(57)【要約】【課題】スポットレーザー光線を簡単な装置でロスの少ない均一なレーザー照明に仕立てるかがローコストレーザー照明顕微鏡の課題である。【解決手段】均一なレーザー照明は、均一なレーザー輝線を作ることであり、本実施例では、レーザービーム拡散後の異形状ビームを四角形のマスクを通過させ直接光学レンズにて輝線に変換する方法で解決した。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー照明顕微鏡。
【請求項２】
請求項１を用いた、透過顕微鏡及び同軸落射顕微鏡の機能を持つ一体型の複合顕微鏡。
【請求項３】
請求項２の３軸鏡筒式顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過照明及び落射照明を用いた顕微鏡にレーザー照明顕微鏡を一体化した生物、工業用複合顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレーザー顕微鏡は、点（ピンホール）共焦点レーザー顕微鏡として作られているのが主体である。  この点共焦点方式は、結像の中央部一点のみ通過した光線を画像として扱う故に高解像度を得られるが、光線の減衰量が非常に大きく画像にするには特別な高感度カメラが必要である。
或いは、シリンドリカルレンズを用いたライン共焦点レーザー顕微鏡もあるが、このレーザー光線は、やや円形に近い光束を同一方向（横方向或いは、縦方向）に圧縮して作られたライン状の輝線が用いられている。  この輝線は、中央に光線が集中され均一に分布した光量の線光源にはならないので、中央部分を利用し大半は捨ててしまう。  共焦点顕微鏡では、この他に、結像位置にピンホールの代わりに極めて細いスリットを置き、そのスリットに線状の光線を通過させ受光素子にて映像化されるが、ここでも、そのスリットを通過する光線は減衰され受光素子は、高価な高感度素子が使われる。
ピンホール式に比べると光線の減衰量では大差がないがビーム走査が一つ省略される。  しかし、点ではなく線を扱う関係上光軸及び結像線とスリットの合わせ等に難題があるので用いられる例は少ない。
上記のようにレーザー光線の効率の低下は、レーザー光源の出力増強につながり試料の影響を考慮すると受光素子の感度で補うのはやむを得ない。
ゆえに、高価になる要素が多く低価格の汎用性にはつながりにくいのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
試料に対しての照明選択は重要な要素の一つである。  一般に用いられる白色光の照明と、レーザー光の照明とでは試料によっては像の見え方が違いレーザー光線の波長を選択することにより物質を透過して観察する事が可能にもなる。
レーザー照明に必要な均一な光量を持つ一本の線を創るのが課題になる。
レーザー画像と従来の光学画像が、動かすことなく同一画像で比較できることが試料観察に重要な課題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、  本発明は、レーザー光線を点ではなく均一な光量を持つ一本の線に焦点させこの線を線の直角方向へ走査させ四角形のレーザー照明を作る方法である。
この照明は、受光部のスリットを必要としないレーザー照明の結像による画像なので、レーザー光線のロスは少なく光利用率の高い顕微鏡であり従来の光学顕微鏡に置き換えられる。  ゆえに、同一試料の観測が可能になる。
レーザー出力は１ｍＷ程度ですので、従来に比較すると十分の一以下にすることが可能になり、試料に与える光線の影響は可成り軽減することができる。
【０００５】
【発明の実態の形態】
本発明は、一般光学顕微鏡に共用できるレーザー照明顕微鏡を搭載し、３種類の照明をもつ１台の顕微鏡である。
【０００６】
図１は、顕微鏡の構成と光路の説明図である。  本顕微鏡は、３軸鏡筒式顕微鏡が基本構成とし一般光学系のこの構成は、スタンド２７に対物レンズ９を収納するレボルバ２４及び３軸分配器１６の双眼接眼鏡に取り付けられた接眼鏡１２とカメラ鏡筒に取り付けられたＣＣＤカメラ１３からなり、これに垂直可動部２６は、試料１０を載せるＸＹステージ２２が付き、試料１２を透過する照明部２８で構成され、垂直可動部２６を上下するピント調整つまみ２５が取り付く。
落射照明は、スタンドに取り付けた光源１４よりハーフミラー８を介して対物レンズを通過し試料１０を照射する。
上記の一般光学系顕微鏡に、レーザー照明顕微鏡を搭載する。
レーザー光源部は、レーザー光源１と光量調整フィルター２、ビーム拡散レンズ３及びビーム整形ホール板４、ビームライン変換レンズ５及びミラーガロバー６からなる。
【０００７】
レーザー照明部を示す図２は、レーザービームａからレーザー照明光線ｉ迄の光路を示す。
図２のＡ行は、ミラーガロバー６が稼働している状態の光束を示す。
Ｂ行は、ミラーガロバー６が停止状態の光束を示す。
レーザー１から出力されたスポットビームａは、拡散レンズ３によりｃに示すやや円形に伸張され光束を四角形の窓を持つビーム整形マスク４を通過させ直接５のシリンドリカルレンズを通過する。  この通過した光束は、６のミラーを反射し順次ｄ，ｅ，ｆと集光しｇにて一本の均一光量を持つ輝線になる。
光束ｈ，ｉは拡散し６のミラーガロバーを動作するとＡのｉに示すラスター状のレーザー照明となる。
【０００８】
落射照明の代わりになるレーザー光を備え、切り替えることによりレーザー光の観察が可能になり落射照明とレーザー照明が、従来の光学系を共用できる。
但し、レーザー光では直接接眼鏡で覗くことは危険のため直接観察出来ないように遮断する機構を設け、カメラ等で観察する。
【０００９】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明する。１図に示す構成と光路の説明図は、本発明の関連付けとして作図したものであり従来認知されている内容も含まれいるので、透過照明２８及び３軸分配器２９に付いては説明を省略する。
【００１０】
光源１４は、落射照明の光源で、アイリス１５で光量調整された光線は、切り替えミラー１６により反射し波長板７を通過しハーフミラー８を照射する、ハーフミラーで反射した光線は対物レンズ９を通過し試料１０を照射する。その試料の反射光は、対物レンズ９を通過しハーフミラー８を通過し波長板１１にて試料反射光を通過させＣＣＤカメラの撮像素子１２に結像しディスプレイにて観察する。  もう一つは、３軸分配器２９で分離した光線は、接眼鏡１７で結像し双眼で観察できる。
【００１１】
レーザー光源１のスポット光線は、光量調整フィルター（ＮＤフィルター）２を通過し拡散レンズ３にてスポット光線を拡散させ３×３ｍｍ程度の四角形の窓があいたビーム整形板４を通過させシリンドリカルレンズ５にてＹ方向の線状ビームに変換しミラーガロバー６にてＸ方向に走査する。
レーザー光線はａ点で線走査された四角の面積を持つ光束の照明になる。
この面光束をレーザー照明に使用し、切り替えミラー１６が開放の時、落射照明と同じ光路で波長板７を通過しハーフミラーで対物レンズ９を通過し試料１０を照射する。試料を反射したレーザー光は対物レンズを９を通過しハーミラーを通過し波長板１１にて試料反射光を通過させＣＣＤカメラの撮像素子１２に結像する。レーザー光の観察は、接眼観察の方は遮断されカメラ側のみのディスプレイ観察となる。
【００１２】
光源１８は透過照明の光源で、試料１０を照射し透過した光線は対物レンズ９を通過し落射照明と同様に双眼観察とカメラによる透過照明の観察ができる。
【００１３】
操作と機能の説明、この顕微鏡の照明と機能の関係を記す。
（１）光源は、レーザー照明スイッチがＯＦＦの時、選択された照明、落射照明の光源１４及び透過照明の光源１９は作動時のみ点灯する。
（２）レーザー照明スイッチをＯＮにすると、切り替えミラー１６と遮光板２８は動作しレーザー光はハーフミラー８を照射し遮光板２８で接眼観察は遮蔽され、落射照明１４はＯＦＦ状態になりＣＣＤカメラ観察のみとなる。
（３）レーザー照明と透過照明を同時に照射した観察は可能である。
（４）レーザー照明スイッチをＯＦＦにすると、切り替えミラーが作動し同時に遮光板２８は回復し、光源１４の照明はミラー１６で反射し、接眼観察又はＣＤカメラ観察も含めた落射照明顕微鏡のみが動作する。（光源１９は消灯状態）
（５）  光源１９を点灯する（光源１４は消灯状態）と、接眼観察及びＣＣＤカメラ観察が出来る透過照明顕微鏡のみが作動する。
（６）  光源１４及び光源１９を同時に点灯するも可能である。レーザー照明はＯＦＦ状態にする。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した形態で実施され以下に記載されるような効果が見られる。
【００１５】
レーザー光線に、６５０ｎｍの波長を用いて落射照明と比較した場合の実施例であるが、観察試料に半導体のチップを使用するとチップ表面の構造が、落射照明とレーザー光線との比較で分かり易い。
落射照明で観られる像は、最上層の像が見える。  例えば、整列した升目に観察される、しかし、その下層に配線パターンがあっても落射照明では観察出来ないが、レーザー光線に切り替えるとその下層にあるパターンが観察でき落射照明で観察できた升目は透過して観察出来ず全く違う像を観察することになる。
この関係は、試料の同一箇所をそのまま比較できるから相関が簡単にとれる。
【００１６】
このレーザー照明顕微鏡による効果
（イ）半導体レーザーの利点は、ガスレーザーと違い立ち上げ動作時間が短く作業効率がよい。
（ロ）レーザー光線の波長を選択することにより、レーザー光線の特徴を生かした画像観察が可能である。
（ハ）レーザー光の出力は、ライン走査式により１ミリワット程度の出力で十分輝度がとれる。
【００１７】
試料に対して、顕微鏡の使い分けが容易になる。
レーザー照明顕微鏡及び落射照明顕微鏡、または透過照明顕微鏡での観察画像での選択で、最適顕微鏡での作業が容易になる。
【００１８】
この顕微鏡は、一体型で共用される部分が多く安価でコンパクト形状で設置場所は小スペースでよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す構成と光路説明図である。
【図２】レーザー照明部の説明図である。
【符号の説明】
１  レーザー光源
２  ＮＤフイルター
３  拡散レンズ
４  ビーム整形マスク
５  シリンドリカルレンズ
６  ミラーガロバー
７  波長板
８  ハーフミラー
９  対物レンズ
１０  試料
１１  波長板
１２  受光素子
１３  ＣＣＤカメラ
１４  白色光源
１５  アイリス
１６  切り替えミラー
１７  ３軸分配器
１８  接眼レンズ
１９  白色光源
２０  波長板
２１  アイリス
２２  ステージ
２３  ステージＸＹ調整つまみ
２４  レボルバ
２５  焦点調整つまみ、粗調、微調
２６  垂直可動部
２７  スタンド
２８  遮光板
Ａ  ガロバー動作時の照明範囲
Ｂ  ガロバー停止時の照明範囲
ａ  レーザービーム
ｂ  焦点
ｃ  四角形通過マスク
ｄ  ガロバー
ｅ  中間１
ｆ  中間２
ｇ  共焦点
ｈ  中間３
ｉ  ハーフミラー
ｊ  共焦点
ｋ  共焦点
【図１】
2004318037.tif 000003
【図２】
2004318037.tif 000004