JP5194169B2 - 平行光ビームまたは収束光ビームのどちらかを選択的に提供する光学システム - Google Patents
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Description
1.発明の分野
本開示は照明システムに関し、より詳細には、平行光ビームまたは収束光ビームのどちらかを選択的に提供する光学システムに関する。このシステムは、全内反射蛍光(TIRF)顕微鏡と光退色後蛍光回復(FRAP)または光活性化実験の両方に照明が求められる場合に、特に適合する。
本項で示す手法は、追求され得るはずの手法であり、必ずしも、以前に考案され、または追求されたことのある手法であるとは限らない。したがって、特に指示しない限り、本項で示す手法は、本出願における特許請求の範囲に対する従来技術ではない場合もあり、本項に含まれることによって従来技術であると認められるものではない。
前記光学システムの第2の動作モード時に前記光学システムから前記平面に収束光ビームを投射することとを含み、
前記平行光ビームを投射することは、
第1の光束を光源から直交する1対の検流計式走査鏡まで送ることと、
前記直交する1対の検流計式走査鏡を、
(a)前記第1の光束を、前記第1の光束が伝搬して前記平行光ビームを生じさせる前記光学システムにおける第1の光路へと方向づけ、
(b)前記第1の光路における前記第1の光束の軌道を制御して、前記平行光ビームを導き指定の入射角で前記平面に通すように制御することとを含み、
前記収束光ビームを投射することは、
第2の光束を前記光源から前記直交する1対の検流計式走査鏡まで送ることと、
前記直交する1対の検流計式走査鏡を、
(a)前記第2の光束を、前記第2の光束が伝搬して前記収束光ビームを生じさせる前記光学システムにおける第2の光路へと方向づけ、
(b)前記第2の光路における前記第2の光束の軌道を制御して、前記収束光ビームを前記平面内の目標位置に導くように制御することとを含む、方法を含む。また、この方法を用いる装置およびシステムも提供される。
検流計位置座標:(Gx,Gy)
CCDカメラ位置座標:(Cx,Cy)
検流計原点位置:(Gx0,Gy0)
検流計位置微分:(GxdCx,GydCx)、(GxdCy,GydCy)
Gx=Gx0+(GxdCx,GxdCy)・(Cx,Cy)
Gy=Gy0+(GydCx,GydCy)・(Cx,Cy)
TIRF軸のための検流計座標:(Tx0,Ty0)
1007 記憶媒体
1008 プロセッサ
1009 メモリ
1010 ドライバ電子回路
1015 光源
1020 光学システム
1030 カメラ
1035 顕微鏡
Claims (21)
- 光学システムの第1の動作モード時に前記光学システムから平面に平行光ビームを投射することと、
前記光学システムの第2の動作モード時に前記光学システムから前記平面に収束光ビームを投射することとを含み、
前記平行光ビームを投射することは、
第1の光束を光源から直交する1対の検流計式走査鏡まで送ることと、
前記直交する1対の検流計式走査鏡を、
(a)前記第1の光束を、前記第1の光束が伝搬して前記平行光ビームを生じさせる前記光学システムにおける第1の光路へと方向づけ、
(b)前記第1の光路における前記第1の光束の軌道を制御して、前記平行光ビームを導き指定の入射角で前記平面に通すように制御することとを含み、
前記収束光ビームを投射することは、
第2の光束を前記光源から前記直交する1対の検流計式走査鏡まで送ることと、
前記直交する1対の検流計式走査鏡を、
(a)前記第2の光束を、前記第2の光束が伝搬して前記収束光ビームを生じさせる前記光学システムにおける第2の光路へと方向づけ、
(b)前記第2の光路における前記第2の光束の軌道を制御して、前記収束光ビームを前記平面内の目標位置に導くように制御することとを含む、方法。 - (i)前記第1の動作モード時に、
(a)開口が貫通する反射鏡を備える光学機器において前記第1の光路を経由して前記第1の光束を受け取ることと、
(b)前記第1の光束を前記反射鏡から前記平面に至る下流側の光路へと反射させることと、
(ii)前記第2の動作モード時に、
(a)前記光学機器において前記第2の光路を経由して前記第2の光束を受け取ることと、
(b)前記第2の光束を前記開口を通過して前記平面に至る下流側の光路へと至らせることとをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記平行光ビームを投射することは、前記第1の光束を発散光ビームとして前記平行光ビームに変換するレンズに前記発散光ビームを送ることを含み、
前記収束光ビームを投射することは、前記レンズに前記第2の光束を中間平行光ビームとして送ることを含み、前記レンズは前記中間平行光ビームを前記収束光ビームに変換する、請求項1に記載の方法。 - 前記第1の動作モードは、(a)全内反射蛍光照明および(b)光退色後エバネッセント場蛍光回復照明からなるグループの中から選択される工程と併せて用いられる、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の動作モードは、(a)光退色後蛍光回復照明、(b)光活性化照明、(c)光退色照明、(d)光ピンセット操作、(e)光分解操作からなるグループの中から選択される工程と併せて用いられる、請求項1に記載の方法。
- 前記平面は顕微鏡の画像平面と符合する、請求項1に記載の方法。
- 光学システムの第1の動作モード時に平面に平行光ビームを投射し、
前記光学システムの第2の動作モード時に前記平面に収束光ビームを投射する前記光学システムを備え、
前記光学システムは、
前記第1の動作モード時に、第1の光束が伝搬して前記平行光ビームを生じさせる第1の光路と、
前記第2の動作モード時に、第2の光束が伝搬して前記収束光ビームを生じさせる第2の光路と、
(i)前記第1の動作モード時に、
(a)光源から前記第1の光束を受け取り、
(b)前記第1の光束を前記第1の光路へと方向づけ、
(c)前記第1の光路における前記第1の光束の軌道を制御して、前記平行光ビームを導き指定の入射角で前記平面に通し、
(ii)前記第2の動作モード時に、
(a)前記光源から前記第2の光束を受け取り、
(b)前記第2の光束を前記第2の光路へと方向づけ、
(c)前記第2の光路における前記第2の光束の軌道を制御して、前記収束光ビームを前記平面内の目標位置に導く、直交する1対の検流計式走査鏡とを含む、装置。 - 前記光学システムは、
前記第1の動作モード時に、前記第1の光路を経由して前記第1の光束を受け取り、前記第1の光束を前記反射鏡から前記平面に至る下流側の光路へと反射させ、
前記第2の動作モード時に、前記第2の光路を経由して前記第2の光束を受け取り、前記第2の光束を前記開口を通過して前記平面に至る下流側の光路へと至らせる、開口が貫通する反射鏡をさらに備える請求項7に記載の装置。 - 前記光学システムは、
前記第1の動作モード時に、前記第1の光束を発散光ビームとして受け取り、前記第1の光束を前記平行光ビームとして方向づけ、
前記第2の動作モード時に、前記第2の光束を平行光ビームとして受け取り、前記第2の光束を前記収束光ビームとして方向づけるレンズをさらに備える、請求項7に記載の装置。 - 前記第1の動作モードは、(a)全内反射蛍光照明および(b)光退色後エバネッセント場蛍光回復照明からなるグループの中から選択される工程と併せて用いられる、請求項7に記載の装置。
- 前記第2の動作モードは、(a)光退色後蛍光回復照明、(b)光活性化照明、(c)光退色照明、(d)光ピンセット操作、(e)光分解操作からなるグループの中から選択される工程と併せて用いられる、請求項7に記載の装置。
- 前記平面は顕微鏡の画像平面と符合する、請求項7に記載の装置。
- 第1の光学サブシステムと、
第2の光学サブシステムと、
(i)第1の動作モード時に、
(a)光源から第1の光束を受け取り、
(b)前記第1の光束を前記第1の光学サブシステムにおける第1の光路へと方向づけ、
(c)前記第1の光路における前記第1の光束の軌道を制御して、前記第1の光束を導き指定の入射角で平面に通し、
(ii)第2の動作モード時に、
(a)前記光源から第2の光束を受け取り、
(b)前記第2の光束を前記第2の光学サブシステムにおける第2の光路へと方向づけ、
(c)前記第2の光路における前記第2の光束の軌道を制御して、前記第2の光束を前記平面内の目標位置に導く、直交する1対の検流計式走査鏡とを備え、
前記第1の光学サブシステムは、前記第1の光束が前記平面に平行光ビームとして投射されるように前記第1の光束を変換し、
前記第2の光学サブシステムは、前記第2の光束が前記平面に収束光ビームとして投射されるように前記第2の光束を変換する、システム。 - 前記平面が顕微鏡の画像平面と符合する前記顕微鏡をさらに備える、請求項13に記載のシステム。
- 前記画像平面において試料の画像を生成する画像装置と、
前記画像の特性を評価し、前記評価に基づいて、
前記第1の動作モード時に、前記第1の光束の前記軌道を制御するように前記直交する1対の検流計式走査鏡を制御し、
前記第2の動作モード時に、前記第2の光束の前記軌道を制御するように前記直交する1対の検流計式走査鏡を制御する制御信号を生成するプロセッサとをさらに備える、請求項14に記載のシステム。 - 前記第1の動作モードは、(a)全内反射蛍光照明および(b)光退色後エバネッセント場蛍光回復照明からなるグループの中から選択される工程と併せて用いられる、請求項13に記載のシステム。
- 前記第2の動作モードは、(a)光退色後蛍光回復照明、(b)光活性化照明、(c)光退色照明、(d)光ピンセット操作、(e)光分解操作からなるグループの中から選択される工程と併せて用いられる、請求項13に記載のシステム。
- 開口が貫通する反射鏡を備える光学機器であり、
前記第1の動作モード時に、前記第1の光路を経由して前記第1の光束を受け取り、前記第1の光束を前記反射鏡から前記平面に至る下流側の光路へと反射させ、
前記第2の動作モード時に、前記第2の光路を経由して前記第2の光束を受け取り、前記第2の光束を前記開口を通過して前記平面に至る下流側の光路へと至らせる前記光学機器をさらに備える、請求項13に記載のシステム。 - 第1の光学サブシステムと、
第2の光学サブシステムと、
(i)第1の動作モード時に、
(a)光源から第1の光束を受け取り、
(b)前記第1の光束を前記第1の光学サブシステムにおける第1の光路へと方向づけ、
(ii)第2の動作モード時に、
(a)前記光源から第2の光束を受け取り、
(b)前記第2の光束を前記第2の光学サブシステムにおける第2の光路へと方向づける光ステアリング装置と、
開口が貫通する反射鏡を備える光学機器であり、
(i)前記第1の動作モード時に、前記第1の光路を経由して前記第1の光束を受け取り、前記第1の光束を前記反射鏡から平面に至る下流側の光路へと反射させ、
(ii)前記第2の動作モード時に、前記第2の光路を経由して前記第2の光束を受け取り、前記第2の光束を前記開口を通過して前記平面に至る下流側の光路へと至らせる前記光学機器とを備え、
前記第1の光学サブシステムは、前記第1の光束が前記平面に平行光ビームとして投射されるように前記第1の光束を変換し、
前記第2の光学サブシステムは、前記第2の光束が前記平面に収束光ビームとして投射されるように前記第2の光束を変換する、システム。 - 前記光ステアリング装置は、
(i)前記第1の動作モード時に、前記第1の光路における前記第1の光束の軌道を制御して、前記第1の光束を導き指定の入射角で前記平面に通し、
(ii)前記第2の動作モード時に、前記第2の光路における前記第2の光束の軌道を制御して、前記第2の光束を前記平面内の目標位置に導く、請求項19に記載のシステム。 - 前記光ステアリング装置は直交する1対の検流計式走査鏡を備える、請求項20に記載のシステム。
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