CN103308464A

CN103308464A - 显微镜

Info

Publication number: CN103308464A
Application number: CN2012105952539A
Authority: CN
Inventors: 马路健; 筱山智生; 横田佳澄
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2013-09-18
Also published as: US20130242078A1; JP5867194B2; JP2013190554A; US9402059B2

Abstract

本发明有关一种显微镜，能容易地在短时间指定试料上的红外光、紫外光或可见光等测定光的照射位置，包括检测部、第一图像获取部及切换镜或分束器。检测部对测定光进行检测。第一图像获取部使可见光入射至检测面获取光学像。切换镜或分束器配置在将从试料上的分析位置而来的测定光引至检测部的光路上，通过切换或分割光路，将可见光引导至第一图像获取部的检测面。显微镜能使试料相对于检测部及第一图像获取部而移动，且还包括：第二图像获取部，配置在非导向于检测部的光路上的位置，通过将可见光引导至检测面，从而获取试料表面包含分析位置的大区域的光学像，所述大区域的光学像比由第一图像获取部获取的试料表面包含分析位置的区域的光学像大。

Description

显微镜

技术领域

本发明涉及一种显微镜，其对宏观的试料表面上的微观的分析位置照射红外光、紫外光或可见光等的测定光。

背景技术

红外显微镜例如被用于下述目的：基于附着在固体(试料)表面的有机物等的官能基来调查分子结构等。具体而言，将会聚成微小直径的红外光照射至试料表面上的特定的微小部位(例如15μm×15μm的分析位置)。从试料表面上的特定的微小部位，会基于有机物等的官能基而产生分子结构等所特有的光谱(spectrum)，因此通过检测并分析该光谱，进行有机物等的鉴定或定量(例如参照专利文献1)。

此种红外显微镜具备电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)相机或互补金属氧化物半导体(Compl ementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS)相机等的图像获取部，一边使用图像获取部来观察试料表面的光学像，一边进行试料表面上的分析位置的决定等，所述图像获取部用于分析者进行试料表面的观察。例如，从卤素灯(halogen lamp)等的光源对试料表面上的包含分析位置的区域照射可见光，利用CCD相机对由试料表面上的包含分析位置的区域所反射的可见光进行检测，由此，基于检测到的可见光来制作光学像并显示光学像图像。由此，分析者一边观察光学像图像，一边指定试料上的红外光的照射位置，或者指定试料上的分析范围的位置。

图6是表示以往的红外显微镜的主要部分的结构的图。另外，将与地面水平的一方向设为X方向，将与地面水平且与X方向垂直的方向设为Y方向，将与X方向及Y方向垂直的方向设为Z方向。

红外显微镜101具备：试料载台(试料设置机构)10，载置试料S；红外光源部20，出射红外光；可见光源部30，出射可见光；检测部240，检测红外光；图像获取部50，具有检测可见光的检测面；卡塞格伦(Cassegrain)镜(光学元件)260、261；平板形状的切换镜70；以及电脑(computer)190，进行红外显微镜101整体的控制。

试料载台10具备作为移动体的微动载台(试料台)、X方向驱动机构(未图示)、Y方向驱动机构(未图示)及Z方向驱动机构(未图示)。

在微动载台的上表面，能够载置或移除试料S。通过由电脑190的试料载台控制部191a向驱动机构输出必要的驱动信号，从而此种微动载台能够向所需的X方向、Y方向及Z方向移动。

红外光源部20是傅里叶(Fourier)变换红外分光光度计，该傅里叶变换红外分光光度计出射在时间上进行强弱变化的红外光(干涉图(interferogram))。并且，红外光源部20是配置成，出射的红外光被反射镜21、切换镜22、透射/反射切换镜23、凹面镜24、25或半透反射镜26、27反射后，通过卡塞格伦镜260、261而聚光，并照射至试料S上的分析位置(例如15μm×15μm)，所述试料S被载置于试料载台10上。

检测部240具备检测器241以及配置于检测器241前方的聚光镜242或反射镜243。

可见光源部30出射可见光。并且，可见光源部30是配置成，出射的可见光被透镜(lens)31、切换镜22、透射/反射切换镜23、凹面镜24、25或半透反射镜26、27透射或反射后，通过卡塞格伦镜260、261而聚光，并照射至试料S表面上的包含分析位置的区域，所述试料S被载置于试料载台10上。

图像获取部50具备：CCD相机51，具有检测可见光的检测面；以及中继透镜(relay lens)52，配置于CCD相机51的前方。

此外，图像获取部50为了在与将红外光引导至检测部240的光学系统相同的光轴(光路)上获取试料S表面上的包含分析位置的区域的光学像，在试料载台10的上方(-Z方向)且将红外光引导至检测部240的光路上，配置有切换镜270，该切换镜270可向光路上与不处于光路上的位置移动。

由此，来自试料S上的分析位置的红外光经卡塞格伦镜260聚光，成为向规定方向(-Z方向)行进的红外光，且由配置于光路上的切换镜270将红外光反射向-X方向后，由检测部240来检测该红外光。而且，来自试料S表面上的包含分析位置的区域的可见光经卡塞格伦镜260聚光，成为向规定方向(-Z方向)行进的可见光后，由CCD相机51的检测面来检测该红外光。

电脑190具备中央处理器(Central Processing Unit，CPU)(控制部)191，进而连结着监视器(monitor)(显示装置)93与操作部(输入装置)92。而且，若将CPU191所处理的功能方块(block)化来进行说明，则具有：试料载台控制部191a，控制试料载台10；图像获取控制部191b，从图像获取部50获取光学像并于监视器93上显示光学像图像(测定图像)；以及分析控制部191c，从检测部240获取试料S上的分析位置的红外光信息，由此进行傅里叶变换而算出红外光谱。

此处，图7是表示由红外显微镜101显示的监视器画面的一例的图。

在监视器93上，显示有从图像获取部50获取的测定图像(例如500μm×400μm)。在测定图像上，显示有虚线四边形的分析位置图像，该虚线四边形的分析位置图像表示当前的微动载台的位置关系下的分析位置(例如50μm×50μm)。

试料载台控制部191a基于来自操作部92的信号，进行使微动载台向X方向、Y方向与Z方向移动的控制。例如，分析者一边观察显示在监视器93上的测定图像，一边使用操作部92来在测定图像上执行鼠标拖曳(mousedrag)或滚动条(scroll bar)的操作等，从而指定试料S上的红外光的照射位置(分析位置)。由此，试料载台控制部191a使微动载台向X方向、Y方向与Z方向移动，以使指定的位置成为红外光的照射位置。并且，分析者在并非所期望的位置的情况下，重复再次修正位置这一操作，确认测定图像上的分析位置图像的位置，从而开始测定。即，分析者使试料S表面上的包含分析位置的区域在CCD相机51上成像，将测定图像作为依据来决定所期望的分析位置。或者，通过目测来确认测定光学系统的光轴位于试料S的哪处附近，以进行粗略的对位。并且，分析者在并非所期望的位置的情况下，重复再次通过目测来修正位置这一操作，确认测定图像上的分析位置图像的位置，以开始测定。

先前技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2000-121554号公报

发明内容

但是，在如上所述的红外显微镜101中，由图像获取部50获取的光学像的倍率因经由卡塞格伦镜260而较高(例如15倍～30倍)，因此分析者无法掌握试料S的整个表面，在指定红外光的照射位置时，为了使用操作部92来变更测定图像上显示的试料S表面的范围，必须使微动载台一点一点地移动，较耗费时间。另外，作为测定图像，考虑另行准备能够观测试料S的整个表面的光学元件并视需要进行切换，但会导致低倍率被限制在5倍左右、切换需要相应的时间、产生伴随光学元件切换的位置偏离等问题。

因此，本发明的目的在于提供一种显微镜，能够容易地在短时间指定试料上的红外光、紫外光或可见光等测定光的照射位置。

解决课题的手段

为了解决上述课题而完成的本发明的显微镜包括：测定光源部，对试料上的分析位置出射测定光；可见光源部，对所述试料上的包含分析位置的区域出射可见光；检测部，对来自所述试料上的分析位置的测定光进行检测；第一图像获取部，使来自所述试料上的包含分析位置的区域的可见光入射至检测面，以获取光学像；以及光束分离装置，配置在将从所述试料上的分析位置而来的测定光引导至检测部的光路上，通过切换或分割所述光路，从而将来自所述试料上的包含分析位置的区域的可见光引导至所述第一图像获取部的检测面，且所述显微镜能够使所述试料相对于所述检测部及所述第一图像获取部而移动，所述显微镜包括：第二图像获取部，配置在非导向于所述检测部的光路上的位置，通过将所述可见光引导至检测面，从而获取所述试料表面上的包含分析位置的大区域的光学像，所述大区域的光学像比由所述第一图像获取部获取的所述试料表面上的包含分析位置的区域的光学像大。

此处，作为“测定光”，例如可列举红外光、紫外光、可见光等。而且，也可根据干涉仪或其他调制装置而伴随时间上的强度变化。

而且，作为“光束分离装置”，只要是在空间上、波长上进行分割而导入两个检测器(检测部及第一图像获取部)的装置，则为任何装置皆可，例如可列举切换镜或分束器(beam splitter)等，进而，作为“分束器”，可列举在波长上划分为透射与反射的分色镜(dichroic mirror)之类的装置、或者在空间上划分为透射与反射的端面镜(edge mirror)或波卡纹镜(polka dot mirror)之类的装置等。

(发明的效果)

如上所述，根据本发明的显微镜，除了以往的第一图像获取部以外，还设有1个以上的第二图像获取部，所述第二图像获取部成为独立于第一图像获取部的光路。该第二图像获取部主要撷取试料的整体像。由此，获取试料表面上的包含分析位置的大区域的光学像，所述大区域的光学像比由第一图像获取部获取的光学像大，因此能够俯瞰大区域的光学像，所以无须重复操作，能够容易地在短时间指定测定光的照射位置。

(用于解决其他问题的装置及效果)

而且，在本发明的显微镜中，所述第二图像获取部也可具有缩放机构，所述缩放机构能够将获取的大区域的光学像缩小或放大。

根据本发明的显微镜，能够放大或缩小大区域的光学像以达到容易掌握试料表面的范围，其结果，粗略的对位变得更容易。

而且，在本发明的显微镜中，所述第二图像获取部也可在与将测定光引导至所述检测部的光学系统为不同的光轴上获取可见光，所述显微镜包括控制部，所述控制部对由所述第二图像获取部获取的大区域的光学像的畸变进行修正，以使所述大区域的光学像在与将测定光引导至所述检测部的光学系统相同的光轴上被获取，并显示大区域光学像图像。

根据本发明的显微镜，在第二图像获取部的光学系统的光轴相对于第一图像获取部的光学系统的光轴而具有某个角度的情况下，大区域的光学像变成从斜向观测试料的像，从而存在畸变。而且，第二图像获取部与第一图像获取部所具有的畸变一般不同。因而，对由第二图像获取部获取的大区域的光学像的畸变进行修正，以使所述大区域的光学像在与将测定光引导至检测部的光学系统相同的光轴上被获取，从而能够正确地指定测定光的照射位置。而且，通过对第二图像获取部与第一图像获取部所具有的畸变进行修正，能够使从第二图像获取部与第一图像获取部获得的图像直接对应地进行处理，从而定位变得容易。

而且，在本发明的显微镜中，也可包括：试料设置机构，能够使载置有所述试料的试料载台移动。

而且，在本发明的显微镜中，所述控制部也可同时显示或切换显示由所述第一图像获取部获取的光学像图像与所述大区域光学像图像。

而且，在本发明的显微镜中，所述控制部也可在所述大区域光学像图像上显示光学像位置图像或者分析位置图像中至少之一，所述光学像位置图像表示由所述第一图像获取部获取的光学像图像的位置，所述分析位置图像表示所述分析位置。

而且，在本发明的显微镜中，所述控制部也可通过利用输入装置来对所述大区域光学像图像上的光学像位置图像或分析位置图像的位置进行操作，从而使所述试料载台移动。

根据本发明的显微镜，例如关于试料台的移动方法，即便使用另行设置的操纵杆(joy stick)或键盘(keyboard)等的专用操作部也没有问题，但通过设置试料载台，能够更直观且直接地指定位置，使定位操作变得容易，并且能够缩短定位所需的时间，所述试料载台与拖曳大区域光学像图像上的光学像位置图像或分析位置图像，或者在大区域光学像图像上双击(double click)目标位置来进行通知等的操作联动。

而且，在本发明的显微镜中，当所述试料载台沿引导至所述检测部的光路方向移动时，所述第二图像获取部也可使视野中心方向发生变化，以使所述试料表面上的所述第一图像获取部的视野中心与所述第二图像获取部的视野中心一致。

根据本发明的显微镜，在第二图像获取部的光学系统的光轴相对于第一图像获取部的光学系统的光轴而具有某角度的情况下，因试料载台沿引导至检测部的光路方向移动，试料上的各光轴中心位置(视野中心)不再一致，但联动于试料载台沿引导至检测部的光路方向移动的移动量，第二图像获取部使视野中心方向发生变化。由此，对观测位置的偏离或合焦状态的偏离进行修正，因此无须在意试料载台沿光路方向移动的移动量，而能正确地决定分析位置。另外，在将有厚度的试料或辅助的试料保持机构设置于试料载台的情况下也有效。

而且，在本发明的显微镜中，也可包括：光学元件，对来自所述测定光源部的测定光进行聚光，并照射至所述试料上的分析位置，并且对来自所述试料上的包含分析位置的区域的光进行聚光并出射光，所述光学元件是具有卡塞格伦镜主镜与卡塞格伦镜副镜的卡塞格伦镜，用于引导至所述第二图像获取部或第二图像获取部的检测面的光学系统配置在所述卡塞格伦镜副镜的背面。

根据本发明的显微镜，在卡塞格伦镜副镜的背面不使用中心部的光，因此即使在卡塞格伦镜副镜的背面设置第二图像获取部或光学系统，也不会遮挡测定光学系统的光。

并且，在本发明的显微镜中，所述第二图像获取部也可在与将测定光引导至所述检测部的光学系统相同的光轴上获取可见光，所述控制部是将由所述第二图像获取部获取的大区域的光学像显示为大区域光学像图像的控制部。

根据本发明的显微镜，第二图像获取部是在与将测定光引导至检测部的光学系统相同的光轴上获取可见光，因此能够正确地指定测定光的照射位置。

进而，在本发明的显微镜中，所述第一图像获取部与所述第二图像获取部的合焦范围也可重叠。

根据本发明的显微镜，第二图像获取部的倍率低于第一图像获取部，因此第二图像获取部的焦点深度比第一图像获取部深，因此在第一图像获取部中，当使有凹凸的试料在水平平面内移动时，有时会造成焦点偏离而看丢分析位置，但在第二图像获取部中，焦点偏离变少，缩短定位时间的效果变高。

附图说明

图1是表示第一实施方式的显微镜的主要部分的结构的图。

图2是对CCD相机的移动进行说明的图。

图3是表示由第一实施方式的显微镜显示的监视器画面的一例的图。

图4是表示第二实施方式的红外显微镜的主要部分的结构的图。

图5是表示第三实施方式的红外显微镜的主要部分的结构的图。

图6是表示以往的红外显微镜的主要部分的结构的图。

图7是表示由以往的红外显微镜显示的监视器画面的一例的图。

图8是表示第四实施方式的红外显微镜的主要部分的结构的图。

[符号的说明]

1：显微镜

10：试料载台

10′：位置

20：测定光源部

21、243、483：反射镜

22、270：切换镜

23：透射/反射切换镜

24、25：凹面镜

26、27：半透反射镜

30：可见光源部

31：透镜

40、240：检测部

50：第一图像获取部

51、81、82、281、381、481：CCD相机

52：中继透镜

60：光学元件

70：切换镜(分束器)

80、280：第二图像获取部

90、190：电脑

91、191：CPU(控制部)

91a、191a：试料载台控制部

91b：第一图像获取控制部

91c、191c：分析控制部

91d：第二图像获取控制部

92：操作部(输入装置)

93：监视器(显示装置)

101、201、301、401：红外显微镜

191b：图像获取控制部

241：检测器

242：聚光镜

260、261：卡塞格伦镜

260a：卡塞格伦镜主镜

260b：卡塞格伦镜副镜

380：第二图像获取部

382、482：拍摄透镜

S：试料

具体实施方式

以下，使用附图来说明本发明的实施方式。另外，本发明并不限定于以下要说明的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内包括各种态样。

<第一实施方式>

图1是表示第一实施方式的显微镜的主要部分的结构的图。另外，图1中表示从试料直到检测器乃至用于获得观测图像的相机部分为止，省略了可见光的导入光学系统或测定光的导入光学系统。

显微镜1具备：试料载台10，载置试料S；测定光源部(图未示)，出射测定光；可见光源部(图未示)，出射可见光；检测部40，对测定光进行检测；第一图像获取部50，具有检测可见光的检测面；第二图像获取部80，具有检测可见光的检测面；光学元件60；平板形状的分束器70；以及电脑90，进行显微镜1整体的控制。

第二图像获取部80具备：CCD相机81，具有检测可见光的检测面；CCD相机82，具有检测可见光的检测面；以及移动机构(图未示)，使各CCD相机81、82移动。CCD相机81配置在试料载台10的左上方(与将测定光引导至检测部40的光学系统(光学元件60等)的光轴具有规定角度(45°)的位置)，且以检测面朝向右下方的方式配置。CCD相机82配置在试料载台10的右上方(与将测定光引导至检测部40的光学系统(光学元件60等)的光轴具有规定角度(-45°)的位置)，且以检测面朝向左下方的方式配置。

根据此种第二图像获取部80，来自试料S表面上的包含分析位置的大区域(试料S的整个表面)的可见光由CCD相机81的检测面与CCD相机82的检测面予以检测。即，可见光不经由光学元件60而由CCD相机81的检测面与CCD相机82的检测面予以检测。而且，CCD相机81、82的倍率低于第一图像获取部50，因此CCD相机81与CCD相机82的焦点深度比第一图像获取部50的焦点深度深。因而，在第一图像获取部50中，当使有凹凸的试料S在水平平面(XY平面)内移动时，有时会造成焦点偏离而看丢测定对象部分，但也能够获得焦点偏离变少、缩短定位时间的效果。进而，通过将两台(多台)CCD相机81、82的合焦位置设定在试料S的深度方向上的不同位置，对于原本存在多个合焦位置因而必须加深焦点深度的试料S，在CCD相机81与CCD相机82的观测图像中，能够分别仅导出合焦状态的部分并合成而显示等，从而不会损及视野的亮度而能获得试料S整体的合焦图像，有助于通过省略多余的合焦动作来缩短定位时间。

而且，CCD相机81可对应于微动载台向Z方向移动的移动量，通过移动机构来以Y方向为旋转轴而旋转移动，以变更视野中心方向。CCD相机82可对应于微动载台向Z方向移动的移动量，通过移动机构来以Y方向为旋转轴而旋转移动，以变更视野中心方向。另外，图2是用于说明CCD相机81、82的移动的图。

根据此种第二图像获取部80，在微动载台的上表面利用第一图像获取部50的光学系统而合焦的位置，以第一图像获取部50的光学系统的光轴中心与CCD相机81、82的光轴中心一致的方式来调整CCD相机81、82的旋转角度，并预先记录该角度。该角度相当于制造时的调整。若在该状态下沿Z方向对微动载台变更位置，则实施与移动量对应的旋转，从而能够使第一图像获取部50的光学系统的光轴中心位于CCD相机81、82的视野中央。而且，在具有极厚的厚度的试料S或辅助的试料设置保持机构的厚度成为问题的情况下，只要使微动载台向Z方向移动到由CCD相机51或CCD相机81、82大致合焦的位置，并检测该位置，由此可决定与不考虑厚度的原本的合焦Z轴位置之差，并根据该量来决定追加旋转量即可，所述追加旋转量用于在本次的合焦位置将CCD相机51的光学系统的光轴中心设为CCD相机81、82的视野中央。

因而，即使微动载台移动到位置10′，CCD相机81与CCD相机82也能在检测面上对可见光进行检测，所述可见光来自试料S表面上的包含分析位置的大区域(试料S的整个)。而且，在将测定光引导至检测部40的光学系统(光学元件60)的合焦的位置，能够使CCD相机81与CCD相机82的光学系统合焦。即，能够修正观测位置的偏离或合焦状态的偏离。

电脑90具备CPU(控制部)91，进而连结着监视器(显示装置)93与操作部(输入装置)92。而且，若将CPU91所处理的功能方块化来进行说明，则具有：试料载台控制部91a，控制试料载台10；第一图像获取控制部91b，从第一图像获取部50获取光学像(测定图像)并显示在监视器93上；第二图像获取控制部91d，从第二图像获取部80获取光学像并显示在监视器93上；以及分析控制部91c，从检测部40获取试料S上的分析位置的测定光信息，由此进行傅里叶变换而算出光谱。

第二图像获取控制部91d进行下述控制：从第二图像获取部80获取光学像并显示在监视器93上。此时，第二图像获取控制部91d对由第二图像获取部80获取的大区域(试料S的整个表面)的光学像的畸变进行修正，以使所述大区域的光学像在与将测定光引导至检测部40的光学系统(光学元件60等)相同的光轴上被获取，并显示大区域光学像图像(俯瞰图像)。此处，作为修正的方法，例如可列举：利用CCD相机81与CCD相机82来预先拍摄格子状样品(sample)，并记录CCD相机81与CCD相机82中的格子点位置，由此来掌握CCD相机81与CCD相机82的光学系统的畸变，并依据该信息来对拍摄的图像进行变形，从而进行图像修整等。

此处，图3是表示由显微镜1显示的监视器画面的一例的图。

在监视器93的左侧区域，显示有测定图像(例如500μm×400μm)，该测定图像是在当前的微动载台的位置关系下从第一图像获取部50获取，并且在监视器93的右侧区域，显示有从第二图像获取部80获取的大区域光学像图像(例如10,000μm×10,000μm)。在测定图像上，显示有虚线的四边形的分析位置图像，该虚线的四边形的分析位置图像表示当前的微动载台的位置关系下的分析位置(例如50μm×50μm)。在大区域光学像图像上，显示有实线的四边形的测定图像区域图像，该实线的四边形的测定图像区域图像表示测定图像的位置。

此处，虚线的四边形对应于分析位置，与装置的试料遮掩(mask)区域或试料孔径尺寸(aperture size)的变更联动。而且，若变更光学元件60来变更倍率，则显示与该倍率相应的测定图像，虚线的四边形被变更为与倍率相应的大小。另一方面，实线的四边形表示测定图像上所显示的范围，与光学元件60的倍率联动。即，对应于实际的测定图像区域的尺寸而变更。此处，虽未图示，但在大区域光学像图像上也可显示有表示分析位置(例如50μm×50μm)的分析位置图像。

另外，这些四边形无须配置在各图像的中央部分，可配置在任意部位。而且，图3中，同时显示了测定图像与大区域光学像图像这两者，但也可选择切换显示这两者。而且，在设置有多个CCD相机的情况下，既可将大区域光学像图像显示一次，也可选择切换显示特定的1个以上的图像。而且，也可如弹出(pop-up)画面般，视需要来动态地显示各图像。

进而，可对第二图像获取控制部91d所显示的测定图像、大区域光学像图像、虚线的四边形或实线的四边形进行移动操作。并且，试料载台控制部91a进行下述控制：对应于该移动操作来使试料载台10移动。例如，通过用鼠标来拖放(drag and drop)实线的四边形，对试料载台控制部91a赋予该移动量的信息(例如图像上的像素(pixel)数或鼠标移动量、或者与这些移动量对应的载台移动量或对应的载台位置指定量等)，试料载台控制部91a快速实施位置变更。其结果，在图像显示画面上反映出位置变更后的状态和图像。也可视需要，在拖曳过程中也对试料载台控制部91a赋予移动量，从而连续地更新试料载台10的位置及其图像。

根据此种显微镜1，首先，分析者一边观察显示在监视器93上的大区域光学像图像，一边使用操作部92来在大区域光学像图像上执行鼠标拖曳或滚动条的操作等，由此来指定试料S上的包含测定光的照射预定位置的区域。由此，试料载台控制部91a使试料载台10沿X方向、Y方向及Z方向移动，以显示指定的位置作为测定图像。接下来，分析者一边观察显示在监视器93上的测定图像，一边使用操作部92来在测定图像上执行鼠标拖曳或滚动条的操作等，从而指定试料S上的测定光的照射位置(分析位置)。由此，试料载台控制部91a使试料载台10沿X方向、Y方向及Z方向移动，以使指定的位置成为测定光的照射位置。然后，分析者确认测定图像上的分析位置图像的位置，并开始测定。

如上所述，根据本发明的显微镜1，具备第二图像获取部80，该第二图像获取部80获取试料S表面上的包含分析位置的大区域的光学像(俯瞰图像)，该大区域的光学像比由第一图像获取部50获取的光学像大，因此分析者无须特别在意大区域光学像图像上的概略位置的指定与测定图像上的精密位置指定这两者的切换，能够直观且直接地指定。而且，对由第二图像获取部80获取的大区域的光学像的畸变进行修正，以使所述大区域的光学像在与将测定光引导至检测部40的光学系统相同的光轴上被获取，因此能够正确地指定测定光的照射位置。

<第二实施方式>

图4是表示第二实施方式的红外显微镜的主要部分的结构的图。另外，对于与上述红外显微镜101相同的部分标注相同的符号。

红外显微镜201具备：试料载台10，载置试料S；红外光源部20，出射红外光；可见光源部30，出射可见光；检测部240，检测红外光；第一图像获取部50，具有检测可见光的检测面；第二图像获取部280，具有检测可见光的检测面；卡塞格伦镜(光学元件)260、261；平板形状的切换镜270；以及电脑(未图示)，进行红外显微镜201整体的控制。

卡塞格伦镜(施瓦兹希尔德(Schwarzschild)式反射物镜)260具备卡塞格伦镜主镜260a及卡塞格伦镜副镜260b。

若从Z方向观察，则卡塞格伦镜副镜260b为圆形状，若从Y方向或X方向观察，则卡塞格伦镜副镜260b的上表面为具有半球状的凸面并且下表面为平面。并且，卡塞格伦镜副镜260b配置在试料载台10的上方，且以上表面朝向上方(-Z方向)的方式而配置。而且，若从Z方向观察，卡塞格伦镜主镜260a为具有与卡塞格伦镜副镜260b为同形状的开口的圆环形状，若从Y方向或X方向观察，则卡塞格伦镜主镜260a的下表面为具有半球状的凹面并且上表面为平面。并且，卡塞格伦镜主镜260a配置在试料载台10的上方，进而配置在卡塞格伦镜副镜260b的上方，且以上表面朝向上方(-Z方向)的方式而配置。

由此，来自红外光源部20的红外光被卡塞格伦镜副镜260b反射后，经卡塞格伦镜主镜260a聚光，并照射至试料S上的分析位置。而且，来自试料S上的包含分析位置的区域的光经卡塞格伦镜主镜260a聚光后，被卡塞格伦镜副镜260b反射，从而朝-Z方向行进。

另外，卡塞格伦镜(施瓦兹希尔德式反射物镜)261也呈与卡塞格伦镜260同样的结构，且以夹着试料载台10而上下对称的方式配置。

第二图像获取部280具备CCD相机281，该CCD相机281具有检测可见光的检测面。CCD相机281配置在试料载台10的左上方(与将红外光引导至检测部40的光学系统(卡塞格伦镜260等)的光轴具有规定角度(45°)的位置)，且以检测面朝向右下方的方式而配置。

根据此种第二图像获取部280，来自试料S上的包含分析位置的大区域(试料S的整个表面)的可见光由CCD相机281的检测面予以检测。即，可见光不经由卡塞格伦镜260而由CCD相机281的检测面予以检测。

如上所述，根据本发明的红外显微镜201，能够获取试料S表面上的包含分析位置的大区域的光学像(俯瞰图像)，所述大区域的光学像比由第一图像获取部50获取的光学像大，因此分析者能够一边观察大区域光学像图像和测定图像，一边容易地指定红外光的照射位置。

<第三实施方式>

图5是表示第三实施方式的红外显微镜的主要部分的结构的图。另外，对于与上述红外显微镜101相同的部分标注相同的符号。

红外显微镜301具备：试料载台10，载置试料S；红外光源部20，出射红外光；可见光源部30，出射可见光；检测部240，检测红外光；第一图像获取部50，具有检测可见光的检测面；第二图像获取部380，具有检测可见光的检测面；卡塞格伦镜(光学元件)260、261；平板形状的切换镜270；以及电脑(未图示)，进行红外显微镜301整体的控制。

第二图像获取部380具备：CCD相机381，具有检测可见光的检测面；以及拍摄透镜382，配置在CCD相机381的前方。CCD相机381配置在试料载台10的上方(成为与将红外光引导至检测部40的光学系统(卡塞格伦镜260等)相同的光轴的位置)且卡塞格伦镜副镜260b的下方(背侧)，且以检测面朝向下方的方式而配置。

根据此种第二图像获取部380，来自试料S上的包含分析位置的大区域(试料S的整个表面)的可见光经由拍摄透镜382而由CCD相机381的检测面予以检测。即，可见光不经由卡塞格伦镜260而由CCD相机381的检测面子以检测。

如上所述，根据本发明的红外显微镜301，能够获取试料S表面上的包含分析位置的大区域的光学像(俯瞰图像)，所述大区域的光学像比由第一图像获取部50获取的光学像大，因此分析者能够一边观察大区域光学像图像和测定图像，一边容易地指定红外光的照射位置。进而，红外显微镜201中，无法使第一图像获取部50的光学系统的光轴与第二图像获取部280的光学系统的光轴相同，因此存在下述问题，即，第二图像获取部280的光学系统的光轴变斜，从而造成变形的图像(尤其是在具有施瓦兹希尔德式反射物镜的红外显微镜中，由于卡塞格伦镜260的半径大，因此第二图像获取部280的光学系统的光轴的角度相对于第一图像获取部50的光学系统的光轴而变大，图像的畸变也变大)，但第二图像获取部380在与将红外光引导至检测部240的光学系统(卡塞格伦镜260等)相同的光轴上获取可见光，控制部将由第二图像获取部380获取的大区域的光学像显示为大区域光学像图像(俯瞰图像)，因此能够正确地指定红外光的照射位置。

<其他实施方式>

(1)如上所述的显微镜1中，采用了下述结构：第一图像获取部50配置在分束器70的上方，检测部40配置在分束器70的右方，但也可采用第一图像获取部50配置在分束器70的右方，并且检测部40配置在分束器70的上方的结构。

(2)如上所述的显微镜1中，CCD相机81与CCD相机82也可采用具有缩放机构的结构，该缩放机构能够缩小或放大所获取的大区域的光学像。作为该缩放机构，例如可列举变焦透镜(zoom lens)等的光学装置、或者将高像素数摄像元件的部分区域导出的数字变焦之类的装置等。

(3)如上所述的显微镜1中，第二图像获取部80采用了具备CCD相机81及CCD相机82这2台相机的结构，但也可采用具备3台以上的相机的结构。

(4)如上所述的红外显微镜301中，CCD相机381与拍摄透镜382采用了配置在卡塞格伦镜副镜260b下方(背侧)的结构，但也可采用下述结构：在卡塞格伦镜副镜260b的下方(背侧)配置用于引导至CCD相机481与拍摄透镜482(例如右方)的反射镜483，CCD相机481与拍摄透镜482配置在并非卡塞格伦镜副镜260b的下方(背侧)且不同的位置(例如右方)。图8是表示第四实施方式的红外显微镜401的主要部分的结构的图。另外，对于与上述红外显微镜301相同的部分标注相同的符号。

[产业上的可利用性]

本发明可适合利用于显微镜等，该显微镜对试料照射测定光，并对由此从试料放出的光谱进行检测。

Claims

1.一种显微镜，包括：

测定光源部，对试料上的分析位置出射测定光；

可见光源部，对所述试料上的包含分析位置的区域出射可见光；

检测部，对来自所述试料上的分析位置的测定光进行检测；

第一图像获取部，使来自所述试料上的包含分析位置的区域的可见光入射至检测面，以获取光学像；以及

光束分离装置，配置在将从所述试料上的分析位置而来的测定光引导至检测部的光路上，通过切换或分割所述光路，从而将来自所述试料上的包含分析位置的区域的可见光引导至所述第一图像获取部的检测面，且

所述显微镜能够使所述试料相对于所述检测部及所述第一图像获取部而移动，所述显微镜的特征在于包括：

第二图像获取部，配置在非导向于所述检测部的光路上的位置，通过将所述可见光引导至检测面，从而获取所述试料表面上的包含分析位置的大区域的光学像，所述大区域的光学像比由所述第一图像获取部获取的所述试料表面上的包含分析位置的区域的光学像大。

2.根据权利要求1所述的显微镜，其特征在于所述第二图像获取部具有缩放机构，所述缩放机构能够将获取的大区域的光学像缩小或放大。

3.根据权利要求1或2所述的显微镜，其特征在于所述第二图像获取部是在与将测定光引导至所述检测部的光学系统为不同的光轴上获取可见光，

所述显微镜包括控制部，所述控制部对由所述第二图像获取部获取的大区域的光学像的畸变进行修正，以使所述大区域的光学像在与将测定光引导至所述检测部的光学系统相同的光轴上被获取，并显示大区域光学像图像。

4.根据权利要求1或2所述的显微镜，其特征在于其包括：

试料设置机构，能够使载置有所述试料的试料载台移动。

5.根据权利要求4所述的显微镜，其特征在于所述控制部同时显示或切换显示由所述第一图像获取部获取的光学像图像与所述大区域光学像图像。

6.根据权利要求5所述的显微镜，其特征在于所述控制部在所述大区域光学像图像上显示光学像位置图像或者分析位置图像中至少之一，所述光学像位置图像表示由所述第一图像获取部获取的光学像图像的位置，所述分析位置图像表示所述分析位置。

7.根据权利要求6所述的显微镜，其特征在于所述控制部通过利用输入装置来对所述大区域光学像图像上的光学像位置图像或分析位置图像的位置进行操作，从而使所述试料载台移动。

8.根据权利要求6所述的显微镜，其特征在于当所述试料载台沿引导至所述检测部的光路方向移动时，所述第二图像获取部使视野中心方向发生变化，以使所述试料表面上的所述第一图像获取部的视野中心与所述第二图像获取部的视野中心一致。

9.根据权利要求1或2所述的显微镜，其特征在于其包括：

光学元件，对来自所述测定光源部的测定光进行聚光，并照射至所述试料上的分析位置，并且对来自所述试料上的包含分析位置的区域的光进行聚光并出射光，

所述光学元件是具有卡塞格伦镜主镜与卡塞格伦镜副镜的卡塞格伦镜，

用于引导至所述第二图像获取部或第二图像获取部的检测面的光学系统配置在所述卡塞格伦镜副镜的背面。

10.根据权利要求9所述的显微镜，其特征在于所述第二图像获取部在与将测定光引导至所述检测部的光学系统相同的光轴上获取可见光，

所述控制部是将由所述第二图像获取部获取的大区域的光学像显示为大区域光学像图像的控制部。

11.根据权利要求9所述的显微镜，其特征在于所述第一图像获取部与所述第二图像获取部的合焦范围重叠。