JPH0682173B2 - 透過型顕微鏡撮像装置 - Google Patents
透過型顕微鏡撮像装置Info
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- JPH0682173B2 JPH0682173B2 JP6116786A JP6116786A JPH0682173B2 JP H0682173 B2 JPH0682173 B2 JP H0682173B2 JP 6116786 A JP6116786 A JP 6116786A JP 6116786 A JP6116786 A JP 6116786A JP H0682173 B2 JPH0682173 B2 JP H0682173B2
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- light beam
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は透過型顕微鏡撮像装置、特に微小スポット状の
光ビームで試料を２次元的に走査し試料からの透過光を
イメージセンサ上に投影して試料像を形成する透過型顕
微鏡撮像装置に関するものである。
光ビームで試料を２次元的に走査し試料からの透過光を
イメージセンサ上に投影して試料像を形成する透過型顕
微鏡撮像装置に関するものである。
（従来の技術） 生物観察用として有用な透過型顕微鏡撮像装置が広く実
用化されている。本願人は、特願昭59−242419号公報に
おいてレーザ光源とリニアイメージセンサを用いて試料
からの光学情報を電気信号として得ることができる透過
型顕微鏡撮像装置を提案している。この本願人の透過型
顕微鏡撮像装置は、レーザ光源から投射した光ビームを
２個の偏向器を用いて主走査方向及び副走査方向に偏向
し、２次元的に偏向された光ビームをコンデンサレンズ
で微小スポット状に集束して試料に投射し、試料を透過
した光ビームを対物レンズで集光し、複数の受光素子が
主走査方向に１次元的に配列されているリニアイメージ
センサ上に微小スポットとして投影し、試料からの透過
光を１ライン毎に受光して画像信号を形成するように構
成されている。従って、この透過型顕微鏡撮像装置は、
リニアイメージセンサの電荷蓄積能力を利用しているの
で光ビームの走査ムラが生じても画像歪みが発生せず、
S/N比が高く高解像度の画像信号を得ることができる大
きな利点を具えている。
用化されている。本願人は、特願昭59−242419号公報に
おいてレーザ光源とリニアイメージセンサを用いて試料
からの光学情報を電気信号として得ることができる透過
型顕微鏡撮像装置を提案している。この本願人の透過型
顕微鏡撮像装置は、レーザ光源から投射した光ビームを
２個の偏向器を用いて主走査方向及び副走査方向に偏向
し、２次元的に偏向された光ビームをコンデンサレンズ
で微小スポット状に集束して試料に投射し、試料を透過
した光ビームを対物レンズで集光し、複数の受光素子が
主走査方向に１次元的に配列されているリニアイメージ
センサ上に微小スポットとして投影し、試料からの透過
光を１ライン毎に受光して画像信号を形成するように構
成されている。従って、この透過型顕微鏡撮像装置は、
リニアイメージセンサの電荷蓄積能力を利用しているの
で光ビームの走査ムラが生じても画像歪みが発生せず、
S/N比が高く高解像度の画像信号を得ることができる大
きな利点を具えている。
（発明が解決しようとする問題点） 上述した透過型顕微鏡撮像装置では、コンデンサレンズ
で微小スポット状に集束した照明光で試料を２次元的に
走査し試料からの透過光を対物レンズで集光する構成と
しているから、試料に入射する照明光の走査点と対物レ
ンズの集光点とを正確に一致させる必要がある。照明光
の走査点と対物レンズの集光点との相対的な位置ずれ
は、主走査方向の位置ずれとこれと直交する副走査方向
の位置ずれとがあるが、副走査方向に位置ずれが発生す
るとリニアイメージセンサに入射する光量が著しく低下
し、画像信号の振幅が低下しS/N比が劣化すると共に解
像度も著しく低下してしまう。特に、対物レンズやコン
デンサレンズを交換した場合レンズ倍率がわずかに相異
する場合も多く、このにうな場合照明光学系の倍率と観
察光学系の倍率とが相互に一致せず、この結果試料上に
おいてスポット状照明光の走査点と対物レンズの集光点
とか副走査方向に相対的な位置ずれを起こし、試料を透
過した照明光が対物レンズで受光されずリニアイメージ
センサへの入射光量が著しく低下すると共に解像度も低
下してしまう。
で微小スポット状に集束した照明光で試料を２次元的に
走査し試料からの透過光を対物レンズで集光する構成と
しているから、試料に入射する照明光の走査点と対物レ
ンズの集光点とを正確に一致させる必要がある。照明光
の走査点と対物レンズの集光点との相対的な位置ずれ
は、主走査方向の位置ずれとこれと直交する副走査方向
の位置ずれとがあるが、副走査方向に位置ずれが発生す
るとリニアイメージセンサに入射する光量が著しく低下
し、画像信号の振幅が低下しS/N比が劣化すると共に解
像度も著しく低下してしまう。特に、対物レンズやコン
デンサレンズを交換した場合レンズ倍率がわずかに相異
する場合も多く、このにうな場合照明光学系の倍率と観
察光学系の倍率とが相互に一致せず、この結果試料上に
おいてスポット状照明光の走査点と対物レンズの集光点
とか副走査方向に相対的な位置ずれを起こし、試料を透
過した照明光が対物レンズで受光されずリニアイメージ
センサへの入射光量が著しく低下すると共に解像度も低
下してしまう。
従って、本発明の目的は上述した欠点を除去し、照明光
学系と観察光学系の倍率の不一致に起因する照明光の走
査点と対物レンズの集光点との相対的な位置ずれを除去
し、試料からの透過光を対物レンズで正確に集光でき、
振幅が大きくS/N比が高く、しかも高解像度の画像信号
が得られる透過型顕微鏡撮像装置を提供するものであ
る。
学系と観察光学系の倍率の不一致に起因する照明光の走
査点と対物レンズの集光点との相対的な位置ずれを除去
し、試料からの透過光を対物レンズで正確に集光でき、
振幅が大きくS/N比が高く、しかも高解像度の画像信号
が得られる透過型顕微鏡撮像装置を提供するものであ
る。
（問題点を解決するための手段） 本発明による透過型顕微鏡撮像装置は、光ビームを放射
する光源と、光源から放射した光ビームを主走査方向及
びこれと直交する副走査方向に偏向する手段と、偏向さ
れた光ビームを試料に向けて投射するコンデンサレンズ
と、試料からの透過光を集光する対物レンズと、複数の
素子が前記主走査方向に配列され、対物レンズからの光
束を受光して光電出力信号を出力するリニアイメージセ
ンサと、コンデンサレンズから試料に入射する照明光の
走査点と対物レンズの集光点との副走査方向の相対的な
位置ずれを検出する手段と、検出した位置ずれ量に基い
て照明光学系及び／又は観察光学の倍率を補正する手段
とを具えることを特徴とするものである。
する光源と、光源から放射した光ビームを主走査方向及
びこれと直交する副走査方向に偏向する手段と、偏向さ
れた光ビームを試料に向けて投射するコンデンサレンズ
と、試料からの透過光を集光する対物レンズと、複数の
素子が前記主走査方向に配列され、対物レンズからの光
束を受光して光電出力信号を出力するリニアイメージセ
ンサと、コンデンサレンズから試料に入射する照明光の
走査点と対物レンズの集光点との副走査方向の相対的な
位置ずれを検出する手段と、検出した位置ずれ量に基い
て照明光学系及び／又は観察光学の倍率を補正する手段
とを具えることを特徴とするものである。
（作 用） 本発明においては、照明光学系により試料上に投射され
るレーザ光のスポットと、観察光学系によりリニアイメ
ージセンサ上に投影される試料上の物点との副走査方向
のずれを検出し、この検出したずれに応じて照明光学系
および／または観察光学系の倍率を補正して相互の倍率
を一致させるように構成したため、試料上において照明
光の走査点と対物レンズの集光点とを常に一致させるこ
とができ、試料上の明るく証明された物点の像をリニア
イメージセンサ上に正確に形成することができ、光電出
力信号のS/Nを大きくし、解像度を向上することができ
るとともにオペレータは倍率の調整に煩わされることが
なくなり、検鏡に専念できる利点がある。
るレーザ光のスポットと、観察光学系によりリニアイメ
ージセンサ上に投影される試料上の物点との副走査方向
のずれを検出し、この検出したずれに応じて照明光学系
および／または観察光学系の倍率を補正して相互の倍率
を一致させるように構成したため、試料上において照明
光の走査点と対物レンズの集光点とを常に一致させるこ
とができ、試料上の明るく証明された物点の像をリニア
イメージセンサ上に正確に形成することができ、光電出
力信号のS/Nを大きくし、解像度を向上することができ
るとともにオペレータは倍率の調整に煩わされることが
なくなり、検鏡に専念できる利点がある。
（実施例） 第１図は本発明による顕微鏡撮像装置の一実施例の構成
を示す立体的線図であり、光路の多くは水平面に対して
45゜の角度又は水平面に対して垂直方向に延在してい
る。本例では透過型カラー顕微鏡撮像装置を例にして説
明する。青、緑及び赤の３原色光ビームを放射する光源
として、青及び緑の光ビームを放射するArレーザ１と赤
の光ビームを放射するHe-Neレーザ２を用いる。Arレー
ザ１から放射した光ビームは水平面に対して45゜の角度
だけ下方に傾いて放射され第１のダイクロイックミラー
３に入射し、波長488nmの青色成分光と波長514.5nmの緑
色成分光とに分離される。ダイクロイックミラー３を透
過した青色光ビームは第１のエキスパンダ４で拡大平行
光束とされ、直角プリズム５で水平面と直交する方向に
反射し、更に直角プリズム６で水平面に対して45゜の角
度方向に反射されて第１の音響光学素子７に入射する。
この第１の音響光学素子７は青色光ビームを試料面のＸ
方向（紙面と直交する方向）に高速振動させる。この第
１の音響光学素子７で偏向された光ビームは光路補正手
段である第１の非平行平面板８に入射する。この非平行
平面板８は駆動装置（図示せず）に連結され、第２図Ａ
に示すように青色光ビームの正規の光路からのＸ方向と
直交するＹ方向のずれ量に応じて光軸を中心にして回転
させてＸ方向と直交するＹ方向に青色光ビームを偏向し
光路補正を行なう。この結果、青色光ビームがレーザ放
射角等の変動により正規の光路からＹ方向にずれても光
路補正により正規の光路を進行することになる。光路補
正された青色光ビームはハーフミラー９で反射し、ハー
フミラー10を透過し、リレーレンズ11を経て水平面に対
して45゜の角度下方に向けて進行し、水平面内に配置し
た振動ミラー12に入射する。振動ミラー12は駆動装置
（図示せず）に連結され、所定の周波数で回動して入射
光ビームを試料のＸ方向と直交するＹ方向に偏向する。
この振動ミラー12は、その表面及び裏面共に全反射面が
形成されており、試料に向かう光ビームは表面側に入射
し試料から発した光ビームは裏面側に入射する。振動ミ
ラー12で反射した青色光ビームは水平面に対して45゜の
角度だけ上方に向いて進行し、左右反転プリズム13を経
て倍率補正手段として作用するリレーレンズ14に入射す
る。このリレーレンズ14は駆動手段（図示せず）に連結
され、後述する対物レンズとコンデンサレンズの倍率の
差に応じて光軸方向に沿って矢印ａ又はｂ方向に移動し
て倍率補正を行なう。リレーレンズ14を通過した青色光
ビームは直角プリズム15で垂直方向に反射し、コンデン
サレンズ16で微小スポット状に集束されて試料17に入射
する。従って、試料17は微小スポット状に集束した青色
光ビームにより所定の走査周波数でＸ方向及びＹ方向に
走査され、試料17からの透過光は対物レンズ18により集
光される。コンデンサレンズ16と対物レンズ18は同一の
倍率のレンズを以て構成し、コンデンサレンズ16から試
料17に向かう光ビームの走査点と対物レンズ18による試
料17からの透過光の集光点とが互いに一致するようにコ
ンデンサレンズ16と対物レンズ18とを試料17をはさんで
互いに共役な位置に配置する。対物レンズ18で集光され
た光ビームは直角プリズム19で水平面に対して45゜の角
度だけ上方に向けて反射し、リレーレンズ20を経て振動
ミラー12の裏面側に入射する。振動ミラー12の裏面で反
射した青色光ビームは、リレーレンズ21を経て第２のダ
イクロイックミラー22に入射する。この第２のダイクロ
イックミラー22は青色光だけを反射し他の波長域の光を
透過する。従って青色ビームは第２のダイクロイックミ
ラー22で反射し、結像レンズ23を経て平行平面板24に入
射する。この平行平面板24は第３図Ｂに示すようにａ又
はｂ方向に回動して光路補正を行なう。更に光ビームは
ハーフミラー25に入射し、その反射光は変位量検出器26
に入射し透過光は第１のリニアイメージセンサ27に入射
する。第１のリニアイメージセンサ27は結像レンズ23の
結像位置に配置され、試料17からの青色光ビームを主走
査方向（Ｘ方向）に１ライン毎に受光するように各受光
素子がＸ方向と対応する方向に１次元的に配列され、試
料17からの透過光を各素子により順次受光して光電変換
を行ない、所定の読出周波数で各素子に蓄積した電荷を
順次読み出す。リニアイメージセンサは電荷蓄積能力を
有しているから、試料17の各画素とリニアイメージセン
サ27の各受光素子とが常に1:1の関係となり、第１の音
響光学素子７の走査速度にムラが生じても受光量が若干
変化するに過ぎず、画像歪みが発生することはない。
を示す立体的線図であり、光路の多くは水平面に対して
45゜の角度又は水平面に対して垂直方向に延在してい
る。本例では透過型カラー顕微鏡撮像装置を例にして説
明する。青、緑及び赤の３原色光ビームを放射する光源
として、青及び緑の光ビームを放射するArレーザ１と赤
の光ビームを放射するHe-Neレーザ２を用いる。Arレー
ザ１から放射した光ビームは水平面に対して45゜の角度
だけ下方に傾いて放射され第１のダイクロイックミラー
３に入射し、波長488nmの青色成分光と波長514.5nmの緑
色成分光とに分離される。ダイクロイックミラー３を透
過した青色光ビームは第１のエキスパンダ４で拡大平行
光束とされ、直角プリズム５で水平面と直交する方向に
反射し、更に直角プリズム６で水平面に対して45゜の角
度方向に反射されて第１の音響光学素子７に入射する。
この第１の音響光学素子７は青色光ビームを試料面のＸ
方向（紙面と直交する方向）に高速振動させる。この第
１の音響光学素子７で偏向された光ビームは光路補正手
段である第１の非平行平面板８に入射する。この非平行
平面板８は駆動装置（図示せず）に連結され、第２図Ａ
に示すように青色光ビームの正規の光路からのＸ方向と
直交するＹ方向のずれ量に応じて光軸を中心にして回転
させてＸ方向と直交するＹ方向に青色光ビームを偏向し
光路補正を行なう。この結果、青色光ビームがレーザ放
射角等の変動により正規の光路からＹ方向にずれても光
路補正により正規の光路を進行することになる。光路補
正された青色光ビームはハーフミラー９で反射し、ハー
フミラー10を透過し、リレーレンズ11を経て水平面に対
して45゜の角度下方に向けて進行し、水平面内に配置し
た振動ミラー12に入射する。振動ミラー12は駆動装置
（図示せず）に連結され、所定の周波数で回動して入射
光ビームを試料のＸ方向と直交するＹ方向に偏向する。
この振動ミラー12は、その表面及び裏面共に全反射面が
形成されており、試料に向かう光ビームは表面側に入射
し試料から発した光ビームは裏面側に入射する。振動ミ
ラー12で反射した青色光ビームは水平面に対して45゜の
角度だけ上方に向いて進行し、左右反転プリズム13を経
て倍率補正手段として作用するリレーレンズ14に入射す
る。このリレーレンズ14は駆動手段（図示せず）に連結
され、後述する対物レンズとコンデンサレンズの倍率の
差に応じて光軸方向に沿って矢印ａ又はｂ方向に移動し
て倍率補正を行なう。リレーレンズ14を通過した青色光
ビームは直角プリズム15で垂直方向に反射し、コンデン
サレンズ16で微小スポット状に集束されて試料17に入射
する。従って、試料17は微小スポット状に集束した青色
光ビームにより所定の走査周波数でＸ方向及びＹ方向に
走査され、試料17からの透過光は対物レンズ18により集
光される。コンデンサレンズ16と対物レンズ18は同一の
倍率のレンズを以て構成し、コンデンサレンズ16から試
料17に向かう光ビームの走査点と対物レンズ18による試
料17からの透過光の集光点とが互いに一致するようにコ
ンデンサレンズ16と対物レンズ18とを試料17をはさんで
互いに共役な位置に配置する。対物レンズ18で集光され
た光ビームは直角プリズム19で水平面に対して45゜の角
度だけ上方に向けて反射し、リレーレンズ20を経て振動
ミラー12の裏面側に入射する。振動ミラー12の裏面で反
射した青色光ビームは、リレーレンズ21を経て第２のダ
イクロイックミラー22に入射する。この第２のダイクロ
イックミラー22は青色光だけを反射し他の波長域の光を
透過する。従って青色ビームは第２のダイクロイックミ
ラー22で反射し、結像レンズ23を経て平行平面板24に入
射する。この平行平面板24は第３図Ｂに示すようにａ又
はｂ方向に回動して光路補正を行なう。更に光ビームは
ハーフミラー25に入射し、その反射光は変位量検出器26
に入射し透過光は第１のリニアイメージセンサ27に入射
する。第１のリニアイメージセンサ27は結像レンズ23の
結像位置に配置され、試料17からの青色光ビームを主走
査方向（Ｘ方向）に１ライン毎に受光するように各受光
素子がＸ方向と対応する方向に１次元的に配列され、試
料17からの透過光を各素子により順次受光して光電変換
を行ない、所定の読出周波数で各素子に蓄積した電荷を
順次読み出す。リニアイメージセンサは電荷蓄積能力を
有しているから、試料17の各画素とリニアイメージセン
サ27の各受光素子とが常に1:1の関係となり、第１の音
響光学素子７の走査速度にムラが生じても受光量が若干
変化するに過ぎず、画像歪みが発生することはない。
第４図は変位量検出器26の構成を示す線図である。試料
17のＹ方向と対応する方向に同一形状の２個の光検出器
50及び51を配置し、試料17からの青色光ビームをこれら
第１及び第２の光検出器50及び51上に入射させる。そし
て第１光検出器50と第２光検出器51の境界線ｌをリニア
イメージセンサ27の受光素子の中心に一致させる。この
ように構成すれば、リニアイメージセンサ27への入射光
がＹ方向にずれた場合、変位量検出器の２個の光検出器
50及び51に入射する光は同時にＹ方向に変位するから、
第１光検出器50と第２光検出器51との光電出力信号を差
動増幅器52に供給して差信号を形成すれば、この差信号
の大きさは光ビームの偏移量を表わし、方向極性は偏移
方向を表わすことになる。従って、この差信号を光路補
正手段である第１の非平行平面板８および／または第１
の平行平面板24の駆動装置に供給し第１リニアイメージ
センサ27の受光素子に対する入射光のＹ方向の変位量に
応じて非平行平面板８および／または平行平面板24を駆
動すれば、Ｙ方向について自動に光路補正が行なわれ、
試料からの透過光をリニアイメージセンサ27各受光素子
上に正確に入射させることができる。
17のＹ方向と対応する方向に同一形状の２個の光検出器
50及び51を配置し、試料17からの青色光ビームをこれら
第１及び第２の光検出器50及び51上に入射させる。そし
て第１光検出器50と第２光検出器51の境界線ｌをリニア
イメージセンサ27の受光素子の中心に一致させる。この
ように構成すれば、リニアイメージセンサ27への入射光
がＹ方向にずれた場合、変位量検出器の２個の光検出器
50及び51に入射する光は同時にＹ方向に変位するから、
第１光検出器50と第２光検出器51との光電出力信号を差
動増幅器52に供給して差信号を形成すれば、この差信号
の大きさは光ビームの偏移量を表わし、方向極性は偏移
方向を表わすことになる。従って、この差信号を光路補
正手段である第１の非平行平面板８および／または第１
の平行平面板24の駆動装置に供給し第１リニアイメージ
センサ27の受光素子に対する入射光のＹ方向の変位量に
応じて非平行平面板８および／または平行平面板24を駆
動すれば、Ｙ方向について自動に光路補正が行なわれ、
試料からの透過光をリニアイメージセンサ27各受光素子
上に正確に入射させることができる。
次に、緑色光ビームの走査について説明する。第１のダ
イクロイックミラー３で反射した緑色光ビームは水平面
に対して45゜の角度下方に向いて進行し、直角プリズム
28に反射しエキスパンダ29で拡大平行光束とされ、直角
プリズム30で垂直方向に反射し直角プリズム31で水平面
に対して45゜の角度下方に向けて第２の音響光学素子32
に入射する。そして、この第２の音響光学素子32により
第１の音響光学素子７と同一周波数で高速振動し、第２
の非平行平面板33で光路補正されハーフミラー10で反射
して共通の光路に進入する。次に、リレーレンズ11を経
て振動ミラー12に入射してＹ方向に偏向される。その後
共通の光路を進行しコンデンサレンズ16で微小スポット
状に集束されて試料17に入射する。従って、試料17は、
青色光ビームで走査された領域が緑色光ビームによって
同一の走査周波数で走査されることになる。試料17を透
過した緑色光ビームは、更に共通を光路を進行し、振動
ミラー17の裏面で反射され、第２のダイクロイックミラ
ー22を透過して第３のダイクロイックミラー34に入射す
るこの第３のダイクロイックハラー34は緑色光ビームだ
けを反射し他の波長域の光を透過するものとする。従っ
て、緑色光ビームはこの第３のダイクロイックミラー34
で反射し、結増レンズ35および第２の平行平面板36を経
てハーフミラー37に入射し、透過光は第２のリニアイメ
ージセンサ38に入射して１ライン毎に受光されて試料の
緑色成分の画像信号が作成され、反射光は第２の変位量
検出器39に入射して第２のリニアイメージセンサ38に対
する入射光のＹ方向の変位量が検出される。これら第２
のリニアイメージセンサ38および第２変位量検出器39の
構成及び作用は第１のリニアイメージセンサ27及び第１
変位量検出器26と同一であるため詳細な説明は省略す
る。
イクロイックミラー３で反射した緑色光ビームは水平面
に対して45゜の角度下方に向いて進行し、直角プリズム
28に反射しエキスパンダ29で拡大平行光束とされ、直角
プリズム30で垂直方向に反射し直角プリズム31で水平面
に対して45゜の角度下方に向けて第２の音響光学素子32
に入射する。そして、この第２の音響光学素子32により
第１の音響光学素子７と同一周波数で高速振動し、第２
の非平行平面板33で光路補正されハーフミラー10で反射
して共通の光路に進入する。次に、リレーレンズ11を経
て振動ミラー12に入射してＹ方向に偏向される。その後
共通の光路を進行しコンデンサレンズ16で微小スポット
状に集束されて試料17に入射する。従って、試料17は、
青色光ビームで走査された領域が緑色光ビームによって
同一の走査周波数で走査されることになる。試料17を透
過した緑色光ビームは、更に共通を光路を進行し、振動
ミラー17の裏面で反射され、第２のダイクロイックミラ
ー22を透過して第３のダイクロイックミラー34に入射す
るこの第３のダイクロイックハラー34は緑色光ビームだ
けを反射し他の波長域の光を透過するものとする。従っ
て、緑色光ビームはこの第３のダイクロイックミラー34
で反射し、結増レンズ35および第２の平行平面板36を経
てハーフミラー37に入射し、透過光は第２のリニアイメ
ージセンサ38に入射して１ライン毎に受光されて試料の
緑色成分の画像信号が作成され、反射光は第２の変位量
検出器39に入射して第２のリニアイメージセンサ38に対
する入射光のＹ方向の変位量が検出される。これら第２
のリニアイメージセンサ38および第２変位量検出器39の
構成及び作用は第１のリニアイメージセンサ27及び第１
変位量検出器26と同一であるため詳細な説明は省略す
る。
次に、赤色光ビームの走査について説明する。赤色光ビ
ームを放射するHe−Neレーザ２は、Arレーザ１から発し
た光ビームと互いに交差しないようにするためArレーザ
１より下側に配置する。He−Neレーザ２から放射した赤
色光ビームは水平面に対して45゜の角度だけ下方に向い
て進行し、第３のエキスパンダ40により拡大平行光束と
され、第３の音響光学素子41により青色及び緑色光ビー
ムと同一周波数で高速振動し、第３の非平行平面板42で
光路補正が行なわれ、ハーフミラー９および10と及びリ
レーレンズ11を経て振動ミラー12に入射してＹ方向に偏
向される。このように青、緑及び赤の３本の光ビームに
対して振動ミラーを共用する構成とすればＹ方向のレジ
ストレーションエラーの発生を有効に防止できる。振動
ミラー12で反射された赤色光ビームは共通の光路を進行
し、集光レンズ16により微小スポット状に集束されて試
料17に入射する。この結果、試料17は、同一の領域が
青、緑及び赤の３本の光ビームにより同一走査周波数で
走査されることになる。試料17を透過した赤色光ビーム
は、さらに共通の光路を進行し、振動ミラー12の裏側で
反射し、第２及び第３のダイロイックミヨー22および34
を透過し結増レンズ43及び第３の平行平面板44を経て直
角プリズム45で反射しハーフミラー46に入射し、反射光
は第３の変位量検出器47に入射して正規の光路からの変
位量が検出され、その透過光は第３のリニアイメージセ
ンサ48に入射して画像信号が作成される。このように３
本の光ビーム毎に各光ビームの正規の光路からの変位量
を検出して光路を補正する構成とすれば、例えばいずれ
かのレーザ光源の放射角が変動しても試料からの各光ビ
ームを各リニアイメージセンサ上にそれぞれ自動的に且
つ正確に入射させることができる。特に本例では照明側
の光路中に設けた第１〜第３の非平行平面板8,32,41を
調整することによって青、緑、赤の３本の光ビームを試
料17上の一点に集束させることができ、また観察側の光
路中に設けた第１〜第３の平行平面板24,36及び44を調
整することにより、試料上で照明された物点の像をリニ
アイメージセンサ27,38および48に正確に投影すること
ができる。このようにして振幅が大きく、S/Nが高くし
かも解像度が高く、色ずれのないカラー画像信号を得る
ことができる。
ームを放射するHe−Neレーザ２は、Arレーザ１から発し
た光ビームと互いに交差しないようにするためArレーザ
１より下側に配置する。He−Neレーザ２から放射した赤
色光ビームは水平面に対して45゜の角度だけ下方に向い
て進行し、第３のエキスパンダ40により拡大平行光束と
され、第３の音響光学素子41により青色及び緑色光ビー
ムと同一周波数で高速振動し、第３の非平行平面板42で
光路補正が行なわれ、ハーフミラー９および10と及びリ
レーレンズ11を経て振動ミラー12に入射してＹ方向に偏
向される。このように青、緑及び赤の３本の光ビームに
対して振動ミラーを共用する構成とすればＹ方向のレジ
ストレーションエラーの発生を有効に防止できる。振動
ミラー12で反射された赤色光ビームは共通の光路を進行
し、集光レンズ16により微小スポット状に集束されて試
料17に入射する。この結果、試料17は、同一の領域が
青、緑及び赤の３本の光ビームにより同一走査周波数で
走査されることになる。試料17を透過した赤色光ビーム
は、さらに共通の光路を進行し、振動ミラー12の裏側で
反射し、第２及び第３のダイロイックミヨー22および34
を透過し結増レンズ43及び第３の平行平面板44を経て直
角プリズム45で反射しハーフミラー46に入射し、反射光
は第３の変位量検出器47に入射して正規の光路からの変
位量が検出され、その透過光は第３のリニアイメージセ
ンサ48に入射して画像信号が作成される。このように３
本の光ビーム毎に各光ビームの正規の光路からの変位量
を検出して光路を補正する構成とすれば、例えばいずれ
かのレーザ光源の放射角が変動しても試料からの各光ビ
ームを各リニアイメージセンサ上にそれぞれ自動的に且
つ正確に入射させることができる。特に本例では照明側
の光路中に設けた第１〜第３の非平行平面板8,32,41を
調整することによって青、緑、赤の３本の光ビームを試
料17上の一点に集束させることができ、また観察側の光
路中に設けた第１〜第３の平行平面板24,36及び44を調
整することにより、試料上で照明された物点の像をリニ
アイメージセンサ27,38および48に正確に投影すること
ができる。このようにして振幅が大きく、S/Nが高くし
かも解像度が高く、色ずれのないカラー画像信号を得る
ことができる。
第４図Ａはコンデンサレンズ16と対物レンズ17との倍率
が相異してコンデンサレンズ16による光ビームの走査点
と対物レンズ18の集光点との間に位置ずれが生じた状態
を示す主走査方向と直行する面で切った模式図であり、
第４図Ｂは倍率補正により走査点と集光点とが一致した
状態を示す模式図である。第４図Ａに示すようにコンデ
ンサレンズ16による光ビームの走査点Ｓと対物レンズ18
の集光点Ｃとが試料17のＹ軸方向に位置ずれを生ずる
と、試料17を透過した照明光が対物レンズ18で受光され
なくなり、第５図に示すように位置ずれ量に応じて各イ
メージセンサへの入射光量が減少し照明効率が著しく低
下してしまう。この試料17に入射するスポット状の照明
光の走査点と対物レンズ18の集光点との位置ずれの原因
の多くは、試料17に対する照明光学の倍率と観察光学系
の倍率の相異に起因する。このため本例では照明光学系
の共通光路に配置したリレーレンズ14を倍率補正手段と
して用い、このリレーレンズ14を光軸方向に沿って矢印
ａまたはｂ方向に移動して照明光学系の倍率を観察光学
の倍率と一致させ試料17から発した観察光を各リニアイ
メージセンサ27,38,48上に正確に入射させる。
が相異してコンデンサレンズ16による光ビームの走査点
と対物レンズ18の集光点との間に位置ずれが生じた状態
を示す主走査方向と直行する面で切った模式図であり、
第４図Ｂは倍率補正により走査点と集光点とが一致した
状態を示す模式図である。第４図Ａに示すようにコンデ
ンサレンズ16による光ビームの走査点Ｓと対物レンズ18
の集光点Ｃとが試料17のＹ軸方向に位置ずれを生ずる
と、試料17を透過した照明光が対物レンズ18で受光され
なくなり、第５図に示すように位置ずれ量に応じて各イ
メージセンサへの入射光量が減少し照明効率が著しく低
下してしまう。この試料17に入射するスポット状の照明
光の走査点と対物レンズ18の集光点との位置ずれの原因
の多くは、試料17に対する照明光学の倍率と観察光学系
の倍率の相異に起因する。このため本例では照明光学系
の共通光路に配置したリレーレンズ14を倍率補正手段と
して用い、このリレーレンズ14を光軸方向に沿って矢印
ａまたはｂ方向に移動して照明光学系の倍率を観察光学
の倍率と一致させ試料17から発した観察光を各リニアイ
メージセンサ27,38,48上に正確に入射させる。
次に、リレーレンズ14の駆動制御方法について説明す
る。走査点と集光点との位置ずれ量は、いずれかのリニ
アイメージセンサに入射する光量から求める。一方、第
５図に示すようにリニアイメージセンサの入射光量から
ではリレーレンズ14の駆動すべき方向を判別することが
できない。このため、本例ではリレーレンズ14の基準位
置を定め、常時一方向に駆動して入射光量が最大となる
点を求め調整を行なう。尚、試料を装着した状態で調整
を行なうとリニアイメージセンサには試料17で変調させ
た観察光が入射するため、試料17が装着されない状態で
調整することが望ましい。このようにイメージセンサへ
の入射光量に基きリレーレンズを光軸方向に駆動して調
整すれば、別途調整手段を設ける必要がなく簡単な構成
で高精度に倍率補正を行なうことができる。
る。走査点と集光点との位置ずれ量は、いずれかのリニ
アイメージセンサに入射する光量から求める。一方、第
５図に示すようにリニアイメージセンサの入射光量から
ではリレーレンズ14の駆動すべき方向を判別することが
できない。このため、本例ではリレーレンズ14の基準位
置を定め、常時一方向に駆動して入射光量が最大となる
点を求め調整を行なう。尚、試料を装着した状態で調整
を行なうとリニアイメージセンサには試料17で変調させ
た観察光が入射するため、試料17が装着されない状態で
調整することが望ましい。このようにイメージセンサへ
の入射光量に基きリレーレンズを光軸方向に駆動して調
整すれば、別途調整手段を設ける必要がなく簡単な構成
で高精度に倍率補正を行なうことができる。
本発明は上述した実施例だけに限定されるものではなく
種々の変形が可能である。例えば、上述した実施例では
照明光学系のリレーレンズを光軸方向に駆動して倍率補
正する構成としたが、観察光学系内に配置したリレーレ
ンズを駆動したり、照明光学系及び観察光学系両方のリ
レーレンズを駆動してもよい。
種々の変形が可能である。例えば、上述した実施例では
照明光学系のリレーレンズを光軸方向に駆動して倍率補
正する構成としたが、観察光学系内に配置したリレーレ
ンズを駆動したり、照明光学系及び観察光学系両方のリ
レーレンズを駆動してもよい。
また、倍率補正手段はリレーレンズに限定するものでは
なく、リレーレンズ以外の光学素子を駆動してもよく、
更には、別途倍率補正手段を設けてもよい。
なく、リレーレンズ以外の光学素子を駆動してもよく、
更には、別途倍率補正手段を設けてもよい。
更に、上述した実施例では照明光の走査点と対物レンズ
の集光点との位置ずれを検出する手段として画像信号を
形成するリニアイメージセンサを用いたが、このリニア
イメージセンサとは別にフォトマルル等の光検出器を位
置ずれ検出手段として設けてもよい。
の集光点との位置ずれを検出する手段として画像信号を
形成するリニアイメージセンサを用いたが、このリニア
イメージセンサとは別にフォトマルル等の光検出器を位
置ずれ検出手段として設けてもよい。
以上説明したように本発明によれば、照明光学系及び／
又は観察光学系の倍率を補正する手段を設けているので
照明光学系の倍率と観察光学系の倍率とが不一致の場合
でも照明光の走査点と対物レンズの集光点とを正確に一
致させることができ、従って試料からの透過光を精度よ
くイメージセンサ上に入射させることができる。
又は観察光学系の倍率を補正する手段を設けているので
照明光学系の倍率と観察光学系の倍率とが不一致の場合
でも照明光の走査点と対物レンズの集光点とを正確に一
致させることができ、従って試料からの透過光を精度よ
くイメージセンサ上に入射させることができる。
この結果、レンズ交換を行なった場合でも、常に振幅が
大きくS/N比の高い画像信号を得ることができる。
大きくS/N比の高い画像信号を得ることができる。
第１図は本発明による透過型顕微鏡撮像装置の一実施例
の構成を示す線図、 第２図Ａ及びＢは光路補正手段の構成を示す線図、 第３図は変位量検出器の構成を示す線図、 第４図Ａ及びＢは照明光の走査点と対物レンズの集光点
との関係を示す線図、 第５図はずれ量とイメージセンサへの入射光量との関係
を示すグラフである。 １……Arレーザ、２……He−Neレーザ 3,22,34……ダイクロイックミラー 4,29,40……エキスパンダ 5,6,15,19,30,31,45……直角プリズム 7,32,41……音響光学素子 8,33,42……非平行平面板 9,10,25,37,46……ハーフミラー 11,14,20,21……リレーレンズ 12……振動ミラー、13……左右反転プリズム 16……コンデンサレンズ、17……試料 18……対物レンズ
の構成を示す線図、 第２図Ａ及びＢは光路補正手段の構成を示す線図、 第３図は変位量検出器の構成を示す線図、 第４図Ａ及びＢは照明光の走査点と対物レンズの集光点
との関係を示す線図、 第５図はずれ量とイメージセンサへの入射光量との関係
を示すグラフである。 １……Arレーザ、２……He−Neレーザ 3,22,34……ダイクロイックミラー 4,29,40……エキスパンダ 5,6,15,19,30,31,45……直角プリズム 7,32,41……音響光学素子 8,33,42……非平行平面板 9,10,25,37,46……ハーフミラー 11,14,20,21……リレーレンズ 12……振動ミラー、13……左右反転プリズム 16……コンデンサレンズ、17……試料 18……対物レンズ
Claims (2)
- 【請求項１】光ビームを放射する光源と、光源から放射
した光ビームを主走査方向及びこれと直交する副走査方
向に偏向する手段と、偏向された光ビームを試料に向け
て投射するコンデンサレンズと、試料からの透過光を集
光する対物レンズと、複数の素子が前記主走査方向に配
列され、対物レンズからの光束を受光して光電出力信号
を出力するリニアイメージセンサと、コンデンサレンズ
から試料に入射する照明光の走査点と対物レンズの集光
点との副走査方向の相対的な位置ずれを検出する手段
と、検出した位置ずれ量に基いて照明光学系及び／又は
観察光学の倍率を補正する手段とを具えることを特徴と
する透過型顕微鏡撮像装置。 - 【請求項２】照明光学系及び／又は観察光学系内に配置
したリレーレンズを光軸方向に駆動して倍率を補正する
ように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の透過型顕微鏡撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6116786A JPH0682173B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 透過型顕微鏡撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6116786A JPH0682173B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 透過型顕微鏡撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62217218A JPS62217218A (ja) | 1987-09-24 |
| JPH0682173B2 true JPH0682173B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=13163315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6116786A Expired - Fee Related JPH0682173B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 透過型顕微鏡撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682173B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0418928B1 (en) * | 1989-09-22 | 1996-05-01 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Scanning microscope and scanning mechanism for the same |
| JP2613118B2 (ja) * | 1990-04-10 | 1997-05-21 | 富士写真フイルム株式会社 | 共焦点走査型顕微鏡 |
| JPH0540224A (ja) * | 1990-07-26 | 1993-02-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 走査型顕微鏡 |
| US5241364A (en) * | 1990-10-19 | 1993-08-31 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Confocal scanning type of phase contrast microscope and scanning microscope |
| JPH04157415A (ja) * | 1990-10-20 | 1992-05-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | 共焦点走査型干渉顕微鏡 |
| US5168157A (en) * | 1990-11-20 | 1992-12-01 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Scanning microscope with means for detecting a first and second polarized light beams along first and second optical receiving paths |
| US5218195A (en) * | 1991-06-25 | 1993-06-08 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Scanning microscope, scanning width detecting device, and magnification indicating apparatus |
| JPH0527177A (ja) * | 1991-07-25 | 1993-02-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | 走査型顕微鏡 |
| JP4904209B2 (ja) * | 2007-06-14 | 2012-03-28 | 興和株式会社 | 光断層画像化装置 |
-
1986
- 1986-03-19 JP JP6116786A patent/JPH0682173B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62217218A (ja) | 1987-09-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |