JPH07318810A

JPH07318810A - 走査型光学顕微鏡

Info

Publication number: JPH07318810A
Application number: JP10967794A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sasaki; 浩佐々木
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-05-24
Filing date: 1994-05-24
Publication date: 1995-12-08
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JP3400534B2

Abstract

(57)【要約】【目的】さまざまな２重励起観察が可能となる走査型光
学顕微鏡を得る。【構成】光学顕微鏡にユニットとして後付けする第１の
レーザ光源１が取付けられている走査型光学顕微鏡スキ
ャンユニットにおいて、第１のレーザ光路途中にレーザ
光が同軸に導かれる第２のレーザ光源取付用ポート２１
を備えている走査型光学顕微鏡。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学顕微鏡にスキャン
ユニットを後付けする走査型光学顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学顕微鏡にスキャンユニットを
後付けする走査型光学顕微鏡の一例として、米国特許５
１２７７３０号明細書に開示されており、図８はその外
観を表す図であり、図９はその光学図である。これは光
学顕微鏡６０と、これに後付けされる走査型光学顕微鏡
のスキャンユニット７０、スキャンユニット７０の外装
部材に取付けられたレーザ光源６１、コンピュータ８
４、表示器８２を備えている。光学顕微鏡６０とスキャ
ンユニット７０は、光学顕微鏡６０の直筒部６０ａで光
学的および機械的に結合されている。

【０００３】図９に示すように、レーザ光源６１より発
振された４８８ｎｍと５１４ｎｍのレーザビームは、エ
クスターナルフィルタ６３により、どちらか１つの波長
のみが透過される。そして、ダイクロイックミラー６５
により、図示下方に反射されＸＹスキャニイングユニッ
ト６７を通り、光学顕微鏡内６０の対物レンズ８０を通
り標本８１に集光される。ここで集光された光は標本８
１面はスキャニイングユニット６７で、標本８１面を２
次元に走査される。標本８１より発光した蛍光は、対物
レンズ８０、スキャニイングユニット６７を通る。そし
て、ダイクロイックミラー６５を透過し、２波長測光の
場合は測光用ダイクロイックミラー６８により分光さ
れ、検出器（１）［フォトマルチプライヤ（１）］７５
と、検出器（２）［フォトマルチプライヤ（２）］７３
により検出される。１波長測光の場合は、どちらか１つ
の検出器７５，７３で検出される。

【０００４】一方、前述の米国特許５１２７７３０号明
細書には、２重染色標本等、２つの励起光を必要とする
蛍光標本が増加しており、この２重染色標本を観察する
走査型光学顕微鏡も開示されており、図１０がその走査
型光学顕微鏡用スキャンユニットの光学図である。ここ
ではレーザ光源５０として、４８８ｎｍ，５６８ｎｍ，
６４７ｎｍのレーザ光を同時発振するＫｒ−Ａｒレーザ
光源５０を用いている。レーザ光源５０より発振された
３つの波長のレーザ光５１は、デュアルバンドパスフィ
ルタ５２ａで４８８ｎｍと５６８ｎｍの２つとなり、デ
ュアルダイクロイックミラー５４により図の下方の対物
レンズ（図示せず）を介して蛍光標本５５に導かれる。
標本５５から蛍光として発光された２種類の波長は、前
記対物レンズ、デュアルダイクロイックミラー５４を透
過し反射鏡５６で反射され、フィルタブロック５７に導
かれる。そして、フィルタブロック５７に有する測光用
ダイクロイックミラー５７ａにより、１つ１つの波長に
分光されフィルタ５７ｂおよび５７ｃをそれぞれ介して
フォトマルチプライヤ（ＰＭＴ）５８及び５９により検
出される。

【０００５】このように、図１０に示す走査型光学顕微
鏡用スキャンユニットによれば、複数の波長を発振する
マルチラインレーザ光源を組み合わせて、２重励起観察
を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１０の例で
は次のような問題点がある。すなわち、２重染色標本５
５の種類によっては、一つのマルチラインレーザ光源５
０で発振できない波長を必要とする場合があり、その場
合には使用できない。また、Ｋｒ−Ａｒレーザ光源５０
は、比較的、広範囲の波長をカバーしているものの、高
価であるため実用化されにくい。そこで本発明の目的
は、さまざまなレーザ波長が選択でき、さまざまな２重
励起観察に対応できる走査型光学顕微鏡を提供すること
にある。

【０００７】

【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、光学顕微鏡にスキャン
ユニットとして後付けする第１のレーザ光源を備えた走
査型光学顕微鏡において、前記第１のレーザ光源と前記
光学顕微鏡の光路途中に、レーザ光が同軸に導かれる第
２のレーザ光源を着脱可能に設けた走査型光学顕微鏡で
ある。

【０００８】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、前記レーザ光路上で、前記第２のレーザ光
源からのレーザ光が同軸に導かれる以前の位置に透過率
を選択可能な調光用フィルタを設けた請求項１記載の走
査型光学顕微鏡である。

【０００９】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、前記調光用フィルタをターレットとし、こ
の回転軸を前記スキャンユニット後側から、前側の検鏡
者側に向かうレーザ光軸と平行にし、前記ターレットの
操作つまみを、前記スキャンユニットの前面に配設した
請求項２記載の走査型光学顕微鏡である。

【００１０】

【作用】請求項１に対応する発明によれば、スキャンユ
ニットに取付けられている第１のレーザ光源の他に、第
２のレーザ光源を取付可能な光源取付用ポートを、スキ
ャンユニットの外装部材に形成したので、高価な複数波
長・同時発振するマルチラインレーザ光源を用いずにさ
まざまな波長を発振するレーザ光源を選択でき、第１の
レーザ光源と組み合わせることにより、さまざまな２重
励起観察が可能となる。

【００１１】また、請求項２に対応する発明によれば、
請求項１に対応する発明の作用に加えて、次の作用が得
られる。すなわち、レーザ光路上で、第２のレーザ光源
からのレーザ光が同軸に導かれる以前の位置に透過率を
選択可能な調光用フィルタを設けているので、第２のレ
ーザ光源の発振の有無にかかわらず第２のレーザ光の調
光とは、独立して第１のレーザ光の調光ができる。

【００１２】さらに、請求項３に対応する発明によれ
ば、請求項２に対応する発明の作用に加えて、次の作用
が得られる。すなわち、調光用フィルタをターレットと
し、回転軸を前記スキャンユニット後側から前側の検鏡
者側に向かうレーザ光軸と平行にし、その回転操作つま
みをスキャンユニット前面に配設したので、ギア等の複
雑な構成をとらずに、検鏡者が透過率選択できる操作性
のよい走査型光学顕微鏡となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。図１は本発明の第１実施例の走査型光学
顕微鏡スキャンユニットの光学図と前記スキャンユニッ
トと光学的につながっている光学顕微鏡の光学図を示し
ている。これは、スキャンユニットに取付けられている
第１のレーザ光源１、レーザビームを所望の径の平行光
に広げるビームエクスパンダ２、第２のレーザ光源４、
第２のレーザ光源用のビームエクスパンダ５、第２のレ
ーザ光源４より発振するレーザ光を第１のレーザ光源１
からのレーザ光路３上に同軸に導くためのダイクロイッ
クミラー６からなっている。

【００１４】ダイクロイックミラー６は、第１のレーザ
光源１と第２のレーザ光源４を同時に発振させ、２重励
起を行うような場合、レーザ光源４からのレーザ光を反
射し、レーザ光源１からのレーザ光を透過させる分光特
性が得られるように作用する。

【００１５】そして、ダイクロイックミラー６からのレ
ーザ光はダイクロイックミラー７により、標本１３上に
導かれ、また標本１３上に２次元に走査するために対物
レンズ１２の瞳と共役な位置におかれたＸＹガルバノメ
ータスキャナ８，９、瞳投影レンズ１０を備えている。
さらに、集光レンズ１４、測光用ダイクロイックミラー
１５、ミラー１６、フォトマルチプライヤ（検出器）１
７、フォトマルチプライヤ（検出器）１８を示す。以上
述べた構成は、スキャンユニット内の光学系であり、こ
れは光学顕微鏡に後付けされる。

【００１６】光学顕微鏡は、接眼観察光路への分岐を行
うプリズム１１、対物レンズ１２を備え、これにより標
本１３の観察が可能になっている。図２は前記スキャン
ユニットの外観を示す図（斜視図）で、図１と同じ部位
には同番号を符す。スキャンユニットの外装ケース１９
の底面には、光学顕微鏡と接続され、光路を形成するた
めの接続管２０の一端が接続され、また外装ケース１９
の側面には第２のレーザ光源取付用ポート２１例えば円
形穴が形成されている。レーザ光源取付用ポート２１に
は、第２のレーザ光源部組２２が着脱可能になってお
り、レーザ光源部組２２には図１のレーザ光源４、ビー
ムエクスパンダ５、ダイクロイックミラー６を内蔵され
ている。

【００１７】次に、以上のように構成された第１実施例
の動作について説明する。第１のレーザ光源１より発振
されたレーザ光は、ビームエクスパンダ２により所定の
径を持つ、平行光に広げられる。そして、ダイクロイッ
クミラー７により下方に反射され、ＸＹガルバノメータ
スキャナ８，９を通り、瞳投影レンズ１０、プリズム１
１を通り、対物レンズ１２により標本１３面上に集光さ
れる。

【００１８】標本１３より発光した蛍光は、対物レンズ
１２、プリズム１１、瞳投影レンズ１０、ＸＹガルバノ
メータスキャナ９，８と、前述と同一経路を逆方向に進
む。そしてダイクロイックミラー７を透過し、集光レン
ズ１４を通り、１波長の蛍光のみの検出の場合は、測光
用ダイクロイックミラー１５で反射し、フォトマルチプ
ライヤ１７で検出される。また、２波長の蛍光の測光の
場合は別の波長の蛍光が測光用ダイクロイックミラー１
５を透過し、ミラー１６を反射後フォトマルチプライヤ
１８で検出される。以上の動作の説明はスキャンユニッ
トにあらかじめ取付けられている第１のレーザ光源１か
らのレーザ光の動作を示すものである。

【００１９】また、図２に示した第２のレーザ光源部組
２２を外装ケース１９のレーザ光源取付用ポート２１に
取付け、第２のレーザ光源４を発振させると、このレー
ザ光はビームエクスパンダ５により所定の径を持つ平行
光に広げられ、ダイクロイックミラー６により反射さ
れ、第１レーザ光源１のレーザ光路上３に同軸に導かれ
る。その後は、第１のレーザ光と同一の経路をたどりフ
ォトマルチプライヤ１７，１８により検出される。

【００２０】ここで、第１のレーザと第２のレーザを同
時発振させ、２重励起観察を行う場合はダイクロイック
ミラー６には、第１のレーザ光を透過させ、第２のレー
ザ光を反射させる分光特性をもたせ、ダイクロイックミ
ラー７は、第１のレーザ光、第２のレーザ光をともに反
射させ標本１３より反射されてきた複数の蛍光は透過さ
せる分光特性を持たせればよい。

【００２１】以上述べた第１実施例では、スキャンユニ
ットに、あらかじめ取付けられている第１のレーザ光源
１に加えて第２のレーザ光源４を取付け、同時発振させ
ることにより、複数波長を発振する高価なマルチライン
レーザを用いることなく、２重励起観察できる走査型光
学顕微鏡となる。

【００２２】また、第２のレーザ光源４を使用しなけれ
ば、第１のレーザ光源のみの走査型光学顕微鏡として使
用でき、第２のレーザ光源４は、さまざまな波長をもつ
ものを自由に選択して使えるので、ユーザーが自由にシ
ステムアップできる走査型光学顕微鏡となる。

【００２３】なお、第１実施例では、ダイクロイックミ
ラー６を第２のレーザ光源部組２２内に設けているの
で、第２のレーザ光源部組をスキャンユニットの第２の
レーザ光源取付用ポート２１に取付けると、第１のレー
ザ光路上３にダイクロイックミラー６は配置され、取り
外すと前記光路上３より、第２のレーザ光源部組と一緒
に退避するようになっている。しかし、このダイクロイ
ックミラー６をスキャンユニット内に設け、第２のレー
ザ光源部組を取付ける時は光路上３にダイクロイックミ
ラー６を位置させ、取り外した時は光路上３より退避さ
せるようにしてもよい。

【００２４】次に本発明の第２実施例について、図３及
び図４を用いて説明する。図３は、その光学図を示し、
図４はスキャンユニットの外観斜視図を示す。なお、第
１実施例の図１、図２と同一機能のものには同番号を符
す。本実施例は、第１実施例に透過率を段階的に選択で
きる調光用フィルタターレット２３を付加したものであ
る。

【００２５】具体的には、第２のレーザ光源４から発振
されたレーザ光が第１のレーザ光源１から発振されたレ
ーザ光のレーザ光路３上にダイクロイックミラー６によ
り、同軸に導かれる前に、調光用フィルターレット２３
に配置されている調光用フィルタ２３ａ，２３ｂ，２３
ｃ，２３ｄのうちの１つ、２３ａを第１のレーザ光路上
３に配置したものである。調光用フィルタ２３ｂ，２３
ｃ，２３ｄはターレット２３を図示しない回転機構によ
り回転させることにより、第１のレーザ光路３上にそれ
ぞれ持ってくることが可能で、所望の透過率の調光用フ
ィルタを選択できる。さらに、第２のレーザ光源４から
のレーザ光がダイクロイックミラー６により第１のレー
ザ光路上３に同軸に導かれるまえに調光用フィルタが配
設されているので、この調光用フィルタは第１のレーザ
光源からのレーザ光の調光のみ行い、第２のレーザ光源
からのレーザ光には影響を与えない。従って、第２のレ
ーザ光源を使用する、しないに関係なく独立して第１の
レーザ光源１からのレーザ光の調光ができる。また、第
２のレーザ光源４より発振されたレーザ光が、第１のレ
ーザ光源のレーザ光路上３へ同軸に導かれる以前、つま
り、第２のレーザ光がダイクロイックミラー６に到達す
る前に調光用フィルタ等で第２のレーザ光の調光を行え
ば、第１のレーザ光、第２のレーザ光、言い換えれば第
１の励起光と、第２の励起光を２重染色標本の特性に合
わせてそれぞれ独立して調光が行えるスキャンユニット
となる。

【００２６】なお、第２実施例では、透過率を段階的に
選択する調光用フィルタにターレット２３を用いたが、
図５に示したようなそれぞれ透過率の異なる複数の調光
フィルタ２４ａ，２４ｂ，２４ｃをスライダ２４に備付
けて、図中の矢印方向に可動させることにより、透過率
を選択してもよい。

【００２７】また、図３及び図５では、透過率の異なる
調光用フィルタを複数個備え、それぞれを光路上にもっ
てくることにより透過率を段階的に変えているので、観
察に適性な明るさを備付けの調光用フィルタから得られ
ないことが考えられる。そこで透過率が連続的に低い方
から高い方へ、または高い方から低い方へアナログ的に
変化するフィルタを用いて、例えばターレットを用いた
場合には回転により、またスライダを用いた場合には抜
き差しにより、調光を行えば、常に観察に適性な明るさ
を得ることが可能となる。

【００２８】次に本発明の第３実施例について、図６の
光学図および図７のスキャンユニット部の外観斜視図を
参照して説明する。なお、第２実施例と同一機能のもの
には同番号を符す。第３実施例は、第２実施例の調光用
フィルタターゲット２３のユーザ操作つまみを検鏡者前
面１９ａにもってきたものである。光学顕微鏡にユニッ
トとして後付けされる走査型光学顕微鏡のスキャンユニ
ットでは第１のレーザ光源１をスキャンユニット外装１
９の後方に設け、そこから発振するレーザ光を、スキャ
ンユニットの前側１９ａ、つまり検鏡者側へ向け発振さ
せる構成になることが多い。そこで前記調光用フィルタ
ターレットの回転軸２５を、第１のレーザ光源１より発
振されるレーザ光路３と平行にのばし、スキャンユニッ
ト１９の前面、つまり検鏡者側の操作面１９ａに突出さ
せ、そこでつまみ２６により、回転操作する構成とす
る。

【００２９】以上のように本第３実施例のスキャンユニ
ットでは第１のレーザ光源１からのレーザ光路３と平行
に調光用フィルタターレット回転軸２５をのばし、検鏡
者側の操作面１９ａにその切り換え操作つまみ２６を配
置したので、操作性の良いフィルタ変換回転操作をギア
等による複雑な機構を用いずに簡単な構成で実現でき
る。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、さまざまなレーザ波長
が選択でき、さまざまな２重励起観察に対応できる走査
型光学顕微鏡を提供することができる。また、第１のレ
ーザ光路上に第２のレーザ光源からのレーザ光が同軸に
導かれる以前に透過率を選択できる調光用フィルタを設
けているので、第２のレーザ光源を発振する、しないに
かかわらず、第２のレーザ光の調光と独立して第１のレ
ーザ光の調光ができる。さらに、前記調光フィルタを回
転ターレットとし、その回転操作つまみをスキャンユニ
ット前面に持ってきたので、ギャ等の複雑な構成をとら
ずに、検鏡者が容易に透過率の選択ができる操作性のよ
いスキャンユニットとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走査型光学顕微鏡の第１実施例を示す
光学図。

【図２】本発明の走査型光学顕微鏡の第１実施例のスキ
ャンユニット部を示す外観斜視図。

【図３】本発明の走査型光学顕微鏡の第２実施例を示す
光学図。

【図４】本発明の走査型光学顕微鏡の第２実施例のスキ
ャンユニット部を示す外観斜視図。

【図５】本発明の走査型光学顕微鏡の第２実施例の変形
を示す光学図。

【図６】本発明の走査型光学顕微鏡の第３実施例を示す
光学図。

【図７】本発明の走査型光学顕微鏡の第３実施例のスキ
ャンユニット部を示す外観斜視図。

【図８】従来の走査型光学顕微鏡の一例を説明するため
の図。

【図９】従来の走査型光学顕微鏡の一例を説明するため
の図。

【図１０】従来の走査型光学顕微鏡の一例を説明するた
めの図。

【符号の説明】

１…第１のレーザ光源、２…ビームエクスパンダ、３…
レーザ光路、４…第２のレーザ光源、５…ビームエクス
パンダ、６，７…ダイクロイックミラー、８，８…ＸＹ
ガルバノメータスキャナ、１０…瞳投影レンズ、１９…
スキャンユニット外装、２０…光学顕微鏡接続管、２１
…第２レーザ光源取付用ポート、２２…第２レーザ光源
部組、２３…調光用フィルタターレット、２３ａ〜２３
ｄ…調光用フィルタ、２６…フィルタターレット操作つ
まみ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学顕微鏡にスキャンユニットとして後
付けする第１のレーザ光源を備えた走査型光学顕微鏡に
おいて、前記第１のレーザ光源と前記光学顕微鏡の光路
途中に、レーザ光が同軸に導かれる第２のレーザ光源を
着脱可能に設けたことを特徴とする走査型光学顕微鏡。
【請求項２】前記レーザ光路上で、前記第２のレーザ
光源からのレーザ光が同軸に導かれる以前の位置に透過
率を選択可能な調光用フィルタを設けたことを特徴とす
る請求項１記載の走査型光学顕微鏡。
【請求項３】前記調光用フィルタをターレットとし、
この回転軸を前記スキャンユニット後側から、前側の検
鏡者側に向かうレーザ光軸と平行にし、前記ターレット
の操作つまみを、前記スキャンユニットの前面に配設し
たことを特徴とする請求項２記載の走査型光学顕微鏡。