JPH07244238A - Confocal scanning type microscope - Google Patents
Confocal scanning type microscopeInfo
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- JPH07244238A JPH07244238A JP3373894A JP3373894A JPH07244238A JP H07244238 A JPH07244238 A JP H07244238A JP 3373894 A JP3373894 A JP 3373894A JP 3373894 A JP3373894 A JP 3373894A JP H07244238 A JPH07244238 A JP H07244238A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数の波長の照射光を
使用し、分光手段により照射光と観測対象光とを分光し
て標本を観察する多波長共焦点走査型顕微鏡に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-wavelength confocal scanning microscope for observing a specimen by using irradiation light having a plurality of wavelengths and by separating the irradiation light and the observation target light by a spectroscopic means. .
【0002】[0002]
【従来の技術】一時に標本の1点だけを照射し、その一
点だけの像を収集する共焦点顕微鏡は、ピントが合って
いない部分から出力される像光の観測点への到達を有効
に阻止するので、測定対象の標本の照射点の像を非常に
明瞭に観測することが原理的に可能である。そして、照
射点を2次元あるいは3次元的に走査してその照射点の
像を収集する共焦点走査型顕微鏡は、標本の2次元的あ
るいは3次元的な態様を明瞭に観測することが可能であ
る。2. Description of the Related Art A confocal microscope, which illuminates only one point of a sample at a time and collects the image of only one point, effectively reaches the observation point of the image light output from the unfocused portion. In principle, it is possible to observe the image of the irradiation point of the sample to be measured very clearly because it blocks. Then, a confocal scanning microscope that scans the irradiation point two-dimensionally or three-dimensionally and collects an image of the irradiation point can clearly observe the two-dimensional or three-dimensional aspect of the sample. is there.
【0003】図5は、従来の共焦点走査型顕微鏡の構成
の一例である。この装置では、レーザ光源から出射した
光ビームは、ビームエキスパンダを介してビーム径が拡
大されたコリメート光となり、レーザ光の波長の光およ
びレーザ光の波長と略同一の波長の光を反射するダイク
ロイックミラーに入射する。ダイクロイックミラーで反
射されたレーザ光は、反射光学部品の配置で反射方向が
決まる2次元スキャナに入射して2次元スキャナに設定
された反射方向へ出射され、瞳投影レンズおよび対物レ
ンズを順次経由して、試料上に微小スポットを形成す
る。FIG. 5 shows an example of the configuration of a conventional confocal scanning microscope. In this device, the light beam emitted from the laser light source becomes collimated light whose beam diameter is expanded through the beam expander, and reflects the light of the wavelength of the laser light and the light of the wavelength substantially the same as the wavelength of the laser light. It is incident on the dichroic mirror. The laser light reflected by the dichroic mirror enters a two-dimensional scanner whose reflection direction is determined by the arrangement of reflective optical components, is emitted in the reflection direction set in the two-dimensional scanner, and sequentially passes through a pupil projection lens and an objective lens. To form a minute spot on the sample.
【0004】レーザ光の照射によって試料の照射微小ス
ポット部から出力された反射光(波長が照射レーザ光と
同一)、蛍光(波長が照射レーザ光と異なる)、ラマン
光(波長が照射レーザ光と異なる)などの内、対物レン
ズに入射した光は上記の照射レーザ光の進行経路を逆進
してダイクロイックミラーに入射する。ダイクロイック
ミラーは、照射レーザ光と波長が同一の反射光を反射
し、照射レーザ光と波長が異なる蛍光やラマン光を透過
する。ダイクロイックミラーを透過した光は集光レンズ
により絞り上にスポットを形成する。絞りを通過した光
は、更に波長選択フィルタによって波長選択され、選択
された波長の光が光検出器にに入射して検出される。Reflected light (wavelength is the same as the irradiation laser light), fluorescence (wavelength is different from the irradiation laser light), Raman light (wavelength is the irradiation laser light The light that has entered the objective lens reverses the traveling path of the irradiation laser light and enters the dichroic mirror. The dichroic mirror reflects reflected light having the same wavelength as the irradiation laser light and transmits fluorescence or Raman light having a different wavelength from the irradiation laser light. The light transmitted through the dichroic mirror forms a spot on the diaphragm by the condenser lens. The light passing through the diaphragm is further wavelength-selected by the wavelength selection filter, and the light of the selected wavelength is incident on the photodetector and detected.
【0005】2次元スキャナでの照射レーザ光の反射方
向(更には、光軸方向における照射光スポット位置)を
走査しながら、上記の光検出動作を行って試料の態様を
2次元的(更には、3次元的)に観測する。The above-mentioned photo-detecting operation is performed while scanning the reflection direction of the irradiation laser light (and further, the position of the irradiation light spot in the optical axis direction) by the two-dimensional scanner to make the sample two-dimensional (further, further). Observe three-dimensionally).
【0006】なお、上記の従来例では分光手段としてダ
イクロイックミラーを使用しているが、上記の従来例と
光学系としては同様の構成を採用し、分光手段として回
折光子を使用する装置が特開平1−102342に、直
視プリズムを使用する装置が特開平5−172741に
開示されている。In the above-mentioned conventional example, a dichroic mirror is used as the spectroscopic means, but an apparatus having the same structure as the optical system as in the above-mentioned conventional example and using the diffracted photons as the spectroscopic means is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-172741 discloses a device that uses a direct-view prism.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来の共焦点走査型顕
微鏡は、上述のように構成されるので、観測対象となる
様々な試料で蛍光やラマン光の発生効率が最も高い波長
の照射光を使用する場合、分光器であるダイクロイック
ミラーなどや波長選択フィルタを交換しなければならな
いという問題点があった。また、こうした交換にあたっ
ては、ピントが合っていない部分から出力される像光の
観測点への到達を有効に阻止する絞りから試料に至る光
学系(以後、共焦点光学系と呼ぶ)内の光路中に設置す
る波長によって光路が変化する分光器の交換を含んでい
るので、精密な位置合わせが必要な絞りの配設位置を都
度調整しなければ、好ましい観測が実施できないという
問題点があった。更に、従来の共焦点走査型顕微鏡は照
射光の波長が一定であることを前提とした構成なので、
照射光の波長を走査して試料を観測するといった、連続
可変な波長を照射光とした場合には対応できないという
問題点があった。Since the conventional confocal scanning microscope is constructed as described above, the irradiation light of the wavelength having the highest generation efficiency of fluorescence and Raman light is observed in various samples to be observed. When it is used, there is a problem that the dichroic mirror, which is a spectroscope, and the wavelength selection filter must be replaced. In such exchange, the optical path in the optical system from the diaphragm to the sample (hereinafter called confocal optical system) that effectively blocks the image light output from the out-of-focus portion from reaching the observation point. Since it includes the exchange of the spectroscope whose optical path changes depending on the wavelength installed inside, there was a problem that favorable observation could not be performed unless the position of the diaphragm that requires precise positioning was adjusted each time. . Furthermore, since the conventional confocal scanning microscope is configured on the assumption that the wavelength of the irradiation light is constant,
There is a problem that it is not possible to deal with the case where the continuously variable wavelength is used as the irradiation light, such as observing the sample by scanning the wavelength of the irradiation light.
【0008】本発明は、上記の問題点を解消するために
なされたものであり、照射光の波長の変更にあたって精
密な位置合わせが必要な共焦点光学系の構成を必要とし
ない共焦点走査型顕微鏡を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and is a confocal scanning type that does not require the configuration of a confocal optical system that requires precise alignment when changing the wavelength of irradiation light. The purpose is to provide a microscope.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の共焦点走査型顕
微鏡では、試料に対する照射光の波長を変更するに当た
って、交換ないしは調整が必要な分光器を共焦点光学系
の中に配置せずに、その外側に設置することにより、精
密な配置が必要な共焦点光学系に関しては配置などの構
成を変更せずに照射光の波長の変更に対処することとし
た。すなわち、本発明の共焦点走査型顕微鏡は、(a)
観測対象である試料に照射する照射光を出力する光源部
と、(b)光源から出力された照射光を入力し、外部か
らの指定に応じて照射光の出力方向を変化させる第1の
光学系と、(c)第1の光学系を介した照射光を試料上
の一点である第1の点に集光する第2の光学系と、
(d)照射光が第1の点に照射された結果として試料の
第1の点から出力された、照射光と同一の波長を有する
反射光あるいは透過光と照射光とは異なる波長を有する
反応光とからなる発生光を第2の点に集光する第3の光
学系と、(e)第2の点を含み光軸に垂直な平面上の第
2の点および第2の点の近傍領域に入射した発生光のみ
を選択的に透過する光透過制限部と、(f)光透過制限
部を介した発生光を分光し、波長に応じた光路を設定す
る分光部と、(g)分光器から出力した発生光を検出す
る光検出部と、を備えることを特徴とする。In the confocal scanning microscope of the present invention, when changing the wavelength of the irradiation light to the sample, the spectroscope that needs to be replaced or adjusted is not arranged in the confocal optical system. , It was decided to install it on the outside of it to deal with the change of the wavelength of the irradiation light without changing the configuration of the confocal optical system that requires precise placement. That is, the confocal scanning microscope of the present invention is (a)
A light source unit that outputs irradiation light that irradiates a sample to be observed, and (b) first optics that inputs the irradiation light output from the light source and changes the output direction of the irradiation light according to designation from the outside. A system, and (c) a second optical system that collects the irradiation light through the first optical system at a first point, which is one point on the sample,
(D) A reaction having a different wavelength from the reflected light or the transmitted light having the same wavelength as the irradiation light, which is output from the first point of the sample as a result of the irradiation light being irradiated to the first point, and the irradiation light. A third optical system for converging the generated light composed of the light at a second point, and (e) a second point on the plane including the second point and perpendicular to the optical axis, and the vicinity of the second point. A light transmission limiting section that selectively transmits only the generated light that has entered the region; (f) a spectroscopic section that disperses the generated light through the light transmission limiting section and sets an optical path according to the wavelength; And a photodetector that detects the generated light output from the spectroscope.
【0010】ここで、第1の点から第2の点に至る光路
中に配設された光学系は、通過する光の波長の所定波長
範囲での変化に対する第2の点を含み光軸に垂直な平面
と光路とが交差する点の位置の変化が、光透過制限部の
透過領域の範囲内であることが好適である。Here, the optical system arranged in the optical path from the first point to the second point includes the second point with respect to the change of the wavelength of the passing light in a predetermined wavelength range, and It is preferable that the change in the position of the point where the vertical plane intersects the optical path is within the transmission region of the light transmission limiting portion.
【0011】また、光源としては、試料の種類に応じ
て選択された波長の照射光を出力する光源、波長可変
レーザ装置を備え、外部からの指定により前記照射光の
波長は所定の波長範囲で連続的に変化する光源、を採用
することが可能である。また、複数の波長の照射光を同
時に出力する光源を採用することも可能である。As the light source, a light source for outputting irradiation light of a wavelength selected according to the type of sample and a wavelength tunable laser device are provided, and the wavelength of the irradiation light is within a predetermined wavelength range when designated from the outside. It is possible to employ a light source that changes continuously. It is also possible to employ a light source that simultaneously outputs irradiation light of a plurality of wavelengths.
【0012】また、第1の光学系は、光透過制限器を
介した照射光を入力し、空間的に広がった略平行光化す
るコリメート光学器と、コリメート光学器から出力し
た略平行光である照射光を入力し、外部からの指定によ
り1次元的または2次元的に照射光の出力方向を変化す
る反射型光走査器と、を備えることが好適である。The first optical system is composed of a collimating optics for inputting the irradiation light through the light transmission limiter and for making the light into a substantially parallel light that is spatially spread, and a substantially parallel light output from the collimating optics. It is preferable to provide a reflection type optical scanner which inputs a certain irradiation light and changes the output direction of the irradiation light one-dimensionally or two-dimensionally by designation from the outside.
【0013】また、分光部は、定偏角プリズム、回
折格子、ダイクロイックミラー、の中から選択された
いずれか1つを備えることが実用的である。Further, it is practical that the spectroscopic unit is equipped with any one selected from a constant deviation prism, a diffraction grating, and a dichroic mirror.
【0014】また、第3の光学系および光透過制限部は
光源部と第1の光学系との間の光路中に配設されるとと
もに、光源部と前記光透過制限部との間には前記光源部
から出力された照射光を前記第2の点に集光する第4の
光学系を更に備えることとし、更に、分光部は、前記光
源と前記第4の光学系との間の照射光の光路中に配設さ
れることを特徴としてもよい。この場合、光源部から出
力された照射光は、分光部、第4の光学系、光透過制限
部、第1の光学系、および第2の光学系を順次介して試
料に照射され、照射光が照射された結果として試料の第
1の点から出力された発生光は、第2の光学系、第1の
光学系、光透過制限器、および第4の光学系を順次、照
射光と逆の光路を進行して分光器へ入力する。The third optical system and the light transmission limiting section are arranged in the optical path between the light source section and the first optical system, and the third optical system and the light transmission limiting section are provided between the light source section and the light transmission limiting section. A fourth optical system for converging the irradiation light output from the light source unit to the second point is further provided, and the spectroscopic unit further irradiates between the light source and the fourth optical system. It may be characterized in that it is disposed in the optical path of light. In this case, the irradiation light output from the light source unit is applied to the sample through the spectroscopic unit, the fourth optical system, the light transmission limiting unit, the first optical system, and the second optical system in that order. The generated light output from the first point of the sample as a result of being irradiated with the light is transmitted through the second optical system, the first optical system, the light transmission limiter, and the fourth optical system in the order opposite to the irradiation light. And travels along the optical path of to enter the spectroscope.
【0015】また、光検出部は、赤色成分、緑色成分、
および青色成分を分離するフィルタと、赤色成分光検出
器、緑色成分光検出器、および青色成分光検出器を備え
ることも可能であるし、分光方向に光検出器を配列した
多チャンネル光検出器を備えることも可能である。Further, the photodetector section has a red component, a green component,
It is also possible to provide a filter for separating the blue component and the blue component, a red component photodetector, a green component photodetector, and a blue component photodetector, and a multichannel photodetector in which the photodetectors are arranged in the spectral direction. It is also possible to provide.
【0016】また、第2の光学系内の光路を進行する
照射光の一部を分岐する分岐器と、分岐器によって分
岐された前記照射光の一部を検出する光検出器と、を更
に備えることも可能である。Further, a branching device for branching a part of the irradiation light traveling along the optical path in the second optical system, and a photodetector for detecting a part of the irradiation light branched by the branching device are further provided. It is possible to provide.
【0017】[0017]
【作用】本発明の共焦点走査型顕微鏡では、まず、第1
の光学系に照射光の所定の出力方向を設定する。この状
態で、光源部から出力された照射光が、第1の光学系に
入力して所定方向に出力される。第1の光学系を介した
照射光は、第2の光学系により試料の一点である第1の
点に集光され、第1の点で微小スポットを形成する。照
射光が照射された結果として、試料上の第1の点からは
発生光が出力する。こうした発生光は、代表的には蛍光
やラマン光であり、透過型顕微鏡であれば照射光の透過
光が、反射型顕微鏡であれば照射光の反射光が含まれ
る。In the confocal scanning microscope of the present invention, first,
A predetermined output direction of the irradiation light is set in the optical system of. In this state, the irradiation light output from the light source unit is input to the first optical system and output in a predetermined direction. The irradiation light that has passed through the first optical system is condensed by the second optical system at a first point, which is one point of the sample, and a minute spot is formed at the first point. As a result of irradiation with the irradiation light, the generated light is output from the first point on the sample. Such generated light is typically fluorescence or Raman light, and includes transmitted light of irradiation light in a transmission microscope and reflected light of irradiation light in a reflection microscope.
【0018】発生光の一部は、第3の光学系に入力し、
第2の点に集光される。この第2の点には光透過制限部
が配設され、第2の点および第2の点の近傍領域に入射
した発生光のみを選択的に透過する。この結果、試料の
第1の点近傍からの発生光は効率良く光透過制限部を透
過するが、試料の第1の点近傍とは異なる点を源とする
光は透過が効率良く阻止される。光透過制限部を介した
発生光は、分光部で分光され、波長に応じた光路を設定
されて出力される。こうして、波長ごとに分離された発
生光は光検出部に入力し、所定の波長の発生光の強度が
検出される。Part of the generated light is input to the third optical system,
It is focused on the second point. A light transmission limiting portion is provided at the second point, and selectively transmits only the generated light that has entered the second point and the area in the vicinity of the second point. As a result, the light generated from the vicinity of the first point of the sample is efficiently transmitted through the light transmission limiting portion, but the light originating from a point different from the vicinity of the first point of the sample is efficiently blocked. . The generated light that has passed through the light transmission limiting unit is split by the spectroscopic unit, and the optical path according to the wavelength is set and output. In this way, the generated light separated for each wavelength is input to the photodetector, and the intensity of the generated light of a predetermined wavelength is detected.
【0019】次に、第1の光学系に上記とは異なる照射
光の出力方向を設定する。この状態では、上記と同様に
して、試料上に照射光の微小スポットが形成されるが、
微小スポットは上記の第1の点とは異なる点に形成され
る。新たな微小スポットの点から出力された発生光は、
上記と同様にして、所定の波長の発生光の強度が検出さ
れる。以後、第1の光学系への照射光の出力方向を設定
を変更しながら、所定の波長の発生光の強度が検出し、
試料の態様を観測する。Next, the output direction of the irradiation light different from the above is set in the first optical system. In this state, similar to the above, a minute spot of the irradiation light is formed on the sample,
The minute spot is formed at a point different from the above-mentioned first point. The generated light output from the point of the new minute spot is
In the same manner as above, the intensity of the generated light of a predetermined wavelength is detected. After that, while changing the setting of the output direction of the irradiation light to the first optical system, the intensity of the generated light of a predetermined wavelength is detected,
Observe the sample aspect.
【0020】照射光の波長を変更する場合には、第1の
点から第2の点に至る光路中の光学系(すなわち、共焦
点光学系)の構成を変更せずに、分光部や検出部などの
共焦点光学系の外部に設置される構成要素の配設位置あ
るいは設定などを変更後、上記と同様にして試料の態様
を観測する。When the wavelength of the irradiation light is changed, the spectroscopic unit and the detector can be detected without changing the configuration of the optical system (that is, the confocal optical system) in the optical path from the first point to the second point. After changing the arrangement position or setting of the components installed outside the confocal optical system, such as a section, the form of the sample is observed in the same manner as above.
【0021】[0021]
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の一実施
例について説明する。なお、図面の説明では同一の要素
には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
【0022】図1は、本発明の実施例の共焦点走査型顕
微鏡の要部の構成図である。図1に示すように、本実施
例の共焦点走査型顕微鏡は、(a)照射光とする出力光
の波長を設定可能な光源部100光源である波長可変レ
ーザ装置110と、(b)波長可変レーザ装置100か
ら出力され、試料900に向かって進行する照射光を入
力して、指定された方向へむけて出力する2次元スキャ
ナ200と、(c)2次元スキャナ200から出力され
た照射光を試料900上の一点に集光して微小スポット
を形成する光学系300と、(d)照射光が照射された
結果、試料900上の照射領域から出力された発生光で
あって、光学系300と2次元スキャナ200とを順
次、照射光の進行方向とは逆の方向に進行した発生光を
集光する集光レンズ400と、(e)集光レンズ400
による発生光の集光点近傍に入射した光のみを透過し、
迷光をカットする絞り500と、(f)絞り500を透
過した発生光を分光して、波長に応じた光路を設定する
分光部600と、(g)分光部600から出力された、
照射光の波長とは異なる所定の波長の光を検出する光検
出部700と、を備える。FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a confocal scanning microscope according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the confocal scanning microscope of the present embodiment includes (a) a wavelength tunable laser device 110 which is a light source unit 100 capable of setting a wavelength of output light to be irradiation light, and (b) wavelength. A two-dimensional scanner 200 that inputs the irradiation light that is output from the variable laser device 100 and proceeds toward the sample 900, and outputs the irradiation light toward a specified direction, and (c) the irradiation light that is output from the two-dimensional scanner 200. Of the generated light output from the irradiation area on the sample 900 as a result of irradiation with the optical system 300 that forms a minute spot by condensing A condenser lens 400 that condenses the generated light that has traveled in the direction opposite to the traveling direction of the irradiation light in the order of 300 and the two-dimensional scanner 200, and (e) the condenser lens 400.
Only the light incident near the condensing point of the light generated by
A diaphragm 500 that cuts stray light, (f) a spectroscopic unit 600 that spectroscopically separates the generated light that has passed through the diaphragm 500 and sets an optical path according to the wavelength, and (g) a spectroscopic unit 600 outputs the light.
And a light detection unit 700 that detects light having a predetermined wavelength different from the wavelength of the irradiation light.
【0023】ここで、光源部100は、処理装置(図
示せず)からの指定に応じた波長の光を出射する波長可
変レーザ装置110と、波長可変レーザ装置110か
ら出力された照射光を集光する集光レンズ120と、か
ら構成される。Here, the light source section 100 collects the wavelength tunable laser device 110 that emits light having a wavelength corresponding to a designation from a processing device (not shown) and the irradiation light output from the wavelength tunable laser device 110. And a condenser lens 120 that emits light.
【0024】また、2次元スキャナ200は、反射鏡
と、処理装置から指示された照射光の出射方向となる
ように反射鏡の反射面を配向する反射鏡駆動機構と、を
備える。Further, the two-dimensional scanner 200 includes a reflecting mirror and a reflecting mirror driving mechanism for orienting the reflecting surface of the reflecting mirror so that the irradiation light directed by the processing device is emitted.
【0025】また、光学系300は、照射光の進行方向
に沿って順次配設された、2次元スキャナ200から
出力された照射光を入力する瞳投影レンズ310と、
瞳投影レンズ310から出力された照射光を入力し、試
料900上の一点に集光する対物レンズ320と、から
構成される。Further, the optical system 300 includes a pupil projection lens 310 for inputting the irradiation light output from the two-dimensional scanner 200, which is sequentially arranged along the traveling direction of the irradiation light.
It is composed of an objective lens 320 which receives the irradiation light output from the pupil projection lens 310 and focuses the irradiation light on one point on the sample 900.
【0026】また、分光部600は、絞り500から
出力された発生光を空間的な広がりを有する略平行光化
するコリメートレンズ610と、コリメートレンズ6
10を介した発生光を入力し、波長に応じて光路を変化
させ、入力方向と略垂直な方向へ出力する定偏角プリズ
ム621と、発生光の入射角度が照射光の波長に応じ
て処理装置から指示された角度となるように定偏角プリ
ズム621の方向を設定する定偏角プリズム621の回
転駆動用のパルスモータ622と、定偏角プリズム6
21を介した発生光が照射光と同一の波長を有する場
合、その発生光を集光レンズ120が照射光を集光する
点と略同一の点にその発生光を集光する集光レンズ63
1と、集光レンズ630によって照射光と同一の波長
を有する発生光が集光される点の近傍に入力した光を透
過するピンホールを有するとともに、定偏角プリズム6
21によって波長に応じて設定される光路の波長に対す
る変化方向に対応する方向に反射領域が形成された波長
選択反射板640と、波長選択反射板640で反射さ
れた発生光を略平行光化するコリメートレンズ650
と、を備える。なお、照射光の波長に応じて定偏角プリ
ズム621を回転する回転中心は、照射光と同一の波長
を有する発生光の入射点を通る入射面に対する垂線と出
射点を通る出射面に対する垂線との交点に設定し、照射
光の波長による照射光と同一の波長の発生光の光軸のず
れを抑制している。Further, the spectroscopic unit 600, the collimator lens 610 for collimating the generated light output from the diaphragm 500 into a substantially parallel light having a spatial spread, and the collimator lens 6.
The constant deviation prism 621 that inputs the generated light via 10 and changes the optical path according to the wavelength and outputs the light in a direction substantially perpendicular to the input direction, and the incident angle of the generated light is processed according to the wavelength of the irradiation light. A pulse motor 622 for rotationally driving the constant deviation angle prism 621 that sets the direction of the constant deviation angle prism 621 so that the angle is instructed by the device, and the constant deviation angle prism 6
When the generated light via 21 has the same wavelength as the irradiation light, the condensing lens 63 condenses the generated light at substantially the same point where the condensing lens 120 condenses the irradiation light.
1 and a pinhole for transmitting the input light in the vicinity of a point where the generated light having the same wavelength as the irradiation light is condensed by the condenser lens 630, and the constant deviation prism 6
The wavelength selective reflection plate 640 in which a reflection region is formed in a direction corresponding to the wavelength change direction of the optical path set according to the wavelength 21 and the generated light reflected by the wavelength selective reflection plate 640 are substantially parallelized. Collimating lens 650
And The center of rotation for rotating the constant deviation prism 621 in accordance with the wavelength of the irradiation light is the perpendicular to the incident surface passing through the incident point of the generated light having the same wavelength as the irradiation light and the perpendicular to the emitting surface passing through the emitting point. Is set at the intersection point of ## EQU1 ## to suppress the deviation of the optical axis of the generated light having the same wavelength as the irradiation light due to the wavelength of the irradiation light.
【0027】また、検出部700は、分光部600か
らコリメートレンズを介して出力された発生光の赤色成
分を反射し、青色成分および緑色成分を透過するフィル
タ711と、フィルタ711を透過した光の青色成分
を反射し、緑色成分を透過するフィルタ712と、フ
ィルタ711で反射された赤色成分の強度を検出する光
検出器721と、フィルタ712で反射された青色成
分の強度を検出する光検出器722と、フィルタ72
2を透過した緑色成分の強度を検出する光検出器723
と、を備える。なお、光検出器721,722,723
は、入射光の強度を検出するものであればよいが、本実
施例では光電増倍管を採用した。光電増倍管以外では、
フォトダイオード、アバランシフォトダイオード、など
が採用可能である。Further, the detection unit 700 reflects the red component of the generated light output from the spectroscopic unit 600 via the collimating lens and transmits the blue component and the green component, and the light transmitted through the filter 711. A filter 712 that reflects the blue component and transmits the green component, a photodetector 721 that detects the intensity of the red component reflected by the filter 711, and a photodetector that detects the intensity of the blue component reflected by the filter 712. 722 and the filter 72
Photodetector 723 that detects the intensity of the green component that has passed through 2
And Note that the photodetectors 721, 722, 723
Can detect the intensity of incident light, but a photomultiplier tube was used in this embodiment. Other than the photomultiplier tube,
A photodiode, an avalanche photodiode, or the like can be adopted.
【0028】本実施例の装置は、以下のようにして試料
900を観測する。なお、以下の説明では便宜上、光が
通過する光学部品あるいは光学系においては、定偏角プ
リズム621を除いて、光の波長の相違によって生じる
光路の変化は無視するものとする。The apparatus of this embodiment observes the sample 900 as follows. In the following description, for the sake of convenience, in an optical component or an optical system through which light passes, except for the constant deviation prism 621, a change in optical path caused by a difference in wavelength of light is ignored.
【0029】まず、処理装置が照射光の波長を決定し、
その波長の光の出力を波長可変レーザ110へ指示する
とともに、照射光の定偏角プリズム621への入射方向
が最小偏角となるようにパルスモータ622へ回転指示
を通知する。同時に、処理装置は、照射光の照射位置が
試料900上の初期位置する指示を2次元スキャナ20
0へ通知する。First, the processor determines the wavelength of the irradiation light,
The output of the light of that wavelength is instructed to the tunable laser 110, and the pulse motor 622 is instructed to rotate so that the incident direction of the irradiation light on the constant deviation prism 621 has the minimum deviation angle. At the same time, the processor gives an instruction that the irradiation position of the irradiation light is the initial position on the sample 900 by the two-dimensional scanner 20.
Notify 0.
【0030】以上の設定の後、波長可変レーザ装置11
0から出力された照射光は集光レンズ120で集光さ
れ、波長選択反射板640のピンホールを透過する。波
長選択反射板640を透過した照射光は、集光レンズ
(照射光にとってはコリメートレンズ)630によって
空間的に拡がった略平行光となって定偏角プリズム62
1に入射し、入射方向と略垂直方向へ出射される。定偏
角プリズム621を介した照射光はコリメートレンズ
(照射光にとっては集光レンズ)610によって集光さ
れ、絞り500の開口部を透過する。絞り500を透過
した照射光は集光レンズ(照射光にとってはコリメート
レンズ)400により平行光化され、2次元スキャナ2
00に入力する。2次元スキャナ200は、配設方向が
設定された反射鏡により、入力した照射光を指定された
方向に反射して出力する。2次元スキャナ200から出
力された照射光は光学系300の瞳投影レンズ310お
よび対物レンズ320を順次介して、試料900上に照
射されて1つの微小スポットを形成する。After the above setting, the wavelength tunable laser device 11
The irradiation light output from 0 is condensed by the condenser lens 120 and is transmitted through the pinhole of the wavelength selective reflection plate 640. The irradiation light that has passed through the wavelength selective reflection plate 640 becomes substantially parallel light that is spatially expanded by a condenser lens (collimating lens for irradiation light) 630, and the constant deviation prism 62.
1, and is emitted in a direction substantially perpendicular to the incident direction. The irradiation light that has passed through the constant deviation prism 621 is condensed by a collimator lens (a condensing lens for irradiation light) 610, and passes through the opening of the diaphragm 500. The irradiation light that has passed through the diaphragm 500 is collimated by a condenser lens (collimation lens for irradiation light) 400, and the two-dimensional scanner 2
Enter 00. The two-dimensional scanner 200 reflects the input irradiation light in a designated direction by a reflecting mirror whose arrangement direction is set, and outputs it. The irradiation light output from the two-dimensional scanner 200 is irradiated onto the sample 900 via the pupil projection lens 310 and the objective lens 320 of the optical system 300 in order to form one minute spot.
【0031】照射光が照射されると、反射光、蛍光、あ
るいはラマン光などの光(発生光)が試料900上の照
射光が照射された微小スポット領域から出力される。こ
れらの発生光の内、対物レンズに到達した発生光は、照
射光の進路とは逆の進路を、光学系300、2次元スキ
ャナ200、集光レンズ400、絞り500の順に通過
して分光部600に入力する。When the irradiation light is irradiated, light (generated light) such as reflected light, fluorescence, or Raman light is output from the minute spot area on the sample 900 irradiated with the irradiation light. Of these generated light, the generated light that reaches the objective lens passes through a path opposite to the path of the irradiation light in the order of the optical system 300, the two-dimensional scanner 200, the condenser lens 400, and the diaphragm 500, and then the spectroscopic unit. Enter 600.
【0032】分光部600に入力した発生光は、コリメ
ートレンズ610を介して空間的に拡がった略平行光と
なり、照射光とは逆の進路で定偏角プリズム621へ入
射する。定偏角プリズム621内では波長が互いに異な
る光では光路が異なる。したがって、定偏角プリズム6
21を出射する時点では、波長に応じて出射方向が異な
る。なお、発生光中の反射光は照射光と同一の波長を有
するので、照射光の逆の進路を経由して定偏角プリズム
621から出射する。定偏角プリズム621から出射し
た発生光は集光レンズによって集光される。反射光につ
いては、照射光と逆の進路を取るので、波長選択反射板
640のピンホールを通過する。照射光の波長とは異な
る波長を有する発生光の成分(蛍光やラマン光など)
は、波長選択反射板640に到達時にピンホールとは異
なる位置に入射するが、こうした位置には反射加工が施
されており反射される。波長選択反射板640で反射さ
れた発生光は、コリメートレンズ650により略平行光
化されて検出部700に入力する。検出部700では、
入力光がフィルタ711およびフィルタ712により赤
色成分、青色成分および緑色成分に分解される。赤色成
分を光検出器710で、青色成分を光検出器720で、
緑色成分を光検出器730で受光し、受光強度に応じた
検出信号を処理装置に通知する。処理装置では、光検出
部700から通知された情報を照射光波長および試料9
00の照射位置とともに格納する。The generated light input to the spectroscopic unit 600 becomes substantially parallel light which is spatially spread through the collimator lens 610, and is incident on the constant deviation prism 621 in the path opposite to that of the irradiation light. In the constant deviation prism 621, the light paths of the lights having different wavelengths are different. Therefore, the constant deviation prism 6
At the time of exiting 21, the exit direction differs depending on the wavelength. Since the reflected light in the generated light has the same wavelength as that of the irradiation light, it is emitted from the constant deviation angle prism 621 via the reverse path of the irradiation light. The generated light emitted from the constant deviation prism 621 is condensed by a condenser lens. Since the reflected light takes a path opposite to that of the irradiation light, it passes through the pinhole of the wavelength selective reflection plate 640. A component of generated light having a wavelength different from the wavelength of irradiation light (such as fluorescence or Raman light)
Is incident on a position different from the pinhole when reaching the wavelength selective reflection plate 640, but such a position is subjected to reflection processing and is reflected. The generated light reflected by the wavelength selective reflection plate 640 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 650 and input to the detection unit 700. In the detection unit 700,
The input light is decomposed into a red component, a blue component and a green component by the filter 711 and the filter 712. The red component is the photodetector 710, the blue component is the photodetector 720,
The green component is received by the photodetector 730, and a detection signal corresponding to the received light intensity is notified to the processing device. In the processing device, the information notified from the photodetection unit 700 is used as the irradiation light wavelength and the sample 9
It stores with the irradiation position of 00.
【0033】次に、処理装置は、照射光の試料900上
の照射位置の新たな位置への変更指示を2次元スキャナ
200へ通知する。以後、上記と同様にして、新たな照
射位置から出力される発生光(反射光を除く)を検出
し、検出結果を照射光波長および試料900の照射位置
とともに処理装置に格納する。以後、処理装置が、試料
900上の照射位置を走査する指示を順次発行し、照射
位置に応じた発生光(反射光を除く)を検出し、検出結
果を照射光波長および試料900の照射位置とともに処
理装置に格納する。走査および検出結果の収集が完了す
ると、処理装置は格納した検出結果に基づいて、試料9
00の2次元的な観測像を構成して表示する。Next, the processing apparatus notifies the two-dimensional scanner 200 of an instruction to change the irradiation position of the irradiation light on the sample 900 to a new position. Thereafter, similarly to the above, the generated light (excluding the reflected light) output from the new irradiation position is detected, and the detection result is stored in the processing device together with the irradiation light wavelength and the irradiation position of the sample 900. After that, the processing device sequentially issues an instruction to scan the irradiation position on the sample 900, detects generated light (excluding reflected light) according to the irradiation position, and outputs the detection result to the irradiation light wavelength and the irradiation position of the sample 900. It is stored together with the processing device. Upon completion of scanning and collection of the detection results, the processing unit uses the stored detection results to detect the sample 9
A two-dimensional observation image of 00 is constructed and displayed.
【0034】照射光の波長を変更する場合には、処理装
置が照射光の新たな波長を決定し、その波長の光の出力
を波長可変レーザ110へ指示するとともに、照射光の
定偏角プリズム621への入射方向が最小偏角となるよ
うにパルスモータ622へ回転指示を通知する。同時
に、処理装置は、照射光の照射位置が試料900上の初
期位置する指示を2次元スキャナ200へ通知する。以
後、上記と同様にして、新たな照射光波長による試料9
00の2次元的な観測像を構成して表示する。なお、本
実施例の装置では、照射光の波長変化に伴う定偏角プリ
ズム621の回転による照射光の定偏角プリズム621
以降の光軸の変化に対して対応できるようにレンズの口
径などを選択しているので、処理装置の制御下にない部
品に関しては、位置や向きの変更を必要としない。When changing the wavelength of the irradiation light, the processor determines a new wavelength of the irradiation light, instructs the wavelength tunable laser 110 to output the light of that wavelength, and at the same time, the constant deviation prism of the irradiation light. The rotation instruction is notified to the pulse motor 622 so that the incident direction to 621 has the minimum deviation angle. At the same time, the processing device notifies the two-dimensional scanner 200 of an instruction that the irradiation position of the irradiation light is the initial position on the sample 900. Thereafter, in the same manner as described above, the sample 9 with the new irradiation light wavelength was used.
A two-dimensional observation image of 00 is constructed and displayed. In the apparatus of this embodiment, the constant deviation angle prism 621 of the irradiation light is rotated by the rotation of the constant deviation angle prism 621 according to the wavelength change of the irradiation light.
Since the aperture of the lens and the like are selected so as to be able to cope with the subsequent change of the optical axis, it is not necessary to change the position or the orientation of the parts that are not under the control of the processing device.
【0035】図2は、上記の実施例における分光部の第
1の変形例の説明図であり、分光部周辺の構成を示す。
この装置の上記の実施例との構成上の相違は、(a)光
源部が波長可変レーザ110のみから構成されている点
と、(b)分光部810と、である。FIG. 2 is an explanatory view of a first modification of the spectroscopic unit in the above-mentioned embodiment, showing the structure around the spectroscopic unit.
The structural difference of this device from the above-described embodiment is that (a) the light source unit is composed only of the wavelength tunable laser 110, and (b) the spectroscopic unit 810.
【0036】図2に示すように、分光部810は、絞
り500から出力された発生光を空間的な広がりを有す
る略平行光化するコリメートレンズ811と、処理装
置から指示された周波数の音響信号を音響光学素子に印
加し、コリメートレンズ811を介した発生光を入力し
て音響光学素子内に発生した回折格子により波長に応じ
て光路を変化させる(照射光が0次光として透過するよ
うに配置された)音響光学変調器812と、音響光学
変調器812によって回折された発生光を集光する集光
レンズ813と、集光レンズ813によって集光され
た発生光を通過するスリット板814と、スリット板
814を透過した発生光を略平行光化するコリメートレ
ンズ815と、を備える。As shown in FIG. 2, the spectroscopic unit 810 includes a collimating lens 811 for collimating the generated light output from the diaphragm 500 into a substantially parallel light having a spatial spread, and an acoustic signal of a frequency instructed by the processing device. Is applied to the acousto-optic element, the generated light is input through the collimating lens 811, and the optical path is changed according to the wavelength by the diffraction grating generated in the acousto-optic element (so that the irradiation light is transmitted as 0th-order light). (Arranged) acousto-optic modulator 812, a condenser lens 813 that condenses the generated light diffracted by the acousto-optic modulator 812, and a slit plate 814 that passes the generated light condensed by the condensing lens 813. , And a collimator lens 815 that substantially collimates the generated light that has passed through the slit plate 814.
【0037】本変形例の装置では、以下のようにして試
料900を観測する。なお、上記の実施例と同様に、以
下の説明では便宜上、光が通過する光学部品あるいは光
学系においては、音響光学変調器812を除いて、光の
波長の相違によって生じる光路の変化は無視するものと
する。In the apparatus of this modification, the sample 900 is observed as follows. As in the above embodiment, in the following description, for the sake of convenience, in optical components or optical systems through which light passes, except for the acousto-optic modulator 812, changes in optical paths caused by differences in light wavelength are ignored. I shall.
【0038】まず、処理装置が照射光の波長と被測定光
の波長とを決定し、その波長の光の出力を波長可変レー
ザ110へ指示するとともに、被測定光が集光レンズ8
13の方向へ回折する条件となる回折格子の発生を音響
光学変調器812通知する。同時に、処理装置は、照射
光の照射位置が試料900上の初期位置する指示を2次
元スキャナ200へ通知する。First, the processing device determines the wavelength of the irradiation light and the wavelength of the light to be measured, instructs the wavelength tunable laser 110 to output the light of that wavelength, and the light to be measured is condensed by the condenser lens 8.
An acousto-optic modulator 812 is notified of the occurrence of a diffraction grating that is a condition for diffracting light in the direction of 13. At the same time, the processing device notifies the two-dimensional scanner 200 of an instruction that the irradiation position of the irradiation light is the initial position on the sample 900.
【0039】以上の設定の後、波長可変レーザ装置11
0から出力された照射光は音響光学変調器812へ入射
し、回折せずに出射され、コリメートレンズ(照射光に
とっては集光レンズ)811で集光されて絞り500の
開口部に至る。以後、実施例と同様にして、試料900
上に照射されて1つの微小スポットを形成する。After the above setting, the wavelength tunable laser device 11
The irradiation light output from 0 enters the acousto-optic modulator 812, is emitted without being diffracted, is condensed by the collimator lens (condensing lens for irradiation light) 811 and reaches the opening of the diaphragm 500. Thereafter, in the same manner as in the example, sample 900
The top is illuminated to form one micro-spot.
【0040】照射光が照射されると、反射光、蛍光、あ
るいはラマン光などの光(発生光)が試料900上の照
射光が照射された微小スポット領域から出力される。こ
れらの発生光の内、対物レンズに到達した発生光は、照
射光の進路とは逆の進路を、光学系300、2次元スキ
ャナ200、集光レンズ400、絞り500の順に通過
して分光部810に入力する。When the irradiation light is irradiated, light (generated light) such as reflected light, fluorescence, or Raman light is output from the minute spot region on the sample 900 irradiated with the irradiation light. Of these generated light, the generated light that reaches the objective lens passes through a path opposite to the path of the irradiation light in the order of the optical system 300, the two-dimensional scanner 200, the condenser lens 400, and the diaphragm 500, and then the spectroscopic unit. Input to 810.
【0041】分光部810に入力した発生光は、コリメ
ートレンズ811を介して空間的に拡がった略平行光と
なり、照射光とは逆の進路で音響光学変調器812へ入
射する。音響光学変調器812では回折条件に適合する
波長の光が回折される。音響光学変調器812で回折さ
れた発生光は、集光レンズ813で集光されてスリット
814を通過する。スリット814を通過した発生光
は、コリメートレンズ815で略平行光化されて光検出
部700にに入力する。以後、実施例と同様にして、試
料900を観測する。The generated light input to the spectroscopic unit 810 becomes substantially parallel light that is spatially spread via the collimator lens 811, and enters the acousto-optic modulator 812 in the path opposite to that of the irradiation light. The acousto-optic modulator 812 diffracts light having a wavelength that meets the diffraction condition. The generated light diffracted by the acousto-optic modulator 812 is condensed by the condenser lens 813 and passes through the slit 814. The generated light that has passed through the slit 814 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 815 and is input to the light detection unit 700. After that, the sample 900 is observed in the same manner as in the example.
【0042】図3は、上記の実施例における分光部の第
3の変形例の説明図であり、分光部周辺の構成を示す。
この装置の上記の実施例との構成上の相違は、分光部の
構成である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a third modification of the spectroscopic unit in the above-mentioned embodiment, showing the configuration around the spectroscopic unit.
The structural difference of this device from the above-described embodiment is the structure of the spectroscopic unit.
【0043】図3に示すように、分光部820は、絞
り500から出力された発生光を空間的な広がりを有す
る略平行光化するコリメートレンズ821と、コリメ
ートレンズ821を介した発生光を入力し、1次回折し
た光に関して光の波長ごとに異なる光路を設定して出力
する回折光子822と、回折光子822で回折された
1次回折光を集光する集光レンズ823と、処理装置
からの指定に応じて、照射光の波長に応じて照射光と同
一の波長を有する発生光の1次回折光の進行を阻止する
波長選択スリット824と、波長選択スリット824
を透過した発生光を略平行光化するコリメートレンズ8
25と、を備える。As shown in FIG. 3, the spectroscopic unit 820 inputs the collimating lens 821 for making the generated light output from the diaphragm 500 into substantially parallel light having a spatial spread, and the generated light via the collimating lens 821. Then, regarding the first-order diffracted light, a diffracted photon 822 that sets and outputs a different optical path for each light wavelength, a condenser lens 823 that condenses the first-order diffracted light diffracted by the diffracted photon 822, and a processing device According to the designation, a wavelength selection slit 824 for blocking the progress of the first-order diffracted light of the generated light having the same wavelength as the irradiation light according to the wavelength of the irradiation light, and a wavelength selection slit 824.
Collimating lens 8 for making the generated light transmitted through
25, and.
【0044】本変形例の装置では、以下のようにして試
料900を観測する。なお、上記の実施例と同様に、以
下の説明では便宜上、光が通過する光学部品あるいは光
学系においては、音響光学変調器812を除いて、光の
波長の相違によって生じる光路の変化は無視するものと
する。In the apparatus of this modification, the sample 900 is observed as follows. As in the above embodiment, in the following description, for the sake of convenience, in optical components or optical systems through which light passes, except for the acousto-optic modulator 812, changes in optical paths caused by differences in light wavelength are ignored. I shall.
【0045】まず、処理装置が照射光の波長と被測定光
の波長とを決定し、その波長の光の出力を波長可変レー
ザ110へ指示するとともに、1次回折された照射光と
同一の波長の光の1次回折光の阻止を波長選択スリット
824へ通知する。同時に、処理装置は、照射光の照射
位置が試料900上の初期位置する指示を2次元スキャ
ナ200へ通知する。First, the processing device determines the wavelength of the irradiation light and the wavelength of the light to be measured, and instructs the wavelength tunable laser 110 to output the light of that wavelength, and at the same wavelength as the irradiation light that is first-order diffracted. The wavelength selection slit 824 is notified that the first-order diffracted light of the light is blocked. At the same time, the processing device notifies the two-dimensional scanner 200 of an instruction that the irradiation position of the irradiation light is the initial position on the sample 900.
【0046】以上の設定の後、波長可変レーザ装置11
0から出力された照射光は回折格子822へ入射し、0
次回折光がコリメートレンズ(照射光にとっては集光レ
ンズ)821で集光されて絞り500の開口部に至る。
以後、実施例と同様にして、試料900上に照射されて
1つの微小スポットを形成する。After the above setting, the wavelength tunable laser device 11
The irradiation light output from 0 enters the diffraction grating 822,
Next-order diffracted light is condensed by a collimator lens (condenser lens for irradiation light) 821 and reaches the aperture of the diaphragm 500.
After that, in the same manner as in the example, the sample 900 is irradiated and one minute spot is formed.
【0047】照射光が照射されると、反射光、蛍光、あ
るいはラマン光などの光(発生光)が試料900上の照
射光が照射された微小スポット領域から出力される。こ
れらの発生光の内、対物レンズに到達した発生光は、照
射光の進路とは逆の進路を、光学系300、2次元スキ
ャナ200、集光レンズ400、絞り500の順に通過
して分光部820に入力する。When the irradiation light is irradiated, light (generated light) such as reflected light, fluorescence, or Raman light is output from the minute spot area on the sample 900 irradiated with the irradiation light. Of these generated light, the generated light that reaches the objective lens passes through a path opposite to the path of the irradiation light in the order of the optical system 300, the two-dimensional scanner 200, the condenser lens 400, and the diaphragm 500, and then the spectroscopic unit. Input to 820.
【0048】分光部820に入力した発生光は、コリメ
ートレンズ821を介して空間的に拡がった略平行光と
なり、照射光とは逆の進路で回折格子822へ入射し、
回折される。回折格子822で1次回折された発生光は
集光レンズ823によって集光され、照射光と同一の波
長に光を除いて波長選択スリット824を通過する。波
長選択スリット824を通過した発生光は、コリメート
レンズ825で略平行光化されて光検出部700に入力
する。以後、実施例と同様にして、試料900を観測す
る。The generated light input to the spectroscopic unit 820 becomes substantially parallel light that is spatially spread via the collimator lens 821, and enters the diffraction grating 822 in the path opposite to the irradiation light,
Be diffracted. The generated light, which is first-order diffracted by the diffraction grating 822, is condensed by the condenser lens 823, passes through the wavelength selection slit 824 except for the light having the same wavelength as the irradiation light. The generated light that has passed through the wavelength selection slit 824 is made into substantially parallel light by the collimator lens 825 and is input to the light detection unit 700. After that, the sample 900 is observed in the same manner as in the example.
【0049】本発明は、上記例に限定されるものではな
く、更に変形が可能である。たとえば、光検出部では入
射発生光を集光する集光レンズと分光方向に配列された
光検出器からなるマルチチャンネル光検出器とを採用す
ることが可能であり(図4参照)、この場合には発生光
の波長分布の測定が可能である。また、上記例では、集
光・コリメートにレンズを採用しているが、凹面鏡など
の反射光学器を採用することも可能であり、この場合に
は波長による光軸のずれを減少できる。また、分光部の
分光器としてダイクロミックミラーを採用しても同様に
分光部を構成可能である。The present invention is not limited to the above example, but can be modified. For example, in the photodetector, it is possible to employ a condenser lens for condensing incident generated light and a multichannel photodetector including photodetectors arranged in the spectral direction (see FIG. 4). It is possible to measure the wavelength distribution of the generated light. Further, in the above example, a lens is used for condensing and collimating, but a reflecting optical device such as a concave mirror can be used, and in this case, deviation of the optical axis due to wavelength can be reduced. Further, even if a dichroic mirror is adopted as the spectroscope of the spectroscopic unit, the spectroscopic unit can be similarly configured.
【0050】また、共焦点光学系内にハーフミラーを配
置し、このハーフミラーで反射された照射光も強度を検
出することにより、共焦点光学系への照射光の供給をモ
ニタすることが可能である。このモニタ光の強度が最大
になるように光源の配置を調整すれば、効率のよい観測
ができる。なお、こうしたモニタは、観測に先立って行
い、観測時は共焦点光学系からハーフミラーを除去する
ことが好ましい。Further, by providing a half mirror in the confocal optical system and detecting the intensity of the irradiation light reflected by this half mirror, it is possible to monitor the supply of the irradiation light to the confocal optical system. Is. If the arrangement of the light sources is adjusted so that the intensity of the monitor light is maximized, efficient observation can be performed. It should be noted that it is preferable that such monitoring be performed prior to the observation and that the half mirror be removed from the confocal optical system during the observation.
【0051】また、照射光の光源には、複数の波長の照
射光を同時に出力する光源を採用することも可能であ
る。Further, as the light source of the irradiation light, it is possible to adopt a light source which simultaneously outputs irradiation light of a plurality of wavelengths.
【0052】更に、上記例の2次元スキャナに加えて、
瞳投影レンズ、対物レンズ、あるいは試料などを光軸方
向に可動として、試料の厚み方向に照射光の微小スポッ
トを走査することにすれば、試料の3次元的な態様を観
測することができる。Furthermore, in addition to the two-dimensional scanner of the above example,
If the pupil projection lens, the objective lens, the sample, or the like is movable in the optical axis direction and a minute spot of the irradiation light is scanned in the thickness direction of the sample, the three-dimensional aspect of the sample can be observed.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の共
焦点走査型顕微鏡は、試料上の照射光を照射する微小ス
ポットから迷光を取り除く部品が配置された発生光の集
光位置に至る発生光の光路(共焦点光学系)中に、波長
によって光路が大きく変化する分光器などの光部品を配
設しないので、照射光の波長の変更をするにあたって、
精密な位置合わせが必要な共焦点光学系の構成を変更す
る必要がなく、簡易に照射光の波長を変更できる共焦点
走査型顕微鏡を提供することができる。As described above in detail, the confocal scanning microscope of the present invention reaches the condensing position of the generated light in which the component for removing the stray light from the minute spot irradiated with the irradiation light on the sample is arranged. In the optical path of the generated light (confocal optical system), since optical parts such as a spectroscope whose optical path changes greatly depending on the wavelength are not installed, when changing the wavelength of the irradiation light,
It is possible to provide a confocal scanning microscope that can easily change the wavelength of irradiation light without changing the configuration of the confocal optical system that requires precise alignment.
【図1】本発明の実施例の共焦点走査型顕微鏡の要部の
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a confocal scanning microscope according to an embodiment of the present invention.
【図2】実施例の第1の変形例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a first modified example of the embodiment.
【図3】実施例の第2の変形例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a second modification of the embodiment.
【図4】実施例の光源部の変形例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a modified example of the light source unit of the embodiment.
【図5】従来の共焦点走査型顕微鏡の要部の構成図であ
る。FIG. 5 is a configuration diagram of a main part of a conventional confocal scanning microscope.
100…光源部、110…レーザ光源、120…集光レ
ンズ、130…ビームエキスパンダ、200…2次元ス
キャナ、300…光学系、310…瞳投影レンズ、32
0…対物レンズ、400…集光/コリメートレンズ、5
00…絞り、600,810,820…分光部、61
0,811,821…コリメート/集光レンズ、621
…定偏角プリズム、812…音響光学変調器、822…
回折格子、630,813,823…集光レンズ、64
0…波長選択反射板、814…スリット、824…波長
選択スリット、650,815,825…コリメートレ
ンズ、700…光検出部、711,712…波長フィル
タ、721,722,723…光検出器、900…試
料。100 ... Light source part, 110 ... Laser light source, 120 ... Condensing lens, 130 ... Beam expander, 200 ... Two-dimensional scanner, 300 ... Optical system, 310 ... Pupil projection lens, 32
0 ... Objective lens, 400 ... Condensing / collimating lens, 5
00 ... diaphragm, 600, 810, 820 ... spectroscopic section, 61
0, 811, 821 ... Collimating / condensing lens, 621
... Constant deviation prism, 812 ... Acousto-optic modulator, 822 ...
Diffraction grating, 630, 813, 823 ... Condensing lens, 64
0 ... Wavelength selection reflection plate, 814 ... Slit, 824 ... Wavelength selection slit, 650, 815, 825 ... Collimating lens, 700 ... Photodetector, 711, 712 ... Wavelength filter, 721, 722, 723 ... Photodetector, 900 …sample.
Claims (10)
出力する光源部と、 前記光源から出力された照射光を入力し、外部からの指
定に応じて照射光の出力方向を変化させる第1の光学系
と、 前記第1の光学系を介した照射光を試料上の一点である
第1の点に集光する第2の光学系と、 照射光が前記第1の点に照射された結果として前記試料
の前記第1の点から出力された、照射光と同一の波長を
有する反射光あるいは透過光と照射光とは異なる波長を
有する反応光とからなる発生光を第2の点に集光する第
3の光学系と、 前記第2の点を含み光軸に垂直な平面上の前記第2の点
および前記第2の点の近傍領域に入射した発生光のみを
選択的に透過する光透過制限部と、 前記光透過制限部を介した発生光を分光し、波長に応じ
た光路を設定する分光部と、 前記分光器から出力した発生光を検出する光検出部と、 を備えることを特徴とする共焦点走査型顕微鏡。1. A light source section for outputting irradiation light for irradiating a sample to be observed, and irradiation light output from the light source for inputting, and changing an output direction of the irradiation light according to designation from the outside. 1. an optical system, a second optical system for converging the irradiation light through the first optical system to a first point which is one point on the sample, and the irradiation light is irradiated to the first point. As a result, the generated light composed of reflected light or transmitted light having the same wavelength as the irradiation light and reaction light having a different wavelength from the irradiation light, which is output from the first point of the sample, is generated at the second point. And a third optical system for condensing the light selectively to only the generated light incident on the second point on the plane including the second point and perpendicular to the optical axis and the area in the vicinity of the second point. A light transmission limiting unit that transmits the light and the generated light that has passed through the light transmission limiting unit are dispersed, and an optical path is set according to the wavelength. That the spectroscopic unit and the confocal scanning microscope, characterized in that it comprises a light detector for detecting the output by the generated light from the spectroscope.
路中に配設された光学系は、通過する光の波長の所定波
長範囲での変化に対する前記第2の点を含み光軸に垂直
な平面と光路とが交差する点の位置の変化が、前記光透
過制限部の透過領域の範囲内である、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. An optical system arranged in an optical path from the first point to the second point includes a light including the second point with respect to a change of a wavelength of passing light in a predetermined wavelength range. The confocal scanning microscope according to claim 1, wherein a change in position of a point where a plane perpendicular to the axis and the optical path intersect is within a transmission region of the light transmission limiting portion.
択された波長の照射光を出力する、ことを特徴とする請
求項1記載の共焦点走査型顕微鏡。3. The confocal scanning microscope according to claim 1, wherein the light source section outputs irradiation light having a wavelength selected according to the type of the sample.
外部からの指定により前記照射光の波長は所定の波長範
囲で連続的に変化する、ことを特徴とする請求項1記載
の共焦点走査型顕微鏡。4. The light source comprises a tunable laser device,
The confocal scanning microscope according to claim 1, wherein the wavelength of the irradiation light continuously changes in a predetermined wavelength range by designation from the outside.
がった略平行光化するコリメート光学器と、 前記コリメート光学器から出力した略平行光である照射
光を入力し、外部からの指定により、1次元的または2
次元的に照射光の出力方向を変化する反射型光走査器
と、 を備え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。5. The first optical system receives the irradiation light from the light transmission limiter and collimates the light into a substantially parallel light which is spatially spread, and a collimator optics output from the collimator optics. Input the irradiation light that is parallel light, and one-dimensional or two-dimensional according to the designation from the outside.
The confocal scanning microscope according to claim 1, further comprising: a reflection type optical scanner that three-dimensionally changes an output direction of the irradiation light.
子、およびダイクロイックミラーの中から選択されたい
ずれか1つを備える、ことを特徴とする請求項1記載の
共焦点走査型顕微鏡。6. The confocal scanning microscope according to claim 1, wherein the spectroscopic unit includes any one selected from a constant deviation prism, a diffraction grating, and a dichroic mirror.
部は前記光源部と前記第1の光学系との間の光路中に配
設されるとともに、前記光源部と前記光透過制限部との
間には前記光源部から出力された照射光を前記第2の点
に集光する第4の光学系を更に備え、 前記分光部は、前記光源と前記第4の光学系との間の照
射光の光路中に配設され、 前記光源部から出力された照射光は、前記分光部、前記
第4の光学系、前記光透過制限部、前記第1の光学系、
および前記第2の光学系を順次介して前記試料に照射さ
れ、 照射光が照射された結果として前記試料中の前記第1の
点から出力された発生光は、前記第2の光学系、前記第
1の光学系、前記光透過制限器、前記第4の光学系を順
次、照射光と逆の光路を進行して前記分光器へ入力す
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。7. The third optical system and the light transmission limiting section are arranged in an optical path between the light source section and the first optical system, and the light source section and the light transmission limiting section are provided. And a fourth optical system for converging the irradiation light output from the light source unit to the second point, and the spectroscopic unit is provided between the light source and the fourth optical system. The irradiation light output from the light source unit is disposed in the optical path of the irradiation light, and the irradiation light is emitted from the light splitting unit, the fourth optical system, the light transmission limiting unit, the first optical system,
And the generated light output from the first point in the sample as a result of being irradiated with irradiation light through the second optical system, the second optical system, and the second optical system. 2. The confocal point according to claim 1, wherein the first optical system, the light transmission restrictor, and the fourth optical system are sequentially input to the spectroscope by advancing an optical path opposite to the irradiation light. Scanning microscope.
および青色成分を分離するフィルタと、赤色成分光検出
器、緑色成分光検出器、および青色成分光検出器を備え
る、ことを特徴とする請求項1記載の多波長共焦点走査
型顕微鏡。8. The light detecting section comprises a red component, a green component,
The multi-wavelength confocal scanning microscope according to claim 1, further comprising a filter for separating the blue component and the blue component, a red component photodetector, a green component photodetector, and a blue component photodetector.
配列した多チャンネル光検出器を備える、ことを特徴と
する請求項1記載の共焦点走査型顕微鏡。9. The confocal scanning microscope according to claim 1, wherein the photodetection unit includes a multichannel photodetector in which photodetectors are arranged in a spectral direction.
照射光の一部を分岐する分岐器と、 前記分岐器によって分岐された前記照射光の一部を検出
する光検出器と、 を更に備え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。10. A branching device for branching a part of the irradiation light traveling along the optical path in the second optical system, and a photodetector for detecting a part of the irradiation light branched by the branching device, The confocal scanning microscope according to claim 1, further comprising:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-03-03 JP JP06033738A patent/JP3076715B2/en not_active Expired - Fee Related
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