JP2008032995A

JP2008032995A - Confocal microscope

Info

Publication number: JP2008032995A
Application number: JP2006206122A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hino; 清日野
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-02-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a confocal microscope having high freedom of design of a scanning mechanism, capable of performing suitable scanning, having high utility efficiency of light from a light source and suitable for measuring a specimen with high resolution. <P>SOLUTION: In the confocal microscope 100, radiated light is focused on the focusing face of the specimen 22 via an objective lens 12, the focused point of the radiated light is scanned and a confocal image is obtained from reflected light of the specimen 22. Light output from a laser light source 1 is changed into a multiple light source by a pin hole unit 8, and light beams are moved in parallel to scan a plane by tilting a first optical parallel 24 and a second optical parallel 26 arranged between the pin hole unit 8 and the objective lens 12 with galvanometers 25 and 27, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、共焦点走査を行う顕微鏡に関する。 The present invention relates to a microscope that performs confocal scanning.

従来、共焦点走査を行う顕微鏡において、数多くの種類のものが提案され、大別するとシングルビーム方式とマルチビーム方式を用いた２種類に分類することができる。シングルビーム方式は、光源より発した光を集光レンズによって一点に集光し、集光した光を用いて走査機構により試料面を走査するので、照明効率が良い反面、試料面の走査に時間がかかるという問題がある。 Conventionally, many types of microscopes that perform confocal scanning have been proposed, and can be roughly classified into two types using a single beam method and a multi-beam method. In the single beam method, the light emitted from the light source is condensed at one point by the condenser lens, and the sample surface is scanned by the scanning mechanism using the collected light. There is a problem that it takes.

そして、かかる走査時間の問題を解決する方法として、図９に示すような、マルチビーム方式であるニポーディスク方式の共焦点顕微鏡が知られている（特許文献１参照）。
しかし、ニポーディスク方式は、試料全面を高密度で走査測定し、走査時間を短縮することができる反面、光源から発せられた光の殆どが、図９（ｂ）に示すように、ニポーディスクの開口を有していない面で遮られてしまい、光の利用効率が悪い。また、ニポーディスクが高速回転しているので、振動の影響も考慮しなければならない。 As a method for solving the problem of the scanning time, a Nipo disk type confocal microscope as shown in FIG. 9 is known (see Patent Document 1).
However, while the Nipo disk method can scan and measure the entire surface of the sample at high density and shorten the scanning time, most of the light emitted from the light source is Nipo, as shown in FIG. The light is not efficiently used because the light is blocked by the surface that does not have the disk opening. In addition, since the Nipo disk rotates at high speed, the influence of vibration must be taken into consideration.

また、図１０に示すように、対物レンズ２０７と物体Aとの間に位置する光透過性の平行平面２１１ａと、この平行平面２１１ａの光軸に対する角度を変化させるガルバノメータースキャナ２１１ｂとにより微小走査を行うマルチスリット型の共焦点顕微鏡が知られている（特許文献２参照）。
特表平０１−５０３４９３号公報特開２０００−１８０１３９号公報 Further, as shown in FIG. 10, micro scanning is performed by a light-transmissive parallel plane 211a located between the objective lens 207 and the object A, and a galvanometer scanner 211b that changes the angle of the parallel plane 211a with respect to the optical axis. A multi-slit confocal microscope is known (see Patent Document 2).
Japanese Translation of National Publication No. 01-503493 JP 2000-180139 A

しかしながら、上記従来技術の場合、特許文献２のように、対物レンズと物体との間に、走査装置として、光透過性の平行平面が配置されているが、対物レンズと物体は、通常、近設しているため、かかる配置では設計上、自由度が低く、平行平面の角度変化が困難であり、そのため物体表面への走査にも限界があった。その結果として、高分解能な走査測定を行うことができなかった。 However, in the case of the above prior art, as in Patent Document 2, a light transmissive parallel plane is arranged as a scanning device between the objective lens and the object. However, the objective lens and the object are usually close to each other. Therefore, in such an arrangement, the degree of freedom in design is low, and it is difficult to change the angle of the parallel plane. Therefore, there is a limit to scanning the object surface. As a result, high-resolution scanning measurement could not be performed.

本発明の課題は、走査機構の設計上の自由度が高く、好適な走査を行うことができ、且つ、光源からの光の利用効率が良く、高分解能な試料測定を好適に行うことができる共焦点顕微鏡を提供することである。 An object of the present invention is that a scanning mechanism has a high degree of freedom in designing, can perform suitable scanning, can efficiently use light from a light source, and can suitably perform high-resolution sample measurement. It is to provide a confocal microscope.

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
照射光を、対物レンズを介して試料の焦点面に結像させ、当該照射光の結像点を走査し、当該試料の反射光から共焦点画像を得る共焦点顕微鏡において、
光源から出力された光をマルチ光源に変換するマルチ光源変換手段と、
前記マルチ光源変換手段によって変換された複数の光源に基づき平面走査を行う走査手段と、
を備え、
前記走査手段は、前記マルチ光源変換手段と対物レンズとの間に配置され、光透過性を有するオプティカルパラレルと、光軸に対する当該オプティカルパラレルの角度を変化させる角度変化手段と、を備えて構成されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention described in claim 1
In the confocal microscope that forms an image of the irradiation light on the focal plane of the sample through the objective lens, scans the image formation point of the irradiation light, and obtains a confocal image from the reflected light of the sample.
Multi-light source conversion means for converting light output from the light source into a multi-light source;
Scanning means for performing planar scanning based on a plurality of light sources converted by the multi-light source conversion means;
With
The scanning unit is disposed between the multi-light source conversion unit and the objective lens, and includes an optical parallel having light transparency and an angle changing unit that changes an angle of the optical parallel with respect to the optical axis. It is characterized by that.

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の共焦点顕微鏡において、
前記オプティカルパラレルは、光軸方向に配置された、第１オプティカルパラレルとこの第１オプティカルパラレルと直交する第２オプティカルパラレルとにより構成されることを特徴とする。 The invention described in claim 2
The confocal microscope according to claim 1,
The optical parallel is composed of a first optical parallel and a second optical parallel orthogonal to the first optical parallel, which are arranged in the optical axis direction.

請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の共焦点顕微鏡において、
前記角度変化手段は、ガルバノメータであることを特徴とする。 The invention described in claim 3
The confocal microscope according to claim 1 or 2,
The angle changing means is a galvanometer.

請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３の何れか一項に記載の共焦点顕微鏡において、
前記走査手段は、前記角度変化手段により試料に応じた分解能及び走査時間を可変可能であることを特徴とする。 The invention according to claim 4
In the confocal microscope according to any one of claims 1 to 3,
The scanning means can vary the resolution and scanning time according to the sample by the angle changing means.

請求項５に記載の発明は、
請求項１〜４の何れか一項に記載の共焦点顕微鏡において、
試料面の凹凸に応じて結像位置を可変するための可変焦点レンズユニットを備えることを特徴とする。 The invention described in claim 5
In the confocal microscope according to any one of claims 1 to 4,
A variable focus lens unit for changing the imaging position according to the unevenness of the sample surface is provided.

請求項１に記載の発明によれば、マルチ光源変換手段によって、光源から出力された光をマルチ光源に変換することができ、走査手段によって、前記マルチ光源変換手段によって変換された複数の光源に基づき平面走査を行うことができる。
従って、光源からの光の利用効率が良く、高分解能な試料測定を好適に行うことができる。
また、走査手段は、マルチ光源変換手段と対物レンズとの間に配置され、無限遠補正光学系を構成することとなり、走査機構の設計上の自由度が高く、好適な走査を行うことができる。
さらに、走査手段として、オプティカルパラレルを用いることにより、走査位置に関して高い再現性が期待できる。 According to the first aspect of the present invention, the light output from the light source can be converted into a multi-light source by the multi-light source conversion means, and the plurality of light sources converted by the multi-light source conversion means can be converted by the scanning means. Based on this, plane scanning can be performed.
Therefore, the light use efficiency from the light source is good, and high-resolution sample measurement can be suitably performed.
Further, the scanning unit is arranged between the multi-light source conversion unit and the objective lens, and constitutes an infinity correction optical system, and the scanning mechanism has a high degree of freedom in designing and can perform a suitable scanning. .
Further, by using optical parallel as the scanning means, high reproducibility can be expected with respect to the scanning position.

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、第１のオプティカルパラレルと、この第１のオプティカルパラレルと直交する第２のオプティカルパラレルを用いることによって、光を前後左右に走査できることとなり、試料の全面に対して、縦、横何れも高い分解能を有し、好適に試料測定を行うことができる。 According to the invention described in claim 2, it is needless to say that the same effect as that of the invention described in claim 1 can be obtained, and the first optical parallel and the second optical orthogonal to the first optical parallel are obtained. By using the optical parallel, light can be scanned in the front, rear, left, and right directions, and the sample can be suitably measured with high resolution in both length and width with respect to the entire surface of the sample.

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、角度変化手段として、ガルバノメータを用いることにより、高精度の光走査を行うことができる。 According to the invention described in claim 3, it is needless to say that the same effect as that of the invention described in claim 1 or 2 can be obtained. By using a galvanometer as the angle changing means, high-precision optical scanning can be performed. It can be carried out.

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、走査手段は、角度変化手段により、試料に応じた分解能及び走査時間を可変可能にすることができる。
従って、例えば、生物を試料とする場合には、走査時間を早め、また、試料からの光の反射率が低い場合には、走査時間を遅くするなど、試料に応じて、好適な測定を行うことができる。 According to the invention described in claim 4, it is needless to say that the same effect as in the invention described in any one of claims 1 to 3 can be obtained, and the scanning means responds to the sample by the angle changing means. The resolution and scanning time can be made variable.
Therefore, for example, when a living organism is used as a sample, the scanning time is advanced, and when the reflectance of light from the sample is low, the scanning time is delayed, so that suitable measurement is performed according to the sample. be able to.

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、可変焦点レンズユニットを用いることによって、試料面の凹凸に応じて結像位置を合わせることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is needless to say that the same effect as that of the first aspect of the present invention can be obtained. The imaging position can be adjusted according to the unevenness.

以下に、本発明に係る共焦点顕微鏡について、図面を用いて具体的な態様を説明する。
図１に示すように、共焦点顕微鏡１００は、レーザー光源１と、ビームエキスパンダを構成するレンズ２及びレンズ３と、照射光と反射光を分離するビームスプリッタ６と、光の偏光方向を変える１／４λ板７と、レーザー光源１から出力された光をマルチ光源に変換するピンホールユニット８と、マルチ光源を集光して平行光に変換するリレーレンズ９と、光を左右に走査する第１オプティカルパラレル２４と、第１オプティカルパラレル２４の光軸に対する角度を変化させるガルバノメータ２５と、当該ガルバノメータ２５を駆動する駆動アンプ１５と、光を前後に走査する第２オプティカルパラレル２６と、第２オプティカルパラレル２６の光軸に対する角度を変化させるガルバノメータ２７と、当該ガルバノメータ２７を駆動する駆動アンプ１６と、焦点距離を可変するための可変焦点レンズユニット１０と、当該可変焦点レンズユニット１０を駆動する駆動アンプ１７と、試料２２の表面に光を結像するための結像レンズ１１、及び対物レンズ１２と、試料２２からの反射光を結像する撮像レンズ１３と、撮像レンズ１３を通過し、焦点の合った光のみを通過させるためのピンホール２３と、ピンホール２３を通過した光の結像を検出するイメージセンサ１４と、駆動アンプ１５、駆動アンプ１６、及び駆動アンプ１７を制御する制御装置１８と、イメージセンサ１４からの映像信号と可変レンズユニット１０からの位置信号を入力、及び制御装置１８に制御信号を発する演算装置１９と、演算装置１９で処理した画像信号を蓄積する記憶装置２０と、記憶装置２０に記憶された映像を表示する表示装置２１とを備えてなる。 Hereinafter, specific embodiments of the confocal microscope according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a confocal microscope 100 includes a laser light source 1, a lens 2 and a lens 3 constituting a beam expander, a beam splitter 6 that separates irradiated light and reflected light, and changes the polarization direction of the light. 1 / 4λ plate 7, pinhole unit 8 that converts light output from the laser light source 1 into a multi-light source, a relay lens 9 that condenses the multi-light source and converts it into parallel light, and scans the light left and right A first optical parallel 24; a galvanometer 25 that changes the angle of the first optical parallel 24 with respect to the optical axis; a drive amplifier 15 that drives the galvanometer 25; a second optical parallel 26 that scans light back and forth; A galvanometer 27 that changes the angle of the optical parallel 26 with respect to the optical axis, and a drive that drives the galvanometer 27 An amplifier 16, a variable focus lens unit 10 for changing the focal length, a drive amplifier 17 for driving the variable focus lens unit 10, an imaging lens 11 for imaging light on the surface of the sample 22, and The objective lens 12, the imaging lens 13 that forms an image of reflected light from the sample 22, the pinhole 23 that passes through the imaging lens 13 and passes only the focused light, and the light that has passed through the pinhole 23 An image sensor 14 that detects the image of the image, a control device 18 that controls the drive amplifier 15, the drive amplifier 16, and the drive amplifier 17, a video signal from the image sensor 14 and a position signal from the variable lens unit 10 are input. And an arithmetic device 19 that issues a control signal to the control device 18, a storage device 20 that accumulates image signals processed by the arithmetic device 19, and a storage device 20 And a display device 21 for displaying the recorded video.

上記構成の共焦点顕微鏡１００において、例えば、図１に示すように、レーザー光源１から照射された光は、レンズ２で光束の径が拡大され、レンズ３で平行光に変換される。そして、かかる平行光は、ビームスプリッタ６を通過して、１／４λ板７に入射し、さらに、ピンホールユニット８に入射し、マルチ光源に変換される。 In the confocal microscope 100 having the above-described configuration, for example, as shown in FIG. 1, the light emitted from the laser light source 1 is converted into parallel light by the lens 3 with the diameter of the light beam enlarged by the lens 2. Then, the parallel light passes through the beam splitter 6 and enters the quarter λ plate 7 and further enters the pinhole unit 8 and is converted into a multi-light source.

ピンホールユニット８は、例えば、図２に示すように、ガラス基板８０３の上面に、平面視において略円形のマイクロレンズアレイ８０１が規則的に並べて設けられ、図３の断面図に示すように、ガラス基板８０３上のマイクロレンズアレイ８０１が設けられていない部分には、遮光膜８０４が形成されている。また、ガラス基板８０３の下面には、ピンホールアレイ８０２が規則的に並べて設けられている。これにより、入射した平行光は、各マイクロレンズアレイ８０１に分割集光され、下面の各ピンホールアレイ８０２から出射される。
このように、ピンホールユニット８は、マイクロレンズアレイ８０１、及びピンホールアレイ８０２を備えることによって、マルチ光源変換手段として機能する。
尚、ピンホールユニット８は、図２に示したものに限らず、マイクロレンズアレイ８０１を、図４、又は図５に示すような、形、配列に設計しても良い。
具体的には、例えば、図４に示すように、マイクロレンズの各縦の配列を一列おきにずらして配置させたり、また、図５に示すように、各マイクロレンズの形状を平面視略円形ではなく、平面視略四角形に設計する。これにより、マイクロレンズの面密度を上げ、光の変換効率を向上させることができる。 For example, as shown in FIG. 2, the pinhole unit 8 is provided with a substantially circular microlens array 801 regularly arranged in a plan view on the upper surface of the glass substrate 803, and as shown in the sectional view of FIG. A light shielding film 804 is formed on a portion of the glass substrate 803 where the microlens array 801 is not provided. A pinhole array 802 is regularly arranged on the lower surface of the glass substrate 803. Thereby, the incident parallel light is divided and condensed on each microlens array 801 and emitted from each pinhole array 802 on the lower surface.
Thus, the pinhole unit 8 functions as a multi-light source conversion unit by including the microlens array 801 and the pinhole array 802.
The pinhole unit 8 is not limited to the one shown in FIG. 2, and the microlens array 801 may be designed in the shape and arrangement as shown in FIG. 4 or FIG.
Specifically, for example, as shown in FIG. 4, each vertical arrangement of microlenses is shifted every other row, and as shown in FIG. 5, the shape of each microlens is substantially circular in plan view. Instead, it is designed to have a substantially rectangular shape in plan view. Thereby, the surface density of a micro lens can be raised and the light conversion efficiency can be improved.

ピンホールユニット８によってマルチ光源に変換された光は、リレーレンズ９で平行光に変換される。そして、リレーレンズ９を通過した平行光は、第１オプティカルパラレル２４、及び第２オプティカルパラレル２６の傾きにより、屈曲されて出力される。 The light converted into the multi-light source by the pinhole unit 8 is converted into parallel light by the relay lens 9. The parallel light that has passed through the relay lens 9 is bent and output by the inclination of the first optical parallel 24 and the second optical parallel 26.

第１オプティカルパラレル２４は、例えば、図１に示すように、角度変化手段であるガルバノメータ２５に取り付けられており、駆動アンプ１５により、光軸に対する第１オプティカルパラレル２４の角度が変化される。また、同様に第１オプティカルパラレル２４と平面視において直交する第２オプティカルパラレル２６は、角度変化手段であるガルバノメータ２７に取り付けられており、駆動アンプ１６により、光軸に対する第２オプティカルパラレル２６の角度が変化される。そして、かかる構成を備えることによって、走査手段として機能する。 For example, as shown in FIG. 1, the first optical parallel 24 is attached to a galvanometer 25 that is an angle changing means, and the angle of the first optical parallel 24 with respect to the optical axis is changed by the drive amplifier 15. Similarly, a second optical parallel 26 that is orthogonal to the first optical parallel 24 in plan view is attached to a galvanometer 27 that is an angle changing means, and an angle of the second optical parallel 26 with respect to the optical axis by the drive amplifier 16. Is changed. By providing such a configuration, it functions as scanning means.

第１オプティカルパラレル２４、及び第２オプティカルパラレル２６による光の平面走査は、例えば、図６に示すように、第１オプティカルパラレル２４に取り付けられたガルバノメータ２５によって光軸に対する第１オプティカルパラレル２４の角度θを変化させ、入射した光を左右に平行移動させる。同様に、第２オプティカルパラレル２６に取り付けられたガルバノメータ２７によって光軸に対する第２オプティカルパラレル２６の角度を変化させ、入射した光を前後に平行移動させることによって、平面走査を行う。
より具体的に、第１オプティカルパラレル２４、及び第２オプティカルパラレル２６による光の平面走査を、図７を用いて説明する。図７は、ピンホールユニット８によってマルチ光源に変換された各光の平面走査される状態を示す図であり、図中に用いられている同じ番号は、同時に照射される光を示す。具体的には、まず、図中の番号１の位置に各光が照射されており、第１オプティカルパラレル２４を傾けることにより、各光は図中の番号２の位置に走査される。次いで、第２オプティカルパラレル２６を傾けることにより、図中の番号３の位置に走査され、同様にして、第１オプティカルパラレルを、前回の位置に戻すことにより、図中の番号４の位置に走査される。
尚、図７で示した平面走査の軌跡は１例であり、これに限らず、図中の番号を１、４、３、２の順に走査させ、また、走査密度を試料に応じて変化させても良い。 For example, as shown in FIG. 6, the planar scanning of light by the first optical parallel 24 and the second optical parallel 26 is performed by an angle of the first optical parallel 24 with respect to the optical axis by a galvanometer 25 attached to the first optical parallel 24. By changing θ, the incident light is translated from side to side. Similarly, plane scanning is performed by changing the angle of the second optical parallel 26 with respect to the optical axis by a galvanometer 27 attached to the second optical parallel 26 and translating the incident light back and forth.
More specifically, the planar scanning of light by the first optical parallel 24 and the second optical parallel 26 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing a state in which each light converted into a multi-light source by the pinhole unit 8 is subjected to plane scanning, and the same numbers used in the figure indicate lights irradiated at the same time. Specifically, first, each light is irradiated to the position of number 1 in the figure, and each light is scanned to the position of number 2 in the figure by tilting the first optical parallel 24. Next, the second optical parallel 26 is tilted to scan to the position of number 3 in the figure. Similarly, the first optical parallel is returned to the previous position to scan to the position of number 4 in the figure. Is done.
The plane scanning trajectory shown in FIG. 7 is an example, and is not limited to this. The numbers in the figure are scanned in the order of 1, 4, 3, 2 and the scanning density is changed according to the sample. May be.

第１オプティカルパラレル２４、及び第２オプティカルパラレル２６によって、平面走査された光は、可変焦点レンズユニット１０によって、試料２２に対して光軸に沿った上下方向に走査される。具体的には、図１に示すように、可変焦点レンズユニット１０のレンズを上下させることによって、対物レンズ１２に入射する光の広がり角を変化させる。そして、図８に示すように、光の広がり角を調整することによって、平行光の場合には、標準焦点位置に結像させ、収束する様な光の場合、より近い近接焦点位置に結像させ、逆に、発散する様な光の場合には、遠方焦点位置に結像させることができる。そのため、第１オプティカルパラレル２４、及び第２オプティカルパラレル２６によって平面走査を行い、可変焦点レンズユニット１０のレンズを上下方向に走査する毎に、各焦点位置が演算装置１９によって算出され、各焦点位置における共焦点像を取り込むことができる。このことから、演算装置１９によって算出された共焦点像の各焦点位置に基づき試料２２の表面の三次元像を構築することができる。 The light plane-scanned by the first optical parallel 24 and the second optical parallel 26 is scanned by the variable focus lens unit 10 in the vertical direction along the optical axis with respect to the sample 22. Specifically, as shown in FIG. 1, the divergence angle of light incident on the objective lens 12 is changed by moving the lens of the variable focus lens unit 10 up and down. Then, as shown in FIG. 8, by adjusting the light spread angle, an image is formed at the standard focal position in the case of parallel light, and an image is formed at a closer focal position in the case of light that converges. Conversely, in the case of light that diverges, it is possible to form an image at a far focus position. Therefore, each time a plane scan is performed by the first optical parallel 24 and the second optical parallel 26 and the lens of the varifocal lens unit 10 is scanned in the vertical direction, each focal position is calculated by the arithmetic unit 19, and each focal position is calculated. The confocal image at can be captured. From this, a three-dimensional image of the surface of the sample 22 can be constructed based on each focal position of the confocal image calculated by the arithmetic unit 19.

可変焦点レンズユニット１０を通過した光は、結像レンズ１１、及び対物レンズ１２を介して、試料２２の表面に結像する。そして、試料２２の表面からの反射光は、逆の光路を通り、ビームスプリッタ６に戻る。かかる場合、図１に示すように、戻り光は、１／４λ板７を２度通過するので、偏光方向が９０°変化してビームスプリッタ６を通過せずに反射して、撮像レンズ１３に集光し、ピンホール２３を介して、イメージセンサ１４に像を結ぶ。尚、このとき、ピンホール２３を介することにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。 The light that has passed through the varifocal lens unit 10 forms an image on the surface of the sample 22 via the imaging lens 11 and the objective lens 12. Then, the reflected light from the surface of the sample 22 passes through the reverse optical path and returns to the beam splitter 6. In this case, as shown in FIG. 1, since the return light passes through the quarter λ plate 7 twice, the polarization direction changes by 90 ° and is reflected without passing through the beam splitter 6, and is reflected on the imaging lens 13. The light is condensed and an image is formed on the image sensor 14 through the pinhole 23. At this time, the S / N ratio can be improved through the pinhole 23.

イメージセンサ１４によって結像された像は、演算装置１９で信号処理され、処理された画像データは、記憶装置２０に蓄積される。そして、試料２２を平面走査する度に、画像データが蓄積され、かかる画像データを合成して、表示装置２１に試料２２の画像が拡大表示される。 The image formed by the image sensor 14 is signal-processed by the arithmetic device 19, and the processed image data is stored in the storage device 20. Each time the sample 22 is scanned in plane, the image data is accumulated, and the image data is synthesized and the image of the sample 22 is enlarged and displayed on the display device 21.

このように、照射光を、対物レンズ１２を介して試料２２の焦点面に結像させ、当該照射光の結像点を走査し、当該試料２２の反射光から共焦点画像を得る共焦点顕微鏡１００において、ピンホールユニット８によって、レーザー光源１から出力された光をマルチ光源に変換することができ、ガルバノメータ２５、２７によって第１オプティカルパラレル２４、第２オプティカルパラレル２６のそれぞれを傾けることにより、ピンホールユニット８によって変換された複数の光源に基づき平面走査を行うことができる。
従って、光源からの光の利用効率が良く、高分解能な試料測定を好適に行うことができる。
また、第１オプティカルパラレル２４、及び第２オプティカルパラレル２６は、ピンホールユニット８と対物レンズ１２との間の無限遠補正光学系に配置されることとなり、走査機構の設計上の自由度が高く、好適な走査を行うことができる。
さらに、走査手段として、オプティカルパラレルを用いることにより、走査位置に関して高い再現性が期待できる。 In this way, the confocal microscope obtains a confocal image from the reflected light of the sample 22 by causing the irradiation light to form an image on the focal plane of the sample 22 through the objective lens 12, scanning the image formation point of the irradiation light. In 100, the light output from the laser light source 1 can be converted into a multi-light source by the pinhole unit 8, and the first optical parallel 24 and the second optical parallel 26 are inclined by the galvanometers 25 and 27, respectively. Planar scanning can be performed based on a plurality of light sources converted by the pinhole unit 8.
Therefore, the light use efficiency from the light source is good, and high-resolution sample measurement can be suitably performed.
Further, the first optical parallel 24 and the second optical parallel 26 are arranged in the infinity correction optical system between the pinhole unit 8 and the objective lens 12, and the degree of freedom in designing the scanning mechanism is high. Suitable scanning can be performed.
Further, by using optical parallel as the scanning means, high reproducibility can be expected with respect to the scanning position.

なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものではなく、ビームスプリッタの代わりに、ダイクロックミラーを用いる設計であっても良い。これにより、試料が微生物である場合に蛍光を発するように処理をすれば、微生物の観察を好適に行うことができる。
また、試料の焦点位置合わせを、駆動アンプ、及び駆動アンプを制御する制御装置に接続された試料台を上下させることにより調整することができる設計であっても良い。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and may be designed using a dichroic mirror instead of the beam splitter. Thereby, if processing is performed so as to emit fluorescence when the sample is a microorganism, the microorganism can be preferably observed.
Moreover, the design which can adjust the focus position adjustment of a sample by raising / lowering the sample stand connected to the drive amplifier and the control apparatus which controls a drive amplifier may be sufficient.
In addition, it is needless to say that other specific detailed structures can be appropriately changed.

本発明に係る共焦点顕微鏡を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing a confocal microscope according to the present invention. 本発明に係るピンホールユニットを示す構成図である。It is a block diagram which shows the pinhole unit which concerns on this invention. 本発明に係るピンホールユニットの断面を示す構成図である。It is a block diagram which shows the cross section of the pinhole unit which concerns on this invention. 本発明に係るピンホールユニットの他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other Example of the pinhole unit which concerns on this invention. 本発明に係るピンホールユニットの他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other Example of the pinhole unit which concerns on this invention. 本発明に係る走査機構を説明する図である。It is a figure explaining the scanning mechanism which concerns on this invention. 本発明に係る共焦点顕微鏡における走査軌跡を示す図である。It is a figure which shows the scanning locus | trajectory in the confocal microscope which concerns on this invention. 本発明に係る可変焦点レンズによる焦点合わせを説明する図である。It is a figure explaining the focusing by the variable focus lens which concerns on this invention. 従来例の基本構成図である。It is a basic composition figure of a prior art example. 他の従来例の基本構成図である。It is a basic composition figure of other conventional examples.

Explanation of symbols

１レーザー光源
８ピンホールユニット（マルチ光源変換手段）
８０１マイクロレンズアレイ（マルチ光源変換手段）
８０２ピンホールアレイ（マルチ光源変換手段）
１０可変焦点レンズユニット
１２対物レンズ
１５駆動アンプ（走査手段、角度変化手段）
１６駆動アンプ（走査手段、角度変化手段）
１７駆動アンプ
１８制御装置（走査手段、角度変化手段）
２２試料
２４第１オプティカルパラレル（走査手段）
２５ガルバノメータ（走査手段、角度変化手段）
２６第２オプティカルパラレル（走査手段）
２７ガルバノメータ（走査手段、角度変化手段）
１００共焦点顕微鏡 1 Laser light source 8 Pinhole unit (Multi-light source conversion means)
801 Microlens array (multi-light source conversion means)
802 pinhole array (multi-light source conversion means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Variable focus lens unit 12 Objective lens 15 Drive amplifier (scanning means, angle change means)
16 Drive amplifier (scanning means, angle changing means)
17 Drive amplifier 18 Control device (scanning means, angle changing means)
22 Sample 24 1st optical parallel (scanning means)
25 Galvanometer (scanning means, angle changing means)
26 Second optical parallel (scanning means)
27 Galvanometer (scanning means, angle changing means)
100 Confocal microscope

Claims

In the confocal microscope that forms an image of the irradiation light on the focal plane of the sample through the objective lens, scans the image formation point of the irradiation light, and obtains a confocal image from the reflected light of the sample.
Multi-light source conversion means for converting light output from the light source into a multi-light source;
Scanning means for performing planar scanning based on a plurality of light sources converted by the multi-light source conversion means;
With
The scanning unit is disposed between the multi-light source conversion unit and the objective lens, and includes an optical parallel having light transparency and an angle changing unit that changes an angle of the optical parallel with respect to the optical axis. A confocal microscope characterized by that.

2. The confocal microscope according to claim 1, wherein the optical parallel includes a first optical parallel and a second optical parallel orthogonal to the first optical parallel arranged in the optical axis direction.

The confocal microscope according to claim 1, wherein the angle changing unit is a galvanometer.

The confocal microscope according to any one of claims 1 to 3, wherein the scanning unit can change a resolution and a scanning time corresponding to a sample by the angle changing unit.

The confocal microscope according to any one of claims 1 to 4, further comprising a variable focus lens unit for changing an imaging position according to unevenness of a sample surface.