JPH09230245A - Confocal microscope - Google Patents

Confocal microscope

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JPH09230245A
JPH09230245A JP3216496A JP3216496A JPH09230245A JP H09230245 A JPH09230245 A JP H09230245A JP 3216496 A JP3216496 A JP 3216496A JP 3216496 A JP3216496 A JP 3216496A JP H09230245 A JPH09230245 A JP H09230245A
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objective lens
pinhole
optical system
na
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JP3216496A
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Inventor
Hisao Kitagawa
久雄 北川
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Olympus Optical Co Ltd
オリンパス光学工業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the sectioning effect, especially, out of the confocal effects from being deteriorated and to reduce the loss of light quantity by providing an objective lens magnification changing means and an intermediate magnification changing means.
SOLUTION: This microscope is provided with the intermediate magnification changing means, for instance, an intermediate variable magnification optical system 20 in an optical system leading to a pinhole disk 2 being after an objective lens 14 from a sample 15, whereby projection magnification from the sample 15 to the pinhole disk 2 is changed. It is also provided with an image-formation system magnification changing means constituted so as to change the projection magnification of an image-formation optical system leading to a photographing device 18 from the pinhole disk 2, for instance, an image-formation variable magnification optical system 21. Even when the magnification of the objective lens 14 is changed in accordance with a use purpose and the sample 15, the sectioning effect, especially, out of the confocal effects making the best use of the performance of the lens 14 is prevented from being deteriorated while making the best use of the merit of high-speed scanning performance by a disk scanner 10, and the loss of the light quantity is reduced.
COPYRIGHT: (C)1997,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、像面に配置された複数のピンホールを有するピンホール板を回転させて、 The present invention relates rotates the pinhole plate having a plurality of pin holes disposed in the image plane,
該ピンホールを通過した照射光を試料に対して走査する共焦点顕微鏡に関する。 The illumination light passing through the pinhole relates confocal microscope for scanning the sample.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来共焦点顕微鏡として、特開平5−6 As a conventional confocal microscope, JP-5-6
0980に開示された共焦点用光スキャナを組み合わせたものがある。 There is a combination of a confocal optical scanner disclosed in 0980. 図4に示すように共焦点用光スキャナ(ディスクスキャナ)10は、複数のマイクロレンズ付マルチピンホール開口を用いた集光ディスク1と、該マルチピンホール開口に対応した複数のピンホール13が形成されたピンホールディスク2をドラム3にて連結してモータ4で回転し、図示しないレーザ光源からのレーザ光がコリメートされた照射光を集光ディスク1を介してピンホールディスク2、対物レンズ14を通過させて試料15に照射させ、試料15から再び対物レンズ1 Confocal optical scanner as shown in FIG. 4 (disc scanner) 10, a condensing disc 1 using the multi-pinhole aperture with a plurality of microlenses, the plurality of pin holes 13 corresponding to the multi-pinhole aperture is formed rotated by the motor 4 by coupling the pinhole disc 2 which is in a drum 3, the pinhole disk 2 via the condensing disc 1 radiation beam laser light from the laser light source (not shown) is collimated, the objective lens 14 passed through by irradiating the sample 15 again through the objective lens from the specimen 15 1
4、ピンホールディスク2を通過した戻りの光を、ピンホールディスク2と集光ディスク1との間に構成した光路分割手段例えばビームスプリッタ7によってレーザ照明光路と分岐し、結像光学系例えば集光レンズ8で結像させた試料15の投影像をカメラ9で撮像できるように構成したものである。 4, the light of the return that has passed through the pinhole disk 2, branches laser illumination optical path by the pinhole disc 2 and the optical path splitting means such as a beam splitter 7 is configured between the current optical disk 1, an imaging optical system for example condensing a projection image of the sample 15 is focused by the lens 8 is obtained by configured to be captured by the camera 9.

【0003】以上述べた共焦点用光スキャナ10を顕微鏡に用いた場合には、顕微鏡視野に相当する範囲に存在する複数のマイクロレンズ付マルチピンホール開口とピンホールを同時に照射して共焦点に結像させる、マルチピンホール方式を用いているため、ガルバノメータミラなどの往復回転鏡による光学偏向方式に比べ、高速走査に適している。 [0003] The confocal optical scanner 10 described above when used in microscopes, confocal by irradiating a plurality of multi-pinhole aperture and the pinhole with a microlens which is present in a range corresponding to the microscopic field at the same time focusing, the use of the multi-pinhole system, compared to the optical deflection system according to the reciprocating rotating mirror such as galvanometer mirror and is suitable for high-speed scanning.

【0004】ここで、図4の共焦点用光スキャナ10の作用効果について、図5を参照して説明する。 [0004] Now, the operation and effect of the confocal optical scanner 10 of Figure 4, will be described with reference to FIG. 図5はマイクロレンズ付マルチピンホール開口とピンホールを単純化した図である。 Figure 5 is a diagram simplified multi pinhole aperture and the pinhole with microlenses. コリメートされたレーザ光11は、 Laser beam 11 that is collimated,
マイクロレンズ12を通過してピンホール上に集光され、スポットを形成する。 Passes through the micro lens 12 is focused onto a pinhole to form a spot. ピンホール13を通過したレーザ光は、対物レンズ14に入射し、試料15の上に縮小投影されたスポットを形成する。 Laser beam passing through the pinhole 13 enters the objective lens 14, forms a reduced projected spot on the sample 15. 試料15からの反射光や蛍光などの戻りの光は、再び対物レンズ14を通過してピンホール13の裏側へ至り、拡大投影されたスポットを形成する。 Light returning such reflected light or fluorescence from the sample 15 reaches the back side of the pinhole 13 passes through the objective lens 14 again, to form an enlarged projected spot. ピンホール13を再び通過した戻りの光は、ビームスプリッタ7によってレーザ光と分離され、結像光学系17によって結像され、撮像デバイス1 Light return that has passed through the pinhole 13 again is separated from the laser beam by the beam splitter 7, it is imaged by the imaging optical system 17, the imaging device 1
8の撮像面へと至る。 And it reaches 8 to the imaging surface of.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】ここで、共焦点顕微鏡として、回折限界による究極の性能の引き出し、かつ、 BRIEF Problems to be Solved] Here, as a confocal microscope, drawer ultimate in performance due to the diffraction limit, and,
不必要な光量損失を防ぐためには、対物レンズ14の像側の開口数(以下対物レンズ14の像側のNAと称する)と、マイクロレンズ12の開口数(以下マイクロレンズ12のNAと称する)を一致させ、またマイクロレンズ12による回折限界スポット直径に対してピンホール13の開口直径が等しいか、または若干大きくさせることが必要である。 To prevent unnecessary loss of light quantity is the image-side numerical aperture of the objective lens 14 (hereinafter referred to as image-side NA of the objective lens 14), (referred to as NA follows microlens 12) the numerical aperture of the microlens 12 to match the, also or opening diameter of the pinhole 13 with respect to the diffraction limited spot diameter by the microlens 12 are equal, or it is necessary to increase slightly.

【0006】以下このことについて具体的に説明する。 [0006] The following will be described in detail about this.
該共焦点顕微鏡のマイクロレンズ付き開口とピンホールの仕様として、例えば油浸100倍対物レンズ14(N As a specification of the micro-lens with the aperture and the pinhole confocal microscope, for example, oil-immersion 100 × objective lens 14 (N
A:1.25)に適合するように仕様を設定すると、 マイクロレンズ12のNA=0.0125、ピンホール13の開口直径=φ50μm となる。 A: Setting specifications to conform to 1.25), NA = 0.0125 of the microlens 12, the opening diameter = Fai50myuemu of the pinhole 13.

【0007】ここで、マイクロレンズ12のNAは、油浸100倍対物レンズ14(NA:1.25)の像側のNA(1.25/100=0.0125)に適合するように、0.0125を設定した。 [0007] Here, NA of the microlenses 12, oil immersion 100 × objective 14: to conform to the image side of (NA 1.25) NA (1.25 / 100 = 0.0125), 0 .0125 was set.

【0008】また、レーザ源として、アルゴンレーザ4 [0008] In addition, as the laser source, argon laser 4
88nmを用いた場合、マイクロレンズ12による回折限界スポット直径は、エアリーディスク直径で、 1.22×0.488/0.0125=47.6μm と計算され、これに適合するように、ピンホール13の開口直径をφ50μmと設定した。 When using the 88 nm, the diffraction limited spot diameter by the micro lens 12 in Airy disk diameter, is calculated as 1.22 × 0.488 / 0.0125 = 47.6μm, to conform thereto, the pinhole 13 the opening diameter was set to Fai50myuemu.

【0009】次に、前述の最適設定からズレを生じた場合の影響について説明する。 [0009] Next, a description will be given impact of deviated from the above optimum setting. (1)対物レンズ14の像側のNAとマイクロレンズ1 (1) NA and the microlens on the image side of the objective lens 14 1
2のNAが一致しない場合 (1−1) 対物レンズ14の像側のNA<マイクロレンズ12のNA 図6のごとく、レーザ光11が対物レンズ14の外周まで拡がり、光量損失が大きくなる。 If the second NA do not match (1-1) as the image side of the objective lens 14 NA <microlens 12 NA 6 spreads the laser beam 11 to the outer periphery of the objective lens 14, the light quantity loss becomes large.

【0010】(1−2) 対物レンズ14の像側のNA [0010] (1-2) of the image side of the objective lens 14 NA
>マイクロレンズ12のNA 図7のごとく対物レンズ14のNAの真ん中にしかレーザが行かず、実効NAが小さくなる。 > Laser can not only go in the middle of the NA of the objective lens 14 as the NA Figure 7 of the microlens 12, the effective NA is reduced. このため、共焦点効果のうちの重要なセクショニング効果が劣化する。 Therefore, an important sectioning effect of the confocal effect is deteriorated.

【0011】(2)マイクロレンズ12による回折限界スポット直径とピンホール13の開口直径とが一致しない場合 (2−1) マイクロレンズ12による回折限界スポット直径<ピンホール13の開口直径 ピンホール13が大きすぎ、セクショニング効果が劣化する。 [0011] (2) opening diameter pinhole 13 of the micro lens 12 when the opening diameter of the diffraction limited spot diameter and the pin hole 13 do not match due to (2-1) diffraction limited spot diameter by the micro lenses 12 <pinhole 13 too large, sectioning effect is degraded.

【0012】(2−2) マイクロレンズ12による回折限界スポット直径>ピンホール13の開口直径 ピンホール13によるケラレが発生し、光量損失が大きくなる。 [0012] (2-2) vignetting occurs due to the opening diameter pinhole 13 of the diffraction limited spot diameter> pinhole 13 by the micro lens 12, the light quantity loss becomes large.

【0013】(3)対物レンズ14の像側のNAで決まる回折限界スポット直径とピンホール13の開口直径とが一致しない場合 (3−1) 対物レンズ14の像側のNAで決まる回折限界スポット直径<ピンホール13の開口直径 ピンホール13が大きすぎ、セクショニング効果が劣化する。 [0013] (3) when the opening diameter of the diffraction limited spot diameter and the pinhole 13 determined by the image-side NA of the objective lens 14 does not match (3-1) diffraction limited spot determined by the image-side NA of the objective lens 14 opening diameter pinhole 13 is too large in diameter <pinhole 13, sectioning effect is deteriorated.

【0014】(3−2) 対物レンズ14の像側のNA [0014] (3-2) of the image side of the objective lens 14 NA
で決まる回折限界スポット直径>ピンホール13の開口直径 ピンホール13によるケラレが発生し、光量損失が大きくなる。 Vignetting occurs due to the opening diameter pinhole 13 of the diffraction limited spot diameter> pinhole 13 determined by the light amount loss is increased.

【0015】一方、セクショニング効果と並ぶ共焦点効果の一つである超解像効果については、理論的には対物レンズ14の像側のNAとマイクロレンズ12のNAが適合し、マイクロレンズ12による回折限界スポット直径》ピンホール13の開口直径(》:十分に小さいことを意味し、約1/8程度である)の全てを満足した条件で得られることになるが、(2−2)項と、(3−2) [0015] On the other hand, the super-resolution effect which is one of the confocal effect along with sectioning effect, theoretically fit the NA on the image side of the NA and the microlens 12 of the objective lens 14, by the microlens 12 "opening diameter of the pinhole 13 a diffraction limited spot diameter (": this means that sufficiently small, of the order of about 1/8) but will be obtained under the conditions satisfying all of (2-2) term and, (3-2)
項に該当するため、光量損失は極めて大きくなる。 Falls into sections, the light quantity loss becomes very large.

【0016】従って、一般に試料15が例えば生物標本であってこの蛍光観察を行う場合には、共焦点効果のうちの超解像効果が重要ではなく、セクショニング効果が重要である。 [0016] Therefore, when the general sample 15, for example a biological specimen performing the fluorescence observation is not critical that the super-resolution effect of the confocal effect, the sectioning effect is important.

【0017】次に、油浸100倍対物レンズ(NA: [0017] Next, oil immersion 100 × objective lens (NA:
1.25)を基準に仕様設定した図4に示す共焦点用光スキャナ10を用いて生物標本の深部を(セクショニング効果を生かして)観察しようとすると場合、油浸対物レンズや乾燥対物レンズでは生物標本と液浸用オイル又は空気の屈折率差による収差の増大を招くために使用することができない。 If when you try alive by) observed (sectioning effect deep biological specimen by using a confocal optical scanner 10 shown 1.25) in FIG. 4 described specifications set as the reference, an oil immersion objective and drying the objective lens It can not be used because it causes an increase in aberration due to the refractive index difference between the biological specimen and the immersion oil or air. このため、油浸対物レンズに変えて水浸対物レンズを用いる必要がある。 Therefore, it is necessary to use a change in the oil immersion objective immersion objective lens. 水浸対物レンズを用いた場合、どういう不都合が生ずるかを説明する。 When using a water immersion objective lens, explaining what kind of inconvenience occurs.

【0018】例えば、低倍率の対物レンズ14は、試料15の細胞集団の全体像を把握して、高倍率の対物レンズ14で観察すべき細胞を見つけだしたり、細胞集団としての組織形態を観察するのに用いる。 [0018] For example, low magnification objective 14 is to grasp the overall picture of the cell population of the sample 15, or find a cell to be observed with a high magnification objective lens 14, to observe the morphology of the cell population used to.

【0019】顕微鏡のレボルバやスライダなどの対物レンズ倍率変更手段を用いて、乾燥60倍対物レンズ(N [0019] using an objective lens magnification change means such as a microscope revolver and sliders, dry 60 × objective lens (N
A:0.9)に変更したとする。 A: and was changed to 0.9). この場合、対物レンズの像側のNAは、0.9/60=0.015であり、相当する対物レンズの像側の回折限界スポット直径は、エアリーディスク直径で、 1.22×0.488/0.015=39.7μm である。 In this case, NA on the image side of the objective lens is 0.9 / 60 = 0.015, a diffraction limited spot diameter on the image side of the corresponding objective lens is the Airy disk diameter, 1.22 × 0.488 it is /0.015=39.7μm. これを前述の比較条件に当てあてはめると、前述の(1−2)項と、(3−1)項に該当することになる。 When this fitting against the comparison condition described above, the aforementioned (1-2) term, will be applicable to the (3-1) term. すなわち、水浸60倍の対物レンズ14を使用する場合には、ピンホール13が大き過ぎて、セクショニング効果が劣化することになる。 That is, when using the water immersion 60 × objective lens 14, a pin hole 13 is too large, the sectioning effect is deteriorated.

【0020】つまり、図4の共焦点用光スキャナ10を用いた共焦点顕微鏡では、ピンホールディスクの交換が困難であり、ピンホールディスクとしてピンホール直径が油浸100倍対物レンズに対応させた50μmのものを用いるしかない。 [0020] That is, in the confocal microscope using a confocal optical scanner 10 of Figure 4, the exchange of the pinhole disk is difficult, pinhole diameter is made to correspond to the oil immersion 100 × objective lens as the pinhole disk there is only used as of 50μm. このピンホールディスク(ピンホール直径50μm)を用いた場合、倍率の異なる対物レンズ14に変更すると、この対物レンズ14の像側のNA When using the pinhole disk (pinhole diameter 50 [mu] m), the change to a different objective lens 14 magnifications, the image side of the objective lens 14 NA
による回折限界スポット直径がピンホール13の直径5 Diameter 5 of the diffraction limited spot diameter pinhole 13 by
0μmより小さくなるために、この対物レンズ14の性能を生かした共焦点効果、特にセクショニング効果が得られないという問題が生ずる。 For less than 0 .mu.m, confocal effect performance utilizing the objective lens 14, a problem that particularly the sectioning effect is not obtained occurs. このことは、水浸対物レンズのある倍率、例えば60倍の水浸対物レンズを基準にした場合の像側のNAによる回折限界スポット直径を満たすピンホール(ピンホール直径40μm)13を有するピンホールディスク2と仮に交換できたとしても、 This pinhole having magnification with water immersion objective, a pinhole (pinhole diameter 40 [mu] m) 13 satisfying the diffraction limited spot diameter due to the image side NA when referenced to example 60 volumes of water immersion objective as well as it could be temporarily replaced with a disk 2,
60倍の対物レンズ以外の倍率の対物レンズに関しては上述と同様の問題が生ずる。 Similar to the above problems occur with respect to the magnification of the objective lens other than the 60 × objective lens.

【0021】本発明の目的は、使用目的や試料に応じて対物レンズの倍率を変更しても、ディスクスキャナーによる高速走査性のメリットを生かしながらも、各対物レンズの性能を生かし、共焦点効果のうちの特にセクショニング効果の劣化を防止でき、また光量損失を少なくすることが可能な共焦点顕微鏡を提供することにある。 An object of the present invention, changing the magnification of the objective lens in accordance with the intended use or the sample, while taking advantage of high-speed scanning property by the disk scanner, utilizing the performance of each objective lens, the confocal effect in particular it is possible to prevent the deterioration of the sectioning effect, and to provide a confocal microscope capable of reducing the light loss of the.

【0022】 [0022]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、請求項1に対応する発明は、光源と、前記光源から発した照射光を試料上に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズ間の像面に回転可能に配置され、前記照射光を通過する複数のピンホールを有するピンホール板と、前記対物レンズと前記光源との間に配置された光分岐光学系と、前記光分岐光学系で分岐した前記試料上の検査信号を検出する検出器とを備え、前記照射光を試料に対して走査する共焦点顕微鏡において、前記対物レンズの倍率を変更可能な対物レンズ倍率変更手段と、 Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the invention corresponding to claim 1 includes a light source, an objective lens for focusing onto the sample irradiation light emitted from said light source, said light source is rotatably disposed on the image plane between the objective lens, a pinhole plate having a plurality of pinholes through the irradiation light, a light splitting optical system disposed between said objective lens and said light source, said and a detector for detecting a test signal on the sample which is branched by the optical branching optical system, the confocal microscope for scanning the illumination light to the sample, can change the objective lens magnification changing the magnification of the objective lens and means,
前記対物レンズと前記ピンホール板との間に配置され、 Wherein disposed between the objective lens and the pinhole plate,
前記試料から該ピンホール板への倍率を、前記対物レンズ倍率変更手段により変更される倍率に対応して変更可能な中間倍率変更手段とを具備した共焦点顕微鏡である。 The magnification to the pinhole plate from the sample, said is an objective lens magnification confocal microscope and a changeable intermediate magnification changing means in response to magnification is changed by changing means.

【0023】請求項1に対応する発明によれば、中間倍率変更手段を設けたので、使用する対物レンズの倍率を変更しても、ピンホール板に投影される像の像側のNA According to the invention corresponding to claim 1, is provided with the intermediate magnification changing means, changing the magnification of the objective lens to be used, the image side of the image projected onto the pinhole plate NA
が一定になるように補正される。 There is corrected to be constant. これにより、使用する各対物レンズ毎に回折限界で決まる究極の共焦点効果、 Thus, the ultimate confocal effect determined by the diffraction limit for each objective lens to be used,
特にセクショニング効果の劣化を防止できる。 In particular, it is possible to prevent the deterioration of the sectioning effect.

【0024】前記目的を達成するため、請求項2に対応する発明は、請求項1記載の共焦点顕微鏡において、光分岐光学系と検出器に至る光学系上に配置され、対物レンズ倍率変更手段により変更された対物レンズの倍率に対応して投影倍率を変更可能な結像系倍率変更手段をさらに追加した共焦点顕微鏡である。 In order to achieve the aforementioned object, the present invention corresponding to claim 2 is the confocal microscope according to claim 1, disposed on the optical system that leads to the light splitting optical system and the detector, the objective lens magnification changer means is further added confocal microscope imaging system magnification changing means capable of changing the projection magnification corresponding to the magnification of the modified objective lens by.

【0025】請求項2に対応する発明によれば、対物レンズの呼称倍率で検出する必要がある場合には、中間倍率の変化分を結像光学系の倍率を変えることで相殺し、 According to the invention corresponding to claim 2, if it is necessary to detect under the designation magnification of the objective lens is offset the change in the intermediate magnification by changing the magnification of the imaging optical system,
対物レンズの呼称倍率に対応した観察像倍率を得ることができる。 It is possible to obtain an observation image magnification corresponding to nominal magnification of the objective lens.

【0026】 [0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図1を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be explained with reference to FIG. 1 for an embodiment of the present invention. 前述した従来の図5とは異なる点は、試料15から対物レンズ14以降、ピンホールディスク2に至る光学系に中間倍率変更手段例えば中間変倍光学系20を設け、これにより試料15からピンホール板2への投影倍率を変更可能に構成にしたこと、 The difference from the conventional Fig. 5 described above, the objective lens 14 after the sample 15, an intermediate magnification changing means intermediate variable magnification optical system 20 for example is provided in an optical system that leads to the pinhole disk 2, thereby pinhole from the sample 15 it was capable of changing the projection magnification of the plate 2,
および、ピンホールディスク2から撮像デバイス18に至る結像光学系の投影倍率を変換可能に構成した結像系倍率変更手段例えば結像変倍光学系21を設けたものである。 And, it is provided with a pinhole imaging system and convertible to the projection magnification of the imaging optical system extending to the image pickup device 18 from the disk 2 magnification changing means such as the imaging magnification optical system 21.

【0027】このような構成の共焦点顕微鏡は、以下のような動作を行う。 The confocal microscope having such a configuration performs the following operation. 複数のマイクロレンズ付開口を用いた集光ディスク1と、該集光ディスク1のマイクロレンズ付開口に対応した位置に複数のピンホール13が形成されたピンホールディスク2をドラム3にて連結してモータ4で回転し、コリメートされたレーザ光を集光ディスク1を介してピンホールディスク2、中間変倍光学系20、対物レンズ14を通過させて試料15に照射させ、試料15から再び対物レンズ14、ピンホールディスク2と集光ディスク1との間に構成した光路分割手段例えばビームスプリッタ7によってレーザ照明光路と分岐し、結像変倍光学系21で結像させた投影像を撮像デバイス18で撮像できるように構成したものである。 A condensing disc 1 using the opening with a plurality of microlenses, by connecting the pinhole disk 2 in which a plurality of pinholes 13 are formed at positions corresponding to the micro lenses with aperture of the condenser disc 1 in a drum 3 motor rotating at 4, the pinhole disk 2 via the condensing disc 1 a collimated laser beam, the intermediate variable magnification optical system 20, is irradiated onto the sample 15 is passed through the objective lens 14, passes through the objective lens from the specimen 15 14, branches laser illumination optical path by the pinhole disc 2 and the optical path splitting means such as a beam splitter 7 is configured between the current optical disk 1, can capture the projected image is imaged by the imaging magnification optical system 21 in the imaging device 18 it is those, which is configured as.

【0028】ここでの試料15としては、例えば生物標本、特に生きた組織細胞であり、具体的には40μm程度の厚さを持つ心筋である。 [0028] Sample 15 here is, for example, a biological specimen, especially living tissue cells, specifically a myocardium having a thickness of about 40 [mu] m. 生組織の表面約10μm Surface about 10μm of living tissue
は、組織切断時の損傷などにより死んでおり、組織切片内約20μm程度の深さで共焦点効果によるセクショニングを行って、光学的な切片像を観察する。 Are dead due damage during tissue cutting, performing sectioning by confocal effect to a depth of about tissue sections which approximately 20 [mu] m, to observe optical slice image.

【0029】通常の顕微鏡では、このように厚い切片の内部を観察することは不可能であり、高倍率観察・低倍率観察によらず、共焦点効果によるセクショニングが必要である。 [0029] In a typical microscope, it is not possible to observe the inside of such a thick slice, regardless of the high magnification observation and low magnification observation, it is necessary to sectioning by confocal effect. 観察・測定の対象は、主として蛍光試薬の蛍光観察・測光による生細胞内のイオンの動的変化測定であり、ディスクスキャナによる高速走査性が有用である。 Target observation and measurement is mainly dynamic change measurement of ions in living cells by fluorescence observation and photometry of fluorescent reagents, high speed scanning property by the disk scanner is useful.

【0030】ここで、高倍率観察では、細胞内構造の微小構造、例えば細胞膜など、内のイオンの動的変化を測定し、低倍率観察では、細胞全体、および、隣接した複数の細胞の間でのイオンの動的変化を測定する。 [0030] Here, in the high magnification observation, the microstructure of the cellular structure, such as a cell membrane, by measuring the dynamic changes in ion of the inner, the low magnification observation, whole cells, and, between the plurality of cells adjacent measuring the dynamic changes of ions. これによって、前者では、細胞内構造のもつ生態機能の解明が行われ、また後者では細胞間の連携による生態機能の解明が行われる。 Thus, in the former, the elucidation of ecological functions of subcellular structures is performed, also in the latter is performed elucidate the ecological function by collaboration between cells. このため、対物レンズ14の倍率変更に伴う実験が行えるように装置を構成することが不可欠である。 Therefore, it is essential to configure the device to allow experiments due to the magnification change of the objective lens 14.

【0031】このディスクスキャナ10は、従来の技術で説明した、油浸100倍対物レンズ(NA:1.2 [0031] The disc scanner 10, described in the prior art, oil immersion 100 × objective (NA: 1.2
5)の像側のNA(1.25/100=0.0125) The image-side 5) NA (1.25 / 100 = 0.0125)
に適合するものであり、マイクロレンズNA=0.01 It is intended to conform to the microlens NA = 0.01
25、ピンホール開口直径=φ50μmに設定したディスクスキャナ10を用いる。 25, the disc scanner 10 is set to the pinhole aperture diameter = Fai50myuemu used.

【0032】以上述べた共焦点顕微鏡では、例えば蛍光試薬を狙いの細胞に微小注入(マイクロインジェクション)する必要があるため、顕微鏡はステージとして例えば固定型を用いる。 [0032] In the above-described confocal microscopy, for example because the fluorescent reagent aim cells need to microinjection (microinjection), microscope used, for example fixed as a stage. ステージの上で培養液に浸された生組織を、作動距離の長い水浸対物レンズで観察する。 The living tissue immersed in the culture solution on the stage, is observed with a long water immersion objective of working distance. 生組織の屈折率はほぼ水と等しいため、水浸対物レンズを用いることで、深部観察における収差の発生は排除されている。 Since the refractive index of the living tissue is equal almost to water, by using a water immersion objective lens, aberrations in deep observation has been eliminated. また、対物レンズは、無限遠補正されており、 In addition, the objective lens is infinity corrected,
適当な結像レンズとの組合せで用いる必要がある。 It is necessary to use in combination with an appropriate imaging lens.

【0033】ここで、使用可能な市販の水浸対物レンズの仕様を示すと下記の通りである。 [0033] Here, as follows when indicating the specification of a commercially available water-immersion objective lens available. 倍率 NA 作動距離(mm) 10 0.3 3.3 20 0.5 3.3 40 0.8 3.3 60 0.9 2.0 従来の技術で説明した通り、各対物レンズの像側のNA Magnification NA working distance (mm) 10 0.3 3.3 20 0.5 3.3 40 0.8 3.3 60 0.9 2.0 As described in the prior art, the image side of the objective lens NA
は、像側のNA=対物レンズのNA/対物倍率で求められ、各対物レンズの像側のNAによる回折限界スポット直径(μm)は、 像側の回折限界スポット直径=1.22/0.488/ Is obtained by the NA / objective magnification of the image-side NA = objective lens, a diffraction limited spot diameter due to NA on the image side of the objective lens ([mu] m) is a diffraction limited spot diameter on the image side = 1.22 / 0. 488 /
像側のNA で求められる。 Obtained by the image-side NA. 光の波長には、厳密には蛍光試験を励起するレーザ波長と蛍光試験とを用いる必要があるが、ここではレーザ波長488nmで代表することとする。 The wavelength of light, strictly, it is necessary to use a laser wavelength and fluorescence tests for exciting the fluorescent test, but here it is assumed that a representative at the laser wavelength 488 nm.

【0034】各対物レンズ毎の、像側のNAと像側のN [0034] for each objective lens, the image side NA and the image side N
Aによる回折限界スポット直径(μm)の計算結果は以下の通りである。 Calculation results of the diffraction limited spot diameter by A ([mu] m) is as follows. 倍率 NA 像側のNA 回折限界スポット直径(μm) 10 0.3 0.03 19.8 20 0.5 0.025 23.8 40 0.8 0.02 29.8 60 0.9 0.015 39.7 従来の技術で説明した比較条件にあてはめて、ディスクスキャナ10(ピンホール13の直径50μm)との適合性を評価すると、10倍から60倍の水浸対物レンズ14では、前述の(1−2)項と、(3−1)項が該当する。 NA diffraction limit of magnification NA image side spot diameter (μm) 10 0.3 0.03 19.8 20 0.5 0.025 23.8 40 0.8 0.02 29.8 60 0.9 0.015 39.7 by applying the comparison conditions described in the prior art, when assessing the suitability of a disk scanner 10 (diameter 50μm pinhole 13), of 60 to 10 times the immersion objective lens 14, the above-mentioned ( 1-2) and the term corresponding the (3-1) term. すなわち、10倍から60倍の水浸対物レンズ1 That, of 60 to 10 times the water immersion objective lens 1
4のそれぞれの回折限界スポット直径に比較してピンホール13の直径が大きすぎて、セクショニング効果が劣化することになる。 4 the diameter of each of the diffraction limited pinholes 13 as compared to spot diameter is too large, the sectioning effect is deteriorated.

【0035】ここで、対物レンズ14とディスクスキャナ10との間に中間倍率を作用させ、各対物レンズ14 [0035] Here, the intermediate magnification to act between the objective lens 14 and the disk scanner 10, the objective lens 14
の像側のNAによる回折限界スポット直径(μm)をピンホール13の50μmに揃えるよう、中間倍率を計算する。 Diffraction limited spot diameter due to NA on the image side of the ([mu] m) to align the 50μm pinhole 13, to calculate an intermediate magnification.

【0036】中間変倍光学系20の倍率を作用させる場合の、各対物レンズ14の像側のNAは、 像側のNA=対物レンズ14のNA/対物倍率/中間倍率 で求められ、各対物レンズ14の像側のNAによる回折限界スポット直径(μm)は、 像側回折限界スポット直径=1.22/0.488/像側NA で求められる。 [0036] in the case of the action of the magnification of the intermediate variable magnification optical system 20, NA on the image side of the objective lens 14 is obtained by the NA / objective magnification / intermediate magnification of the image side of NA = objective lens 14, the objective diffraction limited spot diameter due to NA on the image side of the lens 14 ([mu] m) is calculated by the image-side diffraction limited spot diameter = 1.22 / 0.488 / image side NA.

【0037】各対物レンズ14の像側のNAによる回折限界スポット直径(μm)をピンホール13の直径50 The diameter 50 of the diffraction limited spot diameter ([mu] m) the pinhole 13 by NA on the image side of the objective lens 14
μmに揃えるように設定した場合の、中間倍率の計算結果は以下のようになる。 In the case of setting so as to align in [mu] m, the calculation result of the intermediate magnification is as follows.

【0038】 倍率 NA 中間倍率 像側のNA 回折限界スポット直径(μm) 10 0.3 2.4 0.0125 47.6 20 0.5 2.0 0.0125 47.6 40 0.8 1.6 0.0125 47.6 60 0.9 1.2 0.0125 47.6 次に、中間倍率を導入した場合のセクショニング効果を計算により確認するが、始めにセクショニング効果の計算方法について説明する。 The magnification NA intermediate magnification image side NA diffraction limited spot diameter (μm) 10 0.3 2.4 0.0125 47.6 20 0.5 2.0 0.0125 47.6 40 0.8 1. 6 0.0125 47.6 60 0.9 1.2 0.0125 47.6 will now be confirmed by calculating the sectioning effect in the case of introducing an intermediate magnification, illustrating the calculation method of sectioning effect at the beginning. 円形開口の回折限界スポットの光軸上の分布はsincの二乗関数で表され、共焦点セクショニング効果は、回折限界スポットの光軸上輝度最大点からゼロ点(1次解)までのデフォーカス量Zの値で代表させる。 Distribution on the optical axis of the diffraction limited spot of the circular opening is expressed by the square function sinc, confocal sectioning effect, the defocus amount from the optical axis on the brightness maximum of the diffraction limited spot to zero point (1 Tsugikai) It is represented by the value of Z.

【0039】輝度最大点からゼロ点までのデフォーカス量Z=2n×λ/対物NA 2ここで、n:媒質の屈折率(水:1.33) λ:波長(488nm) 対物NA:対物レンズの開口数 であり、これらによりデフォーカス量Zを計算することができる。 [0039] Here defocus amount Z = 2n × λ / objective NA 2 from the maximum luminance point to zero point, n: the refractive index of the medium (water: 1.33) lambda: wavelength (488 nm) the objective NA: the objective lens a numerical aperture, these can by calculating the defocus amount Z.

【0040】次に、ピンホールが大き過ぎる場合のデフォーカス量Zの値の計算方法を説明する。 Next, how to calculate the value of the defocus amount Z when the pinhole is too large. ピンホールに対して、マイクロレンズのNAが適合していると仮定し、ピンホール径に相当する像側のNAを求める。 With respect to the pin hole, assuming that the NA of the microlenses is adapted to determine the image side corresponding to the pin hole diameter NA.

【0041】像側のNA=1.22×0.488/50 [0041] the image side NA = 1.22 × 0.488 / 50
=0.0119 と計算できる。 = 0.0119 and can be calculated. これに、対物レンズ14の倍率と中間倍率とを掛けたものを対物レンズの実効のNAとし、 輝度最大点からゼロ点までのデフォーカス量(Z)=2 Thereto, a multiplied by the magnification and the intermediate magnification of the objective lens 14 and an effective NA of the objective lens, the defocus amount to zero point from the maximum luminance point (Z) = 2
n×λ/(実効NA 2 ) によって計算する。 n × calculated by lambda / (effective NA 2). これをスキャナ10に依存するセクショニング効果の代表値として用いることにする。 This is to be used as a representative value of the sectioning effect that depends on the scanner 10.

【0042】つまり、ピンホールサイズが大きい場合には、スキャナ10に依存した実効NAを用いて算出したZ値を用い、ピンホールサイズが適当な場合には、対物レンズ14のNAを用いて算出したデフォーカス量Zの値を用いることとする。 [0042] That is, when a large pinhole size, use of a Z value calculated by using the effective NA dependent on the scanner 10, when the pinhole size is appropriate, using the NA of the objective lens 14 is calculated it to the use of the value of the defocus amount Z. これにより、ピンホールサイズが適当であれば、両者は一致することとなり、ピンホールサイズが大きければ、スキャナ10に依存して実効N Thus, if the appropriate pinhole size, they are in a possible match, the larger the pinhole size, the effective N depending on the scanner 10
Aが小さくなり、Zの値が大きくなることになる。 A is reduced, the value of Z is large.

【0043】なお、本実施形態における計算では該当しないが、もしピンホールディスク2に形成されているピンホール13の方が小さい場合には、対物レンズ14のNAを用いて算出したデフォーカス量Z値よりもセクショニング効果が向上することは期待できないので、対物レンズ14のZ値を用いることとすればよい。 Incidentally, although not applicable in calculation in the present embodiment, if the case towards the pinhole 13 formed on the pinhole disk 2 is small, the defocus amount Z calculated using the NA of the objective lens 14 since it can not be expected to be improved sectioning effect than the values ​​may be decided to use the Z value of the objective lens 14.

【0044】まず、中間変倍光学系20の倍率を導入しない場合のデフォーカス量Zの計算結果をまとめると次のようになる。 Firstly, summarized the calculation result of the defocus amount Z in the case of not introducing a magnification of the intermediate variable magnification optical system 20 is as follows. 中間倍率を導入しない場合(従来の技術の中間変倍光学系20を用いない場合 ) 倍率 NA 中間倍率 総合倍率 Z値(μm) 10 0.3 1 10 91.7 20 0.5 1 20 22.9 40 0.8 1 40 5.7 60 0.9 1 60 2.5 次に、中間倍率を導入しない場合のZ値の計算結果は次のようになる。 If it does not introduce an intermediate magnification (if not using the intermediate variable magnification optical system 20 of the prior art) magnification NA intermediate magnification total magnification Z value (μm) 10 0.3 1 10 91.7 20 0.5 1 20 22. 9 40 0.8 1 40 5.7 60 0.9 1 60 2.5 next, calculation results of Z values ​​in the case of not introducing a intermediate magnification is as follows.

【0045】 倍率 NA 中間倍率 総合倍率 Z値(μm) 10 0.3 2.4 24 14.4 20 0.5 2.0 40 5.2 40 0.8 1.6 64 2.0 60 0.9 1.2 72 1.6 以上述べた計算の結果から明らかなように、試料15からピンホールディスク2までの光学系に対物レンズ14 The magnification NA intermediate magnification total magnification Z value (μm) 10 0.3 2.4 24 14.4 20 0.5 2.0 40 5.2 40 0.8 1.6 64 2.0 60 0. 9 1.2 72 1.6 as apparent from the results of the calculations described above, the objective lens in the optical system from the sample 15 to the pinhole disk 2 14
とは別の中間変倍光学系20を設け、使用する対物レンズ14の倍率に合わせて、像側のNAがピンホール13 Provided another intermediate variable magnification optical system 20 and, in accordance with the magnification of the objective lens 14 to be used, NA on the image side pinhole 13
のサイズと適合するように構成することで、Z値を小さくすること、すなわち、共焦点効果であるセクショニング分解能を向上させることができる。 By configuring to be compatible with the size, reducing the Z value, i.e., it is possible to improve the sectioning resolution confocal effect.

【0046】なお、図1の実施形態において、試料15 [0046] Incidentally, in the embodiment of FIG. 1, the sample 15
から撮像デバイス18までの総合倍率は、対物レンズ1 Total magnification from to the imaging device 18 includes an objective lens 1
4の倍率とピンホールディスク2までの中間変倍光学系20の倍率の積に、ピンホールディスク2から撮像デバイス18までの結像光学系21の倍率を掛けたものである。 The product of the magnification of the intermediate variable magnification optical system 20 up to a factor of four and the pinhole disk 2 is multiplied by the magnification of the imaging optical system 21 from the pinhole disk 2 to the imaging device 18. 従って、対物レンズ14の呼称倍率で撮像する必要がある場合には、中間倍率の変化分を結像光学系の倍率を変えることで相殺し、対物レンズ14の呼称倍率に対応した観察像倍率を得ることができる。 Therefore, when it is necessary to image under the designation magnification of the objective lens 14, a variation of the intermediate magnification offset by changing the magnification of the imaging optical system, an observation magnification corresponding to nominal magnification of the objective lens 14 it is possible to obtain.

【0047】ただし、本発明の実施の形態の結像変倍光学系21により結像光学系の倍率を変えることは、本発明の基本的な効果である共焦点セクショニングの効果の向上には寄与するものではなく、本発明の実施形態において必ずしも必要なものではない。 [0047] However, the variable-power imaging optical system 21 of the embodiment of the present invention by changing the magnification of the imaging optical system, contributes to the improvement of the effect of the confocal sectioning, which is a basic effect of the present invention It is not intended to and not necessarily required in the embodiment of the present invention. また、観察像倍率の補正すなわち、結像変倍光学系21の倍率の変更は必ずしも必要なものではなく、その代わりに画像処理により表示倍率の変換を行うことなど、代替案が考えられる。 The correction of the observation magnification that is, changing the magnification of the imaging magnification optical system 21 is not necessarily required, such as to perform the conversion of the display magnification by Alternatively the image processing, alternatives are contemplated.

【0048】ここで、図1における中間変倍光学系20 [0048] Here, the intermediate variable magnification optical system 20 in FIG. 1
の具体的な例について、図2、図3を参照して説明する。 Specific examples will be described with reference to FIG. 2, FIG. 図2は、中間変倍光学系20としては、結像レンズ22、23を図示しないレボルバまたはスライダ等の変換機構に取り付けたものである。 Figure 2, as the intermediate variable magnification optical system 20 is formed by attaching the conversion mechanism of the revolver or the slider (not shown) such as an imaging lens 22 and 23.

【0049】この場合、対物レンズ14は前述の使用可能な対物レンズのうち、40倍、NAが0.8の対物レンズである。 [0049] In this case, of the objective lens 14 is above the available objective is 40 times, NA 0.8 objective. 対物レンズ14は無限遠補正されており、 The objective lens 14 is infinity corrected,
所定の焦点距離fを有する結像レンズ22によって、4 By the imaging lens 22 having a predetermined focal length f, 4
0倍(中間倍率:1倍)の像を結ぶ。 0 times: form an image of the (intermediate magnification 1x). 中間倍率は、焦点距離の異なる結像レンズ22を用いることにより、fと結像レンズ22の焦点距離との比が中間倍率となる。 Intermediate magnification by using different imaging lens 22 focal length, the ratio between the focal length f and the image forming lens 22 is an intermediate magnification.

【0050】図2(a)には、中間倍率1倍の結像レンズ22を用いた場合、図2(b)には前述した計算結果に応じた中間倍率1.6倍の結像レンズ23(1.6 [0050] FIG. The 2 (a), when using an intermediate one-power imaging lens 22, and FIG. 2 (b) to an intermediate magnification 1.6 times of the imaging lens according to the calculation result of the above-described 23 (1.6
f)を用いた場合をそれぞれ示している。 Respectively show the case of using the f).

【0051】このように、結像レンズ22,23を変換する場合には、予め使用する対物レンズ14の組み合わせを決めておき、それに応じた結像レンズ22,23の組み合わせを変倍ターレットに設置する必要がある。 [0051] Thus installed, when converting the imaging lens 22 and 23, previously determined combination of the objective lens 14 in advance using a combination of imaging lenses 22 and 23 accordingly the magnification turret There is a need to. もし、使用する対物レンズ14の組み合わせを変更する場合には、ターレットに取り付けられた複数の対物レンズのうち所望の倍率の対物レンズを光軸上に選択挿入すれば良い。 If, in the case of changing the combination of the objective lens 14 to be used may be selected inserted on the optical axis of the objective lens of the desired magnification of the plurality of objective lenses attached to the turret. 図2においては、中間変倍光学系20の作用を理解しやすいように、結像レンズを薄肉レンズとして図示したため、結像レンズ22と23の位置が、光軸方向にシフトしているが、複数枚の構成によって適宜レンズを設計することで、光軸方向の位置を合わせることができ、ターレット機構による変換を無理なく行うことが可能である。 In FIG. 2, as the effect of the intermediate variable magnification optical system 20 it is easy to understand, since the illustrated an imaging lens as a thin lens, the position of the imaging lens 22 and 23, but are shifted in the optical axis direction, by designing an appropriate lens by a plurality of configurations, it is possible to align the optical axis direction position, it is possible to perform without excessive conversion by the turret mechanism.

【0052】図2(a)では、中間倍率が1倍のため、 [0052] In FIG. 2 (a), since the intermediate magnification is,
ピンホールディスク2から出射した光線の開き角(像側のNA)の相当する対物レンズ14の試料側のNAが小さくなっている。 Sample side of the NA of the corresponding objective lens 14 of the opening angle of the light rays emitted from the pinhole disk 2 (NA on the image side) is small. このため、破線で示す20倍の対物レンズ14が本来持っている試料15側のNAを使いきれていない。 Therefore, not fully use the NA of the sample 15 side where the objective lens 14 of 20 times indicated by a broken line originally has.

【0053】一方、図2(b)では、中間倍率1.6倍の結像レンズ23により、対物レンズ14への平行光束が太くなり、ピンホールディスク2から出射した光線の開き角(像側のNA)の相当する対物レンズ14の試料15側のNAが大きくなる。 Meanwhile, in FIG. 2 (b), the intermediate magnification 1.6 times of the imaging lens 23, the thicker parallel light beam to the objective lens 14, the opening angle of the light rays emitted from the pinhole disk 2 (the image side NA sample 15 side of the corresponding objective lens 14 increases in NA). NAが小さい場合には、共焦点効果、特にセクショニング効果が劣化するが、前述のようにNAを大きくすることで改善される。 If NA is small, the confocal effect, especially sectioning effect is degraded, it is improved by increasing the NA, as described above.

【0054】図3は、中間変倍光学系20として結像レンズ22とアフォーカルズーム光学系24を使用した例であり、この構成によれば、レンズ2枚の位置関係を回転カム機構など適宜調整するように構成し、中間倍率を連続的に可変することができる。 [0054] Figure 3 is an example of using an imaging lens 22 and the afocal zoom optical system 24 as an intermediate variable magnification optical system 20, according to this configuration, the positional relationship between two lenses such as a rotating cam mechanism appropriately configured to adjust, it is possible to vary the intermediate magnification continuously. これにより、新たな対物レンズを使用する場合でも最適に調整することができる。 Thus, it is possible to optimally adjust even when using the new objective.

【0055】また、実験をしながら対物レンズ14の倍率設定手段を動かし、最適条件を探すことも可能である。 [0055] Also, moving the magnification setting means of the objective lens 14 while the experiment, it is also possible to search for optimum conditions. この構成においても、図2で説明した作用効果と同一の作用効果が得られる。 In this configuration, the same effects as described in FIG. 2 is obtained. 具体的には、図3(a)は中間倍率すなわち結像レンズ22を1倍にした時であって、この場合には有効NAが小さく、セクショニング効果が悪いが、図3(b)は中間倍率すなわち結像レンズ23を1.6倍にした時であって、この場合には有効N Specifically, FIG. 3 (a) a is when the intermediate magnification i.e. the imaging lens 22 to 1x, the effective NA is small in this case, but is poor sectioning effect, FIG. 3 (b) Intermediate a when the magnification i.e. imaging lens 23 was 1.6 times, effective in this case N
Aが大きく、セクショニング効果が良い。 A large, sectioning effect is good.

【0056】図1における結像変倍光学系21についても、中間変倍光学系20と同様に、ターレット切換による方法と、ズーム機構による連続変換が可能である。 [0056] The variable-power imaging optical system 21 in FIG. 1, similar to the intermediate variable magnification optical system 20, and methods according to turret switching, it is possible to continuously convert by the zoom mechanism. ここで、ピンホールディスク2から撮像デバイス18までの結像光学系21の変倍を、中間変倍光学系20の倍率と連動可能に構成することにより、中間倍率の変倍分を吸収し、対物レンズ14の呼称倍率に対応した総合倍率を得ることができる。 Here, the magnification of the imaging optical system 21 from the pinhole disk 2 to the imaging device 18, by configuring to enable association with the magnification of the intermediate variable magnification optical system 20, and absorb the magnification of the intermediate magnification, it can be obtained total magnification corresponding to the designation magnification of the objective lens 14.

【0057】なお、本発明の実施の形態では、ピンホール13のサイズが大きすぎる場合のセクショニング効果の劣化に着目して、改善策として中間倍率として拡大倍率を作用させる場合についてのみ説明したが、ピンホールサイズが小さすぎて光量損失の大きい場合でも、中間倍率として縮小倍率を作用させることで、光量損失の少ない共焦点顕微鏡を実現することができる。 [0057] In the embodiment of the present invention, by paying attention to the deterioration of the sectioning effect in the case where the size of the pinhole 13 is too large, when the action of magnification as an intermediate magnification has been described only as a remedy, even when the pinhole size is large too small loss of light quantity, by the action of reduction ratio as an intermediate magnification, it is possible to realize a small confocal microscopy of light loss. つまり、本発明は中間倍率が拡大であっても、縮小であっても本発明の目的を達成することができる。 That is, the present invention is also an intermediate magnification is enlarged, can be reduced to achieve the object of the present invention.

【0058】また、本発明の実施の形態では、油浸10 [0058] Further, in the embodiment of the present invention, oil immersion 10
0倍の対物レンズを基準に仕様設定したピンホール直径が50μmのピンホールを有するピンホールディスクを用いたが、ピンホールの直径は50μmに限定されるものではなく、基準となる乾燥または液浸対物レンズのある特定の倍率、例えば60倍の水浸対物レンズの像側のNAによる回折限界スポット直径を満たす40μmのピンホール直径を有するピンホールディスクを用い、他の倍率の対物レンズの像側のNAによる回折限界スポット直径がほぼ40μmとなるように中間倍率を設定することも可能である。 Although 0 times pinhole diameter and the objective lens specifications set criteria was used a pinhole disc with pinholes 50 [mu] m, the diameter of the pinhole is not intended to be limited to 50 [mu] m, serving as a reference dry or immersion specific magnification of the objective lens, using a pinhole disk having a pinhole diameter of 40μm satisfying the diffraction limited spot diameter due to the image side NA of example 60 volumes of water immersion objective on the image side of the other magnification of the objective lens it is also possible to have the diffraction limited spot diameter by NA setting the intermediate magnification such that approximately 40 [mu] m. すなわち、ピンホールディスクのピンホール直径に各対物レンズの像側のNAによる回折限界スポット直径がほぼ満たされるように中間倍率を設定できるので、ピンホールディスクのピンホール直径の大きさに拘る必要がない。 That is, it is possible to set an intermediate magnification as a diffraction limited spot diameter due to NA on the image side of the objective lens to a pinhole diameter of the pinhole disk is substantially satisfied, it must concern the size of the pinhole diameter of the pinhole disk Absent.

【0059】 [0059]

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、使用目的や試料に応じて対物レンズの倍率を変更しても、ディスクスキャナーによる高速走査性のメリットを生かしながらも、各対物レンズの性能を生かした共焦点効果のうちの特にセクショニング効果の劣化を防止でき、また光量損失を少なくすることが可能な共焦点顕微鏡を提供することができる。 According to the above mentioned present invention, even when changing the magnification of the objective lens in accordance with the intended use or the sample, while taking advantage of high-speed scanning property by the disk scanner, the performance of each of the objective lens especially among the confocal effect that takes advantage can prevent the deterioration of the sectioning effect and it is possible to provide a confocal microscope capable of reducing the light loss.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明による共焦点顕微鏡の実施形態の概略構成を示す図。 It shows a schematic configuration of an embodiment of a confocal microscope according to the invention; FIG.

【図2】図1の中間変倍光学系の第1の例を説明するための図。 Figure 2 is a diagram for explaining a first example of an intermediate variable magnification optical system of FIG.

【図3】図1の中間変倍光学系の第2の例を説明するための図。 3 is a diagram for explaining a second example of the intermediate variable magnification optical system of FIG.

【図4】従来の共焦点顕微鏡の一例を説明するための図。 4 is a diagram for explaining an example of a conventional confocal microscope.

【図5】図4の問題点を説明するための図4の簡略図。 Figure 5 is a simplified view of FIG. 4 for the problem will be described in FIG.

【図6】図5の問題点を説明するためのもので対物レンズの像側のNA<マイクロレンズのNAのときの状態を説明するための図。 6 is a diagram for explaining a state when the NA on the image side of NA <microlens objective lens intended for explaining the problem of Fig.

【図7】図5の問題点を説明するためのもので対物レンズの像側のNA>マイクロレンズのNAのときの状態を説明するための図。 7 is a diagram for explaining a state when the NA on the image side of NA> microlens objective lens intended for explaining the problem of Fig.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…集光ディスク、 2…ピンホールディスク、 3…ドラム、 4…モータ、 7…ビームスプリッタ、 9…カメラ、 10…共焦点用光スキャナ、 11…レーザ光、 12…マイクロレンズ、 13…ピンホール、 14…対物レンズ、 15…試料、 18…撮像デバイス、 20…中間変倍光学系、 21…結像変倍光学系、 22,23…結像レンズ、 24…アフォーカルズーム光学系。 1 ... condensing optical disc, 2 ... pinhole disk, 3 ... drum, 4 ... motor, 7 ... beam splitter, 9 ... camera, 10 ... confocal optical scanner, 11 ... laser light, 12 ... microlens, 13 ... pinhole , 14 ... objective lens, 15 ... sample, 18 ... imaging device, 20 ... intermediate variable magnification optical system, 21 ... imaging magnification optical system, 22 ... imaging lens 24 ... afocal zoom optical system.

Claims (2)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 光源と、前記光源から発した照射光を試料上に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズ間の像面に回転可能に配置され、前記照射光を通過する複数のピンホールを有するピンホール板と、前記対物レンズと前記光源との間に配置された光分岐光学系と、 And 1. A light source, an objective lens for focusing the irradiation light emitted from the light source onto a sample, is rotatably disposed on an image plane between the light source and the objective lens, a plurality of passes through the irradiation light a pinhole plate having a pinhole, an optical branching optical system disposed between said objective lens source,
    前記光分岐光学系で分岐した前記試料上の検査信号を検出する検出器とを備え、前記照射光を試料に対して走査する共焦点顕微鏡において、 前記対物レンズの倍率を変更可能な対物レンズ倍率変更手段と、 前記対物レンズと前記ピンホール板との間に配置され、 And a detector for detecting a test signal on the sample split by the light splitting optical system, in a confocal microscope for scanning the illumination light to the sample, the magnification capable of changing the objective lens magnification of the objective lens a changing unit, wherein disposed between the objective lens and the pinhole plate,
    前記試料から該ピンホール板への倍率を、前記対物レンズ倍率変更手段により変更される倍率に対応して変更可能な中間倍率変更手段と、 を具備した共焦点顕微鏡。 Magnification, the confocal microscope equipped with a, an intermediate magnification changing means capable of changing in response to the magnification to be changed by the objective lens magnification changer means from said sample to said pinhole plate.
  2. 【請求項2】 前記光分岐光学系と前記検出器に至る光学系上に配置され、前記対物レンズ倍率変更手段により変更された対物レンズの倍率に対応して投影倍率を変更可能な結像系倍率変更手段と、 をさらに具備した請求項1記載の共焦点顕微鏡。 Wherein disposed on an optical system leading to the detector and the light splitting optical system, the objective lens magnification changer imaging system capable of changing the projection magnification corresponding to the magnification of the modified objective lens by means further comprising claims 1 confocal microscope according the scaling means.
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