JP2625330B2 - 共焦点光学系のピンホール位置制御方法及びその制御装置 - Google Patents

共焦点光学系のピンホール位置制御方法及びその制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光源側ピンホールと
検出器側ピンホールの位置が共役の位置関係にある、例
えばレーザ・スキャン顕微鏡等の共焦点光学系におい
て、これら光源側ピンホール位置と検出器側ピンホール
位置の位置調整を自動化する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、共焦点光学系としては、例えば
レーザ・スキャン顕微鏡等がよく知られており、図3
は、特に従来のレーザ・スキャン顕微鏡の構成を示すブ
ロック図である。
【0003】このレーザ・スキャン顕微鏡(図3)で
は、第1の光源1から照射された光が光源側ピンホール
2で絞り込まれ、レンズ3aで平行光線に修正されてビ
ームスプリッタ4により光路を直角方向に変更される。
そして、XYスキャナ5で光路を変更させることで、対
物レンズ3bで集光した光をスキャンさせ、試料6に照
射する。
【0004】一方、この試料6の反射光又は蛍光は対物
レンズ3bにより平行光束に修正され、XYスキャナ
5、及びビームスプリッタ4を介してレンズ3cで集光
されて、さらに、検出器側ピンホール7で絞り込まれた
スポット光の中心部のみが検出器8で検出される。
【0005】従来、この共焦点光学系の各ピンホール
2、7の位置の検出は、まず、試料6に代えて平面ミラ
ーを置き、実際に第1の光源1を点灯させて集光レンズ
3c、あるいは検出器側ピンホール7を光軸に対して直
交する面上で移動させ(移動方法としては、精密な送り
機構を持つXYステージが利用されることが多い)、最
も光量が得られる検出器側ピンホール7の位置を最適位
置としていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の共焦点光学系に
おいては以上のように、当該光路中にフィルタ等の光学
素子を挿入するなどした場合、光源側及び検出器側ピン
ホールが共役位置からずれることが起こるので、試料の
代わりに平面ミラーを置くなどして手動により、各ピン
ホールの位置合わせを行わなければならないなどの課題
があった。
【0007】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、光源側及び検出器側ピンホールが
共役位置にある共焦点光学系において、これら各ピンホ
ールの位置を自動的に調整する方法及び装置を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る共
焦点光学系のピンホール位置制御方法は、共焦点光学系
における検出器側ピンホールと検出器との間に、該検出
器側ピンホールを通過させる光を照射する第2の光源を
設置し、前記光源側及び検出器側それぞれのピンホール
を通過した光を、該光源側及び検出器側ピンホールの位
置に対応しているスポット光として、当該共焦点光学系
の光路上から交互に集光して取出し、このスポット光の
位置ずれを検出することで、該光源側及び検出器側ピン
ホールの位置ずれを検出することを特徴としている。
【0009】また、請求項2の発明では、上記共焦点光
学系のピンホール位置制御方法を自動的に実現する装置
として、前記検出器側ピンホールと検出器との間に設置
され、該検出器側ピンホールを通過させる光を照射する
第2の光源と、前記第1及び第2の光源から照射された
光を当該共焦点光学系から集光して取出したスポット光
であって、該光源側及び検出器側ピンホールの位置にそ
れぞれ対応したスポット光の位置を検出する位置検出装
置と、前記検出器側ピンホールあるいは前記検出器側ピ
ンホールを介して検出器に試料からの反射光又は蛍光を
結像させるレンズを光軸に対して垂直方向に移動させる
駆動手段と、前記位置検出装置から出力される前記光源
側及び検出器側ピンホールに対応したスポット光の位置
情報に基づいて、前記駆動手段に対して移動指示を行う
制御手段を備えたことを特徴としている。
【0010】
【作用】請求項1の発明では、共焦点光学系における検
出器側ピンホールと検出器との間に、該検出器側ピンホ
ールの位置を示す第2の光源を設置し、前記光源側及び
検出器側それぞれのピンホールを通過した光を、該光源
側及び検出器側ピンホールの位置に対応しているスポッ
ト光として、当該共焦点光学系の光路上から交互に集光
して取出して、位置検出装置でこのスポット光の位置ず
れを検出するように構成したので、同じ位置(1つの位
置検出器)で光源側及び検出器側ピンホールの位置を確
認することができる。
【0011】また、請求項2の発明では、これらの動作
を実施する検出手段(第2の光源及び位置検出器)、制
御手段、駆動手段を設けることで、ピンホール位置の自
動制御化が可能になる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1及び2を用
いて説明する。なお、図中同一部分には同一符号を付し
て説明を省略する。
【0013】図1は、請求項1の発明に係る共焦点光学
系のピンホール位置制御方法を説明するための共焦点光
学系の構成図であり、検出器側ピンホール7の位置を示
すために、検出器8と検出器側ピンホール7との間に第
2の光源9を設け、この第2の光源9から照射される光
を検出器側ピンホール7の方向に光路変更させるため
に、レンズ3d及びビームスプリッタ4aを設置してい
る。
【0014】また、当該共焦点光学系の光路上から光源
側及び検出器側ピンホール2、7の位置に対応している
光は、ビームスプリッタ4cを介してレンズ3eで集光
されたスポット光として、位置検出器10としてのPS
D(Position Sensitive Detector )で検出できるよう
に構成されている。
【0015】第1の光源1から照射された光は、光源側
ピンホール2を通過し、ビームスプリッタ4b、4cに
よりある割合で反射され、PSD10上にスポット光を
形成する。一方、第2の光源9から照射された光は、ビ
ームスプリッタ4aを介して検出器側ピンホール7を通
過する。そして、この検出器側ピンホール7を通過した
光はビームスプリッタ4b、4cを経て同様にPSD1
0上にスポット光を形成する。
【0016】この時、PSD10上に形成されたスポッ
ト光が一致していれば光源側ピンホール2と検出器側ピ
ンホール7、そして、試料6上のスポットがすべて共役
位置にあるといえる。
【0017】なお、この実施例では位置合わせとして、
第1及び第2の光源1、9を交互に点灯させたが、一方
のみを点滅させて、PSD10からの位置出力が等しく
なるように光源側ピンホール2、あるいは検出器側ピン
ホール7を移動させるようにしても同様の効果を奏す
る。
【0018】次に、請求項2の発明について図2を用い
て説明する。
【0019】図2は、請求項2の発明に係る共焦点光学
系のピンホール位置制御装置の一実施例の構成を示すブ
ロック図であり、共焦点走査顕微鏡に応用した例であ
る。
【0020】このピンホール位置制御装置は、前述した
ように該検出器側ピンホール7の位置を示す第2の光源
9と、第1の光源1から照射された光を当該共焦点光学
系からビームスプリッタ4c及びレンズ3cで交互に集
光して取出したスポット光を位置検出器10であるPS
Dで検出している。
【0021】そして、制御手段11ではこのPSD10
で検出された各スポット位置からその位置ずれ量を検出
し、このスポット位置を一致させるように駆動手段12
としての2軸ステージに移動指示を出す。
【0022】これにより、2軸ステージ12は検出器8
に試料6からの反射光を集光させる可動レンズ3cを移
動させ、光源側及び検出器側ピンホール2、7を共役の
位置に自動的に修正する。
【0023】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、共焦点
光学系における検出器側ピンホールと検出器との間に、
該検出器側ピンホールの位置を示す第2の光源を設置
し、前記光源側及び検出器側それぞれのピンホールを通
過した光を、該光源側及び検出器側ピンホールの位置に
対応しているスポット光として、当該共焦点光学系の光
路上から交互に集光して取出し、このスポット光の位置
ずれを検出することで、該光源側及び検出器側ピンホー
ルの位置ずれを検出するように構成しているので、簡単
に光源側ピンホールと検出器側ピンホールの共役位置の
位置合わせを可能にする効果がある。
【0024】また、上記共焦点光学系のピンホール位置
制御方法を自動的に実現する装置として、検出手段(第
2の光源及び位置検出器)、制御手段、駆動手段を設け
ることで、各ピンホールの位置合わせの自動化が実現で
き、位置修正での個人差が発生しない効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明に係る共焦点光学系のピンホー
ル位置制御方法を説明するための共焦点光学系の構成図
である。
【図2】請求項2の発明に係る共焦点光学系のピンホー
ル位置制御装置の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図3】従来の共焦点光学系としてのレーザ・スキャン
顕微鏡の構成図である。
【符号の説明】
1…第1の光源、2…光源側ピンホール、3a、3b、
3c、3d、3e…レンズ、4a、4b、4c…ビーム
スプリッタ、5…XYスキャナ、6…試料、7…検出器
側ピンホール、8…検出器、9…第2の光源、10…P
SD、11…制御手段、12…2軸ステージ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 裕司 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 寺田 浩敏 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 松浦 浩幸 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−140914(JP,A) 特開 昭62−208017(JP,A) 特開 平4−42117(JP,A) 実開 平4−130919(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の光源から試料に対して照射する光
    を絞り込む光源側ピンホールと、検出器で検出する該試
    料からの反射光又は蛍光を絞り込む検出器側ピンホール
    とを、共役の位置に設置するための共焦点光学系のピン
    ホール位置制御方法において、 前記検出器側ピンホールと検出器との間に、該検出器側
    ピンホールを通過させる光を照射する第2の光源を設置
    し、前記光源側及び検出器側それぞれのピンホールを通
    過した光を、該光源側及び検出器側ピンホールの位置に
    対応しているスポット光として、当該共焦点光学系の光
    路上から交互に集光して取出し、このスポット光の位置
    ずれを検出することで、該光源側及び検出器側ピンホー
    ルの位置ずれを検出することを特徴としている共焦点光
    学系のピンホール位置制御方法。
  2. 【請求項2】 第1の光源から試料に対して照射する光
    を絞り込む光源側ピンホールと、検出器で検出する該試
    料からの反射光又は蛍光を絞り込む検出器側ピンホール
    とを、共役の位置に設置するための共焦点光学系のピン
    ホール位置制御装置において、 前記検出器側ピンホールと検出器との間に設置され、該
    検出器側ピンホールを通過させる光を照射する第2の光
    源と、 前記第1及び第2の光源から照射された光を当該共焦点
    光学系から集光して取出したスポット光であって、該光
    源側及び検出器側ピンホールの位置にそれぞれ対応した
    スポット光の位置を検出する位置検出装置と、 前記検出器側ピンホールあるいは前記検出器側ピンホー
    ルを介して検出器に試料からの反射光又は蛍光を結像さ
    せるレンズを光軸に対して垂直方向に移動させる駆動手
    段と、 前記位置検出装置から出力される前記光源側及び検出器
    側ピンホールに対応したスポット光の各位置情報に基づ
    いて、前記駆動手段に対して移動指示を行う制御手段と
    を備えた共焦点光学系のピンホール位置制御装置。
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