(57)【要約】【課題】  干渉画像だけでなくコントラストの良好な明視野画像を容易に得ることができる安価な干渉対物レンズと、その干渉対物レンズを備える干渉顕微鏡装置を提供する。【解決手段】本発明は、サンプル１１の上方に配置され、対物レンズ１０と、第１のビームスプリッタ１２と、参照面１３を有する干渉対物レンズ１と、干渉対物レンズ１の上方に配置されている観察光学系２と、可視域から赤外域までの光を出射する例えばハロゲンランプ等の光源１４を有する照明光学系３から構成され、干渉画像だけでなくコントラストの良好な明視野画像を容易に得ることができる干渉顕微鏡装置を提供する。【選択図】      図１
2008116900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルに光を照射させるための対物レンズと、
前記サンプルと前記対物レンズの間に配置され、前記光を分割することで一方の前記光を透過させ、他方の前記光を反射させる光分割部材と、
前記光分割部材によって分割された光路上に配置され、前記光分割部材から反射された前記光によって照射される参照面と、
を具備する干渉対物レンズであって、
前記光分割部材は、所望する波長域の前記光のみを所望する比率にて分割して、前記光を透過、または反射させる、または前記参照面は、所望する波長域の前記光のみを反射させることを特徴とする干渉対物レンズ。
【請求項２】
前記光分割部材は、赤外域の前記光のみを所望する比率で分割するか、または前記参照面は、前記赤外域の前記光のみを反射させることを特徴とする請求項１に記載の干渉対物レンズ。
【請求項３】
前記光分割部材は、ビームスプリッタを有し、前記ビームスプリッタによって所望する波長を有する前記光のみを所望する比率にて分割することを特徴とする請求項１に記載の干渉対物レンズ。
【請求項４】
前記ビームスプリッタは、さらにダイクロイックプリズム、またはダイクロイックミラーを有することを特徴とする請求項３に記載の干渉対物レンズ。
【請求項５】
サンプルに光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記光を前記サンプルに照射する対物レンズと、
前記対物レンズと前記サンプルの間に配置され、前記光を分割することで一方の前記光を透過させ、他方の前記光を反射させる第１の光分割部材と、
前記第１の光分割部材によって分割された光路上に配置され、前記第１の光分割部材から反射された他方の前記光によって照射される参照面と、
を有する干渉対物レンズと、
干渉しあう前記サンプルから反射する前記光と前記参照面から反射する前記光を結像させて干渉像を観察する観察光学系と、
を具備する干渉顕微鏡装置であって、
前記第１の光分割部材は、所望する波長域の前記光のみを所望する比率で分割するか、または前記参照面は、所望する波長域の前記光のみを反射させ、前記観察光学系は、所望する波長域の前記光を結像させて前記干渉像を観察することを特徴とする干渉顕微鏡装置。
【請求項６】
前記観察光学系は、
所望する波長域の前記光のみを所望する比率で分割する少なくとも１つの第２の光分割部材と、
前記第２の光分割部材によって分割された少なくとも１つの光路上に配置され、前記干渉像を観察する観察部と、
を有することを特徴とする請求項５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項７】
前記第２の光分割部材は、前記波長域に応じて前記波長域の前記光を反射、または透過をさせ、ダイクロイックプリズムまたはダイクロイックミラーを有することを特徴とする請求項６に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項８】
前記第２の光分割部材は、交換可能、または光路上に切り換え可能に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項９】
前記観察光学系は、
前記波長域に応じて前記干渉像を撮像する撮像部と、
を有し、
前記観察光学系は、前記撮像部の受光した色成分毎の画像を選択して観察することを特徴とする請求項５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項１０】
前記第１の光分割部材は、緑色の波長域の中心波長以下の前記光を透過させ、前記緑色の波長域の中心波長以上の前記光の光量を所望する比率で分割させ、前記観察光学系は、前記撮像部によって受光された赤色成分の画像を選択して干渉画像として観察し、前記観察光学系は、前記撮像部によって受光された青色成分の画像を選択して非干渉画像として観察することを特徴とする請求項９に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項１１】
前記観察光学系は、
前記観察光学系の光路上に配置され、透過する前記光に応じて透過率が異なるバンドパスフィルタと、
を有することを特徴とする請求項５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項１２】
前記バンドパスフィルタは、交換可能、または前記光路上に切り換え配置可能であることを特徴とする請求項１１に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項１３】
前記光源は、可視域から赤外域までの前記光を連続的に出射することを特徴とする請求項５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項１４】
複数の前記光源は、少なくとも２つの異なる波長域の前記光を独立してそれぞれ出射し、独立して前記光の光量を調整することを特徴とする請求項５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項１５】
前記干渉対物レンズの物体側焦点位置と光学的に共役な位置に配置された指標パターンと、前記指標パターンを前記干渉対物レンズの物体側焦点位置に投影するパターン投影用光源と、を有する投影用光学系と、
をさらに具備し、
前記パターン投影用光源は、前記干渉対物レンズの第１の光分割部材を透過する波長域の前記光を出射することを特徴とすることを特徴とする請求項５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項１６】
サンプルに可視域から赤外域までの光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記光を前記サンプルに照射する対物レンズと、
前記対物レンズと前記サンプルの間に配置され、前記光を分割することで一方の前記光を透過させ、他方の前記光を反射させる第１の光分割部材と、
前記第１の光分割部材によって分割された光路上に配置され、前記第１の光分割部材から反射された他方の前記光によって照射される参照面と、
を有する干渉対物レンズと、
干渉しあう前記サンプルから反射する前記光と前記参照面から反射する前記光を結像させて干渉像を観察する観察光学系と、
を具備する干渉顕微鏡装置であって、
前記第１の光分割部材は、前記赤外域の前記光のみを所望する比率で分割するか、または前記参照面は、前記赤外域の前記光のみを反射させ、前記観察光学系は、前記可視域の前記光、または前記赤外域の前記光を結像させて前記干渉像を観察することを特徴とする干渉顕微鏡装置。
【請求項１７】
前記観察光学系は、
所望する波長域の前記光のみを所望する比率で分割する少なくとも１つの第２の光分割部材と、
前記第２の光分割部材によって分割された少なくとも１つの光路上に配置され、前記干渉像を観察する観察部と、
を有することを特徴とする請求項１６に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項１８】
前記第２の光分割部材は、前記波長域に応じて前記波長域の前記光を反射、または透過をさせ、ダイクロイックプリズムまたはダイクロイックミラーを有することを特徴とする請求項１７に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項１９】
前記第２の光分割部材は、交換可能、または光路上に切り換え配置可能であることを特徴とする請求項１７に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項２０】
前記観察光学系は、
前記波長域に応じて前記干渉像を撮像する撮像部と、
を有し、
前記観察光学系は、前記撮像部の受光した色成分毎の画像を選択して観察することを特徴とする請求項１６に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項２１】
前記観察光学系は、
前記観察光学系の光路上に配置され、所望の前記可視域の前記光を透過させるバンドパスフィルタと、
を有することを特徴とする請求項１６に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項２２】
前記バンドパスフィルタは、交換可能、または前記光路上に切り換え配置可能であることを特徴とする請求項２１に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項２３】
前記光源は、可視域から赤外域までの前記光を連続的に出射することを特徴とする請求項１６に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項２４】
前記干渉対物レンズの物体側焦点位置と光学的に共役な位置に配置した指標パターンと、前記指標パターンを前記干渉対物レンズの物体側焦点位置に投影するパターン投影用光源と、を有する投影用光学系と、
をさらに具備し、
前記パターン投影用光源は、前記干渉対物レンズの前記第１の光分割部材を透過する波長域の前記光を出射することを特徴とすることを特徴とする請求項１６に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項２５】
サンプルに光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記光を前記サンプルに照射する対物レンズと、
前記対物レンズと前記サンプルの間に配置され、前記光を分割することで一方の前記光を透過させ、他方の前記光を反射させる第１の光分割部材と、
前記第１の光分割部材によって分割された光路上に配置され、前記第１の光分割部材から反射された他方の前記光によって照射される参照面と、
を有する干渉対物レンズと、
干渉しあう前記サンプルから反射する前記光と前記参照面から反射する前記光を結像させて干渉像を観察する観察光学系と、
を有する第１の顕微鏡と、
を具備する干渉顕微鏡装置であって、
前記第１の顕微鏡とともに前記対物レンズを兼用し、前記第１の顕微鏡とは異なる第２の顕微鏡と、
を具備し、
前記第１の光分割部材は、所望する波長域の前記光のみを所望する比率で分割するか、または前記参照面は、所望する波長域の前記光のみを反射させ、前記観察光学系は、所望する波長域の前記光を結像させて前記干渉像を観察することを特徴とする干渉顕微鏡装置。
【請求項２６】
前記第２の顕微鏡は、共焦点顕微鏡であることを特徴とする請求項２５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項２７】
前記第２の顕微鏡は、共焦点レーザ走査型顕微鏡であることを特徴とする請求項２５または請求項２６に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項２８】
前記第１の光分割部材は、前記第２の顕微鏡に配置される光源から出射される光の波長に対しては光を分割することなく透過することを特徴とする請求項２５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項２９】
前記第２の顕微鏡に配置される前記光源は、可視光を出射することを特徴とする請求項２５乃至２８のいずれか１つに記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項３０】
前記第１の顕微鏡は、
所望する閾値を有し、前記光源から出射された前記光から前記閾値以上の波長域の光を透過させる第１の透過フィルタと、
前記閾値を有し、前記光源から出射された前記光から前記閾値以下の波長域の光を透過させる第２の透過フィルタと、
を有し、
前記第１の顕微鏡は、前記第１の透過フィルタと、前記第２の透過フィルタのどちらか一方を光軸上に交換可能に配置することを特徴とする請求項２５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項３１】
前記観察光学系は、
所望する閾値を有し、前記光源から出射された前記光から前記閾値以上の波長域の光を透過させる第１の透過フィルタと、
前記閾値を有し、前記光源から出射された前記光から前記閾値以下の波長域の光を透過させる第２の透過フィルタと、
前記第１の透過フィルタを透過した前記閾値以上の波長域の前記光と、前記第２の透過フィルタを透過した前記閾値以下の波長域の前記光を撮像する撮像部と、
を有し、
前記観察光学系は、前記第１の透過フィルタと、前記第２の透過フィルタのどちらか一方を光軸上に交換可能に配置し、前記撮像部は、前記第１の透過フィルタが前記光軸上に配置された際に、前記閾値以上の波長域の前記光を撮像し、前記第２の透過フィルタが前記光軸上に配置された際に、前記閾値以下の波長域の前記光を撮像することを特徴とする請求項２５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項３２】
前記撮像部は、カラー撮像素子であることを特徴とする請求項３１に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項３３】
前記観察光学系は、
前記サンプル及び前記参照面から反射された光を所望する分光特性によって分割する光分割部材と、
前記光分割部材によって分割された一方の前記光から所望する閾値以上の波長域の光を透過させる第１の透過フィルタと、
前記第１の透過フィルタを透過した前記光を撮像する第１の撮像部と、
前記光分割部材によって分割された他方の前記光から所望する閾値以下の波長域の光を透過させる第２の透過フィルタと、
前記第２の透過フィルタを透過した前記光を撮像する第２の撮像部と、
を有することを特徴とする請求項２５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項３４】
前記観察光学系は、
前記サンプル及び前記参照面から反射された光を所望する分光特性によって分割する光分割部材と、
前記光分割部材によって分割された一方の光を撮像する第１の撮像部と、
前記光分割部材によって分割された他方の光を撮像する第２の撮像部と、
を有することを特徴とする請求項２５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項３５】
サンプルに光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記光を前記サンプルに照射する対物レンズと、
前記対物レンズと前記サンプルの間に配置され、前記光を分割することで一方の前記光を透過させ、他方の前記光を反射させる第１の光分割部材と、
前記第１の光分割部材によって分割された光路上に配置され、前記第１の光分割部材から反射された他方の前記光によって照射される参照面と、
を有する干渉対物レンズと、
干渉しあう前記サンプルから反射する前記光と前記参照面から反射する前記光を結像させて干渉像を観察する観察光学系と、
を有する第１の顕微鏡と、
を具備する干渉顕微鏡装置であって、
前記第１の顕微鏡と共に前記対物レンズを兼用するセンサ光学系と、
を具備し、
前記第１の光分割部材は、所望する波長域の前記光のみを所望する比率で分割するか、または前記参照面は、所望する波長域の前記光のみを反射させ、前記観察光学系は、所望する波長域の前記光を結像させて前記干渉像を観察することを特徴とする干渉顕微鏡装置。
【請求項３６】
前記センサ光学系は、オートフォーカスセンサであることを特徴とする請求項３５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項３７】
前記第１の光分割部材は、前記センサ光学系に配置される光源から出射される光の波長に対しては光を分割することなく透過することを特徴とする請求項３５に記載の干渉顕微鏡装置。
【請求項３８】
前記センサ光学系に配置される前記光源は、可視光を出射することを特徴とする請求項３５乃至３７のいずれか１つに記載の干渉顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプルの３次元形状を測定、観察する干渉対物レンズと、その干渉対物レンズを備える干渉顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に微細なサンプルの３次元形状を高精度に測定する方法として、顕微干渉計測法（干渉顕微鏡装置）が知られている。例えば、特許文献１には、光源から出射された光が干渉対物レンズを介してサンプルに導かれる顕微干渉計測法が開示されている。この顕微干渉計測法は、サンプルから反射した反射光（以下、測定光）と干渉対物レンズ内に設けられた参照面から反射した反射光（以下、参照光）を干渉させた干渉像を撮像し、干渉画像を取得する。
【０００３】
干渉対物レンズには、例えばマイケルソン型干渉対物レンズ、ミラウ型干渉対物レンズ等がある。マイケルソン型干渉対物レンズ、ミラウ型干渉対物レンズには、いずれも干渉対物レンズの内部に設けられたビームスプリッタにより参照光路が形成されている。この参照光路には、干渉対物レンズの物体側焦点位置と共役な位置に参照鏡面が設けられている。
【０００４】
顕微干渉計測法における光源は、ハロゲンランプや水銀ランプ等であり、広い波長域を有する白色の可視光を出射する。この光源から出射された光には、様々な波長の光が混ざっている。このように光源は白色光つまりコヒーレント長が短い光を出射するため、測定光と参照光の光路差がゼロの時に干渉像が発生する。干渉像が発生する距離（可干渉距離）は、光路差が数ミクロンメートル以下と非常に狭い。また可干渉距離は、光源の波長幅、つまりバンド幅が広いほど狭くなる。また、測定光と参照光の光路差がゼロの時に最も干渉強度が強くなる。
【０００５】
顕微干渉計測法は、このような性質を利用してサンプルの３次元形状を計測する。
【０００６】
即ち、駆動部によって干渉対物レンズが光軸方向（以下、Ｚ方向）に走査されるたびに、撮像部（以下、撮像素子）はサンプルの干渉画像を順次取得する。撮像素子が撮像した干渉画像の全ての画素に対して、制御部は干渉強度が最大となるときの光軸方向の位置を求める。これによりサンプルの３次元的な形状が求められる。
【特許文献１】米国特許第５１３３６０１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上述した方法を用いた従来の装置によって得られる顕微鏡画像には、参照光が視野全体にわたって重畳されているために、フレアの載ったようなコントラストの悪い画像となってしまう。特に、例えばサンプルのコントラストが、例えばガラスの鏡面のように低い場合、顕微鏡画像は、サンプルによっては観察できないほどコントラストが低下してしまう虞が生じてしまう。
【０００８】
このように観察者、または測定者は、コントラストが低いサンプルを観察、又は測定する際に、サンプルの観察対象、又は測定対象を探すことが容易ではなく、またフォーカス合わせすることも容易ではない。そのため観察者、または測定者は、数ミクロンメートルしかない可干渉領域を見つけることが困難となる。
【０００９】
このような場合、観察者、または測定者は、対物レンズを通常の明視野用の対物レンズに切り換えて、観察対象とフォーカス位置のおおよその見当をつけることも可能である。しかしこれらの操作は、時間がかかり、明視野用の対物レンズを装備することは装置価格を高価なものにしてしまう。
【００１０】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、干渉画像だけでなくコントラストの良好な明視野画像を容易に得ることができる安価な干渉対物レンズと、その干渉対物レンズを備える干渉顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は目的を達成するために、サンプルに光を照射させるための対物レンズと、前記サンプルと前記対物レンズの間に配置され、前記光を分割することで一方の前記光を透過させ、他方の前記光を反射させる光分割部材と、前記光分割部材によって分割された光路上に配置され、前記光分割部材から反射された前記光によって照射される参照面と、を具備する干渉対物レンズであって、前記光分割部材は、所望する波長を有する前記光のみを所望する比率にて分割して、前記光を透過及び反射させる、または前記参照面は、所望する波長を有する前記光のみを反射させることを特徴とする干渉対物レンズを提供する。
【００１２】
また本発明は目的を達成するために、サンプルに光を出射する光源と、前記光源から出射された前記光を前記サンプルに照射する対物レンズと、前記対物レンズと前記サンプルの間に配置され、前記光を分割することで一方の前記光を透過させ、他方の前記光を反射させる第１の光分割部材と、前記第１の光分割部材によって分割された光路上に配置され、前記第１の光分割部材から反射された他方の前記光によって照射される参照面と、を有する干渉対物レンズと、干渉しあう前記サンプルから反射する前記光と前記参照面から反射する前記光を結像させて干渉像を観察する観察光学系と、を具備する干渉顕微鏡装置であって、前記第１の光分割部材は、所望する波長域の前記光のみを所望する比率で分割するか、または前記参照面は、所望する波長域の前記光のみを反射させ、前記観察光学系は、所望する波長域の前記光を結像させて前記干渉像を観察することを特徴とする干渉顕微鏡装置を提供する。
【００１３】
また本発明は目的を達成するために、サンプルに可視域から赤外域までの光を出射する光源と、前記光源から出射された前記光を前記サンプルに照射する対物レンズと、前記対物レンズと前記サンプルの間に配置され、前記光を分割することで一方の前記光を透過させ、他方の前記光を反射させる光分割部材と、前記光分割部材によって分割された光路上に配置され、前記光分割部材から反射された他方の前記光によって照射される参照面と、を有する干渉対物レンズと、干渉しあう前記サンプルから反射する前記光と前記参照面から反射する前記光を結像させて干渉像を観察する観察光学系と、を具備する干渉顕微鏡装置であって、前記光分割部材は、前記赤外域の前記光のみを所望する比率で分割するか、または前記参照面は、前記赤外域の前記光のみを反射させ、前記観察光学系は、前記可視域の前記光、または前記赤外域の前記光を結像させて前記干渉像を観察することを特徴とする干渉顕微鏡装置を提供する。
【００１４】
また本発明は目的を達成するために、サンプルに光を出射する光源と、光源から出射された光をサンプルに照射する対物レンズと、対物レンズとサンプルの間に配置され、光を分割することで一方の光を透過させ、他方の光を反射させる第１の光分割部材と、第１の光分割部材によって分割された光路上に配置され、第１の光分割部材から反射された他方の光によって照射される参照面と、を有する干渉対物レンズと、干渉しあうサンプルから反射する光と参照面から反射する光を結像させて干渉像を観察する観察光学系と、を有する第１の顕微鏡と、を具備する干渉顕微鏡装置であって、第１の顕微鏡とともに対物レンズを兼用し、第１の顕微鏡とは異なる第２の顕微鏡と、を具備し、第１の光分割部材は、所望する波長域の光のみを所望する比率で分割するか、または参照面は、所望する波長域の光のみを反射させ、観察光学系は、所望する波長域の光を結像させて干渉像を観察することを特徴とする干渉顕微鏡装置を提供する。
【００１５】
また本発明は目的を達成するために、サンプルに光を出射する光源と、光源から出射された光をサンプルに照射する対物レンズと、対物レンズとサンプルの間に配置され、光を分割することで一方の光を透過させ、他方の光を反射させる第１の光分割部材と、第１の光分割部材によって分割された光路上に配置され、第１の光分割部材から反射された他方の光によって照射される参照面と、を有する干渉対物レンズと、干渉しあうサンプルから反射する光と参照面から反射する光を結像させて干渉像を観察する観察光学系と、を有する第１の顕微鏡と、を具備する干渉顕微鏡装置であって、第１の顕微鏡と共に対物レンズを兼用するセンサ光学系と、を具備し、第１の光分割部材は、所望する波長域の光のみを所望する比率で分割するか、または参照面は、所望する波長域の光のみを反射させ、観察光学系は、所望する波長域の光を結像させて干渉像を観察することを特徴とする干渉顕微鏡装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、干渉画像だけでなくコントラストの良好な明視野画像を容易に得ることができる安価な干渉対物レンズと、その干渉対物レンズを備える干渉顕微鏡装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。
【００１９】
本実施形態における干渉顕微鏡装置は、サンプル１１の上方に配置される干渉対物レンズ１と、干渉対物レンズ１の上方に配置されている観察光学系２と、干渉対物レンズ１と、観察光学系２の間に配置された照明光学系３から構成される。サンプル１１は、図示しないステージに載置されている。
【００２０】
照明光学系３には、可視域から赤外域までの光を出射する例えばハロゲンランプ等の光源１４と、光源１４から出射された光を集光し、投影し、複数のレンズから構成される投影光学系１５と、投影光学系１５によって投影された光を下方（干渉対物レンズ１側）に反射させるハーフミラー１６と、が順次配置されている。投影光学系１５は、光源１４の像を干渉対物レンズ１の瞳位置に投影する。ハーフミラー１６は、光軸２２上に配置されている。またハーフミラー１６は、サンプル１１、後述する参照面１３から反射した反射光を観察光学系２に向けて透過する。
【００２１】
干渉対物レンズ１には、ハーフミラー１６の下方に配置され、光を集光し、サンプル１１に光源１４から出射された光を照射する対物レンズ１０と、対物レンズ１０とサンプル１１の間に配置され、対物レンズ１０を透過した光の一方を透過させ、他方を反射させる第１の光分割部材である第１のビームスプリッタ１２（例えばダイクロイックプリズム、ダイクロイックミラー）と、第１のビームスプリッタ１２によって反射された光によって照射される参照面１３と、が順次配置されている。対物レンズ１０と、第１のビームスプリッタ１２と、参照面１３は、干渉対物レンズ１の光軸２２上に配置されており、ミラウ型干渉光学系を構成している。参照面１３は、第１のビームスプリッタ１２を介して対物レンズ１０の物体側焦点位置と光学的に共役な位置に配置されている。参照面１３の表面（第１のビームスプリッタ１２に対向する面）は、鏡面である。また参照面１３は、第１のビームスプリッタ１２によって分割された光路上に配置されている。
【００２２】
観察光学系２には、サンプル１１及び参照面１３から反射され、干渉対物レンズ１、ハーフミラー１６を透過した光を結像させる結像レンズ１７と、結像レンズ１７の焦点位置に配置され、結像レンズ１７によって結像された光を撮像する撮像部である例えばＣＣＤカメラ等の撮像素子１８と、結像レンズ１７と撮像素子１８の間に配置され、結像レンズ１７を透過した光の波長域に応じて、光を透過、又は反射させる第２の光分割部材である第２のビームスプリッタ（例えばダイクロイックプリズム、ダイクロイックミラー）１９と、第２のビームスプリッタ１９と撮像素子１８の間に配置され、透過する光の波長域に応じて透過率が異なるバンドパスフィルタ２１と、第２のビームスプリッタ１９によって反射された光を目視観察する際に使用する観察部である接眼レンズ２０と、が順次配置されている。結像レンズ１７と、撮像素子１８と、第２のビームスプリッタ１９と、バンドパスフィルタ２１と、接眼レンズ２０は、光軸２２上に配置されている。なお接眼レンズ２０は、第２のビームスプリッタ１９によって分割された少なくとも１つの光路上に配置されている。またバンドパスフィルタ２１は、透過する光の波長域に応じて透過率が異なるため（透過する光が制限されるため）、撮像素子１８には、波長域に応じた干渉像が撮像される。
【００２３】
図２に第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性（第１のビームスプリッタ１２の反射率、透過率及び第１のビームスプリッタ１２を透過する光の波長の関係）を示す。図３に第２のビームスプリッタ１９の反射透過率特性を示す。図２、図３に示すように第１のビームスプリッタ１２及び第２のビームスプリッタ１９は、透過する光の波長域に応じて反射率及び透過率がそれぞれ異なる。このように第１のビームスプリッタ１２及び第２のビームスプリッタ１９は、所望する光の波長域に応じて光を所望する比率にて分割し、透過、または反射させる。図４にバンドパスフィルタ２１の透過率特性を示す。図４に示すようにバンドパスフィルタ２１は、透過する光の波長域に応じて透過率が異なる。
【００２４】
次に本実施形態における干渉顕微鏡装置の動作方法について説明する。  
光源１４から出射された光は、投影光学系１５により集光、投影され、ハーフミラー１６によって下方に反射される。その際、反射された一方の反射光は、対物レンズ１０、第１のビームスプリッタ１２を透過してサンプル１１を照射する。他方の反射光は、対物レンズ１０を透過した後に、第１のビームスプリッタ１２によって反射され、参照面１３を照射する。
【００２５】
詳細には、サンプル１１には、第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって、波長７８０ｎｍ以下の光（以下、可視光と称する）の約１００％の光量と、波長７８０ｎｍ以上の光（以下、赤外光と称する）の約５０％の光量が照射される。また参照面１３には、第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって、赤外光の約５０％の光量が照射される。参照面１３には、第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって、可視域の光は照射されない。また参照面１３は、第１のビームスプリッタで反射した赤外光を反射する。
【００２６】
サンプル１１から反射した反射光は、上述した第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ１２を透過し、対物レンズ１０を透過する。また参照面１３から反射した反射光は、上述した第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ１２によって反射され、対物レンズ１０を透過する。このとき、参照面１３から反射した反射光は、赤外光のみである。よってサンプル１１から反射した反射光とは、この波長域についてのみ光の干渉が生じる。そのため対物レンズ１０を透過する透過光には、このような干渉情報を有する波長域の光（赤外光）と、干渉情報を有さない波長域の光（可視光）が含まれている。
【００２７】
対物レンズ１０を透過した透過光は、ハーフミラー１６を透過し、結像レンズ１７によって結像される。その際、第２のビームスプリッタ１９は、図３に示す反射透過率特性に基づいて赤外光を透過させ、可視光を反射させる。
【００２８】
第２のビームスプリッタ１９を透過した赤外光において、図４に示す透過率を有するバンドパスフィルタ２１により所望する波長９００ｎｍを中心とする波長域の光だけがさらにバンドパスフィルタ２１を透過する。バンドパスフィルタ２１を透過した赤外光は、撮像素子１８によって撮像される。バンドパスフィルタ２１を透過した赤外光は、干渉情報を有している。よって撮像素子１８には、干渉情報を有し、波長域に応じた干渉像が撮像される。なおバンドパスフィルタ２１の中心波長は、インターフェログラムの周期を決め、バンド幅は、可干渉距離を決めるものである。なおバンドパスフィルタ２１の特性は、所望する例えば赤外光の波長領域で任意（所望）に設定可能である。
【００２９】
第２のビームスプリッタ１９によって反射された可視光は、接眼レンズ２０に入射し、サンプル１１の拡大像が接眼レンズ２０によって目視観察される。この可視光には、上述したように干渉情報が含まれていない。つまり目視観察される画像には、参照面１３から反射した反射光（参照光）が重畳されていないためにコントラストの良いクリアな画像（以下、参照光が重畳しない画像を明視野画像と称する）を得ることができる。
【００３０】
次にサンプル１１に対して３次元形状計測を行う際の動作方法について説明する。
【００３１】
接眼レンズ２０にて目視観察が行われながらサンプル１１の所望の位置に大まかにフォーカス合わせ（第１のフォーカス合わせ）が行われる。次に撮像素子１８にて撮像される画像が参照され、干渉縞が発生するように前記動作よりも微細にフォーカス合わせ（第２のフォーカス合わせ）が行われる。第１のフォーカス合わせの際に、大まかにフォーカス合わせが行われている。よって第１のフォーカス合わせをした位置の近傍に干渉領域が存在する。よって第２のフォーカス合わせの際に容易に干渉縞を見つけることができる。干渉縞が見つかった際、干渉対物レンズ１に設けられている図示しない走査機構によって干渉対物レンズ１が光軸２２に沿って走査され、順次干渉画像が取得される。その際、干渉強度が最大となる走査位置が画像の各画素についてもとめられ、サンプル１１の３次元形状が測定される。
【００３２】
このように本実施形態は、干渉対物レンズ１を使用しても目視観察の際には参照光によるフレアの無いコントラストの良い明視野画像を得ることができる。よって本実施形態はコントラストが低いサンプルを観察する場合でも観察位置とフォーカス位置を容易に探すことができる。また本実施形態は、干渉画像の干渉縞が発生する領域も素早く見つけることができる。
【００３３】
また本実施形態は、目視観察の際に通常の顕微鏡で得られる明視野画像と、撮像素子１８による干渉画像を同時に取得できるために従来の装置のように対物レンズの切り換えといった動作が不要である。これにより本実施形態は、操作性が向上すると共に安価に構成することができる。
【００３４】
次に図５を参照して本実施形態における第１の変形例について説明する。
【００３５】
前述した第１の実施形態では干渉対物レンズにミラウ型干渉対物レンズを用いたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えばマイケルソン型干渉対物レンズを用いても良く、本変形例はこれについて説明する。
【００３６】
図５は、本変形例にて用いているマイケルソン型干渉対物レンズの概略構成を示す図である。
【００３７】
図５に示すように本変形例における干渉対物レンズ１０１は、対物レンズ１０と、対物レンズ１０を透過した光の一方を透過させ、他方を反射させる第１のビームスプリッタ１１２と、第１のビームスプリッタ１１２によって反射された光によって照射される参照面１１３と、から構成される。対物レンズ１０と、第１のビームスプリッタ１１２は、干渉対物レンズ１０１の光軸２２上に配置されている。参照面１１３は、第１のビームスプリッタ１１２の反射光路１１４上に配置されている。このように対物レンズ１０と、第１のビームスプリッタ１１２と、参照面１１３は、マイケルソン型干渉光学系を構成している。参照面１１３は、第１のビームスプリッタ１１２を介して対物レンズ１０の物体側焦点位置と光学的に共役な位置に配置されている。参照面１１３の表面（第１のビームスプリッタ１１２に対向する面）は、鏡面である。第１のビームスプリッタ１１２の反射透過率特性は、図２と同様である。また干渉対物レンズ１０１以外の観察光学系２と、照明光学系３の構成は、前述した第１の実施形態と同様であるために詳細な説明については省略する。
【００３８】
本変形例における干渉顕微鏡装置の動作方法及びサンプル１１に対して３次元形状計測を行う際の動作方法は、前述した第１の実施形態と同様であるためにここでは省略する。
【００３９】
よって本変形例のようにミラウ型干渉光学系の代りにマイケルン型干渉光学系を用いても前述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
次に図６乃至図８を参照して本実施形態における第２の変形例について説明する。
【００４１】
前述した第１の実施形態は、干渉情報を有する波長域の光と、干渉情報を有さない波長域の光として赤外光と可視光にて分離したがこれに限定されるものではない。例えば可視光のみを用い、可視光の波長域において、干渉情報を有する波長域と干渉情報を有さない波長域に分離させても良く本変形例はこれについて説明する。
【００４２】
図６は、可視光の波長域である波長５００ｎｍを境界として、干渉情報を有する波長域と干渉情報を有さない波長域に分離させる場合の第１のビームスプリッタの反射透過率特性を示している。図７は、可視光の波長域である波長５００ｎｍを境界として、干渉情報を有する波長域と干渉情報を有さない波長域に分離させる場合の第２のビームスプリッタの反射透過率特性を示している。図８は、バンドパスフィルタの透過率特性を示している。
【００４３】
本変形例における構成は、図６、図７に示すように第１のビームスプリッタ１２、第２のビームスプリッタ１９の反射透過率特性及び図８に示すようにバンドパスフィルタ２１の透過率特性が前述した第１の実施形態とは異なり、それ以外の構成は、前述した第１の実施形態と同様であるために省略する。図８に示すように本変形例におけるバンドパスフィルタ２１は、波長６００ｎｍを中心とする波長域の可視光を透過させる。
【００４４】
本変形例は、干渉情報を有する波長域と干渉情報を有さない波長域の境界波長（５００ｎｍ）のみが前述した第１の実施形態と異なる。よって前述した第１の実施形態と同様に本変形例の動作方法では、接眼レンズ２０を介して目視観察する際に干渉情報が含まれないコントラストの良い明視野画像と、撮像素子１８による干渉画像を同時に取得できる。なお可視光には、５００ｎｍ以下の波長域の成分のみが含まれるために、この明視野画像は青色味の強い画像となる。また本変形例におけるサンプル位置とフォーカス合わせは、第１の実施形態と同様に行うことができる。
【００４５】
このように本変形例は、波長５００ｎｍを境界として可視光の波長域を２つに分離するために、用途に応じて干渉情報を有する波長域の光量を増やすことができる。これにより本変形例は、干渉画像のＳ／Ｎを向上させることができる。また本変形例は、光源の出力を小さくすることや、高Ｓ／Ｎではない安価な撮像素子を使用することができ、装置を安価な構成とすることができる。
【００４６】
なお本変形例では、５００ｎｍを境界とし、５００ｎｍ以上の波長域において干渉画像を取得し、５００ｎｍ以下の波長域において明視野画像を取得した。しかしこれに限定される必要は無く５００ｎｍ以下の波長域において干渉画像を取得し、５００ｎｍ以上の波長域において明視野画像を取得しても良い。このように本変形例は、第１のビームスプリッタ１２、第２のビームスプリッタ１９において所望する波長域の光のみを所望する比率で分割することができる。詳細には本変形例は、第１のビームスプリッタ１２、第２のビームスプリッタ１９において所望する波長域に応じて光を反射、または透過させて、干渉域（干渉情報を有する波長域）と、非干渉域（干渉情報を有さない波長域）を分離するものであればよい。
【００４７】
次に図９乃至図１１を参照して本実施形態における第３の変形例について説明する。
【００４８】
前述した第１の実施形態は、撮像素子１８にて干渉画像を撮像し、接眼レンズ２０にて明視野画像を目視観察している。しかしこれに限定されるものではない。例えば撮像素子１８にて明視野画像を撮像し、接眼レンズ２０にて干渉画像を目視観察しても良く、本変形例はこれについて説明する。
【００４９】
図９は、本変形例における第２のビームスプリッタの構成を示している。図１０、図１１は、本変形例における第２のビームスプリッタの反射透過率特性をそれぞれ示している。
【００５０】
本変形例では、前述した第１の実施形態の第２のビームスプリッタ１９を図９に示すように２つの第２のビームスプリッタ１２０，１２１に置き換えている。第２のビームスプリッタ１２０，１２１は、図示しない切り換え機構によってどちらか一方が光軸２２上に配置される。このように第２のビームスプリッタ１２０，１２１は、光軸２２上に切り換え可能に配置されている。図１０は、第２のビームスプリッタ１２０の反射透過率特性を示している。図１１は、第２のビームスプリッタ１２１の反射透過率特性を示している。図１０、図１１に示すように第２のビームスプリッタ１２０，１２１の反射透過率特性は、それぞれ反射、透過の関係が逆の特性を有している。
【００５１】
第２のビームスプリッタ１２０が光軸２２上に配置される場合、前述した第１の実施形態と同様に干渉情報を有する長波長の光は、第２のビームスプリッタ１２０を透過した後、撮像光路１２２を経由して撮像素子１８に導かれる。これにより撮像素子１８によって干渉画像が撮像される。また干渉情報を有さない短波長の光（長波長の光に比べて波長が短い光）は、第２のビームスプリッタ１２０によって反射された後、目視観察光路１２３を経由して接眼レンズ２０に導かれる。これにより接眼レンズ２０によって明視野画像が目視観察される。
【００５２】
第２のビームスプリッタ１２１が光軸２２上に配置されている場合、第２のビームスプリッタ１２０が光軸２２上に配置される場合とは逆に、撮像素子１８によって明視野画像が撮像され、接眼レンズ２０によって干渉画像が目視観察できる。
【００５３】
このように本変形例は、撮像光路１２２を経由して撮像素子１８に導かれる光と、目視観察光路１２３を経由して接眼レンズ２０に導かれる光を入れ替えることが可能である。これにより本変形例は、撮像素子１８によって明視野像を撮像したり、干渉像を接眼レンズ２０によって目視観察できるため、様々な観察方法に対応可能である。
【００５４】
なお本実施形態では、反射透過率特性の異なる２種類の第２のビームスプリッタ１２０，１２１を用いたが、この数に限定する必要は無い。また図示しない切り換え機構を用いて切り換え可能にしたが、回転式、または例えばフィルタスライダに装着された第２のビームスプリッタ１２０，１２１を光軸２２上から挿脱させて交換させても良い。このように第２のビームスプリッタ１２０，１２１を光軸２２上に配置できれば図示しない切り換え機構の構成は、限定されない。
【００５５】
次に図１２を参照して本実施形態における第４の変形例について説明する。
【００５６】
前述した第１の実施形態は、第１のビームスプリッタ１２として図２に示すように赤外光帯で反射透過率を約５０％としたが、これに限定することはない。本変形例のように例えば図１２に示すような赤外光帯で透過率約３０％、反射率約７０％といった分光比率でも良い。このようにサンプル１１の反射率に合わせて適切な（所望する）分光比率を有するビームスプリッタを使用すればよい。これにより本変形例は、前述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また本変形例は、観察及び測定する際にサンプル１１に幅広く対応することができる。
【００５７】
次に図１３を参照して第２の実施形態について説明する。
【００５８】
前述した第１の実施形態と同様の部位には同じ参照符合を付し、その詳細な説明は省略する。図１３は、第２の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。  
本実施形態は、前述した第１の実施形態とは照明光学系及び観察光学系が異なる。本実施形態の干渉対物レンズ１の構成は、前述した第１の実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００５９】
本実施形態の照明光学系２００には、可視光を出射する例えば白色ＬＥＤ光源といった可視光源２０１と、赤外光を出射する例えば赤外ＬＥＤ光源といった赤外光源２０２と、可視光源２０１から出射された可視光を透過させ、赤外光源２０２から出射された赤外光を反射させるダイクロイックミラー２０３と、ダイクロイックミラー２０３を透過した可視光、またはダイクロイックミラー２０３によって反射された赤外光を集光し、投影する投影光学系１５と、ハーフミラー１６が配置されている。
【００６０】
本実施形態の観察光学系２には、バンドパスフィルタ２１が設けられていない。観察光学系２のこれ以外の構成は、前述した第１の実施形態と同様である。
【００６１】
赤外光源２０２から出射された赤外光がダイクロイックミラー２０３に入射するまでの光路を発光光路２０５、可視光源２０１から出射された可視光がダイクロイックミラー２０３に入射するまでの光路を発光光路２０４、照明光学系２００の光軸を照明光軸２０６とする。  
ダイクロイックミラー２０３、投影光学系１５、ハーフミラー１６は、照明光軸２０６上に配置されている。前述した第１の実施形態と同様に対物レンズ１０と、第１のビームスプリッタ１２と、参照面１３、ハーフミラー１６、結像レンズ１７、撮像素子１８、第２のビームスプリッタ１９、接眼レンズ２０は、干渉対物レンズ１の光軸２２上に配置されている。
【００６２】
次に本実施形態における干渉顕微鏡装置の動作方法について説明する。
【００６３】
可視光源２０１から出射された可視光は、ダイクロイックミラー２０３を透過し、照明光軸２０６上において投影光学系１５を透過した後、ハーフミラー１６によって下方（干渉対物レンズ１側）に反射される。赤外光源２０２から出射された赤外光は、ダイクロイックミラー２０３によって反射され、照明光軸２０６上において投影光学系１５を透過した後、ハーフミラー１６によって下方（干渉対物レンズ１側）に反射される。ハーフミラー１６によって下方に反射された可視光及び赤外光は、干渉対物レンズ１に入射する。
【００６４】
干渉対物レンズ１に入射した可視光は、対物レンズ１０、第１のビームスプリッタ１２を透過してサンプル１１を照射する。干渉対物レンズ１に入射した赤外光は、対物レンズ１０を透過した後に、第１のビームスプリッタによって反射され、参照面１３を照射する。
【００６５】
詳細には、サンプル１１には、第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって、波長７８０ｎｍ以下の光（可視光）の約１００％の光量と、波長７８０ｎｍ以上の光（赤外光）の約５０％の光量が照射される。また参照面１３には、第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって、赤外光の約５０％の光量が照射される。参照面１３には、第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって、可視光成分の光は照射されない。
【００６６】
サンプル１１から反射した可視光は、上述した第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ１２を透過し、対物レンズ１０を透過する。また参照面１３から反射した反射光は、上述した第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ１２によって反射され、対物レンズ１０を透過する。このとき、参照面１３から反射した反射光は、赤外光のみである。よってサンプル１１から反射した可視光とは、この波長域についてのみ光の干渉が生じる。そのため対物レンズ１０を透過する透過光には、このような干渉情報を有する波長域の光（赤外光）と、干渉情報を有さない波長域の光（可視光）が含まれている。
【００６７】
対物レンズ１０を透過した透過光は、ハーフミラー１６を透過し、結像レンズ１７によって結像される。その際、第２のビームスプリッタ１９は、図３に示す反射透過率特性に基づいて赤外光を透過させ、可視光を反射させる。
【００６８】
第２のビームスプリッタ１９を透過した赤外光は、干渉情報を有している。よって撮像素子１８には、干渉情報を有する干渉像が撮像される。
【００６９】
第２のビームスプリッタ１９によって反射された可視光は、接眼レンズ２０に入射し、サンプル１１の拡大像が接眼レンズ２０によって目視観察される。この可視光には、上述したように干渉情報が含まれていない。つまり目視観察される画像には、参照面１３から反射した反射光（参照光）が重畳されていないためにコントラストの良いクリアな明視野画像を得ることができる。
【００７０】
次にサンプル１１に対して３次元形状計測を行う際の動作方法について説明する。
【００７１】
接眼レンズ２０にて目視観察が行われながらサンプル１１の所望の位置に大まかにフォーカス合わせ（第１のフォーカス合わせ）が行われる。その際、明視野画像の明るさは、可視光源２０１から出射される可視光の光量を調整することで、調整できる。次に撮像素子１８にて撮像される画像が参照され、干渉縞が発生するように前記動作よりも微細にフォーカス合わせ（第２のフォーカス合わせ）が行われる。第１のフォーカス合わせの際に、大まかにフォーカス合わせが行われている。よって第１のフォーカス合わせをした位置の近傍に干渉領域が存在する。よって第２のフォーカス合わせの際に容易に干渉縞を見つけることができる。その際、干渉縞の明るさは、赤外光源２０２から出射される赤外光の光量を調整することで、調整できる。干渉縞が見つかった際、干渉対物レンズ１に設けられている図示しない走査機構によって干渉対物レンズ１が光軸２２に沿って走査され、順次干渉画像が取得される。その際、干渉強度が最大となる走査位置が画像の各画素についてもとめられ、サンプル１１の３次元形状が測定される。
【００７２】
このように本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に干渉対物レンズ１を使用しても目視観察の際には参照光によるフレアの無いコントラストの良い明視野画像を得ることができる。よって本実施形態は、コントラストが低いサンプルを観察する場合でも観察位置とフォーカス位置を容易に探すことができる。また本実施形態は、干渉画像の干渉縞が発生する領域も素早く見つけることができる。
【００７３】
また本実施形態は、目視観察の際に通常の顕微鏡で得られる明視野画像と、撮像素子１８による干渉画像を同時に取得できるために従来の装置のように対物レンズの切り換えといった動作が不要である。これにより本実施形態は、操作性が向上すると共に安価に構成することができる。
【００７４】
また本実施形態では、第１の実施形態で用いたバンドパスフィルタ２１を設けていない。なぜなら本実施形態は、独立した光源である可視光源２０１、赤外光源２０２を設けている。そのため赤外光源２０２から出射される赤外光の分光特性が既知であれば、バンドパスフィルタ２１を用いなくても常に安定した干渉用の赤外光を得ることができる。
【００７５】
さらに本実施形態において、撮像素子１８によって撮像される干渉像の明るさは、赤外光源２０２から出射された赤外光の光量を、接眼レンズ２０によって観察される明視野像の明るさは、可視光源２０１から出射される可視光の光量を調整することで調整できる。赤外光源２０２と可視光源２０１は独立しているために個々に調整できる。よって干渉像の明るさと明視野像の明るさはそれぞれ独立して調整することができる。干渉像の明るさの調整は、測定精度上、重要である。明視野像の明るさ調整に影響されること無く独立して干渉像の明るさを調整することは、測定精度上有利である。
【００７６】
なお干渉像、または明視野像の少なくともどちらか一方が不要であれば、不要な像に対応する光源を消灯すればよく、不要な光を発光させる必要は無い。
【００７７】
次に図１４乃至図１７を参照して第３の実施形態について説明する。
【００７８】
前述した第１の実施形態と同様の部位には同じ参照符合を付し、その詳細な説明は省略する。図１４は、第３の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。  
本実施形態は、前述した第１の実施形態とは干渉対物レンズ及び観察光学系が異なる。
【００７９】
本実施形態の干渉対物レンズ２４９において、第１のビームスプリッタ２５２の分光特性が前述した第１の実施形態の第１のビームスプリッタ１２とは異なる。第１のビームスプリッタ２５２以外の干渉対物レンズ２４９の構成は、前述した第１の実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００８０】
図１５は、第１のビームスプリッタ２５２の反射透過率特性を示している。この第１のビームスプリッタ２５２は、緑色の波長域の中心波長である波長５５０ｎｍ付近を境界として波長域を分離させる。詳細には、第１のビームスプリッタ２５２は波長５５０ｎｍ以下の光を透過させ、波長５５０ｎｍ以上の光を後述する所望する比率で分割させ、この光を透過、または反射させる。
【００８１】
観察光学系２５０には、結像レンズ１７と、結像レンズ１７の結像位置に配置されている撮像部であるカラー撮像素子２５１が配置されている。図１６は、各色の波長毎の分光感度特性を示している。カラー撮像素子２５１には、図１７に示すように３板式のＣＣＤカメラが用いられる。図１７に示すように、カラー撮像素子２５１には、色分解プリズム２５６と、色分解プリズム２５６によって分解された各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）をそれぞれ撮像する撮像素子２５３，２５４，２５５が設けられている。
【００８２】
次に本実施形態における干渉顕微鏡装置の動作方法について説明する。
【００８３】
光源１４から出射された光は、投影光学系１５により集光、投影され、ハーフミラー１６によって下方（干渉対物レンズ２４９側）に反射される。反射された一方の反射光は、対物レンズ１０、第１のビームスプリッタ２５２を透過してサンプル１１を照射する。他方の反射光は、対物レンズ１０を透過した後に、第１のビームスプリッタ２５２によって反射され、参照面１３を照射する。
【００８４】
詳細には、サンプル１１には、第１のビームスプリッタ２５２の反射透過率特性によって、波長５５０ｎｍ以下の光（以下、短波長光と称する）の約１００％の光量と、波長５５０ｎｍ以上の光（以下、長波長光と称する）の約５０％の光量が照射される。また参照面１３には、第１のビームスプリッタ２５２の反射透過率特性によって、長波長光の約５０％の光量が照射される。参照面１３には、第１のビームスプリッタ２５２の反射透過率特性によって、短波長光成分の光は照射されない。
【００８５】
サンプル１１から反射した反射光は、上述した第１のビームスプリッタ２５２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ２５２を透過し、対物レンズ１０を透過する。また参照面１３から反射した反射光は、上述した第１のビームスプリッタ２５２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ２５２によって反射され、対物レンズ１０を透過する。このとき、参照面１３から反射した反射光は、長波長光のみである。よってサンプル１１から反射した反射光とは、この波長域についてのみ光の干渉が生じる。そのため対物レンズ１０を透過する透過光には、このような干渉情報を有する波長域の光（長波長光）と、干渉情報を有さない波長域の光（短波長光）が含まれている。
【００８６】
対物レンズ１０を透過した透過光は、ハーフミラー１６を透過し、結像レンズ１７によってカラー撮像素子２５１の撮像面上に結像される。結像された透過光は、色分解プリズム２５６によってＲ，Ｇ，Ｂ毎に分離される。赤色成分（Ｒ）は、撮像素子２５３に、緑色成分（Ｇ）は、撮像素子２５４に、青色成分（Ｂ）は、撮像素子２５５に受光される。
【００８７】
干渉情報を有する長波長光は、撮像素子２５３にて受光され、干渉情報を有さない短波長光は、撮像素子２５５にて受光される。撮像素子２５３（赤色成分）にて受光される光を画像化すると干渉画像が得られ、撮像素子２５５（青色成分）にて受光される光を画像化すると明視野画像（非干渉画像）が得られる。明視野画像には、参照光が重畳されていないために、コントラストの良いクリアな画像を得ることができる。
【００８８】
次にサンプル１１に対して３次元形状計測を行う際の動作方法について説明する。
【００８９】
撮像素子２５５にて撮像される明視野画像が参照されて、サンプル１１の所望の位置に大まかにフォーカス合わせ（第１のフォーカス合わせ）が行われる。次に撮像素子２５３にて撮像される画像が参照されて、干渉縞が発生するように前記動作よりも微細にフォーカス合わせ（第２のフォーカス合わせ）が行われる。第１のフォーカス合わせの際に、大まかにフォーカス合わせが行われている。よって第１のフォーカス合わせをした位置の近傍に干渉領域が存在する。よって第２のフォーカス合わせの際に容易に干渉縞を見つけることができる。干渉縞が見つかった際、干渉対物レンズ２４９に設けられている図示しない走査機構によって干渉対物レンズ２４９が光軸２２に沿って走査され、順次干渉画像が取得される。その際、干渉強度が最大となる走査位置が画像の各画素についてもとめられ、サンプル１１の３次元形状が測定される。
【００９０】
このように本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に参照光によるフレアのないコントラストの良い画像を得ることができる。
【００９１】
また本実施形態は、カラー撮像素子２５１で得られる画像のうち、色成分を選択して画像を表示させることで干渉画像と明視野画像を切り換えることが可能である。よって本実施形態は、カラー撮像機能を備える通常の顕微鏡光学系に、本実施形態の特徴部である波長を選択して干渉させることのできる干渉対物レンズを組み合わせているために、システム構成として汎用の顕微鏡をそのまま使用できる。このように汎用の顕微鏡をベースに追加するために装置価格が安価で済む。
【００９２】
本実施形態では、カラー撮像素子を３板式のＣＣＤ、いわゆる３ＣＣＤを使用したがこれに限定することは無く、例えばカラーフィルタを使用した単板式のＣＣＤ撮像素子でもよい。
【００９３】
また本実施形態では、第１のビームスプリッタ２５２の反射透過率特性を図１５に示すように反射透過率を約５０％としたが、これに限定することはない。本実施形態は、透過率約３０％、反射率約７０％といった所望する比率で分割しても良い。
【００９４】
次に図１８乃至図２０を参照して第４の実施形態について説明する。
【００９５】
前述した第１の実施形態と同様の部位には同じ参照符合を付し、その詳細な説明は省略する。図１８は、第４の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。  
本実施形態は、前述した第１の実施形態とは観察光学系が異なる。本実施形態の観察光学系以外の構成は、前述した第１の実施形態と同様であるためにその詳細な説明は省略する。
【００９６】
本実施形態の観察光学系３００には、サンプル１１及び参照面１３から反射され、干渉対物レンズ１、ハーフミラー１６を透過した光を結像させる結像レンズ１７と、結像レンズ１７の焦点位置に配置され、結像レンズ１７によって結像された光を撮像する例えばＣＣＤカメラ等の撮像素子１８と、結像レンズ１７と撮像素子１８の間に配置されているフィルタ切り換え機構３０１が順次配置されている。
【００９７】
フィルタ切り換え機構３０１は、透過率特性の異なる２種類のバンドパスフィルタ３０２，３０３を有している。フィルタ切り換え機構３０１は、回動中心軸３０４を中心に回動することで、バンドパスフィルタ３０２，３０３のどちらか一方を光軸２２上に配置させる。このようにバンドパスフィルタ３０２，３０３は、光軸２２上に切り換え可能に配置されている。図１９は、バンドパスフィルタ３０２の透過率特性を示している。図２０は、バンドパスフィルタ３０３の透過率特性を示している。図１９、図２０に示すようにバンドパスフィルタ３０２，３０３は、透過する光の波長に応じて透過率が異なる。図１９に示すように本実施形態におけるバンドパスフィルタ３０２は、波長９００ｎｍを中心とする波長域の光を透過させる。図２０に示すように本変形例におけるバンドパスフィルタ３０３は、波長５５０ｎｍを中心とする波長域の光を透過させる。
【００９８】
次に本実施形態における干渉顕微鏡装置の動作方法について説明する。
【００９９】
光源１４から出射された光は、投影光学系１５により集光、投影され、ハーフミラー１６によって下方（干渉対物レンズ１側）に反射される。その際、反射された一方の反射光は、対物レンズ１０、第１のビームスプリッタ１２を透過してサンプル１１を照射する。他方の反射光は、対物レンズ１０を透過した後に、第１のビームスプリッタ１２によって反射され、参照面１３を照射する。
【０１００】
詳細には、サンプル１１には、第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって、波長７８０ｎｍ以下の光（以下、可視光と称する）の約１００％の光量と、波長７８０ｎｍ以上の光（以下、赤外光と称する）の約５０％の光量が照射される。また参照面１３には、第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって、赤外光の約５０％の光量が照射される。参照面１３には、第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって、可視光成分の光は照射されない。
【０１０１】
サンプル１１から反射した反射光は、上述した第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ１２を透過し、対物レンズ１０を透過する。また参照面１３から反射した反射光は、上述した第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ１２によって反射され、対物レンズ１０を透過する。このとき、参照面１３から反射した反射光は、赤外光のみである。よってサンプル１１から反射した反射光とは、この波長域についてのみ光の干渉が生じる。そのため対物レンズ１０を透過する透過光には、このような干渉情報を有する波長域の光（赤外光）と、干渉情報を有さない波長域の光（可視光）が含まれている。
【０１０２】
対物レンズ１０を透過した透過光は、ハーフミラー１６を透過し、結像レンズ１７によって結像される。また透過光は、フィルタ切り換え機構３０１によって光軸２２上に配置されているバンドパスフィルタ３０２、またはバンドパスフィルタ３０３を透過する。その際、フィルタ切り換え機構３０１によって光軸２２上にバンドパスフィルタ３０２が配置されていれば、図１９に示すバンドパスフィルタ３０２の透過率特性に基づいて、撮像素子１８は、波長９００ｎｍを中心とする赤外光による干渉像を撮像する。またフィルタ切り換え機構３０１によって光軸２２上にバンドパスフィルタ３０３が配置されていれば、図２０に示すバンドパスフィルタ３０３の透過率特性に基づいて、撮像素子は、波長５５０ｎｍを中心とする可視光による明視野像を撮像する。
【０１０３】
このように本実施形態は、フィルタ切り換え機構３０１によって光軸２２に配置されるバンドパスフィルタを切り換えることで、干渉像、または明視野像を切り換えて撮像することができる。
【０１０４】
次にサンプル１１に対して３次元形状計測を行う際の動作方法について説明する。
【０１０５】
フィルタ切り換え機構３０１によって光軸２２上にバンドパスフィルタ３０３が配置される。次にサンプル１１の所望の位置に大まかにフォーカス合わせ（第１のフォーカス合わせ）が行われる。次にフィルタ切り換え機構３０１が回動し、光軸２２上にバンドパスフィルタ３０２が配置される。その際、撮像素子１８にて撮像される画像が参照され、干渉縞が発生するように前記動作よりも微細にフォーカス合わせが（第２のフォーカス合わせ）行われる。第１のフォーカス合わせの際に、大まかにフォーカス合わせが行われている。よって第１のフォーカス合わせをした位置の近傍に干渉領域が存在する。よって第２のフォーカス合わせの際に容易に干渉縞を見つけることができる。干渉縞が見つかった際、干渉対物レンズ１に設けられている図示しない走査機構によって干渉対物レンズ１が光軸２２に沿って走査され、順次干渉画像が取得される。その際、干渉強度が最大となる走査位置が画像の各画素についてもとめられ、サンプル１１の３次元形状が測定される。
【０１０６】
このように本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに本実施形態は、明視野画像を得るために専用の観察光路を設ける必要が無いために安価に構成することができる。
【０１０７】
なお本実施形態では、透過率特性の異なる２種類のバンドパスフィルタ３０２，３０３を用いたが、この数に限定する必要は無い。またフィルタ切り換え機構３０１は、回動式であるが、例えばフィルタスライダに装着されたバンドパスフィルタを光軸２２上から挿脱させて交換させても良い。このようにバンドパスフィルタを光軸２２上に配置できればフィルタ切り換え機構３０１の構成は、限定されない。
【０１０８】
次に図２１乃至図２２を参照して第５の実施形態について説明する。
【０１０９】
前述した第１の実施形態と同様の部位には同じ参照符合を付し、その詳細な説明は省略する。図２１は、第５の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の干渉対物レンズの概略図である。  
本実施形態は、前述した第１の実施形態とは干渉対物レンズが異なる。観察光学系２及び照明光学系３は前述した第１の実施形態と同様であるため図示せず、また詳細な説明についても省略する。前述した第１乃至第４の実施形態は、干渉対物レンズに設けられている第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって干渉させる波長域と干渉させない波長域を分けている。しかしながら本実施形態は、干渉させる波長域と干渉させない波長域を参照面の反射率特性によって分離させている。
【０１１０】
本実施形態の干渉対物レンズ４０１は、対物レンズ１０と、可視域から赤外域までの波長を有する全ての光を分割する広域帯ビームスプリッタである第１のビームスプリッタ４０２と、第１のビームスプリッタ４０２によって反射された光によって照射される参照面４０３から構成されている。このように干渉対物レンズ４０１は、マイケルソン型干渉対物レンズである。参照面４０３は、図２２に示すような反射率特性を有している。参照面４０３は、赤外光のみを反射し、可視光を透過、または吸収する特性を有している。
【０１１１】
図示しない光源１４は、可視域から赤外域までの波長を有する光を出射する。この光は、投影光学系１５により集光、投影され、ハーフミラー１６によって下方に反射される。反射された一方の反射光は、対物レンズ１０、第１のビームスプリッタ４０２を透過してサンプル１１を照射する。他方の反射光は、対物レンズ１０を透過した後に、第１のビームスプリッタ４０２によって反射され、参照面４０３を照射する。
【０１１２】
第１のビームスプリッタ４０２を透過する反射光（一方の反射光、サンプル１１を照射する光）及び第１のビームスプリッタ４０２によって反射された反射光（他方の反射光、参照面４０３を照射する光）は、可視光及び赤外光を含む。
【０１１３】
サンプル１１から反射した反射光は、上述した第１のビームスプリッタ４０２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ４０２を透過し、対物レンズ１０、ハーフミラー１６を透過し観察光学系２に入射する。また参照面４０３から反射した反射光は、上述した第１のビームスプリッタ４０２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ４０２によって反射され、対物レンズ１０、ハーフミラー１６を透過し観察光学系２に入射する。このとき、参照面４０３では図２２に示す参照面の反射率特性に基づいて反射が行われる。これにより参照面４０３から反射した反射光は、図２２に示す参照面４０３の反射率特性により赤外光のみである。よってサンプル１１から反射した反射光とは、この波長域についてのみ光の干渉が生じる。そのため対物レンズ１０を透過する透過光には、このような干渉情報を有する波長域の光（赤外光）と、干渉情報を有さない波長域の光（可視光）が含まれている。
【０１１４】
本実施形態における観察光学系２の動作方法とサンプル１１に対して３次元形状計測を行う際の動作方法については前述した第１の実施形態と同様であるために省略する。
【０１１５】
このように本実施形態は、目視観察を行う際に、参照光が含まれない可視光を観察できるためコントラストの良い明視野画像を観察することができる。また撮像素子１８によって干渉像を撮像する場合、赤外光成分のみを撮像すればよい。このように本実施形態は、明視野画像と干渉画像を容易に得ることができる。
【０１１６】
なお本実施形態は、マイケルソン型干渉対物レンズを使用して説明したがこれに限定する必要は無い。ミラウ型干渉対物レンズであっても参照面が所望する波長域に対してのみ反射する特性を有しているのであれば本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１７】
次に図２３を参照して第６の実施形態について説明する。
【０１１８】
前述した第１の実施形態と同様の部位には同じ参照符合を付し、その詳細な説明は省略する。図２３は、第６の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。  
本実施形態は、前述した第１の実施形態の構成に指標投影光学系５００を追加している。指標投影光学系５００は、観察光学系２と照明光学系３の間に配置されている。
【０１１９】
指標投影光学系５００には、緑色の光（中心波長５５０ｎｍ）を出射する例えばＬＥＤ光源である光源５０１と、光源５０１から出射された光を集光する集光レンズ５０２と、集光レンズ５０２によって集光された光を投影する投影レンズ５０５と、投影レンズ５０５によって投影された光を下方（干渉対物レンズ１側）に反射させるハーフミラー５０３と、干渉対物レンズ１の物体側焦点位置と光学的に共役な位置に配置されている指標パターン５０４が順次配置されている。ハーフミラー５０３は、光軸２２上に配置されている。光源５０１は、指標パターン５０４を干渉対物レンズ１の物体側焦点位置に投影する。指標パターン５０４は、例えば方眼パターン、十字線パターンや円形パターンといった幾何パターンである。指標パターン５０４は、透明基板上に形成されている。なお指標パターン５０４は、透明基板上ではなく、例えば円形や矩形等の単なる穴（開口部）であって良い。
【０１２０】
本実施形態における干渉顕微鏡装置の動作方法（干渉画像、明視野画像を得る動作）は、前述した第１の実施形態と同様であるために省略する。
【０１２１】
次に指標投影光学系５００の動作について説明する。光源５０１から出射された光は、集光レンズ５０２によって集光された後、指標パターン５０４を透過する。指標パターン５０４を透過した光は、投影レンズ５０５によって投影された後、ハーフミラー５０３によって下方に反射される。下方に反射された反射光は、ハーフミラー１６を透過した後、干渉対物レンズ１に入射する。
【０１２２】
干渉対物レンズ１に入射する光は、可視光である緑色成分の光である。この光は、第１のビームスプリッタ１２では反射せず、全ての光が第１のビームスプリッタ１２を透過しサンプル１１を照射する。そのためこの光は、参照面１３を照射しない。その際、指標パターン５０４の投影像５０６が干渉対物レンズ１の焦点位置に投影される。サンプル１１から反射した反射光は、再び第１のビームスプリッタ１２を透過し、対物レンズ１０を透過する。対物レンズ１０を透過した光は、ハーフミラー１６、ハーフミラー５０３を透過して、観察光学系２に入射する。
【０１２３】
観察光学系２に入射した光は、結像レンズ１７によって結像される。結像された光は、上述したように緑色成分の可視光である。そのためこの光は、第２のビームスプリッタ１９によって全て反射される。第２のビームスプリッタ１９によって反射された反射光は、接眼レンズ２０に入射する。さらに接眼レンズ２０には、照明光学系３によるサンプル１１からの反射光（可視光）が入射する。つまり接眼レンズ２０には、指標投影光学系５００からの緑色の指標光と照明光学系３からの可視光が重畳されて入射する。
【０１２４】
サンプル１１が、干渉対物レンズ１の焦点位置と一致している（フォーカス状態）場合、接眼レンズ２０による目視観察によってサンプル１１の明視画像と、緑色の指標パターン像が同時に観察される。サンプル１１が、干渉対物レンズ１の焦点位置と一致していない（デフォーカス状態）場合、接眼レンズ２０による目視観察によって指標パターンのボケた像が観察される。
【０１２５】
このように本実施形態は、指標パターン像が明瞭に観察できるようにサンプル１１の位置を調整することにより、サンプル１１の位置が明視野像のフォーカス位置であることがわかる。このように本実施形態は、サンプル１１が例えばガラスや透明樹脂のようにコントラストがつきにくい場合やサンプル１１にダスト等の付着物がありコントラストが低くなってしまった場合、フォーカス合わせが容易になり操作性を向上させることができる。また指標パターン５０４の投影像５０６は、可視光であるために干渉像を撮像する撮像素子１８には入射しない。よって本実施形態は、干渉像による３次元形状計測に対する影響を抑えることができる。
【０１２６】
次に図２４と、図２５を参照して第７の実施形態について説明する。  
前述した第１の実施形態と同様の部位には同じ参照符合を付し、その詳細な説明は省略する。図２４は、第７の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。図２５は、共焦点レーザ走査型顕微鏡の概略図である。
【０１２７】
本実施形態における干渉顕微鏡装置は、サンプル１１に光を出射する照明光学系６００と、照明光学系６００から出射された光をサンプル１１に照射する干渉対物レンズ１と、干渉しあうサンプル１１及び参照面１３から反射した光を干渉対物レンズ１と、ダイクロイックミラー６０３と、ハーフミラー１６を介して結像させて干渉像を観察する観察光学系６０５と、を有する第１の顕微鏡と、第１の顕微鏡とともに対物レンズ１０を兼用（共有）する第２の顕微鏡である共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０と、から構成される。
【０１２８】
なお本実施形態における干渉顕微鏡装置は、共焦点顕微鏡を有していれば良く、共焦点顕微鏡であれば、共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０に限定する必要はない。  
また本実施形態の干渉対物レンズ１の構成は、前述した第１の実施形態と同様であるため、干渉対物レンズ１の詳細な説明は省略する。なお本実施形態の対物レンズ１０（干渉対物レンズ１）は、上述したように第１の顕微鏡と共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０に兼用される。
【０１２９】
また干渉顕微鏡装置は、照明光学系６００から出射された光を反射させて干渉対物レンズ１に導くハーフミラー１６及び第１の光分割部材であるダイクロイックミラー６０３を有している。ダイクロイックミラー６０３は、光源１４から出射された光６０４を反射し、レーザ光源６１１から出射されるレーザ光６１２を透過させる反射透過率特性を有する。
【０１３０】
照明光学系６００には、第１の実施形態と同様に光源１４と、第１の投影光学系１５と、が順次配置されている。第１の投影光学系１５は、第１の実施形態と同様に複数のレンズから構成され、光源１４の像を干渉対物レンズ１の瞳位置に投影する。この第１の投影光学系１５の間には、フィルタ切り換え機構６０１と、反射ミラー６０２が順次配置されている。
【０１３１】
フィルタ切り換え機構６０１は、透過率特性の異なる２種類のフィルタ（第１の透過フィルタであるハイパスフィルタ６０１ａと、第２の透過フィルタであるローパスフィルタ６０１ｂ）を有している。フィルタ切り換え機構６０１は、上述したフィルタ切り換え機構３０１と同様に回動中心軸６０１ｃを中心に回動することで、ハイパスフィルタ６０１ａ、またはローパスフィルタ６０１ｂのどちらか一方を光軸２２上に配置する。このようにハイパスフィルタ６０１ａと、ローパスフィルタ６０１ｂは、光軸２２上に切り換え交換可能に配置されている。ハイパスフィルタ６０１ａは、所望する閾値を有し、光源１４から出射された光から閾値以上の波長域の光を透過させる。詳細にはハイパスフィルタ６０１ａは、例えば赤外光（干渉情報を有する長波長の光）のみを透過させ、赤外光以外の光を遮光または反射させる特性を有する。またローパスフィルタ６０１ｂは、ハイパスフィルタ６０１ａと略同様の所望する閾値を有し、光源１４から出射された光から閾値以下の波長域の光を透過させる。詳細にはローパスフィルタ６０１ｂは、例えば例えば可視光（長波長の光よりも短い光（干渉情報を有さない短波長の光））のみを透過させ、可視光以外の光を遮光または反射させる特性を有する。
【０１３２】
反射ミラー６０２は、ハイパスフィルタ６０１ａ、またはローパスフィルタ６０１ｂを透過した光を第１の投影光学系１５に向けて反射する。第１の投影光学系１５は反射ミラー６０２から反射した光をハーフミラー１６に向けて投影し、ハーフミラー１６は第１の投影光学系１５によって投影された光をダイクロイックミラー６０３に向けて反射する。ダイクロイックミラー６０３は、ハーフミラー１６から反射した光を干渉対物レンズ１に向けて反射する。またダイクロイックミラー６０３は、第１の実施形態と同様にサンプル１１及び参照面１３から反射され、干渉対物レンズ１を透過した光をハーフミラー１６に向けて反射する。またダイクロイックミラー６０３は、後述するレーザ光源６１１から出射された４０８ｎｍの波長を有するレーザ光６１２を透過させ、サンプルから１１から反射したレーザ光６１２を分割することなく透過させる。このようにダイクロイックミラー６０３は、第２の顕微鏡である共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０に配置されるレーザ光源６１１から出射される光の波長に対しては光を分割することなく透過させる。ハーフミラー１６は、ダイクロイックミラー６０３から反射した光を透過させる。
【０１３３】
観察光学系６０５は、ハーフミラー１６の透過光路上に配置されている。観察光学系６０５には、ハーフミラー１６を透過した光（干渉対物レンズ１による拡大像）を結像させる第１の結像レンズ６０６と、第１の結像レンズ６０６の焦点位置に配置され、第１の結像レンズ６０６によって結像された光を撮像する撮像部であるカラー撮像素子６０７と、が順次配置されている。
【０１３４】
カラー撮像素子６０７の構成は、前述した第３の実施形態におけるカラー撮像素子２５１（図１７参照）の構成と略同一である。そのためカラー撮像素子６０７における各色の波長毎の分光感度特性は、図１６と同様である。カラー撮像素子６０７は、ハイパスフィルタ６０１ａを透過した光と、ローパスフィルタ６０１ｂを透過した光を撮像し、詳細にはハイパスフィルタ６０１ａが光軸上に配置された際に赤外光を撮像し、ローパスフィルタ６０１ｂが光軸上に配置された可視光を撮像する。
【０１３５】
共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０は、ダイクロイックミラー６０３の上方（透過光路上）に配置されている。図２５に示すように共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０には、例えば４０８ｎｍの波長を有するレーザ光（可視光）６１２を出射するレーザ光源６１１と、レーザ光源６１１から出射されたレーザ光６１２を透過させ、また後述するサンプル１１から反射したレーザ光６１２を反射する第２のビームスプリッタ６１３と、回動することによって第２のビームスプリッタ６１３を透過したレーザ光６１２をサンプル１１の表面に対して２次元方向に走査する２次元走査機構６１４が順次配置されている。
【０１３６】
なおレーザ光源６１１は、例えば４０８ｎｍの波長を有するレーザ光６１２を出射することに限定する必要はなく、第１のビームスプリッタ１２を透過する波長域の光を出射すればよい。  
第２のビームスプリッタ６１３は、レーザ光６１２が有する偏光特性に応じてレーザ光６１２を反射、または透過させる。２次元走査機構６１４は、対物レンズ１０の瞳と共役な位置に配置され、例えば、レゾナントスキャナやガルバノスキャナなどである。
【０１３７】
また共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０には、２次元走査機構６１４によって走査されるレーザ光６１２の光路上に第２の投影光学系６１５が配置されている。第２の投影光学系６１５は、第１の投影光学系１５と同様に複数のレンズから構成され、２次元走査機構６１４によって走査されるレーザ光６１２を集光し、投影する。なお第２の投影光学系６１５は、上述したダイクロイックミラー６０３の透過光路上に配置されている。
【０１３８】
共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０において、第２の投影光学系６１５によって投影されたレーザ光６１２は、ダイクロイックミラー６０３を透過し、干渉対物レンズ１に入射し、サンプル１１を照射する。その際、光分割部材である第１のビームスプリッタ１２は、レーザ光源６１１から出射されたレーザ光６１２を透過させる。このように共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０は、第１の顕微鏡とともに対物レンズ１０（干渉対物レンズ１）を兼用（共有）している。
【０１３９】
また共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０には、第２のビームスプリッタ６１３によって反射される光路上に、第２の結像レンズ６１６と、ピンホール６１７と、レーザ光受光部であるレーザ用受光素子６１８が順次配置されている。第２の結像レンズ６１６は、第２のビームスプリッタ６１３によって反射されたレーザ光６１２を結像する。ピンホール６１７は、対物レンズ１０の焦点位置と共役な位置に配置されており、対物レンズ１０によってサンプル１１の表面上に集光され、サンプル１１の表面上にてピントのあったレーザ光６１２のみを通過させる。なおレーザ光６１２は、サンプル１１がフォーカス位置に配置されている際にピンホール６１７を通過し、サンプル１１がデフォーカス位置に配置されている際にピンホール６１７によって遮光される。レーザ用受光素子６１８は、ピンホール６１７を通過したレーザ光６１２を受光する。なおレーザ用受光素子６１８には、例えば光電子増倍管やフォトダイオードなどが用いられる。
【０１４０】
次に本実施形態における照明光学系６００と、ハーフミラー１６と、ダイクロイックミラー６０３と、干渉対物レンズ１と、観察光学系６０５の動作方法について説明する。  
光源１４から出射された光６０４は、第１の投影光学系１５により集光される。集光された光は、フィルタ切り換え機構６０１によって光軸２２上に配置されているハイパスフィルタ６０１ａを透過する。その際、ハイパスフィルタ６０１ａによって赤外光のみが透過する。ハイパスフィルタ６０１ａを透過した赤外光は、反射ミラー６０２によって第１の投影光学系１５に向けて反射され、第１の投影光学系１５によってハーフミラー１６に向けて投影される。
【０１４１】
また赤外光は、ハーフミラー１６と、ダイクロイックミラー６０３によって反射され、干渉対物レンズ１に入射し、対物レンズ１０を透過する。対物レンズ１０を透過した赤外光は、第１のビームスプリッタ１２によって分割される。分割された一方の光は、第１のビームスプリッタ１２を透過してサンプル１１を照射する。他方の光は、第１のビームスプリッタ１２によって反射され、参照面１３を照射する。
【０１４２】
詳細には、サンプル１１には、第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって、波長７８０ｎｍ以上の光（以下、赤外光と称する）の約５０％の光量が照射される。また参照面１３には、第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって、赤外光の約５０％の光量が照射される。また参照面１３は、第１のビームスプリッタで反射した赤外光の光を反射する。
【０１４３】
サンプル１１から反射した反射光は、上述した第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ１２を透過し、対物レンズ１０を透過する。また参照面１３から反射した反射光は、上述した第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ１２によって反射され、対物レンズ１０を透過する。よってサンプル１１から反射した反射光とは、この波長域についてのみ光の干渉が生じる。また参照面１３から反射した反射光（赤外光）と、サンプル１１から反射した反射光（赤外光）は、結合する。この結合した光は、干渉情報を有する。
【０１４４】
結合した光は、対物レンズ１０を透過した後、ダイクロイックミラー６０３によって反射され、ハーフミラー１６を透過し、第１の結像レンズ６０６によってカラー撮像素子６０７の撮像面上に結像される。結像された光は、カラー撮像素子６０７においてＲ，Ｇ，Ｂ毎に分離される。
【０１４５】
結像された光の波長帯は、赤外域である。よってカラー撮像素子６０７は、この光を分離した際に、赤色成分（Ｒ）の情報をのみを取得する。これにより赤色成分（Ｒ）の情報が画像化されると、干渉画像が得られる（カラー撮像素子６０７は、干渉情報を有する干渉像が撮像する）。
【０１４６】
またフィルタ切り換え機構６０１によって光軸２２上にローパスフィルタ６０１ｂが配置されると、干渉対物レンズ１には、可視光のみが入射する。干渉対物レンズ１に入射した可視光は、対物レンズ１０、第１のビームスプリッタ１２を透過してサンプル１１を照射する。
【０１４７】
詳細には、サンプル１１には、第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性によって、波長７８０ｎｍ以下の光（可視光）の約１００％の光量が照射される。
【０１４８】
サンプル１１から反射した可視光は、上述した第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ１２を透過し、対物レンズ１０を透過する。対物レンズ１０を透過する光は、干渉情報を有さない。
【０１４９】
対物レンズ１０を透過した光は、ダイクロイックミラー６０３によって反射され、ハーフミラー１６を透過し、第１の結像レンズ６０６によってカラー撮像素子６０７の撮像面上に結像され、カラー撮像素子６０７によって撮像される。
【０１５０】
この光には、上述したように干渉情報が含まれていない。よってこの光には、参照面１３から反射した反射光（参照光）が重畳されていない。これによりコントラストの良いクリアな画像（明視野画像）が得られる。なおカラー撮像素子６０７によってカラーの明視野画像が得られることも可能である。
【０１５１】
次に本実施形態における共焦点レーザ走査型の動作方法について説明する。  
レーザ光源６１１から出射されたレーザ光６１２は、第２のビームスプリッタ６１３を透過し、２次元走査機構６１４によって反射され、サンプル１１の表面に対して２次元方向に走査（例えばラスタ走査）される。２次元走査機構６１４がレーザ光６１２を走査するために、２次元走査機構６１４がレーザ光６１２を出射する出射（偏光）角度は、観察する視野の大きさや、光の投影倍率などから決定される。
【０１５２】
走査されたレーザ光６１２は、第２の投影光学系６１５と、ダイクロイックミラー６０３を透過して干渉対物レンズ１に入射する。レーザ光６１２は、可視光であるため、第１のビームスプリッタ１２を透過し、サンプル１１の１点を照射する。その際、２次元走査機構６１４は、レーザ光６１２を上述した出射角度内で出射するために、サンプル１１を照射する１点は、時間と共に変化（走査）し、最終的に観察領域全体に渡り走査される。
【０１５３】
このようにサンプル１１を走査したレーザ光６１２は、サンプル１１によって反射され、干渉対物レンズ１と、ダイクロイックミラー６０３を透過し、共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０に入射する。このサンプル１１によって反射されたレーザ光６１２には、干渉情報が含まれない。
【０１５４】
共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０に入射したレーザ光６１２は、第２の投影光学系６１５を透過し、２次元走査機構６１４を通過して、第２のビームスプリッタ６１３に入射する。
【０１５５】
このようにレーザ光６１２は、サンプル１１に入射した時と全く同じ経路を逆に通過して第２のビームスプリッタ６１３に入射する。  
第２のビームスプリッタ６１３により反射されたレーザ光６１２は、第２の結像レンズ６１６へと導かれる。また２次元走査機構６１４は、対物レンズ１０の瞳位置と共役な位置に配置されているため、２次元走査機構６１４が軸外を走査しても、レーザ光６１２は第２の結像レンズ６１６上では動かない。
【０１５６】
レーザ光６１２は、第２の結像レンズ６１６によって点状に絞られ、ピンホール６１７を通過する。上述したようにピンホール６１７は、対物レンズ１０を通過したレーザ光６１２の結像位置（対物レンズ１０の焦点位置）と共役な位置に配置され、サンプル１１の表面上にピントのあったレーザ光６１２のみを通過させる。これによりレーザ用受光素子６１８には、対物レンズ１０によってサンプル１１の表面に集光され、サンプル１１の表面から反射され、ピンホール６１７を通過したレーザ光６１２のみが受光される。レーザ光６１２は、対物レンズ１０によりサンプル１１にて結像した場合のみ、ピンホール６１７によって遮光されることなく、レーザ用受光素子６１８にて受光される（共焦点効果）。
【０１５７】
図示しない制御部は、レーザ用受光素子６１８が受光したレーザ光６１２の光量を輝度値として２次元走査機構６１４の出射角度に応じた２次元の観察画像（サンプル１１の表面画像）を形成する。この観察画像は、フォーカス状態の部分のみ明るく表示される。制御部は、この観察画像を図示しないモニタなどの表示部に表示させる。表示される観察画像の解像度は、通常の顕微鏡によって表示される観察画像の解像度よりも高い。
【０１５８】
このように本実施形態の干渉顕微鏡装置は、フィルタ切り換え機構６０１によって波長帯（赤外域、または可視域）を選択することができるため、容易に且つ安価にフレアの無いコントラストの良い明視野画像と、干渉画像を取得できる。
【０１５９】
また本実施形態の干渉顕微鏡装置は、対物レンズ１０（干渉対物レンズ１）を用いた第１の顕微鏡に、第１の顕微鏡と共に対物レンズ１０（干渉対物レンズ１）を兼用する第２の顕微鏡である共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０を付加している。共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０のレーザ光源６１１から出射されるレーザ光６１２には、干渉情報が含まれていない。よって本実施形態の干渉顕微鏡装置は、上述したコントラストの良い明視野画像と、干渉画像と共に共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０によって干渉縞が生じないクリアな観察画像を得ることができる。
【０１６０】
また本実施形態は、上述した第２の実施形態のように可視光源２０１と赤外光源２０２を切り替える必要がないため、光源１４の出力が不安定になることを防止できる。また本実施形態は、光源１４の出力の安定化させる時間を省略することができるために、より短時間で明視野画像と、干渉画像を取得することができる。
【０１６１】
本実施形態では、カラー撮像素子を３板式のＣＣＤ、いわゆる３ＣＣＤを使用したがこれに限定することは無く、例えばカラーフィルタを使用した単板式のＣＣＤ撮像素子でもよい。
【０１６２】
なお本実施形態は、共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０を用いたが、上述したように共焦点顕微鏡であればこれに限定する必要はなく、例えばニポウディスク等を用いた共焦点スキャン型顕微鏡を用いても良い。
【０１６３】
なお本実施形態では、フィルタ切り換え機構６０１を用いて切り換え可能にしたが、回転式、または例えばフィルタスライダに装着されたハイパスフィルタ６０１ａと、ローパスフィルタ６０１ｂを光軸２２上から挿脱させて交換させても良い。このようにハイパスフィルタ６０１ａと、ローパスフィルタ６０１ｂを光軸２２上に配置できればフィルタ切り換え機構６０１の構成は、限定されない。またハイパスフィルタ６０１ａと、ローパスフィルタ６０１ｂは、手動で切り替えても良い。これにより容易に切り替えることができる。
【０１６４】
またハイパスフィルタ６０１ａと、ローパスフィルタ６０１ｂは、照明光学系６００に配置されたが、観察光学系６０５に配置されても良い。
【０１６５】
またハイパスフィルタ６０１ａと、ローパスフィルタ６０１ｂに限定する必要はなく、例えば図４に示すバンドパスフィルタや反射型のフィルタであっても良い。このように本実施形態のフィルタの構成は、波長帯を選択することができるのであれば、限定されない。
【０１６６】
次に図２６を参照して本実施形態における第１の変形例について説明する。  
前述した第７の実施形態と同様の部位には同じ参照符合を付し、その詳細な説明は省略する。図２６は、本変形例における干渉顕微鏡装置の概略図である。
【０１６７】
本変形例の干渉顕微鏡装置は、前述した第７の実施形態とは照明光学系と観察光学系が異なる。本変形例の干渉対物レンズ１と、ハーフミラー１６と、ダイクロイックミラー６０３と、共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０の構成は、前述した第７の実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
【０１６８】
本変形例の照明光学系６００には、フィルタ切り換え機構６０１が配置されていない。
【０１６９】
本変形例の観察光学系６５０には、第１の結像レンズ６０６と、第１の結像レンズ６０６によって結像された光（サンプル１１及び参照面１２から反射された光）を所望する分光特性によって分割する光分割部材である第３のビームスプリッタ６５３が配置されている。なお第３のビームスプリッタ６５３は、光を分割する際、この一方を透過させ、他方を反射させる。  
また観察光学系６５０には、第３のビームスプリッタ６５３の透過光路上に第３のビームスプリッタ６５３によって透過された光を透過させるハイパスフィルタ６０１ａと、第１の結像レンズ６０６によって結像され、ハイパスフィルタ６０１ａを透過した光を撮像する撮像部である第１の撮像素子６５１が順次配置されている。
【０１７０】
また観察光学系６５０には、第３のビームスプリッタ６５３の反射光路上に第３のビームスプリッタ６５３によって反射された光を透過させるローパスフィルタ６０１ｂと、第１の結像レンズ６０６によって結像され、ローパスフィルタ６０１ｂを透過した光を撮像する第２の撮像素子６５２が順次配置されている。
【０１７１】
第１の撮像素子６５１と、第２の撮像素子６５２は、第１の結像レンズ６０６の焦点位置に配置され、例えばＣＣＤカメラである。
【０１７２】
次に本変形例における照明光学系６００と、ハーフミラー１６と、ダイクロイックミラー６０３と、干渉対物レンズ１と、観察光学系６５０の動作方法について説明する。  
光源１４から出射された光６０４は、上述した第７の実施形態と同様に干渉対物レンズ１に入射し、対物レンズ１０を透過する。この光６０４は、赤外光と可視光を有する。
【０１７３】
対物レンズ１０を透過した光６０４において、赤外光は、第１のビームスプリッタ１２によって分割される。分割された一方の赤外光は、第１のビームスプリッタ１２を透過してサンプル１１を照射する。他方の赤外光は、第１のビームスプリッタ１２によって反射され、参照面１３を照射する。
【０１７４】
サンプル１１から反射した反射光と、参照面１３から反射した反射光は、上述した第７の実施形態と同様に第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ１２を透過し、対物レンズ１０を透過する。サンプル１１から反射した反射光とは、この波長域についてのみ光の干渉が生じる。また参照面１３から反射した反射光（赤外光）と、サンプル１１から反射した反射光（赤外光）は、結合する。この結合した光は、干渉情報を有する。
【０１７５】
結合した光（赤外光）は、対物レンズ１０を透過した後、ダイクロイックミラー６０３によって反射され、ハーフミラー１６を透過する。ハーフミラー１６を透過した赤外光の一方は、第３のビームスプリッタ６５３を透過する。この第３のビームスプリッタ６５３を透過した赤外光は、ハイパスフィルタ６０１ａを透過して、第１の撮像素子６５１によって撮像される。またハーフミラー１６を透過した赤外光の他方は、第３のビームスプリッタ６５３によって反射され、ローパスフィルタ６０１ｂによって遮光、または反射される。よって赤外光は、第２の撮像素子６５２によって撮像されない。
【０１７６】
また対物レンズ１０を透過した光６０４において、可視光は、上述した第７の実施形態と同様に第１のビームスプリッタ１２を透過してサンプル１１を照射する。
【０１７７】
サンプル１１から反射した可視光は、上述した第１のビームスプリッタ１２の反射透過率特性に基づいて再び第１のビームスプリッタ１２を透過し、対物レンズ１０を透過する。対物レンズ１０を透過する光は、干渉情報を有さない。
【０１７８】
対物レンズ１０を透過した可視光は、対物レンズ１０を透過した後、ダイクロイックミラー６０３によって反射され、ハーフミラー１６を透過する。ハーフミラー１６を透過した可視光の一方は、第３のビームスプリッタ６５３を透過し、ハイパスフィルタ６０１ａによって遮光、または反射される。よって可視光は、第１の撮像素子６５１によって撮像されない。またハーフミラー１６を透過した可視光の他方は、第３のビームスプリッタ６５３によって反射される。この反射された可視光は、ローパスフィルタ６０１ｂを透過して、第２の撮像素子６５２によって撮像される。
【０１７９】
このように第１の撮像素子６５１は、ハイパスフィルタ６０１ａを透過した赤外光を撮像し、第２の撮像素子６５２は、ローパスフィルタ６０１ｂを透過した可視光を撮像する。これにより第１の撮像素子６５１は干渉画像を取得し、第２の撮像素子６５２はコントラストの良いクリアな画像（明視野画像）を取得する。
【０１８０】
本変形例における共焦点レーザ走査型の動作方法は、第７の実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
【０１８１】
このように本変形例の干渉顕微鏡装置は、干渉画像と明視野画像を取得する際に、フィルタ切り換え機構６０１によってハイパスフィルタ６０１ａとローパスフィルタ６０１ｂを切り替える必要がないため、容易且つ手間を省いて取得することができる。また本変形例の干渉顕微鏡装置は、干渉画像と、明視野画像と、共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０によって取得される観察画像を同時に撮像・取得することができ、測定、観察の際に操作性を向上することができる。
【０１８２】
なお本変形例は、第３のビームスプリッタ６５３と、ハイパスフィルタ６０１ａと、ローパスフィルタ６０１ｂによって第１の撮像素子６５１に赤外光を撮像させ、第２の撮像素子６５２にローパスフィルタ６０１ｂに可視光を撮像させている。しかしこの構成に限定する必要はない。観察光学系６５０には、例えば第３のビームスプリッタ６５３と、ハイパスフィルタ６０１ａと、ローパスフィルタ６０１ｂの代わりにサンプル１１及び参照面１３から反射された光を所望する分光特性によって分割する光分割部が配置されていても良い。この光分割部材は、例えば赤外光を約１００％透過させ、可視光を約１００％反射させる第４のビームスプリッタ（例えばダイクロイックプリズム、またはダイクロイックミラー）などである。この第４のビームスプリッタの反射透過率特性は、図３に示す第２のビームスプリッタ１９と略同様である。これにより変形例と同様に、第１の撮像素子６５１は第４のビームスプリッタによって分割された一方の光（赤外光）を撮像し、第２の撮像素子６５２は第４のビームスプリッタによって分割された他方の光（可視光）を撮像する。
【０１８３】
次に図２７と、図２８を参照して第８の実施形態について説明する。  
前述した第７の実施形態と同様の部位には同じ参照符合を付し、その詳細な説明は省略する。図２７は、第８の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。図２８は、センサ光学系の概略図である。
【０１８４】
本実施形態の干渉顕微鏡装置には、前述した第７の実施形態における共焦点レーザ走査型顕微鏡６１０の代わりに第１の顕微鏡と共に対物レンズ１０（干渉対物レンズ１）を兼用するセンサ光学系７１０が配置され、ダイクロイックミラー６０３の代わりにハーフミラー７１１が配置されている。
【０１８５】
本実施形態の干渉対物レンズ１と、ハーフミラー１６と、照明光学系６００と、観察光学系６０５の構成は、前述した第７の実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。なおまた本実施形態の対物レンズ１０（干渉対物レンズ１）は、第１の顕微鏡とセンサ光学系７１０に兼用される。
【０１８６】
ハーフミラー７１１は、例えば透過率約３０％、反射率約７０％といった分光比率を有する。またハーフミラー７１１は、後述するレーザ光源７０１から出射されたレーザ光（可視光）７０５を透過させ、サンプルから１１から反射したレーザ光７０５を分割することなく透過させる。このようにハーフミラー７１１は、センサ光学系７１０に配置されるレーザ光源７０１から出射される光の波長に対しては光を分割することなく透過させる。
【０１８７】
図２８を参照してセンサ光学系７１０について説明する。  
オートフォーカスセンサであるセンサ光学系７１０には、レーザ光（可視光）７０５を出射するレーザ光源７０１と、レーザ光源７０１から出射された可視光７０５を集光する集光レンズ７０２と、集光レンズ７０２によって集光された可視光７０５を透過させ、後述するサンプル１１によって反射された可視光７０５を反射する第２のビームスプリッタ７０３と、第２のビームスプリッタ７０３を透過した可視光７０５を結像させる第２の結像レンズ７０４が順次配置されている。
【０１８８】
なおレーザ光源７０１は、第１のビームスプリッタ１２を透過させる可視光（例えば略６８０ｎｍ以下の波長の光）７０５を出射すればよい。また第２の結像レンズ７０４は、上述したハーフミラー７１１の透過光路上に配置されている。
【０１８９】
第２の結像レンズ７０４によって投影された可視光７０５は、ハーフミラー７１１を透過して干渉対物レンズ１に入射し、サンプル１１を照射する。その際、光分割部材である第１のビームスプリッタ１２は、レーザ光源７０１から出射された可視光７０５を透過させる。このようにセンサ光学系７１０は、第１の顕微鏡とともに対物レンズ１０（干渉対物レンズ１）を兼用している。
【０１９０】
またセンサ光学系７１０には、第２のビームスプリッタ７０３の反射光路上に、第２のビームスプリッタ７０３によって反射された可視光７０５を分割する第３のビームスプリッタ７２０が配置されている。第３のビームスプリッタ７２０は、分割した一方の可視光７０５を透過させ、分割した他方の可視光７０５を反射させる。
【０１９１】
また第３のビームスプリッタ７２０の透過光路上には、第３のビームスプリッタ７２０を透過した可視光７０５を通過させる第１のピンホール７２２ａと、第１のピンホール７２２ａを通過した可視光７０５を受光する第１のレーザ用受光素子７２１ａが順次配置されている。
【０１９２】
また第３のビームスプリッタ７２０の反射光路上には、第３のビームスプリッタ７２０を反射した可視光７０５を通過させる第２のピンホール７２２ｂと、第２のピンホール７２２ｂを通過した可視光７０５を受光する第２のレーザ用受光素子７２１ｂが順次配置されている。
【０１９３】
第１のピンホール７２２ａは、第２の結像レンズ７０４の焦点位置から所望する間隔後方に離れて配置され、第２のピンホール７２２ｂは、第２の結像レンズ７０４の焦点位置から所望する間隔前方に離れて配置されている。これら所望する間隔は、それぞれ異なっていても略同一でもどちらでも良い。
【０１９４】
本実施形態における照明光学系６００と、ハーフミラー１６と、干渉対物レンズ１と、観察光学系６０５の動作方法は、第７の実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
【０１９５】
次に本実施形態におけるセンサ光学系の動作方法について説明する。  
レーザ光源７０１から出射された可視光７０５は、集光レンズ７０２によってスポット状に集光され、第２のビームスプリッタ７０３を透過し、第２の結像レンズ７０４によって結像される。
【０１９６】
可視光７０５は、ハーフミラー７１１を透過し、干渉対物レンズ１の対物レンズ１０によってサンプル１１に集光され、第１のビームスプリッタ１２を透過し、サンプル１１を照射する。可視光７０５は、干渉対物レンズ１において、干渉情報は生成されない。
【０１９７】
サンプル１１から反射した可視光７０５は、干渉対物レンズ１と、ハーフミラー７１１と、第２の結像レンズ７０４を透過し、第２のビームスプリッタ７０３によって反射される。第２のビームスプリッタ７０３によって反射された可視光７０５は、第３のビームスプリッタ７２０によって分割される。分割された可視光７０５の一方は、第３のビームスプリッタ７２０と、第１のピンホール７２２ａを通過し、第１のレーザ用受光素子７２１ａに受光される。また可視光７０５の他方は、第３のビームスプリッタ７２０によって反射され、第２のピンホール７２２ｂを通過し、第２のレーザ用受光素子７２１ｂに受光される。
【０１９８】
上述したように第１のピンホール７２２ａは、第２の結像レンズ７０４の焦点位置の後方に配置され、第２のピンホール７２２ｂは、第２の結像レンズ７０４の焦点位置の前方に配置されている。よって第１のレーザ用受光素子７２１ａと、第２のレーザ用受光素子７２１ｂがそれぞれ受光する光量において、光量のバランスが参照されることで、距離が測定される。この距離とは、サンプル１１に対する干渉対物レンズ１のフォーカス位置からのズレ量である。このようにセンサ光学系７１０は、オートフォーカスセンサである。
【０１９９】
センサ光学系７１０において使用される可視光７０５は干渉しないため、第１のレーザ用受光素子７２１ａ、第２のレーザ用受光素子７２１ｂが受光する可視光７０５には、干渉情報が重畳されていない。そのため本実施形態の干渉顕微鏡装置は、センサ光学系７１０によってフォーカス位置を探す動作が安定し、干渉対物レンズ１による光量損失も少ないため、Ｓ／Ｎが良い状態において測定されるズレ量を参照することでフォーカス位置を判別でき、操作性を向上することができる。
【０２００】
また本実施形態の干渉顕微鏡装置は、第７の実施形態と同様に、フィルタ切り換え機構６０１によって波長帯（赤外域、または可視域）を選択することができるため、容易に且つ安価に参照光によるフレアの無いコントラストの良い明視野画像と、干渉画像を取得できる。
【０２０１】
なお本実施形態において、レーザ光源７０１が可視光７０５を出射し、干渉させる波長領域を赤外域としたがこれに限定する必要はなく、例えばレーザ光源７０１が赤外光を出射し、干渉させる波長領域を可視域としてもよい。このように波長帯を選択して干渉させるものであるならば限定する必要はない。
【０２０２】
また本実施形態は、第２の結像レンズ７０４の焦点位置の後方に第１のレーザ用受光素子７２１ａを配置し、第２の結像レンズ７０４の焦点位置の前方に第２のレーザ用受光素子７２１ｂを配置したがこれに限定する必要はない。例えばナイフエッジ方式や非点収差方式を用いたセンサ光学系を配置しても同様の効果を得ることができる。
【０２０３】
また本実施形態は、上述した第７の実施形態における変形例を組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【０２０４】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。
【図２】図２は、第１の実施形態における第１のビームスプリッタの反射透過率特性を示している。
【図３】図３は、第１の実施形態における第２のビームスプリッタの反射透過率特性を示している。
【図４】図４は、第１の実施形態におけるバンドパスフィルタの透過率特性を示している。
【図５】図５は、第１の実施形態における第１の変形例を示す図であり、マイケルソン型干渉対物レンズの概略構成を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態における第２の変形例を示す図であり、可視光の波長域である波長５００ｎｍを境界として、干渉情報を有する波長域と干渉情報を有さない波長域に分離させる場合の第１のビームスプリッタの反射透過率特性を示している。
【図７】図７は、第１の実施形態における第２の変形例を示す図であり、可視光の波長域である波長５００ｎｍを境界として、干渉情報を有する波長域と干渉情報を有さない波長域に分離させる場合の第２のビームスプリッタの反射透過率特性を示している。
【図８】図８は、第１の実施形態における第２の変形例を示す図であり、可視光領域である波長５００ｎｍを境界に分離する場合のバンドパスフィルタの透過率特性を示している。
【図９】図９は、第１の実施形態における第３の変形例を示す図であり、第２のビームスプリッタの概略構成を示している。
【図１０】図１０は、第１の実施形態における第３の変形例の第２のビームスプリッタの反射透過率特性を示している。
【図１１】図１１は、第１の実施形態における第３の変形例の第２のビームスプリッタの反射透過率特性を示している。
【図１２】図１２は、第１の実施形態における第４の変形例を示す図であり、第１のビームスプリッタの反射透過率特性を示している。
【図１３】図１３は、第２の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。
【図１４】図１４は、第３の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態における第１のビームスプリッタの反射透過率特性を示している。
【図１６】図１６は、各色の波長の分光感度特性を示している。
【図１７】図１７は、カラー撮像素子の概略図である。
【図１８】図１８は、第４の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。
【図１９】図１９は、第４の実施形態におけるバンドパスフィルタの透過率特性を示している。
【図２０】図２０は、第４の実施形態におけるバンドパスフィルタの透過率特性を示している。
【図２１】図２１は、第５の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の干渉対物レンズの概略図である。
【図２２】図２２は、第５の実施形態における参照面の反射率特性を示している。
【図２３】図２３は、第６の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。
【図２４】図２４は、第７の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。
【図２５】図２５は、第７の実施形態における共焦点レーザ走査型顕微鏡の概略図である。
【図２６】図２６は、第７の実施形態における第１の変形例を示す干渉顕微鏡装置の概略図である。
【図２７】図２７は、第８の実施形態に係る干渉顕微鏡装置の概略図である。
【図２８】図２８は、第８の実施形態におけるセンサ光学系の概略図である。
【符号の説明】
【０２０５】
１…干渉対物レンズ、２…観察光学系、３…照明光学系、１０…対物レンズ、１１…サンプル、１２…第１のビームスプリッタ、１３…参照面、１４…光源、１５…投影光学系、１６…ハーフミラー、１７…結像レンズ、１８…撮像素子、１９…第２のビームスプリッタ、２０…接眼レンズ、２１…バンドパスフィルタ、２２…光軸、１０１…干渉対物レンズ、１１２…第１のビームスプリッタ、１１３…参照面、１１４…反射光路、１２０…第２のビームスプリッタ、１２１…第２のビームスプリッタ、１２２…撮像光路、１２３…目視観察光路、２００…照明光学系、２０１…可視光源、２０２…赤外光源、２０３…ダイクロイックミラー、２０４…発光光路、２０５…発光光路、２０６…照明光軸、２４９…干渉対物レンズ、２５０…観察光学系、２５１…カラー撮像素子、２５２…第１のビームスプリッタ、２５３…撮像素子、２５４…撮像素子、２５５…撮像素子、２５６…色分解プリズム、３００…観察光学系、３０１…フィルタ切換え機構、３０２…バンドパスフィルタ、３０３…バンドパスフィルタ、３０４…回動中心軸、４０１…干渉対物レンズ、４０２…第１のビームスプリッタ、４０３…参照面、５００…指標投影光学系、５０１…光源、５０２…集光レンズ、５０３…ハーフミラー、５０４…指標パターン、５０５…投影レンズ、５０６…投影像
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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