成されている。

他方、前述した導入用レンズ６は、光入射手段１０とプリズム５との間に配置されており、図２（尚、図２に示した例ではエバネッセント波が発生する面はプリズム５の上面としている）に示すように導入用レンズ６の光軸Ｌに平行な光が入射した場合に、この導入用レンズ６への光の入射位置、及び、波長に拘わらず、当該光を一点に集中させる屈折機能を有したレンズである。本実施例では、この導入用レンズ６としてアクロマートレンズを用いるものとする。このアクロマートレンズは、光の波長で生じる色収差を補正したレンズである。具体的に、屈折率と色分散の異なる２枚のレンズ（凸レンズと凹レンズ）を貼り合わせて２色（通常は赤と青）の焦点位置のずれを補正したものである。尚、実施例では導入用レンズ６として、アクロマートレンズを用いるものとするが、３枚以上のレンズを組み合わせて、球面収差とコマを修正し、且つ、アクロマートレンズより色収差を小さくしたアポクロマートレンズを導入用レンズ６として用いるものとしても本発明は有効である。

そして、光入射手段１０からの励起光（本実施例ではレーザー光）を導入用レンズ６の何れかの部分に、当該導入用レンズ６の光軸Ｌに対して平行に入射させると、この導入用レンズ６を通過した光は入射位置や波長に拘わらず、屈折して必ず或る一点に集中することとなる。そこで、当該光が集中する一点に測定サンプルを配置すると共に、この測定サンプルに照射する励起光を全反射が生じる角度である臨界角以上の入射角度で入射させて、当該測定サンプルの臨界面で反射させ、そのとき、全反射面の上側に発生するエバネッセント波により全反射面から上方の所定範囲内にある測定サンプルを励起させる。

このように、入射位置や波長にかかわらず、当該光入射手段１０からの光を一点に集中させる屈折機能を有した導入用レンズ６を設けて、光入射手段１０から導入用レンズの直径Ｄよりも狭い幅の光を当該導入用レンズ６に入射させ、該導入用レンズ６を通過した光をプリズム５内に導入することで、導入用レンズ６を通過した光は、入射位置や波長に拘わらず、必ず一点に集中することとなる。即ち、光入射手段１０からの光は、如何なる位置で導入用レンズ６に入射させたとしても、当該導入用レンズ６を経た光は、必ず一点に集中するので、光入射手段１０の位置が変わった場合であっても全反射のポイントは変わらず、当該ポイントに入射される光の入射角度のみが変わることとなる。

図６は、従来のエバネッセント波発生装置の説明図である。図６に示すように従来のエバネッセント波発生装置では、光入射手段１００からの光を導入用レンズを介すことなくそのままプリズム１５０内に導入していた。この場合、光入射手段からの入射角度を変更すると、全反射のポイントも変わってしまう。具体的に、全反射のポイントＰに光入射手段１００から光（ａ）をプリズム１５０内に導入していた状態から、光入射手段１００の位置を変えることなく、入射角度のみを変更した場合について説明する。例えば、入射角度をより小さい入射角度に変更すると（この場合も入射角度は臨界角より大きいものとする）、光入射手段からの光の全反射のポイントは、図６に破線で示すように上記Ｐの位置より手前（光入射手段側）にずれてしまう。この場合、全反射ポイントをＰの位置に合わせる（戻す）ためには、図６の（ｂ）に示すように光入射手段１００の位置を移動させなければならない。即ち、入射角度の変更に伴い、光入射手段１００を移動して、全反射のポイントがＰの位置となるように調整する必要が生じる。即ち、光入射手段１００の入射角度の調整に加えて、光入射手段１００を移動させて（図６では矢印の方向に移動させて）、全反射のポイントがＰとなるように位置の調整を行わなければならず、作業性の煩雑化を招いていた。

また、上記のような問題を解消すべく、図７に示すように光入射手段１００をＰを中心として移動させるものとすれば、当該光源の移動により、入射角度も調整することができる。具体的に、図７に示すように光（ａ）をプリズム１５０内に導入するＡの状態から、入射角度を大きくするには、光源をＢの位置に移動させることで、入射角度と光源の移動とを一度に行うことが可能であるが、光入射手段１００をＰを中心とした円弧方向に移動させるための格別な移動手段が必要となるため、製造コストが著しく高騰するという問題が生じることとなる。

そこで、本発明では、光軸Ｌに平行な光が入射した場合に、入射位置にかかわらず、当該光を一点に集中させる屈折機能を有した導入用レンズ６と、この導入用レンズ６の光軸Ｌと平行な光を当該導入用レンズ６に入射させる光入射手段１０とを備え、光入射手段１０から導入用レンズ６へ入射し、当該導入用レンズ６を通過した光をプリズム５内に導入すると共に、光入射手段１０は、導入用レンズ６の光軸Ｌに対して平行に光を入射させながら、図１の実施例におけるエバネッセント波が発生する面であるサンプル容器４０の底壁４０Ｂの上面４０Ｃに対する光の入射角度を変更する方向に移動させる移動手段を有し、導入用レンズ６の直径Ｄよりも幅よりも狭い幅の光を当該導入用レンズ６に入射させるものとする。

このように、本発明の如く入射位置や波長に拘わらず、光入射手段１０からの光を一点に集中させる屈折機能を有した導入用レンズ６を設けて、導入用レンズ６の直径Ｄよりも狭い幅の光を当該導入用レンズ６に入射させ、且つ、その入射位置を変更することで、全反射のポイント（図２ではＰで示すプリズム５の上面の一点。尚、図１ではサンプル容器４０の底壁４０Ｂの上面４０Ｃの一点となる）が変わることなく、光の入射角度（全反射ポイントの面に垂直な線と入射光（励起光）とが成す角度）のみを変更することが可能となる。これにより、入射角度の調整に伴う作業を簡便に行うことが可能となる。

特に、本実施例の如く光入射手段１０が、レーザー光を発生するレーザー光源（例えば固体レーザー）を有し、このレーザー光源からのレーザー光を導入用レンズ６に入射させると共に、当該レーザー光源を移動させて導入用レンズ６へのレーザー光の入射位置を変更するものとすれば、レーザー光源は、単一面当たりの出力が強いので、全反射のポイントで強いエバネッセント波を得ることができる。これにより、より高感度の観察面を得ることができるようになる。

尚、上記実施例１では、光入射手段１０としてレーザー光を発生するレーザー光源を有し、このレーザー光源からのレーザー光を導入用レンズ６に入射させると共に、当該レーザー光源を移動させて導入用レンズ６へのレーザー光の入射位置を変更するものとしたが、本発明の請求項１の発明に記載の光入射手段は、これに限定されるものではない。従って、レーザー光以外の光を光源として光入射手段を構成した場合であっても請求項１の発明は有効である。

図３は、この場合の一実施例の導入用レンズ６への光の入射位置の変更により、エバネッセント波が発生する面に対する光の入射角度を変化させる方法を説明する図である。尚、図３において図１及び図２と同一の符号が付されたものは、同様、若しくは、類似の効果、或いは、作用を奏するものとして、説明を省略する。本実施例の光入射手段５０は、入射位置の変更方向（導入用レンズ６の直径方向）に対して所定の幅を有し、且つ、導入用レンズ６の光軸Ｌに平行な光を発生させる平行光発生手段５２と、遮蔽部材５５とを備える。

この遮蔽部材５５は、平行光発生手段５２からの一部の光を導入用レンズ６に入射させるための部材であり、平行光発生手段５２からの光の一部を通過させるための窓孔５６（スリット）を有している。この遮蔽部材５５は平行光発生手段５２と導入用レンズ６との間に配置されている。

そして、この場合はモータ及びラックアンドピニオンギアなどにより構成された移動手段により、実施例では導入用レンズ６の光軸Ｌに対して直交する方向に遮蔽部材５５を移動させて導入用レンズ６への光の入射位置を変更する。尚、この場合も図１の破線で示す方向に遮蔽部材５５を移動させてもよい。これにより、この遮蔽部材５５の窓孔５６を通過する光入射手段５０（平行光発生手段５２）からの一部の光のみが導入用レンズ６に入射される。従って、本実施例では前記実施例の如く光源を移動させることなく、遮蔽部材５５を移動させることで、入射角度を変更することが可能となる。具体的に、遮蔽部材５５を移動させて、遮蔽部材５５により必要な部分の光のみが導入用レンズ６に入射されるように調整することで、全反射のポイント（図３にＰで示す）を変えることなく、容易に光の入射角度を変えることができるようになる。

このように、光の一部が通過可能な窓孔５６を有した遮蔽部材５５を設けて、当該遮蔽部材５５を移動することで、導入用レンズ６への光の入射位置を変更することができるので、全反射の位置を変えることなく、入射角度を変えることが可能となる。これにより、導入用レンズ６の光軸Ｌに平行な光を発生可能な平行光発生手段であれば、どのようなものであっても光源として用いることが可能となる。

次に、本発明のもう一つの他の実施例について図４を用いて説明する。尚、図４において図１乃至図３と同一の符号が付されているものは、同様、或いは、類似の効果を奏するものとして説明を省略する。図４に示す本実施例の光入射手段６０の平行光発生手段６５は、点光源６７（例えば、キセノンランプ等）と、光源用レンズ６８とを有する。この光源用レンズ６８は、点光源６７からの拡散光を導入用レンズ６の光軸Ｌに平行な光に屈曲させるためのレンズであり、点光源６７と遮蔽部材５５との間に配設されている。遮蔽部材５５は、図３に示す前記実施例２と同様であるため説明を省略する。

この場合、点光源６７の光は、拡散光であり、且つ、幅の広い波長の光であるが、光源用レンズ６８を通過させることで、当該拡散光を屈折させて、導入用レンズ６の光軸Ｌに平行な光とすることができる。即ち、点光源６７からの拡散光は、光源用レンズ６８を通過する過程で導入用レンズ６の光軸Ｌと平行な光とされた後、遮蔽部材５５により必要な部分の光のみが導入用レンズ６に入射されるように調整される。これにより、導入用レンズ６に当該導入用レンズ６の光軸Ｌと平行な必要な部分の光を入射させることが可能となる。また、導入用レンズ６を通過した光は前記実施例で詳述したように一点に集中される。これにより、点光源を用いた場合であっても、上記で詳述した本実施例の如き構成とすることで、全反射のポイント（図４にＰで示す）を変えることなく、容易に光の入射角度を変更することができるようになる。

尚、本実施例、或いは、前記実施例２において、例えば、本実施例の構成において、図５に示すように平行光発生手段と導入用レンズ６との間に平行光発生手段からの光を波長に応じて選択的に通過させるフィルタ７０を設置するものとすれば、複数の波長を含む光を光源として用いた場合であっても、当該フィルタ７０により必要とされる特定の波長以外の光をカットし、当該特定の波長の光（予め設定された波長の光）のみを通過させることができる。このようにフィルタ７０を設けることで、複数波長の光を含む光源からの光から任意の波長の光を自在に選択することができるようになる。

本発明の一実施例のエバネッセント波発生装置を備えた観察装置の構成図である。（実施例１） 図１のエバネッセント波発生装置の一部拡大図である。 図１の観察装置の他の実施例のエバネッセント波発生装置の説明図である（実施例２）。 図１の観察装置のもう一つの他のエバネッセント波発生装置を説明する図である（実施例３）。 更にもう一つの他のエバネッセント波発生装置を説明する図である。 従来のエバネッセント波発生装置を示す説明図である。 従来のエバネッセント波発生装置のもう一つの説明図である。

Ｓ 観察装置
１ エバネッセント波発生装置
５ プリズム
６ 導入用レンズ
１０ 光入射手段
２０ 光検出手段
４０ サンプル容器
４０Ｂ 底壁
４５ 対物レンズ
４８ ＣＣＤカメラ

Claims (5)

1. プリズム内に導入された光によりエバネッセント波を発生させるエバネッセント波発生装置において、
   光軸に平行な光が入射した場合に、入射位置にかかわらず、当該光を一点に集中させる屈折機能を有した導入用レンズと、
   該導入用レンズの光軸と平行な光を当該導入用レンズに入射させる光入射手段とを備え、
   該光入射手段から前記導入用レンズへ入射し、当該導入用レンズを通過した光を前記プリズム内に導入すると共に、
   前記光入射手段は、前記導入用レンズの光軸に対して平行に入射させる移動手段として前記入射位置の変更方向に対して所定の幅を有し、且つ、前記導入用レンズの光軸に平行な光を発生させる平行光発生手段と、該平行光発生手段からの光の一部が通過する窓孔を有した遮蔽部材とを備え、該遮蔽部材を移動させて前記導入用レンズへの光の入射位置を変更し、前記導入用レンズの直径よりも狭い幅の光を該導入用レンズに入射させることを特徴とするエバネッセント波発生装置。
2. 前記平行光発生手段は、点光源と、該点光源からの拡散光を前記導入用レンズの光軸に平行な光に屈折させる光源用レンズとを有することを特徴とする請求項１に記載のエバネッセント波発生装置。
3. 前記平行光発生手段からの光を、波長に応じて選択的に通過させるフィルタを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエバネッセント波発生装置。
4. 前記エバネッセント波により、測定サンプルの散乱光、及び／又は、蛍光を検出する手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のエバネッセント波発生装置を用いた観察装置。
5. 前記エバネッセント波を用いた表面プラズモン共鳴による反射光強度の変化を検出する手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のエバネッセント波発生装置を用いた観察装置。

Images