(57)【要約】      （修正有）【課題】操作者が分割された各ビームの位置を手動又は自動で簡便に調整可能なビーム走査領域の位置調整方法の提供。【解決手段】観察領域に対し、時分割された複数のビームが夫々位置の異なる複数の走査領域Ａ１〜Ａ４を走査し、夫々の走査領域の画像を繋ぎ合わせて一つの全体画像を取得するマルチビームレーザ走査型顕微鏡において、全体画像における夫々の走査領域の画像同士の位置が一致するように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域の位置を調整する方法であって、夫々の隣接する走査領域同士の境界における少なくとも２箇所と交差するパターンを持つターゲット１を対物レンズの焦点位置に配置し、夫々のビームが走査した夫々の走査領域におけるターゲット１の表示画像を用いて、夫々の隣接する走査領域の表示画像同士の境界におけるターゲット１のパターンの位置が一致するように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域を調整する。【選択図】図３
2014163997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察領域に対し、時分割された複数のビームが夫々の前記ビームに対応した位置の異なる複数の走査領域を走査し、夫々の前記走査領域の画像を繋ぎ合わせて一つの全体画像を取得するマルチビームレーザ走査型顕微鏡において、前記一つの全体画像における夫々の前記走査領域の画像同士の位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域の位置を調整するためのビーム走査領域の位置調整方法であって、
夫々の隣接する前記走査領域同士の境界における少なくとも２箇所と交差するように形成されたパターンを持つターゲットを対物レンズの焦点位置又は該対物レンズの焦点位置と共役な位置に配置し、
夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、夫々の隣接する前記走査領域の表示画像同士の境界における該ターゲットのパターンの位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域を調整することを特徴とするビーム走査領域の位置調整方法。
【請求項２】
前記ターゲットのパターンが、前記観察領域の中心を通り前記走査領域の長手方向に対して垂直に該観察領域を通り抜ける中央直線部と、前記観察領域における、該観察領域の中心を通る前記走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに、該観察領域の中心を通り前記中央直線部に対して該観察領域に対する対角線が交差する角度以下の大きさを持つ所定角度で該観察領域を通り抜ける少なくとも１つの斜線部を有することを特徴とする請求項１に記載のビーム走査領域の位置調整方法。
【請求項３】
夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、前記ターゲットのパターンにおける前記中央直線部の位置が全ての前記走査領域の表示画像においてＸ軸（前記走査領域長手方向）の中心位置で一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＸ軸方向の位置を調整し、
次いで、前記ターゲットのパターンにおける前記斜線部の一端が前記観察領域の中心と一致し、かつ前記斜線部の位置が前記観察領域の中心を通る前記走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに夫々隣り合う前記走査領域の表示画像において一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＹ軸方向（前記走査領域短手方向）の位置を調整することを特徴とする請求項２に記載のビーム走査領域の位置調整方法。
【請求項４】
前記ターゲットが、前記マルチビームレーザ走査型顕微鏡のリボルバに装着可能に構成されたターゲット専用レンズと一体化したレンズ一体型ターゲットであり、
前記ターゲットのパターンが、前記ターゲット専用レンズの光軸を中心とした複数の同心円を有することを特徴とする請求項１に記載のビーム走査領域の位置調整方法。
【請求項５】
前記複数の同心円は、最外周から内側に向けて順にｎ番目の円をＣn、円Ｃnの外径をＤn、内径をｄnとしたとき、隣り合う前記同心円同士のピッチが、
Ｄn／２≦Ｄn+1＜ｄn＜Ｄn（但し、ｎは１から前記複数の同心円の数より１少ない数までの自然数）
の関係を満足することを特徴とする請求項４に記載のビーム走査領域の位置調整方法。
【請求項６】
夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、夫々の隣接する前記走査領域の表示画像同士の境界における前記複数の同心円の位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＸ軸方向の位置の調整と、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＹ軸方向の位置の調整とを繰り返すことを特徴とする請求項４又は５に記載のビーム走査領域の位置調整方法。
【請求項７】
前記ターゲットが蛍光部と透過部とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のビーム走査領域の位置調整方法。
【請求項８】
前記ターゲットが遮光部と透過部とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のビーム走査領域の位置調整方法。
【請求項９】
前記ターゲットを、前記マルチビームレーザ走査型顕微鏡のステージに取り付けることを特徴とする請求項１〜３、請求項１〜３に従属する請求項７、８のいずれかに記載のビーム走査領域の位置調整方法。
【請求項１０】
前記ターゲットの像を検出するように構成された走査領域の位置調整専用光路を、二次元走査部と前記対物レンズとの間の光路から分岐するように設け、
前記ターゲットを、前記走査領域の位置調整専用光路における前記対物レンズの焦点位置と共役な位置に固定することを特徴とする請求項１〜３、請求項１〜３に従属する請求項８のいずれかに記載のビーム走査領域の位置調整方法。
【請求項１１】
観察領域に対し、時分割された複数のビームが夫々の前記ビームに対応した位置の異なる複数の走査領域を走査し、夫々の前記走査領域の画像を繋ぎ合わせて一つの全体画像を取得するマルチビームレーザ走査型顕微鏡において、前記一つの全体画像における夫々の前記走査領域の画像同士の位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域の位置を調整するためのビーム走査領域の位置調整装置であって、
対物レンズの焦点位置に配置又は該対物レンズの焦点位置と共役な位置され、夫々の隣接する前記走査領域同士の境界における少なくとも２箇所と交差するように形成されたパターンを持つターゲットと、
夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、夫々の隣接する前記走査領域の表示画像同士の境界における該ターゲットのパターンの位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域を調整する調整手段と、
を有することを特徴とするビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項１２】
前記ターゲットのパターンが、前記観察領域の中心を通り前記走査領域の長手方向に対して垂直に該観察領域を通り抜ける中央直線部と、前記観察領域における、該観察領域の中心を通る前記走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに、該観察領域の中心を通り前記中央直線部に対して該観察領域に対する対角線が交差する角度以下の大きさを持つ所定角度で該観察領域を通り抜ける少なくとも１つの斜線部を有することを特徴とする請求項１１に記載のビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項１３】
前記ターゲットが、前記マルチビームレーザ走査型顕微鏡のリボルバに装着可能に構成されたターゲット専用レンズと一体化したレンズ一体型ターゲットであり、
前記ターゲットのパターンが、前記ターゲット専用レンズの光軸を中心とした複数の同心円を有することを特徴とする請求項１１に記載のビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項１４】
前記複数の同心円は、最外周から内側に向けて順にｎ番目の円をＣn、円Ｃnの外径をＤn、内径をｄnとしたとき、隣り合う前記同心円同士のピッチが、
Ｄn／２≦Ｄn+1＜ｄn＜Ｄn（但し、ｎは１から前記複数の同心円の数より１少ない数までの自然数）
の関係を満足することを特徴とする請求項１３に記載のビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項１５】
前記調整手段が、前記ビームが走査する夫々の前記走査領域におけるＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を調整できるように、夫々の前記ビームの光路上に設けられた反射角度または反射位置を調整可能なミラーからなることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載のビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項１６】
夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、前記ターゲットのパターンにおける前記中央直線部の位置が全ての前記走査領域の表示画像においてＸ軸の中心位置で一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＸ軸方向の位置を調整し、次いで、前記ターゲットのパターンにおける前記斜線部の一端が前記観察領域の中心と一致し、かつ前記斜線部の位置が前記観察領域の中心を通る前記走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに夫々隣り合う前記走査領域の表示画像において一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＹ軸方向の位置を調整する、前記反射角度または反射位置を調整可能なミラーの反射角度または反射位置を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１２に従属する請求項１５に記載のビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項１７】
夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、夫々の隣接する前記走査領域の表示画像同士の境界における前記複数の同心円の位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＸ軸方向の位置の調整と、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＹ軸方向の位置の調整とを繰り返す、前記反射角度または反射位置を調整可能なミラーの反射角度または反射位置を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１３又は１４に従属する請求項１５に記載のビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項１８】
前記ターゲットが蛍光部と透過部とを有することを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載のビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項１９】
前記ターゲットが遮光部と透過部とを有することを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載のビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項２０】
前記ターゲットが、前記マルチビームレーザ走査型顕微鏡のステージに取り付け可能に備えられていることを特徴とする請求項１１、１２、請求項１１、１２に従属する請求項１５、請求項１６、請求項１１、１２、請求項１１、１２に従属する請求項１５、請求項１６に従属する請求項１８、１９のいずれかに記載のビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項２１】
前記ターゲットの像を検出するように構成された走査領域の位置調整専用光路が二次元走査部と前記対物レンズとの間の光路から分岐するように設けられ、
前記ターゲットが、前記走査領域の位置調整専用光路における前記対物レンズの焦点位置と共役な位置に固定されていることを特徴とする請求項１１、１２、請求項１１、１２に従属する請求項１５、請求項１６、請求項１１、１２、請求項１１、１２に従属する請求項１５、請求項１６に従属する請求項１９のいずれかに記載のビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項２２】
前記二次元走査部と前記対物レンズとの間の光路からの分岐位置に、光路を切替可能な光路切替ミラーを備え、前記光路切替ミラーにより、夫々の前記ビームを前記走査領域の位置調整専用光路に導くことができるようにしたことを特徴とする請求項２１に記載のビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項２３】
前記光路切替ミラーが、前記時分割された夫々のビームの殆どを透過して前記対物レンズに導くとともに、一部を反射して前記走査領域の位置調整専用光路に導くビームサンプラーで構成されていることを特徴とする請求項２２に記載のビーム走査領域の位置調整装置。
【請求項２４】
請求項１１〜２３のいずれかに記載のビーム走査領域の位置調整装置を備えたことを特徴とするマルチビームレーザ走査型顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時分割された夫々のビームが走査する夫々の走査領域の位置を調整するビーム走査領域の位置調整方法並びにビーム走査領域の位置調整装置及びそれを備えたマルチビームレーザ走査型顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マルチビームレーザ走査型顕微鏡として、例えば、次の非特許文献１に記載の２光子励起顕微鏡がある。
非特許文献１に記載のマルチビームレーザ走査型顕微鏡は、例えば、図１３に示すように、パルスレーザ１１からのレーザ光を時分割手段１２によって複数（図１３の例ではＢｅａｍ１〜Ｂｅａｍ４の４本）のビームに分割し、分割された夫々のビームを、夫々のビームに対応したミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４で反射し、ガルバノミラー１４ａ，１４ｂで構成される二次元走査部を介して、ステージ１５上における夫々のビームに対応した、位置の異なる夫々の走査領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に時分割（図１３の例では３ｎｓのピッチ）でスポット照射し、ステージ１５に載置された試料からの光を光検出器１６で検出し、検出した夫々の走査領域の信号を図１３では示していない画像処理手段を介して画像に変換し、変換した夫々の走査領域の画像を合成することで１つの画像を形成するようになっている。なお、図１３(a)中、１２ａ，１２ｂ，１２ｃはハーフミラー、１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉ，２５はミラー、１７ａは瞳投影レンズ、１７ｂは結像レンズ、１８は接眼レンズ、１９は励起用ダイクロイックミラー、２０は対物レンズ、２１はダイクロイックミラー、２２，２８は光検出用レンズ、２３はλ／２波長板、２４は偏光ビームスプリッター、２６ａ，２６ｂはリレーレンズ、２７はレンズ、２９は光検出器、３０はマイクロマニピュレータである。
【０００３】
このように、マルチビームレーザ走査型顕微鏡では、時分割された複数のビームで対応する複数の走査領域（図１３の例では、走査領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）を高速に走査し、受光手段（図１３の例では、例えば、光検出器１６）を介して受光された夫々の走査領域の画像を繋ぎ合わせて、例えば図１４(a)に示すような１枚の画像を取得している。このため、夫々の走査領域の画像にズレを生じないように、各ビームによる走査領域の位置調整は常に数百ｎｍオーダーで正確に行なわれている必要がある。
【０００４】
しかるに、観察領域のサイズ変更、光源の波長変更、外乱、長時間の使用等により、夫々のビームの走査領域の位置ずれが生じ、例えば図１４(b)に示すように、夫々の走査領域の画像を繋ぎ合わせたときの夫々の走査領域における被写体Ｏの画像がずれる場合がある。そのような場合には、夫々のビームが走査する走査領域の位置調整が必要となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Adrian Cheng, J Tiago Goncalves, Peyman Golshani, Katsushi Arisaka & Carlos Portera-Cailliau," Simultaneous two-photon calcium imaging at different depths with spatiotemporal multiplexing", Nature Methods 8, 139-142(2011)，  doi:10.1038/nmeth.1552,Received 01 October 2010, Accepted 14 December 2010, Published online 09 January 2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来、マルチビームレーザ走査型顕微鏡の操作者がビームによる夫々の走査領域の位置を調整することは困難であり、調整には多くの時間を要していた。特に、マルチビームレーザ走査型顕微鏡が２光子励起顕微鏡である場合、レーザ光に赤外光を用いるため、肉眼では赤外光の画像を確認することができない。また、専門の訓練を受けていない操作者がビームによる夫々の走査領域の位置調整を行うことは、赤外光の反射光が操作者の目に入るおそれがあり危険である。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、マルチビームレーザ走査型顕微鏡を用いた観察において、操作者が分割された各ビームの位置を手動又は自動で簡便に調整可能なビーム走査領域の位置調整方法並びにビーム走査領域の位置調整装置及びそれを備えたマルチビームレーザ走査型顕微鏡を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明によるビーム走査領域の位置調整方法は、観察領域に対し、時分割された複数のビームが夫々の前記ビームに対応した位置の異なる複数の走査領域を走査し、夫々の前記走査領域の画像を繋ぎ合わせて一つの全体画像を取得するマルチビームレーザ走査型顕微鏡において、前記一つの全体画像における夫々の前記走査領域の画像同士の位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域の位置を調整するためのビーム走査領域の位置調整方法であって、夫々の隣接する前記走査領域同士の境界における少なくとも２箇所と交差するように形成されたパターンを持つターゲットを対物レンズの焦点位置又は該対物レンズの焦点位置と共役な位置に配置し、夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、夫々の隣接する前記走査領域の表示画像同士の境界における該ターゲットのパターンの位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域を調整することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法においては、前記ターゲットのパターンが、前記観察領域の中心を通り前記走査領域の長手方向に対して垂直に該観察領域を通り抜ける中央直線部と、前記観察領域における、該観察領域の中心を通る前記走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに、該観察領域の中心を通り前記中央直線部に対して該観察領域に対する対角線が交差する角度以下の大きさを持つ所定角度で該観察領域を通り抜ける少なくとも１つの斜線部を有するのが好ましい。
【００１０】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法においては、夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、前記ターゲットのパターンにおける前記中央直線部の位置が全ての前記走査領域の表示画像においてＸ軸（前記走査領域長手方向）の中心位置で一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＸ軸方向の位置を調整し、次いで、前記ターゲットのパターンにおける前記斜線部の一端が前記観察領域の中心と一致し、かつ前記斜線部の位置が前記観察領域の中心を通る前記走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに夫々隣り合う前記走査領域の表示画像において一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＹ軸方向（前記走査領域短手方向）の位置を調整するのが好ましい。
【００１１】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法においては、前記ターゲットが、前記マルチビームレーザ走査型顕微鏡のリボルバに装着可能に構成されたターゲット専用レンズと一体化したレンズ一体型ターゲットであり、前記ターゲットのパターンが、前記ターゲット専用レンズの光軸を中心とした複数の同心円を有するのが好ましい。
【００１２】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法においては、前記複数の同心円は、最外周から内側に向けて順にｎ番目の円をＣn、円Ｃnの外径をＤn、内径をｄnとしたとき、隣り合う前記同心円同士のピッチが、
Ｄn／２≦Ｄn+1＜ｄn＜Ｄn（但し、ｎは１から前記複数の同心円の数より１少ない数までの自然数）
の関係を満足するのが好ましい。
【００１３】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法においては、夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、夫々の隣接する前記走査領域の表示画像同士の境界における前記複数の同心円の位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＸ軸方向の位置の調整と、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＹ軸方向の位置の調整とを繰り返すのが好ましい。
【００１４】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法においては、前記ターゲットが蛍光部と透過部とを有するのが好ましい。
【００１５】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法においては、前記ターゲットが遮光部と透過部とを有するのが好ましい。
【００１６】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法においては、前記ターゲットを、前記マルチビームレーザ走査型顕微鏡のステージに取り付けるのが好ましい。
【００１７】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法においては、前記ターゲットの像を検出するように構成された走査領域の位置調整専用光路を、二次元走査部と前記対物レンズとの間の光路から分岐するように設け、前記ターゲットを、前記走査領域の位置調整専用光路における前記対物レンズの焦点位置と共役な位置に固定するのが好ましい。
【００１８】
また、本発明によるビーム走査領域の位置調整装置は、観察領域に対し、時分割された複数のビームが夫々の前記ビームに対応した位置の異なる複数の走査領域を走査し、夫々の前記走査領域の画像を繋ぎ合わせて一つの全体画像を取得するマルチビームレーザ走査型顕微鏡において、前記一つの全体画像における夫々の前記走査領域の画像同士の位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域の位置を調整するためのビーム走査領域の位置調整装置であって、対物レンズの焦点位置に配置又は該対物レンズの焦点位置と共役な位置され、夫々の隣接する前記走査領域同士の境界における少なくとも２箇所と交差するように形成されたパターンを持つターゲットと、夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、夫々の隣接する前記走査領域の表示画像同士の境界における該ターゲットのパターンの位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域を調整する調整手段と、を有することを特徴としている。
【００１９】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、前記ターゲットのパターンが、前記観察領域の中心を通り前記走査領域の長手方向に対して垂直に該観察領域を通り抜ける中央直線部と、前記観察領域における、該観察領域の中心を通る前記走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに、該観察領域の中心を通り前記中央直線部に対して該観察領域に対する対角線が交差する角度以下の大きさを持つ所定角度で該観察領域を通り抜ける少なくとも１つの斜線部を有するのが好ましい。
【００２０】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、前記ターゲットが、前記マルチビームレーザ走査型顕微鏡のリボルバに装着可能に構成されたターゲット専用レンズと一体化したレンズ一体型ターゲットであり、前記ターゲットのパターンが、前記ターゲット専用レンズの光軸を中心とした複数の同心円を有するのが好ましい。
【００２１】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、前記複数の同心円は、最外周から内側に向けて順にｎ番目の円をＣn、円Ｃnの外径をＤn、内径をｄnとしたとき、隣り合う前記同心円同士のピッチが、
Ｄn／２≦Ｄn+1＜ｄn＜Ｄn（但し、ｎは１から前記複数の同心円の数より１少ない数までの自然数）
の関係を満足するのが好ましい。
【００２２】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、前記調整手段が、前記ビームが走査する夫々の前記走査領域におけるＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を調整できるように、夫々の前記ビームの光路上に設けられた反射角度または反射位置を調整可能なミラーからなるのが好ましい。
【００２３】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、前記ターゲットのパターンにおける前記中央直線部の位置が全ての前記走査領域の表示画像においてＸ軸の中心位置で一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＸ軸方向の位置を調整し、次いで、前記ターゲットのパターンにおける前記斜線部の一端が前記観察領域の中心と一致し、かつ前記斜線部の位置が前記観察領域の中心を通る前記走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに夫々隣り合う前記走査領域の表示画像において一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＹ軸方向の位置を調整する、前記反射角度または反射位置を調整可能なミラーの反射角度または反射位置を制御する制御手段を有するのが好ましい。
【００２４】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、夫々の隣接する前記走査領域の表示画像同士の境界における前記複数の同心円の位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＸ軸方向の位置の調整と、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＹ軸方向の位置の調整とを繰り返す、前記反射角度または反射位置を調整可能なミラーの反射角度または反射位置を制御する制御手段を有するのが好ましい。
【００２５】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、前記ターゲットが蛍光部と透過部とを有するのが好ましい。
【００２６】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、前記ターゲットが遮光部と透過部とを有するのが好ましい。
【００２７】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、前記ターゲットが、前記マルチビームレーザ走査型顕微鏡のステージに取り付け可能に備えられているのが好ましい。
【００２８】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、前記ターゲットの像を検出するように構成された走査領域の位置調整専用光路が二次元走査部と前記対物レンズとの間の光路から分岐するように設けられ、前記ターゲットが、前記走査領域の位置調整専用光路における前記対物レンズの焦点位置と共役な位置に固定されているのが好ましい。
【００２９】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、前記二次元走査部と前記対物レンズとの間の光路からの分岐位置に、光路を切替可能な光路切替ミラーを備え、前記光路切替ミラーにより、夫々の前記ビームを前記走査領域の位置調整専用光路に導くことができるようにするのが好ましい。
【００３０】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、前記光路切替ミラーが、前記時分割された夫々のビームの殆どを透過して前記対物レンズに導くとともに、一部を反射して前記走査領域の位置調整専用光路に導くビームサンプラーで構成されているのが好ましい。
【００３１】
また、本発明によるマルチビームレーザ走査型顕微鏡は、上記本発明のいずれかのビーム走査領域の位置調整装置を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、マルチビームレーザ走査型顕微鏡を用いた観察において、操作者が分割された各ビームの位置を手動又は自動で簡便に調整可能なビーム走査領域の位置調整方法並びにビーム走査領域の位置調整装置及びそれを備えたマルチビームレーザ走査型顕微鏡が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるビーム走査領域の位置調整方法を行なうための位置調整装置を備えたマルチビームレーザ走査型顕微鏡の概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施形態のビーム走査領域の位置調整方法に用いるターゲットのマルチビームレーザ走査型顕微鏡への取付態様を示す説明図である。
【図３】第１実施形態のビーム走査領域の位置調整方法に用いるターゲットのパターンの構成を示す説明図で、(a)はターゲットのパターンの一例における、観察領域全域との位置関係を示す図、(b)は(a)のターゲットのパターンと夫々の走査領域との位置関係及び観察倍率との対応関係を示す図、(c)はターゲットのパターンの一変形例の形状を示す図、(d)はターゲットのパターンの他の変形例の形状を示す図、(e)はターゲットのパターンのさらに他の変形例の形状を示す図である。
【図４】第１実施形態のビーム走査領域の位置調整方法において図３(a)に示したパターンのターゲットを用いた、夫々のビームによる夫々の走査領域の位置合わせの手順を示す状態説明図で、(a)はシングルビーム観察又は明視野観察を用いた、ステージ上で位置ずれしている初期状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(b)は(a)のターゲットをステージ上の基準位置に位置合わせした状態の表示画像を示す図、(c)は(b)の状態からマルチビーム観察に観察モードを切替えたときの夫々の走査領域が位置ずれしている初期状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(d)は(c)の状態から夫々の走査領域のＸ軸方向の位置を調整した状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(e)は(d)の状態から夫々の走査領域のＹ軸方向の位置を調整した状態におけるターゲットの表示画像を示す図である。
【図５】第１実施形態の一変形例にかかるビーム走査領域の位置調整方法を行なうための位置調整装置を備えたマルチビームレーザ走査型顕微鏡の構成を示す説明図で、(a)は全体の概略構成を示す図、(b)は要部の構成を示すブロック図ある。
【図６】図５に示す一変形例のマルチビームレーザ走査型顕微鏡におけるビーム走査領域の位置調整方法に用いるターゲットのパターンの構成を示す説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかるビーム走査領域の位置調整方法を行なうための位置調整装置を備えたマルチビームレーザ走査型顕微鏡の構成を示す説明図で、(a)は全体の概略構成を示す図、(b)は要部の構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施形態のビーム走査領域の位置調整方法において図６に示したのと同様のターゲットを用いた、夫々のビームによる夫々の走査領域の位置合わせの手順を示す状態説明図で、(a)はマルチビーム観察において夫々のビームが走査領域の位置調整専用光路を通ったときの夫々の走査領域が位置ずれしている初期状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(b)は(a)の状態から夫々の走査領域のＸ軸方向の位置を調整した状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(c)は(b)の状態から夫々の走査領域のＹ軸方向の位置を調整した状態におけるターゲットの表示画像を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態にかかるビーム走査領域の位置調整方法に用いるターゲットのマルチビームレーザ走査型顕微鏡への取付態様を示す説明図である。
【図１０】第３実施形態のビーム走査領域の位置調整方法に用いるターゲットのパターンの構成を示す説明図で、(a)はターゲットのパターンの一例における、観察領域全域との位置関係を示す図、(b)は(a)のターゲットのパターンと夫々の走査領域との位置関係及び観察倍率との対応関係を示す図である。
【図１１】第３実施形態のビーム走査領域の位置調整方法において図１０に示したパターンのターゲットを用いた、夫々のビームによる夫々の走査領域の位置合わせの手順を示す状態説明図で、(a)はマルチビーム観察において夫々の走査領域が位置ずれしている初期状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(b)は(a)の状態から夫々の走査領域のＸ軸方向の位置を調整した状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(c)は(b)の状態から夫々の走査領域のＹ軸方向の位置を調整した状態におけるターゲットの表示画像を示す図である。
【図１２】本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置を適用したマルチビーム走査型顕微鏡の他の例を示す説明図である。
【図１３】マルチビームレーザ走査型顕微鏡の一従来例の構成を示す説明図で、(a)は全体の概略構成を示す図、(b)は左側に対物レンズ、右側に対物レンズを経て検出される夫々のビームの走査領域の位置関係を示す図、(c)は上段にシングルビームのヒストグラム、下段にマルチビームのヒストグラムを示す図である。
【図１４】図１３のマルチビームレーザ走査型顕微鏡において、夫々の走査領域の画像を繋ぎ合わせた全体画像を示す説明図で、(a)は夫々のビームの走査領域の位置が合っている場合の全体画像を示す図、(b)は夫々のビームの走査領域の位置ずれが生じている場合の全体画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置のように、夫々の隣接する前記走査領域同士の境界における少なくとも２箇所と交差するように形成されたパターンを持つターゲットを対物レンズの焦点位置又は該対物レンズの焦点位置と共役な位置に配置し、夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、夫々の隣接する前記走査領域の表示画像同士の境界における該ターゲットのパターンの位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域を調整するようにすれば、既存のマルチビームレーザ走査型顕微鏡に対する構成変更を最小限に抑えることができ、しかも、赤外光の反射光が操作者の目に入るおそれがなく、操作者が分割された各ビームの位置を手動又は自動で簡便に夫々のビームによる走査領域のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置調整を行なうことが可能となる。
【００３５】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置において、前記ターゲットのパターンが、前記観察領域の中心を通り前記走査領域の長手方向に対して垂直に該観察領域を通り抜ける中央直線部と、前記観察領域における、該観察領域の中心を通る前記走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに、該観察領域の中心を通り前記中央直線部に対して該観察領域に対する対角線が交差する角度以下の大きさを持つ所定角度で該観察領域を通り抜ける少なくとも１つの斜線部を有するようにすれば、中央直線部と斜線部の２辺によって夫々のビームによる走査領域のＸ軸及びＹ軸方向の位置調整を行なうことができることに加えて、さらに、ガルバノミラーによる走査の振幅を小さくして夫々の走査領域の大きさを縮小し、縮小した走査領域の画像を拡大表示させるようなズーム操作を行なった場合にも、パターン形状が維持されるため、より簡便に夫々のビームによる走査領域のＸ軸及びＹ軸方向の位置調整を行なうことができる。
【００３６】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置において、夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、前記ターゲットのパターンにおける前記中央直線部の位置が全ての前記走査領域の表示画像においてＸ軸の中心位置で一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＸ軸方向の位置を調整し、次いで、前記ターゲットのパターンにおける前記斜線部の一端が前記観察領域の中心と一致し、かつ前記斜線部の位置が前記観察領域の中心を通る前記走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに夫々隣り合う前記走査領域の表示画像において一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＹ軸方向の位置を調整するようにすれば、上記のような中央直線部と斜線部を有するパターンを持つターゲットを用いた、簡便な夫々のビームによる走査領域のＸ軸及びＹ軸方向の位置調整が具現化できる。
【００３７】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置において、前記ターゲットが、前記マルチビームレーザ走査型顕微鏡のリボルバに装着可能に構成されたターゲット専用レンズと一体化したレンズ一体型ターゲットであり、前記ターゲットのパターンが、前記ターゲット専用レンズの光軸を中心とした複数の同心円を有するようにすれば、レンズ一体型ターゲットをリボルバに装着するだけで、既存の顕微鏡の基本構成を変更せずに済み、コストも抑えることができる。
また、レンズ一体型ターゲットをリボルバに装着する際の回転量にかかわらず、ターゲットのパターンが一定に維持されるため、ターゲット自体の位置合わせの手間が省ける。
また、観察試料をステージに設置した状態のまま、夫々の走査領域の位置を調整することができ、特に、同じ観察試料に対し、観察倍率や照射波長を変更した観察や、タイムラプス観察等の長時間観察における、夫々の走査領域の位置調整の作業負担が軽減される。
さらに、レンズ一体型ターゲットを対物レンズとともにリボルバに装着することにより、リボルバを回転するだけで、走査位置の位置調整と観察とを切替えることができる。
【００３８】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置において、前記複数の同心円は、最外周から内側に向けて順にｎ番目の円をＣn、円Ｃnの外径をＤn、内径をｄnとしたとき、隣り合う前記同心円同士のピッチが、
Ｄn／２≦Ｄn+1＜ｄn＜Ｄn（但し、ｎは１から前記複数の同心円の数より１少ない数までの自然数）
の関係を満足するようにすれば、ガルバノミラーによる走査の振幅を小さくして夫々のビームの走査領域を縮小して観察画像を拡大するズーミング操作を行なった場合であっても、ターゲットのパターン形状を多重の同心円に維持でき、簡便に夫々のビームによる走査領域のＸ軸及びＹ軸方向の位置調整を行なうことができる。
【００３９】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置において、夫々の前記ビームが走査した夫々の前記走査領域における前記ターゲットの表示画像を用いて、夫々の隣接する前記走査領域の表示画像同士の境界における前記複数の同心円の位置が一致するように、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＸ軸方向の位置の調整と、夫々の前記ビームが走査する夫々の前記走査領域のＹ軸方向の位置の調整とを繰り返すようにすれば、上記のような複数の同心円を有するパターンを持つターゲットを用いた、簡便な夫々のビームによる走査領域のＸ軸及びＹ軸方向の位置調整が具現化できる。
【００４０】
なお、本発明のビーム走査領域の位置調整装置においては、夫々のビームによる走査領域のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置調整を行なうための調整手段を有し、前記調整手段を、夫々の前記ビームの光路上に設けられた反射角度または反射位置を調整可能なミラーで構成するのが好ましい。
また、本発明のビーム走査領域の位置調整装置において、前記反射角度または反射位置を調整可能なミラーを制御する制御手段を有すれば、夫々のビームによる走査領域のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置調整を自動化でき、調整作業の負担を大幅に軽減できる。
【００４１】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置において、前記ターゲットが蛍光部と透過部とを有すれば、励起波長でターゲットを照射することで、蛍光部から発せられる蛍光によりターゲットのパターン形状を認識でき、表示画像を観察しながら位置調整を行うことが可能となる。
【００４２】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置において、前記ターゲットが遮光部と透過部とを有すれば、透過型顕微鏡に用いた場合、コントラストによりターゲットのパターンを明確に認識でき、ターゲットに照射するための波長が限定されず、どのような波長の光を用いてターゲットを照射しても、走査領域の位置調整が可能となる。
【００４３】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置において、前記ターゲットを、前記マルチビームレーザ走査型顕微鏡のステージに取り付けるようにすれば、既存の顕微鏡の基本構成を変更せずに済み、コストも大きく抑えることができる。
【００４４】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置において、前記ターゲットの像を検出するように構成された走査領域の位置調整専用光路を、二次元走査部と前記対物レンズとの間の光路から分岐するように設け、前記ターゲットを、前記走査領域の位置調整専用光路における前記対物レンズの焦点位置と共役な位置に固定すれば、観察試料をステージに設置した状態のまま、夫々の走査領域の位置を調整することができる。特に、同じ観察試料に対し、観察倍率や照射波長を変更した観察や、タイムラプス観察等の長時間観察における、夫々の走査領域の位置調整の作業負担が軽減される。
また、ターゲットを走査領域の位置調整専用光路に固定すれば、観察に応じてターゲットを着脱する必要性がなく、初期段階での位置調整後にはターゲットの位置ずれが起こらないため、ターゲット自体の位置調整を行なう手間が省ける。
【００４５】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置において、前記二次元走査部と前記対物レンズとの間の光路からの分岐位置に、光路を切替可能な光路切替ミラーを備え、前記光路切替ミラーにより、夫々の前記ビームを前記走査領域の位置調整専用光路に導くことができるようにすれば、観察試料の観察と、走査領域の位置調整とを簡単に切替えることができる。
【００４６】
また、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置において、前記光路切替ミラーを、前記時分割された夫々のビームの殆どを透過して前記対物レンズに導くとともに、一部を反射して前記走査領域の位置調整専用光路に導くビームサンプラーで構成すれば、観察試料を観察しながら、走査領域の位置調整を行うことが可能となる。
【００４７】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の各実施形態にかかるビーム走査領域の位置調整方法を行なうための位置調整装置を備えたマルチビームレーザ走査型顕微鏡の概略構成を示す説明図である。図２は第１実施形態のビーム走査領域の位置調整方法に用いるターゲットのマルチビームレーザ走査型顕微鏡への取付態様を示す説明図である。図３は第１実施形態のビーム走査領域の位置調整方法に用いるターゲットのパターンの構成を示す説明図で、(a)はターゲットのパターンの一例における、観察領域全域との位置関係を示す図、(b)は(a)のターゲットのパターンと夫々の走査領域との位置関係及び観察倍率との対応関係を示す図、(c)はターゲットのパターンの一変形例の形状を示す図、(d)はターゲットのパターンの他の変形例の形状を示す図、(e)はターゲットのパターンのさらに他の変形例の形状を示す図である。図４は第１実施形態のビーム走査領域の位置調整方法において図３(a)に示したパターンのターゲットを用いた、夫々のビームによる夫々の走査領域の位置合わせの手順を示す状態説明図で、(a)はシングルビーム観察又は明視野観察を用いた、ステージ上で位置ずれしている初期状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(b)は(a)のターゲットをステージ上の基準位置に位置合わせした状態の表示画像を示す図、(c)は(b)の状態からマルチビーム観察に観察モードを切替えたときの夫々の走査領域が位置ずれしている初期状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(d)は(c)の状態から夫々の走査領域のＸ軸方向の位置を調整した状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(e)は(d)の状態から夫々の走査領域のＹ軸方向の位置を調整した状態におけるターゲットの表示画像を示す図である。
【００４８】
本実施形態のビーム走査領域の位置調整方法を行なうマルチビームレーザ走査型顕微鏡は、図１に示すように、図１３に示した構成に加えて、さらに、画像処理手段４１、制御手段４２、画像表示装置５０を備えている。
画像処理手段４１は、光検出器１６が検出した検出した検出信号と図示しないガルバノミラー駆動部より与えられるガルバノミラー１４ａ，１４ｂの偏向角度信号（座標情報）をもとに、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の信号を画像化するとともに、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像を繋ぎ合わせて１つの全体画像を作成する。
制御手段４２は、画像処理手段４１が画像化した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像情報を用いて夫々の走査領域の画像におけるターゲットのＸ軸方向及びＹ軸方向のずれ量を算出する算出部（図示省略）を備えるとともに、算出した夫々の走査領域の画像におけるターゲットのＸ軸方向及びＹ軸方向のずれ量に基づいて、夫々の走査領域におけるＸ方向及びＹ方向の位置を合わせるために必要なミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を算出し、算出した反射角度に基づき図示しない駆動手段を駆動させて、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を制御可能に構成されている。
画像表示装置５０は、画像処理手段４１が夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像を繋ぎ合わせて作成した、全体画像を表示する表示部を有している。また、画像表示装置５０は、表示部にターゲットのパターン形状に応じた所定の基準位置を示す指標を表示することができるようになっている。
なお、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４は、上述の駆動手段の他にも、図示しないＸ軸調整用の微動ツマミとＹ軸調整用の微動ツマミにより、手動で反射角度を３６０度の方向に調整可能に構成されている。
また、上述の駆動手段は、操作者が図示しない操作ボタンを押すことによって駆動させることができるようになっている。なお、制御手段４２は、操作者が操作ボタンを押すことなく、上述の駆動手段を駆動させることが可能な制御モードを備えた構成としてもよい。
【００４９】
また、本実施形態のビーム走査領域の位置調整方法を行なうマルチビームレーザ走査型顕微鏡では、図２に示すように、ターゲット１がステージ１５に配置されている。ターゲット１の位置は、ステージ１５に配置した後に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に手動で位置調整をすることによって所定方向に定まる。
ターゲット１は、透明な薄板に蛍光体を有して構成され、例えば、図３(a)に示すように、蛍光部１ａと透過部１ｂを有し、蛍光部１ａに所定のパターンが形成されている。図３(a)中、１ｃは外枠である。
より詳しくは、蛍光部１ａは、観察領域の中心を通り走査領域の長手方向に対して垂直に観察領域を通り抜ける中央直線部と、観察領域の中心を通り中央直線部に対して観察領域に対する対角線が交差する角度以下の大きさを持つ所定角度（図３(a)の例では４５度以下）で観察領域を通り抜ける斜線部を有している。また、斜線部は、観察領域における、観察領域の中心を通る走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域（ここでは紙面において上下方向に分割された走査領域Ａ２，Ａ１と走査領域Ａ３，Ａ４の２つの領域）ごとに、少なくとも１つ以上（図３(a)の例では１つずつ）存在する。
【００５０】
このような中央直線部と斜線部とを有する蛍光部１ａのパターン形状を持つターゲット１に対し、図３(b)に示すように、ガルバノミラー１４ａ，１４ｂによる走査の振幅を小さくして夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の大きさを縮小（例えば、図３(b)における×２（走査幅１／２）の大きさや、×４（走査幅１／４）の大きさに縮小）し、縮小した走査領域Ａ１〜Ａ４の画像を画像表示装置５０に拡大表示させるようなズーム操作を行った場合、画像表示装置５０の表示部に表示されるターゲット１の画像は縮尺が変化した相似形であり、パターン形状は維持される。
【００５１】
なお、ターゲット１における中央直線部と斜線部とを有する蛍光部１ａのパターン形状は、図３(a)の例の形状に限定されるものではなく、観察領域の中心を通り走査領域の長手方向に対して垂直に観察領域を通り抜ける中央直線部と、観察領域における、観察領域の中心を通る走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに、観察領域の中心を通り中央直線部に対して観察領域に対する対角線が交差する角度以下の大きさを持つ所定角度で観察領域を通り抜ける少なくとも１つの斜線部を有すれば、どのような形状であってもよい。
【００５２】
例えば、蛍光部１ａのパターン形状は、図３(c)に示すように、中央直線部の片側にのみ蛍光部１ａが存在する形状でもよい。また、例えば、蛍光部１ａのパターン形状は、図３(d)に示すように、観察領域における、観察領域の中心を通る走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとの斜線部の中央直線部に対する角度が異なる形状でもよい。また、例えば、蛍光部１ａのパターン形状は、図３(d)に示すように、観察領域における、観察領域の中心を通る走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに２つの斜線部を有する形状でもよい。
また、ターゲット１におけるパターン形状は、蛍光部１ａの代わりに透過部１ｂが有していても良く、例えば、図３(a)、図３(c)、図３(d)に示す蛍光部１ａと透過部１ｂの位置が反転したパターンであってもよい。
【００５３】
このように構成されたターゲット１を用いた第１実施形態のビーム走査領域の位置調整は、次の手順で行なう。
(1-1)ターゲット位置調整
まず、ステージ１５にターゲット１を配置したターゲット１自体の位置調整を行なう。
詳しくは、予め、画像表示装置５０の表示部にターゲット１が正しい位置に配置された際の中央直線部の基準位置と斜線部の基準位置を示す指標を表示させておく。そして、顕微鏡の観察モードを、シングルビーム観察又は明視野観察に設定し、ステージ１５上のターゲット１からの蛍光を光検出器１６に検出させ、画像処理手段４１が作成したターゲット１の画像を、図４(a)に示すように、画像表示装置５０の表示部に表示させる。そして、画像表示装置５０の表示部に表示された指標及び画像を観察しながら、図４(b)に示すように、ターゲット１の画像の中央直線部及び斜線部の位置が表示部に予め表示されている中央直線部の基準位置及び斜線部の基準位置を示す指標の位置に夫々一致するようにステージ１５上のターゲット１の配置位置を調整する。
【００５４】
(1-2)マルチビーム観察への切替え
ターゲット１の配置位置の調整が完了後、顕微鏡の観察モードをマルチビーム観察に切替える。そして、画像処理手段４１が夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像を合成したターゲット１の全体画像を、図４(c)に示すように、画像表示装置５０の表示部に表示させる。
なお、図４(c)の例では、夫々のビームが走査した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像を繋ぎ合わせた初期状態におけるターゲット１の表示画像が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にずれている。
【００５５】
(1-3)Ｘ軸方向（走査領域の長手方向に対し平行な方向）の位置調整
次いで、図４(c)に示されている夫々のビームが走査した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１の表示画像を観察しながら、図４(d)に示すように、ターゲット１のパターンにおける中央直線部の位置が全ての走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像においてＸ軸の中心位置に位置するように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４のＸ軸方向の位置を調整する。詳しくは、予め画像表示装置５０の表示部に表示されている中央直線部の基準位置を示す指標の位置に、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１の表示画像の中央直線部の位置が一致するように、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を図示しないＸ軸調整用の微動ツマミにより、手動で調整する。
【００５６】
(1-4)Ｙ軸方向（走査領域の長手方向に対し垂直な方向）の位置調整
次いで、図４(d)に示されている夫々のビームが走査した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１の表示画像を観察しながら、図４(e)に示すように、ターゲット１のパターンにおける斜線部の一端が観察領域の中心を通り、かつ斜線部の位置が観察領域の中心を通る走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに夫々隣り合う走査領域の表示画像において一致するように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４のＹ軸方向の位置を調整する。詳しくは、予め画像表示装置５０の表示部に表示されている斜線部の基準位置を示す指標の位置に、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１の表示画像の斜線部の位置が一致するように、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を図示しないＹ軸調整用の微動ツマミにより、手動で調整する。
【００５７】
なお、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度の調整は、制御手段４２を用いて自動で行うようにするのが好ましい。
その場合は、制御手段４２は、画像表示装置５０の表示部に、Ｘ軸方向自動調整用の操作ボタン及びＹ軸方向自動調整用の操作ボタンを表示させておき、操作ボタンの押下（またはクリック）に応じてミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度をボタン操作するか、例えば、次のような制御を行なうように構成する。
【００５８】
まず、操作者がＸ軸方向自動調整用の操作ボタンを押下したとき、制御手段４２は、画像処理手段４１が作成した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像における画素ごとの光強度を用いて、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像におけるターゲット１の中央直線部の位置を検出する。
次いで、制御手段４２は、検出した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像におけるターゲット１の中央直線部の位置の、中央直線部の基準位置からのずれ量を算出し、算出したずれ量に基づき、算出部（図示省略）に、ターゲット１の中央直線部の位置が全ての走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像においてＸ軸の中心に位置するために必要なミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度の調整量を算出させる。
次いで、制御手段４２は、算出部（図示省略）が算出した反射角度の調整量に基づき、図示しない駆動手段を駆動させて、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を調整する。これにより、図４(d)に示すように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４のＸ軸方向の位置が調整される。
【００５９】
次に、操作者がＹ軸方向自動調整用の操作ボタンを押下したとき、制御手段４２は、画像処理手段４１が作成した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像における画素ごとの光強度を用いて、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像におけるターゲット１の斜線部の位置を検出する。
次いで、制御手段４２は、検出した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像におけるターゲット１の斜線の位置の、斜線部の基準位置からのずれ量を算出し、算出したずれ量に基づき、算出部（図示省略）に、ターゲット１の斜線部の位置が観察領域の中心を通る走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに夫々隣り合う走査領域（図４の例では、走査領域Ａ１とＡ２、走査領域Ａ３とＡ４）の表示画像において一致するために必要なミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度の調整量を算出させる。
次いで、制御手段４２は、算出部（図示省略）が算出した算出した反射角度の調整量に基づき、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を調整する。これにより、図４(e)に示すように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４のＹ軸方向の位置が調整される。
【００６０】
第１実施形態のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置によれば、夫々の隣接する走査領域同士の境界における少なくとも２箇所と交差するように形成されたパターンを持つターゲット１を対物レンズ２０の焦点位置に配置し、夫々のビームが走査した夫々の走査領域におけるターゲット１の表示画像を用いて、夫々の隣接する走査領域の表示画像同士の境界におけるターゲットのパターンの位置が一致するように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域を調整するようにしたので、既存のマルチビームレーザ走査型顕微鏡に対する構成変更を最小限に抑えることができ、しかも、赤外光の反射光が操作者の目に入るおそれがなく、操作者が分割された各ビームの位置を手動又は自動で簡便に夫々のビームによる走査領域のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置調整を行なうことが可能となる。
【００６１】
また、第１実施形態のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置によれば、位置調整に用いるターゲット１のパターンを、観察領域の中心を通り走査領域の長手方向に対して垂直に観察領域を通り抜ける中央直線部と、観察領域における、観察領域の中心を通る走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに、観察領域の中心を通り中央直線部に対して観察領域に対する対角線が交差する角度以下の大きさを持つ所定角度で観察領域を通り抜ける少なくとも１つの斜線部を有するようにしたので、中央直線部と斜線部の２辺によって夫々のビームによる走査領域のＸ軸及びＹ軸方向の位置調整を行なうことができ、さらに、ガルバノミラーによる走査の振幅を小さくして夫々の走査領域の大きさを縮小し、縮小した走査領域の画像を拡大表示させるようなズーム操作を行なった場合にも、パターン形状が維持されるため、より簡便に夫々のビームによる走査領域のＸ軸及びＹ軸方向の位置調整を行なうことができる。
【００６２】
また、第１実施形態のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置によれば、位置調整に用いるターゲット１を、蛍光部１ａと透過部１ｂとを有して構成したので、励起波長でターゲット１を照射することで、蛍光部１ａから発せられる蛍光によりターゲットのパターン形状を認識でき、表示画像を観察しながら位置調整を行うことが可能となる。
【００６３】
また、第１実施形態のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置によれば、ターゲット１を、マルチビームレーザ走査型顕微鏡のステージ１５に取り付けるようにしたので、既存の顕微鏡の基本構成を変更せずに済み、コストも大きく抑えることができる。
【００６４】
また、第１実施形態のビーム走査領域の位置調整装置によれば、夫々のビームによる走査領域のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置調整を行なうための調整手段として、夫々のビームの光路上に設けられたミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を調整可能に構成するとともに、反射角度を調整可能なミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４を制御する制御手段４２を備えたので、夫々のビームによる走査領域のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置調整を自動化でき、調整作業の負担を大幅に軽減できる。
【００６５】
図５は第１実施形態の一変形例にかかるビーム走査領域の位置調整方法を行なうための位置調整装置を備えたマルチビームレーザ走査型顕微鏡の構成を示す説明図で、(a)は全体の概略構成を示す図、(b)は要部の構成を示すブロック図ある。図６は図５に示す一変形例のマルチビームレーザ走査型顕微鏡におけるビーム走査領域の位置調整方法に用いるターゲットのパターンの構成を示す説明図である。
【００６６】
本変形例のビーム走査領域の位置調整方法を行なうための位置調整装置を備えたマルチビームレーザ走査型顕微鏡は、図５(a)に示すように、透過観察も行うことが可能な顕微鏡として構成されており、図１に示した構成に加えて、ステージ１５は透過観察できるように構成されるとともに、ステージ１５の対物レンズ１とは反対側には透過光検出用レンズ３１と、透過光検出用光検出器３２を備えている。
透過光検出用光検出器３２は、画像処理手段４１に接続している。画像処理手段４１は、透過光検出用光検出器３２が検出した検出信号と図示しないガルバノミラー駆動部より与えられるガルバノミラー１４ａ，１４ｂの偏向角度信号（座標情報）をもとに、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の信号を画像化するとともに、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像を繋ぎ合わせて１つの全体画像を作成する。
また、本変形例のビーム走査領域の位置調整方法を行なうマルチビームレーザ走査型顕微鏡では、ターゲット１’がステージ１５に配置されている。
ターゲット１’は、透明な薄板に遮光体を有して構成され、例えば、図６に示すように、遮光部１ａ’と透過部１ｂを有し、遮光部１ａ’に図３(a)に示した形状と同じ形状のパターンが形成されている。そして、ターゲット１’は、透過型ターゲットとして用いられている。
【００６７】
このように構成された本変形例のターゲット１’を用いたビーム走査領域の位置調整方法は、透過光検出用光検出器３２で検出し、画像処理手段４１が作成したターゲット１’の画像を画像表示装置５０の表示部に表示させながら、図４を用いて説明したのと同様の手順で行なう。
【００６８】
本変形例のターゲット１’を用いたビーム走査領域の位置調整方法及び調整装置によれば、ターゲット１’を、遮光部１ａ’と透過部１ｂとを有する透過型ターゲットとして構成したので、透過型顕微鏡に用いた場合、コントラストによりターゲット１’のパターンを明確に認識でき、ターゲット１’に照射するための波長が限定されず、どのような波長の光を用いてターゲット１’を照射しても、走査領域の位置調整が可能となる。
その他の構成及び作用効果は、図１〜図４を用いて説明した第１実施形態のビーム走査領域の位置調整方法及び調整装置と略同じである。
【００６９】
第２実施形態
図７は本発明の第２実施形態にかかるビーム走査領域の位置調整方法を行なうための位置調整装置を備えたマルチビームレーザ走査型顕微鏡の構成を示す説明図で、(a)は全体の概略構成を示す図、(b)は要部の構成を示すブロック図である。図８は第２実施形態のビーム走査領域の位置調整方法において図６に示したのと同様のターゲットを用いた、夫々のビームによる夫々の走査領域の位置合わせの手順を示す状態説明図で、(a)はマルチビーム観察において夫々のビームが走査領域の位置調整専用光路を通ったときの夫々の走査領域が位置ずれしている初期状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(b)は(a)の状態から夫々の走査領域のＸ軸方向の位置を調整した状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(c)は(b)の状態から夫々の走査領域のＹ軸方向の位置を調整した状態におけるターゲットの表示画像を示す図である。
【００７０】
本実施形態のビーム走査領域の位置調整方法を行なうマルチビームレーザ走査型顕微鏡は、図７に示すように、図１に示した構成に加えて、ターゲット１’の像を検出するように構成された走査領域の位置調整専用光路が、ガルバノミラー１４ａ，１４ｂで構成される二次元走査部と対物レンズ２０との間の光路から分岐するように設けられている。なお、図７中、４５は観察試料である。
走査領域の位置調整専用光路には、光路切替ミラー３４と、照明レンズ３３と、透過型ターゲット１’と、透過光検出用レンズ３１と、透過光検出用光検出器３２が備えられており、ターゲット１’は、走査領域の位置調整専用光路において、対物レンズ２０の焦点位置と共役な位置に固定されている。
光路切替ミラー３４は、二次元走査部（ガルバノミラー１４ａ，１４ｂ）と対物レンズ２０との間の光路からの分岐位置に挿脱可能に備えられ、光路に挿入することにより夫々のビームを走査領域の位置調整専用光路に導くことができるようになっている。
透過型ターゲット１’、透過光検出用レンズ３１、透過光検出用光検出器３２の構成は、図５及び図６を用いて説明した第１実施例の変形例におけるものと略同じである。
【００７１】
このように走査領域の位置調整専用光路に組み込まれた透過型ターゲット１’を用いた第２実施形態のビーム走査領域の位置調整は、次の手順で行なう。なお、第２実施形態においては、ターゲット１’が、走査領域の位置調整専用光路に固定されており、第１実施形態のターゲット１，１’をステージ１５に取り付ける構成とは異なり、観察に応じてターゲットを着脱する必要性がなく、初期段階での位置調整後はターゲットの位置ずれが起こらないため、第１実施形態において説明したようなターゲット１’自体の位置調整が不要となっている。
(2-1)ターゲット観察像表示
まず、光路切替ミラー３４を光路に挿入し、照明光を走査領域の位置調整専用光路に導き、照明レンズ３３、透過型ターゲット１’、透過光検出用レンズ３１を経て、透過光検出用光検出器３２に検出させ、画像処理手段４１に夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像を合成したターゲット１’の全体画像を作成させる。画像表示装置５０の表示部には、図８(a)に示すように、中央直線部の基準位置と斜線部の基準位置を示す指標とターゲット１’の全体画像を表示させる。
なお、図８(a)の例では、夫々のビームが走査した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像を繋ぎ合わせた初期状態におけるターゲット１’の表示画像が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にずれている。
【００７２】
(2-2)Ｘ軸方向（走査領域の長手方向に対し平行な方向）の位置調整
次いで、図８(a)に示されている夫々のビームが走査した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１’の表示画像を観察しながら、図８(b)に示すように、ターゲット１’のパターンにおける中央直線部の位置が全ての走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像においてＸ軸の中心位置に位置するように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４のＸ軸方向の位置を調整する。詳しくは、予め画像表示装置５０の表示部に表示されている中央直線部の基準位置を示す指標の位置に、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１’の表示画像の中央直線部の位置が一致するように、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を図示しないＸ軸調整用の微動ツマミにより、手動で調整する。
【００７３】
(2-3)Ｙ軸方向（走査領域の長手方向に対し垂直な方向）の位置調整
次いで、図８(b)に示されている夫々のビームが走査した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１’の表示画像を観察しながら、図８(c)に示すように、ターゲット１’のパターンにおける斜線部の一端が観察領域の中心と一致し、かつ斜線部の位置が観察領域の中心を通る走査領域の長手方向に平行な方向を境界として２分割した夫々の領域ごとに夫々隣り合う走査領域の表示画像において一致するように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４のＹ軸方向の位置を調整する。詳しくは、予め画像表示装置５０の表示部に表示されている斜線部の基準位置を示す指標の位置に、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１’の表示画像の斜線部の位置が一致するように、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を図示しないＹ軸調整用の微動ツマミにより、手動で調整する。
【００７４】
なお、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度の調整は、制御手段４２を用いて自動で行うようにするのが好ましい。
その場合は、制御手段４２は、画像表示装置５０の表示部に、Ｘ軸方向自動調整用の操作ボタン及びＹ軸方向自動調整用の操作ボタンを表示させておき、操作ボタンの押下（またはクリック）に応じて、第１実施形態で説明したのと同様の制御を行なうように構成するとよい。
【００７５】
また、光路切替ミラー３４は、二次元走査部と対物レンズ２０との間の光路であれば、どの位置に設けてもよい。例えば、光路切替ミラー３４を瞳投影レンズ１７ａと結像レンズ１７ｂの間に配置すれば、照明レンズ３３は不要となる。
さらに、光路切替ミラー３４は、時分割された夫々のビームの殆どを透過して観察光路に導き、数％程度を反射して走査領域の位置調整専用光路に導くビームサンプラーで構成してもよい。また、ダイクロイックミラー１９が励起波長を数％反射し蛍光波長をほぼ全て反射するような光学特性を持つ場合、ダイクロイックミラー１９がビームサンプラーを兼ねることができる。
【００７６】
第２実施形態のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置によれば、ターゲット１’の像を検出するように構成された走査領域の位置調整専用光路を、二次元走査部と対物レンズとの間の光路から分岐するように設け、ターゲット１’を、走査領域の位置調整専用光路における対物レンズの焦点位置と共役な位置に固定したので、観察試料をステージに設置した状態のまま、夫々の走査領域の位置を調整することができる。特に、同じ観察試料に対し、観察倍率や照射波長を変更した観察や、タイムラプス観察等の長時間観察における、夫々の走査領域の位置調整の作業負担が軽減される。
また、ターゲット１’を走査領域の位置調整専用光路に固定したので、第１実施形態のターゲット１，１’をステージ１５に取り付ける構成とは異なり、観察に応じてターゲットを着脱する必要性がなく、初期段階での位置調整後はターゲットの位置ずれが起こらないため、第１実施形態において説明したようなターゲット１’自体の位置調整を行なう手間が省ける。
【００７７】
また、第２実施形態のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置によれば、二次元走査部と対物レンズとの間の光路からの分岐位置に、光路を切替可能な光路切替ミラーを備え、光路切替ミラーにより、夫々の前記ビームを前記走査領域の位置調整専用光路に導くことができるようにしたので、観察試料の観察と、走査領域の位置調整とを簡単に切替えることができる。
【００７８】
また、第２実施形態のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置において、光路切替ミラーを、時分割された夫々のビームの殆どを透過して対物レンズに導くとともに、一部を反射して走査領域の位置調整専用光路に導くビームサンプラーで構成すれば、観察試料を観察しながら、走査領域の位置調整を行うことが可能となる。
その他の構成及び作用効果は、第１実施形態ビーム走査領域の位置調整方法及び調整装置と略同じである。
【００７９】
第３実施形態
図９は本発明の第３実施形態にかかるビーム走査領域の位置調整方法に用いるターゲットのマルチビームレーザ走査型顕微鏡への取付態様を示す説明図である。図１０は第３実施形態のビーム走査領域の位置調整方法に用いるターゲットのパターンの構成を示す説明図で、(a)はターゲットのパターンの一例における、観察領域全域との位置関係を示す図、(b)は(a)のターゲットのパターンと夫々の走査領域との位置関係及び観察倍率との対応関係を示す図である。図１１は第３実施形態のビーム走査領域の位置調整方法において図１０に示したパターンのターゲットを用いた、夫々のビームによる夫々の走査領域の位置合わせの手順を示す状態説明図で、(a)はマルチビーム観察において夫々の走査領域が位置ずれしている初期状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(b)は(a)の状態から夫々の走査領域のＸ軸方向の位置を調整した状態におけるターゲットの表示画像を示す図、(c)は(b)の状態から夫々の走査領域のＹ軸方向の位置を調整した状態におけるターゲットの表示画像を示す図である。
【００８０】
本実施形態のビーム走査領域の位置調整方法を行なうマルチビームレーザ走査型顕微鏡は、図１に示した構成において、さらに、図９に示すように、ターゲット１”が、マルチビームレーザ走査型顕微鏡のリボルバ（図示省略）に装着可能に構成されたターゲット専用レンズ２０’と一体化したレンズ一体型ターゲットとして構成されている。
詳しくは、一体化したレンズ一体型ターゲットは、ターゲット専用レンズ２０’と筒状の接続部材２と、ターゲット１”とで構成されている。
ターゲット専用レンズ２０’は、対物レンズ２０と略同様に構成されており、リボルバに装着可能となっている。
筒状の接続部材２は、ターゲット１”を保持した状態で、ターゲット専用レンズ２０’に接続する、透明又は開口部を有する筒状部材で構成されている。
【００８１】
ターゲット１”は、透明な円形の薄板に蛍光体を有して構成されていて、例えば、図１０(a)に示すように、蛍光部１ａ”と透過部１ｂ”を有しており、蛍光部１ａ”に所定のパターンが形成されている。図１０(a)中、１ｃ”は外枠である。
より詳しくは、蛍光部１ａ”は、ターゲット専用レンズ２０’の光軸を中心とした複数の同心円を有している。
複数の同心円は、最外周から内側に向けて順にｎ番目の円をＣn、円Ｃnの外径をＤn、内径をｄnとしたとき、隣り合う同心円同士のピッチが、
Ｄn／２≦Ｄn+1＜ｄn＜Ｄn（但し、ｎは１から複数の同心円の数より１少ない数までの自然数）の関係を満足するように設けられている。
【００８２】
このようなピッチで複数の同心円を有する蛍光部１ａ”のパターン形状を持つターゲット１”に対し、図１０(b)に示すように、ガルバノミラー１４ａ，１４ｂによる走査の振幅を小さくして夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の大きさを縮小（例えば、図１０(b)における×２（走査幅１／２）の大きさや、×４（走査幅１／４）の大きさに縮小）し、縮小した走査領域Ａ１〜Ａ４の画像を画像表示装置５０に拡大表示させるようなズーム操作を行った場合、画像表示装置５０の表示部に表示されるターゲット１”の画像は、走査領域Ａ１〜Ａ４の大きさに対応した範囲のものとなるが、少なくとも複数の同心円のパターンの表示画像を維持できる。
【００８３】
このようにターゲット専用レンズ２０’と一体化したレンズ一体型ターゲットを用いた第３実施形態のビーム走査領域の位置調整方法は、次の手順で行なう。なお、第３実施形態においては、ターゲット１”が、ターゲット専用レンズ２０’と一体化されており、しかも、ターゲット１”のパターン形状が、ターゲット専用レンズ２０’の光軸を中心とした回転形状であり、レンズ一体型ターゲットをリボルバに装着しても、ターゲットのパターンが一定に維持される。このため、第１実施形態において説明したターゲット自体の位置調整が不要となっている。なお、レンズ一体型ターゲットは、リボルバに装着されているものとする。
(3-1)ターゲット観察像表示
まず、リボルバを回転し、レンズ一体型ターゲットを光路に挿入し、ターゲット１”からの蛍光を光検出器１６に検出させ、画像処理手段４１に夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像を合成したターゲット１”の全体画像を作成させる。画像表示装置５０の表示部には、図１１(a)に示すように、夫々の走査領域の位置調整が正しい位置に調整された際のターゲット１”の複数の同心円の基準位置を示す複数の同心円形状の輪郭線からなる指標と取得したターゲット１”の画像を表示させる。
【００８４】
(3-2)Ｘ軸方向（走査領域の長手方向に対し平行な方向）の位置調整
次いで、図１１(a)に示されている夫々のビームが走査した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１”の表示画像を観察しながら、複数の同心円形状の輪郭線からなる指標を目印として、図１１(b)に示すように、ターゲット１”のパターンにおける複数の同心円の位置が、全ての走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像においてＸ軸の中心位置に位置するように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４のＸ軸方向の位置を調整する。詳しくは、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１”の表示画像が、画像表示装置５０の表示部に表示されている複数の同心円形状の輪郭線からなる指標と同様の、Ｙ軸に対して線対称な形状となるように、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を図示しないＸ軸調整用の微動ツマミにより、手動で調整する。
【００８５】
(3-3)Ｙ軸方向（走査領域の長手方向に対し垂直な方向）の位置調整
次いで、図１１(b)に示されている夫々のビームが走査した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１”の表示画像を観察しながら、複数の同心円形状の輪郭線からなる指標を目印として、図１１(c)に示すように、ターゲット１”のパターンにおける複数の同心円の位置が、全ての走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像においてＹ軸の中心位置に位置するように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４のＸ軸方向の位置を調整する。
詳しくは、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１”の表示画像が、画像表示装置５０の表示部に表示されている複数の同心円形状の輪郭線からなる指標と同様の、Ｙ軸に対して線対称な形状となるように、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を図示しないＹ軸調整用の微動ツマミにより、手動で調整する。
【００８６】
(3-4)位置調整の繰り返し
上記のＸ軸方向の位置調整とＹ軸方向の位置調整とを繰り返し、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４におけるターゲット１”の表示画像を、画像表示装置５０の表示部に表示されている複数の同心円形状の輪郭線からなる指標とを完全に一致させる。これにより、夫々の隣接する走査領域の表示画像同士の境界における複数の同心円の位置が一致する。
【００８７】
なお、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度の調整は、制御手段４２を用いて自動で行うようにするのが好ましい。
その場合は、制御手段４２は、画像表示装置５０の表示部に、Ｘ軸方向自動調整用の操作ボタン及びＹ軸方向自動調整用の操作ボタンを表示させておき、操作ボタンの押下（またはクリック）に応じてミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度をボタン操作するか、例えば、次のような制御を行なうように構成する。
【００８８】
まず、操作者がＸ軸方向自動調整用の操作ボタンを押下したとき、制御手段４２は、画像処理手段４１が作成した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像における画素ごとの光強度を用いて、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像におけるターゲット１”の複数の同心円の一部をなす複数の円弧状の蛍光部１ａ”の位置を検出する。
次いで、制御手段４２は、検出した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像におけるターゲット１”の夫々の円弧状の蛍光部１ａ”の位置に基づき、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像におけるターゲット１”のＸ軸方向の中心位置を検出する。
次いで、制御手段４２は、検出した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像におけるターゲット１”のＸ軸方向の中心位置の、複数の同心円形状の輪郭線からなる指標の中心をＹ軸方向に通る仮想直線（Ｘ軸の中心）の位置からのずれ量を算出し、算出したずれ量に基づき、算出部（図示省略）に、ターゲット１”のＸ軸方向の中心位置が全ての走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像においてＸ軸の中心に位置するために必要なミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度の調整量を算出させる。
次いで、制御手段４２は、算出部（図示省略）が算出した反射角度の調整量に基づき、図示しない駆動手段を駆動させて、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を調整する。これにより、図１１(b)に示すように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４のＸ軸方向の位置が調整される。
【００８９】
次に、操作者がＹ軸方向自動調整用の操作ボタンを押下したとき、制御手段４２は、画像処理手段４１が作成した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像における画素ごとの光強度を用いて、夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の画像におけるターゲット１”の複数の同心円の一部をなす複数の円弧状の蛍光部１ａ”の位置を検出する。
次いで、制御手段４２は、検出した夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像におけるターゲット１”の夫々の円弧状の蛍光部１ａ”の、指標をなす複数の同心円形状の輪郭線において対応する基準位置からのずれ量を算出し、算出したずれ量に基づき、算出部（図示省略）に、ターゲット１”の夫々の円弧状の蛍光部１ａ”の位置が全ての走査領域Ａ１〜Ａ４の表示画像において一致するために必要なミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度の調整量を算出させる。
次いで、制御手段４２は、算出部（図示省略）が算出した算出した反射角度の調整量に基づき、ミラー１３−１，１３−２，１３−３，１３−４の反射角度を調整する。これにより、図１１(c)に示すように、夫々のビームが走査する夫々の走査領域Ａ１〜Ａ４のＹ軸方向の位置が調整される。
【００９０】
第３実施形態のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置によれば、ターゲット１”が、マルチビームレーザ走査型顕微鏡のリボルバに装着可能に構成されたターゲット専用レンズ２０’と一体化したレンズ一体型ターゲットであり、ターゲット１”のパターンが、ターゲット専用レンズ２０’の光軸を中心とした複数の同心円を有するので、レンズ一体型ターゲットをリボルバに装着するだけで、既存の顕微鏡の基本構成を変更せずに済み、コストも抑えることができる。
また、レンズ一体型ターゲットをリボルバに装着する際の回転量にかかわらず、ターゲット１”のパターンが一定に維持されるため、ターゲット１”自体の位置合わせの手間が省ける。
また、観察試料をステージに設置した状態のまま、夫々の走査領域の位置を調整することができ、特に、同じ観察試料に対し、観察倍率や照射波長を変更した観察や、タイムラプス観察等の長時間観察における、夫々の走査領域の位置調整の作業負担が軽減される。
さらに、レンズ一体型ターゲットを対物レンズとともにリボルバに装着することにより、リボルバを回転するだけで、走査位置の位置調整と観察とを切替えることができる。
【００９１】
また、第３実施形態のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置によれば、ターゲット１”のパターンを形成する複数の同心円が、最外周から内側に向けて順にｎ番目の円をＣn、円Ｃnの外径をＤn、内径をｄnとしたとき、隣り合う同心円同士のピッチが、
Ｄn／２≦Ｄn+1＜ｄn＜Ｄn（但し、ｎは１から複数の同心円の数より１少ない数までの自然数）の関係を満足するので、ガルバノミラーによる走査の振幅を小さくして夫々のビームの走査領域を縮小して観察画像を拡大するズーミング操作を行なった場合であっても、ターゲットのパターン形状を多重の同心円に維持でき、簡便に夫々のビームによる走査領域のＸ軸及びＹ軸方向の位置調整を行なうことができる。
その他の構成及び作用効果は、第１実施形態のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整装置と略同じである。
【００９２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整方法は、実施形態に示すマルチビームレーザ走査型顕微鏡の構成を前提としたものに限定されるものではなく、どのような構成のマルチビームレーザ走査型顕微鏡にも適用可能である。
例えば、図１２に示すような、パルスレーザ１１と、マルチビーム化光学系１２’と、ダイクロイックミラー２１’と、二次元走査部１４’と、顕微鏡光学系１７と、対物レンズ２０と、ステージ１５を備え、夫々の走査領域のＸ軸方向及びＹ軸方向を調整するために、マルチビーム化光学系１２’に備わるミラー１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ’，１２ｇ’の反射位置を調整可能に構成された、マルチビームレーザ走査型顕微鏡にも、本発明のビーム走査領域の位置調整方法及び位置調整方法は適用可能である。なお、図１２中、１２ａ’，１２ｂ’，１２ｃ’はハーフミラー、１４ａ’，１４ｂ’はガルバノミラー、１６’は光検出器、１７ａは瞳投影レンズ、１７ｂは結像レンズ、４０’は上記各実施形態における画像処理部４１と制御手段４２に相当する演算部、４２ａ’，４２ｂ’は上記本実施形態におけるＸ軸調整用の微動ツマミ，Ｙ軸調整用の微動ツマミや、駆動手段に対応する、Ｘ方向調整部，Ｙ方向調整部である。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明のビーム走査領域の位置調整方法並びにビーム走査領域の位置調整装置及びそれを備えたマルチビームレーザ走査型顕微鏡は、時分割された夫々のビームで、夫々異なる領域を走査し、夫々の走査領域の画像を繋ぎ合わせて一つの全体画像として観察することが必要とされるあらゆる分野に有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１，１’，１”      ターゲット
１ａ，１ａ”        蛍光部
１ａ’              遮光部
１ｂ，１ｂ”        透明部
１ｃ，１ｃ”        外枠
２                  筒状の接続部材
１１                パルスレーザ
１２                時分割手段
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ａ’，１２ｂ’，１２ｃ’，２４    ハーフミラー
１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉ，２５          ミラー
１２’              マルチビーム化光学系
１３−１，１３−２，１３−３，１３−４          夫々のビームに対応したミラー
１４ａ，１４ｂ      ガルバノミラー（二次元走査部）
１４’              二次元走査部
１４ａ’，１４ｂ’  ガルバノミラー
１５                ステージ
１６，１６’，２９  光検出器
１７                顕微鏡光学系
１７ａ              瞳投影レンズ
１７ｂ              結像レンズ
１８                接眼レンズ
１９                励起用ダイクロイックミラー
２０                対物レンズ
２０’              ターゲット専用レンズ
２１                ダイクロイックミラー
２２，２８          光検出用レンズ
２６ａ，２６ｂ      リレーレンズ
２７                レンズ
３０                マイクロマニピュレータ
３１                透過光検出用レンズ
３２                透過光検出用光検出器
３３                照明レンズ
３４                光路切替ミラー
４０’              演算部
４１                画像処理手段
４２                制御手段
４２ａ’            Ｘ方向調整部
４２ｂ’            Ｙ方向調整部
４５                観察試料
５０                画像表示装置
Ａ１                第１の走査領域
Ａ２                第２の走査領域
Ａ３                第３の走査領域
Ａ４                第４の走査領域
【図１】
2014163997.tif 000003
【図２】
2014163997.tif 000004
【図３】
2014163997.tif 000005
【図４】
2014163997.tif 000006
【図５】
2014163997.tif 000007
【図６】
2014163997.tif 000008
【図７】
2014163997.tif 000009
【図８】
2014163997.tif 000010
【図９】
2014163997.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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