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DLP式エバネッセンス顕微鏡 コモンズ

国内特許コード P07A013113
整理番号 421
掲載日 2008年2月22日
出願番号 特願2005-093685
公開番号 特開2006-275685
登録番号 特許第4370404号
出願日 平成17年3月29日(2005.3.29)
公開日 平成18年10月12日(2006.10.12)
登録日 平成21年9月11日(2009.9.11)
発明者
  • 寺川 進
  • 櫻井 孝司
  • 若園 佳彦
  • 山本 清二
出願人
  • 学校法人浜松医科大学
発明の名称 DLP式エバネッセンス顕微鏡 コモンズ
発明の概要

【課題】 照射光の効率的な利用,発生位置の精度,簡易な制御,他の照明方式にも容易に切替え可能にするため、DMDの制御によってエバネッセント光を発生させることができるDLP式エバネッセンス顕微鏡を提供する。
【解決手段】 レーザ光は凹レンズ2で発散され凸レンズ3によって平行光となり、DMD装置4に入射する。DMD装置4ではカバーガラス8で臨界角以上になるような入射光となるリング形状のマイクロミラーがオン制御される。凸レンズ22はリング形状にオン制御されるマイクロミラーからの反射光のみを通過させ、この通過光を超高開口数対物レンズ7の後焦点面に集束させるレンズである。リング形状の光はダイクロイックミラー5で反射され、後焦点面を通過して超高開口数対物レンズ7に入射し屈折する。カバーガラス8の下面で全反射し、エバネッセント光が発生する。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


細胞などの標本を観察する場合、エバネッセント光を発生させ、標本の特定の部分(わずかな厚さ部分)のみ照明し、その部分を観察するためのエバネッセント光照明を行う顕微鏡が供されている。場合によっては標本の極めて薄い部分のみを観察して分析しなければならない必要性があるからである。
従来のエバネッセント光照明を発生させる方法の1つは、照明光が全反射する角度でカバーガラスに入射するように光学系の反射ミラー面を設置することにより実現している。



上記のように光学素子の位置の調整によって、または切替方式で光学素子の位置を定めることによってエバネッセント光照明を実現する構成は、光学系の各要素の配置に一定の制限を与えることとなり、エバネッセント光発生のための照射光の効率的な利用,エバネッセント光発生位置,光学系を複雑にすることなく容易に発生させる点,さらに他の照明方式に容易に切り替えることができること等を考慮した場合、十分な構成とは言えない。上記条件を満たす顕微鏡を構成できれば、細胞などの様々な標本に対し種々の角度からさらに幅広い観察が可能になる。



特許文献1~4はエバネッセント光照明またはリング状に照明する照明装置を搭載した顕微鏡を開示する例である。
特許文献1は、レーザ顕微鏡によるコンフォーカル画像と蛍光顕微鏡によるエバネッセント蛍光画像を選択的に取得可能な顕微鏡で、エバネッセント光照明は光ファイバを利用して実現し、スキャナの偏向角度の停止位置を決定することによりエバネッセント蛍光観察の際のエバネッセント光照明の調節を行うものである。DMDの使用はなく、リング状照明でもないので入射光の利用効率に限界がある。
特許文献2は、ビデオプロジェクタでLCD以外にDMDを使用する点およびリング照明が記載され、当該文献の中で実施の一例として投光照明と透過照明を選択的に切り替える技術が開示されているが、エバネッセント光照明を実現するものではない。



特許文献3は、透過照明と近接場照明のいずれかを選択して試料を観察する光学顕微鏡で、例えば特許文献3の図4においては前者は試料の下側に全反射ミラーを配置してケーラー照明系からの照明光を全反射ミラーにより上方に反射し試料を照明し、試料の透過光を上方のCCDカメラの受光面に結像させている。後者は試料の上にカンチレバーのプローブを配置し、上方からレーザ光を前記プローブに照射し、プローブの先端の微小開口からエバネッセント波を発生させ、エバネッセント波による試料からの伝搬光は図5に示すように透過し予め移動させたミラーユニットの全反射ミラーで全反射させレンズで集光してフォトダイオードに入射させるようになっている。
特許文献3における近接場照明はカンチレバーで実現するものであり、エバネッセント光による試料からの伝搬光は、試料の下側に配置した全反射ミラー,レンズによる光学系で観察する構成となっており、特許文献1と同様、DMDを使用するものではない。
特許文献4は、通常の落射照明とエバネッセント光照明とを切り替え可能な照明光学系を開示している。しかしながら、エバネッセント光照明を当てるための構造はレンズに入射する光を光ファイバの位置を変えて実現するものである。これについてもDMDの使用はない。

【特許文献1】特開2003-307682号公報

【特許文献2】特表2000-502472号公報

【特許文献3】特開平8-220113号公報

【特許文献4】特開2001-272606号公報

産業上の利用分野


本発明は、DMDの制御によってエバネッセント光照明を行うDLP式エバネッセンス顕微鏡に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
レーザ光源と、
前記レーザ光源からの光を発散する第1レンズ系と、
前記第1レンズ系で発散された光束を、対物レンズ系の後焦点面に集束させる第2レンズ系と、
前記第2レンズ系からの光が入射し、多数のマイクロミラーのオン制御によって光を反射するDMD装置と、
前記DMD装置からの反射光を入射して光路を変更するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーからの光を入射する前記対物レンズ系と、
前記対物レンズ系の前側に配置されたカバーガラスと、
前記カバーガラス上の標本からの光が、前記対物レンズ系および前記ダイクロイックミラーを通過し、該光を結像させる第3レンズ系と、
前記第3レンズ系で結像された前記標本の像を観察するための観察手段とを備え、
前記DMD装置は、前記マイクロミラーのうち、
前記カバーガラスに臨界角で入射する光を反射可能な第1のマイクロミラーのオン制御と、
および、前記カバーガラスに臨界角よりも大きな角度で入射して全反射し、エバネッセンス光を生じさせる光を反射可能なリング形状を形成する第2のマイクロミラーのオン制御と、
および、前記カバーガラスに臨界角よりも小さな角度で入射する光を反射可能な第3のマイクロミラーのオン制御と、
を切り替え可能であることを特徴とするDLP式エバネッセンス顕微鏡。

【請求項2】
前記第2レンズ系は前記第1レンズ系と前記DMD装置の間に凸レンズを配置して平行光にし、前記DMD装置とダイクロイックミラーの間にさらに凸レンズを配置して前記対物レンズ系の後焦点面に集束させることを特徴とする請求項1記載のDLP式エバネッセンス顕微鏡。

【請求項3】
レーザ光源と、
前記レーザ光源からの光を発散する第1レンズ系と、
前記第1レンズ系で発散された光束を平行光にする第2レンズ系と、
前記第2レンズ系からの光が入射し、多数のマイクロミラーのオン制御によって光を反射するDMD装置と、
前記DMD装置からの反射光を入射して光路を変更するダイクロイックミラーと、
前記DMD装置と前記ダイクロイックミラーの間に配置され、前記オン制御された前記マイクロミラーからの光束を対物レンズ系の後焦点面に集束させることが可能な集光用レンズ群系と、
前記ダイクロイックミラーからの光を入射する対物レンズ系と、
前記対物レンズ系の前側に配置されたカバーガラスと、
前記カバーガラスに搭載された標本からの光が、前記対物レンズ系および前記ダイクロイックミラーを通過し、該光を結像させる第3レンズ系と、
前記第3レンズ系で結像された前記標本の像を観察するための観察手段とを備え、
前記DMD装置は、前記マイクロミラーのうち、
前記カバーガラスに臨界角で入射する光を反射可能な第1のマイクロミラーのオン制御と、
および、前記カバーガラスに臨界角よりも大きな角度で入射して全反射し、エバネッセンス光を生じさせる光を反射可能なリング形状を形成する第2のマイクロミラーのオン制御と、
および、前記カバーガラスに臨界角よりも小さな角度で入射する光を反射可能な第3のマイクロミラーのオン制御と、
を切り替え可能である
ことを特徴とするDLP式エバネッセンス顕微鏡。

【請求項4】
前記集光用レンズ群系は、リング状に配置されたマイクロレンズ群で構成したことを特徴とする請求項3記載のDLP式エバネッセンス顕微鏡。

【請求項5】
前記集光用レンズ群系は、トーリックレンズを用いたことを特徴とする請求項3記載のDLP式エバネッセンス顕微鏡。
産業区分
  • 試験、検査
  • 光学装置
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005093685thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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