JP2000221407A - Illumination optical system for confocal laser scanning microscope - Google Patents

Illumination optical system for confocal laser scanning microscope

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JP2000221407A
JP2000221407A JP11022060A JP2206099A JP2000221407A JP 2000221407 A JP2000221407 A JP 2000221407A JP 11022060 A JP11022060 A JP 11022060A JP 2206099 A JP2206099 A JP 2206099A JP 2000221407 A JP2000221407 A JP 2000221407A
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JP
Japan
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light beam
mask
illumination
optical system
annular
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JP11022060A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Kitahara
章広 北原
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the illumination optical system of a confocal laser scanning microscope constituted so that ring zonal luminous flux is always accurately projected on an objective pupil. SOLUTION: A ring zonal mask 18 changing circular luminous flux emitted from a laser beam source 12 to the ring zonal luminous flux is loaded on a precise XY stage 20. On the stage 20, the mask 18 is supported so that it can be continuously moved within a surface being vertical to the optical axis of the illumination luminous flux and the position thereof can be accurately and two-dimensionally adjusted. A control part 22 controlling the stage 20 is provided with a memory 24 storing the position of the mask 18 so that the mask 18 can be appearance arranged again at a proper position. Besides, the optimum position of the mask 18 with respect to the rotation amount of an image rotation prism 34 is previously stored in the memory 24 so that the mask 18 is moved to the optimum position by interlocking with the rotation of the prism 34 by the control part 22. Thus, the ring zonal luminous flux is always accurately and suitably projected on the objective pupil.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は共焦点レーザ走査顕
微鏡の照明光学系、特に輪帯光束を用いた照明光学系に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illumination optical system for a confocal laser scanning microscope, and more particularly to an illumination optical system using an annular luminous flux.

【0002】[0002]

【従来の技術】共焦点レーザ走査顕微鏡(CLSM)
は、一般的な光学顕微鏡に比較して高解像を達成するこ
とができる。CLSMの理論は、T. Wilson Ed. 著のCO
NFOCAL MICROSCOPY などに詳しく述べられている。CL
SMで得られる点像強度分布関数(PSF)は、照明光
学系(コンデンサレンズ)のPSFと検出光学系(対物
レンズ)のPSFの積となるため、高解像を達成できる
ことがその基本原理である。
2. Description of the Related Art Confocal laser scanning microscope (CLSM)
Can achieve high resolution as compared with a general optical microscope. The theory of CLSM is described by T. Wilson Ed.
Details are described in NFOCAL MICROSCOPY. CL
Since the point spread function (PSF) obtained by the SM is the product of the PSF of the illumination optical system (condenser lens) and the PSF of the detection optical system (objective lens), it is a basic principle that high resolution can be achieved. is there.

【0003】現在、実用に供されているCLSMは、落
射型のCLSMが多い。落射型のCLSMの構成の概略
を図2に示す。図2において、レーザ光源12から射出
されたレーザ光は、二枚のレンズ52と54からなるビ
ームエキスパンダ55を通り、ハーフミラー26、ガル
バノミラー28、二枚のレンズ30と32からなるリレ
ーレンズ系33を通り、対物レンズ38を介して、標本
40に照射される。
At present, most of the practically used CLSMs are epi-illuminated CLSMs. FIG. 2 schematically shows the configuration of the epi-illumination type CLSM. In FIG. 2, a laser beam emitted from a laser light source 12 passes through a beam expander 55 including two lenses 52 and 54, a half mirror 26, a galvanometer mirror 28, and a relay lens including two lenses 30 and 32. The sample 40 passes through the system 33 and is illuminated via the objective lens 38.

【0004】標本40からの戻り光は、対物レンズ3
8、リレーレンズ系33、ガルバノミラー28、ハーフ
ミラー26を経た後、共焦点レンズ42により集光さ
れ、ピンホール44を通過した光が、光検出器46で光
電変換され検出される。
The return light from the sample 40 is transmitted to the objective lens 3
8. After passing through the relay lens system 33, the galvanometer mirror 28, and the half mirror 26, the light condensed by the confocal lens 42 and passed through the pinhole 44 is photoelectrically converted by the photodetector 46 and detected.

【0005】図2では簡単のため一次元の走査手段を示
したが、ガルバノミラーを二つ設けることにより二次元
の走査手段としてもよい。
Although one-dimensional scanning means is shown in FIG. 2 for simplicity, two-dimensional scanning means may be provided by providing two galvanometer mirrors.

【0006】図2に代表される落射型のCLSMでは、
対物レンズ38がコンデンサレンズを兼ねている。従っ
て、得られるPSFは対物レンズのPSFの自乗とな
る。対物レンズのPSFとその自乗を図3に示す。図3
から、自乗の効果により、第一暗環の径は変わらないが
半値幅は狭くなることが分かる。また、一次極大は自乗
効果でさらに小さくなり、一般的な光学顕微鏡よりも解
像、コントラスト共に向上させることができる。
In an epi-illumination type CLSM represented by FIG.
The objective lens 38 also serves as a condenser lens. Therefore, the obtained PSF is the square of the PSF of the objective lens. FIG. 3 shows the PSF of the objective lens and its square. FIG.
It can be seen from the above that the diameter of the first dark ring does not change but the half-value width narrows due to the square effect. Further, the primary maximum is further reduced by the square effect, and both resolution and contrast can be improved as compared with a general optical microscope.

【0007】CLSMは、このように優れた顕微鏡であ
るが、照明光束に輪帯形状の光束を用いることにより、
焦点深度を深くし、解像度を更に向上させる技術が、例
えば、特開平8−334701号や特開平7−6350
82号や特開平8−15156号において、提案されて
いる。
The CLSM is an excellent microscope as described above, but by using a ring-shaped light beam as an illumination light beam,
Techniques for increasing the depth of focus and further improving the resolution are disclosed in, for example, JP-A-8-334701 and JP-A-7-6350.
No. 82 and JP-A-8-15156.

【0008】照明光束に輪帯光束を用いる輪帯照明光学
系では、円形光束を輪帯光束に変換する輪帯光束形成手
段として、回折光学素子や一対のアキシコンプリズムや
リングフィルタなどが使用されている。
In an orbicular illumination optical system using an orbicular luminous flux as an illuminating luminous flux, a diffractive optical element, a pair of axicon prisms and a ring filter are used as orbicular luminous flux forming means for converting a circular luminous flux into an orbicular luminous flux. ing.

【0009】輪帯照明光学系を備えたCLSMの概略を
図4に示す。図4に示される光学系では、レーザ光源1
2とハーフミラー26の間に、一対のアキシコンプリズ
ム62と64、一対のレンズ66と68を有している。
一対のアキシコンプリズム62と64は、レーザ光源1
2からの円形光束を輪帯光束に変換する光束形成手段を
構成している。また、一対のレンズ66と68は、輪帯
光束の径を調節するビームリデューサを構成している。
他の要素は図2の光学系と同じである。
FIG. 4 schematically shows a CLSM having an annular illumination optical system. In the optical system shown in FIG.
A pair of axicon prisms 62 and 64 and a pair of lenses 66 and 68 are provided between the half mirror 2 and the half mirror 26.
The pair of axicon prisms 62 and 64 are
A light beam forming means for converting the circular light beam from No. 2 into an annular light beam is provided. The pair of lenses 66 and 68 constitute a beam reducer for adjusting the diameter of the zonal light beam.
Other elements are the same as those of the optical system of FIG.

【0010】通常の円形光束と輪帯光束の各々に対する
対物レンズ38のPSFを図5に示す。図中、破線が円
形光束による対物レンズ38のPSFを示し、実線が輪
帯光束による対物レンズ38のPSFを示している。図
5から、輪帯照明の方がPSFの幅が狭くなり、従って
横方向の分解能が向上していることがわかる。また、図
示しないが、焦点深度も深くなることが知られている。
FIG. 5 shows the PSF of the objective lens 38 for each of the ordinary circular light beam and the annular light beam. In the figure, the broken line indicates the PSF of the objective lens 38 using a circular light beam, and the solid line indicates the PSF of the objective lens 38 using a ring light beam. From FIG. 5, it can be seen that the width of the PSF is narrower in the annular illumination, so that the resolution in the lateral direction is improved. Although not shown, it is known that the depth of focus also increases.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、輪帯
光束による輪帯照明では、横方向の解像度の向上や焦点
深度の増大を図ることができる。しかし、この効果を得
るには、輪帯光束を対物瞳に精度良く投影する必要があ
る。このため、輪帯光束形成手段は、光軸に対して、高
い精度で位置決めされなければならない。
As described above, in annular illumination using annular luminous flux, it is possible to improve the resolution in the horizontal direction and increase the depth of focus. However, in order to obtain this effect, it is necessary to accurately project the annular light flux onto the objective pupil. For this reason, the annular light beam forming means must be positioned with high accuracy with respect to the optical axis.

【0012】また、線幅測定等においては、その測定精
度を高めるために、像回転プリズム等を用いた像回転機
構が用いられる。線幅測定のように、方向性を持つ標本
に対しては、主走査方向をどの方向に設定するかで分解
能が異なる。像回転機構は、主走査方向を回転させる機
能を持ち、像回転機構により主走査方向を回転させ最適
な方向に合わせることで、分解能の向上が図られてい
る。
In line width measurement and the like, an image rotating mechanism using an image rotating prism or the like is used in order to increase the measurement accuracy. For a sample having directionality, such as a line width measurement, the resolution differs depending on which direction the main scanning direction is set. The image rotation mechanism has a function of rotating the main scanning direction, and the resolution is improved by rotating the main scanning direction by the image rotation mechanism so as to match the direction.

【0013】しかしながら、一般に像回転機構は、像回
転プリズムの誤差やその回転機構の偏心等が原因で、照
明光束と対物瞳の間に微小量ではあるがずれを与えてし
まう。このずれ量は、上述した輪帯照明の効果を得るた
めに必要な位置精度より大きく、輪帯照明の効果が十分
に得られなくなるという問題がある。
However, in general, the image rotation mechanism gives a small amount of deviation between the illumination light beam and the objective pupil due to an error of the image rotation prism and the eccentricity of the rotation mechanism. This shift amount is larger than the positional accuracy required for obtaining the above-described annular illumination effect, and there is a problem that the annular illumination effect cannot be sufficiently obtained.

【0014】本発明はこのような問題を解決するために
成されたものであり、その目的は、輪帯光束が対物瞳に
常に精度良く投影される照明光学系を提供することであ
る。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an illumination optical system in which an annular luminous flux is always accurately projected on an objective pupil.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明による共焦点レー
ザ走査顕微鏡の照明光学系は、照明光束としての円形光
束を射出する光源部と、円形光束を輪帯光束に変換する
輪帯光束形成手段と、輪帯光束形成手段を照明光束の光
軸を横切る方向に連続的に移動可能に支持し二次元的に
位置調整し得る位置調整手段とを有している。
An illumination optical system of a confocal laser scanning microscope according to the present invention comprises a light source section for emitting a circular light beam as an illumination light beam, and an annular light beam forming means for converting the circular light beam into an annular light beam. And a position adjusting means for supporting the annular light flux forming means continuously movably in a direction transverse to the optical axis of the illuminating light flux and capable of adjusting the position two-dimensionally.

【0016】一例において、照明光学系は、主走査方向
を回転させる共焦点レーザ走査顕微鏡の像回転機構に連
動して位置調整手段を制御する制御部を更に有してい
る。また、像回転機構は像回転プリズムを含み、制御部
は像回転プリズムの回転量に対する輪帯光束形成手段の
最適な位置を予め記憶しておくメモリーを備えており、
制御部はメモリーの記憶情報に基づいて像回転プリズム
の回転に連動して輪帯光束形成手段を最適な位置に移動
させる。
In one example, the illumination optical system further has a control unit for controlling the position adjusting means in conjunction with an image rotation mechanism of the confocal laser scanning microscope for rotating the main scanning direction. The image rotation mechanism includes an image rotation prism, and the control unit includes a memory that stores in advance an optimal position of the annular light beam forming unit with respect to the rotation amount of the image rotation prism,
The controller moves the orbicular zone light beam forming means to an optimum position in conjunction with the rotation of the image rotation prism based on the information stored in the memory.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態による共焦点
レーザ走査顕微鏡の照明光学系について図1を用いて説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An illumination optical system of a confocal laser scanning microscope according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0018】レーザ光源12から射出されたレーザ光
は、二枚のレンズ14と16で構成されるビームエキス
パンダ17を通過することにより光束径が拡大される。
拡大された光束の光路上に、適宜、輪帯光束形成手段を
構成する輪帯マスク18が配置される。輪帯マスク18
は、レーザ光源12から入射する円形の光束を選択的に
透過して輪帯形状の光束に変える。
The laser beam emitted from the laser light source 12 passes through a beam expander 17 composed of two lenses 14 and 16, so that the beam diameter is enlarged.
On the optical path of the expanded light beam, an annular mask 18 constituting the annular light beam forming means is appropriately arranged. Zonal mask 18
Selectively transmits a circular light beam incident from the laser light source 12 to convert it into a ring-shaped light beam.

【0019】輪帯マスク18は精密XYステージ20に
搭載されており、これにより輪帯マスク18は照明光束
の光軸に垂直な面内において連続的に移動可能に支持さ
れ高い精度で二次元的に位置調整され得る。精密XYス
テージ20は制御部22によって制御される。この制御
部22は、輪帯マスク18の位置を記憶しておくための
メモリー24を備えており、輪帯マスク18を外した前
後で適切な位置に再現性良く配置できる。
The annular mask 18 is mounted on a precision XY stage 20, whereby the annular mask 18 is supported so as to be continuously movable in a plane perpendicular to the optical axis of the illuminating light flux, and is two-dimensional with high precision. Can be adjusted. The precision XY stage 20 is controlled by the control unit 22. The control unit 22 includes a memory 24 for storing the position of the annular mask 18, and can be arranged at an appropriate position with good reproducibility before and after the annular mask 18 is removed.

【0020】精密XYステージ20により、輪帯マスク
18を光路から外すことで、円形光束による通常照明が
行なわれ、輪帯マスク18を光路上に配置することで、
輪帯光束による輪帯照明が行なわれる。
By removing the orbicular mask 18 from the optical path by the precision XY stage 20, normal illumination with a circular luminous flux is performed. By disposing the orbicular mask 18 on the optical path,
The annular illumination is performed by the annular luminous flux.

【0021】照明光束は、ハーフミラー26、ガルバノ
ミラー28、二枚のレンズ30と32で構成されたリレ
ーレンズ系33、像回転プリズム34、対物レンズ38
を介して、標本40に照射され、スポットを形成する。
The illumination light beam is supplied to a half mirror 26, a galvanometer mirror 28, a relay lens system 33 composed of two lenses 30 and 32, an image rotation prism 34, and an objective lens 38.
Irradiates the specimen 40 via the light source to form a spot.

【0022】ガルバノミラー28は、その反射面が紙面
に垂直な軸周りに所定の角度範囲で揺動可能であり、こ
の揺動により標本40に形成されたスポットが走査され
る。
The galvanomirror 28 is capable of swinging within a predetermined angle range around an axis whose reflection surface is perpendicular to the plane of the paper, and the swing scans a spot formed on the specimen 40.

【0023】図1の光学系では、走査手段は、ただ一つ
のガルバノミラー28で構成されているが、二次元走査
を実現し得るように、二つのガルバノミラーで構成され
てもよい。つまり、ハーフミラー26とリレーレンズ系
33の間に二つのガルバノミラーを、好適には互いの軸
が直交するように配置することにより、二次元走査を実
現し得るように拡張してもよい。
In the optical system of FIG. 1, the scanning means is constituted by only one galvanometer mirror 28, but may be constituted by two galvanometer mirrors so as to realize two-dimensional scanning. In other words, two galvanometer mirrors may be preferably arranged between the half mirror 26 and the relay lens system 33 so that their axes are orthogonal to each other, so that two-dimensional scanning can be realized.

【0024】像回転プリズム34は、光軸の周りに、例
えば180°の角度範囲で、回転可能である。像回転プ
リズム34の回転は、主走査方向を回転させる。主走査
方向は、標本40に応じて決められ、例えば、線幅測定
では、好適には、測定する線幅に沿った向きに選ばれ
る。従って、像回転プリズム34の角度方向を調整する
ことにより、標本40に応じて、主走査方向を適切に調
整することができる。
The image rotation prism 34 is rotatable around the optical axis, for example, in an angle range of 180 °. The rotation of the image rotation prism 34 rotates the main scanning direction. The main scanning direction is determined according to the sample 40. For example, in the line width measurement, the direction is preferably selected along the line width to be measured. Therefore, by adjusting the angle direction of the image rotation prism 34, the main scanning direction can be appropriately adjusted according to the specimen 40.

【0025】像回転プリズム34の誤差やその回転機構
の偏心などは、照明光束の角度と位置に変化を与え、照
明光束と対物瞳の間にずれを生じさせる。このずれは、
一般に通常照明では問題とならない量であっても、輪帯
照明では無視できない量となる。つまり、輪帯照明で
は、照明光束つまり輪帯光束は更に高い精度で対物瞳に
投影されている必要がある。
The error of the image rotation prism 34 and the eccentricity of the rotation mechanism change the angle and position of the illumination light beam, causing a shift between the illumination light beam and the objective pupil. This shift is
In general, even if the amount is not a problem in normal illumination, the amount is not negligible in annular illumination. That is, in annular illumination, the illumination light flux, that is, the annular light flux, needs to be projected onto the objective pupil with higher accuracy.

【0026】本実施形態では、輪帯光束と対物瞳の間に
ずれは、精密XYステージ20を用いて輪帯マスク18
の位置を調整して取り除かれる。つまり、メモリー24
は像回転プリズム34の回転量に対する輪帯マスク18
の最適な位置を予め記憶しており、制御部22は、像回
転プリズム34の回転に連動して輪帯マスク18を最適
な位置に移動させる。これにより、輪帯光束は常に対物
瞳に高精度で好適に投影される。
In the present embodiment, the displacement between the annular luminous flux and the objective pupil is determined by using the precision XY stage 20 and the annular mask 18.
Adjust the position and remove it. That is, the memory 24
Is the annular mask 18 with respect to the rotation amount of the image rotation prism 34.
The optimal position is stored in advance, and the control unit 22 moves the annular mask 18 to the optimal position in conjunction with the rotation of the image rotation prism 34. Thus, the annular luminous flux is always preferably projected onto the objective pupil with high accuracy.

【0027】標本40からの戻り光は、対物レンズ3
8、像回転プリズム34、リレーレンズ系33、ガルバ
ノミラー28を経て、ハーフミラー26に向かう。戻り
光の一部はハーフミラー26を透過し、共焦点レンズ4
2によって集光される。
The return light from the sample 40 is transmitted to the objective lens 3
8, via the image rotation prism 34, the relay lens system 33, and the galvanomirror 28, toward the half mirror 26. Part of the returning light passes through the half mirror 26 and is conveyed to the confocal lens 4.
2 collects light.

【0028】共焦点レンズ42の後方にはピンポール4
4が設けられている。ピンホール44の開口は、照明光
束により標本40上に形成されるスポットと共役な位置
関係にあり、スポットからの戻り光だけを選択的に通過
させ、それ以外の光を遮断する。これにより、正しくス
ポットからの戻り光だけが、ピンホール44を通過して
光検出器46に入射し得る。
Behind the confocal lens 42, a pin pole 4
4 are provided. The opening of the pinhole 44 has a conjugate positional relationship with the spot formed on the specimen 40 by the illuminating light flux, and selectively allows only return light from the spot to pass and blocks other light. Thereby, only the return light from the spot can pass through the pinhole 44 and enter the photodetector 46 correctly.

【0029】本実施の形態の共焦点レーザ走査顕微鏡の
照明光学系では、精密XYステージ20を用いて、輪帯
マスク18を光路に対して抜き差しすることにより、通
常照明と輪帯照明の切り換えが行なえる。また、精密X
Yステージ20を用いて、輪帯マスク18の位置を調整
することで、像回転プリズム34に起因する輪帯光束と
対物瞳の間の相対的なずれをリアルタイムに補正してお
り、これにより常に最適な輪帯照明が得られる。
In the illumination optical system of the confocal laser scanning microscope according to the present embodiment, by switching the normal illumination and the annular illumination by inserting and removing the annular mask 18 with respect to the optical path using the precision XY stage 20. I can do it. In addition, precision X
By adjusting the position of the annular mask 18 using the Y stage 20, the relative displacement between the annular luminous flux and the objective pupil caused by the image rotating prism 34 is corrected in real time, and thus, is always corrected. Optimal annular illumination can be obtained.

【0030】本発明は、上述した実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれ
るすべての実施を含む。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes all embodiments carried out without departing from the gist thereof.

【0031】例えば、上述した実施の形態では、輪帯マ
スク18だけがXYステージ20に支持されているが、
輪帯マスク18に加えてビームエキスパンダ17又はレ
ーザ光源12が一緒にXYステージ20に支持されても
よい。また、ビームエキスパンダ17及びレーザ光源1
2がXYステージ20に支持されてもよい。
For example, in the above-described embodiment, only the annular mask 18 is supported by the XY stage 20.
The beam expander 17 or the laser light source 12 may be supported by the XY stage 20 together with the annular mask 18. In addition, the beam expander 17 and the laser light source 1
2 may be supported by the XY stage 20.

【0032】この構成は、XYステージ20の負荷は大
きくなり制御面でのデメリットはあるが、輪帯マスク1
8の移動の際に、ビームエキスパンダ17からの照明光
束と輪帯マスク18の間に相対的な移動がなく、安定し
た輪帯光束が形成されるという利点を有する。
In this configuration, the load on the XY stage 20 increases, and there is a demerit in the control aspect.
8 has the advantage that there is no relative movement between the illumination light beam from the beam expander 17 and the orbicular mask 18 and a stable orbicular light beam is formed.

【0033】また、上述した実施の形態では、輪帯光束
形成手段は、入射する光束を部分的に遮断する輪帯マス
クで構成されているが、これ以外にも、公知のあらゆる
技術が適用可能である。例えば、従来の技術の説明でも
触れたように、回折光学素子や一対のアキシコンプリズ
ムなどで構成することもできる。
Further, in the above-described embodiment, the orbicular light beam forming means is constituted by an orbicular mask which partially blocks the incident light beam, but any other known technique can be applied. It is. For example, as mentioned in the description of the related art, it may be configured by a diffractive optical element or a pair of axicon prisms.

【0034】つまり、輪帯マスク18の代わりに回折光
学素子又は一対のアキシコンプリズムが精密ステージ2
0に支持されると共に、顕微鏡装置の所望の位置に配置
されるよう構成してもよい。更に、精密XYステージ2
0を駆動して、この精密XYステージ20に支持された
回折光学素子又は一対のアキシコンプリズムをレーザ光
源12から射出されるレーザ光の光路に対して抜き差し
することにより、通常照明と輪帯照明の切り換えが行え
る。
That is, instead of the annular mask 18, a diffractive optical element or a pair of axicon prisms
0 and may be arranged at a desired position on the microscope apparatus. Furthermore, precision XY stage 2
0 is driven to insert and remove the diffractive optical element or a pair of axicon prisms supported by the precision XY stage 20 with respect to the optical path of the laser light emitted from the laser light source 12, thereby providing normal illumination and annular illumination. Can be switched.

【0035】また、精密XYステージ20を用いて、こ
の精密ステージ20に支持された回折光学素子又は一対
のアキシコンプリズムの位置を調整することで、像回転
プリズム34に起因する輪帯光束と対物瞳の間の相対的
なずれをリアルタイムに補正しており、これにより常に
最適な輪帯照明が得られる。
Further, by adjusting the position of the diffractive optical element or the pair of axicon prisms supported by the precision XY stage 20 using the precision XY stage 20, the annular luminous flux caused by the image rotation prism 34 and the objective light are adjusted. The relative displacement between the pupils is corrected in real time, so that the optimal annular illumination is always obtained.

【0036】更に、回折光学素子又は一対のアキシコン
プリズムだけが精密XYステージ20に支持されるので
はなく、これらの構成に加えてビームエキスパンダ17
(又は、図4における一対のレンズ66と68からなる
ビームリデューサ)又はレーザ光源12が一緒に精密X
Yステージ20に支持されてもよい。ビームエキスパン
ダ17(又は、図4における一対のレンズ66と68か
らなるビームリデューサ)及びレーザ光源12がXYス
テージ20に支持されてもよい。
Further, not only the diffractive optical element or a pair of axicon prisms is supported by the precision XY stage 20 but also the beam expander 17 in addition to these components.
(Or a beam reducer comprising a pair of lenses 66 and 68 in FIG. 4) or the laser light source 12 is
It may be supported by the Y stage 20. The beam expander 17 (or a beam reducer including a pair of lenses 66 and 68 in FIG. 4) and the laser light source 12 may be supported by the XY stage 20.

【0037】この構成は、XYステージ20の負荷は大
きくなり対物瞳に対して位置合わせを行う制御面でのデ
メリットはあるが、輪帯マスク18の移動の際に、上述
した実施の形態と比較して、ビームエキスパンダ17か
らの照明光束と輪帯マスク18の間に相対的な移動が減
少もしくは無くなるため、より安定した輪帯照明が形成
され、これにより最適な輪帯照明が得られるという利点
を有する。
Although this configuration has a disadvantage in the control plane for performing the alignment with respect to the objective pupil due to an increase in the load on the XY stage 20, the configuration is different from that of the above-described embodiment when the annular mask 18 is moved. Then, since the relative movement between the illumination light flux from the beam expander 17 and the annular mask 18 is reduced or eliminated, more stable annular illumination is formed, whereby the optimal annular illumination is obtained. Has advantages.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、輪帯光束が対物瞳に常
に精度良く投影される共焦点レーザ走査顕微鏡の照明光
学系が提供される。
According to the present invention, there is provided an illumination optical system of a confocal laser scanning microscope in which an annular luminous flux is always accurately projected on an objective pupil.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態による照明光学系を備えた
共焦点レーザ走査顕微鏡の概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a confocal laser scanning microscope provided with an illumination optical system according to an embodiment of the present invention.

【図2】最も一般的な落射型の共焦点レーザ走査顕微鏡
の概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of the most common epi-illumination type confocal laser scanning microscope.

【図3】図2の対物レンズの点像強度分布(PSF)関
数とその自乗のグラフである。
3 is a graph of a point spread function (PSF) function of the objective lens of FIG. 2 and its square.

【図4】輪帯照明光学系を備えた共焦点レーザ走査顕微
鏡の概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of a confocal laser scanning microscope provided with an annular illumination optical system.

【図5】通常の円形光束と輪帯光束における対物レンズ
の点像強度分布(PSF)関数のグラフである。
FIG. 5 is a graph of a point spread function (PSF) function of an objective lens for a normal circular light beam and an annular light beam.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 レーザ光源 18 輪帯マスク 20 XYステージ 22 制御部 24 メモリー Reference Signs List 12 laser light source 18 annular mask 20 XY stage 22 control unit 24 memory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 共焦点レーザ走査顕微鏡の照明光学系で
あり、 照明光束としての円形光束を射出する光源部と、 円形光束を輪帯光束に変換する輪帯光束形成手段と、 輪帯光束形成手段を照明光束の光軸を横切る方向に連続
的に移動可能に支持し二次元的に位置調整し得る位置調
整手段とを有している、共焦点レーザ走査顕微鏡の照明
光学系。
1. An illumination optical system of a confocal laser scanning microscope, comprising: a light source for emitting a circular light beam as an illumination light beam; an annular light beam forming means for converting the circular light beam into an annular light beam; An illumination optical system for a confocal laser scanning microscope, comprising: a position adjusting means for supporting the means so as to be continuously movable in a direction transverse to the optical axis of the illumination light beam and enabling two-dimensional position adjustment.
【請求項2】 共焦点レーザ走査顕微鏡がその主走査方
向を回転させる像回転機構を有しており、照明光学系
は、像回転機構に連動して位置調整手段を制御する制御
部を更に有している、請求項1に記載の共焦点レーザ走
査顕微鏡の照明光学系。
2. The confocal laser scanning microscope has an image rotating mechanism for rotating its main scanning direction, and the illumination optical system further has a control unit for controlling position adjusting means in conjunction with the image rotating mechanism. The illumination optical system of the confocal laser scanning microscope according to claim 1, wherein:
【請求項3】 像回転機構は像回転プリズムを含み、制
御部は像回転プリズムの回転量に対する輪帯光束形成手
段の最適な位置を予め記憶しておくメモリーを備えてお
り、制御部はメモリーの記憶情報に基づいて像回転プリ
ズムの回転に連動して輪帯光束形成手段を最適な位置に
移動させる、請求項2に記載の共焦点レーザ走査顕微鏡
の照明光学系。
3. The image rotation mechanism includes an image rotation prism, and the control unit includes a memory that stores an optimum position of the orbicular zone light beam forming means with respect to the amount of rotation of the image rotation prism in advance. 3. The illumination optical system of a confocal laser scanning microscope according to claim 2, wherein the annular light beam forming means is moved to an optimum position in conjunction with the rotation of the image rotation prism based on the stored information.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6535325B2 (en) 1999-08-05 2003-03-18 Microvision, Inc. Frequency tunable resonant scanner with auxiliary arms
JP2014514592A (en) * 2011-03-01 2014-06-19 ジーイー・ヘルスケア・バイオサイエンス・コーポレイション Variable orientation lighting pattern rotator
US9690085B2 (en) 2014-01-30 2017-06-27 Olympus Corporation Microscope illumination apparatus, microscope, and microscope illumination method

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