JP3560120B2

JP3560120B2 - Confocal microscope

Info

Publication number: JP3560120B2
Application number: JP29663797A
Authority: JP
Inventors: 健雄田名網; 進寺川
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2017-10-29
Also published as: JPH11133306A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共焦点顕微鏡に適用される共焦点用光スキャナ装置に関し、特に光ファイバ束を用いた共焦点用光スキャナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より共焦点顕微鏡に使用される共焦点用光スキャナはよく知られており、例えば本願出願人が出願した特開平５−６０９８０号「共焦点用光スキャナ」には、図１１に示すような構成の共焦点光スキャナが記載されている。
【０００３】
図示の共焦点用光スキャナ１では、集光ディスク２およびピンホール・ディスク３がドラム４を挟んで平行に連結され、モータ５によって回転するように形成されている。更に、２つのディスク２，３の間にはビームスプリッタ６が固定配置されている。
【０００４】
集光ディスク２には複数のマイクロレンズ（例えばフレネルレンズ）が形成され、ピンホール・ディスク３には複数のピンホールが形成されており（このようなピンホール・ディスクとしては例えばニポウディスク方式のものがある）、各マイクロレンズの焦点位置に各ピンホールが位置するように２つのディスクが連結されている。
【０００５】
なお、ピンホール・ディスク上の多数のピンホールは、共焦点効果を得るために、互いにピンホール径の５〜１０倍程度離して配置されている（以下ではこのピンホール間のピッチをＰとする）。
【０００６】
集光ディスク２に入射するレーザ光はマイクロレンズで絞られ、ビームスプリッタ６を透過してピンホールに集光する。ピンホールを通った光は対物レンズ７により集光され、試料８上に照射される。試料８からの戻り光は再び対物レンズ７およびピンホール・ディスク３を通ってビームスプリッタ６で反射され、集光レンズ９を介してカメラ１０に入る。カメラ１０の受像面（図示せず）には試料８の像が結像される。
【０００７】
このような構成において、集光ディスク２とピンホール・ディスク３を回転させ、複数のピンホールにより試料８面を光走査することにより、カメラ１０により試料８の表面画像を観測することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の共焦点顕微鏡では光スキャナと試料８との位置関係が常に固定であり、内視鏡やハンディ顕微鏡等のように任意の位置にある試料を観測できるような構造にはなっていない。共焦点顕微鏡で任意の位置にある試料を観測できれば、極めて便利である。
【０００９】
本発明の目的は、このような点に鑑み、光ファイバ束を用い、任意位置の試料を観測することのできる共焦点顕微鏡を実現しようとするものである。
【００１０】
【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、請求項１に記載の発明では、共焦点用光スキャナを用い試料面を光ビームで走査し試料面の像を観察することができるようにした共焦点顕微鏡において、前記共焦点用光スキャナと対物レンズとの間を光学的に結合する可撓性の光ファイバ束を備え、この光ファイバ束を構成する光ファイバのコア径を、前記共焦点用光スキャナにおける微小開口部から光ファイバ束の端面上に照射される光ビーム径の半分以上かつ２倍以下とすると共に、前記光ファイバのコア間のピッチを前記光ビーム径より大きく、かつ前記光ビーム間のピッチを前記光ファイバのコア径より大きくしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図１は本発明の共焦点顕微鏡の一実施例を示す構成図である。図１において図１１と同等部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００１２】
図１において図１１の構成と異なるところは、共焦点光スキャナ１と対物レンズ７との間を光ファイバ束による光学的手段で光学的に結合した点である。すなわち、ピンホール・ディスク３と対物レンズ７の間にリレーレンズ１１と光ファイバ束１２を介在させた点である。
【００１３】
さらに詳しく述べると次の通りである。光ファイバ束１２は複数の光ファイバ（これら光ファイバの一つ一つは、コアとその周囲を覆うクラッドから成る）を束ねたものであり、光ファイバ束の両端面のコア配置は鏡面対象となるように束ねられている。更にこの光ファイバは、中間部が変形自在で、適宜に撓めることのできるいわゆる可撓性のファイバである。
【００１４】
この光ファイバ１２は、その端面が、ピンホール・ディスク３から出射された光がリレーレンズ１１によって結像する面（結像面）と一致する位置に固定配置される。
また光ファイバ１２の下端面も対物レンズ７の焦点位置に来るように固定配置される。
【００１５】
ピンホール・ディスク３を回転させ光ビームを走査すると、光ファイバ束１２を伝わって下端面から同様に走査される光ビームが出射される。出射した光ビームは対物レンズ７を透過して試料８面を走査する。
【００１６】
なお、光ファイバ束のコア径ｃは、光ファイバ束端面上に照射された光のビーム径ａとほぼ等しいことが必要である。その理由を以下に述べる。
【００１７】
ａ＞ｃであると、図２に示すように同時に複数のコアに光ビームが照射される。光ファイバ束端面では必ず図３に示すように発散光となっていることを考慮すると、図４に示すように試料８が焦点面にあるときも、図５に示すように試料８が焦点面から外れている場合でも、共焦点光スキャナでは端面αに対してのみ共焦点スライス効果があるため同様に画像が得られてしまう。つまり、試料８に対しては共焦点のスライス像が得られないことになる。
【００１８】
光ビーム径ａとコア径ｃがほぼ等しければ、図６に示すように光ファイバにはピッチＰだけ離れたコアにしか光が照射されず、また受光側にも戻らない。つまり、光ファイバのコアがピンホールと同等の働きをすることになる。
コア径ｃが光ビーム径ａより大幅に大きいと、図７に示すように複数の光ビームが同一のコアに入ってしまうため、やはり共焦点効果が得られない。
結局、共焦点の効果を得るためには、０．５ａ≦ｃ≦２ａ程度が限界である。そしてまた、同一のコアに複数の光ビームが照射されず、また一つのビームが同時に複数のコアを照射することのないようにするためには、コア間のピッチは光ビーム径ａよりも大きく、かつ光ビーム間のピッチはコア径ｃよりも大きくなるようにする必要がある。
【００１９】
このような構成においては、従来と同様に集光ディスク２に入射するレーザ光はマイクロレンズで絞られ、ビームスプリッタ６を透過してピンホールに集光する。ピンホールから出射された光はリレーレンズ１１を経由して光ファイバ１２の端面上に集束する。光ファイバ１２の下面からはピンホールからと同等の光ビームが出射され、対物レンズ７に入射する。
【００２０】
対物レンズ７を通った光ビームは試料８面に集束する。試料８面からの戻り光は対物レンズ７を通って光ファイバ１２の下面に結像し、その像は光ファイバ１２の上端に伝わる。すなわち、試料８面の像は光ファイバ１２の上端面に現れ、この像はリレーレンズ１１を介してピンホール面に結像する。
【００２１】
その後は従来と同様に、ビームスプリッタ６で反射され、集光レンズ９を介してカメラ１０に入る。
このような構成によれば、光ファイバ１２が自在に変形できるため、光スキャナに対して試料８を任意の位置関係で観測することができる。
【００２２】
なお、以上の説明は、本発明の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、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００２３】
例えば、スキャナ側の微小開口部はピンホールではなく、スリットでもよい。このとき、上記コア径の制限は開口部の最小寸法であり、共焦点効果を生じるスリット幅ｂに対して必要条件となる。
【００２４】
また、光軸方向のスライス画像を得る部位を変えるには、例えば図８に示すように、光ファイバ束１２の下端部に例えば円筒形のホルダ２１を取り付け、このホルダ２１内に対物レンズ７を光軸方向に動かす手段、例えばアクチュエータ２２を設ける等が有用である。このような機構によれば、容易にスライス画像を得る部位を微妙に変えることができる。
【００２５】
なお、アクチュエータとしてはピエゾ素子や電磁式でもよく、駆動信号は光ファイバと同軸に組み込んだ電線で供給するのが望ましい。
なお、共焦点で高倍率観察を行う場合は、図８に示すようにホルダ２１の先端に光が透過できるガラス等の材料で形成された窓２３を設け、それを試料（患部等）に押し当てて光走査を行えば安定な測定が可能となる。
【００２６】
また、癌等は蛍光試薬が集中しやすく、患部をレーザ光で焼くことが行われている。このためには前記観察用のレーザ光以外に図９に示すような治療用のレーザ光２４を光ファイバ束と同軸で導入することができる。両者の波長を変え、観察側では治療用のレーザ光をフィルタでカットするようにしておけば、治療しながら観察することもできる。
なお、癌細胞は表層から数層内部にある場合があり、共焦点スライスは大変有効である。
【００２７】
また、本発明は内視鏡だけでなく、携帯型の顕微鏡でも有用である。また、ファイバを照明する開口数（ＮＡ）はファイバＮＡに近い方が照射効率および出射効率が良くなる。更にまた、図１０に示すように、ピンホール・ディスク３と光ファイバ１２の間のリレーレンズを無くし、ピンホールに光ファイバ束を近接させ、ピンホール出射光のビームが広がらないうちに光ファイバへ入射するような構成としてもよい。リレーレンズが不要となった分安価になる利点がある。
【００２８】
なお、以上の説明は、本発明の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、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００２９】
【発明の効果】
（１）請求項１に記載の発明では、まず、可撓性の光ファイバ束で共焦点用光スキャナと対物レンズとの間を光学的に結合したため、光スキャナ部の配置位置に関係なく任意位置の試料を容易に観測することができる。更に、この光ファイバ束を構成する光ファイバのコア径を光ビーム径の半分以上かつ２倍以下とし、しかも光ファイバのコア間のピッチを光ビーム径より大きく、かつ光ビーム間のピッチを光ファイバのコア径より大きくしたことにより、共焦点効果が得られ、試料の共焦点スライス像を容易に得ることができる。
【００３０】
（２）請求項２に記載の発明では、共焦点光スキャナにより多数の微小開口部を有するディスクを回転させることにより光ビーム走査を容易に実現できる。
（３）請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の微小開口部をピンホールまたはスリットに限定し、試料面の像の分解能を高めている。
【００３１】
（４）請求項４に記載の発明では、集光ディスクにマイクロレンズを配設して微小開口部へ入射する光を集束し、光の利用効率を高めている。
（５）請求項５に記載の発明では、光ファイバ束と試料の間の対物レンズを光軸方向に移動可動に形成し、光軸方向の焦点位置を可変とした。これにより光ファイバ束による位置調節では困難であった試料のスライス面の深さ方向の調節が容易となり、また微妙に調節することもできるようになった。
【００３２】
（６）請求項６に記載の発明では光ファイバ束と試料の間に置かれた対物レンズを保持するホルダの先端に試料と密着可能な光学窓を備え、試料に密着した安定な観察を保証している。
（７）請求項７，８に記載の発明では、光ファイバ束には観察用以外の光（例えば観察用の光とは波長の異なる治療用レーザ光等）も同時に入射するようにし、治療と観察を同時に行うことができるようにしている。
【００３３】
（８）請求項９に記載の発明では、共焦点用光スキャナと光ファイバ束の間にリレーレンズを設け、このリレーレンズと光ファイバの開口数を実質上等しくする。これにより照射効率および出射効率を良くなる。
（９）請求項１０に記載の発明では、共焦点用光スキャナの微小開口部に光ファイバの端面を接近して配置し、請求項１に記載のリレーレンズを不要としたもので、請求項１の発明に比してより安価な共焦点顕微鏡を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る共焦点顕微鏡の一実施例を示す構成図である。
【図２】コア径と光ビーム径の関係を説明するための図である。
【図３】光ファイバ束端面での発散光の例示的説明図である。
【図４】試料が焦点面にある場合の説明図である。
【図５】試料が焦点面から外れている場合の説明図である。
【図６】光ビーム径とコア径との関係を説明するための他の説明図である。
【図７】光ビーム径とコア径との関係を説明するための更に他の説明図である。
【図８】光ファイバ束の下端部の一例を示す構成図である。
【図９】光ファイバ束に２つの光を同軸で導入する場合の説明図である。
【図１０】ピンホールに光ファイバ束を近接させる場合の一実施例を示す構成図である。
【図１１】従来の共焦点用光スキャナの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１共焦点用光スキャナ
２集光ディスク
３ピンホール・ディスク
４ドラム
６ビームスプリッタ
７対物レンズ
８試料
９集光レンズ
１０カメラ
１１リレーレンズ
１２光ファイバ束
２１ホルダ
２２アクチュエータ
２３窓[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a confocal optical scanner device applied to a confocal microscope, and more particularly to a confocal optical scanner device using an optical fiber bundle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a confocal optical scanner used for a confocal microscope is well known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-60980 filed by the present applicant discloses a confocal optical scanner as shown in FIG. A confocal optical scanner having a configuration is described.
[0003]
In the illustrated confocal optical scanner 1, a condensing disk 2 and a pinhole disk 3 are connected in parallel with a drum 4 interposed therebetween, and are formed so as to be rotated by a motor 5. Further, a beam splitter 6 is fixedly arranged between the two disks 2 and 3.
[0004]
A plurality of microlenses (for example, Fresnel lenses) are formed on the condensing disk 2, and a plurality of pinholes are formed on the pinhole disk 3 (for example, such a pinhole disk is a Nipkow disk type). The two disks are connected so that each pinhole is located at the focal position of each microlens.
[0005]
A large number of pinholes on a pinhole disk are spaced apart from each other by about 5 to 10 times the pinhole diameter in order to obtain a confocal effect. Do).
[0006]
The laser beam incident on the focusing disk 2 is focused by a microlens, passes through the beam splitter 6, and is focused on a pinhole. The light passing through the pinhole is condensed by the objective lens 7 and is irradiated on the sample 8. The return light from the sample 8 passes through the objective lens 7 and the pinhole disk 3 again, is reflected by the beam splitter 6, and enters the camera 10 via the condenser lens 9. An image of the sample 8 is formed on an image receiving surface (not shown) of the camera 10.
[0007]
In such a configuration, the surface image of the sample 8 can be observed by the camera 10 by rotating the condenser disk 2 and the pinhole disk 3 and optically scanning the surface of the sample 8 with a plurality of pinholes.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a conventional confocal microscope, the positional relationship between the optical scanner and the sample 8 is always fixed, and a structure that can observe a sample at an arbitrary position such as an endoscope or a handy microscope is not provided. is not. It would be very convenient if a confocal microscope could observe a sample at any position.
[0009]
In view of the foregoing, an object of the present invention is to realize a confocal microscope capable of observing a sample at an arbitrary position using an optical fiber bundle.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a confocal microscope in which a sample surface is scanned with a light beam using a confocal optical scanner so that an image of the sample surface can be observed. And a flexible optical fiber bundle that optically couples between the confocal optical scanner and an objective lens, wherein a core diameter of an optical fiber constituting the optical fiber bundle is determined by the confocal optical scanner. while more than half and less than twice the optical beam diameter emitted from the minute opening on the end face of the optical fiber bundle in the pitch between the cores of the optical fibers greater than the light beam diameter, and between the light beam Is made larger than the core diameter of the optical fiber .
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a confocal microscope according to the present invention. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
[0012]
1 differs from the configuration in FIG. 11 in that the confocal optical scanner 1 and the objective lens 7 are optically coupled by optical means using an optical fiber bundle. That is, the relay lens 11 and the optical fiber bundle 12 are interposed between the pinhole disk 3 and the objective lens 7.
[0013]
The details are as follows. The optical fiber bundle 12 is a bundle of a plurality of optical fibers (each of these optical fibers is composed of a core and a clad surrounding the core). It is bundled to become. Further, this optical fiber is a so-called flexible fiber whose intermediate portion is deformable and can be flexed appropriately.
[0014]
This optical fiber 12 is fixedly arranged at a position where the end face thereof coincides with a surface (image forming surface) on which light emitted from the pinhole disk 3 forms an image by the relay lens 11.
Further, the lower end surface of the optical fiber 12 is also fixedly arranged so as to come to the focal position of the objective lens 7.
[0015]
When the pinhole disk 3 is rotated and the light beam is scanned, a light beam which is transmitted along the optical fiber bundle 12 and is similarly scanned is emitted from the lower end face. The emitted light beam passes through the objective lens 7 and scans the surface of the sample 8.
[0016]
It is necessary that the core diameter c of the optical fiber bundle is substantially equal to the beam diameter a of the light irradiated on the end face of the optical fiber bundle. The reason is described below.
[0017]
If a> c, a plurality of cores are simultaneously irradiated with light beams as shown in FIG. Considering that the end face of the optical fiber bundle always becomes divergent light as shown in FIG. 3, even when the sample 8 is in the focal plane as shown in FIG. However, since the confocal optical scanner has a confocal slicing effect only on the end surface α, an image can be obtained similarly. That is, a confocal slice image cannot be obtained for the sample 8.
[0018]
If the light beam diameter a is substantially equal to the core diameter c, as shown in FIG. 6, light is applied only to the core separated by the pitch P to the optical fiber, and does not return to the light receiving side. That is, the core of the optical fiber performs the same function as the pinhole.
If the core diameter c is much larger than the light beam diameter a, a plurality of light beams enter the same core as shown in FIG. 7, so that the confocal effect cannot be obtained.
After all, in order to obtain the confocal effect, the limit is about 0.5a ≦ c ≦ 2a. Further, in order to prevent the same core from being irradiated with a plurality of light beams and to prevent one beam from simultaneously irradiating a plurality of cores, the pitch between the cores is larger than the light beam diameter a. And the pitch between the light beams needs to be larger than the core diameter c.
[0019]
In such a configuration, the laser light incident on the light-collecting disk 2 is converged by a microlens and transmitted through the beam splitter 6 to be condensed on a pinhole as in the conventional case. Light emitted from the pinhole is focused on the end face of the optical fiber 12 via the relay lens 11. A light beam equivalent to that from the pinhole is emitted from the lower surface of the optical fiber 12 and enters the objective lens 7.
[0020]
The light beam passing through the objective lens 7 is focused on the surface of the sample 8. The return light from the surface of the sample 8 forms an image on the lower surface of the optical fiber 12 through the objective lens 7, and the image is transmitted to the upper end of the optical fiber 12. That is, the image of the sample 8 surface appears on the upper end surface of the optical fiber 12, and this image is formed on the pinhole surface via the relay lens 11.
[0021]
Thereafter, as before, the light is reflected by the beam splitter 6 and enters the camera 10 via the condenser lens 9.
According to such a configuration, since the optical fiber 12 can be freely deformed, the sample 8 can be observed with an arbitrary positional relationship with respect to the optical scanner.
[0022]
It should be noted that the foregoing description has been directed to specific preferred embodiments for the purpose of explanation and illustration of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes many more changes and modifications without departing from the spirit thereof.
[0023]
For example, the minute opening on the scanner side may be a slit instead of a pinhole. At this time, the limitation on the core diameter is the minimum dimension of the opening, which is a necessary condition for the slit width b at which the confocal effect occurs.
[0024]
In addition, for example, as shown in FIG. 8, for example, as shown in FIG. 8, a cylindrical holder 21 is attached to the lower end of the optical fiber bundle 12, and the objective lens 7 is placed in the holder 21. Means for moving in the optical axis direction, for example, providing an actuator 22 is useful. According to such a mechanism, a site where a slice image is obtained can be finely changed easily.
[0025]
The actuator may be a piezo element or an electromagnetic type, and it is preferable that the drive signal is supplied by an electric wire incorporated coaxially with the optical fiber.
When high-magnification observation is performed with a confocal point, a window 23 made of a material such as glass through which light can pass is provided at the tip of the holder 21 as shown in FIG. Stable measurement can be performed by performing optical scanning while touching.
[0026]
In addition, fluorescent reagents tend to concentrate on cancer and the like, and the affected part is burned with laser light. For this purpose, in addition to the observation laser light, a treatment laser light 24 as shown in FIG. 9 can be introduced coaxially with the optical fiber bundle. If both wavelengths are changed and the laser beam for treatment is cut by a filter on the observation side, observation can be performed while treatment is being performed.
Note that cancer cells may be inside the surface layer to several layers, and confocal slices are very effective.
[0027]
Further, the present invention is useful not only for endoscopes but also for portable microscopes. In addition, when the numerical aperture (NA) for illuminating the fiber is closer to the fiber NA, the irradiation efficiency and the emission efficiency are improved. Further, as shown in FIG. 10, the relay lens between the pinhole disk 3 and the optical fiber 12 is eliminated, and the optical fiber bundle is brought close to the pinhole. It is good also as a structure which makes it enter. There is an advantage that the cost is reduced because the relay lens is not required.
[0028]
It should be noted that the foregoing description has been directed to specific preferred embodiments for the purpose of explanation and illustration of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes many more changes and modifications without departing from the spirit thereof.
[0029]
【The invention's effect】
(1) According to the first aspect of the present invention, first, the confocal optical scanner and the objective lens are optically coupled to each other with a flexible optical fiber bundle. The sample at the position can be easily observed. Further, the core diameter of the optical fibers constituting the optical fiber bundle is set to be not less than half and not more than twice the diameter of the light beam , and the pitch between the cores of the optical fibers is larger than the light beam diameter, and the pitch between the light beams is reduced. By making the diameter larger than the core diameter of the optical fiber, a confocal effect can be obtained, and a confocal slice image of the sample can be easily obtained .
[0030]
(2) According to the second aspect of the present invention, light beam scanning can be easily realized by rotating a disk having a large number of minute openings by a confocal optical scanner.
(3) According to the third aspect of the present invention, the minute opening according to the second aspect is limited to a pinhole or a slit, and the resolution of the image on the sample surface is increased.
[0031]
(4) According to the fourth aspect of the present invention, a microlens is disposed on the light-collecting disk to converge light incident on the minute opening, thereby improving light use efficiency.
(5) In the invention described in claim 5, the objective lens between the optical fiber bundle and the sample is formed so as to be movable in the optical axis direction, and the focal position in the optical axis direction is variable. As a result, the adjustment of the slice direction of the sample in the depth direction, which has been difficult by the position adjustment using the optical fiber bundle, is facilitated and can be finely adjusted.
[0032]
(6) In the invention according to claim 6, an optical window that can be in close contact with the sample is provided at the tip of the holder that holds the objective lens placed between the optical fiber bundle and the sample, thereby ensuring stable observation in close contact with the sample. are doing.
(7) In the invention according to claims 7 and 8, light other than for observation (for example, treatment laser light having a wavelength different from the observation light) is simultaneously incident on the optical fiber bundle, so that the treatment and Observation can be performed simultaneously.
[0033]
(8) According to the ninth aspect, a relay lens is provided between the confocal optical scanner and the optical fiber bundle, and the numerical aperture of the relay lens and the optical fiber are made substantially equal. Thereby, irradiation efficiency and emission efficiency are improved.
(9) In the invention according to claim 10, the end face of the optical fiber is disposed close to the minute opening of the confocal optical scanner, and the relay lens according to claim 1 is not required. A less expensive confocal microscope can be realized as compared with the first aspect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a confocal microscope according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a relationship between a core diameter and a light beam diameter.
FIG. 3 is an exemplary illustration of divergent light at the end face of the optical fiber bundle.
FIG. 4 is an explanatory diagram when a sample is on a focal plane.
FIG. 5 is an explanatory diagram when a sample is out of a focal plane.
FIG. 6 is another explanatory diagram for explaining a relationship between a light beam diameter and a core diameter.
FIG. 7 is still another explanatory diagram for explaining a relationship between a light beam diameter and a core diameter.
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating an example of a lower end portion of the optical fiber bundle.
FIG. 9 is an explanatory diagram when two lights are coaxially introduced into an optical fiber bundle.
FIG. 10 is a configuration diagram showing one embodiment when an optical fiber bundle is brought close to a pinhole.
FIG. 11 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional confocal optical scanner.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 confocal optical scanner 2 focusing disk 3 pinhole disk 4 drum 6 beam splitter 7 objective lens 8 sample 9 focusing lens 10 camera 11 relay lens 12 optical fiber bundle 21 holder 22 actuator 23 window

Claims

共焦点用光スキャナを用い試料面を光ビームで走査し試料面の像を観察することができるようにした共焦点顕微鏡において、
前記共焦点用光スキャナと対物レンズとの間を光学的に結合する可撓性の光ファイバ束を備え、
この光ファイバ束を構成する光ファイバのコア径を、前記共焦点用光スキャナにおける微小開口部から光ファイバ束の端面上に照射される光ビーム径の半分以上かつ２倍以下とすると共に、前記光ファイバのコア間のピッチを前記光ビーム径より大きく、かつ前記光ビーム間のピッチを前記光ファイバのコア径より大きくしたことを特徴とする共焦点顕微鏡。In a confocal microscope that was able to scan the sample surface with a light beam using a confocal optical scanner and observe the image of the sample surface,
A flexible optical fiber bundle that optically couples between the confocal optical scanner and the objective lens,
The core diameter of the optical fiber constituting the optical fiber bundle is set to be not less than half and not more than twice the diameter of the light beam irradiated on the end face of the optical fiber bundle from the minute opening in the confocal optical scanner , and A confocal microscope wherein a pitch between optical fiber cores is larger than the light beam diameter and a pitch between the light beams is larger than the core diameter of the optical fiber .

前記共焦点用光スキャナは、多数の微小開口部を有するディスクを回転させて光ビームを走査するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の共焦点顕微鏡。2. The confocal microscope according to claim 1, wherein the confocal optical scanner is configured to scan a light beam by rotating a disk having a large number of minute openings.

前記微小開口部がピンホールまたはスリットであることを特徴とする請求項１または２記載の共焦点顕微鏡。3. The confocal microscope according to claim 1, wherein the minute opening is a pinhole or a slit.

前記共焦点用光スキャナは前記ディスクの微小開口部に入射する光を集束するマイクロレンズが配設された集光ディスクを備えたことを特徴とする請求項２記載の共焦点顕微鏡。3. The confocal microscope according to claim 2, wherein the confocal optical scanner includes a light-collecting disk provided with a microlens for focusing light incident on a minute opening of the disk.

前記光ファイバ束と試料の間に、ホルダに収納され光軸方向に移動可動な対物レンズを持つことを特徴とする請求項１記載の共焦点顕微鏡。2. The confocal microscope according to claim 1, further comprising an objective lens accommodated in a holder and movable in an optical axis direction, between the optical fiber bundle and the sample.

前記ホルダは、試料と対物レンズの間に、試料と密着可能な光学窓を持つことを特徴とする請求項１記載の共焦点顕微鏡。2. The confocal microscope according to claim 1, wherein the holder has an optical window between the sample and the objective lens, the optical window being capable of being in close contact with the sample.

前記光ファイバ束には観察用以外の光も同時に入射するようにしたことを特徴とする請求項１記載の共焦点顕微鏡。2. The confocal microscope according to claim 1, wherein light other than for observation is also incident on the optical fiber bundle.

前記観察用以外の光は観察用の光と波長が異なる光であることを特徴とする請求項７記載の共焦点顕微鏡。The confocal microscope according to claim 7, wherein the light other than the light for observation is light having a different wavelength from the light for observation.

前記共焦点用光スキャナと光ファイバ束の間にリレーレンズを設け、このリレーレンズと前記光ファイバ束を構成する光ファイバの開口数を実質上等しくしたことを特徴とする請求項１記載の共焦点顕微鏡。2. A confocal microscope according to claim 1, wherein a relay lens is provided between the confocal optical scanner and the optical fiber bundle, and the numerical apertures of the relay lens and the optical fibers constituting the optical fiber bundle are made substantially equal. .

前記共焦点用光スキャナの微小開口部に前記光ファイバの端面を接近して配置したことを特徴とする請求項１記載の共焦点顕微鏡。2. The confocal microscope according to claim 1, wherein an end face of the optical fiber is arranged close to a minute opening of the confocal optical scanner.