(57)【要約】  本発明は少なくとも光源と、被検査物体用キャリアと、照明された物体を記録する検出器と、操作の間に主として、光源から物体に、さらに物体から検出器に通る光通路とで構成される光学顕微鏡に関し、等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜が光源と物体との間の光通路に配置され、物体のキャリアはキャリア面で物体を調節する駆動装置を備え、金属薄膜の穴の直径は約２５０ｎｍよりも小さくし、駆動装置はキャリア面に垂直な方向に物体用キャリアを調節するよう構成され、物体の立体像を構成するため検出器に接続された処理装置が設けられる。【選択図】図４
2007507744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光源と、被検査物体用キャリアと、照明された物体を記録する検出器と、操作の間に主として、光源から物体に、さらに物体から検出器に通る光通路とで構成される光学顕微鏡であって、
等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜が光源と物体との間の光通路に配置され、物体のキャリアはキャリア面で物体を調節する駆動装置を備える光学顕微鏡において、
金属薄膜の穴の直径は約２５０ｎｍよりも小さくし、
駆動装置はキャリア面に垂直な方向に物体用キャリアを調節するよう構成され、
物体の立体像を構成するため検出器に接続された処理装置を設ける
ことを特徴とする光学顕微鏡。
【請求項２】
等間隔の穴アレイは、隣接する穴を通過する光の回折模様が相互に干渉しないような相互間の距離を有する穴を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光学顕微鏡。
【請求項３】
駆動装置は、キャリア面で全範囲にわたる調節（ａ）を行ない、次いで、キャリア面に垂直にステップ状調節（ｂ）を行ない、その後、キャリア面で全範囲にわたる更なる調節（ｃ）を行なうよう構成され、さらに物体全体が照明されるまで調節（ａ），（ｂ）および（ｃ）を繰り返すことを特徴とする請求項１または２に記載の光学顕微鏡。
【請求項４】
駆動装置は、キャリア面に垂直に全範囲にわたる調節（ｄ）を行ない、次いで、キャリア面（ｅ）で調節を行ない、その後、キャリア面に垂直に全範囲にわたる更なる調節（ｆ）を行なうよう構成され、さらに物体全体が照明されるまで調節（ｄ），（ｅ）および（ｆ）を繰り返すことを特徴とする請求項１または２に記載の光学顕微鏡。
【請求項５】
検出器に接続された処理装置は物体上の各照明点の広がり関数を処理するよう構成されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光学顕微鏡。
【請求項６】
処理装置は物体上の各照明点の広がり関数を渦巻き状に処理することを特徴とする請求項５に記載の光学顕微鏡。
【請求項７】
金属薄膜は均一な１枚の薄膜であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光学顕微鏡。
【請求項８】
物体を照明および／または物体を光通過させる光源と、物体から発する光を記録する検出器とを使用して物体の光学像を得る方法であって、
等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜を光源と物体の間に配置し、金属薄膜にほぼ平行な面において物体を移動させる方法において、
金属薄膜の穴の直径は２５０ｎｍよりも小さくし、
物体および金属薄膜を互いに離間または接近する方向に移動させ、
かつ、検出器で記録された光を物体の立体像を形成するよう処理する
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも光源と、被検査物体用キャリアと、照明された物体を記録する検出器と、操作の間に主として、光源から物体に、さらに物体から検出器に通る光通路とで構成される光学顕微鏡であって、等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜が光源と物体との間の光通路に配置され、物体のキャリアはキャリア面で物体を調節する駆動装置を備える光学顕微鏡に関する。
【０００２】
また本発明は、物体を照明および／または物体を光通過させる光源と、物体から発する光を記録する検出器とを使用して物体の光学像を得る方法であって、等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜を光源と物体の間に配置し、金属薄膜にほぼ平行な面において物体を移動させる方法にも関する。以後、金属薄膜は金属板とも呼ぶ。
【背景技術】
【０００３】
近傍界の検出に基づくこの種の光学顕微鏡および方法は特許文献１とともに特許文献２からも公知である。厚さのある物体の測定実施、または一般的に、比較的厚い物体の測定実施はここでは可能ではない。
【０００４】
共焦測定に基づくこの種の顕微鏡および方法は特許文献３で公知である。解像力が制限される。
この種の光学顕微鏡および方法はＵＳ−０９／９８１２８０で出願され、特許文献４で公開されたものからも公知である。
【０００５】
特許文献４から、いわゆる表面プラズモン・エンハンス顕微鏡装置が公知であり、物体が顕微鏡のレンズの上に置かれ、多数ファイバの束、すなわち、いくつかの出口を備えたグラスファイバプローブが物体を照明するために物体に非常に接近して置かれる。照明のために、励起レーザー、発光ダイオード、アークランプまたはその他の白色光発生器などの適当な光源が使用でき、これらはフィルタと偏光子を通過したあとファイバ束に導かれる。物体の近傍でファイバ束の端を出た光で物体上に複数の光点が投影され、このために通常使用される光学器具を使用して、物体はＣＣＤとして構成された検出器によって遠方界において感知検出される。物体は水平面で調節できる台としてのキャリア上に載置される。これによって、物体の全表面をフレーム内に持ってくるように物体をＸＹ方向に調節できる。
【０００６】
特許文献４において物体を照明するのに多数ファイバの束が使用されるが、金属薄膜を使用してこの特許文献５に関する複数の光ビームを得ることも可能である。しかし、この特許文献５に関する金属薄膜の構造は、膜の上側と下側で異なる金属が使用されており、いくぶん複雑となる。  
【特許文献１】ＵＳ−４６６２７４７
【特許文献２】ＵＳ−２００３／０１４７０８３
【特許文献３】ＵＳ−２００３／００３０７９４
【特許文献４】ＵＳ−２００２／００５６８１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、解像力の高い物体の立体像を得ることの可能な方法および光学顕微鏡を提供することにある。高解像力とは２００ｎｍよりも良いことを意味する。
序文に記載の金属薄膜を設けた光学顕微鏡をより簡単な構造にすることも目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の第１の形態により提案する方法は、穴の直径が約２５０ｎｍよりも小さい金属薄膜を使用し、物体と金属薄膜を互いに離間または接近するよう移動させ、かつ検出器で記録された光を物体の立体像を形成するよう処理することを特徴とする。
【０００９】
発明によるこの方法において、物体を静止させて金属薄膜を可動にすることが可能である。金属板を可動にする場合、金属板で構成される装置は静止するように組み立てることができる。物体を静止させるよう組み立てて、一方、金属板で構成される装置を含む金属板は可動に組み立てることも考えられる。
【００１０】
それにもかかわらず、装置および金属板を静止状態になるよう組み立てて、立体結像のための物体を装置内で調節するようにするのが一層効果的である。このために、本発明による光学顕微鏡は、物体用キャリアをキャリア面に垂直な方向に調節するよう構成され、物体の立体像を形成するため検出器に接続された処理装置を設けることを特徴とする。
【００１１】
発明によって容易に得られる物体の立体像は生物セルまたはその他の生物材料を研究する際に特に有効となる。光源からの光はこのようなセルを正確に通過できる。
発明による別の形態の光学顕微鏡は、金属薄膜が約２５０ｎｍよりも小さい直径の穴を有し、かつ均一な１枚の薄膜であることを特徴とする。この金属薄膜の等間隔の穴アレイを通して出てくる光の広がりは小さいのが好ましい。
【００１２】
さらに、発明による光学顕微鏡は簡単に製造でき、安価で利用できる。さらに、発明による顕微鏡には好ましい共焦特性がある。
物体像は光学顕微鏡の１つの実施形態で便利に取得でき、この実施形態によると等間隔の穴アレイが、隣接する穴を通過する光の回折模様が相互に干渉しないような相互距離となる穴を備えることを特徴とする。
【００１３】
より迅速な像取得が望ましい場合は、穴は互いにより接近して配置し、検出器に接続される処理装置は物体上の各照明点の広がり関数を処理するよう構成する必要がある。
高い物体解像力を得るための有効な手段は、物体上の照明点の広がり関数を処理装置で渦巻き状に処理することである。
【００１４】
発明による光学顕微鏡の特別の実施形態によると、物体の立体結像はキャリア面で全範囲にわたる調節（ａ）を行ない、次いで、キャリア面に垂直にステップ状調節（ｂ）を行ない、その後、キャリア面で全範囲にわたる更なる調節（ｃ）を行なうよう構成され、さらに物体全体が照明されるまで調節（ａ），（ｂ）および（ｃ）を繰り返す駆動装置によって有効に実施できる。
【００１５】
別の実施形態によると、物体の立体結像はキャリア面に垂直に全範囲にわたる調節（ｄ）を行ない、次いで、キャリア面で調節（ｅ）を行ない、その後、キャリア面に垂直に全範囲にわたる調節（ｆ）を行なうよう構成され、さらに物体全体が照明されるまで調節（ｄ），（ｅ）および（ｆ）を繰り返す駆動装置によって有効に実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、図面を参照し、限定しない典型的な実施形態によって発明をさらに説明する。
図１（Ａ）は５０ｎｍから５μｍまでの厚さの金属薄膜の一部を示す。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の金属薄膜に等間隔の穴アレイを設けたものを示す。
【００１７】
実際には、図２に示すように、等間隔の穴アレイを設けたこのような金属薄膜の穴間の距離は約１μｍである。図２に示す金属薄膜は蒸着法によってガラス基板上に銀が形成された厚さ６００ｎｍの薄膜から作られ、穴の直径は約２５０ｎｍ、本例では約２００ｎｍより小さく、ＸおよびＹ方向の中心間の距離は８００ｎｍである。穴の最小直径は、例えば約１０ｎｍにすることができる。光学顕微鏡の用途に応じて金属薄板は適当な金属にすることができるが、銀、アルミニウム、金などが好ましい。
【００１８】
図２に示す金属薄板を使用して物体を照明すると特別の結果が得られる。穴に達し通過する光の大部分は、そのスペクトル成分に関し、金属薄膜によって影響を受ける。さらに、金属薄膜の適当な具体例では、薄膜を通過する光は非常に小さい角度で回折する。
【００１９】
金属薄膜を通して照明した物体から発する光は標準の遠方界光学器具、例えば、被研究物体から適当な距離を置いて配置した対物レンズを使用して検出できる。次いで、光はＣＣＤカメラなどで検出できる。金属薄膜の穴間の距離が十分にあり、物体上の隣接する２つの照明点の遠方界回折が重ならない場合は、ＣＣＤカメラで検出した信号をそのまま使用して物体像を得ることが可能である。表面全体を照明して表面像が得られるまで、物体を通常の方法でＸＹ方向に調節することで物体全体をフレーム内に入れることができる。
【００２０】
上記の方法で金属薄膜を物体の照明に使用する場合、説明のため、金属薄膜の限定された領域に対して測定された光強度の立体図を図３に示す。
図４は発明による光学顕微鏡の作動原理を示す。適当な光源からの光１は等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜２に当たる。金属薄膜２の穴３を通過した光は低レベル、例えば約６°で回折する。被研究物体４は金属薄膜２の後方で出来るだけ金属薄膜２に近い光通路に置かれる。穴３を通過した光は、図では１つの点５として示される物体４の蛍光点を照明可能である。
【００２１】
物体４の後方の光通路において、物体４から発する光の遠方界に従来の光学器具が検出用に設けられる。これらの光学器具には、例えば、レンズ６、フィルタ７、ＣＣＤ８または他の適当な検出器が含まれる。
【００２２】
物体４の蛍光点５によって発せられた光は、図５に示す広がり関数の形でＣＣＤ８によって検出される。図５は物体４と金属薄膜２との間の様々な距離Ｕに対する広がり関数を示す。距離ＵはＣＣＤ面において広がり度合とともに広がり曲線の頂点に明らかに影響を与える。
【００２３】
図６は発明による光学顕微鏡の概略図を示す。光源９からの光が光学器具１０，１１，１２を介し、図１，２，３および４を参照して説明した等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜１３の方向に向かう。金属薄膜１３を通過した光は被研究物体１４を照明する。結果として前記物体１４から発せられた光は従来の光学器具１５，１６を介して検出器１７に向かい検出器１７によって検出される。この検出器１７は、例えば、ＣＣＤカメラである。検出器１７で検出された光は処理装置、例えば、物体１４の再構成された像を示すＶＤＵを備えたコンピュータ１８で処理される。  
【００２４】
金属薄板１３をＸＹ方向およびＸＹ面に垂直なＺ方向の両方向に調節して、金属薄板１３の立体調節を容易にするため金属薄板１３は駆動ユニット２０に連結され、それによって処理装置１８で前記物体１４の立体像が構成できるよう物体１４を照明することができる。このため、駆動装置はＸＹおよびＺ方向に５から５００ｎｍの範囲のステップで移動される。
【００２５】
すでに説明したように、物体１４を静止状態にし、金属薄板１３をＸＹ方向およびＺ方向の両方向に可動にすることも可能である。この後者の実施形態では、金属薄板を含む装置を静止状態にし、金属薄板のみを調節可能にすることも可能である。この場合、検出器１７に接続された処理装置１８は、物体１４上の検出された光点に対して適当な（ソフトウエア）調節を行う必要がある。理論的に考えられる可能性は物体１４を静止させて、金属薄板１３を含む装置全体を可動にすることである。この可能性の実現性は少ないが、それにもかかわらず出願人の利益となる独占権を完全に含めるように言及するものである。
【００２６】
典型的な実施形態によって行った以上の説明は特許請求の範囲を限定するものではない。図６に示す光学顕微鏡の実施形態は特許請求の範囲に規定する発明の精神から逸脱することなく多くの方法で変更可能である。例えば、物体から発する蛍光に向かい、焦点を合わせるように使用する検出器および光学器具を光源と同じ側に配置することが可能である。これは検出器における光の出力が減少することを意味するが、この実施形態ではさらに改善された解決が達成できるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】Ａは金属薄膜を、Ｂは等間隔の穴アレイを有する金属薄膜を示す。
【図２】発明による等間隔の穴アレイを有する金属薄膜の拡大一般例を示す。
【図３】図２による金属薄膜を通って入射する光の検出強度分布の立体像を示す。
【図４】発明による光学顕微鏡の概略図を示す。
【図５】発明による光学顕微鏡において図２による金属薄膜を使用して得られるいくつかの広がり関数を示す。
【図６】発明による光学顕微鏡の第２の概略図を示す。
【図１】
2007507744.tif 000003
【図２】
2007507744.tif 000004
【図３】
2007507744.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007507744.tif 000007
【図６】
2007507744.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月6日(2005.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光源と、被検査物体用キャリアと、照明された物体を記録する検出器と、操作の間に主として、光源から物体に、さらに物体から検出器に通る光通路とで構成される光学顕微鏡であって、
等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜が光源と物体との間の光通路に配置され、物体のキャリアはキャリア面で物体を調節する駆動装置を備え、
金属薄膜の穴の直径は約２５０ｎｍよりも小さくし、
駆動装置はキャリア面に垂直な方向に物体用キャリアを調節するよう構成され、
物体の立体像を構成するため検出器に接続された処理装置を設けた
光学顕微鏡において、
検出器に接続された処理装置は物体上の各照明点の広がり関数を処理するように構成された
ことを特徴とする光学顕微鏡。
【請求項２】
処理装置は物体上の照明点の広がり関数を渦巻き状に処理することを特徴とする請求項１に記載の光学顕微鏡。  
【請求項３】
駆動装置は、キャリア面で全範囲にわたる調節（ａ）を行ない、次いで、キャリア面に垂直にステップ状調節（ｂ）を行ない、その後、キャリア面で全範囲にわたる更なる調節（ｃ）を行なうよう構成され、さらに物体全体が照明されるまで調節（ａ），（ｂ）および（ｃ）を繰り返すことを特徴とする請求項１または２に記載の光学顕微鏡。
【請求項４】
駆動装置は、キャリア面に垂直に全範囲にわたる調節（ｄ）を行ない、次いで、キャリア面で調節（ｅ）を行ない、その後、キャリア面に垂直に全範囲にわたる更なる調節（ｆ）を行なうよう構成され、さらに物体全体が照明されるまで調節（ｄ），（ｅ）および（ｆ）を繰り返すことを特徴とする請求項１または２に記載の光学顕微鏡。
【請求項５】
金属薄膜は均一な１枚の薄膜であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光学顕微鏡。
【請求項６】
物体を照明および／または物体を光通過させる光源と、物体から発する光を記録する検出器とを使用して物体の光学像を得る方法であって、
等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜を光源と物体の間に配置し、金属薄膜にほぼ平行な面において物体を移動させ、
金属薄膜の穴の直径は２５０ｎｍよりも小さくし、
物体および金属薄膜を互いに離間または接近する方向に移動させ、
かつ、検出器で記録された光を物体の立体像を形成するよう処理する
方法において、
前記処理には物体上の各照明点の広がり関数を計算することが含まれる
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記処理には物体上の各照明点の広がり関数を渦巻き状に処理することが含まれる請求項６に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも光源と、被検査物体用キャリアと、照明された物体を記録する検出器と、操作の間に主として、光源から物体に、さらに物体から検出器に通る光通路とで構成される光学顕微鏡であって、等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜が光源と物体との間の光通路に配置され、物体のキャリアはキャリア面で物体を調節する駆動装置を備える光学顕微鏡に関する。
【０００２】
また本発明は、物体を照明および／または物体を光通過させる光源と、物体から発する光を記録する検出器とを使用して物体の光学像を得る方法であって、等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜を光源と物体の間に配置し、金属薄膜にほぼ平行な面において物体を移動させる方法にも関する。以後、金属薄膜は金属板とも呼ぶ。
【背景技術】
【０００３】
近傍界の検出に基づくこの種の光学顕微鏡および方法は特許文献１とともに特許文献２からも公知である。厚さのある物体の測定実施、または一般的に、比較的厚い物体の測定実施はここでは可能ではない。
【０００４】
共焦測定に基づくこの種の顕微鏡および方法は特許文献３で公知である。解像力が制限される。
この種の光学顕微鏡および方法はＵＳ−０９／９８１２８０で出願され、特許文献４で公開されたものからも公知である。
【０００５】
特許文献４から、いわゆる表面プラズモン・エンハンス顕微鏡装置が公知であり、物体が顕微鏡のレンズの上に置かれ、多数ファイバの束、すなわち、いくつかの出口を備えたグラスファイバプローブが物体を照明するために物体に非常に接近して置かれる。照明のために、励起レーザー、発光ダイオード、アークランプまたはその他の白色光発生器などの適当な光源が使用でき、これらはフィルタと偏光子を通過したあとファイバ束に導かれる。物体の近傍でファイバ束の端を出た光で物体上に複数の光点が投影され、このために通常使用される光学器具を使用して、物体はＣＣＤとして構成された検出器によって遠方界において感知検出される。物体は水平面で調節できる台としてのキャリア上に載置される。これによって、物体の全表面をフレーム内に持ってくるように物体をＸＹ方向に調節できる。
【０００６】
特許文献４において物体を照明するのに多数ファイバの束が使用されるが、金属薄膜を使用してこの特許文献５に関する複数の光ビームを得ることも可能である。しかし、この特許文献５に関する金属薄膜の構造は、膜の上側と下側で異なる金属が使用されており、いくぶん複雑となる。  
【０００７】
さらに特許文献４には、物体用キャリアとして３軸平行移動台を使用し、さらに開示された表面プラズモン・エンハンス顕微鏡は被調査物体の蛋白質の位置の１組の立体データを再構成するために使用されることが記載されている。
【特許文献１】ＵＳ−４６６２７４７
【特許文献２】ＵＳ−２００３／０１４７０８３
【特許文献３】ＵＳ−２００３／００３０７９４
【特許文献４】ＵＳ−２００２／００５６８１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、解像力の高い物体の立体像を迅速に得ることの可能な方法および光学顕微鏡を提供することにある。高解像力とは２００ｎｍよりも良いことを意味する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の第１の形態により提案する方法は、検出器に接続された処理装置は物体上の各照明点の広がり関数（スプレッドファンクション）を処理するように構成されたことを特徴とする。
【００１０】
金属薄膜の穴が互いにより接近して配置できるので、像の迅速な取得が可能となる。
高い物体解像力を得るための有効な手段は、物体上の照明点の広がり関数を処理装置で渦巻き状に処理することである。
【００１１】
発明による光学顕微鏡の特別の実施形態によると、物体の立体結像はキャリア面で全範囲にわたる調節（ａ）を行ない、次いで、キャリア面に垂直にステップ状調節（ｂ）を行ない、その後、キャリア面で全範囲にわたる更なる調節（ｃ）を行なうよう構成され、さらに物体全体が照明されるまで調節（ａ），（ｂ）および（ｃ）を繰り返す駆動装置によって有効に実施できる。
【００１２】
別の実施形態によると、物体の立体結像はキャリア面に垂直に全範囲にわたる調節（ｄ）を行ない、次いで、キャリア面で調節（ｅ）を行ない、その後、キャリア面に垂直に全範囲にわたる調節（ｆ）を行なうよう構成され、さらに物体全体が照明されるまで調節（ｄ），（ｅ）および（ｆ）を繰り返す駆動装置によって有効に実施できる。
【００１３】
発明によるこの方法において、物体を静止させて金属薄膜を可動にすることが可能である。金属板を可動にする場合、金属板で構成される装置は静止するように組み立てることができる。物体を静止させるよう組み立てて、一方、金属板で構成される装置を含む金属板は可動に組み立てることも考えられる。
【００１４】
それにもかかわらず、装置および金属板を静止状態になるよう組み立てて、立体結像のための物体を装置内で調節するようにするのが一層効果的である。
光学顕微鏡は約２５０ｎｍよりも小さい直径の穴を有する金属薄膜を備える。薄膜は均一な１枚の薄膜である。この金属薄膜の等間隔の穴アレイを通して出てくる光の広がりは小さのが好ましい。これによって、発明による光学顕微鏡は簡単に製造でき、安価で利用できる。さらに、発明による顕微鏡には好ましい共焦特性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、図面を参照し、限定しない典型的な実施形態によって発明をさらに説明する。
図１（Ａ）は５０ｎｍから５μｍまでの厚さの金属薄膜の一部を示す。図１（Ｂ）は図１（Ａ）の金属薄膜に等間隔の穴アレイを設けたものを示す。
【００１６】
実際には、図２に示すように、等間隔の穴アレイを設けたこのような金属薄膜の穴間の距離は約１μｍである。図２に示す金属薄膜は蒸着法によってガラス基板上に銀が形成された厚さ６００ｎｍの薄膜から作られ、穴の直径は約２５０ｎｍ、本例では約２００ｎｍより小さく、ＸおよびＹ方向の中心間の距離は８００ｎｍである。穴の最小直径は、例えば約１０ｎｍにすることができる。光学顕微鏡の用途に応じて金属薄板は適当な金属にすることができるが、銀、アルミニウム、金などが好ましい。
【００１７】
図２に示す金属薄板を使用して物体を照明すると特別の結果が得られる。穴に達し通過する光の大部分は、そのスペクトル成分に関し、金属薄膜によって影響を受ける。さらに、金属薄膜の適当な具体例では、薄膜を通過する光は非常に小さい角度で回折する。
【００１８】
金属薄膜を通して照明した物体から発する光は標準の遠方界光学器具、例えば、被研究物体から適当な距離を置いて配置した対物レンズを使用して検出できる。次いで、光はＣＣＤカメラなどで検出できる。金属薄膜の穴間の距離が十分にあり、物体上の隣接する２つの照明点の遠方界回折が重ならない場合は、ＣＣＤカメラで検出した信号をそのまま使用して物体像を得ることが可能である。表面全体を照明して表面像が得られるまで、物体を通常の方法でＸＹ方向に調節することで物体全体をフレーム内に入れることができる。
【００１９】
上記の方法で金属薄膜を物体の照明に使用する場合、説明のため、金属薄膜の限定された領域に対して測定された光強度の立体図を図３に示す。
図４は発明による光学顕微鏡の作動原理を示す。適当な光源からの光１は等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜２に当たる。金属薄膜２の穴３を通過した光は低レベル、例えば約６°で回折する。被研究物体４は金属薄膜２の後方で出来るだけ金属薄膜２に近い光通路に置かれる。穴３を通過した光は、図では１つの点５として示される物体４の蛍光点を照明可能である。
【００２０】
物体４の後方の光通路において、物体４から発する光の遠方界に従来の光学器具が検出用に設けられる。これらの光学器具には、例えば、レンズ６、フィルタ７、ＣＣＤ８または他の適当な検出器が含まれる。
【００２１】
物体４の蛍光点５によって発せられた光は、図５に示す広がり関数の形でＣＣＤ８によって検出される。図５は物体４と金属薄膜２との間の様々な距離Ｕに対する広がり関数を示す。距離ＵはＣＣＤ面において広がり度合とともに広がり曲線の頂点に明らかに影響を与える。
【００２２】
図６は発明による光学顕微鏡の概略図を示す。光源９からの光が光学器具１０，１１，１２を介し、図１，２，３および４を参照して説明した等間隔の穴アレイを設けた金属薄膜１３の方向に向かう。金属薄膜１３を通過した光は被研究物体１４を照明する。結果として前記物体１４から発せられた光は従来の光学器具１５，１６を介して検出器１７に向かい検出器１７によって検出される。この検出器１７は、例えば、ＣＣＤカメラである。検出器１７で検出された光は処理装置、例えば、物体１４の再構成された像を示すＶＤＵを備えたコンピュータ１８で処理される。  
【００２３】
金属薄板１３をＸＹ方向およびＸＹ面に垂直なＺ方向の両方向に調節して、金属薄板１３の立体調節を容易にするため金属薄板１３は駆動ユニット２０に連結され、それによって処理装置１８で前記物体１４の立体像が構成できるよう物体１４を照明することができる。このため、駆動装置はＸＹおよびＺ方向に５から５００ｎｍの範囲のステップで移動される。
【００２４】
すでに説明したように、物体１４を静止状態にし、金属薄板１３をＸＹ方向およびＺ方向の両方向に可動にすることも可能である。この後者の実施形態では、金属薄板を含む装置を静止状態にし、金属薄板のみを調節可能にすることも可能である。この場合、検出器１７に接続された処理装置１８は、物体１４上の検出された光点に対して適当な（ソフトウエア）調節を行う必要がある。理論的に考えられる可能性は物体１４を静止させて、金属薄板１３を含む装置全体を可動にすることである。この可能性の実現性は少ないが、それにもかかわらず出願人の利益となる独占権を完全に含めるように言及するものである。
【００２５】
典型的な実施形態によって行った以上の説明は特許請求の範囲を限定するものではない。図６に示す光学顕微鏡の実施形態は特許請求の範囲に規定する発明の精神から逸脱することなく多くの方法で変更可能である。例えば、物体から発する蛍光に向かい、焦点を合わせるように使用する検出器および光学器具を光源と同じ側に配置することが可能である。これは検出器における光の出力が減少することを意味するが、この実施形態ではさらに改善された解決が達成できるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】Ａは金属薄膜を、Ｂは等間隔の穴アレイを有する金属薄膜を示す。
【図２】発明による等間隔の穴アレイを有する金属薄膜の拡大一般例を示す。
【図３】図２による金属薄膜を通って入射する光の検出強度分布の立体像を示す。
【図４】発明による光学顕微鏡の概略図を示す。
【図５】発明による光学顕微鏡において図２による金属薄膜を使用して得られるいくつかの広がり関数を示す。
【図６】発明による光学顕微鏡の第２の概略図を示す。
【国際調査報告】
2007507744.tif 000009
2007507744.tif 000010