JPH03125108A - Confocal scanning type microscope - Google Patents

Confocal scanning type microscope

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Publication number
JPH03125108A
JPH03125108A JP26343289A JP26343289A JPH03125108A JP H03125108 A JPH03125108 A JP H03125108A JP 26343289 A JP26343289 A JP 26343289A JP 26343289 A JP26343289 A JP 26343289A JP H03125108 A JPH03125108 A JP H03125108A
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JP
Japan
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sample
light
scanning
optical system
rotating member
Prior art date
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Application number
JP26343289A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Onishi
大西 昌寛
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To accomplish high-speed scanning and to prevent a sample from flying by integrally holding a light transmission optical system and a light reception optical system in a rotating member and rotating the rotating member so that the main scanning of a light point is performed. CONSTITUTION:Rotating members 15 and 16 which integrally hold the light transmission optical system and the light reception optical system and can be rotated on a plane in parallel with the sample placing surface of a sample table 22, and a driving means which rotates the rotating members 15 and 16 and performs the main scanning of the light point so that the locus of a circular arc is plotted on the sample 50 are provided. Then, a sub scanning means which relatively moves the rotating members 15 and 16 and the sample table 22 in a Y direction nearly orthogonally crossed with a chord obtained by combining both ends of the circular arc at the lower speed than the main scanning speed and performs the sub scanning of the light point on the sample 50 are provided. Since the sample table is not moved two-dimensionally, the sample is prevented from flying and the high-speed scanning is performed. On the other hand, the constitution is simplified and the microscope is manufactured at low cost.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は共焦点走査型顕微鏡、特に詳細には光点の走査
機構が改良された共焦点走査型顕微鏡に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a confocal scanning microscope, and more particularly to a confocal scanning microscope with an improved light spot scanning mechanism.

(従来の技術) 従来より、照明光を微小な光点に収束させ、この光点を
試料上において2次元的に走査させ、その際該試料を透
過した光あるいはそこで反射した光を光検出器で検出し
て、試料の拡大像を担持する電気信号を得るようにした
光学式走査型顕微鏡が公知となっている。
(Prior Art) Conventionally, illumination light is converged into a minute light spot, and this light spot is scanned two-dimensionally on a sample, and at that time, the light that has passed through the sample or the light that has been reflected there is detected by a photodetector. Optical scanning microscopes are known that detect electrical signals that carry an enlarged image of a sample.

なかでも、照明光を光源から発生させた上で試料上にお
いて光点に結像させる一方、この試料からの光束を再度
点像に結像させてそれを光検出器で検出するように構成
した共焦点走査型顕微鏡は、試料面上にピンホールを配
する必要が無く、実現容易となっている。
In particular, it is configured to generate illumination light from a light source and image it into a light spot on the sample, and then re-image the light flux from the sample into a point image, which is then detected by a photodetector. A confocal scanning microscope does not require a pinhole on the sample surface, making it easy to implement.

この共焦点走査型顕微鏡は基本的に、 照明光を発する光源と、 試料が載置される試料台と、 この照明光を試料上において微小な光点として結像させ
る送光光学系と、 上記試料からの光束を集光して点像に結像させる受光光
学系と、 この点像を検出する光検出器と、 上記光点を試料上において2次元的に走査させる走査機
構とから構成されるものである。なお特開昭132−2
17218号、同82−218918号公報には、この
共焦点走査型顕微鏡の一例が示されている。
This confocal scanning microscope basically includes a light source that emits illumination light, a sample stage on which a sample is placed, a light transmission optical system that images this illumination light as a minute light spot on the sample, and the above-mentioned. It consists of a light receiving optical system that condenses the light beam from the sample and forms it into a point image, a photodetector that detects this point image, and a scanning mechanism that scans the light spot two-dimensionally on the sample. It is something that Furthermore, Japanese Patent Publication No. 132-2
No. 17218 and No. 82-218918 disclose examples of this confocal scanning microscope.

(発明が解決しようとする課題) 従来の共焦点走査型顕微鏡においては、上記走査機構と
して、 ■試料台を2次元的に移動させる機構、あるいは■照明
光ビームを光偏向器によって2次元的に偏向させる機構
が用いられていた。
(Problems to be Solved by the Invention) In conventional confocal scanning microscopes, the above-mentioned scanning mechanism includes: ■ a mechanism that moves the sample stage two-dimensionally, or ■ a mechanism that moves the illumination light beam two-dimensionally using an optical deflector. A deflection mechanism was used.

しかし■の機構を採用した場合には、高速走査を行なう
と試料が飛んでしまうという問題が生じていた。顕微鏡
で観察される試料としては生物試料も多く、この生物試
料を観察する際に高速走査が不可能であると、試料像を
撮′像できるまでの間に試料が死んでしまうという不具
合も起こり得る。
However, when the mechanism (2) was adopted, there was a problem that the sample would fly away when high-speed scanning was performed. Many biological specimens are observed with microscopes, and if high-speed scanning is not possible when observing these biological specimens, problems may arise in which the specimen dies before an image of the specimen can be captured. obtain.

また、このような生物試料に限らなくても、はぼリアル
タイムで試料像を撮像したいという要求は広く存在する
ものであり、高速走査が不可能であれば、当然、このよ
うな要求に応えることができない。
In addition, there is a wide demand for capturing images of samples in near real time, not just for biological samples, and if high-speed scanning is not possible, it is natural that such a demand cannot be met. I can't.

一方、■の機構によれば十分高速の走査が可能であるが
、この機構においては、ガルバノメータミラーやAOD
 (音響光学光偏向器)等の高価な光偏向器が必要であ
るという難点が有る。またこの■の機構においては、照
明光ビームを光偏向器で振るようにしているから、送光
光学系の対物レンズにはこの光ビームが刻々異なる角度
で入射することになり、それによる収差を補正するため
に対物レンズの設計が困難になるという問題も認められ
ている。特にAODを使用した場合には、対物レンズ以
外にもAODから射出した光束に非点収差が生ずるため
特殊な補正レンズが必要となり、光学系をより複雑なも
のとしている。
On the other hand, the mechanism (■) allows sufficiently high-speed scanning, but in this mechanism, galvanometer mirrors and AOD
The disadvantage is that an expensive optical deflector such as an acousto-optic optical deflector is required. In addition, in this mechanism (2), since the illumination light beam is deflected by an optical deflector, this light beam enters the objective lens of the light transmission optical system at different angles from time to time, and the resulting aberrations are eliminated. It has also been recognized that the correction makes it difficult to design the objective lens. In particular, when an AOD is used, a special correction lens is required in addition to the objective lens because astigmatism occurs in the light beam emitted from the AOD, making the optical system more complicated.

そこで本発明は、高速走査が可能で、その一方、構成が
簡単で安価に形成することができる共焦点走査型顕微鏡
を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a confocal scanning microscope that is capable of high-speed scanning, yet has a simple configuration and can be manufactured at low cost.

(課題を解決するための手段及び作用)本発明による共
焦点走査型顕微鏡は、先に述べたような試料台と、光源
と、送光光学系と、受光光学系と、光検出器と、光点の
2次元走査機構とを備えた共焦点走査型顕微鏡において
、上記送光光学系と受光光学系とを一体的に保持して、
試料台の試料載置面と平行な面内で回転可能とされた回
転部材と、 この回転部材を回転させて、上記光点を試料上において
円弧軌跡を描くように主走査させる駆動手段と、 上記回転部材と試料台とを、上記円弧の両端を結ぶ弦と
ほぼ直交する方向に、主走査速度よりも低い速度で相対
移動させて、上記光点を試料上において副走査させる副
走査手段とによって走査機構を構成したことを特徴とす
るものである。
(Means and Effects for Solving the Problems) A confocal scanning microscope according to the present invention includes a sample stage as described above, a light source, a light transmitting optical system, a light receiving optical system, a photodetector, In a confocal scanning microscope equipped with a two-dimensional scanning mechanism for a light spot, the light transmitting optical system and the light receiving optical system are integrally held,
a rotating member rotatable in a plane parallel to the sample mounting surface of the sample stage; a driving means for rotating the rotating member to main scan the light spot so as to draw an arc locus on the sample; sub-scanning means for sub-scanning the light spot on the sample by relatively moving the rotating member and the sample stage at a speed lower than the main-scanning speed in a direction substantially orthogonal to a chord connecting both ends of the circular arc; This is characterized in that the scanning mechanism is configured by the following.

なお上述の副走査手段は、回転部材を移動させるもので
あってもよいし、それとは反対に、試料台を移動させる
ものであってもよい。副走査速度は比較的低速とするこ
とができるから、上記のように試料台を移動させても、
試料が飛んでしまうことを防止可能である。
Note that the above-mentioned sub-scanning means may be one that moves a rotating member, or, on the contrary, may be one that moves a sample stage. Since the sub-scanning speed can be relatively low, even if the sample stage is moved as described above,
It is possible to prevent the sample from flying away.

上記の構成においては、光点走査のために照明光ビーム
が振られることがないから、光学系の設計は光軸上の光
線のみを考えて行なえばよいことになり、該光学系の設
計は非常に容易となる。
In the above configuration, since the illumination light beam is not swayed for light point scanning, the design of the optical system only needs to be done considering the light rays on the optical axis. It becomes very easy.

(実 施 例) 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.

第1図は、本発明の第1実施例による透過型の共焦点走
査型顕微鏡の要部を示す斜視図であり、また第2図はそ
の側面形状を示すものである。図示されるように、RG
Bレーザ10からは、赤色光、緑色光および青色光から
なる照明光11が射出される。平行光であるこの照明光
11はビームエキスパンダ12でビーム径が拡大され、
ミラー13で反射せしめられる。
FIG. 1 is a perspective view showing the main parts of a transmission type confocal scanning microscope according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows its side profile. As shown, R.G.
The B laser 10 emits illumination light 11 consisting of red light, green light, and blue light. The beam diameter of this illumination light 11, which is parallel light, is expanded by a beam expander 12.
It is reflected by the mirror 13.

一方、この反射した照明光11の進行方向と平行にして
回転軸I4が配され、この回転軸14には、互いに間隔
をおいて対面する2枚の円板15、IBが固定されてい
る。これらの円板15、teは、回転軸14がプーリ1
7、ベルト18、プーリ19を介してモータ20によっ
て回転されることにより、第1図中の矢印R方向に回転
される。また円板15の中心部には、4つの反射面21
A、 21B、 21G、 21Dを有すル四角錐ミラ
ー21が固定されている。上述したミラーI3は、これ
らの反射面21A〜21Dのうちの1つに照明光11を
入射させるように配置されている。そして円板15には
、上記4つの反射面21A、 21B。
On the other hand, a rotating shaft I4 is disposed parallel to the traveling direction of the reflected illumination light 11, and two discs 15 and IB are fixed to the rotating shaft 14, facing each other with an interval between them. These discs 15 and te have a rotary shaft 14 connected to the pulley 1.
7. By being rotated by a motor 20 via a belt 18 and a pulley 19, it is rotated in the direction of arrow R in FIG. In addition, in the center of the disk 15, there are four reflective surfaces 21.
A rectangular pyramidal mirror 21 having mirrors A, 21B, 21G, and 21D is fixed. The mirror I3 mentioned above is arranged so that the illumination light 11 is incident on one of these reflecting surfaces 21A to 21D. The disk 15 has the four reflective surfaces 21A and 21B.

2IC,21Dの各々を臨むようにして4つのミラー2
3A、 23B、 23C,23Dが固定されるととも
に、これらのミラー23A、 23B、 23C,23
Dの各々を臨む状態テ4 ツ(7)対物レンズ24A、
24B、24C。
Four mirrors 2 facing each of 2IC and 21D
3A, 23B, 23C, 23D are fixed, and these mirrors 23A, 23B, 23C, 23
(7) Objective lens 24A,
24B, 24C.

24Dが固定されている。これらの対物レンズ24A〜
24Dは、光軸を上記回転軸14と平行にして固定され
ている。
24D is fixed. These objective lenses 24A~
24D is fixed with its optical axis parallel to the rotation axis 14.

他方の円板16には、以上述べた四角錐ミラー21、ミ
ラー23A〜23D1対物レンズ24A〜24Dとそれ
ぞれ全く同等の四角錐ミラー41.4つのミラー43A
、43B、43C,43D、4つの対物レンズ44A1
44B、44C,44Dが固定されている。なお第2図
においてはそれらのうち、ミラー43B、43Dと、対
物レンズ44B、44Dとを省略しである。対物レンズ
44A、44B、44C,44Dはそれぞれ、対物レン
ズ24A、24B、24C,24Dと光軸を一致させて
配設されている。そして円板16の下方には、上記四角
錐ミラー41の側を向く状態で、前記ミラー13と同等
のミラー45が配されている。
On the other disk 16, there are four mirrors 41 and 43A which are completely equivalent to the above-mentioned square pyramid mirror 21, mirrors 23A to 23D1 and objective lenses 24A to 24D, respectively.
, 43B, 43C, 43D, four objective lenses 44A1
44B, 44C, and 44D are fixed. Note that, in FIG. 2, the mirrors 43B and 43D and the objective lenses 44B and 44D are omitted. The objective lenses 44A, 44B, 44C, and 44D are arranged so that their optical axes coincide with those of the objective lenses 24A, 24B, 24C, and 24D, respectively. A mirror 45 equivalent to the mirror 13 is disposed below the disk 16, facing toward the quadrangular pyramid mirror 41.

上記2枚の円板15.1Bの間には、試料載置面22a
がこれらの円板15.18と平行(つまり回転軸14に
対して垂直)となる状態にして、試料台22が配されて
いる。この試料台22は、2次元移動ステージ35に固
定されている。この2次元移動ステージ35は、モータ
駆動回路3Bから駆動電流を受けるパルスモータ37に
より、マイクロメータ38を介して矢印Y方向に往復移
動される。
Between the two discs 15.1B, there is a sample mounting surface 22a.
The sample stage 22 is arranged in such a manner that the sample stage 22 is parallel to these disks 15, 18 (that is, perpendicular to the rotation axis 14). This sample stage 22 is fixed to a two-dimensional movement stage 35. This two-dimensional movement stage 35 is reciprocated in the direction of arrow Y via a micrometer 38 by a pulse motor 37 that receives a drive current from a motor drive circuit 3B.

以下、第2図に示されるように、四角錐ミラー21の反
射面2fAに照明光11が入射した場合を例にとって、
この照明光11の光路を説明する。照明光11は反射面
21Aで反射すると、ミラー23Aに入射してそこで反
射し、次に対物レンズ24Aによって集光されて、試料
台22に載置された試料5o上で(表面あるいは内部で
)微小な光点Pに結像する。
Hereinafter, as shown in FIG. 2, taking as an example the case where the illumination light 11 is incident on the reflective surface 2fA of the quadrangular pyramidal mirror 21,
The optical path of this illumination light 11 will be explained. When the illumination light 11 is reflected by the reflective surface 21A, it enters the mirror 23A, is reflected there, is then focused by the objective lens 24A, and is reflected onto the sample 5o placed on the sample stage 22 (on the surface or inside). The image is formed into a minute light spot P.

試料50を透過した透過光11’ の光束は、対物レン
ズ44Aによって平行光とされ、次にミラー43A1四
角錐ミラー41の反射面41A、 ミラー45で次々と
反射する。この透過光11°はダイクロイックミラー2
6に入射し、′その青色光11Bのみがそこで反射する
。該青色光11Bは集光レンズ51で集光され、ピンホ
ール板52を介して第1光検出器27によって検出され
る。ダイクロイックミラー26を透過した透過光11’
 は別のダイクロイックミラー28に入射し、その緑色
光11Gのみがそこで反射する。この緑色光11Gは集
光レンズ53で集光され、ピンホール板54を介して第
2光検出器29によって検出される。そして上記ダイク
ロイックミラー28を透過した透過光11’  (すな
わち赤色光11R)はミラー30において反射して集光
レンズ55で集光され、ピンホール板5Bを介して第3
光検出器31によって検出される。なお上記光検出器2
7.29.31としては例えばフォトダイオード等が用
いられ、それらからは各々、試料50の拡大像の青色成
分、緑色成分、赤色成分を担持する信号SB、SG、S
Rが出力される。
The beam of transmitted light 11' that has passed through the sample 50 is made into parallel light by an objective lens 44A, and then reflected one after another by a mirror 43A, a reflecting surface 41A of a quadrangular pyramid mirror 41, and a mirror 45. This transmitted light 11° is the dichroic mirror 2
6, and only the blue light 11B is reflected there. The blue light 11B is condensed by a condensing lens 51 and detected by the first photodetector 27 via a pinhole plate 52. Transmitted light 11' transmitted through the dichroic mirror 26
enters another dichroic mirror 28, and only the green light 11G is reflected there. This green light 11G is condensed by a condenser lens 53 and detected by a second photodetector 29 via a pinhole plate 54. The transmitted light 11' (that is, the red light 11R) transmitted through the dichroic mirror 28 is reflected by the mirror 30, condensed by the condensing lens 55, and passed through the pinhole plate 5B to the third
It is detected by the photodetector 31. Note that the photodetector 2
For example, a photodiode or the like is used as 7.29.31, and from these, signals SB, SG, and S carrying blue, green, and red components of an enlarged image of the sample 50 are respectively output.
R is output.

以上の説明から明らかな通り本実施例においては、ミラ
ー13、四角錐ミラー21.ミラー23A〜23Dおよ
び対物レンズ24A〜24Dから送光光学系が構成され
、一方、対物レンズ44A〜44D、 ミラー43A〜
43D1四角錐ミラー41およびミラー45から受光光
学系が構成されている。
As is clear from the above description, in this embodiment, the mirror 13, the quadrangular pyramid mirror 21. A light transmission optical system is constituted by mirrors 23A to 23D and objective lenses 24A to 24D, while objective lenses 44A to 44D and mirrors 43A to
A light receiving optical system is composed of the 43D1 quadrangular pyramid mirror 41 and the mirror 45.

次に、照明光llの光点Pの2次元走査について説明す
る。モータ駆動回路57によりモータ20が駆動されて
円板15.16が回転されると、反射面2LAが回転す
るので、対物レンズ24Aによって集光された光点Pは
、試料50上を円弧を描くように主走査する。そしてこ
の光点Pが試料50から外れる位置まで円板15.1B
が回転すると、四角錐ミラー21の別の反射面21Bが
、そこに照明光11が入射するようになる回転位置まで
達するので、今度はこの反射面21Bで反射して対物レ
ンズ24Bで集光された光点Pが、同じく試料50上を
主走査する。以下同様にして、対物レンズ24C,24
D、24A・・・・・・で集光された光点Pが試料50
上を次々と主走査する。
Next, two-dimensional scanning of the light spot P of the illumination light ll will be explained. When the motor 20 is driven by the motor drive circuit 57 and the disc 15.16 is rotated, the reflective surface 2LA rotates, so that the light point P focused by the objective lens 24A draws an arc on the sample 50. Main scan. Then, the disk 15.1B is
When rotates, another reflective surface 21B of the quadrangular pyramidal mirror 21 reaches a rotational position where the illumination light 11 is incident thereon, so that it is reflected by this reflective surface 21B and focused by the objective lens 24B. The light spot P also main scans over the sample 50. In the same manner, the objective lenses 24C, 24
The light point P focused at D, 24A... is sample 50.
Main scan the top one after another.

この主走査速度は、例えば2m/s程度とされる。This main scanning speed is, for example, about 2 m/s.

上記のようにして光点Pの主走査がなされるとともに前
記パルスモータ37が駆動され、試料台22は、試料5
0上の光点Pの円弧軌跡の両端を結ぶ弦に直角な矢印Y
方向(回転軸14から離れる方向)に移動される。それ
により、各対物レンズ24A124B、24C,24D
、24A・・・・・・で集光された光点Pの走査軌跡(
第1図にXで示す)が少しずつずれるようになり、この
光点Pの副走査がなされる。
As described above, the light spot P is main-scanned and the pulse motor 37 is driven, so that the sample stage 22 can move the sample 5
Arrow Y perpendicular to the chord connecting both ends of the arc locus of the light point P on 0
direction (direction away from the rotating shaft 14). As a result, each objective lens 24A, 124B, 24C, 24D
, 24A..., the scanning locus of the light point P (
(indicated by X in FIG. 1) is shifted little by little, and this light spot P is sub-scanned.

なおこの副走査速度は例えば2mm/s程度と、前記主
走査速度よりも十分に低くされる。この程度の副走査速
度であれば、試料台22を移動させても、試料50が飛
んでしまうことを防止できる。
Note that this sub-scanning speed is, for example, about 2 mm/s, which is sufficiently lower than the main scanning speed. With this level of sub-scanning speed, even if the sample stage 22 is moved, the sample 50 can be prevented from flying away.

以上のようにして光点Pが試料5G上を2次元的に走査
することにより、該試料50の2次元像を担持する時系
列の信号SB、SG、SRが得られる。
By scanning the light spot P two-dimensionally over the sample 5G as described above, time-series signals SB, SG, and SR carrying a two-dimensional image of the sample 50 are obtained.

これらの信号SB、SG、SRは、例えば所定周期毎に
積分する等により、画素分割された信号とされる。
These signals SB, SG, and SR are made into pixel-divided signals by, for example, integrating at predetermined intervals.

こうして得られた画像信号SB、SG、SRは必要に応
じて、主走査ラインの湾曲を補正する変換処理を受ける
The image signals SB, SG, and SR thus obtained are subjected to conversion processing to correct the curvature of the main scanning line, if necessary.

また本実施例においては2次元移動ステージ35が、モ
ータ駆動回路39から駆動電流を受けるパルスモータ4
0により、回転軸14と平行な矢印Z方向に移動される
。こうして2次元移動ステージ35を2方向に所定距離
移動させる毎に前記光点Pの2次元走査を行なえば、合
焦点面の情報のみが光検出器27.29.31によって
検出される。そこで、これらの光検出器27.29.3
1の出力SB、SG、SRをフレームメモリに取り込む
ことにより、試料50を2方向に移動させた範囲内で、
全ての面に焦点が合った画像を担う信号を得ることが可
能となる。
Further, in this embodiment, the two-dimensional moving stage 35 is driven by a pulse motor 4 that receives a drive current from a motor drive circuit 39.
0, it is moved in the direction of arrow Z parallel to the rotation axis 14. If the light spot P is two-dimensionally scanned every time the two-dimensional moving stage 35 is moved a predetermined distance in two directions in this manner, only information on the focused plane is detected by the photodetectors 27, 29, and 31. Therefore, these photodetectors 27.29.3
By importing the outputs SB, SG, and SR of 1 into the frame memory, within the range in which the sample 50 is moved in two directions,
It becomes possible to obtain a signal that carries an image that is in focus on all planes.

なおモータ駆動回路3B= 39および57には、図示
しない制御回路から同期信号が入力され、それにより、
光点Pの主、副走査および試料台22のZ方向移動の同
期が取られる。
Note that a synchronization signal is inputted to the motor drive circuit 3B=39 and 57 from a control circuit (not shown), and as a result,
Main and sub-scanning of the light spot P and movement of the sample stage 22 in the Z direction are synchronized.

次に、第3図を参照して本発明の第2実施例について説
明する。この第3図に示される実施例は、送光光学系が
受光光学系としても機能する反射型の共焦点走査型顕微
鏡である。なおこの第3図において第2図と共通部分に
は同じ番号を付し、それらについての詳細な説明は省略
する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The embodiment shown in FIG. 3 is a reflection type confocal scanning microscope in which the light transmitting optical system also functions as a light receiving optical system. Note that in FIG. 3, parts common to those in FIG. 2 are given the same numbers, and detailed explanation thereof will be omitted.

例えば対物レンズ24Aにより集光されて、試料50の
表面で光点Pに結像した照明光11は、そこで反射する
。この反射光11”は、照明光11と同じ光路を反対方
向に進み、四角錐ミラー21とミラー13との間に配さ
れたハーフミラ−7oによって、照明光11の光路から
分離される。この反射光11”の青色光11B、緑色光
11G、赤色光11Rはそれぞれ、第1実施例の装置に
おけるのと全く同様にして、光検出器27.29.31
によって検出される。また、光点Pの2次元走査も、第
1実施例の装置におけるのと全く同様にしてなされる。
For example, the illumination light 11 that is focused by the objective lens 24A and focused on a light spot P on the surface of the sample 50 is reflected there. This reflected light 11'' travels in the same optical path as the illumination light 11 in the opposite direction, and is separated from the optical path of the illumination light 11 by a half mirror 7o arranged between the quadrangular pyramidal mirror 21 and the mirror 13. The blue light 11B, the green light 11G, and the red light 11R of the light 11'' are respectively detected by photodetectors 27, 29, and 31 in exactly the same manner as in the apparatus of the first embodiment.
detected by. Furthermore, the two-dimensional scanning of the light spot P is performed in exactly the same manner as in the apparatus of the first embodiment.

以上説明した実施例においては、種々の変更が可能であ
る。例えば、照明光光源として軽量の半導体レーザ等が
用いられる場合は、その光源を円板15に搭載しても構
わない。そうする場合は、各対物レンズ24A〜24D
と同軸に揃えて、光源を4個搭載するのが好ましい。
Various modifications can be made to the embodiments described above. For example, if a lightweight semiconductor laser or the like is used as the illumination light source, the light source may be mounted on the disk 15. If so, each objective lens 24A to 24D
It is preferable to mount four light sources coaxially.

また、上記のように照明光光源を円板15に搭載する場
合も、あるいは前記実施例のように照明光光源を円板1
5の外に配置する場合も、照明光11を試料50上で結
像させる対物レンズは、1つだけ設けるようにしてもよ
い。しかし、この対物レンズを複数段ければ、各主走査
期間の間に長い待ち時間が生じないので、撮像時間の短
縮化の上でより有利である。
Also, when the illumination light source is mounted on the disk 15 as described above, or as in the above embodiment, the illumination light source is mounted on the disk 15.
5, only one objective lens for forming an image of the illumination light 11 on the sample 50 may be provided. However, if the objective lenses are provided in multiple stages, there will be no long waiting time between each main scanning period, which is more advantageous in terms of shortening the imaging time.

(発明の効果) 以上詳細に説明した通り、本発明の共焦点走査型顕微鏡
においては、送光光学系と受光光学系とを一体的に回転
部材に保持させ、この回転部材を回転させて光点の主走
査を行なうように構成したから、試料台を高速で移動さ
せる必要がなく、よって試料が飛んでしまうことを防止
可能で、また、高速走査も可能となる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, in the confocal scanning microscope of the present invention, the light transmitting optical system and the light receiving optical system are integrally held by a rotating member, and the rotating member is rotated to emit light. Since the structure is configured to perform main scanning of points, there is no need to move the sample stage at high speed, so it is possible to prevent the sample from flying away, and high-speed scanning is also possible.

そして本発明の共焦点走査型顕微鏡においては、照明光
ビームが振られることがないから、光学系の設計が容易
となり、またガルバノメータミラーやAOD等の高価な
光偏向器が不要で簡単な構造となっているから、本装置
は従来の共焦点走査型顕微鏡に比べて安価に形成可能と
なる。
In the confocal scanning microscope of the present invention, since the illumination light beam is not deflected, the optical system can be easily designed, and an expensive optical deflector such as a galvanometer mirror or AOD is not required, resulting in a simple structure. Therefore, this device can be manufactured at a lower cost than conventional confocal scanning microscopes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図と第2図はそれぞれは、本発明の第1実施例によ
る共焦点走査型顕微鏡を示す斜視図と、一部破断側面図
、 第3図は、本発明の第2実施例による共焦点走査型顕微
鏡を示す一部破断側面図である。 10・・・RGBレーザ   11・・・照明光11°
・・・透過光     11″・・・反射光13.23
A、23B、23C,23D。 30.43A、43B、43C,43D、45・・・ミ
ラー14・・・回転軸      15.16・・・円
板17.19・・・プーリ    18・・・ベルト2
0.37.40・・・モータ 21、41・・・四角錐ミラー 22川試料台24A、
24B、24C,24D。 44A、 44B、 44C,44D・・・対物レンズ
2B、28・・・グイクロイックミラー27.29.3
1川光検出器 35・・・2次元移動ステージ3G、3
9.57・・・モータ駆動回路38・・・マイクロメー
タ  5o・・・試料51.53.55・・・集光レン
ズ 52.54.58・・・ピンホール板 7o・・・ハー
フミラ−第1図
1 and 2 are respectively a perspective view and a partially cutaway side view showing a confocal scanning microscope according to a first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a partially cutaway side view showing a focal scanning microscope. 10...RGB laser 11...Illumination light 11°
...Transmitted light 11''...Reflected light 13.23
A, 23B, 23C, 23D. 30.43A, 43B, 43C, 43D, 45... Mirror 14... Rotating shaft 15.16... Disk 17.19... Pulley 18... Belt 2
0.37.40...Motor 21, 41...Square pyramid mirror 22 River sample stage 24A,
24B, 24C, 24D. 44A, 44B, 44C, 44D... Objective lens 2B, 28... Guicroic mirror 27.29.3
1 River optical detector 35...2-dimensional movement stage 3G, 3
9.57...Motor drive circuit 38...Micrometer 5o...Sample 51.53.55...Condenser lens 52.54.58...Pinhole plate 7o...Half mirror-1st figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 試料が載置される試料台と、 照明光を発する光源と、 前記試料台の試料載置面と平行な面内で回転可能な回転
部材と、 この回転部材に保持され、前記照明光を試料上において
微小な光点として結像させる送光光学系と、 前記回転部材を回転させて、前記光点を試料上において
円弧軌跡を描くように主走査させる駆動手段と、 前記回転部材に保持され、前記試料からの光束を集光し
て点像に結像させる受光光学系と、この点像を検出する
光検出器と、 前記回転部材と試料台とを、前記円弧の両端を結ぶ弦と
ほぼ直交する方向に、前記主走査の速度よりも低い速度
で相対移動させて、前記光点を前記試料上において副走
査させる副走査手段とからなる共焦点走査型顕微鏡。
[Claims] A sample stage on which a sample is placed, a light source that emits illumination light, a rotating member that is rotatable in a plane parallel to the sample mounting surface of the sample stage, and a rotating member that is held by the rotating member. , a light transmission optical system that images the illumination light as a minute light spot on the sample; a drive unit that rotates the rotating member to main scan the light spot so as to draw a circular arc trajectory on the sample; a light-receiving optical system held by the rotating member and condensing a light beam from the sample to form a point image; a photodetector detecting the point image; and a photodetector that detects the point image; sub-scanning means for sub-scanning the light spot on the sample by relatively moving it at a speed lower than the main-scanning speed in a direction substantially orthogonal to a string connecting both ends of the confocal scanning microscope.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994018592A1 (en) * 1993-02-08 1994-08-18 Optiscan Pty Ltd Acn 060 658 754 Confocal microscope

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WO1994018592A1 (en) * 1993-02-08 1994-08-18 Optiscan Pty Ltd Acn 060 658 754 Confocal microscope

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