JP2007304103A - Spectroscope and confocal optical system using it, and scanning optical microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分光器およびこれを用いた共焦点光学系、走査型光学顕微鏡に関する。 The present invention relates to a spectroscope, a confocal optical system using the spectroscope, and a scanning optical microscope.
従来、この種の分光器としては、特開平11−183249号公報に記載されたようなものがある。この構成を図10に示す。図10から、この分光器においては、光ファイバから射出された発散光が第1のレンズで平行光とされる。平行光は、回折格子により回折され特定の波長の光のみが第2のレンズに導かれる。そして、第2のレンズで集光された光が出力スリットを通過して検出される。なお、回折格子を回転させることにより、検出する光の波長を変更することができる(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, as this type of spectroscope, there is one as described in JP-A-11-183249. This configuration is shown in FIG. From FIG. 10, in this spectrometer, the diverging light emitted from the optical fiber is converted into parallel light by the first lens. The parallel light is diffracted by the diffraction grating, and only light having a specific wavelength is guided to the second lens. Then, the light condensed by the second lens is detected through the output slit. In addition, the wavelength of the light to detect can be changed by rotating a diffraction grating (for example, refer patent document 1).
また、他の従来技術としては、特開2002−122787号公報に記載されたスペクトル選択装置がある。この構成を図11に示す。このスペクトル選択装置は、予め定められたスペクトル領域を選択する手段を備え、スペクトル分解された光線と検出装置が互いにこれらの相対位置を可変できる構造になっている(例えば、特許文献2参照)。
しかし、波長{λ|λ1<λ<λ2}を一度に検出するためには、例えば、特開平11−183249号公報に示されたタイプのものでは、出力スリットを幅の広いものに変更する必要がある。このとき、スリット端部に集光する波長λ1の集光スポットが良好である保証はないため、(λ1−Δλ)の集光スポットも十分に小さなものでない可能性がある。また、この場合、(λ1−Δλ)の集光スポットの一部がスリットの内側に位置し、その成分がスリットを通過するため波長分解能が良くないという問題がある。なお、0<Δλ≪λ1であり、波長分解能が悪い場合、良い場合の波長に対する検出光量を図12(a)、(b)に示す。 However, the wavelength | Change {λ λ 1 <λ <λ 2} in order to detect at a time, for example, is of the type shown in JP-A-11-183249, an output slit wider width There is a need to. At this time, since there is no guarantee that the converging spot of wavelength λ 1 condensing at the slit end is good, the converging spot of (λ 1 −Δλ) may not be sufficiently small. In addition, in this case, there is a problem that the wavelength resolution is not good because a part of the condensed spot of (λ 1 −Δλ) is located inside the slit and the component passes through the slit. Incidentally, 0 <Derutaramuda«ramuda 1, if the wavelength resolution is poor, FIG 12 (a) the detected light intensity with respect to wavelength when a good, shown in (b).
また、特開2002−122787号公報に示されたタイプのものでは、光束を平行光のまま分光して集光せずに検出器に導く構成となっているため、近接した波長成分が完全に分離されることなく、混ざったまま検出されてしまう。すなわち、(λ1−Δλ)や(λ2+Δλ)の光の一部がともに検出されてしまうという問題がある。 Further, the type shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-122787 has a configuration in which the light beam is split into parallel light and guided to the detector without being collected, so that the adjacent wavelength components are completely eliminated. Without being separated, it will be detected while being mixed. That is, there is a problem that part of the light of (λ 1 −Δλ) or (λ 2 + Δλ) is detected.
さらに、特開平11−183249号公報に記載された分光器においては、波長分解能を上げるための方法として第1のレンズと第2のレンズとの間の平行光束の太さを太くする方法がある。この方法は、第2のレンズのNA(開口数)を大きくする必要がある。そのため、第2のレンズによって集光されたスポット径は小さくなり、その結果として分解能が上がるというものである。 Furthermore, in the spectroscope described in JP-A-11-183249, there is a method for increasing the thickness of the parallel light flux between the first lens and the second lens as a method for increasing the wavelength resolution. . In this method, it is necessary to increase the NA (numerical aperture) of the second lens. For this reason, the spot diameter collected by the second lens is reduced, and as a result, the resolution is increased.
ここで、平行光束の太さを太くするためには、第1のレンズを焦点距離の長いものとするか、あるいは出射ファイバのNAを大きくする必要がある。しかし、前者の場合には、レンズを焦点距離の長いものに変更することにより出射ファイバからレンズまでの距離が長くなり、装置が大きくなるという問題がある。また、後者の場合には、出射ファイバとレンズとの位置決め精度が厳しくなるという問題もある。 Here, in order to increase the thickness of the parallel light flux, it is necessary to make the first lens have a long focal length or to increase the NA of the outgoing fiber. However, in the former case, there is a problem that by changing the lens to one having a long focal length, the distance from the output fiber to the lens becomes long and the apparatus becomes large. In the latter case, there is also a problem that the positioning accuracy between the outgoing fiber and the lens becomes severe.
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、不必要に光学素子の配置精度を上げることなく、装置全体をコンパクトに構成できる分光器およびこれを用いた共焦点光学系、走査型光学顕微鏡を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to use a spectroscope capable of configuring the entire apparatus in a compact manner without unnecessarily increasing the placement accuracy of optical elements. It is to provide a confocal optical system and a scanning optical microscope.
前記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を提案している。
請求項1に係る発明は、複数の波長を含んだ発散光を実質的に点光源として出射する出射端と、該出射端から出射された発散光を略平行光にする第1の光学系と、該第1の光学系により略平行光になった光束を分光する分光素子と、該分光素子により分光された光束を焦点面近傍に集光する第2の光学系とを備え、前記第1の光学系が負の焦点距離をもつ第1のレンズ群と正の焦点距離をもつ第2のレンズ群とから構成されている分光器を提案している。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 is an emission end that emits divergent light including a plurality of wavelengths as a point light source, and a first optical system that makes the divergent light emitted from the emission end substantially parallel. The first optical system includes a spectroscopic element that splits a light beam that has been substantially parallel light, and a second optical system that condenses the light beam split by the spectroscopic element in the vicinity of a focal plane. Has proposed a spectroscope comprising a first lens group having a negative focal length and a second lens group having a positive focal length.
この発明によれば、前記第1の光学系を負の焦点距離をもつ第1のレンズ群と正の焦点距離をもつ第2のレンズ群とから構成することにより、いわゆるテレフォトタイプとなり、点光源からレンズ最終面までの距離が焦点距離よりも短くなる。また、このとき、点光源からの出射のNAは同じであるため、位置決め精度はそのままで、他の同じ焦点距離を持つ光学系と比較してレンズ系の全長が短くなる。したがって、これにより装置全体をコンパクトにすることができる。
なお、出射端は、レンズにより集光されたスポット、あるいはそのスポット位置に配置された開口(スリットやピンホール)、光ファイバー端面などがある。あるいは、その開口や光ファイバーの端面の面積が十分小さい、いわゆる実質的な点光源が出射端になる。
According to the present invention, the first optical system is constituted by a first lens group having a negative focal length and a second lens group having a positive focal length, so that a so-called telephoto type is obtained. The distance from the light source to the final lens surface is shorter than the focal length. At this time, since the NA of the light emitted from the point light source is the same, the overall length of the lens system is shortened as compared with other optical systems having the same focal length without changing the positioning accuracy. Therefore, this can make the entire apparatus compact.
Note that the exit end includes a spot condensed by a lens, an opening (slit or pinhole) arranged at the spot position, an end face of an optical fiber, or the like. Alternatively, a so-called substantial point light source in which the area of the opening or the end face of the optical fiber is sufficiently small serves as the emission end.
請求項2に係る発明は、光源と、該光源から発した光を標本上に集光させる対物レンズと、前記標本からの反射光もしくは前記標本から発生した蛍光を分光する分光器と、該分光器と前記標本との間に該標本と光学的に共役な点を設けた共焦点光学系であって、前記分光器が請求項1に記載された分光器である共焦点光学系を提案している。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a light source, an objective lens for condensing the light emitted from the light source on the sample, a spectroscope for spectrally reflecting the reflected light from the sample or the fluorescence generated from the sample, and the spectrum A confocal optical system in which a point optically conjugate with the sample is provided between the sample and the sample, wherein the spectroscope is a spectroscope described in claim 1. ing.
この発明によれば、共焦点光学系を構成する光検出部に、請求項1に記載された分光器を用いたため、装置全体をコンパクトにすることが可能になる。例えば、蛍光染色した細胞を細い水流に流し、レーザ照射により得られる蛍光や散乱光を解析することにより、細胞絶対数や粒子サイズ等の細胞の性質を解析するフローサイトメータに分光機能を持たせたコンパクトな装置を実現することができる。 According to the present invention, since the spectroscope described in claim 1 is used for the photodetecting portion constituting the confocal optical system, the entire apparatus can be made compact. For example, a flow cytometer that analyzes the properties of cells such as the absolute number of cells and the size of particles is given a spectroscopic function by flowing fluorescence-stained cells in a thin water stream and analyzing the fluorescence and scattered light obtained by laser irradiation. A compact device can be realized.
請求項3に係る発明は、光源と、該光源から発した光を標本上に集光させる対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記標本上に集光された光点を光学的に走査させる光偏向器と、該光偏向器と前記対物レンズとの間に配置され、前記光偏向器と前記対物レンズの瞳とを互いに光学的に共役とする瞳投影光学系と、前記光偏向器と分光器との間で前記標本と光学的に共役な位置に配置され、実質的に点光源である共焦点ピンホールとを備え、前記分光器が請求項1に記載された分光器である走査型光学顕微鏡を提案している。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a light source, an objective lens for condensing the light emitted from the light source on the specimen, and the light that is disposed between the light source and the objective lens and is condensed on the specimen. An optical deflector that optically scans a point, and a pupil projection optical system that is disposed between the optical deflector and the objective lens and optically conjugates the optical deflector and the pupil of the objective lens And a confocal pinhole which is disposed at a position optically conjugate with the specimen between the optical deflector and the spectroscope and is substantially a point light source. A scanning optical microscope, which is a spectroscope, has been proposed.
この発明によれば、走査型光学顕微鏡を構成する分光器に、波長分解能に優れた請求項1に記載された分光器を用いたため、装置全体がコンパクトな走査型光学顕微鏡を実現することができる。 According to the present invention, since the spectroscope described in claim 1 having excellent wavelength resolution is used as the spectroscope constituting the scanning optical microscope, it is possible to realize a scanning optical microscope whose entire apparatus is compact. .
請求項4に係る発明は、光源と、該光源から発した光を標本上に集光させる対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記標本上に集光された光点を光学的に走査させる光偏向器と、該光偏向器と前記対物レンズとの間に配置され、前記光偏向器と前記対物レンズの瞳とを互いに光学的に共役とする瞳投影光学系と、前記光偏向器と分光器との間で前記標本と光学的に共役な位置に配置されたシングルモードファイバの入射端を有し、該シングルモードファイバの出射端が前記分光器の点光源であって、前記分光器が請求項1に記載された分光器である走査型光学顕微鏡を提案している。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a light source, an objective lens for condensing the light emitted from the light source on the specimen, and the light that is disposed between the light source and the objective lens and is condensed on the specimen. An optical deflector that optically scans a point, and a pupil projection optical system that is disposed between the optical deflector and the objective lens and optically conjugates the optical deflector and the pupil of the objective lens And an entrance end of a single mode fiber disposed at a position optically conjugate with the sample between the optical deflector and the spectroscope, and an exit end of the single mode fiber is a point light source of the spectroscope Then, a scanning optical microscope in which the spectroscope is the spectroscope described in claim 1 is proposed.
この発明によれば、このような構成にすることにより、走査顕微鏡部と分光器部とを近接配置する必要がないため、配置の自由度が高く、しかも分光機能を有する装置全体がコンパクトな走査型光学顕微鏡を実現することができる。 According to the present invention, since it is not necessary to arrange the scanning microscope unit and the spectroscope unit close to each other with such a configuration, the degree of freedom in arrangement is high and the entire apparatus having the spectroscopic function is compactly scanned. Type optical microscope can be realized.
以上のように、この発明によれば、実質的な点光源からの発散光を略平行光とする第1の光学系を負の焦点距離をもつレンズと正の焦点距離をもつレンズとで構成したことから、コンパクトな分光器を構成することができる。 As described above, according to the present invention, the first optical system in which divergent light from a substantial point light source is substantially parallel light is composed of a lens having a negative focal length and a lens having a positive focal length. Thus, a compact spectroscope can be configured.
以下、本発明の実施形態に係る分光器およびこれを用いた共焦点光学系、走査型光学顕微鏡について図1から図10を参照して、参考例とともに、詳細に説明する。
本発明の参考例に係る分光器は、図1より、ピンホール1と、第1の光学系2と、平面回折格子3と、第2の光学系4と、可変幅スリット5と、光検出器6と、ダイクロックミラー7とから構成されている。
Hereinafter, a spectroscope according to an embodiment of the present invention, a confocal optical system using the spectroscope, and a scanning optical microscope will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 10 together with reference examples.
As shown in FIG. 1, the spectroscope according to the reference example of the present invention includes a pinhole 1, a first
ピンホール1を透過した発散光は、第1の光学系2により略平行光に変換されて、平面回折格子3に入射する。なお、ピンホール1を透過し発散する光束が、実質的に点光源から発散された光束としてみなすことができるピンホールの径は、ピンホール1を透過し発散する光線のNAと波長によって決められる。なお、第1の光学系2の数値データは後述の表1(面番号2と3)に記載されている。また、この数値データに基づく形状は図4に示されている。
The divergent light transmitted through the pinhole 1 is converted into substantially parallel light by the first
平面回折格子3はその表面に溝が形成され、溝と略平行な軸に対して回転可能に構成されている。このような構成により、第2の光学系4の光軸と平行となる波長λ0を選択することができる。平面回折格子3により回折され分光された波長λ0の光束は、第2の光学系4の光軸と平行なまま第2の光学系4に入射する。第2の光学系4においては、その前側焦点位置付近に平面回折格子3が配置されている。 The planar diffraction grating 3 has a groove formed on the surface thereof, and is configured to be rotatable about an axis substantially parallel to the groove. With this configuration, the wavelength λ 0 that is parallel to the optical axis of the second optical system 4 can be selected. The light beam having the wavelength λ 0 diffracted and split by the plane diffraction grating 3 enters the second optical system 4 while being parallel to the optical axis of the second optical system 4. In the second optical system 4, the planar diffraction grating 3 is disposed in the vicinity of the front focal position.
第2の光学系4に入射した各波長の光束は、略テレセントリックとなって射出する。そして、第2の光学系4の後側焦点位置付近において、それぞれの波長の光束が第2の光学系4の光軸に垂直な面内に集光される。また、可変幅スリット5は、前記の集光位置に配置され、その後方には、光検出器6が配置されている。ここで、本実施形態に係る第2の光学系4の結像性能は十分良好になっており、特に色収差が良好に補正されている。具体的な例は図5に示されている。図5に示されているように、第2の光学系4は、複数(ここでは2枚)のレンズで構成されている。ここでは、負レンズと正レンズとからなる接合レンズになっている。このような構成により、スリット位置にできる各波長の集光スポットは十分に小さくなっている。よって、Δλが小さい場合であっても、λ1と(λ1−Δλ)とのスポットが重なることなく、分離することができる。なお、第2の光学系4の数値データは後述の表1(面番号5〜7)に記載されている。
The light beams having the respective wavelengths incident on the second optical system 4 are emitted substantially telecentricly. Then, in the vicinity of the rear focal position of the second optical system 4, the light beams having the respective wavelengths are collected in a plane perpendicular to the optical axis of the second optical system 4. Moreover, the
可変幅スリット5のスリット幅は、λ1のスポットをスリットから透過させ、(λ1−Δλ)のスポットをスリットで遮断するように調整される。同様に、反対側についても、λ2のスポットは透過させ、(λ2+Δλ)のスポットをスリットで遮断するようにスリットの位置が決められている。したがって、このとき、光検出器6で検出される波長は、λ1からλ2までとなる。このように、設定できる波長の範囲は、平面回折格子3の回転角と可変幅スリット5の幅を調整することにより自由に決めることができる。
The slit width of the variable width slit 5 is adjusted so that the λ 1 spot is transmitted through the slit and the (λ 1 −Δλ) spot is blocked by the slit. Similarly, the other side, lambda 2 spots is transmitted, and the position of the slit is determined so as to cut off by a slit spots (λ 2 + Δλ). Accordingly, at this time, the wavelengths detected by the
以下に、本実施形態の第1参考例について、レンズデータ(表1参照)、を示す。
これらの条件のときに、回折格子の回転角(回折面への光線の入射角)と、第2の光学系の光軸に平行に向う波長λ0との関係は[表2]のようになる。また、波長λ0を変化させたときの第2の光学系により集光されたスポットの直径(ここでは波動光学的に90%のエネルギーを包含する領域の直径として計算を行った。)と、波長が1nm変わったときのスポットの位置ずれ量の関係は[表3]のようになる。
図2は、波長(λ0−1)、λ0、(λ0+1)nmで直径20μmのスポットを有する光束が18μmずつずれて並んでいる様子を示している。これによれば、波長λ0nmの光束と波長(λ0+1)nmの光束とはスポットが重なって分離することができないが、波長(λ0−1)nmの光束と波長(λ0+1)nmの光束とではスポットの重なりがないために分離できることが分かる。したがって、この場合の波長分解能Δλは、1nmよりも大きく2nmよりも小さいことがわかる。 FIG. 2 shows a state in which light beams having spots with a wavelength of (λ 0 −1), λ 0 , (λ 0 +1) nm and a diameter of 20 μm are shifted by 18 μm. According to this, the light flux having the wavelength λ 0 nm and the light flux having the wavelength (λ 0 +1) nm cannot be separated due to the overlap of the spots, but the light flux having the wavelength (λ 0 -1) nm and the wavelength (λ 0 +1) are not separated. ) It can be seen that separation with the beam of nm is possible because there is no overlap of spots. Therefore, it can be seen that the wavelength resolution Δλ in this case is larger than 1 nm and smaller than 2 nm.
また、本実施例において、平面回折格子3に入射する光束の入射角α、平面回折格子3の単位長さ当たりの格子本数N、回折次数m、第1の光学系を透過したのちの光束直径Dがそれぞれ、α=9°、N=600本/mm、m=1、D=3mmとして、これを以下の[数1]に代入すれば、本実施例がこの条件を満たすことがわかる。
なお、上記においては、光学系に色収差の発生がない場合を仮定して示したが、一般には、収差が発生してしまう。したがって、これを考慮すると、第2の光学系を通過したあと、スリット位置にできる波長λ1の集光スポット直径(なお、ここでは波動光学的に90%のエネルギーを包含する領域の直径とする。)をd1としたとき、以下の[数2]を満足すればλ1と(λ1−Δλ)との波長を分離することができる。
また、波長分解能Δλを先に決定し、上記[数2]を満足するような第2の光学系を構成すれば、波長分解能Δλの分光器が実現できる。さらに、波長λ2の集光スポット直径をd2とすると、[数2]のd1をd2に置き換えることにより、波長λ2の光と(λ2+Δλ)の光を分離することができる。なお、第2の光学系を構成する[表1]の第5−6面の接合レンズは、下記の[数3]の関係を満たしている。 If the wavelength resolution Δλ is determined first and the second optical system satisfying the above [Equation 2] is configured, a spectrometer having the wavelength resolution Δλ can be realized. Moreover, when the focused spot diameter of the wavelength lambda 2 and d 2, can be separated by replacing the d 1 [Expression 2] to d 2, light of the wavelength lambda 2 of the light (λ 2 + Δλ) . It should be noted that the cemented lens of the 5-6th surface in [Table 1] constituting the second optical system satisfies the following [Equation 3] relationship.
次に、本発明の実施形態に係る実施例について説明する。本実施例にかかる分光器は、第1参考例において、第1の光学系([表1]の面番号2から3)を以下の[表4]のレンズに置き替えて構成されている。すなわち、図6に示される如く本実施例においては、第1の光学系を負の焦点距離をもつ第1のレンズ群と正の焦点距離をもつ第2のレンズ群とから構成することにより、いわゆるテレフォトタイプとなり、点光源からレンズ最終面までの距離が焦点距離よりも短くなっている。したがって、本実施例によれば、第1参考例において、ピンホール1から第1の光学系最終面までの距離が136.1mmであったものを、焦点距離や光学的な結像性能をほとんど変えることなく60mm以上縮めることができる。
次に、図3を参照して第2参考例について説明する。
第2参考例にかかるレーザ走査型顕微鏡は、光源501と、ビームエキスパンダ502と、ビームスプリッタ503と、光偏向器504、505と、瞳伝送光学系506、瞳投影光学系507と、対物レンズ508と、標本509と、コンフォーカルレンズ514と、共焦点ピンホール515と、分光器(第1の実施例に示された分光器)516とから構成されている。
Next, a second reference example will be described with reference to FIG.
The laser scanning microscope according to the second reference example includes a
レーザ光源501を出射した光線は、ビームエキスパンダ502により適当な径の光束となり光偏向器504により偏向される。偏向された光束は瞳伝送光学系506、第2の光偏向器505、瞳投影光学系507および対物レンズ508を通り、標本509上を走査されて標本509を励起する。標本509から発せられた蛍光は光学系を先程とは逆に進行し、デスキャンされてビームスプリッタ503に入射する。
The light beam emitted from the
ビームスプリッタ503で偏向された蛍光成分は、コンフォーカルレンズ514に入射し集光されて分光器516内のピンホール1を通る。ピンホール1を通った蛍光は分光器516内において、点光源として用いられる。本参考例においては、分光器として第1参考例で説明した分光器を用いているため、これによって、分光機能を備えたレーザ走査型顕微鏡を構成することができる。
The fluorescent component deflected by the
次に、図7を参照して第3参考例について説明する。
第3参考例にかかるレーザ走査型顕微鏡は、標本としてフローサイトメータ用の標本510を用いた例である。
レーザ光源501を出射した光線は、ビームエキスパンダ502により適当な径の光束となり対物レンズ508で集光されて標本510に照射される。標本510は、細胞あるいは染色体等の細胞成分を液体に浮遊させて、流体系の中を高速で通過させてある。
Next, a third reference example will be described with reference to FIG.
The laser scanning microscope according to the third reference example is an example in which a
The light beam emitted from the
レーザ光により励起され標本510から発せられた蛍光は光学系を先程とは逆に進行し、ビームスプリッタ503に入射する。ビームスプリッタ503に入射した蛍光成分は偏向され、コンフォーカルレンズ514に入射し集光されて分光器516内のピンホール1を通る。ピンホール1を通った蛍光は分光器516内において、点光源として用いられる。本参考例においては、分光器として第1参考例で説明した分光器を用いているため、これによって、分光機能を備えたフローサイトメータを構成することができる。
Fluorescence emitted from the
次に、図8を参照して第4参考例について説明する。
第4参考例にかかるレーザ走査型顕微鏡は、第2参考例に対して、コンフォーカルレンズ514と分光器516の間にシングルモードファイバ517を備えた構成となっている。したがって、光学的な作用はコンフォーカルレンズ514に光線が至るまでは、第3の実施例と同様である。コンフォーカルレンズ514で集光された光は、シングルモードファイバの入射端から入射し、出射端から射出される光が分光器516の点光源として機能している。
Next, a fourth reference example will be described with reference to FIG.
The laser scanning microscope according to the fourth reference example has a configuration in which a
本参考例においては、シングルモードファイバ517を備えたことから、入射端をコンフォーカルレンズ514の集光位置に、出射端を分光器516の点光源の位置に配置すれば、シングルモードファイバ517の長さを可変することにより、レーザ走査型顕微鏡と分光器との位置関係を自由に選択できるため、配置の自由度があり、かつ、分光機能を有したレーザ走査型顕微鏡を構成することができる。
In this reference example, since the
次に、図9を参照して第5参考例について説明する。
第5参考例は2チャンネルの分光器を示したものである。この分光器は、図1に示した第1の光学系2と平面回折格子3との間にビームスプリッタ、偏光ビームスプリッタあるいはダイクロイックミラー7のいずれかひとつ若しくはこれに類するものを配置して光路を分割することにより構成されている。なお、分割された光路の先、すなわち、平面回折格子3から光検出器6までの構成は、図1と同様である。こうした構成とすることにより、2チャンネルの分光器を実現することができる。なお、本参考例の分光器を第2参考例例から第4参考例の分光器と置き換えて構成することもできる。
Next, a fifth reference example will be described with reference to FIG.
The fifth reference example shows a two-channel spectrometer. This spectroscope has one of the beam splitter, polarization beam splitter,
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について参考例とともに詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、第2参考例から第4参考例のレーザ走査型顕微鏡、共焦点光学系における分光器を、本実施形態に係る分光器と置き換えたレーザ走査型顕微鏡、共焦点光学系を構成することもできる。
また、例えば、第1参考例においては、ピンホールの径を光線のNA、光線の波長によって定めると説明したが、光学系を構成する各構成要素を勘案して、ピンホール径に自由度をもたせるように可変径ピンホールを用いてもよい。
The embodiments of the present invention have been described in detail with reference examples with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design is within the scope not departing from the gist of the present invention. Changes are also included. For example, the laser scanning microscope and the confocal optical system in which the spectroscope in the laser scanning microscope and the confocal optical system of the second reference example to the fourth reference example are replaced with the spectroscope according to the present embodiment may be configured. it can.
Further, for example, in the first reference example, it has been described that the diameter of the pinhole is determined by the NA of the light beam and the wavelength of the light beam. However, in consideration of each component constituting the optical system, the flexibility in the pinhole diameter is increased. You may use a variable diameter pinhole so that it may have.
また、第1参考例および[表1]においては、第2の光学系を接合レンズとして説明したが、[数3]の要件を満たすものであれば、互いに隔たった2枚以上のレンズで構成してもよい。また、第3参考例においては、分光器の光源をピンホールであるとして説明したが、ピンホールでなくても構わない。 Further, in the first reference example and [Table 1], the second optical system has been described as a cemented lens. However, as long as the requirement of [Equation 3] is satisfied, the first optical system includes two or more lenses separated from each other. May be. In the third reference example, the light source of the spectroscope has been described as being a pinhole, but may not be a pinhole.
1・・・ピンホール、2・・・第1の光学系、3・・・平面回折格子、4・・・第2の光学系、5・・・可変幅スリット、6・・・光検出器、7・・・ダイクロイックミラー、501・・・光源、502・・・ビームエキスパンダ、503・・・ビームスプリッタ、504、505・・・光偏向器、506・・・瞳伝送光学系、507・・・瞳投影光学系、508・・・対物レンズ、509・・・標本、510・・・フローサイトメータ用の標本、514・・・コンフォーカルレンズ、515・・・共焦点ピンホール、516・・・分光器、517・・・シングルモードファイバ、 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pinhole, 2 ... 1st optical system, 3 ... Planar diffraction grating, 4 ... 2nd optical system, 5 ... Variable width slit, 6 ... Photodetector , 7 ... Dichroic mirror, 501 ... Light source, 502 ... Beam expander, 503 ... Beam splitter, 504, 505 ... Optical deflector, 506 ... Pupil transmission optical system, 507 ..Pupil projection optical system, 508... Objective lens, 509... Sample, 510... Sample for flow cytometer, 514... Confocal lens, 515. ..Spectroscope, 517 ... Single mode fiber,
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