JPH04330412A - Confocal optical scanner - Google Patents
Confocal optical scannerInfo
- Publication number
- JPH04330412A JPH04330412A JP11016691A JP11016691A JPH04330412A JP H04330412 A JPH04330412 A JP H04330412A JP 11016691 A JP11016691 A JP 11016691A JP 11016691 A JP11016691 A JP 11016691A JP H04330412 A JPH04330412 A JP H04330412A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical scanner
- pinhole
- confocal optical
- pinhole substrate
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
- G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
- G02B21/0036—Scanning details, e.g. scanning stages
- G02B21/0044—Scanning 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)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
【0001】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光
利用効率の向上に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improving the light utilization efficiency of a confocal optical scanner for scanning a pinhole substrate used in a confocal microscope or the like.
【0002】0002
【従来の技術】図6は共焦点用光スキャナに用いるピン
ホ−ル基板の従来例、図7は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。図6および
図7において、図示しない光源からの出射光は、偏向子
1a、ビ−ムスプリッタ2を通って、基板31に複数の
ピンホ−ル32が螺旋状に形成されているピンホ−ル基
板3に照射される。この照射光の内、ピンホ−ル基板3
に螺旋状に配置された多数のピンホ−ル32の幾つかを
通過した光は、1/4波長板4、対物レンズ5を経て試
料6に集光される。試料6からの反射光は、同一の光路
を通って、ピンホ−ル基板3のピンホ−ル32の1つに
集光され、ピンホ−ル32を通って、ビ−ムスプリッタ
2、偏向子1bを経て、接眼レンズ7を介して、試料6
の像を目で捕らえることができる。この装置では、ピン
ホ−ル基板3をモ−タ8で一定速度で回転させており、
ピンホ−ル基板3の回転に伴うピンホ−ル32の移動に
より、試料6への集束光点を走査している。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram showing a conventional example of a pinhole substrate used in a confocal optical scanner, and FIG. 7 is a block diagram showing an example of a confocal microscope using a confocal optical scanner. 6 and 7, light emitted from a light source (not shown) passes through a polarizer 1a and a beam splitter 2, and then passes through a pinhole substrate 31 in which a plurality of pinholes 32 are spirally formed. 3 is irradiated. Of this irradiation light, the pinhole substrate 3
The light that has passed through some of the many pinholes 32 arranged spirally passes through the quarter-wave plate 4 and the objective lens 5, and is focused on the sample 6. The reflected light from the sample 6 passes through the same optical path and is focused on one of the pinholes 32 of the pinhole substrate 3, and passes through the pinhole 32 to the beam splitter 2 and the deflector 1b. sample 6 through eyepiece lens 7.
You can see the image of In this device, a pinhole substrate 3 is rotated at a constant speed by a motor 8.
By moving the pinhole 32 as the pinhole substrate 3 rotates, the focused light spot on the sample 6 is scanned.
【0003】0003
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術に示す螺旋状に配置された複数のピンホ−ル32
を有するピンホ−ル基板3に、図示しない光源から光が
照射された際、ピンホ−ル32の開口面積が1%とすれ
ば、ピンホ−ル32を通過する光は、ピンホ−ル基板3
への全照射光の1%、即ち、光の利用効率が1%と非常
に悪いものであるという課題があった。また、ピンホ−
ル基板3の表面からの反射光も大きく、この反射光は迷
光となっていた。この迷光を除去するため、接眼レンズ
7のビ−ムストップ7aや偏向子1a、1/4波長板4
などを用いているが、完全に迷光を除去することは難し
く、高価な装置ともなっていた。[Problems to be Solved by the Invention] However, the plurality of pinholes 32 arranged in a spiral manner as shown in the above-mentioned prior art
When light is irradiated from a light source (not shown) to the pinhole substrate 3 having a
There was a problem in that the light utilization efficiency was very low at 1% of the total light irradiated to the area, that is, 1%. Also, pinhole
The reflected light from the surface of the substrate 3 was also large, and this reflected light became stray light. In order to remove this stray light, the beam stop 7a of the eyepiece 7, the polarizer 1a, and the 1/4 wavelength plate 4 are used.
However, it is difficult to completely eliminate stray light, and the equipment is expensive.
【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−ル基板の光源側に集光手段
を設けることにより、光利用効率を向上させ、また、ピ
ンホ−ル基板表面からの反射光(迷光)も低減できる共
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。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and improves the light utilization efficiency by providing a light condensing means on the light source side of the pinhole substrate. The object of the present invention is to provide a confocal optical scanner that can also reduce reflected light (stray light) from the surface.
【0005】[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、前記ピンホ−ル基
板は、複数の集光手段と、この複数の集光手段の焦点位
置にそれぞれ配置された複数のピンホ−ルとを備えた構
成としたことを特徴とするものである。また、第2の構
成は、前記複数の集光手段として、フレネルレンズ、2
次曲面鏡、微小凸レンズ型マイクロレンズ、または屈折
率分布型平板マイクロレンズを用いた構成としたことを
特徴とするものである。また、第3の構成は、前記複数
の集光手段は、その焦点が各開口瞳外に焦点を結ぶもの
も含めて、半径方向に一定の幅を有して、円周方向に一
列に並べられた集光手段群とし、この集光手段群に照射
される照明光の半径方向の照射範囲を前記集光手段群の
半径方向の幅のみとした構成としたことを特徴とするも
のである。更に、第4の構成は、前記複数のピンホ−ル
は、前記複数の集光手段を介して、前記ピンホ−ル基板
に高強度のレ−ザ光を照射させることにより、前記複数
の集光手段の集光位置に合わして形成したことを特徴と
するものである。[Means for Solving the Problems] A first configuration of the present invention for solving the above problems is to rotate a pinhole substrate,
In a confocal optical scanner that scans a sample with irradiation light that has passed through the pinhole substrate, the pinhole substrate has a plurality of light condensing means and a plurality of light condensing means arranged at focal positions of the plurality of light condensing means. The invention is characterized by having a configuration including a plurality of pinholes. Further, in the second configuration, the plurality of light condensing means include a Fresnel lens, two
The present invention is characterized by a configuration using a curved mirror, a minute convex lens type microlens, or a refractive index distribution type flat plate microlens. Further, in the third configuration, the plurality of light condensing means, including those whose focal points are focused outside each aperture pupil, are arranged in a row in the circumferential direction with a constant width in the radial direction. The invention is characterized in that the irradiation range in the radial direction of the illumination light irradiated onto the condensing means group is limited to the width in the radial direction of the condensing means group. . Further, in a fourth configuration, the plurality of pinholes are formed by irradiating the pinhole substrate with a high-intensity laser beam through the plurality of light focusing means. It is characterized in that it is formed in accordance with the light condensing position of the means.
【0006】[0006]
【作用】本発明によると、ピンホ−ルを複数の集光手段
の焦点位置にそれぞれ配置した構成としており、複数の
集光手段を介して、より多くの入射光をピンホ−ルに集
めることができる。また、開口瞳の外に焦点を結ぶ集光
手段の採用により、光の照射面積を減らせるため、光利
用効率を向上できる。更にピンホ−ル基板上のピンホ−
ル以外の面に照射されていた光もピンホ−ルへ集光でき
るため、ピンホ−ル基板表面からの反射光(迷光)を低
減できる。[Operation] According to the present invention, the pinholes are arranged at the focal positions of the plurality of focusing means, so that more incident light can be focused on the pinholes through the plurality of focusing means. can. Furthermore, by employing a condensing means that focuses outside the aperture pupil, the area irradiated with light can be reduced, so that the light utilization efficiency can be improved. Furthermore, the pinhole on the pinhole board
Since light that has been irradiated onto surfaces other than the pinhole can also be focused onto the pinhole, reflected light (stray light) from the pinhole substrate surface can be reduced.
【0007】[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に用いるピンホ−ル基
板の第1の実施例を示す構成図である。図1(イ)にお
いて、ガラス基板11の一方の面には薄膜12が、他方
の面にはフレネルレンズ13がそれぞれ形成されている
。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13の焦点距離と同一と
され、薄膜12上にはフレネルレンズ13の焦点位置に
ピンホ−ル14を備えている。ここで、フレネルレンズ
13とピンホ−ル14の位置合わせ、即ち、ピンホ−ル
14の形成方法は、半導体マスクパタ−ンにより形成さ
れる他、フレネルレンズ13側から高強度のレ−ザ光を
入射させることにより、薄膜の蒸発や熱処理や脱色やエ
ッチング等による方法もあり、薄膜12上に位置合わせ
が容易とされて、ピンホ−ル14がフレネルレンズ13
の集光位置に形成される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained below based on the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a pinhole substrate used in a confocal optical scanner of the present invention. In FIG. 1A, a thin film 12 is formed on one surface of a glass substrate 11, and a Fresnel lens 13 is formed on the other surface. The thickness t of the glass substrate 11 is made equal to the focal length of the Fresnel lens 13 formed on one surface of the glass substrate 11, and a pinhole 14 is provided on the thin film 12 at the focal position of the Fresnel lens 13. There is. Here, the alignment of the Fresnel lens 13 and the pinhole 14, that is, the method of forming the pinhole 14, is performed by forming the pinhole 14 using a semiconductor mask pattern, and by injecting a high-intensity laser beam from the Fresnel lens 13 side. There are also methods such as evaporation, heat treatment, decolorization, etching, etc. of the thin film to facilitate alignment on the thin film 12, so that the pinhole 14 is aligned with the Fresnel lens 13.
is formed at the light condensing position.
【0008】又、図1(ロ)に示すように、ガラス基板
11の片面に形成された複数のフレネルレンズ13は、
ピンホ−ル基板10が一定速度で回転することにより、
ピンホ−ルの像が試料上を走査できるように、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
成されている。Further, as shown in FIG. 1(B), a plurality of Fresnel lenses 13 formed on one side of the glass substrate 11 are
By rotating the pinhole substrate 10 at a constant speed,
The focal position is sequentially shifted by Pr in the radial direction one screen at a time so that the pinhole image can be scanned over the sample.
【0009】ここで、図2は本発明の共焦点用光スキャ
ナを共焦点顕微鏡に使用した一実施例を示す構成図であ
る。なお、共焦点用光スキャナを構成するピンホ−ル基
板は図1のものを用いている。図2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、偏光ビ−ムスプリッタ2により、ピ
ンホ−ル基板10上に平行光として入射する。ピンホ−
ル基板10に入射された光は、図1(イ)に示すように
、フレネルレンズ13により、入射光がフレネルレンズ
13の集光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13を介して、より多くの光が
集光される。図2に戻り、ピンホ−ル14を通った光は
、1/4波長板4を通過後、対物レンズ5により、試料
6上に照射される。試料6からの反射光は、再びピンホ
−ル基板10を通って、偏光ビ−ムスプリッタ2を介し
て、受光器(カメラ)8に入射され、モニタ9に試料6
の像が表示される。この実施例では、ピンホ−ル基板1
0が図示しないモ−タなどにより一定速度で回転してお
り、ピンホ−ル基板10の回転により、ピンホ−ル14
の像が試料6上を走査している。また、ピンホ−ル基板
10上のピンホ−ル14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、レ−ザ光源からの入
射光と試料6からの反射光共に、ピンホ−ル14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。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment in which the confocal optical scanner of the present invention is used in a confocal microscope. The pinhole substrate constituting the confocal optical scanner is the one shown in FIG. 1. In FIG. 2, light emitted from a laser light source (not shown) (not only laser light but also white light may be used) is incident on a pinhole substrate 10 as parallel light by a polarizing beam splitter 2. . Pinho
As shown in FIG. 1(A), the light incident on the Fresnel lens 13 collects the incident light on the entrance of the pinhole 14 formed at the convergence position of the Fresnel lens 13, and passes through the Fresnel lens 13. More light is focused through the lens 13. Returning to FIG. 2, the light that has passed through the pinhole 14 passes through the quarter-wave plate 4 and is then irradiated onto the sample 6 by the objective lens 5. The reflected light from the sample 6 passes through the pinhole substrate 10 again, enters the light receiver (camera) 8 via the polarizing beam splitter 2, and displays the sample 6 on the monitor 9.
The image of is displayed. In this embodiment, the pinhole substrate 1
0 is rotated at a constant speed by a motor (not shown), and the pinhole 14 is rotated by the rotation of the pinhole board 10.
The image is scanning over the sample 6. Furthermore, the pinhole 14 on the pinhole substrate 10 and the light spot (pinhole image) on the sample 6 are in a confocal relationship, and both the incident light from the laser light source and the reflected light from the sample 6 are , and passes through the pinhole 14, high resolution can be obtained due to the confocal effect.
【0010】なお、上記実施例において、受光器8はカ
メラだけではなく、接眼レンズを介して肉眼による観察
も可能である。また、受光器としては、一画面に1つの
ビ−ムとすることによって、フォトダイオ−ドや高感度
の光電子増倍管を用いることもできる。更に共焦点用光
スキャナの偏光ビ−ムスプリッタはハ−フミラ−として
も可能であり(1/4波長板は不要となる)、偏光ビ−
ムスプリッタをダイクロイックミラ−とする(1/4波
長板は不要となる)ことにより、試料の螢光も測定する
ことができる。In the above embodiment, the light receiver 8 can be observed not only with a camera but also with the naked eye through an eyepiece. Further, as the light receiver, a photodiode or a highly sensitive photomultiplier tube can be used by providing one beam per screen. Furthermore, the polarizing beam splitter of the confocal optical scanner can also be used as a half mirror (a quarter-wave plate is not required).
By using a dichroic mirror as the splitter (a quarter wavelength plate is not required), the fluorescence of the sample can also be measured.
【0011】また、ビ−ムの数は、1画面に1つだけで
なく、マルチビ−ムとすることもでき、1画面中の光量
アップや高速化を可能にできる。Furthermore, the number of beams is not limited to one per screen, but can also be multiple beams, making it possible to increase the amount of light per screen and increase the speed.
【0012】図3は本発明の共焦点用光スキャナに用い
る図1のピンホ−ル基板の変形実施例を示す構成図であ
る。なお、図3において図1と(イ)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3において、
薄膜12上に形成されたピンホ−ル14とフレネルレン
ズ13とが、それぞれ別々にガラス基板11a,11b
上に形成されており、フレネルレンズ13の焦点位置に
ピンホ−ル14が配置されるようにガラス基板11aと
11bとがスペ−サ15を介して組み合わされている。FIG. 3 is a block diagram showing a modified embodiment of the pinhole substrate of FIG. 1 used in the confocal optical scanner of the present invention. Note that in FIG. 3, the same elements as those in FIG. In Figure 3,
A pinhole 14 and a Fresnel lens 13 formed on a thin film 12 are separately attached to glass substrates 11a and 11b.
Glass substrates 11a and 11b are combined via a spacer 15 so that a pinhole 14 is located at the focal position of the Fresnel lens 13.
【0013】この実施例においても、図1装置と同様に
、フレネルレンズ13により入射光がフレネルレンズ1
3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13を介して、より多くの光を集
光できるため、光の利用効率を向上することができると
共に、図1装置に比べて、薄膜12及びフレネルレンズ
13が別々のガラス基板上に形成できるため、製作が容
易となる。In this embodiment as well, as in the apparatus shown in FIG.
Since more light can be collected at the entrance of the pinhole 14 formed at the focal position of 3 and passed through the Fresnel lens 13, the light utilization efficiency can be improved and the apparatus shown in FIG. Compared to the above, since the thin film 12 and the Fresnel lens 13 can be formed on separate glass substrates, manufacturing becomes easier.
【0014】図4は本発明の光スキャナに用いるピンホ
−ル基板の第2の実施例を示す構成図である。なお、図
4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4(イ)において、フレネルレン
ズ13(F1 ,F2 ,F3 ,…)は、半径方向に
一定の幅(フレネルレンズの開口瞳幅)Bを有して、円
周方向に一列に並べられたフレネルレンズ群を構成して
いる。
このフレネルレンズ群には、図4(ロ)に示すように、
フレネルレンズ13の焦点がフレネルレンズの開口瞳内
にあるもの(図ではF3 )の他に、フレネルレンズ1
3の焦点がフレネルレンズの開口瞳幅Bより外にあるも
の(図ではF1 ,F2 ,F4 ,F5 )も含んで
いる。ここで、開口瞳幅Bよりも焦点を外におくフレネ
ルレンズを形成するためには、例えば、フレネルレンズ
F1 を形成させるためには、焦光点P1 を回転対称
とした大きなフレネルレンズを想定して、その周辺部を
切り取った形のパタ−ンを用いることにより形成できる
。又、ピンホ−ル基板10に照射される照明光の半径方
向の照射範囲は、フレネルレンズ13の半径方向の幅の
みとしている。FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the pinhole substrate used in the optical scanner of the present invention. In FIG. 4, the same elements as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted. In FIG. 4(a), Fresnel lenses 13 (F1, F2, F3,...) are arranged in a line in the circumferential direction, with a constant width B (aperture pupil width of the Fresnel lens) in the radial direction. It constitutes a Fresnel lens group. This Fresnel lens group includes, as shown in Figure 4 (b),
In addition to the Fresnel lens 13 whose focal point is within the aperture pupil of the Fresnel lens (F3 in the figure), the Fresnel lens 1
It also includes those whose focal points are outside the aperture pupil width B of the Fresnel lens (F1, F2, F4, F5 in the figure). Here, in order to form a Fresnel lens whose focal point is outside the aperture pupil width B, for example, in order to form a Fresnel lens F1, a large Fresnel lens with rotational symmetry about the focal point P1 is assumed. It can be formed by using a pattern in which the peripheral portion is cut out. Further, the radial irradiation range of the illumination light irradiated onto the pinhole substrate 10 is limited to the radial width of the Fresnel lens 13.
【0015】このような構成とすることにより、図1装
置では、一定速度で回転しているピンホ−ル基板に光が
照射されると、ピンホ−ルの像が試料上を走査できるよ
うに、フレネルレンズを一画面分づつ半径方向にPr
だけ順次ずらして形成されている。したがって、照射光
は半径方向でA寸法全体を照らす必要があるが、試料上
に照射されるのは、フレネルレンズの開口瞳幅Bだけで
あるため、光の利用効率はB/Aとなり、光の利用効率
は従来例に比べれば向上されたが、十分とは言えなかっ
た。図4装置ではこの点を踏まえ、更に光の利用効率を
向上させている。図4に戻り、ピンホ−ル基板10の回
転に伴い、焦光点Pi(i=1,2,…)は試料上を走
査する。この場合、ピンホ−ル基板10に照射される照
明光の半径方向の照射範囲が、フレネルレンズ13の半
径方向の幅Bのみであるにもかかわらず、ピンホ−ルの
像は試料上を半径方向にAの範囲を走査することができ
る。したがって、光の照射面積を減らせるため、光の利
用効率がB/Bとなり、図1装置に比べて更に向上させ
ることができる。With this configuration, in the apparatus shown in FIG. 1, when the pinhole substrate rotating at a constant speed is irradiated with light, the image of the pinhole can be scanned over the sample. Pr the Fresnel lens in the radial direction one screen at a time.
They are formed by shifting one by one. Therefore, the irradiation light needs to illuminate the entire dimension A in the radial direction, but since only the aperture pupil width B of the Fresnel lens is irradiated onto the sample, the light utilization efficiency is B/A, and the light The utilization efficiency was improved compared to the conventional example, but it could not be said to be sufficient. In consideration of this point, the device shown in FIG. 4 further improves the light utilization efficiency. Returning to FIG. 4, as the pinhole substrate 10 rotates, the focal point Pi (i=1, 2, . . . ) scans over the sample. In this case, even though the radial irradiation range of the illumination light irradiated onto the pinhole substrate 10 is only the radial width B of the Fresnel lens 13, the pinhole image travels on the sample in the radial direction. The range of A can be scanned. Therefore, since the light irradiation area can be reduced, the light utilization efficiency becomes B/B, which can be further improved compared to the apparatus shown in FIG.
【0016】なお、上記実施例に示した共焦点用光スキ
ャナに用いるフレネルレンズとしては、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−トを用いても良い。又、ガラス基板はプラ
スチックでも良く、射出成型も可能となる。[0016] In addition to the Fresnel lens used in the confocal optical scanner shown in the above embodiment, other than the saw-shaped cross section shown in the figure, it is possible to use a Fresnel lens with a pattern of shading or phase difference, although this involves a decrease in the amount of light. A plurality of Fresnel zone plates arranged alternately in concentric circles may also be used. Further, the glass substrate may be made of plastic, and injection molding is also possible.
【0017】図5は本発明の光スキャナに用いるピンホ
−ル基板の第3の実施例を示す構成図である。図5にお
いて、第1の基板21の一方の面の外周部には複数の2
次曲面鏡22が螺旋状に形成されている。第2の基板2
3の外周部には2次曲面鏡22と同数のピンホ−ル24
が螺旋状に形成されている。この第1の基板21と第2
の基板23とは、2次曲面鏡22の焦点位置にピンホ−
ル24がそれぞれ配置されるように、回転中心を同一に
して、例えばスペ−サ25等で一体となるように組み合
わされており、ピンホ−ル基板20が一定速度で回転す
ることにより、ピンホ−ルの像が試料上を走査すること
ができる。FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the pinhole substrate used in the optical scanner of the present invention. In FIG. 5, a plurality of 2
The curved mirror 22 is formed in a spiral shape. Second board 2
3 has the same number of pinholes 24 as the quadratic curved mirror 22.
is formed in a spiral shape. This first substrate 21 and the second
The substrate 23 is a pinhole at the focal position of the quadratic curved mirror 22.
The pinholes 24 are arranged so that they have the same center of rotation and are combined together using, for example, a spacer 25. When the pinhole substrate 20 rotates at a constant speed, the pinholes The image of the image can be scanned over the sample.
【0018】このような構成において、図示しない光源
からの光が、ピンホ−ル基板20の2次曲面鏡22に入
射されると、その反射光は2次曲面鏡22の焦点位置に
配置されたピンホ−ル24の入口に集められる。したが
って、より多くの光を集光できるため、光の利用効率を
向上できると共に、図1または図4装置に比べて集光手
段として、レンズを用いていないため、レンズによる色
収差の影響を受けない。したがって、使用できる波長の
制限がないので、RGBレ−ザ等を用いた多波長の同時
照射も可能となり、カラ−画像等を得ることもでき、紫
外光の使用も容易である。なお、この2次曲面鏡の構成
においても、図4で示した光軸外での集光も可能である
。In such a configuration, when light from a light source (not shown) is incident on the quadratic curved mirror 22 of the pinhole substrate 20, the reflected light is placed at the focal position of the quadratic curved mirror 22. It is collected at the entrance of the pinhole 24. Therefore, since more light can be focused, the efficiency of light utilization can be improved, and since a lens is not used as a light focusing means compared to the device shown in FIG. 1 or 4, it is not affected by chromatic aberration caused by the lens. . Therefore, since there are no restrictions on the wavelengths that can be used, simultaneous irradiation of multiple wavelengths using RGB lasers or the like is possible, color images, etc. can be obtained, and it is easy to use ultraviolet light. Note that even with this configuration of the quadratic curved mirror, it is also possible to collect light outside the optical axis shown in FIG.
【0019】なお、上記実施例において、共焦点用光ス
キャナを構成するピンホ−ル基板の集光手段としては、
フレネルレンズや2次曲面鏡の代わりに、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ても良く
、同様の効果を期待できる。In the above embodiment, the condensing means for the pinhole substrate constituting the confocal optical scanner is as follows:
Instead of a Fresnel lens or a quadratic curved mirror, a micro-convex lens type microlens formed by partially shrinking crystallized glass, or a refractive index distribution formed by doping a low refractive index substrate with a high refractive index substance. A type flat plate microlens may also be used, and similar effects can be expected.
【0020】[0020]
【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、ピンホ−ルを複数の集光手段の
焦点位置に配置したピンホ−ル基板を用いた共焦点用光
スキャナの構成とすることにより、より多くの入射光を
ピンホ−ルに集光できる。また、開口瞳幅より外に焦点
を結ぶ集光手段の採用により、光の照射面積を減少でき
るので、更に光の利用効率を向上できる。更にピンホ−
ル基板上のピンホ−ル以外の面に照射されていた光もピ
ンホ−ルへ集光できるため、ピンホ−ル基板表面からの
反射光を低減でき、表面反射光による迷光を除去する機
構の簡易化、或いは除去ができるなどの効果を有する共
焦点用光スキャナを実現できる。Effects of the Invention As described above in detail along with the embodiments, according to the present invention, confocal light using a pinhole substrate in which pinholes are arranged at the focal positions of a plurality of condensing means can be realized. By using the scanner configuration, more incident light can be focused on the pinhole. Further, by employing a condensing means that focuses outside the aperture pupil width, the area of light irradiation can be reduced, so that the light utilization efficiency can be further improved. Even more pinho
Light that was previously irradiated on surfaces other than the pinhole on the pinhole can also be focused onto the pinhole, reducing reflected light from the pinhole substrate surface and simplifying the mechanism for removing stray light caused by surface reflected light. It is possible to realize a confocal optical scanner that has the effect of being able to reduce or remove the light.
【図1】図1は本発明の共焦点用光スキャナに用いるピ
ンホ−ル基板の第1の実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a pinhole substrate used in a confocal optical scanner of the present invention.
【図2】図2は図1のピンホ−ル基板を用いた本発明の
共焦点用光スキャナを共焦点顕微鏡に使用した一実施例
を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment in which the confocal optical scanner of the present invention using the pinhole substrate of FIG. 1 is used in a confocal microscope.
【図3】図3は本発明の共焦点用光スキャナに用いる図
1のピンホ−ル基板の変形実施例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a modified embodiment of the pinhole substrate of FIG. 1 used in the confocal optical scanner of the present invention.
【図4】図4は本発明の光スキャナに用いるピンホ−ル
基板の第2の実施例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of a pinhole substrate used in the optical scanner of the present invention.
【図5】図5は本発明の光スキャナに用いるピンホ−ル
基板の第3の実施例を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a third embodiment of a pinhole substrate used in the optical scanner of the present invention.
【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。FIG. 6 is a conventional example of a pinhole substrate used in a confocal optical scanner.
【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。FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of a confocal microscope using a confocal optical scanner.
2 偏光ビ−ムスプリッタ 4 1/4波長板 5 対物レンズ 6 試料 8 受光器 9 モニタ 10,20 ピンホ−ル基板 11 ガラス基板 12 薄膜 13 フレネルレンズ 14,24 ピンホ−ル 21,23 基板 22 2次曲面鏡 25 スペ−サ 2 Polarizing beam splitter 4 1/4 wavelength plate 5 Objective lens 6 Sample 8 Photo receiver 9. Monitor 10, 20 Pinhole board 11 Glass substrate 12 Thin film 13 Fresnel lens 14, 24 pinhole 21, 23 Board 22 Quadratic curved mirror 25 Spacer
Claims (4)
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、前記ピンホ−ル基板は、複
数の集光手段と、この複数の集光手段の焦点位置にそれ
ぞれ配置された複数のピンホ−ルとを備えた構成とした
ことを特徴とする共焦点用光スキャナ。1. A confocal optical scanner that rotates a pinhole substrate and scans a sample with irradiation light that has passed through the pinhole substrate, the pinhole substrate comprising a plurality of light condensing means and , and a plurality of pinholes respectively arranged at focal positions of the plurality of condensing means.
レンズ、2次曲面鏡、微小凸レンズ型マイクロレンズ、
または屈折率分布型平板マイクロレンズを用いた構成と
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。2. The plurality of condensing means include a Fresnel lens, a quadratic curved mirror, a minute convex lens type microlens,
The confocal optical scanner according to claim 1, characterized in that the confocal optical scanner is configured using a gradient index flat plate microlens.
開口瞳外に焦点を結ぶものも含めて、半径方向に一定の
幅を有して、円周方向に一列に並べられた集光手段群と
し、この集光手段群に照射される照明光の半径方向の照
射範囲を前記集光手段群の半径方向の幅のみとした構成
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。3. The plurality of light focusing means, including those whose focal points are focused outside each aperture pupil, have a constant width in the radial direction and are arranged in a row in the circumferential direction. 2. The light source according to claim 1, wherein the light means group is configured such that the radial irradiation range of the illumination light irradiated to the light condensing means group is limited to the radial width of the light condensing means group. Focusing optical scanner.
集光手段を介して、前記ピンホ−ル基板に高強度のレ−
ザ光を照射させることにより、前記複数の集光手段の集
光位置に合わして形成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。4. The plurality of pinholes are formed by applying a high-strength laser to the pinhole substrate via the plurality of light condensing means.
2. The confocal optical scanner according to claim 1, wherein the confocal optical scanner is formed to match the focusing position of the plurality of light focusing means by irradiating the laser light.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11016691A JP2692416B2 (en) | 1990-05-23 | 1991-05-15 | Optical scanner for confocal |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5381690 | 1990-05-23 | ||
| JP3-10648 | 1991-01-31 | ||
| JP2-53816 | 1991-03-01 | ||
| JP1064891 | 1991-03-01 | ||
| JP11016691A JP2692416B2 (en) | 1990-05-23 | 1991-05-15 | Optical scanner for confocal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04330412A true JPH04330412A (en) | 1992-11-18 |
| JP2692416B2 JP2692416B2 (en) | 1997-12-17 |
Family
ID=27279038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11016691A Expired - Lifetime JP2692416B2 (en) | 1990-05-23 | 1991-05-15 | Optical scanner for confocal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2692416B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05341191A (en) * | 1992-06-09 | 1993-12-24 | Yokogawa Electric Corp | Confocal optical scanner |
| JP2002517742A (en) * | 1998-06-05 | 2002-06-18 | デンタルマティック テクノロジーズ インコーポレーテッド | Method and apparatus for obtaining photoelectric of a shape by axial illumination |
| EP3035101A1 (en) | 2014-12-17 | 2016-06-22 | Olympus Corporation | Scanning apparatus and confocal observation apparatus |
| CN111487038A (en) * | 2020-04-23 | 2020-08-04 | 华侨大学 | Integrated micro-dispersion lens array panel and parallel chromatic confocal measurement system |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4500612B2 (en) | 2004-07-09 | 2010-07-14 | 横河電機株式会社 | Biochip reader |
-
1991
- 1991-05-15 JP JP11016691A patent/JP2692416B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05341191A (en) * | 1992-06-09 | 1993-12-24 | Yokogawa Electric Corp | Confocal optical scanner |
| JP2002517742A (en) * | 1998-06-05 | 2002-06-18 | デンタルマティック テクノロジーズ インコーポレーテッド | Method and apparatus for obtaining photoelectric of a shape by axial illumination |
| EP3035101A1 (en) | 2014-12-17 | 2016-06-22 | Olympus Corporation | Scanning apparatus and confocal observation apparatus |
| US9733462B2 (en) | 2014-12-17 | 2017-08-15 | Olympus Corporation | Scanning apparatus, confocal observation apparatus and disk scanning apparatus |
| CN111487038A (en) * | 2020-04-23 | 2020-08-04 | 华侨大学 | Integrated micro-dispersion lens array panel and parallel chromatic confocal measurement system |
| CN111487038B (en) * | 2020-04-23 | 2022-04-08 | 华侨大学 | Integrated micro-dispersion lens array panel and parallel chromatic confocal measurement system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2692416B2 (en) | 1997-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0727684B1 (en) | Confocal optical scanner | |
| JP2663780B2 (en) | Optical scanner for confocal | |
| US5283684A (en) | Method of constructing confocal microscope components | |
| US6111690A (en) | Confocal microscopic equipment | |
| US7894062B2 (en) | Overlay measuring method and overlay measuring apparatus using the same | |
| EP0753779B1 (en) | Confocal microscope | |
| US20110002024A1 (en) | Laser confocal scanning microscope and methods of improving image quality in such microscope | |
| US20220026695A1 (en) | Koehler integrator device and application thereof in a multi-focal confocal microscope | |
| US10634890B1 (en) | Miniaturized microscope for phase contrast and multicolor fluorescence imaging | |
| JPH1031161A (en) | Apparatus for generating defined longitudinal chromatic aberration in confocal microscope optical path | |
| US7746470B2 (en) | Optical scanning device and method of deriving same | |
| JP3585018B2 (en) | Confocal device | |
| JPH04330412A (en) | Confocal optical scanner | |
| JP3746905B2 (en) | Image projector | |
| JPH09127420A (en) | Confocal scanning microscope scanning device | |
| JPH11271622A (en) | Light microscope | |
| Fuseler et al. | Types of confocal instruments: Basic principles and advantages and disadvantages | |
| JP3358648B2 (en) | Optical scanner for confocal | |
| US20230324664A1 (en) | Spinning disk microscope device with potentially enhanced image resolution | |
| JP2015102743A (en) | Confocal scanner | |
| JP3189944B2 (en) | Optical scanner for confocal | |
| JP3018564B2 (en) | Pinhole substrate and confocal optical scanner using the same | |
| JPH08136810A (en) | Confocal microscope | |
| JP2516704Y2 (en) | Confocal optical scanner | |
| JP2010175823A (en) | Optical scanner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090905 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100905 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110905 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110905 Year of fee payment: 14 |