(57)【要約】【課題】共焦点像のサイズとＣＣＤカメラのサイズを一致させ、また、ピンホールアレイの縦横比とＣＣＤカメラ画素配列の縦横比を一致させることが可能な共焦点結像装置を提供する。【解決手段】レーザ光をスキャン装置若しくはピンホールアレイを介して試料に照射し、試料の画像をＣＣＤカメラで撮影する共焦点結像装置において、前記ＣＣＤカメラで試料の画像を撮影するに際してはＸＹ方向の少なくとも一方長さを延長又は短縮するためのシリンドリカルレンズを介して撮影する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光をスキャン装置若しくはピンホールアレイを介して試料に照射し、試料の画像をＣＣＤカメラで撮影する共焦点結像装置において、
前記ＣＣＤカメラで試料の画像を撮影するに際してはＸＹ方向の少なくとも一方の辺の長さを縮小又は拡大するためのシリンドリカルレンズを介して撮影することを特徴とする共焦点結像装置。
【請求項２】
前記スキャン装置はスキャン方式共焦点とスキャンレス方式共焦点を含むことを特徴とする請求項１記載の共焦点結像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば顕微鏡取付型共焦点用光スキャナに用いて好適な共焦点結像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は共焦点結像装置の従来例を示すもので、レーザ光源１からのレーザビーム２をビームスキャン装置３及び対物レンズ４を介して試料５に照射し、その反射光を結像レンズ７を介してＣＣＤカメラで撮影する。
【０００３】
図６は共焦点結像装置の他の従来例を示すもので、レーザ光源１からのレーザビーム２をダイクロイックミラー又はビームスプリッタ９及びピンホールアレイ６を介し、更に対物レンズ４を介して試料５に照射し、その反射光を結像レンズ７を介してＣＣＤカメラで撮影する。
【０００４】
図７は図５又は図６の原理を用いた共焦点結像装置をレーザ走査顕微鏡に搭載する共焦点用光スキャナである。このような共焦点用光スキャナを用いた共焦点装置は、例えば本願出願人が出願した特開平１１−２６４９３３号「共焦点装置」に記載されている。
【０００５】
図において、レーザ光源１の出力光は光ファイバ等により共焦点スキャナ１０に導かれる。共焦点スキャナ１０では、複数の開口を有する円板（図示せず）を回転させ、入射されたレーザ光をこれらの開口に通過させて出射させる。
【０００６】
光学顕微鏡１１は、共焦点スキャナ１０からの出射光を対物レンズ７を用いて試料５上に集光する。共焦点スキャナ１０にはＣＣＤカメラ等の撮影手段５が接続され、撮影手段８の出力信号は制御手段６に接続されている。
このような構成によれば、共焦点スキャナ２により試料５面をレーザ光で走査して試料面の像を得ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような共焦点結像装置においては、共焦点像のサイズとＣＣＤカメラのサイズが必ずしも一致しておらず像情報を最大限に取入れることができないという問題があり、また、スキャンレス共焦点結像装置では格子状に配列されたピンホールアレイ６の縦横比とＣＣＤカメラ画素配列の縦横比が必ずしも一致しておらず像情報の精度にばらつきが生じるという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、共焦点像のサイズとＣＣＤカメラのサイズを一致させ、また、ピンホールアレイの縦横比とＣＣＤカメラ画素配列の縦横比を一致させることが可能な共焦点結像装置を提供することにある。
【０００９】
【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の発明では、
レーザ光をスキャン装置若しくはピンホールアレイを介して試料に照射し、試料の画像をＣＣＤカメラで撮影する共焦点結像装置において、
前記ＣＣＤカメラで試料の画像を撮影するに際してはＸＹ方向の少なくとも一方の辺の長さを縮小又は拡大するためのシリンドリカルレンズを介して撮影することを特徴とする。
【００１０】
請求項２においては、請求項１記載の共焦点結像装置において、
前記スキャン装置はスキャン方式共焦点とスキャンレス方式共焦点を含むことを特徴とする。
【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。はじめにシリンドリカルレンズ（以下、単にレンズという）の機能について図２及び図３（ａ，ｂ）を用いて簡単に説明する。図２において、光軸をｚ方向とするｘｙｚ直交座標軸を設け、断面が凸で柱状の２つのレンズ２０ａ，２０ｂを光軸上に配置する。この際、レンズ２０ａをｘ軸方向にレンズ２０ｂをｙ方向に置く。ａ，ｂの辺を有する直方体の物面が２つのレンズによってＡ，Ｂの辺を有する結像面に投影される場合を示している。
【００１２】
図３（ａ）は図２をｙ方向より、図３（ｂ）はｘ軸方向より見た図である。図３（ａ）は物面に対してレンズ２０ａを前方に配置し、レンズ２０ｂを物面からの距離Ｌ１に配置した場合、ｘ方向にはレンズ２０ｂのみによって倍率変換される様子を示している。
【００１３】
このように配置した場合、レンズ２０ｂによる倍率ｍは
ｍ＝Ｌ２／Ｌ１
となる。
ｍ＞１ならば物面はｘ方向に拡大し、ｍ＜１ならば縮小されて結像する。
【００１４】
図３（ｂ）は図２をｙ軸方向より見た図であり、レンズ２０ａは物面より距離Ｌ３の位置にレンズ２０ｂを辺Ｂを後方に配置した場合に物面がｙ方向にはレンズ２０ａのみによって倍率変換される様子を示している。
【００１５】
このように配置した場合、レンズ２０ａによる倍率ｎは
ｎ＝Ｌ４／Ｌ３
となる。
ｎ＞１ならば物面はｙ方向に拡大し、ｎ＜１ならば縮小されて結像する。
このように所望の倍率ｍ，ｎを得られるようにレンズを設計することができるので、任意の倍率変換が可能である。
【００１６】
図１は上述の原理を本発明の共焦点結像装置に適用した場合を示すもので、共焦点スキャナ１０と撮影手段８の間に２つのレンズ２０ａ，２０ｂを配置するものである。なお、縦横比の調整は必要とする画像倍率を満たすようにそれぞれのレンズの焦点距離ｆａ，ｆｂを設計し、所定の位置に配置するものとする。
但し、１／Ｌ１＋１／Ｌ２＝１／ｆａ，１／Ｌ３１＋１／Ｌ４＝１／ｆｂ
または、Ｌ１＝ｆａ（１＋１／ｍ），Ｌ３＝ｆｂ（１＋１／ｎ）
【００１７】
なお、上述の装置では固定焦点のレンズを使用した場合は１つの画像の大きさに固定されたものになり、自由度が限定されたものとなる。
図４は自由度の拡大を図ったもので、断面凹状のレンズと断面凸状のレンズをを組み合わせて群としたもので、距離ｌを変化させるとズーム機能を持たせることができる。この群を２組用いて図１に示す２０ａ，２０ｂのように配置すれば縦横比の調整の自由度を拡大することができる。
【００１８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、図５に示すように、スキャンレス共焦点結像装置に用いても良い。また、ズーム機能を持つ郡は、図１で示す２枚に限らず、３枚以上の組み合わせズーム系を用いてもよい。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば共焦点像のサイズとＣＣＤカメラのサイズを一致させ、また、ピンホールアレイの縦横比とＣＣＤカメラ画素配列の縦横比を一致させることが可能な共焦点結像装置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結像装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の原理を示す構成図である。
【図３】本発明の原理を示す構成図である。
【図４】シリンドリカルレンズの他の組み合わせ例を示す構成図である。
【図５】共焦点結像装置の従来例を示す構成図である。
【図６】共焦点結像装置の他の従来の例を示す構成図である。
【図７】共焦点結像装置をレーザ走査顕微鏡に搭載する共焦点用光スキャナに応用した従来の構成図である。
【符号の説明】
１　レーザ光源
４　対物レンズ
５　試料
８　撮像手段
１０　共焦点スキャナ
１１　光学顕微鏡
１２　制御手段
２０　シリンドリカルレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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