JP2007114509A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増大させることなく簡易な構成で光源像の光の強度を低減可能な光源像検出光学系を備え、目に負担を招くことなく所望の精度で容易に光源の位置合わせを行うことができること。
【解決手段】紫外線顕微鏡１００は、照明光学系４内に配置され、光源１１が発する光の中から照明光と異なる波長域の非照明光を抽出して照明光学系４外に分岐する光分岐手段としてのダイクロイックミラー１３と、非照明光の通過面積を制限する開口が形成された通過減光手段としての絞り２３ａおよび非照明光の反射量を制限する反射面２０ａが形成された反射減光手段としての低反射ミラー２０を有し、減光した非照明光によって、対物レンズ３の入射瞳３ａに対する光源１１の設置位置を検出するための光源像を入射瞳３ａの共役面である観察面２２ａ上に形成する光源像形成光学系６と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、所定の波長域の照明光を発する光源と共役な位置に入射瞳を有する集光レンズを介して照明光を試料に照射する照明光学系を備えた顕微鏡に関し、特に、試料に照射する照明光を紫外光とした顕微鏡に関する。

近年、顕微鏡では拡大倍率の上昇や高解像度への要求に応じて新しい光学系が必要とされており、その一つである紫外線顕微鏡は、波長が短い紫外光を照明光として使用することによって高解像度化を実現するものである。紫外線顕微鏡では、可視光を利用する一般の光学顕微鏡と同様に、光学性能を十分に発揮させるために光源の位置合わせ（芯出し）が必要であるが、照明光とする紫外光が不可視であるため、位置合わせ作業において光源像を可視化する機構が別途必要となる。

光源像を可視化する機構を備えた紫外線顕微鏡の一例が特許文献１に開示されている。図６は、特許文献１に開示された紫外線顕微鏡の概要構成を示す模式図である。図６に示す紫外線顕微鏡は、試料１０１が載置されたステージ１０２と、試料１０１の上部に対向配置された対物レンズ１０３と、照明光としての紫外光を対物レンズ１０３を介して試料１０１に照射する照明光学系１０４と、紫外光による試料１０１の観察像を形成する観察光学系１０５と、光源の位置合わせを行うための光源像を検出する光源像検出光学系１０６と、を備える。

照明光学系１０４は、光源１１１、コレクタレンズ１１２、ダイクロイックミラー１１３、バンドパスフィルタ１１４、投影レンズ１１５，１１６およびハーフミラー１１７を用いて構成されている。光源１１１は、可視域から紫外域にわたる波長域の光を発し、コレクタレンズ１１２は、光源１１１が発した光を平行光束に変換する。ダイクロイックミラー１１３は、コレクタレンズ１１２からの平行光束のうち紫外光を含む比較的に短波長域の光を反射するとともに、可視光を含む比較的に長波長域の光を透過する。

バンドパスフィルタ１１４は、ダイクロイックミラー１１３が反射した光の中から照明光としての紫外光を選択透過する。投影レンズ１１５，１１６は、バンドパスフィルタ１１４が透過した紫外光を、ハーフミラー１１７の反射光路上に配置された対物レンズ１０３の前側焦点面である入射瞳１０３ａ上に集光して、光源１１１の光源像を形成する。このように照明光学系１０４はケーラー照明光学系として構成され、試料１０１の観察範囲を紫外光によってムラなく均一に照明する。

観察光学系１０５は、試料１０１によって反射され対物レンズ１０３およびハーフミラー１１７を透過した紫外光を受光し、所定の観察面上に試料１０１の観察像を結像する。結像された観察像は、観察面上に配設されたＣＣＤ等の撮像装置を用いて可視化され観察される。

一方、光源像検出光学系１０６は、結像レンズ１１８、バンドパスフィルタ１１９およびスクリーン１２０を用いて構成され、ダイクロイックミラー１１３の透過光路上に配設されている。結像レンズ１１８は、ダイクロイックミラー１１３を透過した長波長域の光を受光し、バンドパスフィルタ１１９を介してスクリーン１２０の観察面１２０ａ上に集光して、光源１１１の光源像を形成する。バンドパスフィルタ１１９は、長波長域の光の中から所定の波長域の可視光、例えば５５０ｎｍ近傍の可視光を選択透過し、この可視光によって観察面１２０ａ上に目視可能な光源像が形成される。なお、スクリーン１２０は透明ガラス等によって形成され、観察面１２０ａ上に形成される光源像は、観察面１２０ａの裏面、すなわち図６に示すＢ矢視方向から観察可能である。

観察面１２０ａは、投影レンズ１１５，１１６および結像レンズ１１８を介して、対物レンズ１０３の入射瞳１０３ａと共役な位置に配置されている。また、観察面１２０ａ上には、図７に示すように、光源像の合わせ込み位置を示す観察指標としての十字マーク１２０ｂが設けられており、この十字マーク１２０ｂの交差点１２０ｃは、入射瞳１０３ａの中心と共役な位置に配置されている。

光源１１１の位置合わせを行う際には、光源１１１内で発光輝度が最も高い高輝度部位１１１ａに対応する光源像の部位、すなわち光源像内で輝度が最も高い部位が交差点１２０ｃと重なるように、図示しない位置調整機構によって、光源１１１をその光軸に垂直な平面内で移動させる。また、観察面１２０ａ上に形成される光源像のコントラストが最も高くなるように、光源１１１を光軸方向に前後移動させる。

このように光源１１１の光源像を観察面１２０ａおよび交差点１２０ｃに対して位置合わせすることによって、光源１１１を観察面１２０ａに対する最適位置に設置することができるとともに、観察面１２０ａと共役な対物レンズ１０３の入射瞳１０３ａに対する最適位置に設置することができる。

特開２００１−１５４１０５号公報

しかしながら、上述した紫外線顕微鏡では、一般に光源として使用される水銀ランプ等の放電ランプから発せられる光が非常に強く、光源像検出光学系のスクリーン上に形成される光源像が眩しいスポット像となるため、光源像を凝視して光源の位置合わせ作業を行うことが困難であるとともに、凝視することによって目に負担を招く恐れがあるという問題があった。

これに対して、光源像検出光学系の光路中にＮＤフィルタ（減光フィルタ）を配設して光源像の光の強度を低減させることが考えられるが、一般にはこの光の強度を１％未満まで低減する必要であり、光路中に複数のＮＤフィルタを設ける必要があるため、光学系を構成する部品点数が増大し構成が複雑化するとともに、高価なＮＤフィルタの採用によってコストが増大するという問題があった。

また、水銀ランプ等の放電ランプでは位置合わせすべき高輝度部位が、対向した電極間の発光領域内で片寄った位置に存在する一方、眩しいスポット像として形成された光源像ではその高輝度部位に対応する位置を判別することが難しく、所望の精度で位置合わせを行うことが困難であるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、部品点数を増大させることなく簡易な構成で光源像の光の強度を低減可能な光源像検出光学系を備え、目に負担を招くことなく所望の精度で容易に光源の位置合わせを行うことができる顕微鏡を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる顕微鏡は、所定の波長域の照明光を発する光源と共役な位置に入射瞳を有する集光レンズを介して前記照明光を試料に照射する照明光学系を備えた顕微鏡において、前記照明光学系内に配置され、前記光源が発する光の中から前記照明光と異なる波長域の非照明光を抽出して前記照明光学系外に分岐する光分岐手段と、前記非照明光の通過面積を制限する開口が形成された通過減光手段および前記非照明光の反射量を制限する反射面が形成された反射減光手段の少なくとも一方を有し、減光した前記非照明光によって、前記入射瞳に対する前記光源の設置位置を検出するための光源像を前記入射瞳の共役面上に形成する像形成光学系と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記通過減光手段は、前記像形成光学系内の光学部材を保持する保持部材と一体に形成されることを特徴とする。

また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記通過減光手段は、前記非照明光の通過面積を変更自在な開口が形成されることを特徴とする。

また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記通過減光手段は、前記非照明光の通過面積を制限する開口面積が交換自在に形成されることを特徴とする。

また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記通過減光手段は、前記像形成光学系内の前記非照明光が平行光束とされた光路中に配設されることを特徴とする。

また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記反射減光手段は、低反射部材によって形成され、前記像形成光学系内の前記非照明光の光路を所定角度に折り曲げることを特徴とする。

また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記像形成光学系は、前記入射瞳に対する前記光源の設置位置を示す指標が形成された指標形成部材を前記共役面上に備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記指標形成部材は、前記光源内の発光輝度が高い部位の設置位置および前記光源内の電極の設置位置の少なくとも一方を示す指標が形成されたことを特徴とする。

また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記集光レンズは、対物レンズであり、前記照明光学系は、該対物レンズを介して前記照明光を試料に照射する落射照明光学系であることを特徴とする。

また、本発明にかかる顕微鏡は、上記の発明において、前記照明光は、紫外光であり、前記非照明光は、所定の波長域の可視光であることを特徴とする。

本発明にかかる顕微鏡によれば、部品点数を増大させることなく簡易な構成で光源像の光の強度を低減可能な光源像検出光学系を備え、目に負担を招くことなく所望の精度で容易に光源の位置合わせを行うことができる。

以下、添付図面を参照して、本発明にかかる顕微鏡の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡について説明する。図１は、本実施の形態１にかかる顕微鏡としての紫外線顕微鏡１００の概要構成を示す模式図である。図１に示すように、紫外線顕微鏡１００は、試料１が載置されたステージ２と、試料１の上部に対向配置された対物レンズ３と、照明光としての紫外光を対物レンズ３を介して試料１に照射する落射照明光学系としての照明光学系４と、紫外光による試料１の観察像を形成する観察光学系５と、光源の設置位置を検出するための光源像を形成する像形成光学系としての光源像検出光学系６と、を備える。

照明光学系４は、光源１１、コレクタレンズ１２、ダイクロイックミラー１３、バンドパスフィルタ１４、ミラー１５、投影レンズ１６，１７およびハーフミラー１８を用いて構成されている。水銀ランプ、水銀キセノンランプ等の放電ランプによって実現される光源１１は、可視域から紫外域にわたる波長域の光を発し、コレクタレンズ１２は、光源１１が発した光を平行光束に変換する。光分岐手段としてのダイクロイックミラー１３は、コレクタレンズ１２によって変換された平行光束の中から、照明光としての紫外光を含む比較的に短波長域の光を反射するとともに、照明光と異なる波長域の非照明光としての可視光を含む比較的に長波長域の光を透過する。

バンドパスフィルタ１４は、ダイクロイックミラー１３が反射した光の中から照明光としての紫外光を選択透過する。投影レンズ１６，１７は、バンドパスフィルタ１４が透過しミラー１５が反射した紫外光を、ハーフミラー１８の反射光路上に配置された対物レンズ３の前側焦点面である入射瞳３ａ上に集光して、光源１１の光源像を形成する。このように照明光学系４はケーラー照明光学系として構成され、試料１の観察範囲を紫外光によってムラなく均一に照明する。

観察光学系５は、試料１によって反射され対物レンズ３およびハーフミラー１８を透過した紫外光を受光し、所定の観察面上に試料１の観察像を結像する。結像された観察像は、観察面上に配設されたＣＣＤ等の撮像装置を用いて可視化され観察される。

一方、光源像検出光学系６は、結像レンズ１９、反射減光手段としての低反射ミラー２０、バンドパスフィルタ２１およびスクリーン２２を用いて構成され、ダイクロイックミラー１３の透過光路上に配設されている。また、結像レンズ１９を保持する保持部材２３には、透過減光手段としての絞り２３ａが一体に形成されている。

結像レンズ１９は、ダイクロイックミラー１３を透過した長波長域の光を受光し、低反射ミラー２０およびバンドパスフィルタ２１を介してスクリーン２２の観察面２２ａ上に集光して、光源１１の光源像を形成する。バンドパスフィルタ２１は、長波長域の光の中から所定の波長域の可視光、例えば５５０ｎｍ近傍の可視光を選択透過し、この可視光によって観察面２２ａ上には目視可能な光源像が形成される。なお、スクリーン２２は透明ガラス等によって形成され、観察面２２ａ上に形成される光源像は、観察面２２ａの裏面、すなわち図１に示すＡ矢視方向から観察可能である。また、スクリーン２２は透明ガラスに限らず、例えばガラス表面を砂目処理した一般的にフロストガラスと呼ばれるものや、透光性を有するシート状の部材など、半透明透光性の部材であってもよい。

観察面２２ａは、投影レンズ１６，１７および結像レンズ１９を介して、対物レンズ３の入射瞳３ａと共役な位置に配置されている。また、観察面２２ａ上には、図２−１に示すように、光源像の合わせ込み位置を示す観察指標としての十字マーク２２ｂが設けられており、この十字マーク２２ｂの交差点２２ｃは、入射瞳３ａの中心、すなわち入射瞳３ａにおける光軸と共役な位置に配置されている。なお、ここで用いる「共役」とは、物体と像との対応関係にない場合を含み、具体的には、光源１１とそれぞれ直接共役関係にある入射瞳３ａおよび観察面２２ａが、光源１１を介して間接的に「共役関係」にあることを意味している。

光源１１の位置合わせを行う際には、図２−２に示すように、光源１１内で発光輝度が最も高い高輝度部位１１ａに対応する光源像２４内の高輝度部位２４ｃが交差点２２ｃと重なるように、図示しない位置調整機構によって、光源１１をその光軸に垂直な平面内で移動させる。また、観察面２２ａ上に形成される光源像２４のコントラストが最も高くなるように、光源１１を光軸方向に前後移動させる。

このように光源像２４を観察面２２ａおよび交差点２２ｃに対して位置合わせすることによって、光源１１を観察面２２ａに対する最適位置に設置することができるとともに、観察面２２ａと共役な対物レンズ３の入射瞳３ａに対する最適位置に設置することができ、照明光学系４のケーラー照明光学系としての調整がなされたことになる。

ところで、紫外線顕微鏡１００では、光源像検出光学系６内の光路中に設けられた絞り２３ａと低反射ミラー２０とによって光源像２４の光の強度が凝視可能な程度に低減されている。これによって、図２−１および図２−２に示したように、光源像２４における陰極像２４ａ、陽極像２４ｂおよび高輝度部位２４ｃなどが、目に負担を招くことなく凝視して視認可能なように観察面２２ａ上に形成される。

ここで、このように光源像２４を形成するために設けられた減光手段としての絞り２３ａおよび低反射ミラー２０について説明する。まず、絞り２３ａは、図１に示すように、保持部材２３の入射側（図中右側）に一体に形成され、光軸を中心とした所定の大きさの開口によって、入射する光の通過面積を制限して減光する機能を有する。より具体的には、ダイクロイックミラー１３を透過した平行光束のうち光軸を中心とする一部の光を通過させ、周辺部の光の通過を制限して、通過前後で光量を減少させる。これによって、絞り２３ａは、結像レンズ１９に入射する光を減光し、観察面２２ａ上に結像される光源像２４の光の強度を低減することができる。

絞り２３ａを通過する前後の光の透過率は、平行光束の光軸に垂直な断面と絞り２３ａの開口との面積比にほぼ等しく、例えばそれぞれ円形である場合には各半径の比の二乗に等しくなる。この場合、絞り２３ａは、開口の半径に応じて、通過する光の光量とともに光源像２４の光の強度を大幅に減少させることができる。

このような絞り２３ａは、例えば保持部材２３を鏡筒と押さえ環とを用いて構成し、鏡筒内に結像レンズ１９とともに嵌合される押さえ環の内径を所定の大きさに設定して形成することができる。また、鏡筒に直接加工する光路としての開口部の口径を所定の大きさに設定して形成することもできる。あるいは、鏡筒および押さえ環と異なる部材に開口を形成し、鏡筒または押さえ環に嵌合または接合等して形成することもできる。このように、絞り２３ａを保持部材２３と一体に形成することによって、光源像検出光学系６では、独立した構成部品点数を増大させることなく、簡易な構成で、光源像２４の光の強度を低減することができる。

なお、絞り２３ａに形成する開口の数は、１つに限らず任意数でよい。この場合、絞りを通過する前後の光の透過率は、絞りに入射した光束断面内に含まれる全開口と光束断面との面積比にほぼ等しくなる。また、絞り２３ａに形成される開口形状は、円形に限らず任意の多角形でよい。

さらに、絞り２３ａは、結像レンズ１９の保持部材２３に限らず他の構成部品、例えばダイクロイックミラー１３の保持部材と一体に形成してもよい。この場合、ダイクロイックミラー１３の射出側（図中左側の透過方向）に絞りを形成するとよい。また、保持部材に形成した絞りに限らず、例えばダイクロイックミラー１３の射出側の表面（図中左側）に非透光性の蒸着膜や顔料を塗布し、このマスクを絞りとして形成してもよい。また、結像レンズ１９とダイクロイックミラー１３との間に構成部品としてミラー等の光学部品を介在させる場合には、この光学部品の保持部材に絞りを形成することもできる。

また、絞り２３ａは、結像レンズ１９の入射側、すなわち光源１１からの光が平行光束に変換されている空間に配置するものとして説明したが、結像レンズ１９の射出側（図中左側）に配置するようにしてもよい。ただし、上述したように結像レンズ１９の入射側に配置する方が光源像２４を良好に結像させるためにより好ましい。

なお、ここでは光源像検出光学系６を簡易に構成するために好ましい形態として、結像レンズ１９等の構成部品の保持部材と一体に絞り２３ａを形成するものとして説明したが、構成部品の保持部材と別体に絞りを形成して配設することもできる。この場合、例えば光源像２４を良好に結像させるために好ましい形態として、結像レンズ１９の入射瞳位置に絞りを配設することが容易となる。

つぎに、低反射ミラー２０は、ガラス、プラスチック等を材料とする板状あるいはプリズム状の部材によって形成され、光の散乱等が生じないように光学研磨された状態の部材表面が反射面２０ａとして用いられる。かかる反射面２０ａは、概ね５０°以下の入射角で入射する光に対して数％程度の反射率を有し、反射量を制限する反射面として機能する。これによって、低反射ミラー２０は、スクリーン２２に向けて反射する光を減光させ、観察面２２ａ上に結像される光源像２４の光の強度を低減することができる。

このような低反射ミラー２０は、紫外線顕微鏡１００における光源像検出光学系６の配置やその光路の引き回しの都合等により一般に必要とされる反射部材の反射率を低減して実現されるものである。このため、光源像検出光学系６では、反射減光手段を設けるために新たに構成部品点数を増大させることなく、簡易な構成で、光源像２４の光の強度を低減することができる。なお、引き回しの都合等によって反射部材が複数用いられる場合には、低反射ミラーも複数設けることができる。

また、低反射ミラー２０は、研磨面である反射面２０ａ上に誘電体膜等を用いて形成される低反射膜を備えるようにしてもよい。これによって、低反射ミラー２０は、材料の屈折率と入射角とに基づいて決定される反射面２０ａの反射率に限定されず、低反射膜により実現可能な範囲内の所望の反射率で光を減光させることができる。なお、上述したように低反射ミラーを複数設ける場合には、各低反射ミラーの反射率を積算した総合的な反射率が、光源像２４の光の強度を低減するために所望される反射率となるように設定すればよい。

また、紫外線顕微鏡１００では、図１に示したように通過減光手段としての絞り２３ａと、反射減光手段としての低反射ミラー２０との両方を光源像検出光学系６内の光路中に設けるようにしたが、通過減光手段または反射減光手段のみ用いるようにしてもよい。ただし、通過減光手段として絞り２３ａのみ用いた場合、一般に所望される透過率が１％未満であるため、円形開口としたときの開口径が入射光束断面径の１／１０未満となり、結像レンズ１９による光源像２４の結像性能が劣化して、光源像２４の検出および光源１１の位置合わせ作業が難しくなる恐れがあるので、上述したように透過減光手段と反射減光手段とを併用することが好ましい。

なお、通過減光手段と反射減光手段とを併用する場合、各部材の配置は図１に示した配置、すなわち低反射ミラー２０を絞り２３ａの射出側とする配置に限定して解釈する必要はなく、例えば絞り２３ａの入射側に低反射ミラー２０を配置してもよい。また、低反射ミラーを複数用いる場合には、絞り２３ａを挟んで両側に低反射ミラーを配置してもよい。なお、絞り２３ａの入射側に低反射ミラーを設けた場合には、この低反射ミラーの反射光路上に絞り２３ａ、結像レンズ１９、バンドバスフィルタ２１およびスクリーン２２等が配設されることとなる。

以上説明したように、本実施の形態１にかかる紫外線顕微鏡１００では、非照明光としてダイクロイックミラー１３が透過した平行光束の通過面積を制限して減光する通過減光手段と、光の反射量を制限して減光する反射減光手段との少なくとも一方を備え、観察面２２ａ上に形成する光源像２４の光の強度を凝視可能な程度に低減しているため、目に負担を招くことなく光源像２４を観察し、光源１１の位置合わせ作業を行うことができる。この際、観察面２２ａ上には光源像の合わせ込み位置を示す観察指標としての十字マーク２２ｂが設けられているため、高精度で容易に光源１１の位置合わせを行うことができる。また、通過減光手段および反射減光手段が独立した構成部品点数を増大させることなく設けられているため、簡易かつ安価な構成で光源像検出光学系６を構成することができる。

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡について説明する。上述した実施の形態１では、通過減光手段としての絞り２３ａを、開口の大きさを固定した固定絞りとして用いたが、本実施の形態２では、開口の大きさが可変な可変絞りとして用いるようにしている。

図３は、本実施の形態２にかかる顕微鏡としての紫外線顕微鏡２００の概要構成を示す模式図である。図３に示すように、紫外線顕微鏡２００は、紫外線顕微鏡１００をもとに、光源像検出光学系６に替えて光源像検出光学系７を備える。また、光源像検出光学系７は、光源像検出光学系６をもとに、保持部材２３および絞り２３ａに替えて、保持部材２５および絞り２５ａを備える。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

絞り２５ａは、結像レンズ１９を保持する保持部材２５の入射側に一体に形成され、光軸を中心とした口径可変の開口によって、入射する光の通過面積を制限して減光する機能を有する。絞り２５ａは、例えば図４に示すように、複数の羽根部材２５ｂを用いた虹彩絞りとして構成される。この場合、図示しない駆動機構によって各羽根部材２５ｂを連動して摺動し、全体を渦動させるようにして、開口部２５ｃの口径を連続的に変化させることができる。これによって、絞り２５ａは、通過させる光の透過率を口径可変の範囲内で任意に設定することができるとともに、観察面２２ａ上に結像される光源像２４の光の強度を任意に低減することができる。

このように通過減光手段として開口の大きさが可変な絞り２５ａを用いることによって、紫外線顕微鏡２００では、例えば光源１１が経時的かつ消耗的な輝度変化を生じる場合に、この輝度変化に応じて絞り２５ａの透過率を変更し、光源像２４の光の強度をほぼ一定に保つことができ、光源１１の位置合わせの作業性および位置合わせ精度を所定水準以上に維持することができる。また、光源１１としてのランプを交換して発光輝度が変化した場合や、作業者によって光源像２４の視認感度が異なる場合などにも同様に、絞り２５ａの透過率を変更し光源像２４の光の強度を適正レベルに設定することによって、位置合わせの作業性および位置合わせ精度を所定水準以上に維持することができる。

なお、絞り２５ａは、虹彩絞りとして構成することに限定されず、例えば複数の開口を設け、その開口の数を実質的に変更可能に構成してもよい。この場合、例えば複数の開口を有した板状部材と、複数の開口の一部を自在に塞ぐことが可能な板状部材とを光軸方向に重ね合わせて構成することができる。また、絞り２５ａは、開口径または開口の数が可変な可変絞りとして構成することに限定されず、開口径もしくは開口面積が異なる絞りと交換自在に構成してもよい。

ところで、上述した紫外線顕微鏡１００，２００におけるスクリーン２２は、光源像の合わせ込み位置を示す観察指標として十字マーク２２ｂが形成されたものとして説明したが、観察指標は十字マークに限定されず、交差点２２ｃに相当する光源像の合わせ込み位置が識別可能な指標であれば任意のマークでよく、模様（パターン）、文字、記号等を用いて形成してもよい。

また、観察指標は、例えば図５に示すように、十字マーク２２ｂに替えて光源１１が有する電極形状を模した線図形２２ｄとすることもできる。この線図形２２ｄは、光源１１の陰極形状を模した指標であって、光源１１の位置合わせを行う際には、陰極像２４ａが線図形２２ｄに重なるように、光源１１をその光軸に垂直な平面内で移動させる。また、陰極像２４ａのコントラストが最も高くなるように、光源１１を光軸方向に前後移動させる。なお、放電ランプとした光源１１では、対向する電極間の発光領域における高輝度部位１１ａは、通常、発光領域中の陰極尖端部の近傍に形成されるため、線図形２２ｄでは、陰極形状を模した指標尖端部の近傍が入射瞳３ａの中心と共役な位置に配置される。

このように光源１１の電極形状を模した観察指標を用いて光源像２４の位置合わせを行うことによって、作業者の感覚的な認識に基づく高輝度部位２４ｃの位置を指標に対して位置合わせする場合に比して、より厳密に光源１１を観察面２２ａおよび入射瞳３ａに対する最適位置に設置することができる。また、電極間の発光領域に対応した光源像の領域から高輝度部位２４ｃの位置を判別する必要がなくなるため、より短時間で位置合わせ作業を行うことができる。

なお、線図形２２ｄでは、陰極像２４ａに対応する陰極形状を模した指標が形成されているが、これに限らず、陽極像２４ｂに対応する陽極形状を模した指標を形成してもよく、これら両方の指標を形成してもよい。また、十字マーク２２ｂ等の他の指標を併せて形成してもよい。

一方、上述した紫外線顕微鏡１００，２００では、照明光学系４は、照明光としての紫外光を対物レンズ３を介して試料１に照射する落射照明光学系としたが、ステージ２に対して対物レンズ３と反対側に集光レンズとしてのコンデンサレンズを設け、このコンデンサレンズを介して照明光を試料１に照射する透過照明光学系としてもよい。この場合、光源像検出光学系６は、この透過照明光学系に対して配設することができる。

また、光源像検出光学系６は、照明光学系４が備えるダイクロイックミラー１３の透過光路上に配設するものとしたが、特性を反転したダイクロイックミラー、すなわち照明光を含む比較的に短波長域の光を透過し、非照明光としての可視光を含む比較的に長波長域の光を反射するダイクロイックミラーを用い、このダイクロイックミラーの反射光路上に光学像検出光学系６を配設してもよい。この場合、照明光学系は、ダイクロイックミラーの透過光路上にバンドパスフィルタ１４、投影レンズ１６，１７等を備えることとなる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施の形態では、本発明にかかる顕微鏡として紫外光を照明光とする紫外線顕微鏡について説明したが、照明光を紫外光に限定して解釈する必要はなく、可視光あるいは赤外光を照明光として用いる顕微鏡において本発明を適用することもできる。

本発明の実施の形態１にかかる顕微鏡の概要構成を示す図である。 図１に示した光源像検出光学系の観察面上に形成される指標および光源像を示す図である。 図１に示した光源像検出光学系の観察面上に形成される指標および光源像を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる顕微鏡の概要構成を示す図である。 図３に示した光源像検出光学系が備える絞りの構成を示す図である。 光源像検出光学系の観察面上に形成される指標の変形例を示す図である。 従来技術にかかる顕微鏡の概要構成を示す図である。 図６に示した光源像検出光学系の観察面上に形成される指標を示す図である。

符号の説明

１，１０１ 試料
２，１０２ ステージ
３，１０３ 対物レンズ
３ａ，１０３ａ 入射瞳
４，１０４ 照明光学系
５，１０５ 観察光学系
６，７，１０６ 光源像検出光学系
１１，１１１ 光源
１１ａ，１１１ａ 高輝度部位
１２，１１２ コレクタレンズ
１３，１１３ ダイクロイックミラー
１４，１１４ バンドパスフィルタ
１５ ミラー
１６，１７，１１５，１１６ 投影レンズ
１８，１１７ ハーフミラー
１９，１１８ 結像レンズ
２０ 低反射ミラー
２０ａ 反射面
２１，１１９ バンドパスフィルタ
２２，１２０ スクリーン
２２ａ，１２０ａ 観察面
２２ｂ，１２０ｂ 十字マーク
２２ｃ，１２０ｃ 交差点
２２ｄ 線図形
２３，２５ 保持部材
２３ａ，２５ａ 絞り
２４ 光源像
１００，２００ 紫外線顕微鏡

Claims (10)

1. 所定の波長域の照明光を発する光源と共役な位置に入射瞳を有する集光レンズを介して前記照明光を試料に照射する照明光学系を備えた顕微鏡において、
   前記照明光学系内に配置され、前記光源が発する光の中から前記照明光と異なる波長域の非照明光を抽出して前記照明光学系外に分岐する光分岐手段と、
   前記非照明光の通過面積を制限する開口が形成された通過減光手段および前記非照明光の反射量を制限する反射面が形成された反射減光手段の少なくとも一方を有し、減光した前記非照明光によって、前記入射瞳に対する前記光源の設置位置を検出するための光源像を前記入射瞳の共役面上に形成する像形成光学系と、
   を備えたことを特徴とする顕微鏡。
2. 前記通過減光手段は、前記像形成光学系内の光学部材を保持する保持部材と一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
3. 前記通過減光手段は、前記非照明光の通過面積を変更自在な開口が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡。
4. 前記通過減光手段は、前記非照明光の通過面積を制限する開口面積が交換自在に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡。
5. 前記通過減光手段は、前記像形成光学系内の前記非照明光が平行光束とされた光路中に配設されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の顕微鏡。
6. 前記反射減光手段は、低反射部材によって形成され、前記像形成光学系内の前記非照明光の光路を所定角度に折り曲げることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の顕微鏡。
7. 前記像形成光学系は、前記入射瞳に対する前記光源の設置位置を示す指標が形成された指標形成部材を前記共役面上に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の顕微鏡。
8. 前記指標形成部材は、前記光源内の発光輝度が高い部位の設置位置および前記光源内の電極の設置位置の少なくとも一方を示す指標が形成されたことを特徴とする請求項７に記載の顕微鏡。
9. 前記集光レンズは、対物レンズであり、前記照明光学系は、該対物レンズを介して前記照明光を試料に照射する落射照明光学系であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の顕微鏡。
10. 前記照明光は、紫外光であり、前記非照明光は、所定の波長域の可視光であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の顕微鏡。

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