JP2002521733A - コンパクト単一対物レンズθ顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
数学的記述によって表現される点像強度分布関数(英語では、Point Spread Fu
nction,PSF)の大きさによって定義される。 顕微鏡対物レンズの PSF の大きさが小さければ小さいほど、単一点の表
示が精密になり、従って、顕微鏡の分解能が良好になる。すべての従来の顕微鏡
において焦点面の分解能より不良である光学軸沿いの分解能は、共焦点配置によ
って改善される(米国特許3013567、K.ミンスキ−、顕微鏡検査装置)
。それでもなお、共焦点顕微鏡においてさえも横方向の分解能は、一般に軸方向
の分解能より少なくとも3x良好である。
って(C.J.コッグズウェルおよびK.G.ラ−キン、Handbook o
f Biological Confocal Microscopy、第2版
、J.P.ポ−リ−版、128ペ−ジ(ニュ−ヨ−ク、プリ−ナム・プレス、1
955年)、装置の開口の拡大によって(S.W.ヘル、S.リンデック、およ
びE.H.K.シュテルツァ−、J.MOD.Opt.41、674(1994
);S.W.ヘル、S.リンデック、E.H.K.シュテルツァ−、およびC.
クレマ−、Opt.Lett.、19、222(1994))、または照明軸に
対するある角度のもとでのプロ−ブの観察によって、分解能の更なる改善を達成
することができる
用し、点検出器に対物光の共焦点を結像するために第2対物レンズを使用するこ
とを特徴とし、且つ照明体積と検出体積との重畳領域が従来の共焦点顕微鏡に比
して減少するように、照明方向に対する相対検出方向がある角度で傾斜している
ことを特徴とする共焦点顕微鏡が知られている。従って、共焦点θ顕微鏡と呼ば
れるこの顕微鏡においては、分解能の改善のための最新の方法が使用され、ほと
んど等方性の分解能が達成される。
を有するこのような共焦点顕微鏡を第1図に示す。 照明は、z軸沿いに行われ、これによって発生するPSFは、この方向に拡大
される。同様に、方向PSFは、x軸沿いに拡大される。両方のPSFは、共通
の焦点の領域に重畳される。この重畳領域においてのみ、点が照明され、その放
射が検知される。照明軸と検出軸の間の角度θが90°になると、重畳領域はほ
とんど球状になる。これは次のことを意味する。すなわち、三つの空間方向のす
べてにおいて、分解能が匹敵する。照明PSFと検出PSFの積から成る全PS
Fは、最小値まで減少し、このことは、顕微鏡の分解能の改善と同義である。
微鏡検査法とも呼ばれる二重共焦点顕微鏡検査法に共焦点θ顕微鏡検査法を組合
せることもできることが、 DE 43 26 473 C2から同様に知られ
ている。4Pi共焦点顕微鏡検査法は、共焦点顕微鏡の開口数を増大させ、これ
によって軸方向の分解能を改善する(S.ヘルおよびE.H.K.シュテルツァ
−、J.Opt.SoC,Am.A.、9、2159(1992))。
−ブは、2本の逆方向に拡大する収束光線によってコヒ−レントに照明される。
これらの2本の光線の干渉は、照明PSFの主最大値の半値幅を減少させる。
クリ−ンに生じ、このようにして、検出PSFの拡大を減少させる。 4Pi(C)共焦点顕微鏡検査法と呼ばれる技法は、これら二つの技法を組合
せる。
びDE−OS 40 40 441から知られている4Pi共焦点顕微鏡検査法
の組合せにおいては、プロ−ブは、4Pi共焦点顕微鏡におけるように照明され
、放射光は、θ顕微鏡におけるように直交的に検知されるので、軸方向の第2極
大は、抑制される。これは、4Pi照明における焦点面の外側の放射は検知され
ないことを意味する。
される(S.リンデック、R.ピック、およびE.H.K.シュテルツァ−、R
EV.SCi.Instrum.、3367(1994))。これは、θ顕微鏡
検の明白な配置であるが、この配置によって、照明用および検知用のビ−ム路を
分割する必要があり、そのために、約2倍の個数の光学構成品に分割ビ−ム路が
必要となる。
とが知られている。すなわち、共焦点θ顕微鏡検査の原理は、単一の顕微鏡対物
レンズによっても実現することができる。DE−43 26 473 C2およ
びDE−OS 196 29 725 A1ないしWO98/03892から知
られているように、このような単一対物レンズθ顕微鏡(英語では、Singl
e−Lens Theta MiCrOSCope)と呼ばれる装置は、二重対
物レンズシステムと結びついている複雑性を防止する。
とその焦点面BEの間のθミラ−装置と呼ばれる1個のビ−ム切換装置および1
個の対物レンズの組合せによって、種々の角度からプロ−ブの結像を行うことが
できる。ここにおいて、照明光は、対物レンズを通過し、45°ミラ−装置の下
方に虚焦点Cjを形成する。45°ミラ−装置の鏡面における反射は、観察対象
物体内の焦点Cまで光を水平に導く。これとは逆に、検知レンズは、水平ミラ−
によって形成される虚像Cdの光のみを集める。従って、検知軸は垂直であり、
照明軸および検知軸は、それゆえ、90°の角度を成す。Cの像CjおよびCdが
対物レンズの焦点面に存在し且つ照明レンズおよび検知レンズに虚焦点的に結像
するように、両方のミラ−面の配向が選定される。
きるように、変更しなければならない。これらの変更はとりわけ、今後も顕微鏡
を従来の共焦点モ−ドで作動させることができるように、実施しなければならな
い。特に、4Pi照明に対しては、照明装置の特殊変更が必要である。
されている。これに加えて、対物レンズと顕微鏡の焦点面の間にあるビ−ム分割
器または反射器によって光をカップリングおよび/もしくはデカップリングする
こと、および/またはカップリングおよび/もしくはデカップリングを光ファイ
バを介して行うことを本特許によって提案する。
顕微鏡(型式1)に基づいており、この顕微鏡においては、1本またはそれ以上
の光ファイバによって、装置での光のカップリングおよびデカップリングが可能
であるように、反射器スライダ(顕微鏡の鏡胴と対物レンズの間に装着されてい
る)を改修する。追加の外部部品があるにもかかわらず、スライダのみを改修し
、その結果、アクシオプラ−ンの元の機能が保持されたままとなる。
ム改修によって) 3)共焦点θ顕微鏡検査法 4)4Pi共焦点θ顕微鏡検査法(LSM) θ顕微鏡検査法においては、空間的に広大な構造物を保持するために、物体走
査が適用される。
検出ビ−ム路を示す。 単一対物レンズが、虚焦点面内の3点に照明光および検知光の焦点を結ばせる
。θミラ−装置が、水平ミラ−R1、並びに水平面に対してφ1およびφ2の角
度を成す2枚の傾斜ミラ−という三つの部分で構成されるという点において、こ
のシステムは、図2の実施例と異なる。これによって、三つの異なる方向からプ
ロ−ブに対して最適のアクセスを行うことができる。両方の外側ビ−ム路が照明
に使用されるので、4Pi照明を達成することができ、中間のビ−ム路は、プロ
−ブの観察に使用される。
−構成品の角度が選定される。これは、次のことを意味する。 すなわち、1)検知の方向は、照明に対して垂直である(この結果、ほとんど
球対称の照明PSFおよび検知PSFの重畳領域ができる)。および2)4Pi
照明における複数の照明光は逆方向である(焦点Cの領域における干渉節点間距
離の最小化)。
る。 SLTMに対して、対物レンズの選定およびθミラ−装置のサイズの選定を行
わなければならない。 図3において、作動距離dwおよび最大開口角度αが対物レンズによって決定
される。角度αは、次のように定義される。 α=sin−1(NA/ηr)
およびαは、できる限り大きいのが理想であるが、市販の対物レンズについては
、多くの場合、作動距離は、開口数と共に減少する。出願人が意図する該システ
ムの用途(例えば、生物学的プロ−ブ用の蛍光顕微鏡として)を考慮して、dw =1.46mmおよびNA=0.9の3xのツァイス・アクロプラ−ン浸水対物レ
ンズ(ドイツ、カール・ツアイス・イエナ)を選定した。この対物レンズにおい
ては、水中でα=42.6°の開口角が達成される。
らない。すなわち、水平ミラ−と焦点面BEの間の距離w、ミラ−装置の中心と
45°ミラ−の内稜の間の距離L、45°ミラ−の内稜と照明ビ−ム路の中心軸
の間の距離s、およびミラ−の高さh。φ=45°を前提にすると、図3におい
て、次のようになる。 L=s=w
定しなければならない。 θミラ−装置には、対物レンズの作動距離よりも小さくなければならないとい
う制約がある。すなわち、h<hmax=dw−Lでなければならない。ミラ−
の高さの値がh=1.0mmであり、作動距離dw=1.46mmより小さい場合
は、それゆえ、対物レンズとθミラ−装置の間に若干のスペ−スがある。 パラメ−タLは、θミラ−装置と焦点Cの間の最短距離を意味しており、且つ
該システムにおいて1個の物体を垂直に走査することができるようにするための
最大距離を表している。
因が更に二つある。全入射光が焦点Cに到達しなければならない場合は、両方の
照明虚焦点は対物レンズの視野の焦点面内に位置しなければならない。対象面内
の照明虚焦点間の距離が4Lに等しい場合は、像平面内の該距離は、4Mobj Lである。但し、Mobjは、対物レンズの倍率を表す(図3参照)。顕微鏡が
両方の焦点を同時に表示することができるようにするためには、両方の焦点の間
の距離は、フィ−ルドの直径φfよりも小さくなければならない。
当たる最大高さhCである(図3参照)。一般に、hCはLに比例する。とりわ
け、このシステムにおいては、hCは約1.9mmである。hC>hである場合
は、光円錐全体が焦点Cに回折する訳ではないこと、および光エネルギの一部が
失われることは、明らかであろう。一定の状況下において、この損失が顕微鏡の
性能に影響を及ぼすことはあるが、該詳述ケ−スにおいては、L<79μmによ
って生じる性能損失は、0.8%未満である。従って、L=75μmは、このシス
テムにとって好都合な選択である。
の偏光保持光ファイバ(PPファイバ)の出口が配置されている(図3参照)。
多重モ−ド光ファイバ(MMファイバ)が中央ビ−ム路に存在し、観察対象物体
の迷光または蛍光を集める。 この配置を実現することができるようにするために、対物レンズと鏡胴レンズ
の間にあるアクシオプラ−ン顕微鏡の標準ミラ−・スライダを改修した。該顕微
鏡の4個の開口部をSLTM用に利用するように、該顕微鏡を有利に変更した。
ここでは、もう一つのスライダにも該当する。その他の型式の顕微鏡においては
、光ファイバを顕微鏡スタンドに固定する可能性がある。
これに結合された部材を正面図および平面図に示す。 アクシオプラ−ンの標準形態においては、対物レンズと標準鏡胴レンズの間で
横方向に動かすことができるスライダに、観察対象物体から来る光が4個の穴(
A〜D)のうちの1個を介して射し込む。その後で、該光は、上部を経由して接
眼レンズに射し込むか、または後部スクリ−ンを経由して検知レンズに射し込む
。位置CおよびDは、上述の原理に従って、変更システムにおいてさらに機能す
る。
いようにするために、ブランクのままとする。このブランクの位置は、該システ
ムの虚焦点LSMモ−ドにおいて使用され、該モ−ドにおいて、光は、ビデオ・
ポ−トを経由してアクシオプラ−ンからカップリングないしデカップリングされ
る。 対物レンズおよびスライダの位置Bにおいて実施された変更の組合せは、主と
して、テレセントリック結像システムになっている。該システムは、対物焦点面
内の虚焦点からの光を集め、該虚焦点の拡大像を像平面内の光ファイバに投影す
るように、構成されている。
m)および対物レンズ・ベ−スまでの距離100.5mm)は、次のことを示し
ている。すなわち、対物レンズの後部焦点面は、対物レンズのストッパより64
mm.下方にある。この前提の下で、且つ対物レンズのストッパと鏡胴レンズの
間の距離dotが36.3mmであるという事実の下で、図4に示すように、配
置をテレセントリックに構成するためには、新しい鏡胴レンズの焦点距離は、1
00.3mmでなければならない。
直径を有するメレス・グリオ−ト・ダプロマ−トのハイブリッド・レンズを鏡胴
レンズとして選択した。光ファイバに適合させなければならない焦点結像の位置
および大きさを、これらのパラメ−タによって決定することができた。
バ−の間の距離dtmによって決定される像平面の位置は、dtm+dmf=f t という関係によって決定される。構成品をミラ−・スライダに組込むために、
dtmを4.6mmで設定したので、dmfは、95.4mmになる。アクシオプ
ラ−ンのf0は、各観察対象物体に対して、次のようになる。 f0=fC,standard/Mobj ここで使用する63xの対物レンズにおいては、焦点距離は、2.61mmで
ある。従って、改修システムの有効倍率は、Msys=38.3になる。
点において光ファイバを有するためには、該光ファイバは、xE=5.57mm
で位置決めしなければならない。 最大空間寸度は、鏡胴レンズにおける光ビ−ム間に存在し(図4におけるXm ax )、Xmax=16.3mm)になる。この値は鏡胴レンズの光学的直径(
23.9mm)よりも小さいので、光ビ−ム路の開口は鏡胴レンズによって制限
されない。
直径、470nm未満の極小波長、および0.11のNAPPを有するペンダ・
タイプPP光導体(米国カリフォルニア州マウンテン・ヴュ−、ウェイヴオプテ
ィックス社製、#WT−01−PGA−213−70C−005)がある。この
開口数は、22mmの最大ビ−ム幅を達成し、該ビ−ム幅は、対物レンズ開口φ obj =4.8mmよりかなり大きい。対物レンズは、それゆえ、照明されるの
で、後部焦点面全体の上のフィ−ルドは等質であるとみなすことができる。
これは、次のことを意味する。すなわち、直径は、ほぼ、次のとおりである。 φimage=MSYS1.22λ/NAobj 但し、λは、光の波長である。
mの像直径が得られ、該像直径によって該システムの検出穴スクリ−ンの最適サ
イズが規定される。追加の穴スクリ−ンを回避するために、φimageに適合
するファイバ・コア直径を有する石英MM光ファイバ(ドイツ、ヴァイル・デア
・シュタット、BTOブンガ−ト有限責任会社製NAmm=0.22、230n
m<λ<1100nm、25μmコア) を検知光ファイバとして選択した。こ
のファイバの開口数NAmmは鏡胴レンズの開口数より大きいので、光ファイバ
は、検出に供すべきすべての光を集めることができる。
TMを首尾よく作動させるために重要である。該ファイバは、常に、相互に、か
つθミラ−装置に対して、正確に配置しなければならない。有利になるように、
MM光ファイバは改修ミラ−・スライダに直接固定されるので、確実な基準点と
して利用される。 次いで、物体テ−ブルのxyz位置決め用の制御要素を操作することによって
、この基準点に基づいて、θミラ−装置の位置決めが行われ、該θミラ−装置は
、該物体テ−ブルの上に置かれる。
要素に固定される。呈示した実施例においては、ファイバは、各方向に38μm
の動きを許す3軸の圧電位置スイッチ(ドイツ、圧電システム・イエナ社製、ミ
ニ・トリ−トル3D MIN 38 NV)に固定されている。これらは、照明
ファイバをナノメ−タ的精度でMMファイバに対して相対的に空間で位置決めす
ることを許す。ファイバをミラ−・スライダに固定するスクリュを使用して、3
本のファイバすべての粗調整が行われる。
の中央最大値を検知PSFの中央最大値と一致させることが重要である。そのた
めに必要な位相制御は、並進調整要素、例えば圧電補正要素を使用して1本また
は両方のPPファイバの軸方向の位置を調整することによって実現される。
要素の概略図を示す。光拡散の方向は、矢印によって提示されている。照明ビ−
ム路は、実線によって示されており、検知ビ−ム路は、破線によって示されてい
る。レ−ザ−としては、488nm単位で直線を発生させるアルゴン・イオンレ −ザ−(ドイツ、エ−ヒング、ウニファ−ゼ販売会社製、型式2014)および 633、594、ないし543nmの波長用の3個のHeNeレ−ザ−(米国コ ロラド州ボウルダ−、エレクトロ・オプティックス社製、型式LHRP−170 1、LHYP−0101、LHRP−170、LHGP−0101)がある。
該装置全体は、防振光学的テ−ブルに装着されている。
て、1本のビ−ムになり、次いで、該ビ−ムは、AOM(フランス、サン・レミ
−・レ・シェヴル−ズ、AA.オプト・エレクロニック社製アクスト光学モジュ
レ−タ、AA.MOD.4C.230VAC)に導かれる。これは、7波長以上
のエネルギを変調することができるので、照明ビ−ムの各個々の波長を制御する
ことができる
ことができるし、または可斜式ミラ−(ドイツ、シュタウフェンi、Br.,オ
−ヴィス社)fm1およびミラ−m3を介して、ビ−ム分割器に導くことができ
る。共焦点レ−ザ−走査モ−ドでの作動のために、fC1は、光をカップリング
してPPファイバPP1に入れる。
OMから来る光ビ−ムは50:50の非偏光ビ−ム分割器bs(ドイツ、ベンス
ハイム、メレス・グリオ−ト社製、広帯域ハイブリッド立方ビ−ム分割器03
BSC 005)に導かれる。分割ビ−ムは、fC2およびfC3を介して、カ
ップリングされて、ファイバPP2およびPP3に入る(fm2はアウトの状態
で)。これらは、(4Pi)共焦点θ顕微鏡検査法の照明源として、使用される
。
θモ−ドに入れるために、fm3がインの状態で、使用される。このファイバ(
遮断アダプタfC4が端末である)から出てくる光は、レンズL(f/l、直径
25mm、平凸、可視光に対して反射防止コーティングされている)ならびにミ
ラ−m5およびm3(イン位置)を介して、関連放射信号のみを通過させるフィ
ルタ・ホイ−ルfwまでバイパスされる。このフィルタを通る光は、PMT(ド
イツ、ヘルシング、ドイツ浜松フォトニックス社製、光センサ−・モジュ−ルH
5702−50)によって検知される。
、その結果、レ−ザ−光線がPP1を介して観察対象物体まで伝達されることが
必要である。 該システムの共焦点θモ−ドにおいては、fm1、fm2、およびfm3は、
イン位置になければならない。これによって、PP2における光がカップリング
され、mm1の信号が検知される。fm2がインの状態で、かつfm3がアウト
の状態にあると、光は、fm3からもPMTに導かれる。
ウト位置にあり、その結果、PP2もPP3も照明源として使用されることがで
きる点が異なる。レ−ザ−走査レンズおよび検知レンズは、SLTM形態におい
ては使用されない。 数ミリメ−トルの移動範囲を有し、20μmの領域で40nm以上の精度で走
査されることのできる精密走査テ−ブル(ドイツ、ヴァルトブロン、フュジ−ク
・インストゥルメンテ社製、型式P−762.00)に固定されている毛細管に
よって、プロ−ブは保持される。物体を位置C(図3参照)に保持するために、
該毛細管は、水平に向けられ、対物レンズとθミラ−装置の間に取付けられる。
とりわけ、毛細管は回転させられるので、観察対象物体は、その下方に位置し、
該毛細管は、ビ−ム路を最小限ふさぐのみである。
−タは、フィルタ・ホイ−ル内のステップ・モ−タ−を制御するためのカ−ド、
対象物体テ−ブルを駆動するデジタル・アナログ変換器(米国、タクソン、バ−
・ブラウン/インテリジェント・インストゥルメンテ−ション製PCI−200
98C)、ならびにPMTの物体テ−ブルのゲイン制御を備えている。
米国、タクソン、バ−・ブラウン/インテリジェント・インストゥルメンテ−シ
ョン製PCI−20098C)が使用される。可斜式ミラ−およびファイバ用の
圧電制御要素の駆動装置は、コンピュ−タを介して動作させることができるが、
コンピュ−タに接続されているのではなくて、対応駆動装置(ドイツ、圧電シス
テム・イエ−ナ有限責任会社製、PS1612電源、モナコ−ルおよびE−10
1−01圧電調整要素電源)を介して動作させられる。
に書かれているプログラムがデ−タ作成を行う。この処理において、観察対象物
体が対物レンズおよびθミラ−装置に対して相対的に位置決めするxyzアドレ
スの3個の値をコンピュ−タが生成する。位置決めは、閉制御ル−プの中で作動
する電子部品(ドイツ、ヴァルトブロン、PIフュジ−ク・インストゥルメンテ
社製、型式P−925.272)を介して制御される。観察対象物体から放射さ
れる光の強さは、物体の焦点位置の関数として、PMTを介して測定される。
−ンにおいて可能である。観察対象物体は、反射用の水銀蒸気ランプもしくは蛍
光灯を使用して上方から照明するか、またはハロゲン・ランプを使用して下方か
ら照明することができる。 2)共焦点レ−ザ−走査顕微鏡検査法を実施することができる。この場合は、
照明灯および検知灯は、対物レンズおよび個別のミラ−配置を介して、同一のビ
−ム路を共用する。照明光は、光ファイバを介して利用可能であり(図5におけ
るPP1)、ここでは詳細には記述されていない検知器へ、フィルタを介して、
蛍光光線が射し込む。 3)ここで記述されるアクシオプラ−ンの改修の適用において、SLTMが可
能である。
LTMに非常に類似している。但し、観察対象物体が少なくとも2方向から干渉
的に照明される点が異なる。反対方向に拡散するこれら両方のビ−ムによって形
成され干渉パタ−ンは、照明PSFのサイズを減少させるので、該システムの分
解能を改善する。
ドの間で、あれこれと切換えることができ、自分の検査に最も適した方法を選定
することができる。例えば、広視野レ−ザ−走査法または共焦点レ−ザ−走査法
によって、対象物体の最初の観察を実行することができる。感度が増大するにつ
れて、調整の複雑さが増すので、関心の対象である特性を具現する最も単純な顕
微鏡検査法モ−ドのみをユ−ザ−は使用しなければならない。
と、生物標本をその自然の環境の中で観察することができる。2個の対物レンズ
を有するθ顕微鏡と比べて自由作動距離が短いということは、標本はその場所に
おけるように大きくてはならないことを意味する。細胞および亜細胞の生物学的
研究の手段として、SLTMは、それゆえに、最大の重要性を有する。浸水対物
レンズを使用すると、異なる屈折率による収差が最小化されるという利点がある
。 共焦点θ顕微鏡検査法における200−350nmおよび共焦点レ−ザ−走査
モ−ドにおける約1400nmと比べて、可能な限り最良の分解能は、約100
nmである。
ない角度を有する共焦点顕微鏡を示す
検出ビ−ム路を示す。
これに結合された部材を正面図(a)および平面図(b)に示す。
要素の概略図を示す。
Claims (24)
- 【請求項1】別個の照明方向および検知方向を有する共焦点顕微鏡において、 物体の検知方向は、照明方向に対して相対的に所定の角度で傾斜しており、照
明体積と検知体積との重畳領域が従来の共焦点顕微鏡に比べて減少するように、
前記角度が選定されており、 物体と顕微鏡の像平面の間のビ−ム路に、ビ−ム分割器または照明光のカップ
リング用および/もしくは検知光のデカップリング用の反射器が設けられている
こと および/または 顕微鏡への照明光のカップリングおよび/または顕微鏡からの検知光のデカッ
プリングは、それぞれ、1本または数本の光ファイバを介して行われることを特
徴とする共焦点顕微鏡。 - 【請求項2】請求項1に記載の共焦点顕微鏡において、 請求項1に記載の光学的原理を実現するために、少なくとも1個の物点を照明
する目的で、且つ対物光を少なくとも1個の検知器に共焦点的に結像する目的で
、DE−OS 196 32 040に単一の顕微鏡対物レンズを使用すること
、 および対物レンズの物体側に配置されたビ−ム切換装置が照明光を物体に向け
、対物光を対物レンズの方向に向けることを特徴とする共焦点顕微鏡。 - 【請求項3】請求項1に記載の光学的原理を実現するために、 DE 196 29 725に準拠する二重対物レンズを有すること、 ならびに前記二重対物レンズは、少なくとも1個の物点を照明するための照明
対物レンズおよび少なくとも1個の検知器に対物光を結像するための検知器対物
レンズで構成されることを特徴とする共焦点顕微鏡。 - 【請求項4】ビ−ム分割器または反射器が、顕微鏡の対物レンズと鏡胴レンズ
の間にあることを特徴とする前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦
点顕微鏡。 - 【請求項5】ビ−ム分割器または反射器が、顕微鏡の反射器スライダの中にあ
ることを特徴とする前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡
。 - 【請求項6】光をカップリングおよび/またはデカップリングするための光フ
ァイバが、直線状に(水平、垂直、もしくは斜めに)または任意のパタ−ンに配
置されていることを特徴とする前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共
焦点顕微鏡。 - 【請求項7】光ファイバとビ−ム分割器または反射器の間に、鏡胴レンズが使
用されることを特徴とする前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点
顕微鏡。 - 【請求項8】システムの配置が、光ファイバ、鏡胴レンズ、ビ−ム分割器、ま
たは反射器および対物レンズで構成されることを特徴とする前述の請求項のうち
の少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項9】光ファイバが、反射器スライダに固定されていることを特徴とす
る前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項10】光ファイバが、顕微鏡スタンドに固定されていることを特徴と
する前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項11】並進調整要素によって光ファイバを動かすことができることを
特徴とする前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項12】光ファイバを貫通した光の位相が、特定の値を取るように、焦
点の近傍の各点において前記位相を変化させるために、並進調整要素によって光
ファイバをその軸沿いに移動することができることを特徴とする前述の請求項の
うちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項13】焦点の近傍の各点において位相を一定に保つことができること
を特徴とする前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項14】検知ファイバ−が、堅固に取付けられ、その他のファイバの調
整用の基準として使用されることを特徴とする前述の請求項のうちの少なくとも
1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項15】照明の強さを測定するための基準ダイオ−ドが、請求項1に記
載のビ−ム分割器の後方で使用されることを特徴とする前述の請求項のうちの少
なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項16】光ファイバを照明および/または検知用にそれぞれ選択的に使
用することができることを特徴とする前述の請求項のうちの少なくとも1つに記
載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項17】反射器スライダが、交換可能であることを特徴とする前述の請
求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項18】反射器スライダが、さらに別の要素を有することを特徴とする
前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項19】対物レンズの物体側に配置されたビ−ム切換装置が、水平第1
反射器または反射器部(対物レンズの光学軸に垂直)およびこの水平第1反射器
に隣接して光学軸に対して0〜90度の角度で配置される、少なくとも1個の第
2反射器で構成される共焦点顕微鏡において、 水平第1反射器が、物体の方向に検知焦点を反射し、少なくとも第2反射器が
それぞれ少なくとも1個の照明焦点を物体上に回折させることをとととする前述
の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項20】対物レンズの物体側に配置されたビ−ム切換装置が、水平第1
反射器または反射器部(対物レンズの光学軸に垂直)およびこの水平第1反射器
に隣接して光学軸に対して0〜90度の角度で配置される、少なくとも1個の第
2反射器で構成される共焦点顕微鏡において、 水平第1反射器が、物体の方向に照明焦点を反射し、少なくとも第2反射器が
それぞれ少なくとも1個の検知焦点を物体上に回折させることを特徴とする前述
の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項21】特に相互に向き合う少なくとも2個の第2反射器を備えている
ことを特徴とする前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項22】照明方向および検知方向が、物体の中で直角を成すことを特徴
とする前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項23】蛍光顕微鏡検査法のための手段を備えていることを特徴とする
前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。 - 【請求項24】散乱光および/または反射光のための手段を備えていることを
特徴とする前述の請求項のうちの少なくとも1つに記載の共焦点顕微鏡。
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DE19632040C2 (de) * | 1996-08-08 | 1999-11-18 | Europ Lab Molekularbiolog | Konfokales Mikroskop |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006235631A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Leica Microsystems Cms Gmbh | 顕微鏡及び検出器モジュール |
JP2015523602A (ja) * | 2012-07-09 | 2015-08-13 | カール ツァイス マイクロスコピー ゲーエムベーハーCarl Zeiss Microscopy Gmbh | 顕微鏡 |
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JP2017207781A (ja) * | 2012-07-09 | 2017-11-24 | カール ツァイス マイクロスコピー ゲーエムベーハーCarl Zeiss Microscopy Gmbh | 顕微鏡 |
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