(57)【要約】    【課題】  光学フィルタから出射される光の向きを制御して光を所定の位置へ導くことができる照明装置及び走査顕微鏡を提供する。    【解決手段】  光源９０と、この光源９０から出射された光ビームを伝達する光学素子とを備えている照明装置において、光源９０と光学素子との間の光路に楔形の第２の光学フィルタ２０と硝子板３０とを配置した。硝子板３０を第２の光学フィルタ２０に対して相対的に回転させることができる。第２の光学フィルタ２０の出射面２０ｂに所定の波長特性を有する薄膜が設けられている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、この光源から出射された光ビームを伝達する光学系とを備えている照明装置において、
前記光源と前記光学系との間の光路に配置された複数の楔形の透光板と、
前記複数の透光板の少なくとも１つの透光板をその他の透光板に対して相対的に移動させる移動手段と、
前記複数の透光板のいずれかの透光板の入射面及び出射面の少なくとも１つの面に設けられた所定の波長特性を有する薄膜と
を備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記移動手段は前記透光板の少なくとも１つに入射面及び出射面を通る軸回りに前記透光板を回転させる筒状部材であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記複数の楔形の透光板が配置された光路に音響光学素子が配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の照明装置を備えていることを特徴とする走査顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は照明装置及び走査顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いる照明系では、複数の波長のレーザ光から単一の波長のレーザ光を選択したり光量を小さくしたりするときに光学フィルタが用いられている。光学フィルタはガラス等の透明部材の表面に所定の波長特性を有する薄膜を設けたものが一般的である。
【特許文献１】特開平７−３１８８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図７は従来の光学フィルタの断面を示す概念図である。
【０００４】
光学フィルタ１１０の入射面１１０ａと出射面１１０ｂとを平行に製作することは難しく、通常光学フィルタ１１０の断面形状は図７に示すように楔形である。
【０００５】
この光学フィルタ１１０にレーザ光が入射面１１０ａに直角に入射したとき、光学フィルタ１１０内で反射しない光（以下透過光という）と、光学フィルタ１１０内で２回反射した光（以下２回反射光という）とがそれぞれ出射面１１０ｂから出射する。
【０００６】
光学フィルタ１１０を他の光学フィルタ（図示せず）に切り換えたとき、楔形状に起因する偏角によって出射光の向きが変化し、後側の光学素子に対して適切な向き及び光量で光を入射させることができなくなる。
【０００７】
この他の光学フィルタを走査顕微鏡に用いた場合、適切な光量が得られなかったり、画像がずれてしまったりして所望の画像を得ることができない。
【０００８】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は光学フィルタから出射される光の向きを制御して光を所定の位置へ導くことができる照明装置及び走査顕微鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、光源と、この光源から出射された光ビームを伝達する光学系とを備えている照明装置において、前記光源と前記光学系との間の光路に配置された複数の楔形の透光板と、前記複数の透光板の少なくとも１つの透光板をその他の透光板に対して相対的に移動させる移動手段と、前記複数の透光板のいずれかの透光板の入射面及び出射面の少なくとも１つの面に設けられた所定の波長特性を有する薄膜とを備えていることを特徴とする。ここで、楔形とは透光板を側面から見たときに入射面と出射面とが平行でなく、入射面と出射面とで形成される頂角が鋭角をなす形状をいうものとする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の照明装置において、前記移動手段は前記透光板の少なくとも１つに入射面及び出射面を通る軸回りに前記透光板を回転させる筒状部材であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の照明装置において、前記複数の楔形の透光板が配置された光路に音響光学素子が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の照明装置を備えていることを特徴とする走査顕微鏡。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の照明装置及び走査顕微鏡によれば、光学フィルタから出射される光の向きを制御して光を所定の位置へ導くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１はこの発明の第１実施形態に係る照明装置に用いる光学フィルタの断面を示す概念図である。
【００１６】
第１の光学フィルタ１０と第２の光学フィルタ（楔形の透光板）２０と硝子板（楔形の透光板）３０とがホルダ４０内に保持されている。光軸Ｌ上に第１の光学フィルタ１０、又は第２の光学フィルタ２０及び硝子板３０が選択的に配置される。なお、図示しないが光軸Ｌ上には光源９０が配置されている（図６参照）。光源９０であるレーザダイオードから出射されたレーザ光は光ファイバ（図示せず）の入射口から入射し、光ファイバ内を伝搬し、出射口から出射される。光ファイバの出射口から出射されたレーザ光は第１の光学フィルタ１０の入射面に入射し、光軸Ｌに対して所定の角度だけ傾いた方向へ出射される。出射光の光路上には出射光を効率良く受光するように光学素子（図示せず）が配置されている。
【００１７】
第１の光学フィルタ１０、第２の光学フィルタ２０及び硝子板３０はほぼ同じ形状である。
【００１８】
第２の光学フィルタ２０は第１の光学フィルタ１０の透過波長と異なる波長で観察するために用いられる。第２の光学フィルタ２０の出射面２０ｂには所定の波長特性を有する薄膜（図示せず）が形成されている。なお、薄膜を形成する位置は出射面２０ｂに限られるものではない。第１の光学フィルタ１０の頂角と第２の光学フィルタ２０の頂角とはわずかに異なる。したがって、ホルダ４０を図１の上方へ移動させて光路上に第２の光学フィルタ２０を配置させたとき、第２の光学フィルタ２０の出射面２０ｂから出射される出射光の向きは第１の光学フィルタ１０から出射される出射光の向きと異なる。
【００１９】
硝子板３０は第２の光学フィルタ２０の出射面２０ｂに入射面３０ａが対向するように配置されている。
【００２０】
硝子板３０は、第１の光学フィルタ１０から第２の光学フィルタ２０へ切り換えたときに発生する出射角の変化を補正する。
【００２１】
第２の光学フィルタ２０及び硝子板３０の少なくとも１つを光軸回りに回転させることによって出射角を調整し、出射角を第１の光学フィルタ１０の出射角に合わせることができる。更に、第２の光学フィルタ２０及び硝子板３０をそれぞれ光軸周りに回転させることによって出射角の方向及び傾き量をそれぞれ調節することができる。
【００２２】
なお、硝子板３０を透過して出射した透過光の出射角と硝子板３０の内部で２回反射されて出射した２回反射光の出射角との差をΔα、硝子板３０とその後側に配置される光学素子（光学系）ＯＥとの間隔をｄ、光学素子ＯＥの直径をＤとしたとき、ｄｔａｎΔα＞Ｄ／２となるように硝子板３０の頂角（入射面と出射面とのなす角）が決められている（図７参照）。
【００２３】
次に、第２の光学フィルタ２０及び硝子板３０を回転させるための回転機構（移動手段）５０を説明する。  
図２はこの発明の第１実施形態に係る照明装置に用いる回転機構の断面を示す概念図である。
【００２４】
この回転機構５０は保持部材５１と第１のホルダ５２と第２のホルダ５３とを備えている。
【００２５】
保持部材５１は光源９０からの光路に沿った円筒状であり、中央部に貫通孔５４を有する。保持部材５１には複数のロック用ねじ５１ａが設けられている。
【００２６】
第１のホルダ５２には第２の光学フィルタ２０が、第２のホルダ５３には硝子板３０がそれぞれ保持されている。第２の光学フィルタ２０と硝子板３０とは同一光軸上に保持される。
【００２７】
円筒状の第１のホルダ５２は複数のロック用ねじ５１ａによって保持部材５１に固定されている。
【００２８】
円筒状の第２のホルダ５３は第１のホルダ５２に設けられた複数のロック用ねじ５２ａによって第１のホルダ５２に固定されている。
【００２９】
出射角の調整は、例えばロック用ねじ５２ａを緩め、手で第２のホルダ５３を光軸と略垂直な面内で回転させて硝子板３０を回転させることで行われる。このようにすることで、第２の光学フィルタ２０を固定したまま、硝子板３０だけを移動させることができる。なお、調整後はロック用ねじ５２ａを締め込んで第２のホルダ５３を第１のホルダ５２に固定する。
【００３０】
また、他の調整方法として、ロック用ねじ５１ａ，５２ａを緩めて第１のホルダ５２と第２のホルダ５３とを手で回転させて第２の光学フィルタ２０と硝子板３０とを回転させてもよい。
【００３１】
なお、第１のホルダ５２及び第２のホルダ５３の回転中心は光軸とほぼ一致している。
【００３２】
この実施形態によれば、硝子板３０を第２の光学フィルタ２０に対して相対的に回転させることによって第２の光学フィルタ２０から出射される光の向きを制御して光を所定の位置へ導くことができる。
【００３３】
なお、第２の光学フィルタ２０や硝子板３０の回転中心は光軸と一致していなくともよく、第２の光学フィルタ２０や硝子板３０の入射面及び出射面を通る任意の軸をそれらの回転中心としてもよい。また、第２の光学フィルタ２０や硝子板３０を回転させることなく、両者を相対的に移動させることで出射角を調整するようにしてもよい。
【００３４】
図３はこの発明の第１実施形態の変形例に係る照明装置に用いる光学フィルタの断面を示す概念図、図４は光路を説明する図である。
【００３５】
この変形例は、光学フィルタ１０，２０等が配置される光軸Ｌ上にＡＯＭ（音響光学変調器）６０を配置した点で第１実施形態と異なる。ＡＯＭ６０は特定波長の１次回折光を抽出するために使用することができる。波長によってＡＯＭ６０から出射される光の角度（回折角）が異なるという特性をもつ。
【００３６】
図４（ａ）は第１の光学フィルタ１０を用いたときを、図４（ｂ）は第２の光学フィルタ２０に切り換えたときを、図４（ｃ）は硝子板３０を回転させたときをそれぞれ示す。
【００３７】
例えば図４（ａ）に示すように波長５１４ｎｍの光を透過する第１の光学フィルタ１０を用いて後側の光学素子ＯＥの位置や角度を決定した後、第２の光学フィルタ２０に切り換えて波長４８８ｎｍの光を透過する光を用いた場合、光は図４（ｂ）に示すように光学素子ＯＥから外れてしまうことがある。このとき、第２の光学フィルタ２０と硝子板３０とを回転させることによって図４（ｃ）に示すように光の屈折方向を変え、光を光学素子ＯＥに入射させることができる。
【００３８】
この変形例によれば、ＡＯＭを用いたときであっても光の向きを一定にできるため、第１実施形態と同様の効果を奏する。波長によって1次回折光の回折角が異なるという性質をもつＡＯＭを用いて、ＡＯＭから出射される光の波長を切替えて使用する場合、図４（ａ）の状態と図４（ｃ）の状態とを切替えるだけで波長による回折角の違いを打ち消し、どちらの波長の光も光学素子ＯＥへ導くことができる。また、手間のかかる光学素子ＯＥの移動を行わなくてもよいので、作業性が向上する。
【００３９】
この変形例では、光源９０側から順にＡＯＭ６０、第２の光学フィルタ２０及び硝子板３０を設けたが、光源９０側に第２の光学フィルタ２０と硝子板３０とを設け、ＡＯＭ６０に入射する光の角度を波長ごとに変更する構成としてもよい。
【００４０】
図５はこの発明の第２実施形態に係る照明装置に用いる光学フィルタの断面を示す概念図である。
【００４１】
光軸Ｌ上に光源９０（図６参照）側から粗調整用の一対の楔形プリズム（楔形の透光板）２０Ａ，２０Ｂと微調整用の一対の楔形プリズム（楔形の透光板）３０Ａ，３０Ｂとが配置されている。
【００４２】
粗調整用の一対の楔形プリズム２０Ａ，２０Ｂはほぼ同じ形状である。
【００４３】
また、微調整用の一対の楔形プリズム３０Ａ，３０Ｂはほぼ同じ形状である。微調整用の楔形プリズム３０Ａ，３０Ｂの頂角は粗調整用の楔形プリズム２０Ａ，２０Ｂの頂角より小さい。
【００４４】
この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、微調整用の楔形プリズム３０Ａ，３０Ｂを配置したため、光の向きを容易に微調整できる。
【００４５】
図６はこの発明に係る照明装置を備えている走査顕微鏡の一例を示す図である。
【００４６】
この走査顕微鏡は顕微鏡本体７０と走査ユニット８０と光源９０とを備えている。
【００４７】
光源９０、光ファイバ９１、コリメータレンズ８１、ビームスプリッタ８２、第２対物レンズ７１及び対物レンズ７２で標本７５に光を照射する照明光学系が構成される。照明光学系の光ファイバ９１が図４の照明装置の後側に配置される光学素子ＯＥに相当する。
【００４８】
光源９０は波長の異なる複数のレーザ光を出射することができる。
【００４９】
光源９０からの光を走査する走査ユニット８０は光走査部８３と走査レンズ８４とから構成されている。
【００５０】
走査ユニット８０は照明光学系に配置され、図示しない制御部からの指令に基づいて動作する。
【００５１】
対物レンズ７２、第２対物レンズ７１、全反射ミラー８５及び集光レンズ８６で標本７５からの反射光を光検出ユニット９５に集光させる集光光学系が構成される。
【００５２】
標本７５からの反射光は遮光板８７に設けられたピンホール８８の付近に集光される。ピンホール８８を透過した光は光ファイバ９６を介して検出ユニット９５へ導かれ、ここで光強度が検出される。光強度の信号はケーブル９７を介して処理ユニット９８へ送られ、ここで各種の処理が行なわれて画像情報として図示しないモニタに出力される。
【００５３】
このとき、光ファイバ９１には適切な光量の光が入射しているため、適切な光量であり、画像のずれのない所望の画像を得ることができる。  
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る照明装置に用いる光学フィルタの断面を示す概念図である。
【図２】図２はこの発明の第１実施形態に係る照明装置に用いる移動機構の断面を示す概念図である。
【図３】図３はこの発明の第１実施形態の変形例に係る照明装置に用いる光学フィルタの断面を示す概念図である。
【図４】図４は光路を説明する図である。
【図５】図５はこの発明の第２実施形態に係る照明装置に用いる光学フィルタの断面を示す概念図である。
【図６】図６はこの発明に係る照明装置を備えている走査顕微鏡の一例を示す図である。
【図７】図７は従来の光学フィルタの断面を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  第１の光学フィルタ（透光板）
２０  第２の光学フィルタ（透光板）
２０Ａ，２０Ｂ，３０Ａ，３０Ｂ  楔形プリズム（透光板）
２０ｂ  出射面
３０  硝子板（透光板）
５０  回転機構（移動機構）
５１  保持部材（筒状部材）
５２，５３  ホルダ（筒状部材）
６０  ＡＯＭ
９０  光源
ＯＥ  光学素子（光学系）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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