JP2009139969A - スペクトル選択素子を有する光学装置 - Google Patents
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Abstract
励起光の波長の切換時に使用の光学素子の交換または特殊な調整を行う必要なく、波長の異なる励起光の差込入射が可能であるよう、蛍光励起に適する光源の光路、好ましくは、共焦レーザ走査顕微鏡の光路の光学装置を構成、改良することにある。
【解決手段】
少なくとも1つの光源(2)の励起光(3)を顕微鏡に差込入射し且つ物体(10)で散乱、反射された励起光(3)を分離抽出するまたは物体(10)から検知光路(12)を介して来る光(13)から励起波長を分離抽出する少なくとも1つのスペクトル選択素子(4)を有する形式の、蛍光励起に適する光源の光路、好ましくは、共焦レーザ走査顕微鏡の光路の光学装置は、簡単な構造で構成を変更できるよう、スペクトル選択素子(4)によって、波長の異なる励起光(3,9)を分離抽出できることを特徴とする。代替方策として、この種の光学装置は、スペクトル選択素子(4)を分離抽出すべき励起波長に設定できることを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
。
即ち、本発明によれば、共焦レーザ走査顕微鏡の光路の光学装置であって、少なくとも1つの光源の励起光を顕微鏡に差込入射し且つ物体で散乱、反射された励起光を分離抽出する、または物体から検知光路を介して来る光から励起波長を分離抽出する、少なくとも1つのスペクトル選択素子を有する形式のものにおいて
該スペクトル選択素子によって、異なった波長(複数)の励起光を分離抽出すること、
該スペクトル選択素子が、音響光学的におよび/または電気光学的に作動すること、及び
該スペクトル選択素子が、AOD(音響光学偏向器)又はAOTF(音響光学同調フィルタ)として構成されていること、
を特徴とする光学装置が提供される(基本形態1)。
上記請求項にもとづき、この種の光学装置は、スペクトル選択素子が、異なった波長(複数)の励起光を分離抽出でき、対応して差込入射できると共にスペクトル選択素子が、分離抽出すべき励起波長に任意に設定可能であることを特徴とする。
なお、特許請求の範囲の付記した図面参照符号は、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
φ=λillnvn/2f
によって定義される。式中、fは、AOD内の音波の伝播速度である。さて、波長λfluo1、λfluo2,λfluo3...,λfluonのまわりにスペクトル分布を有する検知すべき蛍光は、物体で散乱または反射された波長λill1、λill2,λill3...,λillnの励起光とともに、AODを逆方向へ通過する。しかしながら、光路の逆行性にもとづき、波長λill1、λill2,λill3...,λillnの励起光は、AODの特殊(ないし固有)な設定によって、検知光路からレーザの方向へ偏向される(1次)。即ち、波長λfluo1、λfluo2,λfluo3...,λfluonのまわりの“スペクトル的に保存性の”蛍光は、−従来の色分光器に比して−改善された態様で検知できる(0次)。かくして、何れにせよ、各レーザの差込入射の光軸との整合は、(1つのフィルタホイルに従来の色分光器を使用した)先行技術の場合よりも簡単に実施できる。
即ち、本発明の有利な態様には以下の態様が含まれる。
波長の異なる複数の光源を差込入射できる形式のものにおいて、対応する周波数のAODが、好ましくは同時に、作動され、かくして、各種の光束が、AODの通過後、照明光路の光軸と同軸であることが好ましい(形態2)。
該スペクトル選択素子(4)が、AOTF(音響光学同調フィルタ)として構成されていることを特徴とするが好ましい(形態3)。
波長の異なる複数の光源を差込入射できる形式のものにおいて、対応する周波数のAOTFを同時に作動できることが好ましい(形態4)。
スペクトル選択素子が、検知光のスペクトル的展開が少なくとも十分に避けられるよう、構成されていることが好ましい(形態5)。
各波長の出力固有の調節のため、スペクトル選択素子に、少なくとも1つの更なる光学素子またはスペクトル選択素子が後置されていることが好ましい(形態6)。
更なるスペクトル選択素子が、AODであることが好ましい(形態7)。
更なるスペクトル選択素子が、AOTFであることが好ましい(形態8)。
スペクトル選択素子が制御ユニットを含む形式のものにおいて、制御ユニットによる励起波長の調節/監視機能が、強制結合されており、かくして、上記励起波長のみを、好ましくは同軸に、顕微鏡の照明光路に差込入射でき、上記波長のみを検知光路から分離抽出できることが好ましい(形態9)。
スペクトル選択素子による光源の制御を手動でまたは自動的に行うことが好ましい(形態10)。
スペクトル選択素子による光源の制御を任意に定めることができる規則にもとづき行うことが好ましい(形態11)。
該スペクトル選択素子に、少なくとも1つの更なる光学素子が前置および/または後置されていることが好ましい(形態12)。
照明光路内にスペクトル選択素子に後置された能動ホログラフィー素子が、光束スキャナとして作用することが好ましい(形態13)。
スペクトル選択素子および後置のホログラフィー素子が、1つの機能モジュールに統合されていることが好ましい(形態14)。
更なる光学素子が、光束調整手段であるか、スペクトル選択素子によって誘起されたスペクトル的展開を補償する手段であることが好ましい(形態15)。
前記光束調整手段が、レンズとして構成されていることが好ましい(形態16)。
前記光束調整手段が、プリズムとして構成されていることが好ましい(形態17)。 前記光束調整手段が、絞りとして、好ましくは、孔形絞りまたはスリット形絞りとして構成されていることが好ましい(形態18)。
前記光束調整手段が、フィルタとして、(阻止フィルタの場合を含めて)構成されていることが好ましい(形態19)。
前記フィルタが、検知器(15)の直前に設けてあることが好ましい(形態20)。
前記光束調整手段が、フォーカシング手段として構成されていることが好ましい(形態21)。
更なる光学素子として、更にスペクトル分解するための色分光器が設けてあることが好ましい(形態22)。
更なる光学素子として、少なくとも1つのAOTF(17)が設けてあることが好ましい(形態23)。
前記AOTF(17)を受動素子として使用可能であることが好ましい(形態24)。
更なる光学素子の組合せが設けてあることが好ましい(形態25)。
検知光束の展開の角度増を誘起する多重反射手段が、検知光路に設けてあることが好ましい(形態26)。
スリットフィルタが、検知光路に、好ましくは、検知器の直前に設けてあることが好ましい(形態27)。
スリットフィルタが、検知光路内に位置決め可能に配されることが好ましい(形態28)。
スリットフィルタのスリットが、可変であることが好ましい(形態29)。
スペクトル的展開を検知する分光計が、前記検知光路にスペクトル選択素子の後ろに設けてあることが好ましい(形態30)。
分光計が、多重帯域検知器として構成されていることが好ましい(形態31)。
分離抽出された励起波長(の光)が、前記検知光路から光源の方向へ偏向されることが好ましい(形態32)。
前記光源が、白色光源として構成されていることが好ましい(形態33)。
前記光源が、光学的にパラメータ化された発振器(OPO)として構成されていることが好ましい(形態34)。
前記光源が、電子線衝突光源として構成されていることが好ましい(形態35)。
前記光源が、レーザ光源として構成されていることが好ましい(形態36)。
前記レーザ光源を波長可変に同調させ得ることが好ましい(形態37)。
前記レーザ光源が、各種の波長を有する1つのレーザを含むことが好ましい(形態38)。
前記レーザ光源が、各種の波長を有する複数のレーザを含むことが好ましい(形態39)。
前記レーザが、色素レーザとして構成されていることが好ましい(形態40)。
以下図面を参照した本発明の好ましい実施例の説明と組合せて、教示の一般的に好ましい構成および実施例も説明する。
2 レーザ(光源)
3 励起光
4 スペクトル選択素子
5 照明光路
6 ミラー
7 色分光器
8 ミラー
9 励起・検知光
10 物体
11 蛍光(検知光)
12 検知光路
13 (物体から来る)光
14 検知光(偏向されてない検知光)
15 検知器
16 レンズ
17 AOTF
18 レンズ
19 AOD
20 透明格子
21 (視野修正式)レンズ
22 検知ピンホール
23 ピエゾ素子
24 多重帯域検知器(分光計)
25 (可変)スリットフィルタ
26 (25の)スリット
Claims (40)
- 共焦レーザ走査顕微鏡の光路の光学装置であって、少なくとも1つの光源(2)の励起光(3)を顕微鏡に差込入射し且つ物体(10)で散乱、反射された励起光(3)を分離抽出する、または物体(10)から検知光路(12)を介して来る光(13)から励起波長を分離抽出する、少なくとも1つのスペクトル選択素子(4)を有する形式のものにおいて、
該スペクトル選択素子(4)によって、異なった波長(複数)の励起光を分離抽出すること、
該スペクトル選択素子(4)が、音響光学的におよび/または電気光学的に作動すること、及び
該スペクトル選択素子(4)が、AOD(音響光学偏向器)(19)又はAOTF(音響光学同調フィルタ)(17)として構成されていること、
を特徴とする光学装置。 - 請求項1に記載の光学装置であって、波長の異なる複数の光源を差込入射できる形式のものにおいて、対応する周波数のAOD(19)が、同時の場合も含めて、作動され、かくして、各種の光束が、AOD(19)の通過後、照明光路(5)の光軸と同軸であることを特徴とする光学装置。
- 該スペクトル選択素子(4)が、AOTF(音響光学同調フィルタ)(17)として構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
- 請求項3に記載の光学装置であって、波長の異なる複数の光源を差込入射できる形式のものにおいて、対応する周波数のAOTF(17)を同時に作動できることを特徴とする光学装置。
- スペクトル選択素子(4)が、検知光(11)のスペクトル的展開が少なくとも十分に避けられるよう、構成されていることを特徴とする請求項1−4の1つに記載の光学装置。
- 各波長の出力の調節のため、スペクトル選択素子(4)に、少なくとも1つの更なる能動素子またはスペクトル選択素子が後置されていることを特徴とする請求項1−5の1つに記載の光学装置。
- 更なるスペクトル選択素子が、AOD(19)であることを特徴とする請求項6に記載の光学装置。
- 更なるスペクトル選択素子が、AOTF(17)であることを特徴とする請求項6に記載の光学装置。
- 請求項1−8の1つに記載の光学装置であって、スペクトル選択素子(4)が制御ユニットを含む形式のものにおいて、制御ユニットによる励起波長の調節/監視機能が、強制結合されており、かくして、上記励起波長のみを、同軸の場合も含めて、顕微鏡の照明光路(5)に差込入射でき、上記波長のみを検知光路(12)から分離抽出できることを特徴とする光学装置。
- スペクトル選択素子(4)による光源(2)の制御を手動でまたは自動的に行うことを特徴とする請求項1−9の1つに記載の光学装置。
- スペクトル選択素子(4)による光源(2)の制御を任意に定めることができる規則にもとづき行うことを特徴とする請求項10に記載の光学装置。
- スペクトル選択素子(4)に、少なくとも1つの更なる光学素子が前置および/または後置されていることを特徴とする請求項1−11の1つに記載の光学装置。
- 照明光路(5)内にスペクトル選択素子(4)に後置された能動ホログラフィー素子が、光束スキャナとして作用することを特徴とする請求項12に記載の光学装置。
- スペクトル選択素子(4)および後置のホログラフィー素子が、1つの機能モジュールに統合されていることを特徴とする請求項13に記載の光学装置。
- 更なる光学素子が、光束調整手段であるか、スペクトル選択素子(4)によって誘起されたスペクトル的展開を補償する手段であることを特徴とする請求項12に記載の光学装置。
- 前記光束調整手段が、レンズ(16)として構成されていることを特徴とする請求項15に記載の光学装置。
- 前記光束調整手段が、プリズムとして構成されていることを特徴とする請求項15に記載の光学装置。
- 前記光束調整手段が、絞り(孔形絞りまたはスリット形絞りの場合を含めて)として構成されていることを特徴とする請求項15に記載の光学装置。
- 前記光束調整手段が、フィルタとして、(阻止フィルタの場合を含めて)構成されていることを特徴とする請求項15に記載の光学装置。
- 前記フィルタが、検知器(15)の直前に設けてあることを特徴とする請求項19に記載の光学装置。
- 前記光束調整手段が、フォーカシング手段として構成されていることを特徴とする請求項15に記載の光学装置。
- 更なる光学素子として、更にスペクトル分解するための色分光器が設けてあることを特徴とする請求項2−21の1つに記載の光学装置。
- 更なる光学素子として、少なくとも1つのAOTF(17)が設けてあることを特徴とする請求項12−22の1つに記載の光学装置。
- 前記AOTF(17)を受動素子として使用可能であることを特徴とする請求項23に記載の光学装置。
- 更なる光学素子の組合せが設けてあることを特徴とする請求項12−24の1つに記載の光学装置。
- 検知光束の展開の角度増を誘起する多重反射手段が、検知光路(12)に設けてあることを特徴とする請求項1−25に記載の光学装置。
- スリットフィルタ(25)が、検知光路(12)に、(検知器(15)の直前の場合を含めて)、設けてあることを特徴とする請求項1−26の1つに記載の光学装置。
- スリットフィルタ(25)が、検知光路(12)内に位置決め可能に配されることを特徴とする請求項27に記載の光学装置。
- スリットフィルタ(25)のスリット(26)が、可変であることを特徴とする請求項27または28に記載の光学装置。
- スペクトル的展開を検知する分光計が、前記検知光路(12)にスペクトル選択素子(4)の後ろに設けてあることを特徴とする請求項1−29の1つに記載の光学装置。
- 分光計が、多重帯域検知器(24)として構成されていることを特徴とする請求項29に記載の光学装置。
- 分離抽出された励起波長(の光)が、前記検知光路(12)から光源(2)の方向へ偏向されることを特徴とする請求項1−31の1つに記載の光学装置。
- 前記光源(2)が、白色光源として構成されていることを特徴とする請求項1−32の1つに記載の光学装置。
- 前記光源(2)が、光学的にパラメータ化された発振器(OPO)として構成されていることを特徴とする請求項1−32の1つに記載の光学装置。
- 前記光源(2)が、電子線衝突光源として構成されていることを特徴とする請求項1−32の1つに記載の光学装置。
- 前記光源(2)が、レーザ光源として構成されていることを特徴とする請求項1−32の1つに記載の光学装置。
- 前記レーザ光源を波長可変に同調させ得ることを特徴とする請求項36に記載の光学装置。
- 前記レーザ光源が、各種の波長を有する1つのレーザを含むことを特徴とする請求項36または37に記載の光学装置。
- 前記レーザ光源が、各種の波長を有する複数のレーザ(2)を含むことを特徴とする請求項36に記載の光学装置。
- 前記レーザ(2)が、色素レーザとして構成されていることを特徴とする請求項36−39の1つに記載の光学装置。
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