JP2012128295A - 光学式測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象物に対して、可視観察のみならず、近赤外観察や蛍光観察といった特殊観察を行うことを可能とした光学式測定装置を提供する。
【解決手段】白色光を出射する白色光源と、白色光源と測定対象物との間に配され、白色光源から出射された白色光と、測定対象物からの戻り光と、を通過させる第１対物レンズと、第１対物レンズを通過した戻り光を所定の倍率に変倍する複数のチューブレンズと、複数のチューブレンズのうち戻り光上に配置させる一のチューブレンズを選択的に切り替え可能なレンズ切替機構と、を備える可視観察部と、特殊光を出射する特殊光源と、特殊光源と測定対象物との間に配され、特殊光源から出射された特殊光と、測定対象物からの戻り光と、を通過させる第２対物レンズと、を備える特殊観察部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学式測定装置に関する。

従来、倍率の異なる複数のチューブレンズのうち一のチューブレンズを選択的に切り替え可能なパワーターレットを備えることにより、容易に変倍を可能としたことで、様々な測定対象物（ワーク）の可視観察に対応した光学式測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

従来の光学式測定装置７においては、例えば、図７に示すように、白色光源７１０から出射された白色光が、ミラー７２０及びビームスプリッタ７３０を介して対物レンズ７４０を通過し、ワークＷに照射される。ワークＷに照射された白色光は、ワークＷの表面で反射され、対物レンズ７４０及びビームスプリッタ７３０を介して、複数のチューブレンズ７５０（７５０ａ、７５０ｂ、７５０ｃ）のうちパワーターレット７６０により選択的に切り替えられた一のチューブレンズ（図中ではチューブレンズ７５０ａ）を通過し、ＣＣＤカメラ７７０に入射される。従来の光学式測定装置７は、上記構成を具備したことにより、ワークＷの像を観察できるようになっている。

ところで、近年、シリコンやフィルム等の素材に覆われた配線の観察や、ＩＣウエハ上に形成されるソルダーレジストのような樹脂膜に覆われた配線の観察といった多種多様な観察及び測定への要望が高まっているが、上記の光学式測定装置では、照射光がワークＷの表面部分（即ち、配線に到達する前）で反射されてしまうため、配線を観察することが困難であるという課題があった。

上記の課題に対応したものとして、例えば、近赤外観察や蛍光観察といった特殊観察を可能とした装置が知られている。
近赤外観察とは、近赤外光の性質、即ち、可視光よりも波長が長く、肉眼では見ることができない光であり、可視光とは異なり、シリコンやフィルム等の薄い素材や皮膚組織を透過する性質を利用して、近赤外光が透過する物質越しに行われる観察である。
近赤外観察の主な用途としては、シリコンやフィルム等の薄い素材を使用した回路基盤の検査、セキュリティに利用される静脈認証等が挙げられる。

従来の近赤外観察用光学式測定装置８は、図８に示すように、近赤外ＬＥＤ光源等の近赤外光のみを出射する特殊光源８１０を使用し、特殊光源８１０から出射された近赤外光を、ミラー８２０及びビームスプリッタ８３０を介して対物レンズ８４０を通過させ、ワークＷに照射させる。ワークＷに照射された近赤外光は、ワークＷの表面を透過して図示しない配線で反射され、対物レンズ８４０及びビームスプリッタ８３０を介してチューブレンズ８５０を通過し、ＣＣＤカメラ８６０に入射される。従来の近赤外観察用光学式測定装置８は、上記構成を具備したことにより、ワークＷ内部の配線の像を観察できるようになっている。

一方、蛍光観察とは、ワークに対応した励起光を照射し、ワークから放射された蛍光を観察するものである。具体的には、ワークに当てた光（励起光）が、ワークの表面に形成された蛍光体の色素分子に吸収された後、蛍光体が厚みに応じて光（蛍光）を放射する現象を利用して、ワーク内部の配線を観察するものである。配線の構造により配線を覆う蛍光体の厚みが変わるため、蛍光体から放射された蛍光の強弱を観察することで、配線の構造を知ることができる。ここで、蛍光体とは、蛍光を発光する物質のことであり、多種多様な種類があるため、各蛍光体に対応する励起光、及び各蛍光体から放射される蛍光の波長も様々である。
蛍光観察の主な用途としては、ソルダーレジストが用いられたＩＣウエハの検査、蛍光色素で染色された生物組織や細胞の観察等が挙げられる。

従来の蛍光観察用光学式測定装置９は、図９に示すように、励起光のみを出射する特殊光源９１０を使用し、特殊光源９１０から出射された励起光の光軸上に、ワークＷに対応した波長の励起光のみを透過する励起フィルタ９２０を設けることで、ワークＷに対応した励起光を得、当該得られた励起光を、ミラー９３０及びダイクロイックミラー９４０を介して対物レンズ９５０を通過させ、ワークＷに照射させる。励起光が照射されたワークＷにおいては、ワークＷの表面に形成された蛍光体から厚みに応じた蛍光が放射されるとともに、照射された励起光が反射される。ワークＷからの蛍光及び励起光は、対物レンズ９５０及びダイクロイックミラー９４０を介して、蛍光のみを透過する蛍光フィルタ９７０を透過する。蛍光フィルタ９７０を透過した蛍光は、チューブレンズ９６０を通過し、ＣＣＤカメラ９８０に入射される。従来の蛍光観察用光学式測定装置９は、上記構成を具備したことにより、ワークＷ内部の配線の像を観察できるようになっている。

特許第３３６３７０３号公報

しかしながら、上記の近赤外観察用光学式測定装置のように、ワークに近赤外光のみを照射する構成の場合、ワークを白色光で照明する必要がある通常の可視観察を行うことができない。
同様に、上記の蛍光観察用光学式測定装置のように、ワークに対応した励起光のみをワークに照射する構成の場合、ワークを白色光で照明する必要がある通常の可視観察を行うことができない。

本発明は、測定対象物に対して、可視観察のみならず、近赤外観察や蛍光観察といった特殊観察を行うことを可能とした光学式測定装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、光学式測定装置において、測定対象物の可視観察を行う可視観察部と、
前記測定対象物の特殊観察を行う特殊観察部と、を備え、
前記可視観察部は、
白色光を出射する白色光源と、
前記白色光源と前記測定対象物との間に配され、前記白色光源から出射された白色光と、前記測定対象物からの戻り光と、を通過させる第１対物レンズと、
前記第１対物レンズを通過した前記戻り光を所定の倍率に変倍する複数のチューブレンズと、
前記複数のチューブレンズのうち前記戻り光上に配置させる一のチューブレンズを選択的に切り替え可能なレンズ切替機構と、を備え、
前記特殊観察部は、
特殊光を出射する特殊光源と、
前記特殊光源と前記測定対象物との間に配され、前記特殊光源から出射された特殊光と、前記測定対象物からの戻り光と、を通過させる第２対物レンズと、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学式測定装置において、前記特殊光は、近赤外光であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光学式測定装置において、前記特殊光源と前記第２対物レンズとの間に配され、前記測定対象物から蛍光を放射させる波長の励起光のみを透過する励起フィルタと、
前記第２対物レンズを通過した戻り光のうち前記測定対象物から放射された蛍光のみを透過する蛍光フィルタと、を更に備え、
前記特殊光は、励起光であり、
前記第２対物レンズは、前記特殊光源から出射された励起光のうち前記励起フィルタを透過した励起光を通過させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、光学式測定装置において、特殊光を含む白色光を出射する白色光源と、
前記白色光源と測定対象物との間に配され、前記白色光源から出射された白色光と、前記測定対象物からの戻り光と、を通過させる対物レンズと、
前記対物レンズを通過した戻り光を所定の倍率に変倍する複数のチューブレンズと、
前記複数のチューブレンズのうち一のチューブレンズに設けられ、所定の光のみを透過する特殊フィルタと、
前記複数のチューブレンズのうち前記戻り光上に配置させる一のチューブレンズを選択的に切り替え可能なレンズ切替機構と、
を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光学式測定装置において、前記特殊光は、近赤外光であり、
前記特殊フィルタは、前記近赤外光のみを透過する近赤外光フィルタであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の光学式測定装置において、前記白色光源と前記対物レンズとの間に配され、前記測定対象物から蛍光を放射させる波長の励起光のみを透過する励起フィルタを、前記白色光源から出射された白色光上に配置するか否かを選択的に切り替え可能なフィルタ切替機構を更に備え、
前記特殊光は、励起光であり、
前記対物レンズは、前記白色光源から出射された白色光のうち前記フィルタ切替機構を通過した白色光又は励起光を通過させ、
前記特殊フィルタは、前記戻り光のうち前記測定対象物から放射された蛍光のみを透過する蛍光フィルタであることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光学式測定装置において、前記特殊光は、近赤外光を含み、
前記フィルタ切替機構は、前記励起フィルタ及び前記近赤外光のみを透過する近赤外光フィルタのうちいずれか一のフィルタを前記白色光源から出射された白色光上に配置するか、又は双方とも配置しないか、を選択的に切り替え可能であり、
前記対物レンズは、前記白色光源から出射された白色光のうち前記フィルタ切替機構を通過した白色光、近赤外光又は励起光を通過させることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の光学式測定装置において、前記特殊光は、近赤外光を含み、
前記複数のチューブレンズは、少なくとも３つ以上であり、前記蛍光フィルタが設けられていないチューブレンズのうち一のチューブレンズに前記近赤外光のみを透過する近赤外光フィルタが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、測定対象物の可視観察を行う可視観察部と、測定対象物の特殊観察を行う特殊観察部と、を備えるので、測定対象物に対して、可視観察のみならず、近赤外観察や蛍光観察といった特殊観察を行うことができる。

第１実施形態に係る光学式測定装置の構成を示す模式図である。 第２実施形態に係る光学式測定装置の構成を示す模式図である。 第３実施形態に係る光学式測定装置の構成を示す模式図である。 第４実施形態に係る光学式測定装置の構成を示す模式図である。 第５実施形態に係る光学式測定装置の構成を示す模式図である。 第５実施形態に係る光学式測定装置の変形例の構成を示す模式図である。 従来の光学式測定装置の構成を示す模式図である。 従来の近赤外観察用光学式測定装置の構成を示す模式図である。 従来の蛍光観察用光学式測定装置の構成を示す模式図である。

以下、図を参照して、本発明に係る光学式測定装置について、詳細に説明する。本発明の光学式測定装置は、例えば、顕微鏡、画像測定機などの光学装置に搭載されるものである。

（第１実施形態）
まず、構成について説明する。
第１実施形態に係る光学式測定装置１は、図１に示すように、ワークＷの可視観察を行う可視観察部１００と、ワークＷの蛍光観察を行う特殊観察部としての蛍光観察部２００と、を備えて構成されている。

可視観察部１００は、白色光源１０と、ミラー２０と、ビームスプリッタ３０と、対物レンズ４０と、チューブレンズ５０ａ、５０ｂ、５０ｃと、パワーターレット６０と、ＣＣＤカメラ７０と、を備えて構成されている。

白色光源１０は、例えば、ハロゲン、放電灯、発光ダイオード等で構成され、白色光を発生させて出射する。白色光源１０から出射された白色光は、白色光源１０の鉛直下方に配置されたミラー２０に照射される。

ミラー２０は、白色光源１０から照射された白色光を、水平方向左側に配置されたビームスプリッタ３０に向かって反射させる。ミラー２０により反射された白色光は、水平方向右側からビームスプリッタ３０に照射される。

ビームスプリッタ３０は、ミラー２０から照射された白色光を、鉛直下方に配置された対物レンズ４０に向かって反射させる。ビームスプリッタ３０により反射された白色光は、鉛直上方から対物レンズ４０に入射する。
また、ビームスプリッタ３０は、ワークＷの表面にて反射され、鉛直下方から対物レンズ４０を透過して進んできた戻り光を透過する。ビームスプリッタ３０を透過した戻り光は、鉛直上方に配置されたチューブレンズ５０（図中ではチューブレンズ５０ａ）に入射する。

対物レンズ４０は、ワークＷに対向するように設けられ、ビームスプリッタ３０から入射した白色光を透過する。対物レンズ４０を透過した白色光は、鉛直上方からワークＷに向かって照射される。
また、対物レンズ４０は、ワークＷの表面（内面）にて反射された戻り光を透過する。対物レンズ４０を透過した戻り光は、鉛直上方に配置されたビームスプリッタ３０に照射される。
即ち、対物レンズ４０は、白色光源１０とワークＷとの間に配され、白色光源１０から出射された白色光と、ワークＷからの戻り光と、を通過させる。

チューブレンズ５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）は、例えば、各々倍率が異なる３つの光学レンズであり、ビームスプリッタ３０から入射した戻り光上に一のチューブレンズ５０（図中ではチューブレンズ５０ａ）が配置され、当該戻り光を所定の倍率に変倍するとともに透過する。チューブレンズ５０を透過した戻り光は、パワーターレット６０を介して、鉛直上方に配置されたＣＣＤカメラ７０に入射する。
なお、チューブレンズ５０の数は３つに限らず、２つ以上であれば任意の数とすることができる。

パワーターレット６０は、例えば、ワークＷからの戻り光と異なる位置にその戻り光と平行な軸を中心として回転可能に設けられ、かつその軸から戻り光までの距離を半径とする円周上に３つのチューブレンズ５０ａ、５０ｂ、５０ｃを等間隔（１２０度間隔）で取り付けたターレットである。
即ち、パワーターレット６０は、複数のチューブレンズ５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）のうち戻り光上に配置させる一のチューブレンズ５０を選択的に切り替え可能なレンズ切替機構として機能する。

ＣＣＤカメラ７０は、ワークＷからの戻り光に基づいてワークＷの画像を撮像し、画像データを取得する撮像素子であり、取得した画像データを、各種画像処理を行うための図示しない制御部等に出力する。

蛍光観察部２００は、特殊光源１１０と、励起フィルタ１２０と、ミラー１３０と、ダイクロイックミラー１４０と、対物レンズ１５０と、チューブレンズ１６０と、蛍光フィルタ１７０と、ＣＣＤカメラ１８０と、を備えて構成されている。

特殊光源１１０は、例えば、ハロゲン、放電灯、発光ダイオード等で構成され、励起光を発生させて出射する。特殊光源１１０から出射された励起光は、特殊光源１１０の鉛直下方に配置された励起フィルタ１２０に照射される。

励起フィルタ１２０は、ワークＷから蛍光を放射させる波長の励起光のみを透過するフィルタである。
即ち、励起フィルタ１２０は、特殊光源１１０とワークＷとの間に配され、特殊光源１１０から入射された励起光のうちワークＷから蛍光を放射させる波長の励起光のみを透過し、鉛直下方に配置されたミラー１３０に照射させる。

ミラー１３０は、励起フィルタ１２０を透過した励起光を、水平方向左側に配置されたダイクロイックミラー１４０に向かって反射させる。ミラー１３０により反射された励起光は、水平方向右側からダイクロイックミラー１４０に照射される。

ダイクロイックミラー１４０は、ミラー１３０から照射された励起光を、鉛直下方に配置された対物レンズ１５０に向かって反射させる。ダイクロイックミラー１４０により反射された励起光は、鉛直上方から対物レンズ１５０に入射する。
また、ダイクロイックミラー１４０は、鉛直下方から対物レンズ１５０を透過して進んできた戻り光を透過する。ダイクロイックミラー１４０を透過した戻り光は、鉛直上方に配置された蛍光フィルタ１７０に照射される。

対物レンズ１５０は、ワークＷに対向するように設けられ、ダイクロイックミラー１４０から入射した励起光を透過する。対物レンズ１５０を透過した励起光は、鉛直上方からワークＷに向かって照射される。
また、対物レンズ１５０は、ワークＷにて反射された励起光及びワークＷに形成された蛍光体から放射された蛍光から成る戻り光を透過する。対物レンズ１５０を透過した戻り光は、鉛直上方に配置されたダイクロイックミラー１４０に照射される。
即ち、対物レンズ１５０は、特殊光源１１０とワークＷとの間に配され、特殊光源１１０から出射された励起光のうち励起フィルタ１２０を透過した励起光と、ワークＷからの戻り光と、を通過させる。

蛍光フィルタ１７０は、蛍光のみを透過するフィルタである。
即ち、蛍光フィルタ１７０は、ダイクロイックミラー１４０を透過した戻り光のうちワークＷから放射された蛍光のみを透過する。

チューブレンズ１６０は、蛍光フィルタ１７０を透過した蛍光を所定の倍率に変倍するとともに透過する。チューブレンズ１６０を透過した蛍光は、鉛直上方に配置されたＣＣＤカメラ１８０に入射する。

ＣＣＤカメラ１８０は、ワークＷからの戻り光に基づいてワークＷの画像を撮像し、画像データを取得する撮像素子であり、取得した画像データを、各種画像処理を行うための図示しない制御部等に出力する。

次に、作用について説明する。
光学式測定装置１では、可視観察部１００において、白色光源１０から出射された白色光が、ミラー２０及びビームスプリッタ３０を介して対物レンズ４０を通過し、ワークＷに照射される。ワークＷに照射された白色光は、ワークＷの表面で反射され、対物レンズ４０及びビームスプリッタ３０を介して、複数のチューブレンズ５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）のうちパワーターレット６０により選択的に切り替えられた一のチューブレンズ（図中ではチューブレンズ５０ａ）を通過し、ＣＣＤカメラ７０に入射される。

また、光学式測定装置１では、蛍光観察部２００において、励起光のみを出射する特殊光源１１０を使用し、特殊光源１１０から出射された励起光の光軸上に、ワークＷに対応した波長の励起光のみを透過する励起フィルタ１２０を設けることで、ワークＷに対応した励起光を得、当該得られた励起光を、ミラー１３０及びダイクロイックミラー１４０を介して対物レンズ１５０を通過させ、ワークＷに照射させる。励起光が照射されたワークＷにおいては、ワークＷに形成された蛍光体から厚みに応じた蛍光が放射されるとともに、照射された励起光が反射される。ワークＷからの蛍光及び励起光から成る戻り光は、対物レンズ１５０及びダイクロイックミラー１４０を介して、蛍光のみを透過する蛍光フィルタ１７０を透過する。蛍光フィルタ１７０を透過した蛍光は、チューブレンズ１６０を通過し、ＣＣＤカメラ１８０に入射される。

なお、対物レンズ４０及び対物レンズ１５０は、一体的に水平方向に移動させることができるので、用途に応じて一方をワークＷに対向させることができる。
即ち、可視観察を行う際には対物レンズ４０を、蛍光観察を行う際には対物レンズ１５０を、ワークＷに対向させる位置に移動させることで、容易に観察方法を変更することができる。

以上のように、第１実施形態に係る光学式測定装置１は、ワークＷの可視観察を行う可視観察部１００と、ワークＷの特殊観察を行う特殊観察部（蛍光観察部２００）と、を備え、可視観察部１００は、白色光を出射する白色光源１０と、白色光源１０とワークＷとの間に配され、白色光源１０から出射された白色光と、ワークＷからの戻り光と、を通過させる対物レンズ４０と、対物レンズ４０を通過した戻り光を所定の倍率に変倍する複数のチューブレンズ５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）と、複数のチューブレンズ５０のうち戻り光上に配置させる一のチューブレンズ５０を選択的に切り替え可能なパワーターレット６０と、を備え、特殊観察部は、特殊光を出射する特殊光源１１０と、特殊光源１１０とワークＷとの間に配され、特殊光源１１０から出射された特殊光と、ワークＷからの戻り光と、を通過させる対物レンズ１５０と、を備える。
このため、ワークＷに対して、可視観察と特殊観察を行うことができることとなって、使用者の用途に応じて容易に観察方法を変更することができる。

特に、第１実施形態に係る光学式測定装置１は、特殊光源１１０と対物レンズ１５０との間に配され、ワークＷから蛍光を放射させる波長の励起光のみを透過する励起フィルタ１２０と、対物レンズ１５０を通過した戻り光のうちワークＷから放射された蛍光のみを透過する蛍光フィルタ１７０と、を更に備え、特殊光は、励起光であり、対物レンズ１５０は、特殊光源１１０から出射された励起光のうち励起フィルタ１２０を透過した励起光を通過させる。
このため、ワークＷに対して、可視観察のみならず、蛍光観察を行うことができることとなって、例えば、ソルダーレジストが用いられたＩＣウエハの検査、蛍光色素で染色された生物組織や細胞の観察等を行うことができる。

（第２実施形態）
まず、構成について説明する。なお、説明の簡略化のため、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
第２実施形態に係る光学式測定装置２は、図２に示すように、ワークＷの可視観察を行う可視観察部１００と、ワークＷの近赤外観察を行う特殊観察部としての近赤外観察部３００と、を備えて構成されている。

近赤外観察部３００は、特殊光源２１０と、ミラー２２０と、ビームスプリッタ２３０と、対物レンズ２４０と、チューブレンズ２５０と、ＣＣＤカメラ２６０と、を備えて構成されている。

特殊光源２１０は、例えば、ハロゲン、放電灯、発光ダイオード等で構成され、近赤外光を発生させて出射する。特殊光源２１０から出射された近赤外光は、特殊光源２１０の鉛直下方に配置されたミラー２２０に照射される。

ミラー２２０は、特殊光源２１０から照射された近赤外光を、水平方向左側に配置されたビームスプリッタ２３０に向かって反射させる。ミラー２２０により反射された近赤外光は、水平方向右側からビームスプリッタ２３０に照射される。

ビームスプリッタ２３０は、ミラー２２０から照射された近赤外光を、鉛直下方に配置された対物レンズ２４０に向かって反射させる。ビームスプリッタ２３０により反射された近赤外光は、鉛直上方から対物レンズ２４０に入射する。
また、ビームスプリッタ２３０は、ワークＷの表面を透過して図示しない配線で反射され、鉛直下方から対物レンズ２４０を透過して進んできた戻り光を透過する。ビームスプリッタ２３０を透過した戻り光は、鉛直上方に配置されたチューブレンズ２５０に入射する。

対物レンズ２４０は、ワークＷに対向するように設けられ、ビームスプリッタ２３０から入射した近赤外光を透過する。対物レンズ２４０を透過した近赤外光は、鉛直上方からワークＷに向かって照射される。
また、対物レンズ２４０は、ワークＷの表面を透過して図示しない配線で反射された戻り光を透過する。対物レンズ２４０を透過した戻り光は、鉛直上方に配置されたビームスプリッタ２３０に照射される。
即ち、対物レンズ２４０は、特殊光源２１０とワークＷとの間に配され、特殊光源２１０から出射された近赤外光と、ワークＷからの戻り光と、を通過させる。

チューブレンズ２５０は、ビームスプリッタ２３０から入射した戻り光を所定の倍率に変倍するとともに透過する。チューブレンズ２５０を透過した戻り光は、鉛直上方に配置されたＣＣＤカメラ２６０に入射する。

ＣＣＤカメラ２６０は、ワークＷからの戻り光に基づいてワークＷの画像を撮像し、画像データを取得する撮像素子であり、取得した画像データを、各種画像処理を行うための図示しない制御部等に出力する。

次に、作用について説明する。
光学式測定装置２では、可視観察部１００において、白色光源１０から出射された白色光が、ミラー２０及びビームスプリッタ３０を介して対物レンズ４０を通過し、ワークＷに照射される。ワークＷに照射された白色光は、ワークＷの表面で反射され、対物レンズ４０及びビームスプリッタ３０を介して、複数のチューブレンズ５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）のうちパワーターレット６０により選択的に切り替えられた一のチューブレンズ（図中ではチューブレンズ５０ａ）を通過し、ＣＣＤカメラ７０に入射される。

また、光学式測定装置２では、近赤外観察部３００において、近赤外光のみを出射する特殊光源２１０を使用し、特殊光源２１０から出射された近赤外光を、ミラー２２０及びビームスプリッタ２３０を介して対物レンズ２４０を通過させ、ワークＷに照射させる。ワークＷに照射された近赤外光は、ワークＷの表面を透過して図示しない配線で反射され、対物レンズ２４０及びビームスプリッタ２３０を介してチューブレンズ２５０を通過し、ＣＣＤカメラ２６０に入射される。

なお、対物レンズ４０及び対物レンズ２４０は、一体的に水平方向に移動させることができるので、用途に応じて一方をワークＷに対向させることができる。
即ち、可視観察を行う際には対物レンズ４０を、近赤外観察を行う際には対物レンズ２４０を、ワークＷに対向させる位置に移動させることで、容易に観察方法を変更することができる。

以上のように、第２実施形態に係る光学式測定装置２は、特殊光源２１０として近赤外光を出射する光源を使用しているので、可視観察部１００における可視観察のみならず、特殊観察部（近赤外観察部３００）における近赤外観察を行うことができることとなって、例えば、シリコンやフィルム等の薄い素材を使用した回路基盤の検査、セキュリティに利用される静脈認証等を行うことができる。

（第３実施形態）
まず、構成について説明する。なお、説明の簡略化のため、第１、第２実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
第３実施形態に係る光学式測定装置３は、図３に示すように、高輝度光源１１と、ミラー２０と、ビームスプリッタ３０と、対物レンズ４０と、チューブレンズ５０ａ、５０ｂ、５０ｃと、ハイパスフィルタ８０と、パワーターレット６０と、ＣＣＤカメラ７０と、を備えて構成されている。

高輝度光源１１は、例えば、ハロゲン、放電灯、発光ダイオード等で構成される広帯域の光源であり、近赤外光を含む高輝度の白色光を発生させて出射する。高輝度光源１１から出射された白色光は、高輝度光源１１の鉛直下方に配置されたミラー２０に照射される。

ハイパスフィルタ８０は、近赤外光のみを透過するフィルタである。
即ち、ハイパスフィルタ８０は、ビームスプリッタ３０を透過した戻り光（近赤外光を含む白色光）のうち近赤外光のみを透過する。
このハイパスフィルタ８０は、複数のチューブレンズ５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）のうち一のチューブレンズ５０（図中ではチューブレンズ５０ａ）と一体となるように設けられており、パワーターレット６０によるチューブレンズ５０の切替操作に付随して移動するようになっている。

次に、作用について説明する。
光学式測定装置３では、高輝度光源１１から出射された近赤外光を含む高輝度の白色光が、ミラー２０及びビームスプリッタ３０を介して対物レンズ４０を通過し、ワークＷに照射される。ワークＷに照射された白色光に含まれる近赤外光は、ワークＷの表面を透過して図示しない配線で反射される。ワークＷからの戻り光は、対物レンズ４０及びビームスプリッタ３０を介して、近赤外光のみを透過するハイパスフィルタ８０を透過する。ハイパスフィルタ８０を透過した近赤外光は、チューブレンズ５０ａを通過し、ＣＣＤカメラ７０に照射される。

一方、パワーターレット６０によるチューブレンズ５０の切替操作により、ハイパスフィルタ８０が設けられていないチューブレンズ５０（例えばチューブレンズ５０ｂ）を戻り光上に配置させた場合、戻り光上にハイパスフィルタ８０が存在しないこととなるため、ワークＷからの戻り光は、そのままチューブレンズ５０ｂを通過してＣＣＤカメラ７０に入射される。

以上のように、第３実施形態に係る光学式測定装置３は、特殊光を含む白色光を出射する白色光源（高輝度光源１１）と、高輝度光源１１とワークＷとの間に配され、高輝度光源１１から出射された白色光と、ワークＷからの戻り光と、を通過させる対物レンズ４０と、対物レンズ４０を通過した戻り光を所定の倍率に変倍する複数のチューブレンズ５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）と、複数のチューブレンズ５０のうち一のチューブレンズ５０（例えば、チューブレンズ５０ａ）に設けられ、所定の光のみを透過する特殊フィルタ（ハイパスフィルタ８０）と、複数のチューブレンズ５０のうち戻り光上に配置させる一のチューブレンズ５０を選択的に切り替え可能なパワーターレット６０と、を備える。
このため、パワーターレット６０によるチューブレンズ５０の切替操作により、ワークＷからの戻り光上に特殊フィルタを配置するか否かを選択することができることとなって、使用者は容易に可視観察と特殊観察とを切り替えることができる。

特に、第３実施形態に係る光学式測定装置３は、白色光源として近赤外光を含む白色光を出射する光源を、特殊フィルタとして近赤外光のみを透過するハイパスフィルタ８０を、それぞれ使用しているので、パワーターレット６０によるチューブレンズ５０の切替操作により、可視観察のみならず、近赤外観察を行うことができることとなって、例えば、シリコンやフィルム等の薄い素材を使用した回路基盤の検査、セキュリティに利用される静脈認証等を行うことができる。

（第４実施形態）
まず、構成について説明する。なお、説明の簡略化のため、第１〜３実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
第４実施形態に係る光学式測定装置４は、図４に示すように、高輝度光源１２と、フィルタ切替ターレット９０と、ミラー２０と、ビームスプリッタ３０と、対物レンズ４０と、チューブレンズ５０ａ、５０ｂ、５０ｃと、蛍光フィルタ１７１と、パワーターレット６０と、ＣＣＤカメラ７０と、を備えて構成されている。

高輝度光源１２は、例えば、ハロゲン、放電灯、発光ダイオード等で構成される広帯域の光源であり、励起光を含む高輝度の白色光を発生させて出射する。高輝度光源１２から出射された白色光は、高輝度光源１２の鉛直下方に配置されたフィルタ切替ターレット９０に照射される。

フィルタ切替ターレット９０は、高輝度光源１２から出射された白色光上に、ワークＷから蛍光を放射させる波長の励起光のみを透過する励起フィルタ１２１を配置するか否かを選択的に切り替え可能なターレットであり、フィルタ切替機構として機能する。

蛍光フィルタ１７１は、蛍光のみを透過するフィルタである。
即ち、蛍光フィルタ１７１は、ビームスプリッタ３０を透過した戻り光のうちワークＷから放射された蛍光のみを透過する。
この蛍光フィルタ１７１は、複数のチューブレンズ５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）のうち一のチューブレンズ５０（図中ではチューブレンズ５０ａ）と一体となるように設けられており、パワーターレット６０によるチューブレンズ５０の切替操作に付随して移動するようになっている。

次に、作用について説明する。
光学式測定装置４は、高輝度光源１２から出射された白色光上に励起フィルタ１２１を配置するか否かを選択的に切り替え可能なフィルタ切替ターレット９０を設けている。
このフィルタ切替ターレット９０を操作して白色光上に励起フィルタ１２１を配置し、かつパワーターレット６０を操作して蛍光フィルタ１７１が設けられたチューブレンズ５０ａを戻り光上に配置させた場合（図４参照）、励起フィルタ１２１を透過したことで得られた励起光が、ミラー２０及びビームスプリッタ３０を介して対物レンズ４０を通過し、ワークＷに照射される。励起光が照射されたワークＷにおいては、ワークＷに形成された蛍光体から厚みに応じた蛍光が放射されるとともに、照射された励起光が反射される。ワークＷからの蛍光及び励起光から成る戻り光は、対物レンズ４０及びビームスプリッタ３０を介して、蛍光のみを透過する蛍光フィルタ１７１を透過する。蛍光フィルタ１７１を透過した蛍光は、チューブレンズ５０ａを通過し、ＣＣＤカメラ７０に入射される。

一方、フィルタ切替ターレット９０を操作して白色光上に励起フィルタ１２１を配置しない状態とし、かつパワーターレット６０を操作して蛍光フィルタ１７１が設けられていないチューブレンズ５０（例えばチューブレンズ５０ｂ）を戻り光上に配置させた場合、ワークＷに対して高輝度光源１２から出射された白色光がそのまま照射されるうえ、ワークＷからの戻り光上に蛍光フィルタ１７１が存在しないこととなるため、ワークＷからの戻り光は、そのままチューブレンズ５０ｂを通過してＣＣＤカメラ７０に入射される。

以上のように、第４実施形態に係る光学式測定装置４は、白色光源（高輝度光源１２）と対物レンズ４０との間に配され、ワークＷから蛍光を放射させる波長の励起光のみを透過する励起フィルタ１２１を、高輝度光源１２から出射された白色光上に配置するか否かを選択的に切り替え可能なフィルタ切替ターレット９０を更に備え、白色光源として励起光を含む白色光を出射する光源を、特殊フィルタとして戻り光のうちワークＷから放射された蛍光のみを透過する蛍光フィルタ１７１を、それぞれ使用し、対物レンズ４０は、高輝度光源１２から出射された白色光のうちフィルタ切替ターレット９０を通過した白色光又は励起光を通過させる。
このため、フィルタ切替ターレット９０による励起フィルタ１２１の切替操作及びパワーターレット６０によるチューブレンズ５０の切替操作により、可視観察のみならず、蛍光観察を行うことができることとなって、例えば、ソルダーレジストが用いられたＩＣウエハの検査、蛍光色素で染色された生物組織や細胞の観察等を行うことができる。

（第５実施形態）
まず、構成について説明する。なお、説明の簡略化のため、第１〜４実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
第５実施形態に係る光学式測定装置５は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、高輝度光源１３と、フィルタ切替ターレット９１と、ミラー２０と、ビームスプリッタ３０と、対物レンズ４０と、チューブレンズ５０ａ、５０ｂ、５０ｃと、蛍光フィルタ１７１と、パワーターレット６０と、ＣＣＤカメラ７０と、を備えて構成されている。

高輝度光源１３は、例えば、ハロゲン、放電灯、発光ダイオード等で構成される広帯域の光源であり、近赤外光及び励起光を含む高輝度の白色光を発生させて出射する。高輝度光源１３から出射された白色光は、高輝度光源１３の鉛直下方に配置されたフィルタ切替ターレット９１に照射される。

フィルタ切替ターレット９１は、高輝度光源１３から出射された白色光上に、ワークＷから蛍光を放射させる波長の励起光のみを透過する励起フィルタ１２１及び近赤外光のみを透過するハイパスフィルタ８１のうちいずれか一のフィルタを配置するか、又は双方とも配置しないか、を選択的に切り替え可能なターレットであり、フィルタ切替機構として機能する。

次に、作用について説明する。
光学式測定装置５は、高輝度光源１３から出射された白色光上に、励起フィルタ１２１及びハイパスフィルタ８１のうちいずれか一のフィルタを配置するか、又は双方とも配置しないか、を選択的に切り替え可能なフィルタ切替ターレット９１を設けている。
このフィルタ切替ターレット９１を操作して白色光上に励起フィルタ１２１を配置し、かつパワーターレット６０を操作して蛍光フィルタ１７１が設けられたチューブレンズ５０ａを戻り光上に配置させた場合（図５（ａ）参照）、励起フィルタ１２１を透過したことで得られた励起光が、ミラー２０及びビームスプリッタ３０を介して対物レンズ４０を通過し、ワークＷに照射される。励起光が照射されたワークＷにおいては、ワークＷに形成された蛍光体から厚みに応じた蛍光が放射されるとともに、照射された励起光が反射される。ワークＷからの蛍光及び励起光から成る戻り光は、対物レンズ４０及びビームスプリッタ３０を介して、蛍光のみを透過する蛍光フィルタ１７１を透過する。蛍光フィルタ１７１を透過した蛍光は、チューブレンズ５０ａを通過し、ＣＣＤカメラ７０に入射される。

また、フィルタ切替ターレット９１を操作して白色光上にハイパスフィルタ８１を配置し、かつパワーターレット６０を操作して蛍光フィルタ１７１が設けられていないチューブレンズ５０（例えばチューブレンズ５０ｂ）を戻り光上に配置させた場合（図５（ｂ）参照）、ハイパスフィルタ８１を透過したことで得られた近赤外光が、ミラー２０及びビームスプリッタ３０を介して対物レンズ４０を通過し、ワークＷに照射される。ワークＷに照射された近赤外光は、ワークＷの表面を透過して図示しない配線で反射され、対物レンズ４０及びビームスプリッタ３０を介して、チューブレンズ５０ｂを通過し、ＣＣＤカメラ７０に入射される。

一方、フィルタ切替ターレット９１を操作して白色光上に励起フィルタ１２１及びハイパスフィルタ８１を配置しない状態とし、かつパワーターレット６０を操作して蛍光フィルタ１７１が設けられていないチューブレンズ５０（例えばチューブレンズ５０ｂ）を戻り光上に配置させた場合、ワークＷに対して高輝度光源１３から出射された白色光がそのまま照射されるうえ、ワークＷからの戻り光上に蛍光フィルタ１７１が存在しないこととなるため、ワークＷからの戻り光は、そのままチューブレンズ５０ｂを通過してＣＣＤカメラ７０に入射される。

第５実施形態に係る光学式測定装置５は、白色光源（高輝度光源１３）として励起光及び近赤外光を含む白色光を出射する光源を使用し、フィルタ切替ターレット９１は、励起フィルタ１２１及び近赤外光のみを透過するハイパスフィルタ８１のうちいずれか一のフィルタを高輝度光源１３から出射された白色光上に配置するか、又は双方とも配置しないか、を選択的に切り替え可能であり、対物レンズ４０は、高輝度光源１３から出射された白色光のうちフィルタ切替ターレット９１を通過した白色光、近赤外光又は励起光を通過させる。
このため、フィルタ切替ターレット９１によるフィルタの切替操作及びパワーターレット６０によるチューブレンズ５０の切替操作により、可視観察のみならず、蛍光観察や近赤外観察を行うことができることとなって、例えば、ソルダーレジストが用いられたＩＣウエハの検査、蛍光色素で染色された生物組織や細胞の観察や、シリコンやフィルム等の薄い素材を使用した回路基盤の検査、セキュリティに利用される静脈認証等を行うことができる。

（第５実施形態の変形例）
まず、構成について説明する。なお、説明の簡略化のため、第１〜５実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
第５実施形態の変形例に係る光学式測定装置６は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、高輝度光源１３と、フィルタ切替ターレット９０と、ミラー２０と、ビームスプリッタ３０と、対物レンズ４０と、チューブレンズ５０ａ、５０ｂ、５０ｃと、蛍光フィルタ１７１と、ハイパスフィルタ８０と、パワーターレット６０と、ＣＣＤカメラ７０と、を備えて構成されている。

即ち、第５実施形態と比較し、ハイパスフィルタ８０を、フィルタ切替ターレット９０内ではなく、チューブレンズ５０ｂに設けた点において異なる。

次に、作用について説明する。
光学式測定装置６は、高輝度光源１３から出射された白色光上に励起フィルタ１２１を配置するか否かを選択的に切り替え可能なフィルタ切替ターレット９０を設けている。
このフィルタ切替ターレット９０を操作して白色光上に励起フィルタ１２１を配置し、かつパワーターレット６０を操作して蛍光フィルタ１７１が設けられたチューブレンズ５０ａを戻り光上に配置させた場合（図６（ａ）参照）、励起フィルタ１２１を透過したことで得られた励起光が、ミラー２０及びビームスプリッタ３０を介して対物レンズ４０を通過し、ワークＷに照射される。励起光が照射されたワークＷにおいては、ワークＷに形成された蛍光体から厚みに応じた蛍光が放射されるとともに、照射された励起光が反射される。ワークＷからの蛍光及び励起光から成る戻り光は、対物レンズ４０及びビームスプリッタ３０を介して、蛍光のみを透過する蛍光フィルタ１７１を透過する。蛍光フィルタ１７１を透過した蛍光は、チューブレンズ５０ａを通過し、ＣＣＤカメラ７０に入射される。

また、フィルタ切替ターレット９０を操作して白色光上に励起フィルタ１２１を配置しない状態とし、かつパワーターレット６０を操作してハイパスフィルタ８０が設けられたチューブレンズ５０ｂを戻り光上に配置させた場合（図６（ｂ）参照）、高輝度光源１３から出射された近赤外光を含む高輝度の白色光が、ミラー２０及びビームスプリッタ３０を介して対物レンズ４０を通過し、ワークＷに照射される。ワークＷに照射された白色光に含まれる近赤外光は、ワークＷの表面を透過して図示しない配線で反射される。ワークＷからの戻り光は、対物レンズ４０及びビームスプリッタ３０を介して、近赤外光のみを透過するハイパスフィルタ８０を透過する。ハイパスフィルタ８０を透過した近赤外光は、チューブレンズ５０ｂを通過し、ＣＣＤカメラ７０に入射される。

一方、フィルタ切替ターレット９０を操作して白色光上に励起フィルタ１２１を配置しない状態とし、かつパワーターレット６０を操作して蛍光フィルタ１７１及びハイパスフィルタ８０が設けられていないチューブレンズ５０（例えばチューブレンズ５０ｃ）を戻り光上に配置させた場合、ワークＷに対して高輝度光源１３から出射された白色光がそのまま照射されるうえ、ワークＷからの戻り光上に蛍光フィルタ１７１及びハイパスフィルタ８０が存在しないこととなるため、ワークＷからの戻り光は、そのままチューブレンズ５０ｃを通過してＣＣＤカメラ７０に入射される。

第５実施形態の変形例に係る光学式測定装置６は、白色光源（高輝度光源１３）として励起光及び近赤外光を含む白色光を出射する光源を使用し、複数のチューブレンズ５０は、少なくとも３つ以上であり、蛍光フィルタ１７１が設けられていないチューブレンズ５０のうち一のチューブレンズ５０（例えば、チューブレンズ５０ｂ）に近赤外光のみを透過するハイパスフィルタ８０が設けられている。
このため、フィルタ切替ターレット９０による励起フィルタ１２１の切替操作及びパワーターレット６０によるチューブレンズ５０の切替操作により、可視観察のみならず、蛍光観察や近赤外観察を行うことができることとなって、例えば、ソルダーレジストが用いられたＩＣウエハの検査、蛍光色素で染色された生物組織や細胞の観察や、シリコンやフィルム等の薄い素材を使用した回路基盤の検査、セキュリティに利用される静脈認証等を行うことができる。

以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、上記実施形態では、蛍光フィルタやハイパスフィルタをチューブレンズと対物レンズの間に設けるようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、チューブレンズとＣＣＤカメラの間に設けるようにしてもよい。

その他、光学式測定装置を構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である

１〜６ 光学式測定装置
１００ 可視観察部
２００ 蛍光観察部（特殊観察部）
３００ 近赤外観察部（特殊観察部）
１０ 白色光源
１１、１２、１３ 高輝度光源（白色光源）
２０、１３０、２２０ ミラー
３０、２３０ ビームスプリッタ
４０ 対物レンズ（第１対物レンズ）
５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）、１６０、２５０ チューブレンズ
６０ パワーターレット（レンズ切替機構）
７０、１８０、２６０ ＣＣＤカメラ
８０ ハイパスフィルタ（近赤外光フィルタ；特殊フィルタ）
９０、９１ フィルタ切替ターレット（フィルタ切替機構）
１１０、２１０ 特殊光源
１２０、１２１ 励起フィルタ
１４０ ダイクロイックミラー
１５０、２４０ 対物レンズ（第２対物レンズ）
１７０、１７１ 蛍光フィルタ（特殊フィルタ）

Claims (8)

1. 測定対象物の可視観察を行う可視観察部と、
   前記測定対象物の特殊観察を行う特殊観察部と、を備え、
   前記可視観察部は、
   白色光を出射する白色光源と、
   前記白色光源と前記測定対象物との間に配され、前記白色光源から出射された白色光と、前記測定対象物からの戻り光と、を通過させる第１対物レンズと、
   前記第１対物レンズを通過した前記戻り光を所定の倍率に変倍する複数のチューブレンズと、
   前記複数のチューブレンズのうち前記戻り光上に配置させる一のチューブレンズを選択的に切り替え可能なレンズ切替機構と、を備え、
   前記特殊観察部は、
   特殊光を出射する特殊光源と、
   前記特殊光源と前記測定対象物との間に配され、前記特殊光源から出射された特殊光と、前記測定対象物からの戻り光と、を通過させる第２対物レンズと、を備えることを特徴とする光学式測定装置。
2. 前記特殊光は、近赤外光であることを特徴とする請求項１に記載の光学式測定装置。
3. 前記特殊光源と前記第２対物レンズとの間に配され、前記測定対象物から蛍光を放射させる波長の励起光のみを透過する励起フィルタと、
   前記第２対物レンズを通過した戻り光のうち前記測定対象物から放射された蛍光のみを透過する蛍光フィルタと、を更に備え、
   前記特殊光は、励起光であり、
   前記第２対物レンズは、前記特殊光源から出射された励起光のうち前記励起フィルタを透過した励起光を通過させることを特徴とする請求項１に記載の光学式測定装置。
4. 特殊光を含む白色光を出射する白色光源と、
   前記白色光源と測定対象物との間に配され、前記白色光源から出射された白色光と、前記測定対象物からの戻り光と、を通過させる対物レンズと、
   前記対物レンズを通過した戻り光を所定の倍率に変倍する複数のチューブレンズと、
   前記複数のチューブレンズのうち一のチューブレンズに設けられ、所定の光のみを透過する特殊フィルタと、
   前記複数のチューブレンズのうち前記戻り光上に配置させる一のチューブレンズを選択的に切り替え可能なレンズ切替機構と、
   を備えることを特徴とする光学式測定装置。
5. 前記特殊光は、近赤外光であり、
   前記特殊フィルタは、前記近赤外光のみを透過する近赤外光フィルタであることを特徴とする請求項４に記載の光学式測定装置。
6. 前記白色光源と前記対物レンズとの間に配され、前記測定対象物から蛍光を放射させる波長の励起光のみを透過する励起フィルタを、前記白色光源から出射された白色光上に配置するか否かを選択的に切り替え可能なフィルタ切替機構を更に備え、
   前記特殊光は、励起光であり、
   前記対物レンズは、前記白色光源から出射された白色光のうち前記フィルタ切替機構を通過した白色光又は励起光を通過させ、
   前記特殊フィルタは、前記戻り光のうち前記測定対象物から放射された蛍光のみを透過する蛍光フィルタであることを特徴とする請求項４に記載の光学式測定装置。
7. 前記特殊光は、近赤外光を含み、
   前記フィルタ切替機構は、前記励起フィルタ及び前記近赤外光のみを透過する近赤外光フィルタのうちいずれか一のフィルタを前記白色光源から出射された白色光上に配置するか、又は双方とも配置しないか、を選択的に切り替え可能であり、
   前記対物レンズは、前記白色光源から出射された白色光のうち前記フィルタ切替機構を通過した白色光、近赤外光又は励起光を通過させることを特徴とする請求項６に記載の光学式測定装置。
8. 前記特殊光は、近赤外光を含み、
   前記複数のチューブレンズは、少なくとも３つ以上であり、前記蛍光フィルタが設けられていないチューブレンズのうち一のチューブレンズに前記近赤外光のみを透過する近赤外光フィルタが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光学式測定装置。

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