JP3688748B2 - Laser trapping device - Google Patents
Laser trapping device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3688748B2 JP3688748B2 JP06275995A JP6275995A JP3688748B2 JP 3688748 B2 JP3688748 B2 JP 3688748B2 JP 06275995 A JP06275995 A JP 06275995A JP 6275995 A JP6275995 A JP 6275995A JP 3688748 B2 JP3688748 B2 JP 3688748B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser spot
- laser
- origin
- screen
- mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、真空中又は媒質中の粒子にレーザ光を照射して、当該粒子を捕捉するレーザトラッピング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
媒質中の微粒子を非接触，非破壊で捕捉したり、任意の位置へ転送する等のマニュピレーションを行う手法としてレーザトラッピングが知られている。
これは、レーザ光を顕微鏡内に導いて対物レンズで集光し、捕捉しようとする粒子に照射することにより光の放射圧を生じさせ、その圧力により当該粒子を捕捉するものである。
【０００３】
ところで、このレーザトラッピングにおいては、まず、任意の粒子を捕捉するために、その粒子の位置までレーザスポットを移動しなければならず、また、捕捉した粒子を任意の位置まで転送するために、当該レーザスポットを任意の位置に移動させることができなければらない。
このため、レーザ光の光路中に、レーザスポットの照射位置をＸ方向に移動させるＸ方向移動ミラーとＹ方向に移動させるＹ方向移動ミラーを配し、各ミラーの反射角度を調整することにより、レーザスポットを任意の位置に照射するとこができるように成されている。
【０００４】
そして、各ミラーの反射角度を調整する場合、その角度は極めて微量であるため、これを制御するために精密モータにより各ミラーの角度を微妙に調節するようにしている。
この場合に、例えば、顕微鏡の像をＣＣＤカメラで撮影し、その画像をみながらＸ方向移動ミラー駆動用の精密モータと及びＹ方向移動ミラー駆動用の精密モータのスイッチとなるジョイステック等を操作して各モータをオンオフさせることにより移動している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えばジョイスティック等で各精密モータのオンオフ操作をする場合、レーザスポットが移動終点に達するまで画面を見続けなければならないという面倒があるだけでなく、また、レーザスポットが移動終点に達したことを目で見て認識したときと、これに基づいて行うジョイスティックのスイッチ操作と、ジョイスティックのスイッチ操作に応動する各精密モータのオンオフのタイミングとの間に夫々タイムラグがあるので、レーザスポットを正確に位置決めするのが非常に面倒であるという問題があった。
【０００６】
このため、本発明者は、画面上で任意の点を指示するだけで、その点にレーザスポットを照射できるレーザトラッピング装置を開発した。
しかし、レーザトラッピング装置はレーザ光の光軸とＣＣＤカメラの光軸を完全に一致させなければ、正確に制御することかできないため、装置の組立の際に精度よく組み込んでいかなければならず、組立作業に多大な労力とコストがかかる。
【０００７】
また、精度よく組み立てることができたとしても、レーザトラッピング装置は周囲の振動等の影響を受けて光軸がずれやすいため、画面上で任意の点を指定したときに、当初はその位置にレーザスポットを正確に照射させることができても、経時的に光軸ずれを起こして正確な位置に照射することができなくなったり、また、光軸ずれを起こさなくても、レンズの倍率を変更したとき等にやはり指定した位置にレーザスポットを照射することができなくなるという新たな問題を生じた。
【０００８】
そこで、本発明は、画面上で任意の点を指示するだけで、その点にレーザスポットを照射できるようにすることを第一の技術的課題とし、装置組立時や外部からの振動による光軸ずれやレンズ交換したとき等に、指示点とレーザスポットの照射位置がずれても、正確な位置に照射できるように簡単に調整できるようにすることを第二の技術的課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本願発明は、真空中又は媒質中の粒子を捕捉するレーザ光の光路中に、レーザスポットの照射位置をＸ方向に移動させるＸ方向移動ミラーとＹ方向に移動させるＹ方向移動ミラーが配設され、各ミラーを所定の反射角度に傾斜させることにより、レーザスポットを媒質中の任意の位置に照射させるようになされたレーザトラッピング装置において、
前記粒子を撮影する撮像装置の画面上でレーザスポットを照射しようとする位置にマウスのマーカを位置させてマウスのスイッチボタンをクリックすることによりその位置を指示するレーザスポット照射位置設定手段と、
指示された位置のＸ−Ｙ座標を検出するＸ−Ｙ座標検出手段と、
検出されたＸ−Ｙ座標に応じて画面上で指示された位置にレースポットが照射されるように前記各ミラーを所定の反射角度に傾斜させるレーザスポット照射手段と、
前記レーザスポット照射位置設定手段により画面上の原点を指示したときに前記レーザスポット照射手段により照射されたレーザスポットが原点位置からずれていた場合に、Ｘ方向及びＹ方向の偏差分に応じて、Ｘ方向移動ミラー及びＹ方向移動ミラーの反射角度を調整し、または、撮像装置の撮影範囲をＸ方向及びＹ方向に夫々移動させて当該レーザスポットを画面上の原点に一致させる原点調整手段と、
前記原点調整手段により原点を一致させた状態で、前記レーザスポット照射位置設定手段により画面上の原点以外の点を指示したときに前記レーザスポット照射手段により照射されるレーザスポットが指示点位置からずれていた場合に、Ｘ方向及びＹ方向の偏差分に応じて、前記レーザスポット照射手段におけるＸ方向及びＹ方向の長さに対する各ミラーの反射角度のゲインを調整し、レーザスポットを指示点に一致させるＸ方向ゲイン調整手段及びＹ方向ゲイン調整手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】
【作用】
本願発明によれば、レーザスポット照射位置設定手段により画面上でレーザスポットを照射しようとする位置を指示すると、Ｘ−Ｙ座標検出手段によりその位置のＸ−Ｙ座標が検出され、レーザスポット照射手段により前記Ｘ−Ｙ座標に応じて前記各ミラーが所定の反射角度に傾斜されるので、画面上で指示された位置に正確にレーザスポットが照射される。
そして、レーザ光と撮像装置の光軸等がずれて、レーザスポット照射位置設定手段により指示したレーザスポット照射位置と、実際に照射された位置が異なる場合に、これらを一致させる補正を行うことができる。
【００１１】
この場合、まず、レーザスポット照射位置設定手段により画面上の原点を指示したときに前記レーザスポット照射手段により照射されたレーザスポットが原点位置からずれていた場合、原点調整手段により、Ｘ方向及びＹ方向の偏差分に応じて、Ｘ方向移動ミラー及びＹ方向移動ミラーの反射角度を調整し、または、撮像装置の撮影範囲をＸ方向及びＹ方向に夫々移動させ、当該レーザスポットを画面上の原点に一致させ、これにより光軸のズレが補正される。
【００１２】
次いで、レーザスポット照射位置設定手段により画面上の原点以外の点を指示したときに前記レーザスポット照射手段により照射されるレーザスポットが指示点位置からずれていれば、Ｘ方向ゲイン調整手段及びＹ方向ゲイン調整手段により、Ｘ方向及びＹ方向の偏差分に応じて、前記レーザスポット照射手段におけるＸ方向及びＹ方向の長さに対する各ミラーの反射角度のゲインを調整し、レーザスポットを指示点に一致させ、これにより、画面上の長さと各ミラーの反射角度の関係が補正される。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係るレーザトラッピング装置を示すフローシート、図２は画面を示す概略説明図である。
【００１４】
図中１は、真空又は媒質中の粒子にレーザ光源２からレーザ光を照射してその粒子を捕捉するレーザトラッピング装置であって、レーザ光の光路中に、レーザスポットの照射位置をＸ方向に移動させるＸ方向移動ミラー３ｘとＹ方向に移動させるＹ方向移動ミラー３ｙが配設されており、媒質及び粒子の入った容器４の上方には、当該容器４内を所定の倍率で拡大撮影するＣＣＤカメラ（撮像装置）５が配設されている。
【００１５】
６は、指示された任意の位置にレーザスポットを照射させるための制御装置であって、その入出力ポート７に、ＣＣＤカメラ５と、当該カメラ５で撮影された画面を表示するＣＲＴディスプレイ８と、種々の操作を行うマウス９と、前記各ミラー３ｘ，３ｙを所定角度傾斜させるための精密モータ１０ｘ，１０ｙが接続されている。
【００１６】
この制御装置６には、前記ＣＲＴディスプレイ８に表示された前記ＣＣＤカメラ５の画面上でレーザスポットを照射しようとする位置にマウス９でマーカを移動させて、任意の位置でマウス９のスイッチボタンをクリックすることによりその位置を指示するレーザスポット照射位置設定手段１１と、当該レーザスポット照射位置設定手段１１で指示された位置のＸ−Ｙ座標を検出するＸ−Ｙ座標検出手段１２と、検出されたＸ−Ｙ座標に応じて前記各ミラー３ｘ，３ｙを所定の反射角度に傾斜させ、画面上で指示された位置にレーザスポットを照射させるレーザスポット照射手段１３とを備えている。
【００１７】
また、１４は、レーザスポット照射位置設定手段１１により画面上の原点を指示したときにレーザスポット照射手段１３により照射されたレーザスポットが原点位置からずれていた場合に、その原点を一致させる原点調整手段である。
レーザスポット照射位置設定手段１１により原点を指示すると、Ｘ方向移動ミラー３ｘ及びＹ方向移動ミラー３ｙはどちらも中立位置（例えば反射角度４５°）に設定されるので、レーザ光の光軸とＣＣＤカメラ５の光軸が一致していれば、レーザスポットは原点に照射されるが、光軸がずれている場合は、原点と異なる位置に照射される。
【００１８】
したがって、Ｘ方向及びＹ方向の偏差分に応じて、反射角度調整器１５ｘ，１５ｙにより、Ｘ方向移動ミラー３ｘ及びＹ方向移動ミラー３ｙを所定の反射角度（例えばＸ方向移動ミラー３ｘを４７°，Ｙ方向移動ミラー３ｙを４４°）に夫々調整すれば、光軸のずれが補正される。
なお、この場合に、Ｘ方向移動ミラー３ｘ及びＹ方向移動ミラー３ｙの反射角度はそのままにして、ＣＣＤカメラ５で撮影している範囲をＸ方向及びＹ方向に夫々移動させることにより、レーザスポットを画面上の原点に一致させてもよい。
【００１９】
また、１６は、前記原点調整手段１４により原点を一致させた状態で、前記レーザスポット照射位置設定手段１１により画面上の原点以外の点を指示したときにレーザスポット照射手段１３により照射されるレーザスポットが指示点位置からずれていた場合に、前記レーザスポット照射手段１３におけるＸ方向及びＹ方向の長さに対する各ミラー３ｘ，３ｙの反射角度のゲインを調整するゲイン調整手段であって、Ｘ方向ゲイン調整器１７ｘ及びＹ方向ゲイン調整器１７ｙを備えている。
【００２０】
そして、各調整器１７ｘ，１７ｙにより、レーザスポット照射手段１３におけるＸ方向及びＹ方向の長さに対する各ミラー３ｘ，３ｙの反射角度のゲインを設定し直すことにより、レーザスポットを指示点に一致させ、これにより、画面上の長さと各ミラー３ｘ，３ｙの反射角度の関係を補正する。
【００２１】
以上が本発明の構成例であって、次にその作用について説明する。
装置を組み立てた時に、レーザ光とＣＣＤカメラ５の光軸合わせ，ＣＣＤカメラ５の取付角度調整，Ｘ方向及びＹ方向のゲイン調整を行う。
まず、図２（ａ）に示すように、レーザスポット照射位置設定手段１１により画面上の原点Ｐ0 （０，０）と、Ｘ軸上の点Ｐ1 （ｘ1 ，０）と，Ｙ軸上の点Ｐ2 （０，ｙ2 ）を指示し、レーザスポット照射手段１３によりレーザスポットを照射させる。
【００２２】
このとき、レーザスポットが夫々Ｑ0 ，Ｑ1 ，Ｑ2 に照射された場合、原点Ｐ0 とレーザスポットＱ0 の不一致は、ＣＣＤカメラ５の取付角度やＸ方向及びＹ方向のゲインとは全く関係なく、光軸のずれのみに影響するので、まず、レーザ光の光軸とＣＣＤカメラ５の光軸を一致させる。
具体的には、Ｘ方向及びＹ方向の偏差分に応じて、Ｘ方向移動ミラー３ｘ及びＹ方向移動ミラー３ｙの反射角度を調整することにより行う。
【００２３】
これは、例えば、原点位置に対応する各ミラー３ｘ，３ｙの反射角度が４５°である場合に、ＣＲＴディスプレイ８の画面を見ながら、原点位置調整手段１４の反射角度調整器１５ｘ，１５ｙにより夫々の反射角度を変化させ、レーザスポットが画面上の原点Ｐ0 と一致したときの、各ミラーの反射角度（例えばＸ方向移動ミラー３ｘを４７°，Ｙ方向移動ミラー３ｙを４４°）を中立位置として設定しなおせばよい。
なお、Ｘ方向移動ミラー３ｘ及びＹ方向移動ミラー３ｙの反射角度を調整することに替えて、ＣＣＤカメラ５の撮影範囲を、Ｘ方向及びＹ方向の偏差分に応じて移動させることにより、原点を一致させてもよい。
【００２４】
一方、指示点Ｐ1 はＸ軸上の点であるからＹ方向のゲインに影響されず、また、指示点Ｐ2 はＹ軸上の点であるからＸ方向のゲインには影響されないので、ＣＣＤカメラ５の取付角度が適正であれば、レーザスポットＱ1 はＸ軸上に位置する筈であり、レーザスポットＱ2 はＹ軸上に位置する筈である。
したがって、原点を一致させた時点で、図２（ｂ）に示すように、レーザスポットＱ1 及びＱ2 が、画面上のＸ軸上及びＹ軸上にない場合は、ＣＣＤカメラ５の取付角度が適正でないことがわかる。
この場合は、画面を見ながら、各レーザスポットＱ1 及びＱ2 が図２（ｃ）に示すように夫々Ｘ軸上及びＹ軸上に位置するように、ＣＣＤカメラ５をその光軸回りに回転させて取付角度を調整すればよい。
【００２５】
そして、図２（ｃ）に示すように、レーザスポットＱ1 及びＱ2 が夫々Ｘ軸上及びＹ軸上に位置したら、今度は、画面を見ながらゲイン調整手段１６のＸ方向ゲイン調整器１７ｘによりＸ方向のゲインを調整すると、レーザスポットＱ1 がＸ軸上を移動するので、指示点Ｐ1 と一致したところで止め、また、Ｙ方向ゲイン調整器１７ｙによりＹ方向のゲインを調整すると、レーザスポットＱ2 がＹ軸上を移動するので、指示点Ｐ2 と一致したところで止める。
これにより、レーザスポット照射手段１３の
画面上の長さと各ミラー３ｘ，３ｙの反射角度の関係が補正される。
【００２６】
以上の手順により、レーザ光の光軸とＣＣＤカメラ５の光軸が一致し、ＣＣＤカメラ５の取付角度が調整され、さらに、レーザスポット照射手段１３におけるＸ方向及びＹ方向の長さに対する各ミラー３ｘ，３ｙの反射角度のゲインが適正に調整される。
【００２７】
そして、任意の位置にレーザスポットを照射させる場合は、上述の調整作業が終了した後、図３に示すように、まず、ＣＲＴディスプレイ８の画面上に表示されたマーカＭをマウス９により移動させ、マウス９のスイッチボタンをクリックすることによりレーザスポット照射位置設定手段１１で所望の位置Ｐ3 をレーザスポット照射位置として設定する。
次いで、Ｘ−Ｙ座標検出手段１２により、そのレーザスポット照射位置Ｐ3 （ｘ3 ，ｙ3 ）のＸ−Ｙ座標が検出され、レーザスポット照射手段１３により前記Ｘ−Ｙ座標に基づいて精密モータ１０ｘ，１０ｙが駆動される。
レーザスポット照射手段１３には、画面上の長さに対応するミラーの反射角度のゲインが設定されているので、検出されたＸ−Ｙ座標Ｐ3 （ｘ3 ，ｙ3 ）に基づいて、各ミラー３ｘ，３ｙの反射角度が決定され、その位置にレーザ光が正確に照射され、位置ずれを起こすことがない。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本願発明によれば、レーザスポット照射位置設定手段により画面上でレーザスポットを照射しようとする位置を指示すると、Ｘ−Ｙ座標検出手段によりその位置のＸ−Ｙ座標が検出され、レーザスポット照射手段により前記Ｘ−Ｙ座標に応じて前記各ミラーが所定の反射角度に傾斜されるので、画面上で任意の点を指示するだけで、その点にレーザスポットを正確に照射することができるという優れた効果を有する。
【００２９】
また、レーザ光と撮像装置の光軸のずれや、Ｘ方向及びＹ方向の長さに対する各ミラーの反射角度のゲインを簡単に調整することができるので、装置組立時や外部からの振動による光軸ずれを起こしたり、レンズ交換することによりＸ方向及びＹ方向の長さに対する各ミラーの反射角度のゲインが変化しても、これらを簡単に補正して、指示した点にレーザスポットを正確に照射することができるという大変優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るレーザトラッピング装置を示すフローシート。
【図２】 調整中の画面を表す説明図。
【図３】 調整済の画面を表す説明図。
【符号の説明】
１・・・レーザトラッピング装置
２・・・レーザ光源
３ｘ・・Ｘ方向移動ミラー
３ｙ・・Ｙ方向移動ミラー
５・・・ＣＣＤカメラ（撮像装置）
６・・・制御装置
８・・・ＣＲＴディスプレイ
９・・・マウス
１０ｘ，１０ｙ・・・精密モータ
１１・・・レーザスポット照射位置設定手段
１２・・・Ｘ−Ｙ座標検出手段
１３・・・レーザスポット照射手段
１４・・・原点調整手段
１７ｘ・・Ｘ方向ゲイン調整器
１７ｙ・・Ｙ方向ゲイン調整器[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a laser trapping apparatus that irradiates particles in a vacuum or a medium with laser light and captures the particles.
[0002]
[Prior art]
Laser trapping is known as a technique for performing manipulations such as capturing fine particles in a medium in a non-contact and non-destructive manner or transferring them to an arbitrary position.
In this method, laser light is guided into a microscope, condensed by an objective lens, and irradiated onto particles to be captured to generate a radiation pressure of the light, and the particles are captured by the pressure.
[0003]
By the way, in this laser trapping, first, in order to capture an arbitrary particle, the laser spot must be moved to the position of the particle, and in order to transfer the captured particle to an arbitrary position, It must be possible to move the laser spot to any position.
For this reason, by arranging an X-direction moving mirror that moves the irradiation position of the laser spot in the X direction and a Y-direction moving mirror that moves in the Y direction in the optical path of the laser light, and adjusting the reflection angle of each mirror, When the laser spot is irradiated to an arbitrary position, the laser spot is formed.
[0004]
When the reflection angle of each mirror is adjusted, the angle is extremely small. Therefore, in order to control this, the angle of each mirror is finely adjusted by a precision motor.
In this case, for example, a microscope image is taken with a CCD camera, and a joystick or the like serving as a switch for the X-direction moving mirror driving precision motor and the Y-direction moving mirror driving precision motor is operated while viewing the image. Thus, each motor is moved by turning it on and off.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, when turning on / off each precision motor with a joystick, etc., not only is it troublesome to keep watching the screen until the laser spot reaches the movement end point, but also that the laser spot has reached the movement end point. Because there is a time lag between when the joystick is visually recognized and when the joystick switch operation is performed based on this, and when each precision motor that responds to the joystick switch operation is turned on and off, the laser spot can be accurately determined. There is a problem that positioning is very troublesome.
[0006]
For this reason, the present inventor has developed a laser trapping apparatus that can irradiate a laser spot to a point by simply pointing an arbitrary point on the screen.
However, since the laser trapping device cannot be controlled accurately unless the optical axis of the laser beam and the optical axis of the CCD camera are completely matched, it must be incorporated with high accuracy when assembling the device. The assembly work takes a lot of labor and cost.
[0007]
Even if it can be assembled with high precision, the laser trapping device is easily affected by the surrounding vibrations and the optical axis tends to shift, so when an arbitrary point is specified on the screen, the laser is initially placed at that position. Even if the spot can be accurately irradiated, the optical axis shifts over time, making it impossible to irradiate the correct position, or the lens magnification has been changed without causing the optical axis shift. There was a new problem that the laser spot could not be irradiated to the designated position.
[0008]
Therefore, the present invention has a first technical problem to be able to irradiate a laser spot to a point only by indicating an arbitrary point on the screen. It is a second technical problem to enable easy adjustment so that an accurate position can be irradiated even if the indication point and the irradiation position of the laser spot are shifted when a deviation or a lens is exchanged.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention moves the irradiation position of the laser spot in the X direction and the Y direction in the optical path of the laser beam that captures particles in the vacuum or in the medium. In a laser trapping apparatus in which Y-direction moving mirrors are arranged and each mirror is inclined at a predetermined reflection angle so as to irradiate a laser spot at an arbitrary position in the medium.
A laser spot irradiation position setting means for instructing the position of the mouse by positioning the mouse marker at a position where the laser spot is to be irradiated on the screen of the imaging device that images the particles and clicking the mouse switch button;
XY coordinate detection means for detecting XY coordinates at the indicated position;
Laser spot irradiating means for inclining the mirrors at a predetermined reflection angle so that a laser spot is irradiated at a position indicated on the screen in accordance with the detected XY coordinates ;
When the laser spot irradiated by the laser spot irradiation means is shifted from the origin position when the origin on the screen is instructed by the laser spot irradiation position setting means, according to the deviation in the X direction and the Y direction, An origin adjustment unit that adjusts the reflection angle of the X direction moving mirror and the Y direction moving mirror, or moves the imaging range of the imaging device in the X direction and the Y direction, respectively, to match the laser spot with the origin on the screen;
When a point other than the origin on the screen is instructed by the laser spot irradiation position setting unit with the origin adjusted by the origin adjustment unit, the laser spot irradiated by the laser spot irradiation unit is shifted from the indicated point position. In this case, the gain of the reflection angle of each mirror with respect to the length in the X direction and the Y direction in the laser spot irradiating means is adjusted according to the deviation in the X direction and the Y direction, and the laser spot is matched with the indicated point. An X direction gain adjusting means and a Y direction gain adjusting means are provided.
[0010]
[Action]
According to the present invention, when the laser spot irradiation position setting means indicates a position on the screen to irradiate the laser spot, the XY coordinate detection means detects the XY coordinate of the position, and the laser spot irradiation means Thus, the mirrors are inclined at a predetermined reflection angle in accordance with the XY coordinates, so that the laser spot is accurately irradiated at the designated position on the screen.
Then, when the laser beam and the optical axis of the imaging device are misaligned and the laser spot irradiation position instructed by the laser spot irradiation position setting means is different from the actually irradiated position, correction to match these can be performed. it can.
[0011]
In this case, first, when the origin on the screen is instructed by the laser spot irradiation position setting means, when the laser spot irradiated by the laser spot irradiation means is deviated from the origin position, the origin adjustment means causes the X direction and Y The reflection angle of the X-direction moving mirror and Y-direction moving mirror is adjusted according to the direction deviation, or the imaging range of the imaging device is moved in the X-direction and Y-direction, respectively, and the laser spot is moved to the origin on the screen. Thus, the deviation of the optical axis is corrected.
[0012]
Next, when a point other than the origin on the screen is indicated by the laser spot irradiation position setting means, if the laser spot irradiated by the laser spot irradiation means deviates from the indicated point position, the X direction gain adjustment means and the Y direction The gain adjustment means adjusts the gain of the reflection angle of each mirror with respect to the length in the X direction and Y direction in the laser spot irradiation means according to the deviation in the X direction and the Y direction, and matches the laser spot to the indicated point. Thus, the relationship between the length on the screen and the reflection angle of each mirror is corrected.
[0013]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a flow sheet showing a laser trapping apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic explanatory view showing a screen.
[0014]
In the figure, reference numeral 1 denotes a laser trapping device that irradiates particles in a vacuum or a medium with laser light from a laser light source 2 and captures the particles. The laser spot irradiation position is set in the X direction in the optical path of the laser light. An X-direction moving mirror 3x to be moved and a Y-direction moving mirror 3y to be moved in the Y direction are provided, and the inside of the
[0015]
[0016]
The
[0017]
Reference numeral 14 denotes an origin adjustment for matching the origins when the laser spot irradiated by the laser spot irradiation unit 13 deviates from the origin position when the laser spot irradiation position setting unit 11 instructs the origin on the screen. Means.
When the origin is designated by the laser spot irradiation position setting means 11, both the X-direction moving mirror 3x and the Y-direction moving mirror 3y are set to the neutral position (for example, a reflection angle of 45 °). If the optical axes of 5 coincide with each other, the laser spot is irradiated to the origin, but if the optical axis is shifted, the laser spot is irradiated to a position different from the origin.
[0018]
Therefore, according to the deviations in the X direction and the Y direction, the
In this case, the laser spot is moved by moving the range photographed by the CCD camera 5 in the X direction and the Y direction while keeping the reflection angles of the X direction moving mirror 3x and the Y direction moving mirror 3y as they are. You may make it correspond to the origin on a screen.
[0019]
[0020]
Then, by using the adjusters 17x and 17y, the gains of the reflection angles of the mirrors 3x and 3y with respect to the lengths in the X direction and the Y direction in the laser spot irradiation unit 13 are reset, so that the laser spots coincide with the indication points. Thus, the relationship between the length on the screen and the reflection angle of each mirror 3x, 3y is corrected.
[0021]
The above is an example of the configuration of the present invention, and its operation will be described next.
When the apparatus is assembled, the laser beam and the optical axis of the CCD camera 5 are aligned, the mounting angle of the CCD camera 5 is adjusted, and the gains in the X and Y directions are adjusted.
First, as shown in FIG. 2A, an origin P 0 (0,0) on the screen, a point P 1 (x 1 , 0) on the X axis, and a Y axis are set by the laser spot irradiation position setting means 11. The upper point P 2 (0, y 2 ) is indicated, and the laser spot irradiation means 13 irradiates the laser spot.
[0022]
At this time, when the laser spots are irradiated to Q 0 , Q 1 , and Q 2 , the mismatch between the origin P 0 and the laser spot Q 0 is completely different from the mounting angle of the CCD camera 5 and the gains in the X and Y directions. Regardless, only the optical axis shift is affected, so the optical axis of the laser beam and the optical axis of the CCD camera 5 are first matched.
Specifically, it is performed by adjusting the reflection angles of the X direction moving mirror 3x and the Y direction moving mirror 3y according to the deviation in the X direction and the Y direction.
[0023]
This is because, for example, when the reflection angle of each mirror 3x, 3y corresponding to the origin position is 45 °, the
Instead of adjusting the reflection angles of the X-direction moving mirror 3x and the Y-direction moving mirror 3y, the origin is set by moving the imaging range of the CCD camera 5 in accordance with the deviation in the X and Y directions. You may match.
[0024]
On the other hand, since the designated point P 1 is a point on the X axis, it is not affected by the gain in the Y direction, and since the designated point P 2 is a point on the Y axis, it is not affected by the gain in the X direction. If the mounting angle of the camera 5 is appropriate, the laser spot Q 1 should be located on the X axis and the laser spot Q 2 should be located on the Y axis.
Therefore, when the origins coincide with each other, as shown in FIG. 2B, when the laser spots Q 1 and Q 2 are not on the X axis and the Y axis on the screen, the mounting angle of the CCD camera 5 is set. Is not appropriate.
In this case, while looking at the screen, the CCD camera 5 is moved around its optical axis so that the laser spots Q 1 and Q 2 are positioned on the X axis and the Y axis, respectively, as shown in FIG. It may be rotated to adjust the mounting angle.
[0025]
As shown in FIG. 2C, when the laser spots Q 1 and Q 2 are positioned on the X axis and the Y axis, respectively, this time, the X direction gain adjuster 17x of the gain adjusting means 16 is viewed while viewing the screen. When the gain in the X direction is adjusted by the laser beam, the laser spot Q 1 moves on the X axis, so that the laser spot Q 1 is stopped when it coincides with the designated point P 1, and when the gain in the Y direction is adjusted by the Y direction gain adjuster 17y, the laser Since the spot Q 2 moves on the Y axis, it stops when it coincides with the designated point P 2 .
Thereby, the relationship between the length on the screen of the laser spot irradiation means 13 and the reflection angle of each mirror 3x, 3y is corrected.
[0026]
By the above procedure, the optical axis of the laser beam and the optical axis of the CCD camera 5 coincide with each other, the mounting angle of the CCD camera 5 is adjusted, and each mirror for the length in the X direction and the Y direction in the laser spot irradiation means 13 is adjusted. The gain of the reflection angles of 3x and 3y is adjusted appropriately.
[0027]
And when irradiating a laser spot to arbitrary positions, after the above-mentioned adjustment work is completed, first, the marker M displayed on the screen of the CRT display 8 is moved by the
Next, the XY coordinate detection means 12 detects the XY coordinates of the laser spot irradiation position P 3 (x 3 , y 3 ), and the laser spot irradiation means 13 detects the precision motor based on the XY coordinates. 10x and 10y are driven.
Since the laser spot irradiation means 13 is set with the gain of the reflection angle of the mirror corresponding to the length on the screen, each of the laser spot irradiation means 13 is based on the detected XY coordinates P 3 (x 3 , y 3 ). The reflection angle of the mirrors 3x and 3y is determined, and the laser beam is accurately irradiated to the position, so that no positional deviation occurs.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the position to irradiate the laser spot is indicated on the screen by the laser spot irradiation position setting means, the XY coordinate at the position is detected by the XY coordinate detection means. Since each mirror is tilted at a predetermined reflection angle according to the XY coordinates by the laser spot irradiating means, it is possible to accurately irradiate the laser spot to that point simply by indicating an arbitrary point on the screen. It has an excellent effect of being able to.
[0029]
In addition, the deviation of the optical axis between the laser beam and the imaging device and the gain of the reflection angle of each mirror with respect to the length in the X and Y directions can be easily adjusted. If the gain of the reflection angle of each mirror changes with respect to the length in the X and Y directions by changing the axis or changing the lens, these can be easily corrected to accurately place the laser spot at the indicated point. It has a very excellent effect that it can be irradiated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flow sheet showing a laser trapping apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a screen during adjustment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an adjusted screen.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser trapping device 2 ... Laser light source 3x ... X direction moving mirror 3y ... Y direction moving mirror 5 ... CCD camera (imaging device)
6 ... Control device 8 ...
Claims (1)
前記粒子を撮影する撮像装置（５）の画面上でレーザスポットを照射しようとする位置にマウス（９）のマーカを位置させてマウス（９）のスイッチボタンをクリックすることによりその位置を指示するレーザスポット照射位置設定手段（１１）と、
指示された位置のＸ−Ｙ座標を検出するＸ−Ｙ座標検出手段（１２）と、
検出されたＸ−Ｙ座標に応じて画面上で指示された位置にレーザスポットが照射されるように前記各ミラー（３ｘ、３ｙ）を所定の反射角度に傾斜させるレーザスポット照射手段（１３）と、
前記レーザスポット照射位置設定手段（１１）により画面上の原点（Ｐ０）を指示したときに前記レーザスポット照射手段（１３）により照射されたレーザスポット（Ｑ０）が原点位置からずれていた場合に、Ｘ方向及びＹ方向の偏差分に応じて、Ｘ方向移動ミラー（３ｘ）及びＹ方向移動ミラー（３ｙ）の反射角度を調整し、または、撮像装置の撮影範囲をＸ方向及びＹ方向に夫々移動させて当該レーザスポット（Ｑ０）を画面上の原点（Ｐ０）に一致させる原点調整手段（１４）と、
前記原点調整手段（１４）により原点を一致させた状態で、前記レーザスポット照射位置設定手段（１１）により画面上の原点以外の点（Ｐ１、Ｐ２）を指示したときに前記レーザスポット照射手段（１３）により照射されるレーザスポット（Ｑ１、Ｑ２）が指示点位置からずれていた場合に、Ｘ方向及びＹ方向の偏差分に応じて、前記レーザスポット照射手段（１３）におけるＸ方向及びＹ方向の長さに対する各ミラー（３ｘ、３ｙ）の反射角度のゲインを調整し、レーザスポット（Ｑ１、Ｑ２）を指示点（Ｐ１、Ｐ２）に一致させるＸ方向ゲイン調整手段（１７ｘ）及びＹ方向ゲイン調整手段（１７ｙ）を備えたことを特徴とするレーザトラッピング装置。An X-direction moving mirror (3x) for moving the irradiation position of the laser spot in the X direction and a Y-direction moving mirror (3y) for moving in the Y direction are arranged in the optical path of the laser beam that captures particles in a vacuum or medium. In the laser trapping apparatus, which is configured to irradiate a laser spot at an arbitrary position in the medium by tilting each mirror (3x, 3y) to a predetermined reflection angle,
The marker of the mouse (9) is positioned at the position where the laser spot is to be irradiated on the screen of the imaging device (5) for photographing the particles, and the position is indicated by clicking the switch button of the mouse (9). Laser spot irradiation position setting means (11);
XY coordinate detection means (12) for detecting the XY coordinate of the instructed position;
Laser spot irradiating means (13) for inclining the mirrors (3x, 3y) to a predetermined reflection angle so that the laser spot is irradiated at a position indicated on the screen in accordance with the detected XY coordinates; ,
When the laser spot irradiation means setting means (11) indicates the origin (P 0 ) on the screen, the laser spot (Q 0 ) irradiated by the laser spot irradiation means (13) is deviated from the origin position. In addition, the reflection angle of the X-direction moving mirror (3x) and the Y-direction moving mirror (3y) is adjusted according to the deviation in the X direction and the Y direction, or the imaging range of the imaging device is adjusted in the X direction and the Y direction. Origin adjusting means (14) for moving the laser spot (Q 0 ) to the origin (P 0 ) on the screen by moving the laser spot, respectively;
The laser spot irradiation is performed when a point (P 1 , P 2 ) other than the origin on the screen is instructed by the laser spot irradiation position setting means (11) in a state in which the origin is matched by the origin adjustment means (14). When the laser spot (Q 1 , Q 2 ) irradiated by the means (13) is deviated from the designated point position, the X in the laser spot irradiation means (13) depends on the deviation in the X direction and the Y direction. X direction gain adjustment to adjust the gain of the reflection angle of each mirror (3x, 3y) with respect to the length in the direction and the Y direction so that the laser spot (Q 1 , Q 2 ) coincides with the indication point (P 1 , P 2 ) A laser trapping device comprising means (17x) and Y direction gain adjusting means (17y).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06275995A JP3688748B2 (en) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | Laser trapping device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06275995A JP3688748B2 (en) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | Laser trapping device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08262329A JPH08262329A (en) | 1996-10-11 |
| JP3688748B2 true JP3688748B2 (en) | 2005-08-31 |
Family
ID=13209653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06275995A Expired - Fee Related JP3688748B2 (en) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | Laser trapping device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3688748B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3468149B2 (en) * | 1999-02-19 | 2003-11-17 | 松下電器産業株式会社 | Device and method for operating fine objects |
| JP3888829B2 (en) * | 2000-03-22 | 2007-03-07 | 独立行政法人科学技術振興機構 | Fine particle position measuring device |
-
1995
- 1995-03-22 JP JP06275995A patent/JP3688748B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08262329A (en) | 1996-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100817349B1 (en) | Display method for laser irradiation state and display system of laser irradiation state | |
| CN105320399B (en) | Laser patterning skew correction | |
| EP2769800B1 (en) | Laser processing machine | |
| WO2010010771A1 (en) | Charged corpuscular ray apparatus | |
| JPH05264221A (en) | Device for detecting mark position for semiconductor exposure device and positioning deice for semiconductor exposure device using the same | |
| JPH073774B2 (en) | electronic microscope | |
| JP3688748B2 (en) | Laser trapping device | |
| JPH0871780A (en) | Laser beam positioning machining method and device therefor | |
| JP3613121B2 (en) | X-ray fluoroscope | |
| JP3450752B2 (en) | Mask alignment method for rectangular beam | |
| JP2003294419A (en) | Measuring instrument for infinitesimal dimension | |
| US8028427B2 (en) | Apparatus and method for positioning a workpiece | |
| JP3063677B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
| JPH11147187A (en) | Method and device for yag laser machining | |
| JP3865459B2 (en) | Semiconductor device mounting equipment | |
| JP2001313241A (en) | Aligner and aligning method | |
| JP2839009B2 (en) | Automatic calibration method for positioning camera | |
| JPH08241109A (en) | Light projection device for body setting and automatic operating device using same | |
| JP2003179122A (en) | Wafer inspection device | |
| JP3250537B2 (en) | Positioning method and apparatus used for the method | |
| JP2000349043A (en) | Precise focusing method for rectangular beam | |
| JPS63229419A (en) | Lens distortion correcting device | |
| JPH01218788A (en) | Laser beam machine | |
| JPH04341740A (en) | Automatic inclination correcting device | |
| JP4822920B2 (en) | Three-dimensional image construction method and transmission electron microscope |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031201 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031031 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20031215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040224 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040422 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050426 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050426 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050531 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050609 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |