JPH05210051A - Confocal optical scanner - Google Patents
Confocal optical scannerInfo
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- JPH05210051A JPH05210051A JP1541092A JP1541092A JPH05210051A JP H05210051 A JPH05210051 A JP H05210051A JP 1541092 A JP1541092 A JP 1541092A JP 1541092 A JP1541092 A JP 1541092A JP H05210051 A JPH05210051 A JP H05210051A
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- Japan
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- liquid crystal
- crystal cell
- optical scanner
- light
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- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を照明に用い
て、集束した光点を試料に対して走査させ、試料の拡大
像を画像として表示する共焦点顕微鏡などに用いる共焦
点用光スキャナの走査性の向上に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a confocal light used for a confocal microscope or the like which uses a laser beam for illumination to scan a sample with a focused light spot and displays an enlarged image of the sample as an image. The present invention relates to improving the scannability of a scanner.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4(イ)および(ロ)は、このような
共焦点顕微鏡などに用いられる共焦点用光スキャナの従
来例である。図4(イ)においては、図示しないレーザ
光源からの出射光は、ピンホール基板に入射される。こ
のピンホール基板には、複数のピンホールが螺旋状に形
成されている。ピンホール基板を通過した光は、対物レ
ンズで集光されて試料に照射される。試料からの戻り光
は、対物レンズで集光されて、ピンホール基板を通って
図示しないカメラに結像する(試料の像をカメラを介し
て目で捕らえることができる)。この場合、ピンホール
基板をモータで一定速度で回転させており、ピンホール
基板の回転に伴うピンホールの移動により、試料への集
束光点を走査している。また、図4(ロ)では、ガルバ
ノミラーとテレセントリック系リレーレンズを組み合わ
せ、ガルバノミラーを駆動させることにより、試料への
集束光点を走査させるというものであった。2. Description of the Related Art FIGS. 4A and 4B show a conventional example of a confocal optical scanner used in such a confocal microscope. In FIG. 4A, light emitted from a laser light source (not shown) is incident on the pinhole substrate. A plurality of pinholes are spirally formed on this pinhole substrate. The light that has passed through the pinhole substrate is condensed by the objective lens and is applied to the sample. The return light from the sample is condensed by the objective lens and passes through the pinhole substrate to form an image on a camera (not shown) (the image of the sample can be caught by the eye through the camera). In this case, the pinhole substrate is rotated by a motor at a constant speed, and the focused light spot on the sample is scanned by the movement of the pinhole accompanying the rotation of the pinhole substrate. Further, in FIG. 4B, a galvanometer mirror and a telecentric relay lens are combined and the galvanometer mirror is driven to scan the focused light spot on the sample.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術に示す共焦点用光スキャナでは、ピンホール基板
を回転させたり、ガルバノミラーを動かすための駆動部
が必要であり、そのため、駆動による操作性の不都合や
振動、システムの複雑化や大型化といったような問題を
招いていた。However, the confocal optical scanner shown in the above-mentioned prior art requires a drive unit for rotating the pinhole substrate and moving the galvanometer mirror, and therefore the operability by drive is high. However, it has caused problems such as inconvenience, vibration, and system complexity and size.
【0004】本発明は、上記従来技術の課題を踏まえて
なされたものであり、液晶セルを光スキャナとして使用
することにより、駆動部の要らない、小型な、操作性の
良い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。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and by using a liquid crystal cell as an optical scanner, a compact, easy-to-use confocal optical scanner that does not require a drive unit is provided. The purpose is to provide.
【0005】[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、レーザ光を照明に用いて、集束した
光点を試料に対して走査させ、前記試料からの反射光を
検出して画像として表示する共焦点顕微鏡などに用いる
共焦点用光スキャナにおいて、レーザ光源の出射光が入
射される液晶の開口部が後述の対物レンズの中間像点と
なるように配置された密集して画素の並ぶ液晶セルと、
この液晶セルの出射光を試料に集束する対物レンズと、
前記レーザ光源と液晶セルの間に配置され前記試料から
の戻り光を前記レーザ光源の出射光と分岐するための光
学部品とを備えた構成としたことを特徴とするものであ
る。また、前記液晶セルの前段かつその焦点が前記液晶
セルの開口部と一致する位置に液晶のマイクロレンズア
レイを備えた構成としたことを特徴とするものである。The structure of the present invention for solving the above problems uses a laser beam for illumination to scan a sample with a focused light spot and detect reflected light from the sample. In a confocal optical scanner used for a confocal microscope that displays an image as an image, the apertures of the liquid crystal on which the light emitted from the laser light source is incident are densely arranged so as to be the intermediate image point of the objective lens described later. And a liquid crystal cell with pixels lined up,
An objective lens that focuses the light emitted from the liquid crystal cell on the sample;
It is characterized by including an optical component arranged between the laser light source and the liquid crystal cell for branching the return light from the sample with the emitted light of the laser light source. The liquid crystal cell is characterized in that a microlens array of liquid crystal is provided in the front stage of the liquid crystal cell and at a position where the focal point thereof coincides with the opening of the liquid crystal cell.
【0006】[0006]
【作用】本発明によれば、液晶セルの光透過−遮断効果
により、液晶セルを駆動しなくても光を走査することが
できる。According to the present invention, light can be scanned without driving the liquid crystal cell due to the light transmission-blocking effect of the liquid crystal cell.
【0007】[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を用いた共焦点顕微鏡
の一実施例を示す構成図である。図1において、1は密
集して開口部(画素)の並ぶ液晶セル、2は液晶セル1
を通った光を集光するための対物レンズであり、液晶セ
ル1の開口部が対物レンズ2の中間像点となるように液
晶セル1と対物レンズ2が配置されている。3は試料で
ある。4は試料3からの戻り光と図示しないレーザ光源
からの出射光とを分岐するためのビームスプリッタであ
る。5は結像レンズ、6は試料3からの戻り光を画像と
して表示するためのカメラである。なお、ビームスプリ
ッタ4は反射光測定の場合は、一般に偏光ビームスプリ
ッタと1/4波長板の組合せが用いられ、蛍光測定の場
合は、ダイクロイックミラーが用いられる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a confocal microscope using the confocal optical scanner of the present invention. In FIG. 1, 1 is a liquid crystal cell in which openings (pixels) are closely arranged and 2 is a liquid crystal cell 1.
The liquid crystal cell 1 and the objective lens 2 are arranged so that the aperture of the liquid crystal cell 1 serves as an intermediate image point of the objective lens 2 for collecting the light passing through. 3 is a sample. Reference numeral 4 is a beam splitter for splitting the return light from the sample 3 and the light emitted from a laser light source (not shown). Reference numeral 5 is an imaging lens, and 6 is a camera for displaying the return light from the sample 3 as an image. The beam splitter 4 is generally a combination of a polarization beam splitter and a quarter-wave plate for reflected light measurement, and a dichroic mirror for fluorescence measurement.
【0008】このような構成において、図示しないレー
ザ光源から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ4
を透過して、液晶セル1に入射される。液晶セル1で
は、液晶の光透過−遮断効果を利用して、微小の面積
(開口部)だけ光を透過させ、その位置をx−y走査さ
せる。したがって、液晶セル1の開口部を透過した光が
入射される対物レンズ2には、液晶を透過した点を点光
源としてx−y走査された光が入射し、対物レンズ2に
より集束された光を試料3上でx−y走査することがで
きる。試料3からの戻り光は、再び対物レンズ2で集光
されて、液晶セル1の開口部を通って、ビームスプリッ
タ4に入射されて反射される。反射光は、結像レンズ5
によりカメラ6上に結像される。(これにより、共焦点
効果を得ることができる。)In such a structure, the laser beam emitted from the laser light source (not shown) is beam splitter 4
And is incident on the liquid crystal cell 1. In the liquid crystal cell 1, by utilizing the light transmission / blocking effect of liquid crystal, light is transmitted only through a very small area (opening), and the position is scanned xy. Therefore, the xy-scanned light with the point of transmitting the liquid crystal as a point light source is incident on the objective lens 2 on which the light transmitted through the opening of the liquid crystal cell 1 is incident, and the light focused by the objective lens 2 is incident. Can be scanned xy on sample 3. The return light from the sample 3 is collected again by the objective lens 2, passes through the opening of the liquid crystal cell 1, enters the beam splitter 4, and is reflected. The reflected light is formed by the imaging lens 5
An image is formed on the camera 6 by. (Thus, the confocal effect can be obtained.)
【0009】このように本発明によれば、駆動部の要ら
ない小型な液晶セルの光透過−遮断効果により、光を走
査することができ、共焦点顕微鏡などのシステムの操作
性が向上し、小型化も可能である。As described above, according to the present invention, light can be scanned by the light transmission-blocking effect of a small liquid crystal cell that does not require a driving unit, and the operability of a system such as a confocal microscope is improved, It can be downsized.
【0010】図2は本発明の共焦点用光スキャナの第2
の実施例を示す部分構成図である。図2では、図1の液
晶セル1の前段に液晶のマイクロレンズアレイ7を設け
ている。この場合、液晶セル1と液晶マイクロレンズア
レイ7とは、x−yの光軸合わせを行い、液晶マイクロ
レンズアレイ7によって形成されるマイクロレンズの焦
点が液晶セル1の開口部と一致するように配置されてい
る。また、液晶マイクロレンンズアレイ7のマイクロレ
ンズは、ピッチpでx−yに走査される液晶セル1の開
口部に合わせて、ピッチpでx−yに走査されるように
同期がとられている。なお、液晶マイクロレンズアレイ
7は、液晶セルの強度や位相の変化を利用して、フレネ
ルゾーンプレートなどのパターンを画素の組合せパター
ンまたはアナログ状のレンズとして表示することで実現
できる。このような構成とすることにより、図1装置に
比較して、液晶セル1の開口部により多くの光を集光す
ることができるため、光利用効率を向上することができ
る。FIG. 2 shows a second confocal optical scanner according to the present invention.
FIG. 3 is a partial configuration diagram showing an embodiment of FIG. In FIG. 2, a liquid crystal microlens array 7 is provided in front of the liquid crystal cell 1 of FIG. In this case, the liquid crystal cell 1 and the liquid crystal microlens array 7 perform xy optical axis alignment so that the focal points of the microlenses formed by the liquid crystal microlens array 7 coincide with the openings of the liquid crystal cell 1. It is arranged. Further, the microlenses of the liquid crystal microlens array 7 are synchronized so as to be scanned in the xy direction at the pitch p in accordance with the opening of the liquid crystal cell 1 which is scanned in the xy direction at the pitch p. There is. The liquid crystal microlens array 7 can be realized by displaying a pattern such as a Fresnel zone plate as a combination pattern of pixels or an analog lens by utilizing the change in the intensity and phase of the liquid crystal cell. With such a configuration, more light can be collected in the opening of the liquid crystal cell 1 as compared with the device of FIG. 1, so that the light utilization efficiency can be improved.
【0011】また、1画素で1つの開口部を構成する
と、走査ピッチpは最小の場合でも、液晶セル1の開口
部径以下のピッチにできない。これをより細かくするた
めには、走査ピッチp以下のストロークでx−yに液晶
セル1を動作させれば良い。この場合の動作手段として
は、図3に示すように、液晶セル1にx−yに動作させ
るためのPZTアクチュエータなどの圧電素子を設ける
ことにより容易に実現可能である。なお、図2装置のよ
うな液晶マイクロレンズアレイ7を設けた構成の場合に
は、液晶セル1と液晶マイクロレンズアレイ7とを一体
として動作させるように、PZTアクチュエータなどの
圧電素子を設ければ良い。Further, if one pixel is used to form one opening, the scanning pitch p cannot be set to a pitch equal to or smaller than the diameter of the opening of the liquid crystal cell 1 even if the scanning pitch p is minimum. In order to make this finer, it suffices to operate the liquid crystal cell 1 xy in a stroke equal to or smaller than the scanning pitch p. The operating means in this case can be easily realized by providing the liquid crystal cell 1 with a piezoelectric element such as a PZT actuator for operating in xy, as shown in FIG. In the case of the configuration in which the liquid crystal microlens array 7 is provided as in the device of FIG. 2, a piezoelectric element such as a PZT actuator is provided so that the liquid crystal cell 1 and the liquid crystal microlens array 7 are integrally operated. good.
【0012】さらに、液晶セル1の光を透過する開口部
は、一度に一つだけではなく、共焦点効果を失わない程
度に離れた複数個同時であっても良く、複数の画素で1
つの開口部を構成するような構成とすることによって
も、液晶セル1の開口部径以下のピッチで走査できる。Further, the liquid crystal cell 1 may have only one opening for transmitting light at a time, and a plurality of openings may be formed at the same time so as not to lose the confocal effect.
With the configuration in which one opening is configured, scanning can be performed at a pitch equal to or smaller than the diameter of the opening of the liquid crystal cell 1.
【0013】[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、駆動部の要らない、小型な、操
作性の良い共焦点用光スキャナを実現できる。As described above in detail with reference to the embodiments, according to the present invention, it is possible to realize a compact confocal optical scanner which does not require a drive section and has good operability.
【図1】本発明の共焦点用光スキャナを用いた共焦点顕
微鏡の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a confocal microscope using a confocal optical scanner of the present invention.
【図2】本発明の共焦点用光スキャナの第2の実施例を
示す部分構成図である。FIG. 2 is a partial configuration diagram showing a second embodiment of the confocal optical scanner of the present invention.
【図3】本発明の共焦点用光スキャナの他の実施例を示
す部分構成図である。FIG. 3 is a partial configuration diagram showing another embodiment of the confocal optical scanner of the present invention.
【図4】共焦点用光スキャナの従来例である。FIG. 4 is a conventional example of a confocal optical scanner.
1 液晶セル 2 対物レンズ 3 試料 4 ビームスプリッタ 5 結像レンズ 6 カメラ 7 液晶マイクロレンズアレイ 1 Liquid crystal cell 2 Objective lens 3 Sample 4 Beam splitter 5 Imaging lens 6 Camera 7 Liquid crystal microlens array
Claims (2)
を試料に対して走査させ、前記試料からの反射光を検出
して画像として表示する共焦点顕微鏡などに用いる共焦
点用光スキャナにおいて、 レーザ光源の出射光が入射される液晶の開口部が後述の
対物レンズの中間像点となるように配置された密集して
画素の並ぶ液晶セルと、 この液晶セルの出射光を試料に集束する対物レンズと、 前記レーザ光源と液晶セルの間に配置され前記試料から
の戻り光を前記レーザ光源の出射光と分岐するための光
学部品と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。1. A confocal optical scanner used for a confocal microscope or the like, which uses a laser beam for illumination to scan a sample with a focused light spot, detects reflected light from the sample, and displays it as an image. , The liquid crystal cells in which the apertures of the liquid crystal into which the light emitted from the laser light source is made incident are the intermediate image points of the objective lens described later, and the light emitted from the liquid crystal cells A configuration comprising an objective lens for focusing and an optical component arranged between the laser light source and a liquid crystal cell for branching the return light from the sample with the emitted light of the laser light source. Optical scanner for focus.
いて、 前記液晶セルの前段かつその焦点が前記液晶セルの開口
部と一致する位置に液晶のマイクロレンズアレイを備え
た構成としたことを特徴とする共焦点用光スキャナ。2. The confocal optical scanner according to claim 1, wherein a liquid crystal microlens array is provided in a front stage of the liquid crystal cell and at a position where a focal point of the liquid crystal cell coincides with an opening of the liquid crystal cell. Characteristic confocal optical scanner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1541092A JPH05210051A (en) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | Confocal optical scanner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1541092A JPH05210051A (en) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | Confocal optical scanner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05210051A true JPH05210051A (en) | 1993-08-20 |
Family
ID=11887972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1541092A Pending JPH05210051A (en) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | Confocal optical scanner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05210051A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11249023A (en) * | 1997-11-17 | 1999-09-17 | Max Planck Ges Foerderung Wissenschaft Ev | Confocal spectral system and spectral method |
CN101770070A (en) * | 2009-12-31 | 2010-07-07 | 上海杰远环保科技有限公司 | Detector for observation of micro object and operating method |
US8275226B2 (en) | 2008-12-09 | 2012-09-25 | Spectral Applied Research Ltd. | Multi-mode fiber optically coupling a radiation source module to a multi-focal confocal microscope |
US8670178B2 (en) | 2009-12-08 | 2014-03-11 | Spectral Applied Research Inc. | Imaging distal end of multimode fiber |
-
1992
- 1992-01-30 JP JP1541092A patent/JPH05210051A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4712923B2 (en) * | 1997-11-17 | 2011-06-29 | マツクス−プランク−ゲゼルシャフト ツール フエルデルング デル ヴイツセンシャフテン エー フアウ | Confocal spectroscopy system and spectroscopy method |
US8275226B2 (en) | 2008-12-09 | 2012-09-25 | Spectral Applied Research Ltd. | Multi-mode fiber optically coupling a radiation source module to a multi-focal confocal microscope |
US9134519B2 (en) | 2008-12-09 | 2015-09-15 | Spectral Applied Reseach Inc. | Multi-mode fiber optically coupling a radiation source module to a multi-focal confocal microscope |
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CN101770070A (en) * | 2009-12-31 | 2010-07-07 | 上海杰远环保科技有限公司 | Detector for observation of micro object and operating method |
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