JPH0440408A - Confocal scanning microscope - Google Patents

Confocal scanning microscope

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Publication number
JPH0440408A
JPH0440408A JP14839690A JP14839690A JPH0440408A JP H0440408 A JPH0440408 A JP H0440408A JP 14839690 A JP14839690 A JP 14839690A JP 14839690 A JP14839690 A JP 14839690A JP H0440408 A JPH0440408 A JP H0440408A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
pinhole
pinhole plate
scanning
sample
Prior art date
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Pending
Application number
JP14839690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihito Kimura
俊仁 木村
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP14839690A priority Critical patent/JPH0440408A/en
Publication of JPH0440408A publication Critical patent/JPH0440408A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable a fast scanning, to simplify the constitution, and to form the microscope at low cost by moving a 1st pinhole plate reciprocally in a direction intersecting its optical axis and making a main scan of a light spot on a sample, and moving a 2nd pinhole plate integrally with the 1st pinhole plate and making them follow up the movement of the spot image. CONSTITUTION:The 1st pinhole plate 31 and 2nd pinhole plate 32 are united integrally through a holding member 33, which is coupled with a laminated piezoelectric element 34 for main scanning. The laminate piezoelectric element 34 for main scanning receives the driving electric power from a piezoelectric element driving circuit 36 and moves both pinhole plates 31 and 32 reciprocally at a high speed as shown by an arrow X. A laminate piezoelectric element 35 for subscanning, on the other hand, receives driving electric power from a piezoelectric element driving circuit 37 and moves both pinhole plates 31 and 32 reciprocally at a high speed as shown by an arrow Y. The position of the pinhole 32a of the 2nd pinhole plate 32 follows up the movement of the spot image Q and transmitted light 11' is made incident on a photodetector 24 through this pinhole 32a at all times. Consequently, the fast scanning is available and the microscope in simple structure can be formed at low cost.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は共焦点走査型顕微鏡、特に詳細には、照明光光
点の走査機構が改良された共焦点走査型顕微鏡に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a confocal scanning microscope, and more particularly to a confocal scanning microscope with an improved illumination light spot scanning mechanism.

(従来の技術) 従来より、照明光を微小な光点に収束させ、この光点を
試料上において2次元的に走査させ、その際該試料を透
過した光あるいはそこで反射した光、さらには試料から
発せられた蛍光を光検出器で検出して、試料の拡大像を
担持する電気信号を得るようにした光学式走査型顕微鏡
が公知となっている。
(Prior Art) Conventionally, illumination light is converged into a minute light spot, and this light spot is scanned two-dimensionally on a sample. At this time, the light that has passed through the sample or the light that has been reflected there, and also the sample Optical scanning microscopes are known in which the fluorescence emitted from the sample is detected by a photodetector to obtain an electrical signal carrying an enlarged image of the sample.

なかでも、照明光を光源から発生させた上で試料上にお
いて光点に結像させる一方、この試料からの光束を再度
点像に結像させてそれを光検出器で検出するように構成
した共焦点走査型顕微鏡は、試料面上にピンホールを配
する必要が無く、実現容易となっている。
In particular, it is configured to generate illumination light from a light source and image it into a light spot on the sample, and then re-image the light flux from the sample into a point image, which is then detected by a photodetector. A confocal scanning microscope does not require a pinhole on the sample surface, making it easy to implement.

この共焦点走査型顕微鏡は基本的に、 照明光を発する光源と、 試料が載置される試料台と、 この照明光を試料上において微小な光点として結像させ
る送光光学系と、 上記試料からの光束(透過光、反射光あるいは蛍光)を
集光して点像に結像させる受光光学系と、この点像を検
出する光検出器と、 上記光点を試料上において2次元的に走査させる走査機
構とから構成されるものである。なお特開昭82−21
7218号公報には、この共焦点走査型顕微鏡の一例が
示されている。
This confocal scanning microscope basically includes a light source that emits illumination light, a sample stage on which a sample is placed, a light transmission optical system that images this illumination light as a minute light spot on the sample, and the above-mentioned. A light-receiving optical system that collects the light flux (transmitted light, reflected light, or fluorescence) from the sample and forms it into a point image, and a photodetector that detects this point image; It is composed of a scanning mechanism that scans the image. Furthermore, Japanese Patent Application Publication No. 82-21
No. 7218 discloses an example of this confocal scanning microscope.

(発明が解決しようとする課題) 従来の共焦点走査型顕微鏡においては、上記走査機構と
して、 ■試料台を2次元的に移動させる機構、あるいは■照明
光ビームを光偏向器によって2次元的に偏向させる機構
が用いられていた。
(Problems to be Solved by the Invention) In conventional confocal scanning microscopes, the above-mentioned scanning mechanism includes: ■ a mechanism that moves the sample stage two-dimensionally, or ■ a mechanism that moves the illumination light beam two-dimensionally using an optical deflector. A deflection mechanism was used.

しかし■の機構を採用した場合には、高速走査を行なう
と試料が飛んでしまうという問題が生じていた。顕微鏡
で観察される試料としては生物試料も多く、この生物試
料を観察する際に高速走査ができないと、生物試料の微
妙な動きを捕えることが不可能となる。また、このよう
な生物試料に限らなくても、はぼリアルタイムで試料像
を撮像したいという要求は広く存在するものであり、高
速走査が不可能であれば、当然、このような要求に応え
ることができない。
However, when the mechanism (2) was adopted, there was a problem that the sample would fly away when high-speed scanning was performed. Many biological samples are observed with microscopes, and if high-speed scanning is not possible when observing these biological samples, it will be impossible to capture the subtle movements of the biological samples. In addition, there is a wide demand for capturing images of samples in near real time, not just for biological samples, and if high-speed scanning is not possible, it is natural that such a demand cannot be met. I can't.

一方、■の機構によれば十分高速の走査が可能であるが
、この機構においては、ガルバノメータミラーやAOD
 (音響光学光偏向器)等の高価な光偏向器が必要であ
るという難点が有る。またこの■の機構においては、照
明光ビームを光偏向器で振るようにしているから、送光
光学系の対物レンズにはこの光ビームが刻々異なる角度
で入射することになり、それによる収差を補正するため
に対物レンズの設計が困難になるという問題も認められ
ている。特にAODを使用した場合には、対物レンズ以
外にもAODから射出した光束に非点収差が生ずるため
特殊な補正レンズが必要となり、光学系をより複雑なも
のとしている。
On the other hand, the mechanism (■) allows sufficiently high-speed scanning, but in this mechanism, galvanometer mirrors and AOD
The disadvantage is that an expensive optical deflector such as an acousto-optic optical deflector is required. In addition, in this mechanism (2), since the illumination light beam is deflected by an optical deflector, this light beam enters the objective lens of the light transmission optical system at different angles from time to time, and the resulting aberrations are eliminated. It has also been recognized that the correction makes it difficult to design the objective lens. In particular, when an AOD is used, a special correction lens is required in addition to the objective lens because astigmatism occurs in the light beam emitted from the AOD, making the optical system more complicated.

そこで本発明は、高速走査が可能で、その一方、構成が
簡単で安価に形成することができる共焦点走査型顕微鏡
を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a confocal scanning microscope that is capable of high-speed scanning, yet has a simple configuration and can be manufactured at low cost.

(課題を解決するための手段及び作用)本発明による共
焦点走査型顕微鏡は、先に述べたような試料台と、光源
と、送光光学系と、受光光学系と、光検出器と、光点の
2次元走査機構とを備えた共焦点走査型顕微鏡において
、上記光源と送光光学系との間に配された第1のピンホ
ール板と、 この第1のピンホール板をその光軸と交わる方向に往復
移動させて上記光点を試料上において主走査させるピン
ホール板移動手段と、 上記光点を試料上において副走査させる副走査手段とに
よって走査機構を構成し、 そして、上記光点の主走査による点像の移動に対応させ
るため、その結像位置に第2のピンホール板を設け、こ
の第2のピンホール板を第1のピンホール板と一体的に
移動させて、上記点像の移動に追随させるようにしたこ
とを特徴とするものである。
(Means and Effects for Solving the Problems) A confocal scanning microscope according to the present invention includes a sample stage as described above, a light source, a light transmitting optical system, a light receiving optical system, a photodetector, A confocal scanning microscope equipped with a two-dimensional scanning mechanism for a light spot includes a first pinhole plate disposed between the light source and the light transmission optical system; A scanning mechanism is constituted by a pinhole plate moving means for main-scanning the light spot on the sample by reciprocating in a direction intersecting the axis, and a sub-scanning means for sub-scanning the light spot on the sample; In order to correspond to the movement of the point image due to main scanning of the light spot, a second pinhole plate is provided at the image formation position, and this second pinhole plate is moved integrally with the first pinhole plate. , is characterized in that it follows the movement of the point image.

なお、上記ピンホール板移動手段が、第1および第2の
ピンホール板を、主走査のための移動の方向とほぼ直交
する方向にも移動させるように構成されれば、該ピンホ
ール板移動手段により副走査手段を兼ねることができる
Note that if the pinhole plate moving means is configured to also move the first and second pinhole plates in a direction substantially perpendicular to the direction of movement for main scanning, the pinhole plate movement Depending on the means, it can also serve as a sub-scanning means.

またこの副走査手段はその他例えば、試料台を移動させ
るものであってもよい。副走査速度は主走査速度に比べ
れば、比較的低速とすることができるから、上記のよう
に試料台を移動させても、試料が飛んでしまうことを防
止可能である。
Further, this sub-scanning means may also be a means for moving the sample stage, for example. Since the sub-scanning speed can be relatively low compared to the main-scanning speed, even if the sample stage is moved as described above, it is possible to prevent the sample from flying away.

上記の構成においては、光点走査のために照明光ビーム
が振られることがないから、光学系の設計は光軸上の光
線のみを考えて行なえばよいことになり、該光学系の設
計は非常に容易となる。
In the above configuration, since the illumination light beam is not swayed for light point scanning, the design of the optical system only needs to be done considering the light rays on the optical axis. It becomes very easy.

さらに上記の構成において、照明光光点の主走査のため
に移動されるものは、2枚のピンホール板であり、この
ようなピンホール板は一般に極めて軽量に形成可能であ
るから、これらのピンホール板の移動、ひいては照明光
の主走査を著しく高速で行なうことが可能となる。
Furthermore, in the above configuration, what is moved for main scanning of the illumination light spot are two pinhole plates, and since such pinhole plates can generally be made extremely lightweight, these It becomes possible to move the pinhole plate and, in turn, to perform main scanning of the illumination light at extremely high speed.

(実 施 例) 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.

第1図は、本発明の第1実施例によるモノクロ透過型の
共焦点走査型顕微鏡を示すものである。
FIG. 1 shows a monochrome transmission confocal scanning microscope according to a first embodiment of the present invention.

図示されるように移動台IOには、照明光11を射出す
る光源12が固定されている。この光源12としては、
例えば半導体レーザ等が用いられる。また移動台10は
架台13に対して上下方向に移動自在に保持され、この
移動台10と架台13との間には、移動台10を上記の
方向に移動させる積層ピエゾ素子14が介設されている
As shown in the figure, a light source 12 that emits illumination light 11 is fixed to the movable table IO. As this light source 12,
For example, a semiconductor laser or the like is used. Furthermore, the movable table 10 is held movably in the vertical direction relative to the pedestal 13, and a laminated piezo element 14 is interposed between the movable table 10 and the pedestal 13 to move the movable table 10 in the above-mentioned direction. ing.

発散光である照明光11は、コリメーターレンズ15に
よって比較的ビーム径の太い平行光とされる。
The illumination light 11, which is diverging light, is converted into parallel light with a relatively large beam diameter by the collimator lens 15.

この照明光11を遮る位置には、第1ピンホール板31
が配設されている。この第1ピンホール板31の微小な
ピンホール31.aを通過した照明光11は、発散光の
状態でコリメーターレンズ16に入射して平行光とされ
、次に対物レンズ17によって集光されて、試料台22
に載置された試料23上で微小な光点Pに結像する。
A first pinhole plate 31 is located at a position that blocks this illumination light 11.
is installed. The minute pinhole 31 of this first pinhole plate 31. The illumination light 11 that has passed through a is incident on the collimator lens 16 in a diverging state to become parallel light, and is then condensed by the objective lens 17 and sent to the sample stage 22.
The image is formed into a minute light spot P on the sample 23 placed on the surface.

試料23を透過した透過光11′の光束は、受光光学系
21の対物レンズ19によって平行光とされ、次に集光
レンズ20によって集光されて、点像Qに結像する。こ
の結像位置には第2ピンホール板32が配設されており
、該第2ピンホール板32のピンホール32aを通過し
た透過光11°の光量が光検出器24によって検出され
る。この光検出器24としては、比較的大きな受光面を
有する例えば光電子増倍管等が用いられ、そこからは、
試料23の照明光照射箇所の明るさを示す信号Sが出力
される。
The beam of transmitted light 11' that has passed through the sample 23 is made into parallel light by the objective lens 19 of the light receiving optical system 21, and then condensed by the condensing lens 20 to form a point image Q. A second pinhole plate 32 is disposed at this imaging position, and the amount of transmitted light of 11° passing through the pinhole 32a of the second pinhole plate 32 is detected by the photodetector 24. As this photodetector 24, for example, a photomultiplier tube or the like having a relatively large light-receiving surface is used, and from there,
A signal S indicating the brightness of the part of the sample 23 irradiated with the illumination light is output.

次に、照明光11の光点Pの2次元走査について説明す
る。上述した第1ピンホール板31と第2ピンホール板
32は、保持部材33を介して一体化され、この保持部
材33は主走査用積層ピエゾ素子34に連結されている
。この主走査用積層ピエゾ素子34は、副走査用積層ピ
エゾ素子35を介して移動台10に保持されており、ピ
エゾ素子駆動回路36から駆動電力を受けて、保持部材
33すなわち両ピンホール板31.32を矢印X方向に
高速で往復移動させる。それとともに副走査用積層ピエ
ゾ素子35は、ピエゾ素子駆動回路37から駆動電力を
受けて、主走査用積層ピエゾ素子34すなわち両ピンホ
ール板3■、32を、Y方向に高速で往復移動させる。
Next, two-dimensional scanning of the light spot P of the illumination light 11 will be explained. The first pinhole plate 31 and the second pinhole plate 32 described above are integrated via a holding member 33, and this holding member 33 is connected to the main scanning laminated piezo element 34. This main scanning laminated piezo element 34 is held on the movable table 10 via a sub-scanning laminated piezo element 35, and receives driving power from a piezo element drive circuit 36 to support the holding member 33, that is, both pinhole plates 31 .32 is moved back and forth at high speed in the direction of arrow X. At the same time, the sub-scanning laminated piezo element 35 receives drive power from the piezo element drive circuit 37, and moves the main-scanning laminated piezo element 34, that is, both pinhole plates 3 and 32, back and forth in the Y direction at high speed.

なお、このY方向の移動速度は、X方向の移動速度より
も低速とされる。
Note that the moving speed in the Y direction is slower than the moving speed in the X direction.

以上のようにして第1ピンホール板31がX、Y方向に
移動されることにより、そのピンホール31aの位置(
すなわち照明光11の出射位置)が変化するので、照明
光光点Pが試料23上を2次元的に走査するようになる
。それにより光検出器24からは、試料23の2次元像
を担持する連続的な信号Sが得られる。この信号Sは、
例えば所定周期毎にサンプリングする等により、画素分
割された信号とされる。
By moving the first pinhole plate 31 in the X and Y directions as described above, the position of the pinhole 31a (
In other words, since the emission position of the illumination light 11 changes, the illumination light spot P comes to scan the sample 23 two-dimensionally. Thereby, a continuous signal S carrying a two-dimensional image of the sample 23 is obtained from the photodetector 24. This signal S is
For example, by sampling at predetermined intervals, the signal is divided into pixels.

以上のようにして光点Pが移動すると、それに応じて点
像Qの結像位置も2次元的に移動する。
When the light spot P moves as described above, the imaging position of the point image Q also moves two-dimensionally accordingly.

しかしここで、第2ピンホール板32が第1ピンホル板
31と一体的に移動するので、第2ピンホル板32のピ
ンホール32aの位置は点像Qの移動に追随し、常にこ
のピンホール32aを通して透過光11′が光検出器2
4に入射する。
However, since the second pinhole plate 32 moves integrally with the first pinhole plate 31, the position of the pinhole 32a of the second pinhole plate 32 follows the movement of the point image Q, and the position of the pinhole 32a of the second pinhole plate 32 always follows the movement of the point image Q. The transmitted light 11' passes through the photodetector 2
4.

このようにするためには、コリメーターレンズ16、対
物レンズ17.19および集光レンズ20により、横倍
率β=−1、角倍率γ=−1で、対物レンズ17.19
間にビーム収束点が存在する光学系を構成する。なお縦
倍率αについては、α=1とするのが望ましい。
In order to do this, the collimator lens 16, the objective lens 17.19 and the condensing lens 20 are used to set the lateral magnification β=-1, the angular magnification γ=-1, and the objective lens 17.19
An optical system is constructed in which a beam convergence point exists between the two. As for the vertical magnification α, it is desirable to set α=1.

より具体的には、例えば対物レンズ1.7.19の焦点
距離をfl、fz、それらの間隔をdとしたとき、fl
−f2、d=fl +f2としてアフォーカル系と同等
の光学系を構成し、またコリメーターレンズIBと集光
レンズ20とは互いに同等のものを用いて、コリメータ
ーレンズ16と対物レンズ17間の距離と、対物レンズ
19と集光レンズ20間の距離とを等しくする。
More specifically, for example, when the focal lengths of the objective lenses 1.7.19 are fl and fz, and the distance between them is d, then fl
-f2, d=fl +f2, an optical system equivalent to an afocal system is constructed, and the collimator lens IB and the condensing lens 20 are equivalent to each other, and the distance between the collimator lens 16 and the objective lens 17 is The distance and the distance between the objective lens 19 and the condensing lens 20 are made equal.

なお、点像Qを第2ピンホール板32を介して検出する
ことにより、そのハローや試料23で散乱した光をカッ
トすることができる。
Note that by detecting the point image Q through the second pinhole plate 32, light scattered by the halo and the sample 23 can be cut.

また本実施例においては積層ピエゾ素子14が、ピエゾ
素子駆動回路38から駆動電力を受けて、移動台10を
、主、副走査方向XSYと直交する矢印Z方向(すなわ
ち光学系18.21の光軸方向)に移動させる。こうし
て移動台1oをZ方向に所定距離移動させる毎に前記光
点Pの2次元走査を行なえば、合焦点面の情報のみが光
検出器24によって検出される。そこで、この光検出器
24の出力Sをフレームメモリに取り込むことにより、
試料23をZ方向に移動させた範囲内で、全ての面に焦
点が合った画像を担う信号を得ることが可能となる。
Further, in this embodiment, the laminated piezo element 14 receives drive power from the piezo element drive circuit 38 to move the movable table 10 in the direction of the arrow Z perpendicular to the main and sub-scanning directions XSY (that is, the light of the optical system 18. axial direction). If the light spot P is two-dimensionally scanned each time the movable table 1o is moved a predetermined distance in the Z direction in this manner, only information on the focused plane is detected by the photodetector 24. Therefore, by taking the output S of this photodetector 24 into the frame memory,
Within the range in which the sample 23 is moved in the Z direction, it is possible to obtain a signal that represents an image that is in focus on all surfaces.

なお、上記のように移動台1oをZ方向に移動させる代
わりに、試料台23を2方向に移動させるようにしても
よい。さらに、共焦点が若干ずれることを容認できる場
合は、第1ピンホール板31をZ方向に移動させるよう
にしてもよい。
Note that instead of moving the moving stage 1o in the Z direction as described above, the sample stage 23 may be moved in two directions. Furthermore, if a slight deviation of the confocal point is acceptable, the first pinhole plate 31 may be moved in the Z direction.

またピエゾ素子駆動回路36.37および38には、図
示しない制御回路から同期信号が入力され、それにより
、光点Pの主、副走査および移動台1oのZ方向移動の
同期が取られる。
Furthermore, a synchronization signal is inputted to the piezo element drive circuits 36, 37 and 38 from a control circuit (not shown), thereby synchronizing the main and sub-scanning of the light spot P and the movement of the moving table 1o in the Z direction.

次に、第2図を参照して本発明の第2実施例について説
明する。なおこの第2図において、第1図と共通部分に
は同じ番号を付し、それらについての説明は特に必要の
無い限り省略する(以下、同様)。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that in FIG. 2, parts common to those in FIG. 1 are given the same numbers, and explanations thereof will be omitted unless particularly necessary (the same applies hereinafter).

この実施例の共焦点走査型顕微鏡はモノクロ反射型のも
のであり、コリメータレンズ16と対物レンズ17との
間には、ビームスプリッタ40が配されている。試料2
3で反射した反射光11“は、送光および受光光学系用
に共用された対物レンズ17で平行光とされた後、上記
ビームスプリッタ40で反射して照明光11から分離す
る。この反射光11″は次にミラー41で反射し、集光
レンズ20によって点像Qに結像される。この点像Qの
明るさは、第2ピンホール板32を介して、光検出器2
4によって検出される。
The confocal scanning microscope of this embodiment is of a monochrome reflection type, and a beam splitter 40 is disposed between the collimator lens 16 and the objective lens 17. Sample 2
3, the reflected light 11'' is converted into parallel light by the objective lens 17, which is shared by the light transmitting and light receiving optical systems, and is then reflected by the beam splitter 40 and separated from the illumination light 11.This reflected light 11'' is then reflected by the mirror 41 and focused into a point image Q by the condenser lens 20. The brightness of this point image Q is measured by the photodetector 2 through the second pinhole plate 32.
Detected by 4.

なお本実施例において、光検出器24は第2ピンホール
板32に固定されて、該第2ピンホール板32とともに
移動する。このようにすれば、光検出器24として例え
ばフォトダイオード等、受光面積が小さい小型のものを
利用可能となる。
In this embodiment, the photodetector 24 is fixed to the second pinhole plate 32 and moves together with the second pinhole plate 32. In this way, a small device with a small light-receiving area, such as a photodiode, can be used as the photodetector 24.

この第2実施例装置においても、第1ピンホール板31
および第2ピンホール板32が、保持部材33を介して
主走査用積層ピエゾ素子34および副走査用積層ピエゾ
素子35により、X1Y方向に移動される。それにより
照明光光点Pの2次元走査がなされるとともに、この走
査による点像Qの移動に第2ピンホール板32のピンホ
ール32aが追随する。
Also in this second embodiment device, the first pinhole plate 31
The second pinhole plate 32 is moved in the X1Y direction by the main scanning laminated piezo element 34 and the sub-scanning laminated piezo element 35 via the holding member 33. As a result, the illumination light spot P is two-dimensionally scanned, and the pinhole 32a of the second pinhole plate 32 follows the movement of the point image Q due to this scanning.

次に、第3図を参照して本発明の第3実施例について説
明する。この実施例の共焦点走査型顕微鏡は、カラー反
射型のものであり、光源12としてはRGBレーザが用
いられる。そして試料23からの反射光11”は、ビー
ムスプリッタ40で反射してダイクロイックミラー42
に入射し、その青色光11Bのみがそこで反射する。該
青色光ILBは、第2ピンホール板32の1つのピンホ
ール32aを通して、第1光検出器44によって検出さ
れる。ダイクロイックミラー42を透過した反射光11
“は別のダイクロイックミラー43に入射し、その緑色
光JIGのみがそこで反射する。この緑色光11Gは、
第2ピンホール板32の別のピンホール32bを通して
、第2光検出器45によって検出される。そして上記ダ
イクロイックミラー43を透過した反射光11”、すな
わち赤色光+1Rはミラー41において反射し、第2ピ
ンホール板32の別のピンホール32cを通して、第3
光検出器46によって検出される。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The confocal scanning microscope of this embodiment is of a color reflection type, and an RGB laser is used as the light source 12. The reflected light 11'' from the sample 23 is reflected by the beam splitter 40 and sent to the dichroic mirror 42.
, and only the blue light 11B is reflected there. The blue light ILB is detected by the first photodetector 44 through one pinhole 32a of the second pinhole plate 32. Reflected light 11 transmitted through the dichroic mirror 42
" enters another dichroic mirror 43, and only the green light JIG is reflected there. This green light 11G is
It is detected by the second photodetector 45 through another pinhole 32b of the second pinhole plate 32. The reflected light 11", that is, the red light +1R, which has passed through the dichroic mirror 43 is reflected by the mirror 41, passes through another pinhole 32c of the second pinhole plate 32, and passes through the third pinhole plate 32.
It is detected by a photodetector 46.

このようにして光検出器44.45.48からは各々、
試料23の拡大像の青色成分、緑色成分、赤色成分を担
持する信号SB、SG、SRが出力される。
In this way, each of the photodetectors 44, 45, 48
Signals SB, SG, and SR carrying the blue, green, and red components of the enlarged image of the sample 23 are output.

なお本実施例においても、光検出器44.45.48は
第2ピンホール板32に固定されて、該第2ピンホール
板32とともに移動する。
In this embodiment as well, the photodetectors 44, 45, and 48 are fixed to the second pinhole plate 32 and move together with the second pinhole plate 32.

この第3実施例装置においても、第1ピンホール板31
および第2ピンホール板32が、保持部材33を介して
主走査用積層ピエゾ素子34および副走査用積層ピエゾ
素子35により、X、Y方向に移動される。それにより
照明光光点Pの2次元走査がなされるとともに、この走
査による点像Qの移動に、第2ピンホール板32のピン
ホール32a、 32b、 32Cが追随する。
Also in this third embodiment device, the first pinhole plate 31
The second pinhole plate 32 is moved in the X and Y directions by the main scanning laminated piezo element 34 and the sub-scanning laminated piezo element 35 via the holding member 33. As a result, the illumination light spot P is two-dimensionally scanned, and the pinholes 32a, 32b, and 32C of the second pinhole plate 32 follow the movement of the point image Q due to this scanning.

なお、上述した第3実施例と同様にして、第1図図示の
ような透過型の共焦点走査型顕微鏡を、カラー画像を撮
像可能に形成することも勿論可能である。
Incidentally, it is of course possible to form a transmission type confocal scanning microscope as shown in FIG. 1 in a manner similar to the third embodiment described above so as to be capable of capturing color images.

また本発明の共焦点走査型顕微鏡においては、第1ピン
ホール板31を移動させることによって光点Pの副走査
を行なう代わりに、試料台23を移動させることによっ
て光点Pの副走査を行なうようにしてもよい。さらにピ
ンホール板31.32の移動は積層ピエゾ素子34.3
5を利用して行なう他、例えば音叉やボイスコイル、あ
るいは超音波による固体の固有振動を利用した走査方式
等を用いて行なうことも可能である。
Furthermore, in the confocal scanning microscope of the present invention, instead of performing sub-scanning of the light spot P by moving the first pinhole plate 31, sub-scanning of the light spot P is performed by moving the sample stage 23. You can do it like this. Furthermore, the movement of the pinhole plate 31.32 is caused by the laminated piezo element 34.3.
5, it is also possible to use, for example, a tuning fork, a voice coil, or a scanning method that utilizes the natural vibration of a solid body caused by ultrasonic waves.

(発明の効果) 以上詳細に説明した通り、本発明の共焦点走査型顕微鏡
においては、ピンホール板を往復移動させて光点の主走
査を行なうように構成したから、試料台を高速で移動さ
せる必要がなく、よって試料が飛んでしまうことを防止
可能である。また、上記のように移動させるピンホール
板は軽量に形成できるものであるから、高速走査も可能
となる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, in the confocal scanning microscope of the present invention, the pinhole plate is moved back and forth to perform main scanning of the light spot, so the sample stage is moved at high speed. Therefore, it is possible to prevent the sample from flying away. Furthermore, since the pinhole plate to be moved as described above can be made lightweight, high-speed scanning is also possible.

そして本発明の共焦点走査型顕微鏡においては、照明光
ビームが振られることがないから、光学系の設計が容易
となり、またガルバノメータミラーやAOD等の高価な
光偏向器が不要で簡単な構造となっているから、本装置
は従来の共焦点走査型顕微鏡に比べて安価に形成可能と
なる。
In the confocal scanning microscope of the present invention, since the illumination light beam is not deflected, the optical system can be easily designed, and an expensive optical deflector such as a galvanometer mirror or AOD is not required, resulting in a simple structure. Therefore, this device can be manufactured at a lower cost than conventional confocal scanning microscopes.

さらに上記のピンホール板は、レンズ光学系等に比べれ
ば極めて簡単な構造のものであるから、高速で移動させ
ても、光軸ずれや破損等の問題を起こすことがない。よ
って本発明の共焦点走査型顕微鏡は、十分信頼性、耐久
性に優れたものとなり得る。
Furthermore, the pinhole plate described above has an extremely simple structure compared to a lens optical system, etc., so even if it is moved at high speed, problems such as optical axis deviation and breakage will not occur. Therefore, the confocal scanning microscope of the present invention can be sufficiently reliable and durable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1.2および3図はそれぞれ、本発明の第1.2およ
び3実施例による共焦点走査型顕微鏡を示す概略正面図
である。 10・・・移動台      11・・・照明光11′
 ・・・透過光     11”・・・反射光11B・
・・青色光     11G・・・緑色光11R・・・
赤色光     12・・・光源14・・・積層ピエゾ
素子 15.16・・・コリメーターレンズ 17.19・・・対物レンズ  18・・・送光光学系
20・・・集光レンズ    21・・・受光光学系2
2・・・試料台      23・・・試料24.44
.45.46・・・光検出器31・・・第1ピンホール
板 31a % 32a % 32b s 32cm・・ピ
ンホール32・・・第2ピンホール板 33・・・保持
部材34・・・主走査用積層ピエゾ素子 35・・・副走査用積層ピエゾ素子
1.2 and 3 are schematic front views showing confocal scanning microscopes according to embodiments 1.2 and 3 of the present invention, respectively. 10... Moving table 11... Illumination light 11'
...Transmitted light 11"...Reflected light 11B.
...Blue light 11G...Green light 11R...
Red light 12...Light source 14...Laminated piezo element 15.16...Collimator lens 17.19...Objective lens 18...Light transmission optical system 20...Condensing lens 21... Light receiving optical system 2
2... Sample stand 23... Sample 24.44
.. 45.46...Photodetector 31...First pinhole plate 31a % 32a % 32b s 32cm...Pinhole 32...Second pinhole plate 33...Holding member 34...Main scanning Laminated piezo element 35...Laminated piezo element for sub-scanning

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)試料が載置される試料台と、 照明光を発する光源と、 この照明光を試料上において微小な光点として結像させ
る送光光学系と、 前記試料からの光束を集光して点像に結像させる受光光
学系と、 この点像を検出する光検出器と、 前記光源と送光光学系との間に配された第1のピンホー
ル板と、 前記点像の結像位置に配された第2のピンホール板と、 前記第1のピンホール板をその光軸と交わる方向に往復
移動させて前記光点を試料上において主走査させるとと
もに、前記第2のピンホール板を第1のピンホール板と
一体的に移動させて、前記点像の移動に追随させるピン
ホール板移動手段と、前記光点を前記試料上において副
走査させる副走査手段とからなる共焦点走査型顕微鏡。
(1) A sample stage on which a sample is placed, a light source that emits illumination light, a light transmission optical system that images this illumination light as a minute light spot on the sample, and a light transmission system that focuses the light flux from the sample. a light-receiving optical system that forms a point image using a light-receiving optical system; a photodetector that detects this point image; a first pinhole plate disposed between the light source and the light-transmitting optical system; A second pinhole plate disposed at the image position and the first pinhole plate are moved back and forth in a direction intersecting the optical axis thereof to main scan the light spot on the sample, and the second pinhole plate is A system comprising a pinhole plate moving means for moving the hole plate integrally with the first pinhole plate to follow the movement of the point image, and a sub-scanning means for sub-scanning the light spot on the sample. Focal scanning microscope.
(2)前記ピンホール板移動手段が、第1および第2の
ピンホール板を、前記主走査のための移動の方向とほぼ
直交する方向にも移動させるように構成されて、前記副
走査手段を兼ねていることを特徴とする請求項1記載の
共焦点走査型顕微鏡。
(2) The pinhole plate moving means is configured to also move the first and second pinhole plates in a direction substantially perpendicular to the direction of movement for the main scanning, and the sub-scanning means The confocal scanning microscope according to claim 1, characterized in that it also serves as a confocal scanning microscope.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248876A (en) * 1992-04-21 1993-09-28 International Business Machines Corporation Tandem linear scanning confocal imaging system with focal volumes at different heights
JP2014021274A (en) * 2012-07-18 2014-02-03 Hamamatsu Photonics Kk Confocal light generation lens unit, optical device, and microscope

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