JPH0593868A

JPH0593868A - 共焦点を有するタンデムスキヤニング反射光を用いた顕微鏡

Info

Publication number: JPH0593868A
Application number: JP3349193A
Authority: JP
Inventors: James D Hill; ジエームズ・デイー・ヒル
Original assignee: Tandem Scanning Corp
Current assignee: Tandem Scanning Corp
Priority date: 1990-12-06
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1993-04-16
Also published as: US5307203A; US5517352A

Abstract

(57)【要約】【目的】２０ミクロン程度の小さな径である複数の光
透過性部或いは光透過性孔が形成されたスキャニングデ
ィスクを備える共焦点タンデムスキャニング反射光型顕
微鏡の容易で且つ精密な調整及び整合を迅速になす装置
及びその方法を提供する。【構成】位置ずれ等が生じ得る６つの自由度を有する
反射平面パターンを調整すべく、本発明に係る顕微鏡
は、キーストーン調整手段、複合部材を含む位置調整手
段、チルトプレートを含むサイズ及び回転の調整手段、
ハブアセンブリを含むディスクセンタリング手段、を含
んで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は改良された、共焦点を有
するタンデムスキャニング反射光を用いる顕微鏡に関す
る。特に本発明は、主要な光学構成要素を固定するため
の、堅固で安定し、容易に調整可能な装置と、共焦点を
有するタンデムスキャニング反射光を用いる顕微鏡を整
合する方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第３，５１７，９８０号（１９
７０年６月３０日）においてＰｅｔｒａｎ及びＨａｄｒ
ａｖｓｋｙは、光を数千に及ぶ非常に小さな孔を有する
回転ディスクに通過させてターゲットへ向わせるように
した共焦点を有するタンデムスキャニング反射光を用い
た顕微鏡を開示している。それでこうした光はターゲッ
トから反射して、光による複数の微細点或はピンポイン
トのパターンとなってそのスキャニングディスクにおけ
る照明用孔とは正確に反対側にある複数の孔を通過す
る。こうした顕微鏡は分解能を改良し、半透明物質で覆
われた対象物の観察を可能としている。製作され且つ今
日入手可能なその実施例では、径が約６０ミクロンの孔
を有するスキャニングディスクを用いており、こうした
孔は最良の顕微鏡の分解能、コントラスト識別、及び最
大限に薄くするスライシング能力に関してその望ましい
ものよりも大きい。より小さなディスク孔を有する顕微
鏡が製作されない主な理由としては、こうした顕微鏡を
正確に且つ容易に整合することができないことと、現行
実施されている取り付け方式や調整技術を用いてそうし
た整合を維持することもできないことである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は２０ミクロン
程度に小さい径のスキャニングディスク孔を備える共焦
点を有するタンデムスキャニング反射光を用いた顕微鏡
に関し、特に改良された光学要素の取り付け装置に関
し、更にはそうした装置の調整方法に関する。非常に小
さなスキャニングディスク孔を有する共焦点を有するタ
ンデムスキャニング反射光を用いた顕微鏡は、他のもの
との間にある（生物における目のような）生体の半透明
組織やそうしたものの最も薄くした光学的なスライス物
に対しての、全てはより小さいスキャニングディスク孔
や精密な光学路の整合方法の出現の結果である最善の解
像度及びコントラスト識別をもって、リアルタイム且つ
高倍率での検分に特に重要であり且つ有用である。

【０００４】現行での６０ミクロン孔を用いた共焦点型
タンデムスキャニング顕微鏡では、光路における光学要
素の整合が重大であり、難しく且つ多くの時間を必要と
し、更には、６０ミクロン孔であってさえ最良の顕微鏡
能力を得る為に十分な精度とは云えない。市販されてい
る装置では、調整すべき種々の要素が基本的には（ピギ
ーバック形式で）積み重ねられているので、その積重ね
に沿ったある調整がその積重ね中の要素の他の調整と相
互に関連することになる。この整合方法には、ディスク
の照明区域と目視区域に外部的な赤と緑の光源をそれぞ
れ配置することと、対物レンズ用の開口を通して見た場
合に光の赤と緑のピンポイントの全ての正確な位置合わ
せが達成されるように（ビームスプリッターの存在によ
り、照明区域と目視区域とは重なって観察される）、相
互作用する構成要素を移動する試みとが含まれている。
こうした赤色孔の全てが緑色孔の全てと正確に重なるよ
うに調整されたならば、顕微鏡は正しく整合されてい
る。こうした方法は非常に骨が折れるものであり且つ孔
の径が６０ミクロンである場合には幾分か精密性に欠け
ており、更には、孔の径が２０ミクロン或は３０ミクロ
ンである場合には手が出せない程に難しく且つ非常に不
正確であるので、より小さな孔である場合には実用向き
ではない。

【０００５】現行入手可能な共焦点型タンデムスキャニ
ング顕微鏡のある種のもの（単一路形式或は単一側形式
の共焦点タンデムスキャニング顕微鏡と呼称される）で
は２０ミクロンから４０ミクロンの範囲のディスク孔を
用いており、照明区域に投影されそれをその背後で同一
スキャニング孔を通して受けている為に特別な整合調整
等が不必要である。そうした顕微鏡は、本発明の如くの
完全な２路形式のものよりは、複雑さがより低減され且
つ一般により低コストであるが、ディスクの反対面に寄
せてビームスプリッターを配置する必要があので、照明
光はディスクを通過する前にそのビームスプリッターを
通過することになり、よって接眼レンズは、２路形式顕
微鏡の場合よりも、実質的により大量の逸脱反射光を被
ることになる。単一路形式顕微鏡はターゲットから反射
された光（信号）が、逸脱した内部反射をも含むような
望まれない光源（ノイズ）からの光に対して、明るくあ
る場合には非常に効果的である。そうした顕微鏡は集積
回路チップや他の高反射率或は高コントラストを有する
ターゲットの観察用として容易に使用可能であるが、そ
のターゲットからの反射光が環境的な光よりかなり低い
場合、例えばターゲットが柔らかい又はぼんやりした生
体組織（例えば、目）或は他の比較的に無反射性又は低
コントラストの物質等の場合には、その効果はより低減
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は径が２０
ミクロンから３０ミクロンの範囲にあるスキャニングデ
ィスク孔（ディスク孔としては、貫通孔であっても、或
は、透明ガラス上のクロム被覆のような被覆物にエッチ
ングされたアパーチャーであってもよい）を有する完全
な２路形式の共焦点型タンデムスキャニング顕微鏡を提
供することであり、それによって、生体における柔らか
い半透明組織或は同等の物質をリアルタイムで光学的に
スライスし、分解し、識別する高められた能力を達成す
る。

【０００７】本発明の更なる目的は、顕微鏡の光学的な
構成要素が取り付けられる堅固で安定した装置を提供す
ることであり、これには、全ての個々の調整が最少限の
相互作用をもって、容易で、敏速で、且つ、正確に達成
されると共に、顕微鏡の正確な整合のために必要とされ
る全てで６つの或は６度の自由度を有する非相互作用的
な構成要素の整列或は設置の方法が含まれる。

【０００８】本発明の更なる目的は、上記調整方法には
顕微鏡内における反射光のパターンから入手可能な情報
の観察及び分析のみが含まれるようにすることであり、
それによって、外部的に供給される光の位置合わせの必
要性やそれに関連する孔サイズの制限を低減する。

【０００９】本発明の更なる目的は共焦点を有するタン
デムスキャニング反射光を用いた顕微鏡での最良の整合
調整を達成する為の段階的な調整手続きを説明すること
である。

【００１０】本発明に係るタンデムスキャニング反射光
型顕微鏡は、調整部材の略々全てが取り付けられ、且つ
全ての調整部材が関連されている、ベース部材（メイン
フレーム）を用いている。顕微鏡の通常使用に際して、
対物レンズ及びターゲットはキャッツアイ的な逆反射装
置を構成している。スキャニングディスクの孔によって
画成されるような照明区域上の一点からの光は対物レン
ズによってターゲット上の一点に対して焦点合わせがな
される。（例えば、本出願人による本願と同時係属中で
あり本願と同一の譲受人に譲渡される１９９０年３月２
２日出願の米国出願第０７／４９７，３１８号を参照の
こと。）この光はターゲットから反射して、それが来た
上記一点に戻るように対物レンズによって焦点合わせが
なされている。こうしたことは、照明区域内の各ディス
ク孔についても、キャッツアイ的な逆反射装置の通常的
な効果の如く、同時にその通りとなる。ビームスプリッ
ターによって、その戻り光は一方でディスクの目視区域
における平面に或はその目視区域の近傍の平面に横たわ
る同様のパターンに対して焦点合わせがなされる。対物
レンズとターゲットのあらゆる適切な組合せも同等にキ
ャッツアイ的逆反射装置を構成することになる。よっ
て、目視区域に或はその近傍に結像された反射平面パタ
ーンの正確な位置付けはビームスプリッターとこのシス
テムにおける種々のミラーの調整のみによって決定され
る。この反射された平面パターンはディスクの照明区域
の目視区域への写像として考えることが可能である。

【００１１】この反射平面パターンは６つ又は６度の自
由度の如何なるものに関しても位置づれが生じ得ること
は明白である。此等の自由度は３軸の各々における回転
或は移動として定義される。従って、上記構成要素の取
付け装置はこうした回転及び移動を実行するための６つ
の調整が備わっている。此等の６つの調整は、個々のデ
ィスク孔の像をそれらの望ましい位置に正確に方向付け
るために、上記の反射平面パターンを目視区域に方向付
けるべく用いられる部材に作用する。更にその大部分が
メインフレームに独立して関連することになる此等調整
部材の間の非相互作用性の度合いは堅固性及び温度安定
性の実質的な改良をもたらしている。此等６つの調整は
後述することになるディスクセンタリング調整とは別で
ある。

【００１２】反射平面パターン位置或は写像に言及する
と、後で説明する実施例において、ディスクの平坦面に
平行する２軸（Ｘ及びＹ軸）のいずれかの回りの回転は
キーストーン歪み或はキーストーニングと呼称され、そ
の理由は、此等の軸に対する誤調整によって複数の照明
ピンポイントから成る方形パターンが反射ビームとディ
スクの交差点でキーストーン或は要石の形に写像される
為である。ディスクに垂直な軸（Ｚ軸）の回りの回転
は、この発明におけるその調整方式を定義する目的で、
回転と呼称される。Ｘ軸及びＹ軸に沿っての移動は位置
調整と定義され、ディスクに垂直なＺ軸上の移動はサイ
ズ調整と呼称する。Ｚ軸上の移動はまた上記パターンの
焦点に影響するが、目視区域の平面におけるパターンの
見かけのサイズの方がより重大である。

【００１３】本発明において、キーストーニングはメイ
ンフレームに取り付けられた１つのミラーを傾斜するこ
とによって調整されている。位置はスキャニングディス
ク全体を同じくメインフレームに関連して、Ｘ方向或は
Ｙ方向のいずれかに移動することによって調整されてい
る。サイズ及び回転はビームスプリッターと他のミラー
が取り付けられたチルトプレートを移動することによっ
て調整されている。このチルトプレートはＹ軸に沿って
移動できると共に、該Ｙ軸の対して傾斜できる。

【００１４】この発明の整合方法は顕微鏡内における種
々の光パターンを観察することで得られる合図又は暗示
を利用しており、もしキーストーン、回転、位置、及び
サイズ調整が論理的順序で行なわれたならば、最も簡便
となる。この方法は顕微鏡の組立中においてなされたあ
る程度粗野な調整にも依存しており、そうした調整は、
通常、この発明によって説明される調整の範囲外の変動
に支配されない。

【００１５】この整合方法の第１段階は、対物レンズを
取りはずし、そのレンズマウント孔を覗き、本発明にお
いて用いられている光沢あるディスク面からの観察者の
目の複数の反射を観察することによるキーストーン調整
から成る。こうした目の複数の反射は照明区域と目視区
域の両方からビームスプリッターを介して生じることに
なるので、観察者の目の像が２つ出現することはそれら
の像が正確に重なるまでキーストーン調整用ミラーを傾
斜することが必要であることを指示している。続く調整
のいずれもがこのキーストーン調整に影響することはな
い。

【００１６】キーストーン調整は、赤と緑の光を用いた
先行技術に係る調整手続きに従った場合に最も困難なも
のの１つである。よって、本発明に係る光沢あるディス
クの使用とそれに付随するキーストーン調整方法は、そ
の他の調整において先行技術に係る方法が行なわれる場
合でさえ価値がある。

【００１７】顕微鏡が完全に組み立てられ且つターゲッ
トとして高品質のミラーを観察する用意ができた状態
で、残りの調整は行われる。再度、対物レンズ及びター
ゲットミラーはキャッツアイ的な反射装置として作用す
る。サイズ、回転或は位置のための調整の必要性とその
度合いは、回転するディスクに当たって該ディスクの共
役孔同士の符合又は合致があった時のみ接眼レンズで見
ることができるようになる反射光の複数のピンポイント
によって生じるモアレ模様を観察し解釈することによっ
て決定される。あらゆる組合せによる反射ピンポイント
から成るパターンのサイズ、位置及び回転における非常
に小さなオフセットは、光のピンポイントがそれらの共
役孔に合致した区域の、誇張された移動を起こし、それ
で、接眼レンズを通して見た際には視野内に明区域とし
て現れることは明らかである。この誇張された反応又は
応答で容易な解析と正確な調整を可能としている。

【００１８】サイズ、回転及び位置の調整を達成する為
に行なわれる種々の調整は特殊なシーケンスで行なわれ
る。キーストーニング調整は他の調整に影響し得るが、
他の調整の全てはキーストーニングに影響することはな
い。よって、キーストーニングが先ず調整される。回転
調整は引き続く調整に影響し得るが、サイズ及び位置調
整は回転調整に影響することはない。よって、回転が第
２に調整される。サイズ調整はサイズのみに影響する。
位置調整は位置にのみ影響し、ディスクのそのシャフト
に対する正確なセンタリングはパターンのこうした回
転、位置、キーストーニング或はサイズに影響せず、即
ち、センタリングはセンタリングのみに影響する。よっ
て、サイズ、位置及びディスクセンタリングは最後に調
整される。この順序でこうした調整をなすことは、１つ
の調整が一度なされれば、引き続く調整の効果によって
必要とされるような再調整はいらなくなることを確保し
ている。ディスクセンタリングは、ディスクの軸に対し
て正確な対向が規定されているところの、目視区域のデ
ィスク孔が照明区域のディスク孔に正確に対向しなけれ
ばならないという要件を満足すべくなされている。

【００１９】視野内における明区域のサイズ及び位置を
観察して、所望のパターンが得られるまで本発明の装置
の独立的な要素としての種々の調整ネジを動かすこの方
法は、こうして、径が２０ミクロン程度と小さいディス
ク孔を有して堅固で安定したタンデムスキャニング反射
光型の顕微鏡を可能としており、この顕微鏡は外部的な
光源を使用することなく整合が容易であり、且つ、他の
タンデムスキャニング反射光型顕微鏡或は他種の顕微鏡
によっては達成されないユニークな性能を発揮すること
ができる。

【００２０】

【実施例】

１．マウント構造及び調整装置図１及び図２には、支持構造と整合手段を除いて主光路
と基本構成要素とが備えられた、本発明に係るタンデム
スキャニング反射光顕微鏡が示されている。ランプ５か
ら発せられる光はコンデンサーレンズ１１を通過し、非
常に小さなアパーチャー又は孔７が多数エッチングされ
ているか、さもなければ挿入されている回転スキャニン
グディスク６に向かう。照明区域８における此等のアパ
ーチャ７を通過する光はミラー１からミラー２へ反射
し、該ミラー２からビームスプリッター９へ反射し、更
には該ビームスプリッターの部分反射面１４から対物レ
ンズ１０へ反射する。この対物レンズはターゲット１５
を上記照明区域８内におけるディスク孔７の像である光
の複数の点又は複数の光点で照明する。ターゲット１５
から反射する光はこの対物レンズ１０によって焦点が合
わされ、ビームスプリッター９を通過してミラー３へ向
かい、該ミラー３から反射して目視区域１６で結像す
る。ターゲット１５を照明する此等の光点はこうして目
視区域１６におけるディスク孔７に対して焦点が合わさ
れる。そして、目視区域１６におけるディスク孔７を通
過する光はミラー４から反射してリレーレンズ１７とそ
の像が観察される接眼レンズ１８へ向かうことで、ディ
スクの回転がスキャニング効果を作りだし、像形成を完
成することになる。

【００２１】図３及び図４には、本発明の支持構造のメ
インフレーム１９が示され、該メインフレームは、顕微
鏡の重要な全ての要素のための基準となると共に４５度
固定ミラー３及び４５度調整自在ミラー１が取り付けら
れている堅固なプレートを備える。このメインフレーム
には所望の光路を完成させる為に、ディスク孔の写像の
サイズ、回転、及び位置を精密に調整する為の各種光学
要素等を含む本発明の種々の他の要素が取り付けられて
いる。此等要素は次項で説明する。上述のミラー１，
２，３、ビームスプリッター９及びディスク６は顕微鏡
の適切な調整に対して重大又は決定的な要素である。接
眼レンズ、対物レンズ及びコンデンサーレンズ等の他の
要素の正確な位置は適切な整合に対して決定的なもので
はない。事実、代替的なシステムでは目標をビームスプ
リッターの未使用側に配置する。もしここで説明された
システムが整合状態であれば、その代替システムもまた
整合状態である。

【００２２】名目上、ミラー１，２，３の中心、ビーム
スプリッタの半反射面１４の中心及び対物レンズの光軸
は全てディスクに平行する１つの平面上にすべきであ
る。更に名目上、ミラー２の面とビームスプリッタの半
反射面１４とは直角に交差して、ディスクの回転軸と同
一直線上となる１つの直線を画成している。こうした構
成要素は顕微鏡が調整されるに従って、それらの名目上
の位置から変動し得る。加えて、もしこうした構成要素
の取り付けが正確でなければ、ここで説明する種々の調
整がそうした誤差を補償することになって、標準的な技
術が構成の要素取り付けの為に使用可能となる。

【００２３】本発明のキーストーン調整手続に要求され
る光沢あるディスクを製作する１つの容易な方法は、金
属被覆されたガラス製ディスクのその金属被覆に孔をエ
ッチングすることである。先行技術では、固体の不透明
部材から成るディスクであって、貫通孔がエッチング或
は孔開け加工されたディスクが用いられている。こうし
たディスクは容易なキーストーン調整に必要とされるよ
うな正反射を到底発揮できない。金属被覆されたガラス
製ディスクが用いられた際には、その金属被覆面３１は
上記光源及び接眼レンズの側に対向させるべきである。
こうした金属とガラスの界面は必要とされる正反射を提
供する。ガラス上のクロムのエッチングは一般的に行な
われている。

【００２４】図５及び図６には、位置調整用の装置が示
されており、スキャニングディスク６が取り付けられて
いる。この位置調整装置は、ネジ調整自在なスライドピ
ン２１，２２と此等に対向するスプリング負荷されたス
ライドピン２３とによってＸ軸及びＹ軸方向に摺動可能
である複合部材２０を含み、此等のスライドピンの面は
この複合部材の傾斜に合致して該複合部材を上記メイン
フレームに密着させるように保持し、ネジ３３，３４の
回転で非常に小さなＸ及びＹの方向の移動を生じさせて
いる。加えて、スプリング負荷スライドピン２３はこの
複合部材を保持してスライドピン２１及び２２に密着さ
せるようにしている。スライドピン２１及び２２は対応
する調整ネジ３３及び３４に接触する球面をそれぞれ有
して、該球面によって調整ネジの回転の際の捩じれトル
クを最小にしている。ピン２１及び２２はメインフレー
ムにおけるそれぞれの孔に緊密に嵌合しており、複合部
材の調整に伴うようなそれらの横方向移動が制限されて
いる。スキャニングディスク６は複合部材内のシャフト
２４、ベアリング２５及びハブ２６にその中心が合わさ
れている。スライドピンを調整することによって生ずる
複合部材の移動で、メインフレームに対するディスクの
所望されたＸ移動及びＹ移動が堅固で安定した状態のう
ちに非常に精密に達成され、しかも他の如何なる調整に
対しても独立して達成される。

【００２５】複合部材２０はその前面上に形成された３
つのパッド２７を有し、該パッドはメインフレーム１９
の後面に摺動自在に接触して、安定した３点支持を提供
している。複合部材とメインフレームの間の熱的平衡を
作る為に、此等のパッドは、各々、約０．３１７５平方
ｃｍ（約１／８平方インチ）の該メインフレームに対す
る接触面積を持つようにすべきである。此等のパッド２
７は、それぞれ、ピン２１，２２，２３の直下に配置す
べきである。加えて、複合部材の周辺部は円錐状に形成
されて、線接触地点２８のようにスライドピン２１，２
２，２３に線接触するような傾斜面として、パッドの各
々がメインフレームで緊密に束縛されるようにしてい
る。この円錐面の全体的な夾角は４０度から５０度の間
とすべきである。

【００２６】複合部材２０の余分な回転を防止する為
に、複合部材には保持スロット２９と該スロット内の保
持ネジ３０とが更に必要とされる可能性がある。複合部
材の調整ネジ３３及び３４によっての移動に伴って、そ
の移動には上記ネジ２１、２２及び２３の内の少なくと
も２つの面上での摺動が必要となる。もし複合部材がそ
の調整の際に此等３つのネジ２１、２２及び２３の全て
の面上を摺動するように拘束されたならば、その摩擦は
増大することになる。よって、ネジ３０はピン２１の面
とピン２２の面の間の直線上に配置すべきであり、スロ
ット２９はその直線に直交するように整合させるべきで
あり、それによって、複合部材の調整の際における該複
合部材のピン２１の面の回りか或はピン２２の面の回り
の回転を可能にしている。駆動プーリー３６はディスク
回転の為の相互接続部をなしている。メインフレーム１
９、複合部材２０及びスライドピン２１，２２，２３の
全ての材料は、熱的安定性を提供すべく、同一か或は略
々同一の熱膨張率を有するようにすべきである。

【００２７】図７乃至図１１には、サイズと回転の両調
整が可能である本発明に係る装置が示されている。この
装置はチルトプレート３７を備え、該チルトプレートは
曲げに対抗できる十分な厚さ及び強度を有してロッド３
８及び３９に摺動自在に取り付けられており、該ロッド
はメインフレーム１９のＶ溝に固定されてＹ方向の移動
と該ロッド３８及び３９回りの回転とに該チルトプレー
トを制限している。ロッド３８及び３９は同一直線上に
あり、それらの軸はディスクの回転軸に直交している。
チルトプレート３７はそのＶ状切欠内のロッドに抗する
ようにネジ及びスプリング４３によって保持されてい
る。チルトプレートにおけるこのＶ状切欠の軸は上記面
１４及び２の交差線に交差している。こうして、面１４
及び２の交差部はチルトプレートの熱的な膨張又は収縮
によってＸ方向に移動又は変位することがない。顕微鏡
の調整はＹ方向の交差部移動に対する感度よりはより小
さい程度の感度である。チルトプレート３７にはビーム
スプリッター９と固定４５度円形ミラー２とが取り付け
られている。チルトプレート３７はロッド３８及び３９
の回りに調整自在に回転することができて、そうした調
整はネジ４０、ナット４１、ワッシャ４６及びリーフス
プリング４２によって制御される。ナット４１の底面は
球形であり、ワッシャ４６の球形面に係合しており、よ
って、ワッシャ４６はチルトプレート３７の面に傾斜又
はチルト中において全面接触している。チルトプレート
３７とロッド３８の間の接触区域は該チルトプレートと
ロッド３９の間の接触区域から該チルトプレート位置の
堅固な制御を確保すべく幾分かの距離だけ分離すべきで
ある。よって、ロッド３８及び３９は短く、且つ、チル
トプレートのサイズによって許容される最大量だけ分離
されている。

【００２８】図１０及び図１１に示される如く、ビーム
スプリッター９は上記４５度円形ミラーのマウントから
該ビームスプリッタの上部へ延びるバー６３と円錐ディ
スク状スプリング６４によってチルトプレートに保持さ
れている。スプリング６４は下方へ向かう保持力を均一
に配分させるような形状となっている。このミラーマウ
ント６０はそのアームによって加えられる曲げ力に耐え
られるような十分な厚みと強度とを有する。円形ミラー
はこのミラーマウントにネジ６１及びスプリング６２に
よって提供される従来の３点支持をもって取り付けられ
ている。

【００２９】サイズ調整を生じせしめるためには、メイ
ンフレームに取り付けられたブロックに設けられている
サイズ調整ネジ４４によって制御されるような、チルト
プレートのＹ軸方向への移動が許容されている。スプリ
ング４５がこの調整ネジ４４に抗してチルトプレートを
保持している。調整ネジ５１が上記調整ネジ４４と同様
に上記ブロックに取り付けられており、整合行程中、チ
ルトプレート（及びサイズ調整）を一時的に移動させる
べく使用されるが、全ての調整がなされた後には引き抜
かれる。

【００３０】図１２にはディスクをその回転軸に関して
１ミクロン以内で中心合わせする又はセンタリングする
ことができるディスク取り付け装置が示されている。こ
の装置はディスク６及びシャフト２４に取り付けられる
ハブアセンブリ２６を備え、此等の全ては上記複合部材
２０内のボールベアリング２５上で回転する。ディスク
をシャフトに直交する平面内に合致させるように束縛す
る為に、このハブアセンブリのフランジ部５６が該ディ
スクに直に接している一方、波形ワッシャ５７がディス
クの反対面に配置して該ディスクをこのフランジ部に付
勢している。シャフトに直交する平面内でのディスクの
微細な動きを促進する為に、図１３に示されるような種
々の調整部材が組み入れられている。

【００３１】図１３に示されるように、シャフトに対す
るセンタリングに要求されるようなディスク６のＸ方向
及びＹ方向への移動のために、２つのテーパ付きネジ５
８及び５９が設けられている。此等のネジは非常に感度
のよい調整を提供するに十分なテーパが設けられてい
る。此等のネジは９０度の角度を隔てて配向されおり、
該ネジはディスクの中央孔の縁に接触する、ハブ内にお
けるスプリングパッド６５及び６６を押圧していること
から、後述することになるセンタリング手続中における
該ネジの回転に伴って非常に小さな増分のＸ移動及びＹ
移動を生じさせることになる。スプリング６７及びボー
ル６８は、此等テーパ付きネジの両方からそれぞれ１３
５度の角度隔てられて配置されており、上記移動に対抗
していることから、ディスクのスプリングパッドとの接
触を確保している。

【００３２】図１４には部分的に断面図とされている組
立状態の顕微鏡の概略図が示されている。顕微鏡の前述
した幾つかの主要パーツは、明瞭化の為、図１４で符号
が付されている。その主要パーツとは、メインフレーム
１９、ディスク６、複合部材２０、対物レンズ１０、ラ
ンプ５及び接眼レンズ１８等である。更に作動状態の顕
微鏡を完成する為に必要とされるパーツも示されてい
る。駆動モータ７０、駆動プーリー７１及び駆動ベルト
７２はプーリー３６を介してディスクを励起し回転す
る。マウントプレート７３はメインフレーム１９を、ラ
ンプハウス７４や、接眼レンズ１８及び任意のビデオカ
メラ等のカメラ類を支持することになる目視タワー７５
に連結している。前述したミラー４は、明瞭化の為に、
この図には示さない。ダストカバー７６は光学的な構成
要素を保護している。図１４に示された追加的な構成要
素は当業界では周知のものでありここで更に説明するこ
とは省略する。プーリー３６及びハブ２６は、顕微鏡の
全ての基本パーツが組み立てられた際にディスクのセン
タリング調整の為に接近可能とすべきであり、特にプー
リー３６は要望に応じてディスクを手動で回転するため
に使用される。

【００３３】上述の装置は、その他に述べた構成要素と
共にメインフレームに取り付けられており、堅固で安定
した容易に整合可能なタンデムスキャニング共焦点顕微
鏡を含み、以下説明する整合方法と組み合わされて適正
にセンタリングされたスキャニングディスクと共に使用
された際には、スキャニングディスク孔の径を２０ミク
ロン程度と小さくすることができる。

【００３４】更に、ビームスプリッター９、ディスクア
センブリ及びミラー１，２，３、そしてそれらに要求さ
れるマウント及び調整機構とディスクモータ等々を含む
上記装置部分は多様な形式で用いることができる。対物
レンズ或は対物レンズタレットはビームスプリッターの
外側から利用可能な何れかの側面に適正に関連させて使
用することができる。目視区域及び照明区域は交替可能
である。双眼用接眼レンズ、フィルムカメラ、或は、Ｔ
Ｖカメラも使用可能である。こうした種々の変更の何れ
もが整合要件に影響することがない。事実、ＴＶカメラ
は下述する調整の殆どのものを実行する為に使用され得
る。

【００３５】２．顕微鏡整合方法径が２０ミクロン程度の小さいディスク孔を有する顕微
鏡の完全で精密な整合を達成すべく上述した各構成要素
の調整の方法の詳細を以下に説明する。上述の説明は物
理的な構造と顕微鏡の構成要素に関する取り付け装置及
び調整装置の実施例を説明しているが、此等の実施例を
最大限に活用する為に操作者は、顕微鏡によって提供さ
れる情報を得て、調整はいつなされる必要があるのか、
どの調整が必要であるのか、そしてどの程度の調整が必
要であるか等を確かめる為に此等の情報を解析しなけれ
ばならない。この発明は、整合方法を案内する為に、デ
ィスクからの反射やそのスキャニングディスクの接眼レ
ンズ側に現れる各種のモアレ模様を解析する方法を説明
する。

【００３６】図１及び図２には目視区域として上述した
スキャニングディスクの区域１６が示されている。同様
に、ディスク区域８は照明区域として規定された。整合
の目的の為、対物レンズの焦点面、或は、その焦点面付
近に配置された平坦な第１の面ミラー（ガラスの前面に
反射面を有するミラー）をターゲットとして用いる。前
述の如く顕微鏡の通常操作において、照明源５からの光
はミラー１，２及びビームスプリッター９から反射し、
対物レンズ１０によってターゲットに結像する。こうし
て形成された光点はターゲットから反射し、対物レンズ
によってビームスプリッターを通りミラー３に反射して
ディスクの目視区域に結像する。こうして、この照明区
域は目視区域に写像されたと云うことができる。完全な
整合状態の顕微鏡において、照明区域におけるディスク
孔からの光点は目視区域におけるディスク孔に正確に合
致することになる。此等の孔のこうした整合はディスク
のその軸回りのスピンの最中でさえ維持されている。接
眼レンズを通しての目視では目視区域を満たして均一照
明された明区域となる。

【００３７】誤整合状態の顕微鏡においての目視区域に
写像されたディスク孔の模様又はパターンは、光路内に
おける各構成要素の誤整合によって、３軸の内の何れか
の軸上に回転或は移動することもあり得る。こうした写
像ディスク孔のあるものは、目視区域における他のディ
スク孔に整合することが偶然に生じ得る。一般に、１つ
のディスク孔が完全に整合される際には、この種の顕微
鏡用に指定されたディスクに採用されているディスク孔
の繰り返しパターンの為にその他の近辺孔もある程度の
重複を有することになる。本願と共に同時係属中の米国
特許出願第０７／４９７，３１８号に記載のディスクの
場合がこれに該当する。その結果、接眼レンズを通して
明区域が観察された場合は多くのディスク孔がそれに含
まれるている。接眼レンズを通しての観察で１つ或はそ
れ以上の照明された明区域となる場合もあり得る。此等
の明区域はモアレ模様を構成している。

【００３８】明区域の多くは良好に調整された顕微鏡に
おいては整合しないようなディスク孔の偶然的な整合か
ら生じ得る。然しながらそうした明区域のあるものは、
ディスク孔が適正に整合された際にも常に存在する。こ
の種の明区域は、ディスク孔のパターン設計に関わりな
く多くのディスク孔が常に含まれている。下述する図面
は顕微鏡の調整に応じたこの種の明区域の振る舞いを示
している。顕微鏡が１つの高品質のミラーに焦点があっ
た際に形成される均一なモアレ模様のこうした目視検査
の解析は、タンデムスキャニング反射光顕微鏡を調整す
る為の本発明の主要な要素である。

【００３９】図１６は照明区域におけるディスク孔がＸ
方向で誤調整された際の状態を示している。複数の正方
形は目視区域上に写像された照明区域のディスク孔を表
し、複数の円形はディスクの目視区域のディスク孔を表
している。十字は視野の中心表している。こうした誤整
合の状態下では、接眼レンズを通して光を見ることはで
きなくなるであろう。

【００４０】図１７は照明区域のディスク孔パターンが
正しいサイズより５％小さく写像されている誤整合状態
を示している。この例は、視野中心付近のディスク孔は
整合状態にあるが、該中心からより遠ざかる程に誤整合
が完璧となっている。接眼レンズを通して眺めると、視
野中心に光の１つの明区域が見えて合致した領域を表し
ている。

【００４１】図１８は目視区域上に写像された照明区域
でありそのディスク孔パターンは約５％だけ小さく、且
つ、概略１つの孔の径分だけ右側へ位置がずれている。
こうした状態下での明区域は視野中心の右側へシフトし
ている。この明区域の右側シフトは１つの孔径の多重倍
であり、誤整合を確認する為ばかりではなく、微細な調
整に伴っての非常に小さな変化を指定するためにも用い
られる重要な誇張された効果であり、このようにして、
視野中心を参照しての明区域の動き、サイズ及び位置を
観察する一方、精密な整合が可能となる。

【００４２】図１９は、ディスク孔パターンが正しい位
置且つ正しいサイズにあるが、時計回り方向に２．５度
回転している場合の目視区域上へ写像された照明区域を
示している。明区域は視野中心にきている。

【００４３】図２０は、ディスク孔パターンは正しいサ
イズであるが、２．５度時計方向に回転しており、且
つ、１つの孔の径分だけ右側へシフトしている場合の目
視区域上へ写像された照明区域を示している。明区域は
視野中心から下方へ向かってシフトしている。

【００４４】図２１は、サイズが５％小さく、２．５度
回転されていると共に、１つの孔の径分だけ右側へシフ
トしている場合の目視区域上へ写像された照明区域を示
している。この場合、明区域は下方及び右方へシフトし
ている。図１７、図１９及び図２０は、回転の誤調整を
検出する為に位置調整に対する明区域の応答をどのよう
に用いることができるのかを示している。もし明区域が
Ｘ位置調整に応答してＸ方向に正確に移動すれば、回転
調整は正しい。もし明区域がＸ位置調整が用いられた際
にＹ方向或は斜め方向に移動すれば、回転調整は誤調整
されている。

【００４５】図２２は目視区域上に２％大きく写像され
た照明区域を示しており、１つの孔の径分だけ右側へシ
フトしている。この図において、明区域は左側へ移動し
ている。図１８と図２２の比較対照はサイズの誤調整を
確認する為に明区域をどのようにして用いることができ
るかを示している。図２２の明区域は図１８よりも大き
く、サイズの誤調整は図１８の場合の方が図２２の場合
におけるよりも大きいことを示している。加えて、図１
８の明区域は照明区域を右側へ写像する誤調整に応答し
て右側へ移動しており、この写像は過度に小さいことを
示している。図２２の明区域は照明区域を右側へ写像す
る誤調整に応答して左側へ移動しており、この写像は過
度に大きいことを示している。事実、明区域は視野より
も大きくなる可能性があり、サイズ調整は依然として完
全ではない。この場合、明区域は位置調整によって一層
移動することができる。もし写像位置が右側へ移動し、
視野の左側が先ずうす暗くなれば、明区域は右側へ移動
しており、写像は過度に小さい。もし同一条件の下で、
視野の右側が先ずうす暗くなれば、写像は過度に大き
い。サイズが完全調整状態のとき、明区域は実質的に無
限であり、全視野は位置の誤調整に応答して、図１６か
ら推論されるように均一にうす暗くなる。

【００４６】先行する例は、ディスクの接眼レンズ領域
に現れる明区域の配置とサイズを相互に関連付けること
によって、操作者はディスク孔の誤整合の度合いや種類
を決定でき、重要なことは、本発明のサイズ、回転及び
位置の各調整用ネジを用いることによって顕微鏡の非常
に正確な整合を達成できることである。この調整手続き
は簡便である。視野内の明区域が大きく、写像されたよ
うな個々のディスク孔の動きに比べてその動作が大き
い。以下に、こうした調整をなす為の最適な順序を説明
する。

【００４７】上述した図面の説明はキーストーンの誤調
整がないものと仮定している。明区域の解析はキースト
ーンの誤調整を確認する為に使用できるが、その解析は
難しく、キーストーン誤調整が他種の誤調整と組み合わ
された場合には特に難しい。キーストーン調整のための
より相当に簡潔な方法を以下に説明するが、これは本発
明の１つの主題でもある。この方法は、顕微鏡が対物レ
ンズの位置から見た場合に正反射を呈するような光沢の
あるディスク或は同等の装置を用いていることを必要と
する。

【００４８】顕微鏡は２つの光軸を有する。１つの光軸
は対物レンズの中心から視野の中心へ向かう光路によっ
て規定される。他の光軸は照明区域の中心から対物レン
ズの中心へ向かう光路である。理想的には、此等の軸は
ディスクに対してそれぞれ直角で交差すべきであり、そ
の場合にはキーストーンは適正に調整されていることに
なる。此等の２つの軸がディスクで一致する同等角度で
交差すれば、即ち、もし一方の軸が１度傾けば、照明区
域から目視区域への写像で生じる像の反転によって他方
の軸がそれとは反対側に１度傾くものであれば、この場
合もキーストーンは正しく調整されていることになる。
キーストーンの誤調整はディスクの目視区域及び照明区
域の両方から反射される像を同時に目視することによっ
て検出される。

【００４９】こうした反射を見る最も簡単な方法は、対
物レンズを取り除き、この対物レンズのための取付け孔
からビームスプリッタの方向を見ることである。そうし
た場合、観測者は目視区域及び照明区域の両方のディス
クのミラー面から反射されたその観測者の目の像を見る
ことができる。この目の２つの像が完全に重なり合って
いれば、キーストーンは正しく調整されている。上記ミ
ラー１の調整ネジを用いて、該ミラーを此等両方の像が
一致又は合致するまで傾けることができる。この反射は
代替手段によっても観察することができる。図１はビー
ムスプリッター９の４つの側面を示している。此等の内
の３つの側面は使用されており、残る１側面は未使用で
あって塞がれてはいなく、この後者の側面は上記ミラー
２から最も遠ざかったビームスプリッターの側面であ
る。そこで、対物レンズを取り除いたならば、このビー
ムスプリッターの２つの側面が目視の為に外側から利用
可能なものとなる。要求された反射はビームスプリッタ
ーのこの側面を通して目視することができ、上述と同一
のキーストーン調整がなされる。代替的には、ランプ或
は他の容易に目視され得るターゲットをビームスプリッ
ターの外側から利用可能な側面の内の１つの側面の前方
に据え、他の外側から利用可能な側面からその反射を目
視することができる。こうしたランプ或はターゲットの
像はディスク上の目視区域及び照明区域の両方から反射
されて見ることができる。ここでもまたミラー１を此等
の２つの像が一致又は合致するまで調整することにな
る。

【００５０】キーストーン調整は顕微鏡の通常作動時の
如くのディスクの回転中になされるので、ディスクのそ
のシャフト上での如何なる傾きもこの調整の精度には何
等影響することがない。通常、キーストーン調整は他の
如何なる調整よりも先行してなされる。他の全ての調整
はそれからなすことができて、正しいキーストーン調整
は影響されることがない。

【００５１】ディスクのセンタリングもまた、光模様を
接眼レンズを通して観察することによって達成される重
要な調整である。前項ではディスクのハブ機構が１ミク
ロンのセンタリング精度を有することを説明した。ディ
スクセンタリング調整は、モアレ模様による調整が行な
えるように顕微鏡の組み立て・整備を先ずなして、図１
８に示されるような明区域を達成する為に一時的なサイ
ズ調整ネジ５１を時計方向に回転することによって実行
される。ディスク・モータはそれから停止される。ディ
スクが停止すると、目視区域の各ディスク孔を見ること
ができ、明区域を識別することが難しくなる。この時点
で接眼レンズは焦点がずらされて、各ディスク孔が混ぜ
合わされるまで又は吸収されるまでそれらがぼかされる
ようにし、それで、再度明区域を容易に見ることができ
る。このディスクセンタリングはディスクを手動で回転
させることによってテストすることができてその明区域
を観察できる。もし明区域が依然として静止状態であれ
ば、ディスクのセンタリングはなされているが、もし明
区域がディスクの回転に伴って軌道を描けば、ディスク
のセンタリングはなされていない。その明区域をその軌
道の中心へ移動させるように、ネジを調整することによ
ってディスクはセンタリングされる。もしディスクが回
転して此等ネジの一方が位置調整ネジの一方に対向する
ものであれば、此等対向ネジは明区域の位置に関して同
一の効果を有している。図２１に示される斜め移動の可
能性があるので、回転調整がなされた後にディスクセン
タリングを調整することが最善である。小さなディスク
センタリング誤差は他の調整の精度に影響することがな
い。

【００５２】そうした程度のセンタリングずれのあるデ
ィスクでは、図１７に示される明区域が１つの明区域と
云うよりも１つの明リングとして表われることが実際に
ある。もし明区域の軌道が該明区域自体よりもその径に
関して大きければ、こうしたことが起こる。この場合、
他のモアレ模様調整に先行してディスク中心の大雑把な
調整をなすことが最善である。それにも関わらず、キー
ストーン調整は第１に行なうことが最善である。

【００５３】３．段階毎の調整方法本発明の適用性を示す為に、調整を容易に且つ精確に達
成する為の段階毎の方法を以下に説明する。この方法
は、ディスク上にある登録点又は位置合わせ点を整合す
ること等々によって達成された初期的な工場調整は既に
行なわれていることを仮定しており、以下に説明する方
法は、通常の場合のように、綿密な整合が既に備わった
状態で始められると云うことが保証されている。

【００５４】１．キーストーン調整ディスク・モータを回転する。対物レンズを取り除き、
ランプを消してディスクを操作する。対物レンズ孔を通
してビームスプリッタ内に自身の目の反射を見る。目の
２つの反射が１つに吸収されるまでミラー１を調整する
（図３及び図４）。

【００５５】２．回転調整ａ．顕微鏡の通常の使用方法で第１面ミラーが観察され
るまで顕微鏡を整備する。接眼レンズを通しての観察
で、サイズ調整ネジ４４（図７）を時計回転方向に回し
てそのミラーに焦点を合わせる。視野の１つの区域が明
るく現れる。その明区域がそのネジの時計回転方向の回
転に伴ってサイズにおいて減少するまでサイズ調整ネジ
を回す。その明区域が視野の径の約１／３になるまでそ
のサイズ調整ネジを回す。このサイズ調整ネジを回転す
るに伴って顕微鏡の焦点を再度調整する必要があるかも
しれない。

【００５６】ｂ．スライドピン２１及び２２に対する位
置調整ネジ３３及び３４（図５及び図６）を用いて、上
記明区域を視野中心へ移動する。位置調整ネジの一方を
回して明区域の移動方向を注目する。名目上、明区域は
使用した位置調整ネジの作用方向に移動することにな
る。もし明区域が使用した位置調整ネジの作用方向に対
してある角度で移動したならば、位置調整ネジに応答し
て明区域が名目上の方向に移動するまで回転調整ナット
４１（図８）を一度少し回転すべきである。一般に、回
転調整が行使されるに伴って、明区域の再度の中心合わ
せの為に位置調整ネジの両方を使用する必要がある。

【００５７】３．サイズ調整明区域の再度の中心合わせをなして、スライドピン２１
及び２２に対する位置調整ネジ３３及び３４に応答する
明区域の移動の方向を注目する。サイズ調整ネジ４４を
反時計方向に回転して明区域がサイズにおいて増大する
ことを注目する。明区域が全視野に満ちるまでサイズ調
整ネジを反時計方向に回転する。位置調整ネジの一方を
用いて明区域を移動させるに伴って全視野が均一にうす
暗くなるまでサイズ調整ネジの反時計方向への回転を続
ける。視野の一側がうす暗くなることは先ず明区域の他
の側への移動を暗示している。もし位置調整ネジに応答
したこの移動方向が上記で注目した方向とは反対であれ
ば、位置調整ネジに応答して全視野が均一にうす暗くな
るまでサイズ調整ネジ４４を時計方向に回転しなければ
ならない。

【００５８】４．位置調整ａ．明区域が視野より軽微に小さくなるまで第２のサイ
ズ調整ネジ５１（図７）を時計方向に回転する。明区域
の再度の中心化の為に位置調整ネジを用いる。チルトプ
レート３７（図７）が第１サイズ調整ネジ４４に支えら
れるまで第２のサイズ調整ネジ５１を反時計方向に回転
する。

【００５９】ｂ．視野の最大限の明るさが達成されるよ
うに位置調整ネジを回転することによって位置を調整で
きる。

【００６０】この手続を開始するに先行して必要とされ
るおおよその調整をなす為に、従来の工業的な方法を用
いることができる。段階１の手続によってのおおよその
調整を先行させることはこの方法を簡素化することにな
る。

【００６１】５．ディスクのセンタリング方法ａ．顕微鏡の一般的な通常使用方法で第１面ミラーを観
察する為に顕微鏡を整備する。明区域がおおよそ視野の
１／３になるまで第２サイズ調整ネジ５１（図７及び図
９）を時計方向に回転しつつミラーに焦点を合わす。デ
ィスク・モータを停止する。各ディスク孔が見え、明区
域を知覚することが難しくなる可能性がある。各孔がぼ
やけて吸収合併する点まで接眼レンズの焦点をはずす。
この状態で明区域は再度知覚されることになる。

【００６２】ｂ．ディスクを手動で回転する。もし明区
域がディスクの回転と共に円軌道を描いて回れば、ディ
スクは中心合わせをする必要がある。ディスクセンタリ
ング用ネジ５８及び５９（図１３及び図１４）を用いて
明区域をその軌道の中心に移動する。

【００６３】ｃ．第２サイズ調整ネジ５１をその前の位
置に戻し、再度接眼レンズの焦点合わせを行なう。

【００６４】上述の段階的な方法は顕微鏡を調整する為
にモアレ模様の考えを用いた１つの特殊な方法に過ぎな
い。例えば回転調整は、サイズ調整ネジを用いることな
く最大限の明区域を作り出すことができるように、回転
調整ナットを用いることによってなすことが可能であ
る。一般に、明区域が大きくなればなる程、顕微鏡は適
正な整合により近づくことになる。また、視野の中心が
より明るくなればなる程、その整合がより近くなる。こ
うした一般原則は全体的には異なる設計のタンデムスキ
ャニング反射光顕微鏡の調整にも当てはめることができ
る。

【００６５】上記実施例の種々の変更等は本発明の範囲
を逸脱することなく当業者の技量の内にある。従って、
そうした変更或は実施例等は特許請求の範囲に規定され
た発明の範囲内に含まれ得ることも意図されている。

【００６６】

【発明の効果】上述したように本発明に係る共焦点タン
デムスキャニング反射光型顕微鏡は、その光学要素の取
付装置に特殊な調整手段を含ませること等によって、そ
の顕微鏡の調整及び整合を、正確、迅速、且つ容易に安
定した状態下で行なえるようにしている。よって、２０
ミクロ程度の非常に微細なスキャニングディスク孔が形
成されたスキャニングディスクを用いる共焦点タンデム
スキャニング反射光型顕微鏡の実現を可能としている。

【図面の簡単な説明】

【図１】主要な光学要素のみが示された本発明に係る装
置の概略平面図である。

【図２】主要な光学要素のみが示された本発明に係る装
置の概略側面図である。

【図３】本発明に係るメインフレームの概略平面図であ
る。

【図４】図３に示された上記メインフレームの概略側断
面図である。

【図５】本発明に係る位置調整装置及びディスクが含ま
れた上記メインフレームの概略平面図である。

【図６】図５に示された上記メインフレームの部分断面
を含む概略側面図である。

【図７】本発明に係るサイズ及び回転の調整装置が含ま
れた上記メインフレームの概略平面図である。

【図８】図７に示された上記メインフレームの概略正面
図である。

【図９】図７に示された上記メインフレームの概略側面
図である。

【図１０】図７に示された調整装置の概略平面図であ
る。

【図１１】図７に示された調整装置の概略正面図であ
る。

【図１２】本発明に係る、ディスク、シャフト、ベアリ
ング及び複合部材が組み付けられたハブアセンブリの部
分断面を含む概略側面図である。

【図１３】図１２に示されたハブアセンブリの概略平面
図である。

【図１４】図１３に示されたＡ−Ａ線に沿ってのハブア
センブリの概略断面図である。

【図１５】組立状態の共焦点を有するタンデムスキャニ
ング反射光を用いた顕微鏡の概略断面図である。

【図１６】反射光のピンポイントがＸ方向に僅かに調整
ずれした際の、ディスクにおける目視区域に写像された
照明区域の写像を示す概略図である。

【図１７】写像されたディスク孔のパターンは正しい位
置であるが、５％だけ小さ過ぎる（サイズに関して９５
％の正確性）場合の誤整合状態を示す概略図である。

【図１８】写像されたディスク孔のパターンはサイズに
関して９５％の正確性であり、１つの孔径分だけ右側へ
シフトしている状態を示す概略図である。

【図１９】写像されたディスク孔のパターンは位置及び
サイズに関して正確であるが、２．５゜時計方向に回転
している状態を示す概略図である。

【図２０】写像されたディスク孔のパターンはサイズに
関して正確であるが、１つの孔径分だけ右側へシフト
し、２．５゜時計方向に回転している状態を示す概略図
である。

【図２１】写像されたディスク孔のパターンは９５％の
サイズであり、２．５゜回転しており、１つの孔径分だ
け右側へシフトしている状態を示す概略図である。

【図２２】写像されたディスク孔のパターンはサイズに
関しては正しいサイズの１０５％であり、１つの孔径分
だけ右側へシフトしている状態を示す概略図である。

【符号の説明】

１、２、３、４ミラー５ランプ６スキャニングディスク７ディスク孔８照明区域９ビームスプリッター１０対物レンズ１１コンデンサーレンズ１４半反射面１５ターゲット１６目視区域１７リレーレンズ１８接眼レンズ１９メインフレーム２０複合部材２１、２２、２３スライドピン２４シャフト２６ハブアセンブリ３３、３４調整ネジ３６駆動プーリー３７チルトプレート３８、３９ロッド４０、４４調整ネジ４１ナット４２リーフスプリング５１調整ネジ５８、５９テーパー付きネジ６５、６６スプリングパッド７０駆動モータ７２駆動ベルト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】共焦点を有するタンデムスキャニング反
射光を用いた顕微鏡であって、１つの軸の回りに回転可能なスキャニングディスクであ
って、該ディスクの反対側にも等しく配置されている複
数の透過性区域を有するスキャニングディスクと、光を指向して、（１）前記ディスクの前記透過性孔の照
明側を通し、（２）解析されるべき試料が配置されてい
る領域へ向かわせ、（３）試料から反射された光を前記
ディスクの目視区域まで通過させるようになす、光路内
における複数の要素と、を備え、前記目視領域は前記照明区域と同等の透過性区域のパタ
ーンを有し、前記要素は、サイズのみに影響するサイズ調整と位置の
みに影響する位置調整とを提供すべく、独立的に調整可
能であることから成る顕微鏡。
【請求項２】ディスクのセンタリング調整を除いて、
６つの調整のみを有することから成る請求項１記載の顕
微鏡。
【請求項３】共焦点を有するタンデムスキャニング反
射光を用いた顕微鏡であって、ベース部材と、１つの軸の回りに回転可能なスキャニングディスクであ
って、該ディスクの反対側にも等しく配置されている複
数の透過性区域を有するスキャニングディスクと、光を指向して、（１）前記ディスクの前記透過性孔の照
明側を通し、（２）解析されるべき試料が配置されてい
る領域へ向かわせ、（３）試料から反射された光を前記
ディスクの目視区域まで通過させるようになす、光路内
における複数の要素と、を備え、前記目視領域は前記照明区域と同等の透過性区域のパタ
ーンを有し、前記スキャニングディスクは前記ベース部材に対して調
整自在に移動可能であることから成る顕微鏡。
【請求項４】前記スキャニングディスクは該ディスク
面に平行して調整自在に移動可能であることから成る請
求項３記載の顕微鏡。
【請求項５】前記ベース部材内に摺動可能であって、
前記スキャニングディスクの担体となる複合部材を更に
備えることから成る請求項４記載の顕微鏡。
【請求項６】前記複合部材は前記ディスクの回転軸に
直交するする平面内を摺動自在であることから成る請求
項５記載の顕微鏡。
【請求項７】相互に直交している一対のシャフトであ
って、前記複合部材に接触すると共に前記ベース部材内
に支持されて、前記複合部材を位置付けるべく調整のた
めの軸方向移動をなす一対のシャフトを更に備えること
から成る請求項６記載の顕微鏡。
【請求項８】前記複合部材は、前記シャフトによって
の接触の際に、該複合部材の前記ベース部材との接触を
強いることになる傾斜縁を有することから成る請求項７
記載の顕微鏡。
【請求項９】共焦点を有するタンデムスキャニング反
射光を用いた顕微鏡であって、ベース部材と、１つの軸の回りに回転可能なスキャニングディスクであ
って、該ディスクの反対側にも等しく配置されている複
数の透過性区域を有するスキャニングディスクと、光を指向して、（１）前記ディスクの前記透過性孔の照
明側を通し、（２）解析されるべき試料が配置されてい
る領域へ向かわせ、（３）試料から反射された光を前記
ディスクの目視区域まで通過させるようになす、光路内
における複数の要素と、を備え、前記目視領域は前記照明区域と同等の透過性区域のパタ
ーンを有し、前記スキャニングディスクは平坦な対向面を有し、その
一方の面は光反射性面であることから成る顕微鏡。
【請求項１０】前記ディスクは透明材料から形成され
ており、前記反射性面は前記対向面の一方面上に被覆形成された
ミラーであることから成る請求項９記載の顕微鏡のため
のスキャニングディスク。
【請求項１１】前記光反射性面はビームスプリッター
からの光を反射し且つ該ビームスプリッターへ向けて光
を反射していることから成る請求項９記載の顕微鏡のた
めのスキャニングディスク。
【請求項１２】前記透過性区域は径に関しては約２０
から３０ミクロンであることから成る請求項９記載の顕
微鏡。
【請求項１３】共焦点を有するタンデムスキャニング
反射光を用いた顕微鏡であって、ベース部材と、１つの軸の回りに回転可能なスキャニングディスクであ
って、該ディスクの反対側にも等しく配置されている複
数の透過性区域を有するスキャニングディスクと、光を指向して、（１）前記ディスクの前記透過性孔の照
明側を通し、（２）解析されるべき試料が配置されてい
る領域へ向かわせ、（３）試料から反射された光を前記
ディスクの目視区域まで通過させるようになす、光路内
における複数の要素と、を備え、前記目視領域は前記照明区域と同等の透過性区域のパタ
ーンを有し、２つの調整部材を含む二重調整装置であって、前記要素
の内の１要素をその一方の調整部材によって一時的に移
動させる一方で、第２の調整部材は該要素をその移動前
の精確な位置に戻せることが可能な二重調整装置を更に
備えることから成る顕微鏡。
【請求項１４】前記の一時的な移動はサイズ調整要素
に関してであることから成る請求項１３記載の顕微鏡。
【請求項１５】前記一時的な移動は位置調整用である
ことから成る請求項１３記載の顕微鏡。
【請求項１６】共焦点を有するタンデムスキャニング
反射光を用いた顕微鏡であって、ベース部材と、１つの軸の回りに回転可能なスキャニングディスクであ
って、該ディスクの反対側にも等しく配置されている複
数の透過性区域を有するスキャニングディスクと、光を指向して、（１）前記ディスクの前記透過性孔の照
明側を通し、（２）解析されるべき試料が配置されてい
る領域へ向かわせ、（３）試料から反射された光を前記
ディスクの目視区域まで通過させるようになす、光路内
における複数の要素と、を備え、前記目視領域は前記照明区域と同等の透過性区域のパタ
ーンを有し、前記ディスクのその回転軸に対してのセンタリングをな
すための複数の調整自在要素を組み入れたディスク取付
装置を備え、前記調整自在要素は相互に約９０度の角度隔てられて配
置する可動テーパー付き部材であり、前記ディスクの回
転平面と垂直に移動し、該ディスクの中心孔に作用して
いることから成る顕微鏡。
【請求項１７】前記可動テーパー付き部材はテーパー
付きネジであることから成る請求項１６記載の顕微鏡。
【請求項１８】共焦点を有するタンデムスキャニング
反射光を用いた顕微鏡であって、ベース部材と、１つの軸の回りに回転可能なスキャニングディスクであ
って、該ディスクの反対側にも等しく配置されている複
数の透過性区域を有するスキャニングディスクと、光を指向して、（１）前記ディスクの前記透過性孔の照
明側を通し、（２）解析されるべき試料が配置されてい
る領域へ向かわせ、（３）試料から反射された光を前記
ディスクの目視区域まで通過させるようになす、光路内
における複数の要素と、を備え、前記目視領域は前記照明区域と同等の透過性区域のパタ
ーンを有し、前記ベース部材に固定されたチルトプレートを備え、前記チルトプレートはその上に取り付けられたビームス
プリッター及び固定ミラーを有し、前記チルトプレートは前記ビームスプリッターの半反射
性面の平面と前記固定ミラーの平面とが交差する線を略
々通過する線に沿ってのＸ方向への移動を拘束されてい
ることから成る顕微鏡。
【請求項１９】共焦点を有するタンデムスキャニング
反射光を用いた顕微鏡を整合する方法であって、（１）スキャニング装置の一区域における複数の孔を通
り、光学系の全て或はその一部を通り、該スキャニング
装置の第２の区域における複数の孔を通るように光を通
過させるステップと、（２）前記スキャニング装置の前記第２区域における前
記複数孔を通過する光のモアレ模様を観察及び分析する
ステップと、（３）種々の要素を調整し且つ前記モアレ模様を分析す
ることによってその調整による進展を観察するステップ
と、を含むことから成る整合方法。
【請求項２０】（１）ターゲットとして第１の面ミラ
ーを前記対物レンズの焦点面或は該焦点面の近傍に設定
するステップと、（２）前記顕微鏡の位置調整を変更するステップと、（３）前記位置調整の前記変更に応答して、前記スキャ
ニング装置の前記第２区域における前記複数孔を通過す
る光のモアレ模様における明区域の移動方向を観察する
ステップと、（４）前記顕微鏡の正しい回転調整をなす為に前記観察
を活用するステップと、を更に含むことから成る請求項１９記載の整合方法。
【請求項２１】（１）ターゲットとして第１の面ミラ
ーを前記対物レンズの焦点面或は該焦点面の近傍に設定
するステップと、（２）前記顕微鏡の位置調整を変更するステップと、（３）前記位置調整の前記変更に応答して、前記スキャ
ニング装置の前記第２区域における前記複数孔を通過す
る光のモアレ模様における明区域の移動方向を観察する
ステップと、（４）前記顕微鏡の正しいサイズ調整をなす為に前記観
察を活用するステップと、を更に含むことから成る請求項１９記載の整合方法。
【請求項２２】（１）ターゲットとして第１の面ミラ
ーを前記対物レンズの焦点面或は該焦点面の近傍に設定
するステップと、（２）前記顕微鏡の位置調整を変更するステップと、（３）前記位置調整の前記変更に応答して、前記スキャ
ニング装置の前記第２区域における前記複数孔を通過す
る光のモアレ模様における明区域の位置を観察するステ
ップと、（４）前記顕微鏡の正しい位置調整をなす為に前記観察
の結果を活用するステップと、を更に含むことから成る請求項１９記載の整合方法。
【請求項２３】（１）ターゲットとして第１の面ミラ
ーを前記対物レンズの焦点面或は該焦点面の近傍に設定
するステップと、（２）前記顕微鏡の位置調整を変更するステップと、（３）前記位置調整の前記変更に応答して、前記スキャ
ニング装置の前記第２区域における前記複数孔を通過す
る光の明区域を観察するステップと、（４）前記顕微鏡の正しい位置調整をなす為に前記観察
を活用するステップと、を更に含むことから成る請求項１９記載の整合方法。
【請求項２４】（１）ターゲットとして第１の面ミラ
ーを前記対物レンズの焦点面或は該焦点面の近傍に設定
するステップと、（２）前記顕微鏡のサイズ調整を変更するステップと、（３）前記サイズ調整の前記変更に応答して、前記スキ
ャニング装置の前記第２区域における前記複数孔を通過
する光のモアレ模様における明区域のサイズを観察する
ステップと、（４）前記顕微鏡の正しいサイズ調整をなす為に前記観
察を活用するステップと、を更に含むことから成る請求項１９記載の整合方法。
【請求項２５】（１）ターゲットとして第１の面ミラ
ーを前記対物レンズの焦点面或は該焦点面の近傍に設定
するステップと、（２）明区域を達成する為に、前記顕微鏡のサイズ調整
を変更するステップと、（３）前記ディスクを手で回転しながら、前記スキャニ
ング装置の前記第２区域における前記複数孔を通過する
光のモアレ模様における明区域の移動を観察するステッ
プと、（４）前記顕微鏡の正確なディスク・センタリングをな
す為に前記観察を活用するステップと、（５）前記サイズ調整をその元の位置に戻すステップ
と、を更に含むことから成る請求項１９記載の共焦点を有す
るタンデムスキャニング反射光を用いた顕微鏡における
ディスクのセンタリングをなす方法。
【請求項２６】キーストーン誤差を低減すべく共焦点
を有するタンデムスキャニング反射光を用いた顕微鏡に
おける光路の調整をなす方法であって、ビームスプリッターの外側から利用できる側面に対象物
を並列に配置するステップと、前記ビームスプリッターの他の外側から利用できる側面
を覗き込むステップと、前記顕微鏡の前記スキャニングディスクに平行する面に
おける目視区域と照明区域から反射された対象物の像が
実質的な位置合わせの内に相互に重なるように前記顕微
鏡の光路中における少なくとも１つの要素を調整するス
テップと、を含む方法。
【請求項２７】前記スキャニングディスクに平行する
前記面は該ディスクの光反射面であることから成る請求
項２６記載の方法。
【請求項２８】前記ビームスプリッターの２つの外側
から利用できる側面は同一側面であることから成る請求
項２６又は２７のいずれか一項記載の方法。
【請求項２９】前記対象物は観察者の目であることか
ら成る請求項２８記載の方法。
【請求項３０】共焦点を有するタンデムスキャニング
反射光を用いた顕微鏡であって、１つの軸の回りに回転可能なスキャニングディスクであ
って、該ディスクの反対側にも等しく配置されている複
数の透過性区域を有するスキャニングディスクと、光を指向して、（１）前記ディスクの前記透過性孔の照
明側を通し、（２）解析されるべき試料が配置されてい
る領域へ向かわせ、（３）試料から反射された光を前記
ディスクの目視区域まで通過させるようになす、光路内
における複数の要素と、を備え、前記目視領域は前記照明区域と同等の透過性区域のパタ
ーンを有し、ビームスプリッターを覗き、前記顕微鏡の前記スキャニ
ングディスクの回転軸に直交する面における目視区域と
照明区域から反射された対象物の像が実質的な位置合わ
せの内に相互に重なるように前記顕微鏡の光路中におけ
る少なくとも１つの要素を調整することによってキース
トーン調整をなす手段を備えることから成る顕微鏡。
【請求項３１】前記顕微鏡におけるディスクセンタリ
ング機構には近付くことができ、前記顕微鏡が組み立て
られて作動状態となった際に、手動で前記ディスクを回
転する手段を備えることから成る請求項１又は３のいず
れか一項記載の顕微鏡。
【請求項３２】ビームスプリッターが前記顕微鏡にお
けるスキャニングディスクの直交軸に関連して取り付け
られているチルトプレートを、試料から目視区域へ反射
された光の道に平行する軸に沿って移動するステップ
と、目視位置で目視された前記ディスクの明区域が視野の径
の１／３よりも小さくなるまで前記チルトプレートの移
動を続行するステップと、前記ディスクの前記明区域が前記視野径の１／３となる
まで前記チルトプレートの移動方向を逆転するステップ
と、複合部材における複数の位置調整ネジを用いて前記スキ
ャニングディスクを該ディスクの回転軸に直交するＸ及
びＹ方向へ移動して、前記ディスクの前記明区域のセン
タリングを行なうステップと、前記位置調整ネジの１つを回転し且つ前記明区域の移動
方向を観察するステップと、回転ネジのいずれかが動かされた際に前記明区域がある
角度で移動しなくなるまで前記チルトプレートを回転す
るステップと、前記位置調整ネジを用いて、前記ディスクの前記明区域
を再度センタリングするステップと、前記位置調整に応答しての前記明区域の移動方向に注目
するステップと、前記明区域が全視野に満ちて、前記位
置調整ネジの一方が前記明区域を移動すべく使用される
に伴って該明区域が均一にうす暗くなるまで、前記サイ
ズ調整ネジを回転することによって前記チルトプレート
をその軸に沿って移動するステップと、前記明区域が前記視野よりも軽微に小さくなるまで第２
のサイズ調整ネジを時計方向に回転するステップと、前記明区域を再度センタリングする為に前記位置調整ネ
ジを用いるステップと、前記チルトプレートが前記第１のサイズ調整ネジに安置
するまで前記第２サイズ調整ネジを反時計方向に回転す
るステップと、前記視野に最大限の明るさを発揮させるべく前記位置調
整ネジを回転するステップと、を含むことから成る請求項１９記載の共焦点を有するタ
ンデムスキャニング反射光を用いた顕微鏡における光路
の整合をなす方法。
【請求項３３】接眼レンズ、第１の面ミラー、小さな
透過性区域を多数有するスキャニングディスク、サイズ
と位置と回転の調整をなす調整手段を備え、ビームスプリッターが前記顕微鏡における前記スキャニ
ングディスクの直交軸に関連して取り付けられているチ
ルトプレートを、試料から目視区域へ反射された光の道
に平行する軸に沿って移動し、目視位置で目視された前記ディスクの明区域が視野の径
の１／３より小さくなるまで前記チルトプレートの移動
を続行し、前記ディスクの前記明区域が前記視野径の１／３となる
まで前記チルトプレートの移動方向を逆転し、複合部材における複数の位置調整ネジを用いて前記スキ
ャニングディスクを該ディスクの回転軸に直交するＸ及
びＹ方向へ移動して、前記ディスクの前記明区域のセン
タリングを行ない、前記位置調整ネジの１つを回転して前記明区域の移動方
向を観察し、回転ネジのいずれかが動かされた際に前記明区域がある
角度で移動しなくなるまで前記チルトプレートを回転
し、前記位置調整ネジを用いて、前記ディスクの明区域を再
度センタリングし、前記位置調整に応答しての前記明区域の移動方向に注目
し、前記明区域が全視野に満ちて、前記位置調整ネジの一方
が前記明区域を移動すべく使用されるに伴って該明区域
が均一にうす暗くなるまで、前記サイズ調整ネジを回転
することによって前記チルトプレートをその軸に沿って
移動し、前記明区域が前記視野よりも軽微に小さくなるまで第２
のサイズ調整ネジを時計方向に回転し、前記明区域を再度センタリングする為に前記位置調整ネ
ジを用い、前記チルトプレートが前記第１のサイズ調整ネジに安置
するまで前記第２サイズ調整ネジを反時計方向に回転
し、前記視野に最大限の明るさを発揮させるべく前記位置調
整ネジを回転することから成る請求項１記載の共焦点を
有するタンデムスキャニング反射光を用いた顕微鏡。