(57)【要約】【課題】簡易な構成によりガルバノに取付けられた反射板の傾斜角を静止させる反射光制御装置を提供すること。【解決手段】入射光を反射するガルバノミラー５の傾斜角を可変に制御する反射光制御装置において、ガルバノミラー５の傾斜角を可変動作させるガルバノメータ１６１と、ガルバノメータ５の傾斜角を検出するポジションセンサ１６２と、ガルバノメータ１６１に入力され、ガルバノメータ１６１を制御する差分信号ＶDIFを遮断するスイッチ１５１と、ガルバノミラー５の傾斜角を静止する場合、スイッチ１５１を開にして差分信号ＶDIFを遮断するＰＣ１３と、を備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を反射する反射板の傾斜角を可変に制御する反射光制御装置において、
前記反射板の傾斜角を可変動作させる可変手段と、
前記反射板の傾斜角を検出する検出手段と、
前記可変手段に入力され、該可変手段を制御する制御信号を遮断するスイッチと、
前記反射板の傾斜角を静止する場合、前記スイッチを開にして前記制御信号を遮断する制御手段と、
を備えることを特徴とする反射光制御装置。
【請求項２】
前記スイッチは、前記検出手段が検出した傾斜角を回帰させ該回帰した傾斜角と前記反射板に対する目標の傾斜角との差分を前記可変手段に出力させるフィードバックループ上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の反射光制御装置。
【請求項３】
前記スイッチは、前記差分を演算する演算手段から前記可変手段までの間に配置されることを特徴とする請求項２に記載の反射光制御装置。
【請求項４】
前記検出手段が検出した傾斜角を回帰させ該回帰した傾斜角と前記反射板に対する目標の傾斜角との差分が所定の偏差内にあるか否かを検出する偏差検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記差分が前記所定の偏差内にあると検出された場合、前記反射板は静止していると判断し、前記スイッチを開にすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の反射光制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記差分検出手段が前記差分が前記所定の偏差内にないと検出した場合、前記スイッチを閉にすることを特徴とする請求項４に記載の反射光制御装置。
【請求項６】
前記反射板および／または前記反射板と前記可変手段とを接続する接続部材を圧接して前記反射板および／または前記接続部材を固定する固定手段を備え、
前記制御手段は、前記反射板の傾斜角の静止に同期させて前記固定手段を動作させて前記反射板および／または前記接続部材を固定させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の反射光制御装置。
【請求項７】
前記反射板は、前記反射光を分光するグレーティングであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の反射光制御装置。
【請求項８】
前記固定部材は、圧電素子であることを特徴とする請求項６または７に記載の反射光制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型レーザ顕微鏡に用いられ、入射光を反射する反射板の傾斜角を可変に制御する反射光御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、標本上にレーザ光を走査し、この標本の観察を行う走査型レーザ顕微鏡が注目されている。この走査型レーザ顕微鏡装置では、レーザ光を標本上に走査させるため、レーザ光を反射するミラーの傾斜角を可変させるガルバノが多用されている。このガルバノは、レーザ光を標本上の所望の１点に静止させることも要求されている。従来、ガルバノは、検出したミラーの傾斜角をもとに所望の傾斜角にミラーを可変させるフィードバック制御を行っている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２２２５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、たとえば細胞内の微細な構造物や分子を対象とする高精度の観察を行う場合、フィードバック制御を用いてレーザ光の照射位置（照射点）を静止させると、従来の観察では問題視されなかったフィードバック制御に起因する振動が問題となり、所望の観察が行えないという問題点があった。
【０００５】
また、傾斜角を可変させて反射する光の波長を選択するグレーティングをガルバノに取付け、所望の１波長の光のみを分光する場合も上述と同様の理由により、グレーティングの傾斜角が振動し、正確な波長の光を分光できないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、ガルバノに取付けられた反射板の傾斜角を確実に静止させることができる反射光制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる反射光制御装置は、入射光を反射する反射板の傾斜角を可変に制御する反射光制御装置において、前記反射板の傾斜角を可変動作させる可変手段と、前記反射板の傾斜角を検出する検出手段と、前記可変手段に入力され、該可変手段を制御する制御信号を遮断するスイッチと、前記反射板の傾斜角を静止する場合、前記スイッチを開にして前記制御信号を遮断する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２にかかる反射光制御装置は、上記の発明において、前記スイッチは、前記検出手段が検出した傾斜角を回帰させ該回帰した傾斜角と前記反射板に対する目標の傾斜角との差分を前記可変手段に出力させるフィードバックループ上に配置されることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる反射光制御装置は、上記の発明において、前記スイッチは、前記差分を演算する演算手段から前記可変手段までの間に配置されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４にかかる反射光制御装置は、上記の発明において、前記検出手段が検出した傾斜角を回帰させ該回帰した傾斜角と前記反射板に対する目標の傾斜角との差分が所定の偏差内にあるか否かを検出する偏差検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記差分が前記所定の偏差内にあると検出された場合、前記反射板は静止していると判断し、前記スイッチを開にすることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５にかかる反射光制御装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記差分検出手段が前記差分が前記所定の偏差内にないと検出した場合、前記スイッチを閉にすることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６にかかる反射光制御装置は、上記の発明において、前記反射板および／または前記反射板と前記可変手段とを接続する接続部材を圧接して前記反射板および／または前記接続部材を固定する固定手段を備え、前記制御手段は、前記反射板の傾斜角の静止に同期させて前記固定手段を動作させて前記反射板および／または前記接続部材を固定させることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７にかかる反射光制御装置は、上記の発明において、前記反射板は、前記反射光を分光するグレーティングであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８にかかる反射光制御装置は、上記の発明において、前記固定部材は、圧電素子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる反射光制御装置は、フィードバック制御信号を遮断するスイッチを設け、簡易な構成によりガルバノに取付けられた反射板の傾斜角を確実に静止させるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる反射光制御装置の好適な実施の形態を詳細し説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１である反射光制御装置を含む走査型レーザ顕微鏡装置１００の概要構成を示す機能ブロック図である。この走査型レーザ顕微鏡装置１００は、筐体１内に試料８を照射するレーザ光を出射するレーザ光源２と、レーザ光を反射するミラー３と、レーザ光を透過するハーフミラー４と、レーザ光を走査するガルバノミラー５と、ガルバノミラー５を制御するガルバノ１６と、ガルバノミラー５とガルバノ１６とを接続する回転軸１６３と、ガルバノ１６を制御する制御部１５と、対物レンズ７を保持するレボルバ６と、試料８を載置するステージ９と、試料８から発した光を集光する結像レンズ１０と、試料８の焦点のみから発した光を通過させるピンホール１１と、ピンホール１１を通過した光を電気信号に変換する光検出器１２とを有している。
【００１８】
さらに筐体１外部に光検出器１２から入力した電気信号を処理するとともに制御部１５に制御指示を出力するＰＣ１３と、ＰＣ１３が処理した電気信号を表示するモニタ１４とを有している。なお、この発明にかかる反射光制御装置は、制御部１５と、ガルバノ１６と、回転軸１６３と、ガルバノミラー５と、ＰＣ１３とに対応している。
【００１９】
図１において、レーザ光源２から出射されたレーザ光は、ミラー３で反射され、ハーフミラー４を透過してガルバノミラー５に入射する。ガルバノミラー５は、回転軸１６３によってガルバノ１６に接続され、回転軸１６３が回転すると、ガルバノミラー５の傾斜角は、連動して可変するようになっている。ガルバノ１６は、回転軸１６３の回転を制御することによって、ガルバノミラー５の傾斜角を制御している。ガルバノミラー５に入射したレーザ光は、ガルバノ１６の制御にしたがって反射し、ガルバノミラー５で反射されたレーザ光は、レボルバ６に固定された対物レンズ７を介してステージ９上に載置された試料８を照射する。試料８は、レーザ光が照射されると、光を発し、照射したレーザ光と同じ光路を逆行し、ハーフミラー４で反射され、結像レンズ１０、ピンホール１１を順次介して光検出器１２に入射する。光検出器１２は、入射した光の光強度に対応して電気信号に変換し、ＰＣ１３に出力する。ＰＣ１３は、入力した電気信号を表示信号に変換し、モニタ１４に表示出力する。ＰＣ１３は、制御部１５を介してガルバノ１６を制御し、ガルバノミラー５の傾斜角を可変することによって、試料８上にレーザ光を走査させる。
【００２０】
図２は、この発明にかかる反射光制御装置に対応する制御部１５と、ガルバノ１６と、回転軸１６３と、ガルバノミラー５と、ＰＣ１３との概要構成を示す機能ブロック図である。制御部１５は、ＰＣ１３から出力された指示信号ＶINとポジションセンサ１６２から出力された検出信号ＶPOSとを入力する差動増幅器１５２と、差動増幅器１５２から出力された差分信号ＶDIFを入力する偏差検出器１５３と、差動増幅器１５２とガルバノメータ１６１との間に差動増幅器１５２から出力された差分信号ＶDIFの遮断動作を行うスイッチ１５１と、ポジションセンサ１６２から出力される検出信号ＶPOSをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ１５４とを有している。ガルバノ１６は、差分信号ＶDIFを入力し、差分信号ＶDIFに対応して回転軸１６３を回転させるガルバノメータ１６１と、回転軸１６３の位置を検出して検出信号ＶPOSを出力するポジションセンサ１６２とを有している。
【００２１】
ＰＣ１３は、指示信号ＶINを差動増幅器１５２に出力し、偏差検出器１５３からロック信号ＶLを入力するとともにストップ信号ＶSをスイッチ１５１に出力し、Ａ／Ｄ１５４からＡ／Ｄ変換された検出信号ＶPOSを入力している。
【００２２】
ガルバノメータ１６１とガルバノミラー５とは、回転軸１６３によって接続され、ガルバノミラー５の傾斜角は、回転軸１６３の回転に対応して可変するようになっている。ガルバノメータ１６１は、指示信号ＶINにしたがって回転軸１６３を回転させ、ガルバノミラー５の傾斜角を可変している。ポジションセンサ１６２は、回転軸１６３をモニタし、ガルバノミラー５の傾斜角に対応した回転軸１６３の位置を検出する検出信号ＶPOSを出力している。
【００２３】
つぎに、ガルバノミラー５を所望の傾斜角に静止させる場合について説明する。ＰＣ１３から所望の傾斜角に対応した位置に回転軸１６３が移動し静止する指示信号ＶINが差動増幅器１５２に出力される。ポジションセンサ１６２は、現在の回転軸１６３の位置を検出し、検出信号ＶPOSを差動増幅器１５２に出力する。差動増幅器１５２は、指示信号ＶINと検出信号ＶPOSとの差分を演算し、演算した差分結果を差分信号ＶDIFとして偏差検出器１５３とガルバノメータ１６１とに出力する。ガルバノメータ１６１は、差分信号ＶDIFに対応して回転軸１６３を回転させる。ポジションセンサ１６２は、回転軸１６３の位置を検出し、検出信号ＶPOSをＡ／Ｄ１５４と差動増幅器１５２とに出力する。Ａ／Ｄ１５４は、入力した検出信号ＶPOSを数値化してＰＣ１３に出力する。
【００２４】
偏差検出器１５３は、差分信号ＶDIFを入力し、差分信号ＶDIFが予め決められた偏差幅に入るとロック信号ＶLをＰＣ１３に出力する。ロック信号ＶLを入力したＰＣ１３は、停止信号ＶSをスイッチ１５１に出力し、スイッチ１５１は、停止信号ＶSにしたがってスイッチ１５１を「開」にして、差動増幅器１５２とガルバノメータ１６１との間を遮断する。スイッチ１５１が「開」になると、差分信号ＶDIFは、ガルバノメータ１６１に入力されず、ガルバノメータ１６１は、動作を停止し静止する。
【００２５】
つぎに、偏差検出器１５３が差分信号ＶDIFを入力し、ロック信号ＶLを出力する過程を、図３を用いて説明する。図３は、偏差検出器１５３の概要構成を示すブロック図であり、偏差検出器１５３は、基準電圧発生器１５３Ａ，１５３Ｂとコンパレータ１５３Ｃ，１５３Ｄと、クリップ回路１５３Ｅと、ＡＮＤ回路１５３Ｆとを有している。基準電圧発生器１５３Ａは、基準電圧＋ＶREFをコンパレータ１５３Ｃに出力し、基準電圧発生器１５３Ｂは、基準電圧−ＶREFをコンパレータ１５３Ｄに出力する。コンパレータ１５３Ｃ，１５３Ｄは、差動増幅器１５２から出力された差分信号ＶDIFを入力し、それぞれ基準電圧＋ＶREF，−ＶREFと差分信号ＶDIFとの差分を演算し、演算した差分値をクリップ回路１５３Ｅに出力する。クリップ回路１５３Ｅは、コンパレータ１５３Ｃ，１５３Ｄから０Ｖ以下の信号を入力すると、クリップしてＡＮＤ回路１５３Ｆに出力する。ＡＮＤ回路１５３Ｆは、クリップ回路から入力した２つのクリップの論理積を演算し、コンパレータ１５３Ｃ，１５３Ｄから出力された差分値がともに所定値以下になった場合、ロック信号ＶLをＰＣ１３に出力する。
【００２６】
つぎに、図４，５に示す差分信号ＶDIFとロック信号ＶLとのタイムチャートを用いてロック信号ＶLが出力されるタイミングについて説明する。図４，５に示すように、差分信号ＶDIFの電圧値が「０」の位置が所望の静止位置であり、基準電圧＋ＶREFと基準電圧−ＶREFとは、電圧値「０」を挟み所定の偏差幅が設定されている。検出信号ＶPOSと差分信号ＶDIFとのフィードバック制御により、差分信号ＶDIFは、時間経過とともに減衰して基準電圧＋ＶREFに接近し、基準電圧＋ＶREF以下になると、ロック信号ＶLが出力される。図５は、図４と同様に、差分信号ＶDIFは、時間経過とともに増加して基準電圧−ＶREFに接近し、基準電圧−ＶREF以上になると、ロック信号ＶLが出力されることを示している。
【００２７】
偏差検出器１５３からロック信号ＶLがＰＣ１３に出力されると、ＰＣ１３は、ロック信号ＶLに対応して停止信号ＶSをスイッチ１５１に出力し、スイッチ１５１を駆動する。スイッチ１５１は、停止信号ＶSを入力すると、「開」にして、差動増幅器１５２とガルバノメータ１６１との間を遮断する。差動増幅器１５２とガルバノメータ１６１との間が遮断されると、差分信号ＶDIFは、ガルバノメータ１６１に入力されず、ガルバノメータ１６１の動作は停止する。
【００２８】
ガルバノメータ１６１が停止すると、ガルバノミラー５の傾斜角は停止し静止する。ガルバノミラー５の傾斜角が静止すると、レーザ光の照射点は静止する。このように、ガルバノミラー５の傾斜角をフィードバック制御の差分信号ＶDIFを遮断し、レーザ光の照射点を静止させることができる。
【００２９】
図６にフィードバック制御を用いてレーザ光の照射点を静止させた場合の指示信号ＶINと検出信号ＶPOSとのタイムチャートを示す。電圧ＶＢは、レーザ光の照射点Ｂに対応し、電圧ＶＡは、レーザ光の照射点Ａに対応している。指示信号ＶINは、時刻ｔ０〜ｔ１において照射点Ｂを照射点Ａに移動し、時刻ｔ１〜ｔ３において照射点Ａを静止し、時刻ｔ３〜ｔ４において照射点Ａを照射点Ｂに移動する指示している。しかし、このフィードバック制御において、ガルバノメータ１６１の動作が差分信号ＶDIFの変化に追随できない不感帯を有するため、検出信号ＶPOSは、時刻ｔ２〜ｔ３において電圧Ａを挟む形で電圧Ａ１と電圧Ａ０との間を振動し続け、電圧Ａに収束しない。したがって、図７に示すように検出信号ＶPOSの振動に対応してレ−ザ光の照射点は、照射点Ａ１，Ａ０の間を振動する。
【００３０】
そこで、指示信号ＶINの静止位置に対応する電圧値「０」に対し、基準電圧＋ＶREFと基準電圧−ＶREFとで設定される偏差幅を上述した不感帯に起因する振動の幅より小さく設定すると、図８に示すように、時刻ｔ２〜ｔ３においてスイッチ１５１が「開」となり、不感帯に起因する振動が排除され、振動幅よりも小さい幅の範囲内で検出信号ＶPOSは静止する。検出信号ＶPOSは、指示信号ＶINが指示した電圧ＶＡと一致しない場合もあるが、電圧ＶＡの極めて近傍に静止することができる。したがって、レーザ光の照射点も指示信号ＶPOSが指示する照射点Ａ、もしくは照射点Ａの極めて近傍に静止する。時刻ｔ３において、ロック信号ＶLは、解除され、スイッチ１５１は、「閉」に戻る。時刻ｔ３においてフィードバク制御が動作し、時刻ｔ５において、検出信号ＶPOSは、電圧ＶＢとなり、この電圧ＶＢに対応し、レーザ光の照射点は、照射点Ｂに移動する。
【００３１】
また、スイッチ１５１を「開」にして、ガルバノミラー５の傾斜角を静止しているにもかかわらず、微弱な振動等によって、回転軸１６３が微動し、差分信号ＶDIFが所定の偏差幅を超えると、ロック信号ＶLは解除され、スイッチ１５１は「閉」に戻り、フィードバック制御は、動作を開始し、差分信号ＶDIFを所定の偏差幅の内に戻す制御を行う。
【００３２】
この実施の形態１では、差動増幅器１５２とガルバノメータ１６１との間にスイッチ１５１を設け、ガルバノメータ１６１に入力される差分信号ＶDIFを遮断することによって、フィードバック制御が行われなくなる。したがって、フィードバック制御に起因する差分信号ＶDIFの振動が排除され、レーザ光の照射点は静止する。最終的に観察点が静止された画像が取得できる。
【００３３】
つぎに、この実施の形態１の変形例を説明する。実施の形態１では、スイッチ１５１を制御部１５の内部に設けるようにしていたが、この変形例では、スイッチをＰＣの内部に設けるようにしている。図９は、この変形例にかかる制御部１５ＡとＰＣ１３Ａとの概要構成を示す機能ブロック図である。ＰＣ１３Ａは、内部にスイッチ１３１を有し、偏差検出器１５２から出力した差分信号ＶINは、スイッチ１３１を介してガルバノメータ１６１に入力されるようになっている。ＰＣ１３Ａは、偏差検出器１５３からロック信号ＶLを入力すると、スイッチ１３１を「開」にして、差動増幅器１５２とガルバノメータ１６１との間を遮断するようにしている。スイッチ１３１をＰＣ１３Ａの内部に設けると、制御部１５Ａの構成を簡易にすることができ、また、プログラムソフトによってスイッチ１３１を動作させると、ＰＣ１３Ａのハード構成を簡易にできるとともに、スイッチ１３１の動作を速くすることができる。
【００３４】
なお、この実施の形態１および実施の形態１の変形例では、ＰＣ１３，１３Ａからの停止信号ＶSによってスイッチ１５１，１２１を「開」にしていたが、手動によってスイッチ１５１，１３１を「開」にするようにしてもよい。観察状況に応じてガルバノミラー５を静止させることができるからである。
【００３５】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、制御部１５内にスイッチ１５１を設け、スイッチ１５１がフィードバック制御信号を遮断するようにしていたが、この実施の形態２では、スイッチ１５１に加え、圧電素子をさらに設け、ガルバノミラー５の傾斜角をフィードバック制御信号の遮断と機械的固定との双方によって静止するようにしている。
【００３６】
図１０は、この発明の実施の形態２である反射光制御装置を含む走査型レーザ顕微鏡装置２００の概要構成を示す機能ブロック図である。この走査型レーザ顕微鏡装置２００は、回転軸１６３に取付けられた圧電素子１７と、圧電素子１７を駆動する駆動部１９と、駆動部１９を制御するＰＣ１３Ｂとを有している。なお、この発明にかかる反射光制御装置は、制御部１５と、ガルバノ１６と、回転軸１６３と、ガルバノミラー５と、圧電素子１７と、駆動部１９と、ＰＣ１３Ｂとに対応している。また、図１と同一の構成部分には同一の符号を付している。
【００３７】
さらに、図１１は、この発明にかかる反射光制御装置に対応する制御部１５と、ガルバノ１６と、回転軸１６３と、ガルバノミラー５と、ＰＣ１３Ｂと、駆動部１９と、圧電素子１７との概要構成を示す機能ブロック図である。制御部１５は、ガルバノメータ１６１に差分信号ＶDIFを出力し、検出信号ＶPOSを入力してガルバノミラー５の傾斜角を制御しているが、ガルバノミラー５を静止させる指示信号ＶINを入力し、差分信号ＶDIFが所定の条件を満たすと、ロック信号ＶLをＰＣ１３Ｂに出力する。ＰＣ１３Ｂは、ロック信号ＶLを入力すると、停止信号ＶSを制御部１５に出力し、ガルバノ１６に入力される差分信号ＶDIFを遮断し、回転軸１６３を静止させ、ガルバノミラー５の傾斜角を静止させる。
【００３８】
ＰＣ１３Ｂは、制御部１５に停止信号ＶSを出力した後、駆動部１９に固定信号ＶKを出力する。駆動部１９は、固定信号ＶKを入力すると圧電素子１７に駆動信号ＶTを出力し、圧電素子１７は、入力した駆動信号ＶTに対応して回転軸１６３に圧力を加える。圧電素子１７が回転軸１６３に圧力を加えると、回転軸１６３と圧電素子１７との間に摩擦が生じ、この摩擦によって、回転軸１６３は、機械的に固定される。
【００３９】
図１２は、指示信号ＶINと検出信号ＶPOSと駆動信号ＶTとの同期を示すタイムチャートである。図１２において、電圧ＶＡ，ＶＢは、それぞれレーザ光の照射点Ａ，Ｂに対応し、駆動信号ＶTは、電圧Ｖ２から電圧Ｖ１に立ち上ることによって圧電素子１７を駆動している。
【００４０】
図１２に示すように、指示信号ＶINは、時刻ｔ１〜ｔ３において照射点Ａを静止し、検出信号ＶPOSは、時刻ｔ２〜ｔ４において照射点Ａに静止し、駆動電圧ＶTは、時刻ｔ２〜ｔ３において回転軸１６３を機械的に固定している。つまり、時刻ｔ２〜ｔ３において照射点Ａは、フィードバック制御信号の遮断と機械的固定との双方の方法によって、静止が確実なものとされている。また、機械的固定の時間（ｔ２〜ｔ３）は、フィードバック制御の停止時間（ｔ２〜ｔ４）よりも短く設定され、回転中の回転軸１６３に圧電素子１７が接触し、回転軸１６３が損傷することを防止している。
【００４１】
ガルバノミラー５の傾斜角を静止するためフィードバック制御信号を遮断すると、回転軸１６３は、制御されない状態にあり、外力等が加わると、静止状態が維持されなくなる可能性がある。そこで、圧電素子１７が回転軸１６３を機械的に固定し、外力等が加わった場合においても、ガルバノミラー５の傾斜角の静止状態が維持されるようになっている。
【００４２】
この実施の形態２では、フィードバック制御信号の遮断と機械的固定との双方によってガルバノミラー５の傾斜角の静止を維持し、外力等が加わった場合においても、観察点が静止された画像が取得できる。
【００４３】
なお、この実施の形態２では、ＰＣ１３Ｂにより駆動部１９を駆動させていたが、手動により駆動部１９を駆動させるようにしてもよい。観察条件に応じて機械的固定時間を可変できるからである。
【００４４】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２では、回転軸にガルバノミラーを接続し、回転軸を静止させてガルバノミラーの傾斜角を静止するようにしていたが、この実施の形態３では、回転軸にグレーティングを接続し、グレーティングの傾斜角を静止するようにしている。
【００４５】
図１３は、この発明の実施の形態３である反射光制御装置を含む走査型レーザ顕微鏡装置３００の概要構成を示す機能ブロック図である。この走査型レーザ顕微鏡装置３００は、走査型レーザ顕微鏡装置１００から制御部１５と、結像レンズ１０と、ピンホール１１と、光検出器１２とを削除し、制御部２１と、分光器２０とを新たに配置している。なお、この発明にかかる反射光制御装置は、制御部２１と、ガルバノ１６と、回転軸１６３と、ガルバノミラー５と、分光器２０と、ＰＣ１３Ｃとに対応している。また、図１と同一の構成部分には同一の符号を付している。
【００４６】
図１４は、この発明にかかる反射光制御装置に対応する制御部２１と、分光器２０と、ガルバノ１６と、回転軸１６３と、ガルバノミラー５と、ＰＣ１３との概要構成を示す機能ブロック図である。
【００４７】
図１４において、制御部２１は、制御部１５と制御部１５Ｂとを有し、制御部１５は、ガルバノ１６と回転軸１６３とを順次介してガルバノミラー５の傾斜角を制御し、制御部１５Ｂは、ガルバノ２０２と回転軸２０６とを順次介してグレーティング２０１の傾斜角を制御している。制御部１５は、ガルバノミラー５のフィードバック制御を行っているフィードバック制御信号を遮断し、ガルバノミラー５の傾斜角を静止していたが、制御部１５Ｂは、制御部１５と同一の制御によって、グレーティング２０１の傾斜角を静止している。
【００４８】
図１４に示すように、試料８から発した光は、ハーフミラー４を介して分光器２０のグレーティング２０１に入射する。グレーティング２０１に入射した光は、グレーティング２０１の傾斜角に対応した波長の光のみがスリット２０３に向って反射される。スリット２０３を通過した光は、集光レンズ２０４によって集光され、光検出器２０５に入射する。光検出器２０５は、入射した光の光強度に対応した電気信号に変換し、ＰＣ１３Ｃに出力する。
【００４９】
グレーティング２０１に入射した光は、波長に対応した反射角で反射する。したがって、波長λａの光を観察する場合、波長λａに対応する反射角が反射角θａである場合、グレーティング２０１の傾斜角を反射角θａに対応させ、静止させる必要がある。しかし、フィードバック制御を用いてグレーティング２０１を静止すると、フィードバック制御の不感帯に起因し、グレーティング２０１の傾斜角は振動し続ける。振動したグレーティング２０１の傾斜角θａ〜θｂに対応し、複数の波長λａ〜λｂの光が光検出器２０５に入射する。そのため、正確な分光が行えない。そこで、制御部１５Ｂは、フィードバック制御信号を遮断し、グレーティング２０１の傾斜角を静止させる。
【００５０】
この実施の形態３では、フィードバック制御信号を遮断し、グレーティング２０１の傾斜角を静止した。フィードバック制御信号を遮断すると、フィードバク制御に起因する振動を排除し、グレーティング２０１の傾斜角を静止させることができる。したがって、正確な波長の分光ができる。
【００５１】
なお、この実施の形態３では、制御部１５はフィードバック制御信号を遮断し、ガルバノミラー５の傾斜角を静止していたが、ガルバノミラー５の傾斜角の静止は、フィードバック制御を用いるようにしてもよい。制御部２１の構成を簡易にできるからである。また、制御部１５Ｂに手動スイッチを設け、この手動スイッチを動作させてフィードバック制御信号を遮断し、グレーティング２０１の傾斜角を静止するようにしてもよい。静止条件を任意に変更できるからである。
【００５２】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態３では、フィードバック制御信号を遮断し、グレーティングの傾斜角を静止するようにしていたが、この実施の形態４では、グレーティングを接続する回転軸に圧電素子を設け、グレーティングの傾斜角をフィードバック制御信号の遮断と機械的固定との双方の方法によって静止するようにしている。
【００５３】
図１５に示すように、回転軸２０６には、圧電素子１７Ａが取付けられ、圧電素子１７Ａは、駆動部１９Ａにより駆動され、駆動部１９Ａは、ＰＣ１３Ｄにより制御されている。ＰＣ１３Ｄが駆動部１９Ａを制御し、駆動部１９Ａが圧電素子１７Ａを駆動すると、圧電素子１７Ａは、回転軸２０６に圧力を加える。回転軸この圧力により、回転軸２０６と圧電素子１７Ａとの間に摩擦が生じ、この摩擦によって、回転軸２０６は、機械的に固定される。回転軸２０６が機械的に固定されると、回転軸２０６に接続されたグレーティング２０１の傾斜角も静止する。
【００５４】
この実施の形態４では、ＰＣ１３Ｄは、実施の形態２で説明したＰＣ１３Ｂと同一の制御によって駆動部１９Ａを制御し、圧電素子１７Ａを駆動している。グレーティング２０１の傾斜角を静止する場合、フィードバック制御信号の遮断と回転軸２０６の機械的固定との双方の方法でグレーティング２０１の傾斜角を静止させ、外力等が加わっても、グレーティング２０１の傾斜角の静止状態が維持されるようにしている。したがって、突発的な振動等にも対処した正確な波長の分光ができる。
【００５５】
なお、この実施の形態４では、駆動部１９ＡをＰＣ１３Ｄの内部に設け、ＰＣ１３Ｄから圧電素子１７Ａを駆動するようにしてもよい。また、駆動部１９ＡをＰＣ１３Ｄと接続せず、手動によって駆動部１９Ａを操作するようにしてもよい。観察状況に応じて機械的固定条件を変更させることができるからである。
【００５６】
上述の実施の形態２，４では、圧電素子１７，１７Ａを回転軸１６３，２０６に取付けて回転軸１６３，２０６を固定するようにしていたが、圧電素子１７，１７Ａをガルバノミラー，グレーティング２０１に取付けて、ガルバノミラー５，グッレーティング２０１を直接固定するようにしてもよい。最終的にガルバノミラー５，グレーティング２０１の傾斜角を静止させるためのものであるからである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる走査型レーザ顕微鏡装置の機能ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１にかかる反射光制御装置の機能ブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１にかかる偏差検出器の機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１にかかるロック信号が出力されるタイミングを示すタイムチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１にかかるロック信号が出力されるタイミングを示すタイムチャートである。
【図６】フィードバック制御を用いて静止させた場合の指示信号と検出信号との比較を示すタイムチャートである。
【図７】レーザ光の照射点の静止状態を示す模式図である。
【図８】この発明の実施の形態１にかかるスイッチを「開」にするタイミングを示すタイムチャートである。
【図９】この発明の実施の形態１の変形例にかかる反射光制御装置の機能ブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態２にかかる走査型レーザ顕微鏡装置の機能ブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態２にかかる反射光制御装置の機能ブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態２にかかる圧電素子が駆動するタイミングを示すタイムチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態３にかかる走査型レーザ顕微鏡装置の機能ブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態３にかかる反射光制御装置の機能ブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態３の変形例にかかる反射光制御装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００５８】
１，１Ａ  筐体
２    レーザ光源
３    ミラー
４    ハーフミラー
５    ガルバノミラー
６    レボルバ
７    対物レンズ
８    試料
９    ステージ
１０  結像レンズ
１１  ピンホール
１２  光検出器
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ  ＰＣ
１４  モニタ
１５，１５Ａ，１５Ｂ，２１  制御部
１６，２０２  ガルバノ
１７，１７Ａ  圧電素子
１９，１９Ａ  駆動部
２０，２０Ａ  分光器
１００，２００，３００  走査型レーザ顕微鏡装置
１３１，１５１  スイッチ
１５２  差動増幅器
１５３  偏差検出器
１５３Ａ，１５３Ｂ  基準電圧発生器
１５３Ｃ，１５３Ｄ  コンパレータ
１５３Ｅ  クリップ回路
１５３Ｆ  ＡＮＤ回路
１５４  Ａ／Ｄ
１６１，２０２１  ガルバノメータ
１６２，２０２２  ポジションセンサ
１６３，２０６  回転軸
２０１  グレーティング
２０３  スリット
２０４  集光レンズ
【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】
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【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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【図１５】
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