JP2007233241A - 走査型レーザ顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 観察用励起光源2と、刺激光源3と、観察用励起光L1を標本A上で2次元的に走査する第1の走査手段4と、刺激光L2の標本A上での2次元的な位置を設定する第2の走査手段5と、走査された観察用励起光L1と位置調節された刺激光L2とを同一の光路に入射させる光路合成手段6と、該光路合成手段6を通過した観察用励起光L1および/または刺激光L2を標本Aに照射する一方、標本Aから発せられた蛍光Fを集光する対物レンズ7と、集光された蛍光Fを検出する検出手段8とを備え、光路合成手段6が、第1および第2の走査手段4,5と光学的に共役な位置関係に配置されている走査型レーザ顕微鏡1を提供する。
【選択図】 図1
Description
この特許文献1に開示されている走査型レーザ顕微鏡は、観察用レーザ光および刺激用レーザ光の光路を合成し、観察用レーザ光と蛍光とを分離するダイクロイックミラーを備えている。ダイクロイックミラーは、その波長依存性により、観察用レーザ光、刺激用レーザ光および蛍光を合波あるいは分離するものであるため、レーザ光源の波長を切り替える際等には、レーザ光の波長に合わせて最適なものに切り替えまたは交換する必要がある。
本発明は、観察用励起光を発する観察用励起光源と、刺激光を発する刺激光源と、該観察用励起光源から発せられた観察用励起光を標本上で2次元的に走査する第1の走査手段と、前記刺激光源から発せられた刺激光の標本上での2次元的な位置を設定する第2の走査手段と、前記第1の走査手段により走査された観察用励起光と前記第2の走査手段により位置調節された刺激光とを同一の光路に入射させる光路合成手段と、該光路合成手段を通過した観察用励起光および/または刺激光を標本に照射する一方、標本から発せられた蛍光を集光する対物レンズと、該対物レンズにより集光された蛍光を検出する検出手段とを備え、前記光路合成手段が、前記第1および第2の走査手段と光学的に共役な位置関係に配置されている走査型レーザ顕微鏡を提供する。
このようにすることで、光源の切り替え等により観察用励起光や刺激光の波長が変動しても光路合成手段を交換することなく使用でき、簡易に操作性や光刺激の位置再現性の向上等を図ることができる。
このようにすることで、入射領域設定手段の作動により、観察用励起光および刺激光の光路合成手段への入射領域を異ならせて、観察用励起光、刺激光および蛍光を無駄なく利用することができる。その結果、高輝度光刺激を実現でき、かつ、標本からの微弱な蛍光を効率よく検出して鮮明な蛍光画像を得ることができる。
このようにすることで、ガウシアン分布に従う光束の、比較的輝度の高い中心部分を観察用励起光および蛍光の入射領域に設定でき、明るい蛍光画像を取得することが可能となる。また、光刺激を高い開口数の刺激光で行うことができ、より小さな領域を刺激することができる。
このようにすることで、刺激光の光束を低い開口数で標本に集光させるので、光軸方向に広がりの少ない刺激光を標本に入射させ、標本の深さ方向によって刺激領域が変化せず、深さ方向に関して均一に光刺激することができる。
また、上記発明においては、前記光路合成手段が、リング状の反射領域とその内側に配される透過領域とを備えるミラー部材であることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記光路合成手段が、リング状の透過領域とその内側に配される反射領域とを備えるミラー部材であることとしてもよい。
このようにすることで、電気信号の切替によりマトリクス状に配列された光学素子の反射特性を変化させ、所望の入射領域の観察用励起光または刺激光を対物レンズに向けて反射させることが可能となる。
マトリクス状に配列された微細なマイクロミラーの角度を変化させて、観察用励起光および刺激光を異なる入射領域において対物レンズに向けて反射させることができる。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡1は、図1に示されるように、観察用励起光L1を発する観察用励起光源2と、刺激光L2を発する刺激光源3と、観察用励起光L1を標本A上で2次元的に走査する第1の走査手段4と、刺激光L2の標本A上での2次元的な位置を設定する第2の走査手段5と、観察用励起光L1と刺激光L2とを同一の光路に入射させる光路合成手段6と、該光路合成手段6を通過した観察用励起光L1および/または刺激光L2を集光して標本Aに照射する一方、標本Aから発せられた蛍光Fを集光する対物レンズ7と、該対物レンズ7により集光された蛍光Fを検出する検出手段8とを備えている。図中、符号9は結像レンズ、符号10はミラー、符号11はダイクロイックミラー、符号12は集光レンズである。
光路合成手段6は、例えば、図2に示されるように、透明なガラス板6aの表面の特定領域に反射膜6bをコーティングしたものである。反射膜6bは波長依存性を有しておらず、当該反射膜6bがコーティングされている領域に入射された光は、その波長にかかわらず、ほぼ全てが反射されるようになっている。逆に、反射膜6bがコーティングされていない領域も、波長依存性を有しておらず、当該領域に入射された光は、その波長にかかわらず、ほぼ全てが透過させられるようになっている。
これにより、第1の走査手段4、第2の走査手段5、光路合成手段6および対物レンズ7の瞳位置Bは、全て相互に光学的に共役な位置関係に配置されている。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡1により、標本Aの蛍光観察を行うには、観察用励起光源2の作動により観察用励起光L1を出射させ、第1の走査手段4により2次元的に走査させる。観察用励起光L1は、第1のリレーレンズ13、光路合成手段6、第3のリレーレンズ15、結像レンズ9の順に進行し、ミラー10により対物レンズ7に入射させられて、対物レンズ7により標本A上に集光される。
本実施形態の説明においては、上述した第1の実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡1と構成を共通とする箇所に、同一符号を付して説明を省略する。
入射領域設定手段21は、図6に示されるように、例えば、2個一対の円錐状のプリズム21a,21bを、頂点側どうしを対向させて配置したアキシコンプリズムにより構成されている。
本実施形態の説明においては、上述した第1の実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡1と構成を共通とする箇所に、同一符号を付して説明を省略する。
デジタルマイクロミラーデバイスからなる光路合成手段31は、複数のマイクロミラーを配列したものであるため、波長依存性を有しておらず、入射された全ての光を反射するようになっている。
また、本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡30によれば、マイクロミラーの状態に応じて観察用励起光L1および刺激光L2の光束形状を任意に調節することができる。したがって、標本Aに合わせて所望の形態の光刺激を行うことができる。
F 蛍光
L1 観察用励起光
L2 刺激光
1,20,30 走査型レーザ顕微鏡
2 観察用励起光源
3 刺激光源
4 第1の走査手段
5 第2の走査手段
6,31 光路合成手段
6a ガラス板(透過領域)
6b 反射膜(反射領域)
7 対物レンズ
8 検出手段
21 入射領域設定手段
21a′,21b′ 回折光学素子
Claims (12)
- 観察用励起光を発する観察用励起光源と、
刺激光を発する刺激光源と、
該観察用励起光源から発せられた観察用励起光を標本上で2次元的に走査する第1の走査手段と、
前記刺激光源から発せられた刺激光の標本上での2次元的な位置を設定する第2の走査手段と、
前記第1の走査手段により走査された観察用励起光と前記第2の走査手段により位置調節された刺激光とを同一の光路に入射させる光路合成手段と、
該光路合成手段を通過した観察用励起光および/または刺激光を標本に照射する一方、標本から発せられた蛍光を集光する対物レンズと、
該対物レンズにより集光された蛍光を検出する検出手段とを備え、
前記光路合成手段が、前記第1および第2の走査手段と光学的に共役な位置関係に配置されている走査型レーザ顕微鏡。 - 前記光路合成手段が、波長依存性のない光学素子からなる請求項1に記載の走査型レーザ顕微鏡。
- 前記刺激光源と前記光路合成手段との間に、該光路合成手段への刺激光の入射領域を、前記観察用励起光の入射領域と異ならせる入射領域設定手段を備える請求項2に記載の走査型レーザ顕微鏡。
- 前記入射領域設定手段が、光路合成手段への刺激光の入射領域を観察用励起光の入射領域の外側に設定する請求項3に記載の走査型レーザ顕微鏡。
- 前記入射領域設定手段が、光路合成手段への刺激光の入射領域を観察用励起光の入射領域の内側に設定する請求項3に記載の走査型レーザ顕微鏡。
- 前記入射領域設定手段が、アキシコンプリズムである請求項4に記載の走査型レーザ顕微鏡。
- 前記入射領域設定手段が、回折光学素子である請求項4に記載の走査型レーザ顕微鏡。
- 前記光路合成手段が、リング状の反射領域とその内側に配される透過領域とを備えるミラー部材である請求項2から請求項7のいずれかに記載の走査型レーザ顕微鏡。
- 前記光路合成手段が、リング状の透過領域とその内側に配される反射領域とを備えるミラー部材である請求項2から請求項7のいずれかに記載の走査型レーザ顕微鏡。
- 前記光路合成手段が、電気信号により反射特性を変化させる複数の光学素子をマトリクス状に配列した装置である請求項2から請求項7のいずれかに記載の走査型レーザ顕微鏡。
- 前記光路合成手段がデジタルマイクロミラーデバイスである請求項10に記載の走査型レーザ顕微鏡。
- 観察用励起光を発する観察用励起光源と、
刺激光を発する刺激光源と、
該観察用励起光源から発せられた観察用励起光を標本上で2次元的に走査する第1の走査手段と、
該刺激光源から発せられた刺激光の標本上での2次元的な位置を設定する第2の走査手段と、
前記第1の走査手段により走査された観察用励起光と前記第2の走査手段により位置調節された刺激光とを同一の光路に入射させる光路合成手段と、
該光路合成手段を通過した観察用励起光および/または刺激光を標本に照射する一方、標本から発せられた蛍光を集光する対物レンズと、
該対物レンズにより集光された蛍光を検出する検出手段とを備え、
前記光路合成手段が、波長依存性のない光学素子からなる走査型レーザ顕微鏡。
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