ディスク走査型共焦点観察装置
【課題】高い照明効率を有するディスク走査型共焦点観察装置を提供することを課題とする。
【解決手段】蛍光顕微鏡１０は、レーザー１１から射出された照明光のうち標本Ｓとレーザー１１の間の標本Ｓと共役な面に配置されたスピニングディスク１５の反射面１５ａで反射した照明光を、反射面１２ａで反射して再びスピニングディスク１５に導くように配置されたミラー１２を含む。
【解決手段】蛍光顕微鏡１０は、レーザー１１から射出された照明光のうち標本Ｓとレーザー１１の間の標本Ｓと共役な面に配置されたスピニングディスク１５の反射面１５ａで反射した照明光を、反射面１２ａで反射して再びスピニングディスク１５に導くように配置されたミラー１２を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スリットやピンホールなどが形成されたスピニングディスクの駆動により標本を走査するディスク走査型共焦点観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
共焦点顕微鏡などの共焦点観察装置は、Ｚ軸方向に高い分解能を有し優れたセクショニング効果を発揮することから、半導体基板の検査や生体標本の観察など、さまざまな分野で広く用いられている。
【０００３】
共焦点顕微鏡は、標本を走査することにより標本上の各点からの光を検出して標本の画像を生成するため、標本を走査するための走査手段を備えている。共焦点顕微鏡の走査手段は、ガルバノミラーや音響光学素子などに代表される光を偏向することにより標本を走査する走査手段（以降、偏向走査手段と記す。）と、スリットやピンホールが形成されたスピニングディスクなどに代表される光を選択的に通過させることにより標本を走査する走査手段（以降、ディスク走査手段と記す。）と、に大別される。前者の偏向走査手段は、対物レンズの瞳と共役な位置またはその近傍に配置されるのに対して、後者のディスク走査手段は、共焦点絞りを兼ねていて、標本と共役な位置に配置される。
共焦点顕微鏡で用いられるディスク走査手段は、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１８６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、ディスク走査手段は、多点走査が可能であり、且つ、高速な回転を行うに当たり機械的な制約が少ないことから、偏向走査手段を用いた場合に比べて、高速に標本を走査することが可能である。
【０００６】
しかしながら、ディスク走査手段を備えた共焦点観察装置（以降、ディスク走査型共焦点観察装置と記す。）では、ディスク走査手段が照明光の一部を遮断することで照明効率が低下するため、単位時間当たりに検出される光量が少なくなり、暗い画像が生成されやすい。また、明るい画像を得るためには、露出時間を長くする必要があるが、露出時間を長くすると走査速度が制限されるため、画像生成に時間がかかってしまう。
以上のような実情を踏まえ、本発明は、高い照明効率を有するディスク走査型共焦点観察装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、標本を照明する照明光を射出する光源と、前記標本と前記光源の間の前記標本と共役な面に配置され、前記光源側に反射面を有する、開口が形成された回転部材と、前記回転部材の前記反射面で反射した照明光を反射して前記回転部材へ導くように配置された反射部材と、を含むディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、さらに、前記光源と前記回転部材との間で、且つ、前記反射部材と前記回転部材との間の光路上に配置された集光レンズを含むディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【０００９】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記光源は、前記集光レンズの光軸に対して偏心した位置に配置されるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１０】
本発明の第４の態様は、第３の態様に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記反射部材は、前記回転部材の前記反射面で反射した照明光を反射する平面からなる反射面を有し、前記反射部材の前記反射面の法線が前記反射部材に入射する照明光に対して傾斜するように配置されるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１１】
本発明の第５の態様は、第３の態様に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記反射部材は、前記回転部材の前記反射面で反射した照明光を反射する平面からなる反射面を有し、前記反射部材の前記反射面の法線が前記集光レンズの光軸に対して傾斜するように配置されるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１２】
本発明の第６の態様は、第３の態様に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記反射部材は、曲面からなる反射面を有するディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１３】
本発明の第７の態様は、第３の態様乃至第６の態様のいずれか１つに記載のディスク走査型共焦点観察装置において、さらに、前記集光レンズと前記光源との間に配置され、入射光を波長に応じて反射または透過させる光路分割素子を含むディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１４】
本発明の第８の態様は、第３の態様乃至第７の態様のいずれか１つに記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記回転部材は、前記集光レンズの前側焦点面に配置され、前記反射部材は、前記集光レンズの後側焦点面に配置されるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１５】
本発明の第９の態様は、第３の態様乃至第８の態様のいずれか１つに記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記回転部材の前記反射面は、平面からなるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１６】
本発明の第１０の態様は、第９の態様に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記回転部材の前記反射面の法線は、前記集光レンズの光軸に対して傾斜しているディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１７】
本発明の第１１の態様は、第３の態様乃至第１０の態様のいずれか１つに記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記反射部材は、ミラーであるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１８】
本発明の第１２の態様は、第３の態様乃至第１０の態様のいずれか１つに記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記反射部材は、プリズムであるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１９】
本発明の第１３の態様は、第３の態様乃至第１２の態様のいずれか１つに記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記反射部材を複数含むディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高い照明効率を有するディスク走査型共焦点観察装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。
【図２】実施例１に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。
【図３】図２に例示する蛍光顕微鏡の照明光のリサイクル方式について説明するための図である。
【図４】図２に例示される蛍光顕微鏡のスピニングディスクに入射する照明光の光束について例示した図である。
【図５】図２に例示される蛍光顕微鏡のスピニングディスクの構成について例示した図である。
【図６】実施例１に係る蛍光顕微鏡の変形例の構成を例示する図である。
【図７】実施例１に係る蛍光顕微鏡の他の変形例の構成を例示する図である。
【図８】実施例２に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。
【図９】実施例３に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
まず、本発明の各実施例に係るディスク走査型共焦点観察装置の特徴の理解を容易にするために、従来技術に係るディスク走査型共焦点観察装置について簡単に説明する。
【００２３】
図１は、従来技術に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。図１に例示される蛍光顕微鏡１００は、標本Ｓと共役な面に配置されたスピニングディスク１０５を含むディスク走査型共焦点観察装置であり、スピニングディスク１０５は、走査手段及び共焦点絞り手段として機能する。
【００２４】
蛍光顕微鏡１００では、アーク光源１０１から射出された照明光ＩＬは、コリメータレンズ１０２で平行光に変換されて、ダイクロイックミラー１０３に入射する。ダイクロイックミラー１０３は照明光ＩＬを反射し蛍光ＦＬを透過する特性を有しているため、照明光ＩＬはダイクロイックミラー１０３で反射されて、集光レンズ１０４を介してスピニングディスク１０５に入射する。スピニングディスク１０５に入射した照明光ＩＬのうちスピニングディスク１０５に形成されたスリットに入射した照明光ＩＬは、スピニングディスク１０５を通過し、結像レンズ１０６により平行光に変換されて対物レンズ１０７により標本Ｓに集光する。
【００２５】
照明光ＩＬが照射された標本Ｓでは、照明光ＩＬの集光位置にある蛍光物質が励起されて、蛍光ＦＬが放射される。蛍光ＦＬは対物レンズ１０７及び結像レンズ１０６によりスピニングディスク１０５に集光し、スピニングディスク１０５のスリットと共役な位置から生じた蛍光ＦＬのみがスピニングディスク１０５を通過する。スピニングディスク１０５を通過した蛍光ＦＬは、集光レンズ１０４、ダイクロイックミラー１０３、レンズ１０８を介して、ＣＣＤ１０９に入射して検出される。
【００２６】
このように、従来の蛍光顕微鏡１００では、スピニングディスク１０５に入射した照明光のうちスリット位置に入射した照明光のみが標本Ｓに照射される構成を有している。
【００２７】
なお、従来の蛍光顕微鏡１００では、しばしば、スピニングディスク１０５の光源側の面１０５ａに反射防止膜が形成され、スピニングディスク１０５のスリット以外の位置に入射した照明光の反射が抑制されている。
以下、本発明の各実施例に係るディスク走査型共焦点観察装置について説明する。
【実施例１】
【００２８】
図２は、本実施例に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。図３は、図２に例示する蛍光顕微鏡の照明光のリサイクル方式について説明するための図である。図４は、図２に例示される蛍光顕微鏡のスピニングディスクに入射する照明光の光束について例示した図である。
【００２９】
図２に例示される蛍光顕微鏡１０は、標本Ｓとレーザー１１の間にある標本Ｓと共役な面に配置された回転部材であるスピニングディスク１５を含むディスク走査型共焦点観察装置であり、スピニングディスク１５が走査手段及び共焦点絞り手段として機能する点については、図１に例示される蛍光顕微鏡１００と同様である。
【００３０】
蛍光顕微鏡１０は、主に、スピニングディスク１５がレーザー１１側に平面からなる高い反射率を有する反射面１５ａを有する点、及び、スピニングディスク１５の反射面１５ａで反射した照明光を反射して再びスピニングディスク１５へ導くように配置された反射部材であるミラー１２を含む点が、図１に例示される蛍光顕微鏡１００と異なっている。
【００３１】
蛍光顕微鏡１０は、標本Ｓを照明する照明光（レーザー光）を射出するレーザー１１と、反射面１５ａで反射した照明光を反射する反射面１２ａを有する反射部材であるミラー１２と、照明光を反射し標本Ｓからの蛍光を透過する光路分割素子であるダイクロイックミラー１３と、レーザー１１とスピニングディスク１５の間で、且つ、ミラー１２とスピニングディスク１５の間の光路上に配置された集光レンズ１４と、照明光を通過させるスリットが形成されたスピニングディスク１５と、結像レンズ１６と、対物レンズ１７と、レンズ１８と、ＣＣＤ１９と、を含んでいる。
【００３２】
レーザー１１は、集光レンズ１４の光軸ＯＡに対して偏心した位置に配置されていて、集光レンズ１４は、その前側焦点面にスピニングディスク１５が位置し、その後側焦点面にミラー１２が位置するように配置されている。なお、本明細書では、集光レンズ１４の光軸には、図２に示されるように、集光レンズ１４の主面に直交する光軸ＯＡだけではなく、ダイクロイックミラー１３で９０度偏向した光軸ＯＡも含まれるものとする。
【００３３】
次に、レーザー１１、ミラー１２、ダイクロイックミラー１３、集光レンズ１４、及び、スピニングディスク１５が、照明光を再利用するリサイクル光学系として構成されていることについて、説明する。
【００３４】
蛍光顕微鏡１０では、レーザー１１が光軸ＯＡから偏心した位置に配置されているため、図３（ａ）に例示されるように、レーザー１１から射出された照明光Ｌ１は、ダイクロイックミラー１３の中心からずれた位置に入射する。ダイクロイックミラー１３の中心からずれた位置で反射した照明光Ｌ１は、光軸ＯＡに対して偏心した光束として集光レンズ１４に入射する。このため、集光レンズ１４により略平行光に変換された照明光ＩＬは、光軸ＯＡに対して傾いた状態でスピニングディスク１５に入射する。
【００３５】
スピニングディスク１５に入射した照明光Ｌ１は、スピニングディスク１５のスリットに入射した照明光を除き、反射面１５ａで反射する。図３（ｂ）に例示されるように、反射面１５ａの法線と光軸ＯＡが平行になるようにスピニングディスク１５が配置されている場合であれば、照明光Ｌ１が光軸ＯＡに対して傾いて入射するため、反射面１５ａを反射した照明光Ｌ２は、照明光Ｌ１が入射する方向とは異なる方向に向かって反射される。これにより、照明光Ｌ２は、照明光Ｌ１とはわずかに異なる光路を通って集光レンズ１４に入射して、ダイクロイックミラー１３を介してレーザー１１とは異なる位置に配置されたミラー１２に集光する。なお、上述した条件下では、ミラー１２は、光軸ＯＡを中心として、レーザー１１と略対称な位置に配置される。
【００３６】
ミラー１２は、図３（ａ）に例示されるように、反射面１２ａの法線が光軸ＯＡに対して傾斜するように配置されている。即ち、照明光Ｌ２が光軸ＯＡと略平行な光束としてミラー１２に入射することを考慮すると、ミラー１２は、反射面１２ａの法線が照明光Ｌ２に対して傾斜するように配置されていることになる。従って、図３（ｃ）に例示されるように、反射面１２ａを反射した照明光Ｌ３は、照明光Ｌ２とはわずかに異なる光路を通ってダイクロイックミラー１３を介して集光レンズ１４に入射して、集光レンズ１４により光軸ＯＡに対して傾いた略平行光に変換されてスピニングディスク１５に入射する。
【００３７】
これにより、図４に例示されるように、スピニングディスク１５と照明光Ｌ１との相対的な位置関係（図４（ａ）を参照）と、スピニングディスク１５と照明光Ｌ３との相対的な位置関係（図４（ｂ）を参照）とが異なることになる。このため、反射面１５ａで反射した照明光Ｌ１の一部は、照明光Ｌ３として再びスピニングディスク１５に入射する際にはスリットＳＬに入射してスピニングディスク１５を通過することが可能となる。
【００３８】
以上、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０によれば、リサイクル光学系がスピニングディスク１５と照明光との位置関係を変更しながら照明光を複数回スピニングディスク１５に導くことにより、スピニングディスク１５を通過する照明光の光量を増加させることができる。このため、従来技術に係る蛍光顕微鏡１００に比べて、蛍光顕微鏡１０の照明効率を改善することが可能であり、高い照明効率を有する蛍光顕微鏡１０を提供することができる。
【００３９】
本実施例に係る蛍光顕微鏡１０で用いられるスピニングディスク１５は、光源側の面が反射面として構成されている点を除き、従来のスピニングディスクと同様である。従って、スピニングディスクに対して特殊な加工は必要とされないため、従来のスピニングディスクを本実施例に係るスピニングディスク１５に容易に改良することができる。また、スピニングディスク１５を安価に製造することができる。
【００４０】
また、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０では、照明光を再利用して照明効率を向上させるために、反射部材であるミラー１２が追加で必要となる。しかしながら、ミラー１２は、反射面１５ａで反射した照明光がミラー１２に入射し、また、ミラー１２の反射面１２ａを反射した照明光がスピニングディスク１５に入射するように配置されればよく、その配置に高い位置決め精度が要求されるものではない。従って、高い精度が要求される設定作業等を行うことなく、照明効率を容易に改善することができる。
【００４１】
また、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０では、図５に例示されるような共焦点開口としてスリットが形成されたスピニングディスク１５を用いる場合について説明したが、共焦点開口としてピンホールが形成されてもよく、共焦点開口の形状は特に限定されない。なお、図５では、長手方向の異なるスリットが形成された領域Ａ１と領域Ａ２を含むスピニングディスクが例示されている。
【００４２】
また、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０では、図２及び図３で例示されるように、スピニングディスク１５の反射面１５ａの法線と光軸ＯＡが平行である例を示したが、スピニングディスク１５の配置は特にこれに限られない。反射面１５ａを反射した照明光が反射面１５ａに入射する方向とは異なる方向に進行する限り、例えば、図６に例示されるように、スピニングディスク１５の反射面１５ａの法線が集光レンズ１４の光軸ＯＡに対して傾斜していてもよい。
【００４３】
また、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０では、図２及び図３で例示されるように、スピニングディスク１５を反射した照明光を１回だけスピニングディスク１５に導いて再利用する例を示したが、照明光を再利用する回数は１回に限られず、複数回再利用しても良い。この場合、蛍光顕微鏡１０は、図７に例示されるように、必要に応じて、異なる位置に配置された複数のミラー１２を含んでもよい。
【００４４】
また、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０では、図２及び図３で例示されるように、光路分割素子として、照明光を反射し蛍光を透過するダイクロイックミラー１３を例示したが、ダイクロイックミラーの特性は特にこれに限られない。照明光を透過し蛍光を反射するダイクロイックミラーを用いても良い。なお、光路分割素子は、集光レンズ１４とレーザー１１の間に配置され、入射光を波長に応じて反射または透過させるものであれば、ダイクロイックミラーに限られない。
【００４５】
また、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０では、図２及び図３で例示されるように、光源としてレーザー１１を例示したが、光源はレーザーに限られず、例えば、ＬＥＤ光源などを用いても良い。また、レーザー光源、ＬＥＤ光源や水銀ランプ光源等の光をファイバーやリレー光学系にて伝送しても良い。なお、反射部材には光源が拡大された光源像が投影されるため、リサイクル光学系により複数回照明光が再利用される場合を考慮すると、光源は点光源または点光源とみなすことができる程度に小さな光源であることが望ましい。リレー光学系を用いる場合は、射出端で十分に点光源とみなせる様に縮小変倍することが望ましい。
【００４６】
また、本実施例では、ディスク走査型共焦点観察装置として蛍光顕微鏡を例示したが、ディスク走査型共焦点観察装置は、蛍光顕微鏡に限られない。ただし、蛍光顕微鏡の場合、標本からの検出対象とされる光とスピニングディスクを反射した光とでは波長が異なるため、その分離が比較的容易である。従って、蛍光顕微鏡は、リサイクル光学系を用いて照明効率を向上させる本願の技術の適用に特に好適である。
【００４７】
なお、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０は、照明光を再利用するために、光軸ＯＡに対して傾いた照明光がスピニングディスク１５に入射するように構成されているが、スピニングディスク１５を通過した照明光は、スリットでの散乱により、スリット位置に配置された点光源から生じた照明光とみなすことができる点については、従来技術に係る蛍光顕微鏡１００と同様である。このため、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０によれば、照明の角度や位置などを変更することなく、照明効率だけを向上させることが可能である。
【実施例２】
【００４８】
図８は、本実施例に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。図８に例示される蛍光顕微鏡２０は、標本Ｓとレーザー１１の間にある標本Ｓと共役な面に配置された回転部材であるスピニングディスク１５を含むディスク走査型共焦点観察装置である。
【００４９】
蛍光顕微鏡２０は、スピニングディスク１５の反射面１５ａで反射した照明光を反射して再びスピニングディスク１５へ導くように配置された反射部材として、ミラー１２の代わりにプリズム２１を含む点が、実施例１に係る蛍光顕微鏡１０と異なっている。その他の点については、実施例１に係る蛍光顕微鏡１０と同様であるため、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
プリズム２１は、反射面１５ａで反射した照明光を反射する反射面２１ａ、２１ｂを有する直角（反射）プリズムであり、照明光が光軸ＯＡと略平行な光束としてプリズム２１の反射面２１ａに入射するように配置されている。プリズム２１は、照明光の進行方向を反対向きに変換し、且つ、照明光をその進行方向と直交する方向に平行移動させる機能を有する。従って、照明光が反射面２１ａに入射すると、入射方向と正反対方向でありながら、照明光が反射面２１ａから反射面２１ｂに到達する距離分だけズレた、わずかに異なる光路を通って、ダイクロイックミラー１３、集光レンズ１４を介してスピニングディスク１５に入射する。これにより、スピニングディスク１５との相対的な位置関係が変化することになる。このため、スピニングディスク１５に最初に入射した際には反射された照明光の一部がスリットに入射してスピニングディスク１５を通過することが可能となる。
【００５１】
以上、本実施例に係る蛍光顕微鏡２０によっても、実施例１に係る蛍光顕微鏡１０と同様に、リサイクル光学系がスピニングディスク１５と照明光との位置関係を変更しながら照明光を複数回スピニングディスク１５に導くことにより、スピニングディスク１５を通過する照明光の光量を増加させることができる。このため、従来技術に係る蛍光顕微鏡１００に比べて、蛍光顕微鏡２０の照明効率を改善することが可能であり、高い照明効率を有する蛍光顕微鏡２０を提供することができる。
【実施例３】
【００５２】
図９は、本実施例に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。図９に例示される蛍光顕微鏡３０は、標本Ｓとレーザー１１の間にある標本Ｓと共役な面に配置された回転部材であるスピニングディスク１５を含むディスク走査型共焦点観察装置である。
【００５３】
蛍光顕微鏡３０は、スピニングディスク１５の反射面１５ａで反射した照明光を反射して再びスピニングディスク１５へ導くように配置された反射部材として、ミラー１２の代わりに楕円ミラー３１を含む点が、実施例１に係る蛍光顕微鏡１０と異なっている。その他の点については、実施例１に係る蛍光顕微鏡１０と同様であるため、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
楕円ミラー３１は、反射面１５ａで反射した照明光を反射する反射面３１ａを有している。楕円ミラー３１は、照明光が入射する位置によってその法線の方向が異なるが、光軸ＯＡ上に楕円ミラー３１の中心を合わせて配置することで、光軸ＯＡ上を除き、その反射面３１ａの法線は光軸ＯＡに対して傾斜している。即ち、照明光が光軸ＯＡと略平行な光束として楕円ミラー３１に入射することを考慮すると、楕円ミラー３１は、反射面３１ａの法線が照明光に対して傾斜するように配置されている。これにより、反射面３１ａを反射した照明光は、反射面３１ａに入射する照明光とはわずかに異なる光路を通って、ダイクロイックミラー１３、集光レンズ１４を介してスピニングディスク１５に入射することで、スピニングディスク１５との相対的な位置関係が変化することになる。このため、スピニングディスク１５に最初に入射した際には反射された照明光の一部がスリットに入射してスピニングディスク１５を通過することが可能となる。
なお、楕円ミラー３１は、図９に例示されるように、レーザー１１からの照明光を通過するスリットを有していてもよい。
また、楕円ミラー３１の代わりに凹レンズに反射コートを施した球面ミラーを用いてもよく、楕円ミラー３１と同様に、光軸ＯＡ上に球面ミラーの中心を合わせて配置することで、同様の効果を得ることができる。
【００５５】
以上、本実施例に係る蛍光顕微鏡３０によっても、実施例１に係る蛍光顕微鏡１０と同様に、リサイクル光学系がスピニングディスク１５と照明光との位置関係を変更しながら照明光を複数回スピニングディスク１５に導くことにより、スピニングディスク１５を通過する照明光の光量を増加させることができる。このため、従来技術に係る蛍光顕微鏡１００に比べて、蛍光顕微鏡３０の照明効率を改善することが可能であり、高い照明効率を有する蛍光顕微鏡３０を提供することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０、２０、３０、１００・・・蛍光顕微鏡
１１・・・レーザー
１２・・・ミラー
１２ａ、１５ａ、２１ａ、３１ａ・・・反射面
１３、１０３・・・ダイクロイックミラー
１４、１０４・・・集光レンズ
１５、１０５・・・スピニングディスク
１６、１０６・・・結像レンズ
１７、１０７・・・対物レンズ
１８、１０８・・・レンズ
１９、１０９・・・ＣＣＤ
２１・・・プリズム
３１・・・楕円ミラー
１０１・・・アーク光源
１０２・・・コリメータレンズ
１０５ａ・・・面
Ｓ・・・標本
ＯＡ・・・光軸
ＩＬ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・照明光
ＦＬ・・・蛍光
Ａ１、Ａ２・・・領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スリットやピンホールなどが形成されたスピニングディスクの駆動により標本を走査するディスク走査型共焦点観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
共焦点顕微鏡などの共焦点観察装置は、Ｚ軸方向に高い分解能を有し優れたセクショニング効果を発揮することから、半導体基板の検査や生体標本の観察など、さまざまな分野で広く用いられている。
【０００３】
共焦点顕微鏡は、標本を走査することにより標本上の各点からの光を検出して標本の画像を生成するため、標本を走査するための走査手段を備えている。共焦点顕微鏡の走査手段は、ガルバノミラーや音響光学素子などに代表される光を偏向することにより標本を走査する走査手段（以降、偏向走査手段と記す。）と、スリットやピンホールが形成されたスピニングディスクなどに代表される光を選択的に通過させることにより標本を走査する走査手段（以降、ディスク走査手段と記す。）と、に大別される。前者の偏向走査手段は、対物レンズの瞳と共役な位置またはその近傍に配置されるのに対して、後者のディスク走査手段は、共焦点絞りを兼ねていて、標本と共役な位置に配置される。
共焦点顕微鏡で用いられるディスク走査手段は、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１８６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、ディスク走査手段は、多点走査が可能であり、且つ、高速な回転を行うに当たり機械的な制約が少ないことから、偏向走査手段を用いた場合に比べて、高速に標本を走査することが可能である。
【０００６】
しかしながら、ディスク走査手段を備えた共焦点観察装置（以降、ディスク走査型共焦点観察装置と記す。）では、ディスク走査手段が照明光の一部を遮断することで照明効率が低下するため、単位時間当たりに検出される光量が少なくなり、暗い画像が生成されやすい。また、明るい画像を得るためには、露出時間を長くする必要があるが、露出時間を長くすると走査速度が制限されるため、画像生成に時間がかかってしまう。
以上のような実情を踏まえ、本発明は、高い照明効率を有するディスク走査型共焦点観察装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、標本を照明する照明光を射出する光源と、前記標本と前記光源の間の前記標本と共役な面に配置され、前記光源側に反射面を有する、開口が形成された回転部材と、前記回転部材の前記反射面で反射した照明光を反射して前記回転部材へ導くように配置された反射部材と、を含むディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、さらに、前記光源と前記回転部材との間で、且つ、前記反射部材と前記回転部材との間の光路上に配置された集光レンズを含むディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【０００９】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記光源は、前記集光レンズの光軸に対して偏心した位置に配置されるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１０】
本発明の第４の態様は、第３の態様に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記反射部材は、前記回転部材の前記反射面で反射した照明光を反射する平面からなる反射面を有し、前記反射部材の前記反射面の法線が前記反射部材に入射する照明光に対して傾斜するように配置されるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１１】
本発明の第５の態様は、第３の態様に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記反射部材は、前記回転部材の前記反射面で反射した照明光を反射する平面からなる反射面を有し、前記反射部材の前記反射面の法線が前記集光レンズの光軸に対して傾斜するように配置されるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１２】
本発明の第６の態様は、第３の態様に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記反射部材は、曲面からなる反射面を有するディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１３】
本発明の第７の態様は、第３の態様乃至第６の態様のいずれか１つに記載のディスク走査型共焦点観察装置において、さらに、前記集光レンズと前記光源との間に配置され、入射光を波長に応じて反射または透過させる光路分割素子を含むディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１４】
本発明の第８の態様は、第３の態様乃至第７の態様のいずれか１つに記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記回転部材は、前記集光レンズの前側焦点面に配置され、前記反射部材は、前記集光レンズの後側焦点面に配置されるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１５】
本発明の第９の態様は、第３の態様乃至第８の態様のいずれか１つに記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記回転部材の前記反射面は、平面からなるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１６】
本発明の第１０の態様は、第９の態様に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記回転部材の前記反射面の法線は、前記集光レンズの光軸に対して傾斜しているディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１７】
本発明の第１１の態様は、第３の態様乃至第１０の態様のいずれか１つに記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記反射部材は、ミラーであるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１８】
本発明の第１２の態様は、第３の態様乃至第１０の態様のいずれか１つに記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記反射部材は、プリズムであるディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【００１９】
本発明の第１３の態様は、第３の態様乃至第１２の態様のいずれか１つに記載のディスク走査型共焦点観察装置において、前記反射部材を複数含むディスク走査型共焦点観察装置を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高い照明効率を有するディスク走査型共焦点観察装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。
【図２】実施例１に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。
【図３】図２に例示する蛍光顕微鏡の照明光のリサイクル方式について説明するための図である。
【図４】図２に例示される蛍光顕微鏡のスピニングディスクに入射する照明光の光束について例示した図である。
【図５】図２に例示される蛍光顕微鏡のスピニングディスクの構成について例示した図である。
【図６】実施例１に係る蛍光顕微鏡の変形例の構成を例示する図である。
【図７】実施例１に係る蛍光顕微鏡の他の変形例の構成を例示する図である。
【図８】実施例２に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。
【図９】実施例３に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
まず、本発明の各実施例に係るディスク走査型共焦点観察装置の特徴の理解を容易にするために、従来技術に係るディスク走査型共焦点観察装置について簡単に説明する。
【００２３】
図１は、従来技術に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。図１に例示される蛍光顕微鏡１００は、標本Ｓと共役な面に配置されたスピニングディスク１０５を含むディスク走査型共焦点観察装置であり、スピニングディスク１０５は、走査手段及び共焦点絞り手段として機能する。
【００２４】
蛍光顕微鏡１００では、アーク光源１０１から射出された照明光ＩＬは、コリメータレンズ１０２で平行光に変換されて、ダイクロイックミラー１０３に入射する。ダイクロイックミラー１０３は照明光ＩＬを反射し蛍光ＦＬを透過する特性を有しているため、照明光ＩＬはダイクロイックミラー１０３で反射されて、集光レンズ１０４を介してスピニングディスク１０５に入射する。スピニングディスク１０５に入射した照明光ＩＬのうちスピニングディスク１０５に形成されたスリットに入射した照明光ＩＬは、スピニングディスク１０５を通過し、結像レンズ１０６により平行光に変換されて対物レンズ１０７により標本Ｓに集光する。
【００２５】
照明光ＩＬが照射された標本Ｓでは、照明光ＩＬの集光位置にある蛍光物質が励起されて、蛍光ＦＬが放射される。蛍光ＦＬは対物レンズ１０７及び結像レンズ１０６によりスピニングディスク１０５に集光し、スピニングディスク１０５のスリットと共役な位置から生じた蛍光ＦＬのみがスピニングディスク１０５を通過する。スピニングディスク１０５を通過した蛍光ＦＬは、集光レンズ１０４、ダイクロイックミラー１０３、レンズ１０８を介して、ＣＣＤ１０９に入射して検出される。
【００２６】
このように、従来の蛍光顕微鏡１００では、スピニングディスク１０５に入射した照明光のうちスリット位置に入射した照明光のみが標本Ｓに照射される構成を有している。
【００２７】
なお、従来の蛍光顕微鏡１００では、しばしば、スピニングディスク１０５の光源側の面１０５ａに反射防止膜が形成され、スピニングディスク１０５のスリット以外の位置に入射した照明光の反射が抑制されている。
以下、本発明の各実施例に係るディスク走査型共焦点観察装置について説明する。
【実施例１】
【００２８】
図２は、本実施例に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。図３は、図２に例示する蛍光顕微鏡の照明光のリサイクル方式について説明するための図である。図４は、図２に例示される蛍光顕微鏡のスピニングディスクに入射する照明光の光束について例示した図である。
【００２９】
図２に例示される蛍光顕微鏡１０は、標本Ｓとレーザー１１の間にある標本Ｓと共役な面に配置された回転部材であるスピニングディスク１５を含むディスク走査型共焦点観察装置であり、スピニングディスク１５が走査手段及び共焦点絞り手段として機能する点については、図１に例示される蛍光顕微鏡１００と同様である。
【００３０】
蛍光顕微鏡１０は、主に、スピニングディスク１５がレーザー１１側に平面からなる高い反射率を有する反射面１５ａを有する点、及び、スピニングディスク１５の反射面１５ａで反射した照明光を反射して再びスピニングディスク１５へ導くように配置された反射部材であるミラー１２を含む点が、図１に例示される蛍光顕微鏡１００と異なっている。
【００３１】
蛍光顕微鏡１０は、標本Ｓを照明する照明光（レーザー光）を射出するレーザー１１と、反射面１５ａで反射した照明光を反射する反射面１２ａを有する反射部材であるミラー１２と、照明光を反射し標本Ｓからの蛍光を透過する光路分割素子であるダイクロイックミラー１３と、レーザー１１とスピニングディスク１５の間で、且つ、ミラー１２とスピニングディスク１５の間の光路上に配置された集光レンズ１４と、照明光を通過させるスリットが形成されたスピニングディスク１５と、結像レンズ１６と、対物レンズ１７と、レンズ１８と、ＣＣＤ１９と、を含んでいる。
【００３２】
レーザー１１は、集光レンズ１４の光軸ＯＡに対して偏心した位置に配置されていて、集光レンズ１４は、その前側焦点面にスピニングディスク１５が位置し、その後側焦点面にミラー１２が位置するように配置されている。なお、本明細書では、集光レンズ１４の光軸には、図２に示されるように、集光レンズ１４の主面に直交する光軸ＯＡだけではなく、ダイクロイックミラー１３で９０度偏向した光軸ＯＡも含まれるものとする。
【００３３】
次に、レーザー１１、ミラー１２、ダイクロイックミラー１３、集光レンズ１４、及び、スピニングディスク１５が、照明光を再利用するリサイクル光学系として構成されていることについて、説明する。
【００３４】
蛍光顕微鏡１０では、レーザー１１が光軸ＯＡから偏心した位置に配置されているため、図３（ａ）に例示されるように、レーザー１１から射出された照明光Ｌ１は、ダイクロイックミラー１３の中心からずれた位置に入射する。ダイクロイックミラー１３の中心からずれた位置で反射した照明光Ｌ１は、光軸ＯＡに対して偏心した光束として集光レンズ１４に入射する。このため、集光レンズ１４により略平行光に変換された照明光ＩＬは、光軸ＯＡに対して傾いた状態でスピニングディスク１５に入射する。
【００３５】
スピニングディスク１５に入射した照明光Ｌ１は、スピニングディスク１５のスリットに入射した照明光を除き、反射面１５ａで反射する。図３（ｂ）に例示されるように、反射面１５ａの法線と光軸ＯＡが平行になるようにスピニングディスク１５が配置されている場合であれば、照明光Ｌ１が光軸ＯＡに対して傾いて入射するため、反射面１５ａを反射した照明光Ｌ２は、照明光Ｌ１が入射する方向とは異なる方向に向かって反射される。これにより、照明光Ｌ２は、照明光Ｌ１とはわずかに異なる光路を通って集光レンズ１４に入射して、ダイクロイックミラー１３を介してレーザー１１とは異なる位置に配置されたミラー１２に集光する。なお、上述した条件下では、ミラー１２は、光軸ＯＡを中心として、レーザー１１と略対称な位置に配置される。
【００３６】
ミラー１２は、図３（ａ）に例示されるように、反射面１２ａの法線が光軸ＯＡに対して傾斜するように配置されている。即ち、照明光Ｌ２が光軸ＯＡと略平行な光束としてミラー１２に入射することを考慮すると、ミラー１２は、反射面１２ａの法線が照明光Ｌ２に対して傾斜するように配置されていることになる。従って、図３（ｃ）に例示されるように、反射面１２ａを反射した照明光Ｌ３は、照明光Ｌ２とはわずかに異なる光路を通ってダイクロイックミラー１３を介して集光レンズ１４に入射して、集光レンズ１４により光軸ＯＡに対して傾いた略平行光に変換されてスピニングディスク１５に入射する。
【００３７】
これにより、図４に例示されるように、スピニングディスク１５と照明光Ｌ１との相対的な位置関係（図４（ａ）を参照）と、スピニングディスク１５と照明光Ｌ３との相対的な位置関係（図４（ｂ）を参照）とが異なることになる。このため、反射面１５ａで反射した照明光Ｌ１の一部は、照明光Ｌ３として再びスピニングディスク１５に入射する際にはスリットＳＬに入射してスピニングディスク１５を通過することが可能となる。
【００３８】
以上、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０によれば、リサイクル光学系がスピニングディスク１５と照明光との位置関係を変更しながら照明光を複数回スピニングディスク１５に導くことにより、スピニングディスク１５を通過する照明光の光量を増加させることができる。このため、従来技術に係る蛍光顕微鏡１００に比べて、蛍光顕微鏡１０の照明効率を改善することが可能であり、高い照明効率を有する蛍光顕微鏡１０を提供することができる。
【００３９】
本実施例に係る蛍光顕微鏡１０で用いられるスピニングディスク１５は、光源側の面が反射面として構成されている点を除き、従来のスピニングディスクと同様である。従って、スピニングディスクに対して特殊な加工は必要とされないため、従来のスピニングディスクを本実施例に係るスピニングディスク１５に容易に改良することができる。また、スピニングディスク１５を安価に製造することができる。
【００４０】
また、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０では、照明光を再利用して照明効率を向上させるために、反射部材であるミラー１２が追加で必要となる。しかしながら、ミラー１２は、反射面１５ａで反射した照明光がミラー１２に入射し、また、ミラー１２の反射面１２ａを反射した照明光がスピニングディスク１５に入射するように配置されればよく、その配置に高い位置決め精度が要求されるものではない。従って、高い精度が要求される設定作業等を行うことなく、照明効率を容易に改善することができる。
【００４１】
また、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０では、図５に例示されるような共焦点開口としてスリットが形成されたスピニングディスク１５を用いる場合について説明したが、共焦点開口としてピンホールが形成されてもよく、共焦点開口の形状は特に限定されない。なお、図５では、長手方向の異なるスリットが形成された領域Ａ１と領域Ａ２を含むスピニングディスクが例示されている。
【００４２】
また、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０では、図２及び図３で例示されるように、スピニングディスク１５の反射面１５ａの法線と光軸ＯＡが平行である例を示したが、スピニングディスク１５の配置は特にこれに限られない。反射面１５ａを反射した照明光が反射面１５ａに入射する方向とは異なる方向に進行する限り、例えば、図６に例示されるように、スピニングディスク１５の反射面１５ａの法線が集光レンズ１４の光軸ＯＡに対して傾斜していてもよい。
【００４３】
また、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０では、図２及び図３で例示されるように、スピニングディスク１５を反射した照明光を１回だけスピニングディスク１５に導いて再利用する例を示したが、照明光を再利用する回数は１回に限られず、複数回再利用しても良い。この場合、蛍光顕微鏡１０は、図７に例示されるように、必要に応じて、異なる位置に配置された複数のミラー１２を含んでもよい。
【００４４】
また、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０では、図２及び図３で例示されるように、光路分割素子として、照明光を反射し蛍光を透過するダイクロイックミラー１３を例示したが、ダイクロイックミラーの特性は特にこれに限られない。照明光を透過し蛍光を反射するダイクロイックミラーを用いても良い。なお、光路分割素子は、集光レンズ１４とレーザー１１の間に配置され、入射光を波長に応じて反射または透過させるものであれば、ダイクロイックミラーに限られない。
【００４５】
また、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０では、図２及び図３で例示されるように、光源としてレーザー１１を例示したが、光源はレーザーに限られず、例えば、ＬＥＤ光源などを用いても良い。また、レーザー光源、ＬＥＤ光源や水銀ランプ光源等の光をファイバーやリレー光学系にて伝送しても良い。なお、反射部材には光源が拡大された光源像が投影されるため、リサイクル光学系により複数回照明光が再利用される場合を考慮すると、光源は点光源または点光源とみなすことができる程度に小さな光源であることが望ましい。リレー光学系を用いる場合は、射出端で十分に点光源とみなせる様に縮小変倍することが望ましい。
【００４６】
また、本実施例では、ディスク走査型共焦点観察装置として蛍光顕微鏡を例示したが、ディスク走査型共焦点観察装置は、蛍光顕微鏡に限られない。ただし、蛍光顕微鏡の場合、標本からの検出対象とされる光とスピニングディスクを反射した光とでは波長が異なるため、その分離が比較的容易である。従って、蛍光顕微鏡は、リサイクル光学系を用いて照明効率を向上させる本願の技術の適用に特に好適である。
【００４７】
なお、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０は、照明光を再利用するために、光軸ＯＡに対して傾いた照明光がスピニングディスク１５に入射するように構成されているが、スピニングディスク１５を通過した照明光は、スリットでの散乱により、スリット位置に配置された点光源から生じた照明光とみなすことができる点については、従来技術に係る蛍光顕微鏡１００と同様である。このため、本実施例に係る蛍光顕微鏡１０によれば、照明の角度や位置などを変更することなく、照明効率だけを向上させることが可能である。
【実施例２】
【００４８】
図８は、本実施例に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。図８に例示される蛍光顕微鏡２０は、標本Ｓとレーザー１１の間にある標本Ｓと共役な面に配置された回転部材であるスピニングディスク１５を含むディスク走査型共焦点観察装置である。
【００４９】
蛍光顕微鏡２０は、スピニングディスク１５の反射面１５ａで反射した照明光を反射して再びスピニングディスク１５へ導くように配置された反射部材として、ミラー１２の代わりにプリズム２１を含む点が、実施例１に係る蛍光顕微鏡１０と異なっている。その他の点については、実施例１に係る蛍光顕微鏡１０と同様であるため、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
プリズム２１は、反射面１５ａで反射した照明光を反射する反射面２１ａ、２１ｂを有する直角（反射）プリズムであり、照明光が光軸ＯＡと略平行な光束としてプリズム２１の反射面２１ａに入射するように配置されている。プリズム２１は、照明光の進行方向を反対向きに変換し、且つ、照明光をその進行方向と直交する方向に平行移動させる機能を有する。従って、照明光が反射面２１ａに入射すると、入射方向と正反対方向でありながら、照明光が反射面２１ａから反射面２１ｂに到達する距離分だけズレた、わずかに異なる光路を通って、ダイクロイックミラー１３、集光レンズ１４を介してスピニングディスク１５に入射する。これにより、スピニングディスク１５との相対的な位置関係が変化することになる。このため、スピニングディスク１５に最初に入射した際には反射された照明光の一部がスリットに入射してスピニングディスク１５を通過することが可能となる。
【００５１】
以上、本実施例に係る蛍光顕微鏡２０によっても、実施例１に係る蛍光顕微鏡１０と同様に、リサイクル光学系がスピニングディスク１５と照明光との位置関係を変更しながら照明光を複数回スピニングディスク１５に導くことにより、スピニングディスク１５を通過する照明光の光量を増加させることができる。このため、従来技術に係る蛍光顕微鏡１００に比べて、蛍光顕微鏡２０の照明効率を改善することが可能であり、高い照明効率を有する蛍光顕微鏡２０を提供することができる。
【実施例３】
【００５２】
図９は、本実施例に係る蛍光顕微鏡の構成を例示する図である。図９に例示される蛍光顕微鏡３０は、標本Ｓとレーザー１１の間にある標本Ｓと共役な面に配置された回転部材であるスピニングディスク１５を含むディスク走査型共焦点観察装置である。
【００５３】
蛍光顕微鏡３０は、スピニングディスク１５の反射面１５ａで反射した照明光を反射して再びスピニングディスク１５へ導くように配置された反射部材として、ミラー１２の代わりに楕円ミラー３１を含む点が、実施例１に係る蛍光顕微鏡１０と異なっている。その他の点については、実施例１に係る蛍光顕微鏡１０と同様であるため、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
楕円ミラー３１は、反射面１５ａで反射した照明光を反射する反射面３１ａを有している。楕円ミラー３１は、照明光が入射する位置によってその法線の方向が異なるが、光軸ＯＡ上に楕円ミラー３１の中心を合わせて配置することで、光軸ＯＡ上を除き、その反射面３１ａの法線は光軸ＯＡに対して傾斜している。即ち、照明光が光軸ＯＡと略平行な光束として楕円ミラー３１に入射することを考慮すると、楕円ミラー３１は、反射面３１ａの法線が照明光に対して傾斜するように配置されている。これにより、反射面３１ａを反射した照明光は、反射面３１ａに入射する照明光とはわずかに異なる光路を通って、ダイクロイックミラー１３、集光レンズ１４を介してスピニングディスク１５に入射することで、スピニングディスク１５との相対的な位置関係が変化することになる。このため、スピニングディスク１５に最初に入射した際には反射された照明光の一部がスリットに入射してスピニングディスク１５を通過することが可能となる。
なお、楕円ミラー３１は、図９に例示されるように、レーザー１１からの照明光を通過するスリットを有していてもよい。
また、楕円ミラー３１の代わりに凹レンズに反射コートを施した球面ミラーを用いてもよく、楕円ミラー３１と同様に、光軸ＯＡ上に球面ミラーの中心を合わせて配置することで、同様の効果を得ることができる。
【００５５】
以上、本実施例に係る蛍光顕微鏡３０によっても、実施例１に係る蛍光顕微鏡１０と同様に、リサイクル光学系がスピニングディスク１５と照明光との位置関係を変更しながら照明光を複数回スピニングディスク１５に導くことにより、スピニングディスク１５を通過する照明光の光量を増加させることができる。このため、従来技術に係る蛍光顕微鏡１００に比べて、蛍光顕微鏡３０の照明効率を改善することが可能であり、高い照明効率を有する蛍光顕微鏡３０を提供することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０、２０、３０、１００・・・蛍光顕微鏡
１１・・・レーザー
１２・・・ミラー
１２ａ、１５ａ、２１ａ、３１ａ・・・反射面
１３、１０３・・・ダイクロイックミラー
１４、１０４・・・集光レンズ
１５、１０５・・・スピニングディスク
１６、１０６・・・結像レンズ
１７、１０７・・・対物レンズ
１８、１０８・・・レンズ
１９、１０９・・・ＣＣＤ
２１・・・プリズム
３１・・・楕円ミラー
１０１・・・アーク光源
１０２・・・コリメータレンズ
１０５ａ・・・面
Ｓ・・・標本
ＯＡ・・・光軸
ＩＬ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・照明光
ＦＬ・・・蛍光
Ａ１、Ａ２・・・領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本を照明する照明光を射出する光源と、
前記標本と前記光源の間の前記標本と共役な面に配置され、前記光源側に反射面を有する、開口が形成された回転部材と、
前記回転部材の前記反射面で反射した照明光を反射して前記回転部材へ導くように配置された反射部材と、を含む
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、さらに、
前記光源と前記回転部材との間で、且つ、前記反射部材と前記回転部材との間の光路上に配置された集光レンズを含む
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項３】
請求項２に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記光源は、前記集光レンズの光軸に対して偏心した位置に配置される
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項４】
請求項３に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記反射部材は、
前記回転部材の前記反射面で反射した照明光を反射する平面からなる反射面を有し、
前記反射部材の前記反射面の法線が前記反射部材に入射する照明光に対して傾斜するように配置される
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項５】
請求項３に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記反射部材は、
前記回転部材の前記反射面で反射した照明光を反射する平面からなる反射面を有し、
前記反射部材の前記反射面の法線が前記集光レンズの光軸に対して傾斜するように配置される
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項６】
請求項３に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記反射部材は、曲面からなる反射面を有する
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、さらに、
前記集光レンズと前記光源との間に配置され、入射光を波長に応じて反射または透過させる光路分割素子を含む
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項８】
請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記回転部材は、前記集光レンズの前側焦点面に配置され、
前記反射部材は、前記集光レンズの後側焦点面に配置される
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項９】
請求項３乃至請求項８のいずれか１項に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記回転部材の前記反射面は、平面からなる
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記回転部材の前記反射面の法線は、前記集光レンズの光軸に対して傾斜している
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項１１】
請求項３乃至請求項１０のいずれか１項に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記反射部材は、ミラーである
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項１２】
請求項３乃至請求項１０のいずれか１項に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記反射部材は、プリズムである
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項１３】
請求項３乃至請求項１２のいずれか１項に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記反射部材を複数含む
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項１】
標本を照明する照明光を射出する光源と、
前記標本と前記光源の間の前記標本と共役な面に配置され、前記光源側に反射面を有する、開口が形成された回転部材と、
前記回転部材の前記反射面で反射した照明光を反射して前記回転部材へ導くように配置された反射部材と、を含む
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、さらに、
前記光源と前記回転部材との間で、且つ、前記反射部材と前記回転部材との間の光路上に配置された集光レンズを含む
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項３】
請求項２に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記光源は、前記集光レンズの光軸に対して偏心した位置に配置される
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項４】
請求項３に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記反射部材は、
前記回転部材の前記反射面で反射した照明光を反射する平面からなる反射面を有し、
前記反射部材の前記反射面の法線が前記反射部材に入射する照明光に対して傾斜するように配置される
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項５】
請求項３に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記反射部材は、
前記回転部材の前記反射面で反射した照明光を反射する平面からなる反射面を有し、
前記反射部材の前記反射面の法線が前記集光レンズの光軸に対して傾斜するように配置される
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項６】
請求項３に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記反射部材は、曲面からなる反射面を有する
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、さらに、
前記集光レンズと前記光源との間に配置され、入射光を波長に応じて反射または透過させる光路分割素子を含む
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項８】
請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記回転部材は、前記集光レンズの前側焦点面に配置され、
前記反射部材は、前記集光レンズの後側焦点面に配置される
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項９】
請求項３乃至請求項８のいずれか１項に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記回転部材の前記反射面は、平面からなる
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記回転部材の前記反射面の法線は、前記集光レンズの光軸に対して傾斜している
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項１１】
請求項３乃至請求項１０のいずれか１項に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記反射部材は、ミラーである
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項１２】
請求項３乃至請求項１０のいずれか１項に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記反射部材は、プリズムである
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【請求項１３】
請求項３乃至請求項１２のいずれか１項に記載のディスク走査型共焦点観察装置において、
前記反射部材を複数含む
ことを特徴とするディスク走査型共焦点観察装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１５６８１（Ｐ２０１３−１５６８１Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４８４６３（Ｐ２０１１−１４８４６３）
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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