JP5307629B2 - 走査型顕微鏡装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1態様は、標本にレーザ光を照射する光源と、該光源から照射された前記レーザ光を前記標本上で走査させるスキャナと、該スキャナにより走査された前記レーザ光を前記標本に照射する一方、該レーザ光の照射位置において発生した蛍光を集光する対物レンズと、前記スキャナと前記対物レンズとの間に配置され、前記レーザ光と前記蛍光とを分離する波長分離部と、該波長分離部により分離された前記蛍光を入射端から入射して導光し、略直線状に形成された射出端から射出する落射用ファイバと、該落射用ファイバの前記射出端から射出された前記蛍光を該射出端の長手方向に直交する方向に分散させる分散素子と、該分散素子により分散させられた前記蛍光の分散方向に沿って配列された複数の検出部を有する光電子増倍管と前記波長分離部と交換可能に配置され、前記対物レンズにより集光された前記蛍光を前記レーザ光の光路に戻す蛍光戻し部と、該蛍光戻し部と前記波長分離部とを切り替える切替え手段と、前記対物レンズの焦点位置と共役な位置に配置され、前記切替え手段によって切り替えられた前記蛍光戻し部により前記レーザ光の光路に戻されて前記スキャナを通過した前記蛍光を部分的に通過させる共焦点ピンホールと、該共焦点ピンホールを通過した前記蛍光を前記落射用ファイバの射出端から射出される前記蛍光の光路に入射させる逆走査蛍光入射部とを備える走査型顕微鏡装置である。
本発明の第2態様は、標本にレーザ光を照射する光源と、該光源から照射された前記レーザ光を前記標本上で走査させるスキャナと、該スキャナにより走査された前記レーザ光を前記標本に照射する一方、該レーザ光の照射位置において発生した蛍光を集光する対物レンズと、前記スキャナと前記対物レンズとの間に配置され、前記レーザ光と前記蛍光とを分離する波長分離部と、該波長分離部により分離された前記蛍光を入射端から入射して導光し、略直線状に形成された射出端から射出する落射用ファイバと、該落射用ファイバの前記射出端から射出された前記蛍光を該射出端の長手方向に直交する方向に分散させる分散素子と、該分散素子により分散させられた前記蛍光の分散方向に沿って配列された複数の検出部を有する光電子増倍管と、前記スキャナにより前記標本上で走査された前記レーザ光の照射位置において透過方向に向かって発生した蛍光を集光するコンデンサレンズと、該コンデンサレンズにより集光された前記蛍光を入射端から入射して導光し、前記分散素子による分散方向に直交する方向に延びる略直線状に形成された射出端から前記分散素子に向けて前記蛍光を射出する透過用ファイバと、該透過用ファイバの射出端から射出された前記蛍光を前記落射用ファイバの射出端から射出される前記蛍光の光路に入射し、前記落射用ファイバからの前記蛍光に代えて前記透過用ファイバからの前記蛍光を前記分散素子に入射させる透過蛍光入射部とを備える走査型顕微鏡装置である。
本発明の第3態様は、標本にレーザ光を照射する光源と、該光源から照射された前記レーザ光を前記標本上で走査させるスキャナと、該スキャナにより走査された前記レーザ光を前記標本に照射する一方、該レーザ光の照射位置において発生した蛍光を集光する対物レンズと、前記スキャナと前記対物レンズとの間に配置され、前記レーザ光と前記蛍光とを分離する波長分離部と、該波長分離部により分離された前記蛍光を入射端から入射して導光し、略直線状に形成された射出端から射出する落射用ファイバと、該落射用ファイバの前記射出端から射出された前記蛍光を該射出端の長手方向に直交する方向に分散させる分散素子と、該分散素子により分散させられた前記蛍光の分散方向に沿って配列された複数の検出部を有する光電子増倍管と、該光電子増倍管の前記検出部の受光面近傍に配列された複数のシリンドリカルレンズとを備え、該シリンドリカルレンズの配列ピッチが前記検出部の配列ピッチと略一致し、かつ、各前記シリンドリカルレンズが各前記検出部にそれぞれ対応して配置され、該シリンドリカルレンズのレンズパワーがない方向の寸法が、前記検出部に入射される前記蛍光の入射範囲の寸法より大きい走査型顕微鏡装置である。
本発明の第4態様は、標本にレーザ光を照射する光源と、該光源から照射された前記レーザ光を前記標本上で走査させるスキャナと、該スキャナにより前記標本上で走査された前記レーザ光の照射位置において透過方向に向かって発生した蛍光を集光するコンデンサレンズと、該コンデンサレンズにより集光された前記蛍光を入射端から入射して導光し、略直線状に形成された射出端から射出する透過用ファイバと、該透過用ファイバの前記射出端から射出された前記蛍光を該射出端の長手方向に直交する方向に分散させる分散素子と、該分散素子により分散させられた前記蛍光の分散方向に沿って配列された複数の検出部を有する光電子増倍管と、該光電子増倍管の前記検出部の受光面近傍に配列された複数のシリンドリカルレンズとを備え、該シリンドリカルレンズの配列ピッチが前記検出部の配列ピッチと略一致し、かつ、各前記シリンドリカルレンズが各前記検出部にそれぞれ対応して配置され、前記シリンドリカルレンズのレンズパワーがない方向の寸法が、前記検出部に入射される前記蛍光の入射範囲の寸法より大きい走査型顕微鏡装置である。
φDr≧φpo×βPL (1)
αre≧θa (2)
ここで、
φDr:落射用ファイバの入射端の径
φpo:対物レンズの瞳径
βPL:対物レンズの瞳位置から落射用ファイバの入射端への投影倍率
αre:落射用ファイバの入射端の受光可能最大角度
θa:スキャナによる走査範囲で決まる落射用ファイバの入射端への最大入射角度
αre>θb (3)
ここで、
αre:落射用ファイバの入射端の受光可能最大角度
θb:対物レンズの取り込み可能視野で決まる落射用ファイバの入射端への最大入射角度
W×βPM<PW (4)
Hr×βPM<Ph (5)
αro÷βPM<θp (6)
ここで、
W:落射用ファイバの射出端の幅方向の寸法
βPM:落射用ファイバの射出端を光電子増倍管に投影する倍率
PW:光電子増倍管の各検出部の配列方向の幅寸法
Hr:落射用ファイバの射出端の長手方向の寸法
Ph:光電子増倍管の各検出部の配列方向に直交する方向の寸法
αro:落射用ファイバの射出角度
θp:光電子増倍管の許容受光角度
φDt>φpc×βcd (7)
αte>θc (8)
ここで、
φDt:透過用ファイバの入射端の径
φpc:コンデンサレンズの瞳径
βcd:コンデンサレンズの瞳位置から透過用ファイバの入射端への投影倍率
αte:透過用ファイバの受光可能最大角度
θc:スキャナの走査範囲で決まる透過用ファイバへの最大入射角度
αte>θdt (9)
ここで、
αte:透過用ファイバの受光可能最大角度
θdt:コンデンサレンズの取り込み可能視野で決まる透過用ファイバへの最大入射角度
W×βPM<PW (10)
Ht×βPM<Ph (11)
α to ÷βPM<θp (12)
ここで、
W:透過用ファイバの射出端の幅方向の寸法
βPM:透過用ファイバの射出端を光電子増倍管に投影する倍率
PW:光電子増倍管の各検出部の配列方向の幅寸法
Ht:透過用ファイバの射出端の長手方向の寸法
Ph:光電子増倍管の各検出部の配列方向に直交する方向の寸法
αto:透過用ファイバの射出角度
θp:光電子増倍管の許容受光角度
このように構成することで、光電子増倍管の検出部に入射される蛍光の光量損失を防ぐことができる。
このように構成することで、画像処理部により、クロスオーバーが激しい複数の蛍光色素を分離してモニタ上に表示することができる。
このように構成することで、標本の経時変化を観察することができる。
以下、本発明の第1の実施形態に係る走査型顕微鏡装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る走査型顕微鏡装置100は、図1に示すように、一光子励起観察と多光子励起観察とを切替えて標本1を観察することができる顕微鏡装置である。標本1としては、例えば、生細胞であって、CFP(シアン色蛍光タンパク質)、GFP(緑色蛍光タンパク質)、YFP(黄色蛍光タンパク質)等の蛍光波長のクロスオーバーが大きい複数の蛍光色素によって標識されたもの(多重染色蛍光標本)を用いることとしてもよい。
多光子励起用光源3としては、例えば、IRパルスレーザ等が用いられる。
なお、対物レンズ92の瞳位置93と落射用ファイバ70の入射側の端部(図1の符号72)は、第1投影レンズ62および第2投影レンズ68により光学的に共役となっている。
φDr>φpo×βPL (1)
αre>θa (2)
ここで、
φDr:落射用ファイバ70の入射端72の径
φpo:対物レンズ92の瞳径
βPL:対物レンズ92の瞳位置から落射用ファイバ70の入射端72への投影倍率
αre:落射用ファイバ70の入射端72の受光可能最大角度
θa:XYガルバノミラー14の振り角範囲で決まる落射用ファイバ70の入射端72への最大入射角度
W×βPM<PW (3)
Hr×βPM<Ph (4)
αro÷βPM<θp (5)
ここで、
W:落射用ファイバ70の射出端74の幅方向の寸法(入射スリット82の幅寸法がWより小さい場合は、入射スリット82の幅寸法をWとする。)
βPM:落射用ファイバ70の射出端74をマルチアノードPMT40のセル42に投影する倍率
PW:マルチアノードPMT40の各セル42の配列方向の幅寸法
Hr:落射用ファイバ70の射出端74の長手方向の寸法
Ph:マルチアノードPMT40の各セル42の配列方向に直交する方向の寸法
αro:落射用ファイバ70の射出角度
θp:マルチアノードPMT40の許容受光角度(感度特性が80%程度を目安とする。)
まず、一光子励起観察を行う場合には、スキャンユニット導入投光管50内のレーザ光の光路に蛍光戻しミラー54を配置するとともに、分光検出ユニット30の光路から第1切替ミラー36を外した状態に設定する。そして、ステージ(図示略)上に標本1を配置し、一光子励起用光源2からレーザ光を発生する。
なお、第1分光DM26および第2分光DM27を光路から外し、全ての波長の蛍光を分光検出ユニット30に導くこともできる。
φDr≧φpo×βPL
とし、式(2)を
αre≧θa
としてもよい。
αre>θb (6)
ここで、
αre:落射用ファイバ70の入射端72の受光可能最大角度
θb:対物レンズ92の取り込み可能視野で決まる落射用ファイバ70の入射端72への最大入射角度
このようにすることで、深部観察においても、より多くの蛍光散乱光を集光することができる。
例えば、対物レンズ92の瞳位置93と落射用ファイバ70の入射端72とを共役な配置にするのではなく、図7に示すように、標本面と落射用ファイバ70の入射端72とを対物レンズ92と第3投影レンズ69によって光学的に共役とし、落射用ファイバ70の入射端72の径および受光可能最大角度が式(7),(8)を満たすように構成することとしてもよい。
αob/βob<αre (7)
(φ2×S)×βob<φDr (8)
ここで、
αob:対物レンズ92の開口角度(半角)
βob:標本面を落射用ファイバ70の入射端72に投影する倍率
αre:落射用ファイバ70の入射端72の受光可能最大角度(半角)
S:XYガルバノミラー14の振り角範囲で決まる走査範囲の像高
φ2×S:XYガルバノミラー14の振り角範囲で決まる標本面の走査範囲
φDr:落射用ファイバ70の入射端72の径
この場合、落射用ファイバ70として、複数の素線からなるバンドルファイバではなく、蛍光の入射位置による透過率が変化しないものを用いることが望ましい。
(φ2×F)×βob<φDr (9)
ここで、
F:対物レンズ92の取り込み可能視野で決まる像高
(φ2×F):対物レンズ92の取り込み可能範囲
βob:標本面を落射用ファイバ70の入射端72に投影する倍率
φDr:落射用ファイバ70の入射端72の径
このようにすることで、深部観察において、より多くの蛍光散乱光を集光することができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る走査型顕微鏡装置について説明する。
本実施形態に係る走査型顕微鏡装置200は、多光子励起観察用の装置であり、図8に示すように、スキャンユニット10に代えて、多光子励起スキャンユニット110および分光検出ユニット30と、落射観察光学系90と、透過観察光学系190とを備える点で、第1の実施形態およびその変形例と異なる。
以下、第1の実施形態およびその変形例に係る走査型顕微鏡装置100と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
スキャンユニット導入投光管50にはノンディスキャン検出用励起DM56が配置されている。
なお、コンデンサレンズ192の瞳位置193と透過用ファイバ170の入射端72は、透過用ノンディスキャンユニット160の第1投影レンズ62および第2投影レンズ68により光学的に共役となっている。
φDt>φPc×βcd (10)
αte>θc (11)
ここで、
φDt:透過用ファイバ170の入射端72の径
φPc:コンデンサレンズ192の瞳径
βcd:コンデンサレンズ192の瞳位置から透過用ファイバ170の入射端72への投影倍率
αte:透過用ファイバ170の入射端72の受光可能最大角度
θc:XYガルバノミラー14の振り角範囲で決まる透過用ファイバ170の入射端72への最大入射角度
W×βPM<PW (12)
Ht×βPM<Ph (13)
αto÷βPM<θp (14)
ここで、
W:透過用ファイバ170の射出端74の幅方向の寸法(入射スリット82の幅寸法がWより小さい場合は、入射スリット82の幅寸法をWとする。)
βPM:透過用ファイバ170の射出端74をマルチアノードPMT40のセル42に投影する倍率
PW:マルチアノードPMT40の各セル42の配列方向の幅寸法
Ht:透過用ファイバ170の射出端74の長手方向の寸法
Ph:マルチアノードPMT40の各セル42の配列方向に直交する方向の寸法
αto:透過用ファイバ170の射出角度
θp:マルチアノードPMT40の許容受光角度(感度特性が80%程度を目安とする。)
透過観察光学系190により多光子励起観察を行う場合には、分光検出ユニット30の光路から第2切替ミラー136を外した状態に設定し、ステージ上に標本1を配置して多光子励起用光源3からレーザ光を発生する。多光子励起用光源3から発せられたレーザ光は、XYガルバノミラー14により走査されて瞳投影レンズ16および結像レンズ52を透過し、ノンディスキャン検出用励起DM56で反射されて対物レンズ92によって標本1に照射される。
αte>θdt (15)
ここで、
αte:透過用ファイバ170の入射端72の受光可能最大角度
θdt:コンデンサレンズ192の取り込み可能視野で決まる透過用ファイバ170の入射端72への最大入射角度
このようにすることで、深部観察において、より多くの蛍光散乱光を集光することができる。
例えば、一光子励起観察と多光子励起観察とを切り替えて行うことができる第1の実施形態に係る走査型顕微鏡装置100が、さらに透過観察光学系190を備えることとしてもよい。この場合、図9に示すように、入射スリット82とコリメートレンズ84との間の光路に第2切替ミラー136を挿脱可能に配置し、落射用ファイバ70の射出端74から射出される蛍光の光路に透過用ファイバ170の射出端74から射出される蛍光を入射させる構成とすればよい。
2、3 光源(2:一光子励起用光源、3:多光子励起用光源)
14 XYガルバノミラー(スキャナ)
24 共焦点ピンホール
32 回折格子(分散素子)
36 第1切替ミラー(逆走査蛍光入射部)
40 マルチアノードPMT(光電子増倍管)
42 セル(検出部)
54 蛍光戻しミラー(蛍光戻し部)
56 ノンディスキャン検出用励起DM(波長分離部)
70 落射用ファイバ
72 入射端
74 射出端
92 対物レンズ
100、200 走査型顕微鏡装置
136 第2切替ミラー(透過蛍光入射部)
170 透過用ファイバ
192 コンデンサレンズ
Claims (22)
- 標本にレーザ光を照射する光源と、
該光源から照射された前記レーザ光を前記標本上で走査させるスキャナと、
該スキャナにより走査された前記レーザ光を前記標本に照射する一方、該レーザ光の照射位置において発生した蛍光を集光する対物レンズと、
前記スキャナと前記対物レンズとの間に配置され、前記レーザ光と前記蛍光とを分離する波長分離部と、
該波長分離部により分離された前記蛍光を入射端から入射して導光し、略直線状に形成された射出端から射出する落射用ファイバと、
該落射用ファイバの前記射出端から射出された前記蛍光を該射出端の長手方向に直交する方向に分散させる分散素子と、
該分散素子により分散させられた前記蛍光の分散方向に沿って配列された複数の検出部を有する光電子増倍管と、
前記波長分離部と交換可能に配置され、前記対物レンズにより集光された前記蛍光を前記レーザ光の光路に戻す蛍光戻し部と、
該蛍光戻し部と前記波長分離部とを切り替える切替え手段と、
前記対物レンズの焦点位置と共役な位置に配置され、前記切替え手段によって切り替えられた前記蛍光戻し部により前記レーザ光の光路に戻されて前記スキャナを通過した前記蛍光を部分的に通過させる共焦点ピンホールと、
該共焦点ピンホールを通過した前記蛍光を前記落射用ファイバの射出端から射出される
前記蛍光の光路に入射させる逆走査蛍光入射部と、
を備える走査型顕微鏡装置。 - 標本にレーザ光を照射する光源と、
該光源から照射された前記レーザ光を前記標本上で走査させるスキャナと、
該スキャナにより走査された前記レーザ光を前記標本に照射する一方、該レーザ光の照射位置において発生した蛍光を集光する対物レンズと、
前記スキャナと前記対物レンズとの間に配置され、前記レーザ光と前記蛍光とを分離する波長分離部と、
該波長分離部により分離された前記蛍光を入射端から入射して導光し、略直線状に形成された射出端から射出する落射用ファイバと、
該落射用ファイバの前記射出端から射出された前記蛍光を該射出端の長手方向に直交する方向に分散させる分散素子と、
該分散素子により分散させられた前記蛍光の分散方向に沿って配列された複数の検出部を有する光電子増倍管と、
前記スキャナにより前記標本上で走査された前記レーザ光の照射位置において透過方向に向かって発生した蛍光を集光するコンデンサレンズと、
該コンデンサレンズにより集光された前記蛍光を入射端から入射して導光し、前記分散素子による分散方向に直交する方向に延びる略直線状に形成された射出端から前記分散素子に向けて前記蛍光を射出する透過用ファイバと、
該透過用ファイバの射出端から射出された前記蛍光を前記落射用ファイバの射出端から射出される前記蛍光の光路に入射し、前記落射用ファイバからの前記蛍光に代えて前記透過用ファイバからの前記蛍光を前記分散素子に入射させる透過蛍光入射部と、
を備える走査型顕微鏡装置。 - 前記透過用ファイバの入射端が前記コンデンサレンズの瞳位置と共役な位置に配置されるとともに、該透過用ファイバの入射端の径および受光可能最大角度が以下の式を満たす請求項2に記載の走査型顕微鏡装置。
φDt>φpc×βcd (7)
αte>θc (8)
ここで、
φDt:透過用ファイバの入射端の径
φpc:コンデンサレンズの瞳径
βcd:コンデンサレンズの瞳位置から透過用ファイバの入射端への投影倍率
αte:透過用ファイバの受光可能最大角度
θc:スキャナの走査範囲で決まる透過用ファイバへの最大入射角度 - 前記透過用ファイバの入射端の受光可能最大角度が、さらに以下の式を満たす請求項3に記載の走査型顕微鏡装置。
αte>θdt (9)
ここで、
αte:透過用ファイバの受光可能最大角度
θdt:コンデンサレンズの取り込み可能視野で決まる透過用ファイバへの最大入射角度 - 前記透過用ファイバの射出端の幅方向の寸法および長手方向の寸法が、以下の式を満たす請求項2に記載の走査型顕微鏡装置。
W×βPM<PW (10)
Ht×βPM<Ph (11)
α to ÷βPM<θp (12)
ここで、
W:透過用ファイバの射出端の幅方向の寸法
βPM:透過用ファイバの射出端を光電子増倍管に投影する倍率
PW:光電子増倍管の各検出部の配列方向の幅寸法
Ht:透過用ファイバの射出端の長手方向の寸法
Ph:光電子増倍管の各検出部の配列方向に直交する方向の寸法
αto:透過用ファイバの射出角度
θp:光電子増倍管の許容受光角度 - 前記落射用ファイバの入射端が前記対物レンズの瞳位置に共役な位置に配置されるとともに、該落射用ファイバの入射端の径および受光可能最大角度が以下の式を満たす請求項1から請求項5のいずれかに記載の走査型顕微鏡装置。
φDr≧φpo×βPL (1)
αre≧θa (2)
ここで、
φDr:落射用ファイバの入射端の径
φpo:対物レンズの瞳径
βPL:対物レンズの瞳位置から落射用ファイバの入射端への投影倍率
αre:落射用ファイバの入射端の受光可能最大角度
θa:スキャナによる走査範囲で決まる落射用ファイバの入射端への最大入射角度 - 前記落射用ファイバの入射端の受光可能最大角度が、さらに以下の式を満たす請求項6に記載の走査型顕微鏡装置。
αre>θb (3)
ここで、
αre:落射用ファイバの入射端の受光可能最大角度
θb:対物レンズの取り込み可能視野で決まる落射用ファイバの入射端への最大入射角度 - 前記落射用ファイバの射出端の幅方向の寸法および長手方向の寸法が、以下の式を満たす請求項1から請求項7のいずれかに記載の走査型顕微鏡装置。
W×βPM<PW (4)
Hr×βPM<Ph (5)
αro÷βPM<θp (6)
ここで、
W:落射用ファイバの射出端の幅方向の寸法
βPM:落射用ファイバの射出端を光電子増倍管に投影する倍率
PW:光電子増倍管の各検出部の配列方向の幅寸法
Hr:落射用ファイバの射出端の長手方向の寸法
Ph:光電子増倍管の各検出部の配列方向に直交する方向の寸法
αro:落射用ファイバの射出角度
θp:光電子増倍管の許容受光角度 - 前記光電子増倍管の前記検出部の受光面近傍に配列された複数のシリンドリカルレンズを備え、該シリンドリカルレンズの配列ピッチが前記検出部の配列ピッチと略一致し、かつ、各前記シリンドリカルレンズが各前記検出部にそれぞれ対応して配置されている請求項1から請求項8のいずれかに記載の走査型顕微鏡装置。
- 前記シリンドリカルレンズのレンズパワーがない方向の寸法が、前記検出部に入射される前記蛍光の入射範囲の寸法より大きい請求項9に記載の走査型顕微鏡装置。
- 所定の時間ごとの前記標本の分光検出結果を記憶する記憶部を備える請求項1から請求項10のいずれかに記載の走査型顕微鏡装置。
- 前記検出部により検出された前記蛍光を波長分離する画像処理部と、該画像処理部により波長分離された前記蛍光の像を表示するモニタとを備える請求項1から請求項11のいずれかに記載の走査型顕微鏡装置。
- 標本にレーザ光を照射する光源と、
該光源から照射された前記レーザ光を前記標本上で走査させるスキャナと、
該スキャナにより走査された前記レーザ光を前記標本に照射する一方、該レーザ光の照射位置において発生した蛍光を集光する対物レンズと、
前記スキャナと前記対物レンズとの間に配置され、前記レーザ光と前記蛍光とを分離する波長分離部と、
該波長分離部により分離された前記蛍光を入射端から入射して導光し、略直線状に形成された射出端から射出する落射用ファイバと、
該落射用ファイバの前記射出端から射出された前記蛍光を該射出端の長手方向に直交する方向に分散させる分散素子と、
該分散素子により分散させられた前記蛍光の分散方向に沿って配列された複数の検出部を有する光電子増倍管と、
該光電子増倍管の前記検出部の受光面近傍に配列された複数のシリンドリカルレンズと、を備え、
該シリンドリカルレンズの配列ピッチが前記検出部の配列ピッチと略一致し、かつ、各前記シリンドリカルレンズが各前記検出部にそれぞれ対応して配置され、該シリンドリカルレンズのレンズパワーがない方向の寸法が、前記検出部に入射される前記蛍光の入射範囲の寸法より大きい走査型顕微鏡装置。 - 前記落射用ファイバの入射端が前記対物レンズの瞳位置に共役な位置に配置されるとともに、該落射用ファイバの入射端の径および受光可能最大角度が以下の式を満たす請求項13に記載の走査型顕微鏡装置。
φDr≧φpo×βPL (1)
αre≧θa (2)
ここで、
φDr:落射用ファイバの入射端の径
φpo:対物レンズの瞳径
βPL:対物レンズの瞳位置から落射用ファイバの入射端への投影倍率
αre:落射用ファイバの入射端の受光可能最大角度
θa:スキャナによる走査範囲で決まる落射用ファイバの入射端への最大入射角度 - 前記落射用ファイバの入射端の受光可能最大角度が、さらに以下の式を満たす請求項14に記載の走査型顕微鏡装置。
αre>θb (3)
ここで、
αre:落射用ファイバの入射端の受光可能最大角度
θb:対物レンズの取り込み可能視野で決まる落射用ファイバの入射端への最大入射角度 - 前記落射用ファイバの射出端の幅方向の寸法および長手方向の寸法が、以下の式を満たす請求項13から請求項15のいずれかに記載の走査型顕微鏡装置。
W×βPM<PW (4)
Hr×βPM<Ph (5)
αro÷βPM<θp (6)
ここで、
W:落射用ファイバの射出端の幅方向の寸法
βPM:落射用ファイバの射出端を光電子増倍管に投影する倍率
PW:光電子増倍管の各検出部の配列方向の幅寸法
Hr:落射用ファイバの射出端の長手方向の寸法
Ph:光電子増倍管の各検出部の配列方向に直交する方向の寸法
αro:落射用ファイバの射出角度
θp:光電子増倍管の許容受光角度 - 所定の時間ごとの前記標本の分光検出結果を記憶する記憶部を備える請求項13から請求項16のいずれかに記載の走査型顕微鏡装置。
- 前記検出部により検出された前記蛍光を波長分離する画像処理部と、該画像処理部により波長分離された前記蛍光の像を表示するモニタとを備える請求項13から請求項17のいずれかに記載の走査型顕微鏡装置。
- 標本にレーザ光を照射する光源と、
該光源から照射された前記レーザ光を前記標本上で走査させるスキャナと、
該スキャナにより前記標本上で走査された前記レーザ光の照射位置において透過方向に向かって発生した蛍光を集光するコンデンサレンズと、
該コンデンサレンズにより集光された前記蛍光を入射端から入射して導光し、略直線状に形成された射出端から射出する透過用ファイバと、
該透過用ファイバの前記射出端から射出された前記蛍光を該射出端の長手方向に直交する方向に分散させる分散素子と、
該分散素子により分散させられた前記蛍光の分散方向に沿って配列された複数の検出部を有する光電子増倍管と、
該光電子増倍管の前記検出部の受光面近傍に配列された複数のシリンドリカルレンズと、を備え、
該シリンドリカルレンズの配列ピッチが前記検出部の配列ピッチと略一致し、かつ、各前記シリンドリカルレンズが各前記検出部にそれぞれ対応して配置され、前記シリンドリカルレンズのレンズパワーがない方向の寸法が、前記検出部に入射される前記蛍光の入射範囲の寸法より大きい走査型顕微鏡装置。 - 前記透過用ファイバの入射端が前記コンデンサレンズの瞳位置と共役な位置に配置されるとともに、該透過用ファイバの入射端の径および受光可能最大角度が以下の式を満たす請求項19に記載の走査型顕微鏡装置。
φDt>φpc×βcd (7)
αte>θc (8)
ここで、
φDt:透過用ファイバの入射端の径
φpc:コンデンサレンズの瞳径
βcd:コンデンサレンズの瞳位置から透過用ファイバの入射端への投影倍率
αte:透過用ファイバの受光可能最大角度
θc:スキャナの走査範囲で決まる透過用ファイバへの最大入射角度 - 前記透過用ファイバの入射端の受光可能最大角度が、さらに以下の式を満たす請求項20に記載の走査型顕微鏡装置。
αte>θdt (9)
ここで、
αte:透過用ファイバの受光可能最大角度
θdt:コンデンサレンズの取り込み可能視野で決まる透過用ファイバへの最大入射角度 - 前記透過用ファイバの射出端の幅方向の寸法および長手方向の寸法が、以下の式を満たす請求項19から請求項21のいずれかに記載の走査型顕微鏡装置。
W×βPM<PW (10)
Ht×βPM<Ph (11)
α to ÷βPM<θp (12)
ここで、
W:透過用ファイバの射出端の幅方向の寸法
βPM:透過用ファイバの射出端を光電子増倍管に投影する倍率
PW:光電子増倍管の各検出部の配列方向の幅寸法
Ht:透過用ファイバの射出端の長手方向の寸法
Ph:光電子増倍管の各検出部の配列方向に直交する方向の寸法
αto:透過用ファイバの射出角度
θp:光電子増倍管の許容受光角度
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