JP2002148521A - Microscope - Google Patents

Microscope

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JP2002148521A
JP2002148521A JP2000346068A JP2000346068A JP2002148521A JP 2002148521 A JP2002148521 A JP 2002148521A JP 2000346068 A JP2000346068 A JP 2000346068A JP 2000346068 A JP2000346068 A JP 2000346068A JP 2002148521 A JP2002148521 A JP 2002148521A
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JP
Japan
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light
objective lens
optical axis
sample surface
reflected
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JP2000346068A
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Japanese (ja)
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Tatsuro Otaki
達朗 大瀧
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microscope which makes a sample surface observable without being affected by the regular reflected light of illumination light. SOLUTION: The parallel luminous fluxes released from a laser beam source 1 are reflected by a scan mirror 11 so as to be changed in their direction by 90 deg. with a dichroic mirror 4 and are limited of an aperture angle by an aperture angle limiting aperture 10, following which the luminous fluxes are reflected by a scan mirror 11. The luminous fluxes focus at the surface of the sample 7 and form a spot through an objective lens 6. The scan mirror 11 is made turnable around the axis of turning in a two-dimensional direction and is adapted to prevent only the position at one point of its reflecting surface from being changed by turning. The scan mirror 11 is so arranged that the axis of turning thereof exists at a position apart from the optical axis of the objective lens 6 on the focal plane of the objective lens 6. As a result, the regular reflected light is no more detected by a photoelectric detector 24 and noise is lowered.

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、試料面に光を照射
し、試料面からの反射光又は試料面から発生する光を、
撮像装置又は光電検出器によって検出して観察する顕微
鏡に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for irradiating a sample surface with light and generating reflected light from the sample surface or light generated from the sample surface.
The present invention relates to a microscope for detecting and observing by an imaging device or a photoelectric detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】試料面に光を照射し、試料面からの反射
光又は試料面から発生する光を、撮像装置又は光電検出
器によって検出して観察する方式の顕微鏡としては、コ
ンフォーカル顕微鏡が公知である。これは、たとえばJ.
B.Powley編著のHANDBOOK OF BIOLOGICAL CONFOCAL MICR
OSCOPY (SECOND ED.PLENUM PRESS,NEW YORK, 1995), P1
41, FIGURE3及びFIGURE4に紹介されている。
2. Description of the Related Art A confocal microscope is known as a microscope which irradiates a sample surface with light and detects reflected light from the sample surface or light generated from the sample surface by an imaging device or a photoelectric detector and observes the same. It is known. This is, for example, J.
HANDBOOK OF BIOLOGICAL CONFOCAL MICR edited by B. Powley
OSCOPY (SECOND ED.PLENUM PRESS, NEW YORK, 1995), P1
41, FIGURE3 and FIGURE4.

【0003】その光学系の概要を図6に示す。レーザー
光源21から放出されたレーザー光は、ビームエクスパ
ンダー22を通して平行光束とされ、ダイクロイックミ
ラー23により反射されて90°方向を変える。そし
て、スキャンミラー24、25で反射された後、スキャ
ンレンズ26を通り、さらに対物レンズ27により試料
28の表面に集光されてスポットを形成する。
FIG. 6 shows an outline of the optical system. The laser light emitted from the laser light source 21 is converted into a parallel light beam through the beam expander 22 and is reflected by the dichroic mirror 23 to change the direction by 90 °. Then, after being reflected by the scan mirrors 24 and 25, the light passes through the scan lens 26 and is condensed on the surface of the sample 28 by the objective lens 27 to form a spot.

【0004】試料28の表面からの反射光、又は試料2
8からの蛍光は、照明光と同じパスを逆方向に通ってダ
イクロイックミラー23に達し、照明光と波長が同じ反
射光は反射され、照明光と波長が異なる蛍光が、ダイク
ロイックミラー23を通過し、検出レンズ29によって
撮像装置の撮像面30に集光される。
The light reflected from the surface of the sample 28 or the sample 2
The fluorescent light from 8 reaches the dichroic mirror 23 through the same path as the illumination light in the opposite direction, and the reflected light having the same wavelength as the illumination light is reflected, and the fluorescent light having a different wavelength from the illumination light passes through the dichroic mirror 23. The light is condensed on the imaging surface 30 of the imaging device by the detection lens 29.

【0005】図から明らかなように、試料28の表面と
撮像装置の撮像面30は共役になっているので、試料2
8のスポットに対応する位置から発生する蛍光の像が撮
像装置の撮像面30に形成される。スキャンミラー2
4、25は、対物レンズ27の光軸をz軸とするとき、
試料28表面に形成されるスポットのx軸方向、y軸方
向の位置を変化させるものであり、これらスキャンミラ
ー24、25を駆動することにより、試料28の表面の
異なる位置から発生する蛍光の像を、撮像装置の撮像面
30に形成し、これにより試料28の表面の蛍光像を撮
像することができる。以上述べたものは、いわゆる蛍光
顕微鏡であるが、ダイクロイックミラー23をハーフミ
ラーに変更することにより、試料28の表面からの反射
光の像を撮像することも可能である。
As is apparent from the figure, since the surface of the sample 28 and the imaging surface 30 of the imaging device are conjugate, the sample 2
An image of the fluorescence generated from the position corresponding to the eight spots is formed on the imaging surface 30 of the imaging device. Scan mirror 2
4 and 25, when the optical axis of the objective lens 27 is the z-axis,
The position of the spot formed on the surface of the sample 28 is changed in the x-axis direction and the y-axis direction. By driving these scan mirrors 24 and 25, the images of the fluorescent light generated from different positions on the surface of the sample 28 are changed. Is formed on the imaging surface 30 of the imaging device, whereby a fluorescent image of the surface of the sample 28 can be captured. What has been described above is a so-called fluorescence microscope, but it is also possible to capture an image of light reflected from the surface of the sample 28 by changing the dichroic mirror 23 to a half mirror.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図6に示すような光学
系では、前述のように照明光の光軸と、検出される光の
光軸が一致すると共に、試料面に対して垂直になってい
る。すなわち、照明光は、試料面に垂直な対物レンズ2
7の光軸と平行な光軸を有して試料28表面に集光さ
れ、試料28表面から放出又は反射される光も、照明光
と同じ光軸を有するものが、撮像装置の撮像面30に結
像する。
In the optical system as shown in FIG. 6, the optical axis of the illumination light coincides with the optical axis of the detected light as described above, and the optical axis is perpendicular to the sample surface. ing. That is, the illumination light is emitted from the objective lens 2 perpendicular to the sample surface.
The light condensed on the surface of the sample 28 having an optical axis parallel to the optical axis of the light source 7 and emitted or reflected from the surface of the sample 28 also has the same optical axis as the illumination light. Image.

【0007】しかしながら、このような光学系を有する
蛍光顕微鏡で標本を観察しようとするとき、その標本が
反射率の高いガラス表面に置かれている場合等では、正
反射光と蛍光の両方が対物レンズによってダイクロイッ
クミラー23に導かれることになる。ダイクロイックミ
ラー23は反射光と蛍光の波長の違いにより、蛍光を透
過し、反射光を反射するように選ばれているが、両者を
完全に分離することは困難であり、撮像装置の撮像面3
0に達する光の中にある程度の反射光が混じり込むこと
が避けられない。そのため、反射光が検出のノイズとな
り、蛍光観察の妨げになるという問題点がある。
However, when a sample is to be observed with a fluorescence microscope having such an optical system, if the sample is placed on a glass surface having a high reflectance, both the specular reflection light and the fluorescence are used as objectives. The light is guided to the dichroic mirror 23 by the lens. The dichroic mirror 23 is selected so as to transmit the fluorescence and reflect the reflected light due to the difference between the wavelengths of the reflected light and the fluorescent light. However, it is difficult to completely separate the two from each other.
It is inevitable that a certain amount of reflected light is mixed in the light reaching zero. Therefore, there is a problem that reflected light becomes detection noise and hinders fluorescence observation.

【0008】また、蛍光顕微鏡でない場合でも、反射率
の高い試料の表面状態を観測しようとする場合、正反射
光の強さが強く、それによって、試料の表面状態を表す
光の情報が隠されてしまって、正確な観察ができない場
合がある。
[0008] Even when not using a fluorescence microscope, when observing the surface state of a sample having a high reflectivity, the intensity of specularly reflected light is high, thereby hiding light information indicating the surface state of the sample. In some cases, accurate observations cannot be made.

【0009】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、照明光の正反射光(本明細書において「正反射
光」というのは、試料面が完全な鏡面であると仮定した
場合に反射される光のことをいう。)の影響を受けない
で試料表面の観察ができる顕微鏡、特に蛍光顕微鏡を提
供することを課題とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and the specular reflection light of illumination light ("specular reflection light" in the present specification is defined assuming that the sample surface is a perfect mirror surface). It is an object of the present invention to provide a microscope capable of observing the surface of a sample without being affected by the reflected light, in particular, a fluorescence microscope.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の手段は、試料表面に垂直な光軸を有する対物レ
ンズを介して試料表面に斜めに照明光束を照射し、前記
試料表面から反射又は放出される光を、前記対物レンズ
を介して前記照射光束の照射方向と同じ方向から受光し
て、前記試料表面の像を撮像装置の撮像面に結像させる
機能を有することを特徴とする顕微鏡(請求項1)であ
る。
A first means for solving the above problems is to irradiate a sample surface with an illumination light beam obliquely through an objective lens having an optical axis perpendicular to the sample surface, Having a function of receiving light reflected or emitted from the same from the same direction as the irradiation direction of the irradiation light beam via the objective lens, and forming an image of the sample surface on an imaging surface of an imaging device. (Claim 1).

【0011】本手段においては、試料表面に斜めに照明
光束を照射し、前記試料表面から反射又は放出される光
を、照射光束の照射方向と同じ方向から受光するように
している。よって、撮像装置の撮像面に結像される光
に、照射光束の正反射光が含まれる割合が少なくなるの
で、鏡面に近い表面を有する試料や、高反射率を有する
物体の上に置かれた標本を観察するような場合でも、正
反射光がノイズとなることが少なくなり、正確に観察を
行うことができる。
In this means, the sample surface is irradiated with an illumination light beam obliquely, and light reflected or emitted from the sample surface is received from the same direction as the irradiation direction of the irradiation light beam. Therefore, the ratio of the light reflected on the imaging surface of the imaging device to the specular reflection light of the irradiation light flux is reduced, so that the light is placed on a sample having a surface close to a mirror surface or an object having a high reflectance. Even when observing a sample that has been sampled, specularly reflected light is less likely to become noise, and accurate observation can be performed.

【0012】前記課題を解決するための第2の手段は、
光源と、試料表面に垂直な光軸を有し、前記光源からの
照明光束を集光し、前記試料表面にスポットを形成する
対物レンズと、前記試料表面から反射又は放出される光
を、前記対物レンズを通して集光した後に、光電的に検
出する光電検出器を有してなり、前記照明光束の光軸、
及び前記試料表面から反射又は放出されて集光される光
の光軸は、少なくとも対物レンズの両側において一致
し、前記対物レンズの光軸とは、前記対物レンズの中心
において、所定の角度(0°を除く)をなして交叉して
いることを特徴とする顕微鏡(請求項2)である。
A second means for solving the above-mentioned problem is as follows.
A light source, having an optical axis perpendicular to the sample surface, condensing an illumination light beam from the light source, forming an spot on the sample surface, and light reflected or emitted from the sample surface, After condensing through the objective lens, it has a photoelectric detector for photoelectrically detecting, the optical axis of the illumination light beam,
The optical axis of the light reflected or emitted from the sample surface and condensed coincides at least on both sides of the objective lens, and the optical axis of the objective lens is at a predetermined angle (0) at the center of the objective lens. (Excluding °) and crossing each other.

【0013】本手段においては、照明光束の光軸、及び
前記試料表面から反射又は放出されて集光される光の光
軸は、少なくとも対物レンズの両側において一致し、こ
れらの光軸が、対物レンズの光軸とは、対物レンズの中
心において、所定の角度(0°を除く)をなしている。
よって、正反射光は、受光される光の光軸とは異なる方
向に反射されるので、光電検出器で検出される光に、照
射光束の正反射光が含まれる割合が少なくなる。よっ
て、鏡面に近い表面を有する試料や、高反射率を有する
物体の上に置かれた標本を観察するような場合でも、正
反射光がノイズとなることが少なくなり、正確に観察を
行うことができる。
In this means, the optical axis of the illuminating light beam and the optical axis of the light reflected or emitted from the sample surface and condensed coincide with each other at least on both sides of the objective lens. The optical axis of the lens forms a predetermined angle (excluding 0 °) at the center of the objective lens.
Therefore, since the specularly reflected light is reflected in a direction different from the optical axis of the received light, the proportion of the light detected by the photoelectric detector that includes the specularly reflected light of the irradiation light beam is reduced. Therefore, even when observing a sample having a surface close to a mirror surface or a sample placed on an object having high reflectivity, specular reflection light is less likely to be noise, and accurate observation is required. Can be.

【0014】なお、「照明光束の光軸、及び前記試料表
面から反射又は放出されて集光される光の光軸は、少な
くとも対物レンズの両側において一致する」というの
は、対物レンズの試料面側において一致し、対物レンズ
の反試料側においては、少なくとも他の光学素子に達す
るまでの間一致していることをいう。また、奔命し最初
において「光電検出器」というのは、光を検出してその
情報を電気信号に変換するものを総称し、例えば光電子
増倍管、フォトダイオード、フォトトランジスター等を
光電変換素子としているものがこれに含まれる。「対物
レンズを通して集光した後に、光電的に検出する光電検
出器」とは、対物レンズを通して集光された光を直接検
出する光電検出器のみならず、対物レンズを通して集光
された光を、光学系を通して処理した後に、検出する光
電検出器をも含むものである。
The phrase "the optical axis of the illumination light beam and the optical axis of the light reflected or emitted from the sample surface and condensed at least coincide on both sides of the objective lens" means that the sample surface of the objective lens On the opposite side of the objective lens, and at least until they reach another optical element. At the beginning, the term "photoelectric detector" is a general term for those that detect light and convert the information into electrical signals.For example, photomultiplier tubes, photodiodes, phototransistors, etc. are used as photoelectric conversion elements. Are included in this. `` Photoelectric detector that photoelectrically detects after condensing through the objective lens '' is not only a photoelectric detector that directly detects light collected through the objective lens, but also light collected through the objective lens, It also includes a photoelectric detector for detecting after processing through an optical system.

【0015】前記課題を解決するための第3の手段は、
前記第1の手段又は第2の手段であって、前記試料表面
から反射される光と放出される光を分離する光分離手段
と、分離された前記試料表面から放出される光を、撮像
装置又は光電検出器に導く光学系を有してなり、前記照
明光束の光軸、及び前記試料表面から反射又は放出され
て集光される光の光軸は、試料面から前記光分離手段に
至るまで一致していることを特徴とするもの(請求項
3)である。
[0015] A third means for solving the above problems is as follows.
A light separating means for separating the light reflected from the sample surface and the emitted light, wherein the light is emitted from the separated sample surface; Or an optical system for guiding to a photoelectric detector, wherein the optical axis of the illumination light flux and the optical axis of light that is reflected or emitted from the sample surface and collected is from the sample surface to the light separating unit. (Claim 3).

【0016】本手段は、蛍光顕微鏡のように、照射光と
違った波長の光を受光して観察を行う顕微鏡に関するも
のである。すなわち、照射光の試料表面から反射又は放
出される光を、前記照明光束より分離する手段光分離手
段を有しており、前記照明光束の光軸、及び前記試料表
面から反射又は放出されて集光される光の光軸は、前記
光分離手段から試料面に至るまで一致している。この点
では、図6に示した従来の顕微鏡と同様である。
The present invention relates to a microscope, such as a fluorescence microscope, which receives light having a wavelength different from the irradiation light and performs observation. That is, it has a light separating means for separating the light reflected or emitted from the sample surface of the irradiation light from the illumination light flux, and collects the light reflected or emitted from the sample surface by the optical axis of the illumination light flux. The optical axis of the emitted light coincides from the light separating means to the sample surface. In this respect, it is similar to the conventional microscope shown in FIG.

【0017】しかし、本手段においては、試料表面に斜
めに照明光束を照射し、前記試料表面から反射又は放出
される光を、前記対物レンズを介して前記照射光束の照
射方向と同じ方向から受光しているので、受光される光
に含まれる正反射光の量が少なくなり、前記第1の手
段、第2の手段で説明したような効果が得られ、照射光
と異なった波長の光のみを、より高いS/N比で観察す
ることができる。
However, in this means, the sample surface is irradiated with an illumination light beam obliquely, and light reflected or emitted from the sample surface is received through the objective lens from the same direction as the irradiation direction of the irradiation light beam. Therefore, the amount of specularly reflected light contained in the received light is reduced, and the effect as described in the first means and the second means is obtained, and only light having a wavelength different from the irradiation light is obtained. Can be observed at a higher S / N ratio.

【0018】前記課題を解決するための第4の手段は、
前記第2の手段又は第3の手段であって、対物レンズの
光軸をz軸とするとき、前記スポットをx軸方向、y軸
方向の少なくとも1方向に走査させる走査手段を有し、
当該走査手段は、同時に、前記スポット位置が変化して
も、前記試料表面から反射又は放出される光を、常に光
電検出器に導く機能を有することを特徴とするもの(請
求項4)である。
A fourth means for solving the above problem is as follows.
The second means or the third means, wherein when the optical axis of the objective lens is the z-axis, the scanning means for scanning the spot in at least one of the x-axis direction and the y-axis direction,
The scanning means has a function of always guiding light reflected or emitted from the sample surface to a photoelectric detector even if the spot position changes simultaneously (Claim 4). .

【0019】前記第2の手段、第3の手段は、光路を固
定し、試料側を移動することにより試料面を観察する手
段をも含むものであるが、本手段は、照射光束によって
形成される光スポットを走査し、かつ、スポット位置が
変化しても、前記試料表面から反射又は放出される光
を、常に光電検出器に導く機能を有する走査手段を有し
ている。すなわち、光の走査により試料面を観察するよ
うにしているので、試料側を移動する場合に比して、簡
単な機構でより高速な走査を行うことができる。本手段
で使用する走査手段としては、図6に示した従来の顕微
鏡に示されているような公知のものを使用することがで
きる。
The second means and the third means also include means for fixing the optical path and observing the sample surface by moving on the sample side. Scanning means has a function of scanning the spot and always guiding light reflected or emitted from the sample surface to the photoelectric detector even when the spot position changes. That is, since the sample surface is observed by scanning with light, higher-speed scanning can be performed with a simple mechanism than when the sample side is moved. As the scanning means used in this means, a known one as shown in the conventional microscope shown in FIG. 6 can be used.

【0020】前記課題を解決するための第5の手段は、
前記第4の手段であって、前記対物レンズに照射される
前記照明光束は平行光束とされており、前記走査手段は
前記照明光の光軸の方向を変えるものであって、当該走
査手段と前記照明光束の光軸が交わる点は、前記対物レ
ンズの焦点面又はそれと共役な面上にあることを特徴と
するもの(請求項5)である。
A fifth means for solving the above problems is as follows.
The fourth means, wherein the illumination light beam applied to the objective lens is a parallel light beam, and the scanning means changes a direction of an optical axis of the illumination light, and The point at which the optical axes of the illumination light beams intersect is on the focal plane of the objective lens or a plane conjugate with the focal plane (claim 5).

【0021】本手段においては、照明光束の光軸が走査
手段と交わる点は、対物レンズの焦点面又はそれと共役
な面上にある。よって、走査手段によって光軸方向が変
化しても、対物レンズによって試料面に集光される光束
の光軸は、対物レンズの光軸、すなわち試料面に垂直な
線に対して常に一定角度をなす。よって、試料料面の各
点を、常に同じ条件で照射し、その反射光又は放出光を
常に同じ条件で検出することができる。なお、対物レン
ズに対して平行な光束が試料面でスポットを形成するこ
とから、試料面は、対物レンズの焦点面に一致する。
In this means, the point where the optical axis of the illumination light beam intersects with the scanning means is on the focal plane of the objective lens or a plane conjugate with it. Therefore, even if the direction of the optical axis is changed by the scanning means, the optical axis of the light beam condensed on the sample surface by the objective lens always has a constant angle with respect to the optical axis of the objective lens, that is, a line perpendicular to the sample surface. Eggplant Therefore, each point on the sample surface can always be irradiated under the same conditions, and the reflected light or emitted light can always be detected under the same conditions. Since the light beam parallel to the objective lens forms a spot on the sample surface, the sample surface coincides with the focal plane of the objective lens.

【0022】前記課題を解決するための第6の手段は、
前記第5の手段であって、前記走査手段が、2次元方向
に回動可能なミラーであることを特徴とするもの(請求
項6)である。
A sixth means for solving the above problem is as follows.
The fifth means, wherein the scanning means is a mirror rotatable in a two-dimensional direction (Claim 6).

【0023】本手段においては、2次元方向に回動可能
なミラーを走査手段として用いているので、一つの走査
手段で、試料面を2次元的に走査することが可能とな
り、構造が簡単となる。
In this means, since a mirror which can rotate in two dimensions is used as the scanning means, it is possible to two-dimensionally scan the sample surface with one scanning means, and the structure is simple. Become.

【0024】前記課題を解決するための第7の手段は、
前記第1の手段から第6の手段のいずれかであって、前
記照明光束の光軸と対物レンズの光軸は、照明光束の正
反射光が、撮像装置又は光電検出器で検出されないよう
な角度とされていることを特徴とするもの(請求項7)
である。
A seventh means for solving the above-mentioned problem is as follows.
In any one of the first means to the sixth means, the optical axis of the illumination light beam and the optical axis of the objective lens may be such that specular reflection light of the illumination light beam is not detected by an imaging device or a photoelectric detector. Characterized by an angle (claim 7)
It is.

【0025】本手段においては、このような光が、撮像
装置又は光電検出器で検出されないような角度まで、照
射光束の光軸と対物レンズの光軸との間に角度を持たせ
ているので、鏡面に近い表面を有する試料や、高反射率
を有する物体の上に置かれた標本を観察するような場合
でも、正反射光がノイズとなることが特に少なくなり、
正確に観察を行うことができる。
In the present means, the angle between the optical axis of the irradiation light beam and the optical axis of the objective lens is set to such an angle that such light is not detected by the imaging device or the photoelectric detector. Even when observing a sample having a surface close to a mirror surface or a sample placed on an object having a high reflectance, specular reflection light is particularly less likely to be noise,
Observation can be made accurately.

【0026】前記課題を解決するための第8の手段は、
前記第1の手段から第7の手段のいずれかであって、照
明光束の波長と、撮像装置又は光電検出器で検出される
波長が異なっていることを特徴とするもの(請求項8)
である。
An eighth means for solving the above-mentioned problem is as follows.
In any one of the first to seventh means, the wavelength of the illumination light beam is different from the wavelength detected by the imaging device or the photoelectric detector (Claim 8).
It is.

【0027】本手段においては、単にダイクロイックミ
ラーのみにより反射光と蛍光とを分離しているような場
合に比べて、照明光束の反射光が撮像装置又は光電検出
器に入る割合をさらに少なくすることができるので、蛍
光顕微鏡等として使用する場合に、反射光のノイズをさ
らに小さくすることができ、微少な蛍光をも観察するこ
とができる。
In this means, the ratio of the reflected light of the illumination light beam entering the image pickup device or the photoelectric detector is further reduced as compared with the case where the reflected light and the fluorescent light are simply separated only by the dichroic mirror. Therefore, when used as a fluorescence microscope or the like, the noise of reflected light can be further reduced, and minute fluorescence can be observed.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の
実施の形態である顕微鏡の光学系を示す概要図である。
図1において、1はレーザー光源、2は成形開口、3は
集光レンズ、4はダイクロイックミラー、5は反射鏡、
6は対物レンズ、7は試料、8は検出レンズ、9は撮像
装置、10は開き角制限アパーチャーである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical system of a microscope according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a laser light source, 2 is a shaping aperture, 3 is a condenser lens, 4 is a dichroic mirror, 5 is a reflecting mirror,
Reference numeral 6 denotes an objective lens, 7 denotes a sample, 8 denotes a detection lens, 9 denotes an imaging device, and 10 denotes an aperture limiting aperture.

【0029】レーザー光源1より放出された平行光束
は、成形開口2で照射面を規定された後、集光レンズ3
を通って集光されながらダイクロイックミラー4で反射
されて90°向きを変え、反射鏡5上に焦点を結んで反
射される。そして、対物レンズ6を通って、試料7の表
面を照射する。この実施の形態においては、反射鏡5に
おける照射光の集光位置を、対物レンズ6の焦点面で、
かつ、対物レンズ6の光軸Oから離れた位置に置くこと
により、試料7上における照明光をケーラー照明とし、
かつ、斜め入射のテレセントリックな光束としている。
The collimated light beam emitted from the laser light source 1 is irradiated with a converging lens 3
While being condensed, the light is reflected by the dichroic mirror 4, turned 90 °, focused on the reflecting mirror 5 and reflected. Then, the surface of the sample 7 is irradiated through the objective lens 6. In this embodiment, the focusing position of the irradiation light on the reflecting mirror 5 is determined by the focal plane of the objective lens 6.
Further, by placing the objective lens 6 at a position away from the optical axis O, the illumination light on the sample 7 is used as Koehler illumination,
In addition, it is a telecentric light beam obliquely incident.

【0030】しかしながら、図1における実施の形態に
おいては、照明光には、斜め入射するという性質の他に
は、特に特別な性質を必要としないので、反射鏡表面に
焦点を結ばせることや、反射鏡の光反射位置を対物レン
ズ6の焦点面とすることは、好ましいことではあるが必
須のものではない。
However, in the embodiment shown in FIG. 1, the illumination light does not require any special property other than the obliquely incident property. It is preferable, but not essential, that the light reflecting position of the reflecting mirror be the focal plane of the objective lens 6.

【0031】このようにして照明された試料7の領域を
撮像装置9で観察するのであるが、撮像装置9で観察さ
れる光線の光軸は、試料7表面からダイクロイックミラ
ー4に至るまで、照明光束の光軸と一致するようになっ
ている。すなわち、試料7の表面から発した蛍光と反射
光は、照射光束と同じ光路を逆に通って、開き角制限ア
パーチャー10により開き角を制限され、ダイクロイッ
クミラー4に達し、蛍光がダイクロイックミラー4を通
過して、検出レンズ8によって、試料7の表面の像を、
撮像装置9の撮像面に結像する。すなわち、試料7の表
面と、撮像装置9の撮像面は共役となっている。撮像装
置9は2次元のCCD等の撮像面を有しており、試料7
の表面の蛍光の2次元像を認識することができる。
The region of the sample 7 illuminated in this way is observed by the imaging device 9. The optical axis of the light beam observed by the imaging device 9 extends from the surface of the sample 7 to the dichroic mirror 4. It is adapted to coincide with the optical axis of the light beam. That is, the fluorescence and the reflected light emitted from the surface of the sample 7 pass through the same optical path as the irradiation light beam in the opposite direction, the opening angle is limited by the opening angle limiting aperture 10, reach the dichroic mirror 4, and the fluorescent light is reflected by the dichroic mirror 4. After passing through, the image of the surface of the sample 7 is
An image is formed on the imaging surface of the imaging device 9. That is, the surface of the sample 7 and the imaging surface of the imaging device 9 are conjugate. The imaging device 9 has an imaging surface such as a two-dimensional CCD and the like.
Can recognize a two-dimensional image of the fluorescence on the surface.

【0032】大部分の反射光は、ダイクロイックミラー
4によって反射され、撮像装置9には達しないが、その
うち一部は撮像装置9に達し、測定のノイズとなる。と
ころが、本実施の形態においては、照射光束を試料面に
対して斜めに照射しているので、その正反射光のほとん
どは、照射方向とは別方向に反射され、対物レンズ6に
入らないか、開き角制限アパーチャー10を通過できな
いので、照射方向に戻る量は少ない。よって、従来の蛍
光顕微鏡に比して、撮像装置9によって受光される受光
量をさらに少なくすることが可能となり、ノイズを少な
くして、正確な蛍光像を観察できる。
Most of the reflected light is reflected by the dichroic mirror 4 and does not reach the image pickup device 9, but a part of the light reaches the image pickup device 9 and becomes measurement noise. However, in the present embodiment, since the irradiation light beam is irradiated obliquely to the sample surface, most of the specular reflection light is reflected in a direction different from the irradiation direction and does not enter the objective lens 6. Since the light cannot pass through the aperture angle limiting aperture 10, the amount returning to the irradiation direction is small. Therefore, compared with the conventional fluorescence microscope, the amount of light received by the imaging device 9 can be further reduced, and noise can be reduced, so that an accurate fluorescent image can be observed.

【0033】通常の顕微鏡として使用する場合は、ダイ
クロイックミラー4をハーフミラー代える。この場合で
も、撮像装置9に入る正反射光は非常に少なくなり、主
として乱反射光のみが受光されるので、鏡面状の物体の
表面状態を観察するような場合には、正確な観察を行う
ことができる。
When used as a normal microscope, the dichroic mirror 4 is replaced with a half mirror. Even in this case, the specular reflection light entering the imaging device 9 is very small, and only the irregular reflection light is mainly received. Therefore, when observing the surface state of a mirror-like object, accurate observation should be performed. Can be.

【0034】図2は、本発明の第2の実施の形態である
顕微鏡の光学系を示す概要図である。以下の図におい
て、図6を除く前出の図において示された構成要素には
同じ符号を付してその説明を省略することがある。図2
において、11はスキャンミラー、12、13はリレー
レンズ、14は光電検出器、15はアパーチャーであ
る。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an optical system of a microscope according to a second embodiment of the present invention. In the following drawings, components shown in the above-mentioned drawings except FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted. FIG.
, 11 is a scan mirror, 12 and 13 are relay lenses, 14 is a photoelectric detector, and 15 is an aperture.

【0035】レーザー光源1より放出された平行光束
は、ダイクロイックミラー4で反射されて90°向きを
変え、開き角制限アパーチャー10で開き角を制限され
た後、スキャンミラー11で反射される。そして、対物
レンズ6を通って、試料7の表面で焦点を結んでスポッ
トを形成する。
The parallel light beam emitted from the laser light source 1 is reflected by the dichroic mirror 4, changes its direction by 90 °, is limited in the opening angle by the opening angle limiting aperture 10, and is reflected by the scan mirror 11. Then, the light passes through the objective lens 6 and is focused on the surface of the sample 7 to form a spot.

【0036】スキャンミラー11は、後に示す例のよう
に、2次元方向に回動軸を中心として回動が可能であ
り、その反射面の一点の位置のみが、回動によって変化
しないようになっている(回動中心という)。そして、
その回動中心を、照射光束の光軸が通るようにスキャン
ミラー11を配置する。図2に示す実施の形態において
は、スキャンミラー11の回動中心が、対物レンズ6の
焦点面上で、対物レンズ6の光軸Oから離れた位置とな
るようにスキャンミラー11を配置している。
The scan mirror 11 is rotatable about a rotation axis in a two-dimensional direction, as shown in an example to be described later, and only the position of one point of the reflection surface is not changed by the rotation. (Referred to as the center of rotation). And
The scan mirror 11 is arranged so that the optical axis of the irradiation light beam passes through the center of rotation. In the embodiment shown in FIG. 2, the scan mirror 11 is arranged so that the center of rotation of the scan mirror 11 is located on the focal plane of the objective lens 6 and away from the optical axis O of the objective lens 6. I have.

【0037】それゆえ、スキャンミラー11が矢印のよ
うに回動中心の周りに回動すると、対物レンズ6へ光軸
は図に示すように変化し、スポットのx軸方向位置が変
化するが、スポットは常に試料7の表面に形成され、か
つ、対物レンズ6を通って集光される光線の光軸は、ス
ポットの位置に係わらず、図に示すように試料7の表面
に垂直な方向(z軸方向)と一定の角度θをなすように
なる。
Therefore, when the scan mirror 11 rotates around the center of rotation as shown by the arrow, the optical axis of the objective lens 6 changes as shown in the figure, and the position of the spot in the x-axis direction changes. The spot is always formed on the surface of the sample 7, and the optical axis of the light beam condensed through the objective lens 6 has a direction perpendicular to the surface of the sample 7 (see FIG. (the z-axis direction) and a constant angle θ.

【0038】試料面状のスポットに対応する位置からの
反射光及び蛍光は、対物レンズ6を通って平行光に変換
され、スキャンミラー11で反射されて、開き角制限ア
パーチャー10で開き角を制限され、ダイクロックミラ
ー4に達する。このうち、蛍光がダイクロイックミラー
4を通過して、第1のリレーレンズ12で集光され、第
2のリレーレンズ13で再び平行光とされ、光電検出器
14で検出されるようになっている。反射光の大部分
は、ダイクロックミラー4で反射されるが、その一部
は、ダイクロックミラー4を通過して光電検出器14で
検出される。
The reflected light and the fluorescent light from the position corresponding to the spot on the sample surface are converted into parallel light through the objective lens 6, reflected by the scan mirror 11, and the aperture angle limiting aperture 10 limits the aperture angle. And reaches the dichroic mirror 4. Among them, the fluorescent light passes through the dichroic mirror 4, is collected by the first relay lens 12, is converted into parallel light again by the second relay lens 13, and is detected by the photoelectric detector 14. . Most of the reflected light is reflected by the dichroic mirror 4, but part of the reflected light passes through the dichroic mirror 4 and is detected by the photoelectric detector 14.

【0039】リレーレンズ12の焦点面にはアパーチャ
ー15が設けられ、このアパーチャー15を通った光の
みが、光電検出器14に達することができる。そして、
リレーレンズ12、13及び光電検出器14で形成され
る光学系の光軸は、スキャンミラー11の回動中心を通
るようになっている。これにより、試料7表面のスポッ
トに対応する位置から反射されたり放出された光のう
ち、対物レンズ6に入り、かつ、開き角制限アパーチャ
ー10を通過したものだけが、光電検出器12に入るこ
とができる。なお、開き角制限アパーチャー10は、ダ
イクロイックミラー4とリレーレンズ12の間等に設け
て、受光される光のみの開き角を制限するようにしても
よい。
An aperture 15 is provided on the focal plane of the relay lens 12, and only light passing through the aperture 15 can reach the photoelectric detector 14. And
The optical axis of the optical system formed by the relay lenses 12 and 13 and the photoelectric detector 14 passes through the center of rotation of the scan mirror 11. As a result, of the light reflected or emitted from the position corresponding to the spot on the surface of the sample 7, only the light that enters the objective lens 6 and passes through the aperture angle limiting aperture 10 enters the photoelectric detector 12. Can be. The opening angle limiting aperture 10 may be provided between the dichroic mirror 4 and the relay lens 12 or the like to limit the opening angle of only received light.

【0040】この実施の形態においては、前述のよう
に、試料7表面に集光される光の光軸と、光電検出器1
4に検出される光の光軸が、ダイクロックミラー4から
試料表面7に至るまで一致するようにされている。よっ
て、試料7表面で正反射した光のほとんどは対物レンズ
6と開き角制限アパーチャー10を通過することができ
ず、ダイクロイックミラー4に達することがない。よっ
て、光電検出器14に入る反射光を非常に少なくするこ
とができ、光電検出器14では、蛍光をS/N比良く検
出することができる。
In this embodiment, as described above, the optical axis of the light focused on the surface of the sample 7 and the photoelectric detector 1
The optical axis of the light detected at 4 coincides from the dichroic mirror 4 to the sample surface 7. Therefore, most of the light specularly reflected on the surface of the sample 7 cannot pass through the objective lens 6 and the aperture limiting aperture 10, and does not reach the dichroic mirror 4. Therefore, the amount of reflected light that enters the photoelectric detector 14 can be extremely reduced, and the photoelectric detector 14 can detect fluorescence with an excellent S / N ratio.

【0041】以上の説明は、x軸方向の走査について説
明したが、y軸方向の走査も、スキャンミラー11を使
用して行うことができ、x軸方向の走査における作用効
果と同じ作用効果を生じる。
In the above description, the scanning in the x-axis direction has been described. However, the scanning in the y-axis direction can also be performed using the scan mirror 11, and the same operation and effect as those in the scanning in the x-axis direction can be obtained. Occurs.

【0042】なお、図2に示す光学系においても、通常
の顕微鏡として使用する場合は、ダイクロイックミラー
4をハーフミラー代えることにより実現できる。この場
合でも、撮像装置9に入る正反射光は非常に少なくな
り、主として乱反射光のみが受光されるので、鏡面状の
物体の表面状態を観察するような場合には、正確な観察
を行うことができる。
Note that the optical system shown in FIG. 2 can also be used as a normal microscope by replacing the dichroic mirror 4 with a half mirror. Even in this case, the specular reflection light entering the imaging device 9 is very small, and only the irregular reflection light is mainly received. Therefore, when observing the surface state of a mirror-like object, accurate observation should be performed. Can be.

【0043】スキャンミラー11を通常のミラーに代
え、光の走査を行わず、代わりに試料7を機械的に移動
させて走査を行うようにしても、同じ作用効果が得られ
ることは明らかである。
It is apparent that the same operation and effect can be obtained even if the scan mirror 11 is replaced with a normal mirror and scanning is performed by moving the sample 7 mechanically instead of scanning light. .

【0044】図3は、本発明の第3の実施の形態である
顕微鏡の光学系を示す概要図である。本実施の形態は、
x軸方向走査、y軸方向走査を別々のスキャンミラーで
行う例である。図3において、11’はx軸方向スキャ
ンミラー、11”はy軸方向スキャンミラー、16、1
7はリレーレンズである。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an optical system of a microscope according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment,
This is an example in which scanning in the x-axis direction and scanning in the y-axis direction are performed by separate scan mirrors. In FIG. 3, 11 'is an x-axis direction scan mirror, 11 "is a y-axis direction scan mirror, 16, 1
7 is a relay lens.

【0045】レーザー光源1より放出された平行光束
は、ダイクロイックミラー4で反射されて90°向きを
変え、開き角制限アパーチャー10で開き角を制限され
た後、y軸方向スキャンミラー11”でy軸方向の向き
を変えて反射される。そして、リレーレンズ17、16
を通った後、再び平行光束となり、x軸方向スキャンミ
ラー11’で、x軸方向の向きを変えて反射され、対物
レンズ6を通って、試料7の表面で焦点を結んでスポッ
トを形成する。
The parallel light beam emitted from the laser light source 1 is reflected by the dichroic mirror 4 and changes its direction by 90 °. After the opening angle is restricted by the opening angle limiting aperture 10, the light is scanned by the y-axis direction scanning mirror 11 ″. The light is reflected while changing its axial direction, and the relay lenses 17 and 16 are reflected.
After passing through, the light becomes parallel light again, is reflected by the x-axis direction scan mirror 11 ′ while changing its direction in the x-axis direction, passes through the objective lens 6, focuses on the surface of the sample 7, and forms a spot. .

【0046】スキャンミラー11'、11”は、それぞ
れ1軸を中心として回動が可能であり、その回動軸上を
照射光束の光軸が通るように配置し、x軸方向スキャン
ミラー11’の回動によっては、スポットのy軸方向位
置が変わらず、y軸方向スキャンミラー11”の回動に
よっては、スポットのx軸方向位置が変わらないように
されている。
Each of the scan mirrors 11 'and 11 "is rotatable about one axis. The scan mirrors 11' and 11" are arranged so that the optical axis of the illuminating light beam passes on the rotation axis. The position of the spot is not changed by the rotation of the scan mirror 11 ″, and the position of the spot in the x-axis direction is not changed by the rotation of the y-axis scan mirror 11 ″.

【0047】図3に示す実施の形態においては、スキャ
ンミラー11’の回動中心軸で照明光の光軸に対応する
部分が、対物レンズ6の焦点面上で、対物レンズ6の光
軸Oからx軸方向に離れた位置となるようにスキャンミ
ラー11’を配置している。そして、スキャンミラー1
1”の回動中心軸で照明光の光軸に対応する部分が、対
物レンズ6の焦点面と共役な位置上で、対物レンズ6の
光軸Oからy軸方向に離れた位置となるようにスキャン
ミラー11”を配置している。照射光束と検出された光
の光軸は、共にスキャンミラー11’、スキャンミラー
11”の回動中心軸を通る。
In the embodiment shown in FIG. 3, a portion corresponding to the optical axis of the illumination light at the center axis of rotation of the scan mirror 11 ′ is located on the focal plane of the objective lens 6 and the optical axis O of the objective lens 6. The scan mirror 11 ′ is arranged so as to be located at a distance from the camera in the x-axis direction. And scan mirror 1
A portion corresponding to the optical axis of the illumination light at the rotation center axis of 1 ″ is located at a position conjugate with the focal plane of the objective lens 6 and away from the optical axis O of the objective lens 6 in the y-axis direction. Is provided with a scan mirror 11 ″. Both the irradiation light beam and the optical axis of the detected light pass through the rotation center axis of the scan mirror 11 ′ and the scan mirror 11 ″.

【0048】その他の光学系の配置は、図2に示すもの
と同じである。図3に示す光学系が、図2に示すものと
等価であり、同様の作用効果を生じることは当業者には
明らかであると思われるので、これ以上の作用の説明を
省略する。なお、この実施の形態においても、なお、開
き角制限アパーチャー10は、ダイクロイックミラー4
とリレーレンズ12の間等に設けて、受光される光のみ
の開き角を制限するようにしてもよい。
The arrangement of the other optical systems is the same as that shown in FIG. Since it is apparent to those skilled in the art that the optical system shown in FIG. 3 is equivalent to that shown in FIG. 2 and produces the same function and effect, further explanation of the function will be omitted. In this embodiment, the aperture limiting aperture 10 is also provided with the dichroic mirror 4.
And the relay lens 12 or the like, the opening angle of only the received light may be limited.

【0049】図4は、図2におけるスキャンミラー11
の取り付け方法を示すための概要図であり、(a)は平
面図、(b)は正面図、(c)はA−A’断面図であ
る。図4において、11aは反射面、18は枠、19は
x方向回動軸、20はy軸方向回動軸である。枠18が
x軸方向回動軸の周りに回動し、スキャンミラー11
は、枠18に、x軸方向回動軸19と直角な方向に取り
付けられたy軸方向回動軸20の周りに回動する。スキ
ャンミラー11は、(c)に示されるように断面が枡形
をしており、反射面11aが、x軸方向回動軸19、y
軸方向回動軸20の中心軸と同一平面になるようになっ
ている。よって、x軸方向回動軸19の中心軸とy軸方
向回動軸20の中心軸の交点が回動中心となる。
FIG. 4 shows the scan mirror 11 in FIG.
FIGS. 3A and 3B are schematic views for illustrating a method of mounting the device, wherein FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a front view, and FIG. In FIG. 4, 11a is a reflection surface, 18 is a frame, 19 is an x-direction rotation axis, and 20 is a y-axis rotation axis. The frame 18 is rotated about the x-axis rotation axis, and the scan mirror 11 is rotated.
Rotates around a y-axis direction rotation shaft 20 attached to the frame 18 in a direction perpendicular to the x-axis direction rotation shaft 19. The cross section of the scan mirror 11 has a square shape as shown in (c), and the reflection surface 11a has an x-axis rotation shaft 19 and a y-axis.
It is designed to be flush with the central axis of the axial rotation shaft 20. Therefore, the intersection of the center axis of the x-axis rotation shaft 19 and the center axis of the y-axis rotation shaft 20 is the center of rotation.

【0050】なお、図3に示すx軸方向スキャンミラー
11'、y軸方向スキャンミラー11”は、図4に示し
たものから、枠18とx軸方向回動軸19とを取り除い
たような構造とすればよく、その場合、y軸方向回動軸
20の中心軸に相当する部分が回動中心となる。
The x-axis scan mirror 11 'and the y-axis scan mirror 11 "shown in FIG. 3 are obtained by removing the frame 18 and the x-axis rotation shaft 19 from those shown in FIG. In this case, a portion corresponding to the central axis of the y-axis direction rotation shaft 20 becomes the rotation center.

【0051】図5は、対物レンズの投光側焦点面(光軸
Oをz軸とするx−y平面)における照射光と正反射
光、及び検出光の断面の関係を示す図である。図におい
て(a,b)は、照射光の走査中心であり、図2におけ
るスキャンミラー11の回動中心に相当する。Aは、x
方向、y方向走査を行ったときに、照明光が通過する領
域を示す。Bは、正反射光がこの面を通過する領域であ
り、(−a,−b)を中心として、半径がAと同じ範囲
にある。Cは対物レンズと開き角制限アパーチャーを通
過して、光電検出器に検出される領域を示す。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the cross section of the irradiation light, the specular reflection light, and the detection light on the projection-side focal plane (xy plane with the optical axis O being the z axis) of the objective lens. In the figure, (a, b) is the scanning center of the irradiation light, and corresponds to the rotation center of the scan mirror 11 in FIG. A is x
It shows the area through which the illumination light passes when scanning in the direction and in the y direction. B is a region where the specularly reflected light passes through this surface, and the radius is in the same range as A around (−a, −b). C indicates an area that passes through the objective lens and the aperture limiting aperture and is detected by the photoelectric detector.

【0052】このような関係において、領域Bと領域C
が重ならないように、照明光の走査中心(a,b)と照
明光の対物レンズの投光側焦点面における半径、及び対
物レンズ径、開き角制限アパーチャー径を選択すること
により、正反射光が検出器に入射しないようにすること
ができる。
In such a relationship, the area B and the area C
Specularly reflected light is selected by selecting the scanning center (a, b) of the illumination light and the radius of the illumination light at the projection-side focal plane of the objective lens, the objective lens diameter, and the aperture angle limiting aperture diameter so as not to overlap. Can be prevented from entering the detector.

【0053】対物レンズ6は、球面収差とコマ収差が除
かれており、正弦条件を満たす系である。この対物レン
ズ6の焦点距離をfとし、試料7面に入射する照射光の
開き半角をθとすると、領域Bは、ほぼ(x+a)2+(y+b)2
<(f・sinθ)2で示され、領域Cは、ほぼ、その中心を
(p,q)、半径をrとする円、(x-p)2+(y-q)2<r2
示される。ここでrは、反射光の対物レンズ6における
開き半角をθ’とすると、ほぼf・sinθ’で示される。
照明光と受光される光の光軸が同じであるとすると、p
=a、q=bとなる。fは他の要因で決定されることが
多いので、これらの関係を考慮して、領域Bと領域Cが
重ならないように、a、b、θ、θ’を決定するように
する。
The objective lens 6 is a system that satisfies the sine condition by eliminating spherical aberration and coma. Assuming that the focal length of the objective lens 6 is f and the opening half angle of the irradiation light incident on the surface of the sample 7 is θ, the area B is substantially (x + a) 2 + (y + b) 2
<(F · sin θ) 2 , and the region C is substantially represented by a circle with its center at (p, q) and a radius of r, and (xp) 2 + (yq) 2 <r 2 . Here, r is substantially represented by f · sin θ ′, where θ ′ is the half angle of the reflected light in the objective lens 6.
Assuming that the illumination light and the received light have the same optical axis, p
= A, q = b. Since f is often determined by other factors, a, b, θ, and θ ′ are determined in consideration of these relationships so that the region B and the region C do not overlap.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態である顕微鏡の光学
系を示す概要図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical system of a microscope according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態である顕微鏡の光学
系を示す概要図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an optical system of a microscope according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態である顕微鏡の光学
系を示す概要図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an optical system of a microscope according to a third embodiment of the present invention.

【図4】図2におけるスキャンミラーの取り付け方法を
示すための概要図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a method of attaching a scan mirror in FIG. 2;

【図5】対物レンズの投光側焦点面における照射光と正
反射光、及び検出光の断面の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between cross sections of irradiation light, specular reflection light, and detection light on a projection-side focal plane of an objective lens.

【図6】従来の共焦点顕微鏡の光学系の例を示す概要図
である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of an optical system of a conventional confocal microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レーザー光源、2…成形開口、3…集光レンズ、4
…ダイクロイックミラー、5…反射鏡、6…対物レン
ズ、7…試料、8…検出レンズ、9…撮像装置、10…
開き角制限アパーチャー、11…スキャンミラー、11
a…反射面、11’…x軸方向スキャンミラー、11”
…y軸方向スキャンミラー、12、13…リレーレン
ズ、14…光電検出器、15…アパーチャー、16、1
7…リレーレンズ、18…枠、19…x方向回動軸、2
0…y軸方向回動軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser light source, 2 ... Molding aperture, 3 ... Condensing lens, 4
... dichroic mirror, 5 ... reflecting mirror, 6 ... objective lens, 7 ... sample, 8 ... detection lens, 9 ... imaging device, 10 ...
Aperture limiting aperture, 11 ... scan mirror, 11
a ... reflection surface, 11 '... x-axis direction scan mirror, 11 "
... Y-axis direction scan mirror, 12, 13 ... Relay lens, 14 ... Photoelectric detector, 15 ... Aperture, 16, 1
7 ... relay lens, 18 ... frame, 19 ... x direction rotation axis, 2
0 ... Y axis rotation axis

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料表面に垂直な光軸を有する対物レン
ズを介して試料表面に斜めに照明光束を照射し、前記試
料表面から反射又は放出される光を、前記対物レンズを
介して前記照射光束の照射方向と同じ方向から受光し
て、前記試料表面の像を撮像装置の撮像面に結像させる
機能を有することを特徴とする顕微鏡。
1. A sample surface is irradiated with an illumination light beam obliquely through an objective lens having an optical axis perpendicular to the sample surface, and light reflected or emitted from the sample surface is irradiated through the objective lens. A microscope having a function of receiving light from the same direction as the irradiation direction of a light beam and forming an image of the sample surface on an imaging surface of an imaging device.
【請求項2】 光源と、試料表面に垂直な光軸を有し、
前記光源からの照明光束を集光し、前記試料表面にスポ
ットを形成する対物レンズと、前記試料表面から反射又
は放出される光を、前記対物レンズを通して集光した後
に、光電的に検出する光電検出器を有してなり、前記照
明光束の光軸、及び前記試料表面から反射又は放出され
て集光される光の光軸は、少なくとも対物レンズの両側
において一致し、前記対物レンズの光軸とは、前記対物
レンズの中心において、所定の角度(0°を除く)をな
して交叉していることを特徴とする顕微鏡。
2. A light source having an optical axis perpendicular to the sample surface,
An objective lens that collects an illumination light beam from the light source to form a spot on the sample surface, and a photoelectric device that photoelectrically detects light reflected or emitted from the sample surface after condensing the light through the objective lens. An optical axis of the illumination light beam and an optical axis of the light reflected or emitted from the sample surface and condensed at least on both sides of the objective lens, and the optical axis of the objective lens is provided. Means a crossing at a predetermined angle (excluding 0 °) at the center of the objective lens.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の顕微鏡で
あって、前記試料表面から反射される光と放出される光
を分離する光分離手段と、分離された前記試料表面から
放出される光を、撮像装置又は光電検出器に導く光学系
を有してなり、前記照明光束の光軸、及び前記試料表面
から反射又は放出されて集光される光の光軸は、試料面
から前記光分離手段に至るまで一致していることを特徴
とする顕微鏡。
3. The microscope according to claim 1, wherein a light separating unit that separates light reflected from the sample surface and light emitted from the sample surface, and light emitted from the separated sample surface. The optical axis of the illumination light flux, and the optical axis of the light that is reflected or emitted from the sample surface and is collected from the sample surface. A microscope, which is identical up to the light separating means.
【請求項4】 請求項2又は請求項3に記載の顕微鏡で
あって、対物レンズの光軸をz軸とするとき、前記スポ
ットをx軸方向、y軸方向の少なくとも1方向に走査さ
せる走査手段を有し、当該走査手段は、同時に、前記ス
ポット位置が変化しても、前記試料表面から反射又は放
出される光を、常に光電検出器に導く機能を有すること
を特徴とする顕微鏡。
4. The microscope according to claim 2, wherein when the optical axis of the objective lens is the z-axis, the spot is scanned in at least one of the x-axis direction and the y-axis direction. Means for scanning, said scanning means having a function of always guiding light reflected or emitted from said sample surface to a photoelectric detector even when said spot position changes.
【請求項5】 請求項4に記載の顕微鏡であって、前記
対物レンズに照射される前記照明光束は平行光束とされ
ており、前記走査手段は前記照明光の光軸の方向を変え
るものであって、当該走査手段と前記照明光束の光軸が
交わる点は、前記対物レンズの焦点面又はそれと共役な
面上にあることを特徴とする顕微鏡。
5. The microscope according to claim 4, wherein the illumination light beam applied to the objective lens is a parallel light beam, and the scanning unit changes a direction of an optical axis of the illumination light. The microscope is characterized in that a point where the scanning means and the optical axis of the illumination light beam intersect is on a focal plane of the objective lens or a plane conjugate with the focal plane.
【請求項6】 請求項5に記載の顕微鏡であって、前記
走査手段が、2次元方向に回動可能なミラーであること
を特徴とする顕微鏡。
6. The microscope according to claim 5, wherein the scanning unit is a mirror that can rotate in a two-dimensional direction.
【請求項7】 請求項1から請求項6のうちいずれか1
項に記載の顕微鏡であって、前記照明光束の光軸と対物
レンズの光軸は、照明光束の正反射光が、撮像装置又は
光電検出器で検出されないような角度とされていること
を特徴とする顕微鏡。
7. One of claims 1 to 6
The microscope according to any one of the preceding claims, wherein an optical axis of the illumination light beam and an optical axis of the objective lens are at an angle such that specular reflection light of the illumination light beam is not detected by an imaging device or a photoelectric detector. And a microscope.
【請求項8】 請求項1から請求項7のうちいずれか1
項に記載の顕微鏡であって、照明光束の波長と、撮像装
置又は光電検出器で検出される波長が異なっていること
を特徴とする顕微鏡。
8. One of claims 1 to 7
2. The microscope according to claim 1, wherein the wavelength of the illumination light beam is different from the wavelength detected by the imaging device or the photoelectric detector.
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