JP2006154238A - 紫外線顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 波長選択性に優れ、光学アライメントが容易で、さらに小型化が可能で、価格的にも安価な紫外線顕微鏡を提供する。
【解決手段】 紫外域の波長を含む光源１４ａからの光を波長選択装置１３の第１の干渉フィルタ１３１と第２の干渉フィルタ１３２の２枚の干渉フィルタを用いて所定の分光特性による反射を、それぞれ２回ずつの合計４回行なうことで、ＤＵＶ光を取り出し、このＤＵＶ光を標本に照射し、標本からの光により拡大光学像を観察する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、紫外光観察と可視光観察を選択的に切換えることができる紫外線顕微鏡に関するものである。

最近、観察対象物である標本を高倍率で、しかも高解像度な観察を可能にした顕微鏡の必要性が高まっており、その一つとして、紫外域の波長の光を使用することにより高解像度を実現した紫外線顕微鏡が用いられるようになっている。

ところで、紫外線顕微鏡の使用する波長は、更なる高分解能化を狙い紫外線域（ＵＶ）よりもさらに短波長の深紫外線域(ＤＵＶ)にまで及ぶ深紫外線顕微鏡(以下ＤＵＶ顕微鏡)が実用化されている。このようなＤＵＶ顕微鏡では、所定の波長(例えばλ＝２４８ｎｍ)を中心とした狭い波長幅(２４８±１０ｎｍ)の光に対して、光学性能が確保できるように収差補正された対物レンズが利用される。

このため、ＤＵＶ顕微鏡の光源装置には、光源から発せられる光の波長帯域から所定の波長域の光のみを取り出す波長選択フィルタが用いられ、この波長選択フィルタとして、透過型狭帯域バンドパスフィルタや反射型干渉フィルタなどが用いられている。

ところが、透過型狭帯域バンドパスフィルタは、狭い波長域の光のみを取り出すことが可能であるが、取り出された波長成分の光量は、１０〜２０％程度しかならない。このため、光源として十分な光量が確保できないことから、明るい観察像を得るのが難しく、高価な高感度カメラが必要になってしまう。

また、反射型干渉フィルタは、所望する波長域の光の反射率を９０％以上確保できるが、この波長域以外の波長成分の光も数１０％も含まれてしまうため、狭い波長域の光だけを取り出すことが困難であった。

そこで、従来、狭い波長域の光だけを取り出すための手段として、特許文献１に開示されるものがある。つまり、特許文献１のものは、特定波長域の光を反射するような特性の反射型干渉フィルタを４枚使用し、それぞれの干渉フィルタで１回づつ光を反射(合計４回反射)させることで、所定波長域の光のみを取り出すようにしたものである。つまり、各干渉フィルタでの所定の波長域以外の光の反射率は、１回の反射で数１０％程度なので、４回反射させることでトータル数％以下となり、所定波長域以外の光の反射を減衰させた光のみ取り出せるようにしている。

一方、このようなＤＵＶ顕微鏡では、深紫外光（以下、ＤＵＶ光）による高分解能観察だけではなく、観察サンプルのラフな位置探し等の目的で、通常の可視光(以下、ＶＩＳ光)による観察も可能にしたものが使用されており、このようなＶＩＳ光とＤＵＶ光のどちらにも対応できる顕微鏡システムとして、例えば、特許文献２に開示されたものが知られている。つまり、特許文献２のものは、ＶＩＳ光専用の光源および照明装置の他に、ＤＵＶ光専用の光源および照明装置をそれぞれ具備したもので、観察に使用する波長域の光に応じて、それぞれ専用の光源と照明装置を選択的に切換えるようにしたものである。
特開２００１−４２２２６号公報 特開２０００−７５２１２号公報 特開平８−３１３７２８号公報

ところが、特許文献１のものは、４枚の反射型干渉フィルタをそれぞれ離れた所定位置に配置しなければならないことから、光学アライメントが煩雑になり、また、これら４枚の干渉フィルタを支持するための部品のスペ−スも必要なため装置が大型化し、これらによって装置価格が高価なものになってしまうという問題があった。

また、特許文献２のものは、ＶＩＳ光専用の光源および照明装置の他に、ＤＵＶ光専用の光源および照明装置をそれぞれ設けるようにしているため、装置が大型化するとともに、価格的にも高価になってしまうという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、波長選択性に優れ、光学アライメントが容易で、さらに小型化が可能で、価格的にも安価な紫外線顕微鏡を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、紫外域の波長を含む光を発生する光源と、前記紫外域の波長の光を反射するような分光特性を有する少なくとも１つの反射型干渉フィルタを有し、少なくとも１つの前記反射型干渉フィルタに前記光源からの光を複数回反射させることで前記紫外域の波長の光を取り出し可能とした波長選択手段と、前記波長選択手段から取り出された波長域の光により標本を照明する照明光学系と、前記標本からの光により前記標本の拡大光学像を結像させる対物レンズ系を含む結像光学系と、前記結像光学系で結像される前記標本の拡大光学像を観察する観察手段と、を具備したことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、少なくとも可視域から紫外域の波長を含む光を発生する光源と、前記紫外域の波長の光を反射し、前記可視域の波長の光を透過するような分光特性を有する少なくとも１つの反射型干渉フィルタを有し、少なくとも１つの前記反射型干渉フィルタに前記光源からの光を複数回反射させることで前記紫外域の波長の光を取り出し、前記反射型干渉フィルタに前記光源からの光を透過させることで前記可視域の波長の光を取り出し可能とした波長選択部と、該波長選択部の前記可視域の波長の光の取り出し光路に挿脱可能に設けられ、前記可視域の波長の光を導光する可視光導光部および前記波長選択部から取り出される前記紫外域の波長の光を遮断可能とする光遮断部を備えた光路切換え部とを有する波長選択手段と、前記波長選択手段から取り出された波長域の光により標本を照明する照明光学系と、前記標本からの光により前記標本の拡大光学像を結像させる対物レンズ系を含む結像光学系と、前記結像光学系で結像される前記標本の拡大光学像を観察する観察手段と、を具備したことを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記可視光導光部は、複数個の反射ミラーを有し、前記可視域の波長の光を前記波長選択部の紫外域の波長の光の取り出し光路と同一光軸上に導光させることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記波長選択手段は、前記光源又は前記照明光学系の光路に対し挿脱可能に設けられることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記波長選択手段は、所定の間隔で向かい合わせ、且つ平行に配置された２つの反射型干渉フィルタを有することを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記波長選択手段は、所定の間隔で向かい合わせ、且つ平行からわずかに異なる角度で配置された２つの反射型干渉フィルタを有することを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記波長選択手段は、互いに向かい合う平行平面を有する基板の両面に、それぞれフィルタ膜を成膜した干渉フィルタを有することを特徴としている。

本発明によれば、波長選択性に優れ、光学アライメントが容易で、さらに小型化が可能で、価格的にも安価な紫外線顕微鏡を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる紫外線顕微鏡の概略構成を示している。

図１において、１は顕微鏡本体で、この顕微鏡本体１は、水平に配置されたベース１ａが設けられ、このベース１ａには、直立した胴部１ｂが設けられている。

ベース１ａ上には、標本３を載置するステージ２が設けられている。ステージ２は、ＸＹステージ２ａとＺステージ２ｂを有するもので、ＸＹステージ２ａにより光軸と直交する面内での移動により標本３の被観察箇所の位置出しを可能とし、Ｚステージ２ｂにより標本３を光軸に沿って移動可能とすることで、標本３の焦点合わせができるようになっている。

顕微鏡本体１の胴部１ｂ先端には、ベース１ａと平行な方向に落射投光管４が設けられている。落射投光管４の内部には、照明光学系を構成する投影レンズ５およびハーフミラー６が設けられている。投影レンズ５は、後述する光源１４ａの光学像を対物レンズ８の瞳位置８ａに結像させるものである。ハーフミラー６は、光源１４ａからの光を対物レンズ８側に反射し、対物レンズ８からの戻り光を透過するような特性を有している。また、これら投影レンズ５とハーフミラー６は、可視光と紫外光が透過可能な材料で形成されている。

落射投光管４の先端部下方には、ステージ２に対向させてレボルバ７が設けられている。レボルバ７には、複数の対物レンズ８を装着されている。この場合、レボルバ７に装着される対物レンズ８は、所定の波長域の光にて設計、収差補正されたもので、ここでは、可視光用対物レンズおよび紫外光用対物レンズが組み合わされ、レボルバ７の回転によって所望の対物レンズ８が光軸上に配置されるようになっている。

落射投光管４の先端部上方には、撮像ユニット１０が設けられている。この撮像ユニット１０は、ハーフミラー６の透過光路の延長上に結像レンズ１１と、観察手段としてのＣＣＤカメラ１２が配置されている。結像レンズ１１は、対物レンズ８とともに結像光学系を構成し、対物レンズ８により生成した標本３の拡大光学像をＣＣＤカメラ１２の撮像面１２ａに結像するものである。ＣＣＤカメラ１２は、撮像面１２ａに結像された標本３の拡大光学像を撮像するようにしている。

落射投光管４の基端部には、波長選択装置１３を介して光源装置１４が設けられている。

この場合、波長選択装置１３は、落射投光部４と光源装置１４の間に着脱可能になっている。光源装置１４は、ＶＩＳ光からＤＵＶ光までの波長域の光を発する、例えば、水銀ランプなどの光源１４ａと、光源１４ａから出射した光を集光する集光レンズ１４ｂで構成されている。

図２（ａ）（ｂ）は、波長選択装置１３の概略構成を示すものである。

この場合、波長選択装置１３は、図２（ａ）に示すように、反射型干渉フィルタとしての第１の干渉フィルタ１３１と第２の干渉フィルタ１３２を有している。第１の干渉フィルタ１３１は、ガラス基板１３１ａ面にフィルタ膜１３１ｂが成膜されている。第２の干渉フィルタ１３２についても同様で、ガラス基板１３２ａ面にフィルタ膜１３２ｂが成膜されている。

また、これら第１の干渉フィルタ１３１および第２の干渉フィルタ１３２は、例えば、図３に示すように、２４８ｎｍの波長域の深紫外光、つまりＤＵＶ光に対して最も反射率が高く、ＶＩＳ光については、そのまま透過するような特性を有するものが用いられる。そして、これら第１の干渉フィルタ１３１および第２の干渉フィルタ１３２は、入射光に対して４５度の傾きを持たせ、それぞれのフィルタ膜１３１ｂと１３２ｂを所定間隔で互いに向かい合わせ、且つ平行に配置され、入射光として２４８ｎｍの波長域のＤＵＶ光については、第１の干渉フィルタ１３１と第２の干渉フィルタ１３２で交互に複数回（図示例では２回ずつ）反射して、光取り出し光路である照明光路１５１に出射させ、また、ＶＩＳ光成分については、第１の干渉フィルタ１３１を透過し、光取り出し光路であるの照明光路１５２に出射させるようにしている。

なお、これら第１の干渉フィルタ１３１および第２の干渉フィルタ１３２の詳細については、例えば、特許文献３に開示されており、ここでの説明は、省略する。

波長選択装置１３には、図２(ｂ)に示すように、さらに、光路切換え部として光路切換えミラーユニット１３３が設けられている。この光路切換えミラーユニット１３３は、第１の干渉フィルタ１３１のＶＩＳ光の照明光路１５２に挿脱可能に設けられるもので、可視光導光部を構成する第１の反射ミラー１３３ａと第２の反射ミラー１３３ｂを有している。これら第１の反射ミラー１３３ａおよび第２の反射ミラー１３３ｂは、可視域の光を９０％以上反射するような特性を有する、例えばアルミコートミラーが用いられている。そして、第１の反射ミラー１３３ａは、照明光路１５２に対して４５度の傾きを持たせ、第２の反射ミラー１３３ｂは、第１の反射ミラー１３３ａに対し反射面が向き合うようにして平行に配置され、照明光路１５２に出射されるＶＩＳ光を第１の反射ミラー１３３ａと第２の反射ミラー１３３ｂで反射し、光取り出し光路である照明光路１５３に出射させるようにしている。この場合、照明光路１５３は、第２の干渉フィルタ１３２からのＤＵＶ光の照明光路１５１と同一光軸上に位置するようにしている。

光路切換えミラーユニット１３３には、光遮断部としてのストッパ１３４が設けられている。このストッパ１３４は、光路切換えミラーユニット１３３が第１の干渉フィルタ１３１からの照明光路１５２上に挿入された状態で、第２の干渉フィルタ１３２からの照明光路１５１上に位置され、ＤＵＶ光を遮断するものである。

次に、このように構成された第１の実施の形態の作用を説明する。

まず、ＤＵＶ光による紫外観察を行なう場合は、図２（ａ）に示すように光路切換えミラーユニット１３３を第１の干渉フィルタ１３１の照明光路１５２から取り除いておく。

この状態から、光源１４ａからＤＵＶ光とＶＩＳ光を含んだ光が発せられると、この光は、集光レンズ１４ｂにて平行光束となり波長選択装置１３に入射する。

この場合、波長選択装置１３に入射する光は、第１の干渉フィルタ１３１に４５度の角度で入射し、フィルタ膜１３１ｂにおいて、図３に示す分光特性の第１の反射が行われる。次に、この反射光は、第２の干渉フィルタ１３２に４５度の角度で入射し、フィルタ膜１３２ｂにおいて、図３に示す分光特性の第２の反射が行われる。この反射光は、再び第１の干渉フィルタ１３１に入射し、フィルタ膜１３１ｂにおいて、図３に示す分光特性の第３の反射が行われ、その反射光は、さらに第２の干渉フィルタ１３２に入射し、フィルタ膜１３２ｂにおいて、図３に示す分光特性の第４の反射が行われる。即ち、第１の干渉フィルタ１３１のフィルタ膜１３１ｂと第２の干渉フィルタ１３２のフィルタ膜１３２ｂにおいて、図３に示す分光特性の反射が、それぞれ２回ずつの合計４回行われる。

この場合、所望する波長域の光、ここでは、２４８ｎｍのＤＵＶ光については、１回の反射で９０％以上の反射率で、４回反射による減衰がほとんどないのに対し、それ以外の波長域の光は、１回の反射で最大５０％程度で、４回反射により最大で６％(０.５４)程度まで減衰されるので、照明光路１５１に出射されるＤＵＶ光は、２４８ｎｍを中心とした波長域の狭い光、つまり図４に示すような分光特性のＤＵＶ光として出射される。

照明光路１５１からのＤＵＶ光は、図１に示す落射投光管４の投影レンズ５を透過して集光され、ハーフミラー６で反射する。このとき投影レンズ５は、対物レンズ８の瞳位置８ａに光源１４ａの像を結像(ケーラー照明)する。そして、対物レンズ８を透過して標本３を照明する。標本３からの戻り光は、対物レンズ８を透過して集光され、標本３の拡大光学像を生成する。この拡大光学像の光は、ハーフミラー６を透過し、撮像ユニット１０に入射し、結像レンズ１１を透過して、ＣＣＤカメラ１２の撮像面１２ａに結像されて撮像される。これにより、ＤＵＶ光による紫外光観察が行われる。

次に、ＶＩＳ光による可視観察を行なう場合は、図２（ｂ）に示すように光路切換えミラーユニット１３３を第１の干渉フィルタ１３１からの照明光路１５２に挿入する。

この状態で、光源１４ａからＤＵＶ光とＶＩＳ光を含んだ光が発せられると、この光は、集光レンズ１４ｂにて平行光束となり波長選択装置１３に入射する。

この場合、第１の干渉フィルタ１３１を透過したＶＩＳ光を含む光が、照明光路１５２に出射される。照明光路１５２に出射したＶＩＳ光は、光路切換えミラーユニット１３３の反射ミラー１３３ａに４５度の角度で入射して反射される。このとき第１の反射ミラー１３３ａは、可視域の光に対する反射率が確保されており、ＤＵＶ光は、ほとんど反射しない。また、第１の反射ミラー１３３ａで反射したＶＩＳ光は、さらに第２の反射ミラー１３３ｂで反射し、照明光路１５３に出射される。

この場合も、波長選択装置１３に入射する光は、第１の干渉フィルタ１３１および第２の干渉フィルタ１３２で複数回反射を繰り返し、照明光路１５１よりＤＵＶ光として出射されるが、このＤＵＶ光は、照明光路１５１上に位置されるストッパ１３４により遮断される。

照明光路１５３のＶＩＳ光は、図１に示す落射投光管４の投影レンズ５を透過して集光され、ハーフミラー６で反射する。このとき投影レンズ５は、対物レンズ８の瞳位置８ａに光源１４ａの像を結像(ケーラー照明)する。この場合、ＶＩＳ光の波長選択装置１３での光路長は、上述したＤＵＶ光の波長選択装置１３での光路長とほぼ等しいので、光源１４ａの像が瞳位置からずれることはない。そして、対物レンズ８を透過して標本３を照明する。標本３からの戻り光は、対物レンズ８を透過して集光され、標本３の拡大光学像を生成する。拡大光学像の光は、ハーフミラー６を透過し、撮像ユニット１０に入射し、結像レンズ１１を透過して、ＣＣＤカメラ１２の撮像面１２ａに結像されて撮像される。これにより、ＶＩＳ光による可視光観察が行われる。

従って、このようにすれば、第１の干渉フィルタ１３１と第２の干渉フィルタ１３２の２枚の干渉フィルタを用いて図３に示す分光特性の反射を、それぞれ２回ずつの合計４回行なうことで、ＤＵＶ光を取り出すようにしたので、波長域の狭い所望するＤＵＶ光を効率よく取得でき、波長選択特性を改善できる。また、各干渉フィルタ１３１、１３２で複数回の反射を行なうようにしたので、構成フィルタ枚数を少なくできる。このことは部品点数の低減により価格的に安価にできるだけではなく、光学アライメントを容易にし、さらに、占有スペ−スも小さくできることから、装置の小型化を図ることができる。

また、波長選択装置１３は、第１の干渉フィルタ１３１からのＶＩＳ光の照明光路１５２に光路切換えミラーユニット１３３を挿脱可能に設けることにより、共通の落射投光管４によりＤＵＶ光、ＶＩＳ光のどちらにでも対応できるようになり、さらに装置の小型化と、低価格化を図ることができる。

さらに、光路切換えミラーユニット１３３の光路への挿脱によって照明光学系の光路長が変化しないので、ＤＵＶ光、ＶＩＳ光のどちらの照明であってもケ−ラ−照明系がくずれることがなく、常に最適な照明を得ることができる。

さらに、波長選択装置１３は、落射投光部４と光源装置１４から着脱可能に配置しているので、例えば、紫外域の別の波長(例えばλ＝１９３ｎｍ)に対応させるためにはその波長に反射特性を合わせた干渉フィルタを備えた別の波長選択装置に交換するだけで対応が可能であり、システム性も向上する。

（第１の実施の形態の変形例）
図５は、第１の実施の形態の変形例に適用される波長選択装置の概略構成を示すもので、図２と同一部分には、同符号を付している。

第１の実施の形態の波長選択装置１３では、第１の干渉フィルタ１３１および第２の干渉フィルタ１３２において、それぞれ２回ずつの反射を行ない、合計４回の反射を得られるようにしたが、この変形例では、図５に示すように長さ寸法の異なる第１の干渉フィルタ１６１と第２の干渉フィルタ１６２を用い、第１の干渉フィルタ１６１で２回、第２の干渉フィルタ１６２で１回の合計３回の反射を行うように構成したものが用いられる。つまり、２枚の干渉フィルタのうちの一方の干渉フィルタ、図示例では、第１の干渉フィルタ１６１で２回以上の反射を行なうように構成している。

この場合、光路切換えミラーユニット１３３は、第１の反射ミラー１３３ａ、第２の反射ミラー１３３ｂの他に、第３の反射ミラー１３３ｃを設け、第２の反射ミラー１３３ｂで反射されるＶＩＳ光を、さらに第３の反射ミラー１３３ｃ反射し、ＤＵＶ光の照明光路１５１と同一光軸上に位置する照明光路１５３に出射するようにしている。

このようにしても、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

この場合、第２の実施の形態にかかる紫外線顕微鏡については、図１と同様なので、同図を援用する。

図６は、このような第２の実施の形態に適用される波長選択装置の概略構成を示すもので、図２と同一部分には、同符号を付している。この場合、波長選択装置１７は、１つの干渉フィルタから構成されている。この干渉フィルタは、その断面が平行四辺形状をしたガラス基板１７１ａを有し、このガラス基板１７１ａの互いに向かい合う平行平面上に、それぞれ第１のフィルタ膜１７１ｂと第２のフィルタ膜１７１ｃが成膜されている。

この場合、これら第１のフィルタ膜１７１ｂおよび第２のフィルタ膜１７１ｃは、例えば、図３に示すように、２４８ｎｍの波長域のＤＵＶ光に対して最も反射率が高く、ＶＩＳ光については、そのまま透過するような分光特性を有するものが用いられる。

そして、このような干渉フィルタ１７１は、入射光に対して４５度の傾きを持たせて配置されている。

その他の光路切換えミラーユニット１３３などの構成は、図２と同様である。

このような構成において、光源１４ａからＤＵＶ光とＶＩＳ光を含んだ光が発せられると、この光は、集光レンズ１４ｂにて平行光束となり波長選択装置１７に入射する。

この場合、この入射光は、干渉フィルタ１７１の成膜されていない面からガラス基板１７１ａの内部に入射する。その後、第１のフィルタ膜１７１ｂに４５度の角度で入射し、図３に示す分光特性の第１の反射が行われる。次に、この反射光は、第２のフィルタ膜１７１ｃに４５度の角度で入射し、図３に示す分光特性の第２の反射が行われる。この反射光は、再び第１のフィルタ膜１７１ｂに入射し、図３に示す分光特性の第３の反射が行われ、その反射光は、さらに第２のフィルタ膜１７１ｃに入射し、図３に示す分光特性の第４の反射が行われる。即ち、干渉フィルタ１７１の第１のフィルタ膜１７１ｂと第２のフィルタ膜１７１ｃにおいて、図３に示す分光特性の反射が、それぞれ２回ずつの合計４回行われる。

この場合も、２４８ｎｍのＤＵＶ光については、１回の反射で９０％以上の反射率で、４回反射による減衰がほとんどないのに対し、それ以外の波長域の光は、１回の反射で最大５０％程度で、４回反射により最大で６％(０.５４)程度まで減衰されるので、照明光路１５１に出射されるＤＵＶ光は、２４８ｎｍを中心とした狭い波長域の照明光、つまり図４に示すような分光特性の照明光として出射される。

一方、干渉フィルタ１７１に入射する光のうち、可視域のＶＩＳ光は、第１のフィルタ膜１７１ｂを透過し、照明光路１５２に出射される。

このような波長選択装置１７についても、第１のフィルタ膜１７１ｂからのＶＩＳ光の照明光路１５２に対し、光路切換えミラーユニット１３３を挿脱することで、ＤＵＶ光による紫外光観察とＶＩＳ光による可視光観察を選択的に行なうことができる。

従って、このようにすれば、１枚の干渉フィルタ１７１のみで４回の反射を行なうようにできるので、２枚の干渉フィルタを用いた第１実施例と同様の効果が得られるとともに、さらに波長選択装置１７の構成を簡単にできるので、省スペ−ス化とともに低価格化を実現することができる。

なお、このような第２の実施の形態についても、第１の実施の形態の変形例で述べた構成のものを適用できる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。

この場合、第３の実施の形態にかかる紫外線顕微鏡については、図１と同様なので、同図を援用する。

図７は、このような第３の実施の形態に適用される波長選択装置の概略構成を示すもので、図２と同一部分には、同符号を付している。この場合、波長選択装置１８は、第１の干渉フィルタ１８１と第２の干渉フィルタ１８２を有している。第１の干渉フィルタ１８１は、ガラス基板１８１ａ面にフィルタ膜１８１ｂが成膜されている。第２の干渉フィルタ１８２についても同様で、ガラス基板１８２ａ面にフィルタ膜１８２ｂが成膜されている。

また、これら第１の干渉フィルタ１８１および第２の干渉フィルタ１８２は、例えば、図３に示すように、２４８ｎｍの波長域の(ＤＵＶ光に対して最も反射率が高く、ＶＩＳ光については、そのまま透過するような分光特性を有するものが用いられる。そして、第１の干渉フィルタ１８１は、入射光に対して４５度の傾きを持たせ、また、第２の干渉フィルタ１８２は、第１の干渉フィルタ１８１に対して平行から所定の角度φだけ傾いた状態で配置されている。つまり、これら第１の干渉フィルタ１８１および第２の干渉フィルタ１８２は、フィルタ膜１８１ｂと１８２ｂを所定の間隔で向かい合わせ、且つ平行からわずかに異なる角度で配置されている。

一方、このような波長選択装置１８には、光路切換えミラーユニット１８３が設けられている。この光路切換えミラーユニット１８３は、第１の反射ミラー１８３ａと第２の反射ミラー１８３ｂおよびＤＵＶ光を遮断するストッパ１８４を有している。これら第１の反射ミラー１８３ａおよび第２の反射ミラー１８３ｂには、可視域の光を９０％以上反射するような特性を有する、例えばアルミコートミラーが用いられている。そして、第１の反射ミラー１８３ａは、ＶＩＳ光の照明光路１５２に対して４５度の傾きを持たせ、第２の反射ミラー１８３ｂは、第１の反射ミラー１８３ａに対し平行から所定の角度傾けて配置されている。この場合、第２の反射ミラー１８３ｂの傾き角度は、この第２の反射ミラー１８３ｂで反射されるＶＩＳ光の照明光路１５３が第２の干渉フィルタ１８２からの照明光路１５１と同一光軸上に位置するように設定される。

このような構成において、光源１４ａからＤＵＶ光とＶＩＳ光を含んだ光が発せられると、この光は、集光レンズ１４ｂにて平行光束となり波長選択装置１８に入射する。

この場合、入射光は、第１の干渉フィルタ１８１に４５度(＝θ)の角度で入射し、図８の実線で示す第１の反射特性５１の分光特性により第１の反射が行われる。この反射特性５１は、４５度入射時に紫外線顕微鏡で使用したい所望の波長(λ＝２４８ｎｍ)よりもわずかに低波長側にシフトした特性をもつ。次に、この第１の反射光は、第２の干渉フィルタ１８２に４５度よりもφだけ大きい角度(＝θ＋φ)で入射し、第２の反射が行われる。このときの第２の干渉フィルタ１８２での反射特性は、第１の反射時よりも入射角度が大きくなっているので図８の反射特性５２(同図点線)のようになる。次に、第２の反射光は、再び第１の干渉フィルタ１８１に４５度よりも２φだけ大きい角度(＝θ+２φ)で入射し、第３の反射が行われる。このときの第１の干渉フィルタ１８１での反射特性は、第２の反射時よりも入射角度が大きくなっているので図８の反射特性５３(同図１点鎖線)のようになる。この第３の反射光は、第２の干渉フィルタ１８２に４５度よりも３φだけ大きい角度(＝θ＋３φ)で入射し、第４の反射が行われる。このときの第２の干渉フィルタ１８２での反射特性は、第３の反射時よりも入射角度が大きくなっているので、図８の反射特性５４(同図２点鎖線)のようになる。

このようにして第１の干渉フィルタ１８１および第２の干渉フィルタ１８２での各２回、合計４回の反射では、図８に示す各反射特性５１〜５４のそれぞれの分光特性の反射がそれぞれ１回づつ行われる。この時、それぞれの反射特性５１〜５４は、そのピ−クの中心波長がわずかにシフトしているので、４回反射による最終的な分光特性は、図９に示すようになり、全て同じ角度で反射する第１の実施の形態で述べた図４に示す場合に比べ、所望の波長に対してさらに帯域幅の狭いＤＵＶ光が得られることになる。

従って、このような波長選択装置１８についても、いま、光路切換えミラーユニット１８３が照明光路１５２から外れている場合には、波長選択装置１８から出射する光は、図９で示すような所定の波長(λ＝２４８ｎｍ)のＤＵＶ光となる。

また、光路切換えミラーユニット１８３が照明光路１５２に挿入されている場合には、第１の干渉フィルタ１８１を透過したＶＩＳ光を含む光が、第１の反射ミラー１８３ａに４５度の角度にて入射して反射される。このとき第１の反射ミラー１８３ａは、可視域の光に対する反射率が確保されておりＤＵＶ光はほとんど反射しない。また、第１の反射ミラー１８３ａで反射したＶＩＳ光は、さらに第２の反射ミラー１８３ｂで反射し、照明光路１５３に出射される。この時、第２の反射ミラー１８３ｂは、所定の角度だけ傾いて配置されているので、照明光路１５３は、ＤＵＶ光の照明光路１５１と出射方向が等しくなっている。

この場合、第１の干渉フィルタ１８１および第２の干渉フィルタ１８２により４回反射されたＤＵＶ光は、光路切換えミラーユニット１８３のストッパ１８４により遮断されるため、波長選択装置１８から出射しない。

従って、このようにしても、第１の干渉フィルタ１８１からのＶＩＳ光の照明光路１５２に対し、光路切換えミラーユニット１８３を挿脱することで、ＤＵＶ光による紫外光観察とＶＩＳ光による可視光観察を選択的に行なうことができる。また、波長幅の小さい光ＤＵＶ(即ち、波長選択性能に優れた光)を得ることが可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した各実施の形態では、光源装置１４と落射投光管４の間、つまり、光源１４ａからの光の光路上に波長選択装置（１３、１７，１８）を設けるようにしているが、落射投光管４内部の照明光学系の光路上に設けるようにしてもよい。また、波長選択装置（１３、１７，１８）は、照明光学系の光路に対しても挿脱可能にしてもよい。

また、上述した各実施の形態では、λ＝２４８ｎｍのＤＵＶ光を用いた紫外線顕微鏡について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、λ＝１９３ｎｍなどの他の紫外光を用いたものにも適用できる。また、上述した各実施の形態では、所定の間隔で向かい合うように配置された２つの反射型干渉フィルタ（フィルタ膜）を用いる例を述べたが、一方の反射型干渉フィルタ（フィルタ膜）を反射ミラーに置き換えることもできる。

さらに、第３の実施の形態では、第２の干渉フィルタ１８２を、第１の干渉フィルタ１８１に対して平行から所定の角度φだけ傾いた状態で配置しているが、このときの傾き角度を変更できるようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。

本発明の第１の実施の形態にかかる紫外線顕微鏡の概略構成を示す図。 第１の実施の形態に用いられる波長選択装置の概略構成を示す図。 第１の実施の形態に用いられる干渉フィルタの分光特性を示す図。 第１の実施の形態により得られたＤＵＶ光の特性を示す図。 第１の実施の形態に用いられる波長選択装置の変形例の概略構成を示す図。 本発明の第２の実施の形態に用いられる波長選択装置の概略構成を示す図。 本発明の第３の実施の形態に用いられる波長選択装置の概略構成を示す図。 第３の実施の形態に用いられる干渉フィルタの分光特性を示す図。 第３の実施の形態により得られたＤＵＶ光の特性を示す図。

符号の説明

１…顕微鏡本体、１ａ…ベース、１ｂ…胴部
２…ステージ、２ａ…ＸＹステージ、２ｂ…Ｚステージ
３…標本、４…落射投光管
５…投影レンズ、６…ハーフミラー
７…レボルバ、８…対物レンズ
８ａ…瞳位置、１０…撮像ユニット
１１…結像レンズ、１２…ＣＣＤカメラ
１２ａ…撮像面、１３…波長選択装置
１３１…第１の干渉フィルタ、１３１ａ…ガラス基板
１３１ｂ…フィルタ膜、１３２…第２の干渉フィルタ
１３２ａ…ガラス基板、１３２ｂ…フィルタ膜
１３３…ミラーユニット、１３３ａ…第１の反射ミラー
１３３ｂ…第２の反射ミラー、１３４…ストッパ
１４…光源装置、１４ａ…光源、１４ｂ…集光レンズ
１５１〜１５３照明光路、１６１…第１の干渉フィルタ
１６２…第２の干渉フィルタ、１７…波長選択装置
１７１ａ…ガラス基板、１７１ｂ…第１のフィルタ膜
１７１ｃ…第２のフィルタ膜、１８…波長選択装置
１８１…第１の干渉フィルタ、１８１ａ…ガラス基板
１８１ｂ…フィルタ膜、１８２…第２の干渉フィルタ
１８２ａ…ガラス基板、１８２ｂ…フィルタ膜
１８３…ミラーユニット、１８３ａ…第１の反射ミラー
１８３ｂ…第２の反射ミラー、１８４…ストッパ

Claims (7)

1. 紫外域の波長を含む光を発生する光源と、
   前記紫外域の波長の光を反射するような分光特性を有する少なくとも１つの反射型干渉フィルタを有し、少なくとも１つの前記反射型干渉フィルタに前記光源からの光を複数回反射させることで前記紫外域の波長の光を取り出し可能とした波長選択手段と、
   前記波長選択手段から取り出された波長域の光により標本を照明する照明光学系と、
   前記標本からの光により前記標本の拡大光学像を結像させる対物レンズ系を含む結像光学系と、
   前記結像光学系で結像される前記標本の拡大光学像を観察する観察手段と、
   を具備したことを特徴とする紫外線顕微鏡。
2. 少なくとも可視域から紫外域の波長を含む光を発生する光源と、
   前記紫外域の波長の光を反射し、前記可視域の波長の光を透過するような分光特性を有する少なくとも１つの反射型干渉フィルタを有し、少なくとも１つの前記反射型干渉フィルタに前記光源からの光を複数回反射させることで前記紫外域の波長の光を取り出し、前記反射型干渉フィルタに前記光源からの光を透過させることで前記可視域の波長の光を取り出し可能とした波長選択部と、該波長選択部の前記可視域の波長の光の取り出し光路に挿脱可能に設けられ、前記可視域の波長の光を導光する可視光導光部および前記波長選択部から取り出される前記紫外域の波長の光を遮断可能とする光遮断部を備えた光路切換え部とを有する波長選択手段と、
   前記波長選択手段から取り出された波長域の光により標本を照明する照明光学系と、
   前記標本からの光により前記標本の拡大光学像を結像させる対物レンズ系を含む結像光学系と、
   前記結像光学系で結像される前記標本の拡大光学像を観察する観察手段と、
   を具備したことを特徴とする紫外線顕微鏡。
3. 前記可視光導光部は、複数個の反射ミラーを有し、前記可視域の波長の光を前記波長選択部の紫外域の波長の光の取り出し光路と同一光軸上に導光させることを特徴とする請求項２記載の紫外線顕微鏡。
4. 前記波長選択手段は、前記光源又は前記照明光学系の光路に対し挿脱可能に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の紫外線顕微鏡。
5. 前記波長選択手段は、所定の間隔で向かい合わせ、且つ平行に配置された２つの反射型干渉フィルタを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の紫外線顕微鏡。
6. 前記波長選択手段は、所定の間隔で向かい合わせ、且つ平行からわずかに異なる角度で配置された２つの反射型干渉フィルタを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の紫外線顕微鏡。
7. 前記波長選択手段は、互いに向かい合う平行平面を有する基板の両面に、それぞれフィルタ膜を成膜した干渉フィルタを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の紫外線顕微鏡。

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