(57)【要約】      （修正有）【課題】光軸を傾ける必要が無く組立調整が容易な共焦点光スキャナを実現する。【解決手段】複数のマイクロレンズとピンホールが同一パターンでそれぞれアレイ状に配置され一体化されたマイクロレンズディスク１およびニポウディスク２と、これら２枚のディスクを回転する回転手段３と、前記２枚のディスクの間に挿入されたビームスプリッタ７を備え、前記ディスクを回転させ、前記ピンホ−ルディスクを通過した照射光を試料に対して走査する共焦点光スキャナにおいて、前記ビームスプリッタは、斜面同士が空隙を介して対向する２個の直角プリズムと、少なくともいずれかの一方の前記直角プリズムの斜面であって前記空隙との境界に形成されるビームスプリッタ膜を、備える。【選択図】図１
2011221170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクロレンズとピンホールが同一パターンでそれぞれアレイ状に配置され一体化されたマイクロレンズディスクおよびニポウディスクと、これら２枚のディスクを回転する回転手段と、前記２枚のディスクの間に挿入されたビームスプリッタを備え、前記ディスクを回転させ、前記ピンホ−ルディスクを通過した照射光を試料に対して走査する共焦点光スキャナにおいて、
前記ビームスプリッタは、
斜面同士が空隙を介して対向する２個の直角プリズムと、
少なくともいずれかの一方の前記直角プリズムの斜面であって前記空隙との境界に形成されるビームスプリッタ膜を、備えることを特徴とする共焦点光スキャナ。
【請求項２】
前記ビームスプリッタは、
斜面に前記ビームスプリッタ膜が形成される第１の直角プリズムと、
斜面が前記第１の直角プリズムの斜面と対向する第２の直角プリズムと、
対向する前記第１及び第２の直角プリズムの斜面の間に前記空隙を形成するスペーサ手段を備え、
前記スペーサ手段が、
前記ビームスプリッタ内に前記空隙を形成するための中空部を有し、
一方側の面が前記第１の直角プリズムの斜面と接合され、他方側の面が前記第２の直角プリズムの斜面と接合されることにより、前記中空部の開口部を塞いで前記空隙を形成することを特徴とする共焦点光スキャナ。
【請求項３】
前記ビームスプリッタ膜は、
前記マイクロレンズからの照射光を透過して当該マイクロレンズに対応した位置の前記ピンホールに入射させ、
前記試料からの戻り光が前記ピンホ−ルディスクを通過して入射されると、前記マイクロレンズディスクから入射された前記照射光の光軸方向と異なる方向にその光路を反射して出射することを特徴とする請求項１または２に記載の共焦点光スキャナ。
【請求項４】
前記ビームスプリッタ膜は、
特定の波長を透過するダイクロイック膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の共焦点光スキャナ。
【請求項５】
前記第２の直角プリズムの斜面は、
前記試料が反射した光を通過する面であって、特定波長のみを選択的に透過させるフィルタ膜が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の共焦点光スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のマイクロレンズとピンホールが同一パターンでそれぞれアレイ状に配置され一体化されたマイクロレンズディスクおよびニポウディスクと、これら２枚のディスクを回転する回転手段と、これら２枚のディスクの間に挿入されたビームスプリッタを備え、これら２枚のディスクを回転させ、ピンホ−ルディスクを通過した照射光を試料に対して走査する共焦点光スキャナに関し、特に、生物用共焦点顕微鏡について、光軸を傾ける必要が無く組立調整が容易な共焦点光スキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ニポウディスクを高速回転する共焦点光スキャナはよく知られている。共焦点光スキャナは、生体や細胞などの観察や、半導体の表面観察などに用いられている。
【０００３】
たとえばＣａイオンを含む細胞の観察にあたっては、対物レンズを移動させて焦点位置を調整し、レーザ光などを細胞に照射するとともに細胞上の集光点を走査し、細胞からの戻り光を検出して蛍光画像を得る。
【０００４】
このようにして試料から得られた蛍光画像に対して必要な画像処理を施して解析することにより、試料の観察を行うことができる。
【０００５】
このような共焦点光スキャナに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許２６６３７８０号公報
【特許文献２】特開平０９―０２６５４５号公報
【０００７】
図３は、特許文献１に示した従来の共焦点光スキャナの構成図である。図３において、複数のマイクロレンズと微小開口（ピンホール）が同一パターンでそれぞれアレイ状に配置され一体化された２枚のディスク（マイクロレンズディスク１、ニポウディスク２）と、この２枚のディスクを回転する回転手段３と、２枚のディスクの間に挿入されたビームスプリッタ４、２枚のディスクと試料の間に配置された対物レンズ５とを備えた共焦点光スキャナにおいて、ビームスプリッタ４として「キューブ型」のビームスプリッタを用いた例が開示されている。
【０００８】
しかし、このようなキューブ型のビームスプリッタはガラスとガラスの間に薄膜を構成する関係上、波長による分離性能が優れたダイクロイックミラーを製作するのは困難であった。また、プレート状のビームスプリッタを備えるようにしても、光軸がシフトしてしまい、マイクロレンズディスク１とニポウディスク２のマイクロレンズとピンホールの位置を合わせることができないという問題点があった。
これらの問題点を鑑みて発明されたのが特開平９−２６５４５号公報（特許文献２）の発明である。
【０００９】
図４は、特許文献２に示した従来の共焦点光スキャナの構成図である。図４において、複数のマイクロレンズと微小開口（ピンホール）が同一パターンでそれぞれアレイ状に配置され一体化された２枚のディスク（マイクロレンズディスク１、ニポウディスク２）と、この２枚のディスクを回転する回転手段３と、２枚のディスクの間に挿入されたビームスプリッタ６と、２枚のディスクと試料の間に配置された対物レンズ４を備えた共焦点光スキャナが開示されている。
この共焦点光スキャナでは、ビームスプリッタ６として「プレート型」のビームスプリッタを使用し、マイクロレンズに入射する入射光の光軸をマイクロレンズの垂直入射軸に対して傾け、マイクロレンズに入射した光が当該マイクロレンズに対応した位置の微小開口に集束するようにしている。
これによりプレート型のビームスプリッタによって生じる光軸のずれをキャンセルし、マイクロレンズへの入射光を対応する微小開口部に集束することができる。また、一般的に市販されている性能の良いプレート型のビームスプリッタを用いることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の共焦点光スキャナ（特許文献１）では、上述のように、キューブ型のビームスプリッタはガラスとガラスの間に薄膜を構成する関係上、波長による分離性能が優れたダイクロイックミラーを製作するのは困難であるという問題点があった。
具体的には、従来の共焦点光スキャナでは、キューブ型のダイクロイックミラー４では、膜の前後が共にガラスであり、屈折率が同一であるため、片側が空気で屈折率差を大きくとれるプレート型のダイクロイックミラーに比べて励起と蛍光の分離がシャープな特性を得にくいという問題点があった。
【００１１】
また、従来の共焦点光スキャナでは、プレート状のビームスプリッタを備えるようにしても、光軸がシフトしてしまい、マイクロレンズディスク１とニポウディスク２のマイクロレンズとピンホールの位置を合わせることができないという問題点があった。
【００１２】
また、従来の共焦点光スキャナ（特許文献２）では、マイクロレンズに入射する入射光の光軸を傾けて、マイクロレンズに入射した光がマイクロレンズに対応する微小開口（ピンホール）に集束するように組立、調整することは非常に困難を要するという問題点があった。
【００１３】
本発明は上述の問題点を解決するものであり、その目的は、光軸を傾ける必要が無く組立調整が容易な共焦点光スキャナを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
複数のマイクロレンズとピンホールが同一パターンでそれぞれアレイ状に配置され一体化されたマイクロレンズディスクおよびニポウディスクと、これら２枚のディスクを回転する回転手段と、前記２枚のディスクの間に挿入されたビームスプリッタを備え、前記ディスクを回転させ、前記ピンホ−ルディスクを通過した照射光を試料に対して走査する共焦点光スキャナにおいて、
前記ビームスプリッタは、
斜面同士が空隙を介して対向する２個の直角プリズムと、
少なくともいずれかの一方の前記直角プリズムの斜面であって前記空隙との境界に形成されるビームスプリッタ膜を、備えることを特徴とする共焦点光スキャナである。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の共焦点光スキャナにおいて、
前記ビームスプリッタは、
斜面に前記ビームスプリッタ膜が形成される第１の直角プリズムと、
斜面が前記第１の直角プリズムの斜面と対向する第２の直角プリズムと、
対向する前記第１及び第２の直角プリズムの斜面の間に前記空隙を形成するスペーサ手段を備え、
前記スペーサ手段が、
前記ビームスプリッタ内に前記空隙を形成するための中空部を有し、
一方側の面が前記第１の直角プリズムの斜面と接合され、他方側の面が前記第２の直角プリズムの斜面と接合されることにより、前記中空部の開口部を塞いで前記空隙を形成することを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の共焦点光スキャナにおいて、
前記ビームスプリッタ膜は、
前記マイクロレンズからの照射光を透過して当該マイクロレンズに対応した位置の前記ピンホールに入射させ、
前記試料からの戻り光が前記ピンホ−ルディスクを通過して入射されると、前記マイクロレンズディスクから入射された前記照射光の光軸方向と異なる方向にその光路を反射して出射することを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の共焦点光スキャナにおいて、
前記ビームスプリッタ膜は、
特定の波長を透過するダイクロイック膜であることを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の共焦点光スキャナにおいて、
前記第２の直角プリズムの斜面は、
前記試料が反射した光を通過する面であって、特定波長のみを選択的に透過させるフィルタ膜が形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明であれば、ビームスプリッタが、斜面同士が対向し、対向面の間に空隙を形成した２個の直角プリズムと、少なくともいずれかの一方の直角プリズムの斜面であって空隙との境界に形成されるビームスプリッタ膜を、備えることにより、この分岐光学系を通ることによる光軸シフトが極めて小さく、調整が容易になる点で有効である。
【００２０】
また、本発明であれば、ビームスプリッタが、斜面同士が対向し、対向面の間に空隙を形成した２個の直角プリズムと、少なくともいずれかの一方の直角プリズムの斜面であって空隙との境界に形成されるビームスプリッタ膜を、備えることにより、ダイクロイック膜はガラスと空気の境界に設けることができるので「ガラス―膜―空気」の構成を取ることができ、従来の「ガラス―膜―ガラス」の構成のダイクロイックキューブよりも波長分離特性において優れたものを使用することができる点で有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る共焦点光スキャナの一実施例の構成図である。
【図２】図１のビームスプリッタ７およびスペーサ手段７５の一例の構成図である。
【図３】特許文献１に示した従来の共焦点光スキャナの構成図である。
【図４】特許文献２に示した従来の共焦点光スキャナの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（構成の概要）
図１は、本発明に係る共焦点光スキャナの一実施例の構成図であり、（Ａ）は構成ブロック図、（Ｂ）は（Ａ）を模式的に示した斜視図である。図１２において、図３、図４と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
図３、図４との相違点は、主に、ビームスプリッタが、斜面同士が対向し、対向面の間に空隙を形成した２個の直角プリズムと、少なくともいずれかの一方の直角プリズムの斜面であって空隙との境界に形成されるビームスプリッタ膜を備えた点である。このような構成にすることにより、波長による分離性能が優れたものとなり、光軸を傾ける必要が無く組立調整が容易になる点で有効である。
【００２３】
図１において、本発明に係る共焦点光スキャナは、主に、複数のマイクロレンズ１１と複数の微小開口（ピンホール２１）が同一パターンでそれぞれアレイ状に配置され連結ドラムなどにより一体化されたマイクロレンズディスク１およびニポウディスク２、２枚のディスクを回転する回転手段３、キューブ型のダイクロイックミラーであるビームスプリッタ７、などで構成される。
なお、光源２００とマイクロレンズディスク１との間には、励起光を平行光へと変換してマイクロレンズディスク１に照射するコリメートレンズ１４０が設置される。
【００２４】
マイクロレンズディスク１およびニポウディスク２、回転手段３、ビームスプリッタ７は、共焦点光スキャナユニット１００を構成する。
また、共焦点光スキャナユニット１００の内部にはビームスプリッタ７で反射された試料からの蛍光を集光してカメラ８に光を結像させる結像レンズであるレンズ１３０が配置される。
【００２５】
（ビームスプリッタ７の構成の説明）
本発明の共焦点光スキャナは、主に、ビームスプリッタ７の構成に特徴がある。
図１のビームスプリッタ７は、キューブ型のダイクロイックミラーであり、斜面同士が対向し、対向面の間に空隙を形成した２個の直角プリズムと、少なくともいずれかの一方の直角プリズムの斜面であって空隙との境界に形成されるビームスプリッタ膜を備えている。
【００２６】
なお、図１の（Ｂ）では、ビームスプリッタ７は、ビームスプリッタ７の形状を模式的に表しており、本来は２個の直角プリズムから構成されるキューブ型の形状である。
【００２７】
ここで、直角プリズムとは、断面が直角三角形、直角二等辺三角形で厚み（長さ）を持った形状のプリズムである。いいかえれば、直角プリズムは、直角を成す２面と斜面および直角三角形、直角二等辺三角形状の２つの側面から形成されるものである。
【００２８】
図２は、図１のビームスプリッタ７およびスペーサ手段７５の一例の構成図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の（中心付近の）Ａ−Ａ断面図、（Ｃ）はスペーサ手段７５の平面図である。
図２において、ビームスプリッタ７は、キューブ型のダイクロイックミラーであり、主に、ビームスプリッタ膜７３が形成される第１の直角プリズム７１と、斜面が第１の直角プリズム７１の斜面と対向する第２の直角プリズム７２と、第１の直角プリズム７１および第２の直角プリズム７２とを対向させ、対向面の間に空隙（エアギャップ）７４を形成するスペーサ手段７５、を備える。
【００２９】
第１の直角プリズム７１は、斜面７１ａに、波長に応じて選択的に反射及び透過を行うビームスプリッタ膜７３が形成される。図２では、第１の直角プリズム７１に形成されるビームスプリッタ膜７３を太線で示す。
【００３０】
第１の直角プリズム７１のビームスプリッタ膜７３は、光源２００のレーザ光の波長を透過し、このレーザ光によって試料が発する蛍光波長を反射する。
具体的には、ビームスプリッタ膜７３は、波長に応じて選択的に反射及び透過を行うような波長特性を有するダイクロイック膜であり、顕微鏡３００を介して入射される試料が発する蛍光を反射して、レンズ１３０を介してカメラ８に入射させる。
【００３１】
スペーサ手段７５は、図２（Ｃ）のように、たとえば数μｍ〜３０μｍ程度の薄板で製作され、ビームスプリッタ７内に空隙７４を形成するための中空部７５ａを有する。
またスペーサ手段７５は、平面が第１の直角プリズム７１および第２の直角プリズム７２の斜面とほぼ同形状の長方形である形状を有し、その内部には空隙７４を形成するための平面が長方形の中空部７５ａを有する。
【００３２】
このスペーサ手段７５は、一方側の面が第１の直角プリズム７１の斜面と接合（接着）し、他方側の面が第２の直角プリズム７２の斜面と接合（接着）することにより、中空部７５ａの開口部を塞いで空隙（エアギャップ）７４を形成する。
【００３３】
すなわち、スペーサ手段７５は、第１の直角プリズム７１および第２の直角プリズム７２を対向させ、その対向面の間に数μｍ〜３０μｍの空隙（エアギャップ）７４を形成する。
【００３４】
第２の直角プリズム７２は、斜面７２ａに、特定の波長のみを選択的に通すフィルタ膜７６が形成される。
【００３５】
このような構成からなるビームスプリッタ７は、ビームスプリッタ膜７３が、マイクロレンズ１１に入射する入射光を透過して当該マイクロレンズ１１に対応した位置のピンホール１１に集束させ、試料からの戻り光を、ピンホ−ルディスク２を通過した後にマイクロレンズディスク１を介して入射された照射光の光軸方向と直角方向（異なる方向）にその光路を反射して出射する。
【００３６】
このように、本発明の共焦点光スキャナは、ビームスプリッタ７が、光を分岐する分岐光学系として２つのプリズムを微小な間隔（空隙、エアギャップ）を空けて配置をし、その斜面にダイクロイック膜が形成されることにより、この分岐光学系を通ることによる光軸シフトが極めて小さく、調整が容易になる点で有効である。
【００３７】
また、ビームスプリッタを上述のような構成とすることにより、ダイクロイック膜はガラスと空気の境界に設けることができるので「ガラス―膜―空気」の構成を取ることができ、従来の「ガラス―膜―ガラス」の構成のキューブ型のビームスプリッタ（ダイクロイックキューブ）よりも波長分離特性において優れたものを使用することができる点で有効である。
【００３８】
（その他の主な構成要素の説明）
共焦点光スキャナユニット１００には、試料を励起させるための励起光を出射する光源２００（レーザ光源）が連結されている。この光源２００は、光ファイバの端面などの微細な点光源２００であることが望ましい。
また、共焦点光スキャナユニット１００には光源２００からの光をコリメートするコリメートレンズ１４０が配置されている。
【００３９】
マイクロレンズディスク１は、複数のマイクロレンズ１１が中心から円の周縁に向かって、たとえば、図２に示すように扇状やアルキメデス螺旋状の複数個のピンホール列を形成するように設けられている。
これらマイクロレンズ１１は、光源２００からの励起光を集光してニポウディスク２のピンホール２１に照射する。
【００４０】
ニポウディスク２は、ガラスなどからなる円形状の透明基板の表面に遮光膜をコーティングした基板などであって、ピンホール２１が複数形成されている。
この複数のピンホール２１は、マイクロレンズディスク１の各マイクロレンズ１１の配置と同様な形状のマイクロレンズ列を形成するように設けられている。たとえば、図１に示すように扇状やアルキメデス螺旋状の複数個のピンホール列を形成するように設けられている。
【００４１】
ここで、ニポウディスク２のピンホール２１は、試料からの蛍光が結像する点に位置するように配置されている。これにより、焦点を結ぶ光以外は遮断される。
また、ピンホール２１は対物レンズ１１０により集光された試料２００からの（戻り）蛍光が入射される。
【００４２】
図１ではマイクロレンズディスク１およびニポウディスク２のマイクロレンズとピンホールのパターンを４条の螺旋状パターンとして示している。なお、マイクロレンズとピンホールのパターンは、４条の螺旋状パターンに限らず、マイクロレンズとピンホールのパターンが同形状のものであればどのような構成でもよい。
【００４３】
またマイクロレンズディスク１とニポウディスク２は、連結ドラムなどの回転軸３１で連結され、図示しないモータなどの回転手段３により同時に一定速度で回転駆動される。
【００４４】
顕微鏡３００は、２枚のディスクと試料の間に配置されたチューブレンズ３１０および対物レンズ３２０などを有する。
顕微鏡３００は、ビームスプリッタ７で透過され、ニポウディスク２のピンホール２１を通過した励起光を、チューブレンズ３１０および対物レンズ３２０を介して集光し、試料に照射する。
また、顕微鏡３００は、照射された励起光により発光した試料からの蛍光を、対物レンズ３２０およびチューブレンズ３１０を介してビームスプリッタ７に入射させる。
【００４５】
ステージ４００の上面には、適量の試料または試料を収容したプレートなどが載置される。またステージ４００は、カメラ８が試料の蛍光画像を取得できるように位置調整される。
【００４６】
レンズ１３０は、ビームスプリッタ７で反射された試料からの蛍光を集光してカメラ８に入射する。
【００４７】
カメラ８は、入射された蛍光共焦点画像を電気信号に変換して出力する。図示しない制御装置は、カメラ８から入力される電気信号を画像データに変換処理して記憶する。
【００４８】
（配置・接続関係の説明）
ここで、本発明の共焦点光スキャナの配置・接続関係を説明する。
光源２００（レーザ光源）からの励起光は、共焦点光スキャナユニット１００に入射し、共焦点光スキャナユニット１００からの出射光は顕微鏡３００に入射する。また顕微鏡３００からの出射光は試料に入射する。
具体的には、光源２００からの励起光は、共焦点光スキャナユニット１００のマイクロレンズディスク１のマイクロレンズ１１、ビームスプリッタ７、ニポウディスク２のピンホール２１を介して顕微鏡３００に入射する。この励起光は、顕微鏡３００のチューブレンズ３１０と対物レンズ３２０を介して集光され、試料に入射する。
【００４９】
また、照射された励起光により発光した試料からの蛍光は顕微鏡３００に入射し、共焦点光スキャナユニット１００に入射する。
共焦点光スキャナユニット１００からの出射光はレンズ１３０（カメラ８に光を結像させる結像レンズ）を介してカメラ８に入射する。
具体的には、照射された励起光により発光した試料からの蛍光は、対物レンズ３２０とチューブレンズ３１０とを介してビームスプリッタ７に入射し、ビームスプリッタ７の第１の直角プリズム７１の斜面７１ａに形成されたビームスプリッタ膜７３により反射される。ビームスプリッタ膜７３により反射された光は、レンズ１３０により集光されてカメラ８に入射する。
【００５０】
（動作・作用の説明）
このような構成で本発明の共焦点光スキャナは、次の動作を行ない以下の作用効果を有する。
【００５１】
光源２００は、試料に対して励起光（照射光）を照射する。
光源２００から試料に対して照射される励起光（照射光）は、コリメートレンズ１４０により平行光と変換され、マイクロレンズディスク１に導かれる。
マイクロレンズディスク１の各マイクロレンズ１１は、コリメートレンズ１４０からの励起光を個別の光束に集光してビームスプリッタ７に照射する。
【００５２】
ビームスプリッタ７は、ビームスプリッタ膜７３が光源２００の光の波長を透過するため、励起光を透過してピンホール２１に照射する。
いいかえれば、ビームスプリッタ７のビームスプリッタ膜７３は、マイクロレンズ１１から入射される入射光を透過して、当該マイクロレンズ１１に対応した位置のピンホール１１に出射する。
【００５３】
このとき、個々のマイクロレンズ１１の作用によって、ビームスプリッタ７を透過した励起光は、ピンホールディスク２の各々のマイクロレンズ１１に対応するピンホール２１上で焦点を結び、各ピンホール２１を通過して顕微鏡３００に入射される。
【００５４】
励起光は、顕微鏡３００のチューブレンズ３１０を介して対物レンズ３２０に入射される。
チューブレンズ３１０は、ピンホールディスク２１を通過した光をピンホール２１に対応する傾きを有する平行光に変換して対物レンズ３２０に入射させる。
【００５５】
対物レンズ３２０は、平行光が入射されると、その傾きに応じてステージ４００（焦点面）上に焦点を結像するので、入射された光はその傾きに対応してステージ４００（焦点面）上で焦点を結ぶ。
【００５６】
対物レンズ３２０からの励起光は、ステージ４００のプレート上に載置された試料に集光されて微小の光スポットを形成し、試料を励起する。
【００５７】
つまり、光源２００から出力される励起光は、共焦点光スキャナユニット１００→顕微鏡３００→ステージ４００を経てステージのプレート上に載置された試料に照射され、試料を励起して蛍光を発光させることになる。
【００５８】
励起により試料が発光する蛍光は、再び顕微鏡３００に入射する。
顕微鏡３００の対物レンズ３２０およびチューブレンズ３１０は、試料からの蛍光をニポウディスク２の各ピンホール２１に集光する。
【００５９】
各ピンホール２１に集光された蛍光は、ピンホール２１を通過してビームスプリッタ７に入射される。
図１では、光軸中心の光を実線で示し、光軸からずれた光線の例を破線で示す。図１のように、焦点面（ステージ４００）上の焦点に蛍光を発する試料（対象物）が存在すると、光は同じ光路を通って再び同じピンホール２１を通過する。
【００６０】
ビームスプリッタ７は、試料からの蛍光を反射して、リレーレンズ１３０を介してカメラ８に入射させる。
具体的には、ピンホ−ルディスク２のピンホール２１を通過した試料からの蛍光は、ビームスプリッタ７のビームスプリッタ膜７３によって反射される。
つまり、ビームスプリッタ７のビームスプリッタ膜７３は、試料からの蛍光（戻り光）を、ピンホ−ルディスク２を通過した後にマイクロレンズディスク１を介して入射された励起光（照射光）の光軸方向と直角方向（異なる方向）にその光路を反射して出射する。
【００６１】
またピンホール２１を通過した試料からの蛍光は、第２の直角プリズム７２の斜面７２ａに形成されたフィルタ膜７６に入射する。このフィルタ膜７６は、特定の波長のみの光を選択的に通過する。
すなわち、第２の直角プリズム７２のフィルタ膜７６を通過した光のみが、リレーレンズ１３０を介してカメラ８に入射することになる。
【００６２】
つまり、試料が発光する蛍光（蛍光画像）は、ステージ４００→顕微鏡３００→共焦点光スキャナユニット１００を介してカメラ８に入射されることになる。
【００６３】
カメラ８は、入射された蛍光（蛍光画像情報）に基づいて、電気信号に変換し図示しない制御装置に入力する。制御装置は、カメラ８からの撮像データに対して所定の画像処理を行うとともに、共焦点光スキャナの回転手段３の回転を制御する。
【００６４】
なお、回転手段３は、マイクロレンズディスク１とピンホールディスク２を一体的に回転させる。この場合、各ピンホール２１を通過する光は、回転手段３によって各ディスクが回転すると、図１（Ｂ）に示すように、対応する焦点面（ステージ４００）上を走査する。
【００６５】
試料の戻り光は、再びピンホール２１を通過した後に、ビームスプリッタ７で分離されて、カメラ８の撮像素子上を走査する。
【００６６】
これらの動作によって、焦点面（ステージ４００）上の試料の情報がカメラ８に投影されて観察が可能となる。この際に焦点面（ステージ４００）以外の光は、ピンホール２１をほとんど通過できないために、ほとんどカメラ８に到達することができない。このため、カメラ８は焦点面の光のみの共焦点画像を撮影することになる。
【００６７】
この結果、本発明に係る共焦点光スキャナは、ビームスプリッタが、斜面同士が対向し、対向面の間に空隙を形成した２個の直角プリズムと、少なくともいずれかの一方の直角プリズムの斜面であって空隙との境界に形成されるビームスプリッタ膜を、備えることにより、この分岐光学系を通ることによる光軸シフトが極めて小さく、調整が容易になる点で有効である。
【００６８】
また、本発明に係る共焦点光スキャナは、ビームスプリッタが、斜面同士が対向し、対向面の間に空隙を形成した２個の直角プリズムと、少なくともいずれかの一方の直角プリズムの斜面であって空隙との境界に形成されるビームスプリッタ膜を、備えることにより、ダイクロイック膜はガラスと空気の境界に設けることができるので「ガラス―膜―空気」の構成を取ることができ、従来の「ガラス―膜―ガラス」の構成のダイクロイックキューブよりも波長分離特性において優れたものを使用することができる点で有効である。
【符号の説明】
【００６９】
１  マイクロレンズディスク
２  ニポウディスク
３  回転手段
３１  回転軸
７  ビームスプリッタ
７１  第１の直角スプリッタ
７２  第２の直角スプリッタ
７３  ビームスプリッタ膜（ダイクロイック膜）
７４  空隙（エアギャップ）
７５  スペーサ手段
７６  フィルタ膜
８  カメラ
４００  ステージ（試料）
【図１】
2011221170.tif 000003
【図２】
2011221170.tif 000004
【図３】
2011221170.tif 000005
【図４】
2011221170.tif 000006