JP2663766B2 - 共焦点用光スキャナ - Google Patents
共焦点用光スキャナInfo
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- JP2663766B2 JP2663766B2 JP3286112A JP28611291A JP2663766B2 JP 2663766 B2 JP2663766 B2 JP 2663766B2 JP 3286112 A JP3286112 A JP 3286112A JP 28611291 A JP28611291 A JP 28611291A JP 2663766 B2 JP2663766 B2 JP 2663766B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、共焦点顕微鏡などに用
いる共焦点用光スキャナに関し、特に共焦点用光スキャ
ナを構成するピンホ−ル基板上のピンホ−ルの配置方法
に関するものである。
いる共焦点用光スキャナに関し、特に共焦点用光スキャ
ナを構成するピンホ−ル基板上のピンホ−ルの配置方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は共焦点用光スキャナを用いた共焦
点顕微鏡の一例を示す構成図、図4は共焦点用光スキャ
ナに用いるピンホ−ル基板の従来例である。図3および
図4において、図示しない光源からの出射光は、偏向子
1a、ビ−ムスプリッタ2を通って、基板31に複数の
ピンホ−ル32が螺旋状に形成されているピンホ−ル基
板3に照射される。この照射光の内、ピンホ−ル基板3
に螺旋状に配置された多数のピンホ−ル32の幾つかを
通過した光は、1/4波長板4、対物レンズ5を経て試
料6に集光される。試料6からの反射光は、同一の光路
を通って、ピンホ−ル基板3のピンホ−ル32の1つに
集光され、ピンホ−ル32を通って、ビ−ムスプリッタ
2、偏向子1bを経て、接眼レンズ7を介して、試料6
の像を目で捕らえることができる。この装置では、ピン
ホ−ル基板3をモ−タ8で一定速度で回転させており、
ピンホ−ル基板3の回転に伴うピンホ−ル32の移動に
より、試料6への集束光点を走査している。
点顕微鏡の一例を示す構成図、図4は共焦点用光スキャ
ナに用いるピンホ−ル基板の従来例である。図3および
図4において、図示しない光源からの出射光は、偏向子
1a、ビ−ムスプリッタ2を通って、基板31に複数の
ピンホ−ル32が螺旋状に形成されているピンホ−ル基
板3に照射される。この照射光の内、ピンホ−ル基板3
に螺旋状に配置された多数のピンホ−ル32の幾つかを
通過した光は、1/4波長板4、対物レンズ5を経て試
料6に集光される。試料6からの反射光は、同一の光路
を通って、ピンホ−ル基板3のピンホ−ル32の1つに
集光され、ピンホ−ル32を通って、ビ−ムスプリッタ
2、偏向子1bを経て、接眼レンズ7を介して、試料6
の像を目で捕らえることができる。この装置では、ピン
ホ−ル基板3をモ−タ8で一定速度で回転させており、
ピンホ−ル基板3の回転に伴うピンホ−ル32の移動に
より、試料6への集束光点を走査している。
【0003】しかしながら、上記従来技術に示す共焦点
用光スキャナにおいては、ピンホ−ル基板3に螺旋状に
形成された複数のピンホ−ル32は、径方向の列で見る
と、等角度で配置形成されている。これはマスク製作上
の理由からであり、径方向の列パタ−ンを順次等しい角
度で複写することにより、ピンホ−ル基板全体のパタ−
ンを作成しているためである。したがって、ピンホ−ル
基板外周側のピンホ−ル間ピッチの方がピンホ−ル基板
内周側のピンホ−ル間ピッチに比べて広くなる。つま
り、ピンホ−ル基板の透過光量で考えると、外周側が暗
く、内周側は明かるくなるため、ピンホ−ル基板の内外
周で、光走査に明暗むらが生じるという課題があった。
用光スキャナにおいては、ピンホ−ル基板3に螺旋状に
形成された複数のピンホ−ル32は、径方向の列で見る
と、等角度で配置形成されている。これはマスク製作上
の理由からであり、径方向の列パタ−ンを順次等しい角
度で複写することにより、ピンホ−ル基板全体のパタ−
ンを作成しているためである。したがって、ピンホ−ル
基板外周側のピンホ−ル間ピッチの方がピンホ−ル基板
内周側のピンホ−ル間ピッチに比べて広くなる。つま
り、ピンホ−ル基板の透過光量で考えると、外周側が暗
く、内周側は明かるくなるため、ピンホ−ル基板の内外
周で、光走査に明暗むらが生じるという課題があった。
【0004】本発明は上記従来技術の課題を踏まえて成
されたものであり、ピンホ−ル基板の内外周で明暗むら
のない光走査が可能な共焦点用光スキャナを提供するこ
とを目的としたものである。
されたものであり、ピンホ−ル基板の内外周で明暗むら
のない光走査が可能な共焦点用光スキャナを提供するこ
とを目的としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、複数のピンホ−ルが形成されたピン
ホ−ル基板を回転させ、このピンホ−ル基板を通過した
照射光を試料に対して走査する共焦点用光スキャナにお
いて、前記ピンホ−ル基板に形成された複数のピンホ−
ルは、螺旋状に配置された1条以上のピンホ−ル列であ
って、かつ、このピンホ−ル列を構成する複数のピンホ
−ルの中心を結ぶ仮想中心線の軌跡の径方向のピッチと
螺旋に沿った周方向のピッチが等しくなるように配置し
たことを特徴とするものである。また、前記共焦点用光
スキャナにおいて、前記ピンホ−ル基板に形成された各
ピンホ−ルの中心座標が前記数1の値となるように配置
することにより、径方向および周方向のピッチを等しく
なるように配置したことを特徴とするものである。さら
に、前記共焦点用光スキャナにおいて、その焦点位置に
前記ピンホ−ル基板が配置されると共に、前記ピンホ−
ル基板に配置形成された前記複数のピンホ−ルとは光軸
に対して同位置となるように配置形成された複数のマイ
クロレンズを有する集光基板を備えた構成としたことを
特徴とするものである。
の本発明の構成は、複数のピンホ−ルが形成されたピン
ホ−ル基板を回転させ、このピンホ−ル基板を通過した
照射光を試料に対して走査する共焦点用光スキャナにお
いて、前記ピンホ−ル基板に形成された複数のピンホ−
ルは、螺旋状に配置された1条以上のピンホ−ル列であ
って、かつ、このピンホ−ル列を構成する複数のピンホ
−ルの中心を結ぶ仮想中心線の軌跡の径方向のピッチと
螺旋に沿った周方向のピッチが等しくなるように配置し
たことを特徴とするものである。また、前記共焦点用光
スキャナにおいて、前記ピンホ−ル基板に形成された各
ピンホ−ルの中心座標が前記数1の値となるように配置
することにより、径方向および周方向のピッチを等しく
なるように配置したことを特徴とするものである。さら
に、前記共焦点用光スキャナにおいて、その焦点位置に
前記ピンホ−ル基板が配置されると共に、前記ピンホ−
ル基板に配置形成された前記複数のピンホ−ルとは光軸
に対して同位置となるように配置形成された複数のマイ
クロレンズを有する集光基板を備えた構成としたことを
特徴とするものである。
【0006】
【作用】本発明によれば、ピンホ−ルを螺旋状のトラッ
クに沿って、等間隔で配置形成したため、ピンホ−ル基
板の内周と外周での光走査時の明暗むらが生じなくな
る。
クに沿って、等間隔で配置形成したため、ピンホ−ル基
板の内周と外周での光走査時の明暗むらが生じなくな
る。
【0007】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明の共焦点用光スキャナに用いるピンホ−ル基
板のピンホ−ルパタ−ンの具体例である。なお、このピ
ンホ−ルパタ−ンは、前述の数1により作画したもので
あり、作画条件は、 ピンホ−ルピッチa:螺旋の最内周半径ro =約1:6
0 螺旋の条数m=12 で行ったものである。
1は本発明の共焦点用光スキャナに用いるピンホ−ル基
板のピンホ−ルパタ−ンの具体例である。なお、このピ
ンホ−ルパタ−ンは、前述の数1により作画したもので
あり、作画条件は、 ピンホ−ルピッチa:螺旋の最内周半径ro =約1:6
0 螺旋の条数m=12 で行ったものである。
【0008】ここで、前述の数1について説明する。頭
2(イ)および(ロ)に示すように、ピンホール基板が
1周した時、螺旋のトラックの始点と終点では、半径が
m・aだけ大きくなる。したがって、半径rは、 となる。また、弧の長さlは一般に、 と表わされる。 ここで、「Δθ=a/r0」、また、
「Δr0=m・a・a/(2π・r0)」であるので「Δ
r0/Δθ=m・a/2π」となる。式(a)内の第1
項および第2項を比較すると、前述の作画条件から となる。 従って、式(a)内の第2項(dr/dθ) 2
は無視することができるため、
2(イ)および(ロ)に示すように、ピンホール基板が
1周した時、螺旋のトラックの始点と終点では、半径が
m・aだけ大きくなる。したがって、半径rは、 となる。また、弧の長さlは一般に、 と表わされる。 ここで、「Δθ=a/r0」、また、
「Δr0=m・a・a/(2π・r0)」であるので「Δ
r0/Δθ=m・a/2π」となる。式(a)内の第1
項および第2項を比較すると、前述の作画条件から となる。 従って、式(a)内の第2項(dr/dθ) 2
は無視することができるため、
【数2】 となる。この式をθについて表わすと、
【数3】 となる。この式と より、
【数4】 が得られる。この式および式を用いて、前記作画条
件により作画したものが、図1のピンホールパターンで
ある。
件により作画したものが、図1のピンホールパターンで
ある。
【0009】この図1に示すピンホ−ルパタ−ンのピン
ホ−ルの配置は、図2(ハ)に示すように、径方向およ
び周方向共に等しいピンホ−ルピッチaで形成される。
つまり、径が1ピッチ(a)変化すると、内周とのずれ
cは生じるが、単位面積当りのピンホ−ル数は変わらな
い。したがって、密度はピンホ−ルを正方に並べたもの
と等しくなり、半径によらず、密度は一定となる。
ホ−ルの配置は、図2(ハ)に示すように、径方向およ
び周方向共に等しいピンホ−ルピッチaで形成される。
つまり、径が1ピッチ(a)変化すると、内周とのずれ
cは生じるが、単位面積当りのピンホ−ル数は変わらな
い。したがって、密度はピンホ−ルを正方に並べたもの
と等しくなり、半径によらず、密度は一定となる。
【0010】次に、ピンホ−ル基板が回転している場
合、1つのピンホ−ルの光量をI(W:ワット)とする
と、このピンホ−ルが幅a、隣接ピンホ−ルまでの長さ
aの範囲を走査するため、照度Eは、 E=I/(a・a) (W/m2 ) となる。従来の等角度配置のピンホ−ル基板では、図2
(ニ)に示すように、外周側で、単位時間内での走査距
離(隣接ピンホ−ルまでの距離)a´は、内周側の弧の
長さlより大きい。したがって、外周側の照度E´は内
周側の照度Eより小さくなる。これに対して、本発明の
等ピッチ配置によるピンホ−ル基板では、図2(ホ)に
示すように、内周側でも外周側でも同一の弧の長さlを
走査する。したがって、照度は内周外周の半径にかかわ
らず一定となる。つまり、走査時、内周は1ピッチの走
査にt秒かかるとすると、外周はt´秒(<t)で走査
が終了するが、残りのt´−t秒を隣接ピンホ−ルが照
射することで光量が内周外周一定となる。
合、1つのピンホ−ルの光量をI(W:ワット)とする
と、このピンホ−ルが幅a、隣接ピンホ−ルまでの長さ
aの範囲を走査するため、照度Eは、 E=I/(a・a) (W/m2 ) となる。従来の等角度配置のピンホ−ル基板では、図2
(ニ)に示すように、外周側で、単位時間内での走査距
離(隣接ピンホ−ルまでの距離)a´は、内周側の弧の
長さlより大きい。したがって、外周側の照度E´は内
周側の照度Eより小さくなる。これに対して、本発明の
等ピッチ配置によるピンホ−ル基板では、図2(ホ)に
示すように、内周側でも外周側でも同一の弧の長さlを
走査する。したがって、照度は内周外周の半径にかかわ
らず一定となる。つまり、走査時、内周は1ピッチの走
査にt秒かかるとすると、外周はt´秒(<t)で走査
が終了するが、残りのt´−t秒を隣接ピンホ−ルが照
射することで光量が内周外周一定となる。
【0011】このように、本発明の共焦点用光スキャナ
では、共焦点用光スキャナを構成するピンホ−ル基板上
のピンホ−ルを螺旋のトラックに沿って径方向および周
方向のピッチが等しくなるように配列しており、内周と
外周での光走査時の明暗むらが生じなくなる。
では、共焦点用光スキャナを構成するピンホ−ル基板上
のピンホ−ルを螺旋のトラックに沿って径方向および周
方向のピッチが等しくなるように配列しており、内周と
外周での光走査時の明暗むらが生じなくなる。
【0012】次に、図示にての説明は省略するが、上記
ピンホ−ル基板がその焦点位置に配置されると共に、ピ
ンホ−ル基板に螺旋のトラックに沿って径方向および周
方向のピッチが等しくなるように配置形成された複数の
ピンホ−ルとは、それぞれ光軸に対して同位置となるよ
うに、螺旋のトラックに沿って径方向および周方向のピ
ッチが等しくなるように配置形成された複数のマイクロ
レンズを有する集光基板を備えた共焦点用光スキャナと
することにより、内周と外周での光走査時の明暗むらが
生じなくなると共に、光利用効率をさらに向上すること
ができる。
ピンホ−ル基板がその焦点位置に配置されると共に、ピ
ンホ−ル基板に螺旋のトラックに沿って径方向および周
方向のピッチが等しくなるように配置形成された複数の
ピンホ−ルとは、それぞれ光軸に対して同位置となるよ
うに、螺旋のトラックに沿って径方向および周方向のピ
ッチが等しくなるように配置形成された複数のマイクロ
レンズを有する集光基板を備えた共焦点用光スキャナと
することにより、内周と外周での光走査時の明暗むらが
生じなくなると共に、光利用効率をさらに向上すること
ができる。
【0013】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、ピンホ−ルを螺旋のトラックに
沿って等ピッチで配列したために、ピンホ−ル基板の内
周と外周で明暗むらが生じない光走査が可能な共焦点用
光スキャナを実現できる。
うに、本発明によれば、ピンホ−ルを螺旋のトラックに
沿って等ピッチで配列したために、ピンホ−ル基板の内
周と外周で明暗むらが生じない光走査が可能な共焦点用
光スキャナを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の共焦点用光スキャナに用いるピンホ−
ル基板のピンホ−ルパタ−ンの具体例である。
ル基板のピンホ−ルパタ−ンの具体例である。
【図2】本発明の共焦点用光スキャナに用いるピンホ−
ル基板のピンホ−ルの配置方法を説明する図である。
ル基板のピンホ−ルの配置方法を説明する図である。
【図3】共焦点用光スキャナを用いた共焦点顕微鏡の一
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図4】共焦点用光スキャナに用いるピンホ−ル基板の
従来例である。
従来例である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−503493(JP,A) 特開 平1−302215(JP,A) 特開 平5−119262(JP,A) 特開 平3−55510(JP,A) 特開 平4−265918(JP,A) 特開 平3−189601(JP,A) APPL.PHYS.LETT.,V OL.53〜8!(1988),PAGES 716−718 IBM TECHNICAL DIS CLOSURE BULLETIN,V OL.28〜6!(1985),PAGES 2409−2412 SPIE,VOL.1128(1989)<P AGES 74−79
Claims (3)
- 【請求項1】 複数のピンホ−ルが形成されたピンホ−
ル基板を回転させ、このピンホ−ル基板を通過した照射
光を試料に対して走査する共焦点用光スキャナにおい
て、 前記ピンホ−ル基板に形成された複数のピンホ−ルは、
螺旋状に配置された1条以上のピンホ−ル列であって、
かつ、このピンホ−ル列を構成する複数のピンホ−ルの
中心を結ぶ仮想中心線の軌跡の径方向のピッチと螺旋に
沿った周方向のピッチが等しくなるように配置したこと
を特徴とする共焦点用光スキャナ。 - 【請求項2】 請求項1記載の共焦点用光スキャナにお
いて、 前記ピンホ−ル基板に形成された各ピンホ−ルの中心座
標が下記数1の値となるように配置することにより、径
方向および周方向のピッチを等しくなるように配置した
ことを特徴とする共焦点用光スキャナ。 【数1】 ただし、i=0,1,2,……,n(螺旋の内側からの
順番) ri :i番目のピンホ−ルの半径 ro :螺旋の最内周半径 θi :i番目のピンホ−ルの角度 m:螺旋の条数 a:ピンホ−ルのピッチ - 【請求項3】 請求項1または2記載の共焦点用光スキ
ャナにおいて、 その焦点位置に前記ピンホ−ル基板が配置されると共
に、前記ピンホ−ル基板に配置形成された前記複数のピ
ンホ−ルとは光軸に対して同位置となるように配置形成
された複数のマイクロレンズを有する集光基板を備えた
構成としたことを特徴とする共焦点用光スキャナ。
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3286112A JP2663766B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 共焦点用光スキャナ |
EP96102181A EP0727684B1 (en) | 1991-10-31 | 1992-08-28 | Confocal optical scanner |
DE69222733T DE69222733T2 (de) | 1991-10-31 | 1992-08-28 | Nipkowscheibe für konfokalen optischen Scanner |
EP92114750A EP0539691B1 (en) | 1991-10-31 | 1992-08-28 | Nipkow disk for confocal optical scanner |
DE92114750T DE539691T1 (de) | 1991-10-31 | 1992-08-28 | Nipkowscheibe für konfokalen optischen Scanner. |
DE0727684T DE727684T1 (de) | 1991-10-31 | 1992-08-28 | Konfokaler optischer Scanner |
DE69231596T DE69231596T2 (de) | 1991-10-31 | 1992-08-28 | Konfokaler optischer Scanner |
US07/942,156 US5428475A (en) | 1991-10-31 | 1992-09-08 | Confocal optical scanner |
US08/606,462 US5579157A (en) | 1991-10-31 | 1996-03-04 | Confocal optical scanner |
US08/626,014 US5633751A (en) | 1991-10-31 | 1996-03-22 | Confocal optical scanner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3286112A JP2663766B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 共焦点用光スキャナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05127090A JPH05127090A (ja) | 1993-05-25 |
JP2663766B2 true JP2663766B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=17700091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3286112A Expired - Fee Related JP2663766B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 共焦点用光スキャナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2663766B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005032104B4 (de) | 2004-07-09 | 2018-06-28 | Yokogawa Electric Corporation | Biochip-Lesegerät |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006201207A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Nikon Corp | 共焦点光学装置 |
EP2018586B9 (de) * | 2006-04-20 | 2016-04-13 | NanoFocus AG | Verfahren zur generierung eines universellen pinholemusters zur anwendung in konfokalmikroskopen |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2836829B2 (ja) * | 1987-03-27 | 1998-12-14 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ リーランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ | 走査式共焦点型光学顕微鏡 |
US4802748A (en) * | 1987-12-14 | 1989-02-07 | Tracor Northern, Inc. | Confocal tandem scanning reflected light microscope |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP3286112A patent/JP2663766B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
APPL.PHYS.LETT.,VOL.53〜8!(1988),PAGES 716−718 |
IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN,VOL.28〜6!(1985),PAGES 2409−2412 |
SPIE,VOL.1128(1989)<PAGES 74−79 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005032104B4 (de) | 2004-07-09 | 2018-06-28 | Yokogawa Electric Corporation | Biochip-Lesegerät |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05127090A (ja) | 1993-05-25 |
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