JP4613396B2

JP4613396B2 - 走査型共焦点顕微鏡及びその遮光板の位置調整方法

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Publication number: JP4613396B2
Application number: JP2000194751A
Authority: JP
Inventors: 日佐雄大澤; 晃安達
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: JP2002014286A

Description

【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、本発明では、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の光量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、本発明では、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を略完全に包含していないことが前記光検出器の検出光量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、前記スポットが前記開口を略完全に包含することが前記光検出器の検出光量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、前記スポットが前記開口を略完全に包含していることが前記光検出器の検出光量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、前記スポットが前記開口を略完全に包含していないことが前記光検出器の検出光量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２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、大きな光半径のスポットが、第１の調整手段によって、遮光板の開口に包含される。
（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、本発明の方法では、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を略完全に包含していないことが前記光検出器の検出光量によって検知されていることを条件に、前記遮光板を、前記スポットが前記開口を略完全に包含することが前記光検出器の検出光量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、前記スポットが前記開口を略完全に包含していることが前記光検出器の検出光量によって検知されていることを条件に、前記遮光板を、前記スポットが前記開口を略完全に包含していないことが前記光検出器の検出光量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２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、大きな光半径のスポットを、第１の調整手段によって、開口に包含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１０８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、０．２５μｍ〜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１３０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１４１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１２０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の中心を、検出器レンズ１０９によって集光された検出光のスポットの中心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の中心を検出器レンズ１０９で集光されたスポットＰの中心に一致させる作業（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１４０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１５３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１５３Ａ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１５５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１５６Ａ，１５６Ａが設けられている。このリニアガイド１５６Ａ，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１５７Ｃ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１０３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６０μｍ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Ｓ１の中心と開口１４１の中心とを合わせる（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を開口１４１に略完全に包含させることは容易である。
【００３５】
面Ｓ１が開口１４１を略完全に包含したとき、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１４０をＸ−Ｙ面内で移動させ、光検出器１３０が、検出光の面Ｓ１が開口１４１を略完全に包含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】
検出光の面Ｓ１が開口１４１を略完全に包含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の光軸Ｌ方向での位置から外れる。すなわち、面Ｓ２が開口１４１を略完全に包含していない状態になる。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が開口１４１を略完全に包含していない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の光軸Ｌ方向での位置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、再び面Ｓ（Ｓ２）を開口１４１に略完全に包含させることができる。
【００３８】
面Ｓ（Ｓ２）が開口１４１を略完全に包含したならば、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の中心を、検出器レンズ１０９で集光される検出光のスポットＰの中心に容易に、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１４０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を略完全に包含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を略完全に包含するまで、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を略完全に包含していることを条件に、遮光板１４０を、スポットＰが再び開口１４１を略完全に包含しなくなるまで、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、検出光のスポットＰが遮光板１４０の開口１４１を略完全に包含させる。
【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、本発明によれば、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、短時間で検出光のスポットが開口を略完全に包含させることができ、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、本発明によれば、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開口を略完全に包含していないことが前記光検出器の検出光量によって検知されていることを条件に前記スポットが前記開口を略完全に包含することが前記光検出器の検出光量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、前記スポットが前記開口を略完全に包含していることが前記光検出器の検出光量によって検知されていることを条件に前記スポットが前記開口を略完全に包含していないことが前記光検出器の検出光量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、本発明の走査型共焦点顕微鏡の遮光板の位置調整方法では、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開口を略完全に包含していないことが前記光検出器の検出光量によって検知されていることを条件に前記スポットが前記開口を略完全に包含することが前記光検出器の検出光量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、前記スポットが前記開口を略完全に包含していることが前記光検出器の検出光量によって検知されていることを条件に前記スポットが前記開口を略完全に包含していないことが前記光検出器の検出光量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１５０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

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の光量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を略完全に包含していないことが前記光検出器の検出光量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、前記遮光板を前記スポットが前記開口を略完全に包含することが前記光検出器の検出光量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、
前記スポットが前記開口を略完全に包含していることが前記光検出器の検出光量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、前記スポットが前記開口を略完全に包含していないことが前記光検出器の検出光量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。
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を略完全に包含していないことが前記光検出器の検出光量によって検知されていることを条件に、前記遮光板を、前記スポットが前記開口を略完全に包含することが前記光検出器の検出光量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、
前記スポットが前記開口を略完全に包含していることが前記光検出器の検出光量によって検知されていることを条件に、前記遮光板を、前記スポットが前記開口を略完全に包含していないことが前記光検出器の検出光量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。