JP5437613B2 - 照明光学装置 - Google Patents
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Description
本発明の照明光学装置(励起光学装置とも呼ばれる)は、コリメートされた又はほぼコリメートされたビームを放出するように構成されたレーザ又は他の光源などの光源と、ビームを焦点スポット上に集束する集束レンズと、光ビーム光源と集束レンズとの間の光経路中に位置決めされ、集束光ビームの焦点スポットの正確な位置決めを可能にするビーム調整光学装置とを含んでいる。本発明のビーム調整光学装置は、光経路に垂直な平面におけるレンズの再位置決めを可能にする位置決めデバイスに取り付けられた少なくとも1つの移動可能な集束レンズを含む。移動可能な集束レンズの大きさは、レンズが再位置決めされるときビームが移動可能なレンズを通過するようにコリメートされたビームの幅よりも十分に大きくなる。
光学分析器で使用するのに好適な光源は当技術分野でよく知られており、多数の製造業者から市販されている。具体例には、レーザ、アークランプ、及び発光ダイオードが含まれる。本発明で使用するために、放射された光ビームは、コリメートされるかほぼコリメートされるべきである。光源は、コリメート光学装置を含むことができる。フローサイトメトリで使用するための光源の説明は、例えば、非特許文献1に見いだすことができ、参照により本明細書に組み込まれる。
集束レンズは、当技術分野でよく知られている標準的な要素であり、多くの製造業者から市販されている。本発明で使用される特定のレンズ設計は用途依存であり、当業者は本明細書で提供される指針に従って適切な集束レンズをルーチン的に選択することができるであろう。フローサイトメトリで使用するための集束レンズの説明は、例えば、非特許文献1に見いだすことができ、参照により本明細書に組み込まれる。一般に、いかなる適切な材料も使用することができるが、レンズは最大光透過のために融解石英で製作される。
本発明は多くの異なる形態の実施形態によって適合されるが、本開示は、本発明の原理の例示と見なされるべきであり、示された実施形態に本発明を限定するものではないことを条件に、本発明の好ましい実施形態が図で示され、本明細書で詳細に説明される。
図1は、ビーム調整光学装置が単一の長焦点距離レンズからなる本発明の照明光学装置の実施形態を説明するための概略図で、ビーム調整光学装置が、焦点距離f12を有する長焦点距離レンズ(ビーム調整レンズ)12からなっている。
図3は、ビーム調整光学装置が平凹レンズと平凸レンズとからなる本発明の照明光学装置の実施形態を説明するための概略図で、ビーム調整光学装置が距離Dだけ隔てられた平凹レンズ32と平凸レンズ33とからなっている。光源31は、光経路35を有するビームを放出し、そのビームは、集束レンズ34によって流れストリーム36上で焦点スポット37に集束される。平凹レンズ32及び平凸レンズ33のうちの一方は、例えば、機械的位置決めシステム(図示せず)を使用することによって光経路に垂直な平面内で移動することができるように取り付けられる。図3において、平凹レンズ32及び平凸レンズ33は、光経路がレンズの各々の中心に置かれる、すなわち、レンズの光軸が光経路と一致するように位置決めされる。この構成では、照明光学装置の焦点スポット37は、ビーム調整光学装置によって光経路35から変位されない。
x’≒(1+D/f33)x
θ’≒d/f33 (10)
に変換されることになる。
12 長焦点距離レンズ(ビーム調整レンズ)
13 集束レンズ
14 光経路
15 サンプルストリーム
16 焦点スポット
17 変位した新しい焦点スポット
26 光線
31 光源
32 平凹レンズ
33 平凸レンズ
34 集束レンズ
35 光経路
36 流れストリーム
37 焦点スポット
38 変位した新しい焦点スポット
46 光線
Claims (17)
- (a)光経路に沿ってコリメートされた光ビームを放出するように構成された光源と、
(b)焦点距離f1を有し、前記光経路に位置決めされ、サンプル分析領域内の焦点スポット上に前記光ビームを集束するように構成された集束レンズと、
(c)前記光源と前記集束レンズとの間の前記光経路に位置決めされ、前記光経路に垂直な平面における移動を可能にする位置決めデバイスに取り付けられる少なくとも1つのビーム調整レンズを含むビーム調整光学装置とを備え、
前記ビーム調整光学装置は、焦点距離f2を有する前記ビーム調整レンズからなり、前記ビーム調整レンズ及び前記集束レンズは、光経路に沿って距離zだけ隔てられ、焦点距離が|f2−z|≫f1であって、
前記光経路に垂直な平面内で前記ビーム調整レンズを距離d変位させることに起因する焦点の横方向変位δは、
で求められることを特徴とする照明光学装置。 - 前記ビーム調整光学装置は、集束レンズからなることを特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。
- 前記ビーム調整光学装置は、焦点距離f2を有する集束レンズからなり、前記ビーム調整レンズ及び前記集束レンズは、光経路に沿って距離zだけ隔てられ、焦点距離が|f2−z|≧2f1であることを特徴とする請求項2に記載の照明光学装置。
- 前記焦点距離が、|f2−z|≧4f1であることを特徴とする請求項3に記載の照明光学装置。
- 前記焦点距離が、|f2−z|≧6f1であることを特徴とする請求項4に記載の照明光学装置。
- 前記ビーム調整レンズは、球面レンズであることを特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。
- 前記ビーム調整レンズは、円柱レンズであることを特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。
- 前記ビーム調整光学装置は、焦点距離f2を有する発散レンズであって、該焦点距離f2が負である発散レンズと、焦点距離f3を有する収束レンズであって、該焦点距離f3が正である収束レンズとを含み、前記ビーム調整レンズは、前記発散レンズ又は前記収束レンズであることを特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。
- 前記焦点距離が、f2=−f3であることを特徴とする請求項8に記載の照明光学装置。
- 前記ビーム調整光学装置は、焦点距離f2を有する平凹レンズと、焦点距離f3を有する平凸レンズとを含み、前記ビーム調整レンズは、前記平凹レンズ又は前記平凸レンズであることを特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。
- 前記焦点距離が、f2≧2f1及びf3≧2f1であることを特徴とする請求項10に記載の照明光学装置。
- 前記焦点距離が、f2≧4f1及びf3≧4f1であることを特徴とする請求項10に記載の照明光学装置。
- 前記焦点距離が、f2≧6f1及びf3≧6f1であることを特徴とする請求項10に記載の照明光学装置。
- 前記焦点距離が、f2=−f3であることを特徴とする請求項10に記載の照明光学装置。
- 前記焦点距離が、f2≧2f1であることを特徴とする請求項14に記載の照明光学装置。
- 前記焦点距離が、f2≧4f1であることを特徴とする請求項14に記載の照明光学装置。
- 前記焦点距離は、f2≧6f1であることを特徴とする請求項14に記載の照明光学装置。
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