JPH08262329A - Laser trapping device - Google Patents
Laser trapping deviceInfo
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- JPH08262329A JPH08262329A JP6275995A JP6275995A JPH08262329A JP H08262329 A JPH08262329 A JP H08262329A JP 6275995 A JP6275995 A JP 6275995A JP 6275995 A JP6275995 A JP 6275995A JP H08262329 A JPH08262329 A JP H08262329A
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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser trapping device for irradiating particles in a vacuum or a medium with laser light to capture the particles.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art Laser trapping is known as a method for performing a manipulation such as capturing 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 with the particles to be captured to generate a radiation pressure of light, and the particles are captured by the pressure.
【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。By the way, in this laser trapping, first, in order to trap an arbitrary particle, the laser spot must be moved to the position of the particle, and in order to transfer the trapped particle to an arbitrary position. First, it must be possible to move the laser spot to an arbitrary position. Therefore, in the optical path of the laser light, an X-direction moving mirror for moving the irradiation position of the laser spot in the X direction and a Y-direction moving mirror for moving the laser spot in the Y direction are arranged,
By adjusting the reflection angle of each mirror, the laser spot can be irradiated to an arbitrary position.
【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。When the reflection angle of each mirror is adjusted, the angle is extremely small. Therefore, the angle of each mirror is finely adjusted by a precision motor to control this. In this case, for example, an image of a microscope is photographed by a CCD camera, and a joystick or the like serving as a switch for a precision motor for driving the X-direction moving mirror and a precision motor for driving the Y-direction moving mirror is operated while observing the image. It moves by turning on and off each motor.
【０００５】[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。However, for example, when the on / off operation of each precision motor is performed with a joystick or the like, not only is it troublesome to keep looking at the screen until the laser spot reaches the end point of movement.
In addition, when it is visually recognized that the laser spot has reached the movement end point, and between the joystick switch operation based on this and the timing of turning on / off each precision motor in response to the joystick switch operation. Since each of them has a time lag, there is a problem that it is very troublesome to accurately position the laser spot.
【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。Therefore, the inventor of the present invention has developed a laser trapping device capable of irradiating a laser spot on a point by simply pointing the point on the screen. However, the laser trapping device cannot be accurately controlled unless the optical axis of the laser light and the optical axis of the CCD camera are perfectly aligned, so that the laser trapping device must be assembled with high precision when the device is assembled. A great deal of labor and cost are required for the assembly work.
【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。Even if the laser trapping device can be assembled with high accuracy, the optical axis of the laser trapping device is likely to shift due to the influence of surrounding vibrations. Therefore, when an arbitrary point is designated on the screen, the laser trapping device is initially moved. Even if the laser spot can be accurately irradiated to the position, the optical axis shifts over time and it becomes impossible to irradiate to the correct position, and even if the optical axis shift does not occur, the lens magnification When changing, the new problem arises that the laser spot cannot be irradiated to the designated position.
【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。Therefore, the first technical object of the present invention is to make it possible to irradiate a laser spot at a given point on the screen by simply pointing at the point. The second technical problem is to make it possible to easily adjust the irradiation position of the laser spot so that the irradiation can be performed at the correct position even if the irradiation position of the designated point and the irradiation position of the laser spot are deviated when the lens is replaced or the optical axis is displaced. .
【０００９】[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、請求項１の発明は、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座標に応じて前記各ミラー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を備えたことを特徴とす
る。In order to solve this problem, the invention of claim 1 sets the irradiation position of the laser spot in the X direction in the optical path of the laser beam for trapping particles in a vacuum or a medium. In a laser trapping device provided with an X-direction moving mirror for moving and a Y-direction moving mirror for moving in Y direction, a laser spot indicating a position to be irradiated with a laser spot on a screen of an imaging device for photographing the particles. Irradiation position setting means and X- at the designated position
XY coordinate detecting means for detecting the Y coordinate, and the detected X
It is characterized in that a laser spot irradiating means for irradiating each of the mirrors with a predetermined reflection angle according to the −Y coordinate and irradiating a laser spot at a position designated on the screen is provided.
【００１０】また、請求項２の発明は、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、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す
る。According to a second aspect of the present invention, when the laser spot irradiated by the laser spot irradiation means is displaced from the origin position when the origin on the screen is designated by the laser spot irradiation position setting means, The reflection angle of the X-direction moving mirror and the Y-direction moving mirror is adjusted according to the deviation in the X-direction and the Y-direction, or the shooting range of the imaging device is moved in the X-direction and the Y-direction, respectively, and the laser spot is moved. With the origin adjustment means that matches the origin on the screen and the origin adjusted by the origin adjustment means,
When the laser spot irradiation position setting means points a point other than the origin on the screen, and the laser spot irradiated by the laser spot irradiation means deviates from the designated point position, the deviation amount in the X direction and the Y direction. In response to the,
Adjusting 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 irradiation means,
An X-direction gain adjusting means and a Y-direction gain adjusting means for matching the laser spot with the designated point are provided.
【００１１】[0011]
【作用】請求項１の発明によれば、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。According to the first aspect of the present invention, when the laser spot irradiation position setting means indicates the position on the screen where the laser spot is to be irradiated, the XY coordinate detecting means detects the XY coordinates of the position. Then, the laser spot irradiation means tilts each of the mirrors to a predetermined reflection angle in accordance with the XY coordinates, so that the laser spot is accurately irradiated to the position designated on the screen.
【００１２】また、請求項２の発明によれば、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。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。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。According to the second aspect of the present invention, the laser beam and the optical axis of the image pickup device are deviated from each other, and the laser spot irradiation position designated by the laser spot irradiation position setting means is different from the actually irradiated position. In some cases, correction is made to match these. First, when the laser spot irradiation position setting means indicates the origin on the screen and the laser spot irradiated by the laser spot irradiation means is deviated from the origin position, the origin adjustment means causes deviations in the X and Y directions. Depending on the minute, the reflection angles of the X-direction moving mirror and the Y-direction moving mirror are adjusted, or the shooting range of the image pickup device is moved in the X direction and the Y direction, respectively, so that the laser spot is aligned with the origin on the screen. As a result, the deviation of the optical axis is corrected. Next, when the laser spot irradiation position setting means points a point other than the origin on the screen, if the laser spot irradiated by the laser spot irradiation means deviates from the designated point position, the X direction gain adjusting means and the Y direction. The gain adjusting means adjusts the gain of the reflection angle of each mirror with respect to the lengths in the X and Y directions in the laser spot irradiating means according to the deviations in the X and Y directions so that the laser spot coincides with the designated point. By doing so, the relationship between the length on the screen and the reflection angle of each mirror is corrected.
【００１３】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a flow sheet showing a laser trapping device according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic explanatory view showing a screen.
【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３
ｙ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ＣＣ
Ｄカメラ（撮像装置）５が配設されている。In the figure, reference numeral 1 denotes a laser trapping device which irradiates particles in a vacuum or a medium with laser light from a laser light source 2 to capture the particles. The irradiation position of a laser spot is set in the optical path of the laser light. X-direction moving mirror 3x for moving in the X-direction and Y-direction moving mirror 3 for moving in the Y-direction
y is disposed above the container 4 containing the medium and particles, and a CC for magnifying and photographing the inside of the container 4 at a predetermined magnification.
A D camera (imaging device) 5 is provided.
【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。Reference numeral 6 denotes a control device for irradiating a laser spot at an instructed arbitrary position. The input / output port 7 of the control device 6 is a CRT for displaying a CCD camera 5 and a screen shot by the camera 5. A display 8, a mouse 9 for performing various operations, and precision motors 10x, 10y for inclining the mirrors 3x, 3y by a predetermined angle are connected.
【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。In this control device 6, a marker is moved by the mouse 9 to a position on the screen of the CCD camera 5 displayed on the CRT display 8 where a laser spot is to be irradiated, and the mouse 9 is moved at an arbitrary position. The laser spot irradiation position setting means 11 for pointing the position by clicking the switch button and the XY coordinate detecting means 12 for detecting the XY coordinates of the position designated by the laser spot irradiation position setting means 11. And a laser spot irradiating means 13 for irradiating each of the mirrors 3x and 3y to a predetermined reflection angle according to the detected XY coordinates and irradiating a laser spot to a position designated on the screen. .
【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。Further, when the laser spot irradiation position setting means 11 indicates the origin on the screen, when the laser spot irradiated by the laser spot irradiation means 13 is deviated from the origin position, the reference numeral 14 coincides with the origin. This is an origin adjusting means. When the origin is designated by the laser spot irradiation position setting means 11, the X-direction moving mirror 3x.
Since both the Y-direction moving mirror 3y and the Y-direction moving mirror 3y are set to the neutral position (for example, the reflection angle is 45 °), if the optical axis of the laser light and the optical axis of the CCD camera 5 are coincident with each other, the laser spot is irradiated to the origin. However, if the optical axis is deviated, it is irradiated at a position different from the origin.
【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３
ｘ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。Therefore, according to the deviations in the X and Y directions, the reflection angle adjusters 15x and 15y cause the X direction moving mirror 3x and the Y direction moving mirror 3y to have a predetermined reflection angle (for example, to change the X direction moving mirror 3x. The deviation of the optical axis is corrected by adjusting the moving mirror 3y in the Y direction to 47 ° and the moving mirror 3y in the Y direction to 44 °. In this case, the X-direction moving mirror 3
With the reflection angle of the moving mirror 3y in the x and Y directions unchanged, the range photographed by the CCD camera 5 is set in the X direction and the Y direction.
The laser spot may be aligned with the origin on the screen by moving the laser spot in each direction.
【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。Further, 16 is a state in which the origin is adjusted by the origin adjusting means 14, and when the laser spot irradiation position setting means 11 indicates a point other than the origin on the screen, the laser spot irradiation means 13 irradiates. Gain adjusting means for adjusting the gain of the reflection angle of each mirror 3x, 3y with respect to the length in the X direction and the Y direction in the laser spot irradiating means 13 when the laser spot to be formed is displaced from the designated point position. , X-direction gain adjuster 17x and Y-direction gain adjuster 17y.
【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，３
ｙの反射角度の関係を補正する。Then, by the respective regulators 17x and 17y,
By resetting the gains of the reflection angles of the respective mirrors 3x and 3y with respect to the lengths in the X direction and the Y direction in the laser spot irradiation means 13, the laser spot is made to coincide with the designated point. Mirrors 3x, 3
The relationship of the reflection angle of y is corrected.
【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Ｐ 2 （０，ｙ
2 ）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。The above is an example of the configuration of the present invention.
The operation will be described. When the device is assembled, the laser
Align the light and the optical axis of the CCD camera 5, and take the CCD camera 5
Angle adjustment and gain adjustment in X and Y directions. Well
First, as shown in FIG. 2A, the laser spot irradiation position
The origin P on the screen is set by the setting means 11.0(0,0) and X
Point P on the axis1(X1, 0) and the point P on the Y-axis 2(0, y
2) And the laser spot irradiation means 13
Irradiate the spot.
【００２２】このとき、レーザスポットが夫々Ｑ0 ，Ｑ
1 ，Ｑ2 に照射された場合、原点Ｐ 0 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。At this time, the laser spots are Q0, Q
1, Q2Origin P 0And laser spot
Q0Discrepancies between the CCD camera 5 mounting angle and X direction
And the gain in the Y direction at all, only the deviation of the optical axis
First, the optical axis of the laser light and the CCD camera 5
Match the optical axes of. Specifically, in the X and Y directions
X direction moving mirror 3x and Y direction moving according to deviation
This is done by adjusting the reflection angle of the mirror 3y.
【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、ＣＲ
Ｔ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。This is, for example, when the reflection angle of each mirror 3x, 3y corresponding to the origin position is 45 °, CR
While looking at the screen of the T display 8, the respective reflection angles are changed by the reflection angle adjusters 15x and 15y of the origin position adjusting means 14, and the reflection of each mirror when the laser spot coincides with the origin P 0 on the screen. Angle (for example, the X-direction moving mirror 3x is 47 ° and the Y-direction moving mirror 3y is 44 °).
°) should be reset as the neutral position. In addition, instead of adjusting the reflection angles of the X-direction moving mirror 3x and the Y-direction moving mirror 3y, the photographing range of the CCD camera 5 is moved according to the deviation in the X-direction and the Y-direction, so that the origin is set. You may match.
【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。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 the designated point P 2 is a point on the Y axis, and is not affected by the gain in the X direction. Therefore, if the mounting angle of the CCD camera 5 is proper, 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 laser spots Q 1 and Q 2 are not on the X-axis and the Y-axis on the screen when the origins are matched, as shown in FIG. 2B, the mounting angle of the CCD camera 5 is set. It turns out that is not appropriate. In this case, while looking at the screen, the laser spots Q 1 and Q 2 are respectively separated by X as shown in FIG.
The mounting angle may be adjusted by rotating the CCD camera 5 around its optical axis so that it is positioned on the axis and the Y axis.
【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。Then, as shown in FIG. 2C, when the laser spots Q 1 and Q 2 are located on the X-axis and the Y-axis, respectively, this time, the X-axis of the gain adjusting means 16 is observed while looking at the screen.
When the gain in the X direction is adjusted by the direction gain adjuster 17x, the laser spot Q 1 moves on the X axis. Therefore, the laser spot Q 1 is stopped when it coincides with the designated point P 1, and the Y direction gain adjuster 17y is used to obtain the Y direction gain. Is adjusted, the laser spot Q 2 moves on the Y-axis, so the laser spot Q 2 is stopped when it coincides with the designated point P 2 . As a result, the relationship between the length of the laser spot irradiation means 13 on the screen and the reflection angles of the mirrors 3x and 3y is corrected.
【００２６】以上の手順により、レーザ光の光軸とＣＣ
Ｄ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，３
ｙの反射角度のゲインが適正に調整される。By the above procedure, the optical axis of the laser beam and the CC
The optical axes of the D camera 5 coincide with each other, the mounting angle of the CCD camera 5 is adjusted, and further, the mirrors 3x, 3 with respect to the lengths of the laser spot irradiation means 13 in the X and Y directions.
The gain of the reflection angle of y is adjusted appropriately.
【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Ｐ
3 （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，３
ｙ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。Then, when the laser spot is irradiated to an arbitrary position, after the above-mentioned adjustment work is completed, first, as shown in FIG. 3, the marker M displayed on the screen of the CRT display 8 is moved to the mouse 9. Move with mouse 9
The laser spot irradiation position setting means 11 sets a desired position P 3 as the laser spot irradiation position by clicking the switch button. Next, the laser spot irradiation position P is detected by the XY coordinate detecting means 12.
3 X-Y coordinate (x 3, y 3) are detected, precision motors 10x, based on the X-Y coordinate, 10y is driven by a laser spot irradiation means 13. Since the gain of the reflection angle of the mirror corresponding to the length on the screen is set in the laser spot irradiation means 13, the detected XY is detected.
Based on the coordinates P 3 (x 3 , y 3 ), each mirror 3x, 3
The reflection angle of y is determined, the laser beam is accurately applied to that position, and there is no displacement.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
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。As described above, according to the first aspect of the invention, when the laser spot irradiation position setting means indicates the position on the screen at which the laser spot is to be irradiated,
Since the XY coordinate of the position is detected by the XY coordinate detecting means, and the respective mirrors are tilted to a predetermined reflection angle according to the XY coordinate by the laser spot irradiating means, an arbitrary on the screen. It has an excellent effect that the laser spot can be accurately irradiated to the point only by designating the point.
【００２９】また、請求項２の発明によれば、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。Further, according to the invention of claim 2, it is possible to easily adjust the deviation of the optical axis of the laser beam and the image pickup device and the gain of the reflection angle of each mirror with respect to the length in the X and Y directions. Therefore, even if the optical axis shift occurs when the device is assembled or due to vibration from the outside, or the gain of the reflection angle of each mirror with respect to the lengths in the X and Y directions changes due to lens replacement, these can be easily corrected. Then, it has a very excellent effect that the laser spot can be accurately irradiated to the designated point.
【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。FIG. 1 is a flow sheet showing a laser trapping device according to the present invention.
【図２】 調整中の画面を表す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a screen during adjustment.
【図３】 調整済の画面を表す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an adjusted screen.
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 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 ... CRT display 9 ... Mouse 10x, 10y ... Precision motor 11 ... Laser spot irradiation position setting means 12 ... XY coordinate detection means 13 ... Laser spot irradiation means 14 ... Origin adjustment means 17x ... X direction gain adjuster 17y ... Y direction gain adjuster
Claims (2)
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（５）の画面上でレーザス
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）を備えたことを特徴とするレーザトラッピング装
置。1. An X-direction moving mirror (3x) for moving the irradiation position of a laser spot in the X-direction and a Y-direction moving mirror for moving the Y-direction in the optical path of a laser beam for trapping particles in a vacuum or a medium. In the laser trapping device provided with (3y), laser spot irradiation position setting means (11) for instructing a position to irradiate a laser spot on the screen of the image pickup device (5) for photographing the particles, XY coordinate detecting means (12) for detecting the XY coordinates of the detected position, and the mirrors (3x, 3y) according to the detected XY coordinates.
A laser trapping device comprising: a laser spot irradiating means (13) for irradiating a laser spot at a position indicated on a screen by inclining the laser beam at a predetermined reflection angle.
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（５）の画面上でレーザス
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、 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、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(17y) 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。2. 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 for moving the laser spot in the Y direction in the optical path of the laser beam for trapping particles in a vacuum or a medium. In the laser trapping device provided with (3y), laser spot irradiation position setting means (11) for instructing a position to irradiate a laser spot on the screen of the image pickup device (5) for photographing the particles, XY coordinate detecting means (12) for detecting the XY coordinates of the detected position, and the mirrors (3x, 3y) according to the detected XY coordinates.
The laser spot irradiation means (13) for irradiating the laser spot to a predetermined reflection angle and irradiating the laser spot to the position indicated on the screen, and the laser spot irradiation position setting means (11) for the origin (P 0 ) on the screen. When the laser spot (Q 0 ) irradiated by the laser spot irradiating means (13) is deviated from the origin position at the time of instructing, the X direction moving mirror ( 3x) and the reflection angle of the Y direction moving mirror (3y) are adjusted, or the imaging range of the image pickup device is moved in the X direction and the Y direction, respectively, and the laser spot (Q 0 ) is moved to the origin (P 0 ) To the origin adjustment means (14) and the origin adjustment means (14) to make the origin coincide with each other, and the laser spot irradiation position setting means (11) causes the point (P 1, the laser when instructed P 2) If the laser spot irradiated by spot irradiation means (13) (Q 1, Q 2) is deviated from the designated point position, in response to deviations in the X and Y directions, the laser spot irradiation means (13) Adjust the gain of the reflection angle of each mirror (3x, 3y) with respect to the length in the X and Y directions at, and make the laser spot (Q 1, Q 2 ) coincide with the designated point (P 1, P 2 ) in the X direction. A laser trapping device comprising a gain adjusting means (17y) and a 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 true JPH08262329A (en) | 1996-10-11 |
| JP3688748B2 JP3688748B2 (en) | 2005-08-31 |
Family
ID=13209653
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06275995A Expired - Fee Related JP3688748B2 (en) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | Laser trapping device |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3688748B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000241310A (en) * | 1999-02-19 | 2000-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Device and method for operating minute object |
| WO2001071278A1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-27 | Japan Science And Technology Corporation | Apparatus for measuring position of fine particle |
-
1995
- 1995-03-22 JP JP06275995A patent/JP3688748B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000241310A (en) * | 1999-02-19 | 2000-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Device and method for operating minute object |
| WO2001071278A1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-27 | Japan Science And Technology Corporation | Apparatus for measuring position of fine particle |
| US6867410B2 (en) | 2000-03-22 | 2005-03-15 | Japan Science And Technology Corporation | Apparatus for measuring position of fine particle |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3688748B2 (en) | 2005-08-31 |
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