JPH06214162A - 共焦点走査型光学顕微鏡 - Google Patents

共焦点走査型光学顕微鏡

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JPH06214162A
JPH06214162A JP600593A JP600593A JPH06214162A JP H06214162 A JPH06214162 A JP H06214162A JP 600593 A JP600593 A JP 600593A JP 600593 A JP600593 A JP 600593A JP H06214162 A JPH06214162 A JP H06214162A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】試料からの反射光と蛍光を効率よく検出できる
共焦点走査型光学顕微鏡を得ることにある。 【構成】光源1からの光を試料6上に集光する対物レン
ズ5と、試料6からの反射光を検出する反射光検出用の
光検出器8と、試料6からの蛍光を検出する蛍光検出用
の光検出器8と、反射光検出用および蛍光検出用の光検
出器8,8に反射光および蛍光を導くものであって、光
源1の波長に合わせたダイクロイックミラー11,12
を備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、共焦点走査型光学顕微
鏡に係り、特に試料からの反射光と蛍光を効率よく検出
可能にした共焦点走査型光学顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、共焦点走査型光学顕微鏡として、
以下のように構成されたものがある。光源からの光を対
物レンズで、試料(標本)上に集束させて光スポットを
形成し、その光スポットで試料を2次元走査すると共
に、試料からの反射光、または蛍光は対物レンズの焦点
位置と共役な位置に配設した共焦点絞りを通過させて取
り出し、その取り出した光を光電変換して当該試料の画
像情報が得られるものである。
【0003】以下、この種従来の顕微鏡について、図8
および図9を参照して説明する。図8は、従来の第1の
例を示す図であって、これは主に材料、半導体などの観
察用に使用される。すなわち、光源1から発したレーザ
ビームを偏光ビームスプリッタ2で反射させて2次元光
偏向器3によりXーYに2次元走査される。
【0004】2次元走査されたレーザビームは、λ/4
板4を通り、円偏光となる。対物レンズ5によって試料
6に照射されたレーザビームの反射光は再び、対物レン
ズ5、λ/4板4を通り、光源1から発した振動方向に
直交する直線偏光となる。この直線偏光は、偏光ビーム
スプリッタ2、共焦点絞り7を通り、検出器8に導かれ
る。
【0005】図9は、従来の第2の例を示す図であっ
て、これは主に細胞や組織などの生物の蛍光検出用に使
用される。図9は、図8の偏光ビームスプリッタ2の代
わりに、ダイクロイックミラー9が使用され、試料6か
らの蛍光が吸収フィルタ10を通して検出される点が、
図8とは異なるが、それ以外の点は図8と同一である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来の走査
型光学顕微鏡は、用途によって異なったタイプの光学系
を有していた。このため、例えば生物分野において、細
胞接着と全体の形態の蛍光観察や、骨の層構造と破骨細
胞・骨芽細胞の蛍光観察を行う場合、例えば、半導体分
野において、ウェハーやチップ上のコンタミネーション
の形と、その由来が有機物か無機物かを同定する場合に
は、図8および図9に示す2つの異なったタイプの顕微
鏡が必要であった。現実的には、標本の全く同一な場所
を異った顕微鏡で観察することは、きわめて困難であ
る。
【0007】本発明は以上のような実情に基いてなされ
たもので、一つの光学系で試料からの反射光および蛍光
を同時に、または個別に観察することが可能な共焦点走
査型光学顕微鏡を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項1に対応する発明は、光源からの光を試料上
に集光する集光光学系と、前記試料からの反射光を検出
する第1の光検出器と、前記試料からの蛍光を検出する
第2の光検出器と、前記第1および第2の光検出器に前
記反射光および蛍光を導くものであって、前記光源の波
長に合わせた分光特性の少なくとも2個の波長依存性光
分割素子とを備えものである。
【0009】
【作用】請求項1に対応する発明によれば、試料からの
反射光および蛍光を、少なくとも2個の波長依存性光分
割素子により第1および第2の光検出器に導くようにし
たので、一つの光学系で試料からの反射光および蛍光を
同時に、または個別に観察することが可能となる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。始めに、図1〜図3を参照して本発明の第
1の実施例について説明する。図1は、本発明の第1の
実施例を示す概略構成図であり、光源1と、この光源1
からの光を試料6上に微小なスポットに集光する対物レ
ンズ5と、試料6からの反射光を検出する反射光検出用
の光検出器8(図の左側)と、試料6からの蛍光を検出
する蛍光検出用の光検出器8(図の上側)と、各光検出
器8,8に光を導く少なくとも2個の波長依存性光分割
素子例えばダイクロィックミラー11,12と、試料6
上のスポットと試料6を相対的に2次元走査するための
走査光学系(図示せず)と、対物レンズ5の合焦位置と
光学的に共役な位置であって光検出器8,8の前に、光
検出器8,8に入射する光の光軸に開口中心を合せて配
置された開口径を可変可能な共焦点絞り7とをそれぞれ
備えている。
【0011】ダイクロィックミラー11,12は、薄膜
による光の干渉を利用して可視光の特定の波長領域のみ
の光のみを反射し、残り波長領域の光は透過する鏡であ
って、光源1のレーザ波長に対応した分光特性のものを
用いる。例えば、光源1のレーザ波長が488 nm の場
合には、ダイクロィックミラー11としては、図2に示
す分光特性のものを使用し、またダイクロィックミラー
12としては、図3に示す分光特性のものを使用する。
もちろん、ダイクロィックミラー11,12の分光特性
を光源波長に合わせることで、光源1の波長が異なって
も同様なことが可能である。
【0012】以下、このように構成された第1の実施例
の動作を説明する。光源1から発したレーザビームは、
ダイクロイックミラー11で反射され、かつ2次元光偏
向器3によりXーYに2次元走査され、対物レンズ5に
よって試料6に照射される。試料6にレーザビームに照
射された反射光は再び、対物レンズ5、2次元光偏向器
を通り、光源1から発した振動方向に直交する直線偏光
となる。この直線偏光は、ダイクロイックミラー12で
反射され、反射光検出用の光検出器8に導かれる。これ
により、試料6からの反射光を検出できる。ダイクロイ
ックミラー12を通過する光は、細胞や組織などの生物
の蛍光検出用の光検出器8に入力され、試料6からの蛍
光が検出される
【0013】このように構成することにより、反射光と
蛍光が同時に検出でき、従って、顕微鏡の仕立てを変更
するわずらしさもなく、形態と蛍光の分布(局在)を精
度よく観察することが可能になる。
【0014】図4は本発明の第2の実施例を示す図であ
り、バンドパスフィルター13と、光学フィルター14
を図1の実施例に追加したものである。具体的には、バ
ンドパスフィルター13を反射光を検出する光検出器
(図の左側)8とダイクロィックミラー12の間に設
け、光学フィルター14を蛍光を検出する光検出器(図
の上部側)8とダイクロィックミラー12の間に設けた
ものである。
【0015】バンドパスフィルター13は、光源1のレ
ーザ波長に対応させた狭帯域バンドパスフィルターを使
用し、例えば光源1のレーザ波長を488 nm とする
と、バンドパスフィルター13は、図5のような分光特
性となる。光学フィルター14は、蛍光染色に合せて狭
帯域、高帯域、ロングパスフィルタ等のいずれかを使用
する。以上のように構成された第2の実施例によれば、
特に蛍光のクロスオーバーを除いて反射光のみを検出す
るのに有効となる。
【0016】図6は本発明の第3の実施例を示す図であ
り、図4の実施例にダイクロイックミラー15を追加
し、かつ光学フィルター14と光検出器8をさらに1組
追加しものである。この場合には、ダイクロイックミラ
ー15は蛍光の2重染色に合せて分光特性が調整された
ものを使用している。この第3の実施例によれば、1つ
は反射光の観察に、他の2つは蛍光プローブとしてFI
TLとローダミン等が同時に用いられることから、これ
らを検出するために用いられる。
【0017】図7は本発明の第4の実施例を示す図であ
り、図6の実施例のダイクロイックミラー12,15の
代りに、ダイクロイックキューブ16を設けたものであ
る。このようにすることにより、図6に比べて構成が簡
単となる。
【0018】本発明は前述の実施例に限定されず、例え
ば以下のようにしてもよい。実施例で用いたダイクロイ
ックミラー11,12の代りに、これと同様な機能を有
するプリズムであってもよく、これ以外に光源1の光の
波長に合わせて分光特性が得られる波長依存性光分割素
子であればなんでも良い。また、図4、図6、図7の狭
帯域バンドパスフイルター13も分光特性も、光源1の
波長に合せることができれば、なんでもよい。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、試料
からの反射光と蛍光を効率よく検出できる共焦点走査型
光学顕微鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による共焦点走査型光学顕微鏡の第1の
実施例の概略構成を示す図。
【図2】図1のダイクロイックミラー11の分光特性を
示す図。
【図3】図1のダイクロイックミラー12の分光特性を
示す図。
【図4】本発明による共焦点走査型光学顕微鏡の第2の
実施例の概略構成を示す図。
【図5】図4の狭帯域バンドパスフィルターの分光特性
を示す図。
【図6】本発明による共焦点走査型光学顕微鏡の第3の
実施例の概略構成を示す図。
【図7】本発明による共焦点走査型光学顕微鏡の第4の
実施例の概略構成を示す図。
【図8】従来の共焦点走査型光学顕微鏡の第1の例の概
略構成を示す図。
【図9】従来の共焦点走査型光学顕微鏡の第2の例の概
略構成を示す図。
【符号の説明】
1…光源、3…2次元光偏向器、4…λ/4板、5…対
物レンズ、6…試料(標本)、7…共焦点絞り、8…光
検出器、11,12…ダイクロイックフィルター、13
…狭帯域バンドパスフィルター、14…光学フィルタ
ー、15…ダイクロイックフィルター、16…、14…
CCDテレビカメラ、15…CMD制御回路、16…ダ
イクロイックフィルター。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からの光を試料上に集光する集光光
    学系と、 前記試料からの反射光を検出する第1の光検出器と、 前記試料からの蛍光を検出する第2の光検出器と、 前記第1および第2の光検出器に前記反射光および蛍光
    を導くものであって、前記光源の波長に合わせた分光特
    性の少なくとも2個の波長依存性光分割素子と、 を備え、前記試料からの反射光および蛍光を検出可能に
    したことを特徴とする共焦点走査型光学顕微鏡。
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