JP4409390B2 - 光走査型共焦点観察装置 - Google Patents

Description

この発明は、光走査型共焦点観察装置に関するものである。

従来、生体等の試料にその表面から励起光を照射して、試料の所定の深さ位置から発せられる蛍光を選択的に検出することにより、細胞の機能等を観察する装置として、レーザ走査型共焦点顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
このレーザ走査型共焦点顕微鏡は、試料の微小スポット領域に集光させたレーザ光をガルバノミラーなどの走査手段によって走査し、試料から発せられる蛍光を検出し画像を得るものである。
このレーザ走査型共焦点顕微鏡は、光路中に配置したコンフォーカル絞りを通過した蛍光のみを検出することによって、解像力に優れ、高いＳ／Ｎ比で鮮明な観察画像を得ることができるという利点を備えている。
特開平３−８７８０４号公報（第２頁等） 特開平５−７２４８１号公報（図１等）

しかしながら、同一観察対象部位を倍率を変えて観察しようとする場合に、対物光学系として低倍率かつ高開口数のものを選択すると、対物光学系の後側の光束径が大きくなるため、以下の不都合がある。
すなわち、光束径が大きくなると、これを通過させることができるように全ての光学部品のサイズを大きくする必要がある。試料から戻る蛍光は微弱であるため、サイズの小さい光学部品を使用したのでは軸外を通過する蛍光がけられて、効率的に検出できないという不都合がある。
しかしながら、特に、光走査型共焦点顕微鏡のように、励起光および蛍光を走査するための可動ミラーのような可動部材が備えられている場合には、可動部材のサイズを大きくすると、その動作速度が低下することになり、時間的な分解能を低下させてしまう不都合がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、低倍率かつ高開口数の対物レンズを使用した場合においても、試料から戻る蛍光を無駄なく回収するとともに、時間的な分解能を低下させることなく、高い解像度の蛍光画像を得ることができる光走査型共焦点観察装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、励起光を出射する光源と、光源からの励起光を２次元的に走査する光走査部と、該光走査部により走査された励起光を集光して試料に照射する対物光学系と、該対物光学系と前記光走査部との間に配置され、対物光学系を介して戻る試料からの戻り光から蛍光を分離するダイクロイックミラーと、分離された蛍光を集光して中間像を形成する集光レンズと、該集光レンズによる中間像位置近傍に配置され、複数の平行なスリット状の蛍光透過部と遮光部とを交互に配列してなるスリット部材と、該スリット部材を蛍光透過部と遮光部との配列方向に移動させるスリット部材移動機構と、前記スリット部材の蛍光透過部を通過した蛍光を検出する光検出器とを備える光走査型共焦点観察装置を提供する。

本発明によれば、光源から発せられた励起光が光走査部により２次元的に走査され、対物光学系を介して試料に照射される。試料において発生した蛍光は対物光学系を介して戻るが、光路中に配置されているダイクロイックミラーによって分離され、集光レンズによって集光される。集光された蛍光は中間像を結像し、ちょうど中間像位置に配置されているスリット部材に入射される。中間像位置は、対物光学系の焦点位置と共役な位置関係に配置されるので、スリット部材の蛍光透過部がコンフォーカル絞りとして機能し、対物光学系の焦点位置近傍から発せられた蛍光のみが光検出器により検出される。

すなわち、蛍光画像の内、蛍光透過部に対応する部分的な縞状の蛍光画像が得られる。この後に、スリット部材移動機構を作動させて、スリット部材の蛍光透過部を配列方向に移動させることで、前回遮光部が配されていた位置に蛍光透過部が配置される。この状態で再度、光検出器により画像を取得することにより、あるいは、この操作を繰り返すことにより、走査領域全体の蛍光画像を得ることができる。

そして、このように構成することにより、光走査部に試料からの蛍光を戻さなくても、解像力に優れ、高いＳ／Ｎ比で鮮明な観察画像を得ることができる。したがって、低倍率かつ高開口数の対物光学系を使用して、後側の光束径が大きくなっても、光走査部を始めとする種々の光学部品のサイズを大型化させずに済み、特に、光走査部の大型化による速度の低下という不都合の発生を防止することができる。

また、本発明は、励起光を出射する光源と、光源からの励起光を２次元的に走査する第１の光走査部と、該第１の光走査部により走査された励起光を集光して試料に照射する対物光学系と、該対物光学系と前記第１の光走査部との間に配置され、対物光学系を介して戻る試料からの戻り光から蛍光を分離するダイクロイックミラーと、該ダイクロイックミラーにより分離された蛍光を１次元方向に走査する第２の光走査部と、該第２の光走査部により走査された蛍光を集光して中間像を形成する集光レンズと、該集光レンズによる中間像位置近傍に配置された単一のスリット状の蛍光透過部を備えるスリット部材と、該スリット部材の蛍光透過部を通過した蛍光を検出する光検出器とを備え、前記第１の光走査部が、励起光をそれぞれ１次元的に走査する低速走査ミラーおよび高速走査ミラーを対向配置してなり、前記第２の光走査部が、前記低速走査ミラーと同期して同一方向に同一速度で蛍光を走査する走査ミラーからなる光走査型共焦点観察装置を提供する。

本発明によれば、光源から発せられた励起光が第１の光走査部により２次元的に走査され、対物光学系を介して試料に照射される。試料において発生した蛍光は対物光学系を介して戻るが、光路中に配置されているダイクロイックミラーによって、第１の光走査部に戻ることなく分離され、第２の光走査部に入射される。第１の光走査部は、低速走査ミラーおよび高速走査ミラーを対向配置した構造のものであり、また、第２の光走査部は、第１の光走査部の低速走査ミラーと同期して同一方向に同一速度で蛍光を走査する走査ミラーからなるので、第２の光走査部から出射される蛍光は、低速走査ミラーによる走査方向に停止され、高速走査ミラーによる走査方向のみに１次元的に走査される形態でスリット部材に入射させられる。

スリット部材は、集光レンズによる中間像位置近傍に配置されているので、対物光学系の焦点位置と共役な位置関係となっており、スリット部材に入射された蛍光の内、対物光学系の焦点位置近傍から発せられた蛍光のみが単一の蛍光透過部を通過させられて光検出器により検出されることになる。
この場合に、第２の光走査部は、第１の光走査部を構成する低速走査ミラーと同一速度で揺動される低速の走査ミラーであるので、そのサイズを大きくしても動作速度に余裕がある。したがって、低倍率かつ高開口数の対物光学系を使用して、後側の光束径が大きくなっても、高い解像度の明るい蛍光画像を得ることができる。

また、上記発明においては、前記対物光学系が、倍率および開口数の異なる複数の対物レンズと、これら対物レンズを交換する対物レンズ交換機構とを備え、前記ダイクロイックミラーを光路に挿脱する切替機構と、前記光走査部または前記第１の光走査部から戻る蛍光の光路に配置されたコンフォーカル絞りと、該コンフォーカル絞りを介して戻る蛍光を分離して検出する第２の光検出器とを備えることとしてもよい。

このようにすることで、対物レンズ交換機構の作動により低倍率かつ高開口数の対物レンズに交換したときに、切替機構の作動によりダイクロイックミラーを光路に挿入し、光束径の大きな蛍光をダイクロイックミラーによって分離する一方、高倍率かつ低開口数の対物レンズに交換したときに、切替機構の作動によりダイクロイックミラーを光路から離脱させ、光束径の比較的小さな蛍光を光走査部または第１の光走査部を介して戻し、該光走査部または第１の光走査部から戻る蛍光の光路に配置されたコンフォーカル絞りを通過させることによって、対物レンズの焦点位置近傍から発せられた蛍光のみを第２の光検出器に検出させることができる。

本発明によれば、低倍率かつ高開口数の対物光学系を装着した場合においても、光走査部に光束径の大きな蛍光を戻す必要がなく、光学部品の大型化、特に、光走査部を構成する可動ミラー等の大型化による時間的な分解能の低下のような不都合の発生を有効に防止することができるという効果を奏する。

以下、本発明の第１の実施形態に係る光走査型共焦点観察装置について、図１から図４を参照して説明する。
本実施形態に係る光走査型共焦点観察装置１は、図１および図２に示されるように、レーザ光源２と光検出器（第２の光検出器）３とを備える光学ユニット４と、試料Ａに対向配置される対物レンズ５，６を取り付けた測定ヘッド７とを光ファイバ８によって連結して構成されている。

光学ユニット４は、レーザ光源２から発せられたレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズ９と、平行光を光ファイバ８の端面８ａに集光させるカップリングレンズ１０と、光ファイバ８から戻る戻り光から蛍光を分離するダイクロイックミラー１１と、分離された蛍光を集光する集光レンズ１２とを備えている。集光レンズ１２により集光された蛍光は光検出器３によって検出されるようになっている。

光検出器３は、例えば、光電子増倍管(Photomultiplier Tube：PMT)である。
光ファイバ８は、シングルモードファイバである。測定ヘッド７内部に露出して配置されている光ファイバの端面８ｂは、後述する対物レンズ６の焦点位置と共役な位置関係に配置されている。

測定ヘッド７は、光ファイバ８により伝播されてきたレーザ光を平行光にするコリメートレンズ１３と、平行光を２次元的に走査する光走査部１４と、該光走査部１４により走査されたレーザ光を集光して第１中間像を結像する瞳投影レンズ１５と、第１中間像を結像したレーザ光を集光して対物レンズ５，６に入射させる結像レンズ１６と、該結像レンズ１６と対物レンズ５，６との間に配置されるダイクロイックミラー１７と、該ダイクロイックミラー１７により戻り光から分離された蛍光を集光して第２中間像を結像させる第１の集光レンズ１８と、第２の中間像位置に配置されたスリット部材１９と、該スリット部材１９を透過した蛍光を集光する第２の集光レンズ２０と、該第２の集光レンズ２０により集光された蛍光を検出する光検出器２１とを備えている。

前記光走査部１４は、直交する２つの軸線回りにそれぞれ揺動する２枚のガルバノミラー１４ａ，１４ｂを備える、いわゆる近接ガルバノミラーからなる。
前記対物レンズ５，６は、測定ヘッド７を構成する筐体２２にスライド可能に設けられたスライダ２３上に搭載されている。図１において、結像レンズ１６から出射されるレーザ光の光路中に配置されている対物レンズ５は、低倍率かつ高開口数の対物レンズ５であって、スライダ２３によって、ダイクロイックミラー１７とともに光路に対して挿脱されるようになっている。したがって、この対物レンズ５が光路上に配置された図１の状態においては、結像レンズ１６から入射されたレーザ光は対物レンズ５によって試料Ａに照射され、試料Ａから戻る蛍光は、ダイクロイックミラー１７によって、結像レンズ１６に向かう光路から分離されるようになっている。

一方、図２は、高倍率かつ低開口数の対物レンズ６が光路上に装着された状態を示しており、ダイクロイックミラー１７が光路上から離脱され、結像レンズ１６から出射されたレーザ光を試料Ａに照射し、試料Ａから戻る蛍光を全て結像レンズ１６に戻すようになっている。

前記スリット部材１９は、図３に示されるように、例えば、透明基板２４上に複数の帯状の遮光膜２５を平行間隔をあけてコーティングすることにより、複数の平行なスリット状の蛍光透過部２６を有するように構成されている。遮光膜２５により構成された遮光部２７と、蛍光を透過可能な蛍光透過部２６とは、例えば、面積比が１対１となるように構成されている。

また、このスリット部材１９には、図１および図２に示されるように、このスリット部材１９を蛍光透過部２６および遮光部２７の配列方向に蛍光透過部２６の幅寸法分だけ移動させるスリット部材移動機構２８が備えられている。スリット部材移動機構２８は、例えばピエゾ素子により構成されている。
光検出器２１は、例えば、２次元画像を撮像可能なＣＣＤカメラである。

このように構成された本実施形態に係る光走査型共焦点観察装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る光走査型共焦点観察装置１を用いて、実験小動物等の試料Ａを観察する場合には、低倍率高開口数の対物レンズ５およびダイクロイックミラー１７を搭載したスライダ２３を筐体２２に対して移動させて、結像レンズ１６から出射されるレーザ光の光軸上に配置する。そして、測定ヘッド７を移動させて、対物レンズ５を試料Ａの表面に近接配置する。測定ヘッド７は光ファイバ８により光学ユニット４に接続されているので、光ファイバ８を自由に湾曲させて、試料Ａの観察に適合する任意の姿勢に配置することができる。

この状態で、光学ユニット４のレーザ光源２を作動させ、レーザ光源２から発振されたレーザ光を、カップリングレンズ１０によって光ファイバ８の端面８ａに入射させる。光ファイバ８内を伝播してきたレーザ光は、光ファイバ８の他端８ｂから測定ヘッド７内部に出射され、コリメートレンズ１３によって平行光に変換される。平行光に変換されたレーザ光は、光走査部１４を通過させられることによって単一の光束として２次元的に走査され、瞳投影レンズ１５によって第１中間像を形成した後に結像レンズ１６および対物レンズ５によって試料Ａに照射される。

レーザ光が試料Ａに照射されると、試料Ａ内部の蛍光物質あるいは試料Ａ自体の自家蛍光物質が励起されて蛍光が発せられ、対物レンズ５内に入射される。対物レンズ５は低倍率かつ高開口数なので、対物レンズ５の後側においては、結像レンズ１６から出射されるレーザ光よりも大きな光束径を有する光束となる。本実施形態においては、スライダ２３の作動により、対物レンズ５とともにダイクロイックミラー１７が挿入されているので、対物レンズ５から出射された光束径の大きな蛍光はダイクロイックミラー１７により反射されて第１の集光レンズ１８によって第２中間像を結像させられる。

第１の集光レンズ１８による第２中間像位置には、スリット部材１９が配置されているので、第２中間像を結像した蛍光の内、スリット部材１９に設けられた蛍光透過部２６を透過した蛍光のみが、第２の集光レンズ２０を介して光検出器２１に入射されることになる。試料Ａに照射されるレーザ光は光走査部１４によって単一の光スポットの形態で２次元的に走査されているので、試料Ａから発せられる蛍光もレーザ光が走査された２次元的な走査領域から発生する。

したがって、試料Ａが２次元的な走査領域を一通り走査されることにより、光検出器２１には、図４（ａ）に示されるような蛍光画像Ｇ１が取得される。図４（ａ）中、斜線部はスリット部材１９の遮光部２７の影となっている画像であり、それ以外の領域が蛍光透過部２６を通過した蛍光を検出した領域である。すなわち、スリット部材１９の蛍光透過部２６を透過した蛍光が受光され、遮光部２７により遮光された蛍光は光検出器２１に受光されないので、スリット部材１９の蛍光透過部２６と遮光部２７のパターンの通りの縞模様の蛍光画像Ｇ１が得られることになる。

次いで、スリット部材移動機構２８を作動させ、スリット部材１９を蛍光透過部２６と遮光部２７との配列方向に１列分だけ移動させる。この状態で、再度、試料Ａにおける２次元的な走査領域にレーザ光を一通り走査させると、図４（ｂ）に示されるような蛍光画像Ｇ２が得られる。この蛍光画像Ｇ２は、図４（ａ）の蛍光画像Ｇ１とは、パターンが反転したものになっている。そして、図４（ａ）の蛍光画像Ｇ１と図２（ｂ）の蛍光画像Ｇ２とを重ね合わせることにより、図４（ｃ）に示されるような試料全面の蛍光画像Ｇ３を取得することができる。

次に、対物レンズ５を高倍率かつ低開口数の対物レンズ６に交換した場合について説明する。この場合には、図２に示されるように、スライダ２３の移動により、ダイクロイックミラー１７が対物レンズ５とともに、結像レンズ１６からのレーザ光の光路上から離脱させられ、試料Ａからの蛍光が対物レンズ６を介して結像レンズ１６に戻されるようになる。結像レンズ１６に戻った蛍光は、瞳投影レンズ１５、光走査部１４およびコリメートレンズ１３を介して光ファイバ８の端面８ｂに入射させられる。光ファイバ８の端面８ｂは、対物レンズ６の焦点位置と共役な位置関係に配置されているので、コンフォーカル絞りとして機能し、対物レンズ６の焦点位置近傍からの蛍光のみが光ファイバ８内に入射されることになる。

光ファイバ８内を伝播して光学ユニット４に戻った蛍光は、カップリングレンズ１０を介して平行光とされた後に、ダイクロイックミラー１１によってレーザ光から分離され、集光レンズ１２によって光検出器３により検出されることになる。そして、光走査部１４による試料Ａの２次元的な走査の各位置における光検出器３における受光量が走査位置と関連づけて蓄積されることにより、走査領域全体の一通りの走査終了後に、走査領域全体の蛍光画像が取得されることになる。

このように、本実施形態に係る光走査型共焦点観察装置１によれば、低倍率高開口数の対物レンズ５を装着したときには試料Ａから発せられた蛍光を結像レンズ１６に戻すことなくダイクロイックミラー１７によって分離して別の光検出器２１によって検出するので、大きな光束径の蛍光を結像レンズ１６、瞳投影レンズ１５、光走査部１４、コリメートレンズ１３に通過させる必要がなく、これらの光学部品のサイズの大型化を防止することができる。また、特に、光走査部１４を構成する走査ミラー１４ａ，１４ｂのサイズを大きくしなくて済むので、走査ミラー１４ａ，１４ｂの揺動速度を低減させることがなく、時間的な分解能の低下を防止することができるという利点がある。逆に、低倍率高開口数の対物レンズ５を装着して、試料Ａからの蛍光を効率的に回収できるので、明るく鮮明な蛍光画像を得ることができるという利点もある。

一方、高倍率低開口数の対物レンズ６を光路中に挿入したときには、試料Ａから戻る蛍光を結像レンズ１６、瞳投影レンズ１５、光走査部１４、コリメートレンズ１３に通過させて戻し、光ファイバ８を介して光学ユニット４に配置されている光検出器３により検出するので、試料Ａ全体を１点のレーザ光によって走査して、高い解像度の蛍光画像を得ることができる。

なお、本実施形態においては、スリット部材１９を構成する蛍光透過部２６と遮光部２７とを略同等の幅寸法に形成し、スリット部材移動機構２８によるスリット部材１９の移動を、蛍光透過部２６の幅寸法分だけ行うこととしたが、これに代えて、蛍光透過部２６の幅寸法を遮光部２７の幅寸法に対して十分に小さくしていくことにより、共焦点効果を向上して、解像度をさらに向上することができる。例えば、蛍光透過部２６の幅寸法を遮光部２７の幅寸法の５分の１に形成し、スリット部材移動機構２８によるスリット部材１９の移動を蛍光透過部２６の幅寸法分だけ５回にわたって行うことにしてもよい。この場合、光検出器２１により各回ごとに得られた５枚の画像を後に合成することで、ノイズの少ない鮮明な蛍光画像を得ることができる。

また、上記実施形態においては、対物レンズ５とダイクロイックミラー１７を同時に挿脱する構造のものについて例示したが、これに代えて、別々に挿脱あるいは着脱する構造のものを採用してもよい。
また、上記実施形態においては、スリット部材１９として、透明基板２４上に遮光膜２５をコーティングすることにより蛍光透過部２６と遮光部２７とを備える構造のものを例に挙げて説明したが、これに代えて、液晶により蛍光透過部２６と遮光部２７とを形成する方式のもの、複数の可動式の微小ミラーを配列してなるデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いて、微小ミラーの角度を領域ごとに異ならせ、光検出器２１に検出させる蛍光を選択する方式のもの、あるいは、光空間変調器を用いることにしてもよい。

また、本実施形態に係る光走査型共焦点観察装置１においては、光学ユニット４と測定ヘッド７とを光ファイバ８により接続する構造のものを例に挙げて説明したが、これに代えて、光学ユニットと測定ヘッドとを一体化した固定式の光走査型共焦点観察装置１′に適用することもできる。この場合に、上記実施形態において光ファイバ８の端面８ｂにより構成していたコンフォーカル絞りに代えて、絞り部材２９によって直接、コンフォーカル絞りを構成する。図中符号３０は、波長ごとに蛍光を分岐するダイクロイックミラー、符号３１は瞳投影レンズ、符号３２は結像レンズをそれぞれ示している。

図示しないが、高倍率かつ低開口数の対物レンズ６が選択されたときには、結像レンズ１６、瞳投影レンズ１５および光走査部１４を介して戻る蛍光が、ダイクロイックミラー１１によって光路から分離され、集光レンズ３３によって集光されることにより、その焦点位置近傍に配置されている絞り部材２９を通過させられた蛍光のみがコリメートレンズ３４によって平行光にされた後に、ダイクロイックミラー３０によって波長ごとに分岐されて光検出器３にそれぞれ検出されるようになる。

また、上記実施形態においては、光検出器２１として２次元画像を撮像可能なＣＣＤカメラを採用したが、これに代えて、ＰＭＴを採用してもよい。この場合には、スリット部材１９の後段に瞳投影光学系（図示略）を配置して、一旦中間像を形成させた後に、ＰＭＴに集光させるようにすることが好ましい。

次に、本発明の第２の実施形態に係る光走査型共焦点観察装置４０について、図６を参照して説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る光走査型共焦点観察装置１、１′と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を簡略化する。

本実施形態に係る光走査型共焦点観察装置４０は、図６に示されるように、光走査型共焦点観察装置１′と同様の固定式の装置であって、上記スリット部材１９およびスリット部材移動機構２８に代えて、一方向に揺動可能な走査ミラー４１と、該走査ミラー４１により走査された蛍光を通過させる単一のスリットを有するスリット部材４２とを備えている。スリット部材４２の前後には集光レンズ４３，４４が配置され、走査ミラー４１により走査された蛍光を集光してスリット部材４２のスリット位置に中間像を形成するように構成されている。

また、本実施形態に係る光走査型共焦点観察装置４０は、光走査部１４として、比較的低速で揺動する低速走査ミラー１４ａとそれよりも高速で揺動する高速走査ミラー１４ｂとを備えた近接ガルバノミラーにより構成されている。
走査ミラー４１は、低速走査ミラー１４ａと同期して同一速度で同一走査方向に揺動させられるようになっている。これにより、光走査部１４によって２次元的に走査されたレーザ光により２次元的に走査されるように発せられる蛍光が、走査ミラーによって、常にスリット部材４２のスリット位置に集光されるように、１次元的に走査される蛍光となる。

したがって、光検出器２１としては、２次元的な画像を撮像可能なＣＣＤに限られず、１次元的な画像を撮像可能なラインセンサＣＣＤや、ＰＭＴを採用することもできる。
この場合に、光束径の大きな蛍光光束が走査ミラー４１を通過させられるため、走査ミラー４１のサイズは、光走査部１４の各走査ミラー１４ａ，１４ｂよりも大きくする必要がある。しかしながら、走査ミラー４１は低速走査ミラー１４ａと同じ低速の走査ミラーであるため、サイズを大きくしても、速度の低下を考慮する必要がない。

その結果、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
なお、高倍率かつ低開口数の対物レンズ６を選択した場合の作用効果は、変形例に係る光走査型共焦点観察装置１′の場合と同様である。

本発明の第１の実施形態に係る光走査型共焦点観察装置を示す模式図であり、低倍率かつ高開口数の対物レンズが選択された状態を示す図である。 図１の光走査型共焦点観察装置において、高倍率かつ低開口数の対物レンズが選択された状態を示す図である。 図１および図２の光走査型共焦点観察装置におけるスリット部材の一例を示す（ａ）正面図および（ｂ）側面図である。 図１および図２の光走査型共焦点観察装置による画像例であって、（ａ）第１の画像、（ｂ）第２の画像および（ｃ）第１と第２の合成画像を示す図である。 図１の変形例に係る光走査型共焦点観察装置を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る光走査型共焦点観察装置を示す模式図である。

符号の説明

Ａ 試料
１，１′，４０ 光走査型共焦点観察装置
２ レーザ光源（光源）
３ 光検出器（第２の光検出器）
５，６ 対物レンズ（対物光学系）
８ｂ 端面（コンフォーカル絞り）
１４ 光走査部（第１の光走査部）
１４ａ 低速走査ミラー
１４ｂ 高速走査ミラー
１７ ダイクロイックミラー
１８ 第１の集光レンズ（集光レンズ）
１９，４２ スリット部材
２１ 光検出器
２３ スライダ（対物レンズ交換機構、切替機構）
２６ 蛍光透過部
２７ 遮光部
２８ スリット部材移動機構
２９ 絞り部材（コンフォーカル絞り）
４１ 走査ミラー（第２の光走査部）

Claims (4)

1. 励起光を出射する光源と、
   光源からの励起光を２次元的に走査する光走査部と、
   該光走査部により走査された励起光を集光して試料に照射する対物光学系と、
   該対物光学系と前記光走査部との間に配置され、対物光学系を介して戻る試料からの戻り光から蛍光を分離するダイクロイックミラーと、
   分離された蛍光を集光して中間像を形成する集光レンズと、
   該集光レンズによる中間像位置近傍に配置され、複数の平行なスリット状の蛍光透過部と遮光部とを交互に配列してなるスリット部材と、
   該スリット部材を蛍光透過部と遮光部との配列方向に移動させるスリット部材移動機構と、
   前記スリット部材の蛍光透過部を通過した蛍光を検出する光検出器とを備える光走査型共焦点観察装置。
2. 励起光を出射する光源と、
   光源からの励起光を２次元的に走査する第１の光走査部と、
   該第１の光走査部により走査された励起光を集光して試料に照射する対物光学系と、
   該対物光学系と前記第１の光走査部との間に配置され、対物光学系を介して戻る試料からの戻り光から蛍光を分離するダイクロイックミラーと、
   該ダイクロイックミラーにより分離された蛍光を１次元方向に走査する第２の光走査部と、
   該第２の光走査部により走査された蛍光を集光して中間像を形成する集光レンズと、
   該集光レンズによる中間像位置近傍に配置された単一のスリット状の蛍光透過部を備えるスリット部材と、
   該スリット部材の蛍光透過部を通過した蛍光を検出する光検出器とを備え、
   前記第１の光走査部が、励起光をそれぞれ１次元的に走査する低速走査ミラーおよび高速走査ミラーを対向配置してなり、
   前記第２の光走査部が、前記低速走査ミラーと同期して同一方向に同一速度で蛍光を走査する走査ミラーからなる光走査型共焦点観察装置。
3. 前記対物光学系が、倍率および開口数の異なる複数の対物レンズと、これら対物レンズを交換する対物レンズ交換機構とを備え、
   前記ダイクロイックミラーを光路に挿脱する切替機構と、
   前記光走査部から戻る蛍光の光路に配置されたコンフォーカル絞りと、
   該コンフォーカル絞りを介して戻る蛍光を分離して検出する第２の光検出器とを備える請求項１に記載の光走査型共焦点観察装置。
4. 前記対物光学系が、倍率および開口数の異なる複数の対物レンズと、これら対物レンズを交換する対物レンズ交換機構とを備え、
   前記ダイクロイックミラーを光路に挿脱する切替機構と、
   前記第１の光走査部から戻る蛍光の光路に配置されたコンフォーカル絞りと、
   該コンフォーカル絞りを介して戻る蛍光を分離して検出する第２の光検出器とを備える請求項２に記載の光走査型共焦点観察装置。

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