JPS60181718A

JPS60181718A - 同期走査顕微鏡

Info

Publication number: JPS60181718A
Application number: JP3707384A
Authority: JP
Inventors: Teruo Hiruma; 輝夫晝馬; Isuke Hirano; 平野　伊助; Tatsuro Hayashi; 達郎林
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1984-02-28
Filing date: 1984-02-28
Publication date: 1985-09-17
Also published as: JPH045363B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、試料を照明用微小スポットで走査し、拡大し
、前記走査に同期して撮像する同期走査顕微鏡に関する
。

（従来技術）観察対象をスポット照明をする装置として、第１図に示
すような装置が知られている。

試料２４が載置されている透明なステージ２３ば走査機
構２８により移動可能に設けられている。

試料２４はレーザ光源から、反射鏡２１、コンデンサレ
ンズ２２を介して（ハ給されるスポット光により照射さ
れており、前記透明なステージ２３の移動により照明の
ための走査がなされている。試料２４の上側にはスポッ
トセンサ２５が配置されている。

スポットセンサ２５は、照明された点（スポット）から
の光を検出するセンサで光電子増倍管で構成されている
。

スポットセンサ２５の出力は、前記透明なステージ２３
の移動と関連する走査が行われているテレビジョンモニ
タ２６により再生される。

ステージの移動が高速（例えば２０〜３０全スキャン／
秒程度）なら、モニタはフリッカを感じないが、遅いと
きはフレームメモリによるスキャン・コンバータが必要
となる。

制御回路２７は前記透明ステージ２３の走査機構２８お
よびテレビジョンモニタに同期信号を供給している。

前記装置は、ｔａ械的な走査をするので、走査速度に限
界があり、変化の速度が大きい試料の観察には不適当で
ある。

また第２図に示すように照明点Ａで生じた散乱光（Ｂの
領域の光）がスポットセンサ２５の受光面２５ａに入射
するため全体に「カブリ」を生じる可能性があり、分解
能を損なう虞があった。

レーザ光源による試料を走査する他の装置として、ポリ
ゴンミラ、ガルバノ方式のものが知られているが、動作
が機械的であるため、やはり走査速度に限界があり、機
構も複雑である。

（発明の目的）本発明の目的は高速スポット光走査照明が可能でかつ高
い分解能で拡大できる同期走査顕微鏡を提供することに
ある。

（構成の説明）前記目的を達成するために本発明による同期走査顕微鏡
は、試料を微小スポットで２次元走査する照明走査機構
と、前記試料を拡大する拡大光学系と、前記拡大光学系
で拡大された像の前記照明走査点に対応する部分を撮像
する撮像装置から構成されている。

（実施例の説明）以下図面等を参照して本発明による装置をさらに詳しく
説明する。

第３図は本発明による同期走査顕微鏡の実施例を示すブ
ロック図である。

第５図は試料面近傍の１光学系を略図示した斜視図であ
る。

レーザ発振器１からのレーザ光ビームは偏向器２に入射
させられる。

偏向器２は、Ｏ−Ｅ、０−Ａの電気光学結晶からなり、
各結晶には駆動電源８から駆動電圧が接続されている。

電気光学結晶内には、前記駆動電圧により電界が印加さ
れ、電界によって変化させられる屈折率の変化により入
射ビームを偏向する。これにより偏向器２に入射させら
れた前記レーザ１からのビームはＸＹ直交２方向成分に
偏向される。

偏向されたビームはＦθレンズ３に入りプレパラート４
上（試料面）にスポットをつくる。

Ｆθレンズとば、球面結像の非線形性を平面結像とする
レンズである。

すなわちＦθレンズは第４図に示すように、ある時刻ｔ
における結像位置をＹ　（ｔ）その時刻むにおける入射
位置θ（１）としたとき以下の関係を成立させることが
できるレンズである。

Ｙ　（ｔ）＝Ｆ・θ＜１＞ただし、ＦはＦθレンズの焦点距離である。

プレパラート４面上の試料を走査するスボ・２トの像は
顕微鏡５により拡大されイメージディセクタ６により撮
像される。

イメージディセクタ６は第６図に示す撮像装置で、光電
面６１．光電子像集束器６２．光電子流偏向器６３．ア
パーチャ６４．２次電子増倍器６５゜陽極６Ｇから形成
されている。

光電面より放出された光電子像は、アパーチャ基板上に
築束結像され、アパーチャ６４を透過した電子のみが′
ン次電子増倍器６５により増倍され、陽極６６から取り
出される。

高倍率の電子増倍が可能であるから低照度の撮像が可能
であり、１７１０００程度のダイナミックにンジを確保
できる。

このイメージディセクタの走査は、偏向器２の偏向走査
に同期させられている。

イメージディセクタ６は任意の走査域を設定できるから
、この信号はカメラコントロール７から同期信号発生器
１０ヘフイードバソクし、同期信号発生器１０により偏
向器２の走査域を変更することができる。

イメージディセクタ６の出力は、テレビジョンモータ１
１により拡大され、観察される。

イメージディセクタ６の受光面走査域を１０ｍｍ口とし
た場合、顕微鏡５の対物レンズの拡大率２０倍、イメー
ジディセクタ６の撮像レンズの３．３倍を用いると検出
器入力面での倍率は１００倍となり、実視野は０．１ｍ
ｍ口となる。

したがって、ビーム偏向された照明スボソｉ〜サイズを
試料面で１μｍに絞れば、１００Ｘ１００のマトリック
スを形成できる。

（変形例）以上詳しく説明した実施例につき本発明の範囲内で種々
の変形を施すことができる。

前述した実施例では、偏向器として電気光学結晶を利用
した例を示したが、音響光学結晶も同様にイ扁向器に利
用できる。

音響光学結晶は結晶に音響波による格子状屈折率分布を
作り、その格子でおきるブラッグ回折を利用して入射光
を偏向させるものである。

（効果の説明）本発明による同期走査顕微鏡は、試料を微小スポットで
２次元走査する照明走査機構と、前記試料を拡大する拡
大光学系と、前記拡大光学系で拡大された像の前記照明
走査点に対応する部分を撮像する撮像装置から構成され
ているので、散乱光による影響を除去して高い分解ｆ１
ヒの拡大像を得ることができる。

照明走査機構を電気光学結晶または音響光学結晶を用い
て実現することにより、高速度の走査が可能になる。

これにより経時的変化の大きい試料の観察が可能になる
。また照射スポットによる損傷され易い試料の損傷の程
接を軽減させて観察することができる。

撮像装置としてイメージディセクタを使用することによ
り観察像のダイナミックレンジを拡大することができる
。

励起光源として単色ビームを発生するレーザ発振器を使
用するので、バンクグラウンドの除去も容易となる。

本発明による同期走査顕微鏡ば、高速度で残光を少なく
することができ、微小部分の複屈折率分布測定や螢光燐
光発生の分布の観測等従来の装置で不可能であっノこ観
察を可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はすでに提案されている微小部分の拡大観測装置
を示す略図である。第２図は前記装置の問題点を説明するための光路図であ
る。第３図は本発明による同期走査顕微鏡の実施例を示すブ
ロック図である。第４図ばＦθレンズの原理を説明するための光路図であ
る。第５図は、本発明による同期走査顕微鏡の光学系を説明
的に示した斜視図である。第６図はイメージディセクタの構成を示す略図である。 ■・・・レーザ発振器２・・・偏向器３・・・Ｆθレンズ４・・・プレパラート５・・・顕微鏡６・・・イメージディセクタ７・・・イメージディセクタカメラ制御回路８・・・偏
向器駆動電源９・・・イメージディセクタ駆動電源１０・・・同期信号発生器１１・・・テレビジョンモータ特許出願人　浜松ホトニクス株式会社代理人　弁理士　井　ノ　ロ　壽第１図どＵ才２図ハ　ｂ才３図３′４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）試料を微小スポットで２次元走査する照明走査機
構と、前記試料を拡大する拡大光学系と、前記拡大光学
系で拡大された像の前記照明走査点に対応する部分を撮
像する撮像装置から構成した同期走査顕微鏡。
（２）前記照明走査機構は、レーザ光源と、前記レーザ
光源からの光ビームを偏向する偏向器と、前記偏向器に
より偏向された光ビームを試料に導く光学系から構成し
た特許請求の範囲第１項記載の同期走査顕微鏡。
（３）前記偏向器は電気光学結晶または音響光学結晶で
ある特許請求の範囲第２項記載の同期走査顕微鏡。
（４）前記偏向器により偏向された光ビームを試料に導
く光学系は角度・位置変換光学系である特許請求の範囲
第２項記載の同期走査顕微鏡。
（５）前記角度・位置変換光学系はＦθレンズである特
許請求の範囲第４項記載の同期走査顕１飲鏡。
（６）前記拡大光学系は顕微鏡の対物光学系である特許
請求の範囲第１項記載の同期走査顕微鏡。
（７）撮像装置はイメージディセクタである特許請求の
範囲第１項記載の同期走査顕微鏡。