JP3358648B2 - 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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Description
される共焦点用光スキャナに関するものである。
点用光スキャナはよく知られている。図2はこの種の光
スキャナの一例を示す要部構成図である。光源からの励
起光は集光ディスク1のマイクロレンズMLにより集光
され、このマイクロレンズMLの焦点位置には微小開口
部(例えばピンホール)を配列したディスク2いわゆる
ニポウ(NIPKOW)ディスクのピンホールPHが配置され
ている。
はハブ3を介して平行に配置されていて、図示しない回
転駆動手段により一体的に回転するようになっている。
ニポウディスク2には複数個のピンホールPHがアレイ
状に配置されており、集光ディスク1にはニポウディス
ク2のピンホールPHと同一の配置パターンで複数個の
マイクロレンズMLが配置されている。
物レンズを通って試料に照射される。試料からの戻り光
は対物レンズを通り、ピンホールPHを通過してダイク
ロイックミラー4で反射され、観察系(図示せず)に入
る。ダイクロイックミラー4は集光ディスク1とニポウ
ディスク2との間に固定配置されている。
うな構成においては次のような問題があった。 (1) 微小開口部周辺での表面反射光(励起光の反射光)
がダイクロイックミラー4で反射し、観察系に入り、バ
ックグラウンドノイズとなる。 (2) ダイクロイックミラーとしては、反射透過特性が通
常の蛍光顕微鏡で使用されるものとは逆特性のダイクロ
イックミラーを使用する必要がある。 (3) マイクロレンズMLの焦点距離により、視野が制限
される。
小開口部周辺での表面反射を完全にカットできる共焦点
用光スキャナを実現しようとするものである。本発明の
他の目的は、反射透過特性が通常の蛍光顕微鏡と同じ特
性のダイクロイックミラーを使用することのできる共焦
点用光スキャナを実現しようとするものである。本発明
の更に他の目的は、マイクロレンズには制限されず、視
野拡大が可能な共焦点用光スキャナを提供することにあ
る。
るために本発明では、複数の微小開口部がアレイ状に配
置され、対物レンズを通過した試料面からの戻り光が前
記微小開口部を通過する微小開口部配置ディスクと、前
記微小開口部と同じ配置パターンで位置調整された複数
の集光手段が配置され入射光と前記戻り光が通過する第
1の集光ディスクと、前記微小開口部と同じ配置パター
ンで位置調整された複数の集光手段が配置され前記第1
の集光ディスクを通過した戻り光を集光して前記微小開
口部配置ディスクの微小開口部に入射する第2の集光デ
ィスクと、前記微小開口部配置ディスクと第1および第
2の集光ディスクを一体として回転する回転駆動手段
と、前記第1および第2の集光ディスクの間に配置さ
れ、入射光と戻り光を分岐するビームスプリッターを備
えたことを特徴とする。
集光ディスクを通って対物レンズに入射する。試料面か
らの戻り光は対物レンズを通り、次に第1の集光ディス
クの集光手段を通過した後、ビームスプリッタを透過し
て第2の集光ディスクの集光手段に入る。
た戻り光は微小開口部配置ディスクの微小開口部に入
り、ここに試料面の中間像が形成される。この中間像は
リレーレンズを介してカメラ等で観察することができ
る。
口部の観察側の表面で反射することはなく、従来のよう
にピンホール表面で反射した入射光がバックグラウンド
ノイズとなるようなことは起り得ない。
説明する。図1は本発明に係る共焦点用光スキャナの一
実施例を示す構成図である。図において、11はビーム
スプリッター(またはダイクロイックミラー)、12は
複数の集光手段(例えばマイクロレンズ)ML1が配置
された第1の集光ディスク、13は複数の集光手段(例
えばマイクロレンズ)ML2が配置された第2の集光デ
ィスク、14は複数の微小開口部(例えばピンホールP
H)がアレイ状に配置された微小開口部配置ディスク
(以下ニポウディスクという)である。第1および第2
の集光ディスクの複数個の集光手段(以下マイクロレン
ズという)はニポウディスク14のピンホールPHと同
一の配置パターンで配置されている。
スク13およびニポウディスク14は所定の間隔でそれ
ぞれが平行になるようにハブ15に取り付けられてお
り、図示しない回転駆動手段により回転するようになっ
ている。ビームスプリッター11は、第1の集光ディス
ク12と第2の集光ディスク13の間に固定配置されて
いて、横方向からの入射レーザ光を第1の集光ディスク
12側へ反射する。
ズ、23は試料面である。また31はリレーレンズ、3
2はカメラである。
反射し、第1の集光ディスク12のマイクロレンズML
1(図では3個を略図的に示してある)に入り、絞られ
る。マイクロレンズML1の焦点位置にフィールドレン
ズ21が配置されていて、フィールドレンズ21により
各マイクロレンズのレーザ光軸が曲げられて対物レンズ
22の瞳中心に入射し、絞られて試料面23を照射す
る。
並びにニポウディスク14を回転駆動手段で回転させる
ことにより、光ビームによる試料面23上の走査が行わ
れる。試料面からの戻り光は入射と同じ光路を通り試料
面23の像がフィールドレンズ21の位置に結像する
(第1の中間像となる)。
イクロレンズML1により平行光となり、ビームスプリ
ッター11を透過し、位置調整された第2の集光ディス
ク13のマイクロレンズML2により絞られ、マイクロ
レンズML2の焦点位置に配置されたニポウディスク1
4のピンホールPH上に結像する(第2の中間像とな
る)。この第2の中間像はリレーレンズ31を介してカ
メラ32で観察することができる。
ナで生じていたようなニポウディスクでの表面反射の問
題を完全に解消できる。また、ビームスプリッターとし
ては入射光を反射し、戻り光を透過するタイプの通常の
ダイクロイックミラーを使用することができる利点があ
る。
の短いものを使用することができ、視野を容易に拡大す
ることができる。また、第1の中間像の位置にはピンホ
ールを設けるのが望ましいが、レーザによる照射の場合
はピンホールがなくても十分に絞られるので従来のよう
なピンホールは不要である。
のではなく、多くの変更、変形が可能である。例えば、
第2の集光ディスク13とニポウディスク14を一体化
することも可能である。一体化することにより部品点数
が減り、マイクロレンズML2とピンホールPHのパタ
ーン位置調整も不要となる。
作上の問題はない。ただし、有限系の対物レンズの場
合、フィールドレンズ21を使用しないときは周辺光量
が減少する。また、反射型の共焦点顕微鏡の場合、第1
の集光ディスク12から対物レンズ22までの間に1/
4波長板またはフレネルロムを挿入してもよい。ビーム
スプリッタ11を偏光ビームスプリッタとし、1/4波
長板を挿入することにより光効率が向上する。
ような効果がある。 (1) 従来のような微小開口部での表面反射は全くなく、
バックグラウンドノイズとなることもない。 (2) ビームスプリッターとして、反射透過特性が通常方
向のダイクロイックミラーを使用することができる。 (3) 焦点距離の短いマイクロレンズML1を使用できる
ため、容易に視野拡大ができる。 (4) 試料面に照射する光を円偏光とする必要がないた
め、1/4波長板を使用する必要はない。 (5) 第1の集光ディスク12のマイクロレンズのNAを
大きくできるため、容易に高解像度とすることができ
る。
示す要部構成図
成図である。
Claims (4)
- 【請求項1】複数の微小開口部がアレイ状に配置され、
対物レンズを通過した試料面からの戻り光が前記微小開
口部を通過する微小開口部配置ディスクと、 前記微小開口部と同じ配置パターンで位置調整された複
数の集光手段が配置され入射光と前記戻り光が通過する
第1の集光ディスクと、 前記微小開口部と同じ配置パターンで位置調整された複
数の集光手段が配置され前記第1の集光ディスクを通過
した戻り光を集光して前記微小開口部配置ディスクの微
小開口部に入射する第2の集光ディスクと、 前記微小開口部配置ディスクと第1および第2の集光デ
ィスクを一体として回転する回転駆動手段と、 前記第1および第2の集光ディスクの間に配置され、入
射光と戻り光を分岐するビームスプリッターを備えたこ
とを特徴とする共焦点用光スキャナ。 - 【請求項2】前記微小開口部配置ディスクと第2の集光
ディスクを一体化した構造としたことを特徴とする請求
項1記載の共焦点用光スキャナ。 - 【請求項3】前記第1の集光ディスクと前記対物レンズ
の間であって、前記第1の集光ディスクの集光手段の焦
点位置に配置されたフィールドレンズを備えたことを特
徴とする請求項1または請求項2記載の共焦点用光スキ
ャナ。 - 【請求項4】前記第1の集光ディスクと前記対物レンズ
の間に1/4波長板を挿入したことを特徴とする請求項
1または請求項2または請求項3記載の共焦点用光スキ
ャナ。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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