JPH05509178A - 顕微鏡のための共焦点画像システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は顕微鏡のための共焦点画像システムに関し、より特定的には、スリッ ト走査を利用するようなシステムに関する。

先行技術 共焦点画像の原理は最初にミンスキ（Ｍｉｎｓｋ７）によって説明された（米国 特許第３，０１３，４６７号を参照）。

移動スリット共焦点画像システムはベア（Ｂｉｅｒ）　（米国特許第３，５４７ ．５１２号）と、リフトマン（Ｌｉｃｂ＋ｍａｎ）（（１９８９）のザ・ニュー ・バイオロジスト（Ｔｈｅ　ＮｅｗＢｉｏｌｏｇｉｓｔ　）　１．７５−８２の りクトマン　１９ｗ１、サンダーランド（Ｓｕｎｄｅ＋１ａｎｄ）　Ｗ、Ｊ、　 、およびウィルキンソン（Ｗｉｌｔｉｎｓｏｎ　）　Ｒ，Ｓ、参照）とにより説 明されてきた。また光のスリットまたはバーパターンが標本に亘って走査され、 標本からの反射または放射によって形成されたこのパターンの画像が定置スリッ ト型をしたアパーチャにあたる共焦点顕微鏡の形式も説明されている。定置スリ ットのこの使用はケスタ（Ｋｏｅ＋ｊｅｒ　）　（ケスタ　Ｃ，Ｊ。

（１９８０）応用光学（＾ｐｐ１．０ｐｔｉｃｓ）１貫、１７４９−１７５７） 、バーンズ（Ｂ＋＋＋ｎｓ　）等（バーンズ　Ｄ、　Ｈ，、ハタンガディ（Ｈａ ｌａｎｇａｄｉ　）　Ｒ，Ｂ、およびスペルマンおよびブラッケンホ７　（［ｌ ＋ａｋｅｎｈｏ＋１）とピサ（Ｖｉｓｓｃｈｅ＋）（ブラッケンホフ　Ｇ、Ｊ、 とビサ　Ｋ、（１９９０）英国顕微鏡学会論文集（Ｔｒａｎｓ、　Ｒｏ７９ｍｉ ｃｒｏｓｃ、　Ｓｏｃ、　）　１．２４７−２５０）のデザインの特徴である。

初期収差のない反射オートコリメーティングシステムはオフナー（Ｏ［ｎｅｒ） によって説明された（Ａ、オフナー、光学エンジニアリング（Ｏｐｔｉｃａｌ　 ＥＢ：ｎｔｅ＋’＋ｎｇ　）　（１９７５）　、１４．１３１参照）。

（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を解消する有効な手段として確立された。

これらのシステムにおいて、対物面における大変率さな領域のみがいずれかの所 与の時間に照らされる。対物面における照明は単一の点、点のアレイ、単一の線 または線のアレイの形式であるかもしれない。照明パターンと同じ幾何学的な形 式を有するマスクは対物面と共役の面に組入れられ、照らされた領域のすぐ付近 からの信号のみがマスクを介して視野システムに入ることを許される。この方法 で、照らされた領域から発散する妨害信号は拒絶される。一方でその照明に備え てマスクを保持しながら対物面の区域の全体に及ぶような方法で照明パターンを 走査することによって完全な画像が確立される。

単一点ではなくスリットまたはスリットのアレイを照明のパターンとして使用す るのには、利点がある。たとえばる。この修正は公知のオフナーのリレーを独自 の反射性走査システムに変換する。

システムにおいて、相応しい点で焦点を合わせるための反射性エレメントの使用 は、そのようなエレメントは製造するのに高価でなくかつ大変広い範囲の波長で 良く機能するという点で先行技術の改良でもある。

実施例の説明 この発明に従った共焦点画像システムが、好ましいシステムが概略的に示される 図面の単−図を参照して、例証される。このシステムは従来の顕微鏡の対物レン ズ（ＯＢＪ）とアイピース（Ｅ　Ｙ　Ｅ）の間に介挿される。それは２つのオフ ナーの反射オートコリメーション装ｆｆ１（Ａｌ、ＢｌおよびＡ２、Ｂ２）を含 む。

オフナーのオートコリメーションシステムは比率が１・２の曲率半径を有する一 対の鏡から成る。小さい半径の鏡は凸面であり、他方は凹面である。オフナーに よって説明されるように、このシステムは、もし光が図面に示される態様でそれ を介して反射されるならば、１：１の光学リレーとして機能する。このように、 鏡Ａ１とＢ１とから成るオフナーのシステムは、アイピース（Ｅ　Ｙ　Ｅ）にお いて点線で示される面でスリットＣを焦点合わせする。鏡Ａ２と８２からなる別 のオフナーシステムは、共役焦点を面ＯＰと、スリットＣとレンズ上１内での中 央の面ＭＰに作る。

この文脈におけるオフナーシステムの有用性はその製作のたやすさ、全体の色収 差のないこと、および−次収差のないことである。

照明はビームスプリッタ（ＢＳ）を経て送り込まれる。

光は照らされたスリットによって与えられ得る。しかしながら好ましい実施例に おいて、スリットは使用されていない。代わりに平行レーザビームが円筒形レン ズ（ＣＬ）を介して通過され、それから従来の球形レンズ（Ｂ２）を介して対物 面と共役である面ＯＰにおいてレーザ光線の焦点合せされた線を与える。照明ビ ームはオフナー装置を介して顕微鏡の基部に向けられる（Ｂ２．Ａ２）。

この発明に従って、オフナー装置は、凸面鏡Ｂ１およびＢ２の各々図の面と直角 をなす紬の周りを振動するようにし、それによってビームが走査するように修正 される。図１に示される両方の凸面鏡は画像面ではなく顕微鏡に関するアパーチ ャ面にあり、それゆえそれらは理想的には走査エレメントとして役立つようにお かれる。

走査段階において光線はＢ２から通過し、結合レンズＬ１を介して対物レンズ（ ＯＢＪ）に入り、それはＢ２と共役の面に対物レンズの背面アパーチャをもたら すように機能する。　照明された対象からの信号はそれから逆にこの経路を横断 し、鏡Ｂ２によって走査される。それはそれからビームスプリッタＢＳを介して マスキングスリットＣへ通過し、そこでそれは焦点合せされかつスリットを横断 する。照明された線から離れた領域から発散する妨害信号はスリットによって拒 絶される。スリットは幅が調整可能であり、厳重な共焦点状態が課せられること （スリ・ントを狭く）またはより共焦点でない性質のより明るい画像が形成され ること（スリットを広く）を可能にする。第２のオフナー装置における振動鏡Ｂ １は信号をデスキャンするように働き、中心面（ＭＰ）において定置二次元画像 を再生し、これはアイピースを使って直接的に目視する（ｖｉｅｗ）こともまた はカメラに記録されることもできる。

凸面鏡Ｂ１およびＢ２の動きは全フィールドを走査するいかなる形式をとっても よいが、交互の方向において均一な角速度の掃引が好ましく、なぜなら、これは 不動時間を減しかつ均一な明るさの画像を提供するからである。好ましい実施例 において、鏡Ｂ２は振動鏡Ｂ１とは同期にしかし反位相に作用する。ビームスプ リッタＢＳは、反射されかつ送信された強度のいかなる所望された比率をも作り 出す単純な装置かまたは、蛍光顕微鏡において慣例であるようにまたは２色性の 反射鏡（ダイクロイック）かのどちらかであり得る。

要約 光学顕微鏡と共に使用する共焦点画像システムであって、スリット型またはバー 型の光のビームが標本に亘って走査され、固定マスクでデスキャンされ、かつ目 視または記録のために再走査され、焦点合せおよび走査システムは完全反射性光 学系によって構成される（Ａ１．ＢｌおよびＡ２゜Ｂ２）。

国際調査報告 国際調査報告 ＧＢ　９１０１２６８ Ｓ＾　４９９４６

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．光学顕微鏡との組合わせにおいて、スリット型またはバー型照明ビームまた はそのようなビームのアレイを形成するための手段と、それによって光が対物レ ンズを有する光学顕微鏡へ向けられるビームスプリット手段と、単数または複数 の照明ビームが走査しかつ標本を走査するために顕微鏡の対物レンズに向けられ るようにされる光学走査手段とを含み、そのような光学走査手段は焦点合せおよ び走査の両方のための完全反射性光学系からなる、共焦点画像システム。
2. ２．同じ反射性光学系が標本から放出されたまたは反射されたビームがビームス プリッタを介して定置共焦点マスク上でデスキャンされかつ焦点合せされること を引き起こす、請求項１に記載の組合せ。
3. ３．前記マスクは可変幅のスリットである、請求項２に記載の組合せ。
4. ４．マスクによって境界を画されたされた定置画像は第２の完全反射性光学系に よって再度走査されかつ目視または記録のために焦点合せされる請求項２または ３に記載の組合せ。
5. ５．最初に述べられた反射性システムは内部鏡が回転的に振動するようにされた 修正されたオフナーのコリメーションシステムである、請求項１から４のいずれ かに記載の組合せ。
6. ６．第２の反射性システムは内部鏡が回転的に振動するようにされた修正された オフナーのコリメーションシステムである、請求項５に記載の組合せ。
7. ７．２つの反射性システムのそれぞれの内部鏡は同期して、しかし反位相で振動 する、請求項６に記載の組合せ。
8. ８．それぞれの内部鏡は交互の回転的な意味において均一な角速度で振動する、 請求項７に記載の組合せ。
9. ９．スリット型またはバー型のビームを形成するための手段は屈折によってビー ムを整形する円筒形レンズを含む、請求項１から９のいずれかに記載の組合せ。
10. １０．照明ビームはレーザビームである、請求項９に記載の組合せ。
11. １１．対物レンズの全口径が使用される、前述の請求項のいずれかに記載の組合 せ。