(57)【要約】【課題】共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡を提供する。【解決手段】本発明による共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡は、第１の面と第２の面を備え前記第１の面に標本を支持する透明板９を備えている。前記第１の面側に共焦点走査顕微鏡光学系（４，５，６，７，８）が配置されている。エバネッセンス照明光源（３，１３，１４）は、前記第２の面側から前記標本をエバネッセンス照明光で切断するための照明光を供給する。エバネッセンス照明像用の走査顕微鏡光学系（１１，１２，１５）は、前記第２の面側に配置されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と第２の面を備え前記第１の面に標本を支持する透明板と、
前記第１の面側に配置される共焦点走査顕微鏡光学系と、
前記第２の面側から前記標本をエバネッセンス照明光で切断するための照明光を供給するエバネッセンス照明光源と、
前記第２の面側に配置されているエバネッセンス照明像用の走査顕微鏡光学系とから構成した、
共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡。
【請求項２】
請求項１記載の走査顕微鏡において、共焦点走査顕微鏡光学系は、光源からの光をレンズつき円板、対応するピンホール円板からなるニプコウ円板組立、前記円板間に配置されているダイクロイックミラー、共焦点走査顕微鏡光学系対物レンズを介して標本の特定の面を照明し、照明により発生した信号光を前記ピンホール円板、前記ダイクロイックミラーで反射して撮像するように構成されている共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡。
【請求項３】
請求項１記載の走査顕微鏡において、
エバネッセンス照明像用の走査顕微鏡光学系は、
エバネッセンス照明により発生した信号光を対物レンズおよび収束レンズを介して信号光発生点に対応するピンホールを有するニプコウ円板を介して撮像するように構成されている共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、標本を光学的に切断した像を与える共焦点光学系と、ガラス‐水（または空気）界面にできるエバネッセンス光による照明を利用したエバネッセンス顕微鏡光学系を備え、同一標本について共焦点像とエバネッセンス照明像情報の両方を同時に取得できる走査顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
共焦点顕微鏡は対象標本のｚ軸上の１点でこれに垂直な面に沿って切断したような顕微鏡画像が得られ、医学生物学、半導体工学などの領域で使われる。
共焦点顕微鏡は照明用のレンズを備える板と、像からの信号を透過させるピンホール板を組にしたレンズつきニプコウ円板を用いて実現されている。
【０００３】
一方本件発明者は下記の「顕微鏡用極薄照明光発生装置および前記装置を用いた観察方法」の発明により、界面の全反射領域で発生するエバネッセンス光を用いて、極めて薄い光で標本を照明または励起してその結果発生する情報を得る顕微鏡用極薄照明光発生装置を提案している。エバネッセンス照明法では１μｍより薄く切れる極薄照明光を発生できる。
【特許文献１】特願２００３−１８６７６９号
この装置を用いると、標本である細胞の断層情報、２以上の断層の情報から、細胞等の立体情報を獲得することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記共焦点走査顕微鏡と、前記エバネッセンス光を用いる顕微鏡装置を組み合わせると細胞等に関する情報を同時的に獲得できるのであるが、そのような装置は提案されていない。
本発明の目的は、共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明による請求項１記載の共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡は、
第１の面と第２の面を備え前記第１の面に標本を支持する透明板と、
前記第１の面側に配置される共焦点走査顕微鏡光学系と、
前記第２の面側から前記標本をエバネッセンス照明光で切断するための照明光を供給するエバネッセンス照明光源と、
前記第２の面側に配置されているエバネッセンス照明像用の走査顕微鏡光学系とから構成されている。
【０００６】
本発明による請求項２記載の共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡は、請求項１記載の走査顕微鏡において、共焦点走査顕微鏡光学系は、光源からの光をレンズつき円板、対応するピンホール円板からなるニプコウ円板組立、前記円板間に配置されているダイクロイックミラー、共焦点走査顕微鏡光学系対物レンズを介して標本の特定の面を照明し、照明により発生した信号光を前記ピンホール円板、前記ダイクロイックミラーで反射して撮像するように構成されている。
【０００７】
本発明による請求項３記載の共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡は、請求項１記載の走査顕微鏡において、
エバネッセンス照明像用の走査顕微鏡光学系は、
エバネッセンス照明により発生した信号光を対物レンズおよび収束レンズを介して信号光発生点に対応するピンホールを有するニプコウ円板を介して撮像するように構成されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面等を参照して本発明による装置の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡の第１の実施例を示す図、図２は前記顕微鏡の対物レンズと標本部分を拡大して示した図である。
【０００９】
この第１の実施例は、マイクロレンズつきレンズ円板２ａとピンホール円板２ｂを含むニプコウ円板組立２と一つの対物レンズ５により共焦点光学系を作る。同時に前記ニプコウ円板組立２の他の領域を利用して、レーザ光の走査系を作りこれを標本の反対側から、もう一つの対物レンズ１１の周縁を通して標本１０に照射する。これによりエバネッセンス照明光を作る。エバネッセンス場におかれた蛍光物質の発する光を前記対物レンズ１１で集める。
エバネッセンス照明光の蛍光像の焦点位置を共焦点系のそれとずらすことにより、２つの光学系を独立して（他の光学系の影響を受けないようにして）動作させることができるように構成してある。
【００１０】
前記原理による第１の実施例を図１、２を参照してさらに説明する。各図に示すようにカバーガラスなどにより構成される透明板９の第１の面である上側に標本１０が配置される。そしてこの前記第１の面側に共焦点走査顕微鏡光学系が配置される。
【００１１】
共焦点走査顕微鏡光学系はニプコウ円板組立２を含んでいる。ニプコウ円板組立２はレンズ円板２ａ、各レンズに対応するピンホールを備えるピンホール円板２ｂを含み各円板間にダイクロイックミラー６が設けられている。
ピンホールを通過した光源１の窓１ａからの光は共焦点走査顕微鏡光学系の鏡筒４に支持されている対物レンズ５を介して標本の特定の面（図２の平面Ｐ１  ）を照明する。
照明により発生した信号光（励起された蛍光，散乱光等）は前記ピンホール円板２ｂのピンホール、ダイクロイックミラー６で反射してレンズ７と撮像素子よりなるカメラで撮像される。
【００１２】
エバネッセンス照明光源は、前記透明板９の第２の面側から前記標本をエバネッセンス照明光で切断するための照明光を供給する。エバネッセンス照明像用の走査顕微鏡光学系は前記第２の面側に配置されている。図２でＬ１の示す光束はエバネッセンス照明光Ｌ２を形成するための光であってエバネッセンス照明像用の走査顕微鏡光学系の対物レンズ１１を介して供給される。
【００１３】
前記エバネッセンス照明用光束は、前述の光源の窓１ｂからの光により形成される。光源の窓１ｂからの光で前記ニプコウ円板組立２のレンズ円板２ａのマイクロレンズを透過した光はピンホール円板２ｂの対応するピンホールを通過し、レンズ３でコリメートされる。コリメートされた光はプリズム１３で曲げられ、エバネッセンス照明像用の走査顕微鏡光学系の光軸中に配置されているダイクロイックミラー１４により反射され鏡筒１２に支持されている対物レンズ１１により透明板９に入射される。
【００１４】
本件出願人の前記特許文献１に詳細に記載されているが、図２に示すように水相とカバーガラスのような透明板９との界面を想定し、その中に細胞等の標本１０が存在している場合について検討する。その界面の入射光Ｌ１の入射角を臨界角より僅かに小さく取ると、全反射を生ずることなく、光は水側へ抜ける光の成分が発生する。この抜けた光（屈折光）Ｌ２は界面に平行に近く、１μｍ程度の厚さの光となる。この光により細胞等の標本が切断されることにより、標本の当該部分から信号光（散乱光、蛍光など）が発生させられる。
【００１５】
前記信号光は、対物レンズ１１をダイクロイックミラー１４、レンズ１５を介して、信号光発生点と共焦点面にあるニプコウ円板組立１６のピンホール位置に結像され、ピンホールを通過した光はミラー１９で反射され、レンズ１７と撮像装置１８からなる撮像手段で撮像される。
【００１６】
前述の第１の実施例は、共焦点走査顕微鏡と全反射エバネッセンス光学系の照明を一つのニプコウ円板組立１６を用いて実現している。前記全反射エバネッセンス光学系の照明力を向上させるために前記ニプコウ円板組立２に同期して回転するさらに他のニプコウ円板組立を全反射エバネッセンス光学系の照明に利用することができる。
図３に示す第２の実施例は、第１のニプコウ円板組立２に連動する第２のニプコウ円板組立１６の斜め下方向からエバネッセンス励起用の光ビームを導入するものである。
図４に示す第３の実施例は、第１のニプコウ円板組立２に連動する第２のニプコウ円板組立１６の撮像用（蛍光観察用）に利用される部分の反対側のピンホール等を利用するものである。
図５に示す第４の実施例は、第１のニプコウ円板組立２に連動する第２のニプコウ円板組立１６の撮像用（蛍光観察用）に利用されるピンホールの近傍のピンホールを利用するものである。以下各実施例を簡単に説明する。
【００１７】
図３は、本発明による共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡の第２の実施例を示す図である。前記実施例と共通の機能をもつものについては同一の数字を付してある。この実施例の、第１の面側に配置される共焦点走査顕微鏡光学系の構成は前述の実施例装置と同じである。そして、エバネッセンス顕微鏡用光源２０を下側に配置してニプコウ円板組立１６にマイクロレンズを支持するレンズ円板１６ａとピンホール円板１６ｂを介して照明光を供給するように構成したものである。光源２０からの光はニプコウ円板組立１６のマイクロレンズを支持するレンズ円板１６ａのレンズを透過し、レンズ円板１６ａは１６ｂ間に配置されているダイクロイックミラー２４を透過し、ピンホール円板１６ｂの対応するピンホールを通過する。ピンホールを通過した光はレンズ１５，１１を通り、標本１０と透明板９の界面に全反射角よりも僅かに小さい角度で入射させられ、エバネッセンス光を発射する。前記エバネッセンス光で、切断された標本の面の発生する信号光は対物レンズ１１、レンズ１５を介して、信号光発生点と共役な位置にあるピンホールを透過する。前記ピンホールを透過した信号光はダイクロイックミラー２４により反射され、レンズ１７撮像装置１８よりなる撮像手段で撮像される。
【００１８】
図４は、本発明による共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡の第３の実施例を示す図である。前記他の実施例と共通の機能をもつものについては同一の数字を付してある。この実施例の、第１の面側に配置される共焦点走査顕微鏡光学系の構成は前述の実施例装置と同じである。そして、エバネッセンス顕微鏡用光源２１を下側に配置してニプコウ円板組立１６にマイクロレンズを支持するレンズ円板１６ｂとピンホール円板１６ａを介して照明光を供給するように構成されている。ピンホール円板１６ａのピンホールを透過した光はレンズ２２でコリメートされ、プリズム１３で反射され、ダイクロイックミラー１４で反射されて、対物レンズ１１の周縁に入射させられる。この光により、前述した照明用のエバネッセンス光が形成され、エバネッセンス光により信号光が発生させられる。この信号光は対物レンズ１１、ダイクロイックミラー１４、レンズ１５を介して信号光発生点と共役な位置にあるピンホールを透過する。
前記ピンホールを透過した信号光はミラー１９により反射され、レンズ１７撮像装置１８よりなる撮像手段で撮像される。
【００１９】
図５は、本発明による共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡の第４の実施例を示す図である。
前記他の実施例と共通の機能をもつものについては同一の数字を付してある。
この実施例の、第１の面側に配置される共焦点走査顕微鏡光学系の構成は前述の実施例装置と同じである。
そして、エバネッセンス顕微鏡用光源２１を下側に配置してニプコウ円板組立１６にマイクロレンズを支持するレンズ円板１６ａとピンホール円板１６ｂを介して照明光を供給するように構成されている。
ピンホール円板１６ｂのピンホールを透過した光はレンズ２３でコリメートされ対物レンズ１１の周縁部分に供給され、前述と同様照明用のエバネッセンス光が発生させられる。
【００２０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明は、標本を光学的に切断した像を与える共焦点光学系と、ガラス‐水（または空気）界面にできるエバネッセンス光による照明を利用したエバネッセンス顕微鏡光学系を備え、同一標本について共焦点像とエバネッセンス照明像情報の両方を同時に取得できる。
２次元的な面の像を得るには、それぞれの点を走査する必要があるが、走査手段を連動させることにより、両照明モードの光の点は重ならないようすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡の第１の実施例を示す図である。
【図２】前記実施例の標本部分と対物レンズ部分を拡大して示した図である。
【図３】本発明による共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡の第２の実施例を示す図である。
【図４】本発明による共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡の第３の実施例を示す図である。
【図５】本発明による共焦点像とエバネッセンス照明像情報を取得できる走査顕微鏡の第４の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１  光源
２  ニプコウ円板組立
３  レンズ
４  共焦点走査顕微鏡用鏡筒
５  共焦点走査顕微鏡用対物レンズ
６  ダイクロイックミラー
７  撮像レンズ
８  撮像装置
９  透明板
１０  標本
１１  エバネッセンス顕微鏡用対物レンズ
１２  エバネッセンス顕微鏡用鏡筒
１３  プリズム
１４  ダイクロイックミラー
１５  レンズ
１６  ニプコウ円板組立
１７  撮像レンズ
１８  撮像装置
１９  ミラー
２０，２１  エバネッセンス顕微鏡用光源
２３  コリメータレンズ
２４  ダイクロイックミラー
【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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