(57)【要約】【課題】測定時間を短縮化を図ることができる走査型顕微鏡を提供する。【解決手段】光源１３からの光を光学系を通して試料Ｗの表面に焦点を結ぶように照射するとともに、その反射光を光学系を通してカラーＣＣＤ５３に入射させる。一方、光源１３と同時に照射されるレーザ光源１２からの光を光学系を通して試料Ｗの表面に焦点を結ぶように照射するとともに、その反射光をフォトダイオード５１及びカラーＣＣＤ５３に入射させる。そして、両者１２，１３からの光の照射点が試料Ｗの表面を二次元的に走査するようにガルバノメータスキャナ３を駆動しつつ、フォトダイオード５１及びカラーＣＣＤからの信号を信号処理回路８に送る。また、レーザ光源１２のレーザ光は赤色波長の可視レーザ光とされ、光源１３は緑色波長の光を発するＬＥＤと青色波長の光を発するＬＥＤを備え、両ＬＥＤからの光が光拡散板等を通過することによって所定の発光面積を有するよう混色された後、略共通の光軸となるように配された構成とされている。【選択図】　図１
2004093982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源からの光を光学系を通して試料の表面に焦点を結ぶように照射するとともに、その反射光を明度情報用受光手段及び前記色情報用受光手段に入射させ、一方、前記第１光源と同時点灯される第２光源からの光を光学系を通して前記試料の表面に所定範囲をもって照射するとともに、その反射光を前記光学系を通して色情報用受光手段に入射させ、前記第１光源からの光の照射点が前記試料表面を相対的に走査するように前記試料又は前記光学系を駆動しつつ、前記明度情報用受光手段は試料表面の明度に応じた明度信号を出力し、前記色情報用受光手段は前記試料表面の色合いに応じて三原色を構成する各色の色信号を出力するようにし、前記第１光源はレーザ光源から構成され、前記第２光源は前記第１光源が出射する光を合わせて白色光になる波長の光を出射する光源から構成されていることを特徴とする走査型顕微鏡。
【請求項２】
第１光源からの光を光学系を通して試料の表面に焦点を結ぶように照射するとともに、第１光源と同時点灯される第２光源からの光を光学系を通して前記試料の表面に所定の範囲をもって照射しつつ、その反射光を前記光学系を通して受光手段に入射させ、前記第１光源からの光の照射点が前記試料表面を相対的に走査するように前記試料又は前記光学系を駆動しつつ、前記受光手段から試料表面の明度及び色に応じた明度信号及び三原色を構成する各色の色信号を出力するようにし、前記第１光源はレーザ光源から構成され、前記第２光源は前記第１光源が出射する光を合わせて白色光になる波長の光を出射する光源から構成されていることを特徴とする走査型顕微鏡。
【請求項３】
第１光源からの光を光学系を通して試料の表面に焦点を結ぶように照射するとともに、その反射光を明度情報用受光手段に入射させ、一方、前記第１光源と同時点灯される第２光源からの光を前記光学系を通して前記試料の表面に所定範囲をもって照射し、その反射光を前記光学系を通して色情報用受光手段に入射させ、前記第１光源からの光の照射点が前記試料表面を相対的に走査するように前記試料又は前記光学系を駆動しつつ、前記明度情報用受光手段から試料表面の明度に応じた明度信号を取得し、前記色情報用受光手段から前記試料表面の色に応じた色信号を出力するようにし、前記第１光源はレーザ光源から構成され、前記第２光源は前記第１光源が出射する光を合わせて白色光になる波長の光を出射する光源から構成されており、前記色情報用受光手段からの前記色信号は前記第２光源からの光の波長帯にのみ感応して出力されるようになっており、かつ、その色信号に前記明度情報用受光手段からの明度信号を合成して三原色の色信号を出力するようにされていることを特徴とする走査型顕微鏡。
【請求項４】
前記色情報用受光手段はカラー撮像素子から構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の走査型顕微鏡。
【請求項５】
前記色情報用受光手段はカラー撮像素子を備え、前記色信号は前記第２光源からの光の波長帯にのみ感応して出力されるようになっており、かつ、その色信号に前記明度情報用受光手段からの明度信号を合成して三原色の色信号を出力するようにされていることを特徴とする請求項３に記載の走査型顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走査型顕微鏡に係り、特に、測定時間の短縮化を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の走査型顕微鏡としては、特開平１１−１４９０７号公報に開示されているものが挙げられる。このものは、共焦点原理を利用した顕微鏡であり、レーザ光源１０１（第１光源）から出射されたレーザ光を光学系を介して試料Ｗの表面に照射しつつ、この光学系に備えられたガルバノメータスキャナ１０２等の二次元走査装置により試料Ｗの表面上を二次元的に走査する。そして、試料Ｗの表面各部の反射光をレーザ光源１０１と共焦点の関係にあるフォトダイオード１０３（明度情報用受光手段）にて受光し、その出力信号を基にして白黒の拡大映像をモニタ表示することにより、試料Ｗの表面の状態を視覚情報として得るものである（図７参照）。
【０００３】
また、上記公報に開示された走査型顕微鏡では、試料Ｗの表面の傷や異物の付着を識別しやすくするために、カラー映像によって試料Ｗの表面の映像を表示する機能を備えている。詳しくは、レーザ光源１０１からの光を光学系を介して試料Ｗの表面に投射し、その反射光をフォトダイオード１０３にて受光する。そして、レーザ光源１０１の駆動を停止して、白色光源１０４（第２光源）からの光を光学系を介して試料Ｗの表面に照射すると共に、カラーＣＣＤ１０５（色情報用受光手段）を駆動して信号出力を可能な状態にしておき、試料Ｗの表面を反射した白色光源１０４からの光を撮像する。そして、上記動作を試料Ｗの表面上を走査し終えるまで繰り返し、フォトダイオード１０３の出力信号から明度情報、カラーＣＣＤ１０５の出力信号から色情報を得て、両情報から試料Ｗの表面の状態をカラー映像としてモニタ表示するのである。
【０００４】
ところで、上記構成では、下記の理由により、レーザ光源１０１とカラーＣＣＤ１０５とを交互に駆動している。即ち、仮に白色光源１０４と、レーザ光源１０１とを並行して駆動させると、レーザ光源１０１からの光がカラーＣＣＤ１０５に入射し、モニタに表示される映像が全体としてレーザ光の色を帯びた状態とされる。すると、実際の映像とは異なる色合いとなり、試料Ｗの表面の状態を正確に把握できなくなるからである。
【０００５】
この結果、レーザ光源１０１と白色光源１０４とを交互に駆動させなければならないから、試料Ｗの表面上を走査し終えるまで長時間を要し、カラー映像を得るまでに時間がかかるという欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、測定時間を短縮化を図ることができる走査型顕微鏡を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、第１光源からの光を光学系を通して試料の表面に焦点を結ぶように照射するとともに、その反射光を明度情報用受光手段及び前記色情報用受光手段に入射させ、一方、前記第１光源と同時点灯される第２光源からの光を光学系を通して前記試料の表面に所定範囲をもって照射するとともに、その反射光を前記光学系を通して色情報用受光手段に入射させ、前記第１光源からの光の照射点が前記試料表面を相対的に走査するように前記試料又は前記光学系を駆動しつつ、前記明度情報用受光手段は試料表面の明度に応じた明度信号を出力し、前記色情報用受光手段は前記試料表面の色合いに応じて三原色を構成する各色の色信号を出力するようにし、前記第１光源はレーザ光源から構成され、前記第２光源は前記第１光源が出射する光を合わせて白色光になる波長の光を出射する光源から構成されているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項２の発明は、第１光源からの光を光学系を通して試料の表面に焦点を結ぶように照射するとともに、第１光源と同時点灯される第２光源からの光を光学系を通して前記試料の表面に所定の範囲をもって照射しつつ、その反射光を前記光学系を通して受光手段に入射させ、前記第１光源からの光の照射点が前記試料表面を相対的に走査するように前記試料又は前記光学系を駆動しつつ、前記受光手段から試料表面の明度及び色に応じた明度信号及び三原色を構成する各色の色信号を出力するようにし、前記第１光源はレーザ光源から構成され、前記第２光源は前記第１光源が出射する光を合わせて白色光になる波長の光を出射する光源から構成されているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項３の発明は、第１光源からの光を光学系を通して試料の表面に焦点を結ぶように照射するとともに、その反射光を明度情報用受光手段に入射させ、一方、前記第１光源と同時点灯される第２光源からの光を前記光学系を通して前記試料の表面に所定範囲をもって照射し、その反射光を前記光学系を通して色情報用受光手段に入射させ、前記第１光源からの光の照射点が前記試料表面を相対的に走査するように前記試料又は前記光学系を駆動しつつ、前記明度情報用受光手段から試料表面の明度に応じた明度信号を取得し、前記色情報用受光手段から前記試料表面の色に応じた色信号を出力するようにし、前記第１光源はレーザ光源から構成され、前記第２光源は前記第１光源が出射する光を合わせて白色光になる波長の光を出射する光源から構成されており、前記色情報用受光手段からの前記色信号は前記第２光源からの光の波長帯にのみ感応して出力されるようになっており、かつ、その色信号に前記明度情報用受光手段からの明度信号を合成して三原色の色信号を出力するようにされているところに特徴を有する。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記色情報用受光手段はカラー撮像素子から構成されているところに特徴を有する。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記色情報用受光手段はカラー撮像素子を備え、前記色信号は前記第２光源からの光の波長帯にのみ感応して出力されるようになっており、かつ、その色信号に前記明度情報用受光手段からの明度信号を合成して三原色の色信号を出力するようにされているところに特徴を有する。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１及び請求項３の発明＞
レーザ光源である第１光源からの光と第２光源からの光は同時に出射され、光学系を介して試料の表面に照射される。そして、明度情報用受光手段及び色情報用受光手段には試料の表面を反射したレーザ光源からのレーザ光が光学系を介して入射する。
ここで、第１光源のレーザ光と第２光源の光とは、双方を合わせて白色光とされる関係にあるから、色情報用受光手段から得られる色信号は試料表面の色合いに忠実な信号となる。
このような構成によれば、第１光源と第２光源とを同時に発して、明度信号及び色信号を取得するまでの時間を大幅に短縮しつつ、実際の試料表面の色合いに忠実な色信号を得ることができる。
【００１３】
＜請求項２の発明＞
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果が得られることに加え、受光素子を１つとすることができるから、装置を一層小型化することができる。
【００１４】
＜請求項４及び請求項５の発明＞
請求項４及び請求項５の発明によれば、反射光を一括してカラー撮像素子にて受光できるから、受光するための素子を複数設ける必要が無く、装置の一層の小型化を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明に係る走査型顕微鏡の一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。本実施形態の走査型顕微鏡は、明度情報を得るためのフォトダイオード５１（明度情報用受光素子）と、色情報を得るためのカラーＣＣＤ５３（色情報用受光素子）とが備えられて、両情報から例えば試料Ｗの表面の状態をカラー映像で表示可能としたものである。
【００１６】
走査型顕微鏡の光学系の構成は図１に示す通りである。まず、レーザ駆動回路１１によりレーザ光源１２から出射した光はコリメータレンズ２１、偏光ビームスプリッタ４１、１／４波長板２２を介してガルバノメータスキャナ３に入射し、このガルバノメータスキャナ３から出射された光が、第１リレーレンズ２３、第１ハーフミラー２４、第２リレーレンズ２５、第２ハーフミラー２６を介して対物レンズ２７に至って収束光とされる。
【００１７】
対物レンズ２７の近くには、ステージ６１を３次元方向（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向）に移動可能な試料ステージ６が配設されており、この対物レンズ２７からの収束光の焦点が試料Ｗの表面上に一致するように調整されるようになっている。また、前述したガルバノメータスキャナ３には、ガルバノミラー（図示せず）が備えられ、光を偏向させることで、対物レンズ２７を透過した収束光の焦点を試料Ｗの表面上で二次元方向（Ｘ軸及びＹ軸方向）に走査可能とされている。
【００１８】
試料Ｗを反射したレーザ光は、上記と逆の光路を辿り、第１ハーフミラー２４で、これを透過する光と反射する光とに分離される。このうち反射した光は、カラーＣＣＤ５３の撮像面で結像される一方、透過した光は１／４波長板２２を通過して偏光ビームスプリッタ４１に至り、この偏光ビームスプリッタ４１を透過した後、結像レンズ４２、ピンホール４３を介してレーザ光源１２と共焦点の関係にあるフォトダイオード５１にて受光される。フォトダイオード５１からは、入射したレーザ光を光電変換することにより得られた受光信号（請求項に記載の「明度信号」に相当）を、出力アンプおよびゲイン制御回路（図示せず）を介して第１Ａ／Ｄコンバータ５２に出力する。
【００１９】
一方、所定の発光面積を有する光源１３から出射された光は、コリメータレンズ２８で略平行光とされた後、第２ハーフミラー２６を反射して対物レンズ２７に至り、収束光とされて試料Ｗの表面のうちレーザ光源１２が走査される領域に照射される。試料Ｗの表面を反射した光源１３からの光は対物レンズ２７、第２ハーフミラー２６、第２リレーレンズ２５を通過して第１ハーフミラー２４に至り、このハーフミラー２４で反射して光源１３と共焦点の関係にあるカラーＣＣＤ５３の撮像面で結像する。なお、カラーＣＣＤ５３からは、アナログのカラー撮像信号（請求項に記載の「色信号」に相当）がＣＣＤ駆動回路５４に読み出され、第２Ａ／Ｄコンバータ５５に出力されるようになっている。
尚、第１リレーレンズ２３と第１ハーフミラー２４との間の光路にある焦点は、カラーＣＣＤ５３の撮像面とも共焦点の関係にあるから、試料Ｗの表面で反射したレーザ光のうちカラーＣＣＤ５３にて撮像される光はその撮像面で結像するようになっている。
【００２０】
ところで、上記したレーザ光源１２は赤色波長の波長領域を有する可視レーザ光とされている一方、光源１３は、例えば緑色波長の光を発するＬＥＤと青色波長の光を発するＬＥＤを備え、両ＬＥＤからの光が光拡散板等を通過することによって所定の発光面積を有するよう混色された後、略共通の光軸となるように配された構成とされている。また、両者１２，１３から出射されるときの各波長の光のスペクトル密度は所定の割合とされており、試料Ｗの表面を反射した両者１２，１３からの光がカラーＣＣＤ５３で撮像されたときのカラー撮像信号は白色光を撮像したときのカラー撮像信号と同じとなる。
尚、カラーＣＣＤ５３に撮像される試料Ｗの表面における撮像領域からの反射光をこのカラーＣＣＤ５３の１画素でみると、光源１３からの光は常に受光されており、一方レーザ光源１２からの光は、撮像領域上を走査されているから、間欠的に入射していることになる。従って、カラーＣＣＤ５３におけるレーザ光源１２からの光の感度は光源１３からの光よりも相対的に低くなる。これに対して、本実施形態では、レーザ光源１３の出力を上げたり、カラー撮像信号の処理の際に補正をしたりして、各色の光のバランスを最適にしている。
【００２１】
続いて、信号処理回路８について図２を参照して説明する。
信号処理回路８は、フォトダイオード５１の受光信号から得られる明度情報と、カラーＣＣＤ５３のカラー撮像信号から得られる色情報とを組み合わせて、カラー映像用のデジタル信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄを作成するものであり、この信号処理回路８には第１及び第２の領域回路８１，８２、輝度変換回路８３及びメモリ群が備えられている。
【００２２】
第１Ａ／Ｄコンバータ５１からの出力信号は、第１領域回路８１に、第２Ａ／Ｄコンバータ５５からの出力信号は、第２領域回路８２に取り込まれる。そして、第１領域回路８１は、カラーＣＣＤ５３の各画素に対応した分解能で明度信号Ｂを明度情報用メモリＭＢに記憶させる一方、第２領域回路８２は各画素毎の赤、緑、青の色強度信号ｒｉ，ｇｉ，ｂｉを第１の色強度メモリＭｒ１，Ｍｇ１，Ｍｂ１に記憶させる。なお、色強度信号とは、三原色についての明度を含む信号をいう。
【００２３】
明度変換回路８３は、下記の演算式（１），（２），（３）　に従って、各画素についての色強度信号ｒｉ，ｇｉ，ｂｉの明度情報を、明度信号Ｂの明度情報Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄに置換して、変換色強度信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄを求め、これら信号を第２の色強度メモリＭｒ２，Ｍｇ２，Ｍｂ２に記憶させるものである。
Ｒｄ＝Ｂ・Ｒｉ／（Ｒｉ＋Ｇｉ＋Ｂｉ）　…（１）
Ｇｄ＝Ｂ・Ｇｉ／（Ｒｉ＋Ｇｉ＋Ｂｉ）　…（２）
Ｂｄ＝Ｂ・Ｂｉ／（Ｒｉ＋Ｇｉ＋Ｂｉ）　…（３）
Ｂ：明度信号ｂの明度
Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ：色強度信号ｒｉ，ｇｉ，ｂｉの明度
Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄ：変換色強度信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄの明度
なお、第１および第２色強度メモリＭｒ１〜Ｍｂ１，Ｍｒ２〜Ｍｂ２は、カラーＣＣＤ５３の画素に対応した記憶部を有している。
【００２４】
こうして得られた変換色強度信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄは、カラーＣＣＤ５３からのカラー撮像信号のうちの明度情報を、フォトダイオード５１の受光信号からの明度情報に置換した信号となる。変換色強度信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄは、第２色強度メモリＭｒ２，Ｍｇ２，Ｍｂ２から読み出されて、Ｄ／Ａコンバータ９１に出力され、更に、加算器９２において同期信号ａが付加されて、アナログの複合カラー映像信号ｃとなる。この複合カラー映像信号ｃはモニタ９３に出力されて、試料Ｗの映像が映し出される。
【００２５】
つぎに、本実施形態の走査顕微鏡の使用方法について説明する。
この走査顕微鏡は、領域探索モード、白黒（無彩色）共焦点画像モードおよびカラー共焦点画像モードの３つのモードのうち１つを操作部（図示せず）の操作により選択するようにされている。
【００２６】
領域探索モードが選択されると、信号処理回路８は図１のレーザ駆動回路１１を停止させると共に、ＣＣＤ駆動回路５４を作動させてカラーＣＣＤ５３により試料Ｗの表面からの反射光を撮像させる。この領域探索モードでは、第２領域回路８２から第１色強度メモリＭｒ１，Ｍｇ１，Ｍｂ１　に記憶された色強度信号ｒｉ，ｇｉ，ｂｉが、そのまま、Ｄ／Ａコンバータ９１に出力されて、被写界深度の深い拡大画像がモニタ９３に映し出される。そして、図１の試料ステージ６１をＸ，Ｙ方向に移動させることにより、撮像したい領域を探し出す。但し、レーザ光源１２は停止しているから、カラーＣＣＤ５３には赤色の光が入射せず、実際の試料Ｗの表面の色とは異なる色で映し出される。
【００２７】
白黒共焦点画像モードが選択されると、信号処理回路８は、レーザ駆動回路１１およびガルバノメータスキャナ３などを作動させる。この白黒共焦点画像モードでは、図２の第１領域回路８１から明度情報用メモリＭＢに記憶された輝度信号ｂが、そのまま、Ｄ／Ａコンバータ９１に出力されて、解像度の高い白黒（無彩色）の拡大画像がモニタ９３に映し出される。
【００２８】
さて、カラー共焦点画像モードが選択されると、レーザ光源駆動回路１１、ガルバノメータスキャナ３及びＣＣＤ駆動回路５４が同時に駆動される。レーザ光源１１からのレーザ光の焦点がガルバノメータスキャナ３により試料Ｗの表面上を二次元的に走査され、光源１３からの光も試料Ｗの表面上に照射されることで、試料Ｗの表面からの反射光を受光するカラーＣＣＤ５３には見かけ上白色光が結像されることになる。試料Ｗの表面からの反射光のうちカラーＣＣＤ５３には第１ハーフミラー２４を反射した光（即ち、レーザ光源からの赤色の可視レーザ光及びＬＥＤからの緑色及び青色波長の光である。）が入射する一方、フォトダイオード５１には、１／４波長板２２及び偏光ビームスプリッタ４１により、レーザ光源１２からの赤色の可視レーザ光の他、光源１３からの光が少量ながら入射する。
ここで、例えば第１ハーフミラー２４を赤色の光に対しては、ハーフミラーとして機能し、緑及び青色の光に対しては全て反射するような、いわゆるダイクロイックミラーとしての機能を持たせるような構成としても良い。このような構成とすると、カラーＣＣＤ５３には赤、緑及び青色のすべての光が入射し、フォトダイオード５１には赤色の光のみが入射することになる。
【００２９】
そして、信号処理回路８では、第１及び第２Ａ／Ｄコンバータ５２，５５からのディジタル信号から、変換色強度信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄが生成され、これら変換色強度信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄがＤ／Ａコンバータ９１に出力されてカラーの拡大画像がモニタ９３に映し出される。
【００３０】
本実施形態の走査型顕微鏡によれば、レーザ光源１２からの光と光源１３からの光とで白色光を形成しているから、両者１２，１３から同時に光を出射させることが可能となり、これによって、実際の試料Ｗの表面の色に近いカラー映像を取得しつつ、このカラー映像を取得する時間を大幅に短縮することができる。
また、従来の走査型顕微鏡のように、カラーＣＣＤ５３へのレーザ光の入射防止のためシャッタ等を設けなくてもよいから、装置を小型化することもできる。
【００３１】
＜第２実施形態＞
以下、請求項２の発明に係る走査型顕微鏡の一実施形態について図３及び図４を参照して説明し、第１実施形態と同一の部分には同一符号を付して重複する説明を省略すると共に、同一の作用・効果の説明についても省略する。
本実施形態の光学系は、第１実施形態における光学系のうち、フォトダイオード５１及びフォトダイオード５１にレーザ光を受光させるための１／４波長板２２、偏光ビームスプリッタ４１、結像レンズ４２、ピンホール４３、さらに第１Ａ／Ｄコンバータ５２が省略された構成とされている。
【００３２】
また、信号処理回路８は、第１実施形態における第１領域回路８１、明度用メモリＭＢを除いた構成とされており、明度変換回路８３の動作が異なっている。
明度変換回路８３は、下記の演算式（１），（２），（３）　にしたがって、各画素についての色強度信号ｒｉ，ｇｉ，ｂｉの明度情報を、赤の色強度信号ｒｉの明度情報に置換して、変換色強度信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄを求め、これら信号を第２の色強度メモリＭｒ２，Ｍｇ２，Ｍｂ２に記憶させる。
Ｒｄ＝Ｒｉ…（１）
Ｇｄ＝Ｒｉ・Ｇｉ／（Ｒｉ＋Ｇｉ＋Ｂｉ）　…（２）
Ｂｄ＝Ｒｉ・Ｂｉ／（Ｒｉ＋Ｇｉ＋Ｂｉ）　…（３）
Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉ：色強度信号ｒｉ，ｇｉ，ｂｉの明度
Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄ：変換色強度信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄの明度
従って、赤色の色強度信号ｒｉが明度信号として用いられるから、カラー撮像信号が請求項２に記載の「明度信号」及び「色信号」に相当する。
【００３３】
以下、走査型顕微鏡の動作について説明する。
領域探索モードが選択されると、信号処理回路８は図１のレーザ駆動回路１１を停止させると共に、ＣＣＤ駆動回路５４を作動させてカラーＣＣＤ５３により試料Ｗの表面からの反射光を撮像させる。この領域探索モードでは、図２の第２領域回路８２から第１の色強度メモリＭｒ１，Ｍｇ１，Ｍｂ１　に記憶された色強度信号ｒｉ，ｇｉ，ｂｉが、そのまま、Ｄ／Ａコンバータ９１に出力されて、被写界深度の深い拡大画像がモニタ９３に映し出される。したがって、図１の試料ステージ６１をＸ，Ｙ方向に移動させることにより、撮像したい領域を探し出すことができる。
但し、レーザ光源１２は停止しているから、カラーＣＣＤ５３には赤色の光が入射せず、実際の試料Ｗの表面の色とは異なる色で映し出される。これに伴なって、上記の式（２）、（３）では、Ｒｉ＝０とされてしまうから、この場合には、Ｒｉ＝１（あるいは、その他の所定値）として計算しなければならない。
【００３４】
白黒共焦点画像モードが選択されると、信号処理回路８は、レーザ駆動回路１１およびガルバノメータスキャナ３などを作動させる。この白黒共焦点画像モードでは、図２の第１の色強度メモリＭｒ１に記憶されている赤の色強度信号（明度）ｒｉが、輝度変換回路８２を介して、そのまま、Ｄ／Ａコンバータ９１に出力されて、白黒（無彩色）の拡大画像がモニタ９３に映し出される。ここで、カラーＣＣＤ５３の１画素の大きさはピンホール４３より大きいので、若干の感度の低下は起こるが、フォトダイオード５１の受光面と比べれば非常に小さく、ピンホール４３は不要となる。従って、フォトダイオード５１とピンホール４３を設ける場合と比べて、単純な構成となり、低コスト化にもつながる。
【００３５】
さて、カラー共焦点画像モードが選択されると、レーザ光源駆動回路１１、ガルバノメータスキャナ３及びＣＣＤ駆動回路５４が同時に駆動される。レーザ光源１１からのレーザ光の焦点がガルバノメータスキャナ３により試料Ｗの表面上を二次元的に走査されると共に、光源１３からの光が試料Ｗの表面上に照射される。試料Ｗの表面からの反射光のうちカラーＣＣＤ５３には第１ハーフミラー２３を反射した光（即ち、レーザ光源１２からの赤色の可視レーザ光及び光源１３からの緑色及び青色波長の光）が入射する。
【００３６】
そして、信号処理回路８では、第２Ａ／Ｄコンバータ５５から出力されたディジタル信号から、変換色強度信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄが作成され、これら変換色強度信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄがＤ／Ａコンバータ９１に出力されてカラーの拡大画像がモニタ９３に映し出される。
【００３７】
本実施形態によれば、カラーＣＣＤ５３に入射した光からカラー映像を表示し得るようにしていると共に、深度情報をカラーＣＣＤ５３の変換色強度信号ｒｄから得るようにしているから、受光素子を１つとすることができ、装置を一層小型化することが可能となる。
【００３８】
＜第３実施形態＞
以下、請求項３の発明に係る走査型顕微鏡の一実施形態について図３を参照して説明し、第１実施形態と同一の部分には同一符号を付して重複する説明を省略すると共に、同一の作用・効果の説明についても省略する。
本実施形態では第１実施形態における信号処理回路８の構成のうち赤の色強度信号ｒｉ，ｒｄを記憶するメモリＭｒ１が省略された構成とされており、それ以外は同一の構成である。
【００３９】
また、明度変換回路８３では、下記の演算式（１），（２），（３）　にしたがって、各画素についての前記色強度信号ｒｉ，ｇｉ，ｂｉの明度情報から、明度信号ｂの明度情報に置換して、変換色強度信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄを求め、これら信号を第２の色強度メモリＭｒ２，Ｍｇ２，Ｍｂ２に記憶させる。
Ｒｄ＝Ｂ　…（１）
Ｇｄ＝Ｂ・Ｇｉ／（Ｌ＋Ｇｉ＋Ｂｉ）　…（２）
Ｂｄ＝Ｂ・Ｂｉ／（Ｌ＋Ｇｉ＋Ｂｉ）　…（３）
Ｂ：明度信号ｂの明度
Ｇｉ，Ｂｉ：色強度信号ｇｉ，ｂｉの明度
Ｇｄ，Ｂｄ：変換色強度信号ｒｄ，ｇｄ，ｂｄの明度
即ち、フォトダイオード５１にはレーザ光源１２からの赤色の可視レーザ光が入射しているから、赤の色強度信号ｒｄとして明度信号ｂをそのまま用いる構成とされている。従って、明度信号ｂが請求項３に記載の「明度信号」に相当し、色強度信号ｇｉ，ｂｉが「色信号」に相当する。
【００４０】
＜第４実施形態＞
以下、請求項３の発明に係る走査型顕微鏡の一実施形態について図３を参照して説明し、第１実施形態と同一の部分には同一符号を付して重複する説明を省略すると共に、同一の作用・効果の説明についても省略する。
本実施形態の走査型顕微鏡の光学系の構成は図６に示す通りであり、第１ハーフミラー２４から反射した光を第１及び第２のダイクロイックミラー２４Ｒ，２４Ｇに透過させ、赤、緑、青色の各波長の光を個別の受光素子５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂで受光するようにしたものである。
まず、ハーフミラー２４を反射した試料Ｗの表面からの反射光は、ハーフミラー２４にて、これを透過する光と反射する光とに分離される。このうち反射した光は、コリメータレンズ２９により平行光とされ、赤色波長の光を反射する第１のダイクロイックミラーに到達すると、レーザ光が反射されて受光素子５１Ｒに受光される。そして、緑色波長の光と青色波長の光は、緑色波長の光を反射する第２のダイクロイックミラー２４Ｇに到達すると、緑色波長の光が反射して受光素子５１Ｇに入射する。この第２ダイクロイックミラー２４Ｇを透過した光は受光素子５１Ｂにて受光される。
各フォトダイオード５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂからは順次受光信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂが出力され、出力アンプおよびゲイン制御回路（図示せず）を介して第２Ａ／Ｄコンバータ５５に順次出力するようになっている。
従って、本実施形態では、ダイクロイックミラー２４Ｒ，２４Ｇ、フォトダイオード５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂが請求項に記載の色情報用受光手段とされる。
【００４１】
また、信号処理回路８の第２領域回路８２は第２Ａ／Ｄコンバータ５５から順次送られてくる出力信号を受けると、この出力信号を試料Ｗの表面上の各位置に対応させてマトリクス状に配置する。マトリクスの１マスには試料Ｗの表面の任意位置に対応する赤、緑、青の色強度信号ｒｉ，ｒｇ，ｒｂが収められている。なお、第１および第２色強度メモリＭｒ１〜Ｍｂ１，Ｍｒ２〜Ｍｂ２は、試料Ｗの表面の各位置に対応した記憶部を有している。
【００４２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、色情報用光源として、光源１３を用いた構成を示したが、例えば、白色光源と、この白色光源の前方に赤色波長の光を遮断するフィルタ等を設ける構成としても良い。
【００４３】
（２）また、レーザ光源１２には、赤色波長の可視レーザ光としていたが、青色、緑色の可視レーザ光としても良く、この場合には、レーザ光源１２で用いた色以外の色の光を発する色情報用光源を備えるようにすればよい。
【００４４】
（３）レーザ光源１２は点光源としていたが、例えばラインレーザとして、試料Ｗの表面上を１次元走査するような構成としてもよい。
【００４５】
（４）また、レーザ光源１２からの光の焦点位置を、対物レンズ２７のＺ軸方向への移動により、Ｚ軸方向に移動させ、フォトダイオード５１からの受光信号のピークに対応する試料Ｗ表面の高さ情報を記憶して、立体的な画像を得ることができる立体形状観測用の顕微鏡としてもよい。
【００４６】
（５）第３実施形態では、信号処理回路８にはカラーＣＣＤ５３からの出力に対して、赤色を除く緑及び青の色強度信号を記憶するためのメモリＭｇ１，Ｍｂ１，Ｍｒ２，Ｍｇ２，Ｍｂ２を備えた構成としていたが、例えば、三原色全ての色強度信号を記憶するように構成しても良い。即ち、第１実施形態と同一の構成としつつ、赤の色強度信号を使用せずにカラー映像信号を生成するようなものであっても良い。
【００４７】
（６）上記第４実施形態では、三原色を構成する各色の光をフォトダイオード５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂで受光する構成とされていたが、例えば、フォトダイオード５１Ｒを省略した構成としてもよい。この場合には、信号処理回路８の第２領域回路８２の動作は第３実施形態と同様にして行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る走査型顕微鏡の光学系を示す模式図
【図２】第１実施形態に係る走査型顕微鏡の電気的構成を示す図
【図３】第２実施形態に係る走査型顕微鏡の光学系を示す模式図
【図４】第２実施形態に係る走査型顕微鏡の電気的構成を示す図
【図５】第３実施形態に係る走査型顕微鏡の電気的構成を示す図
【図６】第４実施形態に係る走査型顕微鏡の光学系を示す模式図
【図７】従来の走査型顕微鏡の光学系を示す模式図
【符号の説明】
１２…レーザ光源（第１光源）
１３…光源（第２光源）
５１…フォトダイオード（明度情報用受光手段）
５３…カラーＣＣＤ（色情報用受光手段）
Ｗ…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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