JP2594470B2 - 無彩色走査装置 - Google Patents
無彩色走査装置Info
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- JP2594470B2 JP2594470B2 JP63505543A JP50554388A JP2594470B2 JP 2594470 B2 JP2594470 B2 JP 2594470B2 JP 63505543 A JP63505543 A JP 63505543A JP 50554388 A JP50554388 A JP 50554388A JP 2594470 B2 JP2594470 B2 JP 2594470B2
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- mirrors
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- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
- G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
- G02B21/0036—Scanning details, e.g. scanning stages
- G02B21/0048—Scanning details, e.g. scanning stages scanning mirrors, e.g. rotating or galvanomirrors, MEMS mirrors
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- G—PHYSICS
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- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光学走査装置に関し、特に詳細には、共焦
点走査顕微鏡に使用するのに好適な無彩色走査装置（AC
HROMATICSCAN−NING SYSTEM）に関する。
点走査顕微鏡に使用するのに好適な無彩色走査装置（AC
HROMATICSCAN−NING SYSTEM）に関する。
発明の背景 英国特許出願第2184321A号公報は、レーザビームを２
次元横走査する走査装置を利用した共焦点走査顕微鏡に
ついて開示している。すなわち、この走査装置はライン
走査用としてポリゴンミラーを使用し、フレーム走査用
としてガルバノメータミラーを使用したものである。走
査ビームは、顕微鏡の接眼レンズと対物レンズとを通過
して試料上で焦点を形成するようにされている。そし
て、試料から放射される蛍光性の光は、ほとんど同一の
光路を通じてもどされる（非走査（descanned）状態に
なるからである）。そして、その試料から放射された蛍
光性の光は適当なビームスプリッタで分割されて検出器
に導かれる。複数の光学望遠鏡が、光学結合手段として
入射ビームと放射ビームが通過する光路内に挿入されて
いる。
次元横走査する走査装置を利用した共焦点走査顕微鏡に
ついて開示している。すなわち、この走査装置はライン
走査用としてポリゴンミラーを使用し、フレーム走査用
としてガルバノメータミラーを使用したものである。走
査ビームは、顕微鏡の接眼レンズと対物レンズとを通過
して試料上で焦点を形成するようにされている。そし
て、試料から放射される蛍光性の光は、ほとんど同一の
光路を通じてもどされる（非走査（descanned）状態に
なるからである）。そして、その試料から放射された蛍
光性の光は適当なビームスプリッタで分割されて検出器
に導かれる。複数の光学望遠鏡が、光学結合手段として
入射ビームと放射ビームが通過する光路内に挿入されて
いる。
このように構成された従来の走査装置は良好に動作す
るが、望遠鏡の光学性能は高くなければならない。しか
も、この走査装置は無彩色でなく、したがって、全波長
にわたって良好な動作を遂行するものではない。
るが、望遠鏡の光学性能は高くなければならない。しか
も、この走査装置は無彩色でなく、したがって、全波長
にわたって良好な動作を遂行するものではない。
発明の要約 本発明は、著しく簡潔で、かつ高性能な無彩色走査装
置を提供するものである。
置を提供するものである。
要するに、本発明の走査装置は、入射した光ビームを
連続した４つのミラーで反射させるものであり、入口側
と出口側のミラーは、好ましくは、平面ミラーであり、
走査用ミラーと呼ばれる。この平面ミラーは可動的で、
適切に駆動されると所望のビーム変位（角走査）をする
ようになっている。これらの平面ミラーは、一般には、
離れて対向しており、それぞれの軸の回りを回転する。
各軸は各平面ミラーと同一平面内にあり、かつ、両軸は
互いに平行には配置されていない。直交して配置するこ
とが好ましい。上述のミラーのうち、中間の２つのミラ
ーは、反射面どうしが対面した凹面ミラーであり、第１
の走査ミラーで反射された光ビームを第２の走査ミラー
に導く非焦点ミラーである。
連続した４つのミラーで反射させるものであり、入口側
と出口側のミラーは、好ましくは、平面ミラーであり、
走査用ミラーと呼ばれる。この平面ミラーは可動的で、
適切に駆動されると所望のビーム変位（角走査）をする
ようになっている。これらの平面ミラーは、一般には、
離れて対向しており、それぞれの軸の回りを回転する。
各軸は各平面ミラーと同一平面内にあり、かつ、両軸は
互いに平行には配置されていない。直交して配置するこ
とが好ましい。上述のミラーのうち、中間の２つのミラ
ーは、反射面どうしが対面した凹面ミラーであり、第１
の走査ミラーで反射された光ビームを第２の走査ミラー
に導く非焦点ミラーである。
第１の走査ミラーがその軸の回りを角変位すると第１
の方向に光ビームが走査する。走査された光ビームは凹
面ミラーにより第２の走査ミラーに移され、その第２の
走査ミラーの回転軸上の点に入射する。この点は、第１
の走査ミラーの角変位とは無関係な本質的に定常点であ
る。しかしながら、この点における光ビームの方向は第
１の走査ミラーの角変位に依存する。第２の走査ミラー
がその軸の回りを角変位するとは第２の方向に光ビーム
が走査する。走査されて出射した光ビームは、第２の走
査ミラーにおける定常点での射出瞳が現れる位置に配置
される接眼レンズを有する顕微鏡に導かれる。
の方向に光ビームが走査する。走査された光ビームは凹
面ミラーにより第２の走査ミラーに移され、その第２の
走査ミラーの回転軸上の点に入射する。この点は、第１
の走査ミラーの角変位とは無関係な本質的に定常点であ
る。しかしながら、この点における光ビームの方向は第
１の走査ミラーの角変位に依存する。第２の走査ミラー
がその軸の回りを角変位するとは第２の方向に光ビーム
が走査する。走査されて出射した光ビームは、第２の走
査ミラーにおける定常点での射出瞳が現れる位置に配置
される接眼レンズを有する顕微鏡に導かれる。
本発明の特質と利点は、明細書の以下の記載と添付図
面とを参照することにより一層理解することができる。
面とを参照することにより一層理解することができる。
図面の簡単な説明 第１図は本発明による走査光学系が組み込まれた共焦
点走査顕微鏡の光学的な線図、第２図は走査光学系の光
学的な平面図である。
点走査顕微鏡の光学的な線図、第２図は走査光学系の光
学的な平面図である。
好ましい実施例の詳細な説明 本発明は、入射する光ビームを直交する２方向に角走
査する走査光学系を対象とするものである。本発明は種
々のものに応用できるが、以下、共焦点走査顕微鏡に関
連して説明する。
査する走査光学系を対象とするものである。本発明は種
々のものに応用できるが、以下、共焦点走査顕微鏡に関
連して説明する。
第１図は本発明による走査光学系が組み込まれた共焦
点走査顕微鏡10の光学的な線図を示すものであり、第２
図はその走査光学系の光学的な平面図である。図面で特
定された寸法は本発明の要部ではなく、図示のために示
されたものである。
点走査顕微鏡10の光学的な線図を示すものであり、第２
図はその走査光学系の光学的な平面図である。図面で特
定された寸法は本発明の要部ではなく、図示のために示
されたものである。
アルゴンイオンレーザ等の光源22から出射した光ビー
ムは、ビームスプリッタ23、走査光学系25、接眼レンズ
27および対物レンズ（図示せず）よりなる光学部材を通
過する。対物レンズは光ビームの焦点を合わせて試料上
に光スポットを形成する。光スポットがあたった試料の
特定領域から放射した光ビームはビームスプリッタ23ま
で同一の光路（方向は入射光ビームと逆方向である）で
反射する。そして、ビームスプリッタ23の動作により光
源22の方向には戻ることなく、他のビームスプリッタ32
に入射する。ビームスプリッタ32で２分割された光ビー
ムのうち一方の光路の光ビームは前面にアイリス用ダイ
アフラム31（可変範囲は0.7〜7.0mm）が配置されている
フォトマルチプライヤ30に向けられ、他方の光路の光ビ
ームは第２のアイリス用ダイアフラム33とフォトマルチ
プライヤ34に向けられる。
ムは、ビームスプリッタ23、走査光学系25、接眼レンズ
27および対物レンズ（図示せず）よりなる光学部材を通
過する。対物レンズは光ビームの焦点を合わせて試料上
に光スポットを形成する。光スポットがあたった試料の
特定領域から放射した光ビームはビームスプリッタ23ま
で同一の光路（方向は入射光ビームと逆方向である）で
反射する。そして、ビームスプリッタ23の動作により光
源22の方向には戻ることなく、他のビームスプリッタ32
に入射する。ビームスプリッタ32で２分割された光ビー
ムのうち一方の光路の光ビームは前面にアイリス用ダイ
アフラム31（可変範囲は0.7〜7.0mm）が配置されている
フォトマルチプライヤ30に向けられ、他方の光路の光ビ
ームは第２のアイリス用ダイアフラム33とフォトマルチ
プライヤ34に向けられる。
この実施例において、走査光学系25は、第１および第
２の平面ミラー35a,35bと、この第１および第２の平面
ミラー35a,35bの間に光学的に配置された非焦点アセン
ブリである第１および第２の凹面ミラー42a,42bとを備
えている。これらのミラー35a,35b,42a,42bは以下に詳
細に説明するように、入射する光ビームを反射してその
進行方向を連続して４回変更するように配置されてい
る。
２の平面ミラー35a,35bと、この第１および第２の平面
ミラー35a,35bの間に光学的に配置された非焦点アセン
ブリである第１および第２の凹面ミラー42a,42bとを備
えている。これらのミラー35a,35b,42a,42bは以下に詳
細に説明するように、入射する光ビームを反射してその
進行方向を連続して４回変更するように配置されてい
る。
平面ミラー35aは、入射する光ビームの方向に対して
ある角度で配置され軸45aの回りに回転可能である。軸4
5aは、第２図の平面内にあり、かつ、平面ミラー35aの
反射面と同一平面内にある。このようにして、平面ミラ
ー35aが軸45aの回りを回転することにより、第２図の面
内へまたは面から光ビームを角走査させる。平面ミラー
35bは、出射光ビームの方向に対してある角度をなして
配置され軸45bのまわりに回転可能である。軸45bは、平
面ミラー35bの反射面Ｎ内にあり、その反射面は第２図
の面と直交する。このようにして、平面ミラー35bが軸4
5bの回りを回転することにより、第２図の面内で光ビー
ムによる角走査がなされる。平面ミラー35a,35bは、そ
れぞれ、ガルバノメータ46a,46b（点線で示す）によっ
て駆動され、ライン走査率525/sec、フレーム走査率1/s
ecで±17.5°の角走査を行う。走査線の曲率は、二つの
平面ミラー35a,35bが互いに平行に配置されない平均
（非偏向時の）方位を有する形状の場合に最小となるこ
とがわかった。
ある角度で配置され軸45aの回りに回転可能である。軸4
5aは、第２図の平面内にあり、かつ、平面ミラー35aの
反射面と同一平面内にある。このようにして、平面ミラ
ー35aが軸45aの回りを回転することにより、第２図の面
内へまたは面から光ビームを角走査させる。平面ミラー
35bは、出射光ビームの方向に対してある角度をなして
配置され軸45bのまわりに回転可能である。軸45bは、平
面ミラー35bの反射面Ｎ内にあり、その反射面は第２図
の面と直交する。このようにして、平面ミラー35bが軸4
5bの回りを回転することにより、第２図の面内で光ビー
ムによる角走査がなされる。平面ミラー35a,35bは、そ
れぞれ、ガルバノメータ46a,46b（点線で示す）によっ
て駆動され、ライン走査率525/sec、フレーム走査率1/s
ecで±17.5°の角走査を行う。走査線の曲率は、二つの
平面ミラー35a,35bが互いに平行に配置されない平均
（非偏向時の）方位を有する形状の場合に最小となるこ
とがわかった。
凹面ミラー42a,42bは、対面して配置されており、光
りビームを平面ミラー35aから平面ミラー35bに、そして
さらに接眼レンズ27に導く望遠鏡として動作する。凹面
ミラー42a,42bは球面でもよいし、放物面でもよいし、
その他の形状でもよい。図示されたこの実施例では、そ
の焦点距離は75mmである。二つの凹面ミラー42a,42bの
焦点距離が等しくなければならないという絶対的な条件
はなく、実際、異なる焦点距離のものを用いると接眼レ
ンズ27における光ビームの基本走査角と幅についての自
由度が出る。走査光ビームは凹面ミラー42a,42bの各々
において幅狭の帯状になるので、凹面ミラー42a,42bの
外形は円形である必要はなく、むしろ縞状（長さは約50
mm）とすることができる。
りビームを平面ミラー35aから平面ミラー35bに、そして
さらに接眼レンズ27に導く望遠鏡として動作する。凹面
ミラー42a,42bは球面でもよいし、放物面でもよいし、
その他の形状でもよい。図示されたこの実施例では、そ
の焦点距離は75mmである。二つの凹面ミラー42a,42bの
焦点距離が等しくなければならないという絶対的な条件
はなく、実際、異なる焦点距離のものを用いると接眼レ
ンズ27における光ビームの基本走査角と幅についての自
由度が出る。走査光ビームは凹面ミラー42a,42bの各々
において幅狭の帯状になるので、凹面ミラー42a,42bの
外形は円形である必要はなく、むしろ縞状（長さは約50
mm）とすることができる。
顕微鏡の動作中、光ビームはほぼ平行光にされて、平
面ミラー35a、凹面ミラー42a,42b、および平面ミラー35
bに順次照射される。凹面ミラー42aによって反射された
光ビームは符号47で示すように途中の点で焦点を結ぶ
が、この点47は平面ミラー35aの走査角度に応じて変化
する。光ビームは、その点47から出射し、その後、凹面
ミラー42bにより再び平行光とし、平面ミラー35bに向け
る。平行光は、回転軸45bに沿って定常範囲48から反射
する。このようにして、光ビームは二方向に走査され、
非焦点系は光ビームを第１の走査部材から第２の走査部
材に伝達するように動作する。走査光学系は顕微鏡の接
眼レンズ27の射出瞳位置が軸45bの近くにある平面ミラ
ー35bの所定領域にくるような位置にある。このように
して、走査光学系から出射された平行光は接眼レンズ27
さらには対物レンズに導かれ、小径の光スポットに集光
される。
面ミラー35a、凹面ミラー42a,42b、および平面ミラー35
bに順次照射される。凹面ミラー42aによって反射された
光ビームは符号47で示すように途中の点で焦点を結ぶ
が、この点47は平面ミラー35aの走査角度に応じて変化
する。光ビームは、その点47から出射し、その後、凹面
ミラー42bにより再び平行光とし、平面ミラー35bに向け
る。平行光は、回転軸45bに沿って定常範囲48から反射
する。このようにして、光ビームは二方向に走査され、
非焦点系は光ビームを第１の走査部材から第２の走査部
材に伝達するように動作する。走査光学系は顕微鏡の接
眼レンズ27の射出瞳位置が軸45bの近くにある平面ミラ
ー35bの所定領域にくるような位置にある。このように
して、走査光学系から出射された平行光は接眼レンズ27
さらには対物レンズに導かれ、小径の光スポットに集光
される。
走査ビームが、平面ミラー35b上の静止領域48から出
射するようにしたことにより、接眼レンズを通じてなさ
れる種々の画像処理（内視鏡検査用、検眼鏡検査用、望
遠観察用）または小さな開口を通してしなければならな
い画像処理にも利用することができる。
射するようにしたことにより、接眼レンズを通じてなさ
れる種々の画像処理（内視鏡検査用、検眼鏡検査用、望
遠観察用）または小さな開口を通してしなければならな
い画像処理にも利用することができる。
本発明の好ましい実施例は上述の記載により完全かつ
詳細に説明された。しかし、本発明は上述の実施例に限
らず、種々の変形が可能である。たとえば、上記好まし
い実施例においては、平面走査ミラーとして平面ミラー
を用いているが、それらは、特定の応用例においては、
１つまたは２つの光学出力源に代替することができる。
本発明は上述の実施例に限定されることなく、以下に記
す特許請求の範囲によりその範囲が確定されるものであ
る。
詳細に説明された。しかし、本発明は上述の実施例に限
らず、種々の変形が可能である。たとえば、上記好まし
い実施例においては、平面走査ミラーとして平面ミラー
を用いているが、それらは、特定の応用例においては、
１つまたは２つの光学出力源に代替することができる。
本発明は上述の実施例に限定されることなく、以下に記
す特許請求の範囲によりその範囲が確定されるものであ
る。
Claims (9)
- 【請求項１】ミラー面内にある第１および第２の非平行
軸の回りに回転可能な第１および第２の走査ミラーを有
し、上記第１および第２の走査ミラーに対して第１およ
び第２の凹面ミラーが設けられ、 上記４つのミラーが入射光ビームを第１の走査ミラー、
第１の凹面ミラー、第２の凹面ミラーおよび第２の走査
ミラーの順で反射するように配置されたことを特徴とす
る、入射光ビームを２次元に横走査する走査光学装置。 - 【請求項２】第１および第２の走査ミラーが平面ミラー
である請求項１に記載の走査光学装置。 - 【請求項３】第１および第２の走査ミラーが相互に離れ
て配置される請求項１に記載の走査光学装置。 - 【請求項４】上記第１および第２の非平行軸が相互に直
交する請求項１に記載の走査光学装置。 - 【請求項５】上記第１および第２の凹面ミラーの焦点距
離が等しくされた請求項１に記載の走査光学装置。 - 【請求項６】第１および第２の凹面ミラーが平行入射光
を平行出射光にするように配置された請求項１に記載の
走査光学装置。 - 【請求項７】ミラーの平面内にある第１の軸の回りで回
転可能な第１の平面ミラーと、 ミラーの平面内にありかつ上記第１の軸と直交するよう
に配置された第２の軸の回りで回転可能な第２の平面ミ
ラーと、 上記第１および第２の平面ミラーの間で上記第１の平面
ミラーで反射された光ビームを上記第２の平面ミラーに
伝達する非焦点系を形成するように光学的に配置された
第１および第２の凹面ミラーとを備え、たことを特徴と
する走査光学装置。 - 【請求項８】第１および第２の凹面ミラーは平行入射光
を平行出射光にするように配置された請求項７に記載の
光学走査装置。 - 【請求項９】第１および第２の凹面ミラーの焦点距離が
等しくされた請求項７に記載の走査光学装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/GB1988/000530 WO1990000755A1 (en) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | Achromatic scanning system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04501615A JPH04501615A (ja) | 1992-03-19 |
| JP2594470B2 true JP2594470B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=10629767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63505543A Expired - Lifetime JP2594470B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 無彩色走査装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0423112B1 (ja) |
| JP (1) | JP2594470B2 (ja) |
| DE (1) | DE3853637T2 (ja) |
| WO (1) | WO1990000755A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9016632D0 (en) * | 1990-07-28 | 1990-09-12 | Medical Res Council | Confocal imaging system for microscopy |
| US5334830A (en) * | 1991-05-29 | 1994-08-02 | Olympus Optical Co., Ltd. | Scanning optical microscope having a compact confocal optical system for adjusting position of aperture |
| US5305135A (en) * | 1992-03-04 | 1994-04-19 | General Electric Company | Underwater viewing system for remote piloted vehicle |
| JP3420643B2 (ja) * | 1994-11-16 | 2003-06-30 | 富士写真フイルム株式会社 | 光走査装置 |
| JP2007058072A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Brother Ind Ltd | 光走査装置、画像表示装置及び網膜走査型画像表示装置 |
| WO2007023946A1 (ja) | 2005-08-26 | 2007-03-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | 光走査装置、画像表示装置及び網膜走査型画像表示装置 |
| DE102010026571B4 (de) | 2010-07-07 | 2022-05-12 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Optische Scan-Einrichtung |
| DE102014005880A1 (de) | 2014-04-17 | 2015-11-05 | Carl Zeiss Ag | Lichtrastermikroskop mit vereinfachter Optik, insbesondere mit veränderlicher Pupillenlage |
| DE102014017001A1 (de) | 2014-11-12 | 2016-05-12 | Carl Zeiss Ag | Mikroskop mit geringem Verzeichnungsfehler |
| DE102016221933A1 (de) * | 2016-11-09 | 2018-05-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Bilderzeugungseinrichtung |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3215564A1 (de) * | 1980-11-03 | 1983-10-27 | Günter Dr. 6903 Neckargemünd Zeifang | Vorrichtung zur bildfeldabtastung |
| JPH0713707B2 (ja) * | 1985-04-26 | 1995-02-15 | オリンパス光学工業株式会社 | 走査型光学顕微鏡 |
| GB8531011D0 (en) * | 1985-12-17 | 1986-01-29 | Medical Res Council | Confocal scanning microscope |
-
1988
- 1988-07-06 DE DE3853637T patent/DE3853637T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-06 WO PCT/GB1988/000530 patent/WO1990000755A1/en active IP Right Grant
- 1988-07-06 EP EP88905950A patent/EP0423112B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-06 JP JP63505543A patent/JP2594470B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3853637D1 (de) | 1995-05-24 |
| DE3853637T2 (de) | 1995-12-21 |
| JPH04501615A (ja) | 1992-03-19 |
| EP0423112A1 (en) | 1991-04-24 |
| EP0423112B1 (en) | 1995-04-19 |
| WO1990000755A1 (en) | 1990-01-25 |
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