JP2002014286A - 走査型共焦点顕微鏡及びその遮光板の位置調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出器レンズで集光された検出光のスポット
と遮光板の開口とを、簡易に一致できる走査型共焦点顕
微鏡及び遮光板の位置調整方法を提供する。 【解決手段】 走査型共焦点顕微鏡１００において、遮
光板１４０は、標本１かから戻ってきた検出光の光軸Ｌ
に垂直な面内で移動可能で（Ｘ−Ｙ方向）、かつ、標本
１上のスポットと共役な点Ｇを中心に光軸Ｌ方向（Ｚ方
向）に前後移動可能である。検出光の光円錐Ｐが開口１
４１と一致していないとき遮光板１４０は、光円錐Ｐと
開口１４１が一致するまで光軸Ｌに対し垂直な面内で移
動される。光円錐Ｐと開口１４１が一致しているとき遮
光板１４０は、光円錐Ｐが開口１４１から外れるまで光
軸Ｌ方向に移動される。これらの遮光板１４０の移動
は、遮光板１４０が標本１と光学的に共役な位置Ｇに達
するまで繰り返し実行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は走査型共焦点顕微鏡
及びその遮光板の位置調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より微細な標本の形状、構造等を観
察するための走査型共焦点顕微鏡が公知である。この従
来の走査型共焦点顕微鏡は、レーザ光源からの光を所定
ビーム径まで広げ、これを走査ユニット、走査レンズ、
対物レンズ等の光走査手段を用いて標本に対してＸ−Ｙ
方向（２次元）に走査しながら照射し、このとき標本か
ら戻ってくる光（反射光、蛍光、散乱光等の検出光）を
光検出器によって検出して、標本の形状、構造等を観察
するものである。

【０００３】この走査型共焦点顕微鏡では、標本から戻
ってきた検出光を光検出器に向けて集光させるための検
出器レンズが、標本から光検出器に至る光路上に配置さ
れている。そして、検出器レンズと光検出器との間に
は、所定の口径の開口（共焦点開口）が形成された遮光
板が配置されている。ここで開口径は、標本上に照射さ
れるレーザ光のビーム径と走査型共焦点顕微鏡に備えら
れた対物レンズの開口率ＮＡ等に応じて決定される。仮
に、対物レンズの開口率ＮＡが１．０で、光学系の総合
倍率が１００倍、レーザ光の波長が５００ｎｍ程度であ
るならば、開口径は６０μｍ程度となる。

【０００４】このように開口が形成された遮光板を検出
器レンズと光検出器との間に配置するのは、光検出器で
検出すべき検出光（標本上に照射されたレーザ光のスポ
ット領域から戻ってきた光）の光路に、標本上のスポッ
ト領域以外の他の領域から発生した光が混入し得るから
であり、この開口を通過できた光のみが光検出器で検出
される。換言すれば、標本上の他の領域（点）から発生
した光が光検出器で検出されることは殆どなく、従っ
て、高い横分解能のみならず、高い縦分解能をもって標
本を観察することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、遮光板の開
口によって、標本上のスポット領域以外の他の領域から
発生した光を排除するためには、その開口中心と、検出
器レンズによって集光された検出光のスポット中心とを
一致させなければならない。仮に、遮光板の開口中心と
スポットの中心とがずれると、開口を通過する検出光の
光量が減ってしまい、光検出器からの検出信号のＳＮ比
を悪化させることになる。

【０００６】例えば、開口中心がスポット中心から開口
径の１／４程度ずれると、開口を通過する検出光の光強
度は１０％程度減少し、開口径の１／２程度ずれると光
強度は５０％程度減少する。ここで、走査型共焦点顕微
鏡にあっては、開口が形成された遮光板を交換する場合
等に遮光板自体を配置し直さなければならない。ここ
で、交換される遮光板は、その開口の加工精度によっ
て、一般的に他の遮光板の開口位置と０．１ｍｍ程度の
誤差が生じ得る。このような０．１ｍｍ程度誤差は、遮
光板の開口径（６０μｍ程度）に比べて大きく、遮光板
の開口中心と検出光のスポット中心との不一致が生じ易
い。すなわち、走査型共焦点顕微鏡上に遮光板を設計通
りに搭載しても、その開口が検出光のスポットから完全
に外れることがある。このように遮光板の開口が検出光
のスポットから完全に外れると、当該検出光が光検出器
に達することなく、標本の観察ができなくなる。又、遮
光板を他の位置に配置し直すときに同様である。

【０００７】これらの場合には、遮光板を標本と光学的
に共役な位置に載置しておき、その後、検出器レンズの
光軸に垂直な面内で移動させて、開口中心を検出光のス
ポット中心に合わせる作業が必要になるが、開口が検出
光のスポットから完全に外れていると、遮光板を光軸に
垂直な面内で何れの方向に動かせばよいかが分からなく
なり、径が極めて小さい開口（６０μｍ）を検出光のス
ポット（６０μｍ）に一致させる作業（光学調整）が困
難となる。この作業は、結局、作業者の勘に頼ることと
なり、開口を検出光のスポットに合わせる作業（光学調
整）に多大な時間を要することになる。

【０００８】特に、対物レンズの開口率ＮＡを大きく
し、レーザ光源の短波長化を図った近年の走査型共焦点
顕微鏡にあっては、検出光のスポット径は、更に小さく
なる傾向にあり、遮光板の開口とスポットとを一致させ
る光学調整が、更に困難になる傾向にある。ここで、検
出器レンズの焦点距離を長くすれば検出光のスポット径
を大きくすることができ、これに合わせて遮光板の開口
径も大きくすることができ、この場合には、光学調整が
行い易くなる。しかし、検出器レンズの焦点距離を大き
くすることは、光学系の大型化、ひいては走査型共焦点
顕微鏡全体の大型化を招来することになる。

【０００９】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
で、検出器レンズで集光された検出光のスポットとこれ
と略同じ径の遮光板の開口とを、簡易に一致させること
ができる走査型共焦点顕微鏡及びその遮光板の位置調整
方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、光源と、光源からの光を
集光して標本に照射する光走査手段と、前記標本から発
せられる検出光を検出する光検出器と、前記検出光を前
記光検出器の検出部に集光させる検出器レンズと、前記
検出器レンズと前記光検出器の間に配置され集光された
前記検出光のスポット径と略同一の径の開口を有する遮
光板とを備えた走査型共焦点顕微鏡において、前記遮光
板を、前記検出器レンズの光軸に垂直な面内で移動可能
にする第１の調整手段と、前記遮光板を、前記標本と光
学的に共役な点を中心に前記光軸の方向に前後移動可能
にする第２の調整手段とを備えているものである。これ
により、開口を光軸に垂直な面内だけではなく、光軸方
向にも移動でき、開口中心とスポット中心との位置合わ
せの自由度が向上し、光学調整を短時間に容易に行なう
ことができる。

【００１１】又、請求項２の発明は、光源と、光源から
の光を集光して標本に照射する光走査手段と、前記標本
から発せられる検出光を検出する光検出器と、前記検出
光を前記光検出器の検出部に集光させる検出器レンズ
と、前記検出器レンズと前記光検出器の間に配置され集
光された前記検出光のスポット径と略同一の径の開口を
有する遮光板とを備えた走査型共焦点顕微鏡において、
前記遮光板を、前記検出器レンズの光軸に垂直な面内で
移動可能にする第１の調整手段と、前記遮光板を、前記
標本と光学的に共役な点を中心に前記光軸の方向に前後
移動可能にする第２の調整手段と、前記第２の調整手段
によって前記遮光板を前記標本と光学的に共役な位置か
ら当該光軸方向に一定距離離れた位置まで初期移動させ
る初期移動制御手段と、前記検出光のスポットが前記開
口と一致していないことが前記光検出器によって検知さ
れていることを条件に、前記第１の調整手段によって前
記遮光板を、前記検出光のスポットが前記開口と一致す
ることが前記光検出器によって検知されるまで、前記光
軸に対し垂直な面内で移動させる第１の移動制御手段
と、前記検出光のスポットが前記開口と一致しているこ
とが前記光検出器によって検知されていることを条件
に、前記第２の調整手段によって前記遮光板を、前記検
出光のスポットが前記開口と一致していないことが前記
光検出器によって検知されるまで、前記光軸方向に移動
させる第２の移動制御手段と、前記遮光板が、前記標本
と光学的に共役な位置に達するまで前記第１、第２の移
動制御手段による前記遮光板の移動制御を繰り返し実行
する制御手段とを備えたものである。すなわち、制御手
段は、以下の手順で、開口中心と検出光のスポット中心
との位置合わせ（光学調整）を行う。

【００１２】（１） 遮光板が標本と共役な位置から、
第１の調整手段によって光軸に沿って前後の何れかに一
旦ずらされる。このとき遮光板によって遮られる検出光
の光円錐の光半径は、前記共役な位置でのスポット径よ
り大きい。その後、遮光板の開口が、第２の調整手段に
よって、大きな光半径のスポットに一致される。 （２） 光検出器によって開口を通過する検出光の光量
をモニタしながら、遮光板を、光軸に沿って光量が増大
する方向（光半径が小さくなる方向）に移動させる。

【００１３】（３） その後、光検出器によって検出さ
れた光量が急激に減少した時点で、遮光板の光軸方向の
移動が停止される。 （４） 次いで、光検出器による検出光の光量がモニタ
され、光量が最大となるように、遮光板が光軸と垂直な
面内で移動される。 （５） 検出された光量が変化しなくなるまで手順
（２）〜（４）が繰り返し実行される。

【００１４】この結果、遮光板の開口中心が、検出光の
スポット中心に、容易に一致される。又、請求項３の発
明は、光源と、光源からの光を集光して標本に照射する
光走査手段と、前記標本から発せられる検出光を検出す
る光検出器と、前記検出光を前記光検出器の検出部に集
光させる検出器レンズと、前記検出器レンズと前記光検
出器の間に配置され集光された前記検出光のスポット径
と略同一の径の開口を有する遮光板とを備えた走査型共
焦点顕微鏡の遮光板の位置調整方法において、前記遮光
板を、前記検出器レンズの光軸上の前記標本と光学的に
共役な位置から該光軸方向に一定距離離れた位置まで初
期移動させる初期移動手段と、前記検出光のスポットが
前記開口と一致していないことが前記光検出器によって
検知されていることを条件に、前記遮光板を、前記検出
光のスポットが前記開口と一致することが前記光検出器
によって検知されるまで、前記光軸に対し垂直な面内で
移動させる第１の移動手順と、前記検出光のスポットが
前記開口と一致していることが前記光検出器によって検
知されていることを条件に、前記遮光板を、前記検出光
のスポットが前記開口と一致していないことが前記光検
出器によって検知されるまで、前記光軸方向に移動させ
る第２の移動手順と、前記遮光板が、前記標本と光学的
に共役な位置に達するまで前記第１、第２の移動手順に
よる前記遮光板の移動制御を繰り返し実行する制御手順
とを含んでいるものである。これにより、以下の容易な
手順に従った開口と検出光のスポットとの位置合わせ
（光学調整）が可能になる。この開口とスポットとの位
置合わせは、短時間でしかも精度良く行うことができ
る。

【００１５】（１） 標本と共役な位置から遮光板を、
第１の調整手段によって光軸に沿って前後の何れかにず
らす。このとき遮光板によって遮られる検出光の光円錐
の光半径は、前記共役な位置でのスポット径より大き
い。従って、開口を第２の調整手段によって、大きな光
半径のスポットに一致させることができる。

【００１６】（２） 光検出器によって開口を通過する
検出光の光量をモニタしながら、遮光板を、光軸に沿っ
て光量が増大する方向（光半径が小さくなる方向）に移
動させる。 （３） その後、光検出器によって検出された光量が急
激に減少した時点で、遮光板の光軸方向の移動を停止さ
せる。

【００１７】（４） 次いで、光検出器による検出光の
光量をモニタしながら、光量が最大となるように、遮光
板を光軸と垂直な面内で移動させる。 （５） 検出された光量が変化しなくなるまで手順
（２）〜（４）を繰り返し行う。この結果、遮光板の開
口中心を検出光のスポット中心に容易に一致させること
ができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の第１の実施の形態について、図１から図４を用いて
説明する。図１は走査型共焦点顕微鏡１００の全体構成
を示す図である。この図に示すように、走査型共焦点顕
微鏡１００は、レーザ光源１０１、レーザ光源１０１か
らのレーザ光を所定ビーム径に広げるビームエキスパン
ダ１０２、ビームエキスパンダ１０２で所定ビーム径に
広げられたレーザ光を標本１上でＸ−Ｙ方向に走査する
ための走査ユニット１１０、走査レンズ１０４、リレー
レンズ１０５、ミラー１０６、対物レンズ１２０、標本
ホルダ１０７、標本ホルダ１０７上の標本１から戻って
きた検出光（反射光、蛍光、散乱光等）を検出するため
の光検出器１３０、前記検出光を光検出器１３０側に偏
向させるビームスプリッタ１０８、ビームスプリッタ１
０８と光検出器１３０との間に配置される検出器レンズ
１０９、遮光板１４０、この遮光板１４０を検出器レン
ズ１０９の光軸Ｌの方向及びこれに垂直な面内で移動さ
せる遮光板移動装置１５０、走査ユニット１１０による
標本１への光の光走査状態と光検出器１２０からの信号
とに基づいて標本１の観察結果を示すデータを生成する
データ処理装置１６０等によって構成されている。

【００１９】このうち走査ユニット１１０は２枚の可動
式ミラー１１１，１１２を有し互いに直交する２方向
（標本１上のＸ−Ｙ方向）でレーザ光を走査する。この
走査ユニット１１０によって走査されたレーザ光は、走
査レンズ１０４で一次像面１００Ａでスポット状に結像
され、その後、リレーレンズ１０５、ミラー１０６を介
して偏向され、対物レンズ１２０によって標本１上でも
スポット状に結像される。

【００２０】標本１上でスポット状に結像された像は点
像となり、そのスポット径は、対物レンズ１２０の開口
率ＮＡで決まる（スポット領域）。ここでは、０．２５
μｍ〜０．５μｍ程度である。このスポット領域におけ
る標本１の光学的な特性により検出光（反射光、蛍光、
散乱光等）がこのスポット領域より生じる。標本１上の
スポット領域（照射領域）で生じた検出光（反射光、蛍
光、散乱光等）は、再び対物レンズ１２０で集められ、
照射されたレーザ光と同じ光路を逆方向に進み、リレー
レンズ１０５によって一次像面１００Ａで結像され、そ
の後、走査レンズ１０４，走査ユニット１１０を経て、
ビームスプリッタ１０８に達する。

【００２１】標本１からビームスプリッタ１０８に至っ
た検出光は、このビームスプリッタ１０８で光検出器１
３０側に偏向され、検出器レンズ１０９によって遮光板
１４０の開口（共焦点開口）１４１に向けて、所定のス
ポット径に集光される。光検出器１３０はこの開口１４
１の先に配置されているため、この開口１４１を通過で
きた光のみが光検出器１３０に達して、その検出が行わ
れる。

【００２２】ところで、開口１４１に集光されるスポッ
ト径は、標本１に照射されるレーザ光のスポット径（ス
ポット領域の大きさ）に対応するもので、対物レンズ１
２０の開口率ＮＡ、更には、光学系の総合倍率、レーザ
光の波長によって決定される（この実施の形態では、後
述するように６０μｍ）。

【００２３】標本１にレーザ光が照射されたとき、スポ
ット領域以外の他の領域（点）から発生した光は、検出
光と同じ光路に混入する虞があるが、混入した光は、開
口１４１を通過することが殆どなく像を結ぶことがな
い。すなわち、標本１上のスポット領域以外で生じた光
は、遮光板１４０によって遮られることになり、この結
果、走査型共焦点顕微鏡１００では高い横分解能だけで
なく、高い縦分解能をもって標本１の形状、構造等を観
察できる。

【００２４】ここで、走査型共焦点顕微鏡１００の高い
縦横分解能を実現するため、遮光板１４０の開口１４１
を、検出器レンズ１０９によって集光された検出光のス
ポットに一致させる必要がある。例えば、ＮＡ＝１．０
の対物レンズ１２０を用い、対物レンズ１２０から検出
器レンズ１０９に至る光学系の総合倍率が１００倍であ
るなら、レーザ光源１０１から照射されるレーザ光の波
長が５００ｎｍのとき、スポット径は６０μｍ程度であ
り、開口１４１の径はこれと略同じ若しくは若干小さい
値（ここでは６０μｍ）に形成される。

【００２５】ここで、遮光板移動装置１５０により遮光
板１４０を移動させて、開口１４１を検出器レンズ１０
９で集光されたスポットＰと一致させる作業（光学調
整）の手順について説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、
各々、遮光板移動装置１５０を示す正面断面図、側部断
面図及び底面図である。

【００２６】この遮光板移動装置１５０では、遮光板１
４０は、円筒状の保持部材１５１に保持される。ここで
遮光板１４０は、金属の薄板からなり、その表面にエッ
チング加工等で開口１４１が設けられている。この開口
１４１の開口径は、上記の通り、６０μｍ程度である。

【００２７】遮光板１４０を保持する保持部材１５１に
は、その下方に切欠部１５１ａが形成され、この切欠部
１５１ａに、バネによって付勢されたロッド１５２が嵌
合されている。又、保持部材１５１は、ハウジング１５
３に設けられた凹部１５３Ａに収容されている。この凹
部１５３Ａは、保持部材１５１の外形よりやや大きめに
形成されている。そして、保持部材１５１は、凹部１５
３Ａに収容された状態で、前記ロッド１５２にてその下
方から、２つの調整ピン１５４，１５５によってその上
方から、計３点で支持されている。

【００２８】調整ピン１５４，１５５には、そのロッド
部分１５４ａ，１５５ａに雄ネジが形成されており、ハ
ウジング１５３側の雌ネジが形成された貫通孔に螺合さ
れる。ここで、調整ピン１５４のつまみ部１５４ｂを回
して引き上げることで、図３（ａ）に示すように、遮光
板１４０の開口１４１は左方向に移動し、調整ピン１５
５のつまみ部１５５ｂを回して引き上げることで、図３
（ｂ）に示すように、遮光板１４０の開口１４１は右方
向に移動する（Ｘ方向への移動）。

【００２９】又、調整ピン１５４，１５５を共に引き上
げることで、遮光板１４０の開口１４１は上方向に（図
３（ｃ））、共に引き下げることで遮光板１４０の開口
１４１は下方向に（図３（ｄ））、各々移動する（Ｙ方
向への移動）。又、ハウジング１５３の両側部には、図
２（ａ）〜（ｃ）に示すように、リニアガイド１５６
Ａ，１５６Ａが設けられている。このリニアガイド１５
６Ａ，１５６Ａは、走査型共焦点顕微鏡１００本体の台
座１０３に固定されており、ハウジング１５３は、台座
１０３に対し、リニアガイド１５６Ａ，１５６Ａに沿っ
て移動可能になっている。

【００３０】ここで、ハウジング１５３の前後（Ｚ方向
の前後）には、光軸方向調整部１５７が配置されてい
る。この光軸方向調整部１５７の固定部１５７Ａには、
バネによって付勢された押しピン１５８が設けられてい
る。又、固定部１５７Ｂには雌ネジが切られた貫通孔１
５７Ｃが形成され、この貫通孔１５７Ｃに、雄ネジが形
成されたロッド１５９が螺合されている。

【００３１】このロッド１５９のつまみ部１５９ｂを回
すことで、開口１４１がハウジング１５３ごと、台座１
０３に対してＺ方向（光軸Ｌ方向）に移動する。次に、
この遮光板移動装置１５０を用いた遮光板１４０の位置
調整方法について説明する。上記したように、検出器レ
ンズ１０９によって集光された検出光のスポット径は６
０μｍ程度と極めて小さい。又、開口１４１もこれに合
わせて６０μｍ程度の大きさに形成されている。

【００３２】従って、遮光板１４０を単に光軸Ｌに垂直
な面内（Ｘ−Ｙ面）で移動させて、その開口１４１中心
をスポットＰの中心に一致させるのは困難である。そこ
で、この実施の形態では、遮光板１４０の開口１４１中
心と、集光された検出光のスポットＰの中心との位置合
わせ（光学調整）を以下の手順で行っている。尚、開口
１４１とスポットＰとの位置合わせを行うに当たって
は、検出光の光量を多くするため、標本１として金属鏡
が、標本ホルダ１０７上に搭載される。

【００３３】位置合わせを行うに当たっては、先ず、図
４（ａ）に示すように、遮光板１４０を、検出器レンズ
１０９の光軸Ｌに沿って（Ｚ方向）、標本１と共役な位
置Ｇから検出器レンズ１０９側に移動させる（図４
（ａ）中、破線で示す遮光板１４０）。このとき遮光板
１４０が、検出光の光円錐を遮る面（図中斜線で示す部
分）が大きくなる（面Ｓ１）。

【００３４】そして、遮光板１４０を今度は光軸Ｌに垂
直な面内（Ｘ−Ｙ面）にて移動させて、この大きな面Ｓ
１と開口１４１とを合わせる（図４（ａ）中、実線で示
す遮光板１４０）。ここで、面Ｓ１は検出光のスポット
Ｐに比べて大きいので、面Ｓ１と開口１４１とを一致さ
せることは容易である。

【００３５】開口１４１が面Ｓ１と一致したとき、開口
１４１を通過する検出光は、広がっているため単位面積
当たりの光量は少ないものの、光検出器１３０は、この
少ない光量の検出光を検出することができる。従って、
光検出器１３０からの信号をモニタしながら、遮光板１
４０をＸ−Ｙ面内で移動させ、光検出器１３０が、開口
１４１と検出光の面Ｓ１とが一致していることを示す信
号を出力する時点で、その移動を停止すればよい。

【００３６】開口１４１が検出光の面Ｓ１と一致してい
ることが検出されて遮光板１４０の移動を停止したなら
ば、この状態をモニタしながら、今度は遮光板１４０を
光軸Ｌに沿って、共役な位置点Ｇに近づける（図３
（ｂ））。このとき遮光板１４０が検出光の光円錐を遮
る面が徐々に小さくなり（Ｓ２）、単位面積当たりの光
量が増え、光検出器１３０からの出力信号が徐々に大き
くなる。更に、遮光板１４０が共役な位置Ｇに向かって
光軸Ｌ方向に移動すると開口１４１が面Ｓ２から外れ
る。このとき開口１４１を通過する検出光の光量が急激
に減少し、その旨が、光検出器１３０によって検知され
る。

【００３７】光検出器１３０からの出力信号によって、
開口１４１が、遮光板１４０が光円錐を遮る面Ｓ２から
外れたことが検知されたならば、遮光板１４０の検出器
レンズ１０９の光軸Ｌ方向（Ｚ方向）への移動を停止さ
せ、遮光板１４０をＸ−Ｙ面内で移動させる（図３
（ｃ））。開口１４１が面Ｓ２から外れた直後であれ
ば、開口１４１は、面Ｓ２から僅かに外れただけなの
で、遮光板１４０をＸ−Ｙ面内で微動させれば、再び開
口１４１を面Ｓ（Ｓ２）に一致させることができる。

【００３８】開口１４１と面Ｓ２が再び一致したなら
ば、遮光板１４０を光軸Ｌ方向（Ｚ方向）に移動させ
て、開口１４１を標本１と共役な位置Ｇに近づける（図
３（ｄ））。このとき遮光板１４０が光円錐を遮る面Ｓ
が再び小さくなる（Ｓ３）。以下同様の手順を繰り返す
ことで、標本１と共役な位置Ｇにおいて、開口１４１中
心を検出光のスポットＰの中心に一致させることができ
る（図３（ｅ））。

【００３９】以上、説明したように、本実施の形態の走
査型共焦点顕微鏡１００では、遮光板移動装置１５０を
用いて遮光板１４０の開口１４１を、検出器レンズ１０
９で集光される検出光のスポットＰに容易に、かつ短時
間で一致させることができ、走査型共焦点顕微鏡１００
の光学調整が容易となり、その使い勝手が向上する。
又、光学調整の精度が高いので、光検出器１３０による
検出時のＳＮ比が低下することがない。

【００４０】尚、上記した実施の形態では反射型の走査
型共焦点顕微鏡１００を例にあげて説明したが、蛍光、
散乱光及び透過光量による吸収の程度を捉えることがで
きる透過型顕微鏡にも、本発明は適用可能である。 （第２の実施の形態）次に、本発明の第２の実施の形態
について、図５を用いて説明する。

【００４１】この第２の実施の形態の走査型共焦点顕微
鏡２００は、遮光板１４０の開口１４１中心と検出光の
スポットＰの中心との位置合わせ（光学調整）を自動的
に行うようにしたものである。すなわち、走査型共焦点
顕微鏡２００の遮光板移動装置２５０では、遮光板移動
装置の調整ピン（図２参照）がアクチュエータ（図示省
略）によって自動的に調整可能になっている。

【００４２】このアクチュエータにはアクチュエータ駆
動部１９０が接続されており、自動制御部１８０が、当
該アクチュエータ駆動部１９０に駆動信号を送ること
で、前記調整ピンの移動量が自動制御される。この場
合、自動制御部１８０は、データ処理装置１６０と光検
出器１３０からの信号に基づいて、遮光板１４０のＸ−
Ｙ面内での移動量、Ｚ方向（光軸Ｌ方向）への移動量を
決定し、その旨を示す駆動信号をアクチュエータ駆動部
１９０に出力する。

【００４３】ここでは、自動制御部１８０は、遮光板１
４０を標本１と光学的に共役な位置Ｇから、一旦、光軸
Ｌ方向に一定距離離れた位置まで初期移動させる。そし
て、光検出器１３０からの出力信号に基づいて、検出光
のスポットＰが開口１４１と一致していないことを条件
に、遮光板１４０を、スポットＰが開口１４１と一致す
るまで、光軸Ｌに対し垂直なＸ−Ｙ面内で移動させる。

【００４４】更に、自動制御部１８０は、スポットＰが
開口１４１と一致していることを条件に、遮光板１４０
を、スポットＰが開口１４１と再び一致しなくなるま
で、光軸Ｌ方向に移動させる。自動制御部１８０は、こ
れらの処理を繰り返し実行して、遮光板１４０の開口１
４１を検出光のスポットＰに一致させる。

【００４５】尚、この第２の実施の形態の走査型共焦点
顕微鏡２００の他の構成は、上記した第１の実施の形態
の走査型共焦点顕微鏡１００と同一であり、その詳細な
説明は省略する。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、走査型共焦点顕微鏡において、前記遮光
板を前記検出器レンズの光軸に垂直な面内で移動可能に
する第１の調整手段と、前記遮光板を前記標本と光学的
に共役な点を中心に前記光軸の方向に前後移動可能にす
る第２の調整手段とを備えているので、開口を光軸に垂
直な面内だけではなく、光軸方向にも移動でき、開口中
心とスポット中心との位置合わせ（光学調整）の自由度
が向上し、ひいては、短時間に容易に光学調整を行なう
ことができる。この位置合わせにより、光検出器からの
出力信号のＳＮ比が低下することがない。特に、遮光板
の取り替え時等に、開口の中心が検出器レンズで集光さ
れた光のスポットと不一致であっても、短時間でこれら
を一致させることができ、走査型共焦点顕微鏡の光学調
整の操作性が向上する。

【００４７】又、請求項２の発明によれば、走査型共焦
点顕微鏡において、初期移動制御手段によって、前記遮
光板が前記標本と光学的に共役な位置から当該光軸方向
に一定距離離れた位置まで初期移動され、第１の移動制
御手段によって、前記検出光のスポットが前記開口と一
致していないことが前記光検出器によって検知されてい
ることを条件に前記検出光のスポットが前記開口と一致
することが前記光検出器によって検知されるまで、前記
遮光板が、前記光軸に対し垂直な面内で移動され、第２
の移動制御手段によって、前記検出光のスポットが前記
開口と一致していることが前記光検出器によって検知さ
れていることを条件に前記検出光のスポットが前記開口
と一致していないことが前記光検出器によって検知され
るまで、遮光板が、前記光軸方向に移動され、制御手段
によって、前記遮光板が前記標本と光学的に共役な位置
に達するまで前記第１、第２の移動制御手段による前記
遮光板の移動制御が繰り返し実行されるので、開口中心
と検出光のスポット中心との位置合わせ（光学調整）を
自動で行うことができる。この位置合わせにより、光検
出器からの出力信号のＳＮ比が低下することがない。

【００４８】又、請求項３の発明によれば、走査型共焦
点顕微鏡の遮光板の位置調整方法において、前記遮光板
が、前記検出器レンズの光軸上の前記標本と光学的に共
役な位置から該光軸方向に一定距離離れた位置まで初期
移動され、前記検出光のスポットが前記開口と一致して
いないことが前記光検出器によって検知されていること
を条件に前記検出光のスポットが前記開口と一致するこ
とが前記光検出器によって検知されるまで、前記遮光板
が前記光軸に対し垂直な面内で移動され、前記検出光の
スポットが前記開口と一致していることが前記光検出器
によって検知されていることを条件に前記検出光のスポ
ットが前記開口と一致していないことが前記光検出器に
よって検知されるまで、前記遮光板が前記光軸方向に移
動させられ、前記遮光板が前記標本と光学的に共役な位
置に達するまでこれらの遮光板の移動が繰り返し実行さ
れるので、容易な手順に従った開口と検出光のスポット
との位置合わせ（光学調整）が短時間で、しかも精度良
くできる。この位置合わせにより、光検出器からの出力
信号のＳＮ比が低下することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の走査型共焦点顕微
鏡１００の全体構成を示す図である。

【図２】走査型共焦点顕微鏡１００の遮光板移動装置１
５０を示す図である。

【図３】遮光板移動装置１５０による開口１４１の移動
方向を説明する図である。

【図４】遮光板移動装置１５０によって開口１４１を検
出光のスポットＰに合わせる手順を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の走査型共焦点顕微
鏡２００の全体構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 標本 １００，２００ 走査型共焦点顕微鏡 １０１ レーザ光源 １０２ ビームエキスパンダ １０８ ビームスプリッタ １０９ 検出器レンズ １１０ 走査ユニット １２０ 対物レンズ １３０ 光検出器 １４０ 遮光板 １４１ 開口 １５０，２５０ 遮光板移動装置 １８０ 自動制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、光源からの光を集光して標本に
   照射する光走査手段と、前記標本から発せられる検出光
   を検出する光検出器と、前記検出光を前記光検出器の検
   出部に集光させる検出器レンズと、前記検出器レンズと
   前記光検出器の間に配置され集光された前記検出光のス
   ポット径と略同一の径の開口を有する遮光板とを備えた
   走査型共焦点顕微鏡において、 前記遮光板を、前記検出器レンズの光軸に垂直な面内で
   移動可能にする第１の調整手段と、 前記遮光板を、前記標本と光学的に共役な点を中心に前
   記光軸の方向に前後移動可能にする第２の調整手段とを
   備えていることを特徴とする走査型共焦点顕微鏡。
2. 【請求項２】 光源と、光源からの光を集光して標本に
   照射する光走査手段と、前記標本から発せられる検出光
   を検出する光検出器と、前記検出光を前記光検出器の検
   出部に集光させる検出器レンズと、前記検出器レンズと
   前記光検出器の間に配置され集光された前記検出光のス
   ポット径と略同一の径の開口を有する遮光板とを備えた
   走査型共焦点顕微鏡において、 前記遮光板を、前記検出器レンズの光軸に垂直な面内で
   移動可能にする第１の調整手段と、 前記遮光板を、前記標本と光学的に共役な点を中心に前
   記光軸の方向に前後移動可能にする第２の調整手段と、 前記第２の調整手段によって、前記遮光板を、前記標本
   と光学的に共役な位置から当該光軸方向に一定距離離れ
   た位置まで初期移動させる初期移動制御手段と、 前記検出光のスポットが前記開口と一致していないこと
   が前記光検出器によって検知されていることを条件に、
   前記第１の調整手段によって、前記遮光板を、前記検出
   光のスポットが前記開口と一致することが前記光検出器
   によって検知されるまで、前記光軸に対し垂直な面内で
   移動させる第１の移動制御手段と、 前記検出光のスポットが前記開口と一致していることが
   前記光検出器によって検知されていることを条件に、前
   記第２の調整手段によって、前記遮光板を、前記検出光
   のスポットが前記開口と一致していないことが前記光検
   出器によって検知されるまで、前記光軸方向に移動させ
   る第２の移動制御手段と、 前記遮光板が、前記標本と光学的に共役な位置に達する
   まで前記第１、第２の移動制御手段による前記遮光板の
   移動制御を繰り返し実行する制御手段とを備えているこ
   とを特徴とする走査型共焦点顕微鏡。
3. 【請求項３】 光源と、光源からの光を集光して標本に
   照射する走査光学系と、前記標本から発せられる検出光
   を検出する光検出器と、前記検出光を前記光検出器の検
   出部に集光させる検出器レンズと、前記検出器レンズと
   前記光検出器の間に配置され集光された前記検出光のス
   ポット径と略同一の径の開口を有する遮光板とを備えた
   走査型共焦点顕微鏡の遮光板の位置調整方法において、 前記遮光板を、前記検出器レンズの光軸上の前記標本と
   光学的に共役な位置から該光軸方向に一定距離離れた位
   置まで初期移動させる初期移動手順と、 前記検出光のスポットが前記開口と一致していないこと
   が前記光検出器によって検知されていることを条件に、
   前記遮光板を、前記検出光のスポットが前記開口と一致
   することが前記光検出器によって検知されるまで、前記
   光軸に対し垂直な面内で移動させる第１の移動手順と、 前記検出光のスポットが前記開口と一致していることが
   前記光検出器によって検知されていることを条件に、前
   記遮光板を、前記検出光のスポットが前記開口と一致し
   ていないことが前記光検出器によって検知されるまで、
   前記光軸方向に移動させる第２の移動手順と、 前記遮光板が、前記標本と光学的に共役な位置に達する
   まで前記第１、第２の移動手順による前記遮光板の移動
   制御を繰り返し実行する制御手順とを含んでいることを
   特徴とする走査型共焦点顕微鏡の遮光板の位置調整方
   法。