JP2001013417A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

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JP2001013417A
JP2001013417A JP11188211A JP18821199A JP2001013417A JP 2001013417 A JP2001013417 A JP 2001013417A JP 11188211 A JP11188211 A JP 11188211A JP 18821199 A JP18821199 A JP 18821199A JP 2001013417 A JP2001013417 A JP 2001013417A
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JP
Japan
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light
scanning
circuit
mirror
light source
Prior art date
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Pending
Application number
JP11188211A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuhiko Matsuura
辰彦 松浦
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Keyence Corp
Original Assignee
Keyence Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JP2001013417A publication Critical patent/JP2001013417A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To constantly control the quantity of light used for scanning an object even when the light quantity of a light source is changed and to constantly control the scanning range of the light even when the characteristic of a scanning means is changed or the scanning range of the light is optionally set without storing the large amount of data. SOLUTION: A laser beam emitted from a semiconductor laser 10 is reflected on the mirror 211 of a resonance scanner 210 and made incident on a PSD (position detection element) 220. By a light quantity and beam deflection width detection circuit 230, a light quantity detection signal and a beam deflection width detection signal are outputted from a current outputted by the PSD 220. By a light quantity control circuit 240, the laser 10 is controlled so that the quantity of the light received by the PSD 220 becomes constant in response to the light quantity detection signal. By a beam deflection width control circuit 250, a self-excited oscillation circuit 200 is controlled so that beam deflection width in the light receiving area of the PSD 220 becomes constant in response to the beam deflection width detection signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物に光を走査
させる光走査装置に関する。
The present invention relates to an optical scanning device for scanning an object with light.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ走査型の共焦点顕微鏡、レーザマ
ーカ、レーザプリンタ等には、対象物に光を走査させる
光走査装置が設けられている。このような光走査装置に
は例えば共振スキャナが用いられる。
2. Description of the Related Art A laser scanning confocal microscope, a laser marker, a laser printer and the like are provided with an optical scanning device for scanning an object with light. For example, a resonance scanner is used in such an optical scanning device.

【0003】共振スキャナは、自励発振回路から発生さ
れる駆動信号により駆動され、ミラーを軸の周りで振動
(揺動)させるものである。このような共振スキャナで
は、ミラーの振動が自励発振回路から発生される駆動信
号と共振する。そのため、駆動信号の周波数を高くする
ことにより、ミラーを高速に振動させることができる。
A resonance scanner is driven by a drive signal generated from a self-excited oscillation circuit, and vibrates (oscillates) a mirror around an axis. In such a resonance scanner, the vibration of the mirror resonates with the drive signal generated from the self-excited oscillation circuit. Therefore, the mirror can be vibrated at high speed by increasing the frequency of the drive signal.

【0004】共振スキャナを用いた光走査装置では、ミ
ラーを振動させつつ、そのミラーに光を照射することに
より、その反射光を対象物に往復走査させることができ
る。レーザ走査型の共焦点顕微鏡では、光走査装置によ
り対象物に一定の走査範囲で光を走査させながら対象物
からの反射光を受光し、受光量に基づくデータをサンプ
リングし、サンプリングされたデータに基づいて対象物
の画像を表示する。また、レーザマーカやレーザプリン
タでは、光走査装置により対象物に一定の走査範囲で光
を走査させながら画像データに基づいて光源をオンまた
はオフし、対象物に印字を行う。
An optical scanning device using a resonance scanner irradiates a mirror with light while vibrating the mirror, thereby making it possible to reciprocally scan the object with the reflected light. A laser scanning confocal microscope receives reflected light from an object while scanning the object with light within a certain scanning range using an optical scanning device, samples data based on the amount of received light, and converts the sampled data into data. The image of the object is displayed based on the object. In a laser marker or a laser printer, a light source is turned on or off based on image data while an object is scanned with light by an optical scanning device in a predetermined scanning range, and printing is performed on the object.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の光走査装置にお
いては、周囲の温度変化または光源の経時変化により光
源の光量が変動すると、対象物に走査される光の量が変
動する。それにより、共焦点顕微鏡では、対象物からの
反射光の光量が変動し、正確な測定が妨げられる。レー
ザマーカやレーザプリンタでは、対象物に走査させる光
の光量が変動し、均一な濃度の印字が妨げられる。
In the above-described optical scanning device, when the light amount of the light source fluctuates due to a change in ambient temperature or a temporal change in the light source, the amount of light scanned on the object fluctuates. As a result, in the confocal microscope, the amount of reflected light from the object fluctuates, which hinders accurate measurement. In a laser marker or a laser printer, the amount of light for scanning an object fluctuates, and printing with a uniform density is prevented.

【0006】また、周囲の温度変化または共振スキャナ
の経時変化により共振スキャナのミラーの振れ角が変動
すると、対象物での光の走査範囲が変化する。
Further, when the deflection angle of the mirror of the resonance scanner fluctuates due to a change in ambient temperature or a change over time in the resonance scanner, the light scanning range of the object changes.

【0007】対象物での光の走査範囲を一定に制御する
方法として、光の走査範囲に相当する開口部を有するマ
スクを光源と受光素子との間に配置し、そのマスクの開
口部を通して光源から出射された光を受光素子に走査さ
せる方法が提案されている。この方法では、光がマスク
の開口部の両端を横切る時間によってミラーの振れ幅を
検出し、振れ幅を所定の値に制御している。しかしなが
ら、この方法によれば、光の走査範囲を変える場合に
は、その走査範囲に対応した開口部を有する別のマスク
を用意する必要がある。光の走査範囲を任意に設定する
ためには、光の走査範囲ごとに異なる開口部を有する複
数のマスクが必要となる。したがって、光の走査範囲を
任意に設定することは困難である。
[0007] As a method of controlling the light scanning range on the object to be constant, a mask having an opening corresponding to the light scanning range is arranged between the light source and the light receiving element, and the light source is passed through the opening of the mask. There has been proposed a method in which light emitted from a device is scanned by a light receiving element. In this method, the swing width of the mirror is detected based on the time when light crosses both ends of the opening of the mask, and the swing width is controlled to a predetermined value. However, according to this method, when changing the scanning range of light, it is necessary to prepare another mask having an opening corresponding to the scanning range. In order to arbitrarily set the light scanning range, a plurality of masks having different openings for each light scanning range are required. Therefore, it is difficult to arbitrarily set the light scanning range.

【0008】また、周囲の温度変化による光の走査範囲
の変動を補正するために、共振スキャナの近傍の温度を
測定し、測定された温度に基づいて駆動信号の周波数を
制御する方法が提案されている。しかしながら、この方
法によれば、各温度に対応した駆動信号の周波数を予め
メモリ等に記憶しておく必要がある。また、個々の共振
スキャナの特性にばらつきがある場合には、正確に駆動
信号の周波数を制御することはできない。
In order to correct a change in the scanning range of light due to a change in ambient temperature, a method has been proposed in which the temperature near the resonant scanner is measured, and the frequency of the drive signal is controlled based on the measured temperature. ing. However, according to this method, it is necessary to previously store the frequency of the drive signal corresponding to each temperature in a memory or the like. Further, when the characteristics of the individual resonance scanners vary, the frequency of the drive signal cannot be accurately controlled.

【0009】さらに、対象物に走査される光の走査位置
を検出し、検出された走査位置に基づいて画面に表示す
べきデータまたは印字すべきデータをメモリから読み出
す方法も提案されている。しかしながら、この方法によ
れば、画面に表示すべきデータまたは印字すべきデータ
の他にも余分なデータをメモリに記憶しておく必要があ
る。
Further, there has been proposed a method of detecting a scanning position of light scanned on an object and reading data to be displayed on a screen or data to be printed from a memory based on the detected scanning position. However, according to this method, it is necessary to store extra data in the memory in addition to the data to be displayed on the screen or the data to be printed.

【0010】本発明の目的は、多量のデータを記憶する
ことなく、光源の光量が変化した場合でも対象物に走査
させる光の量を一定に制御することができる光走査装置
を提供することである。
An object of the present invention is to provide an optical scanning device capable of controlling the amount of light to scan an object even when the light amount of a light source changes, without storing a large amount of data. is there.

【0011】本発明の他の目的は、多量のデータを記憶
することなく、光源の光量が変化した場合でも対象物に
走査させる光の量を一定に制御することができ、かつ走
査手段の特性が変化した場合または光の走査範囲を任意
に設定した場合でも対象物での光の走査範囲を一定に制
御することができる光走査装置を提供することである。
Another object of the present invention is to control the amount of light to scan an object even when the light amount of a light source changes, without storing a large amount of data, and to maintain the characteristics of the scanning means. It is an object of the present invention to provide an optical scanning device capable of controlling the light scanning range of an object to be constant even when the light amount changes or the light scanning range is arbitrarily set.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段および発明の効果】(1)
第1の発明 第1の発明に係る光走査装置は、対象物に光を走査させ
る光走査装置であって、光を出射する光源と、光源によ
り出射された光を反射する鏡および鏡を揺動させる揺動
手段を有し、鏡で反射された光を対象物に走査させる走
査手段と、走査手段の揺動手段を駆動する走査駆動回路
と、走査手段の鏡で反射された光の少なくとも一部を受
光する受光素子と、受光素子の出力信号から走査手段に
より走査される光の量を検出する光量検出回路と、光量
検出回路の出力信号に応答して走査手段により走査され
る光の量が一定になるように第1の制御信号により光源
をフィードバック制御する光量制御回路と、受光素子の
出力信号から走査手段による光の走査範囲を検出する走
査範囲検出回路と、走査範囲検出回路の出力信号に応答
して走査手段による光の走査範囲が一定になるように第
2の制御信号により走査駆動回路をフィードバック制御
する走査範囲制御回路とを備えたものである。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention (1)
An optical scanning device according to a first aspect of the present invention is an optical scanning device that scans an object with light, and includes a light source that emits light, a mirror that reflects the light emitted by the light source, and a mirror. Scanning means for scanning the object with light reflected by the mirror, a scanning drive circuit for driving the rocking means of the scanning means, and at least light reflected by the mirror of the scanning means. A light receiving element that partially receives light, a light quantity detection circuit that detects an amount of light scanned by the scanning means from an output signal of the light receiving element, and a light quantity that is scanned by the scanning means in response to an output signal of the light quantity detection circuit. A light amount control circuit that feedback-controls the light source by the first control signal so that the light amount becomes constant; a scanning range detection circuit that detects a scanning range of light by the scanning unit from an output signal of the light receiving element; Run in response to output signal And a scanning range control circuit that performs feedback control of the scanning drive circuit with a second control signal so that the scanning range of the light by the inspection means is constant.

【0013】本発明に係る光走査装置においては、走査
手段の揺動手段が走査駆動回路により駆動され、鏡が揺
動される。光源により出射された光は、走査手段の鏡に
より反射され、対象物に走査される。
In the optical scanning device according to the present invention, the swing means of the scanning means is driven by the scan drive circuit, and the mirror is swung. The light emitted by the light source is reflected by a mirror of the scanning means and is scanned on the object.

【0014】走査手段の鏡で反射された光の少なくとも
一部は受光素子により受光される。受光素子の出力信号
から走査される光の量が検出され、走査される光の量が
一定になるように第1の制御信号により光源がフィード
バック制御される。また、受光素子の出力信号から光の
走査範囲が検出され、光の走査範囲が一定になるように
第2の制御信号により走査駆動回路がフィードバック制
御される。
At least a part of the light reflected by the mirror of the scanning means is received by the light receiving element. The amount of light scanned is detected from the output signal of the light receiving element, and the light source is feedback-controlled by the first control signal so that the amount of light scanned is constant. The scanning range of the light is detected from the output signal of the light receiving element, and the scanning drive circuit is feedback-controlled by the second control signal so that the scanning range of the light becomes constant.

【0015】したがって、温度変動または経時変化によ
り光源の光量が変化した場合でも、対象物に走査される
光の量を一定に制御することができる。また、温度変動
または経時変化により走査駆動回路の特性が変化した場
合、あるいは光の走査範囲を任意に設定した場合でも、
対象物での光の走査範囲を一定に制御することができ
る。この場合、多量のデータを記憶しておく必要はな
い。
Therefore, even when the light amount of the light source changes due to temperature fluctuation or temporal change, the amount of light scanned on the object can be controlled to be constant. In addition, even when the characteristics of the scan driving circuit change due to temperature fluctuation or aging, or when the scanning range of light is set arbitrarily,
The scanning range of light on the object can be controlled to be constant. In this case, it is not necessary to store a large amount of data.

【0016】(2)第2の発明 第2の発明に係る光走査装置は、第1の発明に係る光走
査装置の構成において、光源のオフ期間に、光源、走査
手段、受光素子、光量検出回路および光量制御回路によ
り形成される第1のループを開放状態にする第1のスイ
ッチと、光源のオフ期間に、走査駆動回路、走査手段、
受光素子、走査範囲検出回路および走査範囲制御回路に
より形成される第2のループを開放状態にする第2のス
イッチと、第1のスイッチのオフ時に光量制御回路の第
1の制御信号を保持する第1の保持回路と、第2のスイ
ッチのオフ時に走査範囲制御回路の第2の制御信号を保
持する第2の保持回路とをさらに備えたものである。
(2) Second invention An optical scanning device according to a second invention is the optical scanning device according to the first invention, wherein the light source, the scanning means, the light receiving element, and the light amount detection are performed during the off period of the light source. A first switch for opening a first loop formed by the circuit and the light amount control circuit, and a scan driving circuit, a scanning unit,
A second switch for opening a second loop formed by the light receiving element, the scanning range detection circuit, and the scanning range control circuit, and a first control signal of the light amount control circuit when the first switch is turned off. The semiconductor device further includes a first holding circuit and a second holding circuit that holds a second control signal of the scanning range control circuit when the second switch is turned off.

【0017】この場合、光源のオフ期間に、光源、走査
手段、受光素子、光量検出回路および光量制御回路によ
り形成される第1のループが第1のスイッチにより開放
状態にされ、光源のフィードバック制御が停止される。
このとき、第1の制御信号が第1の保持回路により保持
される。それにより、光源がオン状態に移行したとき
に、第1の制御信号により円滑に光源のフィードバック
制御に移行し、フィードバック制御が迅速に安定化す
る。
In this case, during the off period of the light source, a first loop formed by the light source, the scanning means, the light receiving element, the light amount detection circuit and the light amount control circuit is opened by the first switch, and the feedback control of the light source is performed. Is stopped.
At this time, the first control signal is held by the first holding circuit. Thereby, when the light source shifts to the ON state, the first control signal smoothly shifts to the feedback control of the light source, and the feedback control is quickly stabilized.

【0018】また、光源のオフ期間に、走査駆動回路、
走査手段、受光素子、走査範囲検出回路および走査範囲
制御回路により形成される第2のループが第2のスイッ
チにより開放状態にされ、走査手段のフィードバック制
御が停止される。このとき、第2の保持回路により第2
の制御信号が保持される。それにより、光源がオン状態
に移行したときに、第2の制御信号により円滑に走査手
段のフィードバック制御に移行し、フィードバック制御
が迅速に安定化する。
In the off period of the light source, a scanning drive circuit,
A second loop formed by the scanning unit, the light receiving element, the scanning range detection circuit, and the scanning range control circuit is opened by the second switch, and the feedback control of the scanning unit is stopped. At this time, the second holding circuit
Are held. Thereby, when the light source shifts to the ON state, the second control signal smoothly shifts to the feedback control of the scanning unit, and the feedback control is quickly stabilized.

【0019】(3)第3の発明 第3の発明に係る光走査装置は、対象物に光を走査させ
る光走査装置であって、光を出射する光源と、光源によ
り出射された光を反射する鏡および鏡を揺動させる揺動
手段を有し、鏡で反射された光を対象物に走査させる走
査手段と、走査手段の揺動手段を駆動する走査駆動回路
と、走査手段の前記鏡で反射された光の少なくとも一部
を受光する受光素子と、受光素子の出力信号から走査手
段により走査される光の量を検出する光量検出回路と、
光量検出回路の出力信号に応答して走査手段により走査
される光の量が一定になるように制御信号により光源を
フィードバック制御する光量制御回路と、光源のオフ期
間に、光源、走査手段、受光素子および光量検出回路に
より構成されるループを開放状態にするスイッチと、ス
イッチのオフ時に光量制御回路の制御信号を保持する保
持回路とを備えたものである。
(3) Third Invention An optical scanning device according to a third invention is an optical scanning device for scanning an object with light, and comprises a light source for emitting light, and a light source for reflecting light emitted by the light source. Scanning means for scanning the object with light reflected by the mirror, a scanning drive circuit for driving the swinging means of the scanning means, and the mirror of the scanning means A light-receiving element that receives at least a part of the light reflected by the light-receiving element;
A light amount control circuit for feedback-controlling the light source by a control signal so that the amount of light scanned by the scanning unit in response to an output signal of the light amount detection circuit; The switch includes a switch for opening a loop constituted by the element and the light amount detection circuit, and a holding circuit for holding a control signal of the light amount control circuit when the switch is turned off.

【0020】本発明に係る光走査装置においては、走査
手段の揺動手段が走査駆動回路により駆動され、鏡が揺
動される。光源により出射された光は、走査手段の鏡に
より反射され、対象物に走査される。
In the optical scanning device according to the present invention, the swinging means of the scanning means is driven by the scanning drive circuit, and the mirror is swung. The light emitted by the light source is reflected by a mirror of the scanning means and is scanned on the object.

【0021】走査手段の鏡で反射された光の少なくとも
一部は受光素子により受光される。受光素子の出力信号
から走査される光の量が検出され、走査される光の量が
一定になるように制御信号により光源がフィードバック
制御される。したがって、温度変動または経時変化によ
り光源の光量が変化した場合でも、対象物に走査される
光の量を一定に制御することができる。この場合、多量
のデータを記憶する必要はない。
At least a part of the light reflected by the mirror of the scanning means is received by the light receiving element. The amount of light to be scanned is detected from the output signal of the light receiving element, and the light source is feedback-controlled by a control signal so that the amount of light to be scanned is constant. Therefore, even when the light amount of the light source changes due to a temperature change or a temporal change, the amount of light scanned on the target can be controlled to be constant. In this case, there is no need to store a large amount of data.

【0022】光源のオフ期間には、光源、走査手段、受
光素子、光量検出回路および光量制御回路により構成さ
れるループがスイッチにより開放状態にされ、光源のフ
ィードバック制御が停止される。このとき、保持回路に
より制御信号が保持される。それにより、光源がオン状
態に移行したときに、制御信号により円滑に走査手段の
フィードバック制御に移行し、フィードバック制御が迅
速に安定化する。
In the off period of the light source, a loop constituted by the light source, the scanning means, the light receiving element, the light amount detection circuit and the light amount control circuit is opened by a switch, and the feedback control of the light source is stopped. At this time, the control signal is held by the holding circuit. Thereby, when the light source shifts to the ON state, the control signal smoothly shifts to the feedback control of the scanning unit, and the feedback control is quickly stabilized.

【0023】(4)第4の発明 第4の発明に係る光走査装置は、第1〜第3のいずれか
の発明に係る光走査装置の構成において、走査手段の鏡
で反射された光の一部を分岐して受光素子に導く分岐手
段をさらに備えたものである。
(4) Fourth invention An optical scanning device according to a fourth invention is the optical scanning device according to any one of the first to third inventions, wherein the light reflected by the mirror of the scanning means is provided. It further comprises a branching means for branching a part and leading to a light receiving element.

【0024】この場合、走査手段の鏡で反射された光の
一部が分岐手段により分岐され、受光素子に導かれる。
それにより、走査される光の量が一定になるように光源
がフィードバック制御される。フィードバック制御が対
象物へ光を走査させるための光源を用いて行われるの
で、正確な制御が可能になるとともに、部品点数の増加
が抑制される。
In this case, a part of the light reflected by the mirror of the scanning means is branched by the branching means and guided to the light receiving element.
Thereby, the light source is feedback-controlled so that the amount of light to be scanned becomes constant. Since the feedback control is performed using the light source for causing the object to scan with light, accurate control is possible, and an increase in the number of components is suppressed.

【0025】(5)第5の発明 第5の発明に係る光走査装置は、第1〜第3のいずれか
の発明に係る光走査装置の構成において、光源は、光走
査用光源および制御用光源を含み、走査手段は、光走査
用光源により出射された光を鏡の表面で反射させて対象
物に走査させるとともに、制御用光源により出射された
光を鏡の裏面で反射させて受光素子に導くものである。
(5) Fifth Invention An optical scanning device according to a fifth invention is the optical scanning device according to any one of the first to third inventions, wherein the light source comprises an optical scanning light source and a control light source. A light source, wherein the scanning means reflects light emitted by the light source for light scanning on the surface of the mirror to scan the object, and reflects light emitted by the control light source on the back surface of the mirror to receive light. Lead to.

【0026】この場合、光走査用光源により出射された
光が鏡の表面で反射され、対象物に走査されるととも
に、制御用光源により出射された光が鏡の裏面で反射さ
れ、受光素子に導かれる。それにより、対象物に十分な
量の光を走査させることができる。
In this case, the light emitted from the light source for light scanning is reflected on the surface of the mirror and scans an object, and the light emitted from the light source for control is reflected on the back surface of the mirror and is transmitted to the light receiving element. Be guided. This allows the object to be scanned with a sufficient amount of light.

【0027】(6)第6の発明 第6の発明に係る光走査装置は、第1〜第5のいずれか
の発明に係る光走査装置の構成において、受光素子は所
定幅の受光領域を有し、走査手段は、受光素子の受光領
域の幅よりも大きい寸法の光スポットを受光素子の受光
領域に形成するものである。
(6) Sixth invention An optical scanning device according to a sixth invention is the optical scanning device according to any one of the first to fifth inventions, wherein the light receiving element has a light receiving region of a predetermined width. The scanning means forms a light spot having a size larger than the width of the light receiving area of the light receiving element in the light receiving area of the light receiving element.

【0028】この場合、受光素子の受光領域の幅よりも
大きい寸法の光スポットが受光領域に形成されるので、
光学系の位置合わせが容易になる。
In this case, a light spot having a size larger than the width of the light receiving area of the light receiving element is formed in the light receiving area.
The alignment of the optical system becomes easy.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光走査装置を
共焦点顕微鏡に適用した場合について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A case where an optical scanning device according to the present invention is applied to a confocal microscope will be described below.

【0030】図1は本発明の一実施例における共焦点顕
微鏡の側面図である。図1に示すように、共焦点顕微鏡
100は、台座70および光学部80を備える。光学部
80は台座70に着脱自在に取り付けられている。台座
70は、前方部70aおよび後方部70bからなる。前
方部70aの上面には、対象物を支持する支持台30を
上下に移動させるための手動ハンドル31が設けられて
いる。また、前方部70aの両側面には、支持台30を
前後左右に移動させるための手動ハンドル32が設けら
れている。さらに、前方部70aの前面および後方部7
0bの背面にはそれぞれ持ち手71a,71bが設けら
れている。
FIG. 1 is a side view of a confocal microscope according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the confocal microscope 100 includes a pedestal 70 and an optical unit 80. The optical section 80 is detachably attached to the base 70. The pedestal 70 includes a front part 70a and a rear part 70b. On the upper surface of the front part 70a, a manual handle 31 for moving the support base 30 for supporting the object up and down is provided. Further, on both side surfaces of the front portion 70a, manual handles 32 for moving the support base 30 back and forth and left and right are provided. Further, the front and rear portions 7 of the front portion 70a
Handles 71a and 71b are provided on the back of Ob, respectively.

【0031】光学部80は、光学系搭載部50および間
接取り付け部60からなる。光学系搭載部50の下面に
は、対物レンズ17a,17b,17c,17dが取り
付けられたレボルバ53が設けられている。レボルバ5
3を回転させることにより、観察に用いる対物レンズを
選択することができる。
The optical section 80 includes an optical system mounting section 50 and an indirect mounting section 60. A revolver 53 to which the objective lenses 17a, 17b, 17c, 17d are attached is provided on the lower surface of the optical system mounting section 50. Revolver 5
By rotating 3, an objective lens used for observation can be selected.

【0032】また、光学系搭載部50の側面には、外部
装置との間で電気信号の伝送を行うための雄型コネクタ
52aおよび雌型コネクタ52bが設けられている。雄
型コネクタ52a用のケーブルの両端には雌型コネクタ
が接続されている。また、雌型コネクタ52b用のケー
ブルの両端には雄型コネクタが接続されている。
A male connector 52a and a female connector 52b for transmitting electric signals to and from an external device are provided on the side of the optical system mounting section 50. Female connectors are connected to both ends of the cable for the male connector 52a. A male connector is connected to both ends of the cable for the female connector 52b.

【0033】間接取り付け部60は、背板部60a、底
板部60bおよび1対の側板部60cから構成されてい
る。背板部60aおよび底板部60bの側端面には複数
のねじ穴65、側板部60cの側面には複数のねじ穴6
8、底板部60bの前端面には1対のねじ穴67がそれ
ぞれ設けられている。また、背板部60aの背面には複
数のねじ穴(図示せず)が設けられている。
The indirect mounting portion 60 includes a back plate 60a, a bottom plate 60b, and a pair of side plates 60c. A plurality of screw holes 65 are provided on side end surfaces of the back plate portion 60a and the bottom plate portion 60b, and a plurality of screw holes 6 are provided on side surfaces of the side plate portion 60c.
8. A pair of screw holes 67 are provided on the front end face of the bottom plate portion 60b. A plurality of screw holes (not shown) are provided on the back surface of the back plate portion 60a.

【0034】図2は図1の共焦点顕微鏡100の光学系
搭載部50、間接取り付け部60および台座70の組み
立て構造を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an assembly structure of the optical system mounting section 50, the indirect mounting section 60, and the pedestal 70 of the confocal microscope 100 of FIG.

【0035】図2に示すように、光学系搭載部50の底
面には複数のねじ穴51が設けられている。複数のねじ
穴51に対応するように、間接取り付け部60の底板部
60bに複数の貫通孔61が設けられている。貫通孔6
1の底面側には、取り付けボルトの頭部を収納するため
の座ぐりが設けられている。
As shown in FIG. 2, a plurality of screw holes 51 are provided on the bottom surface of the optical system mounting section 50. A plurality of through holes 61 are provided in the bottom plate portion 60b of the indirect mounting portion 60 so as to correspond to the plurality of screw holes 51. Through hole 6
A counterbore for accommodating the head of the mounting bolt is provided on the bottom side of 1.

【0036】間接取り付け部60の底板部60bには、
貫通孔61とねじ穴51との位置合わせを容易にするた
めに凹部160が設けられている。光学系搭載部50を
凹部160上に載置した後、ボルト81を貫通孔61を
通してねじ穴51に螺合させることにより、光学系搭載
部50と間接取り付け部60とが一体化する。
The bottom plate portion 60b of the indirect mounting portion 60 includes
A recess 160 is provided to facilitate alignment between the through hole 61 and the screw hole 51. After the optical system mounting unit 50 is placed on the recess 160, the bolt 81 is screwed into the screw hole 51 through the through hole 61, so that the optical system mounting unit 50 and the indirect mounting unit 60 are integrated.

【0037】また、間接取り付け部60の底板部60b
に複数のねじ穴62,63が設けられている。複数のね
じ穴62に対応するように、台座70には複数の貫通孔
72が形成されている。貫通孔72は、台座70の両側
面から延びる溝部83内に位置している。さらに、間接
取り付け部60の背板部60aには、凹部69が形成さ
れている。この背板部60aには、凹部69内から底面
まで上下に貫通する複数の貫通孔64が設けられてい
る。複数の貫通孔64に対応するように、台座70には
複数の対物レンズ取り付け穴74が設けられている。
The bottom plate portion 60b of the indirect mounting portion 60
Are provided with a plurality of screw holes 62 and 63. A plurality of through holes 72 are formed in the pedestal 70 so as to correspond to the plurality of screw holes 62. The through holes 72 are located in grooves 83 extending from both side surfaces of the pedestal 70. Further, a concave portion 69 is formed in the back plate portion 60a of the indirect mounting portion 60. The back plate portion 60a is provided with a plurality of through holes 64 vertically penetrating from the inside of the concave portion 69 to the bottom surface. The pedestal 70 is provided with a plurality of objective lens mounting holes 74 so as to correspond to the plurality of through holes 64.

【0038】台座70には、間接取り付け部60のねじ
穴62と台座70の貫通孔72との位置合わせおよび間
接取り付け部60の貫通孔64と台座70の対物レンズ
取り付け穴74との位置合わせを容易にするために凹部
170が設けられている。光学系搭載部50と一体化し
た間接取り付け部60を凹部170上に載置した後、ボ
ルト82を貫通孔72を通してねじ穴62に螺合させる
とともに、ボルト84を貫通孔64を通して対物レンズ
取り付け穴74に螺合させる。これにより、台座70に
間接取り付け部60および光学系搭載部50が固定され
る。
In the pedestal 70, alignment of the screw hole 62 of the indirect mounting portion 60 with the through hole 72 of the pedestal 70 and alignment of the through hole 64 of the indirect mounting portion 60 with the objective lens mounting hole 74 of the pedestal 70 are performed. A recess 170 is provided for ease. After placing the indirect mounting portion 60 integrated with the optical system mounting portion 50 on the concave portion 170, the bolt 82 is screwed into the screw hole 62 through the through hole 72, and the bolt 84 is inserted into the objective lens mounting hole through the through hole 64. 74. Thereby, the indirect mounting part 60 and the optical system mounting part 50 are fixed to the pedestal 70.

【0039】図3は図1の共焦点顕微鏡100の光学系
搭載部50に搭載される光学系の一例を示す概略構成図
である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of an optical system mounted on the optical system mounting section 50 of the confocal microscope 100 of FIG.

【0040】図3に示すように、光学系搭載部50は、
レーザ光学系1および白色光光学系2を備える。
As shown in FIG. 3, the optical system mounting section 50 includes
A laser optical system 1 and a white light optical system 2 are provided.

【0041】レーザ光学系1は、共焦点光学系であり、
光源として例えば赤色のレーザ光L1を出射する半導体
レーザ10を有する。半導体レーザ10はレーザ駆動回
路44により駆動され、レーザ光L1を出射する。レー
ザ光L1は第1のコリメートレンズ11を透過した後、
ビームスプリッタ12により反射され、1/4波長板1
3、水平方向偏向装置14a、ビームスプリッタ26
3、垂直方向偏向装置14b、第1のリレーレンズ1
5、第2のハーフミラー23、第2のリレーレンズ16
および第1のハーフミラー22を通して対物レンズ17
に導かれる。対物レンズ17の焦点位置の付近には、支
持台30が配設されている。レーザ光L1は対物レンズ
17により対象物Wの表面に集光される。図3の対物レ
ンズ17は、図1の対物レンズ17a,17b,17
c,17dのいずれかに相当する。
The laser optical system 1 is a confocal optical system,
A semiconductor laser 10 that emits, for example, red laser light L1 is provided as a light source. The semiconductor laser 10 is driven by a laser drive circuit 44 and emits a laser beam L1. After the laser beam L1 has passed through the first collimating lens 11,
Reflected by the beam splitter 12, the 1/4 wavelength plate 1
3, horizontal direction deflection device 14a, beam splitter 26
3, vertical deflection device 14b, first relay lens 1
5, the second half mirror 23, the second relay lens 16
And the objective lens 17 through the first half mirror 22
It is led to. A support 30 is provided near the focal position of the objective lens 17. The laser light L1 is focused on the surface of the object W by the objective lens 17. The objective lens 17 in FIG. 3 is the same as the objective lens 17a, 17b, 17 in FIG.
c, 17d.

【0042】ビームスプリッタ263は、後述するよう
に、水平方向偏向装置14aからのレーザ光を垂直方向
偏向装置14bの方向およびPSD(位置検出素子;Po
sition Sensitive Light Detector )220の方向に分
岐させる。
As will be described later, the beam splitter 263 converts the laser light from the horizontal deflecting device 14a into the direction of the vertical deflecting device 14b and the PSD (Position Detector: Pod).
sition Sensitive Light Detector).

【0043】水平方向偏向装置14aは、後述する共振
スキャナから構成され、レーザ光L1を矢印Xで示す水
平方向に偏向させる。垂直方向偏向装置14bは、例え
ば1枚のガルバノスキャナに取り付けられたミラーから
構成され、レーザ光L1を矢印Yで示す水平方向に偏向
させる。それにより、対象物Wの表面にレーザ光L1を
二次元的に走査させる。なお、水平方向偏向装置14a
の構成および動作については後述する。
The horizontal deflecting device 14a comprises a resonance scanner described later, and deflects the laser beam L1 in the horizontal direction indicated by an arrow X. The vertical deflecting device 14b is constituted by, for example, a mirror attached to one galvano scanner, and deflects the laser light L1 in the horizontal direction indicated by the arrow Y. Thereby, the surface of the target object W is two-dimensionally scanned with the laser beam L1. The horizontal deflecting device 14a
Will be described later.

【0044】なお、支持台30は、手動ハンドル31に
より矢印Zで示す上下方向に移動可能となっており、矢
印XおよびYの方向については手動ハンドル32で移動
可能となっている。
The support table 30 can be moved up and down by a manual handle 31 as indicated by an arrow Z, and can be moved by a manual handle 32 in the directions of arrows X and Y.

【0045】対象物Wで反射されたレーザ光L1は、対
物レンズ17、第1のハーフミラー22、第2のリレー
レンズ16、第2のハーフミラー23および第1のリレ
ーレンズ15を通り、再び、垂直方向偏向装置14b、
ビームスプリッタ263および水平方向偏向装置14a
を介して1/4波長板13およびビームスプリッタ12
を透過し、結像レンズ18に向かう。レーザ光L1は、
結像レンズ18によって集光され、ピンホールを有する
光絞り部19aを通過して受光素子19bに入射する。
The laser beam L1 reflected by the object W passes through the objective lens 17, the first half mirror 22, the second relay lens 16, the second half mirror 23, and the first relay lens 15, and again. Vertical deflection device 14b,
Beam splitter 263 and horizontal deflection device 14a
1 / wavelength plate 13 and beam splitter 12 via
To the image forming lens 18. The laser light L1 is
The light is condensed by the imaging lens 18, passes through the optical aperture 19 a having a pinhole, and enters the light receiving element 19 b.

【0046】受光素子19bは、例えばフォトマルチプ
ライヤまたはフォトダイオード等で構成され、入射した
レーザ光L1を光電変換し、アナログ光量信号として第
1の増幅回路19dを介して第1のA/Dコンバータ
(アナログ・デジタル変換器)41に出力する。第1の
A/Dコンバータ41から輝度情報が出力される。
The light receiving element 19b is composed of, for example, a photomultiplier or a photodiode. The light receiving element 19b photoelectrically converts the incident laser light L1 and converts it into an analog light quantity signal via a first amplifying circuit 19d via a first A / D converter. (Analog / digital converter) 41. Brightness information is output from the first A / D converter 41.

【0047】次に、レーザ光学系1によって得られる輝
度情報について説明する。光絞り部19aは、結像レン
ズ18の焦点位置に配設されている。光絞り部19aの
ピンホールは極めて微小である。そのため、レーザ光L
1が対象物W上で焦点を結ぶと、そのレーザ光L1のほ
とんどが光絞り部19aのピンホールを通過するので、
受光素子19bの受光量が著しく大きくなる。逆に、レ
ーザ光L1が対象物W上で焦点を結んでいなと、レーザ
光L1の大部分が光絞り部19aのピンホールを通過し
ないので、受光素子19bの受光量が著しく小さくな
る。したがって、レーザ光学系1による走査領域のう
ち、焦点の合った部分について明るい映像が得られ、そ
れ以外の部分については暗い映像が得られる。なお、レ
ーザ光学系1は単色のレーザ光L1を用いた共焦点光学
系であるから、分解能に優れた輝度情報が得られる。
Next, luminance information obtained by the laser optical system 1 will be described. The light stop 19 a is provided at the focal position of the imaging lens 18. The pinhole of the optical diaphragm 19a is extremely small. Therefore, the laser light L
When 1 is focused on the object W, most of the laser light L1 passes through the pinhole of the optical aperture 19a.
The amount of light received by the light receiving element 19b is significantly increased. Conversely, if the laser beam L1 is not focused on the target object W, most of the laser beam L1 does not pass through the pinhole of the optical diaphragm 19a, so that the amount of light received by the light receiving element 19b is significantly reduced. Therefore, a bright image is obtained in a focused portion of the scanning region by the laser optical system 1, and a dark image is obtained in other portions. Since the laser optical system 1 is a confocal optical system using the monochromatic laser light L1, luminance information with excellent resolution can be obtained.

【0048】次に、白色光光学系2について説明する。
白色光光学系2は、光源として色情報用の照明光である
白色光L2を出射する白色光源20を有する。白色光源
20から出射された白色光L2は、第2のコリメートレ
ンズ21を通過した後、第1のハーフミラー22により
反射され、対物レンズ17によりレーザ光L1の走査領
域と同一の箇所に集光される。
Next, the white light optical system 2 will be described.
The white light optical system 2 has a white light source 20 that emits white light L2, which is illumination light for color information, as a light source. The white light L2 emitted from the white light source 20 passes through the second collimating lens 21, is reflected by the first half mirror 22, and is condensed by the objective lens 17 at the same position as the scanning area of the laser light L1. Is done.

【0049】対象物Wで反射された白色光L2は、対物
レンズ17、第1のハーフミラー22および第2のリレ
ーレンズ16を透過し、さらに、第2のハーフミラー2
3で反射され、カラーCCD24の表面で結像する。す
なわち、カラーCCD24は、光絞り部19aと共役な
いし共役に近い位置に配設されている。
The white light L 2 reflected by the object W passes through the objective lens 17, the first half mirror 22 and the second relay lens 16, and further passes through the second half mirror 2.
3 and forms an image on the surface of the color CCD 24. That is, the color CCD 24 is disposed at a position conjugate to or close to the conjugate with the light stop unit 19a.

【0050】カラーCCD24は、CCD駆動回路43
により駆動される。カラーCCD24の出力信号は、ア
ナログカラー撮像信号として、CCD駆動回路43およ
び第2の増幅回路43aを介して第2のA/Dコンバー
タ(アナログ・デジタル変換器)42に出力される。第
2のA/Dコンバータ42からカラー撮像情報が出力さ
れる。
The color CCD 24 includes a CCD driving circuit 43
Driven by The output signal of the color CCD 24 is output to a second A / D converter (analog-to-digital converter) 42 via a CCD drive circuit 43 and a second amplifier circuit 43a as an analog color image pickup signal. Color imaging information is output from the second A / D converter 42.

【0051】第1のA/Dコンバータ41からの輝度情
報および第2のA/Dコンバータ42からのカラー撮像
情報に所定の処理を行うことにより、カラー映像信号が
得られ、カラーの拡大画像が表示装置に映し出される。
By performing predetermined processing on the luminance information from the first A / D converter 41 and the color imaging information from the second A / D converter 42, a color video signal is obtained, and a color enlarged image is obtained. The image is displayed on the display device.

【0052】本実施例の共焦点顕微鏡においては、半導
体レーザ10を点灯させてレーザ光学系1により輝度情
報を得た後、白色光源20を点灯させて白色光光学系2
によりカラー撮像情報を得る。この場合、白色光光学系
2により得られるカラー撮像情報がレーザ光の影響を受
けないように、白色光光学系2によりカラー撮像情報を
得るときには半導体レーザ10をオフする必要がある。
In the confocal microscope according to the present embodiment, the semiconductor laser 10 is turned on to obtain luminance information by the laser optical system 1, and then the white light source 20 is turned on and the white light optical system 2 is turned on.
To obtain color imaging information. In this case, it is necessary to turn off the semiconductor laser 10 when obtaining color imaging information by the white light optical system 2 so that the color imaging information obtained by the white light optical system 2 is not affected by the laser light.

【0053】図4は図3の水平方向偏向装置14aを含
む光走査装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical scanning device including the horizontal deflection device 14a of FIG.

【0054】図4の光走査装置は、水平方向偏向装置1
4a、図3に示したレーザ駆動回路44、半導体レーザ
10、ビームスプリッタ263、PSD220、光量・
ビーム振れ幅検出回路230、光量制御回路240およ
びビーム振れ幅制御回路250により構成される。水平
方向偏向装置14aは、自励発振回路200および共振
スキャナ210を含む。共振スキャナ210は、自励発
振回路200により発生される駆動信号により駆動さ
れ、ミラー211を軸211aの周りで揺動(振動)さ
せる。
The optical scanning device shown in FIG.
4a, the laser drive circuit 44, the semiconductor laser 10, the beam splitter 263, the PSD 220, the light amount
It comprises a beam swing width detection circuit 230, a light quantity control circuit 240, and a beam swing width control circuit 250. The horizontal deflection device 14a includes a self-excited oscillation circuit 200 and a resonance scanner 210. The resonance scanner 210 is driven by a drive signal generated by the self-excited oscillation circuit 200, and swings (vibrates) the mirror 211 around the axis 211a.

【0055】半導体レーザ10から出射されたレーザ光
は、共振スキャナ210のミラー211により反射さ
れ、ビームスプリッタ263により図3に示した垂直方
向偏向装置14bの方向とPSD220の方向とに分岐
される。共振スキャナ210のミラー211の揺動に伴
って図3の対象物Wの矢印Xで示す水平方向にレーザ光
が走査されるとともに、PSD220の受光領域の長手
方向にレーザ光が走査される。
The laser light emitted from the semiconductor laser 10 is reflected by the mirror 211 of the resonance scanner 210, and is split by the beam splitter 263 into the direction of the vertical deflecting device 14b shown in FIG. As the mirror 211 of the resonance scanner 210 swings, the laser beam is scanned in the horizontal direction indicated by the arrow X of the object W in FIG. 3 and the laser beam is scanned in the longitudinal direction of the light receiving area of the PSD 220.

【0056】PSD220の出力電流I1,I2は、光
量・ビーム振れ幅検出回路230に与えられる。光量・
ビーム振れ幅検出回路230は、PSD220の出力電
流I1,I2の演算により光量を検出し、光量検出信号
V(+)を光量制御回路240に与える。また、光量・
ビーム振れ幅検出回路230は、PSD220の出力電
流I1,I2の演算によりレーザ光の走査範囲(以下、
ビーム振れ幅と呼ぶ。)を検出し、ビーム振れ幅検出信
号VKをビーム振れ幅制御回路250に与える。
The output currents I1 and I2 of the PSD 220 are supplied to a light quantity / beam swing width detection circuit 230. Light intensity /
The beam amplitude detection circuit 230 detects the light amount by calculating the output currents I1 and I2 of the PSD 220, and supplies a light amount detection signal V (+) to the light amount control circuit 240. In addition,
The beam swing width detection circuit 230 calculates a laser beam scanning range (hereinafter, referred to as a scanning range) by calculating the output currents I1 and I2 of the PSD 220.
This is called the beam deflection width. ) Is detected, and a beam swing width detection signal VK is supplied to the beam swing width control circuit 250.

【0057】光量制御回路240は、光量・ビーム振れ
幅検出回路230から与えられた光量検出信号V(+)
に応答してPSD220により受光される光量が一定に
なるようにレーザ駆動回路44を制御する。
The light quantity control circuit 240 is a light quantity detection signal V (+) provided from the light quantity / beam fluctuation width detection circuit 230.
, The laser drive circuit 44 is controlled so that the amount of light received by the PSD 220 becomes constant.

【0058】ビーム振れ幅制御回路250は、光量・ビ
ーム振れ幅検出回路230から与えられるビーム振れ幅
検出信号VKに応答してPSD220の受光領域でのビ
ーム振れ幅が一定になるように自励発振回路200を制
御する。
The beam fluctuation width control circuit 250 responds to the beam fluctuation width detection signal VK supplied from the light amount / beam fluctuation width detection circuit 230 so that the beam fluctuation width in the light receiving area of the PSD 220 becomes constant. The circuit 200 is controlled.

【0059】図5は図4の光走査装置の詳細な構成を示
す回路図である。図5において、自励発振回路200
は、プリアンプ201、フィルタを含む移相器202、
可変利得アンプ203およびバッファ204を含む。共
振スキャナ210は、ドライブコイル212およびピッ
クアップコイル213を有する。プリアンプ201、移
相器202、可変利得アンプ203、バッファ204お
よび共振スキャナ210のドライブコイル212が順に
接続され、共振スキャナ210のピックアップコイル2
13がプリアンプ201に接続されている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the optical scanning device of FIG. In FIG. 5, a self-excited oscillation circuit 200
Is a preamplifier 201, a phase shifter 202 including a filter,
A variable gain amplifier 203 and a buffer 204 are included. The resonance scanner 210 has a drive coil 212 and a pickup coil 213. The preamplifier 201, the phase shifter 202, the variable gain amplifier 203, the buffer 204, and the drive coil 212 of the resonance scanner 210 are connected in order, and the pickup coil 2 of the resonance scanner 210 is connected.
13 is connected to the preamplifier 201.

【0060】半導体レーザ10は、レーザ駆動回路44
により駆動される。レーザ駆動回路44には、半導体レ
ーザ10のオンオフを制御する制御信号LAが与えられ
る。図3のレーザ光学系1による測定時には、半導体レ
ーザ10がオンし、白色光光学系2による測定時には、
半導体レーザ10がオフする。
The semiconductor laser 10 includes a laser driving circuit 44
Driven by The laser drive circuit 44 is supplied with a control signal LA for controlling on / off of the semiconductor laser 10. The semiconductor laser 10 is turned on at the time of measurement by the laser optical system 1 of FIG.
The semiconductor laser 10 turns off.

【0061】半導体レーザ10により出射されたレーザ
光は、レンズ261により平行光に変換され、共振スキ
ャナ210のミラー211に入射する。ミラー211に
より反射されたレーザ光は、リレーレンズ262により
集束光に変換され、ビームスプリッタ263に入射す
る。その集束光の一部はビームスプリッタ263により
反射され、リレーレンズ264により再び平行光に変換
され、図3の垂直方向偏向装置14bに入射する。ビー
ムスプリッタ263に入射した残りの集束光は、ビーム
スプリッタ263を透過してPSD220に入射すると
ともに、共振スキャナ210のミラー211の揺動に伴
ってPSD220の受光領域で矢印xで示す方向に走査
される。
The laser light emitted from the semiconductor laser 10 is converted into parallel light by the lens 261 and enters the mirror 211 of the resonance scanner 210. The laser light reflected by the mirror 211 is converted into condensed light by the relay lens 262 and enters the beam splitter 263. A part of the converged light is reflected by the beam splitter 263, converted into parallel light again by the relay lens 264, and incident on the vertical deflection device 14b in FIG. The remaining condensed light that has entered the beam splitter 263 passes through the beam splitter 263 and enters the PSD 220, and is scanned in the light receiving area of the PSD 220 in the direction indicated by the arrow x as the mirror 211 of the resonance scanner 210 swings. You.

【0062】PSD220の共通電極には電源電圧Vc
cが印加される。PSD220は、受光領域に入射する
レーザ光の位置に応じて2つの出力電流I1,I2を導
出する。
The power supply voltage Vc is applied to the common electrode of the PSD 220.
c is applied. The PSD 220 derives two output currents I1 and I2 according to the position of the laser light incident on the light receiving area.

【0063】ビーム・振れ幅検出回路230は、電流電
圧変換回路225、加減算回路231および整流回路2
34を含む。PSD220の出力電流I1,I2は電流
電圧変換回路225に与えられる。電流電圧変換回路2
25は、PSD220の出力電流I1,I2をそれぞれ
電圧V1,V2に変換して出力する。
The beam / vibration width detection circuit 230 includes a current / voltage conversion circuit 225, an addition / subtraction circuit 231 and a rectification circuit 2
34. The output currents I1 and I2 of the PSD 220 are provided to the current-voltage conversion circuit 225. Current-voltage conversion circuit 2
Reference numeral 25 converts the output currents I1 and I2 of the PSD 220 into voltages V1 and V2, respectively, and outputs them.

【0064】加減算回路231は、加算器232および
減算器233を含む。加算器232は、電流電圧変換回
路225から与えられる電圧V1と電圧V2とを加算
し、光量検出信号V(+)として出力する。減算器23
3は、電流電圧変換回路225から与えられる電圧V1
から電圧V2を減算し、ビーム位置検出信号V(−)と
して出力する。
The addition / subtraction circuit 231 includes an adder 232 and a subtractor 233. The adder 232 adds the voltage V1 and the voltage V2 provided from the current-voltage conversion circuit 225, and outputs the result as a light amount detection signal V (+). Subtractor 23
3 is a voltage V1 given from the current-voltage conversion circuit 225
, And outputs a beam position detection signal V (−).

【0065】加減算回路231の加算器232から出力
される光量検出信号V(+)は、スイッチ235を介し
て光量制御回路240に与えられる。スイッチ235の
オンオフは、制御信号PHにより制御される。
The light quantity detection signal V (+) output from the adder 232 of the addition / subtraction circuit 231 is supplied to the light quantity control circuit 240 via the switch 235. ON / OFF of the switch 235 is controlled by the control signal PH.

【0066】光量制御回路240は、基準電圧回路24
1および比較積分回路242を含む。比較積分回路24
2は、演算増幅器243、コンデンサ244および抵抗
245により構成される。演算増幅器243は比較回路
として働き、コンデンサ244および抵抗245は積分
回路として働く。
The light quantity control circuit 240 includes the reference voltage circuit 24
1 and a comparison integration circuit 242. Comparison and integration circuit 24
2 includes an operational amplifier 243, a capacitor 244, and a resistor 245. The operational amplifier 243 works as a comparison circuit, and the capacitor 244 and the resistor 245 work as an integration circuit.

【0067】比較積分回路242は、加減算回路231
の加算器232から与えられる光量検出信号V(+)を
基準電圧回路241から出力される基準電圧Vr1と比
較し、光量検出信号V(+)と基準電圧Vr1との差に
応じた光量制御信号Vfb1をレーザ駆動回路44に与
える。レーザ駆動回路44は、光量制御信号Vfb1に
応答して半導体レーザ10の光量を制御する。
The comparison and integration circuit 242 includes an addition / subtraction circuit 231
Is compared with the reference voltage Vr1 output from the reference voltage circuit 241, and the light amount control signal corresponding to the difference between the light amount detection signal V (+) and the reference voltage Vr1. Vfb1 is supplied to the laser drive circuit 44. The laser drive circuit 44 controls the light amount of the semiconductor laser 10 in response to the light amount control signal Vfb1.

【0068】一方、加減算回路231の減算器233か
ら出力されるビーム位置検出信号V(−)は、整流回路
234に与えられる。整流回路234は、ビーム位置検
出信号V(−)を整流し、ビーム振れ幅に比例したビー
ム振れ幅検出信号VKを出力する。
On the other hand, the beam position detection signal V (−) output from the subtractor 233 of the addition / subtraction circuit 231 is supplied to the rectifier circuit 234. The rectifier circuit 234 rectifies the beam position detection signal V (-) and outputs a beam fluctuation width detection signal VK proportional to the beam fluctuation width.

【0069】整流回路234から出力されるビーム振れ
幅検出信号VKは、スイッチ236を介してビーム振れ
幅制御回路250に与えられる。スイッチ236のオン
オフは、制御信号BSにより制御される。
The beam amplitude detection signal VK output from the rectifier circuit 234 is supplied to the beam amplitude control circuit 250 via the switch 236. ON / OFF of the switch 236 is controlled by the control signal BS.

【0070】ビーム振れ幅制御回路250は、基準電圧
回路251および比較積分回路252を含む。比較積分
回路252は、演算増幅器253、コンデンサ254お
よび抵抗255により構成される。演算増幅器253は
比較回路として働き、コンデンサ254および抵抗25
5は積分回路として働く。
The beam amplitude control circuit 250 includes a reference voltage circuit 251 and a comparison and integration circuit 252. The comparison and integration circuit 252 includes an operational amplifier 253, a capacitor 254, and a resistor 255. The operational amplifier 253 serves as a comparison circuit, and the capacitor 254 and the resistor 25
5 works as an integrating circuit.

【0071】比較積分回路252は、整流回路234か
ら与えられるビーム振れ幅検出信号VKを基準電圧回路
251から与えられる基準電圧Vr2と比較し、ビーム
振れ幅検出信号VKと基準電圧Vr2との差に応じたビ
ーム振れ幅制御信号Vfb2を自励発振回路200の可
変利得アンプ203に与える。
The comparison / integration circuit 252 compares the beam swing width detection signal VK supplied from the rectifier circuit 234 with the reference voltage Vr2 given from the reference voltage circuit 251, and calculates the difference between the beam swing width detection signal VK and the reference voltage Vr2. The corresponding beam swing control signal Vfb2 is supplied to the variable gain amplifier 203 of the self-excited oscillation circuit 200.

【0072】本実施例では、半導体レーザ10が光源に
相当し、共振スキャナ210が走査手段に相当し、自励
発振回路200が走査駆動回路に相当し、PSD220
が受光素子に相当する。また、光量・ビーム振れ幅検出
回路230が光量検出回路および走査範囲検出回路に相
当し、光量制御回路240が光量制御回路に相当し、ビ
ーム振れ幅制御回路250が走査範囲制御回路に相当す
る。さらに、スイッチ235が第1のスイッチに相当
し、スイッチ236が第2のスイッチに相当し、コンデ
ンサ244が第1の保持回路に相当し、コンデンサ25
4が第2の保持回路に相当する。また、ビームスプリッ
タ263が分岐手段に相当する。
In this embodiment, the semiconductor laser 10 corresponds to a light source, the resonance scanner 210 corresponds to a scanning unit, the self-excited oscillation circuit 200 corresponds to a scan driving circuit, and the PSD 220
Corresponds to a light receiving element. Further, the light quantity / beam fluctuation width detection circuit 230 corresponds to a light quantity detection circuit and a scanning range detection circuit, the light quantity control circuit 240 corresponds to a light quantity control circuit, and the beam fluctuation width control circuit 250 corresponds to a scanning range control circuit. Further, the switch 235 corresponds to the first switch, the switch 236 corresponds to the second switch, the capacitor 244 corresponds to the first holding circuit, and the capacitor 245 corresponds to the first holding circuit.
4 corresponds to a second holding circuit. Further, the beam splitter 263 corresponds to a branching unit.

【0073】次に、図6のタイミングチャートを参照し
ながら図5の光走査装置の動作について説明する。
Next, the operation of the optical scanning device of FIG. 5 will be described with reference to the timing chart of FIG.

【0074】制御信号LAがハイレベルのときには、レ
ーザ駆動回路44が半導体レーザ10をオンにする。制
御信号PHがハイレベルのときには、スイッチ235が
オンし、半導体レーザ10、共振スキャナ210、PS
D220、電流電圧変換回路225、加減算回路23
1、光量制御回路240およびレーザ駆動回路44から
なる第1の閉ループが構成される。また、制御信号BS
がハイレベルのときには、自励発振回路200、共振ス
キャナ210、PSD220、電流電圧変換回路22
5、加減算回路231、整流回路234およびビーム振
れ幅制御回路250からなる第2の閉ループが構成され
る。スイッチ235,236は同時にオンおよびオフす
る。
When the control signal LA is at a high level, the laser drive circuit 44 turns on the semiconductor laser 10. When the control signal PH is at the high level, the switch 235 is turned on, and the semiconductor laser 10, the resonance scanner 210, the PS
D220, current / voltage conversion circuit 225, addition / subtraction circuit 23
1. A first closed loop including the light amount control circuit 240 and the laser drive circuit 44 is configured. Also, the control signal BS
Is at a high level, the self-excited oscillation circuit 200, the resonance scanner 210, the PSD 220, the current-voltage conversion circuit 22
5, a second closed loop including the addition / subtraction circuit 231, the rectifier circuit 234, and the beam swing width control circuit 250 is configured. Switches 235 and 236 are turned on and off simultaneously.

【0075】半導体レーザ10がオフしているときに上
記の第2の閉ループが構成されると、共振スキャナ21
0のミラー211の振れが乱れる。そのため、本実施例
では、スイッチ235,236を、半導体レーザ10が
オフする時点よりも前にオフさせ、半導体レーザ10が
オンする時点よりも後にオンさせている。
When the second closed loop is formed when the semiconductor laser 10 is off, the resonance scanner 21
The shake of the 0 mirror 211 is disturbed. Therefore, in the present embodiment, the switches 235 and 236 are turned off before the semiconductor laser 10 is turned off, and are turned on after the semiconductor laser 10 is turned on.

【0076】PSD220の出力電流I1,I2は、互
いに位相が180°異なる。図6では、出力電流I1を
実線で表し、出力電流I2を破線で表す。ここで、出力
電流I1,I2の直流成分をIpとし、交流成分の振幅
をIacとする。出力電流I1,I2の直流成分Ipは
PSD220の受光領域での光量に応じて変化し、出力
電流I1,I2の交流成分はPSD220の受光領域で
の光の入射位置に応じて変化する。
The output currents I1 and I2 of the PSD 220 are 180 ° out of phase with each other. In FIG. 6, the output current I1 is represented by a solid line, and the output current I2 is represented by a broken line. Here, the DC components of the output currents I1 and I2 are Ip, and the amplitude of the AC components is Iac. The DC components Ip of the output currents I1 and I2 change according to the amount of light in the light receiving region of the PSD 220, and the AC components of the output currents I1 and I2 change according to the incident position of light in the light receiving region of the PSD 220.

【0077】PSD220の出力電流I1,I2を電流
電圧変換回路225により電圧V1,V2に変換して加
減算回路231の加算器232により加算することによ
り光量検出信号V(+)が得られる。光量検出信号V
(+)のレベルはmIpとなる。ここで、mは定数であ
る。光量検出信号V(+)のレベルがPSD220によ
り受光される光量を表わしている。
The output currents I 1 and I 2 of the PSD 220 are converted into voltages V 1 and V 2 by the current / voltage conversion circuit 225 and added by the adder 232 of the addition / subtraction circuit 231, thereby obtaining the light quantity detection signal V (+). Light amount detection signal V
The level of (+) is mIp. Here, m is a constant. The level of the light amount detection signal V (+) indicates the light amount received by the PSD 220.

【0078】比較積分回路242は、半導体レーザ10
がオンしているときに、光量検出信号V(+)と基準電
圧回路241から出力される基準電圧Vr1との差に応
じた光量制御信号Vfb1を出力する。
The comparison / integration circuit 242 is connected to the semiconductor laser 10
Is turned on, a light amount control signal Vfb1 corresponding to the difference between the light amount detection signal V (+) and the reference voltage Vr1 output from the reference voltage circuit 241 is output.

【0079】光量検出信号V(+)のレベルが基準電圧
Vr1よりも低い場合には、光量制御信号Vfb1のレ
ベルが高くなり、レーザ駆動回路44が半導体レーザ1
0の光量を上昇させる。逆に、光量検出信号V(+)の
レベルが基準電圧Vr1よりも高い場合には、光量制御
信号Vfb1のレベルが低くなり、レーザ駆動回路44
が半導体レーザ10の光量を低下させる。このようにし
て、光量検出信号V(+)のレベルが基準電圧Vr1と
等しくなるように、第1の閉ループによるフィードバッ
ク制御が行われる。その結果、PSD220により受光
される光量が一定に制御される。
When the level of the light quantity detection signal V (+) is lower than the reference voltage Vr1, the level of the light quantity control signal Vfb1 becomes high, and the laser drive circuit 44
0 light amount is increased. Conversely, when the level of the light quantity detection signal V (+) is higher than the reference voltage Vr1, the level of the light quantity control signal Vfb1 becomes lower, and the laser drive circuit 44
Reduces the light amount of the semiconductor laser 10. Thus, the feedback control by the first closed loop is performed so that the level of the light amount detection signal V (+) becomes equal to the reference voltage Vr1. As a result, the amount of light received by the PSD 220 is controlled to be constant.

【0080】この場合、基準電圧回路241から出力さ
れる基準電圧Vr1を任意に設定することにより、PS
D220により受光される光量を任意の値に制御するこ
とができる。
In this case, by arbitrarily setting the reference voltage Vr1 output from the reference voltage circuit 241,
The amount of light received by D220 can be controlled to any value.

【0081】PSD220の出力電流I1,I2を電流
電圧変換回路225により電圧V1,V2に変換して加
減算回路231の減算器233により電圧V1から電圧
V2を減算することによりビーム位置検出信号V(−)
が得られる。ビーム位置検出信号V(−)の振幅はk・
2Iacとなる。ここで、kは定数である。整流回路2
34によりビーム位置検出信号V(−)を整流すること
によりビーム振れ幅検出信号VKが得られる。ビーム振
れ幅検出信号VKは、PSD220の受光領域でのビー
ム振れ幅に比例したレベルを有する。
The output currents I1 and I2 of the PSD 220 are converted into the voltages V1 and V2 by the current / voltage conversion circuit 225, and the voltage V2 is subtracted from the voltage V1 by the subtractor 233 of the addition / subtraction circuit 231 to obtain the beam position detection signal V (- )
Is obtained. The amplitude of the beam position detection signal V (−) is k ·
2Iac. Here, k is a constant. Rectifier circuit 2
By rectifying the beam position detection signal V (-) by 34, a beam deflection width detection signal VK is obtained. The beam fluctuation width detection signal VK has a level proportional to the beam fluctuation width in the light receiving region of the PSD 220.

【0082】比較積分回路252は、ビーム振れ幅検出
信号VKを基準電圧回路251から出力される基準電圧
Vr2と比較し、ビーム振れ幅検出信号VKと基準電圧
Vr2との差に応じたビーム振れ幅制御信号Vfb2を
出力する。
The comparison and integration circuit 252 compares the beam swing width detection signal VK with the reference voltage Vr2 output from the reference voltage circuit 251, and determines the beam swing width according to the difference between the beam swing width detection signal VK and the reference voltage Vr2. Outputs control signal Vfb2.

【0083】ビーム振れ幅検出信号VKのレベルが基準
電圧Vr2よりも低い場合には、ビーム振れ幅制御信号
Vfb2のレベルが高くなる。それにより、可変利得ア
ンプ203の利得が上昇し、バッファ204から出力さ
れる駆動信号の振幅が大きくなる。その結果、共振スキ
ャナ210のミラー211の振れ角が大きくなり、PS
D220の受光領域でのビーム振れ幅が大きくなる。ビ
ーム振れ幅検出信号VKのレベルが基準電圧Vr2より
も高い場合には、ビーム振れ幅制御信号Vfb2のレベ
ルが低くなる。それにより、可変利得アンプ203の利
得が低下し、バッファ204から出力される駆動信号の
振幅が小さくなる。その結果、共振スキャナ210のミ
ラー211の振れ角が小さくなり、PSD220の受光
領域でのビーム振れ幅が小さくなる。
When the level of the beam fluctuation detection signal VK is lower than the reference voltage Vr2, the level of the beam fluctuation control signal Vfb2 increases. As a result, the gain of the variable gain amplifier 203 increases, and the amplitude of the drive signal output from the buffer 204 increases. As a result, the deflection angle of the mirror 211 of the resonance scanner 210 increases, and PS
The beam swing width in the light receiving area of D220 increases. When the level of the beam swing detection signal VK is higher than the reference voltage Vr2, the level of the beam swing control signal Vfb2 becomes low. As a result, the gain of the variable gain amplifier 203 decreases, and the amplitude of the drive signal output from the buffer 204 decreases. As a result, the deflection angle of the mirror 211 of the resonance scanner 210 decreases, and the beam deflection width in the light receiving area of the PSD 220 decreases.

【0084】このようにして、ビーム振れ幅検出信号V
Kのレベルが基準電圧Vr2と等しくなるように第2の
閉ループによるフィードバック制御が行われる。その結
果、PSD220の受光領域におけるビーム振れ幅が一
定に制御される。
As described above, the beam swing width detection signal V
Feedback control by the second closed loop is performed so that the level of K becomes equal to the reference voltage Vr2. As a result, the beam swing width in the light receiving region of the PSD 220 is controlled to be constant.

【0085】この場合、基準電圧回路251から出力さ
れる基準電圧Vr2を任意に設定することにより、ビー
ム振れ幅を任意に制御することができる。
In this case, the beam swing width can be arbitrarily controlled by arbitrarily setting the reference voltage Vr2 output from the reference voltage circuit 251.

【0086】半導体レーザ10がオフしている期間に
は、PSD220の出力電流I1,I2は共に0とな
る。それにより、光量検出信号V(+)のレベルおよび
ビーム位置検出信号V(−)のレベルは0となる。
While the semiconductor laser 10 is off, the output currents I1 and I2 of the PSD 220 are both 0. As a result, the level of the light amount detection signal V (+) and the level of the beam position detection signal V (-) become 0.

【0087】制御信号PH,BSがローレベルになる
と、スイッチ235,236がオフする。それにより、
第1および第2の閉ループが開放状態となる。このと
き、比較積分回路242のコンデンサ244は、スイッ
チ235がオフする直前の光量制御信号Vfb1のレベ
ルを保持する。また、比較積分回路252のコンデンサ
254は、スイッチ236がオフする直前のビーム振れ
幅制御信号Vfb2のレベルを保持する。
When the control signals PH and BS go low, the switches 235 and 236 are turned off. Thereby,
The first and second closed loops are open. At this time, the capacitor 244 of the comparison and integration circuit 242 holds the level of the light amount control signal Vfb1 immediately before the switch 235 is turned off. The capacitor 254 of the comparison and integration circuit 252 holds the level of the beam swing width control signal Vfb2 immediately before the switch 236 is turned off.

【0088】その後、スイッチ235,236がオンす
ると、第1および第2の閉ループによるフィードバック
制御が行われる。この場合、光量制御回路240のコン
デンサ244にスイッチ235がオフする直前の光量制
御信号Vfb1が保持され、かつビーム振れ幅制御回路
250のコンデンサ254にスイッチ236がオフする
直前のビーム振れ幅制御信号Vfb2が保持されている
ので、スイッチ235,236が再びオンしたときに第
1および第2の閉ループによるフィードバック制御に円
滑に移行し、フィードバック制御が迅速に安定化する。
Thereafter, when the switches 235 and 236 are turned on, feedback control by the first and second closed loops is performed. In this case, the light amount control signal Vfb1 immediately before the switch 235 is turned off is held in the capacitor 244 of the light amount control circuit 240, and the beam shake width control signal Vfb2 immediately before the switch 236 is turned off is held in the capacitor 254 of the beam shake width control circuit 250. Is held, when the switches 235 and 236 are turned on again, the smooth transition is made to the feedback control by the first and second closed loops, and the feedback control is quickly stabilized.

【0089】本実施例の共焦点顕微鏡においては、温度
変化または経時変化により半導体レーザ10の光量が変
化した場合でも、対象物Wに走査される光の量が一定に
制御される。それにより、対象物Wから常に均一な光量
の反射光を得ることができる。また、温度変化または経
時変化により自励発振回路200または共振スキャナ2
10の特性が変化した場合でも、対象物W上での走査範
囲を一定に制御することができる。それにより、常に対
象物Wを均一な倍率で表示することができる。これらの
結果、対象物Wを正確に測定することが可能となる。
In the confocal microscope of this embodiment, the amount of light scanned on the object W is controlled to be constant even when the light amount of the semiconductor laser 10 changes due to a change in temperature or a change with time. This makes it possible to always obtain a uniform amount of reflected light from the object W. Further, the self-excited oscillation circuit 200 or the resonance scanner 2
Even when the characteristics of the reference numeral 10 change, the scanning range on the target object W can be controlled to be constant. Thereby, the object W can always be displayed at a uniform magnification. As a result, it is possible to accurately measure the object W.

【0090】図7は光走査装置の構成の他の例を示す概
略ブロック図である。図7の光走査装置では、光走査用
の半導体レーザ10aおよび制御用の半導体レーザ10
bが設けられている。
FIG. 7 is a schematic block diagram showing another example of the configuration of the optical scanning device. In the optical scanning device of FIG. 7, the semiconductor laser 10a for optical scanning and the semiconductor laser 10 for control
b is provided.

【0091】光走査用の半導体レーザ10aおよび制御
用の半導体レーザ10bはレーザ駆動回路44により駆
動される。光走査用の半導体レーザ10aから出射され
たレーザ光は、共振スキャナ10のミラー11の表面で
反射され、図3に示した垂直方向偏向装置14bに入射
する。制御用の半導体レーザ10bから出射されたレー
ザ光は、共振スキャナ210のミラー211の裏面で反
射され、PSD220に入射する。共振スキャナ210
のミラー211の揺動に伴ってミラー211の表面で反
射されたレーザ光が図3に示した対象物Wに矢印Xで示
す水平方向に走査され、かつミラー211の裏面で反射
されたレーザ光がPSD220の受光領域の長手方向に
走査される。
The semiconductor laser 10a for optical scanning and the semiconductor laser 10b for control are driven by a laser driving circuit 44. The laser light emitted from the semiconductor laser 10a for optical scanning is reflected on the surface of the mirror 11 of the resonance scanner 10 and enters the vertical deflection device 14b shown in FIG. The laser light emitted from the control semiconductor laser 10 b is reflected by the back surface of the mirror 211 of the resonance scanner 210 and enters the PSD 220. Resonance scanner 210
The laser light reflected on the surface of the mirror 211 with the swing of the mirror 211 scans the object W shown in FIG. 3 in the horizontal direction indicated by the arrow X, and is reflected on the back surface of the mirror 211. Are scanned in the longitudinal direction of the light receiving area of the PSD 220.

【0092】PSD220の出力電流I1,I2は、光
量・ビーム振れ幅検出回路230に与えられる。光量・
ビーム振れ幅検出回路230は、PSD220の出力電
流I1,I2の演算により光量を検出し、光量検出信号
V(+)を光量制御回路240に与える。また、光量・
ビーム振れ幅検出回路230は、PSD220の出力電
流I1,I2の演算によりレーザ光の走査範囲(ビーム
振れ幅)を検出し、ビーム振れ幅検出信号をビーム振れ
幅制御回路250に与える。
The output currents I1 and I2 of the PSD 220 are supplied to a light quantity / beam swing width detection circuit 230. Light intensity /
The beam amplitude detection circuit 230 detects the light amount by calculating the output currents I1 and I2 of the PSD 220, and supplies a light amount detection signal V (+) to the light amount control circuit 240. In addition,
The beam amplitude detection circuit 230 detects the scanning range (beam amplitude) of the laser light by calculating the output currents I1 and I2 of the PSD 220, and supplies a beam amplitude detection signal to the beam amplitude control circuit 250.

【0093】光量制御回路240は、光量・ビーム振れ
幅検出回路230から与えられた光量検出信号V(+)
に応答してPSD220により受光される光量が一定に
なるようにレーザ駆動回路44を制御する。
The light quantity control circuit 240 is a light quantity detection signal V (+) given from the light quantity / beam fluctuation width detection circuit 230.
, The laser drive circuit 44 is controlled so that the amount of light received by the PSD 220 becomes constant.

【0094】ビーム振れ幅制御回路250は、光量・ビ
ーム振れ幅検出回路230から与えられるビーム振れ幅
検出信号VKに応答してPSD220の受光領域でのビ
ーム振れ幅が一定になるように自励発振回路200を制
御する。
The beam fluctuation width control circuit 250 responds to the beam fluctuation width detection signal VK supplied from the light amount / beam fluctuation width detection circuit 230 so that the beam fluctuation width in the light receiving region of the PSD 220 becomes constant. The circuit 200 is controlled.

【0095】本例では、光走査用の半導体レーザ10a
が光走査用光源に相当し、制御用の半導体レーザ10b
が制御用光源に相当する。
In this example, the semiconductor laser 10a for optical scanning is
Corresponds to a light source for optical scanning, and a semiconductor laser 10b for control.
Corresponds to the control light source.

【0096】本例の光走査装置では、共振スキャナ21
0のミラー211の表面で反射されたレーザ光の全てが
図3に示した垂直方向偏向装置14bに与えられ、さら
に対象物Wに入射するので、対象物Wに十分な量の光を
走査させることができる。
In the optical scanning device of this embodiment, the resonance scanner 21
All of the laser light reflected on the surface of the 0 mirror 211 is given to the vertical deflecting device 14b shown in FIG. 3 and further incident on the object W, so that the object W is scanned with a sufficient amount of light. be able to.

【0097】図8はPSD220の受光領域とレーザ光
のビームスポットとの関係を示す図である。図8に示す
ように、レーザ光のビームスポットLBは楕円形状を有
している。ビームスポットLBの長軸がPSD220の
受光領域220aの幅方向に一致するように半導体レー
ザ10が配置される。このビームスポットLBの長軸は
PSD220の受光領域220aの幅よりも長く設定さ
れている。これにより、光学系の位置合わせが容易にな
る。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the light receiving area of the PSD 220 and the beam spot of the laser beam. As shown in FIG. 8, the beam spot LB of the laser beam has an elliptical shape. The semiconductor laser 10 is arranged such that the major axis of the beam spot LB coincides with the width direction of the light receiving area 220a of the PSD 220. The major axis of the beam spot LB is set longer than the width of the light receiving area 220a of the PSD 220. This facilitates the alignment of the optical system.

【0098】上記実施例では、受光素子としてPSD2
20を用いているが、受光素子としてCCD(電荷結合
素子)を用いてもよい。受光素子としてCCDを用いた
場合には、CCDの各画素での光量を表す光量信号のピ
ーク値またはCCDの全画素に相当する受光信号の平均
値を光量検出信号として用いる。また、CCDの各画素
に対応する受光信号の所定の受光量を超える時間間隔を
ビーム振れ幅検出信号として用いる。
In the above embodiment, PSD2 is used as the light receiving element.
Although 20 is used, a CCD (charge coupled device) may be used as the light receiving element. When a CCD is used as the light receiving element, the peak value of the light amount signal representing the light amount at each pixel of the CCD or the average value of the light receiving signals corresponding to all the pixels of the CCD is used as the light amount detection signal. Further, a time interval exceeding a predetermined light receiving amount of a light receiving signal corresponding to each pixel of the CCD is used as a beam swing width detection signal.

【0099】また、上記実施例では、走査手段として共
振スキャナ210を用いているが、走査手段としてガル
バノミラーを用いてもよい。
In the above embodiment, the resonance scanner 210 is used as the scanning means, but a galvanomirror may be used as the scanning means.

【0100】なお、上記実施例では、本発明の光走査装
置を共焦点顕微鏡に適用した場合について説明したが、
本発明の光走査装置は、共焦点顕微鏡に限らず、レーザ
マーカやレーザプリンタにも同様に適用することができ
る。その場合には、均一な濃度の印字および均一な寸法
の印字が可能となる。
In the above embodiment, the case where the optical scanning device of the present invention is applied to a confocal microscope has been described.
The optical scanning device of the present invention can be applied not only to a confocal microscope but also to a laser marker or a laser printer. In this case, printing with uniform density and printing with uniform dimensions can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例における共焦点顕微鏡の側面
図である。
FIG. 1 is a side view of a confocal microscope according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の共焦点顕微鏡の光学系搭載部、間接取り
付け部および台座の組み立て構造を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an assembling structure of an optical system mounting unit, an indirect mounting unit, and a pedestal of the confocal microscope of FIG. 1;

【図3】図1の共焦点顕微鏡の光学系搭載部に搭載され
る光学系の一例を示す概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an optical system mounted on an optical system mounting section of the confocal microscope in FIG.

【図4】図3の水平方向偏向装置を含む光走査装置の概
略構成を示すブロック図である。
4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an optical scanning device including the horizontal deflection device of FIG. 3;

【図5】図4の光走査装置の詳細な構成を示す回路図で
ある。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the optical scanning device of FIG.

【図6】図5の光走査装置の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the optical scanning device of FIG. 5;

【図7】光走査装置の他の例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating another example of the optical scanning device.

【図8】PSDの受光領域とレーザ光のビームスポット
との関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a light receiving region of a PSD and a beam spot of a laser beam.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光学系 2 白色光光学系 10,10a,10b 半導体レーザ 44 レーザ駆動回路 200 自励発振回路 203 可変利得アンプ 210 共振スキャナ 211 ミラー 220 PSD 230 光量・ビーム振れ幅検出回路 231 加減算回路 235,236 スイッチ 234 整流回路 240 光量制御回路 241,251 基準電圧回路 242 比較積分回路 250 ビーム振れ幅制御回路 263 ビームスプリッタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser optical system 2 White light optical system 10, 10a, 10b Semiconductor laser 44 Laser drive circuit 200 Self-excited oscillation circuit 203 Variable gain amplifier 210 Resonance scanner 211 Mirror 220 PSD 230 Light intensity / beam fluctuation width detection circuit 231 Addition / subtraction circuit 235, 236 Switch 234 Rectifier circuit 240 Light intensity control circuit 241,251 Reference voltage circuit 242 Comparison / integration circuit 250 Beam swing width control circuit 263 Beam splitter

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物に光を走査させる光走査装置であ
って、 光を出射する光源と、 前記光源により出射された光を反射する鏡および前記鏡
を揺動させる揺動手段を有し、前記鏡で反射された光を
対象物に走査させる走査手段と、 前記走査手段の前記揺動手段を駆動する走査駆動回路
と、 前記走査手段の前記鏡で反射された光の少なくとも一部
を受光する受光素子と、 前記受光素子の出力信号から前記走査手段により走査さ
れる光の量を検出する光量検出回路と、 前記光量検出回路の出力信号に応答して前記走査手段に
より走査される光の量が一定になるように第1の制御信
号により前記光源をフィードバック制御する光量制御回
路と、 前記受光素子の出力信号から前記走査手段による光の走
査範囲を検出する走査範囲検出回路と、 前記走査範囲検出回路の出力信号に応答して前記走査手
段による光の走査範囲が一定になるように第2の制御信
号により前記走査駆動回路をフィードバック制御する走
査範囲制御回路とを備えたことを特徴とする光走査装
置。
An optical scanning device for scanning an object with light, comprising: a light source that emits light; a mirror that reflects light emitted by the light source; and a swinging unit that swings the mirror. Scanning means for scanning the object with the light reflected by the mirror; scanning drive circuit for driving the swing means of the scanning means; and at least a part of the light reflected by the mirror of the scanning means. A light receiving element for receiving light, a light quantity detection circuit for detecting an amount of light scanned by the scanning means from an output signal of the light receiving element, and a light scanned by the scanning means in response to an output signal of the light quantity detection circuit A light amount control circuit that feedback-controls the light source by a first control signal so that the amount of light becomes constant; a scanning range detection circuit that detects a scanning range of light by the scanning unit from an output signal of the light receiving element; A scanning range control circuit that feedback-controls the scanning drive circuit with a second control signal so that the scanning range of the light by the scanning unit becomes constant in response to an output signal of the scanning range detection circuit. Optical scanning device.
【請求項2】 前記光源のオフ期間に、前記光源、前記
走査手段、前記受光素子、前記光量検出回路および前記
光量制御回路により形成される第1のループを開放状態
にする第1のスイッチと、 前記光源のオフ期間に、前記走査駆動回路、前記走査手
段、前記受光素子、前記走査範囲検出回路および前記走
査範囲制御回路により形成される第2のループを開放状
態にする第2のスイッチと、 前記第1のスイッチのオフ時に前記光量制御回路の前記
第1の制御信号を保持する第1の保持回路と、 前記第2のスイッチのオフ時に前記走査範囲制御回路の
前記第2の制御信号を保持する第2の保持回路とをさら
に備えたことを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
2. A first switch for opening a first loop formed by the light source, the scanning means, the light receiving element, the light quantity detection circuit, and the light quantity control circuit during an off period of the light source. A second switch for opening a second loop formed by the scan drive circuit, the scan means, the light receiving element, the scan range detection circuit, and the scan range control circuit during an off period of the light source; A first holding circuit for holding the first control signal of the light quantity control circuit when the first switch is off; and a second control signal of the scanning range control circuit when the second switch is off. 2. The optical scanning device according to claim 1, further comprising: a second holding circuit for holding the data.
【請求項3】 対象物に光を走査させる光走査装置であ
って、 光を出射する光源と、 前記光源により出射された光を反射する鏡および前記鏡
を揺動させる揺動手段を有し、前記鏡で反射された光を
対象物に走査させる走査手段と、 前記走査手段の前記揺動手段を駆動する走査駆動回路
と、 前記走査手段の前記鏡で反射された光の少なくとも一部
を受光する受光素子と、 前記受光素子の出力信号から前記走査手段により走査さ
れる光の量を検出する光量検出回路と、 前記光量検出回路の出力信号に応答して前記走査手段に
より走査される光の量が一定になるように制御信号によ
り前記光源をフィードバック制御する光量制御回路と、 前記光源のオフ期間に、前記光源、前記走査手段、前記
受光素子および前記光量検出回路により構成されるルー
プを開放状態にするスイッチと、 前記スイッチのオフ時に前記光量制御回路の前記制御信
号を保持する保持回路とを備えたことを特徴とする光走
査装置。
3. An optical scanning device that scans an object with light, comprising: a light source that emits light; a mirror that reflects the light emitted by the light source; and a rocking unit that rocks the mirror. Scanning means for scanning the object with the light reflected by the mirror; scanning drive circuit for driving the swing means of the scanning means; and at least a part of the light reflected by the mirror of the scanning means. A light receiving element for receiving light, a light quantity detection circuit for detecting an amount of light scanned by the scanning means from an output signal of the light receiving element, and a light scanned by the scanning means in response to an output signal of the light quantity detection circuit A light amount control circuit that feedback-controls the light source by a control signal so that the amount of light becomes constant; and the light source, the scanning unit, the light receiving element, and the light amount detection circuit during an off period of the light source. Optical scanning device comprising a switch for the-loop in an open state, further comprising a holding circuit for holding the control signal of the light amount control circuit when off of the switch.
【請求項4】 前記走査手段の前記鏡で反射された光の
一部を分岐して前記受光素子に導く分岐手段をさらに備
えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
光走査装置。
4. The device according to claim 1, further comprising a branching unit that branches a part of the light reflected by the mirror of the scanning unit and guides the light to the light receiving element. Optical scanning device.
【請求項5】 前記光源は、光走査用光源および制御用
光源を含み、 前記走査手段は、前記光走査用光源により出射された光
を前記鏡の表面で反射させて前記対象物に走査させると
ともに、前記制御用光源により出射された光を前記鏡の
裏面で反射させて前記受光素子に導くことを特徴とする
請求項1〜3のいずれかに記載の光走査装置。
5. The light source includes a light source for light scanning and a light source for control, and the scanning means reflects the light emitted from the light source for light scanning on a surface of the mirror to scan the object. The optical scanning device according to any one of claims 1 to 3, wherein the light emitted by the control light source is reflected by a back surface of the mirror and guided to the light receiving element.
【請求項6】 前記受光素子は所定幅の受光領域を有
し、前記走査手段は、前記受光素子の前記受光領域の幅
よりも大きい寸法の光スポットを前記受光素子の前記受
光領域に形成することを特徴とする請求項1〜5のいず
れかに記載の光走査装置。
6. The light receiving element has a light receiving area of a predetermined width, and the scanning means forms a light spot having a size larger than the width of the light receiving area of the light receiving element in the light receiving area of the light receiving element. The optical scanning device according to claim 1, wherein:
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