JPH0596816U - 共焦点用光スキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 共焦点蛍光顕微鏡において，回転するピンホ
ール基板や調整用ＮＤフィルタを着脱しなくても試料の
位置探しや合焦を可能にし，また微弱蛍光試料でも，半
共焦点の画像を得ることが可能な共焦点用光スキャナを
提供する。 【構成】 渦巻き状に多数のピンホールを配置したピン
ホールディスク１１２，各ピンホールにレーザ光を集束
するレンズアレイをもった集光ディスク１１２，試料３
からの反射光をフィルタ４，接眼レンズ５へ導くビーム
スプリッタ１２，駆動モータ１３から成る通常の共焦点
用光スキャナ１０に対して，ビームスプリッタ１４１，
ミラー１４２，ミラー１４３から成る第２の分岐光学系
１４を取り付け取り外し自在にしたもので，これを取り
付けると半共焦点の非スライス像を，また取り外すと共
焦点のスライス像が得られる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、共焦点蛍光顕微鏡などに用いるピンホ−ル基板を走査する共焦点用 光スキャナに関し、特に試料の位置探しやピント合わせを容易にし、微弱蛍光測 定を可能とするものである。

【０００２】

【従来の技術】

図２は本願出願人による共焦点用光スキャナの先行例であり、共焦点蛍光顕微 鏡に用いたものである。 図２において、１は共焦点用光スキャナであり、この共焦点用光スキャナ１は 、例えば、図３（イ）に示すガラス基板の片面に形成された複数のフレネルレン ズが、焦点位置を一画面分づつ半径方向にＰr だけ順次ずらされて形成された集 光ディスク１１１と、図３（ロ）に示す基板に形成された複数のピンホ−ルが、 半径方向にＰ_r（周方向にＰθ）だけ順次ずらされて形成されたピンホ−ルディ スク１１２と、集光ディスク１１１とピンホ−ルディスク１１２をフレネルレン ズの焦点位置にそれぞれピンホ−ルが配置されるように連結するドラム１１３か ら成るピンホ−ル基板１１と、集光ディスク１１１とピンホ−ルディスク１１２ の間に設置されたビ−ムスプリッタ１２と、ピンホ−ル基板１１を一定速度で回 転するモ−タ１３で構成される。２は対物レンズであり、ピンホ−ルからの出射 光を試料３に照射すると共に、試料３からの戻り光が、再びピンホ−ルに入射す る位置に設置されている。４はフィルタ、５は接眼レンズである。

【０００３】 このような構成において、図示しないレ−ザ光源からの出射光は、共焦点用光 スキャナ１に入射される。共焦点用光スキャナ１に入射された光は、ピンホ−ル 基板１１の集光ディスク１１１上に形成されたフレネルレンズにより集光され、 ビ−ムスプリッタ１２を透過して、ピンホ−ルディスク１１２上に形成されたピ ンホ−ルに集光する。ピンホ−ルを通った光は、対物レンズ２により、試料３上 に照射される。試料３からの戻り光は、再び対物レンズ２、ピンホールディスク １１２を通って、ビ−ムスプリッタ１２で反射され（入射光の光軸方向と直角方 向に曲げられ）、フィルタ４および接眼レンズ５を介して試料３の像を観察でき る。この例では、ピンホ−ル基板１１がモ−タ１３により一定速度で回転してお り、ピンホール基板１１の回転により、ピンホ−ルの像が試料３上を走査してい る。また、ピンホ−ルディスク１１２上のピンホ−ルと試料３上の光スポット（ ピンホ−ルの像）が共焦点関係にあり、図示しないレ−ザ光源からの入射光と試 料３からの戻り光共に、ピンホ−ルを通過するため、共焦点効果による高い分解 能を得られると共に、試料３からの戻り光は、集光ディスク１１１を通過しない ため、ピンホ−ルの径によって得られる共焦点の分解能を保持できる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このような上記従来技術に示す共焦点用光スキャナを用いた共焦点蛍光顕微鏡 において、試料の位置探しやピント合わせ時には、回転しているピンホール基板 １１を図中の右方向へずらして、レーザ光は蛍光が褪色しないように、ＮＤフィ ルタを用いて減衰させ、通常の落射蛍光顕微鏡の光学系としていた。その状態で 、ピンホール基板１１を図中の左方向へずらして挿入し、ＮＤフィルタを取り外 し、光量を増加させ、共焦点蛍光像を得ていた。なお、ピンホール基板を入れる と、共焦点のスライス像が得られる代わりに光量が減少してしまうため、光量を 増加させる必要がある。

【０００５】 したがって、操作性が悪く、蛍光量が微弱な場合は、ピンホールを通過できな いため、観察不可能になる場合があった。

【０００６】 本考案は、上記従来技術の課題を踏まえて成されたものであり、回転している ピンホール基板およびＮＤフィルタの取付け取り外しをしなくても、試料の位置 探しやピント合わせが可能になるようにし、また、微弱蛍光試料においても、半 共焦点の画像を得ることができる共焦点用光スキャナを提供することを目的とし たものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための本考案の構成は、 ピンホ−ル基板を回転させ、このピンホ−ル基板を通過した照射光を試料に対 して走査する共焦点用光スキャナにおいて、 複数の集光手段が形成された集光ディスクと、複数のピンホ−ルが形成された ピンホ−ルディスクと、前記集光ディスクとピンホ−ルディスクとを前記複数の 集光手段の焦点位置に前記ピンホ−ルがそれぞれ配置されるように連結するドラ ムから成るピンホ−ル基板と、 このピンホ−ル基板を一定速度で回転させる回転手段と、 前記ピンホ−ル基板の集光ディスクとピンホ−ルディスクとの間に設置された 第１の分岐光学系と、 前記ピンホール基板とこのピンホ−ル基板からの出射光を前記試料に照射する と共に、前記試料からの戻り光が再び前記ピンホ−ル基板のピンホールに入射す る位置に設置された対物レンズとの間に設置され、前記試料からの戻り光を前記 ピンホール基板を通さずに光軸の側方へ反射させる第２の分岐光学系と、 この第２の分岐光学系を光路から取付け取り外しするための手段と、 を備え、 前記第２の分岐光学系を取り付けた状態では半共焦点の非スライス像を、また 、前記第２の分岐光学系を光路から取り外した状態では共焦点のスライス像を得 られるようにしたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、第２の分岐光学系を付加することにより、試料の位置探しや ピント合わせの際に、ピンホール基板およびレーザのＮＤフィルタを取付け取り 外しする必要がなく、さらに微弱蛍光試料においても画像を得ることができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の共焦点用光スキャナを共焦点蛍光顕微鏡に用いた一実施例を示 す構成図である。なお、図１において図２と同一要素には同一符号を付して重複 する説明は省略する。 図１において、図２との相違点は、共焦点用光スキャナ１ａを、ピンホールデ ィスク１１１と対物レンズ２との間に、試料３からの戻り光をピンホール基板１ １を通さずに光軸の側方へ反射させる第２の分岐光学系１４を設けた構成とした 点である。この第２の分岐光学系１４として、図１では、例えばビームスプリッ タ１４１とミラー１４２，１４３を用いて構成している。なお、この第２の分岐 光学系１４は予め調整されており、図示しない駆動機構により、光路からの取り 外し、および、光路への取付けが可能とされている。

【００１０】 このような構成において、レーザ光はピンホール基板１１により走査され、ビ ームスプリッタ１２，第２の分岐光学系１４のビームスプリッタ１４１を透過し て、対物レンズ２により試料３上に絞られる。試料３からの戻り光（蛍光）は対 物レンズ２を介して、第２の分岐光学系１４のビ−ムスプリッタ１４１，ミラー １４２，１４３で反射され、光量は減少せずに、接眼レンズ５を介して、試料３ の像が観察できる。したがって、この状態で、ピンホール基板１１およびレーザ のＮＤフィルタの取付け取り外しを行わずに、試料の位置探しやピント合わせが できる。また、この状態では半共焦点の画像となり、微弱蛍光試料の場合に有効 となる。一方、第２の分岐光学系１４を図示しない駆動機構により光路から取り 外すことにより、従来技術に示した図２装置と同様の共焦点画像が得られる。

【００１１】 結果、本考案の共焦点用光スキャナを用いることにより、 （１）半共焦点の非スライス像：光量が大きく、試料全体が見えるため、ピント 合わせ時などの粗調に好適である。 （２）共焦点のスライス像：高分解能のため、精密な計測に好適であり、ピント 合わせ時などの微調も容易である。 この２つの場合を第２の分岐光学系の光路からの取付け取り外しだけで、使い分 けることができる。

【００１２】 なお、上記実施例において、第２の分岐光学系１４を構成するビームスプリッ タ１４１の代わりに、ダイクロイックミラー、ハーフミラー、偏光ビームスプリ ッタと１／４波長板の組み合わせを用いても良く、同様の効果得られる。

【００１３】

【考案の効果】

以上、実施例と共に具体的に説明したように、本考案によれば、第２の分岐光 学系を光路から取付け取り外しするだけで、ピンホールによる蛍光光量の減少を なくし、試料の位置探しやピント合わせが容易にでき、また微弱蛍光の試料で共 焦点画像の観察が困難な場合にでも半共焦点の画像が得られるなどの効果を有す る共焦点用光スキャナを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の共焦点用光スキャナを共焦点蛍光顕微
鏡に用いた一実施例を示す構成図である。

【図２】共焦点用光スキャナを用いた共焦点蛍光顕微鏡
の一例を示す構成図である。

【図３】共焦点用光スキャナに用いる集光ディスクおよ
びピンホ−ルディスクの一例である。

【符号の説明】

１ａ 共焦点用光スキャナ ２ 対物レンズ ３ 試料 １１ ピンホ−ル基板 １２、１４１ ビ−ムスプリッタ １３ モ−タ １４ 第２の分岐光学系 １１１ 集光ディスク １１２ ピンホ−ルディスク １１３ ドラム １４２、１４３ ミラー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピンホ−ル基板を回転させ、このピンホ
   −ル基板を通過した照射光を試料に対して走査する共焦
   点用光スキャナにおいて、 複数の集光手段が形成された集光ディスクと、複数のピ
   ンホ−ルが形成されたピンホ−ルディスクと、前記集光
   ディスクとピンホ−ルディスクとを前記複数の集光手段
   の焦点位置に前記ピンホ−ルがそれぞれ配置されるよう
   に連結するドラムから成るピンホ−ル基板と、 このピンホ−ル基板を一定速度で回転させる回転手段
   と、 前記ピンホ−ル基板の集光ディスクとピンホ−ルディス
   クとの間に設置された第１の分岐光学系と、 前記ピンホール基板とこのピンホ−ル基板からの出射光
   を前記試料に照射すると共に、前記試料からの戻り光が
   再び前記ピンホ−ル基板のピンホールに入射する位置に
   設置された対物レンズとの間に設置され、前記試料から
   の戻り光を前記ピンホール基板を通さずに光軸の側方へ
   反射させる第２の分岐光学系と、 この第２の分岐光学系を光路から取付け取り外しするた
   めの手段と、 を備え、 前記第２の分岐光学系を取り付けた状態では半共焦点の
   非スライス像を、また、前記第２の分岐光学系を光路か
   ら取り外した状態では共焦点のスライス像を得られるよ
   うにしたことを特徴とする共焦点用光スキャナ。