JPH08136820A - レーザ走査顕微鏡用資料台上下微動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で安定性が高く、小型で高出力が
得られ、しかも低コストで製造できるレーザ走査顕微鏡
用資料台の提供。 【構成】 レーザ走査顕微鏡本体に対し、上下方向の手
動昇降動作機構を介して支持させた昇降台６上、水平方
向の回転軸１３に固定した偏心カム１２上に支持させて
資料台４を載荷させ、回動軸１３を可動線輪型回転駆動
機と角度検出器を使用して所定角度づつ回転させること
により、昇降台６に対して資料台４を微動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、共焦点レーザ走査顕微
鏡において、資料の厚さ方向切断面における画面情報を
得るために、資料台を上下に微少高さづつ動作させるた
めのレーザ顕微鏡用資料台上下微動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にレーザ走査顕微鏡は、資料を微小
スポット光にて走査し、走査線に沿った数十万個の明る
さ情報を合成して一画面とするものであり、スポット光
による焦準面位置を変化させることによって、資料をス
ライスした如き画面情報が得られる。この各スライス画
面を厚さ方向に変化させた数十画面の情報を処理するこ
とにより、高解像力のまま焦点深度の深い画面を作るこ
とができる。勿論資料特定位置で資料断面像を作ること
もできる等スライス機能はレーザ走査顕微鏡にとって必
要不可欠なものである。

【０００３】従来、この種のスライス画面情報を得るた
めに資料台を上下に移動させ、資料に対するスポット光
による焦準面位置を変化させるようにしたものが一般的
であり、その機構には以下の如き構造のものがある。

【０００４】第一に、減速歯車群とステッピングモータ
を使用したものであり、顕微鏡は元来、焦準を合わせる
ため、減速歯車群を使用した手動の資料台上下微動装置
を持っており、その微動用つまみを１回転すると、普通
０．２ｍｍ資料台が上下するものであり、殆どのレーザ
ー顕微鏡ではこの微動つまみ軸に１回転２０００分割制
御のできるステッピングモータを連結し、電子制御で最
小ステップ０．１μで資料台を動かし、スライスを実現
している。復元性は微動装置により異なるが、少くとも
２μ程度はまぬがれない。

【０００５】尚、ここにいう復元性とは次のことを意味
している。

【０００６】即ち、微動装置は減速歯車群で構成されて
いるので、スライスのように上方向に順次動かす間は問
題ないが、一連のスライス後再びスライスを行う時に
は、最初の位置に戻ってから始まるが、その時の最初の
位置は歯車間の咬合ギャップにより前とは違った位置に
なるため、もう一度ピントを合せ直す必要がある。この
差が復元性である。〔（ＪＩＳ Ｂ−７１３２：３−
（９）微動装置遊び４μ以下）の項に相当〕 第二に、ピエゾステージと呼ばれているものであり、微
動装置に頼らず、資料台を、結晶が僅か膨脹するピエゾ
素子で支え、印加電圧により資料台を微小上下動するも
のがある。上下動範囲（ストローク）は小さい（０．１
mm以下）が、スライスステップは極めて小さくでき、復
元性はよい。

【０００７】第三に、ガルバノ駆動ステージと呼ばれて
いるものであり、微動装置に頼らず、資料台を二重に
し、上資料台の片側を回転軸とし、反対側をガルバノ駆
動機構（駆動軸を可動線輪型駆動機構にて回動させるも
の）を利用して上下に資料台を僅かに傾斜させ、走査部
分でスライスを実現するものであるり、これは、単純計
算で最大傾斜角は±５分程度となり、小さな範囲ではス
ライスとして実用上支障はないとされるものである。ま
た復元性はよい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の減速歯
車群とステッピングモータを使用した方式の装置におい
ては、減速歯車群の歯車咬合ギャップのため、復元性の
高い装置を製造することは極めて困難である。

【０００９】また、従来のピエゾステージ方式のものに
あっては、高い復元性が簡単な構造で得られるが、ピエ
ゾ素子自体が極めて高価であり、装置が著しく高価とな
るという問題があった。

【００１０】更に、従来のガルバノ駆動ステージ方式の
ものにあって、資料台の傾斜角度を変化させるものであ
るため、各スライス画面が平行でなくなり、正確なスラ
イスとはいえないものであり、特に透過型レーザ走査顕
微鏡では好ましくないことである。

【００１１】本発明はこのような従来の問題にかんが
み、より簡単な構造で安定性が良く、高い復元性を持
ち、しかも低コストで製造できるレーザ走査顕微鏡用資
料台上下微動装置の提供を目的をとしてなされたもので
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】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要旨とす
るところは、レーザ走査顕微鏡本体に対し、上下方向の
手動昇降動作機構を介して支持させた昇降台上に、水平
方向の回動軸に固定した偏心カム上に支持させて資料台
を載荷させ、前記回動軸を可動線輪型回転駆動機と角度
検出器を使用して所定角度づつ回転させることにより、
前記昇降台に対して資料台を微動作させるようにしてな
るレーザ走査顕微鏡用資料台上下微動装置に存する。
尚、昇降台上に垂直方向の１もしくは複数のガイドを介
して上下に平行移動自在に資料台を支持させることが好
ましく、更に偏心カムを平面方向に間隔を隔てて複数設
けることが好ましい。

【００１３】

【作用】本発明によれば、回転駆動機により回動軸を回
動させることによって偏心カム面の資料台支持位置が変
化し、資料台が上下移動される。また角度検出器は予め
設定された動作角度を検出することによって回転駆動機
による回動軸の駆動を停止させ、レーザ走査顕微鏡によ
る資料の１スライス面をスポット光にて走査して情報を
採取した後、再度回転駆動機を１ステップ分回動させ、
次のスライス面のスポット光による走査を行い、順次ス
ライス面の情報を採取する。

【００１４】

【実施例】次に本発明の実施例を図面について説明す
る。

【００１５】図において、１は透過型レーザ走査顕微鏡
本体であり、２は上側対物レンズ、３は下側対物レンズ
である。この両対物レンズ２，３間に資料ａが設置でき
るように資料台４が備えられている。この資料台４は、
減速歯車群を使用した手動昇降動作機構５によって上下
動作される昇降台６上に設置されている。

【００１６】手動昇降動作機構５は従来の顕微鏡と同様
に、粗動摘み７によって減速比の少い大動作が、また微
動用摘み８によって微小動作がかなされるようになって
おり、この微動用摘み８を１回転させることにより昇降
台６が０．２mm移動されるようになっている。

【００１７】昇降台６の周縁部上には、図２，図３に示
すように、上面に開口させて設置したストロークベアリ
ングからなる上下方向のスライドガイド１０，１０，１
０が略正三角形の頂点位置に設置されており、このスラ
イドガイド１０に資料台４の底面に突設したスライド軸
１１がそれぞれ嵌合され、これによって資料台４が昇降
台６に対して上下に平行移動できるように支持されてい
る。

【００１８】資料台４は、昇降台６の上面に備えた三つ
の偏心カム１２，１２，１２上に載荷されている。

【００１９】この偏心カム１２は図５に示すように、回
動軸１３に対して偏心させた円筒型をしており、外周に
ボールベアリング１４が嵌め付けられており、そのボー
ルベアリング１４の外周面が資料台４の下面の当り板１
５の下面に当接されている。また資料台４はコイルスプ
リング１６によって昇降台６側に引き寄せられ、常に偏
心カム１２と当り板１５間が一定の圧力で接触されてい
る。

【００２０】各偏心カム１２は、２個が一本の回転軸１
３に、残りの１個がもう一本の回動軸１３に固定されて
おり、各回動軸１３は、その回転が回転駆動機２１、角
度検出器２２及び図示しない制御回路によって同期制御
されるようになっている。

【００２１】回転駆動機２１には、４５°程度の回転角
度動作が得られる小型高出力の可動線輪型の駆動機が使
用され、また角度検出機２２は無接觸式の高分解能型を
使用する。

【００２２】この資料台４の動作は、回転駆動機２１の
動作により回動軸１３が回動されることにより偏心カム
１２が動作され、これによって資料台４が微小動作され
るものであり、略４５°の回転角を数百に分割し、その
１回動作毎に角度検出器２２によって検出させて停止さ
せ、その停止毎にスポット光による１スライス面の走査
を行わせることができるようにしている。

【００２３】この偏心カム１２による資料台４の上下の
直進運動は、正弦運動になるので、角度検出器２２の出
力と移動量を計算し、本実施例の場合、資料台移動量
０．５μ毎の検出器出力が偏心カム１２による全移動量
０．２mm間に４００回得られるように制御回路に予めデ
ータをメモリーして制御させるようにしている。

【００２４】そして制御回路に所望のデータを入れる
と、回転駆動機２１は検出器２２の出力がそのデータに
合う所まで動き、止るようになっている。

【００２５】資料を厚さ方向にスライスしたデータを得
る場合には、まず、偏心カム１２による上下動の一番下
になるようにデータを与え、その位置で手動の摘み７及
び８を操作して顕微鏡のピントを合わせた後、レーザに
切替えて制御回路に所望のスライスステップ量、スライ
ス枚数を指定することにより、上記の資料台上昇動作を
各スライドステップ毎に繰返し実行し、所望のスライス
面毎にスポット光による走査がなされるようになってい
る。

【００２６】

【発明の効果】上述したように本発明においては、資料
を微動作させて走査位置を変更させた際に、顕微鏡に備
えられている減速歯車群による微動機構を使用せず、昇
降台と資料台との間に設けた偏心カムにより資料台を上
下平行微動作させるようにしたことにより、簡単な微動
作機構によって復元性の高いものが得られる。

【００２７】また可動線輪型回転駆動機構を使用してい
るため、高出力のものが小型で得られるとともに構造が
簡単であり、特別に高価な部材を要しないため、従来に
比べて著しく低コスト化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したレーザ走査顕微鏡を示す側面
図である。

【図２】同上に実施した資料台部分の断面図である。

【図３】同上の昇降台部分の平面図である。

【図４】同上の偏心カム部分の正面図である。

【図５】図４中のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

ａ 資料 １ 顕微鏡本体 ２ 上側対物レンズ ３ 下側対物レンズ ４ 資料台 ５ 手動昇降動作機構 ６ 昇降台 ７ 粗動摘み ８ 微動用摘み １０ スライドガイド １１ スライド軸 １２ 偏心カム １３ 回動軸 １４ ボールベアリング １５ 当り板 １６ コイルスプリング ２１ 回転駆動機 ２２ 角度検出器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ走査顕微鏡本体に対し、上下方向
   の手動昇降動作機構を介して支持させた昇降台上に、水
   平方向の回動軸に固定した偏心カム上に支持させて資料
   台を載荷させ、前記回動軸を可動線輪型回転駆動機と角
   度検出器を使用して所定角度づつ回転させることによ
   り、前記昇降台に対して資料台を微動作させるようにし
   てなるレーザ走査顕微鏡用資料台上下微動装置。
2. 【請求項２】 昇降台上に垂直方向の１もしくは複数の
   ガイドを介して上下に平行移動自在に資料台を支持させ
   てなる請求項１に記載のレーザ走査顕微鏡用資料台上下
   微動装置。
3. 【請求項３】 偏心カムを平面方向に間隔を隔てて複数
   設けてなる請求項１もしくは２に記載のレーザ走査顕微
   鏡用資料台上下微動装置。