JP4990653B2 - Confocal optical scanner detection device, optical scanner and nipou disk used therefor - Google Patents
Confocal optical scanner detection device, optical scanner and nipou disk used therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP4990653B2 JP4990653B2 JP2007073085A JP2007073085A JP4990653B2 JP 4990653 B2 JP4990653 B2 JP 4990653B2 JP 2007073085 A JP2007073085 A JP 2007073085A JP 2007073085 A JP2007073085 A JP 2007073085A JP 4990653 B2 JP4990653 B2 JP 4990653B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pinhole
- optical scanner
- pinholes
- disk
- rows
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
- G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
- G02B21/0036—Scanning details, e.g. scanning stages
- G02B21/0044—Scanning details, e.g. scanning stages moving apertures, e.g. Nipkow disks, rotating lens arrays
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Description
本発明は、共焦点顕微鏡などに用いられる共焦点光スキャナ検出装置、光スキャナおよびそれに用いられる改良型のニポウディスクに関する。 The present invention relates to a confocal optical scanner detection device used in a confocal microscope or the like, an optical scanner, and an improved Nipow disk used therein.
従来、光イメージングによる生体の機能測定法において、共焦点光走査法が適用されている。この共焦点光走査法の1つにニポウディスクを用いるニポウディスク法がある。 Conventionally, a confocal light scanning method is applied as a function measurement method of a living body by optical imaging. As one of the confocal light scanning methods, there is a nipou disc method using a nipou disc.
従来のニポウディスクは多数のピンホールが設けられている(ニポウディスクはピンホールディスクともいう)。ここで、図8は従来のニポウディスク100の一例を示す平面図である。このニポウディスク100は均一の直径(50ミクロン)のピンホールPが中心から周辺部に向かって螺旋状に並べられたピンホール列PLを12条(12本)有している。また、ニポウディスク100は、ピンホールPが2万個形成され、ディスク全体でみたときの開口率(ディスクの所定面積あたりのピンホールの占める割合)が3%程度である。なお、この種のニポウディスクを用いた顕微鏡に関しては、特許文献1に示す共焦点顕微鏡が知られている。
前記の構成では、ニポウディスクに照射された光のおよそ3%程度しか利用することができず、効率が悪いという問題があった。この点を改良したものとして、ニポウディスクと共にマイクロレンズディスクを用いた光スキャナを構成したものが知られている。この構成においては照射される光をマイクロレンズディスクで受けてニポウディスク上に集光するため、照射する光の約40%を利用できるという利点がある。これらのマイクロレンズディスクとニポウディスクは、一体としてモータによって一定の速度で回転するようになっている。 In the above configuration, only about 3% of the light irradiated to the Niipou disc can be used, and there is a problem that the efficiency is poor. As an improvement of this point, an optical scanner that uses a microlens disk together with a Niipou disk is known. In this configuration, since the irradiated light is received by the microlens disk and condensed on the Nipo disk, there is an advantage that about 40% of the irradiated light can be used. These microlens disk and nipou disk are integrally rotated at a constant speed by a motor.
このニポウディスク100を用いた光スキャナでは、ニポウディスク100が回転することによって、多数の光スポットが走査されて共焦点像が形成され、最速で毎秒千枚程度の画像が得られるようになっている。なお、この種の光スキャナに関しては、例えば、特許文献2に示す共焦点光スキャナが知られている。
In the optical scanner using the Niipou
しかしながら、従来のニポウディスク100を用いた光スキャナはニポウディスク100に形成されているピンホールの大きさが等しく個数も一定であり、ディスク全体の開口率が一定でこれを変えることができなかった。
However, in the conventional optical scanner using the Niipou
また、光スキャナの分解能を上げようとするには、ピンホールの大きさをできるだけ小さくして開口率を低くする方がよいが、そうすると、得られる画像が暗くなりやすい。得られる画像を明るくするにはピンホールの大きさをできるだけ大きくする必要があるが、そうすると、光スキャナの分解能を上げることができなくなってしまう。 Further, in order to increase the resolution of the optical scanner, it is better to reduce the pinhole size as much as possible to reduce the aperture ratio. However, in this case, the obtained image tends to be dark. In order to brighten the obtained image, it is necessary to increase the size of the pinhole as much as possible, but in this case, the resolution of the optical scanner cannot be increased.
このように、従来の光スキャナは分解能と画像の明るさという相反するパラメータを考慮しなければならず、測定対象に応じてそのどちらかを優先させた使い方がなし得るのが望ましいところ、開口率が一定であったためにこれを実現することができなかった。例えば、ニポウディスク100を用いた光スキャナは、空間解像力は有しているものの、蛍光の取得効率が低く、落射像(非共焦点像)のようにディスク開口率を100%近くにして画像を取得することが困難であった。また、ある程度空間解像力は犠牲にしても明るさを稼いだ、上記の共焦点画像と落射像の中間画像なども得ることができなかった。
As described above, the conventional optical scanner must take into account the contradictory parameters of resolution and image brightness, and it is desirable that either of them can be used with priority depending on the measurement target. This was not possible because of the constant. For example, an optical scanner using the Niipou
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、開口率を変更することができて測定対象に応じた適切な画像を取得できるようにした共焦点光スキャナ検出装置、光スキャナおよびそれに用いられるニポウディスクを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problem, and a confocal optical scanner detection device, an optical scanner, and an aperture ratio that can be changed and an appropriate image according to a measurement target can be acquired. An object of the present invention is to provide a nipou disk used for the same.
上記課題を解決するため、本発明は、ニポウディスクを回転させて試料を走査する光スキャナと、ニポウディスクを介して試料を照射する光源と、光スキャナからの出射光を入力して試料の画像を撮影する撮像装置とを有する共焦点光スキャナ検出装置であって、ニポウディスクは、中心から周辺に向かって複数のピンホールが並んだピンホール列を複数有し、1本のピンホール列または2本以上のピンホール列ごとにそれぞれのピンホール列を構成するピンホールの大きさが相違しており、ニポウディスクは、同じ大きさのピンホールを備えたピンホール列の本数がピンホールの大きさの昇順に少なくなっている共焦点光スキャナ検出装置を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention takes an optical scanner that scans a sample by rotating a nippo disk, a light source that irradiates the sample through the nippo disk, and takes an image of the sample by inputting light emitted from the optical scanner. The NIPOW disc has a plurality of pinhole rows in which a plurality of pinholes are arranged from the center toward the periphery, and one pinhole row or two or more pinhole rows The size of the pinholes constituting each pinhole row is different for each pinhole row, and the number of pinhole rows with the same size pinhole row is the ascending order of the pinhole size. It features a confocal optical scanner detection device that has been reduced in number.
この共焦点光スキャナ検出装置は、ニポウディスクにおいて1本のピンホール列または2本以上のピンホール列ごとにそれぞれのピンホール列を構成するピンホールの大きさが相違しているから、開口率を変更することができ、複数の光学特性に応じた画像を撮影することができる。 In this confocal optical scanner detection device, the size of the pinhole constituting each pinhole row is different for each pinhole row or every two or more pinhole rows in the Nipkow disk. The image can be changed, and an image corresponding to a plurality of optical characteristics can be taken.
また、上記共焦点光スキャナ検出装置はピンホールの大きさが2本または3本のピンホール列ごとに相違し、かつ周回方向に沿って昇順または降順に変更されているようにすることができる。 Further, the confocal optical scanner detection device may be configured such that the pinhole size is different for each of two or three pinhole rows and is changed in ascending or descending order along the circulation direction. .
このようなニポウディスクを用いると、開口率を順次変更した画像を撮影することができる。 When such a Niipou disc is used, it is possible to take an image in which the aperture ratio is sequentially changed.
また、上記共焦点光スキャナ検出装置は上記ニポウディスクに対向し、ピンホールに光源からの光を集光するマイクロレンズディスクを設けることができる。 In addition, the confocal optical scanner detection device may be provided with a microlens disk that condenses the light from the light source in a pinhole facing the nipo disk.
このようにしてマイクロレンズディスクを設けることで、より明るい画像を撮影することができる。 By providing the microlens disk in this way, a brighter image can be taken.
そして、本発明は、ニポウディスクを回転させて試料を走査する光スキャナであって、ニポウディスクは、中心から周辺に向かって複数のピンホールが並んだピンホール列を複数有し、1本のピンホール列または2本以上のピンホール列ごとにそれぞれのピンホール列を構成するピンホールの大きさが相違しており、ニポウディスクは、同じ大きさのピンホールを備えたピンホール列の本数がピンホールの大きさの昇順に少なくなっている光スキャナを特徴とする。
The present invention is an optical scanner that scans a sample by rotating a nippo disk, and the nipou disk has a plurality of pinhole rows in which a plurality of pinholes are arranged from the center toward the periphery. The size of the pinholes constituting each pinhole row is different for each row or two or more pinhole rows, and the number of pinhole rows with the same size pinholes is the pinhole disc It features an optical scanner that decreases in ascending order of size .
この光スキャナの場合、ニポウディスクにおける1本のピンホール列または2本以上のピンホール列ごとにそれぞれのピンホール列を構成するピンホールの大きさが相違しているから、開口率を変更することができる。 In the case of this optical scanner, since the size of the pinhole constituting each pinhole row is different for each pinhole row or two or more pinhole rows in the Nipkow disk, the aperture ratio is changed. Can do.
また、上記光スキャナはピンホールの大きさが2本または3本のピンホール列ごとに相違し、かつ周回方向に沿って昇順または降順に変更されているようにすることができる。 The optical scanner may have different pinhole sizes for each of two or three pinhole rows, and may be changed in ascending or descending order along the circumferential direction.
このようなニポウディスクを用いると、開口率を順次変更した画像を撮影できるようになる。 When such a Niipou disc is used, it becomes possible to take an image in which the aperture ratio is changed sequentially.
さらに、ニポウディスクは、隣接しているピンホール列の間に開口率が100%になるようにして開口している開口部を更に有することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the nipou disk further has an opening portion opened so that the opening ratio is 100% between adjacent pinhole rows.
こうすると、開口率を100%に適応した画像(落射照明像のような非共焦点画像)を撮影する上で好適である。 This is suitable for photographing an image (non-confocal image such as an epi-illumination image) in which the aperture ratio is 100%.
また、上記光スキャナは上記ニポウディスクに対向し、ピンホールに光源からの光を集光するマイクロレンズディスクを設けることができる。 Further, the optical scanner can be provided with a microlens disk that opposes the nipou disk and collects light from the light source in a pinhole.
このようにしてマイクロレンズディスクを設けることで、より明るい画像を撮影することができる。 By providing the microlens disk in this way, a brighter image can be taken.
また、ニポウディスクは、同じ大きさのピンホールを備えたピンホール列の本数がピンホールの大きさの昇順に少なくなっているようにすることもできる。 In addition, the Nipkow disk can be configured such that the number of pinhole rows having the same size pinholes decreases in ascending order of pinhole size.
さらに、ニポウディスクは、各ピンホールが螺旋状に並べられているようにすることが好ましい。 Further, it is preferable that the pinhole disk has each pinhole arranged in a spiral shape.
こうすると、ニポウディスクの内周と外周での光走査時の明暗むらが生じなくすることができる。 By doing this, it is possible to prevent unevenness in light and darkness during optical scanning on the inner and outer circumferences of the Nipkow disc.
そして、本発明は、光スキャナに用いられるニポウディスクであって、中心から周辺に向かって複数のピンホールが並んだピンホール列を複数有し、1本のピンホール列または2本以上のピンホール列ごとにピンホール列を構成するピンホールの大きさが相違しており、ニポウディスクは、同じ大きさのピンホールを備えたピンホール列の本数がピンホールの大きさの昇順に少なくなっているニポウディスクを提供する。 The present invention is a nipou disk used in an optical scanner, which has a plurality of pinhole rows in which a plurality of pinholes are arranged from the center toward the periphery, and one pinhole row or two or more pinholes. The size of the pinholes constituting the pinhole row is different for each row, and the number of pinhole rows having the same size pinholes is reduced in ascending order of the pinhole size . Provide Nipkow disc.
以上詳述したように、本発明によれば、開口率を変更することができて測定対象に応じた適切な画像を取得することができる共焦点光スキャナ検出装置、光スキャナおよびそれに用いられるニポウディスクを得ることができる。 As described above in detail, according to the present invention, the confocal optical scanner detection device, the optical scanner, and the nipou disc used therein can change the aperture ratio and acquire an appropriate image according to the measurement target. Can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below. In addition, the same code | symbol is used for the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.
(共焦点光スキャナ検出装置および光スキャナの構成)
図1は、本発明の実施の形態に係る共焦点光スキャナ検出装置30の概略構成を示す図である。共焦点光スキャナ検出装置30は、光スキャナ1と、光源20、21と、リレーレンズ22と、対物レンズ23とを有し、さらに撮像装置24およびコントローラ25を有している。
(Configuration of confocal optical scanner detection device and optical scanner)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a confocal optical
光スキャナ1は、マイクロレンズディスク2と、改良型ニポウディスク3と、モータ4と、固定部材5およびビームスプリッタ6を有している。この光スキャナ1は、固定部材5によってマイクロレンズディスク2と改良型ニポウディスク3とが一体とされ、その一体となったマイクロレンズディスク2と改良型ニポウディスク3がモータ4の駆動力を受けて回転軸7の周りに一定の速度で回転するようになっている。
The
マイクロレンズディスク2は、マイクロレンズ2aを有し、そのマイクロレンズ2aによって光源20からの照射光L1を集光して改良型ニポウディスク3に備えられた後述するピンホール(微小開口部)P1、P2、P3または開口部8に照射する。
The
改良型ニポウディスク3は、複数のピンホールP1、P2、P3が中心から周辺に向かって並べられた後述する複数のピンホール列PL1、PL2、PL3を有している。この改良型ニポウディスク3は従来のニポウディスクの改良型となるもので、その構成については後に詳述する。
The improved Nipkow
ビームスプリッタ6はマイクロレンズディスク2と改良型ニポウディスク3との間に設置されている。このビームスプリッタ6は、マイクロレンズディスク2を通った後述する照射光L1を改良型ニポウディスク3に入射させる。また、ビームスプリッタ6は、試料31からの後述する戻り光L3または後述する透過照明光L2を反射させてリレーレンズ22に入射させる。
The beam splitter 6 is installed between the
光源20はレーザ光(または白色光)を照射光L1として出力し、その照射光L1を光スキャナ1のマイクロレンズディスク2に入射させる。また、光源21はレーザ光(または白色光)透過照明光L2として出力し、試料31を照射する。
The
リレーレンズ22はビームスプリッタ6で反射される戻り光L3または透過照明光L2を撮像装置24に結像させる。対物レンズ23は、光スキャナ1から出力される照射光L1を入力して試料31上に微小スポットを形成する。
The
撮像装置24はビームスプリッタ6から出力される戻り光L3または透過照明光L2を入射して試料31の画像を撮影する。
The
コントローラ25は少なくともCPU,ROMおよびRAMを有し、CPUがROMに記憶されている制御プログラムにしたがい作動する。そして、コントローラ25は撮像装置24の撮影タイミングや撮像装置24内部の図示しないシャッタと、回転している改良型ニポウディスク3のピンホールP1、P2、P3または開口部8の位置との同期をとるなどして撮影タイミングを制御する。
The
(改良型ニポウディスク3の構成)
改良型ニポウディスク3は、ガラス等からなる円形状の透明基板の表面に遮光膜をコーティングなどした基板であって、図2に示すように、周回方向に沿って所定の割合で区画された大きさを有し、互いに開口率の異なる4つのゾーンZ1、Z2、Z3、Z4に分けられている。そして、ゾーンZ1、Z2、Z3は、それぞれピンホール列PL1、PL2、PL3が形成され、ゾーンZ4には開口部8が形成されている(ピンホール列PL1、PL2、PL3のピンホールP1、P2、P3および開口部8の部分はエッチングによって遮光膜が除去され、光が透過するようになっている)。
(Configuration of improved Niipou disc 3)
The improved
この改良型ニポウディスク3はゾーンZ1、Z2、Z3にそれぞれピンホール列PL1、PL2、PL3が3条(3本)ずつ形成されているので、全体で9条のピンホール列を有している。ピンホール列PL1は複数のピンホールP1が中心から周辺に向かって螺旋状に並べられている。同様にピンホール列PL2は複数のピンホールP2、ピンホール列PL3は複数のピンホールP3がそれぞれ中心から周辺に向かって螺旋状に並べられている。
Since this improved
また、ピンホール列PL1、PL2、PL3は、それぞれを構成するピンホールP1、P2、P3の大きさが互いに相違しており、ピンホール列PL1、PL2、PL3は、ディスクの周回方向fに沿ってピンホールP1、P2、P3の大きさの降順に並ぶようにして配置されている。 Further, the pinhole rows PL1, PL2, and PL3 have different sizes of the pinholes P1, P2, and P3 constituting the pinhole rows PL1, PL2, and PL3, and the pinhole rows PL1, PL2, and PL3 are along the circumferential direction f of the disk. The pinholes P1, P2, and P3 are arranged in descending order.
すなわち、ピンホール列PL1、PL2、PL3を構成するピンホールP1、P2、P3の順にそれぞれの直径が小さくなっている(P1>P2>P3)。そのため、ゾーンZ1、Z2、Z3ごとの開口率(α1、α2、α3)もα1>α2>α3であり、ゾーンごとの開口率が3段階で変化するようになっている。 That is, the diameters of the pinholes P1, P2, and P3 constituting the pinhole rows PL1, PL2, and PL3 are reduced in order (P1> P2> P3). Therefore, the aperture ratios (α1, α2, α3) for the zones Z1, Z2, and Z3 are also α1> α2> α3, and the aperture ratio for each zone changes in three stages.
開口部8は、ピンホール列PL1と、ピンホール列PL3の間の部分に配置され、その部分のコーティングを除去して形成されている。開口部8は、ゾーンZ4の部分の遮光膜がすべて除去されているので開口率が100%になっている。
The
また、マイクロレンズディスク2の例を図6および7に示す。マイクロレンズディスク2には、上記の各ピンホールP1、P2、P3に対応する位置にマイクロレンズ2aがレイアウトされている。各マイクロレンズ2aは各ピンホールP1、P2、P3と同様のレンズ列2Lを形成している。なお、図6に示すマイクロレンズディスク2は開口部8に対応する部分にマイクロレンズ2aが最密になるように多数配置され、図7に示すマイクロレンズディスク32は開口部8に対応する部分にマイクロレンズ2aが配置されていない。
An example of the
(共焦点光スキャナ検出装置および光スキャナの動作の説明)
共焦点光スキャナ検出装置30は次のようにして作動する。まず、光源20からの照射光L1が光スキャナ1に入射される。光スキャナ1に入射された照射光L1はマイクロレンズディスク2のマイクロレンズ2aにより集光され、ビ−ムスプリッタ6を透過して、改良型ニポウディスク3に形成されたピンホ−ルP1、P2、P3または開口部8に集光する。ピンホ−ルP1、P2、P3または開口部8を通った照射光L1は、対物レンズ23により試料31上に照射される。
(Description of operation of confocal optical scanner detection device and optical scanner)
The confocal optical
一方、試料31からの戻り光L3は、再び対物レンズ23および改良型ニポウディスク3を通って、ビ−ムスプリッタ6で反射され(照射光L1の光軸方向と直角方向に曲げられ)、リレーレンズ22を介して撮像装置24に入射する。こうして、試料31の画像が撮像装置24に結像される。また、ここでコントローラ25はピンホ−ルP1、P2、P3または開口部8からの画像がそれぞれ別の画像になるように、撮像装置24の撮影タイミングや撮像装置24内部の図示しないシャッタの同期を取る。
On the other hand, the return light L3 from the
この共焦点光スキャナ検出装置30では、光スキャナ1のマイクロレンズディスク2および改良型ニポウディスク3がモータ4により一定速度で回転しており、改良型ニポウディスク3の回転により、ピンホ−ルP1、P2、P3または開口部8からの光スポットが試料31上を走査している。
In this confocal optical
また、改良型ニポウディスク3上のピンホ−ルP1、P2、P3と試料31上の光スポットとが共焦点関係にあり、光源20からの照射光L1と、試料31からの戻り光L3とが共にピンホ−ルP1、P2、P3を通過するため、それぞれのピンホール径に応じた共焦点効果による分解能が得られる。
Further, the pinholes P1, P2, and P3 on the
さらに、光源21からの透過照明光L2が試料31を透過した上で光スキャナ1に入射すると、透過照明光L2は対物レンズ23を透過したのち、改良型ニポウディスク3上のピンホ−ルP1、P2、P3または開口部8を透過する。さらに、透過照明光L2はビ−ムスプリッタ6で反射され、リレーレンズ22を介して撮像装置24に入射する。この場合も、試料31の画像が撮像装置24に結像される。
Further, when the transmitted illumination light L2 from the
以上の場合において、改良型ニポウディスク3は大きさ(直径)の異なる3タイプのピンホ−ルP1、P2、P3を有しており、開口率を3段階で変更することができる。また、改良型ニポウディスク3は開口部8を有しているから、全体でみると開口率を4段階で変更することができる。したがって、共焦点光スキャナ検出装置30は分解能と画像の明るさを4通りのパターンで変更でき、1台で光学特性の異なる4種類の画像を撮影することができる。
In the above case, the
この場合、仮に改良型ニポウディスク3にピンホール列がX条形成され、n条で1枚の画像を取得可能に構成されていた場合において、ディスク1回転あたりに取得できる画像の光学特性をY段階で変化させようとすると(n、X、Yは整数)、
X/(nY)で求まる条数のピンホール列を各ゾーンに形成すればよいことになる。
In this case, if the
It is only necessary to form a pinhole row having the number of lines obtained by X / (nY) in each zone.
この改良型ニポウディスク3は、ピンホール列PL1、PL2、PL3が9条形成されているが、ゾーンZ4に開口部8の代わりにピンホ−ルP3よりも大きいピンホ−ルが並んだピンホール列を設けたとすると(図示せず)、全体で12条のピンホール列を有していることになる。また、3条で1枚の画像が取得可能に構成されていたとする。
This
この場合、共焦点光スキャナ検出装置30にこのような改良型ニポウディスクを用いてピンホール3条で1枚の画像を取得可能に構成すると、1回転で4枚の画像を得ることができる。
In this case, if the confocal light
光スキャナ1の標準的なディスク回転スピードが毎秒80回転であるから、この12条のピンホール列を備えた改良型ニポウディスクを用いるときは毎秒320枚の画像を撮影することができる。また、開口率(ゾーン)ごとの画像形成速度は毎秒80枚になる。
Since the standard disk rotation speed of the
さらに、仮に改良型ニポウディスク3の全体でピンホールの大きさを8段階で変更するようにしたとすると、各開口率について毎秒40枚の画像がとれる。これでも、リアルタイムイメージングにおいて標準的速度とされている毎秒30枚よりも撮影できる枚数が多い。したがって、このような共焦点光スキャナ検出装置30の撮影速度(単位時間当たりの撮影枚数)は標準的速度と比べても遜色のないものである。
Furthermore, assuming that the size of the pinhole is changed in eight stages in the entire
その上、共焦点光スキャナ検出装置30は、開口部8を用いて撮影するときは開口率を100%にすることができるため、共焦点画像だけでなく、落射照明像のような非共焦点画像の撮影にも好適である。
In addition, the confocal optical
改良型ニポウディスク3は、ピンホールP1、P2、P3の大きさが周回方向fに沿って降順に(小さくなるようにして)変更されているから、共焦点光スキャナ検出装置30は、開口率を順次変更した画像(この場合は開口率を大中小と順次変更した画像)を撮影することができる。
In the
そして、このような共焦点光スキャナ検出装置30によって、改良型ニポウディスク3を回転させながら撮像装置24の撮影を継続した場合、ゾーンZ1、Z2、Z3、Z4ごとに光学特性の異なる画像が順次得られる。
When the
そのため、ゾーンZ1、Z2、Z3、Z4を用いて撮影される画像をそれぞれA,B,C,Dとし、ゾーンZ1、Z2、Z3では1枚ずつ撮影されるとすると、撮影される画像はA,B,C,D,A,B,C,D・・・となって、光学特性の異なる4種類の画像が混在してしまうおそれがある。 Therefore, if images shot using the zones Z1, Z2, Z3, and Z4 are A, B, C, and D, respectively, and if one shot is taken in each of the zones Z1, Z2, and Z3, the shot image is A , B, C, D, A, B, C, D..., There is a possibility that four types of images having different optical characteristics may be mixed.
そこで、コントローラ25により、撮像装置24の撮影タイミングをゾーンZ1、Z2、Z3、Z4のうちの撮影に用いるゾーンの位置に合わせるように制御する(各ゾーンの画像がそれぞれ別の画像になるように、撮像装置24の撮影タイミングや像装置24内部のシャッタと、改良型ニポウディスク3の回転の同期を取る)ことによって、必要とする開口率で撮影された画像が得られるようにでき、光学特性の異なる画像の混在を回避することができる。
Therefore, the
例えば、撮像装置24の撮影タイミングとゾーンZ1の位置との同期をとることによって、撮影される画像は、A,A,A,A,A・・・となるようにすることができる。
For example, by synchronizing the shooting timing of the
この場合、所定のセンサで改良型ニポウディスク3におけるゾーンZ1の位置を検出しつつ(センサが位置検出手段としての動作を行い)、その検出されたゾーンZ1の位置に基づき、コントローラ25が撮像装置24の撮影タイミングを制御する同期制御手段としての動作を実行するようにすればよい。
In this case, the
以上のように、共焦点光スキャナ検出装置30および光スキャナ1では、改良型ニポウディスク3に大きさの異なるピンホールを設けているため、開口率を段階的に変更することが可能になっている。したがって、共焦点光スキャナ検出装置30では、共焦点法において取得できる光学的断層像を光学特性の異なる複数のタイプで撮影することができる。また、透過像や発光像の撮影もほぼ同じタイミングで行えるので、測定対象に合わせて光学条件を柔軟に変更することもできる。
As described above, the confocal optical
また、共焦点光スキャナ検出装置30は、撮像装置24の撮影タイミングや撮像装置24内部のシャッタとゾーンの位置との同期を取ることによって、所望のピンホールを用いた共焦点画像を取得することもできる。
Further, the confocal optical
さらに、ピンホールP1、P2、P3が螺旋状に並べられているので、ピンホールのピッチを適宜コントロールすることによって、改良型ニポウディスク3の内周と外周での光走査時の明暗むらが生じなくなっている。
Further, since the pinholes P1, P2, and P3 are arranged in a spiral shape, unevenness in light scanning at the inner and outer circumferences of the
(変形例)
上述した共焦点光スキャナ検出装置30は、改良型ニポウディスク3の代わりに図3に示す改良型ニポウディスク13を用いてもよい。改良型ニポウディスク13は改良型ニポウディスク3と比較して、以下の点が相違し、そのほかの点は同じである。すなわち、改良型ニポウディスク13はゾーンZ1、Z2、Z3がいずれもピンホール列PL1、PL2、PL3を1本ずつ有している。
(Modification)
The above-described confocal optical
したがって、改良型ニポウディスク13はピンホール列1本ごとにピンホールの大きさが相違している。この改良型ニポウディスク13を用いても、分解能と画像の明るさを段階的に変更することができる。この改良型ニポウディスク13を用いる場合は、撮像装置24の撮影タイミングとピンホール列の位置との同期を取ることによって、所望の開口率で共焦点画像を撮影することができる。
Therefore, the improved
また、共焦点光スキャナ検出装置30は、改良型ニポウディスク3の代わりに図4に示す改良型ニポウディスク14を用いてもよい。改良型ニポウディスク14は改良型ニポウディスク3と比較して、以下の点が相違し、そのほかの点は同じである。すなわち、改良型ニポウディスク14は、各ゾーンZ1、Z2、Z3について、ピンホール列PL1、PL2、PL3の本数がそれぞれ2本、3本、4本となり、ピンホールP1、P2、P3の大きさの降順にピンホール列PL1、PL2、PL3の本数が多くなっている。
Further, the confocal light
なお、マイクロレンズディスク2におけるレンズ2aの位置は、図6のほか、図7のようにしても効果は変わらない。
Note that the effect of the position of the
さらに、共焦点光スキャナ検出装置30は、改良型ニポウディスク3の代わりに図5に示す改良型ニポウディスク15を用いてもよい。改良型ニポウディスク15は改良型ニポウディスク3と比較して、以下の点が相違し、そのほかの点は同じである。すなわち、改良型ニポウディスク15は、ピンホール列PL1、PL2、PL3のピンホールP1、P2、P3が直線状に並べられ、各ゾーンZ1、Z2、Z3、Z4が周方向に沿って4等分された均等な大きさの4分円になっている。
Further, the confocal optical
以上の説明は、本発明の実施の形態についての説明であって、この発明を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。 The above description is the description of the embodiment of the present invention, and does not limit the present invention, and various modifications can be easily implemented. In addition, an apparatus or a method configured by appropriately combining components, functions, features, or method steps in each embodiment is also included in the present invention.
例えば、上記の実施の形態の改良型ニポウディスクでは、4つのゾーンを設けているが、ゾーンの個数を2つにして開口率を大小2段階で変更できるようにしてもよいし、ゾーンの個数を5以上にして、開口率を5段階以上で変更できるようにしてもよい。ゾーンの大きさは等しくしてもよいが、異ならせてもよい。 For example, in the improved Niipou disc of the above embodiment, four zones are provided, but the number of zones may be two so that the aperture ratio can be changed in two steps, large or small. You may make it 5 or more and can change an aperture ratio in five steps or more. The size of the zones may be equal or different.
1…光スキャナ、2…マイクロレンズディスク、3…改良型ニポウディスク
8…開口部、24…光撮影装置、25…コントローラ、20,21…光源
PL1、PL2、PL3…ピンホール列
P1、P2、P3…ピンホール
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ニポウディスクは、中心から周辺に向かって複数のピンホールが並んだピンホール列を複数有し、1本の前記ピンホール列または2本以上の前記ピンホール列ごとにそれぞれの前記ピンホール列を構成する前記ピンホールの大きさが相違しており、
前記ニポウディスクは、同じ大きさの前記ピンホールを備えた前記ピンホール列の本数が前記ピンホールの大きさの昇順に少なくなっていることを特徴とする共焦点光スキャナ検出装置。 An optical scanner that scans a sample by rotating a nipou disc, a light source that irradiates the sample via the nipou disc, and an imaging device that captures an image of the sample by inputting light emitted from the optical scanner. A focus light scanner detection device comprising:
The Nipkow disc has a plurality of pinhole rows in which a plurality of pinholes are arranged from the center toward the periphery, and each pinhole row is arranged for one pinhole row or two or more pinhole rows. The size of the pinhole to be configured is different ,
2. The confocal optical scanner detection apparatus according to claim 1, wherein the number of the pinhole rows having the same size pinholes is reduced in ascending order of the pinhole size .
前記ニポウディスクは、中心から周辺に向かって複数のピンホールが並んだピンホール列を複数有し、1本の前記ピンホール列または2本以上の前記ピンホール列ごとにそれぞれの前記ピンホール列を構成する前記ピンホールの大きさが相違しており、
前記ニポウディスクは、同じ大きさの前記ピンホールを備えた前記ピンホール列の本数が前記ピンホールの大きさの昇順に少なくなっていることを特徴とする光スキャナ。 An optical scanner that scans a sample by rotating a Nipkow disc,
The Nipkow disc has a plurality of pinhole rows in which a plurality of pinholes are arranged from the center toward the periphery, and each pinhole row is arranged for one pinhole row or two or more pinhole rows. The size of the pinhole to be configured is different ,
2. The optical scanner according to claim 1, wherein the number of the pinhole rows having the same size pinhole is reduced in ascending order of the pinhole size .
中心から周辺に向かって複数のピンホールが並んだピンホール列を複数有し、1本の前記ピンホール列または2本以上の前記ピンホール列ごとに前記ピンホール列を構成する前記ピンホールの大きさが相違しており、同じ大きさの前記ピンホールを備えた前記ピンホール列の本数が前記ピンホールの大きさの昇順に少なくなっていることを特徴とするニポウディスク。
A nipou disc used in an optical scanner,
A plurality of pinhole rows in which a plurality of pinholes are arranged from the center toward the periphery, and one pinhole row or two or more pinhole rows are included in the pinhole row. A nipou disc characterized in that the number of pinhole rows having different sizes and having the same size pinholes decreases in ascending order of the size of the pinholes .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007073085A JP4990653B2 (en) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | Confocal optical scanner detection device, optical scanner and nipou disk used therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007073085A JP4990653B2 (en) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | Confocal optical scanner detection device, optical scanner and nipou disk used therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008233543A JP2008233543A (en) | 2008-10-02 |
| JP4990653B2 true JP4990653B2 (en) | 2012-08-01 |
Family
ID=39906392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007073085A Expired - Fee Related JP4990653B2 (en) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | Confocal optical scanner detection device, optical scanner and nipou disk used therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4990653B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010217686A (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Yokogawa Electric Corp | Confocal scanner device |
| JP2011085759A (en) | 2009-10-15 | 2011-04-28 | Yokogawa Electric Corp | Confocal optical scanner |
| JP2012133167A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Yokogawa Electric Corp | Confocal optical scanner |
| CN109375355A (en) * | 2018-10-19 | 2019-02-22 | 上海市计量测试技术研究院 | Confocal three-dimensional measurement device and its multi-aperture Nipkow disk |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2988320B2 (en) * | 1995-06-13 | 1999-12-13 | 横河電機株式会社 | Confocal light scanner |
| JP2002098910A (en) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Olympus Optical Co Ltd | Confocal microscope |
| JP4112257B2 (en) * | 2001-10-17 | 2008-07-02 | オリンパス株式会社 | Confocal microscope |
-
2007
- 2007-03-20 JP JP2007073085A patent/JP4990653B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008233543A (en) | 2008-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5999121B2 (en) | Confocal light scanner | |
| EP2993509B1 (en) | Sample observation device and sample observation method | |
| JP2017167535A (en) | Light field microscope and illumination method | |
| JP2004199063A (en) | Confocal microscope | |
| JP6090607B2 (en) | Confocal scanner, confocal microscope | |
| JP4990653B2 (en) | Confocal optical scanner detection device, optical scanner and nipou disk used therefor | |
| US10634890B1 (en) | Miniaturized microscope for phase contrast and multicolor fluorescence imaging | |
| JP2021107926A (en) | Optical configuration for imaging sample | |
| JP2016212154A (en) | Scan type microscope system | |
| JP4647641B2 (en) | Laser microscope | |
| JP7056306B2 (en) | Irradiation optics | |
| JP4894161B2 (en) | Confocal microscope | |
| JP4974689B2 (en) | Scanning microscope | |
| JP2009210889A (en) | Confocal microscope system | |
| JP4426763B2 (en) | Confocal microscope | |
| JP2008181070A (en) | Scanning microscope | |
| JP4009554B2 (en) | Design method of array substrate having a plurality of light transmitting dots, array substrate, and laser beam scanning device | |
| JP6396137B2 (en) | Microscope illumination device, microscope illumination method, and microscope | |
| JP2008051576A (en) | Shape measuring apparatus and shape measuring method | |
| KR101167071B1 (en) | Method for arranging pinhall of nipkow disk | |
| WO2024202496A1 (en) | Disk unit, confocal scanner, and confocal microscope | |
| JP2004013117A (en) | Microscope lighting device | |
| WO2020016971A1 (en) | Specimen observation device | |
| JP2010217686A (en) | Confocal scanner device | |
| JP6357317B2 (en) | Microscope illumination device, microscope illumination method, and microscope |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100312 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120119 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120124 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120322 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120417 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120502 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4990653 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |