JP5913964B2

JP5913964B2 - 分光検出装置、及び、それを備えた共焦点顕微鏡

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Description

本発明は、分光検出装置、及び、それを備えた共焦点顕微鏡に関し、特に、分光手段として分散素子と光学フィルタとを備えた分光検出装置、及び、それを備えた共焦点顕微鏡に関する。

現在、分光検出装置に用いられる分光手段は、主に、プリズムや回折格子などの分散素子と、ダイクロイックフィルタ（ダイクロイックミラー）やバリアフィルタなどの波長選択フィルタと、に大別される。

分散素子を用いる分光検出装置（以降、分散素子方式の分光検出装置と記す）は、波長選択フィルタを用いる分光検出装置（以降、フィルタ方式の分光検出装置と記す）に比べて高い波長分解能でマルチチャンネル検出を行うことが可能であり、検出対象とする波長範囲も容易に変更することができる。一方、フィルタ方式の分光検出装置は、分散素子方式の分光検出装置に比べて、高い検出効率を実現することができる。

このように、分散素子方式の分光検出装置とフィルタ方式の分光検出装置は異なる特徴を有しており、観察対象や使用目的などによって好ましい方式が異なる。このため、これらの方式を切換えて使用することができる分光検出装置が開発されている。そのような分光検出装置は、例えば、特許文献１に開示されている。

特許文献１には、蛍光検出装置が開示されていて、その蛍光検出装置は、回折格子面を有する回転駆動ミラーを移動させる移動駆動装置を備えている。特許文献１に開示される蛍光検出装置によれば、移動駆動機構が回転駆動ミラーを移動させることにより、分散素子方式とフィルタ方式とを切換えることができる。

特開２００６−１０４０６号公報

ところで、特許文献１に開示される蛍光検出装置は、共焦点絞りを通過してコリメータレンズで平行光に変換させた光に対して、回折格子面を有する回転駆動ミラーまたは波長選択フィルタのいずれかを選択的に作用させる構成を有している。

しかしながら、単に光路を切換えて光に作用する分光手段を変えるだけでは、それぞれの方式の特徴を十分に発揮することは困難であり、分散素子方式による高い波長分解能とフィルタ方式による高い検出効率を高いレベルで両立することはできない。

以上のような実情を踏まえ、本発明では、分散素子方式による高い波長分解能とフィルタ方式による高い検出効率とを両立する技術を提供することを課題とする。

本発明の第１の態様は、検出光が入射する、開口が形成された絞りと、前記検出光を検出する第１の光検出器と、前記検出光を検出する第２の光検出器と、前記絞りから射出される前記検出光を略平行光に変換して、前記第１の光検出器または前記第２の光検出器の少なくとも一方に向けて射出するコリメート部と、前記コリメート部と前記第１の光検出器の間に配置された、前記検出光を分散させる分散素子と、前記分散素子で分散した前記検出光を前記第１の光検出器に集光させる集光光学系と、前記コリメート部と前記第２の光検出器の間に配置された、所定の波長範囲の光を前記第２の光検出器に入射させる波長選択フィルタを含み、前記コリメート部は、前記第１の光検出器に向けて射出される前記検出光に対する焦点距離と前記第２の光検出器に向けて射出される前記検出光に対する焦点距離とが異なるように構成されており、前記第１の光検出器に向けて射出される前記検出光に対する前記コリメート部の焦点距離は、前記第２の光検出器に向けて射出される前記検出光に対する前記コリメート部の焦点距離よりも長く、前記コリメート部は、前記検出光を前記第１の光検出器または前記第２の光検出器の少なくとも一方に導く光路形成手段と、前記光路形成手段と前記絞りとの間に配置された、前記絞りを通過した前記検出光を略平行光に変換するコリメートレンズと、前記光路形成手段と前記第２の光検出器との間に配置された、前記光路形成手段を通過した略平行光である前記検出光の光束径を変更する変倍光学系と、を含み、前記コリメートレンズの焦点距離は、前記コリメートレンズと前記変倍光学系の合成焦点距離よりも長いことを特徴とする分光検出装置を提供する。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の分光検出装置において、前記光路形成手段は、前記検出光を前記第１の光検出器に入射する光と前記第２の光検出器に入射する光に分割する光分割手段である分光検出装置を提供する。

本発明の第３の態様は、第１の態様に記載の分光検出装置において、前記光路形成手段は、前記検出光を前記第１の光検出器または前記第２の光検出器のいずれか一方に選択的に導く光路切換え手段である分光検出装置を提供する。

本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つに記載の分光検出装置を含むことを特徴とする共焦点顕微鏡を提供する。

本発明によれば、分散素子方式による高い波長分解能とフィルタ方式による高い検出効率とを両立する技術を提供することができる。

本発明の実施例１に係る分光検出装置を含む共焦点顕微鏡の構成を例示した図である。本発明の実施例２に係る分光検出装置の構成を例示した図である。本発明の実施例３に係る分光検出装置の構成を例示した図である。

図１は、本実施例に係る分光検出装置を含む共焦点顕微鏡の構成を例示した図である。図１に例示される共焦点顕微鏡１は、レーザー光が照射された標本Ｓからの検出光（例えば、蛍光）を分散素子方式とフィルタ方式の両方式で同時に検出する分光検出装置１０を備えた顕微鏡である。

共焦点顕微鏡１は、レーザー光を射出するレーザー光源２と、レーザー光源２に接続された光ファイバー３と、レーザー光を反射させて検出光を透過させるダイクロイックミラー４と、標本Ｓを光軸と直交する方向にレーザー光で走査するＸＹスキャナ５と、標本Ｓにレーザー光を照射する対物レンズ６と、検出光を分光検出装置１０に向けて反射させる反射ミラー７と、ミラー７で反射した検出光を集光させる共焦点レンズ８と、分光検出装置１０を含んでいる。

分光検出装置１０は、共焦点ピンホール１２が形成された共焦点絞り１１と、コリメート部２０と、検出光を分散素子方式で検出する第１の分光検出部である分散検出部３０と、検出光をフィルタ方式で検出する第２の分光検出部であるフィルタ検出部４０を含んでいる。
共焦点絞り１１は、共焦点レンズ８の後側焦点面近傍に配置されていて、検出光が入射するように構成されている。

コリメート部２０は、ダイクロイックミラー２１と、コリメートレンズ２２と、コリメートレンズ２３を含み、共焦点絞り１１から射出される検出光を略平行光に変換して、分散検出部３０またはフィルタ検出部４０の少なくとも一方に向けて射出するように構成されている。
ダイクロイックミラー２１は、検出光を波長に応じて、分散検出部３０に入射する光とフィルタ検出部４０に入射する光に分割する光分割手段である。

コリメートレンズ２２は、ダイクロイックミラー２１と分散検出部３０の間に配置されていて、ダイクロイックミラー２１を透過した検出光を略平行光に変換して分散検出部３０に向けて射出するように構成されている。即ち、コリメートレンズ２２は、検出光を略平行光として分散検出部３０に向けて射出する第１のコリメート光学系である。

コリメートレンズ２３は、ダイクロイックミラー２１とフィルタ検出部４０の間に配置されていて、ダイクロイックミラー２１を反射した検出光を略平行光に変換してフィルタ検出部４０に向けて射出するように構成されている。即ち、コリメートレンズ２３は、検出光を略平行光としてフィルタ検出部４０に向けて射出する第２のコリメート光学系である。

コリメートレンズ２２とコリメートレンズ２３は、異なる焦点距離を有している。即ち、コリメート部２０は、分散検出部３０に向けて射出される検出光に対する焦点距離とフィルタ検出部４０に向けて射出される検出光に対する焦点距離とが異なるように構成されている。具体的には、コリメートレンズ２２は、コリメートレンズ２３の焦点距離よりも長い焦点距離を有しているため、コリメート部２０は、分散検出部３０に向けて射出される検出光に対する焦点距離がフィルタ検出部４０に向けて射出される検出光に対する焦点距離よりも長くなるように構成されている。その結果、分散検出部３０に向けて射出される検出光の光束径は、フィルタ検出部４０に向けて射出される検出光の光束径に比べて太くなる。

分散検出部３０は、検出光を分散させる（つまり、波長毎に分離する）分散素子であるプリズム３１と、プリズム３１で分散した検出光を集光させる光学系である集光レンズ３２と、スリット３４が形成されたスリット板３３と、シングルチャンネルの光検出器３５とを含んでいる。

スリット板３３は、集光レンズ３２の後側焦点面近傍に配置されていて、光検出器３５に入射する検出光の波長範囲を制限する役割を有していて、スリット板３３と光検出器３５は、プリズム３で分散した検出光を検出する第１の光検出器として機能する。また、集光レンズ３２は、検出光を第１の光検出器（より厳密には、スリット板３３が配置された面）に集光させるように構成されている。

フィルタ検出部４０は、検出光を波長に応じて分割するダイクロイックミラー４１と、ダイクロイックミラー４１を透過した光を反射させるミラー４２と、検出光から所定の波長範囲の光を分離する波長選択フィルタであるバリアフィルタ４３及びバリアフィルタ４４と、波長選択フィルタで分離した検出光を検出する第２の光検出器である光検出器４５及び光検出器４６を含んでいる。

バリアフィルタ４３とバリアフィルタ４４は異なる波長特性を有しており、バリアフィルタ４３、バリアフィルタ４４は、それぞれ異なる所定の波長範囲の光を光検出器４５、光検出器４６に入射させるように構成されている。光検出器４５、光検出器４６は、それぞれシングルチャンネルの光検出器である。

以上のように構成された共焦点顕微鏡１の作用について説明する。
レーザー光源２から射出されたレーザー光は、光ファイバー３を介して入射するダイクロイックミラー４を反射する。ダイクロイックミラー４を反射したレーザー光は、ＸＹスキャナ５を介して対物レンズ６に入射し、標本Ｓに照射される。ＸＹスキャナ５でレーザー光を偏向させることで、標本Ｓの任意の部位にレーザー光を照射することができる。レーザー光の照射により標本Ｓから生じた検出光は、対物レンズ６で略平行光に変換され、ＸＹスキャナ５でレーザー光と同様に偏向される。さらに、ＸＹスキャナ５を通過した検出光は、ダイクロイックミラー４、ミラー７を介して入射する共焦点レンズ８で収斂光に変換されて、コリメート部２０に入射する。

コリメート部２０に入射した検出光のうち対物レンズ６の焦点面以外からの検出光は共焦点絞り１１で排除されて、焦点面からの検出光が共焦点絞り１１を通過する。共焦点絞り１１を通過した検出光は、発散光としてコリメート部２０に入射して、ダイクロイックミラー２１で分割される。

ダイクロイックミラー２１を透過した検出光は、コリメートレンズ２２により略平行光に変換されて、コリメート部２０から分散検出部３０に入射する。分散検出部３０に入射した検出光は、プリズム３１で波長分散し、波長毎に異なる角度で集光レンズ３２に入射する。波長毎に異なる角度で入射した検出光は、集光レンズ３２の光軸と直交する方向の異なる位置に集光する。このため、スリット板３３上の異なる位置に入射する。その結果、スリット板３３のスリット３４が形成された位置に入射した検出光のみが光検出器３５に入射し、検出される。

分光素子方式による検出では、共焦点ピンホール１２がスリット板３３に投影されるため、スリット板３３上には異なる位置に異なる波長のピンホール像が形成される。このため、共焦点ピンホール１２像の投影倍率（集光レンズ３２の焦点距離／コリメートレンズ２２の焦点距離）が大きすぎると、異なる波長の検出光により形成される共焦点ピンホール１２像がスリット板３３上で重なってしまう。従って、分散素子方式による検出の波長分解能は、共焦点ピンホール１２像の投影倍率に依存する。

分光検出装置１０では、集光レンズ３２の焦点距離は、プリズム３１とスリット３４に依存して決定されるため、任意に設計することはできない。しかしながら、分光検出装置１０は、コリメートレンズ２２とコリメートレンズ２３が異なる焦点距離を有するように構成されていて、コリメートレンズ２２がコリメートレンズ２３よりも長い焦点距離を有している。このため、スリット板３３に投影される共焦点ピンホール１２像の投影倍率を低く抑えることが可能であり、高い波長分解能を実現することができる。

一方、ダイクロイックミラー２１を反射した検出光は、コリメートレンズ２３により略平行光に変換されて、コリメート部２０からフィルタ検出部４０に入射する。フィルタ検出部４０に入射した検出光は、ダイクロイックミラー４１で波長に応じて分割される。ダイクロイックミラー４１を反射した検出光は、略平行光として入射するバリアフィルタ４３で波長が制限されて、その後、光検出器４５で検出される。ダイクロイックミラー４１を透過した検出光は、ミラー４２を反射し、略平行光として入射するバリアフィルタ４４で波長が制限されて、その後、光検出器４６で検出される。

フィルタ方式による検出では、検出光は光検出器４５、光検出器４６に平行光として入射する。従って、平行光の光束径が太すぎると光検出器でケラレてしまい、光量損失が生じてしまう。また、検出光は、コリメートレンズ２３と光検出器の間の光学素子（ダイクロイックミラー４１、ミラー４２、バリアフィルタ４３、バリアフィルタ４４）にも同様に平行光として入射する。従って、平行光の光束径が太すぎるとこれらの光学素子でもケラレてしまい、光量損失が生じてしまう。

分光検出装置１０では、コリメートレンズ２２とコリメートレンズ２３が異なる焦点距離を有するように構成されていて、コリメートレンズ２３がコリメートレンズ２２よりも短い焦点距離を有している。このため、コリメートレンズ２３から射出される検出光の光束径を細くすることが可能であり、光量損失を抑えて高い検出効率を実現することができる。

本実施例に係る分光検出装置１０及び共焦点顕微鏡１によれば、分散素子方式とフィルタ方式で異なるコリメータレンズが用いられているため、互いの方式で生じる制約にとらわれることなく、それぞれに最適な焦点距離のコリメートレンズを用いることができる。このため、分散素子方式による高い波長分解能とフィルタ方式による高い検出効率とを両立することができる。

なお、以上では、コリメート部２０が光分割手段であるダイクロイックミラー２１を有する例を示したが、光分割手段であるダイクロイックミラー２１に限られない。光分割手段として、ダイクロイックミラー２１の代わりに、例えば、ハーフミラーや偏光ビームスプリッタなど、検出光を分割する任意の手段を用いることができる。

また、光分割手段の代わりに、検出光を分散検出部３０またはフィルタ検出部４０のいずれか一方に選択的に導く光路切換え手段を含んでもよい。具体的には、ダイクロイックミラー２１の代わりに、光路に対して挿脱可能なミラー、または、回転可能なミラーを配置してもよい。この場合、ミラーの挿脱または回転により分散素子方式による検出とフィルタ方式による検出を切換えて使用することが可能であり、ダイクロイックミラー２１を含む場合と同様の効果を得ることができる。即ち、コリメート部２０は、検出光を分散検出部３０またはフィルタ検出部４０の少なくとも一方に導く光路形成手段を含んでいればよい。

図２は、本実施例に係る分光検出装置の構成を例示した図である。本実施例に係る共焦点顕微鏡は、分光検出装置１０の代わりに分光検出装置５０を含む点が図１に例示される共焦点顕微鏡１と異なっている。その他の構成については、共焦点顕微鏡１と同様であるので、図２では分光検出装置５０のみが示されている。

分光検出装置５０は、共焦点ピンホール１２が形成された共焦点絞り１１と、コリメート部６０と、検出光を分散素子方式で検出する第１の分光検出部である分散検出部７０と、検出光をフィルタ方式で検出する第２の分光検出部であるフィルタ検出部４０を含んでいる。分光検出装置５０は、コリメート部２０の代わりにコリメート部６０を含む点、分散検出部３０の代わりに分散検出部７０を含む点が、図１に例示される実施例１に係る分光検出装置１０と異なっている。共焦点絞り１１及びフィルタ検出部４０については、分光検出装置１０と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。

コリメート部６０は、コリメートレンズ６１と、ダイクロイックミラー６２と、変倍光学系６３を含み、共焦点絞り１１から射出される検出光を略平行光に変換して、分散検出部７０またはフィルタ検出部４０の少なくとも一方に向けて射出するように構成されている。

コリメートレンズ６１は、ダイクロイックミラー６２と共焦点絞り１１との間に配置されていて、共焦点絞り１１を通過した検出光を略平行光に変換するように構成されている。
ダイクロイックミラー６２は、検出光を波長に応じて、分散検出部７０に入射する光とフィルタ検出部４０に入射する光に分割する光分割手段である。

変倍光学系６３は、ダイクロイックミラー６２と分散検出部７０との間に配置されていて、ダイクロイックミラー６２を透過した略平行光である検出光の光束径を変更する変倍光学系である。

コリメート部６０では、コリメートレンズ６１と変倍光学系６３の組み合わせが、検出光を略平行光として分散検出部７０に向けて射出する第１のコリメート光学系として機能し、コリメートレンズ６１単体が、検出光を略平行光としてフィルタ検出部４０に向けて射出する第２のコリメート光学系として機能する。

コリメートレンズ６１と変倍光学系６３との合成焦点距離とコリメートレンズ６１単体の焦点距離は異なる。即ち、コリメート部６０は、分散検出部７０に向けて射出される検出光に対する焦点距離とフィルタ検出部４０に向けて射出される検出光に対する焦点距離とが異なるように構成されている。具体的には、コリメートレンズ６１の焦点距離は、コリメートレンズ６１と変倍光学系６３の合成焦点距離よりも短い焦点距離を有しているため、コリメート部６０は、分散検出部７０に向けて射出される検出光に対する焦点距離がフィルタ検出部４０に向けて射出される検出光に対する焦点距離よりも長くなるように構成されている。その結果、分散検出部７０に向けて射出される検出光の光束径は、フィルタ検出部４０に向けて射出される検出光の光束径に比べて太くなる。

分散検出部７０は、検出光を分散させる（つまり、波長毎に分離する）分散素子である回折格子７１と、回折格子７１で分散した検出光を光検出器７３に集光させる光学系である集光レンズ７２と、マルチチャンネルの光検出器７３を含んでいる。
光検出器７３は、集光レンズ７２の後側焦点面近傍に配置されていて、回折格子７１で分散した検出光を検出する第１の光検出器として機能する。

分光素子方式による検出では、共焦点ピンホール１２が光検出器７３に投影されるため、各波長の検出光は光検出器７３上の異なる位置を中心に、光検出器７３に投影された共焦点ピンホール１２像の範囲内に集光する。このため、共焦点ピンホール１２像の投影倍率（集光レンズ７２の焦点距離／コリメートレンズ６１と変倍光学系６３の合成焦点距離）が大きすぎると、異なる波長の検出光により形成される共焦点ピンホール１２像が光検出器７３上で重なってしまう。つまり、光検出器７３の各チャンネルで複数の波長の光が検出されてしまう。従って、実施例１に係る分光検出装置１０と同様に、分光検出装置５０でも、分散素子方式による検出の波長分解能は、共焦点ピンホール１２像の投影倍率に依存する。

分光検出装置５０では、コリメートレンズ６１と変倍光学系６３との合成焦点距離とコリメートレンズ６１単体の焦点距離が異なるように構成されていて、合成焦点距離がコリメートレンズ６１単体の焦点距離よりも長い。このため、光検出器７３に投影される共焦点ピンホール１２像の投影倍率を低く抑えることが可能であり、高い波長分解能を実現することができる。

フィルタ方式による検出については、実施例１に係る分光検出装置１０と同様である。分光検出装置５０では、コリメートレンズ６１と変倍光学系６３との合成焦点距離とコリメートレンズ６１単体の焦点距離が異なるように構成されていて、コリメートレンズ６１単体の焦点距離が合成焦点距離よりも短い。このため、フィルタ検出部４０に向けて射出される検出光の光束径を細くすることが可能であり、光量損失を抑えて高い検出効率を実現することができる。

本実施例に係る分光検出装置５０及び共焦点顕微鏡によれば、実施例１に係る分光検出装置１０及び共焦点顕微鏡１と同様に、分散素子方式による高い波長分解能とフィルタ方式による高い検出効率とを両立することができる。

また、分光検出装置５０では、光分割手段であるダイクロイックミラー６２に入射する検出光が平行光である。従って、発散光として検出光が入射する分光検出装置１０に比べて、光分割手段での収差の発生を抑えることが可能となるため、高い波長分解能と高い検出効率をより高いレベルで両立することができる。

なお、分光検出装置５０は、光分割手段がダイクロイックミラー６２に限られない点、光分割手段の代わりに光路切換え手段を含んでもよい点についても、実施例１に係る分光検出装置１０と同様である。また、分光検出装置５０は、分散検出部７０の代わりに図１に例示される分散検出部３０を含んでもよい。同様に、実施例１に係る分光検出装置１０も、分散検出部３０の代わりに分散検出部７０を含んでもよい。

図３は、本実施例に係る分光検出装置の構成を例示した図である。本実施例に係る共焦点顕微鏡は、分光検出装置５０の代わりに分光検出装置８０を含む点が実施例２に係る共焦点顕微鏡と異なっている。

分光検出装置８０は、共焦点ピンホール１２が形成された共焦点絞り１１と、コリメート部９０と、検出光を分散素子方式で検出する第１の分光検出部である分散検出部７０と、検出光をフィルタ方式で検出する第２の分光検出部であるフィルタ検出部４０を含んでいる。分光検出装置８０は、コリメート部６０の代わりにコリメート部９０を含む点が、図２に例示される実施例２に係る分光検出装置５０と異なっている。共焦点絞り１１、フィルタ検出部４０及び分散検出部７０については、分光検出装置５０と同様であるので、同一の符号を付して説明を省略する。

コリメート部９０は、コリメートレンズ９１と、ダイクロイックミラー９２と、変倍光学系９３を含み、共焦点絞り１１から射出される検出光を略平行光に変換して、分散検出部７０またはフィルタ検出部４０の少なくとも一方に向けて射出するように構成されている。

コリメートレンズ９１は、ダイクロイックミラー９２と共焦点絞り１１との間に配置されていて、共焦点絞り１１を通過した検出光を略平行光に変換するように構成されている。
ダイクロイックミラー９２は、検出光を波長に応じて、分散検出部７０に入射する光とフィルタ検出部４０に入射する光に分割する光分割手段である。

変倍光学系９３は、ダイクロイックミラー６２とフィルタ検出部４０との間に配置されていて、ダイクロイックミラー９２を反射した略平行光である検出光の光束径を変更する変倍光学系である。

コリメート部９０では、コリメートレンズ９１単体が、検出光を略平行光として分散検出部７０に向けて射出する第１のコリメート光学系として機能し、コリメートレンズ９１と変倍光学系９３の組み合わせが、検出光を略平行光としてフィルタ検出部４０に向けて射出する第２のコリメート光学系として機能する。

コリメートレンズ９１と変倍光学系９３との合成焦点距離とコリメートレンズ９１単体の焦点距離は異なる。即ち、コリメート部９０は、分散検出部７０に向けて射出される検出光に対する焦点距離とフィルタ検出部４０に向けて射出される検出光に対する焦点距離とが異なるように構成されている。具体的には、コリメートレンズ９１の焦点距離は、コリメートレンズ９１と変倍光学系９３の合成焦点距離よりも長い焦点距離を有しているため、コリメート部９０は、分散検出部７０に向けて射出される検出光に対する焦点距離がフィルタ検出部４０に向けて射出される検出光に対する焦点距離よりも長くなるように構成されている。その結果、分散検出部７０に向けて射出される検出光の光束径は、フィルタ検出部４０に向けて射出される検出光の光束径に比べて太くなる。

従って、本実施例に係る分光検出装置５０及び共焦点顕微鏡によれば、実施例１に係る分光検出装置１０及び共焦点顕微鏡１、並びに、実施例２に係る分光検出装置５０及び共焦点顕微鏡と同様に、分散素子方式による高い波長分解能とフィルタ方式による高い検出効率とを両立することができる。

また、分光検出装置８０では、光分割手段であるダイクロイックミラー９２に入射する検出光が平行光である。従って、分光検出装置５０と同様の理由により、高い波長分解能と高い検出効率をより高いレベルで両立することができる。

なお、分光検出装置８０は、光分割手段がダイクロイックミラー９２に限られない点、光分割手段の代わりに光路切換え手段を含んでもよい点についても、実施例１及び実施例２に係る分光検出装置と同様である。また、分光検出装置８０は、分散検出部７０の代わりに図１に例示される分散検出部３０を含んでもよい点についても実施例２に係る分光検出装置５０と同様である。

１・・・共焦点顕微鏡
２・・・レーザー光源
３・・・光ファイバー
４、２１、４１、６２、９２・・・ダイクロイックミラー
５・・・ＸＹスキャナ
６・・・対物レンズ
７、４２・・・ミラー
８・・・共焦点レンズ
１０、５０、８０・・・分光検出装置
１１・・・共焦点絞り
１２・・・共焦点ピンホール
２０、６０、９０・・・コリメート部
２２、２３、６１、９１・・・コリメートレンズ
３０、７０・・・分散検出部
３１・・・プリズム
３２、７２・・・集光レンズ
３３・・・スリット板
３４・・・スリット
３５、４５、４６、７３・・・光検出器
４０・・・フィルタ検出部
４３、４４・・・バリアフィルタ
６３、９３・・・変倍光学系
７１・・・回折格子

Claims

検出光が入射する、開口が形成された絞りと、
前記検出光を検出する第１の光検出器と、
前記検出光を検出する第２の光検出器と、
前記絞りから射出される前記検出光を略平行光に変換して、前記第１の光検出器または前記第２の光検出器の少なくとも一方に向けて射出するコリメート部と、
前記コリメート部と前記第１の光検出器の間に配置された、前記検出光を分散させる分散素子と、
前記分散素子で分散した前記検出光を前記第１の光検出器に集光させる集光光学系と、
前記コリメート部と前記第２の光検出器の間に配置された、所定の波長範囲の光を前記第２の光検出器に入射させる波長選択フィルタを含み、
前記コリメート部は、前記第１の光検出器に向けて射出される前記検出光に対する焦点距離と前記第２の光検出器に向けて射出される前記検出光に対する焦点距離とが異なるように構成されており、
前記第１の光検出器に向けて射出される前記検出光に対する前記コリメート部の焦点距離は、前記第２の光検出器に向けて射出される前記検出光に対する前記コリメート部の焦点距離よりも長く、
前記コリメート部は、
前記検出光を前記第１の光検出器または前記第２の光検出器の少なくとも一方に導く光路形成手段と、
前記光路形成手段と前記絞りとの間に配置された、前記絞りを通過した前記検出光を略平行光に変換するコリメートレンズと、
前記光路形成手段と前記第２の光検出器との間に配置された、前記光路形成手段を通過した略平行光である前記検出光の光束径を変更する変倍光学系と、を含み、
前記コリメートレンズの焦点距離は、前記コリメートレンズと前記変倍光学系の合成焦点距離よりも長い
ことを特徴とする分光検出装置。
請求項１に記載の分光検出装置において、
前記光路形成手段は、前記検出光を前記第１の光検出器に入射する光と前記第２の光検出器に入射する光に分割する光分割手段である
ことを特徴とする分光検出装置。
請求項１に記載の分光検出装置において、
前記光路形成手段は、前記検出光を前記第１の光検出器または前記第２の光検出器のいずれか一方に選択的に導く光路切換え手段である
ことを特徴とする分光検出装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の分光検出装置を含むことを特徴とする共焦点顕微鏡。