JP5190603B2 - 光学顕微鏡、及び観察方法 - Google Patents
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Description
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、スペクトルを測定するための分光器を用いた構成であっても、試料を高速かつ高分解能で撮像することができる光学顕微鏡、及び観察方法を提供することを目的とする。
本発明の第5の態様にかかる光学顕微鏡は、上記の光学顕微鏡であって、前記光分岐手段が、波長に応じて光を透過又は反射するエッジフィルタを有しており、前記光ビームの前記エッジフィルタに対する入射角度が12°以下であるものである。これにより、出射光と入射光とを確実に分離することができる。
波長に応じて光を透過又は反射するエッジフィルタを光路中に挿入することによって、前記光ビームと前記出射光とを分離し、本発明の第10の態様にかかる観察方法は、上記の観察方法であって、前記光ビームの前記エッジフィルタに対する入射角度が12°以下であるものである。これにより、出射光と入射光とを確実に分離することができる。
本発明の実施の形態にかかる光学顕微鏡について図1を用いて説明する。図1は本実施の形態にかかる光学顕微鏡100の光学系の構成を模式的に示す図である。光学顕微鏡100は、試料24を観察するための構成として、レーザ光源10と、ビームエキスパンダ11とレーザラインフィルタ12、Y走査装置40、リレーレンズ14、リレーレンズ15、リレーレンズ17、リレーレンズ18、エッジフィルタ19、X走査装置20、リレーレンズ21、チューブレンズ22、対物レンズ23、ハーフミラー25、結像レンズ26、切換えミラー27、分光器31、ラインCCDカメラ50、ステージ60と、を有している。
本実施の形態にかかる光学顕微鏡100について、図4を用いて説明する。図4は、本実施形態にかかる光学顕微鏡の光学系を示す図である。本実施の形態では、高速スキャナ13と低速スキャナ16との間に、リレーレンズ14、15が設けられていない。これ以外の構成については、実施の形態1と同様であるため、重複する部分については説明を省略する。このような構成によって、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
本実施の形態にかかる光学顕微鏡100について、図5を用いて説明する。図5は、本実施形態にかかる光学顕微鏡の光学系を示す図である。本実施の形態では、低速スキャナ16がエッジフィルタ19とX走査装置20との間に設けられている。すなわち、ハーフミラー25又はエッジフィルタ19からの入射光が低速スキャナ16に入射する。これ以外の構成については、実施の形態4と同様であるため説明を省略する。このような構成であっても実施の形態1、2と同様の効果を得ることができる。
11 ビームエキスパンダ
12 レーザラインフィルタ
13 高速スキャナ
14 リレーレンズ
15 リレーレンズ
16 低速スキャナ
17 リレーレンズ
18 リレーレンズ
19 エッジフィルタ
20 X走査装置
21 リレーレンズ
22 チューブレンズ
23 対物レンズ
24 試料
25 ハーフミラー
26 結像レンズ
27 切換えミラー
30 入射スリット
31 分光器
32 ミラー
33 凹面鏡
34 グレーティング
35 凹面鏡
36 2次元CCDカメラ
37 受光画素
40 Y走査装置
50 ラインCCDカメラ
60 ステージ
71 処理装置
Claims (10)
- レーザ光源と、
前記レーザ光源からの光ビームを偏向させて第1の方向に走査する第1の走査手段と、
前記第1の走査手段により走査された光ビームを集光して試料に入射させる対物レンズと、
前記第1の走査手段によって走査された光ビームと前記試料との相対位置を移動させて第2の方向に走査する第2の走査手段と、
前記第1の走査手段から前記試料までの光路中に配置され、前記試料に入射された光ビームのうち前記試料から前記対物レンズ側に出射する出射光と前記レーザ光源から前記試料に入射する入射光とを分離する光分岐手段と、
前記光分岐手段により分離された出射光が集光されて入射する入射側に前記第1の方向に対応する方向に沿って配置された入射スリットを有し、前記入射スリットを通過した前記出射光を波長に応じて空間的に分散させる分光器と、
前記分光器で分散された出射光を検出する2次元アレイ光検出器と、
前記試料と共役な位置に配置され、前記第1の方向に対応する方向に沿って配列された受光素子を有する光検出器と、
前記光分岐手段で分離された出射光が、前記分光器に向かうか、前記光検出器に向かうかを切換える切換手段と、を備える光学顕微鏡。 - 前記光分岐手段が、波長に応じて光を分岐する第1のビームスプリッタと、波長に関わらず光を分岐する第2のビームスプリッタとを有し、
前記第1のビームスプリッタと第2のビームスプリッタとが排他的に使用され、
前記出射光が前記分光器に向かう場合は、前記第1のビームスプリッタで前記入射光と前記出射光とを分離し、
前記出射光が前記光検出器に向かう場合において、前記光検出器で前記試料の反射像を撮像するため、前記第2のビームスプリッタで前記入射光と前記出射光とを分離することを特徴とする請求項1に記載の光学顕微鏡。 - 前記第1のビームスプリッタを光路中に挿入した状態で、前記試料で発生する蛍光を前記光検出器で検出する請求項2に記載の光学顕微鏡。
- 前記第1の走査手段が、前記2次元アレイ光検出器の露光時間で前記光ビームを1回以上走査する低速スキャナーと、
前記低速スキャナーよりも高速に前記光ビームを走査する高速スキャナーと、を備え、
前記出射光が前記光検出器に向かう場合において、前記試料上の所定の位置を観察するため、前記低速スキャナーで前記入射光を位置決めする請求項1、2、又は3に記載の光学顕微鏡。 - 前記光分岐手段が、波長に応じて光を透過又は反射するエッジフィルタを有しており、
前記光ビームの前記エッジフィルタに対する入射角度が12°以下である請求項1乃至4のいずれかに記載の光学顕微鏡。 - レーザ光源からの光ビームを偏向させて第1の方向に走査し、
前記第1の方向に走査された光ビームを集光して試料に入射させ、
前記第1の方向に走査された光ビームと前記試料との相対位置を移動させて第2の方向に走査し、
前記試料に入射された光ビームのうち、前記試料から前記対物レンズ側に出射する出射光が、前記第1の方向にデスキャンされる前に、前記出射光と前記レーザ光源から前記試料に入射する入射光とを分離し、
前記入射光から分離された出射光が第1の光路及び第2の光路の一方を伝播するように、光路を切換え、
前記出射光が第1の光路を伝播する場合は、前記第1の方向に対応する方向に沿って配置された入射スリットに入射させ、
前記入射スリットを通過した前記出射光を波長に応じて空間的に分散させ、
前記分散された出射光を、前記入射スリットの方向及び前記出射光が分散される方向に沿って受光素子が配列された2次元アレイ光検出器によって検出して、スペクトルを測定し、
前記出射光が第2の光路を伝播する場合は、前記試料と共役な位置に配置され、前記第1の方向に対応する方向に沿って設けられた受光素子を有する光検出器で検出する、観察方法。 - 前記入射光と出射光とを分離する時において、波長に応じて光を分岐する第1のビームスプリッタと、波長によらず光を分岐する第2のビームスプリッタとを排他的に使用し、
前記出射光が第1の光路を伝播する場合は、前記第1のビームスプリッタで前記入射光と前記出射光とを分離し、
前記出射光が第2の光路を伝播する場合において、前記光検出器で反射像を撮像するため、前記第2のビームスプリッタで前記入射光と前記出射光とを分離することを特徴とする請求項6に記載の観察方法。 - 前記出射光が第2の光路を伝播する場合において、前記第1のビームスプリッタで前記入射光と前記出射光とを分離して、前記試料で発生する蛍光を前記光検出器で検出する請求項7に記載の観察方法。
- 前記2次元アレイ光検出器の露光時間で前記光ビームを1回以上走査する低速スキャナーと、前記低速スキャナーよりも高速で前記光ビームを走査する高速スキャナーと、が設けられ、
前記出射光が前記光検出器に向かう場合において、前記試料上の所定の位置を観察するため、前記低速スキャナーで前記入射光を位置決めする請求項6、7、又は8に記載の観察方法。 - 波長に応じて光を透過又は反射するエッジフィルタを光路中に挿入することによって、前記光ビームと前記出射光とを分離し、
前記光ビームの前記エッジフィルタに対する入射角度が12°以下である請求項6乃至9のいずれか1項に記載の観察方法。
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