(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接眼レンズにより観察する目視観察光路と、該目視観察光路とは別の赤外観察光路と、を備えた赤外顕微鏡用観察鏡筒において、
入射光を、光路に入れたときに前記目視観察光路へ、光路から外すときに前記赤外観察光路へと切り替えて導く光路切り替え部材と、
前記目視観察光路中の前記光路切り替え部材より後に配置された赤外光遮光素子と、
を備えることを特徴とする赤外顕微鏡用観察鏡筒。
【請求項２】
前記赤外光遮光素子は、赤外光を吸収するＩＲカットフィルタであることを特徴とする請求項1に記載の赤外顕微鏡用観察鏡筒。
【請求項３】
前記赤外光遮光素子は、赤外反射膜をコーティングし、入射光に対し傾けて配置した平行平面板であることを特徴とする請求項1に記載の赤外顕微鏡用観察鏡筒。
【請求項４】
前記光路切り替え部材は、前記目視観察光路と前記赤外観察光路とに分割して光を導くようハーフコートを施したプリズムであることを特徴とする請求項３に記載の赤外顕微鏡用観察鏡筒。
【請求項５】
前記赤外光遮光素子は、赤外反射膜をコーティングした接眼レンズであることを特徴とする請求項1に記載の赤外顕微鏡用観察鏡筒。
【請求項６】
前記赤外光遮光素子は、赤外光を吸収する材質で作られた接眼レンズであることを特徴とする請求項1に記載の赤外顕微鏡用観察鏡筒。
【請求項７】
請求項１から６に記載の赤外顕微鏡用観察鏡筒を用いる赤外顕微鏡であって、
少なくとも赤外光を発する光源と、
標本の像を形成する対物光学系と、
を備えたことを特徴とする赤外顕微鏡。
【請求項８】
前記光源と前記対物光学系の間に1300nmより長波長の光を遮光するフィルタを備えたことを特徴とする請求項７に記載の赤外顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、目視観察が可能な赤外顕微鏡及びそれに用いる観察鏡筒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体のシリコン基板のＦＣＢ検査、ラマン分光装置において、近赤外域の光を使用した赤外顕微鏡が用いられている。
そして従来の赤外顕微鏡による赤外観察においては、一般に、１３００ｎｍまでの波長の赤外光を使用している。
従来の赤外顕微鏡は、１３００ｎｍ程度までの赤外光を照明可能な光源、例えば、赤外域で輝度の大きいハロゲンランプと、標本を照明するための照明光学系と、標本の像を形成する、可視域から赤外域での使用波長１３００ｎｍまでの光の収差が補正された無限遠対物レンズと、対物レンズからの光の像を形成する結像レンズとを備え、また、標本を目視により観察するための目視観察光路と、目視観察光路とは別に、テレビカメラによる赤外観察をするための赤外観察光路とを有し、対物レンズからの光路中に挿脱することにより対物レンズからの光を上記２光路に切り替えて導く光路切り替えプリズムと、可視域の光のみ収差が良好に補正されている接眼レンズとを備えている。
【０００３】
前記光路切り替えプリズムは、１００％の反射コートを施して対物レンズからの光路中に挿脱可能に配置されているか、または、光を目視観察光路と赤外観察光路とに任意の割合で分割して導いて、赤外観察と目視観察との同時観察が可能となるように、ハーフコートを施して対物レンズからの光路中に配置されている。
この赤外顕微鏡に使用される観察鏡筒は、前記対物レンズからの光を導く結像レンズ、光路切り替えプリズムを備え、目視観察光路と赤外観察光路を有して構成されている。
【０００４】
このような従来の赤外顕微鏡においては、光路切り替えプリズムを、出射光が目視観察光路を通るように配置したとき、標本に照射された後反射して対物光学系を通った可視赤外光を、光路切り替えプリズムの反射コートが、可視光だけでなく赤外光も反射させて目視観察光路に導くため、赤外光を含む可視光による像を目視観察することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、目視観察に際し、近赤外の光は接眼レンズを介しては収差が良好に補正されないので、目で見える波長範囲内での近赤外の光の収差により像の見えが悪くなる。
即ち、人間の目は、個人差があるものの、７５０〜８００ｎｍの波長の光まで見ることが可能である。
しかし、接眼レンズの収差が良好に補正されている波長範囲は７００ｎｍまでであり、それより長い波長の光は収差を発生するので、像の見えが悪くなる。
さらに、赤外観察では長波長側の光の強度を相対的に強くして観察するため、短波長側の青〜紫の光より長波長側の赤の光が強くなり、目視観察での像が全体的に赤みがかった不自然な色付きになる。
【０００６】
そこで、目視観察像の見えの悪さと不自然な色付きを防止するために、目視観察をするときにのみ赤外光を遮光する素子、例えば、ＩＲカットフィルタ、色温度補正フィルタを照明光学系の光路中に配置すれば、赤外光による収差と長波長の光量が多いことによる像の不自然な色付きの原因となる７００ｎｍより長波長の赤外光を前記フィルタで遮光して、良好な像を得ることができる。
【０００７】
しかしながら、その場合、照明光が、赤外光を遮光する素子により赤外観察において必要な８００ｎｍ〜１３００ｎｍの赤外光も遮光されてしまい、標本に照明されないという問題が生じる。そのため、赤外観察をするときは赤外光を遮光する素子を照明系の光路から外さなければならず操作上不便である。つまり、従来の赤外顕微鏡の場合、標本に赤外光を照射し、赤外光での標本像をテレビカメラで観察するので、光源とテレビカメラ受光面の間の光路中に、観察に必要な赤外光を遮光する素子を固定配置させておくことは出来ない。また、テレビカメラによる赤外観察をする場合において、対物レンズの収差が良好に補正されている波長より長波長の光の収差が発生しテレビカメラが対物レンズの収差補正されていない波長の光も受光することにより、像の見えが悪くなる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題に着目してなされたもので、赤外光を遮光する素子を移動させることなく、赤外顕微鏡の目視観察において、赤外光による収差と、長波長の光量が多いことによる不自然な色付きのない像を得ることができる赤外顕微鏡およびそれに用いる観察鏡筒を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の赤外顕微鏡用観察鏡筒は、接眼レンズにより観察する目視観察光路と、該目視観察光路とは別の赤外観察光路と、を備えた赤外顕微鏡用観察鏡筒において、入射光を、光路に入れたときに前記目視観察光路へ、光路から外すときに前記赤外観察光路へと切り替えて導く光路切り替え部材と、前記目視観察光路中の前記光路切り替え部材より後に配置された赤外光遮光素子と、を備えることを特徴とする。その場合、前記赤外光遮光素子は、赤外光を吸収するＩＲカットフィルタであるようにするのが好ましい。
【００１０】
また、本発明の赤外顕微鏡用観察鏡筒においては、前記赤外光遮光素子は、赤外反射膜をコーティングし、入射光に対し傾けて配置した平行平面板であるようにするのが望ましい。さらに、前記光路切り替え部材は、前記目視観察光路と前記赤外観察光路とに分割して光を導くようハーフコートを施したプリズムであるようにするのが好ましい。
【００１１】
また、本発明の赤外顕微鏡用観察鏡筒においては、前記赤外光遮光素子は、赤外反射膜をコーティングした接眼レンズであるようにするのが望ましい。もしくは、本発明の赤外顕微鏡用観察鏡筒においては、前記赤外光遮光素子は、赤外光を吸収する材質で作られた接眼レンズであるようにするのが望ましい。
【００１２】
また、本発明の赤外顕微鏡は、前記何れかの赤外顕微鏡用観察鏡筒を用いる赤外顕微鏡であって、少なくとも赤外光を発する光源と、標本の像を形成する対物光学系と、を備えるようにしたことを特徴としている。その場合、赤外観察での像の悪化を改善する手段として、前記光源と前記対物光学系の間に1300nmより長波長の光を遮光するフィルタを備えるようにするのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示した実施例に基づいて説明する。
実施例１
図１は本発明による赤外顕微鏡の第１実施例を示す概略構成図である。本実施例の赤外顕微鏡では、光路切り替えプリズム７と接眼レンズ１０の間の目視観察光路中にＩＲカットフィルタ８を配置している。
なお、図１において、１は光源、２は照明光学系、３はハーフミラー、４は対物レンズ、５は標本、６は結像レンズ、９は標本像である。
【００１４】
本実施例の赤外顕微鏡では、光源１から射出された照明光には白色光と赤外光が含まれており、これらの照明光は照明光学系２を通り、ハーフミラー３に入射する。ハーフミラー３で反射した光は、対物レンズ４を経て、標本５を照明する。標本５で反射した光は対物レンズ４で平行光束となって射出し、ハーフミラー３、結像レンズ６を経て、光路切り替えプリズム７に入射する。光路切り替えプリズム７は２つのプリズムの接合面７ａに入射光を１００％反射するコートが施されており、対物レンズ４からの光路から外した場合には、結像レンズ６を経た標本５からの光を赤外観察光路に導き、対物レンズ４からの光路に入れた場合には、目視観察光路に導くように構成されている。そして、対物レンズ４からの光路から光路切り替えプリズム７が取り外された状態、即ち、赤外観察光路に光が導かれるように切り替えた場合には、結像レンズ６を経た標本５からの光はそのままテレビカメラ（図示省略）の受光面に結像し、一方、光路中に光路切り替えプリズム７が配置された状態、即ち、目視観察光路に光が導かれるように切り替えた場合には、結像レンズ６を経た標本５からの光は光路切り替えプリズム７の接合面７ａで反射した後ＩＲカットフィルタ８に入射し、後述のＩＲカットフィルタ８を介して７００ｎｍより長波長の赤外光が吸収されて、それ以外の波長の光で標本像９を結像するようになっている。
【００１５】
目視観察光路上には、ＩＲカットフィルタ８が設けられており、収差による像の見えの悪さと赤外光が強いことによる不自然な色付きの原因となっている７００ｎｍより長波長の光を遮光し、目視観察を行ったときに正しい色バランスの良好な像を観察できるようになっている。ＩＲカットフィルタ８は、例えば厚さが２ｍｍの部材であって、その分光透過率特性は、赤外光を吸収するフィルタでは７００ｎｍで８０％以下、８００ｎｍで５０％以下である一方、可視域の４００〜６００ｎｍの透過率は９０％以上になっており、ＩＲカットフィルタ８を介して赤外光が遮光され、像の見えの悪さと不自然な色付きが防止されるようになっている。
【００１６】
また、ＩＲカットフィルタ８は赤外光を吸収するので、反射によるフレアの発生の心配はない。さらに、ＩＲカットフィルタ８は厚みを変えることにより、容易に透過率の特性を変えることが出来る。なお、結像した標本像９は接眼レンズ１０を介して拡大観察される。
【００１７】
また赤外観察するときには、光路切り替えプリズム７を光路から外し赤外観察光路に切り替えるだけで良好な赤外観察が可能であり、ＩＲカットフィルタ８を取り外す必要がない。
従って、本実施例の赤外顕微鏡によれば、赤外光を遮光する素子であるＩＲカットフィルタ８を移動させることなく、赤外顕微鏡の目視観察において、赤外光による収差と、長波長の光量が多いことによる不自然な色付きのない像を得ることができる。
【００１８】
図２は本発明の第２実施例の観察鏡筒を示す概略構成図である。
本実施例の観察鏡筒は、光路切り替えプリズム７'と接眼レンズ１０の間の目視観察光路中に、入射側の面に赤外反射膜をコーティングした平行平面板１１を入射光に対し傾けて配置しており、反射した赤外光が光路切り替えプリズム７'の面と面反射を起こしフレアが発生するのを防いでいるとともに、７００ｎｍより長波長の赤外光を赤外反射膜で反射させることで赤外光を遮光している。
なお、平行平面板１１の材質には白板を用いている。
【００１９】
本実施例の平行平面板１１にコーティングされた赤外反射膜の分光透過率特性は、例えば７５０ｎｍで５０％以下、８００ｎｍで５％以下である一方、可視域の４５０〜６００ｎｍの透過率は９０％以上になっており、赤外反射膜により赤外光が遮光されるとともに、像の見えの悪さと不自然な色付きが防止されるようになっている。
【００２０】
また、本実施例の観察鏡筒では、目視観察光路と赤外観察光路とに２０：８０の割合で分割して光を導くようにハーフコートを施したプリズムを鏡筒の光路切り替えプリズム７'として用いており、光路切り替えプリズム７'を介して結像レンズ６からの光を目視観察光路と赤外観察光路とに分岐して導いて、目視観察と赤外観察との同時観察ができるようになっている。
【００２１】
図３は本発明の第３実施例の観察鏡筒を示す概略構成図である。
本実施例の観察鏡筒では、接眼レンズ１２に赤外反射膜がコーティングされており、７００ｎｍより長波長の赤外光を、接眼レンズ１２の入射側の面にコーティングした赤外反射膜により反射させることで、目視観察光路へ向かう赤外光を遮光するようになっている。
【００２２】
図４は本発明の第４実施例の観察鏡筒を示す概略構成図である。
本実施例の観察鏡筒では、赤外光を吸収する材質、例えばＩＲカットフィルタに使われている材質と同様の材質でもって接眼レンズ１３が作られており、７００ｎｍより長波長の赤外光を、赤外光を吸収する材質で作られた接眼レンズ１３により吸収させることで、赤外光を遮光するようになっている。
【００２３】
図５は本発明の第５実施例の観察鏡筒を示す概略構成図である。
本実施例の観察鏡筒では、光路切り替えプリズム１４は出射側の面に赤外反射膜がコーティングされており、７００ｎｍより長波長の赤外光を、光路切り替えプリズム１４の出射側の面にコーティングした赤外反射膜により反射させることで、目視観察光路へ向かう赤外光を減衰させるようになっている。
【００２４】
図６は本発明の第６実施例の観察鏡筒を示す概略構成図である。
本実施例の観察鏡筒では、光路切り替えプリズム１５の入射側の面に赤外反射膜がコーティングされており、７００ｎｍより長波長の赤外光を、光路切り替えプリズム１５の入射側の面にコーティングした赤外反射膜により反射させることで、目視観察光路へ向かう赤外光を減衰させるようになっている。
【００２５】
図７は本発明の第７実施例の赤外顕微鏡及び観察鏡筒を示す概略構成図である。
本実施例の赤外顕微鏡及び観察鏡筒では、観察鏡筒の目視観察光路中に赤外反射膜をコーティングした素子１１を配置し、さらに鏡体の照明系の光路中に赤外光を遮光するフィルタ１６を配置している。
即ち、本実施例の赤外顕微鏡では、赤外反射膜をコーティングした素子１１として、第２実施例の観察鏡筒の内部に用いられる赤外光を遮光する膜をコーティングした平行平面板を配置することで、７００ｎｍより長波長の光により収差が発生することと不自然な色付きを防止し、目視観察での見えを良くしている。
【００２６】
なお、赤外観察において対物レンズは、５００〜１３００ｎｍの範囲の光では収差が良好に補正されるが、１３００ｎｍよりも長波長の光では収差が発生する。
そこで、対物レンズの収差補正波長域よりも長波長側、上記の場合、１３００ｎｍより長波長の光を遮光するフィルタ１６を照明系に配置することで、１３００ｎｍよりも長波長の光による収差の発生を防止し、赤外観察での見えを良くしている。
なお、本実施例の赤外顕微鏡は有限遠光学系となっており、観察鏡筒に結像レンズは配置されていない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による赤外顕微鏡によれば、赤外光を遮光する素子を移動させることなく、目視観察において、赤外光による収差と、長波長の光量が多いことによる不自然な色付きのない像を得ることができるとともに、赤外観察においても、対物レンズの収差補正されている波長より長波長の光の収差のない像を得ることができ、良好な観察を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の赤外顕微鏡を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施例の観察鏡筒を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第３実施例の観察鏡筒を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第４実施例の観察鏡筒を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第５実施例の観察鏡筒を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第６実施例の観察鏡筒を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第７実施例の赤外顕微鏡及び観察鏡筒を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１          光源
２          照明光学系
３          ハーフミラー
４          対物レンズ
５          標本
６          結像レンズ
７,  ７'    光路切り替えプリズム
８          ＩＲカットフィルタ
９          標本像
１０        接眼レンズ
１１        赤外反射膜をコーティングした平行平面板
１２        赤外反射膜をコーティングした接眼レンズ
１３        赤外光を遮光する接眼レンズ
１４，１５  赤外光を遮光するプリズム
１６        赤外光を遮光するフィルタ
【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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