JP3015912B2 - 共焦点光スキャナ - Google Patents

共焦点光スキャナ

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JP3015912B2
JP3015912B2 JP17710495A JP17710495A JP3015912B2 JP 3015912 B2 JP3015912 B2 JP 3015912B2 JP 17710495 A JP17710495 A JP 17710495A JP 17710495 A JP17710495 A JP 17710495A JP 3015912 B2 JP3015912 B2 JP 3015912B2
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beam splitter
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disk
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由美子 杉山
健雄 田名網
克己 磯崎
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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    • G02OPTICS
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    • 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

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロレンズを付加
したニポウディスクを高速回転する共焦点レーザスキャ
ナに関し、詳しくはプレート型のダイクロイックミラー
を使用可能にした共焦点光スキャナに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来よりニポウディスクを高速回転する
共焦点光スキャナはよく知られている。図4はこの種の
共焦点光スキャナの一例を示す図である。図において、
レーザ光1はマイクロレンズディスク2に配設されたマ
イクロレンズ(図示せず)とキューブ型のダイクロイッ
クミラー4をそれぞれ透過し、ニポウディスク3にアレ
イ状に形成されたピンホール(微小開口部:図示せず)
上に集束する。
【0003】なお、マイクロレンズディスク2として
は、例えば、本願出願人が出願した特願平4−1541
1号(特開平5−60980号)に記載の集光ディスク
を使用することができる。この集光ディスク20は、図
5に示すように、ガラス基板21の片面に複数のフレネ
ルレンズ22が形成されたものである。なお、フレネル
レンズはその焦点位置が1画面ずつ半径方向に順次ずれ
るように形成されている。ダイクロイックミラー4は図
示しない支持機構によりマイクロレンズディスク2とニ
ポウディスク3の間の空間に保持されている。
【0004】ニポウディスク3のピンホール上に集束し
た光は対物レンズ6を通り試料7に照射される。試料7
より発光した蛍光は対物レンズ6を通ってニポウディス
ク3のピンホール上に焦点を結び、ここに試料7の実像
が得られる。この像はダイクロイックミラー4で反射
し、リレーレンズ8を通ってカメラ9の受光面上に結像
する。ニポウディスク3とマイクロレンズディスク2は
連結されていて、モータ5により一体となって回転す
る。
【0005】このような構成において、マイクロレンズ
ディスク2とニポウディスク3を回転し試料7面上をビ
ーム走査することにより、カメラ9の受光面上に試料面
の2次元像が得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の構成ではマイクロレンズディスクに対してレーザ
光を90゜で垂直に入射すれば、キューブ型のダイクロ
イックミラー4では光軸を曲げられることなく、マイク
ロレンズディスク2と同一パターンのニポウディスク3
へ結像し、マイクロレンズとピンホールの位置合わせは
容易であった。しかしキューブ型のダイクロイックミラ
ー4では、膜の前後が共にガラスであり、屈折率が同一
であるため、片側が空気で屈折率差を大きくとれるプレ
ート型のダイクロイックミラーに比べて励起と蛍光の分
離がシャープな特性を得にくいという問題がある。
【0007】蛍光型の共焦点光スキャナにおいて蛍光測
定の性能を向上させるためには、プレート型のダイクロ
イックミラーを使用すれば上記問題は解決するが、プレ
ート型のダイクロイックミラーをディスク2と3の間に
挿入すると、図6に示すように光軸がdだけシフトす
る。このためマイクロレンズディスク2とニポウディス
ク3の孔位置を合わせることができなかった。なお、こ
の問題は、蛍光型ばかりでなく、反射型の場合のビーム
スプリッタについても同様に発生する問題である。
【0008】本発明の目的は、このような点に鑑み、プ
レート型のビームスプリッタを用いると共にニポウディ
スクにマイクロレンズディスクの集光レーザを的確に入
射することのできる共焦点光スキャナを実現することに
ある。
【0009】
【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、複数のマイクロレンズと微小開口
が同一パターンでそれぞれアレイ状に配置され一体化さ
れた2枚のディスクと、この2枚のディスクを回転する
回転手段と、前記2枚のディスクの間に挿入されたビー
ムスプリッタと、前記2枚のディスクと試料の間に配置
された対物レンズを備えた共焦点光スキャナにおいて、
前記ビームスプリッタとしてプレート型のビームスプリ
ッタを使用し、前記マイクロレンズに入射する入射光の
光軸をマイクロレンズの垂直入射軸に対して傾け、前記
マイクロレンズに入射した光が当該マイクロレンズに対
応した位置の微小開口に集束するようにしたことを特徴
とする。
【0010】
【作用】複数のマイクロレンズと微小開口が同一パター
ンでそれぞれアレイ状に配置され一体化された2枚のデ
ィスクの間に挿入配置されたビームスプリッタをプレー
ト型のビームスプリッタとする。入射光の光軸をマイク
ロレンズの垂直入射軸に対して有意に傾ける。これによ
りプレート型のビームスプリッタによって生じる光軸の
ずれをキャンセルし、当該マイクロレンズの入射光を対
応する微小開口部に集束することができる。
【0011】
【実施例】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光スキャナの一実施例を示す
要部構成図、図2はダイクロイックミラー部の拡大説明
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。図において、41はプレー
ト型のダイクロイックミラーであり、マイクロレンズデ
ィスク2とニポウディスク3の間に配置されている。
【0012】レーザ光1の光軸を図2に示すようにマイ
クロレンズディスク2のマイクロレンズの垂直入射軸1
0から角度θだけ傾けて入射する。なお、傾き角度θ
は、マイクロレンズディスク2とニポウディスク3の間
隔と、ダイクロイックミラー41の厚さに関連して決ま
る。マイクロレンズにより絞られたレーザ光は、ダイク
ロイックミラー41によりその光軸がシフトし、同一パ
ターンでマイクロレンズディスクの直下に調整されてい
るニポウディスク3のピンホールを透過し、モータ5に
よる回転で試料上を走査する。
【0013】その他の動作は従来例の場合と同様である
ため説明を省略する。上記のようにしてプレート型のダ
イクロイックミラーによる光軸シフトはレーザ光を傾け
てマイクロレンズディスク2に入射させることにより補
正することができる。
【0014】図3は本発明の他の実施例図である。上記
実施例ではレーザ光の光軸をマイクロレンズの垂直入射
軸に対して傾けた場合であるが、図3の場合はレーザ光
の光軸は対物レンズ6の垂直入射光軸に合わせたまま
で、マイクロレンズディスク2とニポウディスク3とダ
イクロイックミラー41とモータ5とを一体化したユニ
ットをレーザ光に対してθ傾けたものである。このよう
な構成においても前記実施例と同様の効果が得られる。
【0015】なお、本発明は蛍光型の共焦点光スキャナ
に適用されるばかりでなく、ダイクロイックミラーの代
りにビームスプリッタ(あるいはハーフミラーや偏光ビ
ームスプリッタ)を使用する反射型の共焦点光スキャナ
にも適用できる。
【0016】また、本発明の以上の説明は、説明および
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの
変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。特
許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲
は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ーザ光の光軸をマイクロレンズディスク2に対して有意
の角度だけ傾けることによりプレート型ダイクロイック
ミラーによる光軸ずれをキャンセルすることができ、キ
ューブ型ではなく励起と蛍光の分離特性の良いプレート
型のダイクロイックミラーを容易に使用することができ
るようになった。
【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
す要部構成図
【図2】図2はダイクロイックミラー部の拡大説明図
【図3】本発明の他の実施例図
【図4】従来の共焦点光スキャナの一例を示す要部構成
【図5】マイクロレンズディスクの従来例を示す構成図
【図6】ダイクロイックミラーにおける光軸のずれを説
明するための図である。
【符号の説明】
1 レーザ光 2 マイクロレンズディスク 3 ニポウディスク 4 ダイクロイックミラー 5 モータ 6 対物レンズ 7 試料 8 リレーレンズ 9 カメラ 41 プレート型のダイクロイックミラー
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−189601(JP,A) 特開 平4−347801(JP,A) 特開 平6−242380(JP,A) 特開 平5−60980(JP,A) 実開 平4−89906(JP,U) 特表 平5−508235(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 21/00 G02B 21/06 - 21/36 G02B 26/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のマイクロレンズと微小開口が同一パ
    ターンでそれぞれアレイ状に配置され一体化された2枚
    のディスクと、この2枚のディスクを回転する回転手段
    と、前記2枚のディスクの間に挿入されたビームスプリ
    ッタを備えた共焦点光スキャナにおいて、 前記ビームスプリッタとしてプレート型のビームスプリ
    ッタを使用し、 前記マイクロレンズに入射する入射光の光軸をマイクロ
    レンズの垂直入射軸に対して傾け、前記マイクロレンズ
    に入射した光が当該マイクロレンズに対応した位置の前
    記微小開口に集束するようにしたことを特徴とする共焦
    点光スキャナ。
  2. 【請求項2】複数のマイクロレンズと微小開口が同一パ
    ターンでそれぞれアレイ状に配置され一体化された2枚
    のディスクと、この2枚のディスクを回転する回転手段
    と、前記2枚のディスクの間に挿入されたビームスプリ
    ッタと、前記2枚のディスクと試料の間に配置された対
    物レンズを備えた共焦点光スキャナにおいて、 前記ビームスプリッタとしてプレート型のビームスプリ
    ッタを使用し、 前記マイクロレンズに入射する入射光は対物レンズの垂
    直入射軸に対して光軸を合わせ、 前記2枚のディスクを一体として前記対物レンズの垂直
    入射軸に対して傾け、前記微小開口からの出射光軸が前
    記対物レンズの垂直入射軸と一致するようにしたことを
    特徴とする共焦点光スキャナ。
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DE69635628T DE69635628T2 (de) 1995-07-13 1996-07-05 Konfokales Mikroskop
EP05101818A EP1538470A3 (en) 1995-07-13 1996-07-05 Confocal microscope
EP96110909A EP0753779B1 (en) 1995-07-13 1996-07-05 Confocal microscope
DE69629877T DE69629877T2 (de) 1995-07-13 1996-07-05 Konfokales Mikroskop
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