JPH11237554A - 走査型光学顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、、複数のビームスプリットの切り換
えに起因する画像ずれを確実に防止できる走査型光学顕
微鏡を提供する。 【解決手段】試料に対しＸガルバノミラー１４１、Ｙガ
ルバノミラー１４２により点光源を２次元走査しながら
照射し、試料からの光を共焦点ピンホール２０を介して
光検出器２１で検出することで、画像情報を得るように
したもので、光路に対し複数種類のダイクロイックミラ
ー１２１、１２２、１２３を選択的に挿脱可能にすると
ともに、ダイクロイックミラー１２１、１２２、１２３
の切換えにより発生する画像ずれをＸガルバノミラー１
４１、Ｙガルバノミラー１４２の２次元走査の制御位置
を変更することで補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料に対し点光源
を移動走査しながら照射し、試料からの光を検出するこ
とにより画像情報を得るようにした走査型光学顕微鏡に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、試料観察に用いられるものとし
て、光学顕微鏡が多く用いられている。かかる光学顕微
鏡は、ステージ上の試料を対物レンズで拡大して観測す
るように構成していて、試料に対する照明は、ランプな
どの光源からの光をコンデンサレンズを用いて試料の観
察領域全体に均等になるようにして照射するような構造
を採用している。

【０００３】ところが、照明系として、かような構造を
採用すると、フレアなどが生じ、また、低コントラスト
の標本を観察するにあたっては大変見づらくなるという
問題があった。

【０００４】そこで、これらの問題点を改善するものと
して、点状光投射型（スポット光投射型）の光学顕微鏡
である走査型光学顕微鏡が実用化されている。このよう
な走査型光学顕微鏡は、レーザ光からなる点光源を対物
レンズを介して観察試料に点状に照射し、これにより観
察試料を透過した光（透過光）もしくは反射光もしくは
点状の光を照射したことにより試料から発生した蛍光を
再び対物レンズ、光学系を介して点状に結像し、これを
検出光学系の試料と共役な位置に設けられ照明光あるい
は被測定光の回折限界以下の径を持つ絞りを通過させる
ことにより、焦点の合っている面の濃度情報のみを検出
できるようにしている。

【０００５】しかし、このままでは、点状光源が照射さ
れた点の濃度しか得られないので、さらに、試料に対し
二次元平面内で点状光源をＸ軸およびＹ軸方向に機械的
にスキャン走査させ、絞りを通った試料からの光を光電
子像倍管やフォトダイオードなどの検出器で検出し、こ
こでの光電変換により得られた電気信号の濃度情報をス
キャン走査に同期してＣＲＴディスプレイの画面上に観
察画像として表示するようにしている。

【０００６】ところで、このような走査型光学顕微鏡に
より蛍光試料を観察するような場合、蛍光試料の種類に
よって使用する蛍光色素が異なるため、点光源としての
レーザ光には、蛍光色素に適したレーザ波長のものを使
用し、さらに検出する蛍光波長の波長領域も適切に設定
する必要がある。

【０００７】このため、従来では、光源に複数の波長を
発振するレーザ光源を用い、また、光源からの照明光と
試料からの蛍光を分離するためのビームスプリッタとし
てのダイクロイックミラーの波長透過反射特性もレーザ
波長や蛍光試料の種類に応じて選択できるようにしてい
る。このため、このような構成を採用した装置として
は、複数種類のダイクロイックミラーを備えていて、こ
れらダイクロックミラーを切り換えて使用できるように
している。

【０００８】ところが、このように複数のダイクロイッ
クミラーを切り換えて使用すると、それぞれの角度ずれ
により試料の集光位置と共役な共焦点ピンホール上で結
像位置ずれ（光軸ずれ）が生じることがある。

【０００９】そこで、従来、このような光軸ずれを補正
する方法が考えられており、一例として、特開平８−２
７１７９２号公報に開示されたものが知られている。図
７は、かかる公報に開示される構成を示すもので、レー
ザ光源１からのレーザ光をダイクロイックミラー２で反
射し、ＸＹガルバノミラー３で２次元走査させつつ瞳投
影レンズ４を介して図示しない対物レンズにより試料面
に照射し、試料面からの蛍光を対物レンズ、瞳投影レン
ズ４、ＸＹガルバノミラー３通して、今度はダイクロイ
ックミラー２を透過させ、コンフォーカルレンズ６、２
枚の平行平面板７を介し共焦点ピンホール８を通過させ
て光検出器９で検出するようにしている。

【００１０】この場合、ダイクロイックミラー２は、蛍
光試料の種類に応じて複数用意され、これらを適宜切り
換えて使用するようになっている。そして、これらダイ
クロイックミラー２の切り換えにより、それぞれの角度
ずれに原因して試料の集光位置と共役な共焦点ピンホー
ル８上で光軸ずれが生じることがあると、この時の光軸
ずれを２枚の平行平面板７を回転させることにより補正
するようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実際は、ダ
イクロイックミラー２の角度ずれは、共焦点ピンホール
８上での結像位置のずれだけでなく、試料上にできるレ
ーザ光による走査スポットの位置ずれの原因にもなって
いる。その理由は、ダイクロイックミラー２の角度ずれ
が、ガルバノミラー３への入射レーザ光の角度を変える
からで、この入射レーザ光の角度の変化からガルバノミ
ラー３の出射光の傾きも変化し、この傾きにより決まる
試料上の集光位置（走査位置）にずれを生じるからであ
る。

【００１２】例えば、上述した図７において、異なる２
個のダイクロイックミラー２の角度ずれが２’あったと
すると、瞳投影レンズ４に向かう光軸は、２倍の４’ず
れる。これにより、瞳投影レンズ４の焦点距離を５０ｍ
ｍとして、瞳投影レンズ４により結像する中間結像面で
の視野を１４ｍｍ角の正方形とするとともに、この正方
形視野中の画素数を５１２×５１２とすると、上述の
４’のずれは、中間像位置でのずれ量ΔＬで表すと、Δ
Ｌ＝５０＊ｓｉｎ４’＝０．５２４ｍｍとなり、このず
れ量ΔＬを画素数に変換すると、０．５２４／（１４／
５１２）＝19となり、１９／５１２＝３．７％の画像ず
れが、ダイクロイックミラー２を切り換えることで生じ
ることになる。

【００１３】しかし、このような画像ずれに関しては、
上述の特開平８−２７１７９２号公報に開示された共焦
点ピンホール８上での光軸ずれを補正するものでは、全
く対処できず、このための対策が望まれている。

【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、複数のビームスプリッタの切り換えに起因する画像
ずれを確実に防止できる走査型光学顕微鏡を提供するこ
とを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
試料に対しガルバノミラーにより点光源を２次元走査し
ながら照射し、試料からの光をピンホールを介して検出
することにより画像情報を得るようにした走査型光学顕
微鏡において、前記試料への照明光と試料からの光を分
離する特性を有し、光路に対し選択的に挿脱可能な種類
の異なるビームスプリッタと、前記光路上に挿入された
ビームスプリッタの角度ずれを検出する検出手段と、前
記検出手段により検出された角度ずれに基づいて前記ガ
ルバノミラーの２次元走査の制御位置を補正する制御手
段とにより構成している。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載にお
いて、前記検出手段は、前記光路上に挿入されたビーム
スプリッタに対しレーザ光を照射する補助レーザ光源
と、レーザ光が照射されるビームスプリッタからの反射
光を検出する反射光検出手段とを有している。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１記載にお
いて、前記検出手段は、前記光路上に挿入されたビーム
スプリッタを通った試料からの光の量が最大になる位置
にピンホールを移動させるピンホール移動手段を有し、
前記ピンホール移動手段による移動量を基に角度ずれを
検出するようにしている。

【００１８】この結果、請求項１記載の発明によれば、
光路上に挿入されるビームスプリッタを切換えたときに
生じる角度ずれをガルバノミラーの制御位置を補正して
いるので、ビームスプリッタの切換えに起因する画像ず
れを確実に防止できる。

【００１９】請求項２記載の発明によれば、ビームスプ
リッタに対し補助レーザ光源からレーザ光を照射し、ビ
ームスプリッタからの反射光を反射光検出手段で検出す
るようにしているので、精度の高いビームスプリッタの
角度ずれ検出を実現することができる。

【００２０】請求項３記載の発明によれば、光路上に挿
入されるビームスプリッタの角度ずれをピンホール移動
手段の移動量から検出できるので、観察に必要な最小の
構成のみの簡単で安価な構成により実現できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明を適用した走査型
光学顕微鏡の概略構成を示している。

【００２２】図において、１１は点光源であるレーザ光
源で、このレーザ光源１１からのレーザ光をビームスプ
リッタとしてのダイクロイックミラー部１２に入射す
る。このダイクロイックミラー部１２は、波長透過反射
特性の異なる３種類のダイクロイックミラー１２１、１
２２、１２３を有するもので、図示しない切換え機構に
より、それぞれを光軸上に挿脱可能に構成されている。
この場合、これらダイクロイックミラー１２１、１２
２、１２３は、レーザ光源１１からの波長、すなわち試
料へ照射する照明光を反射し、試料から戻って来る蛍光
の波長は透過する分離特性を有している。

【００２３】また、ダイクロイックミラー部１２で反射
したレーザ光を反射ミラー１３で反射させ、Ｘガルバノ
ミラー１４１、Ｙガルバノミラー１４２により２次元走
査させつつ瞳投影レンズ１５により中間結像して、反射
ミラー１６を介して図示しない試料面に照射している。
この場合、反射ミラー１６の先の試料との間の光路上に
は、図示しない結像レンズ、対物レンズを位置してい
る。また、Ｘガルバノミラー１４１、Ｙガルバノミラー
１４２は、瞳投影レンズ１５、図示しない結像レンズに
より図示しない対物レンズの瞳位置と共役関係になって
いる。

【００２４】一方、図示しない試料面からの蛍光を図示
しない対物レンズ、結像レンズより瞳投影レンズ１５、
Ｘガルバノミラー１４１、Ｙガルバノミラー１４２を通
して、今度はダイクロイックミラー部１２を透過させ、
コンフォーカルレンズ１７、２枚の平行平面板１８、１
９を介し共焦点ピンホール２０にスポットを結ばせ、さ
らに光検出器２１で検出するようにしている。

【００２５】この場合、２枚の平行平面板１８、１９
は、それぞれパルスモータ２２、２３により回動可能に
支持されていて、ダイクロイックミラー部１２でのダイ
クロイックミラー１２１、１２２、１２３の切換えに伴
う角度ずれにより生じる共焦点ピンホール２０上でのス
ポットの位置ずれを各パルスモータ２２、２３の回動に
より補正可能にしている。つまり、ダイクロイックミラ
ー部１２での各ダイクロイックミラー１２１、１２２、
１２３の角度ずれに対応するパルスモータ２２、２３の
補正回動角を予めコントロールユニット２４に記憶して
いて、ダイクロイックミラー１２１、１２２、１２３の
種類を検出するホールＩＣなどの検出センサ２５の出力
に応じてコントロールユニット２４によりパルスモータ
２２、２３を回転制御することで、共焦点ピンホール２
０上でのスポットの位置ずれを補正するようにしてい
る。

【００２６】一方、ダイクロイックミラー部１２に対応
してダイクロイックミラー角度ずれ検出手段として補助
レーザ光源２６と２次元の位置センサＰＳＤ２７を配置
している。補助レーザ光源２６は、ダイクロイックミラ
ー部１２のダイクロイックミラー１２１、１２２、１２
３のうち光路上に挿入されるものに対しレーザ光を照射
するようにしている。また、位置センサＰＳＤ２７は、
レーザ光が照射されるダイクロイックミラー１２１、１
２２、１２３からの反射光から各ダイクロイックミラー
１２１、１２２、１２３のＸＹ方向の角度ずれΔθｘ、
Δθｙをそれぞれ検出するもので、これらの角度ずれ情
報をコントロールユニツト２８に入力するようしてい
る。このコントロールユニット２８には、Ｘガルバノミ
ラー１４１、Ｙガルバノミラー１４２による走査を制御
するガルバノミラー駆動部２９１、２９２をそれぞれ接
続していて、位置センサＰＳＤ２７からの角度ずれ情報
に基づいてガルバノミラー駆動部２９１、２９２による
Ｘガルバノミラー１４１、Ｙガルバノミラー１４２の回
転角を補正するようにしている。

【００２７】次に、このように構成した実施の形態の動
作を説明する。この場合、蛍光試料の観察に先立ち、蛍
光試料の種類に応じて光路上に挿入されるダイクロイッ
クミラー（図示例ではダイクロイックミラー１２１）に
対しダイクロイックミラー角度ずれ検出手段により角度
ずれを検出する。この場合、補助レーザ光源２６より発
せられるレーザ光を光路上のダイクロイックミラー１２
１に照射し、このダイクロイックミラー１２１からの反
射光を位置センサＰＳＤ２７に入射させ、この時のダイ
クロイックミラー１２１の角度ずれを検出する。そし
て、この位置センサＰＳＤ２７の角度ずれ情報をコント
ロールユニツト２８に入力し、この時の角度ずれ情報に
基づいてガルバノミラー駆動部２９１、２９２によりＸ
ガルバノミラー１４１、Ｙガルバノミラー１４２の回動
角、つまり制御位置の補正を行う。

【００２８】この場合のガルバノ制御位置の補正をさら
に詳しく説明すると、通常、Ｘガルバノミラー１４１、
Ｙガルバノミラー１４２での走査位置制御は、図２
（ａ）に示すように水平走査を行うＸガルバノミラー１
４１に鋸歯状の駆動波形３１を与えて、駆動速度に応じ
て検出光のサンプリングを行っている。このサンプリン
グの有効期間３２を同図（ｂ）に示している。そして、
一つのサンプリング有効期間３２に水平方向の各位置で
の輝度信号を、取得画像の画素数に応じてサンプリング
周期を設定してＸ方向の１ライン分検出している。例え
ば、画素数が８００×６００画素の場合は８００等分の
輝度信号のデータを検出することになる。また、このＸ
方向の１ライン走査をＹ方向の画素数分繰り返し行い、
この間にＹ方向（垂直方向）の走査をＹガルバノミラー
１４２の駆動信号に沿って１回行う。つまり、上述の画
素数が８００×６００画素では、Ｘ方向の１ライン走査
を６００回行う間にＹ方向の走査を１回行うことにな
り、それぞれのポイントにおいて検出される光を光電変
換して、その出力強度をモニタに階調表示することで２
次元画像を得るようになる。

【００２９】ここで、光路上に挿入されたダイクロイッ
クミラー１２１に対する位置センサＰＳＤ２７からの角
度ずれ情報として、Ｘ方向の角度ずれΔθｘ、Ｙ方向の
角度ずれΔθｙが与えられたとすると、まず、Ｘ方向の
角度ずれΔθｘを補正するためには、図２に示すＸガル
バノミラー１４１の駆動波形３１に対して同図破線に示
すようにＸ方向の角度ずれΔθｘに相当する電圧ΔＶを
オフセットさせた駆動波形３３を発生させる。また、Ｙ
方向の角度ずれΔθｙに付いても同様で、Ｙガルバノミ
ラー１４２の駆動波形に角度ずれΔθｙに相当するオフ
セットをかければよい。こうすれば、瞳投影レンズ１５
に入射される光軸は、ダイクロイックミラー１２１の角
度ずれ分に応じたＸガルバノミラー１４１およびＹガル
バノミラー１４２の回転角により修正できるようにな
り、試料上での走査位置のずれを補正できることにな
る。

【００３０】また、光路上のダイクロイックミラー１２
１をダイクロイックミラー１２２または１２３に切換え
た場合も、上述したと同様である。そして、このように
光路上のダイクロイックミラー１２１に対してＸガルバ
ノミラー１４１およびＹガルバノミラー１４２の回転
角、つまり制御位置が補正された後、実際の蛍光試料の
観察が行われる。この場合、レーザ光源１１よりレーザ
光が発せられると、このレーザ光は、光路上のダイクロ
イックミラー１２１で反射され、反射ミラー１３で反射
されて、Ｘガルバノミラー１４１、Ｙガルバノミラー１
４２により２次元走査させつつ瞳投影レンズ１５、反射
ミラー16を介して図示しない試料面に照射され、また、
図示しない試料面からの蛍光は、図示しない対物レン
ズ、結像レンズより瞳投影レンズ１５、Ｘガルバノミラ
ー１４１、Ｙガルバノミラー１４２を通して、ダイクロ
イックミラー部１２を透過され、コンフォーカルレンズ
１７、平行平面板１８、１９を介し共焦点ピンホール２
０にスポットが結ばれ光検出器２１で検出され図示しな
いモニタに表示され、蛍光試料観察が行われる。

【００３１】従って、このようにすれば、試料に対しＸ
ガルバノミラー１４１、Ｙガルバノミラー１４２により
点光源を２次元走査しながら照射し、試料からの光を共
焦点ピンホール２０を介して光検出器２１で検出するこ
とで、画像情報を得るようにしたもので、光路に対し複
数種類のダイクロイックミラー１２１、１２２、１２３
を選択的に挿入可能にするとともに、ダイクロイックミ
ラー１２１、１２２、１２３の切換えにより発生する角
度ずれをＸガルバノミラー１４１、Ｙガルバノミラー１
４２の２次元走査の制御位置を変更することで補正して
いるので、ダイクロイックミラー１２１、１２２、１２
３の切換えに起因する画像ずれを確実に防止できる。

【００３２】また、ダイクロイックミラー角度ずれ検出
手段として、光路上に挿入されたダイクロイックミラー
１２１に対して補助レーザ光源２６よりレーザ光を照射
するとともに、レーザ光が照射されるダイクロイックミ
ラー１２１からの反射光を位置センサＰＳＤ２７で検出
するようにしているので、精度の高いダイクロイックミ
ラー１２１の角度ずれ検出を実現することができる。 （第２の実施の形態）この第２の実施の形態では、ガル
バノ制御位置補正の他の例を示すもので、ここでは、Ｘ
ガルバノミラー１４１、Ｙガルバノミラー１４２の駆動
波形は変えずにサンプリングの有効期間の長さを一定に
したままで時間的にシフトすることで、ダイクロイック
ミラーの角度ずれを補正する例を示している。

【００３３】この場合も、図３（ａ）に示すように水平
走査を行うＸガルバノミラー１４１に鋸歯状の駆動波形
４１を与えることで、検出光のサンプリングを行い、こ
のサンプリングの有効期間４２を同図（ｂ）に示してい
る。

【００３４】そして、光路上に挿入されたダイクロイッ
クミラー１２１に対する位置センサＰＳＤ２７からの角
度ずれ情報として、Ｘ方向の角度ずれΔθｘ、Ｙ方向の
角度ずれΔθｙが与えられたとすると、まず、Ｘ方向の
角度ずれΔθｘを補正するために、図３（ｂ）に示すよ
うにサンプリング有効期間を符号４３のように時間的に
オフセットして、駆動波形４１による画像取得位置をず
らすようにする。この時のオフセット量は、サンプリン
グ開始位置に対応する図３（ａ）に示す駆動波形４１の
電圧差ΔＶがダイクロイックミラー１２１のＸ方向の角
度ずれΔθｘに相当するものになるようにすればよい。

【００３５】また、Ｙ方向の角度ずれΔθｙについて
は、１画素取得の間に図３（ｂ）に示したサンプリング
期間４２の集合全体を時間的にオフセットして、Ｙガル
バノミラー１４２に対するサンプリング開始位置を変更
するようにすればよい。

【００３６】このようにしても、第１の実施の形態で述
べたと同様な効果が得られる。 （第３の実施の形態）この第３の実施の形態では、ガル
バノ制御位置補正の異なる他の例を示すもので、ここで
は予め広い範囲をサンプリングして画像データを取得し
ておき、モニタに表示する際に有効画素を角度ずれ分だ
け考慮して切り出して表示するようにしている。

【００３７】この場合、図４に示すように画像データを
取得する範囲を符号５１で表し、この画像データの取得
範囲５１中の図示実線範囲５２の画像データを切り出し
表示しているものとし、この状態から、光路上に挿入さ
れたダイクロイックミラー１２１に対する位置センサＰ
ＳＤ２７からの角度ずれ情報として、Ｘ方向の角度ずれ
Δθｘ、Ｙ方向の角度ずれΔθｙが与えられたとする
と、画像データの取得範囲５１中の実線範囲５２をＸ方
向の角度ずれΔθｘ、Ｙ方向の角度ずれΔθｙに相当す
る画素数のずれ（ΔＰｘ、ΔＰｙ）だけずらして図示一
点鎖線５３の範囲を切り出して表示する。ここで、視野
数（瞳投影レンズ１５の作る像の大きさ）をＤｘ、Ｄ
ｙ、瞳投影レンズ１５の焦点距離をｆｐ、画素数をＰ
ｘ、Ｐｙとすると、ΔＰｘ、ΔＰｙは、下式で表され
る。

【００３８】 ΔＰｘ＝Ｐｘ＊ｆｐ＊ｓｉｎ（２＊Δθｘ）／Ｄｘ ΔＰｙ＝Ｐｙ＊ｆｐ＊ｓｉｎ（２＊Δθｙ）／Ｄｙ この場合、ΔＰｘ、ΔＰｙは、整数なので、上記式の値
の小数点第１位を四捨五入すればよい。

【００３９】このようにすれば、ガルバノ駆動波形、サ
ンプリングについては、常に同じ条件で画像データを取
得し、モニタ表示の範囲だけを変更するようになるの
で、上述した第１および第２の実施の形態に比べ、構成
を簡単にできる。 （第４の実施の形態）図５は、本発明の第４の実施の形
態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符
号を付している。

【００４０】この場合、図１で述べた平行平面板１８、
１９に代えて共焦点ピンホール２０をピンホール移動手
段である微動ステージ６１を設け、共焦点ピンホール２
０をＸＹ２次元方向に移動可能にしている。また、ダイ
クロイックミラーの角度ずれを検出する手段として、第
１の実施の形態で用いた補助レーザ光源２６と２次元の
位置センサＰＳＤ２７を削除し、これの代わりに、共焦
点ピンホール２０の直前に反射ミラー６２を挿入可能に
配置し、この反射ミラー６２で反射された別光路のコン
フォーカルレンズ１７の結像位置に２次元位置センサＰ
ＳＤ６３を設けている。

【００４１】なお、反射ミラー６２は通常の観察時は図
示しないスライド機構により光路上から退避されて図示
の点線位置に置かれ、各ダイクロイックミラー１２１、
１２２、１２３の角度ずれを検出する時のみ光路上に挿
入される。

【００４２】このような構成において、まず、反射ミラ
ー６２を光路から外し、この状態で、光路に挿入ている
ダイクロイックミラー１２１の角度に対応するコンフォ
ーカルレンズ１７の結像位置に共焦点ピンホール２０が
来るように微動ステージ６１の位置を制御する。この場
合、光検出器２１と共焦点ピンホール２０の載る微動ス
テージ６１はコントロールユニット６４に接続してお
り、このコントロールユニット６４により共焦点ピンホ
ール２０を通過して光検出器２１に入射する光量を監視
して最も明るくなるように、つまり共焦点ピンホール２
０の位置とコンフォーカルレンズ１７の結像位置が一致
するように微動ステージ６１は制御される。

【００４３】次に、角度検出モードとして反射ミラー６
２を光路中に挿入し、試料からの蛍光をコンフォーカル
レンズ１７を通して反射ミラー６２で反射させ、２次元
位置センサＰＳＤ６３に結像させる。ここで前回のダイ
クロイックミラーに代えて、今回ダイクロイックミラー
１２１を光路に挿入した時の２次元位置センサＰＳＤ６
３上での結像位置ずれを、ΔＬｘ（Ｘ方向）、ΔＬｙ
（Ｙ方向）ととした時、コンフォーカルレンズ１７の焦
点距離をｆｃとすると、ダイクロイックミラー１２１の
角度ずれΔθｘ、Δθｙは、下式で計算できる。 Δθｘ＝１／２＊ｔａｎ（ΔＬｘ／ｆｃ） Δθｙ＝１／２＊ｔａｎ（ΔＬｙ／ｆｃ） そして、このように求められたダイクロイックミラー１
２１の角度ずれΔθｘ、Δθｙをコントロールユニット
６４に与え、この時の値に基づいてＸガルバノミラー１
４１、Ｙガルバノミラー１４２の制御位置を補正するこ
とにより、ダイクロイックミラー１２１の角度ずれに原
因する画像ずれを確実に防止できる。

【００４４】この場合、Ｘガルバノミラー１４１、Ｙガ
ルバノミラー１４２の制御位置の補正方法は、上述した
第１乃至第３の実施の形態に記載したどの方法でもよ
い。なお、上述では、ダイクロイックミラー１２１、１
２２、１２３を交換する度に、コンフォーカルレンズ１
７の結像位置に共焦点ピンホール２０が来るように微動
ステージ６１の位置を制御する必要があるが、第１の実
施の形態と同様にダイクロイックミラー１２１、１２
２、１２３の種類を認識するセンサ２５を設けて、予
め、各ダイクロイックミラー１２１、１２２、１２３毎
の微動ステージ６１の位置を求め、これら位置情報をコ
ントロールユニット６４に記憶させてダイクロイックミ
ラー１２１、１２２、１２３の切換えとともに、対応す
る位置に微動ステージ６１を移動させるようにしてもよ
い。

【００４５】従って、このようにすれば、ダイクロイッ
クミラー１２１、１２２、１２３の角度ずれを角度検出
専用の補助レーザ光源などを設けることなく、観察用の
レーザ光源１１により照射される試料からの蛍光を２次
元位置センサＰＳＤ６３上に結像することにより求める
ことができるので、簡単で安価な構成でダイクロイック
ミラーを切換えた際の画像ずれを防止することができ
る。 （第５の実施の形態）図６は、本発明の第５の実施の形
態の概略構成を示すもので、図５と同一部分には、同符
号を付している。

【００４６】この場合、ダイクロイックミラー１２１、
１２２、１２３の角度ずれ検出用に２次元位置センサな
どを用いず、各ダイクロイックミラー１２１、１２２、
１２３の角度に対する共焦点ピンホール２０の微動ステ
ージの移動量を基に各ダイクロックミラー１２１、１２
２、１２３の角度ずれを検出するようにしている。

【００４７】この場合も、まず、光路に挿入されたダイ
クロイックミラー１２１の角度に対応するコンフォーカ
ルレンズ１７の結像位置に共焦点ピンホール２０が来る
ように微動ステージ６１の位置を制御する。ここでは、
光検出器２１と共焦点ピンホール２０を搭載する微動ス
テージ６１は、それぞれコントロールユニット６５に接
続しており、共焦点ピンホール２０を通過して光検出器
２１に入射する光量を監視して最も明るくなるように、
つまり、共焦点ピンホール６１の位置とコンフォーカル
レンズ１７の結像位置が一致するように制御される。

【００４８】そして、ダイクロイックミラー１２１に対
応する微動ステージ６１の移動値からＸガルバノミラー
１４１、Ｙガルバノミラー１４２の位置制御を実行する
ようになる。

【００４９】この場合、前回光路に挿入されていたダイ
クロイックミラーに対する微動ステージ６１の位置をＬ
ｘａ、Ｌｙａとして、今回光路に挿入されたダイクロイ
ックミラー１２１に対応する微動ステージ位置をＬｘ
ｂ、Ｌｙｂとした時、コンフォーカルレンズ１７の焦点
距離をｆｃすると、ダイクロイックミラー１２１の角度
ずれΔθｘ、Δθｙは、下式で計算できる。 Δθｘ＝１／２＊ｔａｎ（（Ｌｘｂ−Ｌｘａ）／ｆｃ） Δθｙ＝１／２＊ｔａｎ（（Ｌｙｂ−Ｌｙａ）／ｆｃ） そして、このように求められたダイクロイックミラー１
２１の角度ずれΔθｘ、Δθｙをコントロールユニット
６５からコントロールユニット６６に与え、この時の値
に基づいてＸガルバノミラー１４１、Ｙガルバノミラー
１４２の制御位置を補正することにより、ダイクロイッ
クミラー１２１の角度ずれに原因する画像ずれを確実に
防止できる。

【００５０】この場合、Ｘガルバノミラー１４１、Ｙガ
ルバノミラー１４２の制御位置の補正方法は、上述した
第１乃至第３の実施の形態に記載したどの方法でもよ
い。従って、このようにすれば、ダイクロイックミラー
１２１の角度ずれを共焦点ピンホール２０を搭載した微
動ステージ６１の制御位置から計算しているので、角度
検出専用の補助レーザ光源や２次元位置センサなどを設
けることなく、観察に必要な最小の構成のみの簡単で安
価な構成でダイクロイックミラーを切換えた際の画像ず
れを防止することができる。

【００５１】本発明は、上述した実施の形態に限られた
ものではなく、発明の主要な構成を逸脱しない範囲で種
々変形が可能であり、例えば、蛍光を検出して画像情報
を得る走査型光学顕微鏡の他に、反射光を検出して画像
情報を得る走査型光学顕微鏡にも適用することができ
る。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば光路
上に挿入されるビームスプリッタを切換えたときに生じ
る角度ずれをガルバノミラーの２次元走査の制御位置を
変更することで補正しているので、ビームスプリッタの
切換えに起因する画像ずれを確実に防止できる。

【００５３】ビームスプリッタに対し補助レーザ光源か
らレーザ光を照射し、ビームスプリッタからの反射光を
反射光検出手段で検出するようにしているので、精度の
高いビームスプリッタの角度ずれ検出を実現できる。

【００５４】光路上に挿入されるビームスプリッタの角
度ずれをピンホール移動手段の移動量から検出できるの
で、観察に必要な最小の構成のみの簡単で安価な構成に
より実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図２】第１の実施の形態に用いられるガルバノ制御位
置の補正方法を説明するための図。

【図３】本発明の第２の実施の形態に用いられるガルバ
ノ制御位置の補正方法を説明するための図。

【図４】本発明の第３の実施の形態に用いられるガルバ
ノ制御位置の補正方法を説明するための図。

【図５】本発明の第４の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図６】本発明の第５の実施の形態の概略構成を示す
図。

【図７】従来の走査型光学顕微鏡の概略構成を示す図。

【符号の説明】

１１…レーザ光源、 １２…ダイクロイックミラー部、 １２１、１２２、１２３…ダイクロイックミラー、 １３…反射ミラー、 １４１…Ｘガルバノミラー、 １４２…Ｙガルバノミラー、 １５…瞳投影レンズ、 １６…反射ミラー、 １７…コンフォーカルレンズ、 １８、１９…平行平面板、 ２０…共焦点ピンホール、 ２１…光検出器、 ２２、２３…パルスモータ、 ２４…コントロールユニット、 ２５…検出センサ、 ２６…補助レーザ光源、 ２７…位置センサＰＳＤ、 ２８…コントロールユニツト、 ６１…微動ステージ、 ６２…反射ミラー、 ６３…２次元位置センサＰＳＤ、 ６４、６５、６６…コントロールユニット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料に対しガルバノミラーにより点光源
   を２次元走査しながら照射し、試料からの光をピンホー
   ルを介して検出することにより画像情報を得るようにし
   た走査型光学顕微鏡において、 前記試料への照明光と試料からの光を分離する特性を有
   し、光路に対し選択的に挿脱可能な種類の異なるビーム
   スプリッタと、 前記光路上に挿入されたビームスプリッタの角度ずれを
   検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された角度ずれに基づいて前記
   ガルバノミラーの２次元走査の制御位置を補正する制御
   手段とを具備したことを特徴とする走査型光学顕微鏡。
2. 【請求項２】 検出手段は、 前記光路上に挿入されたビームスプリッタに対しレーザ
   光を照射する補助レーザ光源と、レーザ光が照射される
   ビームスプリッタからの反射光を検出する反射光検出手
   段とを有することを特徴とする請求項１記載の走査型光
   学顕微鏡。
3. 【請求項３】 検出手段は、前記光路上に挿入されたビ
   ームスプリッタを通った試料からの光の量が最大になる
   位置にピンホールを移動させるピンホール移動手段を有
   し、前記ピンホール移動手段による移動量を基に角度ず
   れを検出することを特徴とする請求項１記載の走査型光
   学顕微鏡。