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共焦点光学系


弊社の共焦点光学系について紹介いたします。
レーザー走査型共焦点顕微鏡（共焦点レーザー走査型顕微鏡）で
蛍光を観察する生物学用のシステムを前提としています。
記載の内容はあくまでも弊社の見解です。


共焦点光学系の特徴

長所
原理がシンプルで分かり易い。
スキャナーの上流（レーザーや光検出器の側）において、ビームが静止しており
しかもその径を自由に変えられるので光学系を組み易い。
イメージセンサでない、PMT（光電子増倍管）等のデバイスを使える（短所でもある）。
XY方向だけでなくZ方向（ターゲットに光を入射する方向）にピントがずれた光をカットで きる。
共焦点空間フィルターの設定により、空間分解能と光量のバランスを調整できる。
共焦点空間フィルターに光ファイバーを使うことができるので
光検出器をモジュール化して切り離すことができる。
対物レンズの性能が適切であれば光学系全体でも妥当な空間分解能を得やすい。

短所
ビームを走査するのでスキャナー、スキャナー制御系、信号処理系が必要である。
走査中に変化する高速現象はゆがんで見えてしまう。
信号処理系のサンプリングレートとアナログ帯域が高いので
電気的なノイズの影響を受けやすい。
出力画像の微小領域（イメージセンサの1ピクセルに相当する）あたりの
露光時間が極めて短い。


共焦点光学系に関する弊社のノウハウ

レーザー光源
目的と御予算にあったレーザーの選定
お手持ちのレーザー使用の検討
可視域においては任意の波長のレーザーに対応
シャッターや減衰器の組込
多波長結合光学系により複数の波長に同時対応
音響光学素子による各波長のリアルタイム光量制御
シングルモード（もしくは偏波面保存）光ファイバーへのカップリング
ユーザー様への光軸調整トレーニングが可能

共焦点光学系
アプリケーションに応じた構成を提案
無限遠補正光学系、有限遠補正光学系、どちらでも対応
（但し有限遠補正光学系の場合はZ方向スキャンに制約あり）
お手持ちの顕微鏡その他のパーツ使用の検討
なるべく市販の光学部品を使用
対物レンズ、チューブレンズ、スキャンレンズ、の仕様と配置の決定
必要な調整機構と光軸調整手順の決定
各部におけるビーム径の決定
期待される空間分解能の算出
光ファイ バーで伝送されたビームのコリメート（多波長対応可）
ビームエクスパンダーによるビーム径の調整
共焦点空間フィルターの設計
光ファイバーによる共焦点空間フィルターと光検出器への信号光伝送
励起用レーザー光路と観察用蛍光光路の結合
XY各スキャナーの選定
ビーム径と走査角度にあわせた走査ミラー形状の設計
スキャナモジュール（ボディ）の設計
スキャナーへの共振ミラーやAODの使用
イメージファイバー（イメージバンドル）との組み合わせによる内視鏡
各アダプタや鏡筒等の機械設計
ユーザー様への動作原理説明や光軸調整トレーニングが可能


共焦点光学系に関する弊社の利点

光学系のモジュール化とユーザー様の立場に立った対応により
アプリケーションに適したシステムを構築できる可能性がある。
特注や試作への対応が得意である。
大手メーカーのシステムよりも低価格で提供できる可能性がある。
動作原理説明や光軸調整トレーニングが可能なので
納入後にユーザー様ご自身で調整やメンテナンス、改良・改造を行いやすい。



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