走査型顕微鏡
【課題】小型で軽量なＸＹガルバノミラーペアを有する走査型顕微鏡を提供する。
【解決手段】走査型顕微鏡は、照明光であるレーザ光を射出する光源であるレーザユニットと、このレーザ光を集光して標本１６に照射する対物レンズと、レーザユニットと対物レンズとの間に配置され、レーザ光により標本１６の面を走査するための走査部である制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２と、を有する。そして、制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２は、第１ミラーであるＸミラー１１Ｘ，１２Ｘと、第２のミラーであるＹミラー１１Ｙ，１２Ｙと、を有し、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙを、レーザ光の入射角が４５°より小さくなるように配置する。
【解決手段】走査型顕微鏡は、照明光であるレーザ光を射出する光源であるレーザユニットと、このレーザ光を集光して標本１６に照射する対物レンズと、レーザユニットと対物レンズとの間に配置され、レーザ光により標本１６の面を走査するための走査部である制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２と、を有する。そして、制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２は、第１ミラーであるＸミラー１１Ｘ，１２Ｘと、第２のミラーであるＹミラー１１Ｙ，１２Ｙと、を有し、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙを、レーザ光の入射角が４５°より小さくなるように配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型顕微鏡において、物体に対してレーザ光を走査するための機構としては、通常、ＸＹガルバノミラーペアからなるガルバノスキャナが用いられる（例えば、特許文献１参照）。このガルバノスキャナを構成するＸＹガルバノミラーペアは、レーザ光を物体に対してＸ軸方向に走査させるためのＸミラーと、Ｙ軸方向に走査させるためのＹミラーとの組であって、一般的には、これらのＸミラー及びＹミラーは、入射するレーザ光に対して４５°傾けて配置されており、入射するレーザ光をそのレーザ光に対して直交する方向に反射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０６８９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＸＹガルバノミラーペアのＸミラー及びＹミラーを、入射するレーザ光に対して４５°傾けて配置するとこれらのミラーの有効径が大きくなり、重量が重くなるという課題があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、小型で軽量なＸＹガルバノミラーペアを有する走査型顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係る走査型顕微鏡は、照明光を射出する光源と、この照明光を集光して標本に照射する対物レンズと、光源と対物レンズとの間に配置され、光源からの照明光の光路を２つの光路に分岐させるとともに、照明光を２つの光路のうちの少なくとも一方に導く第１光路切替ユニットと、２つの光路上のそれぞれに設けられた２つの走査部と、２つの光路を同一光路上に重ね合わせて照明光を対物レンズに導く第２光路切替ユニットと、を有し、走査部は、光源からの照明光を反射するとともに、標本上を所定方向に走査する第１ミラーと、この第１ミラーで反射された照明光を反射するとともに、標本上を所定の方向と直交する方向に走査する第２のミラーと、を有し、第１ミラー及び第２ミラーは、照明光の入射角が４５°より小さくなるように配置され、第１ミラーと第２ミラーとの間に配置された一つのリレー光学系により対物レンズの射出瞳の像をリレーし、２つの走査部のうちの一方の走査部の第１ミラー及び他方の走査部の第２ミラーはリレー光学系の一方側に配置され、２つの走査部のうちの一方の走査部の第２ミラー及び他方の走査部の第１ミラーはリレー光学系の他方側に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
このような走査顕微鏡において、２つの走査部の第１ミラー及び第２ミラーの各々の光軸は、リレー光学系の光軸に対して偏心して配置されていることが好ましい。
【０００８】
また、このような走査型顕微鏡において、第１ミラーは、リレー光学系の光軸に対して偏心する方向と略直交する方向に揺動するように配置されていることが好ましい。
【０００９】
また、このような走査型顕微鏡において、リレー光学系は、互いの光軸が偏心する２つのレンズ群と、これらの２つのレンズ群の光路を繋ぐ２つのミラーで構成され、２つの走査部のうちのいずれか一方の第１ミラー及び第２ミラーの各々の光軸は、リレー光学系の２つのレンズ群の光軸のいずれか一方と一致するように配置されていることが好ましい。
【００１０】
また、このような走査型顕微鏡において、リレー光学系は、２つのレンズ群と２つのミラーを一体に回転させることにより、２つの走査部のうちのいずれか一方の第１ミラー及び第２ミラーの光路を繋ぐように構成されていることが好ましい。
【００１１】
また、このような走査型顕微鏡において、光源は、２つの異なる波長の照明光を放射し、第１光路切替ユニットは、２つの異なる波長の照明光の何れか一方を、２つの光路のいずれか一方に導き、照明光の他方を光路の他方に導くことが好ましい。
【００１２】
また、このような走査型顕微鏡において、光源は、単一波長の照明光を放射し、第１光路切替ユニットは、単一波長の照明光を、２つの光路のそれぞれに導くことが好ましい。
【００１３】
また、このような走査型顕微鏡において、光源は、単一波長の照明光を放射し、第１光路切替ユニットは、単一波長の照明光を、２つの光路の何れか一方に導くことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明を以上のように構成すると、小型で軽量なＸＹガルバノミラーを有する走査型顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】走査型顕微鏡の一例である共焦点レーザ顕微鏡システムの構成を示す説明図である。
【図２】第１の実施形態に係る顕微鏡本体のＸミラー及びＹミラーの配置を説明するための説明図である。
【図３】レーザ光に対するＸミラーの配置角度と有効径との関係を説明するための説明図であって、（ａ）はレーザ光に対して４５°傾けて配置した場合を示し、（ｂ）は４５°より小さい角度で傾けて配置した場合を示す。
【図４】ガルバノスキャナに入射するレーザ光と射出するレーザ光の偏光方向を説明するための説明図であって、（ａ）は従来のガルバノスキャナを示し、（ｂ）は本実施形態に係るガルバノスキャナを示す。
【図５】第２の実施形態に係る顕微鏡本体のＸミラー及びＹミラーの配置を説明するための説明図であって、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）はＸミラー及びＹミラーと第２リレーレンズの側面図を示す。
【図６】第２リレーレンズとガルバノスキャナのスキャン方向との関係を示す説明図であって、（ａ）はＸ方向にスキャンしたときを示し、（ｂ）はＹ方向にスキャンしたときを示す。
【図７】第３の実施形態に係る顕微鏡本体の構成を説明するための説明図であって、（ａ）は制御型ガルバノスキャナによりスキャンする構成を示し、（ｂ）は共振型ガルバノスキャナによりスキャンする構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、走査型顕微鏡の一例として、共焦点レーザ顕微鏡システムの構成について説明する。この共焦点レーザ顕微鏡システムは、顕微鏡本体１００と、コントローラ４１、コンピュータ４２、モニタ４３、入力装置４４等から構成される制御部４０と、を備える。
【００１７】
顕微鏡本体１００は、照明光であるレーザ光を放射する光源としてのレーザユニット１と、このレーザ光を標本（物体）１６に照射する照明用光学系２０と、標本１６からの信号光（例えば、レーザ光により励起された蛍光）を検出する光検出器１９と、標本１６からの信号光を光検出器１９に導く検出用光学系３０と、を有して構成される。
【００１８】
レーザユニット１には、複数種類のレーザ光源（ここでは２つのレーザ光源２，３）が搭載されている。このレーザ光源２，３の出射光路は、コンバイナミラー４により共通光路へ統合され、その共通光路には音響光学フィルタ（ＡＯＴＦ）５が挿入されている。このＡＯＴＦ５や個々のレーザ光源２，３の作動を制御することで、レーザユニット１は、使用光源の設定、出射光のオン／オフ、出射光の強度調節等を行うことができる。また、このレーザユニット１から射出したレーザ光は、ファイバカプラ６を介して光ファイバ７の一端に入射した後、光ファイバ７の他端から出射して照明用光学系２０に導かれる。
【００１９】
照明用光学系２０は、光源側から順に、コリメートレンズ８、ダイクロイックミラー９、第１光路切替ユニット１０、第２光路切替ユニット１３、リレーレンズ１４、及び、対物レンズ１５を有し、この対物レンズ１５の物体側に標本１６が配置される。ここで、第１光路切替ユニット１０は、レーザユニット１からのレーザ光の光路を２つの光路に分岐させるものであり、また、第２光路切替ユニット１３は、２つの光路を１つの光路に統合するものである。そして、２つの光路の一方に走査部の一つである制御型ガルバノスキャナ１１が配置され、他方に走査部の他の一つである共振型ガルバノスキャナ１２が配置されている。
【００２０】
図２に示すように、制御型ガルバノスキャナ１１は、直列の関係で配置された第１ミラーであるＸミラー１１Ｘと第２ミラーであるＹミラー１１Ｙとを有し、共振型ガルバノスキャナ１２は、直列の関係で配置された第１ミラーであるＸミラー１２Ｘと第２ミラーであるＹミラー１２Ｙとを有する。ここで、図２に示すように、照明用光学系２０の光軸をＺ軸とし、この光軸に直交する面において互いに直交する２つの方向のうち、一方をＸ軸（図２では水平方向）とし、他方をＹ軸（図２では垂直方向）としたとき、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘは、Ｙ軸方向に延びる軸を中心に揺動されることにより、対物レンズ１５の焦点面に形成されるレーザ光のスポットをＸ軸方向に移動させ、Ｙミラー１１Ｙ，１２Ｙは、Ｘ軸方向に延びる軸を中心に揺動されることにより、レーザ光のスポットをＹ軸方向に移動させるように構成されており、これらの動作を組み合わせることにより、標本１６をこのレーザ光のスポットによりスキャンさせるものである。このうち、制御型ガルバノスキャナ１１は、スキャン速度が遅いものの、スキャン領域を自由に設定することが可能であるという利点を有するので、レーザ光の照射先を標本１６の観察領域の所望の部分領域に限定するときに有効であり、共振型ガルバノスキャナ１２は、スキャン領域を自由に設定することが困難である反面、スキャン速度が速いという利点があるので、標本１６全体を高速にレーザスキャンするときに有効である。
【００２１】
また、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３の各々は、ダイクロイックミラー１０Ｄ，１３Ｄと、全反射ミラー１０Ｍ，１３Ｍと、不図示の中空ブロックとからなる設定素子が設けられたターレットを有し、これらのターレットを回転させることにより、光路上にダイクロイックミラー１０Ｄ，１３Ｄ、全反射ミラー１０Ｍ，１３Ｍ及び中空ブロックからなる設定素子のいずれかを切り替えて配置することができる。なお、以降の説明では、レーザユニット１に設けられた２つのレーザ光源２，３は、異なる波長のレーザ光を放射するように構成されており、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３のダイクロイックミラー１０Ｄ，１３Ｄは、波長が短い方のレーザ光を透過し、波長が長い方のレーザ光を反射するように構成されている場合について説明する。また、図１に示す顕微鏡本体１００では、第１光路切替ユニット１０のダイクロイックミラー１０Ｄを透過したレーザ光が進む光路Ｒ１上に制御型ガルバノスキャナ１１が配置され、ダイクロイックミラー１０Ｄで反射したレーザ光が進む光路Ｒ２上に共振型ガルバノスキャナ１２が配置されているものとする。
【００２２】
また、検出用光学系３０は、標本１６側から順に、対物レンズ１５、リレーレンズ１４、第２光路切替ユニット１３、制御型ガルバノスキャナ１１及び共振型ガルバノスキャナ１２、第１光路切替ユニット１０、ダイクロイックミラー９を照明用光学系２０と共用し、さらに、ダイクロイックミラー９の側方に、集光レンズ１７及びピンホール絞り１８を有し、標本１６からの信号光を光検出器１９に導くように構成されている。なお、以降の説明では、ダイクロイックミラー９、集光レンズ１７、ピンホール絞り１８及び光検出器１９を検出部１００Ａと呼ぶ。
【００２３】
このような共焦点レーザ顕微鏡システムにおいて、レーザユニット１から射出したレーザ光は、ファイバカプラ６を介して光ファイバ７の一端に入射し、他端から射出する。この光ファイバ７から射出したレーザ光はコリメートレンズ８により略平行光に変換され、ダイクロイックミラー９に入射する。ここで、このダイクロイックミラー９は、レーザ光を透過し、このレーザ光により標本１６で励起された蛍光を反射するように構成されており、ダイクロイックミラー９に入射したレーザ光はこのダイクロイックミラー９を通過し、第１光路切替ユニット１０に入射する。以下、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３は、ダイクロイックミラー１０Ｄ，１３Ｄが光路上に配置されている場合について説明する。
【００２４】
レーザユニット１から射出されたレーザ光のうち、波長の短いレーザ光は、第１光路切替ユニット１０のダイクロイックミラー１０Ｄを透過して光路Ｒ１を通り、制御型ガルバノスキャナ１１で反射した後、第２光路切替ユニット１３のダイクロイックミラー１３Ｄに入射する。そして、このダイクロイックミラー１３Ｄを透過したレーザ光は、リレーレンズ１４を透過した後、対物レンズ１５で集光されて標本１６上にスポットを形成する。このレーザ光によるスポットで生じた蛍光（スポットを形成したレーザ光よりも波長が若干長い光線）は、スポットを形成したレーザ光と同じ光路Ｒ１を逆にたどりダイクロイックミラー９に導かれる。この状態で、制御型ガルバノスキャナ１１が駆動されると、スポットが標本１６上を二次元的にスキャンすることができる。
【００２５】
一方、レーザユニット１から射出されたレーザ光のうち、波長の長いレーザ光は、第１光路切替ユニット１０のダイクロイックミラー１０Ｄで反射されて光路Ｒ２を通り、共振型ガルバノスキャナ１２で反射した後、第２光路切替ユニット１３のダイクロイックミラー１３Ｄに入射する。そして、このダイクロイックミラー１３Ｄで反射したレーザ光は、リレーレンズ１４を透過した後、対物レンズ１５で集光されて標本１６上にスポットを形成する。このレーザ光によるスポットで生じた蛍光（スポットを形成したレーザ光より波長が若干長い光線）は、スポットを形成したレーザ光と同じ光路Ｒ２をたどりダイクロイックミラー９に導かれる。この状態で、共振型ガルバノミラー１２が起動されると、スポットが標本１６上を二次元的にスキャンすることができる。
【００２６】
以上のようにしてダイクロイックミラー９に入射した蛍光は、このダイクロイックミラー９で反射され、集光レンズ１７で集光され、ピンホール絞り１８を通過した後、光検出器１９で検出されて電気信号に変換される。
【００２７】
このように、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３における設定素子がダイクロイックミラー１０Ｄ，１３Ｄの組み合わせにセットされた場合、ダイクロイックミラー９とリレーレンズ１４との間の光路は、波長毎に光路Ｒ１と光路Ｒ２とに分離される。一方、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３における設定素子を全反射ミラー１０Ｍ，１３Ｍの組み合わせにセットした場合、ダイクロイックミラー９とリレーレンズ１４との間の光路は、レーザ光の波長によらず光路Ｒ２のみとなる。また、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３における設定素子を中空ブロックの組み合わせにセットした場合、ダイクロイックミラー９とリレーレンズ１４との間の光路は、レーザ光の波長によらず光路Ｒ１のみとなる。さらに、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３における設定素子をハーフミラーの組み合わせにセットした場合、ダイクロイックミラー９とリレーレンズ１４との間の光路は、光路Ｒ１と光路Ｒ２とに分離される。なお、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３の各々は、モータによって電動化されている。但し、設定素子の組み合わせは、ダイクロイックミラー１０Ｄ，１３Ｄの組み合わせ、全反射ミラー１０Ｍ，１３Ｍの組み合わせ、ハーフミラー同士の組み合わせ、及び、中空ブロック同士の組み合わせの４通りで良いので、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３を共通のモータで駆動しても良い。
【００２８】
また、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３と、顕微鏡本体１００のその他の駆動部（レーザユニット１、制御型ガルバノスキャナ１１、共振型ガルバノスキャナ１２、光検出器１９等）とは、コントローラ４１によって制御される。このコントローラ４１は、コンピュータ４２の支配下にあり、ユーザからの指示は、モニタ４３や入力装置４４を介してコンピュータ４２へと伝えられ、そのコンピュータ４２を介してコントローラ４１へと与えられる。そして、コントローラ４１は、コンピュータ４２からの指示に従い、顕微鏡本体１００の各駆動部へ必要な指示や駆動信号を与え、それによって顕微鏡本体１００の設定及び駆動を行う。例えば、コントローラ４１は、光路Ｒ２が有効となるよう顕微鏡本体１００を設定した上で、レーザユニット１、共振型ガルバノスキャナ１２及び光検出器１９を同期駆動しつつ光検出器１９から電気信号を取り込めば、標本１６の観察領域の蛍光画像データを取得すること（イメージング）ができる。この蛍光画像データは、コントローラ４１からコンピュータ４２へと送出され、必要に応じてモニタ４３に表示されたり、コンピュータ４２にて保存されたりする。
【００２９】
以上のように、この共焦点レーザ顕微鏡システムの顕微鏡本体１００は、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３を設けることにより、一対のガルバノスキャナ（制御型ガルバノスキャナ１１及び共振型ガルバノスキャナ１２）を、ダイクロイックミラー９と標本１６との間の光路に対して並列の関係で配置することができるので、１つのレーザユニット１と、１つの検出部１００Ａとが、一対のガルバノスキャナで共用されることになる。したがって、この顕微鏡本体１００は、レーザユニット１と検出部１００Ａとを１台ずつしか搭載していないにも関わらず、レーザユニット１の投光先を１対のガルバノスキャナの間で選択することや、両方のガルバノスキャナを用いて観察することができる。
【００３０】
以下、このような共焦点レーザ顕微鏡システムの顕微鏡本体１００におけるガルバノスキャナ（制御型ガルバノスキャナ１１及び共振型ガルバノスキャナ１２）のＸミラー及びＹミラーの配置方法について説明する。なお、以降の説明では、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘ及びＹミラー１１Ｙを例に説明するが、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘ及びＹミラー１２Ｙも同様である。
【００３１】
［第１の実施形態］
図２に示すように、この顕微鏡本体１００における制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘ及びＹミラー１１Ｙは、それぞれで反射するレーザ光の入射角及び射出角が４５°より小さくなるように配置され、また、第１光路切替ユニット１０を透過してＸミラー１１Ｘに入射するレーザ光に対して、Ｙミラー１１Ｙを射出するレーザ光が略直交するように配置されている。また、Ｘミラー１１Ｘに入射するレーザ光と、Ｙミラー１１Ｙから射出したレーザ光が交差するように配置されている。
【００３２】
図３（ａ）に示す従来のガルバノスキャナのように、ミラー（例えばＸミラー１１Ｘ）に入射するレーザ光の入射角θ１が４５°に設定されている場合、このＸミラー１１Ｘの有効径Ｄ１は、レーザ光の径Ｄの約１．４倍必要となる。しかし、図３（ｂ）に示す本実施形態に係る制御型ガルバノスキャナ１１のように、Ｘミラー１１Ｘに入射するレーザ光の入射角θ２が４５°より小さく設定されていると、このＸミラー１１Ｘの有効径Ｄ２は、Ｄ１より小さくすることができる（Ｙミラー１１Ｙについても同様である）。そのため、制御型ガルバノスキャナ１１を構成するＸミラー１１Ｘ及びＹミラー１１Ｙを小さくすることができ、この制御型ガルバノスキャナ１１を小型化・軽量化することができる（上述のように共振型ガルバノスキャナ１２においても同様である）。これにより、例えば、Ｘミラー１１Ｘ、Ｙミラー１１Ｙを駆動するモータの負荷を減らすことができる。
【００３３】
また、従来のガルバノスキャナのようにＸミラー１１Ｘ及びＹミラー１１Ｙが入射するレーザ光に対して４５°傾けて配置されている場合、図４（ａ）に示すようにＹ軸方向に偏向する直線偏光のレーザ光がこのガルバノスキャナに入射すると、その偏向軸が９０°回転し、Ｘ軸方向に偏向する直線偏光となって射出する。そのため、ガルバノミラー（Ｘミラー１１Ｘ及びＹミラー１１Ｙ）の反射面を構成する膜の特性について、Ｓ偏光とＰ偏光の両方を考慮したものとしなければならない。一方、図４（ｂ）に示す本実施形態に係る制御型ガルバノスキャナ１１のように、Ｘミラー１１Ｘ及びＹミラー１１Ｙに対するレーザ光の入射角を４５°より小さくし、且つ、この制御型ガルバノスキャナ１１に入射するレーザ光に対して略直交するように射出させることにより、制御型ガルバノスキャナ１１で反射させても偏光方向に変化がないため、Ｓ偏光若しくはＰ偏光のいずれか一方を考慮した膜特性を考慮すればよいため、膜設計が容易となる。
【００３４】
［第２の実施形態］
ところで、制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２を構成するＸミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙは、対物レンズ１５の射出瞳と共役であることが望ましい。しかしながら、第１の実施形態に示したように、標本１６に対するＸ方向のスキャンとＹ方向のスキャンをそれぞれ独立したミラーで行うため、Ｘミラー１１Ｘ，１２ＸとＹミラー１１Ｙ，１２Ｙのいずれか一方と対物レンズの射出瞳を共役にするか、これらのミラー１１Ｙ，１２Ｙの略中間点に射出瞳の像を配置することになり、共役関係が崩れてしまい、この顕微鏡本体１００で取得する標本１６の画像のＰＳＦに歪みが生じ画質が低下してしまう。
【００３５】
この第２の実施形態の顕微鏡本体１００において、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３により分離される２つの光路は、図５のＹ軸方向から見たときに（座標の定義は、第１の実施形態と同一である）、略矩形状に形成されており、この矩形の対向する頂点に第１及び第２光路切替ユニット１０，１３が配置される。そして、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘを上記矩形のうち、第１光路切替ユニット１０を透過したレーザ光が入射する位置の頂点に配置し、Ｙミラー１１Ｙをこの頂点と対向する頂点に配置する。また、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘを上記矩形のうち、第１光路切替ユニット１０で反射したレーザ光が入射する位置の頂点（すなわち、制御型ガルバノスキャナ１１のＹミラー１１Ｙと同じ頂点）に配置し、Ｙミラー１２Ｙをこの頂点と対向する頂点（すなわち、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘと同じ頂点）に配置する。また、Ｘミラー１１Ｘ，１２ＸとＹミラー１１Ｙ，１２Ｙとを結ぶ上記矩形の対角線上に、第１及び第２レンズ群２１ａ，２１ｂからなるリレー光学系である第２リレーレンズ２１を配置する。なお、以降の説明では、リレーレンズ１４を第１リレーレンズ１４と呼ぶ。
【００３６】
ここで、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘ及び共振型ガルバノスキャナ１２のＹミラー１２Ｙと、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘ及び制御型ガルバノスキャナ１１のＹミラー１１Ｙとは、Ｙ軸方向から見たときに上下に重なって配置されており、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘで反射され、Ｙミラー１１Ｙ，１２Ｙに入射するレーザ光が、第２リレーレンズ２１への入射前及び射出後において略平行に進むように配置されている。すなわち、図５（ｂ）に示すように、制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２のＸミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙは、第２リレーレンズ２１の光軸に対して偏心して配置されており、且つ、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘ及び共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘは、Ｘ軸方向から見たときに、Ｙ軸方向の高さが略同一の位置に配置されており、同様に、制御型ガルバノスキャナ１２のＹミラー１１Ｙ及び共振型ガルバノスキャナ１２のＹミラー１２Ｙも、Ｘ軸方向から見たときに、Ｙ軸方向の高さが略同一の位置に配置されている。
【００３７】
また、第２リレーレンズ２１の第１及び第２レンズ群２１ａ，２１ｂは、その中間部で互いの焦点が略一致するように配置されており、図５（ｂ）に示すように、これらのレンズ群２１ａ，２１ｂは、上下に並んで略平行に入射または射出するレーザ光を包含する径を有している。そのため、第１及び第２レンズ群２１ａ，２１ｂの焦点が略一致する位置に、標本１６の中間像Ｉが形成される。さらに、第１リレーレンズ１４は、対物レンズ１５の射出瞳の像をリレーすることにより、Ｙミラー１１Ｙ，１２Ｙと略一致するように射出瞳の像を形成し、また、第２リレーレンズ２１は、この射出瞳の像をリレーすることにより、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘと略一致するように射出瞳の像を形成するように配置されている。
【００３８】
このような構成によると、レーザユニット１から射出されたレーザ光（略平行光）のうち、波長の短いレーザ光は、第１光路切替ユニット１０のダイクロイックミラー１０Ｄを透過して光路Ｒ１を通り、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘで反射した後、第２リレーレンズ２１の第１レンズ群２１ａに入射する。このレーザ光は第１レンズ群２１ａで集光されて像面Ｉに結像した後、第２レンズ群２１ｂに入射して略平行光に変換される。ここで、図５（ｂ）に示すように、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘで反射された略平行のレーザ光は、第１レンズ群２１ａの光軸よりも上側に入射するため、中間像Ｉの位置に光源の像（光ファイバ７の射出端の像）が形成された後、第２レンズ群２１ｂの光軸よりも下側に入射して略平行光に変換され、Ｙミラー１１Ｙに入射する。そして、このＹミラー１１Ｙで反射されたレーザ光は、第２光路切替ユニット１３のダイクロイックミラー１３Ｄに入射してこのダイクロイックミラー１３Ｄを透過し、第１リレーレンズ１４を透過した後、対物レンズ１５で集光されて標本１６上にスポットを形成する。また、このレーザ光によるスポットで生じた蛍光は、スポットを形成したレーザ光と同じ光路Ｒ１を逆にたどりダイクロイックミラー９に導かれる。
【００３９】
一方、レーザユニット１から射出されたレーザ光のうち、波長の長いレーザ光は、第１光路切替ユニット１０のダイクロイックミラー１０Ｄで反射されて光路Ｒ２を通り、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘで反射した後、第２リレーレンズ２１の第２レンズ群２１ｂに入射する。このレーザ光は第２レンズ群２１ｂで集光されて像面Ｉに結像した後、第１レンズ群２１ａに入射して略平行光に変換される。ここで、図５（ｂ）に示すように、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘで反射された略平行のレーザ光は、第２レンズ群２１ｂの光軸よりも上側に入射するため、中間像Ｉの位置に光源の像が形成された後、第１レンズ群２１ａの光軸よりも下側に入射して略平行光に変換され、Ｙミラー１２Ｙに入射する。そしてこのＹミラー１２Ｙで反射されたレーザ光は、第２光路切替ユニット１３のダイクロイックミラー１３Ｄに入射してこのダイクロイックミラー１３Ｄで反射され、第１リレーレンズ１４を透過した後、対物レンズ１５で集光されて標本１６上にスポットを形成する。また、このレーザ光によるスポットで生じた蛍光は、スポットを形成したレーザ光と同じ光路Ｒ２をたどりダイクロイックミラー９に導かれる。
【００４０】
制御型ガルバノスキャナ１１及び共振型ガルバノスキャナ１２を構成するＸミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙを以上に配置して光路Ｒ１，Ｒ２をＺ字上に形成すると、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙに入射するレーザ光の入射角を４５°より小さくする（約２２．５°にする）ことができるので、第１の実施形態と同様に、これらのミラー１１Ｘ，１２Ｘ，１１Ｙ，１２Ｙを従来のミラーに比べて小型化・軽量化することができる。また、略矩形の光路の対角線上に第２リレーレンズ２１を配置することができるので、この顕微鏡本体１００を大型化させることなく、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙの各々に対物レンズ１５の射出瞳の像を形成することができ、この顕微鏡本体１００で取得する標本１６の画像のＰＳＦに歪みが生じず、画質の低下を防止することができる。
【００４１】
なお、図５に示すように、Ｘミラー１１Ｘ，１２ＸとＹミラー１１Ｙ，１２ＹとをＹ軸方向に（上下に）並べて配置し、かつ、光源側にＸミラー１１Ｘ，１２Ｘを配置する構成とすると、図６（ａ）に示すように、第１及び第２レンズ群２１ａ，２１ｂの有効径内をＸ軸方向に（左右に）レーザ光の光束が移動する。一方、光源側にＹミラー１１Ｙ，１２Ｙを配置すると、図６（ｂ）に示すように、レーザ光の光束はＹ軸方向に（上下方向に）移動するため、この光束をＸ軸方向に移動させたときに比べて第１及び第２レンズ群２１ａ，２１ｂの有効径を大きくする必要がある。そのため、図５に示すように、光源側にＸミラー１１Ｘ，１２Ｘを配置する構成、すなわち、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘと共振型ガルバノスキャナ１２のＹミラー１２Ｙが配置される方向、及び、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘと制御型ガルバノスキャナ１１のＹミラー１１Ｙが配置される方向（リレーレンズ２１の光軸に対して偏心する方向）に対して直交する方向に揺動するミラー（Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ）を光源側に配置する構成の方が第２リレーレンズ２１の有効径を比較的小さくでき、レンズ設計がより容易となるため望ましい。
【００４２】
［第３の実施形態］
上述の第２の実施形態では、制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２を構成するＸミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙの間に配置されたリレー光学系である第２リレーレンズ２１は、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙと対物レンズ１５の射出瞳との共役関係を維持する役割と、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙを偏心させる役割とを有しているが、図７に示すように、リレー光学系を第２リレーレンズ１２１及び偏心ミラー１２２で構成し、第２リレーレンズ１２１にはＸミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙと対物レンズ１５の射出瞳との共役関係を維持する役割のみを担わせ、偏心させる役割は、この第２リレーレンズ１２１の１組のレンズ群１２１ａ，１２１ｂの間に配置した２枚のミラー１２２ａ，１２２ｂからなる偏心ミラー１２２に担わせるように構成することも可能である。すなわち、偏心ミラー１２２の２つのミラ-１２２ａ，１１２ｂをその反射面が互いに対向するように配置し、レーザ光の光路を階段状に折り曲げることで、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙを偏心させる。このとき、第２リレーレンズ１２１の第１レンズ群１２１ａの光軸と第２レンズ群１２１ｂの光軸とは、上下方向に偏心して略平行に延びるように配置されている。顕微鏡本体１００をこのように構成すると、設計を比較的容易にすることができる。
【００４３】
以上のような構成において、制御型ガルバノスキャナ１１により標本１６のスキャンを行うときには、図７（ａ）に示すように、光路上から第１光路切替ユニット１０の全反射ミラー１０Ｍを抜き出すとともに、第２光路切替ユニット１３の全反射ミラー１３Ｍを光路上に配置する。また、第２リレーレンズ１２１の第１レンズ群１２１ａは、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘで反射されたレーザ光が入射する位置に配置し、第２レンズ群１２１ｂはこの第２レンズ群１２１ｂから射出するレーザ光がＹミラー１１Ｙに入射する位置に配置する。このような状態で第１光路切替ユニット１０に入射したレーザ光はこの第１光路切替ユニット１０を通過し、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘで反射され、第２リレーレンズ１２１の第１レンズ群１２１ａに入射して集光される。さらにこのレーザ光は、偏心ミラー１２２の２つのミラー１２２ａ，１２２ｂで反射されて、その光路が入射したときよりも下方へシフトする。そして、このレーザ光は第２レンズ群１２１ｂで略平行光に変換された後、Ｙミラー１１Ｙで反射され、さらに、第２光路切替ユニット１３の全反射ミラー１３Ｍで反射されて対物レンズ１５に導かれる。
【００４４】
一方、共振型ガルバノスキャナ１２により標本１６のスキャンを行うときには、図７（ｂ）に示すように、第１光路切替ユニット１０の全反射ミラー１０Ｍを光路上に配置するとともに、第２光路切替ユニット１３の全反射ミラー１３Ｍを光路上から抜き出す。また、第２リレーレンズ１２１及び偏心ミラー１２２を一体に、第１レンズ群１２１ａの光軸及び第２レンズ群１２１ｂの光軸の略中間部であってこれらの光軸に略水平に延びる回転軸を中心に１８０°回転させる。このような状態で第１光路切替ユニット１０に入射したレーザ光は全反射ミラー１０Ｍで反射され、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘで反射され、第２リレーレンズ１２１の第２レンズ群１２１ｂに入射して集光される。さらにこのレーザ光は、偏心ミラ１２２の２つのミラー１２２ｂ，１２２ａで反射されて、その光路が入射したときよりも上方へシフトする。そして、このレーザ光は第１レンズ群１２１ａで略平行光に変換された後、Ｙミラー１２Ｙで反射され、さらに、第２光路切替ユニット１３を通過して対物レンズ１５に導かれる。
【００４５】
このように、この第３の実施形態に係る顕微鏡本体１００では、第２リレーレンズ１２１と偏心ミラー１２２を一体に回転させることで、制御型ガルバノスキャナ１１を構成するＸミラー１１ＸとＹミラー１１Ｙの光路を繋ぐか、共振型ガルバノスキャナ１２を構成するＸミラー１２ＸとＹミラー１２Ｙの光路を繋ぐことができ、これにより、制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２を切り替えることが可能である
【００４６】
なお、図７から明らかなように、この第３の実施形態の場合、制御型ガルバノミラー１１と共振型ガルバノミラー１２を同時に使用することはできず、いずれか一方を用いてスキャンする必要があるため、顕微鏡本体１００を用いたアプリケーションに制限が生じる。しかし、第２リレーレンズ１２１と偏心ミラー１２２を一体に回転させることで制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２を切り替えることが可能であるので、標本１６を時間差を持たせてアクチべーションして観察することは可能である。例えば、制御型ガルバノスキャナ１１を用いて標本１６の所定の位置を精度良くアクチべーションし、この標本がアクチべーションされた経時変化を、第２リレーレンズ１２１と偏心ミラー１２２及び第１及び第２光路切替ユニット１０，１３を切り替えて共振型ガルバノスキャナ１２を用いて観察することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ レーザユニット（光源） １０ 第１光路切替ユニット
１１ 制御型ガルバノスキャナ（走査部）
１１Ｘ Ｘミラー（第１ミラー） １１Ｙ Ｙミラー（第２ミラー）
１２ 共振型ガルバノスキャナ（走査部）
１２Ｘ Ｘミラー（第１ミラー） １２Ｙ Ｙミラー（第２ミラー）
１３ 第２光路切替ユニット １５ 対物レンズ
１６ 標本 ２１，１２１ 第２リレーレンズ
１２１ａ 第１レンズ群 １２１ｂ 第２レンズ群
１２２ 偏心ミラー（２つのミラー）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型顕微鏡において、物体に対してレーザ光を走査するための機構としては、通常、ＸＹガルバノミラーペアからなるガルバノスキャナが用いられる（例えば、特許文献１参照）。このガルバノスキャナを構成するＸＹガルバノミラーペアは、レーザ光を物体に対してＸ軸方向に走査させるためのＸミラーと、Ｙ軸方向に走査させるためのＹミラーとの組であって、一般的には、これらのＸミラー及びＹミラーは、入射するレーザ光に対して４５°傾けて配置されており、入射するレーザ光をそのレーザ光に対して直交する方向に反射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０６８９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＸＹガルバノミラーペアのＸミラー及びＹミラーを、入射するレーザ光に対して４５°傾けて配置するとこれらのミラーの有効径が大きくなり、重量が重くなるという課題があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、小型で軽量なＸＹガルバノミラーペアを有する走査型顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係る走査型顕微鏡は、照明光を射出する光源と、この照明光を集光して標本に照射する対物レンズと、光源と対物レンズとの間に配置され、光源からの照明光の光路を２つの光路に分岐させるとともに、照明光を２つの光路のうちの少なくとも一方に導く第１光路切替ユニットと、２つの光路上のそれぞれに設けられた２つの走査部と、２つの光路を同一光路上に重ね合わせて照明光を対物レンズに導く第２光路切替ユニットと、を有し、走査部は、光源からの照明光を反射するとともに、標本上を所定方向に走査する第１ミラーと、この第１ミラーで反射された照明光を反射するとともに、標本上を所定の方向と直交する方向に走査する第２のミラーと、を有し、第１ミラー及び第２ミラーは、照明光の入射角が４５°より小さくなるように配置され、第１ミラーと第２ミラーとの間に配置された一つのリレー光学系により対物レンズの射出瞳の像をリレーし、２つの走査部のうちの一方の走査部の第１ミラー及び他方の走査部の第２ミラーはリレー光学系の一方側に配置され、２つの走査部のうちの一方の走査部の第２ミラー及び他方の走査部の第１ミラーはリレー光学系の他方側に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
このような走査顕微鏡において、２つの走査部の第１ミラー及び第２ミラーの各々の光軸は、リレー光学系の光軸に対して偏心して配置されていることが好ましい。
【０００８】
また、このような走査型顕微鏡において、第１ミラーは、リレー光学系の光軸に対して偏心する方向と略直交する方向に揺動するように配置されていることが好ましい。
【０００９】
また、このような走査型顕微鏡において、リレー光学系は、互いの光軸が偏心する２つのレンズ群と、これらの２つのレンズ群の光路を繋ぐ２つのミラーで構成され、２つの走査部のうちのいずれか一方の第１ミラー及び第２ミラーの各々の光軸は、リレー光学系の２つのレンズ群の光軸のいずれか一方と一致するように配置されていることが好ましい。
【００１０】
また、このような走査型顕微鏡において、リレー光学系は、２つのレンズ群と２つのミラーを一体に回転させることにより、２つの走査部のうちのいずれか一方の第１ミラー及び第２ミラーの光路を繋ぐように構成されていることが好ましい。
【００１１】
また、このような走査型顕微鏡において、光源は、２つの異なる波長の照明光を放射し、第１光路切替ユニットは、２つの異なる波長の照明光の何れか一方を、２つの光路のいずれか一方に導き、照明光の他方を光路の他方に導くことが好ましい。
【００１２】
また、このような走査型顕微鏡において、光源は、単一波長の照明光を放射し、第１光路切替ユニットは、単一波長の照明光を、２つの光路のそれぞれに導くことが好ましい。
【００１３】
また、このような走査型顕微鏡において、光源は、単一波長の照明光を放射し、第１光路切替ユニットは、単一波長の照明光を、２つの光路の何れか一方に導くことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明を以上のように構成すると、小型で軽量なＸＹガルバノミラーを有する走査型顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】走査型顕微鏡の一例である共焦点レーザ顕微鏡システムの構成を示す説明図である。
【図２】第１の実施形態に係る顕微鏡本体のＸミラー及びＹミラーの配置を説明するための説明図である。
【図３】レーザ光に対するＸミラーの配置角度と有効径との関係を説明するための説明図であって、（ａ）はレーザ光に対して４５°傾けて配置した場合を示し、（ｂ）は４５°より小さい角度で傾けて配置した場合を示す。
【図４】ガルバノスキャナに入射するレーザ光と射出するレーザ光の偏光方向を説明するための説明図であって、（ａ）は従来のガルバノスキャナを示し、（ｂ）は本実施形態に係るガルバノスキャナを示す。
【図５】第２の実施形態に係る顕微鏡本体のＸミラー及びＹミラーの配置を説明するための説明図であって、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）はＸミラー及びＹミラーと第２リレーレンズの側面図を示す。
【図６】第２リレーレンズとガルバノスキャナのスキャン方向との関係を示す説明図であって、（ａ）はＸ方向にスキャンしたときを示し、（ｂ）はＹ方向にスキャンしたときを示す。
【図７】第３の実施形態に係る顕微鏡本体の構成を説明するための説明図であって、（ａ）は制御型ガルバノスキャナによりスキャンする構成を示し、（ｂ）は共振型ガルバノスキャナによりスキャンする構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、走査型顕微鏡の一例として、共焦点レーザ顕微鏡システムの構成について説明する。この共焦点レーザ顕微鏡システムは、顕微鏡本体１００と、コントローラ４１、コンピュータ４２、モニタ４３、入力装置４４等から構成される制御部４０と、を備える。
【００１７】
顕微鏡本体１００は、照明光であるレーザ光を放射する光源としてのレーザユニット１と、このレーザ光を標本（物体）１６に照射する照明用光学系２０と、標本１６からの信号光（例えば、レーザ光により励起された蛍光）を検出する光検出器１９と、標本１６からの信号光を光検出器１９に導く検出用光学系３０と、を有して構成される。
【００１８】
レーザユニット１には、複数種類のレーザ光源（ここでは２つのレーザ光源２，３）が搭載されている。このレーザ光源２，３の出射光路は、コンバイナミラー４により共通光路へ統合され、その共通光路には音響光学フィルタ（ＡＯＴＦ）５が挿入されている。このＡＯＴＦ５や個々のレーザ光源２，３の作動を制御することで、レーザユニット１は、使用光源の設定、出射光のオン／オフ、出射光の強度調節等を行うことができる。また、このレーザユニット１から射出したレーザ光は、ファイバカプラ６を介して光ファイバ７の一端に入射した後、光ファイバ７の他端から出射して照明用光学系２０に導かれる。
【００１９】
照明用光学系２０は、光源側から順に、コリメートレンズ８、ダイクロイックミラー９、第１光路切替ユニット１０、第２光路切替ユニット１３、リレーレンズ１４、及び、対物レンズ１５を有し、この対物レンズ１５の物体側に標本１６が配置される。ここで、第１光路切替ユニット１０は、レーザユニット１からのレーザ光の光路を２つの光路に分岐させるものであり、また、第２光路切替ユニット１３は、２つの光路を１つの光路に統合するものである。そして、２つの光路の一方に走査部の一つである制御型ガルバノスキャナ１１が配置され、他方に走査部の他の一つである共振型ガルバノスキャナ１２が配置されている。
【００２０】
図２に示すように、制御型ガルバノスキャナ１１は、直列の関係で配置された第１ミラーであるＸミラー１１Ｘと第２ミラーであるＹミラー１１Ｙとを有し、共振型ガルバノスキャナ１２は、直列の関係で配置された第１ミラーであるＸミラー１２Ｘと第２ミラーであるＹミラー１２Ｙとを有する。ここで、図２に示すように、照明用光学系２０の光軸をＺ軸とし、この光軸に直交する面において互いに直交する２つの方向のうち、一方をＸ軸（図２では水平方向）とし、他方をＹ軸（図２では垂直方向）としたとき、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘは、Ｙ軸方向に延びる軸を中心に揺動されることにより、対物レンズ１５の焦点面に形成されるレーザ光のスポットをＸ軸方向に移動させ、Ｙミラー１１Ｙ，１２Ｙは、Ｘ軸方向に延びる軸を中心に揺動されることにより、レーザ光のスポットをＹ軸方向に移動させるように構成されており、これらの動作を組み合わせることにより、標本１６をこのレーザ光のスポットによりスキャンさせるものである。このうち、制御型ガルバノスキャナ１１は、スキャン速度が遅いものの、スキャン領域を自由に設定することが可能であるという利点を有するので、レーザ光の照射先を標本１６の観察領域の所望の部分領域に限定するときに有効であり、共振型ガルバノスキャナ１２は、スキャン領域を自由に設定することが困難である反面、スキャン速度が速いという利点があるので、標本１６全体を高速にレーザスキャンするときに有効である。
【００２１】
また、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３の各々は、ダイクロイックミラー１０Ｄ，１３Ｄと、全反射ミラー１０Ｍ，１３Ｍと、不図示の中空ブロックとからなる設定素子が設けられたターレットを有し、これらのターレットを回転させることにより、光路上にダイクロイックミラー１０Ｄ，１３Ｄ、全反射ミラー１０Ｍ，１３Ｍ及び中空ブロックからなる設定素子のいずれかを切り替えて配置することができる。なお、以降の説明では、レーザユニット１に設けられた２つのレーザ光源２，３は、異なる波長のレーザ光を放射するように構成されており、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３のダイクロイックミラー１０Ｄ，１３Ｄは、波長が短い方のレーザ光を透過し、波長が長い方のレーザ光を反射するように構成されている場合について説明する。また、図１に示す顕微鏡本体１００では、第１光路切替ユニット１０のダイクロイックミラー１０Ｄを透過したレーザ光が進む光路Ｒ１上に制御型ガルバノスキャナ１１が配置され、ダイクロイックミラー１０Ｄで反射したレーザ光が進む光路Ｒ２上に共振型ガルバノスキャナ１２が配置されているものとする。
【００２２】
また、検出用光学系３０は、標本１６側から順に、対物レンズ１５、リレーレンズ１４、第２光路切替ユニット１３、制御型ガルバノスキャナ１１及び共振型ガルバノスキャナ１２、第１光路切替ユニット１０、ダイクロイックミラー９を照明用光学系２０と共用し、さらに、ダイクロイックミラー９の側方に、集光レンズ１７及びピンホール絞り１８を有し、標本１６からの信号光を光検出器１９に導くように構成されている。なお、以降の説明では、ダイクロイックミラー９、集光レンズ１７、ピンホール絞り１８及び光検出器１９を検出部１００Ａと呼ぶ。
【００２３】
このような共焦点レーザ顕微鏡システムにおいて、レーザユニット１から射出したレーザ光は、ファイバカプラ６を介して光ファイバ７の一端に入射し、他端から射出する。この光ファイバ７から射出したレーザ光はコリメートレンズ８により略平行光に変換され、ダイクロイックミラー９に入射する。ここで、このダイクロイックミラー９は、レーザ光を透過し、このレーザ光により標本１６で励起された蛍光を反射するように構成されており、ダイクロイックミラー９に入射したレーザ光はこのダイクロイックミラー９を通過し、第１光路切替ユニット１０に入射する。以下、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３は、ダイクロイックミラー１０Ｄ，１３Ｄが光路上に配置されている場合について説明する。
【００２４】
レーザユニット１から射出されたレーザ光のうち、波長の短いレーザ光は、第１光路切替ユニット１０のダイクロイックミラー１０Ｄを透過して光路Ｒ１を通り、制御型ガルバノスキャナ１１で反射した後、第２光路切替ユニット１３のダイクロイックミラー１３Ｄに入射する。そして、このダイクロイックミラー１３Ｄを透過したレーザ光は、リレーレンズ１４を透過した後、対物レンズ１５で集光されて標本１６上にスポットを形成する。このレーザ光によるスポットで生じた蛍光（スポットを形成したレーザ光よりも波長が若干長い光線）は、スポットを形成したレーザ光と同じ光路Ｒ１を逆にたどりダイクロイックミラー９に導かれる。この状態で、制御型ガルバノスキャナ１１が駆動されると、スポットが標本１６上を二次元的にスキャンすることができる。
【００２５】
一方、レーザユニット１から射出されたレーザ光のうち、波長の長いレーザ光は、第１光路切替ユニット１０のダイクロイックミラー１０Ｄで反射されて光路Ｒ２を通り、共振型ガルバノスキャナ１２で反射した後、第２光路切替ユニット１３のダイクロイックミラー１３Ｄに入射する。そして、このダイクロイックミラー１３Ｄで反射したレーザ光は、リレーレンズ１４を透過した後、対物レンズ１５で集光されて標本１６上にスポットを形成する。このレーザ光によるスポットで生じた蛍光（スポットを形成したレーザ光より波長が若干長い光線）は、スポットを形成したレーザ光と同じ光路Ｒ２をたどりダイクロイックミラー９に導かれる。この状態で、共振型ガルバノミラー１２が起動されると、スポットが標本１６上を二次元的にスキャンすることができる。
【００２６】
以上のようにしてダイクロイックミラー９に入射した蛍光は、このダイクロイックミラー９で反射され、集光レンズ１７で集光され、ピンホール絞り１８を通過した後、光検出器１９で検出されて電気信号に変換される。
【００２７】
このように、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３における設定素子がダイクロイックミラー１０Ｄ，１３Ｄの組み合わせにセットされた場合、ダイクロイックミラー９とリレーレンズ１４との間の光路は、波長毎に光路Ｒ１と光路Ｒ２とに分離される。一方、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３における設定素子を全反射ミラー１０Ｍ，１３Ｍの組み合わせにセットした場合、ダイクロイックミラー９とリレーレンズ１４との間の光路は、レーザ光の波長によらず光路Ｒ２のみとなる。また、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３における設定素子を中空ブロックの組み合わせにセットした場合、ダイクロイックミラー９とリレーレンズ１４との間の光路は、レーザ光の波長によらず光路Ｒ１のみとなる。さらに、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３における設定素子をハーフミラーの組み合わせにセットした場合、ダイクロイックミラー９とリレーレンズ１４との間の光路は、光路Ｒ１と光路Ｒ２とに分離される。なお、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３の各々は、モータによって電動化されている。但し、設定素子の組み合わせは、ダイクロイックミラー１０Ｄ，１３Ｄの組み合わせ、全反射ミラー１０Ｍ，１３Ｍの組み合わせ、ハーフミラー同士の組み合わせ、及び、中空ブロック同士の組み合わせの４通りで良いので、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３を共通のモータで駆動しても良い。
【００２８】
また、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３と、顕微鏡本体１００のその他の駆動部（レーザユニット１、制御型ガルバノスキャナ１１、共振型ガルバノスキャナ１２、光検出器１９等）とは、コントローラ４１によって制御される。このコントローラ４１は、コンピュータ４２の支配下にあり、ユーザからの指示は、モニタ４３や入力装置４４を介してコンピュータ４２へと伝えられ、そのコンピュータ４２を介してコントローラ４１へと与えられる。そして、コントローラ４１は、コンピュータ４２からの指示に従い、顕微鏡本体１００の各駆動部へ必要な指示や駆動信号を与え、それによって顕微鏡本体１００の設定及び駆動を行う。例えば、コントローラ４１は、光路Ｒ２が有効となるよう顕微鏡本体１００を設定した上で、レーザユニット１、共振型ガルバノスキャナ１２及び光検出器１９を同期駆動しつつ光検出器１９から電気信号を取り込めば、標本１６の観察領域の蛍光画像データを取得すること（イメージング）ができる。この蛍光画像データは、コントローラ４１からコンピュータ４２へと送出され、必要に応じてモニタ４３に表示されたり、コンピュータ４２にて保存されたりする。
【００２９】
以上のように、この共焦点レーザ顕微鏡システムの顕微鏡本体１００は、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３を設けることにより、一対のガルバノスキャナ（制御型ガルバノスキャナ１１及び共振型ガルバノスキャナ１２）を、ダイクロイックミラー９と標本１６との間の光路に対して並列の関係で配置することができるので、１つのレーザユニット１と、１つの検出部１００Ａとが、一対のガルバノスキャナで共用されることになる。したがって、この顕微鏡本体１００は、レーザユニット１と検出部１００Ａとを１台ずつしか搭載していないにも関わらず、レーザユニット１の投光先を１対のガルバノスキャナの間で選択することや、両方のガルバノスキャナを用いて観察することができる。
【００３０】
以下、このような共焦点レーザ顕微鏡システムの顕微鏡本体１００におけるガルバノスキャナ（制御型ガルバノスキャナ１１及び共振型ガルバノスキャナ１２）のＸミラー及びＹミラーの配置方法について説明する。なお、以降の説明では、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘ及びＹミラー１１Ｙを例に説明するが、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘ及びＹミラー１２Ｙも同様である。
【００３１】
［第１の実施形態］
図２に示すように、この顕微鏡本体１００における制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘ及びＹミラー１１Ｙは、それぞれで反射するレーザ光の入射角及び射出角が４５°より小さくなるように配置され、また、第１光路切替ユニット１０を透過してＸミラー１１Ｘに入射するレーザ光に対して、Ｙミラー１１Ｙを射出するレーザ光が略直交するように配置されている。また、Ｘミラー１１Ｘに入射するレーザ光と、Ｙミラー１１Ｙから射出したレーザ光が交差するように配置されている。
【００３２】
図３（ａ）に示す従来のガルバノスキャナのように、ミラー（例えばＸミラー１１Ｘ）に入射するレーザ光の入射角θ１が４５°に設定されている場合、このＸミラー１１Ｘの有効径Ｄ１は、レーザ光の径Ｄの約１．４倍必要となる。しかし、図３（ｂ）に示す本実施形態に係る制御型ガルバノスキャナ１１のように、Ｘミラー１１Ｘに入射するレーザ光の入射角θ２が４５°より小さく設定されていると、このＸミラー１１Ｘの有効径Ｄ２は、Ｄ１より小さくすることができる（Ｙミラー１１Ｙについても同様である）。そのため、制御型ガルバノスキャナ１１を構成するＸミラー１１Ｘ及びＹミラー１１Ｙを小さくすることができ、この制御型ガルバノスキャナ１１を小型化・軽量化することができる（上述のように共振型ガルバノスキャナ１２においても同様である）。これにより、例えば、Ｘミラー１１Ｘ、Ｙミラー１１Ｙを駆動するモータの負荷を減らすことができる。
【００３３】
また、従来のガルバノスキャナのようにＸミラー１１Ｘ及びＹミラー１１Ｙが入射するレーザ光に対して４５°傾けて配置されている場合、図４（ａ）に示すようにＹ軸方向に偏向する直線偏光のレーザ光がこのガルバノスキャナに入射すると、その偏向軸が９０°回転し、Ｘ軸方向に偏向する直線偏光となって射出する。そのため、ガルバノミラー（Ｘミラー１１Ｘ及びＹミラー１１Ｙ）の反射面を構成する膜の特性について、Ｓ偏光とＰ偏光の両方を考慮したものとしなければならない。一方、図４（ｂ）に示す本実施形態に係る制御型ガルバノスキャナ１１のように、Ｘミラー１１Ｘ及びＹミラー１１Ｙに対するレーザ光の入射角を４５°より小さくし、且つ、この制御型ガルバノスキャナ１１に入射するレーザ光に対して略直交するように射出させることにより、制御型ガルバノスキャナ１１で反射させても偏光方向に変化がないため、Ｓ偏光若しくはＰ偏光のいずれか一方を考慮した膜特性を考慮すればよいため、膜設計が容易となる。
【００３４】
［第２の実施形態］
ところで、制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２を構成するＸミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙは、対物レンズ１５の射出瞳と共役であることが望ましい。しかしながら、第１の実施形態に示したように、標本１６に対するＸ方向のスキャンとＹ方向のスキャンをそれぞれ独立したミラーで行うため、Ｘミラー１１Ｘ，１２ＸとＹミラー１１Ｙ，１２Ｙのいずれか一方と対物レンズの射出瞳を共役にするか、これらのミラー１１Ｙ，１２Ｙの略中間点に射出瞳の像を配置することになり、共役関係が崩れてしまい、この顕微鏡本体１００で取得する標本１６の画像のＰＳＦに歪みが生じ画質が低下してしまう。
【００３５】
この第２の実施形態の顕微鏡本体１００において、第１及び第２光路切替ユニット１０，１３により分離される２つの光路は、図５のＹ軸方向から見たときに（座標の定義は、第１の実施形態と同一である）、略矩形状に形成されており、この矩形の対向する頂点に第１及び第２光路切替ユニット１０，１３が配置される。そして、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘを上記矩形のうち、第１光路切替ユニット１０を透過したレーザ光が入射する位置の頂点に配置し、Ｙミラー１１Ｙをこの頂点と対向する頂点に配置する。また、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘを上記矩形のうち、第１光路切替ユニット１０で反射したレーザ光が入射する位置の頂点（すなわち、制御型ガルバノスキャナ１１のＹミラー１１Ｙと同じ頂点）に配置し、Ｙミラー１２Ｙをこの頂点と対向する頂点（すなわち、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘと同じ頂点）に配置する。また、Ｘミラー１１Ｘ，１２ＸとＹミラー１１Ｙ，１２Ｙとを結ぶ上記矩形の対角線上に、第１及び第２レンズ群２１ａ，２１ｂからなるリレー光学系である第２リレーレンズ２１を配置する。なお、以降の説明では、リレーレンズ１４を第１リレーレンズ１４と呼ぶ。
【００３６】
ここで、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘ及び共振型ガルバノスキャナ１２のＹミラー１２Ｙと、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘ及び制御型ガルバノスキャナ１１のＹミラー１１Ｙとは、Ｙ軸方向から見たときに上下に重なって配置されており、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘで反射され、Ｙミラー１１Ｙ，１２Ｙに入射するレーザ光が、第２リレーレンズ２１への入射前及び射出後において略平行に進むように配置されている。すなわち、図５（ｂ）に示すように、制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２のＸミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙは、第２リレーレンズ２１の光軸に対して偏心して配置されており、且つ、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘ及び共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘは、Ｘ軸方向から見たときに、Ｙ軸方向の高さが略同一の位置に配置されており、同様に、制御型ガルバノスキャナ１２のＹミラー１１Ｙ及び共振型ガルバノスキャナ１２のＹミラー１２Ｙも、Ｘ軸方向から見たときに、Ｙ軸方向の高さが略同一の位置に配置されている。
【００３７】
また、第２リレーレンズ２１の第１及び第２レンズ群２１ａ，２１ｂは、その中間部で互いの焦点が略一致するように配置されており、図５（ｂ）に示すように、これらのレンズ群２１ａ，２１ｂは、上下に並んで略平行に入射または射出するレーザ光を包含する径を有している。そのため、第１及び第２レンズ群２１ａ，２１ｂの焦点が略一致する位置に、標本１６の中間像Ｉが形成される。さらに、第１リレーレンズ１４は、対物レンズ１５の射出瞳の像をリレーすることにより、Ｙミラー１１Ｙ，１２Ｙと略一致するように射出瞳の像を形成し、また、第２リレーレンズ２１は、この射出瞳の像をリレーすることにより、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘと略一致するように射出瞳の像を形成するように配置されている。
【００３８】
このような構成によると、レーザユニット１から射出されたレーザ光（略平行光）のうち、波長の短いレーザ光は、第１光路切替ユニット１０のダイクロイックミラー１０Ｄを透過して光路Ｒ１を通り、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘで反射した後、第２リレーレンズ２１の第１レンズ群２１ａに入射する。このレーザ光は第１レンズ群２１ａで集光されて像面Ｉに結像した後、第２レンズ群２１ｂに入射して略平行光に変換される。ここで、図５（ｂ）に示すように、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘで反射された略平行のレーザ光は、第１レンズ群２１ａの光軸よりも上側に入射するため、中間像Ｉの位置に光源の像（光ファイバ７の射出端の像）が形成された後、第２レンズ群２１ｂの光軸よりも下側に入射して略平行光に変換され、Ｙミラー１１Ｙに入射する。そして、このＹミラー１１Ｙで反射されたレーザ光は、第２光路切替ユニット１３のダイクロイックミラー１３Ｄに入射してこのダイクロイックミラー１３Ｄを透過し、第１リレーレンズ１４を透過した後、対物レンズ１５で集光されて標本１６上にスポットを形成する。また、このレーザ光によるスポットで生じた蛍光は、スポットを形成したレーザ光と同じ光路Ｒ１を逆にたどりダイクロイックミラー９に導かれる。
【００３９】
一方、レーザユニット１から射出されたレーザ光のうち、波長の長いレーザ光は、第１光路切替ユニット１０のダイクロイックミラー１０Ｄで反射されて光路Ｒ２を通り、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘで反射した後、第２リレーレンズ２１の第２レンズ群２１ｂに入射する。このレーザ光は第２レンズ群２１ｂで集光されて像面Ｉに結像した後、第１レンズ群２１ａに入射して略平行光に変換される。ここで、図５（ｂ）に示すように、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘで反射された略平行のレーザ光は、第２レンズ群２１ｂの光軸よりも上側に入射するため、中間像Ｉの位置に光源の像が形成された後、第１レンズ群２１ａの光軸よりも下側に入射して略平行光に変換され、Ｙミラー１２Ｙに入射する。そしてこのＹミラー１２Ｙで反射されたレーザ光は、第２光路切替ユニット１３のダイクロイックミラー１３Ｄに入射してこのダイクロイックミラー１３Ｄで反射され、第１リレーレンズ１４を透過した後、対物レンズ１５で集光されて標本１６上にスポットを形成する。また、このレーザ光によるスポットで生じた蛍光は、スポットを形成したレーザ光と同じ光路Ｒ２をたどりダイクロイックミラー９に導かれる。
【００４０】
制御型ガルバノスキャナ１１及び共振型ガルバノスキャナ１２を構成するＸミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙを以上に配置して光路Ｒ１，Ｒ２をＺ字上に形成すると、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙに入射するレーザ光の入射角を４５°より小さくする（約２２．５°にする）ことができるので、第１の実施形態と同様に、これらのミラー１１Ｘ，１２Ｘ，１１Ｙ，１２Ｙを従来のミラーに比べて小型化・軽量化することができる。また、略矩形の光路の対角線上に第２リレーレンズ２１を配置することができるので、この顕微鏡本体１００を大型化させることなく、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙの各々に対物レンズ１５の射出瞳の像を形成することができ、この顕微鏡本体１００で取得する標本１６の画像のＰＳＦに歪みが生じず、画質の低下を防止することができる。
【００４１】
なお、図５に示すように、Ｘミラー１１Ｘ，１２ＸとＹミラー１１Ｙ，１２ＹとをＹ軸方向に（上下に）並べて配置し、かつ、光源側にＸミラー１１Ｘ，１２Ｘを配置する構成とすると、図６（ａ）に示すように、第１及び第２レンズ群２１ａ，２１ｂの有効径内をＸ軸方向に（左右に）レーザ光の光束が移動する。一方、光源側にＹミラー１１Ｙ，１２Ｙを配置すると、図６（ｂ）に示すように、レーザ光の光束はＹ軸方向に（上下方向に）移動するため、この光束をＸ軸方向に移動させたときに比べて第１及び第２レンズ群２１ａ，２１ｂの有効径を大きくする必要がある。そのため、図５に示すように、光源側にＸミラー１１Ｘ，１２Ｘを配置する構成、すなわち、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘと共振型ガルバノスキャナ１２のＹミラー１２Ｙが配置される方向、及び、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘと制御型ガルバノスキャナ１１のＹミラー１１Ｙが配置される方向（リレーレンズ２１の光軸に対して偏心する方向）に対して直交する方向に揺動するミラー（Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ）を光源側に配置する構成の方が第２リレーレンズ２１の有効径を比較的小さくでき、レンズ設計がより容易となるため望ましい。
【００４２】
［第３の実施形態］
上述の第２の実施形態では、制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２を構成するＸミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙの間に配置されたリレー光学系である第２リレーレンズ２１は、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙと対物レンズ１５の射出瞳との共役関係を維持する役割と、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙを偏心させる役割とを有しているが、図７に示すように、リレー光学系を第２リレーレンズ１２１及び偏心ミラー１２２で構成し、第２リレーレンズ１２１にはＸミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙと対物レンズ１５の射出瞳との共役関係を維持する役割のみを担わせ、偏心させる役割は、この第２リレーレンズ１２１の１組のレンズ群１２１ａ，１２１ｂの間に配置した２枚のミラー１２２ａ，１２２ｂからなる偏心ミラー１２２に担わせるように構成することも可能である。すなわち、偏心ミラー１２２の２つのミラ-１２２ａ，１１２ｂをその反射面が互いに対向するように配置し、レーザ光の光路を階段状に折り曲げることで、Ｘミラー１１Ｘ，１２Ｘ及びＹミラー１１Ｙ，１２Ｙを偏心させる。このとき、第２リレーレンズ１２１の第１レンズ群１２１ａの光軸と第２レンズ群１２１ｂの光軸とは、上下方向に偏心して略平行に延びるように配置されている。顕微鏡本体１００をこのように構成すると、設計を比較的容易にすることができる。
【００４３】
以上のような構成において、制御型ガルバノスキャナ１１により標本１６のスキャンを行うときには、図７（ａ）に示すように、光路上から第１光路切替ユニット１０の全反射ミラー１０Ｍを抜き出すとともに、第２光路切替ユニット１３の全反射ミラー１３Ｍを光路上に配置する。また、第２リレーレンズ１２１の第１レンズ群１２１ａは、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘで反射されたレーザ光が入射する位置に配置し、第２レンズ群１２１ｂはこの第２レンズ群１２１ｂから射出するレーザ光がＹミラー１１Ｙに入射する位置に配置する。このような状態で第１光路切替ユニット１０に入射したレーザ光はこの第１光路切替ユニット１０を通過し、制御型ガルバノスキャナ１１のＸミラー１１Ｘで反射され、第２リレーレンズ１２１の第１レンズ群１２１ａに入射して集光される。さらにこのレーザ光は、偏心ミラー１２２の２つのミラー１２２ａ，１２２ｂで反射されて、その光路が入射したときよりも下方へシフトする。そして、このレーザ光は第２レンズ群１２１ｂで略平行光に変換された後、Ｙミラー１１Ｙで反射され、さらに、第２光路切替ユニット１３の全反射ミラー１３Ｍで反射されて対物レンズ１５に導かれる。
【００４４】
一方、共振型ガルバノスキャナ１２により標本１６のスキャンを行うときには、図７（ｂ）に示すように、第１光路切替ユニット１０の全反射ミラー１０Ｍを光路上に配置するとともに、第２光路切替ユニット１３の全反射ミラー１３Ｍを光路上から抜き出す。また、第２リレーレンズ１２１及び偏心ミラー１２２を一体に、第１レンズ群１２１ａの光軸及び第２レンズ群１２１ｂの光軸の略中間部であってこれらの光軸に略水平に延びる回転軸を中心に１８０°回転させる。このような状態で第１光路切替ユニット１０に入射したレーザ光は全反射ミラー１０Ｍで反射され、共振型ガルバノスキャナ１２のＸミラー１２Ｘで反射され、第２リレーレンズ１２１の第２レンズ群１２１ｂに入射して集光される。さらにこのレーザ光は、偏心ミラ１２２の２つのミラー１２２ｂ，１２２ａで反射されて、その光路が入射したときよりも上方へシフトする。そして、このレーザ光は第１レンズ群１２１ａで略平行光に変換された後、Ｙミラー１２Ｙで反射され、さらに、第２光路切替ユニット１３を通過して対物レンズ１５に導かれる。
【００４５】
このように、この第３の実施形態に係る顕微鏡本体１００では、第２リレーレンズ１２１と偏心ミラー１２２を一体に回転させることで、制御型ガルバノスキャナ１１を構成するＸミラー１１ＸとＹミラー１１Ｙの光路を繋ぐか、共振型ガルバノスキャナ１２を構成するＸミラー１２ＸとＹミラー１２Ｙの光路を繋ぐことができ、これにより、制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２を切り替えることが可能である
【００４６】
なお、図７から明らかなように、この第３の実施形態の場合、制御型ガルバノミラー１１と共振型ガルバノミラー１２を同時に使用することはできず、いずれか一方を用いてスキャンする必要があるため、顕微鏡本体１００を用いたアプリケーションに制限が生じる。しかし、第２リレーレンズ１２１と偏心ミラー１２２を一体に回転させることで制御型及び共振型ガルバノスキャナ１１，１２を切り替えることが可能であるので、標本１６を時間差を持たせてアクチべーションして観察することは可能である。例えば、制御型ガルバノスキャナ１１を用いて標本１６の所定の位置を精度良くアクチべーションし、この標本がアクチべーションされた経時変化を、第２リレーレンズ１２１と偏心ミラー１２２及び第１及び第２光路切替ユニット１０，１３を切り替えて共振型ガルバノスキャナ１２を用いて観察することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ レーザユニット（光源） １０ 第１光路切替ユニット
１１ 制御型ガルバノスキャナ（走査部）
１１Ｘ Ｘミラー（第１ミラー） １１Ｙ Ｙミラー（第２ミラー）
１２ 共振型ガルバノスキャナ（走査部）
１２Ｘ Ｘミラー（第１ミラー） １２Ｙ Ｙミラー（第２ミラー）
１３ 第２光路切替ユニット １５ 対物レンズ
１６ 標本 ２１，１２１ 第２リレーレンズ
１２１ａ 第１レンズ群 １２１ｂ 第２レンズ群
１２２ 偏心ミラー（２つのミラー）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を射出する光源と、
前記照明光を集光して標本に照射する対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記光源からの前記照明光の光路を２つの光路に分岐させるとともに、前記照明光を前記２つの光路のうちの少なくとも一方に導く第１光路切替ユニットと、
前記２つの光路上のそれぞれに設けられた２つの前記走査部と、
前記２つの光路を同一光路上に重ね合わせて前記照明光を前記対物レンズに導く第２光路切替ユニットと、を有し、
前記走査部は、前記光源からの前記照明光を反射するとともに、前記標本上を所定方向に走査する第１ミラーと、
前記第１ミラーで反射された前記照明光を反射するとともに、前記標本上を前記所定の方向と直交する方向に走査する第２のミラーと、を有し、前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、前記照明光の入射角が４５°より小さくなるように配置され、
前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間に配置された一つのリレー光学系により前記対物レンズの射出瞳の像をリレーし、
前記２つの走査部のうちの一方の前記走査部の前記第１ミラー及び他方の前記走査部の前記第２ミラーは前記リレー光学系の一方側に配置され、前記２つの走査部のうちの前記一方の前記走査部の前記第２ミラー及び前記他方の前記走査部の前記第１ミラーは前記リレー光学系の他方側に配置されていることを特徴とする走査型顕微鏡。
【請求項２】
前記２つの走査部の前記第１ミラー及び前記第２ミラーの各々の光軸は、前記リレー光学系の光軸に対して偏心して配置されていることを特徴とする請求項１記載の走査型顕微鏡。
【請求項３】
前記第１ミラーは、前記リレー光学系の光軸に対して偏心する方向と略直交する方向に揺動するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の走査型顕微鏡。
【請求項４】
前記リレー光学系は、互いの光軸が偏心する２つのレンズ群と、前記２つのレンズ群の光路を繋ぐ２つのミラーで構成され、
前記２つの走査部のうちのいずれか一方の前記第１ミラー及び前記第２ミラーの各々の光軸は、前記リレー光学系の前記２つのレンズ群の光軸のいずれか一方と一致するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の走査型顕微鏡。
【請求項５】
前記リレー光学系は、前記２つのレンズ群と前記２つのミラーを一体に回転させることにより、前記２つの走査部のうちのいずれか一方の前記第１ミラー及び前記第２ミラーの光路を繋ぐように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の走査型顕微鏡。
【請求項６】
前記光源は、２つの異なる波長の照明光を放射し、
前記第１光路切替ユニットは、前記２つの異なる波長の照明光の何れか一方を、前記２つの光路のいずれか一方に導き、前記照明光の他方を前記光路の他方に導くことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の走査型顕微鏡。
【請求項７】
前記光源は、単一波長の照明光を放射し、
前記第１光路切替ユニットは、前記単一波長の照明光を、前記２つの光路のそれぞれに導くことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の走査型顕微鏡。
【請求項８】
前記光源は、単一波長の照明光を放射し、
前記第１光路切替ユニットは、前記単一波長の照明光を、前記２つの光路の何れか一方に導くことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の走査型顕微鏡。
【請求項１】
照明光を射出する光源と、
前記照明光を集光して標本に照射する対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記光源からの前記照明光の光路を２つの光路に分岐させるとともに、前記照明光を前記２つの光路のうちの少なくとも一方に導く第１光路切替ユニットと、
前記２つの光路上のそれぞれに設けられた２つの前記走査部と、
前記２つの光路を同一光路上に重ね合わせて前記照明光を前記対物レンズに導く第２光路切替ユニットと、を有し、
前記走査部は、前記光源からの前記照明光を反射するとともに、前記標本上を所定方向に走査する第１ミラーと、
前記第１ミラーで反射された前記照明光を反射するとともに、前記標本上を前記所定の方向と直交する方向に走査する第２のミラーと、を有し、前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、前記照明光の入射角が４５°より小さくなるように配置され、
前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間に配置された一つのリレー光学系により前記対物レンズの射出瞳の像をリレーし、
前記２つの走査部のうちの一方の前記走査部の前記第１ミラー及び他方の前記走査部の前記第２ミラーは前記リレー光学系の一方側に配置され、前記２つの走査部のうちの前記一方の前記走査部の前記第２ミラー及び前記他方の前記走査部の前記第１ミラーは前記リレー光学系の他方側に配置されていることを特徴とする走査型顕微鏡。
【請求項２】
前記２つの走査部の前記第１ミラー及び前記第２ミラーの各々の光軸は、前記リレー光学系の光軸に対して偏心して配置されていることを特徴とする請求項１記載の走査型顕微鏡。
【請求項３】
前記第１ミラーは、前記リレー光学系の光軸に対して偏心する方向と略直交する方向に揺動するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の走査型顕微鏡。
【請求項４】
前記リレー光学系は、互いの光軸が偏心する２つのレンズ群と、前記２つのレンズ群の光路を繋ぐ２つのミラーで構成され、
前記２つの走査部のうちのいずれか一方の前記第１ミラー及び前記第２ミラーの各々の光軸は、前記リレー光学系の前記２つのレンズ群の光軸のいずれか一方と一致するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の走査型顕微鏡。
【請求項５】
前記リレー光学系は、前記２つのレンズ群と前記２つのミラーを一体に回転させることにより、前記２つの走査部のうちのいずれか一方の前記第１ミラー及び前記第２ミラーの光路を繋ぐように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の走査型顕微鏡。
【請求項６】
前記光源は、２つの異なる波長の照明光を放射し、
前記第１光路切替ユニットは、前記２つの異なる波長の照明光の何れか一方を、前記２つの光路のいずれか一方に導き、前記照明光の他方を前記光路の他方に導くことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の走査型顕微鏡。
【請求項７】
前記光源は、単一波長の照明光を放射し、
前記第１光路切替ユニットは、前記単一波長の照明光を、前記２つの光路のそれぞれに導くことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の走査型顕微鏡。
【請求項８】
前記光源は、単一波長の照明光を放射し、
前記第１光路切替ユニットは、前記単一波長の照明光を、前記２つの光路の何れか一方に導くことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の走査型顕微鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６８４４０（Ｐ２０１２−１６８４４０Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３０７４７（Ｐ２０１１−３０７４７）
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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