JP2002509287A - 顕微鏡の照明ビーム路内の光学装置 - Google Patents
顕微鏡の照明ビーム路内の光学装置Info
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Abstract
Description
に関する。
ームを適切な光学系を介して、それぞれの対物レンズの入射瞳、ないしそこで使
用可能な対物レンズの入射瞳が基本的に過剰照明(Ueberleuchtung)されるよう
に拡大することは、これまでの従来技術に属することである。過剰照明の程度は
設計上、重要な設定事項である。一方では、入射瞳の過剰照明はこの入射瞳の均
質な照明に用いられる。ここでは理論的解像度が、種々異なるアパーチャを有す
る対物レンズでも保証される。他方では、入射瞳の過剰照明により、とりわけ入
射瞳の小さい対物レンズの場合に励起光が過度に損失されてしまう。しかしこの
ような励起光の損失は、励起光の出力リザーブが小さい適用の場合には甘受でき
るものではない。
の顕微鏡では固定の拡大光学系が設けられている。そこで拡大されるレーザビー
ムの直径は、顕微鏡対物レンズにおいて約25mm(1/e2値)である。
励起光に対して作用するアパーチャの照明を制御することができる。このために
単なる例として、Brakenhoff G.J. et al. Confocal Microscopy Handbook 1994
, pp.87-91, ed. J.Pawley を参照されたい。
有する。これに対して対物レンズPLAPO100×/1.4はわずか直径5m
mの入射瞳を有する。そのためそこでは、励起光はファクタ(12/5)2=5. 76で、不要な過剰照明により失われてしまう。
面積に比例するピンホール透過率は、直径が小さい場合には相応の光損失を示す
。このことも実用では許容できない。
して最適の照明が保証されるように構成することである。
決する。これによればこのような光学装置は、照明直径を変更する、照明ビーム
路内に配置された照明光学系を有することを特徴とする。
なかれ正確にそれぞれの対物レンズの入射瞳に適合すべきである。このために照
明ビーム路内に配置された照明光学系が必要であり、これにより照明直径の変更
ないし適合を行うことができる。前に説明した従来技術による光損失はかくてい
ずれにしろ格段に回避される。
構成することができる。対物レンズを交換する際には相応にして、固定の光学系
を照明ビーム路中で交換しなければならず、これにより照明直径をそれぞれの対
物レンズの入射瞳に整合する。
tik)を有し、これにより照明ビーム路での固定の光学系の交換を不要にする。 可変光学系は、有利には電動式のズーム光学系とすることができ、このズーム光
学系は例えば市販のビデオカメラで使用される通常のズーム光学系として構成す
ることができる。
整部を設けることができる。具体的には照明直径の変更は、所定の有利にはリボ
ルバーに配置された対物レンズの入射瞳に適合することができる。ここではそれ
ぞれの対物レンズの使用に応じて、リボルバーの位置に相応して、変更ないし適
合が自動的に行われる。
は光ファイバに後置することが考えられる。照明光学系は、固定のバック焦点距
離(Schnittweite)と可変の焦点距離を有する平行光学系として構成することが
でき、ここではビーム直径が対物レンズの入射瞳に適合可能である。
光学系として構成することが考えられる。このように構成すれば、ビームを焦点
距離の比f1/f2にしたがって可変に拡大(拡張)することができる。
瞳が小さい場合に過剰照明を甘受していた。しかしそこでの縁部照明は確かに良
好であった。縁部照明を本発明の装置が適用される場合でも有利にするため、と
りわけ対物レンズの入射瞳が大きい場合には、照明光学系が縁部照明を制御する
、ないしは有利にする別の光学的構成部材を含み、従来技術から公知の過剰照明
をいずれの場合でも回避すると有利である。このような光学的構成部材は、付加
レンズとして、リング絞りとして、またはホログラフ的に形成される光学的要素
として構成することができ、これによりとりわけ通常のガウス状のレーザビーム
が縁部領域へ拡大(拡張)される。例えばこのことにより共焦点レーザ走査顕微
鏡の場合は、一定の強度分布が入射瞳全体にわたって実現でき、対物レンズの入
射瞳を格別に過剰照明する必要がない。これとは異なる強度プロフィールも特殊
適用例に対しては有利であり得る。
とも考えられる。ここでは有利にはレーザ光ビームが入射結合される。本来の照
明ビーム路を変更することなしに、このレーザ光ビームは対物レンズの入射瞳に
適合することができ、これによりレーザ光ビームの最適化が本来の照明ビーム路
の適合なしに可能である。
はマルチフォトン励起のために使用すると有利である。
一方では請求項1に従属する請求項を、他方では以下の本発明の3つの実施例の
、図面に基づいた説明を参照されたい。本発明の有利な実施例の説明と関連して
、本技術思想の一般的に有利な構成および改善形態を説明する。
1実施例の概略図であり、ここでは光源として点光源が設けられており、ラスタ
顕微鏡は簡単にするためその構成要素により概略的にのみ示されている。
2実施例の概略図であり、ここでは光源として光ファイバが設けられており、ラ
スタ顕微鏡は簡単にするためその構成要素により概略的にのみ示されている。
3実施例の概略図であり、ここでは光源としてレーザ光源ないしはレーザビーム
が設けられており、ラスタ顕微鏡は簡単にするためその構成要素により概略的に
のみ示されている。
た光学装置を示す。ここでは簡単にするためラスタ顕微鏡は全体で概略的にのみ
示されている。
ァイバ3を介して入射結合される。図3の実施例では、それに代わる/従来の光
源のレーザビーム4または平行光ビームがレンズ5を介して直接、照明ビーム路
1に入力結合される。
光学系6が配置されている。この照明光学系6は照明直径7を変更するために使
用され、これにより照明直径7を対物レンズ9の象徴的に示した入射瞳8に適合
することができる。
照明ビーム路1中に配置されたビーム統合器(入射結合器)11およびスキャナ
12も示されている。
ピンホール15が配置されている。
として構成されている。正確に言えばこれは電動式のズーム光学系であるが、単
に象徴的に摺動されるレンズ16により示されている。具体的には、ビデオカメ
ラから公知の通常のズーム光学系である。
レンズにレーザビーム4が直接入射結合される。
書中の一般的説明部分を参照されたい。
1実施例の概略図である。
2実施例の概略図である。
3実施例の概略図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 顕微鏡、とりわけ共焦点レーザ顕微鏡の照明ビーム路(1)
内に配置された光学装置において、 照明ビーム路(1)内に配置され、照明直径(7)を変更するための照明光学
系(6)を有することを特徴とする光学装置。 - 【請求項2】 該照明光学系(6)は交換可能な固定の光学系装置として構
成されている、請求項1記載の光学装置。 - 【請求項3】 該照明光学系(6)は有利には無段階に作動する可変光学系
を有する、請求項1記載の光学装置。 - 【請求項4】 該可変光学系は有利には電動式のズーム光学系である、請求
項3記載の光学装置。 - 【請求項5】 該ズーム光学系はビデオカメラで通常のズーム光学系である
、請求項4記載の光学装置。 - 【請求項6】 該照明直径(7)の変更は、所定の、有利にはリボルバーに
配置された対物レンズ(9)に整合され、有利には自動的に行われる、請求項1
から5までのいずれか1項記載の光学装置。 - 【請求項7】 該照明光学系(6)は、点光源(2)ないしは光ファイバ(
3)に後置されている、請求項2から6までのいずれか1項記載の光学装置。 - 【請求項8】 該照明光学系(6)は、固定のバック焦点距離と可変の焦点
距離を有する平行光学系として構成され、該照明直径(7)は対物レンズ(9)
の入射瞳(8)に適合される、請求項2から7までのいずれか1項記載の光学装
置。 - 【請求項9】 該照明光学系(6)は、有利には直接入射結合されるレーザ
ビーム(4)に対する拡大光学系として構成されている、請求項2から6までの
いずれか1項記載の光学装置。 - 【請求項10】 ビームは、焦点距離の比f1/f2にしたがって可変に拡張
可能である、請求項9記載の光学装置。 - 【請求項11】 該照明光学系(6)は、とりわけ対物レンズ(9)の入射
瞳が大きい場合、縁部照明を制御する別の光学的構成部材、ないしは有利な別の
光学的構成部材を有する、請求項2から10までのいずれか1項記載の光学装置
。 - 【請求項12】 前記別の光学的構成部材は付加レンズとして構成されてい
る、請求項11記載の光学装置。 - 【請求項13】 前記別の光学的構成部材はリング絞りとして構成されてい
る、請求項11記載の光学装置。 - 【請求項14】 前記別の光学的構成部材はホログラフ的に形成される光学
的要素として構成されている、請求項11記載の光学装置。 - 【請求項15】 付加的な入口を介して別の光源、有利にはレーザ光ビーム
が入射結合され、該別の光源は本来の照明ビーム路(1)を変更することなしに
、対物レンズ(9)の入射瞳に適合可能である、請求項1から14までのいずれ
か1項記載の光学装置。 - 【請求項16】 マルチフォトンレーザ走査顕微鏡での、請求項1から15
までのいずれか1項記載の光学装置の使用。
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