(57)【要約】【課題】増設光路の設置の自由度を向上することができ、かつ、各光路に対する切替ミラーの反射特性の相違を低減する。【解決手段】共通光路Ｂ１の光軸上に所定の傾斜角度をなして配置される切替ミラー１２と、該切替ミラー１２を光軸回りに回転させる回転機構１４とを備える光路切替装置６を提供する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通光路の光軸上に該光軸に対して所定の傾斜角度をなして配置される切替ミラーと、
該切替ミラーを前記光軸回りに回転させる回転機構とを備え、
該回転機構による前記切替ミラーの前記光軸周回りの回転により、前記共通光路とは異なる切替光路に前記共通光路からの光を偏向させる光路切替装置。
【請求項２】
前記切替ミラーが、前記光軸に対して略４５°の角度をなして配置されている請求項１に記載の光路切替装置。
【請求項３】
前記切替ミラーおよび前記回転機構を、前記光軸に沿って移動可能に支持する直線移動機構を備える請求項１または請求項２に記載の光路切替装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光路切替装置を備え、
該光路切替装置により透過照明光路と透過検出光路とを切り替えるレーザ顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光路切替装置およびレーザ顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ顕微鏡システムに用いられ、透過照明光源から射出される照明光を顕微鏡本体に導く光路と、顕微鏡本体により集光された透過光を透過検出器へ導く光路の２つの光路を切り替える光路切替装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この光路切替装置は、顕微鏡本体の光軸に直交する軸線回りに±９０°の角度に揺動可能な切替ミラーを備え、切替ミラーを＋９０°揺動させたときと、−９０°揺動させたときとで２つの光路を切り替えるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１６７６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の光路切替装置において切り替える光路を増設しようとする場合、以下の不都合がある。
第１に、増設光路は切替ミラーの揺動角度範囲内に設置されるが、顕微鏡本体の光軸近傍（０°付近）には物理的に設置できない。
第２に、切替ミラーの揺動角度範囲内に設置される全ての光路への切替ミラーによる反射角度が異なるため、各光路で同一の反射特性が得られない。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、増設光路の設置の自由度を向上することができ、かつ、各光路に対する切替ミラーの反射特性の相違を低減することができる光路切替装置およびレーザ顕微鏡を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、共通光路の光軸上に該光軸に対して所定の傾斜角度をなして配置される切替ミラーと、該切替ミラーを前記光軸回りに回転させる回転機構とを備え、該回転機構による前記切替ミラーの前記光軸周回りの回転により、前記共通光路とは異なる切替光路に前記共通光路からの光を偏向させる光路切替装置を提供する。
【０００７】
本態様によれば、共通光路から切替ミラーに入射する光は、切替ミラーの法線および共通光路を含む平面内で、切替ミラーの傾斜角度に応じた角度方向に偏向される。回転機構を作動させると、切替ミラーが共通光路の光軸回りに回転し、切替ミラーの法線の方向が共通光路の光軸回りに回転するので、共通光路から切替ミラーに入射する光の偏向方向が共通光路の光軸回りに変化して切替ミラーによって偏向された光が共通光路とは異なる切替光路に入射する。
【０００８】
この場合において、切替ミラーが共通光路の光軸回りに回転しても、切替ミラーの法線と共通光路との関係は変化しないので、切替ミラーにおける反射角度は変化しない。したがって、切り替えられる各光路に対する切替ミラーの反射特性の相違を低減することができる。各光路から共通光路に入射される光についても同様である。
また、共通光路の光軸回りに放射状に各光路を配置するので、物理的な障害物がなく、３６０°方向に自由に光路を配置あるいは増設することができる。
【０００９】
上記態様においては、前記切替ミラーが、前記光軸に対して略４５°の角度をなして配置されていてもよい。
このようにすることで、共通光路に対して９０°偏向した方向に各光路を配置することができる。
【００１０】
また、上記態様においては、前記切替ミラーおよび前記回転機構を、前記光軸に沿って移動可能に支持する直線移動機構を備えていてもよい。
このようにすることで、直線移動機構の作動によって、切替ミラーおよび回転機構を共通光路の光軸に沿って移動させることにより、共通光路の光軸方向に離れた複数の位置に光路を増設することができ、増設光路の設置の自由度をさらに向上することができる。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、上記いずれかの光路切替装置を備え、該光路切替装置により透過照明光路と透過検出光路とを切り替えるレーザ顕微鏡を提供する。
本態様によれば、光路切替装置によって、共通光路と切替ミラーの法線とを含む平面内に透過照明光路を配置するように切替ミラーを回転させることにより、透過照明光を透過照明光路から共通光路に入射させて観察を行い、光路切替装置によって共通光路と切替ミラーの法線とを含む平面内に透過検出光路を配置するように切替ミラーを回転させることにより、標本からの蛍光の検出を行うことができる。複数の透過照明光路あるいは複数の透過検出光路を設ける場合に、各光路に対する切替ミラーの反射特性を等しくして、光路毎に異なる波長の光が反射されることを防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、増設光路の設置の自由度を向上することができ、かつ、各光路に対する切替ミラーの反射特性の相違を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザ顕微鏡を示す全体構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１のレーザ顕微鏡に備えられる本発明の一実施形態に係る光路切替装置を示す縦断面図である。
【図４】図３の光路切替装置のミラーの回転角度が０°の場合を示す斜視図である。
【図５】図３の光路切替装置のミラーの回転角度が９０°の場合を示す斜視図である。
【図６】図３の光路切替装置のミラーへの光の入射角度による反射率の波長特性の変化を示すグラフである。
【図７】図３の光路切替装置のミラーの回転角度が−９０°の場合を示す斜視図である。
【図８】図３の光路切替装置の変形例であって直線移動機構を備える光路切替装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る光路切替装置６およびレーザ顕微鏡１について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る光路切替装置６は、図１に示されるレーザ顕微鏡１に備えられている。
【００１５】
本実施形態に係るレーザ顕微鏡１は、図１および図２に示されるように、レーザ光を発生するレーザ光源２０、該レーザ光源２０から発せられたレーザ光を導光する光ファイバ２１および該光ファイバ２１により導光されたレーザ光を２次元的に走査するガルバノミラースキャナ２２を備える走査ユニット２と、標本を搭載するステージ３と、走査ユニット２からの光を標本に集光する対物レンズ４と、標本を挟んで対物レンズ４と反対側に配置されて標本において発生した蛍光を集光し共通光路Ｂ１に沿って伝播させるコンデンサレンズ５と、本実施形態に係る光路切替装置６と、該光路切替装置６により切り替えられる１つの光路Ｂ２に配置され、蛍光を検出する検出器（光検出器）７とを備えている。また、レーザ顕微鏡１は、光路切替装置６により切り替えられる他の１つの光路Ｂ３に配置され、該光路Ｂ３に沿って照明光を射出する光源（透過照明光源、図５参照。）８と、該光源８から発せられる照明光が、共通光路Ｂ１を経由しコンデンサレンズ５を介して標本を照明することで得られる標本からの透過光を、対物レンズ４を介して観察する接眼レンズ９とを備えている。
【００１６】
図中、符号１０は挿脱式のミラーであり、走査ユニット２によるレーザ走査観察時はミラーをレーザ光の光路上に挿入して全反射し、透過照明光源８による透過観察時はレーザ光の光路から離脱させるようになっている。符号１１はミラーである。
【００１７】
走査ユニット２は、図１に示されるように、光ファイバ２１から導光されたレーザ光をガルバノミラースキャナ２２に向けて反射し、レーザ光をステージ３上の標本に照射した際に発生した蛍光を透過させるダイクロイックミラー２３と、該ダイクロイックミラー２３を透過した蛍光を共焦点ピンホール（図示略）を介して検出する蛍光用光検出器２４とを備えている。
【００１８】
本実施形態に係る光路切替装置６は、図３に示されるように、共通光路Ｂ１上に、該共通光路Ｂ１の光軸に対して４５°の角度で配置されるミラー（切替ミラー）１２と、該ミラー１２を共通光路Ｂ１の光軸回りに回転可能に支持する支持部材１３と、該支持部材１３を回転させる回転機構１４とを備えている。回転機構１４は、例えば、モータ１５と、該モータ１５の駆動力を支持部材１３のシャフト１６に伝達するギヤ列のような動力伝達機構１７とを備えている。符号１８はシャフト１６を支持するベアリングである。
【００１９】
光路切替装置６のミラー１２を共通光路Ｂ１の光軸回りの回転角度０°の位置に配置すると、図４に示されるように、共通光路Ｂ１とミラー１２の法線とを含む平面内に光路Ｂ２が配置され、光路Ｂ２には検出器７が配置されているので、共通光路Ｂ１を進行してきた標本からの蛍光が光路Ｂ２を経由して検出器７により検出されるようになっている。検出器７は、例えば、光電子増倍管である。
【００２０】
また、接眼レンズ９による透過光観察を行う場合には、図５に示されるように、光路切替装置６の回転機構１４を作動させて、ミラー１２を共通光路Ｂ１の光軸回りに回転角度９０°の位置に配置する。これにより、共通光路Ｂ１とミラー１２の法線とを含む平面内に光路Ｂ３が配置され、光路Ｂ３には光源８が配置されているので、光源８から発せられた照明光を共通光路Ｂ1を経由して標本に照射させ、標本を透過した透過光を接眼レンズ９によって観察することができる。
【００２１】
この場合において、共通光路Ｂ１から光路Ｂ２へのミラー１２による蛍光の偏向および光路Ｂ３から共通光路Ｂ１へのミラー１２による照明光の偏向は、蛍光または照明光が偏向させられる平面は異なるものの、偏向角度はいずれも９０°となって一致している。その結果、ミラー１２における反射特性に変化はない。
【００２２】
図６に示されるように、ミラー１２の反射特性は、ミラー１２の表面への光の入射角度によって変化する。特に、ミラー１２が誘電体多層膜ミラーである場合には、角度依存性が大きく入射角度４５°に対して入射角度６０°の場合および入射角度３０°の場合には特性が±３０ｎｍシフトする。また、図６に示されるミラー１２の反射特性は一例であり、±３０ｎｍの値はおよその値である。
本発明によれば、光路Ｂ２，Ｂ３が共通光路Ｂ１に対して該共通光路Ｂ１の光軸回りのどのような位置に配置されていても、偏向角度は９０°となって反射特性の変化をほぼゼロにすることができるという利点がある。
【００２３】
このように、本実施形態に係る光路切替装置６によれば、共通光路Ｂ１に対して光路Ｂ２，Ｂ３を自由に配置することができる。また、共通光路Ｂ１の光軸回りにミラー１２を回転させるため、共通光路Ｂ１の光軸回りに３６０°にわたって検出器７や光源８を自由に配置することができる。これにより配置の自由度をさらに向上することができるという利点がある。
【００２４】
なお、本実施形態においては、共通光路Ｂ１から検出器７への光路Ｂ２と、光源８からの光路Ｂ３から共通光路Ｂ１への２つの光路Ｂ２，Ｂ３を切り替える場合を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図７に示されるように、他の検出器１９への光路Ｂ４を含む３つの光路Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を切り替える場合に適用してもよい。また、４以上の光路を切り替える場合に適用してもよい。
【００２５】
また、ミラー１２の回転角度０°，±９０°の場合について例示したが、他の任意の回転角度位置に光路Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を配置してもよい。
さらに、本実施形態においては、図８に矢印で示されるように、光路切替装置６を共通光路Ｂ１の光軸に沿って直線移動させる直線移動機構（図示略）を備えていてもよい。直線移動機構としては、ガイドレール、モータおよびボールネジ等からなる一般的な直動機構を採用すればよい。
【００２６】
このようにすることで、共通光路Ｂ１に沿う方向に離れた位置においてミラー１２を共通光路Ｂ１の光軸回りに回転させて、複数の光路Ｂ２，Ｂ５を増設し、検出器７，２０や光源（図示略）を配置することができる。
この場合においても、全ての光路Ｂ２，Ｂ５と共通光路Ｂ１との間において光を反射する際のミラー１２の反射特性を同一のものとすることができるという利点がある。
【符号の説明】
【００２７】
１  レーザ顕微鏡
６  光路切替装置
１２  ミラー（切替ミラー）
１４  回転機構
Ｂ１  共通光路
Ｂ２  光路（透過検出光路、切替光路）
Ｂ３  光路（透過照明光路、切替光路）
【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】
2017072715.tif 000008
【図７】
2017072715.tif 000009
【図８】
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