JP2513862B2 - 走査型レ−ザ顕微鏡装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は走査型レーザー顕微鏡システム、特に、複
屈折材料や蛍光対象などのサンプルを拡大検査する走査
型レーザー顕微鏡システムに関する。

（従来の技術） 物の細部や構造の検査には何年にも渡って光学顕微鏡
が使われてきた。通常の顕微鏡は典型的には対象が全体
として照明される像の種類を使用する。対象を伝わる光
又は対象から反射される光は、対物レンズにより中間像
平面に結像される。この中間像平面は接眼レンズにより
観察されるか、テレビカメラにより走査される。

従来の顕微鏡検査法の欠点は、対象の一点から散乱光
が像の別の部分の中間像平面に到着することにより、像
の各所間のコントラストが劣化することである。この効
果は走査顕微鏡システムにより最小限に抑制することが
できる。

光学走査顕微鏡検査法では点毎に対象を照射し、伝達
されたり、反射されたり、離れたり、発生したりした光
を連続した各点で測定する。像は点毎の明るさの測定結
果を組み合わせることにより適切な表示手段により表示
される。レーザーの出現により、単一波長の光を微小点
に収束させることが可能となったので、光学的走査顕微
鏡検査法の点毎の解像度は改善された。走査顕微鏡シス
テムの詳細に関しては、1984年にAcademic Pressから出
版されたWilson and Sheppard,“Theory and Practice
of Scanning Optical Microscopy"の３−９頁を参照さ
れたい。

観察対象が異方性である場合は非常に複雑化する。異
方性材料を透過する光は、異なる速度で異なる方向に進
む。偏光は、異なる偏光角での伝播速度の相違により更
に影響を受ける。

複屈折材料は３軸異方性であるかもしれない。更に、
軸方向毎に異なる速度で光を透過させる複屈折材料は、
異なる２方向に光線を反射して２本の光線を形成するか
もしれない。複屈折材料を透過した偏光の収束ビーム
は、通常の顕微鏡や走査顕微鏡で観察しても、干渉縞効
果が生じ、明暗の「縦縞」や「輪」が形成される。この
効果に関しては、McGraw−Hill社から1976年に刊行され
たJenkins and Whiteの“Fundamentals of Optics"の57
6-579頁を参照されたい。

このような象の明るさの変化により、介在物、結晶格
子転位、粒子の境界、空格子点、格子間型などの僅かな
特異点の検出ができなくなる。明るさの均一な領域だけ
が検査可能である。従って、像の僅かな部分だけが対象
の検査に用いられる。このため、対象の所定領域を何度
も観察しなければならない。

電子光学装置の製造に当って適切な費用で機能的装置
を大量に生産するには、基板材料の質の知識が重要であ
る。分子配向ポリマーやたの複屈折材料の製造に当って
は、材料の質の知識が同様に重要である。

共焦レーザー走査顕微鏡は、解像度が改善され深さを
識別できる点で通常の顕微鏡とは異なる。

蛍光レーザー走査顕微鏡検査法は従来の蛍光顕微鏡検
査法より優れている。光を標本の非常に小さい点に収束
させることができ、非常に小さな蛍光体を検出すること
ができる。従来の蛍光顕微鏡検査法では、焦点の合って
いない蛍光は、焦点の合っている標本層からの蛍光を比
較的強く妨害する。一方、共焦レーザー走査顕微鏡で
は、焦点の合っていない蛍光は、焦点の合っている標本
層からの蛍光を極僅かに妨害するだけである。

この発明の目的は、材料その他の標本の微細な詳細や
構造の検出又は特徴付けの助けをする改善された走査型
レーザー顕微鏡システムを提供することである。

この発明の別の目的は、材料や標本を透過したり、材
料や標本で反射したり、材料や標本から生じた光を増強
して、材料や標本と異変や対象領域とのコントラストを
強くする手段を提供することである。

この発明の更に別の目的は、対象の深さの識別や蛍光
顕微鏡検査に使用可能な単一走査型レーザー装置を提供
することである。

この発明の更に別の目的は、材料や標本を透過したり
材料や標本から反射してきた走査ビームにより検出され
た光を表示する信号を処理する非常に精密な手段を提供
することである。

（発明の概要） この発明は以上の目的を達成するものであり、この発
明によれば、走査型レーザー顕微鏡装置は、 材料の走査面上をラスター走査する光学系と、 この材料からの光ビームを検出し、検出された光ビー
ムの強度を表わす信号を発生する手段と、 前記材料の走査面上で第１方向の光ビーム位置を表わ
すピクセルクロック信号を発生する手段と、 前記材料の走査面上で前記第一方向に直交する第二方
向において光ビームを所望ビーム位置に位置させる手段
と、 検出された光信号を記憶する手段と、 前記第一方向のピクセルクロック信号及び前記第二方
向の所望位置に基づいて前記記憶手段に制御信号を与え
て前記材料の走査面上のビーム位置に対応した記憶位置
に前記検出信号が記憶されるように前記記憶手段を同期
させる手段と、 前記材料の走査面を表わす像に前記記憶信号を変換す
る手段と、を備え、上記ピクセルクロック信号を発生さ
せる手段は、上記ピクセルクロック信号が空間的に導出
させる入力に同期するように、その入力の位相にその出
力を同期させるフェーズロックループ手段と、上記ピク
セルクロック信号を形成するために所定数を上記フェー
ズロックループの入力の空間的に導出された周波数に掛
ける手段と、を備えている。

（実施例） 以下、図面を参照しながらこの発明の実施例について
詳細に説明する。

第１図には、この発明に係る走査型レーザ顕微鏡装置
10の斜視図が示されている。顕微鏡装置10は光学テーブ
ル12上に設けられており、この光学テーブルは振動を減
少および吸収可能に形成されている。光学テーブル12
は、中実のアルミニウムから成る天板部14、底板部、及
びアルミニウムから成る中間ハニカム部で構成された積
層水平構造を備えていてもよい。なお、位置振動を一層
減少させるために、積層水平構造は空気サスペンション
に支持されていてもよい。

光学テーブル12の天板部14上には、ヘリウムネオンレ
ーザ20のような第１の光源20が設けられている。光源20
として、カリフォルニア、カールスバッドにあるヒュー
ズ・エアークラフト株式会社から入手可能なレーザモデ
ル第3225−Ｈ−Ｐが適していることが判明している。レ
ーザ20は、直線偏光のほぼ平行光となった単波長の光ビ
ームを出射する。ビームの波長は632.8ナノメータであ
り、直径約１ミリメータの円形横断面を有する可視可能
な赤色ビームとなる。レーザ20にはビームエキスパンダ
ー・コリメータアッセンブリ22が接続され、このアッセ
ンブリはビームの径を約３ミリメータに拡径およびコリ
メートする。上記目的のため、カリフォルニア、フォー
テインバレーにあるニューポート株式会社から入手可能
なモデル第T81-3Xのような3Xビームエキスパンダを使用
することができる。

拡径されたビーム24は、回転自在なロータ30の外周面
28に設けられた複数の反射面26の１つに向けられる。顕
微鏡装置10に必要な設置スペースを削減するため、実施
例によれば、レーザ20からの拡径ビーム24は、まず、ダ
イクロイックビームスプリッタ32の反射面により、水平
面内で90度反射される。ビームスプリッタ32として、ニ
ューメキシコ、アルブクエークのCVIレーザ株式会社か
ら入手可能なモデル第4880T-6328Rのダイクロイックビ
ームスプリッタを用いることができる。スプリッタ32か
らのビーム24はミラー34により垂直方向上方に90度反射
される。ミラー34としては、ニューヨーク、ロチェスタ
のメルス・グリオットから入手可能なモデル第01MFG007
のようなミラーが使用される。ミラー34に反射されたビ
ーム24は、24インチ四方の中実板からなるパン切り板状
の板38に形成された孔36、およびロータ30を支持してい
るアッセンブリの基板46を通してロータの１つの反射面
26の導かれる。板38は互いに離間した４つのポスト40に
より光学テーブル12に接続及び支持されている。

ロータ30は検流計アッセンブリ42の一部を構成してお
り、アリゾナ、ホエニックスのリンコルレーザ株式会社
から入手可能な検流計アッセンブリ第18875H-23ND-2-10
0のような検流計アッセンブリが使用される。このアッ
センブリ42はシャフトを有するモータを備え、ロータ30
はショフトに回転自在に支持されているとともにモータ
によって回転される。モータ及びロータ30は、２つの窓
を有するハウジング内に支持されている。一方の窓は、
ミラー34から１つの反射面26へのビーム24の通過を許容
するとともに、この反射面で反射されハウジングの外方
へ向かうビームの通過を許容する。他方の窓は、ハウジ
ングのほぼ反対側に設けられ、ロータ30の他の反射面に
向かう他のビームの通過および他の反射面で反射されハ
ウジングの外方へ向かうビームの通過を許容する。ハウ
ジングは例えばボルトにより支持アッセンブリに取り付
けられており、支持アッセンブリは基板46に接続された
垂直板44を備えている。基板46及び垂直板44は間接片、
つまり屈曲片48により連結される。

ビーム24はロータ30で反射され、それにより、ビーム
の周縁位置は垂直方向Ｘに移動され、ロータ30から離れ
る程、Ｘ方向に大きな距離移動される。

第１及び第２の両凸レンズ50、52を有するリレーレン
ズアッセンブリが設けられ、このアッセンブリはビーム
をミラー54の平坦な第１の反射面に導く。適当な両凸レ
ンズ50、52として、前述したメルスーグリオット株式会
社の部品第01−LDX 115/078が使用される。第１の両凸
レンズ50はビームをＹ方向に移動する点に収束する。Ｙ
方向の走査の中間位置における収束点から第１のレンズ
50の反対側に等距離だけ離間して、第２の両凸レンズ52
が設けられている。第２のレンズ52は、ビームをミラー
54の固定スポットに種々の入射角にて入射させる。な
お、第１図において、第１及び第２のレンズ50、52上に
示された円は各レンズ上におけるビームの周縁位置をそ
れぞれ表わしている。

ミラー54は検流計56に接続され、これらは共同して検
流計アッセンブリ58を構成している。適当な検流計56
は、マサチューセッツ、ウォータタウンのジェネラルス
キャニング株式会社から入手可能な部品第G120Dを適用
することができる。ミラー54は第１の反射面と平行な第
２の平坦な反射面を有し、この第２の反射面については
後述する。上記目的のミラーとして、5mm×5mm×1mmの
両面平面鏡が適している。このようなミラーは、マサチ
ューセッツ、ウインチェスターにあるスペクトローフィ
ルムカンパニーから入手することができる。ミラーの両
平坦面は垂直平面内に位置している。検流計56は、ミラ
ー54を垂直軸、つまり、ミラーの中心を通る線の回りで
後方及び前方（一方向に続いて反対方向へ）回動させ
る。ビーム24の中心は、この垂直線と直角に交差する。
また、垂直線はロータ30の軸に対して直角に伸びてい
る。検流計56は、２つのラインを有するケーブル118を
介して検流計、つまり、検流制御モジュール116から送
られる電気的制御信号に応じて作動する。

検流計56の前方及び後方への移動は、ロータ30による
Ｘ方向への移動と組み合わされた際、ビームがラスター
走査パターンで移動するような角度でミラーによりビー
ムを水平方向Ｙ内に反射させる。ここで、ビームの周縁
位置は、ミラー54から離間する程、Ｘ及びＹ方向に大き
な距離だけ移動する。従って、ラスターパターンの寸法
は、ミラー54からの距離の増加に伴って増加する。

第３、第４、及び第５の両凸レンズ60、62、64を有
し、ビームを平面鏡、つまり、ビームスプリッタ66へ導
く第２のリレーレンズアッセンブリが設けられている。
第３及び第４のレンズ60、62はラスター走査パターンを
１点に変換する。カリフォルニア、フォウテインにある
ニューポート株式会社は、焦点距離63mmの両凸レンズを
部品第KBX−145AR14として販売しており、この両凸レン
ズは第３及び第４のレンズ60、62に適している。例え
ば、ニューポート株式会社から部品第KBX−163AR14とし
て販売されている焦点距離176mmのような第５のレンズ6
4は、第３及び第４のレンズ60、62により１点に収束さ
れたビームを再度平行ビームに変換する。また、第５の
レンズ64は、ラスターパターンを平面アポクロマートレ
ンズ68上の固定スポットに収束し、固定スポットにおけ
るビーム24の入射角はラスターパターンに応じた方向に
沿って変化する。第５のレンズ64と固定スポットとの間
には、小型化および便宜上、ミラーあるいはビームスプ
リッタが選択的に配設され、ビームをレンズ68に向かっ
て下方に導く。

レンズ68としては、基本的な顕微鏡の対物レンズ、例
えば、ニュージャージ、ロックレイスのイー・レイツ有
限会社からレンズ第519692−6.3X.2NAあるいはレンズ第
519509−40X.75NAとして入手可能なレンズが使用され
る。そして、レンズ68は、使用される特定のレンズ68の
倍率あるいは開口数に応じた寸法にビームを収束する。

レンズ68を通過した後、ビームは分析される対象物、
つまり物質70に接触する。顕微鏡装置10は、例えば、配
向されたポリマーフィルムや、リチウムニオベート、ポ
タジウムチタニルフォスフェート（KTP）、バリウムチ
タネート、あるいはビズマスシリコンオキサイド（BS
O）のウエファ等の結晶性物質のような複屈折、半透明
物質の分析に特に適している。

対象物70は、走査ステージアッセンブリ74の可動板72
に形成された孔の上方に載置される。アッセンブリ74
は、回動板72と、位置決めセンサーに反応して可動板72
を第１の方向（例えばＸ方向）に移動させるモータを備
えた第１の直線位置決めアッセンブリ76と、回動板72を
第１の方向と直交する第２の方向（例えばＹ方向）に移
動させる類似の第２の直線位置決めアッセンブリ78と、
走査ステージキーパッド−表示ユニット80と、ケーブ
ル、つまり、電気ライン84を介して位置決めアッセンブ
リ76、78、キーパッド−表示ユニット80及びコンピュー
タシステム86に接続されたステージ制御モジュール82
と、を備えている。図示の走査ステージアッセンブリ74
は、ニュージャージ、ロックレイスのイー・レイツ有限
会社から部品第M672070 S−2000として入手することが
できる。

対象物からの屈折、拡散及び／あるいは反射されたビ
ームのほとんどの部分は、ビーム増強アッセンブリ88を
通過する。ビーム増強アッセンブリ88は、このアッセン
ブリ88を通過する光が円筒ハウジング内の光増倍管（PM
T）によって検出されるように、光検出アッセンブリ90
上に載置されている。光増倍管及び円筒ハウジングは光
検出アッセンブリ90を構成している。この発明に使用可
能な光検出アッセンブリ90は、ペンシルバニア、ロンキ
ャスターのバール工業（以前のRCA）から部品第8645Rと
して入手することができる。

光増倍管（PMT）は感知した光を電気信号に変換し、
その信号を同軸絶縁ケーブル等のライン91を通して補助
増幅モジュール94及び光増倍管制御モジュール96に送
り、更に、同軸絶縁ケーブル等のライン93を通してコン
ピュータ86へ送る。

板38上には、基板104上のサポート102により第２の光
源98が支持されている。同様の載置構造を用いて、第１
の光源を光学テーブル12に接続することができる。第２
の光源98としては、ヒューズ・エアークラフト株式会社
から入手可能なモデル第3221 H−Ｐのようなヘリウム−
ネオンレーザを使用することができる。このようなレー
ザ98は、径1mmmのほぼ平行化された光ビームを出射す
る。第２の光源98は、ビームスプリッタ106を通して板3
8の上面とほぼ平行な方向にビームを向けるように位置
決めされている。ビームスプリッタ98として、前述した
メルスーグリオットから入手可能なキューブビームスプ
リッタ03−BSC−009を使用することができる。ビーム10
0の第１の部分108は、ビームスプリッタ106と、拡散し
た光を遮蔽する調整可能な虹彩を有する第１のビームス
トップ107とをほぼ直線的に通過して平面ミラー109に入
射する。平面ミラー109はビームの第１の部分108をミラ
ー54の平坦な第２の反射面に向ける。検流計56によって
駆動されるミラー54はビームの第１の部分108を水平面
内で走査状に移動させる。

続いて、第１の部分108は第１のレンズ50と同様の第
６の両凸レンズ110を通過し、このレンズ110は第１の部
分108を１点に収束する。水平面内で移動する上記の点
は光位置センサー112上に向けられる。この光位置セン
サー112としては、カリフォルニア、セグンド E1のク
アントラッドから入手可能な位置センサーPS−100−500
を使用することができる。

センサー112上におけるビームの第１の部分108の移動
は、対象物70上におけるビーム24の一方向への移動に類
似している。センサー112は、検知した光をセンサー112
上におけるその光の位置を示す電気信号に変換し、これ
らの電気信号を３つのラインを有するケーブル114を通
して検流計制御モジュール116に供給する。

第２のレーザ98、ビームストップ107、ミラー109、検
流計56、ミラー54の第２の反射面、第６のレンズ110、
センサー112、及び検流計制御モジュール116は、光連結
サーボシステムとして作用する。

一方、ビーム100の第２の部分120は、スプリッタ106
により第１の部分108から分離される。ビームの第２の
部分120は第１のビームストップ107と同様の第２のビー
ムストップ122を通ってビーム操舵装置に入射し、更
に、平面ミラー124、検流計アッセンブリ42のハウジン
グの第２の窓を通して、ロータ30の反射面の他の１つに
入射する。ビーム操舵装置としては、前述したニューポ
ート株式会社から入手可能なモデル第675を使用するこ
とができる。ロータ30は第２のビーム部分120を第２の
窓の外に反射して垂直方向Ｘへ移動させる。続いて、第
２のビーム部分120は第７の両凸レンズ126を通過して第
２のビームスプリッタ128に入射し、このビームスプリ
ッタは第２のビーム部分を分離し第３のビーム部分130
を２重光検出器、つまり、センサー132へ向ける。セン
サー132としては、カリフォルニア、ニューベリーパー
クのシリコンディテクタ株式会社から入手可能なバイセ
ルSD−113−24−21−021スプリットフォトディテクタを
使用することができる。センサー132は、このセンサー
の第１の部分、続いて第２の部分を横切るビームの通過
を示す電気信号を供給する。これらの電気信号はライン
134を通して走査検出回路136へ送られる。走査検出回路
136は、ライン138を通して電気信号をコンピュータシス
テム86及びフレーム、つまり、結像ステージ制御モジュ
ール140へ送る。

第４のビーム部分142は、第２のビームスプリッタ128
を通ってほぼ直線的に進み、例えば、１インチ当り50ラ
インを有するロンキー格子144に入射する。第４のビー
ム部分142がロンキー格子144を横切って進む際、このロ
ンキー格子は第４のビーム部分の遮蔽および通過を所定
のパターンで繰り返し、第４のビーム部分を変調する。
続いて、変調された第４のビーム部分142は第８の両凸
レンズ146を通ってピクセルクロック光センサー148に入
射する。このセンサー148は検出した光の強度に比例し
た電気信号を発生する。この目的を達成するセンサーで
あればどの様なセンサーでもよいが、前述したシリコン
ディテクタ株式会社から入手可能なシリコン光検出器SD
−172−12−22−221が上記目的を満たすことが判明して
いる。センサー148からの情報は、ケーブル150を介して
補助増幅回路152、ピクセルクロックモジュール154、続
いて、フレームステージ制御モジュール140へ送られ
る。

ニューヨーク、エルブリッジにオフィスを持つスカン
−エーマチックから入手可能なモデル第S351Gのような
回転始動検出器174は、ロータ30上のブロックマークの
存在を検出し、このブロックマークが検出器174を通過
したことを示す信号をケーブル176を通してフレームス
テージ制御モジュール140に送る。

第１の光源20の代わりに使用可能な第３の光源156を
設けることもできる。この場合、第３の光源156は第１
の光源20に類似した光を供給するとともに、種々の異な
る波長に切換え可能であることが必要となる。このよう
な光源として、カリフォルニア、フリーモントのレクセ
ル株式会社から入手可能なアルゴン−イオンレザーモデ
ル65が知られている。特定のレーザが出射する１つの波
長は488ナノメータであり、可視可能な青色光である。
また、第３の光源156は光学テーブル12上に配置され平
面ミラー160にビーム158を出射する。そして、平面ミラ
ー160はビーム158を反射してビームスプリッタ32に導
き、第１の光源20からのビーム32に置き換える。

また、顕微鏡装置10は共焦構造を選択的に備えていて
もよい。顕微鏡装置10における共焦構造は、試料の多焦
点膜に於ける光の検出、検出された光に対応する信号の
蓄積、及びこれらの信号の３次元像形成を可能とする。

このような共焦構造は、基板46と検流計アッセンブリ
42との間におけるビーム24の通路内に配置されたビーム
スプリッタ162と、レンズ68と同様な顕微鏡の対物レン
ズ164と、ピンホール開口166と、ライン170を介してコ
ンピュータに接続された光センサー168と、を備えてい
る。光センサー168としては、例えば、前述したブール
工業から入手可能な光増倍管8850を使用することができ
る。第１の光源20からのビーム24は、前述したように、
ビームスプリッタ162を通ってロータに入射し、最終的
に、レンズ68に入射する。ビーム24の一部は、対象物で
反射し、レンズ64、62、60を通って再度光路を反対方向
に進み、ミラー54で反射してレンズ52、50を通り、更
に、ロータで反射してビームスプリッタ162に入射す
る。ビームスプリッタ162は反射ビームの一部を反射し
レンズ164及びピンホール開口166を通してセンサー168
へ導く。そして、センサー168は対象物70の反射率の関
数である電気信号を発生する。この電気信号は、コンピ
ュータシステム86に到達する前に、図示しない補助増幅
モジュール94′によって増幅され、図示しない光増倍管
制御モジュール96′によって制御される。これらのモジ
ュール94′、96′は、それぞれモジュール94、96と同一
の構成を用いることができる。

上述した構成部材、つまり、種々のレンズ、ビームス
プリッタ、ミラー、ピンホール開口、ロンキー格子、及
びセンサーは、長さ調整可能ホルダ172により支持板上
に配置および支持される。前述したニューポート株式会
社から入手可能なホルダVPH−３あるいはVPH−４はホル
ダ172に適している。

第２図は、第１図に示された走査型レーザ顕微鏡装置
10を明瞭にするために重複部分を省略して示す簡略化さ
れたブロック図である。第２図に示すように、顕微鏡装
置10は前述した光学系202、補助増幅モジュール94、光
増倍管制御モジュール96、コンピュータシステム86、ス
テージ制御モジュール82、走査ステージキーパッド−表
示ユニット80、走査ステージアッセンブリ74、検流計制
御モジュール116、走査検出回路136、補助増幅回路15
2、ピクセルクロックモジュール154、フレームステージ
制御モジュール140、及び操作パネル204を備えている。

光学系202、特に、光学系内の光センサー148は、信号
を補助増幅回路152に送るとともに補助増幅回路からバ
イアス電圧を受けるケーブル150を通して補助増幅回路1
52に接続されている。この補助増幅回路152は、信号を
送るケーブル151によりピクセルクロックモジュール154
に接続されている。また、ピクセルクロックモジュール
154は送信ケーブル153を介してフレームステージ制御モ
ジュール140に接続されている。

光学系202、特に、２重光センサー132は、信号を走査
検出回路136に送るとともに走査検出回路からバイアス
電圧を受けるケーブル137を通して走査検出回路136に接
続されている。この走査検出回路136は、信号を送るケ
ーブル138によりフレームステージ制御モジュール140に
接続されている。

また、光学系202の内、位置センサー112は、検流計制
御モジュール116に信号を送るとともに制御モジュール1
16からバイアス電圧を受けるケーブル114を介して検流
計制御モジュール116に接続されている。この検流計制
御モジュール116は、駆動電流を送るケーブル118により
検流計アッセンブリ58に接続されている。また、検流計
制御モジュール116は、ライン210を通してフレームステ
ージ制御モジュール140に接続され、このモジュール140
から信号を受ける。

光学系202の回転始動検出器174は、ケーブル176を通
してフレームステージ制御モジュール140に接続され、
このモジュール140に信号を送るとともにモジュール140
から出力を受ける。

更に、光学系202、特に、光検出アッセンブリ90は送
信ライン91を介して補助増幅モジュール94に接続され、
この補助増幅モジュールは送信ライン95を介して光増倍
管制御モジュール96に接続されている。また、光増倍管
モジュール96は制御電圧を送るライン97を介して光学系
202、特に、光検出アッセンブリ90に接続されている。
光増倍管制御モジュール96は検出光あるいはビデオ信号
を送るライン93を通してコンピュータシステム86に接続
されている。

コンピュータシステム86は、ケーブル84によりステー
ジ制御モジュール82に接続されている。この制御モジュ
ール82は、順番にケーブル84により走査段階アッセンブ
リ74及び走査段階キーパッド及び表示ユニット80に接続
されている。コンピュータシステム86は、フレーム保存
制御モジュール40からの信号を受信するために電線216
により接続されている。

フレーム保存制御モジュール140は、信号を操作パネ
ル204に送り、操作パネル204からの信号を受信するため
に電線によって接続されている。

第３図を参照すると、本発明の好ましい実施例に使用
される断面で示した部品と共に変形された顕微鏡ベース
300の詳細な側面図が描かれている。他の部品は、図面
を明確にするために省略されている。このベース300
は、中間部306により上部304に接続された下部302を有
している。光検出アッセンブリ90は、下部302における
孔308に部分的に嵌合されている。上部304は、上面310
を有している。トラック312は、１つ以上の捩子314によ
って上面310に接続されている。このトラック312は、第
３、第４及び第５の両側凸レンズ60、62及び64を保持し
ている。

様々な手段がトッラック312上のレンズを保持するた
めに使用できる。第３図には、Ｃリングのような支持リ
ング318により環状のレンズホルダ316に保持されたレン
ズ60及び62が示されている。第３図を参照すると、レン
ズホルダ316は固着捩子322により環状サポート320に嵌
合されている。レンズ64は、支持リングまたは部材323
により環状サポート320に接合されている。サポート320
及び330は、捩子326によりクランプ324に連結されてい
る。クランプ324は、トラック312に接続され、これに沿
って位置決めできる。クランプ324のうちいずれか１つ
がトラック312に沿って移動する際に、サポートをクラ
ンプ324に対して保持する捩子326の１つの頭部は、トラ
ック312の隙間溝328内を移動する。反射鏡またはビーム
スプリッタ66は、開口338及び下部フランジ340を有する
環状壁336内に保持されている。環状壁336は、通路324
を取り囲んでいる。フランジ340は、通路342を取囲むあ
りつぎ保持具344に支承されている。上部304の通路346
は、通路342を平面アポクロマート顕微鏡対物レンズ68
に接続する。レンズ68は、回転ターレットアッセンブリ
348上に配置された複数のレンズのうちの１つである。
スペーサリング状ブロック350は、環状壁336の周囲及び
フランジ340上に付着されている。ハウジング352は、反
射鏡66にわたるスペーサブロック350上に配置されてい
る。捩子356は、フランジ340と、スペーサブロック350
と、ハウジング352とを互いに接続している。保持具34
4、ブロック350、及びフランジ340の厚さは、反射鏡ま
たはビームスプリッタ66を直列にするように選択され、
またレンズ64からのビームを遮るように、平面アポクロ
マート顕微鏡対物レンズ68にビームを導くように選択さ
れている。ベース300の上面310は、部品の直列配置を助
けるように、異なる高さにすることができる。例えば、
第３図で上面310は、保持具344が部分的に嵌合され下部
を有し、またトラック312が取付けられた上部を有して
いる。

第２の増幅アッセンブリ88は、対象物からの反射光が
通路346、342、及びビームスプリッタ66を通過した後
に、この反射光を受けるためにビームスプリッタ66の上
方に配置することができる。この第２の増幅アッセンブ
リ88の好ましい実施例は、第6B図に描かれている。他の
光検出アッセンブリ90′は、第２の増幅手段88からの反
射光を受けるように配置されている。他の光検出アッセ
ンブリ90′は、アッセンブリ90によって代表することが
できる。さらに、アッセンブリ90′からの信号は、（モ
ジュール94及び94′と同様の）予備増幅モジュール9
4″、（モジュール96及び96′と同様の）光検出制御モ
ジュール96″、その後、コンピュータシステム86、特に
例えば、フレームバッファ278に移送される。

第3A図を参照すると、（イー・レイツ型の）顕微鏡の
側面図が描かれている。型式名はイルゴラックス（エル
ゴラックス）で、第３図に示すように形成することがで
きる。この顕微鏡は、孔308を有する下部302を備えてい
る。光源（図示せず）及び反射鏡360は、典型的には下
部302内に装着され、光源から孔308に装着されたレンズ
358を介して移送される光の直線上に配置されている。
本発明の目的では、光源、反射鏡360、及びレンズ358を
外すことができ、光検出アッセンブリ90が孔308に部分
的に嵌合されている。

この顕微鏡は、さらに照射アッセンブリ362、フィル
タアッセンブリ364、及びベース300の上部に304に装着
されたハウジングを備えている。本発明の目的では、照
射アッセンブリ362及びフィルタアッセンブリ364は外さ
れ、上面310は、トラック312を装着するために平面に加
工され、ハウジング352は、上述のように位置を変更さ
れている。

この顕微鏡は、さらにステージアッセンブリ368及び
上部及びアイピース366を有している。これらは本発明
の目的から外すことができる。コンピュータは、典型的
なステージアッセンブリ368用に置換され得る上述の捜
査ステージアッセンブリ74を制御することができる。

第４図及び第4A図を参照すると、本発明に係わるビー
ム増幅アッセンブリ88の第１実施例88′が描かれてい
る。この第１のビーム増幅アッセンブリ88′は、光検出
アッセンブリ90を収容し、回転可能に取付けるための円
筒状の開口または通路402を有する下部ハウジング400を
備えている。親指捩子404は、ハウジング400をアッセン
ブリ90に固着のために下部ハウジング400の孔を通して
螺着されている。

ハウジング400は、光遮蔽部材または保持板408を収容
するための溝406を有し、この保持板408は、溝406内で
直線方向にスライドできる。トラックピース410は、保
持板408のほぼ長方形の孔412内に延出し、孔412を通っ
てスライドできる。リングまたはホルダーシート414
は、エポキシによって溝内におけるに下部ハウジングの
環状開口402内に延出しているトラックピース410の一端
に接着されている。リング414は、環状フィルタホルダ4
16の周囲の溝内に配置され、このホルダ416は、リング4
14内で回転可能である。空間フィルタ418は、フィルタ
ホルダ416の一端における溝内に配置されている。Ｃリ
ング420は、ホルダ416内のフィルタ418を保持してい
る。空間フィルタ418は、直線状に偏光されたほぼ単色
光が対象物70を通して照射される際に形成される、干渉
模様内における均一の強さの領域にほぼ一致するように
形成された開口を有している。１つの好ましい実施例で
は、空間フィルタ418は、十字またはパルス状の隙間を
有する金属網で良い。これに好適するものは、コビナ、
カリホルニアのロリン・オプティクス社（Covina,Calif
ornianのRolyn Optics Company）製の金属網70.1945で
ある。駆動ワイヤまたは部材422は、トラックピース410
の溝内に摺動自在に配置されている。駆動ワイヤ422の
第１端部は、フィルタホルダ416に接続されている。ワ
イヤ422の第２の端部は、スライダ424の孔内にエポキシ
によって接着されている。このスライダ424は、トラッ
クピースの溝内に摺動自在に配置されている。ワイヤ42
2の第１端部は、ホルダ416の孔内に付着されたワイヤに
おけるフックによって、フィルタホルダ416に接続され
ている。トラックピース410及びワイヤ422内の溝は、曲
がった形状を有し、スライダ424がワイヤ422の方向に移
動した際に、ワイヤ422の第１端部は、トラックピース4
10の縦軸から傾斜した方向にほぼ押し出される。

保持板426及びクランプ428は、ワイヤ422の一部及び
スライダ424を覆う捩子430によってトラックピース410
に固着されている。上部ハウジング432は、捩子434によ
り下部ハウジング400に接続されている。上部ハウジン
グ432は、環状通路436を有し、これは互いに接続された
際に下部ハウジングの開口402と同心となる。捩子438
は、捩子438に接着された保持カラー439によりスライダ
424に保持されている。この捩子438は、クランプ428に
捩子係合し、捩子438を回す際に、スライダ424及びワイ
ヤ422は、トラックピース410の溝内で摺動する。これは
順番にリング414内のホルダ416を保持しているホルダ41
6に接続されたワイヤ422の端部を動かす。摺動自在ホル
ダ440は、下部ハウジング400の溝内に摺動自在に位置す
る。捩子422は、付勢スペーサ444、ワッシャ446、及び
保持ブラケット448を通過する。その後、捩子442は、保
持カラー450と係合し、この保持カラー450は、捩子442
に接着される。この捩子442は、さらに摺動自在ホルダ4
40を通り、クランプ428に螺合する。捩子442を回した時
には、、この捩子は、クランプ428、トラックピース41
0、溝406内の保持板408、リング414、ホルダ416及びフ
ィルタ418をすべて一体構造として、第１の直線方向に
移動させる。

捩子452は、付勢スペーサ454、ワッシャ456、及び捩
子462により下部ハウジング400に螺着された端部板458
を通っている。さらに、捩子452は、保持カラー460（こ
れは捩子452に接着されている。）に係合する。捩子452
は、端部板458を通り、摺動自在ホルダ440に捩子係合さ
れている。従って、捩子452が回転された時に、この捩
子は、ホルダ440、クランプ428、孔412を通してトラッ
クピース410、リング414、ホルダ416、及びフィルタ418
をすべて一体構造として第１の直線方向に直交する第２
の直線方向に移動させる。

偏光フィルタホルダ464は、親指捩子466により上部ハ
ウジング通路436の一端に固着されている。偏光フィル
タ468は、Ｃリングによりフィルタホルダ464の通路内に
保持されている。

第４図及び第4A図に描かれているように、第１ビーム
増幅アッセンブリ88′は、アッセンブリ90からの他のす
べての光線を遮断し、移動可能な十字状の開口を通し
て、光線を通過させることができる。さらに、フィルタ
418は、２つの直交方向に及び傾斜方向に位置調整する
ことができる。

アッセンブリ88′は、複屈折の対象物、特に複屈折で
部分的に透明な対処物からの光検出に有効である。フィ
ルタ418の隙間の十字形状により、偏光された光をアッ
センブリ90により検出されるべき複屈折材料を通過させ
て、典型的な光干渉模様の比較的大きい均一部分が形成
される。従来のレーザ走査顕微鏡を含む従来の顕微鏡と
比較して、十字状の隙間を通る光の部分が、アッセンブ
リ90により検出可能な明らかに明確な信号を発生させる
対象物構造に関する増加する変則的な情報を含むことが
発見されている。

第５図及び第5A図を参照すると、本発明に係わるビー
ム増幅アッセンブリ88の第２の実施例88″が描かれてい
る。この第２のビーム増幅アッセンブリ88″は、縦軸50
1を有し、基部から頂部にわたって、ベース500、回転自
在ホルダ502、空間フィルタ板504、回転自在円板506、
サポート508、フィルタホルダ510、および偏光フィルタ
512を具備している。

ベース500は、光検出アッセンブリ90に回転自在に装
着するための環状通路514を有している。親指捩子516
は、ベース500をアッセンブリ90に固着することができ
る。通路514は、ホルダ502の下部520を収容するための
ショルダ518を有している。

ホルダ502は、円板状に形成され、下部と、周囲グリ
プ522、環状溝524、光学的隙間526、及び上方に延出す
る中心からずれたピン528を備えた中間部と、上部リン
グ部530とを具備している。親指捩子556は、ベーズ500
をホルダ502に固着させている。

空間フィルタ板504は、ピン528を収容するための中心
からずれた孔532を有している。この板504は、上部径方
向溝536及び光学的隙間534を有し、これはホルダの光学
的隙間526上に直列となるように光学的隙間526より小さ
く形成されている。フィルタ板の隙間534は、好ましい
形状に形成できるが、図示の都合上円形に描かれてい
る。フィルタ板504は、ホルダ502より小さく、ホルダ50
2のピン528がフィルタ板504の孔532内に位置し、このフ
ィルタ板504は、環状溝524に対して径方向に延出せず、
大部分のフィルタ板はピン528回りに回転し、フィルタ
板504は、リング部530の上方には延出していない。先端
がナイロンのセット捩子523は、ホルダ502と回転自在円
板506との間の摩擦を増加させるために使用される。

回転自在円板506は、周囲グリップと光学的隙間538を
有し、この隙間538は、フィルタ板の隙間534及びホルダ
の隙間526より大きく、この上に直列配置できる。この
円板506は、さらに中心からずれた下方に突出するピン5
40と、下方に突出する中子544を有する下部ショルダ542
とを具備している。中子544は、第５図に描かれている
が、実際には中子544は、第５に現れない。第５図で
は、中子544は、視野から最も離れた位置で、ショルダ5
42に正確に接続されている。ピン540は、フィルタ板の
径方向溝536内に延出している。この中子544は、ホルダ
の環状溝524内に延出している。

サポート508は、ベース通路524と同心の環状通路554
と、ベーズ500上の配設ピン546を収容するための直列孔
548を備えている。捩子550は、サポート508をベース500
に固着している。このベース500は、サポート508とベー
ス500の残部との間に空間を設け、ホルダ502、板504及
びそれらの間の円板を回転自在に保持するための段部55
2を備えている。

ホルダ560内の偏光フィルタ558は、サポート通路554
内に親指捩子562によって固着されている。

ホルダ502、フィルタ板504及び円板506が停止してい
る際に、アッセンブリ88″を通る光の通路は、フィルタ
板の隙間534により制限される。この隙間534は、これら
の隙間のうち最小に形成されているからである。さら
に、空間または光学的隙間538、534、及び526は、常に
直列に配置され、フィルタ板の位置に係わらず光がフィ
ルタ板の隙間534を通過できる。フィルタ板の隙間534の
位置は、アッセンブリ88″をアッセンブリ90に対して回
転させることにより動かすことができ、または、円板50
6の１つまたは両方を、或いはホルダ502をベース500に
対して回転させることにより移動できる。

円板506を第５図及び第5A図に示す時計回りに、それ
がホルダ502に対して停止するまで回転させた時に、フ
ィルタ板の隙間534は、アッセンブリ88″の軸501に釣合
い、中子544は、環状溝524の第１端部に位置し、ピン54
0は、軸501に近接する。この位置から、もし、円板506
をホルダ502に対して第５図及び第5A図に示す反時計回
りに回転させた時には、フィルタ板の隙間534は、軸501
から扇状に離れて移動し、中子544は、第１端部から離
れて第２端部方向に環状溝534に沿って移動し、ピン538
は、軸501から離れて溝536に沿って移動する。円板506
は、中子544が環状溝524の第２端部に接触した際に、ホ
ルダ502に対する反時計回りの回転を停止する。扇状に
沿ったフィルタ板の隙間534の任意の位置では、円板506
及びホルダ502が一体に回転され、フィルタ板の隙間534
を軸501の回りに回転させる。

第５図及び第5A図に示す第２のビーム増幅アッセンブ
リ88″は、光学的隙間538、534、及び526を通る光線を
除いて、光検出アッセンブリ90に導入される光を遮蔽す
ることができる。増幅アッセンブリ88′と同様に、増幅
アッセンブリ88″は、複屈折の対象物を観察する際には
特に有効である。さらに、このアッセンブリ88″は、対
象物内の吸収性の異質体及び拡散した変態によって発生
する光線を検出するのに特に有効である。

第６図及び第6A図には、本発明によるビーム増幅装置
88の第３実施例が記載されている。この第３実施例によ
るビーム増幅装置88はホトディテクタアッセンブリ90
に装着するための円筒状部604を含む基部602を備える。
円筒状部604は円形通路608を有する支持板部606に結合
され、この円形通路を介して、軸610を中心とする光が
ホトディテクタ90内に入ることができる。

例えばロリン オプリティックス カンパニイ（Roly
n Optics Company）からモデル番号75.017として市販さ
れている絞り膜装置（iris diaphragm assembly）612が
支持板部606上に設けられている。この絞り膜装置616は
フレーム614を含み、このフレームからシャッタあるい
は絞り膜616が軸610に対して前後方向に延設され、作動
アーム618により調整可能な径を有する可変孔を形成す
る。

窓622及び開口端部を有する円筒状ハウジング620がそ
の一端を板部606に結合されている。スリーブ状サポー
ト624がハウジング620内に配置される。このスリーブ状
サポート624は内側上肩部626と内側下肩部628との２つ
の端部を有する。スリーブ状サポート624の一方の端部
は板部606に接触する。絞り膜装置612は内側下肩分628
の近分に、この内側下肩部628により所定位置に保持さ
れる。スリーブ状サポート624はその外面に凹部630と、
この凹部630内に形成された孔632とを有する。凹部630
は窓622に整合する。円筒状ハウジング620はねじ、エポ
キシ樹脂あるいは他の好適な手段により基部602に固定
することができる。

ロッドあるいはアーム634は窓622、凹部630及び孔632
を介し、このロッド634の第１端部がスリーブ状サポー
ト624の内側にかつ第２端部が円筒状ハウジング620の外
側に配置されるように挿通される。ロッド634の第１端
部は、軸610にほぼ垂直な光遮断用ブラックディスクあ
るいは部材636を支持する。このディスク636は円形形状
とすることも可能である。ロッド634の第２端部にはグ
リップ638が取り付けられる。スリーブ状サポート624は
ロッドあるいはアームサポート640を含み、このロッド
サポートは窓622を介して凹部630内に延設され、一対の
ねじ及びワッシャ642によりスリーブ状サポート624に装
着される。ロッド634はサポート640内の通路内に軽く締
め付けられる状態で摺動可能に支持されている。グリッ
プ638の上下に配置されるサポート640のアーム644はロ
ッド634の回転を防止する。

第１両凸レンズ646はスリーブ状サポート624の内側上
部肩部626に支持されている。プラスチック等の適宜の
材料で形成可能な円筒状スペーサ648が第１両凸レンズ6
46上でスリーブ624内に配置され、このスリーブ624に接
触する。このスペーサ648上に第２両凸レンズ650が載置
されている。環状の保持板652がねじ654によりスリーブ
624の上端に装着され、レンズ646,650及びスペーサ648
を固定する。

上記第６図及び第6A図に図示しかつ説明した第３実施
例によるビーム増幅装置88は対象物で散乱された光を
検出するために特に有益である。ディスク636はグリッ
プ638を移動することによりスリーブ624内に直線状に配
置することが可能である。このディスク636はホトディ
テクタ90に対して基部602を回転することにより、スリ
ーブ624内で所定角度で配置することができる。例え
ば、ディスク636及び絞り膜616は、対象物70により影響
を受けない光を遮断し、ディテクタ90に送られないよう
に配置することができる。この場合には、対象物から散
乱された光はディテクタ90で検出されない。ディスク63
6及び絞り膜616は、これらディスク636と絞り膜616とに
より環状あるいはリング状の孔が限定されるように配置
することができる。

第6B図を参照すると、本発明によるビーム増幅装置88
の第４実施例が記載されている。この第４実施例による
ビーム増幅装置88′はホトディテクタ90′に装着する
ための円筒状部を含む基部680を備える。この円筒状部
は環状の支持板部に結合される。

円筒状壁670の一端は基部680の環状支持板部に結合さ
れる。第６図及び第6A図に関して説明したと同様な他の
絞り膜あるいは一定の空間を占めるフィルタ装置612が
基部の環状支持板部に近接して円筒状壁670内に配置さ
れる。

円筒状壁670の他端はハウジングの凹設領域内に挿入
するリング状の突出部672を有する。第３図参照。

円筒状壁670は、突出部672を有する端部の近部に内側
肩部674を有する。両凸レンズ676は、Ｃリング等のホル
ダ678により肩部674に保持される。レンズ676は対象物7
0から反射された光を絞り膜装置612の可変孔を介して、
ホトディテクタ90′の光増倍管682の領域に焦点を合わ
せる。前述のように、対象物から反射された光を表す信
号が前置増幅モジュール94″（図示せず）と、ホトディ
テクタ制御モジュール96″（図示せず）と、その後コン
ピュータシステム86の特に例えばフレームバッファ278
に送られる。

第４実施例のビーム増幅装置88′は、第１図に関連
して説明した対応装置を用いるよりも対象物から反射し
たより多くの光を検出することができる。

第6C図を参照すると本発明の第５実施例によるビーム
増幅装置88が記載されている。この第５実施例によるビ
ーム増幅装置88″は、波長選択フィルタ（wavelength
selective filter）が対象物と、絞り膜装置の代わり
の光増倍間との間に固定されていることを除き、上述の
第４実施例によるビーム増幅装置88′と同様である。

更に詳細には、第５実施例のビーム増幅装置88″は
ホトディテクタ装置90′に装着するための円筒状部607
を含む基部605を備えている。この円筒状部606は環状の
支持板部609に結合される。

管状コネクタあるいはハウジング611の一端は基部605
の環状支持板部609に結合される。波長選択フィルタ613
は管状コネクタ内で両凸レンズ619と光増倍管682との間
に配置される。この波長選択フィルタは、ホトディテク
タ装置90′に近接する第１バンドパスフィルタ装置と、
レンズ619とダイクロイックビームスプリッタソウチ633
との一方あるいは双方に近接する第２バンドパスフィル
タ装置635とを備えることができる。

管状コネクタ611の第２端部は、ハウジング352の凹設
領域内に挿入されるリング状突出部615を有する。第３
図参照。

管状コネクタ611は内側肩部617を第２端部の近部に有
する。両凸レンズ619は例えばＣリング等のホルダ621に
より肩部617に保持される。このレンズ619は、対象物70
から反射された光を波長選択フィルタ613を介してホト
ディテクタ装置90′の光増倍管682の領域に焦点を合わ
せるように配置されている。上述のように、対象物から
反射された光を表す信号は前置モジュール94″（図示せ
ず）と、ホトディテクタ制御モジュール96″（図示せ
ず）と、その後コンピュータシステム86の特に例えばフ
レームバッファ278に送られる。

管状コネクタ611は基部625の管状支持板部623に結合
される第３端部を有することができる。他のバンドパス
フィルタ装置627は基部環状支持板部623に近接する管状
コネクタ611内に配置することができる。基部625は、光
増倍管631を含むホトディテクタ装置90″に装着するた
めの円筒状部629を有し、この光増倍管は前置増幅モジ
ュール94（図示せず）に電気的に結合され、更にホト
ディテクタ制御モジュール96（図示せず）に結合され
た後、コンピュータシステム86の特に例えばフレームバ
ッファ278に結合される。

ダイクロイックビームスプリッタ装置633は所定の波
長よりも上あるいは下側の波長のものを通し、バンドパ
スフィルタ装置613を介してホトディテクタ装置90′の
光増倍管682の領域に送り、他の波長のもののすべてを
バンドパスフィルタ627を介してホトディテクタ装置9
0″の光増倍管631に反射する。

第6D図を参照すると、本発明のビーム増幅装置88の第
６実施例が示されている。この第６実施例のビーム増幅
装置88はホトディテクタ装置90′に装着するための
円筒状部643を含む基部641を備える。円筒状部643は環
状の支持板部645に結合される。

バンドパスフィルタ装置647等の波長選択フィルタ装
置が環状支持板部645に結合される。このバンドパスフ
ィルタ装置647はハウジング647と、軸を中心に回転可能
なディスク651と、ディスク651内にこのディスクの回転
軸から等距離に装着された多数のバンドパスフィルタ65
3と、ハウジング647で支持されかつこのハウジング内の
ディスク651を、ホトディテクタ装置90′で選択された
光路内のいずれかの選択位置に回転するモータ装置655
とを備える。各フィルタ653はそれぞれ異なる波長範囲
の光りを通し、他のすべての波長は遮断する。公的なバ
ンドパスフィルタ装置が、コネチカット州スタットフォ
ードのオリエール コーポレーション（Oriel Corporat
ion）よりモデル番号77371として市販されている。モー
タ装置655は、オペレータがホトディテクタ装置90′で
検出すべき所要の波長の光バンドをキーボードを介して
入力すると、これによりホトディテクタ装置90′の全部
に配置すべき対応するフィルタ653を選択しかつ回転す
るようにコンピュータシステムに結合することができ
る。

円筒状壁657の一端がハウジング647に結合されてい
る。円筒状壁657の他端はハウジング352の凹部領域内に
挿入されるリング状の突出部659を有する。第３図参
照。

円筒状壁657は突出部659を有する端部に近接した内側
肩部を有する。両凸レンズ663が例えばＣリング等のホ
ルダにより肩部661に保持される。レンズ663は対象物か
ら反射した光を、フィルタ装置647の選択されたフィル
タ653を介してホトディテクタ装置90′の光増倍管682の
領域に焦点を合わせる。前述のように、対象物から反射
された光を代表する信号が前置増幅モジュール94″（図
示せず）と、ホトディテクタ制御モジュール96″（図示
せず）と、この後、コンピュータシステム86の特に例え
ばフレームバッファ278に送られる。

第５及び第６実施例のビーム増幅装置88″、88
はルミネセンス顕微鏡法（luminescence microscopy）
に用いられる。所定の対象物から放射される光がルミネ
センスと称される。ルミネセンスにはタイプの異なるも
のが存在する。その第１は蛍光（fluorecence）であ
り、励磁エネルギで刺激されると同時に放射され、励磁
放射が終了すると直ちに停止する。第２はリン光（phos
phorescence）であり、刺激を取り去った後も所定時間
発光し続ける。例えばレーザ20あるいはレーザ156を選
択して光ビーム24を放出させ、対象物70あるいは対象物
内の粒子を刺激あるいは励磁して蛍光を放射させること
ができる。波長選択フィルタ装置613,647はレーザビー
ム24の波長を含むすべての光を遮断して対応するホトデ
ィテクタ装置で検出されるべき対象物から放出される蛍
光の波長だけを通過できるように選定される。更にレー
ザ20,156は、対象物70あるいは対象物内の粒子を異なる
波長で蛍光あるいは発光させる光ビームを同時に放出す
るように選定することができる。これらの異なる波長は
同時にあるいは順に、例えば増幅装置88″等同じ増幅
装置88と、例えば第３図のホトディテクタ装置90′とハ
ウジング352との間に結合された増幅装置88″及び第
１図のホトディテクタ装置168とビームストッパ166との
間に結合された第２増幅装置″とを有する別個の増幅
装置との一方あるいは双方の別個のホトディテクタ装置
により検出される。

したがって、走査レーザ顕微鏡システム10は更に対象
物70内の蛍光分子を励磁する機能を有する。蛍光顕微鏡
法に用いられる場合は、光増倍管で検出された光及び像
は対象物の蛍光部だけを表す。極めて特別の波長だけが
フルオロフォア（fluorophre）等の特定の蛍光分子で吸
収されあるいは放出されるため、レーザ及び波長選択フ
ィルタは放出された蛍光を検出できるように選択されな
ければならない。

対象物70は生物学的あるいは他の起源であってもよ
い。蛍光は対象物内に自然に存在する蛍光団あるいはサ
ンプル中の所要の部材の標識として蛍光分子で処理され
た対象物による。生物発光あるいは化学発光等他のタイ
プのルミネセンスは、発光のために光源による励磁を必
要としない。

蛍光モードにおける走査レーザ顕微鏡システム10は、
蛍光標識を付されたバクテリア、イースト、糸状菌及び
微生物の胞子の検出、計数及び分析に用いることができ
る。蛍光試料による直接的処理、免疫蛍光検査あるいは
レシチン蛍光検査用の蛍光標識を付された抗体あるいは
レシチン、あるいは、生活力の指標として蛍光生体染色
法を含む微生物に蛍光標識を付する適宜の方法が使用で
きる。蛍光標識を付された微生物は走査用の適宜の面に
配置することができる。

食物及び喫飲料、衛生綿棒、あるいは尿等の医学サン
プルから隔離された微細物に蛍光標識を付し、検出、計
数及び生活力の決定、あるいは、そのいずれかを行うこ
とができる。この方法は選択的な微生物の培養を含む伝
統的な方法、栄養媒体及び他の生理学的／生物学的方法
に代え、あるいは、これらと共に使用することができ
る。

更に、ここで使用される異常（anomalies）の語は、
蛍光分子、粒子あるいは生物学的あるいは非生物学的起
源の物質を含むものである。

下記に２つの実例を説明する。実例１は蛍光試料で直
接染色された微生物の検出、計数及び分析のために走査
レーザ顕微鏡システム10が使用される蛍光モードの状態
を示す。実例２はサンプル中の特定の微生物が蛍光標識
を付され、検出され、計数され、本発明の走査レーザ顕
微鏡システム10を用いて分析される状態を示す。

例１ イースト培養による部分標本、例えば、カンジダ菌
（vini）｛（メリーランド州ロックビルに所在する国際
寄託機関ATCCのもとで、No18823として保管され、ATCC
から入手可能である。）をバクト（Bacto）YM培養液
（ミシガン州デトロイトに所在するデフコ（Difco）研
究所から入手可能である。）によって培養されいる｝
は、黒ポリカーボネイトフィルタ（カリフォルニア州プ
レアザントンに所在するヌコレポア（Nuclepore）コー
ポレーションから入手可能である。）を用いて、真空中
で濾過される。このフィルタは、モル濃度0.2モル、pH
7.0のリン酸塩類緩衝液数mlによって洗浄される。フィ
ルタは、真空中から取出され、アクロダインオレンジ
（ミズーリ州セントルイスに所在するシグマ（Siguma）
ケミカルから入手可能である。）50mg/mlの濃度を有す
るリン酸塩類緩衝液によって、15分間蛍光染色される。
このフィルタは、再び真空中に戻され、数mlのリン酸塩
類緩衝液による洗浄、100％イソ−プロピルアルコール
によるフィルタに対する過度の染色の除去、及び、再び
リン酸塩類緩衝液による洗浄がなされる。フィルタは、
送風乾燥され、顕微鏡用スライドガラスの頂部に非蛍光
性オイルで濡されたカバー片とともに配置される。

アルゴンレーザ156は、波長488nmで試料を走査する。
カット−オフ波長530nmの短波長吸収フィルタ613（コネ
チカット州スタッフォードに所在するオリエル（Orie
l）コーポレーション製No51300）は、フォトマルチプラ
イヤPMT682の前側に配置され、レーザ156からの反射光
を吸収するとともに蛍光を透過させる。

この例１に示された方法は、培地が蛍光染料によって
直接染色されてもかまわない、例えば、細胞の生活能力
の指標となりうる生体染色法における試料として、この
発明のレーザ顕微鏡装置10を用いた直接染色された微生
物を探知、計数、分析するために用いられる。

例２ 間接免疫蛍光分析（IFA）においては、目的となる微
生物は、目的となる微生物の表面抗毒素に固有の第１の
非接合抗毒素に識別される。第１の抗毒素を認識するフ
ルオレセインイソチオシアネート接合（FITC）の第２の
抗毒素が用いられて、第１の抗毒素を有する微生物が蛍
光性に識別される。この識別された微生物は、プレパラ
ート表面に配置され、レーザ顕微鏡装置10によって画像
形成される。例１と同様に、アルゴンレーザ156は、波
長488nmで試料を走査する。カット−オフ波長530nmの短
波長吸収フィルタ、オリエル（Oriel）コーポレーショ
ン製No51300は、フォトマルチプライヤPMT682の前側に
配置され、レーザ156からの反射光を吸収するとともに
蛍光を透過させる。

この方法の成果は、用いられる抗毒素の反動力とその
選択探知可能性に大きく依存する。姻戚関係の小さい第
１及び第２の抗毒素を用いることによって、第２の抗毒
素に含まれる細分された探知されるべき微生物とのFITC
共有結合を防ぐことができる。反動力の高い抗毒素を用
いることで背面蛍光が大きくなるので、微生物の探知に
所望の選択的探知可能性は低下する。

FITC抗毒素を用いた微生物の識別によって、試料のイ
ースト細胞が直接染色され、スキャンされてレーザ顕微
鏡10で探知される理由を示す。イースト培養試料、即
ち、トルロプシス−ソノレンシス｛（Torulopsis Sonor
ensis）、メリーランド州ロックビルに所在する国際寄
託機関ATCCのもとでNo56511として保管され、ATCCから
入手可能である。｝10mlがYM倍溶液（デフコ（Difco）
研究所から入手可能である。）で一夜培養され、15ml用
遠心分離管に用意される。培地は、3000G（重力加速
度）、10分間の遠心分離によって、イースト小球に形成
される。溶出液が除去され、このイースト小球は、モル
濃度0.1モル、pH9.2のカーボネイト／炭酸水素塩緩衝液
10mlに懸濁される。イースト試料は、この方法によって
３度洗浄される。

2mlの懸濁されたイースト試料は、第２の15ml遠心分
離管に用意され、モル濃度0.1モル（10mg/ml）、pH9.2
のカーボネイト／炭酸水素塩緩衝液0.4mlと混ぜられ、
暗中に30分間放置される。2mlの緩衝液を用いた遠心分
離法による３回の洗浄で過度のFITC液が除去される。FI
TCによって識別されたイースト細胞は、黒ポリカーボネ
イトフィルタ（ヌコレポア（Nuciepore）コーポレーシ
ョンから入手可能である。）を用いて、真空中で濾過さ
れ、10mlの緩衝液で洗浄される。このフィルタは、送風
乾燥され、顕微鏡用スライドガラスの頂部に非蛍光性オ
イルで濡されたカバー片とともに配置される。

アルゴンレーザ156は、波長488nmで試料を走査する。
カット−オフ波長530nmの短波長吸収フィルタ（コネチ
カット州スタッフォードに所在するオリエル（Oriel）
コーポレーション製）は、フォトマルチプライヤPMT682
の前側に配置され、レーザ156からの反射光を吸収する
とともに蛍光を透過させる。

FITCによって識別されたイースト細胞は、首尾よくレ
ーザ顕微鏡10によって画像形成される。FITCは、試料に
おける特定の微生物の探知、計数、分析のために、免疫
蛍光測定法における抗毒素、或いは、レクチン蛍光分析
法におけるレクチンに結合する一体的光発生源を付加す
る、即ち、光発生源が付加される抗毒素或いはレクチン
によって微生物を識別する方法であって、この発明のレ
ーザ顕微鏡10に利用される。

上述したビーム増幅装置88′〜88″及び88のい
づれかは、第１図に示されている対象物70から発生され
伝達されて、光ビームを増幅する増幅装置88に結合され
る。また、上述したビーム増幅装置88′〜88″及び88
のいづれかは、第３図に示されている光検出装置9
0′とハウジング352との間の、対象物70から発生され伝
達されて、光ビームを増幅する増幅装置88に結合され
る。さらに、上述したビーム増幅装置88′〜88″及び
88のいづれかは、第３図に示されている光検出装置
168と遮蔽版166との間の、焦点あわせ装置に配置されて
いる対象物70から発生され伝達されて、光ビームを増幅
する増幅装置88に結合される。

第７図には、第１図及び第２図に示されている装置に
用いられるプリアンプ回路152の詳細が示されている。
プリアンプ回路152の目的は、光検出器148からの電流モ
ードの出力をピクセルクロック154で使用可能な電圧モ
ード信号に変換することである。しかし、この実施例に
おける第７図に示されている回路は、いかなるものであ
っても構わない。第７図に描かれているプリアンプ回路
152が用いられたとき、光検出器148は、公知である逆バ
イアスモードで機能する。この実施例に用いられている
プリアンプ回路152は、ブルーブラウン（Burr−Brown）
コーポレーション製ICデータハンドブック、チャプター
１、1986、の189頁の回路特性に関する記載を参照した
公知例と同様のものである。

プリアンプモジュール94は、上述したプリアンプ152
と同様に形成される。しかしながら、第１図及び第２図
に示されているフォトマルチプライヤモジュール96は、
光検出器90′へ高電圧を供給する。公知の技法の一つ
に、この開示に先立ち、この発明者の設計したこの発明
の装置におけるプリアンプ回路152及びモジュール94に
使用可能な多くのプリアンプ回路或いはモジュールがあ
る。

第８図には、第１図及び第２図に示されている装置に
用いることができるスキャン探知回路136の実施例が示
されている。このスキャン探知回路の詳細は、グッドマ
ンとロス（Goodman and Ross）によるレーザアプリケー
ションズ、Vol.4、1980、171〜173頁の記載を抜出した
ものである。第８図に示されている回路は、この発明に
おけるスキャン探知回路に使用可能な例である。しかし
ながら、この回路は、対象物を横切る各スキャンの最初
に、対象物70の正確な位置を指示するフレームストレー
ジコントロールモジュール140に十分に長い信号を供給
できるどんな回路が用いられても良い。

第９図は第２図のフレーム格納制御モジュール140お
よびオペレータコントロールパネル204の概略図であ
る。フレーム格納制御モジュール140の１つの目的また
は機能は、コンピュータシステム86内のデジタルフレー
ム格納ユニット271を、目標に向けられた実際の位置に
同期させるための制御信号を発生することである。フレ
ーム格納制御モジュール140からの制御信号にもとずい
て、デジタルフレーム格納ユニット271はサンプリング
し、２値化し、光検出機構90からの検出信号を正確な周
期で格納する。デジタル信号は目標70に向けられたビー
ム24の位置に対応するメモリロケーションに記憶され
る。フレーム格納制御モジュール140のもう１つの目的
は、ガルバノメータ56の駆動電流を調節して実際のビー
ム位置が正確にビーム基準信号を追従するように、ガル
バノ制御モジュール116により飛揚されるビーム位置基
準信号を発生することである。

フレーム格納制御モジュール140は、フレーム格納制
御回路226と、スキャン−１回路242と、スキャン−２回
路244と、およびスキャン−３回路246とで構成される。
フレーム格納制御回路226は、第１乃至第４のラインを
介してスキャン−１回路242に接続される。第１乃至第
４のライン248のうち、３本のラインはフレーム格納制
御回路からの信号をスキャン−１回路242に供給するの
に用いられる。残りの１本のラインはスキャン−１回路
242からの信号をフレーム格納制御回路226に供給するの
に用いられる。スキャン−１回路242は３本のライン250
を介してスキャン−２回路244に接続されている。３本
のラインのうち２本はスキャン−２回路244からの信号
をスキャン−１回路に供給するのに使用され、残りの１
本のラインはスキャン−１回路242からスキャン−２回
路244に供給するのに使用される。ライン2523はライン2
50の１本（すなわち、スキャン−２回路244からの信号
をスキャン−１回路242）に供給するライン）をフレー
ムもしくはイメージ格納制御回路226に接続し、スキャ
ン−２回路244からの信号をフレーム格納制御回路226に
供給する。ライン254はフレーム格納制御回路226をスキ
ャン−２回路244に接続し、フレーム格納制御回路226か
らの信号をスキャン−２回路244に供給する。９本のラ
インから成るデータバスはスキャン−２回路244をスキ
ャン−３回路246に接続し、信号を供給する。

フレーム格納制御モジュール140は、ライン138を介し
てスキャン検出回路136からフレーム格納制御回路226に
信号を入力し、ライン176を介して、回転開始検出器174
からフレーム格納制御回路226に信号を入力し、ライン1
53を介してピクセルクロックモジュール154からフレー
ム格納制御回路226に信号を入力し、ライン228を介して
オペレータパネル204の制御スイッチ230からスキャン−
１回路242に信号を入力する。さらに、各々が12本の信
号路すなわちラインで構成された２本のデータバス232
を介して、オペレータパネル204上のつまみスイッチの
ようなスイッチ群234からのスキャン−２回路244に信号
を入力する。フレーム格納制御モジュール140は３本の
ラインを介して信号をフレーム格納制御回路226からコ
ンピュータシステム86に信号を供給し、ライン116を介
して、フレーム格納制御回路226からガルバノメータ制
御モジュール116に信号を供給し、データバス238を介し
てスキャン−３回路246からオペレータパネル204上の表
示装置240上に信号を供給する。

第10図は第１図および第２図のシステムに使用される
フレーム格納制御モジュール140の詳細機能ブロック図
である。第10図を参照すると、フレーム格納制御回路22
6は、それぞれスキャン検出回路136およびピクセルクロ
ックモジュール154からの信号（以下、スキャン検出信
号およびピクセルクロック信号と呼ぶ）を受け取る。ス
キャン検出信号は74120のようなパルス同期（シンク）
集積回路（IC）1002に供給される。クロック信号は、米
国ニューヨーク州ニューロシェル（New Rochelle）にあ
るMF エレクトロニクス社の5406−4Mのような水晶クロ
ックモジュール1001により生成される。パルスシンクIC
1002は、スキャン検出信号がある場合に、クロック信号
（パルス）を12ビットダウンカウンタ1004、すなわち12
ビットＭ分割カウンタ1004に供給する。この12ビットカ
ウンタ1004は例えば、74F193ICのような３つのカスケー
ド接続された４ビットカウンタICで構成される。これら
のカウンタ1004へのデータ入力は、プルアップ抵抗とグ
ラウンドに接続されたスイッチを用いて一般的に選択さ
れたバイナリの数（値）である。カスケード接続された
カウンタ群1004の最後のカウンタが０になると、パルス
信号をワンショット回路1006に出力する。ワンショット
回路1006はカウンタ1004に初期値すなわち開始カウント
値を再ロードする。パルスプシンクIC1002、カウンタ10
04、およびワンショット1006は遅延回路1007として機能
する。ワンショット回路1006からの出力パルスは74S140
のようなパワードライバIC1008に供給される。パワード
ライバIC1008はライン248の１つを介して遅延されたス
キャン検出信号をスキャン−１回路242に供給する。

同様に、第２装置群はパルスシンクIC1010、12ビット
カウンタ1012、およびワンショット回路1014で構成さ
れ、第２遅延回路1015として機能する。すなわちクロッ
ク（CLOCK）信号のかわりにピクセルクロック（PIXEL C
LOCK）信号を用いて水平駆動フリップフロップ1016をリ
セットするためのパルスを出力し、このフリップフロッ
プ1016は水平ドライブ（HORIZONTAL DRIVE）ゲート信号
をオフにする。フリップフロップ1016をリセットする
と、その出力がANDゲート1018に入力され、この結果、
ピクセルクロックパルスをイネーブルにして、12ビット
カウンタ1020とワンショット回路1022で構成される512
カウント回路を駆動する。ワンショット回路1022の出力
がアクティブになると、フリップフロップ1016がセット
され、この結果、水平駆動信号をオンにする。フリップ
フロップ1016の出力はドライブ回路1024に供給され、ド
ライブ回路1024はライン216の１本を介して水平駆動信
号をフレームバッファ272に供給する。同様に、ANDゲー
ト1018の出力はドライブ回路1026に供給され、ドライブ
回路1026はゲートおよびライン216の１つを介してピク
セルクロック信号をフレームバッファ272に供給する。

回転開始センサ174は、各フレームが同じロータ30の
回転面を用いて始まるようにするために使用される。セ
ンサ174はロータ30が１回転するごとに信号を出力し、
この出力信号は回路1028により増幅され、74LS14のよう
なシュミットトリガ回路1030に供給される。シュミット
トリガ回路1030は入力された信号をデジタルロジック信
号に変換する。デジタルロジック信号はANDゲート1032
に供給される。

ANDゲート1032の他方の入力には、フリップフロップ1
034の出力が供給される。フリップフロップ1034は、遅
延回路1007からの遅延されたスキャン検出信号をカウン
トする８ビット垂直インターバルカウンタ1036によりセ
ットされる。ANDゲート1032の出力によりワンショット
回路1038が駆動され、スタートスキャン（START SCAN）
信号が出力され、ライン248の１本を介してスキャン−
１回路242に供給される。また、ワンショット回路1038
の出力信号により垂直インターバルカウンタ1036に初期
値を再ロードするとともに、フリップフロップ1040をセ
ットする。

最後のフレームがスキャンされると、スキャン−２回
路244からのスキャンカウントストップ値（SCAN COUNT
＝STOP VALUE）信号がライン252を介してANDゲート1044
の一方の入力に供給され、遅延回路1007からの遅延スキ
ャン検出信号をワンショット回路1046に供給する。この
結果、ワンショット回路1007はワンショット回路1046を
アクティブにする。この結果、ワンショット回路1046は
フリップフロップ1040をリセットし、ストップスキャン
（STOP SCAN）信号をライン248の１本を会してスキャン
−１回路242に供給し、フリップフロップ1034をリセッ
トする。

フリップフロップ1040がリセットされると、その出力
をANDゲート1042に供給する。ANDゲート1042の他方の入
力には遅延回路1007からの遅延されたスキャン検出信号
が供給される。この結果、遅延スキャン検出信号は垂直
インターバルカウンタ1036を駆動する。フリップロップ
1040がセットされると、ANDゲート1042をディスエーブ
ルにする。

フリップフロップ1040はさらにロードスキャンカウン
ト（自動モード）信号をライン254を介してスキャン−
２回路に供給するとともに、ドライバ回路1048に供給す
る。この結果、ドライバ回路1048はライン216の１本を
介してフレームバッファ272に垂直ドライブ（VERTICAL
DRIVE）信号を供給する。

第11図は第９図のモジュールに使用する場合のスキャ
ン−１回路の詳細機能ブロック図である。第11図におい
て、オペレータパネル204上の５つの入力スイッチ230は
プッシュボタンであり、MC14490のようなスイッチデバ
ウンス回路1102に供給され、ボタンボット230を押して
もバウンスの無い信号が得られるように構成されてい
る。プッシュボタン230はサイクルボタン、オートボタ
ン、マニュアルボタン、シングルステップボタン、およ
びリセットボタンで構成される。オートおよびマニュア
ルボタン230の出力はそれぞれマニュアル／オートモー
ドフリップフロップ1104をセットおよびリセットする。
フリップフロップ1104がセットされると、（すなわちオ
ートモードの場合）フリップフロップ1104の出力の１つ
により、ANDゲート1106がイネーブル状態になる。この
結果、ANDゲート1106はフレーム制御回路226からのスタ
ートスキャン信号をライン248の１本を介してORゲート1
108の一方の入力に供給する。この結果、ORゲート1108
はワンショット回路1110を駆動する。ワンショット回路
1110の出力パルスはフリップフロップ1112をセットす
る。フリップフロップ1112の出力はANDゲート1114の一
方の入力に供給される。この結果、ANDゲート1114は遅
延スキャンカウント信号をORゲート1116の入力に供給す
るので、ORゲート1116はライン250の１本を介してスキ
ャンカウントクロック信号をスキャン−２回路244に供
給する。

フリップフロップ1104がリセットすると（すなわちマ
ニュアルモードの場合）、フリップフロップ1104の他方
の出力信号がANDゲート1118の一歩の入力に供給され、
他方の入力端子にはシングルステップボタン230からの
出力信号が供給される。シングルステッププッシュボタ
ン230が押されると、ANDゲート1118の出力信号はパルス
シンク（同期）回路1120に供給される。この結果、パル
スシンク回路1120はつぎの遅延されたスキャン検出パル
スが他方の入力に供給されたとき１パルスを出力する。
パルスシンク回路1120の出力信号はORゲート1116の他方
の入力端子に供給されるので、ORゲート1116はスキャン
−２回路244にスキャンカウントクロック信号を供給す
る。サイクルボタンが押されると、信号がORゲート1108
の他方の入力端子に供給され、この結果、ワンショット
回路1110に供給される。ワンショット回路1110からの出
力パルスによりフリップフロップ1112がセットされ、こ
の結果、上述したような動作を行う。

リセットボタンが押されると、その出力信号は第1OR
ゲート1122および第2ORゲート1124の各入力端子に供給
される。第1ORゲート1122の出力信号はフリップフロッ
プ1112をリセットする。第2ORゲート1124の出力端子は
ロードスキャンカウント（マニュアルモード）信号を発
生し、ライン248の１本を介してフレーム格納制御回路2
26に供給する。第1ORゲート1122の残りの２つの入力端
子には、フレーム格納制御回路226からのストップスキ
ャン信号と、スキャン−２回路244からのスキャンカウ
ント＝512信号がそれぞれ供給される。第2ORゲート1124
の残りの２つの入力端子には、フレーム格納制御回路22
6からの信号とスキャン−２回路244からのスキャンカウ
ント＝ストップ値信号がそれぞれ供給される。

第12図は、第９図のモジュールに使用されるスキャン
−２回路の詳細機能ブロック図である。第12図におい
て、オペレータパネル204上の２進化10進コード（BCD）
サムホイールスイッチ234のような３つのスイッチオペ
レータにより所望のスタートスキャンカウント値に設定
される。これらのスイッチ234からのBCD出力信号はBCD
−バイナリ変換回路1202により10ビットのバイナリ値に
変換される。この10ビットデータはスキャンカウンタ12
04と呼ばれる10ビットバイナリカウンタに供給される。
フレーム格納制御回路226からライン254を介して供給さ
れるロードスキャンカウント信号により、10ビットバイ
ナリデータがカウンタ1204にロードされる。カウンタ12
04はスキャン−１回路242からライン250を介してスキャ
ンカウントクロック信号が供給されるごとにインクリメ
ントを行う。カウンタ1204の出力信号はバス256を介し
て10ビットバイナリコンパレータ1206およびスキャン−
３回路に供給される。最上位ビットすなわち、512のカ
ウントを表すビットはライン250の１本を介してスキャ
ン−１回路242に供給される。

バイナリコンパレータ1206の他方の入力端子には、ス
イッチ234を介して入力され、同様の構成のBCD−バイナ
リ変換回路1208により２進値に変換されたストップスキ
ャンカウント信号の２進値が供給される。

スキャンカウンタ1204の出力信号がストップスキャン
カウント値と等しくなると、コンパレータ1206の出力信
号がアクティブとなり、スキャンカウント＝ストップ値
信号を出力し、ライン252を介してフレーム格納制御回
路226に供給するとともに、ライン250の１本を介してス
キャン−１回路242に供給する。

第13図は、第９図のモジュールで使用されるスキャン
３回路の詳細な機能ブロックダイアグラムを示す。第13
図を参照して、スキャン２回路244のスキャンカウンタ1
204の10ビット出力が、バス256上を10ビット乗算デジタ
ル／アナログコンバータ1302に送られる。精密電圧基準
1304は基準入力をコンバータ1302に供給する。DAC1302
の出力は、差動増幅器1306の１入力に供給される。差動
増幅器の他の入力は、ポテンショメータ1308によって駆
動され、それは精密電圧基準1304に接続されている。ポ
テンショメータ1308は増幅器1306の出力の中点を０に調
整する能力を提供する。アンプ1306の出力は可変ゲイン
バッファ増幅器1310に送られ、そのゲインは０と１の間
に調整されることができる。バッファ増幅器1310の出力
は、Ｙスキャン基準信号であり、ライン210上をガルボ
制御モジュール116に送られる。

スキャンカウンタ1204の出力はまたバイナリ/BCDコン
バータ1312に送られ、それは、物体上のビームの瞬時の
ｙ位置を表わすスキャンカウントを示すために、オペレ
ータパネル204上に３桁のディスプレイを駆動するよう
に、バス238上にスキャンカウント表示信号を送り出
す。

第14図は、第１図と第２図のガルバノメータ制御モジ
ュール116を示し、ガルボ制御モジュール116は第２の方
向の実際のビーム位置を表わす信号を受信し増幅する。
その後、それは望ましいビーム位置Ｙスキャン基準信号
を受信し、２つの信号を比較する。比較結果に基づい
て、ガルボ制御モジュール116はガルバノメータ56の駆
動電流を変調し、第２の方向の実際のビーム位置を正確
に追尾させ、あるいは望ましいビーム位置にさせる。

このモジュール116はビーム位置増幅回路258を具備
し、それはライン262上をガルバノメータあるいはガル
ボドライバ回路260に信号を提供する。

ガルボ制御モジュール116は、光位置センサ112からビ
ーム位置増幅回路258までのケーブル114の第１と第２の
上の、およびスキャン３回路246からガルボドライバ回
路260へのライン210上の信号を受信する。ガルボ制御モ
ジュール116は、ビーム位置増幅回路258から位置センサ
112への第３のライン上に、及びガルボドライバかいろ2
60からガルボアッセンブリ58へのケーブル118の２つの
ライン上にバイアス電圧を送り出す。

第15図は、第１図と第２図のシステムで使用されるの
に適するガルバノメータ制御モジュール116の詳細な機
能ブロックダイアグラムである。第15図を参照して、位
置検出器あるいはセンサ112は、検出器112上の光ビーム
の位置に比例する信号を提供する。検出器はバックバイ
アス電流モードで動作する。検出器の第１の出力は、前
に述べた前置増幅回路152と同様に、電流／電圧増幅器1
502に送られる。増幅器1502の出力は合計増幅器1504と
差動増幅器1506に供給される。

検出器112の他の出力は、その出力を提供するように
同様に構成された他の電流／電圧増幅器1508に供給され
る。電流／電圧増幅器1508の出力は、合計増幅器1504の
第２の入力と差動増幅器1506の第２の入力に提供され
る。

合計増幅器1504と差動増幅器1506の出力は、バーブラ
ウン（Burr−Brown）4291分周器のようなアナログ分周
器1510の分母Ｄ入力と分子Ｎ入力にそれぞれ送られる。
分周器1510の出力はN/Dに等しく、10倍される、すなわ
ち（N/D）x10。合計信号によって差信号を分割すること
によって、検出器112の入射ビーム強度の変化による分
周器1510の出力レベルの変化は除去され、あるいは最小
にされる。

分周器1510の出力はゲインとして１を有するバッファ
あるいは非反転増幅器1512に送られる。位置エラー補正
信号と呼ばれるこの出力は、合計増幅器1514に供給され
る。合計増幅器1514への他の入力はスキャン３回路246
からのＹスキャン基準信号とゼロ調整ポテンショメータ
1516の出力である。

ポテンショメータ1516はガルバノメータの中間範囲位
置の調整を許す。

合計増幅器1514の出力は、サーボ補償器1518に送ら
れ、それは、ダゾ（D'Azzo）とホーピス（Houpis）によ
る“フィードバック制御システム分析と合成"pp109−11
0,1960に述べられているものと同様の遅延誘導（lag−l
ead）補償器であってもよい。

補償器1518はガルバノメータ制御モジュール116と位
置検出器112により構成されるサーボループの安定性を
確保する（すなわちリンギングと発振を防ぐ）。

補償器の出力はドライバ増幅器1520の１つの入力を駆
動し、それはプッシュプルパワー増幅器1522を駆動す
る。プッシュプルパワー増幅器1522はガルバノメータ56
中のコイルに駆動電流を提供する。フィードバック抵抗
1524はガルバノメータ中のコイルを流れる実際の電流を
センスし、ドライバ増幅器1520に負のフィードバック電
圧を提供する。

第16図は第１図と第２図の光マルチプライア制御モジ
ュール96を示す。光マルチプライア制御モジュール96の
機能は、アッセンブリ90からの増幅され、検出された信
号の長時間平均を形成することである。長時間平均はア
ッセンブリ90に供給される高電圧を制御するために使用
され、それによりそのゲインは制御される。光マルチプ
ライア制御モジュール96は、全体のフレームに渡って光
検出器アッセンブリ90がほぼ一定のゲインを有すること
を確保する。

光マルチプライア制御モジュール96は、自動ゲイン制
御（AGC）ビデオ増幅器266にライン270によって接続さ
れた高電圧（例えば3000V）パワーサプライ264を具備す
る。図示されたパワーサプライ264はバーテンアソシエ
イトオブヒックバイル（Bertan Associates of Hicksvi
lle）、ニュウヨークから市販されているモデル205A−0
3Rのもとに得られることができる。パワーサプライ264
はAGCビデオ増幅器266からのライン270上の信号を受信
する。

光マルチプライア制御モジュール96はライン97上をパ
ワーサプライ264から光マルチプライアアッセンブリ90
に高電圧を送り、ライン93上をAGCビデオ増幅器266から
コンピュータシステム86中のフレームバッファ272に高
電圧を送る。光マルチプライア制御モジュール96は前置
増幅モジュール94からAGCビデオ増幅器266へのライン95
上の信号を受信する。

第17図は、第１図と第２図で使用されるのに適する光
マルチプライア制御モジュール96の詳細な機能ブロック
ダイアグラムである。第17図を参照して、前置増幅モジ
ュール94からの出力は、２のゲインを有するバッファあ
るいは非反転増幅器1702に送られる。この増幅器1702の
出力はライン93上をフレームバッファ272に送られる。
増幅器1702の出力はまた、約２秒の時定数を有するロー
パスフィルタ1704に送られる。このフィルタ1704の出力
の極性は反転増幅器1706によって反転される。増幅器17
06の出力は、積分増幅器1708の合計接合に送られる。セ
ットポイント1710は増幅器1708の合計接合に第２の入力
を供給する。増幅器1708はその出力が負になることを防
ぐ出力制限回路を有する。

積分増幅器1708の出力は可変ゲイン増幅器1712に送ら
れ、それはモジュール96のゲインを制御する。増幅器17
12の出力は反転増幅器1714によって反転され、高電圧パ
ワーサプライ264に要求される極性の入力を提供する。
パワーサプライ264は高電圧を光検出器アッセンブリ90
に提供し、その電圧はパワーサプライ264への入力電圧
に比例する。

第18図は第１図と第２図の画素クロックモジュール15
4を示す。画素クロックモジュール154は入出力を有する
位相ロックループ回路を含む。位相ロックループ回路
は、入力信号の各振幅ピークに対して、出力信号の振幅
ピークが一致して生じるように、その出力信号をその入
力信号に同期させる。加えて、画素クロックモジュール
154は、出力信号を形成するために、入力の周波数（そ
れはロンチ尺144上の単位距離当り振幅サイクルに対応
する）を１から16の範囲内の予め決められた数Ｎ、典型
的には３あるいは４倍する。

画素クロックモジュール154は振幅が変化する信号を
受信する。この信号は、第４のビーム部分142が第１の
（ｘ）方向にスキャンされるにつれて、ロンキー格子14
4を通過する第４のビーム部分142によって作られる。第
４のビーム部分142のスキャンパターンは、第１のレン
ズ50に向かって第１の方向に反射されるにつれて、ビー
ム24のスキャンパターンに似ている。このようにして、
第４のビーム部分142のロンキー格子144上の位置は物体
70上の一方向へのビームの位置を表わす。ロンキー格子
144は、ビーム部分142がそれを横切るにつれて、第４の
ビーム部分142の強度を変調する。ロンキー格子144は平
行ラインを有し、それらは等しく離れており、ロータ30
は一定角速度で回転していて、センサ148によってセン
スされた信号の単位時間当りの周波数は、ロンキー格子
144の平面内で第４のビーム部分142の速度のベクトル成
分に依存して変化する。述べられた以外に、ロンキー格
子144は等しく離された平行ラインを有するので、光検
出器148によって受信された信号は第４のビーム142の位
置に対応する振幅で変化し、その位置はビーム24のスキ
ャンパターンと同期する。光学システムにより生じるス
ポット速度の変化は第４のビーム部分142とスキャンビ
ーム24に等しく影響を与える。このようにして、光検出
器148からの信号は、それがロンキー格子144を横切るに
つれ、ビーム部分142の動きを正確に追尾する。光検出
器148からの信号はロンキー格子144の空間周波数（すな
わち単位距離当りのライン）に対応する一時的周波数を
有し、その光学とロータ速度のために変化によって変調
される。画素クロックモジュール154は光検出器148によ
って発生された信号の一時的周波数を増倍し、結果とし
て位置方向への物体平面上のビーム24の空間位置を表わ
す非常に精密な画素クロック出力信号が発生される。

画素クロックモジュール154は位相検出器251、電圧制
御発振器（VCO）255、Ｎ分割カウンタ259を具備する。
このシステムで使用可能な図示される位相検出器251と
発振器255はカリフォルニア、サニーデールのシグネテ
ィクス社からの部品番号NE564のもとで得られることが
できる。位相検出器251はライン253により電圧制御発振
器（VCO）255に接続され、それに信号を送る。電圧制御
発振器255はライン257でＮ分割カウンタ259に接続さ
れ、それに信号をおくる。Ｎ分割カウンタ259はライン2
61により位相検出器251に接続され、それに信号を送
る。

ピクセルクロックモジュール154は、プリアンプ152か
ら位相検出器251まで信号をライン151を介して受ける。
ピクセルクロックモジュール154は、ライン257からフレ
ームまたはイメージストレージコントロールモジュール
140までライン153を介して信号を送る。

第19図は、第１図と第２図のシステムに使用するため
に適したピクセルクロックモジュール154の機能上の回
路構成図を詳述している。プリアンプ152の出力は、ア
ナログコンパレーター1902の１つの入力に供給され、ア
ナログコンパレーター1902は、入力信号とコンパレータ
ーの次の入力によって供給される固定された直流基準電
圧とを比較する（第19図）。コンパレーター1902の出力
は、デジタルクロック回路の構成要素と信号の極性を逆
転して送られるインバーター1904に一致している。イン
バーター1904の出力は、NE564のようなフェーズロック
ループIC1906のFM入力に供給されている。電力調整発信
器（VCO）1912の出力は、インバーター1914に送られる
フェーズロックループIC1906に含まれている。VCO1912
の第１の周波数は、コンデンサーC1によってセット、調
整され、周波数は、ピクセルクロック信号として要求さ
れる値に近付けられる。コンデンサーC2とC3は、高周波
信号が出されるように、またIC1906の入力側からのエラ
ー信号がVCO入力に供給されやすいように選択される。

インバーター1914の出力は、４ビット２進法カウンタ
ー1916のクロック入力に送られ、Ｎカウンターとして分
割される。Ｎカウンター1916入力値による分割は、プル
アップ抵抗を伴った個々のスイッチと共に選択されるこ
とができる。カウンター1916の出力は、（２）による入
力の分割周波数に配置されたＤ型フリップフロップ1918
に供給されている。このように、Ｄ型フリップフロップ
1918の出力は方形波であり、その周波数は、ピクセルク
ロックモジュール154の入力の1/2Nである。フリップフ
ロップ1918の出力は、インバーター1920によって逆転さ
れ、フェーズロックループIC1906の位相コンパレーター
の入力に供給される。

インバーター1914の出力もまた、ライン153を通して
フレームストレージコントロールモジュール140にピク
セルクロック信号として別のインバーター1922に、送ら
れる。

フェーズロックループIC1906は、VCO1912の周波数を
調整し、FM入力と位相コンパレーター入力との間の位相
エラーを最小にする。その結果、VCO1912の出力周波数
は、ピクセルクロックモジュール154の出力周波数の2N
倍となるであろう。

ロンキー格子（ronchi ruling）を透過する第４ビー
ム部142による信号発生の空間周波数は、変化すること
が知られている。このように、ピクセルクロックモジュ
ール154の出力は、変化し、モジュール154に対する入力
の空間周波数の2N倍となるように設計されている。

このピクセルクロックモジュール154の長所は、第４
ビームの直径の減少に関連した困難性を除いてロンキー
格子上をビームで走査することから検出される信号より
もより変化される空間解像度を有するピクセルクロック
信号を発生することである。第20図は、コンピューター
システム86と第１図および第２図のステージコントロー
ラーシステムの概要を説明した図である。コンピュータ
ーシステム86は、内部データバス275と内部接続ライン2
77とによって、（１）ビデオディスプレイ292に接続さ
れたフレームバッファー、（２）ALU276、（３）キーボ
ード、キーパッド、マウスおよび／またはライトペン、
プリンター298、ステージコントローラーモジュール82
のようなオペレーター入力手段を具備するターミナル29
6に接続された直列インターフェース282、そして、
（４）１つまたはそれ以上のディスク記憶装置と駆動装
置284、磁気カセットタープ記憶装置と駆動装置286、RA
M288または、フロッピーディスクもしくはディスケット
と駆動装置290のような、走査レーザ顕微鏡装置10によ
って１つあるいはそれ以上のオペレーティングプログラ
ムとデータ発生を供給する手段に接続されたCPU274を含
んでいる。コンピューターシステム86は、付随して第２
フレームバッファー278（第２ビデオディプレイ294に接
続されている）とセンサーまたは第２光検出機構168か
ら信号を受ける第2ALUとを含んでも良い。フレームバッ
ファー272,278は、ALU276,278にライン279によって接続
されている。

図面について以下の部分は、マルボロ、マサチューセ
ッツのDigital Equipment Corporation（DEC）から得る
ことができ、それぞれのモデルナンバーを記す。

UPU274…model 630QB−A2、直列インターフェース282
…model DVQ−11−Ｍ、ターミナル296…model VT−220A
Z、ディスク記憶装置と駆動装置284…models RD−50A−
5A and RQDX3−BA、磁気カセットタープ記憶装置と駆動
装置286…models TK−50−AA and TQK−50−BA、RAM288
…model CMX−830、そしてディスケット／駆動装置290
…models 800−Kb and RX50−Ａ−BA. デジタルフレームストレージユニット271は、フレー
ムバッファー272とALU276とを含む。受け入れフレーム
バッファーとALUは、提供したシステムに使用でき、モ
デルナンバーDT−2651,DT−2658からそれぞれ得られる
ことができる。

コンピューターシステム86は、デジタルフレームまた
はイメージストレージ回路226からフレームバッファー2
72,278までのライン226を通る信号を受け、AGCとビデオ
バッファー266からフレームバッファー272,278までのラ
イン93を通る信号を受ける。

作動中目的は、ステージアッセンブリー74に出され
る。操作者は、例えば、目的に関して同一のデータおよ
び使用される段階位置が要求される情報選択の情報をタ
ーミナル296に入力する。CPU274は、選択またはプログ
ラムされたステージの位置にステージコントロールモジ
ュール82を命令することによって反応する。CPU274はさ
らに、データを受け始めるアッセンブリー90および／ま
たはフレームバッファー278から、検出信号を受け始め
フレームバッファー272に命令する。

ステージアッセンブリー74が第１のプログラムポジシ
ョンである場合、フレームバッファー272（および／ま
たは278）は、デジタル化とビームがラスターパターン
を走査している間に正確な空間間隔としてアッセンブリ
ー90から検出信号を蓄積する。これらの蓄積された信号
は、検出信号またはデータのフレームを含む。蓄積され
た信号はさらに、記録蓄積の形式、すなわち、284,286
またはメモリー288の１つに典型的に転送させる。それ
から、ステージコントロールモジュール82は、ステージ
の位置を変え、データの別のフレームを得ることができ
る。これは、フレームまたはイメージの要求される数が
得られるまで繰り返され得る。

ビデオディスプレイ292は、蓄積されたデータの写像
表現をすることができ、データの個々のサンプルは、ビ
ームがサンプルに対しての目的に相当するスクリーン上
に投影される。

ALU276は、明るさのレベルを調整し、エッジを増大
し、雑音を減らすこと等を含む蓄積されたデータの標準
イメージ経過機能を成し遂げることができる。

第２フレームバッファー278は、増幅され、アッセン
ブリー90によって検知された信号に似ている制御された
信号が得られた後、センサー168からの信号により同一
の機能を果たす。代わりに、第２フレームバッファー27
8は、第１フレームバッファー272が記録記憶装置の蓄積
された信号を転送するとき、アッセンブリー90から検知
された信号のサンプルとして平行に接続されることがで
きる。さらに、バッファー272のフレームストレージ
は、個々の映像の見分けがつかない細部を強めるために
対応するバッファー278のフレームストラージと結合さ
れることができる。

この発明は、従来の技術であるハードウェアとソフト
ウェア配列の種々の機器を供給することができる。ソフ
トウェアを具体化して作動する前述のシステムの説明
は、この明細書の付録に含まれている。なお、ソフトウ
ェアプログラムは、Ｃ言語で書かれている。

これらの従来技術は、前述したこの発明の技術によ
り、恩恵を受けることができ、それに加えて、おびただ
しい修正がある。これらの修正は、クレームに述べられ
たこの発明の範囲内に包含されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の走査型レーザー顕微鏡システムの概
略図、 第２図は第１図の装置のブロック図、 第３図はこの発明の好ましい実施例に用いた修正顕微鏡
ベースを一部断面にして示す詳細な側面図、 第3A図は第３図に示したように用いるために修正可能な
商業的に入手可能な顕微鏡の側面図、 第４図はこの発明のビーム増強アセンブリの第１の実施
例の分解図、 第4A図は完全に組み立てられた第４図のアセンブリの平
面図、 第５図はこの発明のビーム増強アセンブリの第２の実施
例の分解図、 第5A図は完全に組み立てられた第５図のビーム増強アセ
ンブリの横断面側面図、 第６図はこの発明のビーム増強アセンブリの第３の実施
例の平面図、 第6A図は第６図の矢印の方向における線Ａ−Ａに沿った
横断面側面図、 第6B図はこの発明のビーム増強アセンブリの第４の実施
例の横断面側面図、 第6C図はこの発明のビーム増強アセンブリの第５の実施
例の横断面側面図、 第6D図はこの発明のビーム増強アセンブリの第６の実施
例の横断面側面図、 第７図は第１図及び第２図の装置に用いられるプリアン
プ回路の好ましい実施例の図、 第８図は第１図及び第２図の装置に用いられる走査検出
回路の好ましい実施例の図、 第９図は第２図のフレーム又は像記憶制御モジュール及
び操作制御パネルのブロック図、 第10図は第１図及び第２図の装置に用いられるフレーム
又は像記憶制御モジュール及び操作制御パネルのブロッ
ク図、 第11図は第９図のモジュールに用いられる走査モジュー
ル制御論理又は走査１の詳細な機能ブロック図、 第12図は第９図のモジュールに用いられる走査カウント
又は走査２の詳細なブロック図。 第13図は第９図のモジュールに用いられるＹ走査基準発
生機又は走査３の詳細な機能ブロック図、 第14図は第１図及び第２図の検流計制御モジュールのブ
ロック図、 第15図は第１図及び第２図の装置に用いられる検流計制
御モジュールの詳細な機能ブロック図、 第16図は第１図及び第２図の光電子増倍管制御モジュー
ルのブロック図、 第17図は第１図及び第２図の装置に用いられる光電子増
倍管制御モジュールの詳細な機能ブロック図、 第18図第１図及び第２図のピクセルクロックモジュール
のブロック図、 第19図は第１図及び第２図の装置に用いられるピクセル
クロックモジュールの詳細な機能ブロック図、 第20図は第１図及び第２図のコンピュータシステム及び
記憶制御システムの概略図である。 10……走査型レーザ顕微鏡装置、20……第１の光源、30
……ロータ、42……検流計アッセンブリ、56……検流
計、58……検流計走査アッセンブリ、70……対象物、74
……走査ステージアッセンブリ、82……ステージ制御モ
ジュール、88……ビーム増幅アッセンブリ、90……光検
出アッセンブリ、96……光増倍管制御モジュール、98…
…第２の光源、156……第３の光源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルフレッド・ハーシュル アメリカ合衆国、デラウエア州 19711, ニューアーク、アパートメント ５シ ー、ビルデイング 42，アビイ・レーン 39 (72)発明者 デリク・プリンス・ラテイビューデイー ル アメリカ合衆国、デラウエア州 19713, ニューアーク、グリーンバード・ドライ ブ ９ (72)発明者 ロバート・ヒュバード・リバーモア アメリカ合衆国、デラウエア州 19711, ニューアーク、ノース・タウンビュー・ レーン ９ (72)発明者 アラン・ペインター・スタンフォード アメリカ合衆国、ペンシルバニア州 19081，スウオースモア、ストラス・ヘ イブン・アベニュー 506 (72)発明者 ジョン・テイラー アメリカ合衆国、デラウエア州 19720, ニュー・キャッスル、ウエレスリイ・コ ート 15 (56)参考文献 特開 昭61−272714（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−26050（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−134344（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−67722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−221720（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−178208（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】材料の走査面上でラスター走査方式により
   光ビームを走査する光学系と、上記材料からの光ビーム
   を検出し、検出された光ビームの強度を表わす信号を発
   生する手段と、 上記材料の走査面上で第１の方向における光ビームの位
   置を表わすピクセルクロック信号を発生する手段と、 上記材料の走査面上で上記第１の方向に直交する第２の
   方向における光ビームの位置を所望のビーム位置に位置
   させる手段と、 検出された光信号を記憶する手段と、 上記第１の方向のピクセルクロック信号及び上記第２の
   方向の所望の位置に基づいて上記記憶手段に制御信号を
   与え、上記材料の走査面上の光ビーム位置に対応した記
   憶位置に上記検出信号が記憶されるように上記記憶手段
   を同期させる手段と、 上記記憶信号を上記材料の走査面を表わす像に変換する
   手段と、を備え、 上記ピクセルクロック信号を発生させる手段は、上記ピ
   クセルクロック信号が空間的に導出される入力に同期す
   るように、その入力の位相にその出力を同期させるフェ
   ーズロックループ手段と、上記ピクセルクロック信号を
   形成するために所定数を上記フェーズロックループの入
   力の空間的に導出された周波数に掛ける手段と、 を備えていることを特等とする走査型レーザ顕微鏡装
   置。
2. 【請求項２】上記光学系は、 軸を有し、線形偏光され、実質的にコリメートされた、
   第１の単波長光ビームを発生する第１のレーザと、 上記第１の光ビームを第１の方向および第２の方向にラ
   スター走査方式により走査する走査手段と、 対象物の走査部分と他の部分との間のコントラストを高
   くすることにより対象物からの光を増強する手段と、を
   備え、 上記像強手段は、上記対象物からの光を上記検出手段へ
   特定の偏光角にて選択的に透過する回転自在な偏光フィ
   ルタと、上記対象物の走査面に平行な面内に選択的に配
   置可能に設けられているとともに対象物からの光の一部
   を通すアパーチャを有する空間フィルターアッセンブリ
   と、を備えている請求項１に記載の走査型レーザ顕微鏡
   装置。
3. 【請求項３】上記空間フィルターアッセンブリは、 スロット及び通路を有し、対象物からの光が上記通路を
   通過して上記検出手段へ向けられるように、上記検出手
   段上に回転可能に設けられたハウジングと、 孔を有し、上記スロット内を直線的に摺動可能な支持プ
   レートと、 上記孔を通って摺動可能なトラックピースと、 上記通路内に設けられているとともに上記トラックピー
   スに接続されたホルダーシートと、 上記ホルダーシートによって回転自在に支持されたフィ
   ルタホルダーと、 アパーチャを有し上記フィルターホルダーによって支持
   されたフィルターと、を備え、 上記アパーチャは上記支持プレートの孔を通して上記ト
   ラックピースを摺動させることにより一直線方向に、ま
   た、上記ハウジングのスロット内で上記支持プレートを
   摺動させることにより上記一直線方向と直交する他の直
   線方向に位置決め可能である請求項２に記載の走査型レ
   ーザ顕微鏡。
4. 【請求項４】上記空間フィルターアッセンブリは、 通路を有し、対象物からの光が上記通路を介して上記検
   出手段へ至るように、上記検出手段上に回転可能に設け
   られたベースと、 光学アパーチャと、上記通路内に回転可能に支持された
   部分と、環状溝と、偏心ピンと、を有する回転ホルダー
   と、 上記偏心ピンを中心として移動可能に設けられ、光学ア
   パーチャと、上記偏心ピンを受ける偏心孔と、径方向溝
   と、を有する空間フィルター板と、 光学アパーチャと、上記空間フィルター板の径方向溝内
   に突出した偏心ピンと、上記回転ホルダーの環状溝内に
   突出したピンと、を有する回転自在な円板と、を具備
   し、 上記回転ホルダーの光学アパーチャ、空間フィルター板
   の光学アパーチャ、並びに回転自在な円板の光学アパー
   チャは整列されかつ上記ベース、回転ホルダー及び回転
   自在な円板の少なくとも１つの回転により移動可能であ
   る請求項２に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
5. 【請求項５】上記空間フィルターアッセンブリは、 通路を有し、対象物からの光が上記通路を介して上記検
   出手段へ至るように、上記検出手段上に回転可能に設け
   られたベースと、 上記ベースの通路に整列された上記アパーチャのサイズ
   を選択的に規定する可動シャッタを有するダイヤフラム
   アッセンブリと、 上記ダイヤフラムアッセンブリ近傍に位置した孔を有す
   るサポートと、 上記孔内で直線的に摺動可能に上記サポートに設けられ
   た設けられたアームと、 上記アーム上に設けられ、光上記可変のアパーチャを通
   る前に、対象物からの光の一部もしくは前部を遮るよう
   に位置決め可能な光遮蔽部材と、 対象物から上記検出手段へ向かう光を集束する手段と、
   を備えている請求項２に記載の走査型レーザ顕微鏡装
   置。
6. 【請求項６】上記アパーチャは、線形偏光され実質的に
   単色な光が対象物を透過する時に形成される干渉パター
   ン内の均一強度レベル領域と実質的に一致する形状を有
   している請求項１に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
7. 【請求項７】上記位置させる手段は、 軸を有する反射平面と、 励起された際上記反射平面が上記軸の回りで移動するよ
   うに反射平面を支持したガルバノメータと、 第１の光ビームを上記反射平面に向け、上記ガルバノメ
   ータが励起された際に上記材料の走査面上の第２の方向
   へ上記第１の光ビームに対応した方式で第２の光ビーム
   を走査する手段と、 上記反射平面からの第２の光ビームを受け、上記材料の
   走査面上の第２の方向に於ける第１の光ビームの実際の
   位置を表わす信号を発するように配設された光センサ
   と、 上記制御信号を与える手段から送られた参照信号及び上
   記実際のビーム位置信号に基づいて上記ガルバノメータ
   の作動を制御し、上記第２の方向の実際のビーム位置を
   所望のビーム位置に一致させるガルバノメータ制御手段
   と、 を備えた請求項１に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
8. 【請求項８】上記増強手段は、上記対象物から出射され
   た光を選択的に通過させるとともにレーザ光ビームを遮
   蔽する波長選択フィルターアッセンブリを備えている請
   求項１に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。