JPH07318831A - レーザ顕微鏡装置 - Google Patents
レーザ顕微鏡装置Info
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- JPH07318831A JPH07318831A JP6117094A JP11709494A JPH07318831A JP H07318831 A JPH07318831 A JP H07318831A JP 6117094 A JP6117094 A JP 6117094A JP 11709494 A JP11709494 A JP 11709494A JP H07318831 A JPH07318831 A JP H07318831A
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- laser beam
- scanning
- laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ光を標本上で走査する手段を設け、走
査をフィードバック制御することで、標本上にて定速度
で行うことができる、構成が簡単なレーザ顕微鏡装置を
安価に供給する。 【構成】 レーザ光発生器１３から発生したレーザ光
は、走査装置３及び４で走査され、標本側プリズム１１
を透過し、対物レンズ１にて、標本１１上で焦点を結
ぶ。標本側プリズム１１の横方向に位置検出素子１が配
置される。位置検出素子１で検出された走査レーザ光位
置は軸成分分離装置９へ出力される。軸成分分離装置９
で上記検出位置情報が各軸に分離され、各軸の制御装置
７及び８へ出力される。各軸の制御装置が各々の軸の走
査素子３及び４の動作の走査位置に基づくフィードバッ
ク制御を行っている。
査をフィードバック制御することで、標本上にて定速度
で行うことができる、構成が簡単なレーザ顕微鏡装置を
安価に供給する。 【構成】 レーザ光発生器１３から発生したレーザ光
は、走査装置３及び４で走査され、標本側プリズム１１
を透過し、対物レンズ１にて、標本１１上で焦点を結
ぶ。標本側プリズム１１の横方向に位置検出素子１が配
置される。位置検出素子１で検出された走査レーザ光位
置は軸成分分離装置９へ出力される。軸成分分離装置９
で上記検出位置情報が各軸に分離され、各軸の制御装置
７及び８へ出力される。各軸の制御装置が各々の軸の走
査素子３及び４の動作の走査位置に基づくフィードバッ
ク制御を行っている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を標本上で走
査し、標本画像を作り出すレーザ顕微鏡装置に関する。
査し、標本画像を作り出すレーザ顕微鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ顕微鏡装置は、レーザ光スポット
を標本に当てて、反射光の量によって画素情報を得て、
レーザ光自体を振る、あるいは走査することにより、標
本の画像を作り出す装置である。
を標本に当てて、反射光の量によって画素情報を得て、
レーザ光自体を振る、あるいは走査することにより、標
本の画像を作り出す装置である。
【０００３】上記にレーザ光を走査するデバイスとし
て、ガルバノミラーが知られている。これは、多面鏡で
あるガルバノミラーを回鏡させ、レーザ光を反射させる
鏡面の角度を変化させることによって、レーザ光を走査
するデバイスである。
て、ガルバノミラーが知られている。これは、多面鏡で
あるガルバノミラーを回鏡させ、レーザ光を反射させる
鏡面の角度を変化させることによって、レーザ光を走査
するデバイスである。
【０００４】また、レーザ光を走査するデバイスとし
て、音響光学素子、いわゆるＡＯ素子も知られている。
ＡＯ素子は、レーザ光が素子中を通過するときの屈折角
を変えるデバイスである。
て、音響光学素子、いわゆるＡＯ素子も知られている。
ＡＯ素子は、レーザ光が素子中を通過するときの屈折角
を変えるデバイスである。
【０００５】上記のレーザ光を走査するデバイスは、１
次元の走査で、通常は組み合わせて使用したり、２度用
いたりする。
次元の走査で、通常は組み合わせて使用したり、２度用
いたりする。
【０００６】また従来は、通常は上記レーザ光の走査制
御は、上記レーザ光走査による上記レーザ光の位置変化
に帰還した制御またはフィードバック制御は行わず、上
記のデバイス自体で精密な走査制御を行っている。
御は、上記レーザ光走査による上記レーザ光の位置変化
に帰還した制御またはフィードバック制御は行わず、上
記のデバイス自体で精密な走査制御を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したレ
ーザ光を走査するデバイスは、非常に高価である。
ーザ光を走査するデバイスは、非常に高価である。
【０００８】また、上述したガルバノミラーに関して
は、ガルバノミラーを回鏡させ、そこへ標本からの反射
レーザ光を当て、鏡面上での反射光の角度を変えること
によってレーザ光を走査する。このため、ミラーの角速
度を一定の駆動をしても、厳密には定速度のレーザ光走
査にはならない。そこで、特殊レンズを用いて補正し、
画面上の走査速度を一定にするのが一般的であるが、光
学系が複雑になり、高価になってしまう。
は、ガルバノミラーを回鏡させ、そこへ標本からの反射
レーザ光を当て、鏡面上での反射光の角度を変えること
によってレーザ光を走査する。このため、ミラーの角速
度を一定の駆動をしても、厳密には定速度のレーザ光走
査にはならない。そこで、特殊レンズを用いて補正し、
画面上の走査速度を一定にするのが一般的であるが、光
学系が複雑になり、高価になってしまう。
【０００９】また、ＡＯ素子に関しても、上記のレーザ
光の光路の角度を変える走査のため、厳密に定速度の走
査にはならず、上述のように特殊レンズで補正し、画面
上の走査速度を一定にするのが一般的で、光学系が複雑
になり、高価になってしまう。
光の光路の角度を変える走査のため、厳密に定速度の走
査にはならず、上述のように特殊レンズで補正し、画面
上の走査速度を一定にするのが一般的で、光学系が複雑
になり、高価になってしまう。
【００１０】そこで、本発明は、複雑な光学系を用いる
ことなく、単純な構成で、上述のレーザ光の走査を行え
るような廉価なレーザ顕微鏡装置を提供することを目的
とする。
ことなく、単純な構成で、上述のレーザ光の走査を行え
るような廉価なレーザ顕微鏡装置を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ顕微
鏡装置は、上述の如き問題点を解決するために、上記標
本に照射されるレーザ光を光軸と直交する方向に走査す
るレーザ光走査手段と、上記レーザ光走査手段により得
られる走査レーザ光を受光し、標本に対するレーザ照射
スポット位置を検出する位置検出手段と、上記位置検出
手段により検出されたレーザ光スポット照射位置を基
に、上記レーザ光走査手段の動作を帰還して走査制御す
る制御手段とを有する。
鏡装置は、上述の如き問題点を解決するために、上記標
本に照射されるレーザ光を光軸と直交する方向に走査す
るレーザ光走査手段と、上記レーザ光走査手段により得
られる走査レーザ光を受光し、標本に対するレーザ照射
スポット位置を検出する位置検出手段と、上記位置検出
手段により検出されたレーザ光スポット照射位置を基
に、上記レーザ光走査手段の動作を帰還して走査制御す
る制御手段とを有する。
【００１２】上記位置検出手段として２次元撮像素子を
有し、上記レーザ光走査を２次元平面上で行うことを特
徴としている。
有し、上記レーザ光走査を２次元平面上で行うことを特
徴としている。
【００１３】そこで、上記レーザ光走査手段として、上
記レーザ光を反射させるデバイスを設け、上記の照射レ
ーザ光に対する反射面を回転させることにより、上記レ
ーザ光走査を行うことを特徴としている。
記レーザ光を反射させるデバイスを設け、上記の照射レ
ーザ光に対する反射面を回転させることにより、上記レ
ーザ光走査を行うことを特徴としている。
【００１４】また、上記レーザ光走査手段として、上記
レーザ光を上記標本上で焦点を結ばせるために上記標本
と対向して設けた対物レンズと、上記対物レンズを上記
レーザ光の光軸と直交する方向に移動させる駆動手段と
を有する。
レーザ光を上記標本上で焦点を結ばせるために上記標本
と対向して設けた対物レンズと、上記対物レンズを上記
レーザ光の光軸と直交する方向に移動させる駆動手段と
を有する。
【００１５】
【作用】本発明に係るレーザ顕微鏡装置によれば、上記
レーザ光走査手段を有することで、上記標本上で上記レ
ーザ光の光軸と直交する方向に、上記レーザ光を走査す
ることができる。また、上記位置検出手段を有すること
で、上記標本上における上記レーザ光スポット位置を検
出でき、また上記レーザ光走査制御手段を有することで
上記レーザ光スポット位置に帰還して上記レーザ光の走
査制御を行うことができる。
レーザ光走査手段を有することで、上記標本上で上記レ
ーザ光の光軸と直交する方向に、上記レーザ光を走査す
ることができる。また、上記位置検出手段を有すること
で、上記標本上における上記レーザ光スポット位置を検
出でき、また上記レーザ光走査制御手段を有することで
上記レーザ光スポット位置に帰還して上記レーザ光の走
査制御を行うことができる。
【００１６】上記位置検出手段として２次元撮像素子を
有することで、上記レーザ光走査を上記標本の２次元平
面上で行ことができる。
有することで、上記レーザ光走査を上記標本の２次元平
面上で行ことができる。
【００１７】上記レーザ光走査手段として、上記レーザ
光を反射させるデバイスを設けることで、上記レーザ光
に対するデバイスの反射面を回転させ、上記レーザ光自
体を振り、上記標本上で上記レーザ光走査を行うことが
できる。
光を反射させるデバイスを設けることで、上記レーザ光
に対するデバイスの反射面を回転させ、上記レーザ光自
体を振り、上記標本上で上記レーザ光走査を行うことが
できる。
【００１８】また、上記レーザ光走査手段として、上記
対物レンズを設けている。すなわち上記対物レンズを上
記レーザ光と直交する方向に移動させる駆動手段を有す
ることで、上記対物レンズを駆動し、上記標本上で上記
レーザ光スポットの走査を行うことができる。
対物レンズを設けている。すなわち上記対物レンズを上
記レーザ光と直交する方向に移動させる駆動手段を有す
ることで、上記対物レンズを駆動し、上記標本上で上記
レーザ光スポットの走査を行うことができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明に係るレーザ顕微鏡装置の実施
例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】図１は、本発明に係るレーザ顕微鏡装置の
一実施例の概略構成を示すブロック図である。
一実施例の概略構成を示すブロック図である。
【００２１】図１において、レーザ発生器１３で発生し
たレーザ光は、受光側プリズム１４を透過し、Ｘ軸走査
素子３で標本１６の平面上のある一方向すなわちＸ軸方
向の走査を受け、Ｙ軸走査素子４で標本１６の平面上の
上記のＸ軸と直交する方向すなわちＹ軸方向の走査を受
け、標本側プリズム１１に到達する。標本側プリズム１
１は、上記レーザ光の一部を透過させ、また上記レーザ
光の一部を反射させる。上記の透過した側のレーザ光
は、対物レンズ１２を透過し、標本１６上で焦点を結ん
で、スポットが形成される。上記の反射により光路を９
０度曲げられたレーザ光は、拡大レンズ２を透過し、位
置検出素子１の受光部で受光される。また、拡大レンズ
２と位置検出素子１で位置検出装置１０が構成される。
位置検出素子１により検出された上記走査レーザ光の検
出位置を各軸成分に分離する軸成分分離装置９が位置検
出素子２１に接続され、軸成分分離装置９にＸ軸制御装
置７及びＹ軸制御装置８が接続される。Ｘ軸制御装置７
にはＸ軸駆動装置５が、及びＹ軸制御装置８にはＹ軸駆
動装置６が接続されている。さらにＸ軸駆動装置５はＸ
軸走査素子３に接続され、Ｙ軸駆動装置６はＹ軸走査素
子４に接続される。また、受光側プリズム１４から上記
レーザ光の光軸と垂直方向に、標本１６からの戻り光を
受光する受光素子１５が設けられている。なお、本実施
例では、Ｘ軸走査素子３及びＹ軸走査素子４はガルバノ
ミラータイプのものを、位置検出素子はＣＣＤイメージ
エリアセンサを用いている。
たレーザ光は、受光側プリズム１４を透過し、Ｘ軸走査
素子３で標本１６の平面上のある一方向すなわちＸ軸方
向の走査を受け、Ｙ軸走査素子４で標本１６の平面上の
上記のＸ軸と直交する方向すなわちＹ軸方向の走査を受
け、標本側プリズム１１に到達する。標本側プリズム１
１は、上記レーザ光の一部を透過させ、また上記レーザ
光の一部を反射させる。上記の透過した側のレーザ光
は、対物レンズ１２を透過し、標本１６上で焦点を結ん
で、スポットが形成される。上記の反射により光路を９
０度曲げられたレーザ光は、拡大レンズ２を透過し、位
置検出素子１の受光部で受光される。また、拡大レンズ
２と位置検出素子１で位置検出装置１０が構成される。
位置検出素子１により検出された上記走査レーザ光の検
出位置を各軸成分に分離する軸成分分離装置９が位置検
出素子２１に接続され、軸成分分離装置９にＸ軸制御装
置７及びＹ軸制御装置８が接続される。Ｘ軸制御装置７
にはＸ軸駆動装置５が、及びＹ軸制御装置８にはＹ軸駆
動装置６が接続されている。さらにＸ軸駆動装置５はＸ
軸走査素子３に接続され、Ｙ軸駆動装置６はＹ軸走査素
子４に接続される。また、受光側プリズム１４から上記
レーザ光の光軸と垂直方向に、標本１６からの戻り光を
受光する受光素子１５が設けられている。なお、本実施
例では、Ｘ軸走査素子３及びＹ軸走査素子４はガルバノ
ミラータイプのものを、位置検出素子はＣＣＤイメージ
エリアセンサを用いている。
【００２２】図１で、レーザ発生器１３で発生したレー
ザ光は、受光側プリズム１４を透過する。なお、受光側
プリズム１４は、レーザ発生器１３で発生したレーザ光
を透過させ、標本１６からの戻り光を反射させ９０度曲
げる性質をもつ。受光側プリズム１４を透過した上記レ
ーザ光は、Ｘ軸走査素子３に取り込まれ、上記標本の平
面上である一方向、すなわち標本上でのＸ軸方向の走査
を受ける。上記のＸ軸方向の走査を受けた上記レーザ光
は、今度はＹ軸走査素子４に取り込まれ、上記標本の平
面上の上記Ｘ軸方向とは直交する方向、すなわち標本上
でのＹ軸方向の走査を受ける。こうして走査を受けた上
記レーザ光は、標本側プリズム１１に到達する。
ザ光は、受光側プリズム１４を透過する。なお、受光側
プリズム１４は、レーザ発生器１３で発生したレーザ光
を透過させ、標本１６からの戻り光を反射させ９０度曲
げる性質をもつ。受光側プリズム１４を透過した上記レ
ーザ光は、Ｘ軸走査素子３に取り込まれ、上記標本の平
面上である一方向、すなわち標本上でのＸ軸方向の走査
を受ける。上記のＸ軸方向の走査を受けた上記レーザ光
は、今度はＹ軸走査素子４に取り込まれ、上記標本の平
面上の上記Ｘ軸方向とは直交する方向、すなわち標本上
でのＹ軸方向の走査を受ける。こうして走査を受けた上
記レーザ光は、標本側プリズム１１に到達する。
【００２３】標本側プリズム１１は、上記の２つのレー
ザ光走査素子で走査された上記レーザ光の一部を透過さ
せ、一部を９０度曲げて反射させ、さらに標本１６から
の戻り光を透過させる性質をもつ。上記の透過した側の
レーザ光は、対物レンズ１２を透過し、標本１６上で焦
点を結んで、スポットが形成される。上記の反射した側
のレーザ光は、光路を９０度曲げられ、位置検出装置１
０に取り込まれる。
ザ光走査素子で走査された上記レーザ光の一部を透過さ
せ、一部を９０度曲げて反射させ、さらに標本１６から
の戻り光を透過させる性質をもつ。上記の透過した側の
レーザ光は、対物レンズ１２を透過し、標本１６上で焦
点を結んで、スポットが形成される。上記の反射した側
のレーザ光は、光路を９０度曲げられ、位置検出装置１
０に取り込まれる。
【００２４】標本１６に到達した上記レーザ光は、戻り
光となり、標本側プリズム１１を透過し、受光側プリズ
ム１４で反射し、受光素子１５に到達する。受光素子１
５は、標本１６からの戻り光の光量を検出し、画素デー
タとする。
光となり、標本側プリズム１１を透過し、受光側プリズ
ム１４で反射し、受光素子１５に到達する。受光素子１
５は、標本１６からの戻り光の光量を検出し、画素デー
タとする。
【００２５】位置検出装置１０に取り込まれた上記レー
ザ光は、拡大レンズ２を透過して、位置検出素子１の受
光部に受光される。また、拡大レンズ２は、上記レーザ
光の標本１６における走査範囲を位置検出素子１のＣＣ
Ｄイメージエリアセンサの大きさまで拡大して、検出精
度を上げるためのレンズである。また、上記のＣＣＤイ
メージエリアセンサの検出領域の画素数が多いほど、検
出精度が上がる。
ザ光は、拡大レンズ２を透過して、位置検出素子１の受
光部に受光される。また、拡大レンズ２は、上記レーザ
光の標本１６における走査範囲を位置検出素子１のＣＣ
Ｄイメージエリアセンサの大きさまで拡大して、検出精
度を上げるためのレンズである。また、上記のＣＣＤイ
メージエリアセンサの検出領域の画素数が多いほど、検
出精度が上がる。
【００２６】ここで、位置検出装置１０による、標本１
６上の上記レーザ光走査位置の位置検出の動作原理を図
２を用いて説明する。
６上の上記レーザ光走査位置の位置検出の動作原理を図
２を用いて説明する。
【００２７】図２は、本実施例の位置検出装置の動作イ
メージの概略を表している。
メージの概略を表している。
【００２８】図２のＡにおいて、上記のレーザ光が標本
上で走査され、ベクトルｄ1で示されただけ移動した
場合、拡大レンズ２にて拡大された位置検出素子１上
で、レーザ光がベクトルｄ2で示されただけ移動した
ように、上記レーザ光走査が検出されることを表してい
る。図２のＢでは、上述のことを位置検出素子１の平面
に対し垂直の方向から見たようすを表す。これによれ
ば、上記レーザ光が上記走査を受けた結果、位置検出素
子１上でレーザ光スポット位置はスポット４３からスポ
ット４４まで移動することになる。
上で走査され、ベクトルｄ1で示されただけ移動した
場合、拡大レンズ２にて拡大された位置検出素子１上
で、レーザ光がベクトルｄ2で示されただけ移動した
ように、上記レーザ光走査が検出されることを表してい
る。図２のＢでは、上述のことを位置検出素子１の平面
に対し垂直の方向から見たようすを表す。これによれ
ば、上記レーザ光が上記走査を受けた結果、位置検出素
子１上でレーザ光スポット位置はスポット４３からスポ
ット４４まで移動することになる。
【００２９】次に軸成分分離装置９は、図２のＢにて示
されるように、ＣＣＤイメージエリアセンサにて検出さ
れた上記のある時間Ｔ内の移動量を各軸成分、ΔｘとΔ
ｙに分解して各軸の制御装置に電気信号として出力す
る。各軸の制御装置では、上記の移動量をもとに、上記
レーザ光の走査が、一定速度の走査になるように、各々
の軸駆動装置にフィードバック補正し、走査制御する。
上記の時間Ｔを無限に小さくすることにより高速のフィ
ードバック走査制御が実現される。上記のフィードバッ
ク走査制御を行うため、上記のレーザ光走査素子自体の
動作の精密さに関係なく、定速度の上記のレーザ光走査
が実現可能になる。
されるように、ＣＣＤイメージエリアセンサにて検出さ
れた上記のある時間Ｔ内の移動量を各軸成分、ΔｘとΔ
ｙに分解して各軸の制御装置に電気信号として出力す
る。各軸の制御装置では、上記の移動量をもとに、上記
レーザ光の走査が、一定速度の走査になるように、各々
の軸駆動装置にフィードバック補正し、走査制御する。
上記の時間Ｔを無限に小さくすることにより高速のフィ
ードバック走査制御が実現される。上記のフィードバッ
ク走査制御を行うため、上記のレーザ光走査素子自体の
動作の精密さに関係なく、定速度の上記のレーザ光走査
が実現可能になる。
【００３０】図３は、本発明に係るレーザ顕微鏡装置の
第二の実施例の概略構成を示すブロック図である。
第二の実施例の概略構成を示すブロック図である。
【００３１】図３において、レーザ発生器２８で発生し
たレーザ光は、受光側プリズム２９を透過し、標本側プ
リズム２７に到達する。標本側プリズム２７は、上記レ
ーザ光の一部を透過させ、また上記レーザ光の一部を反
射させる。上記の透過した側のレーザ光は、対物レンズ
２６を透過し、標本３５上で焦点を結んで、スポットが
形成される。上記の反射した側のレーザ光は、光路を９
０度曲げられ、カマボコ型レンズ２３、拡大レンズ２２
を順に透過し、位置検出素子２１の受光部で受光され
る。受光側プリズム２９から上記レーザ光の光軸に対し
垂直な方向へ受光素子３４が設置される。拡大レンズ２
２と位置検出素子２１で位置検出装置３０が構成され
る。なお、対物レンズ２６には、カマボコ型レンズ２３
及び標本側プリズム２７が固定されている。さらに対物
レンズ２６に、Ｘ軸駆動装置２４及びＹ軸駆動装置２５
が接続している。位置検出素子２１は、位置検出装置２
１により検出された上記走査レーザ光の位置検出素子２
１上での検出位置を各軸成分に分離する軸成分分離装置
３１に接続され、軸成分分離装置３１はＸ軸制御装置３
２及びＹ軸制御装置３３に接続される。Ｘ軸制御装置３
２はＸ軸駆動装置２４に、Ｙ軸制御装置３３はＹ軸駆動
装置２５に接続される。また、本実施例では、第一の実
施例と同様、位置検出素子２１としてＣＣＤイメージエ
リアセンサを用いている。
たレーザ光は、受光側プリズム２９を透過し、標本側プ
リズム２７に到達する。標本側プリズム２７は、上記レ
ーザ光の一部を透過させ、また上記レーザ光の一部を反
射させる。上記の透過した側のレーザ光は、対物レンズ
２６を透過し、標本３５上で焦点を結んで、スポットが
形成される。上記の反射した側のレーザ光は、光路を９
０度曲げられ、カマボコ型レンズ２３、拡大レンズ２２
を順に透過し、位置検出素子２１の受光部で受光され
る。受光側プリズム２９から上記レーザ光の光軸に対し
垂直な方向へ受光素子３４が設置される。拡大レンズ２
２と位置検出素子２１で位置検出装置３０が構成され
る。なお、対物レンズ２６には、カマボコ型レンズ２３
及び標本側プリズム２７が固定されている。さらに対物
レンズ２６に、Ｘ軸駆動装置２４及びＹ軸駆動装置２５
が接続している。位置検出素子２１は、位置検出装置２
１により検出された上記走査レーザ光の位置検出素子２
１上での検出位置を各軸成分に分離する軸成分分離装置
３１に接続され、軸成分分離装置３１はＸ軸制御装置３
２及びＹ軸制御装置３３に接続される。Ｘ軸制御装置３
２はＸ軸駆動装置２４に、Ｙ軸制御装置３３はＹ軸駆動
装置２５に接続される。また、本実施例では、第一の実
施例と同様、位置検出素子２１としてＣＣＤイメージエ
リアセンサを用いている。
【００３２】図３で、レーザ発生器２８で発生したレー
ザ光は、受光側プリズム２９を透過する。なお、受光側
プリズム２９は、レーザ発生器２８で発生したレーザ光
は透過させ、標本３５からの戻り光を反射して光軸を９
０度曲げる性質をもつ。受光側プリズム２９を透過した
上記レーザ光は、標本側プリズム２７に達する。なお、
本実施例では、上記レーザ光の走査は、対物レンズ２６
を移動させることにより行う。
ザ光は、受光側プリズム２９を透過する。なお、受光側
プリズム２９は、レーザ発生器２８で発生したレーザ光
は透過させ、標本３５からの戻り光を反射して光軸を９
０度曲げる性質をもつ。受光側プリズム２９を透過した
上記レーザ光は、標本側プリズム２７に達する。なお、
本実施例では、上記レーザ光の走査は、対物レンズ２６
を移動させることにより行う。
【００３３】標本側プリズム２７は、上記レーザ光の一
部を透過させ、一部を反射により光軸を９０度曲げ、さ
らに標本３５からの戻り光を透過させる性質をもつ。上
記の透過した側のレーザ光は、対物レンズ２６透過し、
標本３５上で焦点を結んで、スポットが形成される。上
記の反射により光軸を９０度曲げられたレーザ光は、カ
マボコ型レンズ２３を透過し、位置検出装置３０に取り
込まれる。
部を透過させ、一部を反射により光軸を９０度曲げ、さ
らに標本３５からの戻り光を透過させる性質をもつ。上
記の透過した側のレーザ光は、対物レンズ２６透過し、
標本３５上で焦点を結んで、スポットが形成される。上
記の反射により光軸を９０度曲げられたレーザ光は、カ
マボコ型レンズ２３を透過し、位置検出装置３０に取り
込まれる。
【００３４】標本３５に到達した上記レーザ光は、戻り
光となり、標本側プリズム２７と透過し、受光側プリズ
ム２９で反射し、受光素子３４に到達する。受光素子３
４は、標本３５からの戻り光の光量を検出し、画素デー
タとする。
光となり、標本側プリズム２７と透過し、受光側プリズ
ム２９で反射し、受光素子３４に到達する。受光素子３
４は、標本３５からの戻り光の光量を検出し、画素デー
タとする。
【００３５】位置検出装置３０に取り込まれた上記レー
ザ光は、拡大レンズ２２を透過して、位置検出素子２１
の受光部に受光される。また、拡大レンズ２２は第一の
実施例と同様に上記レーザ光の標本３５上での走査範囲
を位置検出素子２１のＣＣＤイメージエリアセンサの大
きさまで拡大して、検出精度を上げるためのレンズであ
る。また、ＣＣＤイメージエリアセンサの検出領域の画
素数が多いほど、検出精度が上がる。カマボコ型レンズ
２３は、位置検出素子２１の面と垂直な方向をＸ軸とし
て、上記レーザ光をＸ軸方向へ光軸を９０度曲げるよう
に標本側プリズム２７を配置するだけでは、後述するよ
うに、上記Ｘ軸と上記レーザ光の光軸に直交する方向、
すなわちＹ軸方向に上記レーザ光を走査した場合、位置
検出素子２１上でレーザ光スポット位置の変化は検出さ
れないため、上記Ｙ方向の上記レーザ光走査を行った場
合にも位置検出素子２１上で、変位が生じるように設置
している。
ザ光は、拡大レンズ２２を透過して、位置検出素子２１
の受光部に受光される。また、拡大レンズ２２は第一の
実施例と同様に上記レーザ光の標本３５上での走査範囲
を位置検出素子２１のＣＣＤイメージエリアセンサの大
きさまで拡大して、検出精度を上げるためのレンズであ
る。また、ＣＣＤイメージエリアセンサの検出領域の画
素数が多いほど、検出精度が上がる。カマボコ型レンズ
２３は、位置検出素子２１の面と垂直な方向をＸ軸とし
て、上記レーザ光をＸ軸方向へ光軸を９０度曲げるよう
に標本側プリズム２７を配置するだけでは、後述するよ
うに、上記Ｘ軸と上記レーザ光の光軸に直交する方向、
すなわちＹ軸方向に上記レーザ光を走査した場合、位置
検出素子２１上でレーザ光スポット位置の変化は検出さ
れないため、上記Ｙ方向の上記レーザ光走査を行った場
合にも位置検出素子２１上で、変位が生じるように設置
している。
【００３６】ここで、位置検出装置３０による、標本３
５上の上記レーザ光走査位置の位置検出の動作原理を図
４、図５、及び図６を用いて説明する。
５上の上記レーザ光走査位置の位置検出の動作原理を図
４、図５、及び図６を用いて説明する。
【００３７】図４、図５、及び図６は、位置検出素子２
１、標本側プリズム２７及び対物レンズ２６の位置関係
を示す図であり、図中では拡大レンズ２２が省略されて
いる。
１、標本側プリズム２７及び対物レンズ２６の位置関係
を示す図であり、図中では拡大レンズ２２が省略されて
いる。
【００３８】図４のＡは、位置検出素子２１上の中央付
近で、上記レーザ光がスポットを形成する例を表す。図
４のＢは、図４のＡのようすを、光源から対物レンズ２
６に垂直な方向より見た図を表す。なお、図４のＡ及び
Ｂ中には、標本上のＸ、Ｙ軸に対応したＸ軸及びＹ軸を
示している
近で、上記レーザ光がスポットを形成する例を表す。図
４のＢは、図４のＡのようすを、光源から対物レンズ２
６に垂直な方向より見た図を表す。なお、図４のＡ及び
Ｂ中には、標本上のＸ、Ｙ軸に対応したＸ軸及びＹ軸を
示している
【００３９】図５のＡは、図４のＡの上記レーザ光スポ
ット位置より、対物レンズ２６を図示されているＸ軸方
向に移動させ、上記レーザ光を走査させた結果生じた、
位置検出素子２１上のレーザ光スポット位置を表す。図
５のＢは、図５のＡのようすを光源から対物レンズ２６
に垂直な方向より見た図を表す。図４のＡのレーザ光ス
ポット位置を基準として、図５のＡにおける位置検出素
子２１上での上記レーザ光走査の結果生じる変位は、Δ
ｘで表されている。
ット位置より、対物レンズ２６を図示されているＸ軸方
向に移動させ、上記レーザ光を走査させた結果生じた、
位置検出素子２１上のレーザ光スポット位置を表す。図
５のＢは、図５のＡのようすを光源から対物レンズ２６
に垂直な方向より見た図を表す。図４のＡのレーザ光ス
ポット位置を基準として、図５のＡにおける位置検出素
子２１上での上記レーザ光走査の結果生じる変位は、Δ
ｘで表されている。
【００４０】図６のＡは、図４のＡの上記レーザ光スポ
ット位置より、対物レンズ２６を図示されているＹ軸方
向に移動させ、上記レーザ光を走査させた結果生じた、
位置検出素子２１上のレーザ光スポット位置を表す。図
６のＢは、図６のＡのようすを光源から対物レンズ２６
に垂直な方向より見た図を表す。図４のＡのレーザ光ス
ポット位置を基準として、図６のＡにおける位置検出素
子２１上での上記レーザ光走査の結果生じる変位は、Δ
ｙで表されている。
ット位置より、対物レンズ２６を図示されているＹ軸方
向に移動させ、上記レーザ光を走査させた結果生じた、
位置検出素子２１上のレーザ光スポット位置を表す。図
６のＢは、図６のＡのようすを光源から対物レンズ２６
に垂直な方向より見た図を表す。図４のＡのレーザ光ス
ポット位置を基準として、図６のＡにおける位置検出素
子２１上での上記レーザ光走査の結果生じる変位は、Δ
ｙで表されている。
【００４１】上記変位または移動量Δｘ、Δｙを位置検
出素子２１にて検出し、軸成分分離装置３１へ電気信号
で出力し、軸成分分離装置３１からＸ軸制御装置３２及
びＹ軸制御装置３３に、上記の移動量の情報を含む電気
信号を出力し、各軸制御装置で上記移動量に基づいた第
一の実施例と同様の高速のフィードバック制御を行う。
上記のフィードバック制御を行うため、上記対物レンズ
の駆動装置自体の動作の精密さに関係なく、定速度の上
記のレーザ光走査が実現可能になる。
出素子２１にて検出し、軸成分分離装置３１へ電気信号
で出力し、軸成分分離装置３１からＸ軸制御装置３２及
びＹ軸制御装置３３に、上記の移動量の情報を含む電気
信号を出力し、各軸制御装置で上記移動量に基づいた第
一の実施例と同様の高速のフィードバック制御を行う。
上記のフィードバック制御を行うため、上記対物レンズ
の駆動装置自体の動作の精密さに関係なく、定速度の上
記のレーザ光走査が実現可能になる。
【００４２】本発明の実施例では、第一、第二の実施例
ともに、位置検出素子として、ＣＣＤイメージエリアセ
ンサを用いたが、これに限定されず、他の２次元撮像素
子を用いても同様の効果を得ることは、言うまでもな
い。また、第一の実施例では、レーザ光走査素子とし
て、ガルバノミラータイプの反射鏡を用いたが、これに
限定されず、レーザ光を振ることのできる他の光学系、
例えばＡＯ素子のようなものを用いてもよい。
ともに、位置検出素子として、ＣＣＤイメージエリアセ
ンサを用いたが、これに限定されず、他の２次元撮像素
子を用いても同様の効果を得ることは、言うまでもな
い。また、第一の実施例では、レーザ光走査素子とし
て、ガルバノミラータイプの反射鏡を用いたが、これに
限定されず、レーザ光を振ることのできる他の光学系、
例えばＡＯ素子のようなものを用いてもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るレーザ
顕微鏡装置によれば、標本に照射するレーザ光を上記標
本上で走査する、上記レーザ光の走査手段を設けること
により、画素情報を得て、標本画像を作り上げることが
できる。また、位置検出装置を設けることにより、上記
標本上の上記レーザ光の走査位置を検出でき、さらに上
記レーザ光の走査制御装置を設けることにより、上位走
査制御装置に上記検出位置を出力して、上記レーザ光ス
ポット位置に帰還して上記レーザ光の走査を一定の速度
に制御することが可能となる。これにより、上記レーザ
光を走査する走査素子自体に高い精度を要求する必要が
なくなり、安価で構造的にも単純なレーザ顕微鏡装置を
提供することが可能となる。
顕微鏡装置によれば、標本に照射するレーザ光を上記標
本上で走査する、上記レーザ光の走査手段を設けること
により、画素情報を得て、標本画像を作り上げることが
できる。また、位置検出装置を設けることにより、上記
標本上の上記レーザ光の走査位置を検出でき、さらに上
記レーザ光の走査制御装置を設けることにより、上位走
査制御装置に上記検出位置を出力して、上記レーザ光ス
ポット位置に帰還して上記レーザ光の走査を一定の速度
に制御することが可能となる。これにより、上記レーザ
光を走査する走査素子自体に高い精度を要求する必要が
なくなり、安価で構造的にも単純なレーザ顕微鏡装置を
提供することが可能となる。
【００４４】上記位置検出手段として、２次元撮像素子
を用いることにより、上記レーザ光走査を上記標本に沿
った２次元平面上で行うことができる。
を用いることにより、上記レーザ光走査を上記標本に沿
った２次元平面上で行うことができる。
【００４５】上記レーザ光走査手段として、上記レーザ
光を反射させるデバイスを設けることにより、上記レー
ザ光に対するデバイスの反射面を回転させ、上記レーザ
光自体を振り、上記標本上で上記レーザ光走査を行うこ
とができる。
光を反射させるデバイスを設けることにより、上記レー
ザ光に対するデバイスの反射面を回転させ、上記レーザ
光自体を振り、上記標本上で上記レーザ光走査を行うこ
とができる。
【００４６】上記レーザ光走査手段として、対物レンズ
を設けることにより、上記レーザ光を上記標本上で焦点
を結んで、スポットが形成され、上記対物レンズを動作
させる駆動装置を設けることにより、上記標本上で上記
レーザ光走査を行うことができる。
を設けることにより、上記レーザ光を上記標本上で焦点
を結んで、スポットが形成され、上記対物レンズを動作
させる駆動装置を設けることにより、上記標本上で上記
レーザ光走査を行うことができる。
【００４７】
【図１】本発明に係るレーザ顕微鏡装置の第一の実施例
の概略構成を示すブロック図である。
の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第一の実施例における位置検出装置の
動作イメージを表す図である。
動作イメージを表す図である。
【図３】本発明に係るレーザ顕微鏡装置の第二の実施例
の概略構成を示すブロック図である
の概略構成を示すブロック図である
【図４】本発明の第二の実施例における位置検出装置の
動作イメージを表す図である。
動作イメージを表す図である。
【図５】本発明の第二の実施例における位置検出装置の
動作イメージを表す図である。
動作イメージを表す図である。
【図６】本発明の第二の実施例における位置検出装置の
動作イメージを表す図である。
動作イメージを表す図である。
１ 位置検出素子 ２ 拡大レンズ ３ Ｘ軸走査素子 ４ Ｙ軸走査素子 ５ Ｘ軸駆動装置 ６ Ｙ軸駆動装置 ７ Ｘ軸制御装置 ８ Ｙ軸制御装置 ９ 軸成分分解装置 １０ 位置検出装置 １１ 標本側プリズム ２１ 位置検出素子 ２２ 拡大レンズ ２３ カマボコ型レンズ ２４ Ｘ軸駆動装置 ２５ Ｙ軸駆動装置 ２７ 標本側プリズム ３０ 位置検出装置 ３１ 軸成分分解装置 ３２ Ｘ軸制御装置 ３３ Ｙ軸制御装置
Claims (4)
- 【請求項１】レーザ光スポットを標本に当てる際の反射
光の量によって、画素情報を得るレーザ顕微鏡装置であ
って、 上記標本に照射されるレーザ光を光軸と直交する方向に
走査するレーザ光走査手段と、 上記レーザ光走査手段により得られる走査レーザ光を受
光し、標本に対するレーザ照射スポット位置を検出する
位置検出手段と、 上記位置検出手段により検出されたレーザ光スポット照
射位置情報を基に、上記レーザ光走査手段の動作を帰還
して走査制御する制御手段とを有することを特徴とする
レーザ顕微鏡装置。 - 【請求項２】上記位置検出手段として２次元撮像素子を
有し、上記レーザ光走査を２次元で行うことを特徴とす
る請求項１記載のレーザ顕微鏡装置。 - 【請求項３】上記レーザ光走査手段として、上記レーザ
光を反射させる光学系デバイスを設け、反射面を回転さ
せることにより上記レーザ光を走査することを特徴とす
る請求項１または２記載のレーザ顕微鏡装置。 - 【請求項４】上記レーザ光走査手段として、 上記レーザ光を上記標本上で焦点を結ばせるために上記
標本と対向して設けた対物レンズと、 上記対物レンズを上記レーザ光の光軸と直交する方向に
移動させる駆動手段とを設けることを特徴とする請求項
１または２記載のレーザ顕微鏡装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6117094A JPH07318831A (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | レーザ顕微鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6117094A JPH07318831A (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | レーザ顕微鏡装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318831A true JPH07318831A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14703254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6117094A Withdrawn JPH07318831A (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | レーザ顕微鏡装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07318831A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010281739A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Nec Corp | レーザ測距装置及びレーザ測距方法 |
| DE10160172B4 (de) * | 2001-12-07 | 2016-06-09 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Laserscanningmikroskop und Laserscanningmikroskopieverfahren |
-
1994
- 1994-05-30 JP JP6117094A patent/JPH07318831A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10160172B4 (de) * | 2001-12-07 | 2016-06-09 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Laserscanningmikroskop und Laserscanningmikroskopieverfahren |
| JP2010281739A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Nec Corp | レーザ測距装置及びレーザ測距方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |