JP4802320B2 - 共焦点顕微鏡装置 - Google Patents
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Description
共焦点顕微鏡には、走査系を備えたレーザビームにニポー円盤を組み合わせたものが実用化されている。また、最近レーザの走査系として、DMD(Digital Mirror Device)を用いたものが開発されてきている。撮像側にニポー円盤を用いる代わりに、アドレシング機能を備えたイメージセンサを用いて実現する方法を、本発明者らが既に特許出願している(特許文献1参照)。また、ニコンから、類似のアイデアが出願されている(特許文献2参照)。
特に、共焦点顕微鏡に応用する場合、光源を1次元または、2次元のマルチビームとし、それを試料面に照射して、反射または透過した光を、ビームの当たっている位置のピークの情報だけを取り出して、映像信号とすることで、ニポー円盤のような機械的な機構を用いることなく共焦点顕微鏡が実現できるとともに、従来は極めて困難とされている透過型の共焦点顕微鏡が実現できる。
これまでは、1次元または2次元のマルチビーム光に対して常にピーク位置の情報だけを取り出すようにしたもの、即ち、光ビームの動きに同期してイメージセンサを同期させたものはなかった。
この発明では、1次元または2次元のマルチビーム光を、試料に照射し、試料からの反射または透過光のビームのピーク位置の信号だけを選択して読み出し、これをCMOSイメージセンサを用いて、高感度かつ低雑音で読み出す装置、及び、ビーム光のピーク位置に対応する画素の信号を外部に読み出す時間を、有効に活用して、ビーム光が1つの画素に照射される時間をできるだけ長くして感度を向上するための装置を提供するものである。
図1の場合は、9行、9列の場合で、ビームを3つ用いる場合を示しており、それぞれのビーム光は3列ずつ画素を走査する。各ビーム光が3列目の最上部に達したら、最初の列の最下部に戻る。これですべての画素上を走査したことになり、1枚の共焦点像が得られる。共焦点像を得るためには、あるビームのピーク輝度部がある画素に照射されているとき、その画素の信号だけを外部によみだし、それ以外の信号は捨て去ることが必要である。図1は、これを低雑音でかつ高感度に読み出すように構成されている。
なお、V1,V2,V3は、各ビームごとの画素部の列を選択する信号であり、これらと、画素部の制御信号S1〜S9と、O/Eの信号の対応関係を図5に示す。
以上、マルチビームにおける実施例を示したが、シングルビームにおいても同様の技術が採用できるものであり、シングルビームにおける採用を排除するものではない。
2 ノイズキャンセル・水平読み出し回路
3 フォトダイオード
4 MOSトランジスタ
5 アンプ
6 選択スイッチ
7 電流源
Claims (3)
- 試料からの反射光または透過光であるビーム光を電気信号に変換する画素が2次元アレイ状に配列されてなる画素ブロックを複数有するイメージセンサと、
前記画素ブロック毎に異なる前記ビーム光を、複数の前記画素ブロックに同時に照射しつつ前記画素に対して走査する走査手段と、
前記ビーム光のピーク輝度位置の前記画素の前記電気信号を蓄積した蓄積信号のみを、前記ビーム光による走査と同期して選択的に外部に読み出す読み出し手段とを備え、
前記読み出し手段が前記蓄積信号を読み出す期間に、次の前記ピーク輝度位置の前記画素が前記電気信号の蓄積を行う共焦点顕微鏡装置。 - さらに前記イメージセンサの周辺に前記ビーム光の数と同じ数の信号記憶手段をアレイ状に並べて設けるとともに、前記画素からの前記電気信号を読み出して前記信号記憶手段に記憶させ、記憶した前記電気信号を1回の水平走査により読み出す手段を設けてなる請求項1記載の共焦点顕微鏡装置。
- 前記信号記憶手段は第1及び第2の信号記憶手段からなり、前記ビーム光を照射する前のリセットレベルを、前記画素の周辺に設けた前記第1の信号記憶手段に読み出し、前記ビーム光を照射後のピーク輝度位置の前記画素の前記電気信号を、周辺部に別に設けた前記第2の信号記憶手段に読み出して、さらに、それらの信号の差を最終出力で求める手段を設けることにより、前記画素のリセットノイズと、固定パターンノイズを低減することを特徴とする請求項2記載の共焦点顕微鏡装置。
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JP2005024687A JP4802320B2 (ja) | 2005-02-01 | 2005-02-01 | 共焦点顕微鏡装置 |
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JP2005024687A JP4802320B2 (ja) | 2005-02-01 | 2005-02-01 | 共焦点顕微鏡装置 |
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JP4802320B2 true JP4802320B2 (ja) | 2011-10-26 |
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