JPH1062691A - 共焦点用光スキャナ - Google Patents
共焦点用光スキャナInfo
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- JPH1062691A JPH1062691A JP21618796A JP21618796A JPH1062691A JP H1062691 A JPH1062691 A JP H1062691A JP 21618796 A JP21618796 A JP 21618796A JP 21618796 A JP21618796 A JP 21618796A JP H1062691 A JPH1062691 A JP H1062691A
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- light
- optical scanner
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Abstract
(57)【要約】
【課題】微小開口部での表面反射を完全にカットできる
共焦点用光スキャナを実現する。 【解決手段】複数の微小開口部がアレイ状に配置され、
対物レンズを通過した試料面からの戻り光が前記微小開
口部を通過する微小開口部配置ディスクと、前記微小開
口部と同じ配置パターンで位置調整された複数の集光手
段が配置され入射光と前記戻り光が通過する第１の集光
ディスクと、前記微小開口部と同じ配置パターンで位置
調整された複数の集光手段が配置され前記第１の集光デ
ィスクを通過した戻り光を集光して前記微小開口部配置
ディスクの微小開口部に入射する第２の集光ディスク
と、前記微小開口部配置ディスクと第１および第２の集
光ディスクを一体として回転する回転駆動手段と、前記
第１および第２の集光ディスクの間に配置され、入射光
と戻り光を分岐するビームスプリッターを備える。
共焦点用光スキャナを実現する。 【解決手段】複数の微小開口部がアレイ状に配置され、
対物レンズを通過した試料面からの戻り光が前記微小開
口部を通過する微小開口部配置ディスクと、前記微小開
口部と同じ配置パターンで位置調整された複数の集光手
段が配置され入射光と前記戻り光が通過する第１の集光
ディスクと、前記微小開口部と同じ配置パターンで位置
調整された複数の集光手段が配置され前記第１の集光デ
ィスクを通過した戻り光を集光して前記微小開口部配置
ディスクの微小開口部に入射する第２の集光ディスク
と、前記微小開口部配置ディスクと第１および第２の集
光ディスクを一体として回転する回転駆動手段と、前記
第１および第２の集光ディスクの間に配置され、入射光
と戻り光を分岐するビームスプリッターを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は共焦点顕微鏡に使用
される共焦点用光スキャナに関するものである。
される共焦点用光スキャナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より共焦点顕微鏡に使用される共焦
点用光スキャナはよく知られている。図２はこの種の光
スキャナの一例を示す要部構成図である。光源からの励
起光は集光ディスク１のマイクロレンズＭＬにより集光
され、このマイクロレンズＭＬの焦点位置には微小開口
部（例えばピンホール）を配列したディスク２いわゆる
ニポウ（NIPKOW)ディスクのピンホールＰＨが配置され
ている。
点用光スキャナはよく知られている。図２はこの種の光
スキャナの一例を示す要部構成図である。光源からの励
起光は集光ディスク１のマイクロレンズＭＬにより集光
され、このマイクロレンズＭＬの焦点位置には微小開口
部（例えばピンホール）を配列したディスク２いわゆる
ニポウ（NIPKOW)ディスクのピンホールＰＨが配置され
ている。
【０００３】なお、集光ディスク１とニポウディスク２
はハブ３を介して平行に配置されていて、図示しない回
転駆動手段により一体的に回転するようになっている。
ニポウディスク２には複数個のピンホールＰＨがアレイ
状に配置されており、集光ディスク１にはニポウディス
ク２のピンホールＰＨと同一の配置パターンで複数個の
マイクロレンズＭＬが配置されている。
はハブ３を介して平行に配置されていて、図示しない回
転駆動手段により一体的に回転するようになっている。
ニポウディスク２には複数個のピンホールＰＨがアレイ
状に配置されており、集光ディスク１にはニポウディス
ク２のピンホールＰＨと同一の配置パターンで複数個の
マイクロレンズＭＬが配置されている。
【０００４】ピンホールＰＨから出た光は図示しない対
物レンズを通って試料に照射される。試料からの戻り光
は対物レンズを通り、ピンホールＰＨを通過してダイク
ロイックミラー４で反射され、観察系（図示せず）に入
る。ダイクロイックミラー４は集光ディスク１とニポウ
ディスク２との間に固定配置されている。
物レンズを通って試料に照射される。試料からの戻り光
は対物レンズを通り、ピンホールＰＨを通過してダイク
ロイックミラー４で反射され、観察系（図示せず）に入
る。ダイクロイックミラー４は集光ディスク１とニポウ
ディスク２との間に固定配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成においては次のような問題があった。 (1) 微小開口部周辺での表面反射光（励起光の反射光）
がダイクロイックミラー４で反射し、観察系に入り、バ
ックグラウンドノイズとなる。 (2) ダイクロイックミラーとしては、反射透過特性が通
常の蛍光顕微鏡で使用されるものとは逆特性のダイクロ
イックミラーを使用する必要がある。 (3) マイクロレンズＭＬの焦点距離により、視野が制限
される。
うな構成においては次のような問題があった。 (1) 微小開口部周辺での表面反射光（励起光の反射光）
がダイクロイックミラー４で反射し、観察系に入り、バ
ックグラウンドノイズとなる。 (2) ダイクロイックミラーとしては、反射透過特性が通
常の蛍光顕微鏡で使用されるものとは逆特性のダイクロ
イックミラーを使用する必要がある。 (3) マイクロレンズＭＬの焦点距離により、視野が制限
される。
【０００６】本発明の目的は、このような点に鑑み、微
小開口部周辺での表面反射を完全にカットできる共焦点
用光スキャナを実現しようとするものである。本発明の
他の目的は、反射透過特性が通常の蛍光顕微鏡と同じ特
性のダイクロイックミラーを使用することのできる共焦
点用光スキャナを実現しようとするものである。本発明
の更に他の目的は、マイクロレンズには制限されず、視
野拡大が可能な共焦点用光スキャナを提供することにあ
る。
小開口部周辺での表面反射を完全にカットできる共焦点
用光スキャナを実現しようとするものである。本発明の
他の目的は、反射透過特性が通常の蛍光顕微鏡と同じ特
性のダイクロイックミラーを使用することのできる共焦
点用光スキャナを実現しようとするものである。本発明
の更に他の目的は、マイクロレンズには制限されず、視
野拡大が可能な共焦点用光スキャナを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、複数の微小開口部がアレイ状に配
置され、対物レンズを通過した試料面からの戻り光が前
記微小開口部を通過する微小開口部配置ディスクと、前
記微小開口部と同じ配置パターンで位置調整された複数
の集光手段が配置され入射光と前記戻り光が通過する第
１の集光ディスクと、前記微小開口部と同じ配置パター
ンで位置調整された複数の集光手段が配置され前記第１
の集光ディスクを通過した戻り光を集光して前記微小開
口部配置ディスクの微小開口部に入射する第２の集光デ
ィスクと、前記微小開口部配置ディスクと第１および第
２の集光ディスクを一体として回転する回転駆動手段
と、前記第１および第２の集光ディスクの間に配置さ
れ、入射光と戻り光を分岐するビームスプリッターを備
えたことを特徴とする。
るために本発明では、複数の微小開口部がアレイ状に配
置され、対物レンズを通過した試料面からの戻り光が前
記微小開口部を通過する微小開口部配置ディスクと、前
記微小開口部と同じ配置パターンで位置調整された複数
の集光手段が配置され入射光と前記戻り光が通過する第
１の集光ディスクと、前記微小開口部と同じ配置パター
ンで位置調整された複数の集光手段が配置され前記第１
の集光ディスクを通過した戻り光を集光して前記微小開
口部配置ディスクの微小開口部に入射する第２の集光デ
ィスクと、前記微小開口部配置ディスクと第１および第
２の集光ディスクを一体として回転する回転駆動手段
と、前記第１および第２の集光ディスクの間に配置さ
れ、入射光と戻り光を分岐するビームスプリッターを備
えたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】ビームスプリッターで反射した入射光は第１の
集光ディスクを通って対物レンズに入射する。試料面か
らの戻り光は対物レンズを通り、次に第１の集光ディス
クの集光手段を通過した後、ビームスプリッタを透過し
て第２の集光ディスクの集光手段に入る。
集光ディスクを通って対物レンズに入射する。試料面か
らの戻り光は対物レンズを通り、次に第１の集光ディス
クの集光手段を通過した後、ビームスプリッタを透過し
て第２の集光ディスクの集光手段に入る。
【０００９】第２の集光ディスクの集光手段で集光され
た戻り光は微小開口部配置ディスクの微小開口部に入
り、ここに試料面の中間像が形成される。この中間像は
リレーレンズを介してカメラ等で観察することができ
る。
た戻り光は微小開口部配置ディスクの微小開口部に入
り、ここに試料面の中間像が形成される。この中間像は
リレーレンズを介してカメラ等で観察することができ
る。
【００１０】このような構成においては入射光が微小開
口部の観察側の表面で反射することはなく、従来のよう
にピンホール表面で反射した入射光がバックグラウンド
ノイズとなるようなことは起り得ない。
口部の観察側の表面で反射することはなく、従来のよう
にピンホール表面で反射した入射光がバックグラウンド
ノイズとなるようなことは起り得ない。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図１は本発明に係る共焦点用光スキャナの一
実施例を示す構成図である。図において、１１はビーム
スプリッター（またはダイクロイックミラー）、１２は
複数の集光手段（例えばマイクロレンズ）ＭＬ１が配置
された第１の集光ディスク、１３は複数の集光手段（例
えばマイクロレンズ）ＭＬ２が配置された第２の集光デ
ィスク、１４は複数の微小開口部（例えばピンホールＰ
Ｈ）がアレイ状に配置された微小開口部配置ディスク
（以下ニポウディスクという）である。第１および第２
の集光ディスクの複数個の集光手段（以下マイクロレン
ズという）はニポウディスク１４のピンホールＰＨと同
一の配置パターンで配置されている。
説明する。図１は本発明に係る共焦点用光スキャナの一
実施例を示す構成図である。図において、１１はビーム
スプリッター（またはダイクロイックミラー）、１２は
複数の集光手段（例えばマイクロレンズ）ＭＬ１が配置
された第１の集光ディスク、１３は複数の集光手段（例
えばマイクロレンズ）ＭＬ２が配置された第２の集光デ
ィスク、１４は複数の微小開口部（例えばピンホールＰ
Ｈ）がアレイ状に配置された微小開口部配置ディスク
（以下ニポウディスクという）である。第１および第２
の集光ディスクの複数個の集光手段（以下マイクロレン
ズという）はニポウディスク１４のピンホールＰＨと同
一の配置パターンで配置されている。
【００１２】第１の集光ディスク１２と第２の集光ディ
スク１３およびニポウディスク１４は所定の間隔でそれ
ぞれが平行になるようにハブ１５に取り付けられてお
り、図示しない回転駆動手段により回転するようになっ
ている。ビームスプリッター１１は、第１の集光ディス
ク１２と第２の集光ディスク１３の間に固定配置されて
いて、横方向からの入射レーザ光を第１の集光ディスク
１２側へ反射する。
スク１３およびニポウディスク１４は所定の間隔でそれ
ぞれが平行になるようにハブ１５に取り付けられてお
り、図示しない回転駆動手段により回転するようになっ
ている。ビームスプリッター１１は、第１の集光ディス
ク１２と第２の集光ディスク１３の間に固定配置されて
いて、横方向からの入射レーザ光を第１の集光ディスク
１２側へ反射する。
【００１３】２１はフィールドレンズ、２２は対物レン
ズ、２３は試料面である。また３１はリレーレンズ、３
２はカメラである。
ズ、２３は試料面である。また３１はリレーレンズ、３
２はカメラである。
【００１４】入射レーザ光はビームスプリッター１１で
反射し、第１の集光ディスク１２のマイクロレンズＭＬ
１（図では３個を略図的に示してある）に入り、絞られ
る。マイクロレンズＭＬ１の焦点位置にフィールドレン
ズ２１が配置されていて、フィールドレンズ２１により
各マイクロレンズのレーザ光軸が曲げられて対物レンズ
２２の瞳中心に入射し、絞られて試料面２３を照射す
る。
反射し、第１の集光ディスク１２のマイクロレンズＭＬ
１（図では３個を略図的に示してある）に入り、絞られ
る。マイクロレンズＭＬ１の焦点位置にフィールドレン
ズ２１が配置されていて、フィールドレンズ２１により
各マイクロレンズのレーザ光軸が曲げられて対物レンズ
２２の瞳中心に入射し、絞られて試料面２３を照射す
る。
【００１５】このとき第１と第２のディスク１２，１３
並びにニポウディスク１４を回転駆動手段で回転させる
ことにより、光ビームによる試料面２３上の走査が行わ
れる。試料面からの戻り光は入射と同じ光路を通り試料
面２３の像がフィールドレンズ２１の位置に結像する
（第１の中間像となる）。
並びにニポウディスク１４を回転駆動手段で回転させる
ことにより、光ビームによる試料面２３上の走査が行わ
れる。試料面からの戻り光は入射と同じ光路を通り試料
面２３の像がフィールドレンズ２１の位置に結像する
（第１の中間像となる）。
【００１６】この中間像は第１の集光ディスク１２のマ
イクロレンズＭＬ１により平行光となり、ビームスプリ
ッター１１を透過し、位置調整された第２の集光ディス
ク１３のマイクロレンズＭＬ２により絞られ、マイクロ
レンズＭＬ２の焦点位置に配置されたニポウディスク１
４のピンホールＰＨ上に結像する（第２の中間像とな
る）。この第２の中間像はリレーレンズ３１を介してカ
メラ３２で観察することができる。
イクロレンズＭＬ１により平行光となり、ビームスプリ
ッター１１を透過し、位置調整された第２の集光ディス
ク１３のマイクロレンズＭＬ２により絞られ、マイクロ
レンズＭＬ２の焦点位置に配置されたニポウディスク１
４のピンホールＰＨ上に結像する（第２の中間像とな
る）。この第２の中間像はリレーレンズ３１を介してカ
メラ３２で観察することができる。
【００１７】このような構成によれば、従来の光スキャ
ナで生じていたようなニポウディスクでの表面反射の問
題を完全に解消できる。また、ビームスプリッターとし
ては入射光を反射し、戻り光を透過するタイプの通常の
ダイクロイックミラーを使用することができる利点があ
る。
ナで生じていたようなニポウディスクでの表面反射の問
題を完全に解消できる。また、ビームスプリッターとし
ては入射光を反射し、戻り光を透過するタイプの通常の
ダイクロイックミラーを使用することができる利点があ
る。
【００１８】また、マイクロレンズＭＬ１には焦点距離
の短いものを使用することができ、視野を容易に拡大す
ることができる。また、第１の中間像の位置にはピンホ
ールを設けるのが望ましいが、レーザによる照射の場合
はピンホールがなくても十分に絞られるので従来のよう
なピンホールは不要である。
の短いものを使用することができ、視野を容易に拡大す
ることができる。また、第１の中間像の位置にはピンホ
ールを設けるのが望ましいが、レーザによる照射の場合
はピンホールがなくても十分に絞られるので従来のよう
なピンホールは不要である。
【００１９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、多くの変更、変形が可能である。例えば、
第２の集光ディスク１３とニポウディスク１４を一体化
することも可能である。一体化することにより部品点数
が減り、マイクロレンズＭＬ２とピンホールＰＨのパタ
ーン位置調整も不要となる。
のではなく、多くの変更、変形が可能である。例えば、
第２の集光ディスク１３とニポウディスク１４を一体化
することも可能である。一体化することにより部品点数
が減り、マイクロレンズＭＬ２とピンホールＰＨのパタ
ーン位置調整も不要となる。
【００２０】また、フィールドレンズ２１はなくても動
作上の問題はない。ただし、有限系の対物レンズの場
合、フィールドレンズ２１を使用しないときは周辺光量
が減少する。また、反射型の共焦点顕微鏡の場合、第１
の集光ディスク１２から対物レンズ２２までの間に１／
４波長板またはフレネルロムを挿入してもよい。ビーム
スプリッタ１１を偏光ビームスプリッタとし、１／４波
長板を挿入することにより光効率が向上する。
作上の問題はない。ただし、有限系の対物レンズの場
合、フィールドレンズ２１を使用しないときは周辺光量
が減少する。また、反射型の共焦点顕微鏡の場合、第１
の集光ディスク１２から対物レンズ２２までの間に１／
４波長板またはフレネルロムを挿入してもよい。ビーム
スプリッタ１１を偏光ビームスプリッタとし、１／４波
長板を挿入することにより光効率が向上する。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば次の
ような効果がある。 (1) 従来のような微小開口部での表面反射は全くなく、
バックグラウンドノイズとなることもない。 (2) ビームスプリッターとして、反射透過特性が通常方
向のダイクロイックミラーを使用することができる。 (3) 焦点距離の短いマイクロレンズＭＬ１を使用できる
ため、容易に視野拡大ができる。 (4) 試料面に照射する光を円偏光とする必要がないた
め、１／４波長板を使用する必要はない。 (5) 第１の集光ディスク１２のマイクロレンズのＮＡを
大きくできるため、容易に高解像度とすることができ
る。
ような効果がある。 (1) 従来のような微小開口部での表面反射は全くなく、
バックグラウンドノイズとなることもない。 (2) ビームスプリッターとして、反射透過特性が通常方
向のダイクロイックミラーを使用することができる。 (3) 焦点距離の短いマイクロレンズＭＬ１を使用できる
ため、容易に視野拡大ができる。 (4) 試料面に照射する光を円偏光とする必要がないた
め、１／４波長板を使用する必要はない。 (5) 第１の集光ディスク１２のマイクロレンズのＮＡを
大きくできるため、容易に高解像度とすることができ
る。
【図１】本発明に係る共焦点用光スキャナの一実施例を
示す要部構成図
示す要部構成図
【図２】従来の共焦点用光スキャナの一例を示す要部構
成図である。
成図である。
３ ハブ １１ ビームスプリッター １２ 第１の集光ディスク １３ 第２の集光ディスク １４ ニポウディスク ２１ フィールドレンズ ２２ 対物レンズ ２３ 試料面 ３１ リレーレンズ ３２ カメラ
Claims (4)
- 【請求項１】複数の微小開口部がアレイ状に配置され、
対物レンズを通過した試料面からの戻り光が前記微小開
口部を通過する微小開口部配置ディスクと、 前記微小開口部と同じ配置パターンで位置調整された複
数の集光手段が配置され入射光と前記戻り光が通過する
第１の集光ディスクと、 前記微小開口部と同じ配置パターンで位置調整された複
数の集光手段が配置され前記第１の集光ディスクを通過
した戻り光を集光して前記微小開口部配置ディスクの微
小開口部に入射する第２の集光ディスクと、 前記微小開口部配置ディスクと第１および第２の集光デ
ィスクを一体として回転する回転駆動手段と、 前記第１および第２の集光ディスクの間に配置され、入
射光と戻り光を分岐するビームスプリッターを備えたこ
とを特徴とする共焦点用光スキャナ。 - 【請求項２】前記微小開口部配置ディスクと第２の集光
ディスクを一体化した構造としたことを特徴とする請求
項１記載の共焦点用光スキャナ。 - 【請求項３】前記第１の集光ディスクと前記対物レンズ
の間であって、前記第１の集光ディスクの集光手段の焦
点位置に配置されたフィールドレンズを備えたことを特
徴とする請求項１または請求項２記載の共焦点用光スキ
ャナ。 - 【請求項４】前記第１の集光ディスクと前記対物レンズ
の間に１／４波長板を挿入したことを特徴とする請求項
１または請求項２または請求項３記載の共焦点用光スキ
ャナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21618796A JP3358648B2 (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 共焦点用光スキャナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21618796A JP3358648B2 (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 共焦点用光スキャナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1062691A true JPH1062691A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3358648B2 JP3358648B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=16684660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21618796A Expired - Fee Related JP3358648B2 (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 共焦点用光スキャナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3358648B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008064671A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Yokogawa Electric Corp | 創薬スクリーニング装置 |
| JP2015152836A (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | 横河電機株式会社 | 共焦点光スキャナ |
| JP2016509692A (ja) * | 2013-01-25 | 2016-03-31 | カール ツァイス マイクロスコピー ゲーエムベーハーＣａｒｌ Ｚｅｉｓｓ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ Ｇｍｂｈ | 光学顕微鏡および顕微鏡観察方法 |
| EP3032312A1 (en) | 2014-12-08 | 2016-06-15 | Yokogawa Electric Corporation | Confocal scanner and confocal microscope |
| JP2016110056A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 横河電機株式会社 | 共焦点スキャナ、共焦点顕微鏡 |
| JP2022104781A (ja) * | 2020-12-29 | 2022-07-11 | ソウル大学校産学協力団 | グラフェンの品質評価方法 |
| EP4102282A1 (en) * | 2021-06-04 | 2022-12-14 | Yokogawa Electric Corporation | Confocal scanner, confocal scanner system, and confocal microscope system |
| EP4102283A1 (en) * | 2021-06-04 | 2022-12-14 | Yokogawa Electric Corporation | Confocal scanner, confocal scanner system, and confocal microscope system |
-
1996
- 1996-08-16 JP JP21618796A patent/JP3358648B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US9360665B2 (en) | 2014-02-17 | 2016-06-07 | Yokogawa Electric Corporation | Confocal optical scanner |
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| US9766442B2 (en) | 2014-12-08 | 2017-09-19 | Yokogawa Electric Corporation | Confocal scanner and confocal microscope |
| JP2022104781A (ja) * | 2020-12-29 | 2022-07-11 | ソウル大学校産学協力団 | グラフェンの品質評価方法 |
| EP4102282A1 (en) * | 2021-06-04 | 2022-12-14 | Yokogawa Electric Corporation | Confocal scanner, confocal scanner system, and confocal microscope system |
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| JP2022186438A (ja) * | 2021-06-04 | 2022-12-15 | 横河電機株式会社 | 共焦点スキャナ、共焦点スキャナシステム、及び共焦点顕微鏡システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3358648B2 (ja) | 2002-12-24 |
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