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JP2000147421A - 共焦点光スキャナ - Google Patents

共焦点光スキャナ

Info

Publication number
JP2000147421A
JP2000147421A JP10326440A JP32644098A JP2000147421A JP 2000147421 A JP2000147421 A JP 2000147421A JP 10326440 A JP10326440 A JP 10326440A JP 32644098 A JP32644098 A JP 32644098A JP 2000147421 A JP2000147421 A JP 2000147421A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
microlens
plate
optical scanner
microlenses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10326440A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeo Tanaami
健雄 田名網
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP10326440A priority Critical patent/JP2000147421A/ja
Priority to US09/432,322 priority patent/US20010001581A1/en
Publication of JP2000147421A publication Critical patent/JP2000147421A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0036Scanning details, e.g. scanning stages
    • G02B21/0044Scanning details, e.g. scanning stages moving apertures, e.g. Nipkow disks, rotating lens arrays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 利用できる光の効率の向上が可能な共焦点光
スキャナを実現する。 【解決手段】 複数の集光手段を有する円板及び前記集
光手段と同一パターンの複数の開口を有する円板を同期
して回転させ集光手段及び開口を通過した光を集光して
試料を走査する共焦点光スキャナにおいて、集光手段の
中心点を結ぶ線分の2等分点に集光手段間の境界線が来
るように配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の集光手段及
び開口を設けた円板を回転させることにより光走査を行
う共焦点光スキャナに関し、特に光効率の向上が可能な
共焦点光スキャナに関する。
【0002】
【従来の技術】共焦点光スキャナは複数の集光手段及び
開口の設けられた2枚の円板を回転させて光走査を行う
ものである。
【0003】図6はこのような従来の共焦点光スキャナ
の一例を示す構成ブロック図であり、本願出願人の出願
に係る特願平4−15411号(特開平5−60980
号公報)に記載されたものである。
【0004】図6において1はレーザ、2は集光手段と
してマイクロレンズが設けられた円板(以下、マイクロ
レンズ板と呼ぶ。)、3は光分岐手段であるビームスプ
リッタ、4は開口としてピンホールが設けられた円板
(以下、ピンホール板と呼ぶ。)、5は対物レンズ、6
は試料、7はリレーレンズ、8は受光器、9はマイクロ
レンズ板2及びピンホール板4を同期して回転させるモ
ータである。
【0005】レーザ1の出力光はマイクロレンズ板2に
入射され、マイクロレンズ板2に設けられた各々のマイ
クロレンズによりビームスプリッタ3を介してピンホー
ル板4上の各々のピンホールに集光される。ピンホール
板4上の各々のピンホールを通過した光は対物レンズ5
を介して試料6の上に入射される。
【0006】試料6からの反射光等の戻り光は再び対物
レンズ5を介してピンホール板4に入射され、ピンホー
ル板4上の各々のピンホールを通過した光はビームスプ
リッタ3で反射され、リレーレンズ7を介して受光器8
に入射される。
【0007】また、マイクロレンズ板2及びピンホール
板4は同一の軸に固定され、この軸に取付けられたモー
タ9によって同期して回転される。
【0008】ここで、図6に示す従来例の動作を説明す
る。レーザ1の出力光は同期して回転するマイクロレン
ズ板2上の各々のマイクロレンズ及びピンホール板4上
の各々のピンホールを通過することにより試料6表面を
走査する。そして、試料6からの反射光は受光器8で受
光されて共焦点画像が得られる。
【0009】また、前述のようにマイクロレンズ板2に
設けられた各々のマイクロレンズは入射光をビームスプ
リッタ3を介してピンホール板4上の各々のピンホール
に集光する。即ち、マイクロレンズの焦点位置にピンホ
ールを配置することによりレーザ1からの入射光の利用
効率を向上させることが可能になる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図6に示す従
来例のマイクロレンズ板2においてはマイクロレンズ径
とマイクロレンズの関係により利用できる光の効率が低
い。
【0011】例えば、図7はマイクロレンズ板2のマイ
クロレンズの一部を示す平面図であり、図7中”D00
1”及び”P001”に示すマイクロレンズ径とマイク
ロレンズとの比が1:10であればマイクロレンズ板2
に入射された光の1%程度しか活用できなくなる。
【0012】また、例えば、マイクロレンズ板2のマイ
クロレンズは円形であるため図8に示すように隣接する
正方形に内接するまでマイクロレンズを拡大した場合で
も、正方形の面積を”1”とした場合”π/4”の面積
しか利用できず図8中斜線部分に入射した光が活用でき
ず、約78.5%(=π/4)程度の光効率しか得られ
ないと言った問題点があった。
【0013】また、マイクロレンズによって絞られるビ
ーム径はマイクロレンズの開口数により決まるため開口
数が小さいとビーム径を十分絞ることが出来ないと言っ
た問題点があった。従って本発明が解決しようとする課
題は、利用できる光の効率の向上が可能な共焦点光スキ
ャナを実現することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項1記載の発明は、複数の
集光手段を有する円板及び前記集光手段と同一パターン
の複数の開口を有する円板を同期して回転させ前記集光
手段及び前記開口を通過した光を集光して試料を走査す
る共焦点光スキャナにおいて、前記集光手段の中心点を
結ぶ線分の2等分点に前記集光手段間の境界線が来るよ
うに配置したことにより、マイクロレンズ板に入射され
た光を100%活用することが可能になる。
【0015】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明である共焦点光スキャナにおいて、前記集光手段の形
状が方形であることにより、マイクロレンズ板に入射さ
れた光を100%活用することが可能になる。
【0016】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明である共焦点光スキャナにおいて、前記集光手段の形
状が正方形であることにより、マイクロレンズ板に入射
された光を100%活用することが可能になる。
【0017】請求項4記載の発明は、請求項1記載の発
明である共焦点光スキャナにおいて、前記集光手段の形
状が三角形であることにより、マイクロレンズ板に入射
された光を100%活用することが可能になる。
【0018】請求項5記載の発明は、請求項1記載の発
明である共焦点光スキャナにおいて、前記集光手段の形
状が六角形であることにより、マイクロレンズ板に入射
された光を100%活用することが可能になる。
【0019】請求項6記載の発明は、請求項1記載の発
明である共焦点光スキャナにおいて、前記集光手段が複
数形状の集光手段の組み合わせであることにより、マイ
クロレンズ板に入射された光を100%活用することが
可能になる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図1は本発明に係る共焦点光スキャナの一実
施例を示す構成ブロック図である。図1において1及び
3〜9は図4と同一符号を付してあり、2aはマイクロ
レンズ板である。
【0021】レーザ1の出力光はマイクロレンズ板2a
に入射され、マイクロレンズ板2aに設けられた各々の
マイクロレンズによりビームスプリッタ3を介してピン
ホール板4上の各々のピンホールに集光される。ピンホ
ール板4上の各々のピンホールを通過した光は対物レン
ズ5を介して試料6の上に入射される。
【0022】試料6からの反射光等の戻り光は再び対物
レンズ5を介してピンホール板4に入射され、ピンホー
ル板4上の各々のピンホールを通過した光はビームスプ
リッタ3で反射され、リレーレンズ7を介して受光器8
に入射される。
【0023】また、マイクロレンズ板2a及びピンホー
ル板4は同一の軸に固定され、この軸に取付けられたモ
ータ9によって同期して回転される。
【0024】ここで、図5に示す従来例の動作を図2を
用いて説明する。図2はマイクロレンズ板2aのマイク
ロレンズの一部を示す平面図であり、図2(A)は従来
の円形マイクロレンズを用いて配置した場合を示す平面
図、図2(B)は本発明に係る正方形のマイクロレンズ
を用いて配置した場合を示す平面図である。
【0025】図2中”L001”、”L002”、”L
003”及び”L004”に示す各マイクロレンズは正
方形の形状をしており、各マイクロレンズの中心点を結
ぶ線分の2等分点に境界線が来るように配置されてい
る。
【0026】この時、円形マイクロレンズの直径を”
a”、正方形マイクロレンズの一辺の長さを同じく”
a”とし、正方形マイクロレンズの対角線の長さを”
b”とすれば、 b=21/2×a (1) となり、開口の口径が円形の場合と比較して”21/2
だけ大きくなるのでこの正方形マイクロレンズの開口数
も大きくなり絞られるビーム径が細くなって、従来例と
比較してビーム径を絞れることになるのでピンホール板
4のピンホールを通過する光が増加することになる。
【0027】また、各マイクロレンズの間には図7中の
斜線部に示すようなマイクロレンズ板への入射光を活用
できない部分が存在しないので入射光を100%活用す
ることが可能になる。
【0028】この結果、正方形の形状のマイクロレンズ
を用いると共に各マイクロレンズの中心点を結ぶ線分の
2等分点にマイクロレンズ間の境界線が来るように配置
することにより、マイクロレンズ板2aに入射された光
を100%活用することが可能になる。
【0029】なお、図2に示す実施例ではマイクロレン
ズの形状を正方形としたが三角形、方形及び六角形であ
っても各マイクロレンズの中心点を結ぶ線分の2等分点
にマイクロレンズ間の境界線が来るように配置すること
ができ、マイクロレンズ板2aへの入射光を100%活
用することが可能になる。
【0030】すなわち、図3は三角形のマイクロレンズ
を用いて配置した場合を示す平面図である。図3中”L
101”、”L102”及び”L103”に示す各マイ
クロレンズは正三角形の形状をしており、各マイクロレ
ンズの中心点を結ぶ線分の2等分点に境界線が来るよう
に配置されている。
【0031】図3に示すように各マイクロレンズの間に
は図7中の斜線部に示すようなマイクロレンズ板への入
射光を活用できない部分が存在しないので入射光を10
0%活用することが可能になる。
【0032】また、図4は六角形のマイクロレンズを用
いて配置した場合を示す平面図である。図4中”L20
1”、”L202”、”L203”及び”L204”に
示す各マイクロレンズは正六角形の形状をしており、各
マイクロレンズの中心点を結ぶ線分の2等分点に境界線
が来るように配置されている。
【0033】図4に示すように各マイクロレンズの間に
は図7中の斜線部に示すようなマイクロレンズ板への入
射光を活用できない部分が存在しないので入射光を10
0%活用することが可能になる。
【0034】さらに、同一形状のマイクロレンズを用い
ることには限定されず、図5に示すような複数形状のマ
イクロレンズの組み合わせであっても構わない。図5は
複数の形状のマイクロレンズを用いた場合を示す平面図
である。
【0035】図5中”L301”及び”L303”は五
角形の形状のマイクロレンズ、図5中”L302”は六
角形の形状のマイクロレンズ、図5中”L304”は長
方形の形状のマイクロレンズをそれぞれ示している。そ
して、各マイクロレンズの中心点を結ぶ線分の2等分点
に境界線が来るように配置されている。
【0036】図5に示す場合であっても各マイクロレン
ズの間には図7中の斜線部に示すようなマイクロレンズ
板への入射光を活用できない部分が存在しないので入射
光を100%活用することが可能になる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項1乃至請
求項6の発明によれば、各マイクロレンズの中心点を結
ぶ線分の2等分点にマイクロレンズ間の境界線が来るよ
うに配置することにより、マイクロレンズ板に入射され
た光を100%活用することが可能になり、利用できる
光の効率の向上が可能な共焦点光スキャナが実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る共焦点光スキャナの一実施例を示
す構成ブロック図である。
【図2】マイクロレンズ板のマイクロレンズの一部を示
す平面図である。
【図3】正三角形のマイクロレンズを用いて配置した場
合を示す平面図である。
【図4】正六角形のマイクロレンズを用いて配置した場
合を示す平面図である。
【図5】複数の形状のマイクロレンズを用いた場合を示
す平面図である。
【図6】従来の共焦点光スキャナの一例を示す構成ブロ
ック図である。
【図7】マイクロレンズ板のマイクロレンズの一部を示
す平面図である。
【図8】マイクロレンズ板のマイクロレンズの一部を示
す平面図である。
【符号の説明】
1 レーザ 2,2a マイクロレンズ板 3 ビームスプリッタ 4 ピンホール板 5 対物レンズ 6 試料 7 リレーレンズ 8 受光器 9 モータ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の集光手段を有する円板及び前記集光
    手段と同一パターンの複数の開口を有する円板を同期し
    て回転させ前記集光手段及び前記開口を通過した光を集
    光して試料を走査する共焦点光スキャナにおいて、 前記集光手段の中心点を結ぶ線分の2等分点に前記集光
    手段間の境界線が来るように配置したことを特徴とする
    共焦点光スキャナ。
  2. 【請求項2】前記集光手段の形状が方形であることを特
    徴とする請求項1記載の共焦点光スキャナ。
  3. 【請求項3】前記集光手段の形状が正方形であることを
    特徴とする請求項2記載の共焦点光スキャナ。
  4. 【請求項4】前記集光手段の形状が三角形であることを
    特徴とする請求項1記載の共焦点光スキャナ。
  5. 【請求項5】前記集光手段の形状が六角形であることを
    特徴とする請求項1記載の共焦点光スキャナ。
  6. 【請求項6】前記集光手段が複数形状の集光手段の組み
    合わせであることを特徴とする請求項1記載の共焦点光
    スキャナ。
JP10326440A 1998-11-17 1998-11-17 共焦点光スキャナ Pending JP2000147421A (ja)

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JP10326440A JP2000147421A (ja) 1998-11-17 1998-11-17 共焦点光スキャナ
US09/432,322 US20010001581A1 (en) 1998-11-17 1999-11-02 Confocal scanner

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109758123A (zh) * 2019-03-28 2019-05-17 长春嵩韵精密仪器装备科技有限责任公司 一种手持式口腔扫描仪

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