(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からのレーザー光を照射側対物レンズを通して集光させたレーザースポット光を資料表面から照射して走査させ、該レーザースポット光の該資料の裏側への透過光を、前記照射側対物レンズと同等の透過側対物レンズに通し、該レンズで結像させた位置に設けた凹面鏡に反射させて逆行させ、その逆行光を受光素子に受光させるようにしてなるレーザー走査顕微鏡において、
Ｘ方向の走査を行うガルバノミラー装置は、ガルバノメーターの回転軸先端に所定角度の範囲で回動可能な鏡を有するガルバノミラーと、該ガルバノミラーを前記鏡の回動方向と同一方向に回転可能に保持する可動保持ブロヅクと、入射光軸を中心とした方向に回動可能に前記可動保持ブロックを支持するべ一スブロックとを備え、前記鏡における反射光軸の芯出し調整を可能とし、かつＹ方向走査を固定（線走査）するシリンドリカルレンズと、該シリンドリカルレンズを保持するカバー枠と、該カバー枠をスライド可能に保持する取付部材とを備え、該取付部材をガルバノミラー装置の入射側端面に光路を連通させて取り付け、前記カバー枠をスライドさせて前記シリンドリカルレンズの位置を調整し、ガルバノミラー装置に前記シリンドリカルレンズを介して入射される光軸の芯出し調整を可能としたことを特徴としてなるレーザー走査顕微鏡。
【請求項２】
取付部材は、カバー枠の両側部と互いに嵌合する一対のスライド溝を備え、該スライド溝の一方を板バネをもって形成することにより該板バネの接合端面に可変性を備えさせ、前記板バネの接合端面を前記カバー枠側に押しつけて前記カバー枠を他の一方のスライド溝側に付勢させることによりスライド不能に保持した請求項１に記載のレーザー走査顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、資料からの透過光若しくは反射光をテレビカメラの受光素子等により受光させ撮像するレーザー走査顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザー走査顕微鏡として、例えば、図１４に示すような装置が提供されている。
【０００３】
この装置は、直線偏光レーザー照射器１から照射された光束をシリンドリカルレンズ４を使用してＹ方向走査全域固定の光束を作り（結像面ではＹ方向の線となるので、線走査ともいう）、Ｘ方向はガルバノミラー装置５で走査し、リレーレンズ６により瞳位置７に結像し、偏光ビームスプリッター３で曲げられ、対物レンズ８により資料９に集光結像する。即ち、資料９と瞳位置７とは共役関係にある。
【０００４】
資料透過後、透過側対物レンズ１０により１／４λ波長板１１を透過し、９と共役位置に結像する。その位置に結像主光線を曲率半径とする凹面鏡１２を置くと、照射光と全く同一の光路を戻るようになり、１／４λ波長板１１，透過側対物レンズ１０、資料９、照射側対物レンズ８を戻り、偏光ビームスプリッター３に至る。
【０００５】
戻り光は、１／４λ波長板１１を２回通過するので、偏光面の方向が９０°変化し、偏光ビームスプリッター３では、戻り光束は曲げられることなく透過して、資料９と共役位置に結像する。その位置にＣＣＤカメラ１３を設置して撮像するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このレーザー走査顕微鏡では、シリンドリカルレンズ４、ガルバノミラー装置５等の各光学系構成要素の部品精度や取り付け方によって、光軸の芯がずれるために光軸の芯出し調整を必要とし、特に、ガルバノミラー装置５ではレーザー光束を左右１０°位の範囲で回動（走査）させるので光軸の芯出し調整は高精度が求められる。しかし、従来の技術では、図１５に示すように、ガルバノミラー１９を回動可能に保持するブロック５ａをベース部５ｂに複数のねじを使用して固定する際に、ねじの締め具合や取り付け位置をずらす等して芯出し調整を行っていたため、光軸の芯出し調整が不便且つ不正確であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の状況を鑑み、容易に正確な光軸の芯出し調整が可能なレーザー走査顕微鏡を提供することを目的とする。
【０００８】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明の特徴は、光源からのレーザー光を照射側対物レンズを通して集光させたレーザースポット光を資料表面から照射して走査させ、該レーザースポット光の該資料の裏側への透過光を、前記照射側対物レンズと同等の透過側対物レンズに通し、該レンズで結像させた位置に設けた凹面鏡に反射させて逆行させ、その逆行光を受光素子に受光させるようにしてなるレーザー走査顕微鏡において、Ｘ方向の走査を行うガルバノミラー装置は、ガルバノメーターの回転軸先端に所定角度の範囲で回動可能な鏡を有するガルバノミラーと、該ガルバノミラーを前記鏡の回動方向と同一方向に回転可能に保持する可動保持ブロヅクと、入射光軸を中心とした方向に回動可能に前記可動保持ブロックを支持するべ一スブロックとを備え、前記鏡における反射光軸の芯出し調整を可能とし、かつＹ方向走査を固定（線走査）するシリンドリカルレンズと、該シリンドリカルレンズを保持するカバー枠と、該カバー枠をスライド可能に保持する取付部材とを備え、該取付部材をガルバノミラー装置の入射側端面に光路を連通させて取り付け、前記カバー枠をスライドさせて前記シリンドリカルレンズの位置を調整し、ガルバノミラー装置に前記シリンドリカルレンズを介して入射される光軸の芯出し調整を可能としたことにある。
【０００９】
尚、取付部材は、カバー枠の両側部と互いに嵌合する一対のスライド溝を備え、該スライド溝の一方を板バネをもって形成することにより該板バネの接合端面に可変性を備えさせ、前記板バネの接合端面を前記カバー枠側に押しつけて前記カバー枠を他の一方のスライド溝側に付勢させることによりスライド不能に保持することを可能としたことが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るレーザー走査顕微鏡の実施の形態を図１〜１３について説明する。尚、上述の従来例と同様の部分には同一符号を付して説明する。
【００１１】
図において、Ａはレーザー走査顕微鏡であり、直線偏光レーザー照射器１、シリンドリカルレンズ４、ガルバノミラー装置５、リレーレンズ６、偏光ビームスプリッター３、照射側対物レンズ８、透過側対物レンズ１０、１／４λ波長板１１、凹面鏡１２及びＣＣＤカメラ１３の各光学系要素を備えて構成されている。
【００１２】
各光学系構成要素は、図１，２に示すように配置されており、直線偏光レーザー照射器１より照射された直線偏光レーザーは、反射鏡１４，１５で反射されてシリンドリカルレンズ４に入射し、ここでＹ方向走査全域を固定する光束を作りガルバノミラー装置５に至る。
【００１３】
ガルバノミラー装置５に入射した光束は、ガルバノメーター１９により左右１０°位の範囲で回動する鏡１８に反射されてＸ方向の走査がなされ、リレーレンズ６により瞳位置７に結像され、偏光ビームスプリッター３に入射する。
【００１４】
光束は、偏光ビームスプリッター３により曲げられ、照射側対物レンズ８により資料９に集光結像する。
【００１５】
資料透過後、透過側対物レンズ１０により１／４λ波長板１１を透過し、９と共役位置に結像する。その位置には、結像主光線を曲率半径とする凹面鏡１２が置かれており、この凹面鏡１２で透過光を反射し、この光は透過光と全く同一の光路を戻るようになり、１／４λ波長板１１，透過側対物レンズ１０、資料９、照射側対物レンズ８を戻り、偏光ビームスプリッター３に至る。
【００１６】
戻り光は、１／４λ波長板１１を２回通過するので、偏光面の方向が９０°変化し、偏光ビームスプリッター３では、戻り光束は曲げられることなく透過して、資料９と共役位置に結像する。その位置にＣＣＤカメラ１３を設置して撮像されるようになっている。
【００１７】
尚、シリンドリカルレンズ４及びリレーレンズ６は、ガルバノメーター装置５に光路を連通させて一体的に構成されている。
【００１８】
ガルバノミラー装置５は、ガルバノメーター部２２の回転軸１７先端に鏡１８を備えたガルバノミラー１９と、ガルバノミラー１９を鏡１８の回動方向と同一方向に回転自在に支持する可動保持ブロック２０と、可動保持ブロック２０を入射光軸を中心とした回動方向に回動自在に保持したベースブロック２１とを備えて構成されている。
【００１９】
ガルバノミラー１９は、図３に示すように、円筒形状に形成されたガルバノメーター部２２と、ガルバノメーター部２２上部に一体に形成されたヘッド部２３とを備えて構成されている。ガルバノメーター部２２の下面には回転軸１７が突出し、その回転軸１７の先端部分には鏡１８が備えられている。この鏡１８は、電子制御により左右１０°位の範囲を数百Ｈｚの周波数で回動されるようになっている。
【００２０】
可動保持ブロック２０は、図７に示すように、直方体状の本体部２４と、本体部の下方両側部に一体に形成された円筒状の回動軸部２５，２５とを備えて構成され、両側部に配置された回動軸部２５，２５の中心を貫通して入射側光路２６が形成され、入射側光路２６と直角に交わるように本体部下方中央部分に反射側光路２７が形成されている。また、本体部２４の垂直方向中央部分にはガルバノミラー１９がガルバノメーター部２２を回転軸として回転できるように保持される保持穴２８が形成されている。
【００２１】
本体部２４には、図７に示すように、保持穴２８に沿って溝２９が切られており、割締めでガルバノミラー１９が可動保持ブロック２０に対して固定されるようになっている。
【００２２】
尚、保持穴２８にガルバノミラー１９を保持させた際には、鏡１８が入射側光路２６と反射側光路２７とが交差する位置にくるようになっている。
【００２３】
ベースブロック２１は、可動保持ブロック２０の回動軸部２５，２５が填り込んで回動自在に保持される保持部３０を備えて構成されている。ベースブロック２１上部には、保持部３０と連続する溝部３１を備え、この溝部３１の幅は可動保持ブロック２０の幅より広く形成され、その溝部３１の幅分だけ可動保持ブロック２０が回動できるようになっている。
【００２４】
ベースブロック２１上面の溝部３１の両側に沿った位置には、固定調整部３２，３２が形成され、この固定調整部３２には、図３に示すように、ねじ穴３３が開けられ、ねじ３４を締め込むことにより、ねじ３４で可動保持ブロック２０の上部を押さえて、可動保持ブロック２０を回動不能に保持するとともに、ねじ３４の締め具合により可動保持ブロック２０の微妙な角度の調整ができるようになっている。
【００２５】
また、ベースブロック正面即ちリレーレンズ側端面には反射側接続孔３５が開けられ、この接続孔３５にリレーレンズ６の端部が嵌り込み、ねじ止めなどにより固定されるようになっている。接続孔３５は、可動保持ブロック２０の反射側光路２７と連通するように形成されており、ガルバノミラー１９により反射された光がリレーレンズ６に入射されるようになっている。一方、ベースブロック側面即ち、シリンドリカルレンズ側端面にも、入射側接続孔３６が開けられ、この接続孔３６は可動保持ブロック２０の入射側光路２６と連通するように形成されている。また、ベースブロック２１のシリンドリカルレンズ側端面にはシリンドリカルレンズ４を保持する取付部材３７が取り付けられるようになっている。
【００２６】
このように構成することにより、可動保持ブロック２０に対してガルバノミラー１９を回動させることにより水平方向の鏡１８の角度を調整することができ、ベースブロック２１に対して可動保持ブロック２０を回動させることにより垂直方向の鏡１８の角度を調整することができるようになっている。
【００２７】
尚、鏡１８の位置は、図１０に示すように、入射光軸、反射光軸及び鏡の回動軸１７とが鏡１８の中心部分を原点とする三次元直角座標を形成するように角度を調整する。
【００２８】
シリンドリカルレンズ４は、図１１に示すように、カバー枠３８に保持された状態でスライド可能に取付部材３７に保持させ、この取付部材３７をガルバノミラー装置５の入射側端面に光路を連通させて取り付けられている。このように構成することにより、カバー枠３８をスライドさせてシリンドリカルレンズ４の位置を調整し、ガルバノミラー装置５にシリンドリカルレンズ４を介して入射させる光の芯出し調整ができるようになっている。
【００２９】
取付部材３７は、カバー枠３８の両側部と互いに嵌合する一対のスライド溝３９ａ，３９ｂを備えており、一方のスライド溝３９ａは、板バネ４０をカバー枠３８の側部形状と嵌合する形状に形成させ、板バネ４０の接合端面に可変性を備えさせている。
【００３０】
取付部材３７の側部には、ねじ４１が埋め込まれ、このねじ４１を締め込むことによりねじ４１の先端に押されて板バネ４０の接合端面がカバー枠３８側に押しつけられ、カバー枠３８を他の一方のスライド溝３９ｂ側に付勢させる。こうすることによりカバー枠３８即ちシリンドリカルレンズ４を取付部材３７に対してスライド不能に保持することができる。
【００３１】
また、取付部材３７の正面上部には、ねじ支持突片４２が一体的に構成されており、このねじ支持突片４２には、上下方向にむかって貫通孔４３が形成されている。図１２に示すように、調整用ねじ４４を貫通孔４３、スプリング４５の順に通してカバー枠３８の上部に螺合させることにより、カバー枠３８を取付部材３７に対してスライド不能に保持するとともに、この調整用ねじ４４により上下方向の微妙な調整を行うことができるようになっている。
【００３２】
カバー枠３８は、保持枠３８ａと押さえ枠３８ｂとから構成され、シリンドリカルレンズ４を保持枠３８ａと押さえ枠３８ｂで挟み込むようにして保持するようになっている。
【００３３】
ちなみに、シリンドリカルレンズ４は、円筒面凸レンズであるため、上述の実施例のように配置した場合、Ｙ方向には屈折するが、Ｘ方向では屈折しない。従って、芯出し調整は、Ｙ方向のみでよい。
【００３４】
尚、上述の実施例ではＹ方向の走査を固定する場合について説明したが、双焦点式のレーザー走査顕微鏡などのガルバノミラー装置を用いる場合にも用いることができる。
【００３５】
【発明の効果】
Ｘ方向の走査を行うガルバノミラー装置は、ガルバノメーターの回転軸先端に所定角度の範囲で回動可能な鏡を有するガルバノミラーと、該ガルバノミラーを前記鏡の回動方向と同一方向に回転可能に保持する可動保持ブロックと、入射光軸を中心とした方向に回動可能に前記可動保持ブロックを支持するベースブロックとを備え、前記鏡における反射光軸の芯出し調整を可能としたことにより、容易且つ正確な光束の芯出し調整が可能となり、正確な走査ができる。
【００３６】
また、Ｙ方向走査を固定（線走査）するシリンドリカルレンズと、該シリンドリカルレンズを保持するカバー枠と、該カバー枠をスライド可能に保持する取付部材とを備え、該取付部材をガルバノミラー装置の入射側端面に光路を連通させて取り付け、前記カバー枠をスライドさせて前記シリンドリカルレンズの位置を調整し、ガルバノミラー装置に前記シリンドリカルレンズを介して入射される光軸の芯出し調整を可能としたことにより、ガルバノミラー装置への入射光の芯出し調整が行えて、より正確な走査が得られる。
【００３７】
取付部材は、カバー枠の両側部と互いに嵌合する一対のスライド溝を備え、該スライド溝の一方を板バネをもって形成することにより該板バネの接合端面に可変性を備えさせ、前記板バネの接合端面を前記カバー枠側に押しつけて前記カバー枠を他の一方のスライド溝側に付勢させることによりスライド不能に保持したことにより、好適にシリンドリカルレンズを保持することができるとともに、容易に位置の調整が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザー走査顕微鏡を示す横断面図である。
【図２】同上の説明用縦断面図である。
【図３】図１中のガルバノミラー装置を示す分解斜視図である。
【図４】同上の組み立てた状態を示す正面図である。
【図５】同上の平面図である。
【図６】同上のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】（Ａ）は図３中の可動保持ブロックを示す正面図、（Ｂ）は同正面図、（Ｃ）は同側面図、（Ｄ）は同Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図８】（Ａ）は図３中のベースブロックを示す側面図、（Ｂ）は同平面図である。
【図９】図８中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】ガルバノミラーの適正な調整状態を示す斜視図である。
【図１１】図１中のシリンドリカルレンズの取り付け状態を示す分解斜視図である。
【図１２】同上の組み立てた状態を示す正面図である。
【図１３】図１２中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１４】本発明に係るレーザー走査顕微鏡の構成を示す光路図である。
【図１５】従来のガルバノミラー装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ａ  レーザー走査顕微鏡
１  直線偏光レーザー照射器
３  偏光ビームスプリッター
４  シリンドリカルレンズ
５  ガルバノミラー装置
６  リレーレンズ
８  照射側対物レンズ
９  資料
１０  透過側対物レンズ
１１  １／４λ波長板
１２  凹面鏡
１３  ＣＣＤカメラ
１４，１５  鏡
１７  回転軸
１８  鏡
１９  ガルバノミラー
２０  可動保持ブロック
２１  ベースブロック
２２  ガルバノメーター部
２３  ヘッド部
２４  本体部
２５  回動軸部
２６  入射側光路
２７  反射側光路
２８  保持穴
２９  溝
３０  保持部
３１  溝部
３２  固定調整部
３３  ねじ穴
３４  ねじ
３５  反射側接続孔
３６  入射側接続孔
３７  取付部材
３８  カバー枠
３９  スライド溝
４０  板バネ
４１  ねじ
４２  ねじ支持用突片
４３  貫通孔
４４  調整用ねじ
４５  スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003569782.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0003569782.tif 000012
【図１２】
0003569782.tif 000013
【図１３】
0003569782.tif 000014
【図１４】
0003569782.tif 000015
【図１５】
0003569782.tif 000016