JP2003005078A - Confocal microscope - Google Patents

Confocal microscope

Info

Publication number
JP2003005078A
JP2003005078A JP2001186229A JP2001186229A JP2003005078A JP 2003005078 A JP2003005078 A JP 2003005078A JP 2001186229 A JP2001186229 A JP 2001186229A JP 2001186229 A JP2001186229 A JP 2001186229A JP 2003005078 A JP2003005078 A JP 2003005078A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
image
sample
optical system
objective lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001186229A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoko Hisada
菜穂子 久田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP2001186229A priority Critical patent/JP2003005078A/en
Publication of JP2003005078A publication Critical patent/JP2003005078A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a confocal microscope which is simple and inexpensive in constitution and has a high-velocity focus detecting function. SOLUTION: This microscope has a light source 1, a rotary disk 4 which is alternately formed with transparent sections to transmit rays and light shielding sections to shield the light to a parallel line form, an objective lens 8 which irradiates the surface of a sample 9 with the light transmitted through the rotary disk 4, an image forming optical system 200 which forms the image by condensing the reflected light from the sample 9 by means of the objective lens 8 and the rotary disk 4 and a CCD 13 which is arranged in the position of the image formed by the image forming optical system 200. The image forming optical system 200 is provided with a beam splitter 30 in its optical path and the beam splitter 30 is provided with a pinhole 301 and a photodetector 302 in its reflection side optical path.

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、光学顕微鏡、特に
共焦点顕微鏡に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical microscope, and more particularly to a confocal microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、リアルタイムに高解像化可能なデ
ィスク回転型共焦点顕微鏡が製品化されている。この顕
微鏡は、通常の顕微鏡の光路中にラインパターン等の透
過部を設けたディスクを挿入して、これを回転させて共
焦点効果をねらったもので、ピントのずれた面の像を除
去し、ピントの合った面の像のみが抽出されるようにな
っている。
2. Description of the Related Art In recent years, a disk rotating confocal microscope capable of achieving high resolution in real time has been commercialized. In this microscope, a disc with a transmission part such as a line pattern is inserted in the optical path of a normal microscope, and the disc is rotated to aim for the confocal effect.The image of the out-of-focus surface is removed. , Only the image of the in-focus surface is extracted.

【0003】図9は従来の共焦点顕微鏡の基本構成を示
しているが、この図において、光源1から出た光は、第
1のレンズ2を通ってビームスプリッター(光分割部
材)3で一部反射し、回転ディスク4上に投影される。
このディスク4は、図10に示すような直線状の透光部
と遮光部が交互に形成された、いわゆるラインパターン
を有していて、モータ5により略一定の速度で回転せし
められるようになっている。ディスク4の透光部を通過
した光のみが第2のレンズ6,1/4波長板7及び対物
レンズ8を通過して、試料9上に収束する。試料9から
の反射光は上記経路を逆に辿り、回転ディスク4の透光
部を再び通過した光のみが、ビームスプリッター3,第
3のレンズ11及び結像レンズ12を通って、CCD1
3上に共焦点像を形成する。
FIG. 9 shows the basic structure of a conventional confocal microscope. In this figure, the light emitted from a light source 1 passes through a first lens 2 and is incident on a beam splitter (light splitting member) 3. It is partially reflected and projected onto the rotating disk 4.
The disc 4 has a so-called line pattern in which linear light-transmitting portions and light-shielding portions are alternately formed as shown in FIG. 10, and can be rotated by a motor 5 at a substantially constant speed. ing. Only the light that has passed through the transparent portion of the disk 4 passes through the second lens 6, the quarter-wave plate 7 and the objective lens 8 and is focused on the sample 9. The reflected light from the sample 9 follows the above path in reverse, and only the light that has passed through the transparent portion of the rotating disk 4 again passes through the beam splitter 3, the third lens 11 and the image forming lens 12, and the CCD 1
Form a confocal image on 3.

【0004】この場合、第2のレンズ6と1/4波長板
7と対物レンズ8は共焦点光学系100を構成し、ま
た、第3のレンズ11と結像レンズ12は結像光学系2
00を構成している。光源1と回転ディスク4とは第1
のレンズ2を挟んで、また、回転ディスク4と試料9は
共焦点光学系100を挟んで夫々共役な位置に配置され
ており、これにより試料9のピントの合った部分だけを
抽出した像がCCD13上に得られる。
In this case, the second lens 6, the quarter-wave plate 7 and the objective lens 8 constitute a confocal optical system 100, and the third lens 11 and the image forming lens 12 form the image forming optical system 2.
00 is configured. The light source 1 and the rotating disk 4 are the first
Of the sample 2, and the rotating disk 4 and the sample 9 are arranged at conjugate positions with the confocal optical system 100 interposed therebetween, whereby an image in which only the in-focus portion of the sample 9 is extracted. It is obtained on the CCD 13.

【0005】通常、試料の観察や高さ測定を行う場合に
は、まず試料を光軸方向に動かして試料面上に略ピント
が合うようにする必要がある。そこで、作業者は観察の
前準備としてCCD13からの共焦点像をモニター上で
見ながら、試料台または対物レンズ8を光軸方向に動か
して焦点合わせを行なはねばならず、作業工数が掛かっ
ていた。このような作業工数を削減するために、従来、
焦点検出機能を持たせた共焦点顕微鏡が提案されてい
る。
Usually, when observing a sample or measuring its height, it is necessary to move the sample in the direction of the optical axis so that the sample surface is substantially in focus. Therefore, the operator must move the sample stage or the objective lens 8 in the optical axis direction for focusing while viewing the confocal image from the CCD 13 on the monitor as a preparation for the observation, which requires a lot of man-hours. Was there. In order to reduce such man-hours,
A confocal microscope having a focus detection function has been proposed.

【0006】これは、例えば、CCD13により得られ
た像を画像処理装置14にて画像処理し、光軸方向に試
料を動かしたときの試料像のコントラストを演算により
求めて焦点ずれ量として検出し、最もコントラストの高
い位置を合焦位置として明示したり、自動的に駆動部1
5を介して試料9と対物レンズ8との間の距離を調節し
たりする方式ものであり、若しくは、回転ディスクを含
まない焦点合せ用光学系を別に用意して光路上に遮蔽部
が入らないようにし、この光学系を用いて従来からある
顕微鏡の焦点検出方法により焦点ずれ量を求めたり、自
動焦点合わせを行わせたりする方式のものであった。
This is because, for example, the image obtained by the CCD 13 is image-processed by the image processing device 14, and the contrast of the sample image when the sample is moved in the optical axis direction is calculated and detected as a defocus amount. , The position with the highest contrast is clearly indicated as the in-focus position, and the drive unit 1 automatically
A method of adjusting the distance between the sample 9 and the objective lens 8 via 5, or a separate focusing optical system that does not include a rotating disk is provided so that the shield does not enter the optical path. In this way, the optical system is used to obtain a defocus amount by a conventional microscope focus detection method or to perform automatic focusing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
共焦点顕微鏡は、焦点合せのために画像処理装置や専用
の光学系が必要であり、そのために高価なものとなると
いう問題点があった。また、画像処理装置を用いる焦点
検出の場合は2次元像に対する演算であるため処理に時
間が掛かり、専用の光学系を用いる場合は装置の大型化
を招くという問題点があった。
As described above, the conventional confocal microscope requires an image processing device and a dedicated optical system for focusing, which is expensive. there were. Further, in the case of focus detection using an image processing apparatus, it takes time to process because it is a calculation for a two-dimensional image, and there is a problem that the apparatus becomes large in size when a dedicated optical system is used.

【0008】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、構成が簡単で且つ安価であり、高速の焦点検出機
能を備えた共焦点顕微鏡を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to have a simple and inexpensive structure and to provide a high-speed focus detection function. To provide a focusing microscope.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による共焦点顕微鏡は、光源と、光を透過す
る透過部と光を遮光する遮光部とが交互に線状に形成さ
れた回転部材と、該回転部材を透過した光を試料上に照
射する対物レンズと、前記試料からの反射光を前記対物
レンズ及び前記回転部材を介して集光して像を形成する
結像光学系と、該結像光学系により形成された像の位置
に配置された撮像部材とを備えた共焦点顕微鏡であっ
て、前記結像光学系により形成された像位置或いは該像
位置の前後に微小開口部を持つ光検出手段を設けたこと
を特徴としている。本発明によれば、前記結像光学系の
光路中に光分割部材を設けると共に、該光分割部材の反
射側光路に前記光検出手段を設けたことを特徴としてい
る。また、本発明によれば、前記撮像部材の周囲に前記
光検出手段を設けたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, a confocal microscope according to the present invention has a light source, a light-transmitting portion and a light-shielding portion which are alternately formed in a linear shape. Rotating member, an objective lens that irradiates the sample with light that has passed through the rotating member, and imaging optics that collects reflected light from the sample through the objective lens and the rotating member to form an image. A confocal microscope including a system and an imaging member arranged at a position of an image formed by the imaging optical system, the image position formed by the imaging optical system, or before and after the image position. It is characterized in that a light detecting means having a minute opening is provided. According to the present invention, a light splitting member is provided in the optical path of the imaging optical system, and the light detecting means is provided in the reflection-side optical path of the light splitting member. Further, according to the present invention, the light detecting means is provided around the image pickup member.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
した実施例に基づき説明する。図1は本発明の第1実施
例を示している。図中、従来例で示したのと実質上同一
の部材および部分には同一符号が付され、それらについ
ての詳細な説明は省略されている。この第1実施例で
は、試料9からの反射光は回転ディスク4を通った後、
結像光学系200によりCCD13上に試料9の共焦点
像を形成すると共に、光分割部材としてのビームスプリ
ッタ300で一部反射されてピンホール301に達す
る。ピンホール301の後ろ側にはフォトディテクタ3
02が配置されており、フォトディテクタ302の出力
端は焦点検出部303に接続されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on illustrated examples. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In the figure, substantially the same members and portions as those shown in the conventional example are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In this first embodiment, after the reflected light from the sample 9 passes through the rotating disk 4,
A confocal image of the sample 9 is formed on the CCD 13 by the imaging optical system 200, and is partially reflected by the beam splitter 300 as a light splitting member to reach the pinhole 301. Behind the pinhole 301 is the photo detector 3
02 is arranged, and the output end of the photo detector 302 is connected to the focus detection unit 303.

【0011】試料9が対物レンズ8の焦点位置にある場
合、試料9で反射した反射光は回転ディスク4の透光部
で集光する。この場合、透光部には線幅Lとほぼ等しい
直径のスポットが生じる。一方、試料9が対物レンズ8
の焦点位置にある場合、試料9で反射した反射光は回転
ディスク4の透光部では集光せず、透光部の前あるいは
後で集光する。この場合、透光部には線幅L(図10参
照)よりも大きな直径のスポットが生じる。従って、線
幅Lの方向(図10のA方向)については線幅Lの範囲
しか光が透過しないので、殆どの光は透過しない状態と
同じである。これに対して、線幅Lの方向と直交する方
向(図10のB方向)は透過範囲が制限されていないた
め、焦点位置から外れた位置にあるにも拘わらず、反射
光は透光部を通過してしまう。このため、透光部を通過
した光の量は合焦状態の前後で大きく変化しなくなる。
この結果、透光部を通過する光量の変化で合焦状態を検
出しようとしても、検出することが困難になる。
When the sample 9 is at the focal position of the objective lens 8, the reflected light reflected by the sample 9 is condensed by the light transmitting portion of the rotating disk 4. In this case, a spot having a diameter substantially equal to the line width L is formed on the light transmitting portion. On the other hand, the sample 9 is the objective lens 8
In the focal position of 1, the reflected light reflected by the sample 9 is not collected by the light transmitting portion of the rotating disk 4, but is collected before or after the light transmitting portion. In this case, a spot having a diameter larger than the line width L (see FIG. 10) is formed on the transparent portion. Therefore, in the direction of the line width L (direction A in FIG. 10), light is transmitted only in the range of the line width L, which is the same as the state in which almost no light is transmitted. On the other hand, since the transmission range is not limited in the direction orthogonal to the direction of the line width L (direction B in FIG. 10), the reflected light is transmitted through the translucent portion even though it is out of the focus position. Will pass through. Therefore, the amount of light that has passed through the translucent portion does not change significantly before and after the focused state.
As a result, even if an attempt is made to detect the in-focus state due to a change in the amount of light passing through the transparent portion, it becomes difficult to detect it.

【0012】そこで、本実施例ではピンホール301を
配置しているが、例えば、結像光学系200の倍率を1
倍とすると、ピンホール301の開口径を回転ディスク
4のラインパターンの透過部の線幅Lと略等しいか、或
いはそれよりも小さくしている。このようにすれば、線
幅Lの方向と直交する方向においても焦点位置以外から
の光を除去できる。これにより、線幅Lの方向と直交す
る方向を透過する光についても、試料が対物レンズ8の
焦点位置からずれた場合、ピンホール301の開口部を
通過する光量を少なくすることができる。逆にいうと、
試料が対物レンズ8の焦点位置にある場合のみピンホー
ル301の開口部を通過するようになる。この結果、ピ
ンホール301の開口部を通過した光の量は合焦状態の
前後で大きく変化するようになり、正確な焦点検出が行
えるようになる。なお、結像光学系200の倍率が1倍
以外の場合は、ピンホール301の開口の大きさは次の
ようにして決まる。即ち、ピンホール301の開口が結
像光学系200で回転ディスク4の位置に投影されたと
し、この時の開口の像の大きさが、透光部の線幅Lと略
等しいか或いは小さくなるように開口の大きさを設定す
れば良い。
Therefore, although the pinhole 301 is arranged in this embodiment, for example, the magnification of the imaging optical system 200 is set to 1
If it is doubled, the opening diameter of the pinhole 301 is made substantially equal to or smaller than the line width L of the transmission part of the line pattern of the rotary disk 4. By doing so, it is possible to remove light from other than the focus position even in the direction orthogonal to the direction of the line width L. Thereby, also with respect to the light transmitted in the direction orthogonal to the direction of the line width L, when the sample deviates from the focal position of the objective lens 8, the amount of light passing through the opening of the pinhole 301 can be reduced. Conversely,
Only when the sample is at the focal position of the objective lens 8, the sample passes through the opening of the pinhole 301. As a result, the amount of light that has passed through the opening of the pinhole 301 largely changes before and after the focused state, and accurate focus detection can be performed. When the magnification of the imaging optical system 200 is other than 1, the size of the opening of the pinhole 301 is determined as follows. That is, assuming that the opening of the pinhole 301 is projected onto the position of the rotating disk 4 by the imaging optical system 200, the size of the image of the opening at this time is substantially equal to or smaller than the line width L of the light transmitting portion. The size of the opening may be set as follows.

【0013】このような構成において回転ディスク4は
略一定の速度で回転しているので、試料9と対物レンズ
8間の距離が一定の場合、フォトディテクタ302に入
る光の量Pは、図2に示されるように、回転ディスク4
の一回転に要する時間t毎の繰返し波形となる。ここ
で、試料9若しくは対物レンズ8が光軸方向に一定速度
で動いたとすると、受光量Pは試料9上にピントが合っ
たときに最も多くなりその前後では少なくなるので、図
3に示されたような受光量変化となる。
In such a structure, since the rotating disk 4 is rotating at a substantially constant speed, when the distance between the sample 9 and the objective lens 8 is constant, the amount P of light entering the photodetector 302 is as shown in FIG. Rotating disc 4 as shown
The waveform is repetitive at each time t required for one rotation. Here, assuming that the sample 9 or the objective lens 8 moves at a constant speed in the optical axis direction, the received light amount P becomes maximum when the sample 9 is in focus and becomes small before and after that, and thus is shown in FIG. The amount of received light changes as described above.

【0014】図4は焦点検出部303の回路構成の一例
を示している。この図から明らかなように、フォトディ
テクタ302からの受光電流は、アンプ304にて電流
電圧変換され、ローパスフィルタ(LPF)305を介
してコンパレータ306に入力されて、閾値307と比
較される。この場合、閾値307は図3に破線で示す程
度の微少光量程度に設定しておく。受光量Pが上記閾値
307を上回った場合は焦点検出を許可し、下回ったと
きは焦点検出を禁止するようにする(図5参照)。この
ようにした理由は下記の通りである。
FIG. 4 shows an example of the circuit configuration of the focus detection section 303. As is clear from this figure, the received light current from the photodetector 302 is converted into a current voltage by the amplifier 304, input to the comparator 306 via the low-pass filter (LPF) 305, and compared with the threshold value 307. In this case, the threshold value 307 is set to about a minute amount of light as shown by a broken line in FIG. When the amount of received light P exceeds the threshold value 307, focus detection is permitted, and when it falls below the threshold value 307, focus detection is prohibited (see FIG. 5). The reason for doing this is as follows.

【0015】本実施例による焦点検出法では、受光量が
最大になった位置を合焦位置と判断している。例えば、
図3においてXで示す信号に着目すると、その前後では
受光量が零であるからXの信号が最大になる。そのた
め、常に焦点検出を許可してしまうと、このXの位置を
誤って合焦位置と判断してしまうことになる。これに対
して、本実施例では試料9からの反射光がフォトディテ
クタ302に到達した時のみに焦点検出が行われるの
で、上記のような誤った判断は生じない。
In the focus detection method according to this embodiment, the position where the amount of received light is maximum is determined as the in-focus position. For example,
Focusing on the signal indicated by X in FIG. 3, since the amount of received light is zero before and after that, the signal of X becomes maximum. Therefore, if focus detection is always permitted, the X position will be erroneously determined to be the in-focus position. On the other hand, in the present embodiment, the focus detection is performed only when the reflected light from the sample 9 reaches the photodetector 302, so the above-mentioned erroneous determination does not occur.

【0016】次に、再び図4を参照して、コンパレータ
306の出力をサンプルホールドアンプ308のホール
ドトリガとして使用し、その時の受光量に相当する電圧
をホールドするようにする。この場合、サンプルホール
ドアンプ308の出力は図6に示されたようになり、最
も大きな出力を得られる位置が焦点の合った位置という
ことになる。従って、これをレベルメータ等で表示する
ようにすれば焦点ずれを明確に知らせることが可能とな
る。この説明から明らかなように、サンプルホールドア
ンプ308の出力信号がピークとなるように試料9と対
物レンズ8の間の距離を調節すれば、自動的に焦点出し
を行うことが出来る。
Next, referring to FIG. 4 again, the output of the comparator 306 is used as a hold trigger of the sample hold amplifier 308, and the voltage corresponding to the amount of received light at that time is held. In this case, the output of the sample hold amplifier 308 is as shown in FIG. 6, and the position where the largest output is obtained is the in-focus position. Therefore, if this is displayed by a level meter or the like, it becomes possible to clearly notify the defocus. As is clear from this description, if the distance between the sample 9 and the objective lens 8 is adjusted so that the output signal of the sample hold amplifier 308 has a peak, focusing can be automatically performed.

【0017】上述のように、本実施例によれば、光路上
への追加部品が少なくて済み、また電気的処理により試
料上の一点の情報から焦点合せを行うようにしているた
め高速な焦点出しが可能な共焦点顕微鏡を提供すること
が出来る。
As described above, according to the present embodiment, the number of additional parts on the optical path is small, and since the focusing is performed from the information of one point on the sample by the electrical processing, the high-speed focusing is possible. It is possible to provide a confocal microscope capable of taking out.

【0018】図7は本発明の第2実施例の要部を示す図
である。図中、第1実施例と同一の部材には同一符号が
付されているが、図示されていないその他の部分の構成
は第1実施例と同じである。この実施例では、ビームス
プリッタ300で反射された光路中にもう一つのビーム
スプリッタ400を配置して二つの光路を形成し、その
透過光路中にピンホール301aとフォトディテクタ3
02aが、また、その反射光路中にピンホール301b
とフォトディテクタ302bが夫々配置されている。こ
の場合、回転ディスク4の透過部の像は、ビームスプリ
ッタ400から距離d1離れた位置に形成される。そこ
で、ピンホール301aは距離d1の位置を基準にして
距離d2だけビームスプリッタ400から離れた位置に
配置し、一方、ピンホール301bは距離d1の位置を
基準にして距離d2だけビームスプリッタ400に近づ
いた位置に夫々配置する。
FIG. 7 is a diagram showing the essential parts of a second embodiment of the present invention. In the figure, the same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, but the configuration of other parts not shown is the same as that in the first embodiment. In this embodiment, another beam splitter 400 is arranged in the optical path reflected by the beam splitter 300 to form two optical paths, and the pinhole 301a and the photodetector 3 are provided in the transmitted optical path.
02a also has a pinhole 301b in its reflected light path.
And a photo detector 302b are arranged respectively. In this case, the image of the transmission part of the rotating disk 4 is formed at a position separated from the beam splitter 400 by a distance d 1 . Therefore, the pinhole 301a is arranged at a distance d 1 at a position away from the distance d 2 by the beam splitter 400 as a reference, whereas, pinhole 301b is a distance d 2 on the basis of the position of the distance d 1 beam They are arranged at positions close to the splitter 400, respectively.

【0019】第2実施例によれば、回転ディスク4の透
過部の形状が線状である場合には、透過部の線幅Lの方
向と直交する方向の光束径は合焦状態に応じて変化する
ので、ピンホール301aとピンホール301bをこの
ように配置することにより、各フォトディテクタ302
a,302bの出力から焦点のずれ量とずれの方向を検
出することが出来る。
According to the second embodiment, when the transmitting portion of the rotary disk 4 has a linear shape, the light beam diameter in the direction orthogonal to the direction of the line width L of the transmitting portion depends on the focused state. Since the pinholes 301a and 301b are arranged in this manner, each photodetector 302 can be changed.
It is possible to detect the shift amount and the shift direction of the focus from the outputs of a and 302b.

【0020】上記何れの実施例においても、ピンホール
とそれに対応したフォトディテクタを用いる代わりに、
ピンホールと同じ大きさの受光面を有するフォトディテ
クタを用いることができるが、これにより構成を更に簡
素化することが可能となる。
In any of the above embodiments, instead of using a pinhole and a photodetector corresponding thereto,
A photodetector having a light-receiving surface having the same size as the pinhole can be used, but this can further simplify the configuration.

【0021】図8は本発明の第3実施例の要部を示す図
である。上記実施例においては、何れもビームスプリッ
タ300により光を分岐してフォトディテクタに導くよ
うにしたが、その代わりに本実施例では図8に示すよう
に、CCD13に入射せずに捨てられる周辺像部分の光
束を用いるようにしたものである。CCD13の有効エ
リアは通常長方形であるが、光学系で形成される像(視
野)領域は円形である場合が多い。そのため、光学系で
形成される像のうち、周辺部分はCCD13上には結像
しない。そこで、この部分にピンホール301とフォト
ディテクタ302を配置することにより、ビームスプリ
ッタを用いた場合に懸念される光量ロスに対処すること
が出来る。
FIG. 8 is a diagram showing the essential parts of a third embodiment of the present invention. In each of the above embodiments, the beam splitter 300 splits the light and guides it to the photodetector. Instead, in the present embodiment, as shown in FIG. Is used. The effective area of the CCD 13 is usually rectangular, but the image (field of view) area formed by the optical system is often circular. Therefore, the peripheral portion of the image formed by the optical system is not formed on the CCD 13. Therefore, by disposing the pinhole 301 and the photodetector 302 in this portion, it is possible to cope with the loss of light amount that may occur when the beam splitter is used.

【0022】また、フォトディテクタを像面内に複数箇
所に配置してその内の一つを選択できるようにすれば、
使用する対物レンズの収差の少ない個所での判断ができ
る。また、複数箇所の信号を加算して用いるようにすれ
ば、試料からの反射光が少なくなるエッジ部分等の影響
を少なくした上で焦点検出が行えるので、好都合であ
る。
If photodetectors are arranged at a plurality of positions on the image plane so that one of them can be selected,
It is possible to make a judgment in a place where the aberration of the objective lens used is small. Further, if signals at a plurality of locations are added and used, it is convenient because focus detection can be performed while reducing the influence of edge portions where the reflected light from the sample is reduced.

【0023】また、上記実施例において、アンプ304
以降の電気回路はCPUとソフトウエアで置き換えられ
ても良い。この場合も1点の情報を基に判断することが
出来るため、2次元像を画像処理する場合よりも速度ア
ップすることが出来る。また、自動化に対しても容易に
対応可能となる。
Further, in the above embodiment, the amplifier 304
Subsequent electric circuits may be replaced with a CPU and software. In this case as well, the determination can be made based on the information of one point, so that the speed can be increased as compared with the case of performing image processing of a two-dimensional image. Further, it becomes possible to easily cope with automation.

【0024】以上説明したように、本発明の共焦点顕微
鏡は、特許請求の範囲に記載した特徴の他に、下記の特
徴を有している。 (1)前記光検出手段はフォトディテクタからなり、前
記開口部は前記フォトディテクタの受光面に形成されて
いることを特徴とする請求項2または3に記載の共焦点
顕微鏡。
As described above, the confocal microscope of the present invention has the following features in addition to the features described in the claims. (1) The confocal microscope according to claim 2 or 3, wherein the light detecting means is a photodetector, and the opening is formed on a light receiving surface of the photodetector.

【0025】(2)前記光検出手段はピンホールとフォ
トディテクタからなり、前記開口部は前記ピンホールの
開口であることを特徴とする請求項2または3に記載の
共焦点顕微鏡。
(2) The confocal microscope according to claim 2 or 3, wherein the light detecting means comprises a pinhole and a photodetector, and the opening is an opening of the pinhole.

【0026】(3)前記結像光学系の光路中に光分割部
材を設けると共に、該光分割部材によって形成される一
方の光路における前記像位置に前記光検出手段を設けた
ことを特徴とする請求項2に記載の共焦点顕微鏡。
(3) A light splitting member is provided in the optical path of the imaging optical system, and the light detecting means is provided at the image position in one optical path formed by the light splitting member. The confocal microscope according to claim 2.

【0027】(4)前記結像光学系の光路中に第1光分
割部材を設けると共に、該光分割部材によって形成され
る一方の光路における前記像位置の前後に前記光検出手
段を設けたことを特徴とする請求項2に記載の共焦点顕
微鏡。
(4) The first light splitting member is provided in the optical path of the imaging optical system, and the light detecting means is provided before and after the image position in one optical path formed by the light splitting member. The confocal microscope according to claim 2.

【0028】[0028]

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、簡単かつ小
型な構成で、高速で焦点検出を行うことの出来る共焦点
顕微鏡を提供することが出来る。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a confocal microscope which has a simple and compact structure and can perform focus detection at high speed.

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

【図1】本発明の第1実施例の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】回転ディスクの回転に伴うフォトディテクタの
受光量の変化を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing changes in the amount of light received by a photodetector due to the rotation of a rotating disk.

【図3】回転ディスクの回転に伴うフォトディテクタの
合焦時の受光量の変化を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing changes in the amount of received light when the photodetector is in focus with the rotation of a rotating disk.

【図4】第1実施例に用いられる焦点検出部の回路構成
の一例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a circuit configuration of a focus detection unit used in the first embodiment.

【図5】焦点検出禁止及び許可信号の変化を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing changes in focus detection inhibition and permission signals.

【図6】第1実施例に用いられるサンプルホールドアン
プの出力の変化を示す線図である。
FIG. 6 is a diagram showing a change in output of a sample hold amplifier used in the first embodiment.

【図7】本発明の第2実施例の要部を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a main part of a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3実施例の要部を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a main part of a third embodiment of the present invention.

【図9】従来の共焦点顕微鏡の全体構成を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing an overall configuration of a conventional confocal microscope.

【図10】回転ディスクの平面図である。FIG. 10 is a plan view of a rotating disk.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2,6,11 レンズ 3,300,400 ビームスプリッタ 4 回転ディスク 5 モータ 7 1/4波長板 8 対物レンズ 9 試料 10 試料台 12 結像レンズ 13 CCD 14 画像処理装置 15 駆動部 100 共焦点光学系 200 結像光学系 301,301a,301b ピンホール 302,302a,302b フォトディテクタ 303 焦点検出部 304 アンプ 305 ローパスフィルタ 306 コンパレータ 307 閾値 308 サンプルホールドアンプ L 線幅 1 light source 2,6,11 lens 3,300,400 beam splitter 4 rotating discs 5 motor 7 1/4 wave plate 8 Objective lens 9 samples 10 sample table 12 Imaging lens 13 CCD 14 Image processing device 15 Drive 100 confocal optical system 200 Imaging optical system 301, 301a, 301b Pinhole 302, 302a, 302b Photodetector 303 Focus detection unit 304 amplifier 305 Low-pass filter 306 comparator 307 threshold 308 sample hold amplifier L line width

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源と、光を透過する透過部と光を遮光す
る遮光部とが交互に線状に形成された回転部材と、該回
転部材を透過した光を試料上に照射する対物レンズと、
前記試料からの反射光を前記対物レンズ及び前記回転部
材を介して集光して像を形成する結像光学系と、該結像
光学系により形成された像の位置に配置された撮像部材
とを備えた共焦点顕微鏡であって、前記結像光学系によ
り形成された像位置或いは該像位置の前後に微小開口部
を持つ光検出手段を設けたことを特徴とする共焦点顕微
鏡。
1. A rotating member in which a light source, a transmitting portion that transmits light, and a light shielding portion that shields light are alternately formed in a linear shape, and an objective lens that irradiates the sample with the light transmitted through the rotating member. When,
An imaging optical system that collects reflected light from the sample through the objective lens and the rotating member to form an image, and an imaging member arranged at the position of the image formed by the imaging optical system. A confocal microscope comprising: a confocal microscope, which is provided with a photodetection means having a minute aperture portion at the image position formed by the imaging optical system or before and after the image position.
【請求項2】前記結像光学系の光路中に光分割部材を設
けると共に、該光分割部材の反射側光路に前記光検出手
段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の共焦点顕
微鏡。
2. The confocal lens according to claim 1, wherein a light splitting member is provided in the optical path of the image forming optical system, and the light detecting means is provided in the optical path on the reflection side of the light splitting member. microscope.
【請求項3】前記撮像部材の周囲に前記光検出手段を設
けたことを特徴とする請求項1に記載の共焦点顕微鏡。
3. The confocal microscope according to claim 1, wherein the light detection means is provided around the image pickup member.
JP2001186229A 2001-06-20 2001-06-20 Confocal microscope Withdrawn JP2003005078A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001186229A JP2003005078A (en) 2001-06-20 2001-06-20 Confocal microscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001186229A JP2003005078A (en) 2001-06-20 2001-06-20 Confocal microscope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003005078A true JP2003005078A (en) 2003-01-08

Family

ID=19025694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001186229A Withdrawn JP2003005078A (en) 2001-06-20 2001-06-20 Confocal microscope

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003005078A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7253420B2 (en) 2003-10-21 2007-08-07 Olympus Corporation Scanning microscope system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7253420B2 (en) 2003-10-21 2007-08-07 Olympus Corporation Scanning microscope system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3978528B2 (en) Pattern defect inspection apparatus and laser microscope
GB2321517A (en) Confocal microscopic equipment for measuring solid shapes
WO2016132451A1 (en) Microscope
JPH10161195A (en) Autofocusing method and device
JP3611755B2 (en) Three-dimensional shape detection method and apparatus, and confocal detection apparatus
KR100845284B1 (en) Confocal scanning microscope using two Nipkow disks
JP2006235250A (en) Measuring microscope
KR20060086938A (en) Focusing system and method
JP2003533733A (en) Autofocusing equipment for optical equipment
JP2003005078A (en) Confocal microscope
JP2009222449A (en) Distance measuring device using lens system
JPS6026311A (en) Focus detector for dark field microscope
JP3944377B2 (en) Focus detection device
JP2004102032A (en) Scanning type confocal microscope system
JP4406873B2 (en) Scan measurement inspection equipment
JPH08334317A (en) Measuring microscope
JP2004251984A (en) Auto-focusing device
JP4680545B2 (en) Appearance inspection method and appearance inspection apparatus
JP3851701B2 (en) Focus detection device
JP2007148084A (en) Focus detector
JPH10133117A (en) Microscope equipped with focus detecting device
JP2003075714A (en) Focus detector and microscope provided with focal detection function
JP3163803B2 (en) Focus position detector
JP2010181782A (en) Automatic focusing device
JP3542171B2 (en) Microscope equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080902