JP2006284686A - Optical microscopic device and microscopic observation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種材料の組織構造の観察に適した光学顕微鏡装置および顕微鏡観察方法に関するものである。本発明の光学顕微鏡装置および顕微鏡観察方法の観察対象となり得る材料として、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレン系複合材料の射出成形品等の高分子材料や、植物、病理組織等の生体材料や、塗液、乳液等の懸濁液や、半導体材料等が挙げられる。 The present invention relates to an optical microscope apparatus and a microscope observation method suitable for observing the structure of various materials. Examples of materials that can be observed in the optical microscope apparatus and microscope observation method of the present invention include polymer materials such as polyethylene film and injection-molded polypropylene composite materials, biomaterials such as plants and pathological tissues, coating liquids, and emulsions. And suspensions such as semiconductor materials.
各種材料の組織構造は、その物性と密接に相関していることから、その組織構造を正確に評価・解析することが重要となる。そのために、多くの手法が開発され活用されているが、光学顕微鏡装置はその中でも、利用のしやすさや得られる情報の多様性等から、材料の組織構造観察法として最も一般的に利用される手法となっている。 Since the structure of various materials is closely correlated with their physical properties, it is important to accurately evaluate and analyze the structure. For this purpose, many techniques have been developed and utilized, but among them, the optical microscope apparatus is most commonly used as a method for observing the structure of materials because of its ease of use and the diversity of information obtained. It is a method.
そして、従来の光学顕微鏡装置では、被検査物に対する照明法として、被検査物を一様に照射し、かつ像の分解能を高めるために、平行光を入射するケーラー照明法が通常用いられている。 In the conventional optical microscope apparatus, as an illumination method for the inspection object, a Koehler illumination method in which parallel light is incident is usually used in order to uniformly irradiate the inspection object and increase the resolution of the image. .
しかし、平行光を入射するケーラー照明法を利用した従来の光学顕微鏡では、照明光によって照明された被検査物からの光の強度に起因する像を観察するだけなので、組織構造における異方性の有無、配向度といった特徴を観察できなかった。このような課題を解決するために、空間の一点に収束する収束光を照明光として照射する照明手段を備えた光学顕微鏡装置およびその観察方法が知られている(例えば、特許文献1)。ここでは本顕微鏡を収束光顕微鏡と呼ぶ。
このような収束光顕微鏡では、照明手段から収束光を出力して、被検査物に照射する。そして、被検査物からの光が収束点でひとたび収束してから対物レンズに入射するように対物レンズを配置している。この場合、収束点を含む面には、被検査物の回折像が形成されるので、収束点の位置及び被検査物に対物レンズの焦準をそれぞれ合わせることで、回折像及び被検査物の光学像を観察できる。 In such a convergent light microscope, convergent light is output from the illuminating means to irradiate the inspection object. The objective lens is arranged so that light from the object to be inspected once converges at the convergence point and then enters the objective lens. In this case, since the diffraction image of the inspection object is formed on the surface including the convergence point, the diffraction image and the inspection object are aligned by adjusting the position of the convergence point and the focus of the objective lens to the inspection object, respectively. An optical image can be observed.
その結果、従来の収束顕微鏡によって、ケーラー照明法では観察できなかった、上述したような組織構造における異方性の有無、配向度といった特徴を確かに観察できているが、近年、この収束光顕微鏡のコンパクト化が求められてきている。 As a result, features such as the presence or absence of anisotropy and orientation degree in the tissue structure as described above, which could not be observed with the Koehler illumination method, can be observed with a conventional focusing microscope. There has been a demand for compactness.
そこで、本発明は、コンパクト化を図ることが可能な光学顕微鏡装置及びその光学顕微鏡装置を利用した顕微鏡観察方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an optical microscope apparatus that can be made compact and a microscope observation method using the optical microscope apparatus.
本発明の光学顕微鏡装置および顕微鏡観察方法はこのような課題を解決するためになされたものである。 The optical microscope apparatus and the microscope observation method of the present invention have been made in order to solve such problems.
本発明の光学顕微鏡装置は、光源から発せられた光を収束光として出力するコンデンサレンズを有する照明手段と、コンデンサレンズから出力される収束光を照明手段側に反射する反射手段と、照明手段と反射手段との間に設けられており、被検査物を載置するための被検査物載置台と、反射手段に対して被検査物載置台と反対側に設けられる対物レンズとを備え、照明手段から出力され反射手段によって反射した収束光は、被検査物に照射され、反射手段は、被検査物において反射した光を通す通光部を有しており、被検査物において反射した光は、対物レンズと被検査物との間の空間上の一点に収束した後に対物レンズに入射すると共に、通光部を通って対物レンズに入射することを特徴とする。 An optical microscope apparatus according to the present invention includes an illuminating unit having a condenser lens that outputs light emitted from a light source as convergent light, a reflecting unit that reflects convergent light output from the condenser lens toward the illuminating unit, and an illuminating unit. Provided between the reflecting means and an object mounting table for placing the object to be inspected, and an objective lens provided on the opposite side of the object mounting table with respect to the reflecting means. The convergent light output from the means and reflected by the reflecting means is applied to the object to be inspected, and the reflecting means has a light passing portion through which the light reflected by the object to be inspected, and the light reflected by the object to be inspected is The light beam is converged at a point on the space between the objective lens and the object to be inspected and then enters the objective lens, and enters the objective lens through the light transmitting portion.
この構成では、照明手段から出力された収束光を一度反射手段で反射させた後に、照明手段と反射手段との間に設けられた被検査物載置台上の被検査物に照射している。そして、収束光によって照明された被検査物によって反射された光は、対物レンズと被検査物との間の空間上の一点で収束すると共に、反射手段が有する通光部を通って対物レンズに入射する。このように、反射手段で収束光を一度反射させて被検査物に照射しているので、対物レンズの光軸方向の長さを短くすることができ、その結果、光学顕微鏡のコンパクト化を図ることができる。 In this configuration, the convergent light output from the illuminating means is once reflected by the reflecting means, and then irradiated to the inspection object on the inspection object mounting table provided between the illuminating means and the reflecting means. Then, the light reflected by the inspection object illuminated by the convergent light converges at one point on the space between the objective lens and the inspection object, and passes through the light passing portion of the reflecting means to the objective lens. Incident. In this way, since the convergent light is reflected once by the reflecting means and irradiated onto the object to be inspected, the length of the objective lens in the optical axis direction can be shortened, and as a result, the optical microscope can be made compact. be able to.
また、被検査物から反射した光が収束する空間上の一点(以下、「収束点」という)を含む面には、照明光としての収束光による被検査物のフーリエ変換像すなわち回折像が形成される。上記光学顕微鏡装置によれば、対物レンズと被検査物との間にこの回折像を形成させることができるので、回折像そのものを観察したり、回折像に対して操作を加えて所望の処理を施したりすることができる。 In addition, a Fourier transform image, that is, a diffraction image of the object to be inspected by the convergent light as the illumination light is formed on a surface including a point on the space where the light reflected from the object to be converged (hereinafter referred to as “convergence point”). Is done. According to the above optical microscope apparatus, this diffraction image can be formed between the objective lens and the object to be inspected, so that the diffraction image itself can be observed or a desired process can be performed on the diffraction image. Can be applied.
そして、回折像には被検査物の構造情報が集約されている。換言すると、被検査物の組織構造に応じた回折像が形成され、被検査物の組織構造が異なっていれば、その回折像も異なったものとなる。したがって、組織構造と回折像との関係が判っていれば、回折像から逆に被検査物の組織構造を知ることができる。 In addition, structural information of the inspection object is collected in the diffraction image. In other words, a diffraction image corresponding to the tissue structure of the inspection object is formed. If the tissue structure of the inspection object is different, the diffraction image is also different. Therefore, if the relationship between the tissue structure and the diffraction image is known, the tissue structure of the object to be inspected can be known from the diffraction image.
また、本発明に係る光学顕微鏡装置では、被検査物において反射した光の収束角を0〜90°の範囲で変更する収束角変更手段を更に備えることが好適である。この場合、収束角変更手段によって収束角を変更することによってコントラストの高さ、焦点深度の深さの効果を変化させることができる。 In the optical microscope apparatus according to the present invention, it is preferable that the optical microscope apparatus further includes a convergence angle changing unit that changes the convergence angle of the light reflected from the inspection object in a range of 0 to 90 °. In this case, the effect of the high contrast and the depth of focus can be changed by changing the convergence angle by the convergence angle changing means.
更に、本発明に係る光学顕微鏡装置は、被検査物において反射した光が収束した空間上の一点を含み対物レンズの光軸に直交する回折像面及び被検査物のいずれにも対物レンズの焦準を合わせるための焦準調整手段を備えることが好ましい。これにより、被検査物の光学像と回折像とをそれぞれ観察することができ、被検査物の構造情報をより多く取得することができる。 Furthermore, the optical microscope apparatus according to the present invention includes a focus of the objective lens on both the diffraction image plane perpendicular to the optical axis of the objective lens and the object to be examined, including one point on the space where the light reflected by the object is converged. It is preferable to provide a focusing adjustment means for adjusting the level. Thereby, an optical image and a diffraction image of the inspection object can be observed, respectively, and more structural information of the inspection object can be acquired.
更にまた、本発明の光学顕微鏡装置においては、被検査物において反射した光が収束した空間上の一点を含み対物レンズの光軸に直交する回折像面と被検査物との相対的な位置を変更するための調整機構を更に備えることが好ましい。 Furthermore, in the optical microscope apparatus of the present invention, the relative position between the diffracted image plane perpendicular to the optical axis of the objective lens including one point on the space where the light reflected from the object is converged is determined. It is preferable to further include an adjustment mechanism for changing.
この場合、回折像面と被検査物との相対的な位置を変えることで、回折像の大きさを変化させることが可能であり、例えば、相対的な位置を離すほど、回折像を大きくすることができる。また、上記収束角変更手段を備えている場合には、回折像面と被検査物との相対的な位置を変更しても、収束角変更手段によって収束角を一定にすることができる。その結果、コントラストの高さ、焦点深度の深さの効果を一定に保ったまま被検査物及び回折像を観察することができる。 In this case, it is possible to change the size of the diffraction image by changing the relative position between the diffraction image surface and the object to be inspected. For example, the larger the distance from the relative position, the larger the diffraction image. be able to. Further, when the convergence angle changing means is provided, the convergence angle can be made constant by the convergence angle changing means even if the relative position between the diffraction image plane and the inspection object is changed. As a result, the inspection object and the diffraction image can be observed while maintaining the effects of high contrast and depth of focus constant.
また、本発明に係る光学顕微鏡装置は、被検査物において反射した光が収束した空間上の一点を含み対物レンズの光軸に直交する回折像面の位置に配置されると共に、被検査物において反射した光の一部を選択的に通過させる空間絞りを更に備えることが好適である。 Further, the optical microscope apparatus according to the present invention is disposed at a position of a diffraction image plane that includes one point on the space where the light reflected by the inspection object is converged and is orthogonal to the optical axis of the objective lens. It is preferable to further include a spatial aperture that selectively allows a portion of the reflected light to pass through.
この空間絞りにより、被検査物において反射した光の一部を選択できることから、被検査物からの所望の回折光を選択して対物レンズに入射させることが可能である。ここで、回折光とは、0次の回折光(すなわち直接光)も含む意味である。回折光を選択した後、対物レンズの焦準を被検査物に合わせれば、選択された所望の回折光による被検査物の光学像を観察することができる。また、回折光の選択が自由なので、同一の被検査物について所望の回折光に応じた様々な被検査物の光学像を観察することができる。 Since this spatial stop allows a part of the light reflected from the inspection object to be selected, it is possible to select a desired diffracted light from the inspection object and enter the objective lens. Here, the diffracted light means to include 0th-order diffracted light (that is, direct light). After selecting the diffracted light, if the focus of the objective lens is adjusted to the object to be inspected, an optical image of the object to be inspected by the selected desired diffracted light can be observed. Since the diffracted light can be freely selected, various optical images of the inspection object corresponding to the desired diffracted light can be observed for the same inspection object.
更に、空間絞りを備える本発明の光学顕微鏡装置においては、収束光が空間絞りを照明しないように収束光の一部を遮蔽する遮蔽物を、被検査物載置台と光源との間に更に備えることが好ましい。この構成では、遮蔽物によって収束光の一部を遮蔽することで空間絞りに収束光が当たらない結果、被検査物に照射される収束光が空間絞りの影響を受けにくい。これにより、例えば、空間絞りを出し入れしたり、空間絞りの種類を変えたりしても、被検査物への収束光の照射条件が変化しにくい。 Furthermore, in the optical microscope apparatus of the present invention having a spatial diaphragm, a shielding object that shields part of the convergent light so that the convergent light does not illuminate the spatial diaphragm is further provided between the object mounting table and the light source. It is preferable. In this configuration, since the converging light is not applied to the space stop by blocking a part of the converging light with the shielding object, the converging light irradiated to the inspection object is not easily affected by the space stop. Thereby, for example, even if the spatial aperture is taken in and out or the type of the spatial aperture is changed, the irradiation condition of the convergent light to the inspection object is hardly changed.
また、空間絞りを備える本発明に係る光学顕微鏡装置においては、空間絞りを通過した光の方向と対物レンズの光軸とを略一致させる調整機構を更に備えることが好ましい。空間絞りにより光量が減少するが、空間絞りを通過した光の方向と対物レンズの光軸とを略一致させることにより、ひずみの少ない明るい像を得ることができる。 Moreover, in the optical microscope apparatus according to the present invention including a spatial aperture, it is preferable to further include an adjustment mechanism that substantially matches the direction of light that has passed through the spatial aperture and the optical axis of the objective lens. Although the amount of light is reduced by the spatial diaphragm, a bright image with little distortion can be obtained by making the direction of light passing through the spatial diaphragm substantially coincide with the optical axis of the objective lens.
なお、対物レンズをその焦点面が被検査物と平行になるように配置することにより視野全体に対物レンズの焦準を合わせることができる。この場合、「対物レンズの光軸」とは、対物レンズの中心と、被検査物及びコンデンサレンズの光軸の交点とを結ぶ方向を指すこととする。 The objective lens can be focused on the entire field of view by arranging the objective lens so that its focal plane is parallel to the object to be inspected. In this case, the “optical axis of the objective lens” refers to a direction connecting the center of the objective lens and the intersection of the optical axis of the object to be inspected and the condenser lens.
更に、本発明に係る光学顕微鏡装置では、光源から出力される光に単色光を用いてもよい。単色光を用いることにより、白色光では得られなかった、組織構造を知る上で重要な像を得ることができる。 Furthermore, in the optical microscope apparatus according to the present invention, monochromatic light may be used as the light output from the light source. By using monochromatic light, it is possible to obtain an image that is important for knowing the tissue structure, which cannot be obtained with white light.
本発明に係る光学顕微鏡装置を用いた本発明の顕微鏡観察方法の一つは、対物レンズの焦準を被検査物に合わせて被検査物を観察することを特徴とする。前述したように、本発明の光学顕微鏡装置では、コンパクト化が図られており、コンデンサレンズから出力される収束光は、反射手段で反射され被検査物に照射される。 One of the microscope observation methods of the present invention using the optical microscope apparatus according to the present invention is characterized by observing the inspection object with the focusing of the objective lens aligned with the inspection object. As described above, the optical microscope apparatus of the present invention is compact, and the convergent light output from the condenser lens is reflected by the reflecting means and applied to the object to be inspected.
そして、被検査物で反射した光は、被検査物と対物レンズとの間の空間上の一点に収束すると共に、通光部を通って対物レンズに入射する。この場合、被検査物には、収束しつつある光が照射されるので、被検査物に焦準を合わせて観察することで、極めてコントラストの高い、焦点深度の深い観察像を得ることができる。 Then, the light reflected by the object to be inspected converges to one point on the space between the object to be inspected and the objective lens, and enters the objective lens through the light passing portion. In this case, since the inspecting object is irradiated with light that is converging, an observation image with a very high contrast and a deep depth of focus can be obtained by observing the inspecting object while focusing. .
また、本発明に係る光学顕微鏡装置を用いた本発明の他の顕微鏡観察方法は、被検査物において反射した光が収束した空間上の一点を含み対物レンズの光軸に直交する回折像面に対物レンズの焦準を合わせることにより、回折像面上に形成された被検査物の回折像を観察することを特徴とする。 Further, another microscope observation method of the present invention using the optical microscope apparatus according to the present invention has a diffraction image plane orthogonal to the optical axis of the objective lens including one point on the space where the light reflected from the object to be inspected converges. By focusing the objective lens, the diffraction image of the object to be inspected formed on the diffraction image surface is observed.
前述したように、本発明の光学顕微鏡装置では、コンパクト化が図られており、コンデンサレンズから出力される収束光は、反射手段で反射され被検査物に照射される。被検査物で反射した光は、被検査物と対物レンズとの間の空間上の一点に収束すると共に、通光部を通って対物レンズに入射する。 As described above, the optical microscope apparatus of the present invention is compact, and the convergent light output from the condenser lens is reflected by the reflecting means and applied to the object to be inspected. The light reflected by the object to be inspected converges at one point on the space between the object to be inspected and the objective lens, and enters the objective lens through the light passing portion.
この場合、回折像面には、被検査物の回折像が形成されている。そして、上記観察方法では、回折像に焦準を合わせて回折像を観察するので、被検査物について、回折像と組織構造との関係を予め取得しておけば、回折像のパターンの特徴から被検査物の組織構造を知ることができる。 In this case, a diffraction image of the inspection object is formed on the diffraction image surface. In the above observation method, since the diffraction image is observed by focusing on the diffraction image, if the relationship between the diffraction image and the tissue structure is acquired in advance for the object to be inspected, the characteristics of the pattern of the diffraction image are obtained. It is possible to know the tissue structure of the inspection object.
また、焦準調整手段を備えた本発明に係る光学顕微鏡装置を用いた本発明の顕微鏡観察方法は、対物レンズの焦準を被検査物に合わせて被検査物を観察する工程と、対物レンズの焦準を回折像面上に形成された回折像に合わせて回折像を観察する工程とを備えることを特徴とする。 Further, the microscope observation method of the present invention using the optical microscope apparatus according to the present invention provided with the focusing adjustment means includes a step of observing the inspection object by aligning the focusing of the objective lens with the inspection object, and the objective lens. And observing the diffraction image in accordance with the diffraction image formed on the diffraction image surface.
前述したように、本発明の光学顕微鏡装置では、コンパクト化が図られており、コンデンサレンズから出力される収束光は、反射手段で反射され被検査物に照射される。被検査物で反射した光は、被検査物と対物レンズとの間の空間上の一点に収束すると共に、通光部を通って対物レンズに入射する。この場合、回折像面には、被検査物の回折像が形成されている。 As described above, the optical microscope apparatus of the present invention is compact, and the convergent light output from the condenser lens is reflected by the reflecting means and applied to the object to be inspected. The light reflected by the object to be inspected converges at one point on the space between the object to be inspected and the objective lens, and enters the objective lens through the light passing portion. In this case, a diffraction image of the inspection object is formed on the diffraction image surface.
そして、上記観察方法では、対物レンズの焦準を被検査物及び回折像面に合わせることで、被検査物の光学像及び回折像をそれぞれ観察することによって、光学像の観察だけでは分かりにくかった組織構造の全体的な特徴を把握したり、回折像の観察だけでは分かりにくかった回折像が由来する組織構造の詳細を知ることができる。 In the above observation method, it is difficult to understand only by observing the optical image by observing the optical image and the diffraction image of the inspection object by adjusting the focusing of the objective lens to the inspection object and the diffraction image plane. It is possible to grasp the overall characteristics of the tissue structure and to know the details of the tissue structure from which the diffraction image, which was difficult to understand simply by observing the diffraction image, can be obtained.
また、空間絞りを備えた本発明に係る光学顕微鏡装置を用いた本発明に係る顕微鏡観察方法は、空間絞りを用いて回折像面上の所望の領域の光を通過させ、対物レンズの焦準を被検査物に合わせて空間絞りを通過した光を利用して被検査物を観察することを特徴とする。 In addition, the microscope observation method according to the present invention using the optical microscope apparatus according to the present invention having a spatial aperture allows the light in a desired region on the diffraction image plane to pass through using the spatial aperture, and focuses the objective lens. The object to be inspected is observed using light that has passed through a spatial aperture in accordance with the object to be inspected.
前述したように、本発明の光学顕微鏡装置では、コンパクト化が図られており、コンデンサレンズから出力される収束光は、反射手段で反射され被検査物に照射される。被検査物で反射した光は、被検査物と対物レンズとの間の空間上の一点に収束すると共に、通光部を通って対物レンズに入射する。この場合、回折像面には、被検査物の回折像が形成されている。 As described above, the optical microscope apparatus of the present invention is compact, and the convergent light output from the condenser lens is reflected by the reflecting means and applied to the object to be inspected. The light reflected by the object to be inspected converges at one point on the space between the object to be inspected and the objective lens, and enters the objective lens through the light passing portion. In this case, a diffraction image of the inspection object is formed on the diffraction image surface.
そして、上記顕微鏡観察方法では、空間絞りを用いて回折像面上の所望の光を通過させることで、所望の回折光を選択できる。その結果、選択された所望の回折光による被検査物の光学像を観察することが可能である。回折光の選択が自由なので、同一の被検査物について回折光に応じた様々な光学像を観察することができ、その結果、被検査物の組織構造をさらに詳しく知ることができる。 And in the said microscope observation method, desired diffracted light can be selected by allowing desired light on a diffraction image surface to pass through using a space stop. As a result, it is possible to observe an optical image of the inspection object with the selected desired diffracted light. Since the diffracted light can be freely selected, various optical images corresponding to the diffracted light can be observed for the same inspection object, and as a result, the tissue structure of the inspection object can be known in more detail.
更に、空間絞りを備えた本発明に係る光学顕微鏡装置を用いた本発明の他の顕微鏡観察方法は、回折像面に対物レンズの焦準を合わせることにより、回折像面上に形成された被検査物の回折像を観察し、回折像の所望の領域の光を通過させるように空間絞りを調整した後、対物レンズの焦準を被検査物に合わせることにより、空間絞りを通過した光を利用して被検査物を観察することを特徴とする。 Furthermore, another microscope observation method of the present invention using the optical microscope apparatus according to the present invention provided with a spatial aperture is to adjust the focus of the objective lens to the diffraction image surface, thereby forming an object formed on the diffraction image surface. After observing the diffraction image of the inspection object and adjusting the spatial aperture so that the light in the desired region of the diffraction image can pass through, the focus of the objective lens is adjusted to the inspection object, so that the light passing through the spatial aperture is It is characterized by observing an object to be inspected.
前述したように、本発明の光学顕微鏡装置では、コンパクト化が図られており、コンデンサレンズから出力される収束光は、反射手段で反射され被検査物に照射される。そして、被検査物で反射した光は、被検査物と対物レンズとの間の空間上の一点に収束すると共に、通光部を通って対物レンズに入射する。この場合、回折像面には、被検査物の回折像が形成されている。そして、上記観察方法では、回折像に基づいて光学像の観察に用いる回折光を選択するので、いかなる回折光に基づく光学像かを知ることができる。これにより被検査物の組織構造をさらに詳しく知ることができる。 As described above, the optical microscope apparatus of the present invention is compact, and the convergent light output from the condenser lens is reflected by the reflecting means and applied to the object to be inspected. Then, the light reflected by the object to be inspected converges to one point on the space between the object to be inspected and the objective lens, and enters the objective lens through the light passing portion. In this case, a diffraction image of the inspection object is formed on the diffraction image surface. And in the said observation method, since the diffracted light used for observation of an optical image is selected based on a diffraction image, it can be known what kind of diffracted light is an optical image. Thereby, the tissue structure of the object to be inspected can be known in more detail.
また、本発明の他の顕微鏡観察方法では、回折像面の位置を調整して被検査物を観察することが好ましい。回折像面は収束光が収束する位置なので、回折像面の位置を調整することで、対物レンズに入射する光の量を調整でき、その結果、観察する像の明るさを調整することができる。例えば、対物レンズが回折像面の近傍に位置したときに被検査物に焦準が合うように回折像面の位置を調整して被検査物を観察することで、回折光をロスすることなく対物レンズに入射できるので、最も像が明るくなる。 In another microscope observation method of the present invention, it is preferable to adjust the position of the diffraction image plane and observe the inspection object. Since the diffracted image plane is a position where convergent light converges, the amount of light incident on the objective lens can be adjusted by adjusting the position of the diffracted image plane, and as a result, the brightness of the image to be observed can be adjusted. . For example, by observing the inspection object by adjusting the position of the diffraction image surface so that the inspection object is focused when the objective lens is positioned in the vicinity of the diffraction image surface, the diffraction light is not lost. Since it can enter the objective lens, the image is brightest.
本発明の顕微鏡観察方法では、空間絞りの形状又は回折像面上での位置を変えることにより、若しくは、対物レンズの光軸に対するコンデンサレンズの光軸の角度を変えることにより、対物レンズによる被検査物の光学像形成にあずかる回折光を選択して被検査物を観察することが好適である。 In the microscope observation method of the present invention, the object to be inspected by the objective lens is changed by changing the shape of the spatial aperture or the position on the diffraction image plane, or by changing the angle of the optical axis of the condenser lens with respect to the optical axis of the objective lens. It is preferable to select the diffracted light that participates in the optical image formation of the object and observe the object to be inspected.
本発明の顕微鏡観察方法では、空間絞りを通過した光の方向と対物レンズの光軸とを略一致させて被検査物を観察することが好ましい。空間絞りを通過した光の方向と対物レンズの光軸とが略一致するので、ひずみの少ない明るい像を得ることができる。 In the microscope observation method of the present invention, it is preferable to observe the object to be inspected with the direction of the light passing through the space stop and the optical axis of the objective lens being substantially matched. Since the direction of the light that has passed through the spatial stop and the optical axis of the objective lens substantially coincide with each other, a bright image with little distortion can be obtained.
なお、対物レンズをその焦点面が被検査物と平行になるように配置することにより視野全体に対物レンズの焦準を合わせることができる。この場合「対物レンズの光軸」とは、対物レンズの中心と、被検査物及びコンデンサレンズの光軸の交点とを結ぶ方向を指すこととする。 The objective lens can be focused on the entire field of view by arranging the objective lens so that its focal plane is parallel to the object to be inspected. In this case, the “optical axis of the objective lens” refers to a direction connecting the center of the objective lens and the intersection of the optical axis of the object to be inspected and the condenser lens.
本発明の顕微鏡観察方法では、前述した空間上の一点の位置を対物レンズの光軸方向において変えることにより、回折像の大きさを調整することが好適である。これによって、所望の大きさの回折像を観察することができる。 In the microscope observation method of the present invention, it is preferable to adjust the size of the diffraction image by changing the position of one point in the space in the optical axis direction of the objective lens. Thereby, a diffraction image of a desired size can be observed.
このとき、前述した空間上の一点(収束点)の位置を対物レンズの光軸方向において変えても収束点における収束角を変化させないことが好ましい。収束角が一定であると、回折像面と被検査物との相対的な位置を変更しても、コントラストの高さ、焦点深度の深さの効果を一定に保ったまま観察することができる。 At this time, it is preferable that the convergence angle at the convergence point is not changed even if the position of one point (convergence point) in the space described above is changed in the optical axis direction of the objective lens. When the convergence angle is constant, even if the relative position between the diffraction image plane and the object to be inspected is changed, observation can be performed while maintaining the effects of high contrast and depth of focus. .
また、本発明の顕微鏡観察方法では、光源から発せられる光を単色光とすることができる。 Moreover, in the microscope observation method of this invention, the light emitted from a light source can be made into monochromatic light.
更に、本発明に係る顕微鏡観察方法で観察する被検査物としては、高分子材料が考えられる。 Furthermore, a polymer material can be considered as an object to be inspected by the microscope observation method according to the present invention.
本発明の光学顕微鏡装置によれば、光学顕微鏡装置のコンパクト化を図ることができる。また、本発明の顕微鏡観察方法によれば、コンパクト化された光学顕微鏡を利用して顕微鏡観察が可能である。 According to the optical microscope apparatus of the present invention, the optical microscope apparatus can be made compact. In addition, according to the microscope observation method of the present invention, a microscope can be observed using a compact optical microscope.
以下、図面と共に本発明に係る光学顕微鏡及びその光学顕微鏡を用いた顕微鏡観察方法の好適な実施形態について詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an optical microscope according to the present invention and a microscope observation method using the optical microscope will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明に係る光学顕微鏡の一実施形態の基本構成を示す概略構成図である。光学顕微鏡装置1は、被検査物載置台としてのステージ3を有しており、光学顕微鏡装置1は、ステージ3上の被検査物(標本)5に照明光を照射して被検査物5から反射された光を利用して種々の観察を実施するものである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a basic configuration of an embodiment of an optical microscope according to the present invention. The
光学顕微鏡装置1は、被検査物5に照射する照明光を出力する照明手段7を有しており、照明手段7は、ステージ3の下方、すなわち、ステージ3の裏面側(被検査物5を載置する面と反対側)に配置されている。この照明手段7は、点光源9とコンデンサレンズ11とを有しており、点光源9から出力された光は、コンデンサレンズ11によって収束される。これにより、照明手段7からは収束光としての照明光が出力されることになる。点光源9から出力される光は、白色光でもよいし、単色光でもよい。
The
照明手段7から出力された照明光を被検査物5に照射するために、光学顕微鏡装置1は、ステージ3に対して照明手段7と反対側に設けられた反射手段13を有する。反射手段13は、照明光をコンデンサレンズ11側に折り返すように反射する。反射手段13としては、ミラーが例示されるが、照明光をコンデンサレンズ11側に反射できれば特に限定されない。
In order to irradiate the
反射手段13は、コンデンサレンズ11の光軸L1に直交するように配置されており、照明手段7から出力された照明光を被検査物5に照射する。反射手段13は、照明光を受けた被検査物5から反射された光を通すための通光部としての開口部13aを光軸L1上に有する。
The reflecting means 13 is arranged so as to be orthogonal to the optical axis L1 of the
開口部13aは、例えば、光軸L1を中心とした円形開口が例示されるが、被検査物5からの光を通せば特に限定されない。また、開口部13aの大きさは、反射手段13での照明光を反射させる領域の面積を十分にとれ、且つ、被検査物5から反射した光を遮らない大きさであれば特に限定されない。
The
上記のように照明手段7と反射手段13との間にステージ3が配置されているので、被検査物5により多くの照明光が照射されるようにステージ3及び被検査物5はできるだけ小さいことが好ましい。
Since the
光学顕微鏡装置1は、開口部13aを通る光を利用して像を形成するために、反射手段13側から順に対物レンズ15、結像レンズ17及び接眼レンズ19が配置された鏡筒21を反射手段13の上方(図中、上側)に有する。鏡筒21の内部構成自体は、従来からある一般的なものであり、被検査物5との相対距離を変化させることにより、焦準合わせを行うことができるようになっている。この鏡筒21は、対物レンズ15の光軸L2がコンデンサレンズ11の光軸L1とほぼ一致するように配置されている。
In order to form an image using the light passing through the
対物レンズ15は、被検査物5に焦準を合わせたときの位置が反射手段13よりも後方(図中、上側)になるような焦点距離を有している。これにより、焦準合わせ動作において反射手段13が邪魔になることがない。
The
この対物レンズ15が捉えた像は、結像レンズ17の後方(図中、上側)にある中間像位置18に形成され、接眼レンズ19は、この像を観察できるように焦準が調整されている。
The image captured by the
上記構成において、照明手段7、ステージ3及び反射手段13は、照明手段7から出力された収束光の収束点23が、被検査物5と対物レンズ15との間に位置するように位置決めされている。
In the above configuration, the
より具体的には、反射手段13は、コンデンサレンズ11から出力された収束光が光軸L1上の一点で収束する位置よりもコンデンサレンズ11側に配置されている。更に、ステージ3は、反射手段13で反射された照明光が更に光軸L1上で収束するよりも前に被検査物5に照射されるように配置されている。これにより、被検査物5には収束しつつある収束光が照射されることになるので、被検査物5によって反射された収束光は被検査物5と対物レンズ15との間の空間上の一点に収束する。
More specifically, the reflecting means 13 is disposed closer to the
そして、この収束光としての照明光が被検査物5によって反射された後に収束した空間上の一点である収束点23を通り対物レンズ15の光軸L2に直交する平面には、照明光による被検査物5のフーリエ変換像すなわち回折像が形成されている。ここでは、この平面P1を回折像面P1と呼ぶことにする。
Then, the illumination light as the convergent light passes through a
この回折像面P1に形成される回折像、及び被検査物5の像を観察するため、鏡筒21には、焦準調整手段25が取り付けられている。焦準調整手段25は、鏡筒21とステージ3との間の距離を変える。これによって、対物レンズ15と被検査物5との相対的な位置、すなわち、対物レンズ15と被検査物5との間の距離(図1では距離d1)を変更できるので、対物レンズ15の焦準合わせを行うことができる。
A focusing adjustment means 25 is attached to the
焦準調整手段25は、例えば、ラックピニオンを利用したものであり、従来の光学顕微鏡が有する鏡筒などに取り付けられているものと同じでよいが、焦準合わせのために変化させることのできる相対的な位置の範囲は、従来の一般的な顕微鏡に比べて十分に長いことが必要である。すなわち、少なくとも被検査物5と回折像面P1の両方に焦準合わせができるようになっている。
The focusing adjustment means 25 uses, for example, a rack and pinion, and may be the same as that attached to a lens barrel or the like of a conventional optical microscope, but can be changed for focusing. The range of the relative position needs to be sufficiently longer than that of a conventional general microscope. That is, focusing can be performed at least on both the
これによって、対物レンズ15の焦準を被検査物5に合わせることで被検査物5の光学像を観察でき、また、対物レンズ15の焦準を回折像面P1に合わせることによって回折像を観察することができる。
Accordingly, the optical image of the
回折像には、被検査物5の構造情報が集約されているので、組織構造と回折像との関係が予め分かっていれば、回折像から逆に被検査物5の組織構造を知ることが可能である。そして、上記のように、被検査物5の光学像と回折像とを共に観察できるようになっていれば、被検査物5の構造情報をより多く取得できる。
Since the structure information of the
また、光学顕微鏡装置1では、回折像面P1と被検査物5との相対的な位置である距離(図1では距離d2)を変化させるために、点光源9には、光源移動手段27が取り付けられている。光源移動手段27は、例えば、モータであって、点光源9をコンデンサレンズ11に対して照明手段7の光軸L1と平行な方向に移動させる。
In the
点光源9が光軸L1方向に移動することによって、収束点23の被検査物5からの距離が変化するので、回折像面P1と被検査物5との相対的な位置が変化する。このように回折像面P1と被検査物5との間の距離を変化させることで、回折像の大きさ及び観察する像の明るさを調整できる。
As the point
更に、光学顕微鏡装置1では、収束角変更手段としての絞り29をコンデンサレンズ11の前側焦点面P2に配設している。これによって、点光源9を光軸L1に平行な方向に移動させても、収束点23における照明光の収束角θを一定に保つことができている。
Further, in the
これは、コンデンサレンズ11へ入射する光の光束の一番外側の面である最外郭面P3が点光源9の移動の前後で焦点面P2上の同じ部分を通ることにより、コンデンサレンズ11から出射される光束の最外郭面P4の光軸L1に対する角度が一定になるからである。これにより、被検査物5と対物レンズ15との間の距離を変化させずに、すなわち対物レンズ15の焦準(ピント)を合わせたままで被検査物5と回折像面P1との間の距離を変化させることができる。
This is because the outermost surface P3 that is the outermost surface of the light beam incident on the
収束角θの大きさは、絞り29によって照明光の大きさを制限することによって、収束角θを0〜90°の範囲で変化させて選択すればよい。
The size of the convergence angle θ may be selected by changing the convergence angle θ in the range of 0 to 90 ° by limiting the size of the illumination light by the
なお、収束角θを一定にする手段は、上記のように絞り29を焦点面P2に配置するものに限られない。例えば、光源9の移動に応じて収束角θが一定になるように絞り29で照明光の大きさを制限することも考えられる。この場合には、絞り29は、光源9とコンデンサレンズ11との間に配置されていればよい。
The means for making the convergence angle θ constant is not limited to the means for disposing the
更に、光学顕微鏡装置1では、観察視野を選択するために、回折像面P1上またはその近傍の位置に、回折像面P1と平行に空間絞り35が設けられている。図2は空間絞り35の平面図である。空間絞り35は、遮光板35aの中央に、たとえば直径数百ミクロンの円形開口35bが形成されたものである。
Further, in the
空間絞り35は、光軸L2に垂直な方向に移動可能となっており、円形開口35bによって被検査物5から反射された光の一部を選択的に通過させる。その結果、回折像面P1上に形成される回折像の観察視野を選択できる。この空間絞り35は観察途中でも、容易に脱着可能となっている。遮光板35aに形成する開口形状すなわち観察視野は、必ずしも円形でなくてもよく、目的に応じて方形、半円形、扇形等を適宜選択することができる。
The
この空間絞り35に対物レンズ15が最も近づいたときに被検査物5に焦準が合うように、回折像面P1の位置を調整すると、最も明るい像を得ることができる。
The brightest image can be obtained by adjusting the position of the diffraction image plane P1 so that the
また、空間絞り35を着脱したり、観察視野を選択する際に空間絞り35を移動させても被検査物5への照明条件が変化しないように、光学顕微鏡装置1では、コンデンサレンズ11と光源9との間の光軸L1上に遮蔽物31を有する。遮蔽物31は、照明光が空間絞り35に当たらないように照明光の一部を遮蔽するためのものである。
Further, in the
遮蔽物31は、空間絞り35のエッジを通る光線(図中の点線R)によって囲まれる領域が光軸L1に垂直な平面によって切られたとき、その領域の大きさが空間絞り35の大きさと同じになるような平面P5上にあることが好ましい。これにより、回折像面P1と被検査物5との相対的な位置を変更しても遮蔽物31の大きさを変える必要がないからである。なお、この遮蔽物31が配置される面を遮蔽物配置面P5とも称し、この遮蔽物配置面P5は、光源9が光軸L1に沿って移動する場合には、それに対応して移動することになる。
When the area surrounded by the light ray (dotted line R in the figure) passing through the edge of the
遮蔽物31の大きさ及び形状は、遮蔽物31によって遮蔽される領域内に空間絞り35が位置するようになっていればよいが、回折像の観察視野を選択するために空間絞り35を動かすため、その移動範囲も含めて照明光を遮蔽するようになっていることが好ましい。遮蔽物31の形状は空間絞り35の外形と相似形とすることができ、例えば、空間絞り35の外形に応じて方形、円形等を適宜選択する。
The size and shape of the
遮蔽物31を有することで空間絞り35には照明光が当たらないことから、空間絞り35の形状を変えたり、空間絞り35を取り外したりしても、被検査物5の照明条件を一定にすることができる。また、遮蔽物31が遮蔽物配置面P5上に配置されるようになっているので、回折像面P1と被検査物5との相対的な位置を変更しても遮蔽物31の大きさを変える必要がない。
Since the illumination light is not applied to the
ここでは、遮蔽物31の位置は遮蔽物配置面P5上としたが、遮蔽物31は、ステージ3と光源9との間に配置されていればよい。
Here, although the position of the shielding
上記のように、遮蔽物31を光軸L1上に設けた場合、視野における照明された領域は例えばドーナツ状になり視野中央部が照明されないが、これは光学像観察時の照明方法を変えればよい。照明方法としては点光源9を大きさを持った光源に置き換えたり、点光源9の大きさを変化させたりして照明する方法を挙げることができる。ただし、回折像と光学像を正確に対応させるためには光学像観察時も同じ照明方法で照明することが好ましい。
As described above, when the shielding
上記構成では、照明手段7から出力した収束光としての照明光は、反射手段13によって反射されて反射手段13と照明手段7との間の被検査物5に照射され、被検査物5において反射した光が、空間上の一点に収束した後に対物レンズ15に入射する。その結果、照明手段7からの照明光を被検査物5に透過させる場合に比べて、対物レンズ15の光軸L2方向の長さを短くすることができており、光学顕微鏡装置1のコンパクト化が図れている。
In the above configuration, the illumination light as the convergent light output from the
また、上記構成では、照明手段7からの照明光は収束光として被検査物5に照射されるので、極めてコントラストが高く、焦点深度の深い観察像を得ることができる。そして、絞り29を利用して収束角θを変更することで、コントラストや焦点深度の深さなどを選択することができる。
Moreover, in the said structure, since the illumination light from the illumination means 7 is irradiated to the to-
次に、図1及び図3を利用して上記光学顕微鏡装置1を用いた顕微鏡観察方法の一つについて説明する。図3は、図1の状態から回折像面P1に対物レンズ15の焦準を合わせたときの光学顕微鏡装置1を示す図である。なお、以下の説明では、絞り29は、焦点面P2に配置されているものとする。
Next, one of the microscope observation methods using the
先ず、ステージ3に被検査物5を載置し、続いて照明手段7から照明光を出力することで被検査物5に照明光を照射する。光学顕微鏡装置1で観察する被検査物5としては、例えば、高分子材料(たとえば、ポリエチレン等のポリマーフィルムやポリプロピレン系複合材料の射出成形品)、生体材料、セラミックス、金属他を挙げることができるが、組織構造を観察し得るという点と光透過率が小さいという点で、ポリプロピレン系複合材料の射出成形品は最も典型的な対象材料である。
First, the
次に、空間絞り35をはずした状態で、図3に示すように、対物レンズ15の焦準を回折像面P1に合わせて回折像を観察する。そして、点光源9の位置を光源移動手段27を利用して調整することで、回折像の大きさを所望の大きさにする。このように、回折像の大きさを調整しても、絞り29が焦点面P2に配置されていることで、収束点23における収束角θは一定である。この際、遮蔽物配置面P5上に位置するように光源9の移動に応じて遮蔽物31の位置を動かす。
Next, with the
続いて、図3に示すように、空間絞り35を装着して、被検査物5において反射した光のうち所望の領域の光を通過させることで、回折像の観察視野を選択する。すなわち、空間絞り35によって回折像を形成する回折光のうち所望の回折光を選択する。なお、回折光とは、0次の回折光(すなわち直接光)も含む意味である。空間絞り35は、遮蔽物31によって照明光が予め遮蔽された領域内に配置されるので、被検査物5の照明条件は空間絞り35を装着してもその影響を受けない。
Subsequently, as shown in FIG. 3, a
空間絞り35によって所望の回折光を選択した後には、図1に示すように、焦準調整手段25によって対物レンズ15の焦準を被検査物5に合わせる。これにより、回折像を観察した時と同じ照明条件において、空間絞り35で選択した所望の回折光を利用して被検査物5の光学像を観察できる。
After the desired diffracted light is selected by the
なお、高次の回折光を用いて結像させようとすると、結像に与る光が対物レンズ15の光軸L2と大きくずれてしまい、得られる像はひずみの大きい像になる。したがって、このような場合、たとえば鏡筒21の位置を調整するなどして、選択された回折光をできるだけ光軸L2に近づけると好ましい結果が得られる。
Note that when an image is formed using high-order diffracted light, the light applied to the image is greatly deviated from the optical axis L2 of the
このように鏡筒21の位置を調整するために、光学顕微鏡装置1は、所定の位置(例えば、対物レンズ15の焦点)を通る点を軸として鏡筒21を回転させる傾き調整手段33を有する。
In order to adjust the position of the
傾き調整手段33は、被検査物5の像を観察する場合には、対物レンズ15の焦点が位置する被検査物5と光軸L2との交点を通り、その交点と選択された回折光と光軸L2とを含む平面に垂直な直線を軸として鏡筒21を回転させることで鏡筒21を傾けて選択された回折光をできるだけ光軸L2に近づける。
When the image of the
また、傾き調整手段33は、回折像を観察する場合には、対物レンズ15の焦点が位置する回折像面P1と光軸L2との交点を通り、その交点と選択された回折光と光軸L2を含む平面に垂直な線を軸として鏡筒21を回転させることで鏡筒21を傾けて、選択された回折光をできるだけ光軸L2に近づける。
Further, when observing the diffraction image, the inclination adjusting means 33 passes through the intersection of the diffraction image plane P1 where the focal point of the
なお、このように対物レンズ15の光軸L2をコンデンサレンズ11の光軸L1に対して傾ける場合、反射手段13は、前述したように光軸L1に直交するように配置されていることが好適である。反射手段13を光軸L1に対して傾けると被検査物5上の照射領域が移動してしまうからである。光軸L2を光軸L1に対して傾ける場合、対物レンズ15、結像レンズ17、接眼レンズ19、反射手段13を被検査物5に対して平行にすることにより、視野全体に対して対物レンズ15の焦準を合わせることができる。この場合、対物レンズ15の光軸L2とは、対物レンズ15の中心と、被検査物5及びコンデンサレンズ11の光軸L1の交点とを結ぶ方向を指すこととする。
When the optical axis L2 of the
なお、対物レンズ15、結像レンズ17、接眼レンズ19を被検査物5に平行にするとは、対物レンズ15、結像レンズ17、接眼レンズ19をそれらの焦点面が被検査物5に平行になるように配置することである。
Note that the
また、本実施形態では、対物レンズ15の光軸L2と照明手段7の光軸L1とを一致させているが、対物レンズ15の光軸L2に対するコンデンサレンズ11の光軸L1の角度を可変にできるように構成してもよい。照明手段7の光軸L2の角度を変えることにより観察に与る回折光を変化させることができ、組織構造や配向を知るための像情報を増やすことができる。
In the present embodiment, the optical axis L2 of the
この場合は、反射手段13は、前述したように光軸L2に直交するように配置されていることが好ましく、反射手段13、コンデンサレンズ11、絞り29、遮蔽物31は被検査物5に対して平行を維持することにより、回折像面P1、焦点面P2及び遮蔽物配置面P5間の平行、距離をほぼ維持することができる。なお、コンデンサレンズ11と被検査物5との平行を維持するとは、コンデンサレンズ11をその焦点面が被検査物5と平行になるように配置することである。
In this case, the reflection means 13 is preferably arranged so as to be orthogonal to the optical axis L 2 as described above, and the reflection means 13, the
また、上記観察方法の説明では、被検査物5に焦準を合わせたときに回折像面P1と対物レンズ15とが離れている場合について説明したが、被検査物5に焦準を合わせたときに、回折像面P1と対物レンズ15とが最も近づくようにして被検査物5の光学像及び回折像を観察してもよい。これにより、明るい像を取得することができる。回折像面P1を対物レンズ15に近づけることは、前述したように光源9を光源移動手段27によって移動させることで実施すればよい。この際、遮蔽物31も移動させることは前述した通りである。
In the above description of the observation method, the case where the diffraction image plane P1 and the
ところで、収束光を利用した透過型の従来の光学顕微鏡のように、照明手段から出力される照明光としての収束光を被検査物に照射し、被検査物を透過した光が一度収束してから対物レンズに入射する場合には、被検査物と対物レンズとの間に空間絞りを配置しても被検査物への照射条件は変わらない。しかし、反射型の光学顕微鏡では、被検査物に対して対物レンズと同じ側から照明光を照射し、被検査物によって反射された光を利用して像を観察するので、照明光が空間絞りの影響を受ける虞がある。 By the way, as in the case of a transmission type conventional optical microscope using convergent light, the object to be inspected is irradiated with convergent light as illumination light output from the illumination means, and the light transmitted through the object is once converged. When the light is incident on the objective lens, the irradiation condition to the inspection object does not change even if a spatial aperture is arranged between the inspection object and the objective lens. However, in a reflective optical microscope, the illumination light is irradiated onto the object to be inspected from the same side as the objective lens, and the image is observed using the light reflected by the object to be inspected. There is a risk of being affected.
これに対して、光学顕微鏡装置1およびこれを用いた顕微鏡観察方法によれば、遮蔽物31によって照明光の一部を予め遮蔽しているので、被検査物5と対物レンズ15の間にある回折像面P1に空間絞り35を配置しても、空間絞り35によって新たに照明光が遮られないようにすることができている。その結果、空間絞り35の影響を受けることなく照明光を利用することができる。
On the other hand, according to the
更に、絞り29を焦点面P2に配置し、対物レンズ15の焦準合わせに応じて点光源9の位置を光源移動手段27によって調整することで、回折像面P1と被検査物5との間の距離及び収束角θを一定に保つことができている。
Further, the
したがって、対物レンズ15の焦準を被検査物5及び回折像面P1にそれぞれ合わせることで、光透過率の小さな被検査物5の光学像および回折像を選択的に且つ同一の照明条件で観察することができる。特に、収束角θを一定にすることで、コントラストの高さ及び焦点深度の深さなどの効果を一定に保ったままで被検査物5の光学像や回折像を観察することができる。
Therefore, by focusing the
また、空間絞り35を適当に挿入または移動させることにより、所望の回折光による被検査物5の光学像と回折像とを得ることができるので、従来の光学顕微鏡装置では得られなかった組織構造情報や配向情報を光学像または回折像として得ることができる。更に、空間絞り35によって、自由に回折光を選択できるので、同一の被検査物5について回折光に応じた様々な光学像を観察することができる。その結果、被検査物5の組織構造を更に詳細に知ることが可能である。
Further, by appropriately inserting or moving the
以上、本発明の好適な実施形態についてついて説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されない。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施形態では、回折像面P1に焦準を合わせて回折像を観察した後に、被検査物5に焦準を合わせて光学像を観察しているが、光学像を観察した後に回折像を観察してもよい。また、被検査物5の光学像及び回折像の何れか一方を観察するようにしてもよい。更に、必ずしも空間絞り35で所望の回折光を選択しなくてもよい。
For example, in the above embodiment, the focused image is focused on the diffraction image plane P1 and the diffraction image is observed, and then the focused image is focused on the
また、上記実施形態では、光源9を移動させることによって被検査物5と回折像面P1との距離d2を調整しているが、これに限定されない。例えば、照明手段7としてのコンデンサレンズ11及び光源9、並びに、絞り29の位置関係を固定したまま、コンデンサレンズ11、光源9及び絞り29を一緒に光軸L2方向に移動させてもよい。更に、反射手段13とステージ3との間の距離(光軸L1に沿った距離)を変えることによっても距離d2を調整することも可能である。
Moreover, in the said embodiment, although the distance d2 of the to-
このようにコンデンサレンズ11や絞り29も光源9と一緒に動かす場合や、反射手段13を動かす場合でも、コンデンサレンズ11から出力される光束の最外郭面P4の光軸L2に対する角度は一定になるので、収束角θは一定になる。また、反射手段13を動かす場合、遮蔽物31の位置は、対物レンズ15が反射手段13に最も近づいたときに遮蔽物配置面P5上にあることが好ましい。
Thus, even when the
更にまた、反射手段13が有する通光部は、開口部13aとしたが、例えば、被検査物5からの光に対して透過性を有するものが設けられていてもよい。更に、上記実施形態では、収束点23を、被検査物5と反射手段13との間に位置させているがこれに限定されず、例えば、反射手段13と対物レンズ15との間に位置させてもよい。すなわち、被検査物5で反射した光が、一度収束した後に反射手段13が有する通光部を通って対物レンズ15に入射も良いし、被検査物5で反射した光が、反射手段13が有する通光部を通った後に一度収束してから対物レンズ15に入射してもよい。
Furthermore, although the light transmission part which the reflection means 13 has was set as the
1…光学顕微鏡装置、3…ステージ(被検査物載置台)、5…被検査物、7…照明手段、9…点光源(光源)、11…コンデンサレンズ、13…反射手段、13a…開口部(通光部)、15…対物レンズ、21…鏡筒、23…収束点(空間上の一点)、25…焦準調整手段、27…光源移動手段(被検査物と回折像面との距離の調整機構)、29…絞り(収束角変更手段)、31…遮蔽物、33…調整手段(空間絞り通過後の光の方向と対物レンズの光軸とを一致させる調整機構)、35…空間絞り、L1…コンデンサレンズの光軸、L2…対物レンズの光軸、P1…回折像面、P2…コンデンサレンズの前側焦点面、θ…収束角。
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記コンデンサレンズから出力される前記収束光を前記照明手段側に反射する反射手段と、
前記照明手段と前記反射手段との間に設けられており、被検査物を載置するための被検査物載置台と、
前記反射手段に対して前記被検査物載置台と反対側に設けられる対物レンズとを備え、
前記照明手段から出力され前記反射手段によって反射した前記収束光は、前記被検査物に照射され、
前記反射手段は、前記被検査物において反射した光を通す通光部を有しており、
前記被検査物において反射した光は、前記対物レンズと前記被検査物との間の空間上の一点に収束した後に前記対物レンズに入射すると共に、前記通光部を通って前記対物レンズに入射することを特徴とする光学顕微鏡装置。 An illumination unit having a condenser lens that outputs light emitted from a light source as convergent light;
Reflecting means for reflecting the convergent light output from the condenser lens toward the illumination means;
An inspection object mounting table provided between the illumination means and the reflection means, for mounting the inspection object;
An objective lens provided on the opposite side of the inspection object mounting table with respect to the reflecting means,
The convergent light output from the illuminating means and reflected by the reflecting means is applied to the object to be inspected,
The reflection means has a light transmission part that transmits light reflected by the inspection object,
The light reflected from the object to be inspected is incident on the objective lens after converging to a point in the space between the objective lens and the object to be inspected, and is incident on the object lens through the light passing portion. An optical microscope apparatus characterized by:
前記対物レンズの焦準を前記被検査物に合わせて前記被検査物を観察することを特徴とする顕微鏡観察方法。 In the microscope observation method using the optical microscope apparatus according to claim 1,
A microscope observation method, wherein the object is observed with the focusing of the objective lens adjusted to the object to be inspected.
前記被検査物において反射した光が収束した空間上の一点を含み前記対物レンズの光軸に直交する回折像面に前記対物レンズの焦準を合わせることにより、前記回折像面上に形成された前記被検査物の回折像を観察することを特徴とする顕微鏡観察方法。 In the microscope observation method using the optical microscope apparatus according to claim 1,
It is formed on the diffraction image plane by focusing the objective lens on a diffraction image plane that includes one point on the space where the light reflected by the inspection object converges and is orthogonal to the optical axis of the objective lens A microscope observation method characterized by observing a diffraction image of the inspection object.
前記対物レンズの焦準を前記被検査物に合わせて前記被検査物を観察する工程と、
前記対物レンズの焦準を前記回折像面上に形成された回折像に合わせて前記回折像を観察する工程とを備えることを特徴とする顕微鏡観察方法。 In the microscope observation method using the optical microscope apparatus according to claim 3,
Observing the inspection object with the focusing of the objective lens aligned with the inspection object;
And a step of observing the diffraction image by aligning the focusing of the objective lens with a diffraction image formed on the diffraction image surface.
前記空間絞りを用いて前記回折像面上の所望の領域の光を通過させ、前記対物レンズの焦準を前記被検査物に合わせて前記空間絞りを通過した光を利用して前記被検査物を観察することを特徴とする顕微鏡観察方法。 In the microscope observation method using the optical microscope apparatus according to claim 5,
Using the spatial diaphragm, the light in a desired region on the diffraction image plane is allowed to pass, the focusing of the objective lens is adjusted to the object to be inspected, and the light passing through the spatial diaphragm is used for the inspection object. A microscope observation method characterized by observing the above.
前記回折像面に前記対物レンズの焦準を合わせることにより、前記回折像面上に形成された前記被検査物の回折像を観察し、前記回折像の所望の領域の光を通過させるように前記空間絞りを調整した後、前記対物レンズの焦準を前記被検査物に合わせることにより、前記空間絞りを通過した光を利用して前記被検査物を観察することを特徴とする顕微鏡観察方法。 In the microscope observation method using the optical microscope apparatus according to claim 5,
By focusing the objective lens on the diffraction image surface, the diffraction image of the inspection object formed on the diffraction image surface is observed, and light in a desired region of the diffraction image is passed. A microscope observation method characterized by observing the object to be inspected by using the light that has passed through the space diaphragm by adjusting the focus of the objective lens to the object to be inspected after adjusting the space diaphragm .
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