(57)【要約】【課題】十分な暗視野照明状態を得ることができるようにする。【解決手段】制御部４０は、光偏向素子３６の面上に２次元に配列された複数の微小ミラーの各々を個別に制御して、明視野照明を行う場合には、明視野照明領域Ａｂ内の微小ミラーをオン状態にし、暗視野照明を行う場合には、暗視野照明領域Ａｄ内の微小ミラーをオン状態にすることで、明視野照明と暗視野照明とを切り替える。これにより、明視野照明から暗視野照明に切り替えるに際し、暗視野照明光路以外の領域に照明光が照射されないようにすることができるので、十分な暗視野照明状態を得ることが可能となる。本発明は、例えば、明視野照明及び暗視野照明の併用照明を行う顕微鏡に適用できる。【選択図】図１
2011013484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
明視野照明と暗視野照明とでそれぞれ異なる光路を有し、試料を照明するための光源の各位置からの光を平行光束にして前記試料を照明する照明光学系と、
選択的に偏向制御可能な複数の微小ミラーからなり、前記光源の各位置からの光が平行光束となる前記照明光学系の光路中に配置され、その平行光束のうち一部を所定の方向に偏向する光偏向素子と、
前記複数の微小ミラーの偏向制御を行って、平行光束となった光による明視野照明と暗視野照明とを切り替える制御手段と
を備え、
前記制御手段は、明視野照明から暗視野照明に切り替えた場合、平行光束の一部を暗視野照明光路に偏向するとともに、それ以外の平行光束が明視野照明光路に入らないように、前記複数の微小ミラーを偏向制御する
ことを特徴とする顕微鏡。
【請求項２】
鏡筒内に設けられる保持部材に保持され、明視野照明をする場合には、前記光偏向素子により前記所定の方向に偏向された平行光束を、前記試料上に集光する集光光学素子をさらに備え、
前記制御手段は、明視野照明から暗視野照明に切り替えた場合、前記鏡筒と前記保持部材との間の暗視野照明光路に平行光束の一部を偏向するとともに、それ以外の平行光束が前記保持部材にあたらないように、前記複数の微小ミラーを偏向制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項３】
前記光偏向素子は、前記集光光学素子の光軸に対して前記光源とは反対側の領域に配置される
ことを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡。
【請求項４】
前記複数の微小ミラーにより偏向された照明に不要な光を減光する光減光部材をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の顕微鏡。
【請求項５】
前記集光光学素子は、顕微鏡に具備する結像光学系を構成する対物レンズを兼ねており、前記光源からの光を導入して前記試料を落射照明する
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡による観察方法としては、光源から照射された光束により試料を直接照明する明視野照明による観察の他に、光源から照射された光束のうちの光軸付近の光束を遮光し、その周辺部の光束のみにより試料を照明する暗視野照明による観察が知られている。
【０００３】
また、明視野照明と暗視野照明の切り替えを可能にすることで、明視野観察と暗視野観察の両方の観察を行うことのできる顕微鏡もある。
【０００４】
特許文献１には、照明光学系の中にデジタルミラーデバイス（DMD：Digital Micromirror Device）などの空間的光変調器を用いた顕微鏡において、空間的光変調器の透過特性を制御して明視野照明及び暗視野照明の切り替えを達成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００１−５２１２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１を含む従来の技術であると、明視野照明から暗視野照明に切り替えたとき、単に光軸近傍以外の画素を照明状態にすることしか開示されておらず、十分な暗視野照明状態が得られなかった。そのため、被検物の拡散光が生じた位置とそれ以外の位置とでコントラストが大きくならないため、微小な散乱物体を発見することが難しかった。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、明視野照明から暗視野照明に切り替えるに際し、十分な暗視野照明状態を得ることが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】
【０００８】
本発明の顕微鏡は、明視野照明と暗視野照明とでそれぞれ異なる光路を有し、試料を照明するための光源の各位置からの光を平行光束にして前記試料を照明する照明光学系と、選択的に偏向制御可能な複数の微小ミラーからなり、前記光源の各位置からの光が平行光束となる前記照明光学系の光路中に配置され、その平行光束のうち一部を所定の方向に偏向する光偏向素子と、前記複数の微小ミラーの偏向制御を行って、平行光束となった光による明視野照明と暗視野照明とを切り替える制御手段とを備え、前記制御手段は、明視野照明から暗視野照明に切り替えた場合、平行光束の一部を暗視野照明光路に偏向するとともに、それ以外の平行光束が明視野照明光路に入らないように、前記複数の微小ミラーを偏向制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、十分な暗視野照明状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用した落射照明型の顕微鏡の一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明を適用した落射照明型の顕微鏡の一実施の形態の構成を示す図である。
【図３】光偏向素子の有する微小ミラーの動作を説明する図である。
【図４】対物レンズの形状の例を示す模式図である。
【図５】明視野照明領域Ａｂと暗視野照明領域Ａｄの詳細を示す図である。
【図６】本発明を適用した透過照明型の顕微鏡の一実施の形態の構成を示す図である。
【図７】本発明を適用した透過照明型の顕微鏡の一実施の形態の構成を示す図である。
【図８】光偏向素子の有する微小ミラーの制御の例を示す図である。
【図９】本発明を適用した透過照明型の顕微鏡の一実施の形態の他の構成を示す図である。
【図１０】本発明を適用した透過照明型の顕微鏡の一実施の形態の他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１及び図２は、本発明を適用した落射照明型の顕微鏡の一実施の形態の構成を示している。
【００１３】
図１は、明視野観察時の落射照明型の顕微鏡１を側面から見た外観図であり、図２は、暗視野観察時の落射照明型の顕微鏡１を側面から見た外観図である。なお、図１及び図２においては、顕微鏡１内に配置される光学系の構成が分かるように一部を断面で示しており、その断面により示される部材には斜線が施されている。
【００１４】
図１に示すように、顕微鏡１において、その本体部１１には、試料Ｓを載置したステージ１２が取り付けられており、このステージ１２は、Ｘ方向とＹ方向に移動可能である。
【００１５】
ステージ１２の上方には、レボルバ１３が回転自在に配置されている。このレボルバ１３にはいくつかの対物レンズ１４が着脱自在に取り付けられており、検鏡者は必要に応じてレボルバ１３を回転させて、所望の対物レンズ１４を選択的に光軸上に配置できる。また、ステージ１２には、駆動装置（不図示）が接続されており、ステージ１２と対物レンズ１４とをＺ方向に相対移動させる。
【００１６】
本体部１１の上面には、接眼鏡筒１５が配置されている。この接眼鏡筒１５には、接眼レンズ１６が装着されている。これにより、検鏡者は、接眼レンズ１６を介して試料Ｓの像を観察することができる。また、本体部１１の背面、すなわち、接眼鏡筒１５の反対側には、落射照明用のランプハウス１７が配置されている。また、本体部１１内には、制御部４０と指示部４１が備えられている。この制御部４０は、後述する光偏向素子３６と指示部４１に接続されており、指示部４１に入力された照明状態に合わせて光偏向素子３６を制御する。
【００１７】
次に、顕微鏡１内に配置される光学系について説明する。
【００１８】
図１に示されるように、ランプハウス１７内には、光源３１と、コリメータレンズ３２が収容されている。また、ハロゲンランプ等の光源３１の各位置から放射された照明光束は、コリメータレンズ３２、リレーレンズ３３、視野絞り３４、フィールドレンズ３５、光偏向素子３６、ハーフミラー３７、及び対物レンズ１４からなる照明光学系に入射する。照明光束は、コリメータレンズ３２により平行光になった後、本体部１１内に導かれる。本体部１１において、照明光束は、リレーレンズ３３と、視野絞り３４によって、その一部が遮られる。そして、視野絞り３４を通過した光源の像からの光束は、フィールドレンズ３５に到達し、平行光束となり光偏向素子３６に到達する。光偏向素子３６によりハーフミラー３７に偏向された光束は、対物レンズ１４で集光されて、試料Ｓを照明する。
【００１９】
光偏向素子３６は、対物レンズ１４の光軸に対して、光源３１とは反対側の領域に配置される。この本体部１１内の領域は、一般的に、光学素子が配置されない領域（デッドスペース）であるので、光偏向素子３６を配置することで、使用していない領域を有効活用することになる。
【００２０】
光偏向素子３６は、制御部４０からの制御にしたがって選択的に偏向制御が可能な複数の微小な光偏向ミラー（以下、微小ミラーという）を有し、それらの微小ミラーをそれぞれ独立に制御することにより、１方向から入射した光を領域毎に独立して様々な方向に偏向することが可能である。この光偏向素子３６としては、例えば、微小なマイクロミラーが２次元に配列されたピクセル構造のユニットであるDMD（Digital Micromirror Device）が用いられる。
【００２１】
このDMDなどの光偏向素子３６では、図３に示すように、各微小ミラーを保持する保持部に印加する電圧のオン／オフ制御によって、２次元に配列された微小ミラー５１の各々の向きを、２方向に角度制御することが可能である。具体的には、ｉ×ｊ（ｉ，ｊ：自然数）の２次元に配列された複数の微小ミラー５１i,jのうちの、微小ミラー５１m,n（１≦ｍ≦ｉ，１≦ｎ≦ｊ）と、微小ミラー５１p,q（１≦ｐ≦ｉ，１≦ｑ≦ｊ）を代表して説明すれば、フィールドレンズ３５により導かれる図中右方向からの光は、微小ミラー５１m,nと微小ミラー５１p,qのそれぞれに入射する。このとき、微小ミラー５１p,qはオン状態となっているので、入射してくる光を、図中右上方向のハーフミラー３７側に偏向する。一方、微小ミラー５１m,nはオフ状態となっているので、入射してくる光を、図中上方向の光減光部材３８側に偏向する。すなわち、微小ミラー５１i,jのオン／オフ制御を行うことにより、微小ミラー５１i,jの各々によって、１方向から入射してくる光を、図中右上方向のハーフミラー３７と、図中上方向の光減光部材３８との２方向に導くことが可能となる。
【００２２】
ところで、明視野照明又は暗視野照明を行うとき、それらの照明を行う領域は、対物レンズ１４の形状に対応したものとなる。そこで、図４を参照して、対物レンズ１４の形状について説明する。図４において、上側の図は、対物レンズ１４の上面図を示し、そのＡ−Ａ断面図が下側の図として示されている。
【００２３】
図４に示すように、対物レンズ１４には、その鏡筒１４Ａ内に、固定部材１４Ｃ１ないし１４Ｃ３により固定される内筒１４Ｂが設けられる。この内筒１４Ｂの中空部には、光軸に沿ってレンズ１４ａないし１４ｄが保持され、これにより、所定の倍率を得るための複数のレンズが鏡筒１４Ａ内に配置される。明視野照明を行う場合、光源３１から出射された照明光の光束のうちの中心部付近の光束により試料Ｓを、対物レンズ１４の光軸近傍の入射角度で照明する必要があるので、対物レンズ１４では、その照明光の光束が、内筒１４Ｂの中空部内の明視野照明光路ＯＰｂに導かれる。
【００２４】
すなわち、明視野観察を行う場合、指示部４１に明視野観察の指示が入力されると、制御部４０は、次のような制御を光偏向素子３６に与える。明視野観察では、明視野照明光路ＯＰｂ内に照明光を入射させる必要があるので、光偏向素子３６においては、光源３１から出射されて照明光学系に入射し、光偏向素子３６に到達した光のうち、対物レンズ１４の光軸近傍、つまり、明視野照明に寄与する部分の光が、ハーフミラー３７側に偏向されるように、制御部４０により全ての微小ミラー５１を場所毎にオン／オフ状態を制御する。
【００２５】
具体的には、図５ａは、光偏向素子３６において２次元に配列された微小ミラー５１i,jと、対物レンズ１４の照明光路との関係を図示しており、微小ミラー５１i,jをオン状態にした領域に対応する対物レンズ１４の照明光路に、光源３１から出射された照明光が導かれる。すなわち、明視野照明の場合、図４の明視野照明光路ＯＰｂを通過する照明光により、対物レンズ１４の光軸近傍の入射角度で試料Ｓを照明するので、光偏向素子３６では、２次元に配列した微小ミラー５１i,jのうち、対物レンズ１４の中心部のレンズ側、つまり、図５ｂに示すように、対物レンズ１４の明視野照明光路ＯＰｂに対応する領域（以下、明視野照明領域Ａｂという）内の微小ミラー５１i,jをオン状態にし、それ以外の領域に配置された微小ミラー５１i,jをオフ状態にする制御が行われる。
【００２６】
図１に戻り、光偏向素子３６において明視野照明領域Ａｂ内の微小ミラー５１i,jをオン状態にすることで、ハーフミラー３７により反射された光は、対物レンズ１４の明視野照明光路ＯＰｂを通過して試料Ｓを照明する。一方、本実施の形態では、対物レンズ１４、結像レンズ３９、及び接眼レンズ１６で結像光学系となっている。照明された試料Ｓからの反射光が、対物レンズ１４及びハーフミラー３７を透過して、結像レンズ３９により接眼鏡筒１５内で結像し、接眼レンズ１６に導かれる。これにより、検鏡者は、試料Ｓの像を明視野観察することができる。
【００２７】
なお、このとき、オフ状態の微小ミラー５１i,jによって光減光部材３８側に偏向された光は、像に寄与しない不要な光となるため、光減光部材３８により減光される。この光減光部材３８としては、例えば、減光（ＮＤ：Neutral Density）フィルタや植毛紙などの光を吸収するものが用いられる。このような光減光部材３８を配設することにより、不要な光が迷光となって観察に影響することを防止している。なお、光減光部材３８を配置する代わりに、その領域を黒色で塗装することでも同様の効果を得られるが、光減光部材３８を配するほうがよりコントラストの良い像を得ることができる。また、迷光に関して言及すれば、光偏向素子３６からハーフミラー３７に向かう照明光のうち、ハーフミラー３７を通過する光に関しても同様の処置を施すのが好ましい。
【００２８】
このように、明視野観察時においては、光偏向素子３６の２次元に配列した微小ミラー５１i,jのうち、明視野照明領域Ａｂ内の微小ミラー５１i,jをオン状態にすることで、オン状態にされた微小ミラー５１i,jにより反射された光が、ハーフミラー３７側に偏向され、その偏向された光が、対物レンズ１４の中心部の明視野照明光路ＯＰｂに導かれ、試料Ｓを照明することになる。
【００２９】
次に、暗視野観察時の顕微鏡１について、図２を参照しながら説明する。なお、図２の顕微鏡１では、図１の明視野観察時の顕微鏡１と同一の箇所には同一の符号が付してあり、その部分に関しては適宜説明を省略する。すなわち、図２の暗視野照明での観察を行う顕微鏡１は、図１の顕微鏡１と同様の構成を有しているが、試料Ｓに照射する照明光を、明視野照明から暗視野照明に切り替えているため、光偏向素子３６の２次元に配列された微小ミラー５１i,jのオン／オフ状態が異なっている。
【００３０】
図２に示すように、暗視野照明を行う場合、光源３１から出射された照明光の光束のうちの中心部付近の光束を遮光し、その周辺部の光束のみにより試料Ｓを照明する必要があるので、対物レンズ１４では、図４に示すように、その照明光の光束が、鏡筒１４Ａと内筒１４Ｂとの間の空間である暗視野照明光路ＯＰｄに導かれる。
【００３１】
すなわち、暗視野観察を行う場合、指示部４１に暗視野観察の指示が入力されると、制御部４０は、次のような制御を光偏向素子３６に与える。暗視野観察では、暗視野照明光路ＯＰｄ内に照明光を入射させる必要があるので、光偏向素子３６においては、光源３１から出射されて照明光学系に入射し、光偏向素子３６に到達した光のうち、対物レンズ１４の周辺部、つまり、暗視野照明に寄与する部分の光が、ハーフミラー３７側に偏向されるように、制御部４０により全ての微小ミラー５１を場所毎にオン／オフ状態を制御する。
【００３２】
具体的には、暗視野照明の場合、図４の暗視野照明光路ＯＰｄを通過する照明光により試料Ｓを照明するので、光偏向素子３６では、２次元に配列した微小ミラー５１i,jのうち、対物レンズ１４の外側、つまり、図５ｃに示すように、対物レンズ１４の暗視野照明光路ＯＰｄに対応する領域（以下、暗視野照明領域Ａｄという）内の微小ミラー５１i,jをオン状態にし、それ以外の領域に配置された微小ミラー５１i,jをオフ状態にする制御が行われる。
【００３３】
図２に戻り、暗視野照明領域Ａｄ内の微小ミラー５１i,jをオン状態にすることによって略ドーナツ状に形成された照明光は、ハーフミラー３７で偏向され、対物レンズ１４の暗視野照明光路ＯＰｄへと導かれ、試料Ｓを照明する。そして、試料Ｓにより散乱した光は、対物レンズ１４、ハーフミラー３７、及び結像レンズ３９により接眼鏡筒１５内で結像し、接眼レンズ１６に導かれる。これにより、検鏡者は、試料Ｓの像を暗視野観察することができる。
【００３４】
一方、暗視野照明に不要となる光、すなわち、対物レンズ１４のレンズ中心部に達する光や対物レンズ１４の暗視野照明光路ＯＰｄに達しない光は、光偏向素子３６の微小ミラー５１をオフ状態にしておくことで、図１と同様に、図中上方向の光減光部材３８に導かれる。
【００３５】
なお、図４に示すように、対物レンズ１４において、レンズ１４ａないし１４ｄを保持するための内筒１４Ｂは、固定部材１４Ｃ１ないし１４Ｃ３により３箇所で固定されているため、図５ｃに示すように、本来ならば、その３箇所の固定部材に対応する領域の微小ミラー５１i,jをオフ状態にするのが望ましいが、その制御が困難である場合にはその３箇所の固定部材に対応する領域の微小ミラー５１i,jの状態をオン状態にし、暗視野照明領域Ａｄを完全なドーナツ型にしてもよい。すなわち、内筒１４Ｂ及び固定部材１４Ｃ１ないし１４Ｃ３からなる保持部材に照明光をあててしてしまうと迷光の原因となるので、暗視野照明領域Ａｄ（図５ｃ）では、保持部材に対応する領域の微小ミラー５１i,jをオフ状態にすることにより、迷光を未然に防止しているが、明視野照明光路ＯＰｂに照明光が入らないようにして、さらに、内筒１４Ｂに対して照明光があたらないようにするだけでも、迷光を抑制することができる。
【００３６】
このように、暗視野観察時においては、光偏向素子３６の２次元に配列した微小ミラー５１i,jのうち、暗視野照明領域Ａｄ内の微小ミラー５１i,jをオン状態にすることで、オン状態にされた微小ミラー５１i,jにより反射された光が、ハーフミラー３７側に偏向され、その偏向された略ドーナツ状に形成された光が、対物レンズ１４の暗視野照明光路ＯＰｄへと導かれ、試料Ｓを照明することになる。このとき、明視野照明光路ＯＰｂに照明光が入らないようにするだけでなく、内筒１４Ｂや固定部材１４Ｃ１ないし１４Ｃ３等の保持部材に対しても照明光があたらないように、微小ミラー５１を制御しているので、十分な暗視野照明状態を得ることができる。これにより、例えば、被検物の拡散光が生じた位置とそれ以外の位置とのコントラストが大きくなり、微小な散乱物体を容易に発見することが可能となる。
【００３７】
また、上述した例では、照明方式として、落射照明を採用した場合を例に説明したが、本発明は、試料Ｓの背後から照明光を照射する透過照明にも適用できる。そこで、次に、図６ないし図１０を参照して、本発明を適用した透過照明型の顕微鏡について説明する。この顕微鏡について、図６には明視野観察時の構成が示され、図７には暗視野観察時の構成が示されている。
【００３８】
図６の顕微鏡１０１は、図１の顕微鏡１と比べて、その照明方式が落射照明型と透過照明型とで異なっているが、その外観の構成、すなわち、本体部１１１ないしランプハウス１１７は、図１の本体部１１ないしランプハウス１７に対応した構成となっている。また、本体部１１１内に配置された照明光学系についても、図１の本体部１１内の照明光学系と比べて、その配置位置が、試料Ｓを載置するステージよりも上側の筐体内か、下側の筐体内かで異なっているが、基本的には同一の光学部材が配置されており、図６の光源１３１ないし光偏向素子１３６は、図１の光源３１ないし光偏向素子３６に対応している。また、図６の下側に示すように、光偏向素子１３６は、図１の光偏向素子３６と同様に、２次元に配列された微小ミラー１５１を有しており、制御部１４０によって、指示部１４１に入力された照明状態に応じた制御が行われることで、各微小ミラー１５１の向きが２方向に制御される。
【００３９】
すなわち、光偏向素子１３６は、明視野照明を行う場合、図６に示すように、光源１３１から出射されて照明光学系に入射し、光偏向素子１３６に到達した平行光束のうち、明視野照明に寄与する部分の光を、オン状態の微小ミラー１５１により、コンデンサレンズ１３７側に偏向する。例えば、光偏向素子１３６では、明視野照明の場合には、光偏向素子１３６に到達した平行光束のうちの中心部付近の光束により試料Ｓを照明する必要があるので、２次元に配列した微小ミラー１５１のうち、上述した図５ｂの明視野照明領域Ａｂと同様に、照明光学系の光軸を中心にした円形の領域（以下、明視野照明領域Ａｂ’という）内の微小ミラー１５１がオン状態にされ、それ以外の領域に配置された微小ミラー１５１がオフ状態にされる。
【００４０】
そして、光偏向素子１３６により偏向された照明光は、コンデンサレンズ１３７を透過して試料Ｓを照明し、対物レンズ１１４を透過した後、接眼鏡筒１１５内に配置される結像レンズ（不図示）により結像し、接眼レンズ１１６に導かれる。一方、オフ状態の微小ミラー１５１により光減光部材１３８側に偏向された光は、像に寄与しない不要な光となるため、図１の光減光部材３８と同様の性質を有する光減光部材１３８により減光される。
【００４１】
また、図７に示すように、暗視野照明を行う場合には、コンデンサレンズ１３７の周辺のみから照明光を入射させる必要があり、対物レンズ１１４に直接入射する光は遮断されていなければならないので、光偏向素子１３６は、光偏向素子１３６に到達した平行光束のうち、コンデンサレンズ１３７の周辺部、つまり、暗視野照明に寄与する部分の光を、オン状態の微小ミラー１５１により、コンデンサレンズ１３７側に偏向する。例えば、光偏向素子１３６では、２次元に配列した微小ミラー１５１のうち、図６の透過照明の明視野照明領域Ａｂ’の周囲に同心円上に形成される略ドーナツ型の領域（以下、暗視野照明領域Ａｄ’という）内の微小ミラー１５１がオン状態にされ、それ以外の領域に配置された微小ミラー１５１がオフ状態にされる。
【００４２】
なお、図６の透過照明の明視野照明領域Ａｂ’は、照明光学系の光軸を中心にして形成された円形の領域であり、図７の透過照明の暗視野照明領域Ａｄ’は、その円形の領域の周囲に同心円上に形成された略ドーナツ型の領域であって、それらの領域の境界は任意である。また、この暗視野照明領域Ａｄ’は、図５ｃの暗視野照明領域Ａｄとは異なり、内筒１４Ｂや固定部材１４Ｃ１ないし１４Ｃ３等の保持部材に対応する領域が除かれていないが、透過照明型の顕微鏡１０１において、光学部材を保持するための保持部材が設けられ、その保持部材に照明光があたる場合には、図５ｃの暗視野照明領域Ａｄと同様に、その保持部材に対応する領域の微小ミラー１５１を、オフ状態にすればよい。
【００４３】
そして、略ドーナツ状に形成された照明光は、コンデンサレンズ１３７へと偏向され、コンデンサレンズ１３７の周辺部から試料Ｓを照明する。このときの照明であるが、対物レンズ１１４のＮＡよりも小さい角度の光は、遮光された状態となっているので、このような照明を行うと、対物レンズ１１４には直接照明光が入射することなく、試料Ｓにより散乱した光のみが入射することになる。一方、オフ状態の微小ミラー１５１により光減光部材１３８側に偏向された光は、光減光部材１３８により減光される。
【００４４】
なお、図６及び図７の光偏向素子１３６においては、微小ミラー１５１がオン状態となったときに、コンデンサレンズ１３７側に照明光が偏向される構成としているが、図８に示すように、微小ミラー１５１がオフ状態となったときに、コンデンサレンズ１３７側に照明光が偏向される構成としてもよい。図８ａは明視野照明の構成、図８ｂは暗視野照明の構成をそれぞれ示しており、コンデンサレンズ１３７側に入射させない光の偏向方向が異なる以外は、図６及び図７の顕微鏡１０１と同様の構成を有しており、オン状態の微小ミラー１５１により偏向された光の先には、図６及び図７と同様の光減光部材１３８（不図示）が配置されている。このような構成を採用することにより、フィールドレンズ１３５や光偏向素子１３６のサイズを小さく構成することが可能となる。
【００４５】
また、図９及び図１０に示すように、照明光学系に、さらに、照明光をコンデンサレンズ１３７に導くための全反射ミラー１３９を配置し、その全反射ミラー１３９に対して、フィールドレンズ１３５からの平行光束が導けるように光偏向素子１３６の配置を変更した構成としてもよい。すなわち、フィールドレンズ１３５からの平行光束は、明視野照明を行う場合、図９に示すように、光偏向素子１３６の２次元に配列された微小ミラー１５１のうち、明視野照明領域Ａｂ’内のオン状態の微小ミラー１５１により全反射ミラー１３９側に偏向され、暗視野照明を行う場合、図１０に示すように、暗視野照明領域Ａｄ’内のオン状態の微小ミラー１５１により全反射ミラー１３９側に偏向される。そして、全反射ミラー１３９によりコンデンサレンズ１３７に偏向された照明光は、コンデンサレンズ１３７を透過して試料Ｓを照明する。また、図９及び図１０の光偏向素子１３６において、オフ状態の微小ミラー１５１により、全反射ミラー１３９とは異なる方向に偏向された光の先には、光減光部材１３８が配置されており、この光減光部材１３８によって減光される。
【００４６】
このように、図９及び図１０の構成を採用することで、直接、光偏向素子１３６によりコンデンサレンズ１３７に偏向するのではなく、一度、全反射ミラー１３９に偏向させ、その後、コンデンサレンズ１３７へと偏向させることになり、偏向角度が小さくなり、ひいては、光偏向素子１３６やフィールドレンズ１３５、その他の光学部材のサイズを小さくすることが可能となる。また、顕微鏡１０１内のデッドスペースに、光偏向素子１３６や光減光部材１３８を配置することができるので、装置自体をコンパクトに構成することが可能となる。
【００４７】
以上のように、本発明によれば、明視野照明から暗視野照明に切り替えるに際し、光偏向素子３６，１３６の２次元に配列した微小ミラー５１，１５１の偏向制御により、暗視野照明光路以外の領域に照明光が照射されないようにすることができるので、十分な暗視野照明状態を得ることが可能となる。また、本発明によれば、光偏向素子３６，１３６の２次元に配列した微小ミラー５１，１５１の偏向制御により、明視野照明と暗視野照明とを切り替えることができるので、簡便に、異なる種類の観察方法を切り替えることができる。
【００４８】
また、本発明によれば、従来の明視野照明と暗視野照明との切り替え機構に比べ、必要となる絞りやガイドなどの駆動部品などが必要なくなり、部品点数が少ない構成をとれるため、精度や耐久度が増すとともに、製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００４９】
さらに、本発明においては、駆動制御を行うのはDMDなどの光偏向素子３６，１３６のみであるため、明視野照明と暗視野照明との切り替え速度を高速にすることができるとともに、発塵を抑制できる。このことは、発塵による汚染の防止に繋がるので、特に半導体検査用の顕微鏡にとっては大きなメリットとなる。
【００５０】
なお、光偏向素子３６，１３６の一例であるDMDの個々のマイクロミラーの稼働範囲は、10度〜20度程度と狭い範囲となる。このDMDを照明光学系に配置するためには、DMDでの反射を含め１以上の反射面を照明光学系内に設けて照明光軸を偏向しなければならない。ところが、マイクロミラーの稼働範囲は、前述のように狭いので、照明光軸の偏向角度を、例えば90度などの効率的な角度で構成することができず、どうしても、１回反射の場合には略Ｖ字形状、２回反射の場合には略Ｚ字形状の照明光軸となり、顕微鏡内に大きなスペースを必要としていた。しかしながら、本発明によれば、顕微鏡内のデッドスペースである結像光軸よりも検鏡者側にDMDを配置することが可能で、かつ、極めて小さなスペースで光学系を配置できるので、装置自体をコンパクトに構成することが可能となる。
【００５１】
また、本実施の形態では、光源３１，１３１と試料Ｓとが共役な関係となる照明光学系を例示しているが、このような照明光学系に限られず、光源３１，１３１に対して試料Ｓが共役の関係にない、例えばケーラー照明による照明光学系に用いてもよい。その際には、照明光学系中の光源３１，１３１の像が形成される位置に光偏向素子３６，１３６を設けることで、試料Ｓへの照明方向を切り替えることができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態では、光を全反射する光偏向素子３６，１３６の代わりに、例えば、ある状態では光を反射させ、ある状態では光を透過させる液晶素子などの、２次元的に光を所望の方向に反射させる分布を変えられる素子を用いることもできる。ただし、光を全反射するタイプのほうが、光の減衰を少なくすることができるので、本実施の形態の光偏向素子３６，１３６のような全反射タイプを用いるのが好適である。
【００５３】
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】
【００５４】
１，１０１  顕微鏡，  １１，１１１  本体部，  １２，１１２  ステージ，  １３，１１３  レボルバ，  １４，１１４  対物レンズ，  １４Ａ  鏡筒，  １４Ｂ  内筒，  １４Ｃ１ないし１４Ｃ３  固定部材，  １５，１１５  接眼鏡筒，  １６，１１６  接眼レンズ，  １７，１１７  ランプハウス，  ３１，１３１  光源，  ３２，１３２  コリメータレンズ，  ３３，１３３  リレーレンズ，  ３４，１３４  視野絞り，  ３５，１３５  フィールドレンズ，  ３６，１３６  光偏向素子，  ３７  ハーフミラー，  ３８，１３８  光減光部材，  ３９  結像レンズ，  ４０，１４０  制御部，  ４１，１４１  指示部，  ５１，１５１  微小ミラー，  １３７  コンデンサレンズ，  １３９  全反射ミラー，  Ａｂ  明視野照明領域，  Ａｄ  暗視野照明領域，  ＯＰｂ  明視野照明光路，  ＯＰｄ  暗視野照明光路，  Ｓ  試料
【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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