JPH045363B2 - - Google Patents
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- JPH045363B2 JPH045363B2 JP59037073A JP3707384A JPH045363B2 JP H045363 B2 JPH045363 B2 JP H045363B2 JP 59037073 A JP59037073 A JP 59037073A JP 3707384 A JP3707384 A JP 3707384A JP H045363 B2 JPH045363 B2 JP H045363B2
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- optical system
- image
- sample
- scanning
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 21
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 13
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002546 full scan Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、試料を照明用微小スポツトで走査
し、拡大し、前記走査に同期して撮像する同期走
査顕微鏡に関する。
し、拡大し、前記走査に同期して撮像する同期走
査顕微鏡に関する。
（従来技術）
観察対象をスポツト照明をする装置として、第
１図に示すような装置が知られている。
１図に示すような装置が知られている。
試料２４が載置されている透明なステージ２３
は走査機構２８により移動可能に設けられてい
る。試料２４はレーザ光源から、反射鏡２１、コ
ンデンサレンズ２２を介して供給されるスポツト
光により照射されており、前記透明なステージ２
３の移動により照明のための走査がなされてい
る。試料２４の上側にはスポツトセンサ２５が配
置されている。
は走査機構２８により移動可能に設けられてい
る。試料２４はレーザ光源から、反射鏡２１、コ
ンデンサレンズ２２を介して供給されるスポツト
光により照射されており、前記透明なステージ２
３の移動により照明のための走査がなされてい
る。試料２４の上側にはスポツトセンサ２５が配
置されている。
スポツトセンサ２５は、照明された点（スポツ
ト）からの光を検出するセンサで光電子増倍管で
構成されている。
ト）からの光を検出するセンサで光電子増倍管で
構成されている。
スポツトセンサ２５の出力は、前記透明なステ
ージ２３の移動と関連する走査が行われているテ
レビジヨンモニタ２６により再生される。
ージ２３の移動と関連する走査が行われているテ
レビジヨンモニタ２６により再生される。
ステージの移動が高速（例えば20〜30全スキヤ
ン／秒程度）なら、モニタはフリツカを感じない
が、遅いときはフレームメモリによるスキヤン・
コンバータが必要となる。
ン／秒程度）なら、モニタはフリツカを感じない
が、遅いときはフレームメモリによるスキヤン・
コンバータが必要となる。
制御回路２７は前記透明ステージ２３の走査機
構２８およびテレビジヨンモニタに同期信号を供
給している。
構２８およびテレビジヨンモニタに同期信号を供
給している。
前記装置は、機械的な走査をするので、走査速
度に限りがあり、変化の速度が大きい試料の観察
には不適当である。
度に限りがあり、変化の速度が大きい試料の観察
には不適当である。
また第２図に示すように照明点Ａで生じた散乱
光（Ｂの領域の光）がスポツトセンサ２５の受光
面２５ａに入射するため全体に「カブリ」を生じ
る可能性があり、分解能を損なう虞があつた。
光（Ｂの領域の光）がスポツトセンサ２５の受光
面２５ａに入射するため全体に「カブリ」を生じ
る可能性があり、分解能を損なう虞があつた。
レーザ光源による試料を走査する他の装置とし
て、ポリゴンミラ、ガルバノ方式のものが知られ
ているが、動作が機械的であるため、やはり走査
速度に限界があり、機構も複雑である。
て、ポリゴンミラ、ガルバノ方式のものが知られ
ているが、動作が機械的であるため、やはり走査
速度に限界があり、機構も複雑である。
（発明の目的）
本発明の目的は高速スポツト光走査照明が可能
でかつ高い分解能で拡大でき、また３次元試料に
対する断層像を得ることができる同期走査顕微鏡
を提供することにある。
でかつ高い分解能で拡大でき、また３次元試料に
対する断層像を得ることができる同期走査顕微鏡
を提供することにある。
前記目的を達成するために本発明による同期走
査顕微鏡は、光源、前記光源からの光ビームを偏
向する電気光学結晶または音響光学結晶からなる
偏向器、前記偏向器により偏向された光ビームを
試料に導く光学系からなり、試料を微小スポツト
で２次元走査する照明走査機構と、 前記試料の像を拡大する拡大光学系と、 前記照明走査機構の前記微小スポツト光の走査
と偏向系の走査が同期させられ、前記拡大光学系
で拡大された像のうち、前記微小スポツト光によ
り照射された部分からの光のみを電気信号に変換
するイメージデイセクタからなる撮像装置から構
成されている。
査顕微鏡は、光源、前記光源からの光ビームを偏
向する電気光学結晶または音響光学結晶からなる
偏向器、前記偏向器により偏向された光ビームを
試料に導く光学系からなり、試料を微小スポツト
で２次元走査する照明走査機構と、 前記試料の像を拡大する拡大光学系と、 前記照明走査機構の前記微小スポツト光の走査
と偏向系の走査が同期させられ、前記拡大光学系
で拡大された像のうち、前記微小スポツト光によ
り照射された部分からの光のみを電気信号に変換
するイメージデイセクタからなる撮像装置から構
成されている。
前記偏向器により偏向された光ビームを試料に
導く光学系は角度・位置変換光学系であるFθレ
ンズで実現できる。
導く光学系は角度・位置変換光学系であるFθレ
ンズで実現できる。
前記拡大光学系は顕微鏡の対物光学系で構成す
ることができる。
ることができる。
（実施例の説明）
以下図面等を参照して本発明による装置をさら
に詳しく説明する。
に詳しく説明する。
第３図は本発明による同期走査顕微鏡の実施例
を示すブロツク図である。
を示すブロツク図である。
第５図は試料面近傍の光学系を略図示した斜視
図である。
図である。
レーザ発振器１からのレーザ光ビームは偏向器
２に入射させられる。
２に入射させられる。
偏向器２は、Ｏ−Ｅ、Ｏ−Ａの電気光学結晶か
らなり、各結晶には駆動電源８から駆動電圧が接
続されている。
らなり、各結晶には駆動電源８から駆動電圧が接
続されている。
電気光学結晶内には、前記駆動電圧により電界
が印加され、電界によつて変化させられる屈折率
の変化により入射ビームを偏向する。これにより
偏向器２に入射させられた前記レーザ１からのビ
ームはXY直交２方向成分に偏向される。
が印加され、電界によつて変化させられる屈折率
の変化により入射ビームを偏向する。これにより
偏向器２に入射させられた前記レーザ１からのビ
ームはXY直交２方向成分に偏向される。
偏向されたビームはFθレンズ３に入りプレパ
ラート４上（試料面）にスポツトをつくる。
ラート４上（試料面）にスポツトをつくる。
Fθレンズとは、球面結像の非線形性を平面結
像とするレンズである。
像とするレンズである。
すなわちFθレンズは第４図に示すように、あ
る時刻ｔにおける結像位置をＹ（ｔ）その時刻ｔ
における入射位置θ（ｔ）としたとき以下の関係
を成立させることができるレンズである。
る時刻ｔにおける結像位置をＹ（ｔ）その時刻ｔ
における入射位置θ（ｔ）としたとき以下の関係
を成立させることができるレンズである。
Ｙ（ｔ）＝Ｆ・θ（ｔ）
ただし、ＦはFθレンズの焦点距離である。
プレパラート４面上の試料を走査するスポツト
の像は顕微鏡５により拡大されイメージデイセク
タ６により撮像される。
の像は顕微鏡５により拡大されイメージデイセク
タ６により撮像される。
イメージデイセクタ６は第６図に示す撮像装置
で、光電面６１、光電子像集束器６２、光電子流
偏向器６３、アバーチヤ６４、２次電子増倍器６
５、陽極６６から形成されている。
で、光電面６１、光電子像集束器６２、光電子流
偏向器６３、アバーチヤ６４、２次電子増倍器６
５、陽極６６から形成されている。
光電面より放出された光電子像は、アパーチヤ
基板上に集束結像され、アパーチヤ６４を透過し
た電子のみが２次電子増倍器６５により増倍さ
れ、陽極６６から取り出される。
基板上に集束結像され、アパーチヤ６４を透過し
た電子のみが２次電子増倍器６５により増倍さ
れ、陽極６６から取り出される。
高倍率の電子増倍が可能であるから低照度の撮
像が可能であり、１：1000程度のダイナミツクレ
ンジを確保できる。
像が可能であり、１：1000程度のダイナミツクレ
ンジを確保できる。
このイメージデイセクタの走査は、偏向器２の
偏向走査に同期させられている。
偏向走査に同期させられている。
イメージデイセクタ６は任意の走査域を設定で
きるから、この信号はカメラコントロール７から
同期信号発生器１０へフイードバツクし、同期信
号発生器１０により偏向器２の走査域を変更する
ことができる。
きるから、この信号はカメラコントロール７から
同期信号発生器１０へフイードバツクし、同期信
号発生器１０により偏向器２の走査域を変更する
ことができる。
イメージデイセクタ６の出力は、テレビジヨン
モニタ１１により拡大され、観察される。
モニタ１１により拡大され、観察される。
イメージデイセクタ６の受光面走査域を10mm□
とした場合、顕微鏡５の対物レンズの拡大率20
倍、イメージデイセクタ６の撮像レンズの3.3倍
を用いると検出器入力面での倍率は100倍となり、
実視野は0.1mm□となる。
とした場合、顕微鏡５の対物レンズの拡大率20
倍、イメージデイセクタ６の撮像レンズの3.3倍
を用いると検出器入力面での倍率は100倍となり、
実視野は0.1mm□となる。
したがつて、ビーム偏向された照明スポツトサ
イズを試料面で1μｍに絞れば、100×100のマト
リツクスを形成できる。
イズを試料面で1μｍに絞れば、100×100のマト
リツクスを形成できる。
（変形例）
以上詳しく説明した実施例につき本発明の範囲
内で種々の変形を施すことができる。
内で種々の変形を施すことができる。
前述した実施例では、偏向器として電気光学結
晶を利用した例を示したが、音響光学結晶も同様
に偏向器に利用できる。
晶を利用した例を示したが、音響光学結晶も同様
に偏向器に利用できる。
音響光学結晶は結晶に音響波による格子状屈折
率分布を作り、その格子でおきるブラツグ回折を
利用して入射光を偏向させるものである。
率分布を作り、その格子でおきるブラツグ回折を
利用して入射光を偏向させるものである。
（効果の説明）
本発明による同期走査顕微鏡は、光源、前記光
源からの光ビームを偏向する電気光学結晶または
音響光学結晶からなる偏向器、前記偏向器により
偏向された光ビームを試料に導く光学系からな
り、試料を微小スポツトで２次元走査する照明走
査機構と、 前記試料の像を拡大する拡大光学系と、 前記照明走査機構の前記微小スポツト光の走査
と偏向系の走査が同期させられ、前記拡大光学系
で拡大された像のうち、前記微小スポツト光によ
り照射された部分からの光のみを電気信号に変換
するイメージデイセクタからなる撮像装置から構
成されている。
源からの光ビームを偏向する電気光学結晶または
音響光学結晶からなる偏向器、前記偏向器により
偏向された光ビームを試料に導く光学系からな
り、試料を微小スポツトで２次元走査する照明走
査機構と、 前記試料の像を拡大する拡大光学系と、 前記照明走査機構の前記微小スポツト光の走査
と偏向系の走査が同期させられ、前記拡大光学系
で拡大された像のうち、前記微小スポツト光によ
り照射された部分からの光のみを電気信号に変換
するイメージデイセクタからなる撮像装置から構
成されている。
したがつて、散乱光による影響を除去して高い
分解能の拡大像を得ることができ、高速度の走査
も可能になる。
分解能の拡大像を得ることができ、高速度の走査
も可能になる。
これにより経時的変化の大きい試料の観察が可
能になる。また照射スポツトによる損傷され易い
試料の損傷の程度を軽減させて観察することがで
きる。
能になる。また照射スポツトによる損傷され易い
試料の損傷の程度を軽減させて観察することがで
きる。
撮像装置としてイメージデイセクタを使用する
ことにより観察像のダイナミツクレジを拡大する
ことができる。さらに焦点以外の像は、イメージ
デイセクタ内のアパーチヤ基板上にボケた光電子
像を形成するが、アパーチヤによつて検出される
光電子数が制限されるため、光軸方向に対しての
視域（デプスデイスクリミネーシヨン）は、アパ
ーチヤの口径により制限できる。励起光源として
単色ビームを発生するレーザ発振器を使用するの
で、バツクグラウンドの除去も容易となる。
ことにより観察像のダイナミツクレジを拡大する
ことができる。さらに焦点以外の像は、イメージ
デイセクタ内のアパーチヤ基板上にボケた光電子
像を形成するが、アパーチヤによつて検出される
光電子数が制限されるため、光軸方向に対しての
視域（デプスデイスクリミネーシヨン）は、アパ
ーチヤの口径により制限できる。励起光源として
単色ビームを発生するレーザ発振器を使用するの
で、バツクグラウンドの除去も容易となる。
本発明による同期走行顕微鏡は、高速度で残光
を少なくすることができ、微少部分の複屈折率分
布測定や螢光燐光発生の分布の観測、また３次元
試料の断層像の取得等、従来の装置で不可能であ
つた観察を可能にするものである。
を少なくすることができ、微少部分の複屈折率分
布測定や螢光燐光発生の分布の観測、また３次元
試料の断層像の取得等、従来の装置で不可能であ
つた観察を可能にするものである。
第１図はすでに提案されている微小部分の拡大
観測装置を示す略図である。第２図は前記装置の
問題点を説明するための光路図である。第３図は
本発明による同期走査顕微鏡の実施例を示すブロ
ツク図である。第４図はFθレンズの原理を説明
するための光路図である。第５図は、本発明によ
る同期走査顕微鏡の光学系を説明的に示した斜視
図である。第６図はイメージデイセクタの構成を
示す略図である。 １……レーザ発振器、２……偏向器、３……
Fθレンズ、４……プレパラート、５……顕微鏡、
６……イメージデイセクタ、７……イメージデイ
セクタカメラ制御回路、８……偏向器駆動電源、
９……イメージデイセクタ駆動電源、１０……同
期信号発生器、１１……テレビジヨンモニタ。
観測装置を示す略図である。第２図は前記装置の
問題点を説明するための光路図である。第３図は
本発明による同期走査顕微鏡の実施例を示すブロ
ツク図である。第４図はFθレンズの原理を説明
するための光路図である。第５図は、本発明によ
る同期走査顕微鏡の光学系を説明的に示した斜視
図である。第６図はイメージデイセクタの構成を
示す略図である。 １……レーザ発振器、２……偏向器、３……
Fθレンズ、４……プレパラート、５……顕微鏡、
６……イメージデイセクタ、７……イメージデイ
セクタカメラ制御回路、８……偏向器駆動電源、
９……イメージデイセクタ駆動電源、１０……同
期信号発生器、１１……テレビジヨンモニタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光源、前記光源からの光ビームを偏向する電
気光学結晶または音響光学結晶からなる偏向器、
前記偏向器により偏向された光ビームを試料に導
く光学系からなり、試料を微小スポツトで２次元
走査する照明走査機構と、 前記試料の像を拡大する拡大光学系と、 前記照明走査機構の前記微小スポツト光の走査
と偏向系の走査が同期させられ、前記拡大光学系
で拡大された像のうち、前記微小スポツト光によ
り照明された部分からの光のみを電気信号に変換
するイメージデイセクタからなる撮像装置から構
成した同期走査顕微鏡。 ２ 前記偏向器により偏向された光ビームを試料
に導く光学系は角度・位置変換光学系である特許
請求の範囲第１項記載の同期走査顕微鏡。 ３ 前記角度・位置変換光学系はFθレンズであ
る特許請求の範囲第２項記載の同期走査顕微鏡。 ４ 前記拡大光学系は顕微鏡の対物光学系である
特許請求の範囲第１項記載の同期走査顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3707384A JPS60181718A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 同期走査顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3707384A JPS60181718A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 同期走査顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60181718A JPS60181718A (ja) | 1985-09-17 |
| JPH045363B2 true JPH045363B2 (ja) | 1992-01-31 |
Family
ID=12487372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3707384A Granted JPS60181718A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 同期走査顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60181718A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0477710A (ja) * | 1990-07-20 | 1992-03-11 | Hamamatsu Photonics Kk | 同期走査顕微鏡 |
| JPH0477709A (ja) * | 1990-07-20 | 1992-03-11 | Hamamatsu Photonics Kk | 同期走査顕微鏡 |
| JP4994826B2 (ja) * | 2006-12-25 | 2012-08-08 | オリンパス株式会社 | レーザ顕微鏡 |
| JP4994827B2 (ja) * | 2006-12-25 | 2012-08-08 | オリンパス株式会社 | レーザ走査型顕微鏡 |
| JP2008197178A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | Olympus Corp | レーザー走査型顕微鏡 |
| JP2008203301A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Olympus Corp | レーザー走査型顕微鏡 |
| JP2016202613A (ja) * | 2015-04-23 | 2016-12-08 | 国立大学法人埼玉大学 | 生体装着型小型顕微鏡および内視鏡 |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP3707384A patent/JPS60181718A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60181718A (ja) | 1985-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |