JPH09133870A - 共焦点光スキャナ - Google Patents
共焦点光スキャナInfo
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- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
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Abstract
スクのマイクロレンズのNAと対物レンズの後ろ側NA
を合わせ、像の倍率は変えないで分解能のみ上げる。 【解決手段】複数の微小開口を有するニポウディスク
と、複数の集光手段が形成された第1の集光ディスクを
有する共焦点光スキャナにおいて、前記微小開口の配置
と同じパターンの複数の集光手段が形成された第2の集
光ディスクを備え、この第2の集光ディスクを前記微小
開口と対物レンズの間に配置し、前記第1の集光ディス
クの集光手段の開口数と前記対物レンズの後ろ側の開口
数が合うように構成する。
Description
いるピンホール基板を走査する共焦点光スキャナにおけ
る分解能向上のための光学系の改善に関するものであ
る。
あって、複数の微小開口(例えばピンホール)を有する
基板(以下ピンホールディスクという)が回転可能に組
み込まれた光スキャナについては、例えば米国特許第
3,926,500号や、米国特許第4,927,25
4号、米国特許第5,067,805号等に開示されて
いる。
(例えばマイクロレンズ)を付加した光スキャナについ
ては、例えば本願出願人による特許出願である特願平4
−15411号(特開平5−60980号)「共焦点用
光スキャナ」に開示されており、図4にこの種の共焦点
光スキャナを用いた共焦点顕微鏡の基本部分の原理構成
図を示す。
クユニット11と、分岐光学系としてのビームスプリッ
タ12と、ディスクユニット11を一定速度で回転する
回転手段(モータ等)13より構成されている。ディス
クユニット11は、複数のピンホールPHが配設された
ピンホールディスク111と複数のマイクロレンズML
1が形成された集光ディスク112から構成されてい
る。なお、ピンホールディスク111と集光ディスク1
12は、マイクロレンズの焦点位置にそれぞれピンホー
ルが配置されるように連結手段(例えばドラム:図示せ
ず)により連結されている。
により集光ディスク112とピンホールディスク111
の間に保持されている。このような構成において入射光
はマイクロレンズML1で絞られピンホールPHを通
り、対物レンズ20で集束され試料30に照射される。
試料30からの戻り光は再び対物レンズ20を通り、光
スキャナ10のピンホールPH上に集束し、ここに試料
表面の実像が得られる。ピンホールPHを通過した光は
ビームスプリッタ12で反射し図示しない集光レンズを
通り、カメラ(図示せず)に入る。モータ13を駆動し
てディスクユニット11を回転させることにより、試料
30の表面が光走査され、試料表面を画像としてカメラ
で観ることができる。
構成の共焦点顕微鏡では、マイクロレンズML1による
開口数(NA)と対物レンズによる後ろ側NAは必ずし
も一致していない。マイクロレンズML1によるNAの
方が小さい(図示のようにマイクロレンズML1の開き
角a゜が対物レンズ20の後ろ側の開き角b゜より小さ
い)場合、マイクロレンズML1により決まるピンホー
ルの孔径(ピンホール径という)は対物レンズ20の後
ろ側NAにより決まるスポット径より大きい。
ンズによる後ろ側NAよりも小さくした場合、次のよう
な利点がある。 (1) マイクロレンズの焦点距離を長くすることで視野を
大きくできる。 (2) マイクロレンズの配列ピッチを小さくすれば、ディ
スクの径が小さくできると共に光走査のピッチ(スキャ
ンピッチという)も小さくできる。
ような問題がある。 (1) マイクロレンズML1によるNAが対物レンズの後
ろ側NAより小さいため、対物レンズのNAが生かされ
ず、試料30上で光は絞りきれず面内分解能が悪くな
る。 (2) ピンホール径が試料30から戻ってきた光のビーム
径より大きいため、試料の深さ方向の分解能が悪くな
る。
ピンホール径にすると、マイクロレンズML1によって
絞られたビーム径の内部しかピンホールを通過できなく
なる。この場合、照明効率は低下し、かつはみ出した外
側の光はピンホール板の表面で反射し背景光として画像
に重なり、S/Nを悪化させる。 (4) ピンホールディスクと対物レンズの間に単レンズを
挿入すれば、その倍率によってピンホール径を変化させ
ることができるが、像の倍率も同時に変化してしまう。
ンホールディスクと同じパターンを持つ第2の集光ディ
スクをピンホールディスクと対物レンズの間に挿入する
ことにより第1の集光ディスクのマイクロレンズのNA
と対物レンズの後ろ側NAを合わせ、像の倍率は変えな
いで分解能のみ上げることのできる共焦点光スキャナを
提供することにある。なお、ここで「NAを合わせ」と
は、両者のNAを同一にすることではなく、NAを変換
する素子を介することにより、光の結合効率を向上させ
ることである。
るために本発明では、複数の微小開口を有するニポウデ
ィスクと、複数の集光手段が形成された第1の集光ディ
スクと、前記複数の集光手段の焦点位置に前記微小開口
がそれぞれ配置されるように前記ニポウディスクと集光
ディスクを連結する連結手段から成るディスクユニット
と、このディスクユニットを回転させる回転手段と、前
記集光ディスクとニポウディスクとの間に設置された分
岐光学系とを備え、前記微小開口を通過した照射光を対
物レンズを介して試料に照射し、試料面を光走査する共
焦点光スキャナにおいて、前記微小開口の配置と同じパ
ターンの複数の集光手段が形成された第2の集光ディス
クを備え、この第2の集光ディスクを前記微小開口と対
物レンズの間に配置し、前記第1の集光ディスクの集光
手段の開口数と前記対物レンズの後ろ側の開口数が合う
ように構成したことを特徴とする。
物レンズの間に挿入し、第1の集光ディスクの集光手段
のNAと対物レンズの後ろ側NAを合わせる。これによ
り像の倍率は変えないで、分解能を上げることができ
る。
説明する。図1は本発明に係る共焦点光スキャナの一実
施例を示す構成図である。なお、図4と同等部分には同
一符号を付し、その部分の説明は省略する。図1におい
て、40はピンホールディスク111の微小開口の配置
と同じパターンでマイクロレンズML2(集光手段)が
形成された第2の集光ディスクである。なお、集光ディ
スク112を第1の集光ディスクと呼ぶ。この第2の集
光ディスク40はピンホールディスク111および第1
の集光ディスク112と連結され、モータ13の駆動に
より3枚のディスクが一体に回転するようになってい
る。
集光ディスク112のマイクロレンズML1によりピン
ホールディスク111のピンホールへ絞られ、ピンホー
ルを通過した光は第2の集光ディスク40のマイクロレ
ンズML2で対物レンズ20の後ろ側焦点位置(中間像
面)に結像する。この場合、マイクロレンズML2はマ
イクロレンズML1のNAと対物レンズ20の後ろ側N
Aを一致させるリレー系となる。入射光は試料30上に
対物レンズ20のNAで集光する。
トの合った面では丁度ピンホールPHの径に絞られてピ
ンホールに入射する。例えば、a:b=1:2(aはマ
イクロレンズML1の開き角、bは対物レンズ20の後
ろ側の開き角)のときは、Da :Db =2:1(Da は
ピンホール位置でのビーム径、Db は中間像面でのビー
ム径)となる。つまり、マイクロレンズML2によりピ
ンホール上の像を中間像面に1/2に縮小する光学系と
なっている。なお、隣接ピンホールからの入射光がマイ
クロレンズML2に入ったとしても図2に示すように横
に進み、対物レンズには入らない。
の両方を同時に変換し、マイクロレンズ側と対物レンズ
側からの要求を効率よく一致させることができる。
くの変更あるいは変形をなし得る。例えば図3に示すよ
うに、ピンホールPHとマイクロレンズML2を同一デ
ィスク111aに形成した構成としてもよい。また、微
小開口としてはピンホールに限定されず楕円その他の形
の孔でもよい。なお、このような微小開口を有する基板
は通常ニポウディスクと呼ばれている。
のような効果がある。 (1) マイクロレンズML1のNAと対物レンズ20の後
ろ側NAをマイクロレンズML2のリレー系で合わせる
ことができ、対物レンズ20のNAが有効に利用でき横
方向および深さ方向の分解能が向上する。 (2) マイクロレンズML1のNAのビーム径でピンホー
ル径が選択でき、このとき光利用効率は低下せず、ピン
ホール面の反射光も増加しない。 (3) マイクロレンズML2により個々のNAをリレーす
るため、倍率の変化はない。
す構成図
ための図
成図である。
Claims (3)
- 【請求項1】複数の微小開口を有するニポウディスク
と、複数の集光手段が形成された第1の集光ディスク
と、前記複数の集光手段の焦点位置に前記微小開口がそ
れぞれ配置されるように前記ニポウディスクと集光ディ
スクを連結する連結手段から成るディスクユニットと、
このディスクユニットを回転させる回転手段と、前記集
光ディスクとニポウディスクとの間に設置された分岐光
学系とを備え、前記微小開口を通過した照射光を対物レ
ンズを介して試料に照射し、試料面を光走査する共焦点
光スキャナにおいて、 前記微小開口の配置と同じパターンの複数の集光手段が
形成された第2の集光ディスクを備え、この第2の集光
ディスクを前記微小開口と対物レンズの間に配置し、前
記第1の集光ディスクの集光手段の開口数と前記対物レ
ンズの後ろ側の開口数が合うように構成したことを特徴
とする共焦点光スキャナ。 - 【請求項2】前記第2の集光ディスクは、前記ニポウデ
ィスクと集光ディスクに連結し、前記回転手段により一
体に回転するように構成されたことを特徴とする請求項
1記載の共焦点光スキャナ。 - 【請求項3】前記ニポウディスクと前記第2の集光ディ
スクが一体化された構造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。
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JP29228095A JP3159006B2 (ja) | 1995-11-10 | 1995-11-10 | 共焦点光スキャナ |
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1359452A1 (de) * | 2002-05-03 | 2003-11-05 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Konfokales Mikroskop mit zwei Mikrolinsenarrays und einem Lochblendenarray |
US7706043B2 (en) * | 2007-02-27 | 2010-04-27 | Till I.D. Gmbh | Device for confocal illumination of a specimen |
WO2014114702A1 (de) * | 2013-01-25 | 2014-07-31 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Lichtmikroskop und mikroskopieverfahren |
EP2871511A1 (en) * | 2013-11-12 | 2015-05-13 | Intelligent Imaging Innovations, Inc. | Spinning disk confocal using paired microlens disks |
JP2015152836A (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | 横河電機株式会社 | 共焦点光スキャナ |
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 |
JP2016212154A (ja) * | 2015-04-30 | 2016-12-15 | オリンパス株式会社 | 走査型顕微鏡システム |
DE102022108448B3 (de) | 2022-04-07 | 2023-05-04 | Till I.D. Gmbh | Superauflösende Mikroskopvorrichtung mit rotierender Scheibe |
-
1995
- 1995-11-10 JP JP29228095A patent/JP3159006B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1359452A1 (de) * | 2002-05-03 | 2003-11-05 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Konfokales Mikroskop mit zwei Mikrolinsenarrays und einem Lochblendenarray |
WO2003093892A1 (de) * | 2002-05-03 | 2003-11-13 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Konfokales mikroskop mit zwei mikrolinsenarrays und einem lochblendenarray |
US7706043B2 (en) * | 2007-02-27 | 2010-04-27 | Till I.D. Gmbh | Device for confocal illumination of a specimen |
US9671600B2 (en) | 2013-01-25 | 2017-06-06 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Light microscope and microscopy method |
WO2014114702A1 (de) * | 2013-01-25 | 2014-07-31 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Lichtmikroskop und mikroskopieverfahren |
US9989746B2 (en) * | 2013-01-25 | 2018-06-05 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Light microscope and microscopy method |
CN104956249A (zh) * | 2013-01-25 | 2015-09-30 | 卡尔蔡司显微镜有限责任公司 | 光学显微镜和显微术方法 |
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 |
US20170192216A1 (en) * | 2013-01-25 | 2017-07-06 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Light Microscope and Microscopy Method |
EP2871511A1 (en) * | 2013-11-12 | 2015-05-13 | Intelligent Imaging Innovations, Inc. | Spinning disk confocal using paired microlens disks |
EP2908166A3 (en) * | 2014-02-17 | 2015-11-04 | Yokogawa Electric Corporation | Confocal optical scanner |
US9360665B2 (en) | 2014-02-17 | 2016-06-07 | Yokogawa Electric Corporation | Confocal optical scanner |
JP2015152836A (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | 横河電機株式会社 | 共焦点光スキャナ |
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 |
JP2016212154A (ja) * | 2015-04-30 | 2016-12-15 | オリンパス株式会社 | 走査型顕微鏡システム |
US10191263B2 (en) | 2015-04-30 | 2019-01-29 | Olympus Corporation | Scanning microscopy system |
DE102022108448B3 (de) | 2022-04-07 | 2023-05-04 | Till I.D. Gmbh | Superauflösende Mikroskopvorrichtung mit rotierender Scheibe |
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