【事件の表示】
　特許第３２０５５３０号「カラー顕微鏡撮像装置」の請求項１、３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２０５５３０号の請求項１、３に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
  特許第３２０５５３０号の請求項１〜１５に係る発明についての出願は、平成９年９月１２日に特許出願され、平成１３年６月２９日にその発明について特許権の設定登録がされ、その後、その特許について、異議申立人　貝瀬　英淳より特許異議の申立てがなされ、取消の理由が通知され、その指定期間内である平成１４年７月８日に訂正請求がされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正の内容
　特許権者が求めている訂正の内容は以下の訂正事項ａのとおりである。
訂正事項ａ．特許請求の範囲の【請求項１】を次のように訂正する。
　
「【請求項１】色情報を取り出すための可視光領域以外の波長のレーザビームを放射するレーザ光源と、このレーザビームを試料に照射して試料の高解像度の輝度情報を取り出すコンフォーカル光学系とを含む第１の撮像手段と、
　白色光を放射する白色光源と、この白色光源から放射される白色光を前記レーザビームと同時に試料に照射して試料の色情報を前記輝度情報と同時に取り出す非コンフォーカル光学系とを含む第２の撮像手段と、
　これら同時に生成される輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を生成する手段と、
　このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像をリアルタイムで表示する手段と、
を具えることを特徴とするカラー顕微鏡撮像装置。」を
「【請求項１】色情報を取り出すための白色光の波長帯域以外の波長のレーザビームを放射するレーザ光源と、このレーザビームを試料に照射して試料の高解像度の輝度情報を取り出すコンフォーカル光学系とを含む第１の撮像手段と、
　白色光を放射する白色光源と、この白色光源から放射される白色光を前記レーザビームと同時に試料に照射して試料の色情報を前記輝度情報と同時に取り出す非コンフォーカル光学系とを含む第２の撮像手段と、
　これら同時に生成される輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を生成する手段と、
　このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像をリアルタイムで表示する手段と、
を具えることを特徴とするカラー顕微鏡撮像装置。」と、訂正する。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
　上記訂正事項ａは、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
　　
（３）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する同法第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議申立ての概要
　特許異議申立人　貝瀬　英淳は、請求項１、３に係る発明は、以下の理由により、特許を取り消すべき旨主張している。
　
・請求項１、３に係る発明の特許は、甲第１号証（特開平８−２１０８１９号公報）、甲第２号証（特開昭５７−２０５９５４号公報）、甲第３号証（特表平４−５０５９７１号公報）、甲第４号証（特開平５−１２７０９６号公報）、甲第６号証（特開平６−２０１９９９号公報）、甲第７号証（特開平７−２７０３０７号公報）、甲第８号証（特開平８−１６０３０６号公報）により、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものである。
　
・請求項１、３に係る発明の特許は、甲第５号証（特願平９−１８０６４７号（特開平１１−１４９０７号公報））により、特許法第２９条の２の規定に違反してなされたものである。
　
・請求項１は、新規事項が記載されており、特許法第１７条の２第３項の要件を満たしていない。
　
４．特許異議申立てについての判断
　特許法第１７条の２第３項の要件については、上記の訂正により、願書に最初に添付した明細書又は図面に記載された事項の範囲内のものとなった。また、異議申立人は、「色情報を取り出すための」が「レーザ光源」を修飾するものと解釈すると、特許法第１７条の２第３項の要件を満たさなくなると主張しているが、発明の詳細な説明の記載から、そのように解釈できないことは明らかであるので、該主張には、理由がない。
　したがって、以下、特許法第２９条第２項、特許法第２９条の２の各規定に違反しているかどうかについて検討する。
　
（１）本件発明
　本件発明は、上記「２．訂正の適否についての判断」において示したように、訂正明細書の請求項１に記載された事項により特定され、また、下記に示すとおり請求項３に記載された事項により特定されるとおりのものである（以下、本件発明１、３という。）。
　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　記
「【請求項３】　前記レーザ光源を紫外線レーザ光源としたことを特徴とする請求項１または２に記載のカラー顕微鏡撮像装置。」
　
（２）甲第１号証乃至甲第８号証記載の発明
　甲第１号証には、赤色のレーザ光Ｌ１を出射するＨｅ−Ｎｅレーザ１０と一次元イメージセンサ１９を含む共焦点光学系１と白色光Ｌ２を出射するランプ２０とＣＣＤカメラ２４を含む観察光学系２とからなるレーザ顕微鏡でスーパーインポーザ３１は、ＣＣＤカメラ２４の画像と共焦点光学系１による深度情報を重ね合わせ、モニタ３２に出力する点、深度情報を得るのに試料ステージ３０を光軸方向に段階的に下降させて各段階における光量を記憶素子に記憶されている前回までの最大受光光量と比較する点が記載されている。
　
　甲第２号証には、ランプ１１とカラーテレビ１４を含み試料２の透過光学顕微鏡像を得る光学顕微鏡と電子銃１と２次電子検出器７を含み試料２の走査電子顕微鏡像を得る電子顕微鏡、及びカメラ１４による光学顕微鏡像に走査電子顕微鏡像を重畳して表示した点が記載されている。
　
　甲第３号証には、波長０．３２５μｍで動作するＨｅＣｄレーザ１、光学処理プレート７、検出器１１、テレビモニタ１３を含む透過式走査型顕微鏡が記載されている。
　
　甲第４号証には、可視カラー画像と紫外画像とを重畳させて表示できる紫外線顕微鏡で、光源１８の光を被検体２８で反射させた後、結像レンズ系２４を透過し、ダイクロイックミラー３０ａにより紫外線の光路と可視光の光路に分離し、紫外線テレビカメラ３４ａとカラーテレビカメラ３４ｂに結像させ、画像処理装置１３０を介してＲＧＢモニタ１４０に重畳させて表示した点、重畳させる場合には、画像の縁部分に偽信号が発生しないように、紫外テレビカメラ３４ａとカラーテレビカメラ３４ｂとは、各々の倍率、焦点、撮像範囲、像の向き等の撮像条件が一致していることが要請される点が記載されている。
　
  甲第５号証には、レーザ光学系１と白色光学系２とを備えた走査顕微鏡で、レーザ光学系は、赤色のレーザ光Ｌ１を出射するＨｅ−Ｎｅレーザ１０と第１受光素子１９ｂを含む共焦点光学系からなり、白色光学系２は、白色光Ｌ２を出射する白色光源２０、カラーＣＣＤ２４を含み、カラー共焦点画像モードにおいて第１受光素子１９ｂからの輝度情報とカラーＣＣＤ２４からの色情報とを組み合わせてカラー映像用のデジタル信号を作成するカラー映像信号作成手段５を有する点、カラー共焦点画像モードが選択されるとレーザ駆動回路４４とＣＣＤ駆動回路４３とが交互に駆動され、カラーＣＣＤによって撮像する際には、レーザ駆動回路を停止してレーザ光Ｌ１がカラーＣＣＤに入射しないようにしているので、レーザ光Ｌ１の色を帯びた映像になることがない点が記載されている。
　
　甲第６、７号証には、波長３５１ナノメータの紫外光のレーザ光源、フォトマルチプライヤ、ＣＲＴディスプレイユニットを含む走査型コンフォーカル顕微鏡が記載されている。
　
　甲第８号証には、甲第１号証のものとほぼ同様の構成の光学顕微鏡が記載されている。
　
（３）対比・判断
　そこで、本件発明１と、甲第１号証乃至甲第８号証記載の発明とを対比すると、甲第１号証乃至甲第８号証のいずれにも、本件発明１の「色情報を取り出すための白色光の波長帯域以外の波長のレーザビームを放射するレーザ光源と、このレーザビームを試料に照射して試料の高解像度の輝度情報を取り出すコンフォーカル光学系とを含む第１の撮像手段と、
　白色光を放射する白色光源と、この白色光源から放射される白色光を前記レーザビームと同時に試料に照射して試料の色情報を前記輝度情報と同時に取り出す非コンフォーカル光学系とを含む第２の撮像手段と、
　これら同時に生成される輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を生成する手段と、
　このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像をリアルタイムで表示する手段と、
を具えた」た点についての記載がなく、示唆もない。
　
　本件発明１は、カラー顕微鏡の解像度及び色再現性を改善することを目的とするものであるが、甲第１号証及び甲第８号証のものには、カラー顕微鏡について何ら記載されておらず、リアルタイムで表示するために輝度情報と色情報とを同時に生成する点についても記載がない。
　
　甲第２号証のものは、電子顕微鏡であって、技術分野が異なるものであり、試料表面からの反射により得られる輝度情報が異なるので、白色光源により得られるカラー画像と重畳した場合の作用効果においても本件発明１とは異なると判断される。
　
　甲第３、６、７号証のものは、紫外線レーザを用いたコンフォーカル顕微鏡が記載されるのみで、カラー画像を撮像する際の混色を防止するため紫外線レーザを用いる技術思想が開示されていないので、他の証拠と組み合わせることは、当業者にとって容易とは言えない。
　
　甲第４号証のものは、紫外線画像とカラー画像とを重畳することが記載されているが、カラー画像と、高解像度の輝度情報を取り出すコンフォーカル光学系により得られた輝度情報とを重畳する点については、何ら記載されていない。
　
　甲第５号証のものには、白色光照射とレーザビーム照射とを同時に行う際に生ずる混色を防止するために白色光の波長帯域以外の波長のレーザビームを放射する点については、何ら記載されていない。
　
　したがって、本件発明１は、甲第１〜４号証、及び甲第６〜８号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではなく、また、甲第５号証に記載された発明でもない。
　
　また、本件発明３は、本件発明１を更に限定したものであるから、上記本件発明１についての判断と同様の理由により、上記甲第１〜４号証、及び甲第６〜８号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではなく、また、甲第５号証に記載された発明でもない。
　
５．むすび
　以上のとおりであるから、異議申立人の理由及び証拠によっては、本件発明１、３についての特許を取り消すことができない。
　また、他に本件発明１、３についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年７月１８日（２００２．７．１８）
【訂正の要旨】
（訂正の要旨）
　特許権者が求めている訂正の内容は以下の訂正事項ａのとおりである。
訂正事項ａ．特許請求の範囲の【請求項１】を次のように訂正する。
「【請求項１】色情報を取り出すための可視光領域以外の波長のレーザビームを放射するレーザ光源と、このレーザビームを試料に照射して試料の高解像度の輝度情報を取り出すコンフォーカル光学系とを含む第１の撮像手段と、
　白色光を放射する白色光源と、この白色光源から放射される白色光を前記レーザビームと同時に試料に照射して試料の色情報を前記輝度情報と同時に取り出す非コンフォーカル光学系とを含む第２の撮像手段と、
　これら同時に生成される輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を生成する手段と、
　このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像をリアルタイムで表示する手段と、
を具えることを特徴とするカラー顕微鏡撮像装置。」を
「【請求項１】色情報を取り出すための白色光の波長帯域以外の波長のレーザビームを放射するレーザ光源と、このレーザビームを試料に照射して試料の高解像度の輝度情報を取り出すコンフォーカル光学系とを含む第１の撮像手段と、
　白色光を放射する白色光源と、この白色光源から放射される白色光を前記レーザビームと同時に試料に照射して試料の色情報を前記輝度情報と同時に取り出す非コンフォーカル光学系とを含む第２の撮像手段と、
　これら同時に生成される輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を生成する手段と、
　このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像をリアルタイムで表示する手段と、
を具えることを特徴とするカラー顕微鏡撮像装置。」と、訂正する。
（５４）【発明の名称】
カラー顕微鏡撮像装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　色情報を取り出すための白色光の波長帯域以外の波長のレーザビームを放射するレーザ光源と、このレーザビームを試料に照射して試料の高解像度の輝度情報を取り出すコンフォーカル光学系とを含む第１の撮像手段と、白色光を放射する白色光源と、この白色光源から放射される白色光を前記レーザビームと同時に試料に照射して試料の色情報を前記輝度情報と同時に取り出す非コンフォーカル光学系とを含む第２の撮像手段と、これら同時に生成される輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を生成する手段と、このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像をリアルタイムで表示する手段と、を具えることを特徴とするカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項２】　前記第１の撮像手段および前記第２の撮像手段が、光ビームを２次元的に偏向する手段と、試料に光ビームを照射する対物レンズと、レーザビームと白色光とを分離するダイクロイックミラーとを共通に具えることを特徴とする請求項１に記載のカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項３】　前記レーザ光源を紫外線レーザ光源としたことを特徴とする請求項１または２に記載のカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項４】　単色光を放射する高輝度ランプと、この単色光を試料に照射して試料の高解像度の輝度情報を取り出すコンフォーカル光学系とを含む第１の撮像手段と、白色光を放射する白色光源と、この白色光源から放射される白色光を試料に照射して試料の色情報を取り出す非コンフォーカル光学系とを含む第２の撮像手段と、これら輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を生成する手段と、このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像を表示する手段と、を具えることを特徴とするカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項５】　前記第１の撮像手段および前記第２の撮像手段を時間的に異なるタイミングで動作させるとともに少なくとも先に動作させた撮像手段から出力される輝度情報または色情報を格納する記憶手段を設け、この記憶手段から読み出した輝度情報または色情報に基づいて試料のカラー画像を表示するように構成したことを特徴とする請求項４に記載のカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項６】　前記第１の撮像手段および前記第２の撮像手段が、試料に光ビームを照射する対物レンズを共通に具えることを特徴とする請求項４または５に記載のカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項７】　前記第１の撮像手段に、前記高輝度ランプから放射される単色光を主走査方向に延在するスリット状の光ビームに変換する光ビーム変換手段を設けると共に前記主走査方向と直交する副走査方向に光ビームを偏向する１次元偏向手段を設け、前記第２の撮像手段の非コンフォーカル光学系に、前記光ビーム変換手段および１次元偏向手段によって走査される試料面上の領域全体を同時に照射するように構成したことを特徴とする請求項５または６に記載のカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項８】　前記第１の撮像手段の光ビーム変換手段に、高輝度ランプと対向する端部を点状に集合し、他端を直線状に配列した点一直線変換用ファイバ束と、このファイバ束の直線端と対向して配置されたスリットとを設けたことを特徴とする請求項７に記載のカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項９】　前記第１の撮像手段を、その単色光源の輝点を試料表面に結像し、試料から反射される光ビームをピンホールの開口位置に結像し、この開口を透過した光ビームを受光素子で受光するように構成し、前記第２の撮像手段を、その白色光源から放射される光ビームを試料に投射し、試料を透過してその裏面で反射される光ビームを３原色色分解光学系を介して３原色の光ビームに分解し、それぞれの色の光を受光素子で順次または同時に受光するように構成したことを特徴とする請求項４に記載のカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項１０】　単色光を放射する光源と、この単色光を試料に照射して試料の高解像度の輝度情報を取り出すコンフォーカル光学系とを含む第１の撮像手段と、白色光を放射する白色光源と、この白色光源から放射される白色光を試料に照射して試料の色情報を取り出す非コンフォーカル光学系とを含む第２の撮像手段と、これら輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を生成する手段と、このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像を表示する手段と、を具え、前記第１および第２の撮像手段に、前記単色光および白色光を受光する受光素子と、この受光素子の前面に配置され、前記単色光をそのまま通過させる開口、赤色フィルタ、緑色フィルタおよび青色フィルタを設けた回転フィルタとを共通に設けたことを特徴とするカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項１１】　赤、緑および青色のレーザビームを放射するレーザ光源を設け、これらのレーザビームを試料上に投射し、試料から反射される各色のレーザビームの中心部分のみをコンフォーカル光学系を介して受光する中心受光領域と、各色のレーザビームの周辺部分のみを非コンフォーカル光学系を介して受光する周辺受光領域を有する受光素子を設け、中心部分を受光する中心受光領域の出力信号から輝度情報を、周辺部分を受光する周辺受光領域の出力信号から色情報を生成する手段と、これら輝度情報および色情報から試料のカラー画像信号を生成する手段と、このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像を表示する手段とを設けたことを特徴とするカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項１２】　前記赤、緑および青色のレーザビームを試料上に同時に投射し、試料から反射されるレーザビームを各色のレーザビームに分解し、各色のレーザビームの中心部分のみをコンフォーカル光学系を介して受光する受光領域と、ビームの周辺部分のみを非コンフォーカル光学系を介して受光する受光領域を有する受光素子を各色のレーザビーム毎に設け、これらの受光素子の、レーザビームの中心部分を受光する受光領域の出力信号から輝度情報を生成すると同時に、レーザビームの周辺部分を受光する受光領域の出力信号から色情報を生成し、カラー画像をリアルタイムで表示するように構成したことを特徴とする請求項１１に記載のカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項１３】　試料の高解像度の輝度情報を取り出すコンフォーカル光学系を含む第１の撮像手段と、試料の色情報を取り出す非コンフォーカル光学系を含む第２の撮像手段と、これら輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を生成する手段と、このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像を表示する手段とを具えるカラー顕微鏡撮像装置において、前記第１および第２の撮像手段に共通の光源手段を設けたことを特徴とするカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項１４】　前記共通の光源手段が、それぞれ赤色、緑色および青色のレーザビームを放射する３つのレーザ光源を具えることを特徴とする請求項１３に記載のカラー顕微鏡撮像装置。
　【請求項１５】　試料の高解像度の輝度情報を取り出すコンフォーカル光学系を含む第１の撮像手段と、試料の色情報を取り出す非コンフォーカル光学系を含む第２の撮像手段と、これら輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を生成する手段と、このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像を表示する手段とを具えるカラー顕微鏡撮像装置において、前記第１および第２の撮像手段に、前記コンフォーカル光学系を介して光ビームの中心部のみを受光して輝度情報を出力する中心受光領域と、前記非コンフォーカル光学系を介して光ビームの周辺部のみを受光して色情報を出力する周辺受光領域とを有する受光素子を共通に設けたことを特徴とするカラー顕微鏡撮像装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡によって観察される試料の像を撮像して表示するようにした顕微鏡撮像装置、特に試料の像を高解像度でしかも良好な色再現性を以て表示することができるカラー顕微鏡装置に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】従来、試料の顕微鏡によって観察される像を撮像装置によって光電変換してカラー画像信号を取り出し、この画像信号をモニタ上で表示して試料のカラー画像を得るようにした顕微鏡撮像装置は種々の形式のものが提案されている。その最も一般的な装置においては、白色光源から放射される白色ビームを対物レンズを介して試料上にスポットとして投射し、試料からの反射光を対物レンズで集光し、ダイクロイックミラーによって赤、青、緑の３原色の光に分離し、それぞれの光を受光素子によって受光して赤、青および緑の色信号を取り出し、カラーモニタ上に試料のカラー画像を表示するようにしている。このような、カラー顕微鏡撮像装置によれば、カラーモニタ上に映出される試料のカラー画像の色再現性は優れているが、非コンフォーカル光学系を採用しているので解像度が低いという欠点がある。
　【０００３】本願人は上述した非コンフォーカル光学系を具えるカラー顕微鏡撮像装置の欠点を解消するために、コンフォーカル光学系を採用したカラー顕微鏡撮像装置を既に開発している。図１はこのようなカラー顕微鏡撮像装置の構成を線図的に示すものである。それぞれ赤、緑および青色のレーザ光を放射するレーザ光源１，２および３から光をビームエキスパンダ４、５および６によって平行光束とし、ミラー７およびダイクロイックミラー８、９によって反射させて共通の光路を経てビームスプリッタ１０に入射させ、このビームスプリッタを透過する光を互いに直交するｘおよびｙ方向に偏向するｘ−ｙスキャナ１１で偏向してラスタを形成し、このラスタ像を対物レンズ１２によって試料１３上に投射するようにしている。
　【０００４】試料１３で反射される光を対物レンズ１２で集光し、再びｘ−ｙスキャナ１１に通してデスキャンを行った後、ビームスプリッタ１０に入射させ、ここで反射される光をダイクロイックミラー１４、１５およびミラー１６で反射させて３原色光に分離し、それぞれの光をリレーレンズ１７、１８、１９およびピンホール２０、２１、２２を経て受光素子２４、２５、２６で受光するようにしている。それぞれ青、緑および赤色の光を受光する受光素子２３、２４および２５から出力される信号をそれぞれ増幅器２６、２７および２８で増幅して青色信号Ｂ、緑色信号Ｇおよび赤色信号Ｒを生成し、これらの色信号をカラーモニタ２９に供給して試料１３のカラー画像を表示するようにしている。ここで、レーザ光源１〜３の出射点と試料１３とは対物レンズ１２に関して共役になっているとともに試料１３とピンホール２０〜２２は対物レンズ１２に関して共役となっており、コンフォーカル光学系を構成しているので、カラー画像の解像度は非常に高いものとなっている。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】上述したコンフォーカル光学系を採用したカラー顕微鏡撮像装置は、きわめて解像度の高い画像を映出することができるが、試料によっては色再現性が低いとともに色収差が大きいという欠点がある。以下これについて詳細に説明する。図２はコンフォーカル光学系における青色光束の光路を示すものである。青色レーザ３の出射点Ｏは点光源と見做すことができ、この点Ｏの像を対物レンズ１２によって試料１３の表面上の点Ｐに形成する。この点Ｐの像を対物レンズ１３によってピンホール２０の開口内の点Ｑに形成し、この像を受光素子２３によって撮像するようにしている。このようなコンフォーカル光学系によれば試料の高解像度の像を表示することができる。
　【０００６】ここで色の再現性について考えると、試料１３が金属のように表面反射率の高いものであれば、試料表面からの反射光を受光することによって色を再現することはできる。また、試料１３が薄膜の場合には、干渉像を良好な色再現性を以て表示することができる。しかし、試料１３が印刷物や着色した樹脂や半導体デバイスチップのような場合には、試料の表面からの反射光を受光するだけでは殆ど色を再現することができなかったり、正確な色相を再現することができない。例えば、印刷物である試料１３の色を再現するためには、図２に示すように試料を透過してその内部や底面で反射される光を受光する必要があるが、コンフォーカル光学系ではこのような光はピンホール２０によって遮られ、受光素子２３には入射しない。このような光を受光するようにピンホールを取り除くと最早やコンフォーカル光学系とはならず、解像度が低下してしまうことになる。
　【０００７】また、図１に示すように赤、緑および青の３原色の光を用いる場合には、対物レンズ１２の色収差をこれらすべての色の光に対して補正することは難しく、したがって色収差の影響が大きくなり、コンフォーカル光学系が本来的に持っているきわめて高い解像度を有する画像を表示することが非常に難しい。例えば、倍率の色収差が大きい場合には、３原色光の像の大きさは相違したものとなり、画像の輪郭が鮮鋭に表示されなくなる。このような問題はコンフォーカル光学系に限られたものではなく、非コンフォーカル光学系を用いた従来のカラー顕微鏡撮像装置においても生じるものである。
　【０００８】したがって、本発明の目的は上述した従来の欠点を除去し、任意の試料のカラー画像を、コンフォーカル光学系の特徴であるきわめて高い解像度でしかも良好な色再現性を伴って表示することができるカラー顕微鏡撮像装置を提供しようとするものである。
　【０００９】
　【課題を解決するための手段】本発明によるカラー顕微鏡撮像装置は、コンフォーカル光学系による試料の高解像度の輝度情報を取り出す際１の撮像手段と、非コンフォーカル光学系による試料の低解像度の色情報を取り出す第２の撮像手段と、前記輝度情報と色情報とから試料のカラー画像信号を生成する手段と、このカラー画像信号を受けて試料のカラー画像を表示する手段とを具えることを特徴とするものである。
　【００１０】このような本発明によるカラー顕微鏡撮像装置を実現する際には、コンフォーカル光学系による輝度情報を取り込む動作と、非コンフォーカル光学系による色情報を取り込む動作とを同時に行なう方式（Ｙ−Ｃ同時方式）と順次に行なう方式（Ｙ−Ｃ順次方式）とが考えられる。装置の構成を簡単とするには順次方式が有利であるが、リアルタイムでの画像表示が必要な場合には同時方式を採用する必要がある。
　【００１１】
　【発明の実施の形態】図３は本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の原理的な構成を示す線図である。本例では順次方式を採用するものであるが、説明の便宜上コンフォーカル光学系と非コンフォーカル光学系とを別個の光学系として示してあるが、実際には共通の光学素子を以て構成できるものである。したがって、共通に構成できる素子には同じ符号を付けて示した。先ず、試料の高解像度の輝度情報を取り出すためのコンフォーカル光学系について説明する。レーザ光源３１から放射されるレーザビームをビームエキスパンダ３２、ビームスプリッタ３３、ｘ−ｙスキャナ３４および対物レンズ３５を経て試料３６上に投射する。本発明においては、コンフォーカル光学系は試料の輝度情報を取り出すために使用するので、レーザ光源３１から放射されるレーザビームの波長には特別な制限はないが、対物レンズ３５における収差補正が良好になされる波長とするのが良い。
　【００１２】試料３６で反射されるレーザビームを対物レンズ３５で集光し、ビームスプリッタ３３、ミラー３７および結像レンズ３８を経てピンホール３９の開口位置に収束させ、このピンホールを透過する光を受光素子４０によって受光する。この受光素子４０の出力信号を増幅器４１によって増幅し、輝度情報を表す明度信号Ｌ＊を生成する。この明度信号Ｌ＊は、ＣＩＥＬＡＢ（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）表色系においてメトリック明度と呼ばれているものであり、輝度情報を表すものである。また、後述するように色情報を表す量ａ＊およびｂ＊は色相と彩度に関係するものであり、本明細書においては色度信号と称することにする。
　【００１３】図３に示すように、上述した光学系はコンフォーカル光学系を構成しており、したがって増幅器４１から得られる明度信号Ｌ＊は試料３６の高解像度の輝度情報を表すものである。本発明においては、さらに非コンフォーカル光学系によって試料の色情報を取り出すために、白色光源４２を設け、この光源から放射される白色光をビームスプリッタ３３、ｘ−ｙスキャナ３４および対物レンズ３５を経て試料３６上に投射する。図３では、非コンフォーカル光学系のビームスプリッタ３３、ｘ−ｙスキャナ３４および対物レンズ３５をコンフォーカル光学系のものと別個に示してあるが、これらは同一のものである。
　【００１４】試料３６で反射される白色光を対物レンズ３５およびｘ−ｙスキャナ３４を経てビームスプリッタ３３に入射させ、ここで反射される光をダイクロイックミラー４３、４４およびミラー４５によって青色光、緑色光および赤色光に分離し、それぞれ結像レンズ４６、４７および４８を経て受光素子４９、５０および５１に入射させる。色情報を取り出す光学系は非コンフォーカル光学系であるので、これらの受光素子４９、５０および５１の前面にはピンホールは配置しない。ここで、ミラー３７とダイクロイックミラー４３，４４およびミラー４５とは同一の光路上に配置する必要があるので、ミラー３７を光路に対して挿脱自在とする。上述した受光素子４９、５０および５１からの出力信号をそれぞれ増幅器５２、５３および５４で増幅して青、緑および赤の３原色信号Ｂ，Ｇ，Ｒを生成する。これらの３原色信号を第１の変換回路５５へ供給し、所定の式にしたがって上述したＣＩＥＬＡＢ（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）表色系の色度信号ａ＊およびｂ＊を生成する。この際、明度信号Ｌ＊も生成されるが、この信号は出力端子５６から外部へ出力できるようにしているが、本発明によるカラー画像を表示する上ではこの明度信号は必要でない。
　【００１５】上述した第１の変換回路５４から出力される色度信号ａ＊およびｂ＊をメモリ５７に供給してここに一時的に格納する。上述したコンフォーカル光学系によって試料の高解像度の明度信号Ｌ＊を取り出すのに同期してメモリ５７から読み出した色度信号色度ａ＊およびｂ＊を明度信号Ｌ＊とともに第２の変換回路５８へ供給し、ここで所定の式にしたがってＣＩＥＬＡＢ（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）表色系の信号を３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂへ変換する。本発明では、色情報は非コンフォーカル光学系によって取り出し、輝度情報はコンフォーカル光学系によって取り出しているので、第２の変換回路５７で生成される３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは高解像度であるとともに色再現性も高いものとなる。したがって、このようにして得られる３原色信号をカラーモニタ５９へ供給することにより高解像度であるとともに色再現性の良いカラー画像を表示することができる。
　【００１６】図４は図３に示した原理的な構成に基づく本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の第１の実施例の光学系の部分の構成を示すものである。コンフォーカル光学系は、光源６１、それから放射される光ビームをガイドする光ファイバ６２、多数の光ファイバの一端を集めて光ファイバ６２の出射端と対向させ、他端を一方向に配列した点−直線変換用ファイバ束６３、このファイバ束の直線状の出射端と対向するように配置されたスリット６４、リレーレンズ６５、ビームスプリッタ６６、ドライバ６７によって光を副走査方向に偏向するように駆動される走査ミラー６８、リレーレンズ６９、ハーフミラー７０および対物レンズ７１を具えており、スリット６４の像を対物レンズ７１によって試料７２上に形成するようにしている。光源６１は反射鏡付きの水銀ランプやキセノンランプなどの高輝度ランプとすることができる。ハーフミラー７０は選択的に光路に挿入できるようになっており、コンフォーカル光学系による輝度情報を取り込む際には光路から外しておく。走査ミラー６８は、スリット６４を透過する光束の長手方向と直交する方向に偏向するものであるので、スリットと走査ミラーとによって光ビームのラスタが形成され、それが試料７２上に投射されるものとなる。
　【００１７】コンフォーカル光学系においては、試料７２で反射された光は対物レンズ７１で集光され、リレーレンズ６９を介して走査ミラー６８に再び入射されてデスキャン作用を受け、直線状の光束に変換される。この直線状の光束は、さらにビームスプリッタ６６を透過し、結像レンズ７３によって回転フィルタ７４を経て１次元ＣＣＤより成る受光素子７５上に結像される。回転フィルタ７４には、赤、緑、青色のフィルタ部分７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂと、単なる開口７４Ｔとを設け、コンフォーカル光学系によって試料７２の高解像度の輝度情報を取り出す際には、開口７４Ｔを光路中に位置させる。
　【００１８】さらに、非コンフォーカル光学系によって試料７２の色情報を取り出すために、全可視域の光を放射する白色光源７６を設け、それから放射される白色光を光ファイバ７７によって点−円変換用のファイバ束７８に導き、このファイバ束から出射される直径の大きな光ビームをリレーレンズ７８，７９、開口絞り８１、リレーレンズ８２、視野絞り８３およびリレーレンズ８４を経てハーフミラー７０に入射させる。すなわち、この場合には、ハーフミラー７０は光路内に挿入しておく。ハーフミラー７０で反射された白色光は対物レンズ７１によって試料７２上に大きなスポットとして投射される。
　【００１９】試料７２で反射された白色光は対物レンズ７１で集光され、ハーフミラー７０およびリレーレンズ６９を経て走査ミラー６８に入射され、ここで副走査方向に偏向される。走査ミラー６８で偏向された白色光はビームスプリッタ６６を透過し、結像レンズ７３によって受光素子７５上に結像される。非コンフォーカル光学系を用いて試料７２の色情報を取り出す際には、回転フィルタ７４の赤色、緑色および青色フィルタ７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂを順次に光路内に挿入してそれぞれ赤色、緑色および青色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを取り出すようにする。このようにして１次元ＣＣＤ７５から順次に出力される信号を、図３に示した処理回路によって処理して試料の高解像度の輝度情報と色情報とを取り出すことができるが、本例では３原色信号も順次に取り出されるのでメモリ５７は第１の変換回路５５の入力側に配置する必要がある。本例では、高解像度の輝度情報を取り出すコンフォーカル光学系の一部と、色再現性の良い色情報を取り出す非コンフォーカル光学系の一部とを共用したので、全体の構成を簡単とすることができるが、リアルタイムで試料のカラー画像を表示することはできない。また、このようにメモリを使用する場合には、リサイジングなどの画像処理を施すことができる。
　【００２０】図５は本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の第２の実施例の構成を示すものであり、本例ではＹ−Ｃ同時方式のものである。コンフォーカル光学系による試料の高解像度の輝度情報を取り出すために、レーザ光源９１を設け、これから放射されるレーザ光をビームエキスパンダ９２によって所定の径のレーザビームとし、ミラー９３、ダイクロイックミラー９４、ビームスプリッタ９５、ｘ−ｙスキャナ９６および対物レンズ９７を介して試料９８上に投射する。
　【００２１】試料９８で反射されるレーザビームを、対物レンズ９７，ｘ−ｙスキャナ９６を経てビームスプリッタ９５に入射させ、このビームスプリッタで反射されるレーザビームをダイクロイックミラー９９で反射させた後、結像レンズ１００によってピンホール１０１の開口位置に試料の像を形成する。このピンホール１０１を透過した光を受光素子１０２によって受光し、その出力信号を増幅器１０３によって増幅することにより試料の高解像度の輝度情報を表す明度信号Ｌ＊を生成する。
　【００２２】一方、色情報を取り出すための非コンフォーカル光学系には、白色光源１０４を設け、それから放射される白色光ビームをダイクロイックミラー９４で反射させ、ビームスプリッタ９５、ｘ−ｙスキャナ９６および対物レンズ９７を経て試料９８上に投射する。試料９８から反射される白色光ビームを、対物レンズ９７、ｘ−ｙスキャナ９６、ビームスプリッタ９５およびダイクロイックミラー９９を介してダイクロイックミラー１０５、１０６および１０７に順次に入射させ、青色光、緑色光および赤色光に分割し、それぞれの色の光を結像レンズ１０８，１０９および１１０を経て受光素子１１１，１１２および１１３へ入射させる。これらの受光素子１１１，１１２および１１３からの出力信号をそれぞれ増幅器１１４，１１５および１１６で増幅して３原色信号Ｂ，Ｇ，Ｒを生成する。このようにして非コンフォーカル光学系による色再現性の良い色情報を取り出すことができる。
　【００２３】上述したように増幅器１１４，１１５および１１６から出力される３原色信号Ｂ，Ｇ，Ｒを第１の変換回路１１７へ供給し、３原色信号から所定の式にしたがって上述したＣＩＥＬＡＢ（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）表色系の色度信号ａ＊およびｂ＊を生成する。この際、明度信号Ｌ＊も生成されるが、上述したようにこの信号は使用しない。このようにして得られる色度信号ａ＊およびｂ＊を第２の変換回路１１８へ供給する。この第２の変換回路１１８へは、増幅器１０３から出力される明度信号Ｌ＊をも供給し、これら色度信号ａ＊およびｂ＊と明度信号Ｌ＊を３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂへ変換し、これらの３原色信号をカラーモニタ１１９へ供給して試料９８のカラー画像を表示する。このようにしてきわめて解像度が高いとともに色再現性の良好なカラー画像を得ることができる。本例ではＹ−Ｃ同時方式を採用しているので、輝度情報を取り出すためのレーザビームは色情報を取り出すための白色光の波長帯域外のものとする必要があるので、レーザ光源９１としては紫外線レーザを放射するものとする。また、それに応じてダイクロイックミラー９４は紫外線は透過するが、可視光は反射するようなものであり、ダイクロイックミラー９９は紫外線は反射するが可視光は透過するようなものである。
　【００２４】図６は本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の第３の実施例の構成を示すものである。本例の装置は図５に示した第２の実施例において、非コンフォーカル光学系を透過照明としたものであり、図５に示した素子を同じ素子には同じ符号を付けて示した。本例では、非コンフォーカル光学系の白色光源１０４から放射される白色光をミラー９４ａによって反射させ、コリメータレンズ１２０を介して試料９８にその裏面から投射する。試料９８を透過した白色光は、図５に示した第２の実施例と同様にして青色光、緑色光および赤色光に分離されてそれぞれ受光素子１１１，１１２および１１３で受光される。したがって、これらの受光素子１１１，１１２および１１３から色再現性の良い３原色信号が得られることになる。本例のコンフォーカル光学系は図５に示した第２の実施例のものと本質的に同じであるが、ミラー９３とビームスプリッタ９５との間にダイクロイックミラーは配置されていない。
　【００２５】図７は本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の第４の実施例の構成を示すものである。本例では、赤色レーザ光源１２１、緑色レーザ光源１２２および青色レーザ光源１２３を設け、これらのレーザ光源から放射されるレーザビームをそれぞれビームエキスパンダ１２４，１２５および１２６で成形した後、ミラー１２７およびダイクロイックミラー１２８，１２９によって共通の光路に導く。これらのレーザビームをビームスプリッタ１３０、ｘ−ｙスキャナ１３１および対物レンズ１３２を経て試料１３３上に投射する。試料１３３で反射されるレーザビームを対物レンズ１３２、ｘ−ｙスキャナ１３１およびビームスプリッタ１３０を介してダイクロイックミラー１３４，１３５および１３６に導き、それぞれ青色レーザビーム、緑色レーザビームおよび赤色レーザビームに分離し、これらのレーザビームをそれぞれ結像レンズ１３７，１３８および１３９を介して受光素子１４０，１４１および１４２へ入射させる。
　【００２６】ここで、それぞれ青色レーザビーム、緑色レーザビームおよび赤色レーザビームを受光素子１４０，１４１および１４２は、中心の狭い面積を有する中心受光領域１４０ａ，１４１ａおよび１４２ａと、周辺の広い面積の周辺受光領域１４０ｂ，１４０ｂおよび１４０ｂとを有し、中心受光領域でコンフォーカル光学系による光を受光し、周辺受光領域で非コンフォーカル光学系による光を受光するように構成する。したがって、中心受光領域１４０ａ，１４１ａおよび１４２ａの出力信号を増幅器１４３ａ，１４４ａおよび１４５ａで増幅することによりコンフォーカル光学系による高解像度の３原色信号ＢＨ，ＧＨおよびＲＨが得られ、周辺受光領域１４０ｂ，１４１ｂおよび１４２ｂの出力信号をそれぞれ増幅器１４３ｂ，１４４ｂおよび１４５ｂで増幅することにより非コンフォーカル光学系による低解像度であるが色再現性の良い３原色信号ＢＬ，ＧＬおよびＲＬが得られる。
　【００２７】上述したようにして得られる非コンフォーカル光学系による３原色信号ＢＬ，ＧＬおよびＲＬを第１の変換回路１４６に供給し、３原色信号からＣＩＥＬＡＢ（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）表色系の明度信号Ｌ＊および色度信号ａ＊，ｂ＊を生成する。このようにして得られる色度信号ａ＊，ｂ＊を第２の変換回路１４７へ供給する。この第２の変換回路１４７には、高解像度の３原色信号ＢＨＧＨおよびＲＨの内のいずれかをスイッチ１４８で選択して供給する。周知のように、３原色信号のなかでは緑色信号が最も輝度情報を多く含んでいるので、通常は緑色信号ＧＨを選択すれば良い。第２の変換回路１４７においては、この緑色信号ＧＨを明度信号Ｌ＊として見做して上述した色度信号ａ＊，ｂ＊とともに処理し、３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成する。このようにして得られる３原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂをカラーモニタ１４９へ供給することにより高解像度であるとともに色再現性の良いカラー画像を表示することができる。なお、本例においては、コンフォーカル光学系による高解像度の３原色信号ＢＨ，ＧＨおよびＲＨおよび非コンフォーカル光学系による低解像度ではあるが色再現性の良い３原色信号ＢＬ，ＧＬおよびＲＬをそれぞれカラーモニタ１５および１５１へ供給して画像を表示するようにしている。
　【００２８】本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例えば、Ｙ−Ｃ同時方式に基づく第２〜第４の実施例においては、コンフォーカル光学系の光源を紫外線を放射するものとしたが、可視域の中の特定の波長の光を放射するものとすることもできる。この場合には、可視域の中の特定の波長の光を選択的に透過または反射する狭帯域のフィルタをダイクロイックミラーの代わりに用いれば良い。さらに、図７に示した第４の実施例においては、コンフォーカル光学系によって取り出した何れか一つの色信号をスイッチ１４８によって選択して第２の変換回路１４７へ供給するようにしたが、３原色信号ＢＨ，ＧＨおよびＲＨを０．１１ＢＨ＋０．５９ＧＨ＋０．３０ＲＨの割合で混合して得られる輝度信号Ｙを第２の変換回路へ供給するようにしても良い。また、図７に示す第４の実施例においては、３原色の光をそれぞれ放射するレーザ光源を使用しているので、倍率の色収差の影響が出る可能性があるが、そのような影響を軽減するためにリサイジング処理を施すこともできる。
　【００２９】
　【発明の効果】上述したように、本発明によるカラー顕微鏡撮像装置においては、コンフォーカル光学系によって取り出した高解像度の輝度情報と、非コンフォーカル光学系によって取り出した色再現性の良好な色情報とを合成してカラー画像信号を作成するようにしたので、高解像度であるとともに色再現性の良いカラー画像を表示することができる。この場合、色情報には色収差による誤差が入っているが、輝度情報には色収差による誤差がないので、画像として見た場合には色収差による影響は眼には目立たない。
【図面の簡単な説明】
　【図１】図１は、従来のコンフォーカル光学系によるカラー顕微鏡撮像装置の構成を示す線図である。
　【図２】図２は、同じくその動作を説明するための線図である。
　【図３】図３は、本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の基本的な構成を示す線図である。
　【図４】図４は、本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の第１の実施例の構成を示す線図である。
　【図５】図５は、本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の第２の実施例の構成を示す線図である。
　【図６】図６は、本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の第３の実施例の構成を示す線図である。
　【図７】図７は、本発明によるカラー顕微鏡撮像装置の第４の実施例の構成を示す線図である。
　【符号の説明】
３１　レーザ光源、３２　ビームエキスパンダ、３３　ビームスプリッタ、３４ｘ−ｙスキャナ、３５　対物レンズ、３６　試料、３７　ミラー、３８　結像レンズ、３９　ピンホール、４０　受光素子、４１　増幅器、４２　白色光源、４３，４４　ダイクロイックミラー、４５　ミラー、４６，４６，４８　結像レンズ、４９，５０，５１　受光素子、５２，５３，５４　増幅器、５５　第１変換回路、５７　メモリ、５８　第２変換回路、５９　カラーモニタ、６１　コンフォーカル光学系用光源、６２　光ファイバ、６３　点−直線変換用ファイバ束、６４　スリット、６５　リレーレンズ、６６　ビームスプリッタ、６７　ドライバ、６８　走査ミラー、６９　リレーレンズ、７０　ハーフミラー、７１　対物レンズ、７２　試料、７３結像レンズ、７４　回転フィルタ、７５　１次元ＣＣＤ、７６　非コンフォーカル光学系用光源、７７　光ファイバ、７８　点−円変換用ファイバ束、７９，８０，８２，８４　リレーレンズ、８１　開口絞り、８２　視野絞り、９１　紫外線レーザ、９２　ビームエキスパンダ、９３　ミラー、９４　ダイクロイックミラー、９４ａ　ミラー、９５　ビームスプリッタ、９６　ｘ−ｙスキャナ、９７　対物レンズ、９８　試料、９９，１０５，１０６　ダイクロイックミラー、１００，１０８，１０９，１１０　結像レンズ、１０１　ピンホール、１０２，１１１，１１２，１１３受光素子、１０３，１１４，１１５，１１６　増幅器、１１７　第１変換回路、１１８　第２変換回路、１１９　カラーモニタ、１２０　コリメータレンズ、１２１，１２２，１２３　レーザ光源、１２４，１２５，１２６　ビームエキスパンダ、１２７　ミラー、１２８，１２９　ダイクロイックミラー、１３０ビームスプリッタ、１３１　ｘ−ｙエキスパンダ、１３２　対物レンズ、１３３　試料、１３４，１３５　ダイクロイックミラー、１３６　ミラー、１３７，１３８，１３９　結像レンズ、１４０，１４１，１４２　受光素子、１４３ａ，１４３ｂ，１４４ａ，１４４ｂ，１４５ａ，１４５ｂ増幅器、１４６　第１変換回路、１４７　第２変換回路、１４８　スイッチ、１４９，１５０，１５１　カラーモニタ