(57)【要約】【課題】試料のより広い範囲を高速に観察できるようにする。【解決手段】走査型の共焦点顕微鏡１１には、対物レンズ２５をｚ方向に移動させるピエゾ素子２８−１と、ステージ２１をｚ方向に移動させるピエゾ素子２８−２が設けられている。ステージ２１に載置された試料１５における、ｚ方向に並ぶ複数の断面を観察面として観察する場合、ピエゾ素子２８−１は、継続して対物レンズ２５を下方向に移動させ、同時にピエゾ素子２８−２は、ステージ２１を継続して上方向に移動させる。このように、２つのピエゾ素子２８を設けることで、試料１５におけるｚ方向のより広い範囲を高速に観察することができる。本発明は、走査型の共焦点顕微鏡に適用することができる。【選択図】図１
2011248090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光で試料の観察面を走査して前記観察面の画像を取得する走査型顕微鏡であって、
前記試料が載置されるステージと、
入射した前記照明光を前記観察面に照射する対物レンズと、
前記ステージと前記対物レンズとの間の対物距離を、前記対物レンズの光軸方向に変化させる第１のアクチュエータと、
前記第１のアクチュエータとは独立に、前記対物距離を前記光軸方向に変化させる第２のアクチュエータと
を備えることを特徴とする走査型顕微鏡。
【請求項２】
前記第１のアクチュエータおよび前記第２のアクチュエータは、ピエゾ素子である
ことを特徴とする請求項１に記載の走査型顕微鏡。
【請求項３】
前記第１のアクチュエータは、前記対物レンズを前記光軸方向に移動させ、
前記第２のアクチュエータは、前記ステージを前記光軸方向に移動させる
ことを特徴とする請求項２に記載の走査型顕微鏡。
【請求項４】
前記第１のアクチュエータおよび前記第２のアクチュエータは、前記ステージを前記光軸方向に移動させる
ことを特徴とする請求項２に記載の走査型顕微鏡。
【請求項５】
前記第１のアクチュエータおよび前記第２のアクチュエータは、前記対物レンズを前記光軸方向に移動させる
ことを特徴とする請求項２に記載の走査型顕微鏡。
【請求項６】
前記光軸方向に並ぶ前記試料の複数の前記観察面を観察する場合、前記第１のアクチュエータおよび前記第２のアクチュエータは、前記対物距離が時間とともに短くなるように継続して動作する
ことを特徴とする請求項２に記載の走査型顕微鏡。
【請求項７】
前記光軸方向に並ぶ前記試料の複数の前記観察面を観察する場合、前記第１のアクチュエータおよび前記第２のアクチュエータは、前記対物距離が時間とともに短くなるように交互に動作する
ことを特徴とする請求項２に記載の走査型顕微鏡。
【請求項８】
前記光軸方向に並ぶ前記試料の複数の前記観察面を観察する場合、
前記第１のアクチュエータは、前記対物距離が時間とともに短くなるように、所定の距離だけ前記対物距離を変化させ、
前記第２のアクチュエータは、前記第１のアクチュエータが、前記所定の距離だけ前記対物距離を変化させた後、前記対物距離を変化さる
ことを特徴とする請求項２に記載の走査型顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料のより広い範囲を高速に観察できるようにした走査型顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スキャナを利用して観察対象の試料の観察面を照明光で走査し、走査により生じた観察光を受光して、試料を観察する走査型の共焦点顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一般的に、共焦点顕微鏡では、ピエゾ素子により対物レンズを駆動することで、対物レンズの光軸と平行な方向（以下、ｚ方向と称する）に照明光の集光位置がずらされながら、試料のｚ方向に並ぶ複数の断面が観察面とされて、それらの観察面の画像が取得される。このように、対物レンズを駆動するアクチュエータとしてピエゾ素子を用いれば、対物レンズを高速に移動できるため、観察面のより迅速な走査が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４８４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ピエゾ素子を利用して対物レンズを移動させる場合、対物レンズのｚ方向の可動範囲が狭いため、試料のｚ方向の観察可能な範囲が限られてしまい、試料がｚ方向に厚い場合には、所望する全ての部位を観察できない場合があった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、試料のより広い範囲を高速に観察できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の走査型顕微鏡は、照明光で試料の観察面を走査して前記観察面の画像を取得する走査型顕微鏡であって、前記試料が載置されるステージと、入射した前記照明光を前記観察面に照射する対物レンズと、前記ステージと前記対物レンズとの間の対物距離を、前記対物レンズの光軸方向に変化させる第１のアクチュエータと、前記第１のアクチュエータとは独立に、前記対物距離を前記光軸方向に変化させる第２のアクチュエータとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、試料のより広い範囲を高速に観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用した観察システムの一実施の形態の構成例を示す図である。
【図２】ピエゾ素子の駆動について説明する図である。
【図３】ピエゾ素子の並列制御について説明する図である。
【図４】ピエゾ素子の直列制御について説明する図である。
【図５】観察処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。
【００１１】
［観察システムの構成］
図１は、本発明を適用した観察システムの一実施の形態の構成例を示す図である。なお、図１において、横方向、奥行き方向、および縦方向は、互いに直交するｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向を示している。
【００１２】
この観察システムは、走査型の共焦点顕微鏡１１、ピエゾ制御部１２−１、ピエゾ制御部１２−２、コントローラ１３、およびコンピュータ１４から構成される。
【００１３】
図１の観察システムでは、観察対象の試料１５が共焦点顕微鏡１１のステージ２１上に載置されて観察される。すなわち、共焦点顕微鏡１１では、レーザ２２から射出された励起光としての照明光が、ダイクロイックミラー２３で反射されてスキャナ２４に入射し、スキャナ２４により偏向される。そして、スキャナ２４で光路が変更された照明光は、対物レンズ２５を通って、試料１５の観察面に照射される。このとき、スキャナ２４が照明光を偏向させることで、試料１５の観察面が照明光で走査される。例えば、スキャナ２４は、ガルバノスキャナやレゾナントスキャナから構成される。
【００１４】
試料１５の観察面が照明光で走査されると、観察面からは蛍光が生じ、この蛍光（以下、観察光と称する）は、対物レンズ２５を通ってスキャナ２４に入射する。そして、スキャナ２４によりデスキャンされた観察光は、ダイクロイックミラー２３を透過し、さらにピンホール２６を通って検出器２７により受光される。
【００１５】
なお、より詳細には、観察光のうち、試料１５の観察に必要な特定の波長の光だけが、ダイクロイックミラー２３を透過するようになされている。また、ピンホール２６は、対物レンズ２５の焦点位置、つまり試料１５の観察面と共役な位置に配置されており、ピンホール２６の位置に集光された観察光だけが検出器２７に入射するようになされている。
【００１６】
検出器２７は、入射した観察光を受光して光電変換することで、観察光を、観察光の受光強度を示す電気信号に変換する。光電変換により得られた電気信号は、検出器２７からコントローラ１３へと供給される。コントローラ１３は、検出器２７から供給された電気信号に基づいて、試料１５の観察面の画像である観察画像を生成し、コンピュータ１４に供給するとともに、共焦点顕微鏡１１の動作を制御する。
【００１７】
また、共焦点顕微鏡１１の対物レンズ２５およびステージ２１には、それぞれアクチュエータとしてのピエゾ素子２８−１およびピエゾ素子２８−２が接続されている。
【００１８】
ピエゾ素子２８−１は、ピエゾ制御部１２−１の制御に従って対物レンズ２５を図中、上下方向、すなわち対物レンズ２５の光軸と平行な方向（以下、ｚ方向とも称する）に移動させる。また、ピエゾ素子２８−２は、ピエゾ制御部１２−２の制御に従って、ステージ２１をｚ方向に移動させる。ピエゾ素子２８−１およびピエゾ素子２８−２による、対物レンズ２５およびステージ２１の駆動により、試料１５における照明光のｚ方向の集光位置が変化する。これにより、ｚ方向の任意の位置における試料１５の断面を観察面とすることが可能となる。
【００１９】
なお、以下、ピエゾ素子２８−１およびピエゾ素子２８−２を個々に区別する必要のない場合、単にピエゾ素子２８とも称し、ピエゾ制御部１２−１およびピエゾ制御部１２−２を個々に区別する必要のない場合、単にピエゾ制御部１２とも称する。
【００２０】
コントローラ１３は、コントローラ１３全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、観察画像を生成するキャプチャ制御部４２、スキャナ２４の動作を制御するスキャナ制御部４３、およびレーザ２２の動作を制御するレーザ制御部４４から構成される。
【００２１】
キャプチャ制御部４２は、検出器２７から供給された電気信号に基づいて、観察画像の各画素の輝度値（画素値）を算出することで、観察画像を生成する。スキャナ制御部４３は、試料１５の観察面が照明光で走査されるように、スキャナ２４の動作を制御するとともに、ピエゾ制御部１２を制御して、ピエゾ素子２８を動作させる。また、レーザ制御部４４は、光源としてのレーザ２２を制御して、所定のパワーでレーザ２２から照明光を射出させる。
【００２２】
コンピュータ１４は、予め記録しているソフトウェア５１を実行することで、コントローラ１３を制御したり、コントローラ１３から供給された観察画像を表示したりする。
【００２３】
［ピエゾ素子の動作の説明］
ところで、共焦点顕微鏡１１に設けられたピエゾ素子２８−１とピエゾ素子２８−２は、図２に示すように、それぞれ独立して動作し、対物レンズ２５と、試料１５の観察面とのｚ方向の相対的な位置関係を変化させることが可能である。
【００２４】
すなわち、ピエゾ素子２８−１は、対物レンズ２５を図２中、上下方向に移動させることができ、ピエゾ素子２８−２は、ピエゾ素子２８−１とは独立にステージ２１を図中、上下方向に移動させることができる。これにより、ステージ２１上に載置された試料１５と、対物レンズ２５とのｚ方向の距離が変化する。なお、図２において、横方向、奥行き方向、および縦方向は、ｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向を示している。
【００２５】
観察システムでは、２つのピエゾ素子２８を同時に動作させる並列制御、またはピエゾ素子２８を交互に動作させる直列制御の何れかの制御方法により、ピエゾ素子２８が制御されて、試料１５の観察が行われる。
【００２６】
例えば、並列制御によりピエゾ素子２８を駆動させる場合、図３に示すように、２つのピエゾ素子２８は試料１５の観察期間中、継続して動作する。なお、図３において、横方向は時間を示している。
【００２７】
図３では、図中、上側から順番に、ピエゾ素子２８−１の駆動信号の波形、ピエゾ素子２８−２の駆動信号の波形、スキャナ２４の駆動信号の波形、およびキャプチャ制御部４２による観察画像取得動作（キャプチャ動作）を表す波形が示されている。
【００２８】
ピエゾ素子２８の駆動信号が図中、下に凸の区間は、ピエゾ素子２８が動作している区間を示し、ピエゾ素子２８の駆動信号が上に凸の区間は、ピエゾ素子２８が動作していない区間を示している。
【００２９】
また、スキャナ２４の駆動信号が図中、下に凸の区間はスキャナ２４が動作し、観察面の走査が行われる区間を示しており、スキャナ２４の駆動信号が上に凸の区間はスキャナ２４が動作していない区間を示している。さらに、観察画像取得動作を表す波形が図中、上に凸の区間は、キャプチャ制御部４２による観察画像のキャプチャ動作がされている区間を示し、観察画像取得動作を表す波形が下に凸の区間は、観察画像のキャプチャ動作がされていない区間を示している。
【００３０】
図３の例では、試料１５の観察が開始されると、２つのピエゾ素子２８が継続して動作する。すなわち、ピエゾ素子２８−１は、対物レンズ２５を連続して図２中、下方向に移動させ、ピエゾ素子２８−２は、ステージ２１を連続して図中、上方向に移動させる。
【００３１】
また、スキャナ２４による試料１５の観察面の走査と、走査の停止とが交互に行なわれ、スキャナ２４による走査期間中に、観察画像のキャプチャ動作（取得動作）が行なわれる。ここで、観察画像取得動作を表す波形における、上に凸である１つの区間は、１つの観察面の観察画像がキャプチャされる区間である。
【００３２】
このように、並列制御では、対物レンズ２５と試料１５とのｚ方向の距離が、時間の経過とともに次第に短くなるように、２つのピエゾ素子２８が同時に、かつ継続して動作する。試料１５の１つの観察面が走査されて、その観察面の観察画像が取得されると、照明光の集光位置が、走査が終了した観察面に対してｚ方向に隣接する次の観察面の位置となるまで、照明光による走査と観察画像のキャプチャ動作が停止される。
【００３３】
そして、照明光の集光位置が、目的とする観察面に到達すると、その観察面の走査と観察画像のキャプチャ動作が行われ、最後の観察面の走査が終了するまで、順次、各観察面の走査と観察画像のキャプチャが行なわれる。
【００３４】
このような並列制御によれば、従来の共焦点顕微鏡のように、１つのピエゾ素子を用いる場合と比べて、ピエゾ素子２８の１度の動作で変化可能な、対物レンズ２５と試料１５との間のｚ方向の距離を２倍にすることができる。これにより、１つの観察面の走査が終了してから、次の観察面の走査を開始するまでの時間を短くすることができ、より高速に試料１５を観察することができる。また、観察システムでは、２つのピエゾ素子２８を用いることで、試料１５におけるｚ方向のより広い範囲を観察することができる。
【００３５】
これに対して、直列制御によりピエゾ素子２８を駆動させる場合、図４に示すように、２つのピエゾ素子２８は試料１５の観察期間中、交互に動作する。なお、図４において、横方向は時間を示している。
【００３６】
図４では、図中、上側から順番に、ピエゾ素子２８−１の駆動信号の波形、ピエゾ素子２８−２の駆動信号の波形、スキャナ２４の駆動信号の波形、およびキャプチャ制御部４２による観察画像取得動作を表す波形が示されている。なお、これらの波形が表す各部の動作と動作の停止については、図３における場合と同様である。
【００３７】
図４の例では、試料１５の観察が開始されると、２つのピエゾ素子２８が交互に動作するように、各ピエゾ素子２８は動作と停止（非動作）を繰り返す。
【００３８】
すなわち、ピエゾ素子２８−１は、対物レンズ２５を図２中、下方向に移動させる動作と、対物レンズ２５のｚ方向への移動を停止させる動作とを交互に繰り返す。また、ピエゾ素子２８−２は、ステージ２１を図２中、上方向に移動させる動作と、ステージ２１のｚ方向への移動を停止させる動作とを交互に繰り返す。このとき、一方のピエゾ素子２８が駆動している間は、他方のピエゾ素子２８は、駆動を停止させるように、各ピエゾ素子２８が制御される。
【００３９】
また、スキャナ２４による試料１５の観察面の走査と、走査の停止とが交互に行なわれ、スキャナ２４による走査期間中に、観察画像のキャプチャ動作が行なわれる。
【００４０】
ここで、観察面の走査と観察画像のキャプチャ動作は、一方のピエゾ素子２８が駆動している状態から、その駆動を停止した直後、つまり対物レンズ２５またはステージ２１の移動が停止した直後に行なわれる。
【００４１】
このように、直列制御では、対物レンズ２５と試料１５とのｚ方向の距離が、時間の経過とともに短くなるように、２つのピエゾ素子２８が交互に、かつ間欠的に動作する。したがって、試料１５の１つの観察面が走査されて、その観察面の観察画像が取得されると、走査が終了した観察面に対してｚ方向に隣接する次の観察面上に、照明光が集光するように、一方のピエゾ素子２８が駆動され、対物レンズ２５またはステージ２１が移動される。
【００４２】
そして、対物レンズ２５またはステージ２１の移動により、照明光の集光位置が、目的とする観察面に到達すると、これまで駆動していたピエゾ素子２８の駆動が停止されて、その観察面の走査と観察画像のキャプチャ動作が行われ、最後の観察面の走査が終了するまで、順次、各観察面の走査と観察画像のキャプチャが行なわれる。
【００４３】
なお、観察面の走査と観察画像のキャプチャ動作が行われている間は、２つのピエゾ素子２８が動作しないように制御される。
【００４４】
このように直列制御においても、２つのピエゾ素子２８を用いることで、従来の共焦点顕微鏡のように、１つのピエゾ素子を用いる場合と比べて、試料１５におけるｚ方向のより広い範囲を観察することができる。
【００４５】
観察システムでは、試料１５の観察時に、ピエゾ素子２８の制御方法として、並列制御または直列制御の何れかを選択することができる。
【００４６】
例えば、ユーザがコンピュータ１４を操作し、試料１５の観察の開始と、観察時におけるピエゾ素子２８の制御方法を指定すると、コンピュータ１４は、ユーザにより指定された制御方法を示す情報（以下、ピエゾ制御情報と称する）をコントローラ１３に供給する。すると、コントローラ１３は、供給されたピエゾ制御情報に従って、ピエゾ素子２８の制御を行なう。
【００４７】
なお、ピエゾ素子２８の制御方法は、ユーザの指示によらず、試料１５の観察方法等によって定められるようにしてもよい。
【００４８】
そのような場合、例えば、観察画像の所定方向に並ぶ複数画素からなる１つのラインに対応する試料１５の領域（以下、ライン対応領域と称する）が１つの観察面とされ、試料１５において、ｚ方向に並ぶ複数の観察面が観察対象とされるとき、並列制御が選択される。
【００４９】
なお、試料１５におけるライン対応領域から生じた観察光を受光して得られる観察画像の領域が、そのライン対応領域に対応するラインである。したがって、観察画像上のラインには、そのラインに対応する試料１５の観察面のライン対応領域の画像が表示される。
【００５０】
これに対して、観察画像の複数ラインに対応する試料１５の領域、すなわちｘ方向とｙ方向にある程度広がりを持つ領域が１つの観察面とされ、試料１５において、ｚ方向に並ぶ複数の観察面が観察対象とされるとき、直列制御が選択される。
【００５１】
並列制御を行なう場合、観察面と対物レンズ２５とのｚ方向の距離は、その観察面の走査が行なわれている間も継続して変化する。したがって、複数のライン対応領域からなる領域が観察面とされる場合、並列制御を行なうと、観察面の最初と最後に走査されるライン対応領域のｚ方向の位置に、わずかなずれが生じる。一方、直列制御では、観察面の走査中には、観察面と対物レンズ２５とのｚ方向の距離は変化しないので、並列制御の場合のように、ライン対応領域のｚ方向の位置ずれは生じない。
【００５２】
そのため、複数のライン対応領域からなる領域が観察面とされる場合には、直列制御がより適しているといえる。逆に、１つのライン対応領域が観察面とされる場合には、並列制御を行なってもライン対応領域の両端とされる領域において、ｚ方向の位置ずれは殆ど生じない。そこで、１つのライン対応領域が観察面とされる場合、並列制御が行なわれる。並列制御では、１度のピエゾ素子２８の動作で、観察面と対物レンズ２５とのｚ方向の距離を、より大きく変化させることができるという利点がある。
【００５３】
［観察システムの動作］
次に、観察システムの動作について説明する。
【００５４】
ユーザがコンピュータ１４を操作して、ピエゾ素子２８の制御方法を指定するとともに、試料１５の観察開始を指示すると、観察システムは観察処理を行って、試料１５のｚ方向に並ぶ各観察面の観察画像を取得する。以下、図５のフローチャートを参照して、観察システムによる観察処理について説明する。
【００５５】
ステップＳ１１において、コンピュータ１４は、ユーザにより指定された制御方法を示すピエゾ制御情報を生成し、ＣＰＵ４１を介してスキャナ制御部４３に供給する。
【００５６】
より詳細には、コンピュータ１４は、ＣＰＵ４１に観察開始を指示するとともに、ピエゾ制御情報を供給する。すると、ＣＰＵ４１は、コンピュータ１４の指示に応じて、レーザ制御部４４に照明光の照射を指示するとともに、ピエゾ制御情報をスキャナ制御部４３に供給する。
【００５７】
また、レーザ制御部４４は、ＣＰＵ４１の指示に応じてレーザ２２を制御し、所定のパワーでレーザ２２から照明光を射出させる。この照明光は、ダイクロイックミラー２３で反射され、スキャナ２４および対物レンズ２５を通って試料１５の観察面に照射される。
【００５８】
ステップＳ１２において、コンピュータ１４は、コントローラ１３のＣＰＵ４１に試料１５の観察画像の取得開始を指示し、ＣＰＵ４１は、その指示に応じてコントローラ１３の各部の動作の制御を開始する。
【００５９】
ステップＳ１３において、スキャナ制御部４３は、ＣＰＵ４１から供給されたピエゾ制御情報に従って、ピエゾ素子２８の動作を制御する。
【００６０】
例えば、並列制御を示すピエゾ制御情報が供給された場合、スキャナ制御部４３は、ピエゾ素子２８−１とピエゾ素子２８−２が、継続して対物レンズ２５とステージ２１を移動させるように、ピエゾ制御部１２−１とピエゾ制御部１２−２を制御する。
【００６１】
また、直列制御を示すピエゾ制御情報が供給された場合、スキャナ制御部４３は、一方のピエゾ素子２８が、対物レンズ２５またはステージ２１を一定の距離だけ移動させるように、ピエゾ制御部１２を制御する。
【００６２】
ピエゾ制御部１２は、スキャナ制御部４３からの指示に応じた駆動信号をピエゾ素子２８に供給し、ピエゾ素子２８を動作させる。
【００６３】
なお、より詳細には、ピエゾ素子２８は、駆動信号の供給を受けて指定された動作を行うと、その動作が完了した旨のフィードバック信号を、ピエゾ制御部１２を介してスキャナ制御部４３に供給する。これにより、直列制御を行なう場合において、スキャナ制御部４３は、対物レンズ２５またはステージ２１の移動完了を確認してから、観察面の走査を開始することができ、試料１５におけるｚ方向のより正確な位置の観察画像を得ることができる。
【００６４】
ステップＳ１４において、スキャナ制御部４３は、スキャナ２４を制御して、照明光での観察面の走査を開始させる。照明光で観察面が走査されると、観察面からは観察光が生じ、この観察光は対物レンズ２５乃至ダイクロイックミラー２３、およびピンホール２６を通って検出器２７に受光される。検出器２７は、入射した観察光を受光して電気信号に変換し、キャプチャ制御部４２に供給する。
【００６５】
ステップＳ１５において、キャプチャ制御部４２は、検出器２７から供給された電気信号から観察画像の画素の輝度値を算出することで、観察画像を生成する。この輝度値の算出は、画素単位で行なわれる。つまり、電気信号が供給されるたびに、１画素分ずつ輝度値が算出されていく。観察面全体が走査されて観察面の走査が終了すると、キャプチャ制御部４２も観察画像の取得動作を終了する。
【００６６】
観察画像が生成されると、ステップＳ１６において、キャプチャ制御部４２は、得られた観察画像を、ＣＰＵ４１を介してコンピュータ１４に供給する。コンピュータ１４に供給された観察画像は、図示せぬ記録部に記録されたり、ディスプレイに表示されたりする。
【００６７】
ステップＳ１７において、ＣＰＵ４１は、試料１５の観察を終了するか否かを判定する。例えば、コンピュータ１４により指定された試料１５の全ての観察面の観察画像が取得された場合や、ユーザにより観察の終了が指示された場合、観察を終了すると判定される。
【００６８】
ステップＳ１７において、観察を終了しないと判定された場合、ステップＳ１８において、スキャナ制御部４３は、ピエゾ制御情報が示す制御方法が、並列制御であるか否かを判定する。
【００６９】
ステップＳ１８において、並列制御であると判定された場合、処理はステップＳ１４に戻り、上述した処理が繰り返される。すなわち、並列制御では、試料１５の観察中は、継続してピエゾ素子２８は動作しているので、ステップＳ１３の処理は行われず、照明光の集光位置が次の観察面に到達すると、その観察面が走査され、観察画像が取得される。
【００７０】
これに対して、ステップＳ１８において、並列制御ではないと判定された場合、つまり直列制御である場合、処理はステップＳ１３に戻り、上述した処理が繰り返される。すなわち、次の観察面に照明光が集光するように、前回駆動されたピエゾ素子２８とは異なるピエゾ素子２８が駆動され、観察面の走査と観察画像の取得が行なわれる。
【００７１】
また、ステップＳ１７において、試料１５の観察を終了すると判定された場合、コントローラ１３の各部は行なっている動作を停止して、観察処理は終了する。
【００７２】
このようにして、コントローラ１３は、コンピュータ１４からのピエゾ制御情報に従って、２つのピエゾ素子２８の動作を制御し、試料１５を観察する。このように、共焦点顕微鏡１１に、対物レンズ２５を移動させるピエゾ素子２８−１と、ステージ２１を移動させるピエゾ素子２８−２とを設けることで、試料１５におけるｚ方向のより広い範囲を、高速に観察することができる。
【００７３】
なお、以上においては、対物レンズ２５とステージ２１に、それぞれ１つのピエゾ素子２８が接続される例について説明したが、対物レンズ２５やステージ２１に複数のピエゾ素子２８が接続されるようにしてもよい。
【００７４】
例えば、対物レンズ２５に２つのピエゾ素子２８が接続される場合、一方のピエゾ素子２８（以下、ピエゾ素子２８Ａと称する）は、所定の支持部材に固定されて、対物レンズ２５に直接接続される。これに対して、他方のピエゾ素子２８（以下、ピエゾ素子２８Ｂと称する）は、ピエゾ素子２８Ａが固定された支持部材に接続される。
【００７５】
したがって、ピエゾ素子２８Ｂが動作して支持部材が移動すると、支持部材に固定されたピエゾ素子２８Ａと対物レンズ２５が移動することになる。また、ピエゾ素子２８Ａが動作するときは、対物レンズ２５のみが移動し、ピエゾ素子２８Ｂは移動しない。このようにして、２つのピエゾ素子２８を対物レンズ２５に接続すれば、これらの２つのピエゾ素子２８は、それぞれ独立して対物レンズ２５を移動させることができる。
【００７６】
また、独立して対物レンズ２５をｚ方向に移動可能な複数のピエゾ素子２８が、対物レンズ２５に接続され、かつ独立してステージ２１をｚ方向に移動可能な複数のピエゾ素子２８がステージ２１に接続されてもよいが、対物レンズ２５かステージ２１の一方にピエゾ素子２８が接続されないようにしてもよい。
【００７７】
そのような場合、例えば、ステージ２１に２つのピエゾ素子２８が接続されていれば、対物レンズ２５にピエゾ素子２８が１つも接続されていなくても、ステージ２１と対物レンズ２５に１つずつピエゾ素子２８が接続される場合とｚ方向の可動範囲は等しくなる。また、対物レンズ２５かステージ２１の一方に複数のピエゾ素子２８が接続されていれば、それらのピエゾ素子２８を同時に動作させたり、交互に動作させたりすることで、ピエゾ素子２８の並列制御や直列制御が可能である。
【００７８】
さらに、複数のピエゾ素子２８の動作を制御する場合に、所定のピエゾ素子２８が動作し、予め定められた所定の距離だけ、対物レンズ２５とステージ２１との間のｚ方向の距離が変化した後、他のピエゾ素子２８が動作するようにしてもよい。
【００７９】
具体的には、図２において、ピエゾ素子２８−１が所定の距離、例えば対物レンズ２５の可動範囲の限度まで対物レンズ２５を図中、下方向に移動させた後、ピエゾ素子２８−２がステージ２１を図中、上方向に移動させるようにしてもよい。このとき、各ピエゾ素子２８は、並列制御時と同様に継続して動作していてもよいし、直列制御時のように、観察面の走査と同期して、動作と停止を交互に繰り返してもよい。
【００８０】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１１  共焦点顕微鏡，  １２−１，１２−２，１２  ピエゾ制御部，  １３  コントローラ，  １４  コンピュータ，  １５  試料，  ２１  ステージ，  ２５  対物レンズ，  ２８−１，２８−２，２８  ピエゾ素子，  ４１  ＣＰＵ，  ４２  キャプチャ制御部，  ４３  スキャナ制御部
【図１】
2011248090.tif 000003
【図２】
2011248090.tif 000004
【図３】
2011248090.tif 000005
【図４】
2011248090.tif 000006
【図５】
2011248090.tif 000007