JP2663780B2 - 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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- JP2663780B2 JP2663780B2 JP1541192A JP1541192A JP2663780B2 JP 2663780 B2 JP2663780 B2 JP 2663780B2 JP 1541192 A JP1541192 A JP 1541192A JP 1541192 A JP1541192 A JP 1541192A JP 2663780 B2 JP2663780 B2 JP 2663780B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、共焦点顕微鏡などに用
いるピンホ−ル基板を走査する共焦点用光スキャナの結
像特性の向上、並びにピンホール基板面からの表面反射
（迷光）の低減に関するものである。
いるピンホ−ル基板を走査する共焦点用光スキャナの結
像特性の向上、並びにピンホール基板面からの表面反射
（迷光）の低減に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は本願出願人によるピンホ−ル基板
の先行例である。また、図７はピンホ−ル基板を用いた
共焦点用光スキャナを共焦点顕微鏡に応用した従来例の
構成図である。図７において、図示しないレ−ザ光源か
らの出射光は、ダイクロイックミラ−２で反射され、ピ
ンホ−ル基板１に入射される。ここで、ピンホ−ル基板
１は、図６に示すように、ガラス基板１１の一方の面に
は薄膜１３が、他方の面にはフレネルレンズ１２がそれ
ぞれ形成され、ガラス基板１１の厚さｔは、ガラス基板
１１の一方の面に形成されたフレネルレンズ１２の焦点
距離と同一とされ、薄膜１３上には、フレネルレンズ１
２の焦点位置に、ピンホ−ル１４を備えた構成とされて
いる。このピンホ−ル基板１に光が照射されると、フレ
ネルレンズ１２により、入射光がフレネルレンズ１２の
焦点位置に形成されたピンホ−ル１４の入口に集めら
れ、フレネルレンズ１２を介して、フレネルレンズ１２
のない場合に比べて、より多くの光を集光できる。図７
に戻り、ピンホ−ル基板１を通過した光は、図示しない
試料に照射される。試料からの戻り光は、再びピンホ−
ル基板１を通って、ダイクロイックミラ−２を透過し、
カメラ３に結像する（試料の像をカメラ３を介して目で
捕らえることができる）。この装置では、ピンホ−ル基
板１を、例えば、図示しないモ−タで一定速度で回転さ
せており、ピンホ−ル基板１の回転に伴うピンホ−ル１
４の移動により、試料への集束光点を走査している。
の先行例である。また、図７はピンホ−ル基板を用いた
共焦点用光スキャナを共焦点顕微鏡に応用した従来例の
構成図である。図７において、図示しないレ−ザ光源か
らの出射光は、ダイクロイックミラ−２で反射され、ピ
ンホ−ル基板１に入射される。ここで、ピンホ−ル基板
１は、図６に示すように、ガラス基板１１の一方の面に
は薄膜１３が、他方の面にはフレネルレンズ１２がそれ
ぞれ形成され、ガラス基板１１の厚さｔは、ガラス基板
１１の一方の面に形成されたフレネルレンズ１２の焦点
距離と同一とされ、薄膜１３上には、フレネルレンズ１
２の焦点位置に、ピンホ−ル１４を備えた構成とされて
いる。このピンホ−ル基板１に光が照射されると、フレ
ネルレンズ１２により、入射光がフレネルレンズ１２の
焦点位置に形成されたピンホ−ル１４の入口に集めら
れ、フレネルレンズ１２を介して、フレネルレンズ１２
のない場合に比べて、より多くの光を集光できる。図７
に戻り、ピンホ−ル基板１を通過した光は、図示しない
試料に照射される。試料からの戻り光は、再びピンホ−
ル基板１を通って、ダイクロイックミラ−２を透過し、
カメラ３に結像する（試料の像をカメラ３を介して目で
捕らえることができる）。この装置では、ピンホ−ル基
板１を、例えば、図示しないモ−タで一定速度で回転さ
せており、ピンホ−ル基板１の回転に伴うピンホ−ル１
４の移動により、試料への集束光点を走査している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術に示す共焦点用光スキャナにおいては、試料で反
射して、再びピンホ−ル基板１を通過した光は、平行光
に戻ってしまうため、図７中に示すように、試料からの
戻り光が、ピンホ−ル基板１のピンホ−ル１４に入射す
る際、φｂに絞られた光が、ピンホ−ル基板１のフレネ
ルレンズ１２を通過した後では、φａの平行光になり、
大きくなってしまう。例えば、図８に示すように、画素
の大きさｃが、ｂ＜ｃ＜ａとすると、ピンホ−ル１４の
像の走査ピッチｐは、一般にｐ＜ａであり、カメラ３で
捕えられる試料の像の分解能は、明らかに低下してしま
う。また、分解能を上げるため、ダイクロイックミラ−
２とカメラ３との間にレンズを入れた構成とすると、試
料から反射され、ピンホ−ル基板１を通過した光が全て
平行光であるため、レンズにより１点に集中してしま
い、結像しない。さらに、フレネルレンズ１２が、フレ
ネルゾ−ンプレ−トのように、光量の減少を伴うような
場合では、光利用効率が悪く、試料からの微弱な螢光な
ども減少させられてしまい、低感度となる。また、フレ
ネルレンズ１２などの集光手段は、一般に円形状をして
いるため、隣接円（隣に形成されたフレネルレンズ）と
の間の光は、そのままピンホール面に到達して、ピンホ
ール面からの表面反射（迷光）となるため、分解能が低
下してしまうという課題があった。
来技術に示す共焦点用光スキャナにおいては、試料で反
射して、再びピンホ−ル基板１を通過した光は、平行光
に戻ってしまうため、図７中に示すように、試料からの
戻り光が、ピンホ−ル基板１のピンホ−ル１４に入射す
る際、φｂに絞られた光が、ピンホ−ル基板１のフレネ
ルレンズ１２を通過した後では、φａの平行光になり、
大きくなってしまう。例えば、図８に示すように、画素
の大きさｃが、ｂ＜ｃ＜ａとすると、ピンホ−ル１４の
像の走査ピッチｐは、一般にｐ＜ａであり、カメラ３で
捕えられる試料の像の分解能は、明らかに低下してしま
う。また、分解能を上げるため、ダイクロイックミラ−
２とカメラ３との間にレンズを入れた構成とすると、試
料から反射され、ピンホ−ル基板１を通過した光が全て
平行光であるため、レンズにより１点に集中してしま
い、結像しない。さらに、フレネルレンズ１２が、フレ
ネルゾ−ンプレ−トのように、光量の減少を伴うような
場合では、光利用効率が悪く、試料からの微弱な螢光な
ども減少させられてしまい、低感度となる。また、フレ
ネルレンズ１２などの集光手段は、一般に円形状をして
いるため、隣接円（隣に形成されたフレネルレンズ）と
の間の光は、そのままピンホール面に到達して、ピンホ
ール面からの表面反射（迷光）となるため、分解能が低
下してしまうという課題があった。
【０００４】本発明は、上記従来技術の課題を踏まえて
成されたものであり、ピンホ−ル基板を構成する集光デ
ィスクとピンホ−ルディスクの間に、分岐光学系を設置
し、試料からの戻り光が、集光ディスクに入射しない構
成とすることにより、集光ディスクによる照射効率向上
を維持すると共に、結像時のピンホ−ル径による分解能
も確保でき、結像特性を向上させ、また、集光ディスク
の集光手段が形成されていない部分を遮光することによ
り、ピンホールディスクからの迷光を低減した共焦点用
光スキャナを提供することを目的としたものである。
成されたものであり、ピンホ−ル基板を構成する集光デ
ィスクとピンホ−ルディスクの間に、分岐光学系を設置
し、試料からの戻り光が、集光ディスクに入射しない構
成とすることにより、集光ディスクによる照射効率向上
を維持すると共に、結像時のピンホ−ル径による分解能
も確保でき、結像特性を向上させ、また、集光ディスク
の集光手段が形成されていない部分を遮光することによ
り、ピンホールディスクからの迷光を低減した共焦点用
光スキャナを提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１の構成は、ピンホ−ル基板を回転させ、
このピンホ−ル基板を通過した照射光を試料に対して走
査する共焦点用光スキャナにおいて、複数の集光手段が
形成された集光ディスクと、複数のピンホ−ルが形成さ
れたピンホ−ルディスクと、前記集光ディスクとピンホ
−ルディスクとを前記複数の集光手段の焦点位置に前記
ピンホ−ルがそれぞれ配置されるように連結するドラム
から成るピンホ−ル基板と、このピンホ−ル基板を一定
速度で回転させる回転手段と、前記ピンホ−ル基板の集
光ディスクとピンホ−ルディスクとの間に設置された分
岐光学系とを備え、前記試料からの戻り光は、前記ピン
ホ−ルディスクを通った後、前記分岐光学系により、前
記集光ディスクを介して入射された前記照射光の光軸方
向と直角方向にその光路を曲げられて出射するようにし
たことを特徴とするものである。また、第２の構成は、
前記ピンホ−ル基板は、側面に配置された前記集光ディ
スクと底面に配置された前記ピンホ−ルディスクで構成
され、前記ピンホ−ル基板の側面から前記集光ディスク
に入射された照射光は前記分岐光学系により直角方向に
その光路を曲げられて前記ピンホ−ルディスクを介して
前記試料に照射され、試料からの戻り光は、前記ピンホ
−ルディスクを通った後、前記分岐光学系を透過して出
射するようにしたことを特徴とするものである。さら
に、第３の構成は、前記ピンホール基板を構成する集光
ディスクの集光手段の形成されていない部分を透過率の
低い膜で遮光したことを特徴とするものである。
の本発明の第１の構成は、ピンホ−ル基板を回転させ、
このピンホ−ル基板を通過した照射光を試料に対して走
査する共焦点用光スキャナにおいて、複数の集光手段が
形成された集光ディスクと、複数のピンホ−ルが形成さ
れたピンホ−ルディスクと、前記集光ディスクとピンホ
−ルディスクとを前記複数の集光手段の焦点位置に前記
ピンホ−ルがそれぞれ配置されるように連結するドラム
から成るピンホ−ル基板と、このピンホ−ル基板を一定
速度で回転させる回転手段と、前記ピンホ−ル基板の集
光ディスクとピンホ−ルディスクとの間に設置された分
岐光学系とを備え、前記試料からの戻り光は、前記ピン
ホ−ルディスクを通った後、前記分岐光学系により、前
記集光ディスクを介して入射された前記照射光の光軸方
向と直角方向にその光路を曲げられて出射するようにし
たことを特徴とするものである。また、第２の構成は、
前記ピンホ−ル基板は、側面に配置された前記集光ディ
スクと底面に配置された前記ピンホ−ルディスクで構成
され、前記ピンホ−ル基板の側面から前記集光ディスク
に入射された照射光は前記分岐光学系により直角方向に
その光路を曲げられて前記ピンホ−ルディスクを介して
前記試料に照射され、試料からの戻り光は、前記ピンホ
−ルディスクを通った後、前記分岐光学系を透過して出
射するようにしたことを特徴とするものである。さら
に、第３の構成は、前記ピンホール基板を構成する集光
ディスクの集光手段の形成されていない部分を透過率の
低い膜で遮光したことを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】本発明によれば、試料からの戻り光が、集光デ
ィスクに入射しない構成としており、ピンホ−ル径によ
って得られる共焦点の分解能の低下を防げると共に、通
過によって光量の減少を伴なうようなフレネルゾ−ンプ
レ−トを集光ディスクに用いても、試料からの戻り光は
減少しない。また、集光ディスクの非集光手段部を遮光
膜で覆ったため、ピンホールディスクからの迷光を低減
できる。
ィスクに入射しない構成としており、ピンホ−ル径によ
って得られる共焦点の分解能の低下を防げると共に、通
過によって光量の減少を伴なうようなフレネルゾ−ンプ
レ−トを集光ディスクに用いても、試料からの戻り光は
減少しない。また、集光ディスクの非集光手段部を遮光
膜で覆ったため、ピンホールディスクからの迷光を低減
できる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明の共焦点用光スキャナを共焦点顕微鏡に用い
た第１の実施例を示す構成図である。なお、図１におい
て、図７と同一要素には同一符号を付して重複する説明
は省略する。図１において、４は共焦点用光スキャナで
あり、この共焦点用光スキャナ４は、図２（イ）に示す
ガラス基板の片面に形成された複数のフレネルレンズ
が、焦点位置を一画面分づつ半径方向にＰr だけ順次ず
らされて形成された集光ディスク４１１と、図２（ロ）
に示す基板に形成された複数のピンホ−ルが、半径方向
にＰr（周方向にＰθ）だけ順次ずらされて形成された
ピンホ−ルディスク４１２と、集光ディスク４１１とピ
ンホ−ルディスク４１２をフレネルレンズの焦点位置に
それぞれピンホ−ルが配置されるように連結するドラム
４１３から成るピンホ−ル基板４１と、集光ディスク４
１１とピンホ−ルディスク４１２の間に設置されたビ−
ムスプリッタ４２と、ピンホ−ル基板４１を一定速度で
回転するモ−タ４３で構成される。なお、集光ディスク
４１１とピンホ−ルディスク４１２共に、半導体のマス
ク工程などで容易に製作することができ、また、ビ−ム
スプリッタ４２は、例えば、紙面と直角方向に設置され
た図示しない支持機構により、空間に保持してあり、透
過／反射率は、５０：５０とされている。５は対物レン
ズであり、ピンホ−ルからの出射光を試料６に照射する
と共に、試料６からの戻り光が、再びピンホ−ルに入射
する位置に設置されている。７は共焦点用光スキャナ４
の側方に、ピンホ−ルの像をカメラ３上に結像できる位
置と焦点距離に設置された集光レンズである。
１は本発明の共焦点用光スキャナを共焦点顕微鏡に用い
た第１の実施例を示す構成図である。なお、図１におい
て、図７と同一要素には同一符号を付して重複する説明
は省略する。図１において、４は共焦点用光スキャナで
あり、この共焦点用光スキャナ４は、図２（イ）に示す
ガラス基板の片面に形成された複数のフレネルレンズ
が、焦点位置を一画面分づつ半径方向にＰr だけ順次ず
らされて形成された集光ディスク４１１と、図２（ロ）
に示す基板に形成された複数のピンホ−ルが、半径方向
にＰr（周方向にＰθ）だけ順次ずらされて形成された
ピンホ−ルディスク４１２と、集光ディスク４１１とピ
ンホ−ルディスク４１２をフレネルレンズの焦点位置に
それぞれピンホ−ルが配置されるように連結するドラム
４１３から成るピンホ−ル基板４１と、集光ディスク４
１１とピンホ−ルディスク４１２の間に設置されたビ−
ムスプリッタ４２と、ピンホ−ル基板４１を一定速度で
回転するモ−タ４３で構成される。なお、集光ディスク
４１１とピンホ−ルディスク４１２共に、半導体のマス
ク工程などで容易に製作することができ、また、ビ−ム
スプリッタ４２は、例えば、紙面と直角方向に設置され
た図示しない支持機構により、空間に保持してあり、透
過／反射率は、５０：５０とされている。５は対物レン
ズであり、ピンホ−ルからの出射光を試料６に照射する
と共に、試料６からの戻り光が、再びピンホ−ルに入射
する位置に設置されている。７は共焦点用光スキャナ４
の側方に、ピンホ−ルの像をカメラ３上に結像できる位
置と焦点距離に設置された集光レンズである。
【０００８】このような構成において、図示しないレ−
ザ光源からの出射光（レ−ザ光だけでなく白色光などで
も良い）は、共焦点用光スキャナ４に入射される。共焦
点用光スキャナ４に入射された光は、ピンホ−ル基板４
１の集光ディスク４１１上に形成されたフレネルレンズ
により集光され、ビ−ムスプリッタ４２を透過して、ピ
ンホ−ルディスク４１２上に形成されたピンホ−ルに集
光する。ピンホ−ルを通った光は、対物レンズ５によ
り、試料６上に照射される。試料６からの戻り光は、再
び対物レンズ５、ピンホ−ルデイスク４１２を通って、
ビ−ムスプリッタ４２で反射され（入射光の光軸方向と
直角方向に曲げられ）、集光レンズ７を介して、カメラ
３に試料６の像が結像される。この実施例では、ピンホ
−ル基板４１がモ−タ４３により一定速度で回転してお
り、ピンホ−ル基板４１の回転により、ピンホ−ルの像
が試料６上を走査している。また、ピンホ−ルディスク
４１２上のピンホ−ルと試料６上の光スポット（ピンホ
−ルの像）が共焦点関係にあり、図示しないレ−ザ光源
からの入射光と試料６からの戻り光共に、ピンホ−ルを
通過するため、共焦点効果による高い分解能を得られる
と共に、試料６からの戻り光は、集光ディスク４１１を
通過しないため、ピンホ−ルの径によって得られる共焦
点の分解能を保持でき、集光ディスク４１１に形成され
たフレネルレンズが、フレネルゾ−ンプレ−トのよう
に、通過に伴う光量が減少するものであっても、戻り光
は全光量を受光することができる。
ザ光源からの出射光（レ−ザ光だけでなく白色光などで
も良い）は、共焦点用光スキャナ４に入射される。共焦
点用光スキャナ４に入射された光は、ピンホ−ル基板４
１の集光ディスク４１１上に形成されたフレネルレンズ
により集光され、ビ−ムスプリッタ４２を透過して、ピ
ンホ−ルディスク４１２上に形成されたピンホ−ルに集
光する。ピンホ−ルを通った光は、対物レンズ５によ
り、試料６上に照射される。試料６からの戻り光は、再
び対物レンズ５、ピンホ−ルデイスク４１２を通って、
ビ−ムスプリッタ４２で反射され（入射光の光軸方向と
直角方向に曲げられ）、集光レンズ７を介して、カメラ
３に試料６の像が結像される。この実施例では、ピンホ
−ル基板４１がモ−タ４３により一定速度で回転してお
り、ピンホ−ル基板４１の回転により、ピンホ−ルの像
が試料６上を走査している。また、ピンホ−ルディスク
４１２上のピンホ−ルと試料６上の光スポット（ピンホ
−ルの像）が共焦点関係にあり、図示しないレ−ザ光源
からの入射光と試料６からの戻り光共に、ピンホ−ルを
通過するため、共焦点効果による高い分解能を得られる
と共に、試料６からの戻り光は、集光ディスク４１１を
通過しないため、ピンホ−ルの径によって得られる共焦
点の分解能を保持でき、集光ディスク４１１に形成され
たフレネルレンズが、フレネルゾ−ンプレ−トのよう
に、通過に伴う光量が減少するものであっても、戻り光
は全光量を受光することができる。
【０００９】なお、上記実施例において、カメラ３は接
眼レンズを付けて肉眼による観察も可能である。
眼レンズを付けて肉眼による観察も可能である。
【００１０】また、ビ−ムスプリッタ４２は、図３に示
すように、偏光ビ−ムスプリッタとし、ピンホ−ルディ
スク４１２と試料６の間に１／４波長板を配置した構成
としても良く、入射光をｐ偏光としておけば、入射光は
偏光ビ−ムスプリッタを通過する。この光は、１／４波
長板を通過すると、円偏光となり、試料６で反射、再び
１／４波長板を通過するとｓ偏光となり、偏光ビ−ムス
プリッタで反射される。ｓ：ｐの比は、２：９８〜１：
１００００程度にできるため、入射光と戻り光の効率が
向上する。
すように、偏光ビ−ムスプリッタとし、ピンホ−ルディ
スク４１２と試料６の間に１／４波長板を配置した構成
としても良く、入射光をｐ偏光としておけば、入射光は
偏光ビ−ムスプリッタを通過する。この光は、１／４波
長板を通過すると、円偏光となり、試料６で反射、再び
１／４波長板を通過するとｓ偏光となり、偏光ビ−ムス
プリッタで反射される。ｓ：ｐの比は、２：９８〜１：
１００００程度にできるため、入射光と戻り光の効率が
向上する。
【００１１】さらに、ビ−ムスプリッタ４２は、図４に
示すように、ダイクロイックミラ−としても良く、この
場合、入射光（励起光λEX）を透過し、試料（螢光物
質）からの戻り光（螢光λEM）を反射する特性にしてお
けば、戻り光の反射率で励起光λex＝３％、螢光λEM＝
８０％程度は容易に得ることができ、側方に励起光λEX
をカットするフィルタを配置すれば、より高いＳ／Ｎを
得られる。
示すように、ダイクロイックミラ−としても良く、この
場合、入射光（励起光λEX）を透過し、試料（螢光物
質）からの戻り光（螢光λEM）を反射する特性にしてお
けば、戻り光の反射率で励起光λex＝３％、螢光λEM＝
８０％程度は容易に得ることができ、側方に励起光λEX
をカットするフィルタを配置すれば、より高いＳ／Ｎを
得られる。
【００１２】図５は本発明の共焦点用光スキャナを共焦
点顕微鏡に用いた第２の実施例を示す構成図である。な
お、図５において、図１と同一要素には同一符号を付し
て重複する説明は省略する。図５と図１との相違点は、
共焦点用光スキャナ４ａを構成するピンホ−ル基板４１
ａは、側面に配置された集光ディスク４１１と底面に配
置されたピンホ−ルディスク４１２で構成され、ピンホ
−ル基板４１ａの側面から集光ディスク４１１に入射さ
れた照明光は、ビ−ムスプリッタ４２により直角方向に
その光路を曲げられて、ピンホ−ルディスク４１２を介
して、試料６に照射され、試料６からの戻り光は、ピン
ホ−ルディスク４１２を通った後、ビ−ムスプリッタ４
２を透過して、集光レンズ７を介して、カメラ３に結像
するようにした点である。
点顕微鏡に用いた第２の実施例を示す構成図である。な
お、図５において、図１と同一要素には同一符号を付し
て重複する説明は省略する。図５と図１との相違点は、
共焦点用光スキャナ４ａを構成するピンホ−ル基板４１
ａは、側面に配置された集光ディスク４１１と底面に配
置されたピンホ−ルディスク４１２で構成され、ピンホ
−ル基板４１ａの側面から集光ディスク４１１に入射さ
れた照明光は、ビ−ムスプリッタ４２により直角方向に
その光路を曲げられて、ピンホ−ルディスク４１２を介
して、試料６に照射され、試料６からの戻り光は、ピン
ホ−ルディスク４１２を通った後、ビ−ムスプリッタ４
２を透過して、集光レンズ７を介して、カメラ３に結像
するようにした点である。
【００１３】したがって、この実施例においても、図１
装置と同様に、図示しないレ−ザ光源からの入射光と試
料６からの戻り光共に、ピンホ−ルを通過するため、共
焦点効果による高い分解能を得られると共に、試料６か
らの戻り光は、集光ディスク４１１を通過しないため、
ピンホ−ルの径によって得られる共焦点の分解能を保持
できる。
装置と同様に、図示しないレ−ザ光源からの入射光と試
料６からの戻り光共に、ピンホ−ルを通過するため、共
焦点効果による高い分解能を得られると共に、試料６か
らの戻り光は、集光ディスク４１１を通過しないため、
ピンホ−ルの径によって得られる共焦点の分解能を保持
できる。
【００１４】図９は本発明の共焦点用光スキャナの第３
の実施例を示し、特に集光ディスク部の拡大構成図であ
る。図９において、４１１ａは集光手段であるマイクロ
レンズであり、ガラス基板上に複数形成されている。４
１１ｂはガラス基板上のマイクロレンズ４１１ａが形成
されていない部分（非マイクロレンズ部）に形成した透
過率の低い遮光膜であり、例えば、Ｃｒ膜（通常、１５
％程度の反射率を有している）である。この場合、集光
ディスク４１１のマイクロレンズ４１１ａ以外の領域が
Ｃｒ膜で遮光してあるため、集光ディスク４１１に照射
された光の内、マイクロレンズ４１１ａ以外の領域に照
射された光は、遮光膜４１１ｂにより反射されて、図示
しないピンホ−ルディスクに到達しないため、ピンホー
ル面からの表面反射である迷光を低減できる。また、遮
光膜４１１ｂは、マイクロレンズ４１１ａが形成される
ガラス基板、つまり、ガラス自身の反射率が４％である
ため、反射率が４％以上の膜を用いることでも、十分に
非マイクロレンズ部を透過する光を遮光できるため、ピ
ンホールディスクからの迷光を低減できる。
の実施例を示し、特に集光ディスク部の拡大構成図であ
る。図９において、４１１ａは集光手段であるマイクロ
レンズであり、ガラス基板上に複数形成されている。４
１１ｂはガラス基板上のマイクロレンズ４１１ａが形成
されていない部分（非マイクロレンズ部）に形成した透
過率の低い遮光膜であり、例えば、Ｃｒ膜（通常、１５
％程度の反射率を有している）である。この場合、集光
ディスク４１１のマイクロレンズ４１１ａ以外の領域が
Ｃｒ膜で遮光してあるため、集光ディスク４１１に照射
された光の内、マイクロレンズ４１１ａ以外の領域に照
射された光は、遮光膜４１１ｂにより反射されて、図示
しないピンホ−ルディスクに到達しないため、ピンホー
ル面からの表面反射である迷光を低減できる。また、遮
光膜４１１ｂは、マイクロレンズ４１１ａが形成される
ガラス基板、つまり、ガラス自身の反射率が４％である
ため、反射率が４％以上の膜を用いることでも、十分に
非マイクロレンズ部を透過する光を遮光できるため、ピ
ンホールディスクからの迷光を低減できる。
【００１５】なお、上記実施例において、共焦点用光ス
キャナを構成する集光ディスクとしては、図に示す断面
鋸状のもの以外に、光量の減少を伴うが、濃淡や位相差
のパタ−ンを同心円状に交互に複数配置して成るフレネ
ルゾ−ンプレ−トを用いても良く、また、結晶化ガラス
の部分収縮を用いて形成した微小凸レンズ型マイクロレ
ンズや低屈折率の基板に高屈折率の物質をド−プして形
成した屈折率分布型平板マイクロレンズを用いた構成の
ものでも良い。さらに、遮光膜はＣｒ膜以外に、エマル
ジョン膜を用いても良い。
キャナを構成する集光ディスクとしては、図に示す断面
鋸状のもの以外に、光量の減少を伴うが、濃淡や位相差
のパタ−ンを同心円状に交互に複数配置して成るフレネ
ルゾ−ンプレ−トを用いても良く、また、結晶化ガラス
の部分収縮を用いて形成した微小凸レンズ型マイクロレ
ンズや低屈折率の基板に高屈折率の物質をド−プして形
成した屈折率分布型平板マイクロレンズを用いた構成の
ものでも良い。さらに、遮光膜はＣｒ膜以外に、エマル
ジョン膜を用いても良い。
【００１６】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、試料からの戻り光が集光ディス
クに入射しない構成としており、ピンホ−ル径によって
得られる共焦点の分解能の低下を防げると共に、通過に
よって光量の減少を伴なうような集光ディスクを用いて
も、試料からの戻り光量は減少しない。したがって、共
焦点顕微鏡などに用いる共焦点用光スキャナの結像特性
を向上することができる。また、集光ディスクの非マイ
クロレンズ部に遮光膜を形成した構成とすることによ
り、ピンホールディスク面からの表面反射を低減するこ
とができる。
うに、本発明によれば、試料からの戻り光が集光ディス
クに入射しない構成としており、ピンホ−ル径によって
得られる共焦点の分解能の低下を防げると共に、通過に
よって光量の減少を伴なうような集光ディスクを用いて
も、試料からの戻り光量は減少しない。したがって、共
焦点顕微鏡などに用いる共焦点用光スキャナの結像特性
を向上することができる。また、集光ディスクの非マイ
クロレンズ部に遮光膜を形成した構成とすることによ
り、ピンホールディスク面からの表面反射を低減するこ
とができる。
【図１】本発明の共焦点用光スキャナの第１の実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】図１の共焦点用光スキャナに用いる集光ディス
クおよびピンホ−ルディスクの一実施例を示す構成図で
ある。
クおよびピンホ−ルディスクの一実施例を示す構成図で
ある。
【図３】本発明の共焦点用光スキャナに用いる分岐光学
系の他の実施例を示す構成図である。
系の他の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明の共焦点用光スキャナに用いる分岐光学
系の他の実施例を示す構成図である。
系の他の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明の共焦点用光スキャナの第２の実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図６】共焦点用光スキャナに用いるピンホ−ル基板の
従来例である。
従来例である。
【図７】共焦点用光スキャナを用いた共焦点顕微鏡の一
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図８】図７装置の動作を説明するための図である。
【図９】本発明の共焦点用光スキャナの第３の実施例を
示す集光ディスク部の拡大構成図である。
示す集光ディスク部の拡大構成図である。
３ カメラ ４ 共焦点用光スキャナ ５ 対物レンズ ６ 試料 ７ 集光レンズ ４１ ピンホ−ル基板 ４２ ビ−ムスプリッタ ４３ モ−タ ４１１ 集光ディスク ４１１ａ マイクロレンズ ４１１ｂ 遮光膜 ４１２ ピンホ−ルディスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−330412（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−347801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−87661（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−302215（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−503493（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−508235（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−89906（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】 ピンホ−ル基板を回転させ、このピンホ
−ル基板を通過した照射光を試料に対して走査する共焦
点用光スキャナにおいて、 複数の集光手段が形成された集光ディスクと、複数のピ
ンホ−ルが形成されたピンホ−ルディスクと、前記集光
ディスクとピンホ−ルディスクとを前記複数の集光手段
の焦点位置に前記ピンホ−ルがそれぞれ配置されるよう
に連結するドラムから成るピンホ−ル基板と、 このピンホ−ル基板を一定速度で回転させる回転手段
と、 前記ピンホ−ル基板の集光ディスクとピンホ−ルディス
クとの間に設置された分岐光学系とを備え、 前記試料からの戻り光は、前記ピンホ−ルディスクを通
った後、前記分岐光学系により、前記集光ディスクを介
して入射された前記照射光の光軸方向と直角方向にその
光路を曲げられて出射するようにしたことを特徴とする
共焦点用光スキャナ。 - 【請求項２】 前記ピンホ−ル基板は、側面に配置され
た前記集光ディスクと底面に配置された前記ピンホ−ル
ディスクで構成され、前記ピンホ−ル基板の側面から前
記集光ディスクに入射された照射光は前記分岐光学系に
より直角方向にその光路を曲げられて前記ピンホ−ルデ
ィスクを介して前記試料に照射され、試料からの戻り光
は、前記ピンホ−ルディスクを通った後、前記分岐光学
系を透過して出射するように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】 請求項１または２記載の共焦点用光スキ
ャナにおいて、 前記ピンホール基板を構成する集光ディスクの集光手段
の形成されていない部分を透過率の低い膜で遮光したこ
とを特徴とする共焦点用光スキャナ。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1541192A JP2663780B2 (ja) | 1991-05-29 | 1992-01-30 | 共焦点用光スキャナ |
| EP96102181A EP0727684B1 (en) | 1991-10-31 | 1992-08-28 | Confocal optical scanner |
| EP92114750A EP0539691B1 (en) | 1991-10-31 | 1992-08-28 | Nipkow disk for confocal optical scanner |
| DE69222733T DE69222733T2 (de) | 1991-10-31 | 1992-08-28 | Nipkowscheibe für konfokalen optischen Scanner |
| DE92114750T DE539691T1 (de) | 1991-10-31 | 1992-08-28 | Nipkowscheibe für konfokalen optischen Scanner. |
| DE69231596T DE69231596T2 (de) | 1991-10-31 | 1992-08-28 | Konfokaler optischer Scanner |
| DE0727684T DE727684T1 (de) | 1991-10-31 | 1992-08-28 | Konfokaler optischer Scanner |
| US07/942,156 US5428475A (en) | 1991-10-31 | 1992-09-08 | Confocal optical scanner |
| US08/606,462 US5579157A (en) | 1991-10-31 | 1996-03-04 | Confocal optical scanner |
| US08/626,014 US5633751A (en) | 1991-10-31 | 1996-03-22 | Confocal optical scanner |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JP12615191 | 1991-05-29 | ||
| JP1541192A JP2663780B2 (ja) | 1991-05-29 | 1992-01-30 | 共焦点用光スキャナ |
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| Publication Number | Publication Date |
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ID=26351550
Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2663780B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2011221170A (ja) * | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Yokogawa Electric Corp | 共焦点光スキャナ |
| EP4060392A1 (en) | 2021-03-15 | 2022-09-21 | Yokogawa Electric Corporation | Confocal scanner and confocal microscope |
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|---|---|---|---|---|
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| US6297904B1 (en) | 1998-09-22 | 2001-10-02 | Olympus Optical Co., Ltd. | Inverted confocal microscope |
| JP3736213B2 (ja) * | 1999-07-15 | 2006-01-18 | 横河電機株式会社 | 共焦点光スキャナ |
| JP3741051B2 (ja) * | 2001-05-10 | 2006-02-01 | 横河電機株式会社 | バイオチップ読取装置 |
| JP3968629B2 (ja) * | 2001-08-09 | 2007-08-29 | 横河電機株式会社 | 蛍光画像計測装置 |
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| JP4982974B2 (ja) * | 2005-06-16 | 2012-07-25 | 横河電機株式会社 | 共焦点顕微鏡システム |
| JP2007121590A (ja) | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Yokogawa Electric Corp | 共焦点スキャナ |
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| JP4817123B2 (ja) * | 2006-11-17 | 2011-11-16 | 横河電機株式会社 | 共焦点スキャナユニットおよびこれを使用した共焦点顕微鏡 |
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| JP5110370B2 (ja) * | 2008-02-14 | 2012-12-26 | 横河電機株式会社 | 創薬スクリーニング装置 |
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| CA2779146C (en) | 2009-12-08 | 2013-09-03 | Spectral Applied Research Inc. | Imaging distal end of multimode fiber |
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-
1992
- 1992-01-30 JP JP1541192A patent/JP2663780B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP4060392A1 (en) | 2021-03-15 | 2022-09-21 | Yokogawa Electric Corporation | Confocal scanner and confocal microscope |
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|---|---|
| JPH0560980A (ja) | 1993-03-12 |
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