(57)【要約】【課題】ビームスプリッタで反射される励起光と戻り光の方向をビームスプリッタの向きで変えることにより抜本的に背景光を除去することのできる共焦点用光スキャナを実現する。【解決手段】複数の微小開口が設けられたピンホールディスクと、このディスクの各微小開口に励起光を集光する集光ディスクがハブを介して結合され、前記２つのディスクは一体となって回転できるように形成された共焦点用光スキャナにおいて、前記ピンホールディスクと集光ディスクの間に配置されて前記励起光と戻り光を分離するビームスプリッタを、前記戻り光と励起光の反射光とをそれぞれ前記ディスクの周方向に反射する位置に配置する。【選択図】      図１
2004212906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の微小開口が設けられたピンホールディスクと、このディスクの各微小開口に励起光を集光する集光ディスクがハブを介して結合され、前記２つのディスクは一体となって回転できるように形成された共焦点用光スキャナにおいて、
前記ピンホールディスクと集光ディスクの間に配置されて前記励起光と戻り光を分離するビームスプリッタが、前記戻り光と励起光の反射光とをそれぞれ前記ディスクの周方向に反射する位置に配置されたことを特徴とする共焦点用光スキャナ。
【請求項２】
前記戻り光と前記励起光の反射光の出射方向が前記ディスクの周方向に対して±８０゜以内の偏りであることを特徴とする請求項１記載の共焦点用光スキャナ。
【請求項３】
前記ビームスプリッタとして、ダイクロイックミラーまたは偏光ビームスプリッタまたはハーフミラーを使用したことを特徴とする請求項１または２記載の共焦点用光スキャナ。
【請求項４】
前記反射された励起光の反射方向に、その光を減衰または吸収する光トラップ構造体を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の共焦点用光スキャナ。
【請求項５】
特性の異なる複数のビームスプリッタがその周辺部に取付けられると共に、その周辺部が前記ピンホールディスクと集光ディスクの間に挿入された回転基板を備え、この回転基板を回転して前記ビームスプリッタの交換ができるように構成したことを特徴とする請求項１またはないし４のいずれかに記載の共焦点用光スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共焦点顕微鏡等に用いられるピンホールディスク（例えば、ニポウディスク）式の共焦点用光スキャナに関し、特に背景光の除去に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数の微小開口（例えばピンホール）が設けられたディスク（通常ニポウディスクと呼ばれる）を用いた共焦点用光スキャナはよく知られている。図５はこの種の共焦点用光スキャナの一例を示す構成図であり、ニポウディスクの各ピンホールに入射光を集光する集光ディスクを有する共焦点用光スキャナである（特許文献１参照）。
【０００３】
図５において、ニポウディスク１と集光ディスク２はその中心部が円柱状のハブ３を介して平行に連結されている。更にハブの中心はモータ４の回転軸に直結し、モータ４によりニポウディスク１と集光ディスク２は一体となって回転駆動されるようになっている。ビームスプリッタ（またはダイクロイックミラー）５は、集光ディスク２とニポウディスク１との間に光軸に対して４５゜に傾けて固定配置されていて、励起光と戻り光とを分離する。
【０００４】
このような構成においては、集光ディスク２で集光された入射光はビームスプリッタ５を透過し、続いてピンホールを通過して顕微鏡の対物レンズ（図示せず）を通って試料に入射する。試料からの戻り光は再び対物レンズおよびニポウディスク１のピンホールを通り、続いてビームスプリッタ５で反射して観察系のリレーレンズ６に入る。
【０００５】
しかしながら、入射光（説明を分かり易くするためＡ，Ｂで表す）のすべてがビームスプリッタ５を透過するわけではなく、励起光の一部はビームスプリッタ５表面で反射する。反射した光はハブ３の側面（観察系の光軸と直交している）で１回反射し、いくぶん減衰するものの、ビームスプリッタ５へ戻り、ビームスプリッタ５を透過してリレーレンズ６に入る。この反射光は迷光（背景光）として観察光に混入するため、観察光のＳ／Ｎを悪くするという問題があった。
【０００６】
そこで、図６に示すようにハブ３ａの側面を観察側の光軸に対して傾け、ハブ３ａの側面で反射した光が観察系のリレーレンズ６に入射しないように構成したものがある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２０２０５号公報（第２頁−第３頁、図１，図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方式では、ある程度は背景光を除去できるが、ハブ表面反射率や角度の制限により限界があるため、より強い励起光が必要なときや、より少ない背景光が望まれるときは、除去が不十分であるという課題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、ビームスプリッタで反射される励起光と戻り光の方向をビームスプリッタの向きで変えることにより抜本的に背景光を除去することのできる共焦点用光スキャナを実現することにある。
本発明の他の目的は、特性の異なる複数のビームスプリッタを容易に交換することのできる共焦点用光スキャナを実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１の発明では、
複数の微小開口が設けられたピンホールディスクと、このディスクの各微小開口に励起光を集光する集光ディスクがハブを介して結合され、前記２つのディスクは一体となって回転できるように形成された共焦点用光スキャナにおいて、
前記ピンホールディスクと集光ディスクの間に配置されて前記励起光と戻り光を分離するビームスプリッタが、前記戻り光と励起光の反射光とをそれぞれ前記ディスクの周方向に反射する位置に配置されたことを特徴とする。
このような構成により、ビームスプリッタにより反射された励起光（背景光）の戻り光への混入を容易に防止することができる。
【００１１】
この場合、前記戻り光と前記励起光の反射光の出射方向は、請求項２のように、ディスクの周方向に対して±８０゜以内の偏りであって構わない。
また、ビームスプリッタとして、請求項３のように、ダイクロイックミラーまたは偏光ビームスプリッタまたはハーフミラーを使用することができる。
【００１２】
また、請求項４のように、前記反射された励起光の反射方向に、その光を減衰または吸収する光トラップ構造体を設けることもできる。
また、請求項５のように、回転基板の周辺部に特性の異なる複数のビームスプリッタを取付け、その周辺部を前記ピンホールディスクと集光ディスクの間に挿入し、この回転基板を回転して前記ビームスプリッタの交換ができるように構成しても構わない。
これによりビームスプリッタを極めて容易に交換することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係る共焦点用光スキャナの一実施例を示す構成図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図である。なお、図４Ａと同等部分には同一符号を付し、その部分の説明は省略する。
【００１４】
図１において、図４Ａと異なるところはビームスプリッタ５の反射面の向きである。従来の共焦点用光スキャナでは、ビームスプリッタは背景光をハブ３（あるいはニポウディスク１）の中心軸側へ、また試料からの戻り光をハブ３（あるいはニポウディスク１）の半径方向外側へ反射していた。
【００１５】
これに対し本発明では、ビームスプリッタ５の反射面を９０゜回転し、ビームスプリッタ５で反射する励起光と戻り光を図１に示すようにニポウディスク５の周方向（接線方向）へそれぞれ出射させる。
【００１６】
このようなビームスプリッタ５の配置により、励起光の反射光（背景光）は戻り光とは反対方向へ出射され、観測光の迷光とはならず、ビームスプリッタの裏面反射光によるＳ／Ｎ低下を未然に防止することができる。
【００１７】
なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
例えば、図２に示すように背景光の出射側に光トラップ構造体（あるいは黒体）１０などを置き、背景光を充分に減衰または吸収するようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明は、ビームスプリッタとして、ダイクロイックミラーまたは偏光ビームスプリッタあるいはハーフミラーを使用した場合にも適用可能である。
また、特性の異なる複数のビームスプリッタを交換して使用する場合、例えば図３に示す機構により交換を容易にすることができる。図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図である。特性の異なる複数のビームスプリッタは回転基板２０の同心円上に取り付けられる。なお、励起光や戻り光が通過できるように、回転基板２０のビームスプリッタ配置直下にはそれぞれ孔（図示せず）が設けられている。
【００１９】
そして、この回転基板２０は、同図（ｂ）に示すように集光ディスク２とピンホールディスク１の間にその周辺部が挿入され、励起光の光軸上に各ビームスプリッタが位置するように、回転可能に配置される。
【００２０】
また、ビームスプリッタでの反射方向は必ずしもピンホールディスク１の接線方向に平行でなくてもよい。例えば、図４に示すように開き角度（偏り）θが最大±８０゜程度までは許容され、設計の自由度は極めて広い。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ビームスプリッタで反射する励起光や戻り光の出射方向をピンホールディスクの接線方向に向けることにより、背景光の戻り光への混入を容易に防止することができる。
このとき、さらに出射された背景光をトラップ構造などで減衰させることにより、背景光の散乱を格段に減らすことができる。
【００２２】
また、本発明によれば、特性の異なる複数のビームスプリッタを交換して使用する場合、図３に示すような機構により極めて容易にビームスプリッタを交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る共焦点用光スキャナの一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図３】特性の異なる複数のビームスプリッタを交換する機構の構成図である。
【図４】ビームスプリッタの反射方向についての説明図である。
【図５】従来の共焦点用光スキャナの一例を示す構成図である。
【図６】従来の共焦点用光スキャナの他の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１  ニポウディスク
２  集光ディスク
３  ハブ
５  ビームスプリッタ
１０  光トラップ構造体
２０  回転基板
【図１】
2004212906.tif 000003
【図２】
2004212906.tif 000004
【図３】
2004212906.tif 000005
【図４】
2004212906.tif 000006
【図５】
2004212906.tif 000007
【図６】
2004212906.tif 000008