JP3324780B2 - 紫外線顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は一般的に紫外線顕微鏡
の技術分野に関する。更に詳しくは、この発明は被検体
の可視域から紫外域に亘る観察のための顕微鏡と、被検
体の紫外画像と可視カラー画像とを重畳させて表示する
ための顕微鏡と、被検体の紫外像のみを観察するための
顕微鏡とに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスのソリグラフィー工程に
おいては、顕微鏡検査により露光状態が確認される。可
視光源を用いた光学顕微鏡による検査では、０．８μｍ
程度以上の構造の観察、及びレジスト膜の干渉色の検査
が可能である。また、微細構造の観察のためには、走査
型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や紫外線顕微鏡が使用されてい
る。

【０００３】近年の微細加工技術の発展に伴い、半導体
デバイスの構造は一層に微細化する傾向にある。例えば
１６ＭダイナミックＲＡＭでは、線幅が０．５μｍ程度
である。このような微細構造のデバイスに対しては、光
学顕微鏡は解像力が不充分であるために、線幅の測定や
欠陥の検出が不可能である。一方、ＳＥＭや紫外線顕微
鏡は、解像力は充分であるものの、それにより形成可能
な表示画像はモノクローム画像のみであり、検査の重要
な項目の一つである色の情報は得られない。更に、ＳＥ
Ｍは観察時に真空環境を必要とするので、操作が容易で
ない。

【０００４】光学顕微鏡の解像力の限界は、その光源の
光の波長に起因している。一般に光学顕微鏡に使用され
る光の波長λは、人間の目の比視感度のピ−クとしての
可視光の平均波長５５０nmに固定されている。このよう
にλが一定の場合、光学顕微鏡の解像力εを小さくする
ためには、対物レンズ系の開口数ＮＡを大きくせねばな
らないことが下式より明らかである。 ε＝Ｋ・λ／ＮＡ …(i) （ここで、Ｋは１以下の比例定数、λは光の波長、ＮＡ
は対物レンズ系の開口数）

【０００５】特に高拡大力の可視光顕微鏡においては、
対物レンズ系の開口数ＮＡを高めるために、液浸対物レ
ンズ系が使用されている。しかしながら、被検体及び対
物レンズ系を液体に浸漬することは作業が煩雑である。
特に油浸対物レンズ系では、被検体が汚染されてしま
う。液浸対物レンズ系は、倒立型顕微鏡に対しては、被
検体の配置位置の都合により適用しにくい。

【０００６】一方、(i) 式から明らかなように、高解像
力を得るためには、可視光源よりも波長の短い紫外光源
の使用が有利である。例えば水銀ランプの紫外スペクト
ル線の波長は２７５nmであるから、可視光光源（平均波
長５５０nm）に対して、２倍の解像力が得られる。

【０００７】紫外線を効率よく透過する光学材料として
は、石英と蛍石がよく知られている。例えば特開昭６４
−６２６０９号公報に開示された紫外線顕微鏡では、光
源として水銀ランプが用いられ、この水銀ランプからの
紫外線の光路における対物レンズ系、アイピース系等の
全てのレンズ系が石英により形成されている。

【０００８】しかしながら、石英と蛍石は、紫外域から
可視域に亘る色収差補正ができない。例えば特開昭６１
−１８９５１５号公報に開示された顕微鏡では、実質的
に単色光源であるエキシマレーザ光源を用いることによ
り、色収差の問題を回避している。

【０００９】何れにしても観察に用いる照明光は単波長
に限定されるので、広い波長域での観察には対応できな
い。例えば可視域から紫外域に亘る観察は不可能であ
り、また、可視光下での被検体の位置合わせ作業ができ
ない。更に、上述の二つの公報に開示された顕微鏡は、
それぞれ一つの観察光路しか有していないため、複数の
観察装置による同時観察はできない。反射対物レンズを
使用した紫外線反射顕微鏡も公知である。これは、反射
が波長に依存しないことから、広い波長域の光源に対応
できる。しかしながら、反射対物レンズは、曲率を持つ
２つの反射面のみで形成されているため、像面湾曲が補
正できず、視野周辺では良好な像が得られない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、この発明の目
的は、被検体の可視カラー画像と紫外画像とを重畳させ
て表示できる乾燥系の紫外線顕微鏡を提供することであ
る。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明の一つの観点に
よれば、 被検体を保持すべきステージと、可視域から近
紫外域の波長域を有する光を出射する光源と、光源から
の光により、ステージに保持された被検体を照明する照
明レンズ系と、被検体からの光により被検体の拡大光学
像を結像させるべき対物レンズ系を有する像形成レンズ
系とを備え、そのうちの少なくとも照明レンズ系と対物
レンズ系とは、少なくとも可視域から近紫外域に亘る波
長域の光を透過可能な光学材料から形成され、且つその
波長域の光に対して像位置の色収差及び倍率の色収差が
補正されてなる光学レンズ系と、

【００２２】対物レンズ系により結像されるべき被検体
の光学像を可視像と紫外像とに分離する分離手段と、紫
外像を入力として高解像のモノクローム画像信号を出力
する紫外撮像手段と、前記紫外像と同時に形成される可
視像を入力としてカラー画像信号を出力する可視カラー
撮像手段と、紫外撮像手段の高解像のモノクローム画像
信号出力と可視カラー撮像手段の前記紫外像と同時に形
成されるカラー画像信号出力とを重畳させる重畳手段
と、重畳された出力信号に基づいて、被検体の画像を高
解像度の疑似カラーで表示する表示手段と、を備える紫
外線顕微鏡が提供される。

【００２３】

【００２４】好ましくは、紫外撮像手段と可視カラー撮
像手段とのうちの少なくとも一方を、その光軸に対して
垂直な面内で平行移動及び回転移動させる移動手段を更
に備える。

【００２５】

【００２６】本願明細書において、「レンズ系」若しく
は「…レンズ系」とは、単数または複数の光学レンズを
含んでなる系を意味する。また、「アイピース系」と
は、肉眼による観察のために、アイレンズ、視野レンズ
等を含んでなる系を意味する。

【００２７】

【作用】本発明の一つの観点によれば、可視域から近紫
外域に亘る波長域の光を透過する光学材料の採用によ
り、高倍率且つ高解像度の紫外像の観察と共に、可視像
の観察が可能である。この場合、上述の光学材料からな
るレンズ系は、可視域から近紫外域に亘る波長域の光に
対して色収差が補正されているので、可視域から近紫外
域に亘って良好に色補正された像が得られる。

【００２８】本発明の他の観点によれば、被検体の光学
像が紫外像と可視像とに分離され、前者はモノクローム
画像として、後者は可視カラー画像としてそれぞれ撮像
される。これらモノクローム画像と可視カラー画像とを
重畳させることにより、被検体の高倍率且つ高解像度の
カラー画像を形成できる。

【００２９】本発明の更に他の観点によれば、多波長の
紫外線を出射する光源と、多波長の紫外線を透過可能な
光学材料との採用により、多波長の紫外線を含む光学像
を形成可能である。この光学像は、それぞれ異なる波長
域を有する複数の光学像に分離されるので、単波長の紫
外線に限定されない観察が可能である。

【００３０】

【実施例】図１に示した紫外線顕微鏡は、鏡脚１４にア
ーム１６を介して支持された鏡筒１２を備える。鏡筒１
２は、光源１８と、その光路に沿って配置された照明レ
ンズ系２０、対物レンズ系２２及び結像レンズ系２４等
からなる光学レンズ系とを備える。

【００３１】光学レンズ系のうち、少なくとも照明レン
ズ系２０及び対物レンズ系２２を形成する全てのレンズ
は、可視域から近紫外域に亘る波長域（３３０ｎｍ乃至
６００ｎｍ）の光を良好に透過できる光学用材料から形
成され、しかも可視域から近紫外域に亘る波長域の光に
対して像位置の色収差及び倍率の色収差が良好に補正さ
れている。

【００３２】この光学用材料は、厚さ１０ｍｍの光学用
材料の内部において、波長３５０ｎｍの光に対する透過
率が７０％以上であることが好ましく、更に可視域から
近紫外域に亘る波長域の光に対して自家蛍光を発しない
ことが好ましい。

【００３３】一般に、上述の光学用材料は、例えば紫外
線励起型蛍光顕微鏡の照明レンズ系に使用されているｉ
線用ガラスを使用できる。更に具体的には、株式会社オ
ハラにより供給されているクラウンガラスとしてのＢＳ
Ｌ７Ｙ、ＬＡＬ６１、ＺＳＬ７（何れも商品名）、また
はフリントガラスとしてのＰＢＭ８Ｙ（何れも商品名）
等を使用できる。これらは可視域から３３０ｎｍまで像
位置の色収差及び倍率の色収差を補正可能である。

【００３４】以下の説明において、「可視−近紫外域」
とは、可視域から近視外域に亘る波長域を意味するもの
とする。また、「ｉ線用ガラス」とは、上述の製品に限
らず、可視−近紫外域の光を良好に透過できる非石英、
非蛍石の光学用材料を意味するものとする。更に、「色
収差」とは、特に断らない限り、可視−近紫外域の光に
対する像位置の色収差及び倍率の色収差を意味するもの
とする。

【００３５】上述のｉ線用ガラスの使用及び色収差の補
正は、可視−近紫外域の光を発する光源１８の使用を可
能とする。この光源１８は、例えば水銀ランプ、キセノ
ンランプ、水銀−キセノンランプ及び類似物である。光
源１８からの光路に沿って、紫外線顕微鏡の光学的配置
の概略について説明する。光源１８の光を適宜に収束さ
せるための照明レンズ系２０は、例えばコレクタレンズ
２０ａとコンデンサレンズ２０ｂとからなる。

【００３６】レンズ２０ａ，２０ｂにより収束された光
源１８の光は、ハーフミラー２６で反射して、対物レン
ズ系２２により合焦されて被検体、例えば半導体デバイ
ス２８へ入射する。

【００３７】紫外線の採用により、対物レンズ系２２は
高解像度のものを使用可能である。更に対物レンズ系２
２は、複数のレンズからなり、視野周辺の像が良好なも
のが好ましい。

【００３８】被検体２８で反射した光は、対物レンズ系
２２により拡大され、ハーフミラー２６及び結像レンズ
系２４を透過する。結像レンズ系２４の結像光路は、ダ
イクロイックミラー３０ａにより紫外線の光路と可視光
の光路とに分離される。

【００３９】ここで紫外線はダイクロイックミラー３０
ａで反射し、更に反射ミラー、または全反射プリズム３
２で反射して、紫外線テレビカメラ３４ａの撮像面（図
示せず）に結像される。

【００４０】紫外線テレビカメラ３４ａは、高解像力
で、且つ近紫外域に対応した撮像デバイス、例えば、Ｃ
ＣＤ、ＣＩＤ、ＣＭＤ、ＳＩＴなどの固体撮像素子また
はビディコンなどの撮像管が使用された形式のものであ
る。

【００４１】このテレビカメラ３４ａは、その撮像面に
結像された入力像（紫外像）を、電気的な画像信号に変
換し、好ましくは画像処理装置３６ａを通じて、ディス
プレィ３８ａへ与える。ディスプレィ３８ａは、モノク
ロームディスプレィである。ディスプレィ３８ａは、テ
レビカメラ３４ａからの入力信号に基づいて、被検体２
８の紫外域像に対応するモノクローム画像をリアルタイ
ムに表示する。ｉ線用ガラスの使用により対物レンズ系
２２の開口数を大きくできるので、ディスプレィ３８ａ
には高解像力のモノクローム画像が表示される。例えば
光源１８として、３６５ｎｍの輝線スペクトルを有する
水銀ランプを使用し、対物レンズ系２２の開口数を０．
８５とすると、約０．２６μｍの解像力が得られる。

【００４２】一方、可視光はダイクロイックミラー３０
ａを透過して、反射ミラー、または全反射プリズム４０
及び４２により反射して、カラーテレビカメラ３４ｂの
撮像面（図示せず）に結像される。

【００４３】テレビカメラ３４ｂは、カラー対応の撮像
デバイスが使用された形式のものである。このテレビカ
メラ３４ｂは、その撮像面に結像された入力像（可視
像）を、電気的なカラー画像信号に変換し、好ましくは
画像処理装置３６ｂを通じて、カラーディスプレィ３８
ｂへ与える。ディスプレィ３８ｂは、カラーテレビカメ
ラ３６ｂからの入力信号に基づいて、被検体２８の可視
像に対応するカラー画像をリアルタイムに表示する。

【００４４】以上により、ディスプレィ３８ａにより被
検体２８の微小領域の高解像力の紫外画像を観察できる
と同時に、ディスプレィ３８ｂにより被検体２８の微小
領域の色を観察できる。これは例えば１６Ｍダイナミッ
クＲＡＭの欠陥検査に対応可能である。

【００４５】更に、アルゴンレ−ザ（波長３５１ｎｍ）
及びｉ線（波長３６５ｎｍ）から可視光（波長約６００
ｎｍ）に至るまで色収差が良好に補正された像が得られ
るため、半導体デバイスの検査に限らず、可視−近紫外
域における検鏡分析、及び蛍光検鏡分析にも有益であ
る。紫外線顕微鏡の光学的構成及び画像形成のための構
成について更に詳しく説明する。

【００４６】図１のダイクロイックミラー３０ａは、同
様な波長選択特性を有するダイクロイックプリズムに置
き換えることができる。また、反射ミラーを適宜に追加
したり、ダイクロイックミラー３０ａの透過及び反射特
性を変えてもよい。

【００４７】これら波長選択特性を有する光学要素３０
ａにより、結像レンズ系２４による被検体２８の光学像
を紫外像と可視像とに分離させる光学的配置によれば、
紫外像と可視域像とで撮像面の位置及び倍率を異ならせ
ることが可能である。従って、結像レンズ系２４は、必
ずしも可視−近紫外域の光に対して色収差が補正されて
いる必要はない。

【００４８】テレビカメラ３４ａ，３４ｂには、それぞ
れ入力像を変倍するための拡大レンズ系若しくは撮像レ
ンズ系４４ａ，４４ｂを備えることが可能である。これ
ら拡大レンズ系４４ａ，４４ｂは、それぞれ近紫外域、
可視域で色収差が補正されていればよい。これら拡大レ
ンズ系４４ａと４４ｂとは、互いに独立に倍率設定可能
とすることにより、被検体２８の紫外画像とカラー画像
とを互いに異なる倍率で同時に観察できる。

【００４９】例えば、高倍率の紫外画像を観察すると同
時に、カラーテレビカメラ３０ａｂを低倍率として、デ
ィスプレィ３８ｂによる可視画像を参照しながら焦点合
わせ及び被検体の位置合わせを実行できる。この場合、
可視域についても像位置の色収差が補正されているの
で、可視光画像の視認が容易である。

【００５０】或いは、テレビカメラ３４ａ，３４ｂの各
々の撮像面位置を同焦の位置に設定可能とすると、紫外
テレビカメラ３４ａによる紫外像とカラーテレビカメラ
３４ｂによる可視像とは、同時に焦点が合う。特に紫外
テレビカメラ３４ａによる画像は、以下に述べるような
画質改善を図ることが好ましい。図１において、テレビ
カメラ３４ａからディスプレィ３８ａへ出力される画像
信号は、画像処理装置３６ａにより信号処理されてい
る。

【００５１】コントローラ４６により制御される画像処
理装置３６ａは、画像処理技術において公知の画像処理
機能を有する。例えば、テレビカメラ３４ａの固定パタ
ーンノイズを除去するための画像間演算機能、ランダム
ノイズの除去または画像の明度向上のための積算機能、
画像輝度分布を部分的に強調するためのγ補正機能、テ
レビカメラの出力信号に基づいて画像の振動が検出され
た際に、その振動検出以前の画像を静止画像としてディ
スプレィ３８ａに表示させる像ぶれ防止機能、特徴抽出
機能、フィルタリング機能等である。

【００５２】紫外像の観察は、数百乃至数千倍の高倍率
で実行される場合が多いが、光量は光学系の倍率の二乗
に反比例するために、画像改善を施さなければ非常に暗
い画像となる。これは、画像処理装置３６ａの積算機能
やγ補正機能により画像の明るさを上げたり、暗部を強
調させることにより改善できる。

【００５３】テレビカメラ３４ａの感度のゲインを上げ
て使用した場合には、画像信号のノイズが増大する。こ
のノイズを除去するためには、画像処理装置３６ａの画
像間演算機能や積算機能が有効である。カラーテレビカ
メラ３４ｂにも、画像処理装置３６ａと同様な装置３６
ｂを備えてもよい。

【００５４】画像の保存可能なハ−ドコピ−を形成する
目的で、画像処理装置３６ａ，３６ｂの出力画像を、そ
れぞれビデオプリンタ４８ａ，４８ｂに出力させてもよ
い。この場合、紫外画像のためのビデオプリンタ４８ａ
は高解像度対応、可視画像のためのビデオプリンタ４８
ｂはカラー対応であることが好ましい。図１の紫外線顕
微鏡における主として機械的な構成について説明する。

【００５５】可視−紫外域に対応した光源の多くは、頻
繁な点灯／消灯ができない。従って、光源１８を消灯す
ることなく、光源１８の光を遮断できる機械的シャッタ
５０を鏡筒１２内に配置することが望ましい。紫外線に
弱い被検体を観察する場合には、シャッタ５０により非
観察時の紫外線の照射を防ぎ、被検体の損傷を最小限に
抑えることができる。

【００５６】この光源用シャッタ５０の開閉は、手動で
もよいが、むしろコントローラ４６により制御されるこ
とが好ましい。この場合、紫外線顕微鏡における交換可
能または取り外し自在なアセンブリー（例えば対物レン
ズ系）の使用状態を監視するセンサ（図示せず）を備え
ることが有益である。各アセンブリーが外されている状
態や、交換中の状態がセンサにより検出されると、コン
トローラ４６はシャッタ５０を閉じて光源１８の光を自
動的に遮断させる。これにより紫外線の周囲への散乱が
防止される。

【００５７】紫外テレビカメラ３４ａが画像処理装置３
６ａを備えている場合、拡大レンズ系４４ａは、テレビ
カメラ３４ａの撮像面への入光量を零とするためのシャ
ッタ５２ａを備えてもよい。シャッタ５２ａを閉じてテ
レビカメラ３４ａにより無入光状態における撮像をする
と、バックグラウンド像としての像が得られる。

【００５８】シャッタ５２ａを解放した状態における実
際の画像から、画像処理装置３６ａにより、バックグラ
ンド像を差し引くことにより、テレビカメラ３４ａの有
する固定パタ−ンのノイズが除去される。従って、ＳＮ
比の改善された良好な像が得られる。カラーテレビカメ
ラ３４ａの拡大レンズ系４４ｂにも同様なシャッタ５２
ｂを備えてもよい。シャッタ５２ａ，５２ｂの開閉は、
コントローラ４６により制御してもよく、手動でもよ
い。紫外線顕微鏡のアーム１６には、被検体２８を保持
すべき機械的ステ−ジ５４が支持されている。

【００５９】図１の実施例における機械的ステ−ジ５４
は、アーム１６に支持されたＺステ−ジ５４ｚと、この
Ｚステ−ジ５４ｚに順次に取り付けられたＹステ−ジ５
４ｙ及びＸステ−ジ５４ｘを備えている。

【００６０】Ｚステ−ジ５４ｚは、焦点合わせのために
被検体２０と対物レンズ系２２との相対位置を変える目
的で、対物レンズ３の光軸（Ｚ軸）に沿って微小移動可
能である。

【００６１】Ｘステ−ジ５４ｘは、高倍率観察時におい
ても、被検体の微小な観察対象領域を視野内に容易に収
める目的で、Ｚ軸に垂直なＸ軸に沿って微小移動可能で
ある。同様にＹステ−ジ５４ｙは、Ｘ軸及びＺ軸に対し
て垂直な方向へ微小移動可能である。

【００６２】このようなＸ，Ｙ，Ｚステ−ジ５４ａ，５
４ｙ，５４ｚは、それぞれ調節ねじ５６ｘ，５６ｙ，５
６ｚにより手動駆動されてもよく、コントローラ４６に
より駆動制御されてもよい。

【００６３】床５８から伝わる振動を機械的に防止する
ため、紫外線顕微鏡の鏡脚１４が除振台６０上に設置さ
れていることが好ましい。この除振台６０は、空気ばね
式等のパッシブ方式、または振動を検知し、この振動を
打ち消すようなアクィブ方式の除振機構などが使用でき
る。このような除振台６０の使用は、僅かな振動も像ぶ
れの原因となる高倍率観察時において特に有益である。

【００６４】符号６２で概略的に示されるレボルバは、
複数の対物レンズ系２２を支持し、その回転により、対
物レンズ系を選択的に切換え可能である。同様に、符号
６４ａ，６４ｂで示されるタ−レットは、複数の拡大レ
ンズ系４４ａまたは４４ｂを支持し、その回転により、
拡大レンズ系を選択的に切換え可能である。これら対物
レンズ系２２及び／または拡大レンズ系４４ａ，４４ｂ
の切換えにより、紫外線顕微鏡の変倍力が可変とされ
る。

【００６５】レボルバ６２及びタ−レット６４ａ，６４
ｂは、数百〜数千倍の高倍率の観察時においては、レン
ズ系の切換えの際に、光軸の相対的な偏心によりレンズ
系の光軸がずれ、像が視野から外れる恐れがある。この
ような光軸ずれの許容精度は、通常の機械加工精度では
得られない。従ってこれらレボルバ６２及びタ−レット
６４ａ，６４ｂは、芯出し機構を有することが望まし
い。

【００６６】図２及び図３を参照すると、この実施例に
おけるレボルバ６２に組み込まれるべき芯出し機構の一
例が示されている。レボルバ６２の内部の複数の所定位
置（一個所のみ図示）には、凹面６６が形成され、この
凹面６６には装着穴６８が位置している。装着穴６８に
は、環状の保持部材７０が遊嵌されている。保持部材７
０の内周面には雌捩子７０ａが形成され、ここには、対
物レンズ系２２のスリーブ７２の上部外周に形成された
雄捩子７２ａが螺合されている。

【００６７】保持部材７０の外周と装着穴６８の内周と
の間には間隙７４が介在し、更に、保持部材７０の上端
部７０ｂの外径は装着穴６２ａの内径よりも大きい。従
って保持部材７０は、上端部７０ｂの底面が凹面６６に
接触しながら、対物レンズ系２２の光軸２２ａに垂直な
面内で移動可能である。

【００６８】保持部材７０の上端部７０ｂの外周には、
テーパー面７０ｃが形成されている。このテーパー面７
０ｃの周囲には、二つの位置決め部材７６ａ及び一つの
ボール７６ｂがほぼ等間隔に配置されている。二つの位
置決め部材７６ａは、テーパー面７０ｃに当接するよう
に固定されている。ボール７６ｂは、保持部材７０を位
置決め部材７６ａへ弾性的に押圧するように、スプリン
グ７６ｃにより支持されている。これら位置決め部材７
６ａ及びボール７６ｂにより、対物レンズ系２２の光軸
２２ａが芯出しされる。このような芯出し機構は、タ−
レット６４ａ，６４ｂにも備えることができる。

【００６９】紫外線顕微鏡の総合倍率をコントローラ４
６により制御する目的で、レボルバ６２及びタ−レット
６４ａ，６４ｂは、コントローラ４６により制御される
電気モータ（図示せず）で回転駆動させることは、当業
者には容易である。電気モータを備えたレボルバまたは
タ−レットとしては、例えば特開平２−５０１８６３号
公報（米国特許第４，９６１，６３６号公報に対応）に
開示されたものを使用できる。総合倍率を変えながら観
察する場合には、コントローラ４６により総合倍率を段
階的に上下させることにより、倍率の急激な変化が生じ
ず、観察が容易である。

【００７０】同一の総合倍率に対して、対物レンズ系２
２と拡大レンズ系４４ａまたは４４ｂとの倍率の組み合
わせが複数ある場合には、コントローラ４６は、対物レ
ンズ系２２の開口数の大きい組み合わせを優先的に選択
することが望ましい。表Ｉは、対物レンズ系２２の倍率
が×１０、×５０、×１００、拡大レンズ系４４ａまた
は４４ｂの倍率が×１、×２、×４である場合の倍率の
組み合わせを示す。

【００７１】 表Ｉ 対物レンズ系の倍率 拡大レンズ系の倍率 総合倍率 １０ １ １０ １０ ２ ２０ １０ ４ ４０ ５０ １ ５０ １００ １ １００ １００ ２ ２００ １００ ４ ４００ ここで×１００の対物レンズ系の開口数は、×５０のそ
れよりも大きいものとする。総合倍率１００倍のための
組み合わせとしては、対物レンズ系の倍率が×５０、拡
大レンズ系の倍率が×２の組み合わせも可能ではある。
しかし、それよりも対物レンズ系の開口数が大きい組み
合わせである対物レンズ系の倍率が×５０、拡大レンズ
系の倍率が×２の組み合わせが選択されることにより、
一層に高解像力の観察が可能である。

【００７２】代替的に、各々のタ−レット６４ａ，６４
ｂに支持された拡大レンズ系の一つをシャッタ（図示せ
ず）に置き換えてもよい。この場合、タ−レットの切換
により光路を遮断できるので、上記シャッタ５２ａ，５
２ｂは不要である。更に、複数の拡大レンズ系４４ａ，
４４ｂを支持したタ−レット６４ａ，６４ｂは、それぞ
れ一つのズームレンズ系に置き換えてもよい。図１の紫
外線顕微鏡の焦点合わせについて説明する。

【００７３】対物レンズ系２２の焦点深度は波長に比例
して浅くなるので、紫外像観察時は焦点合せが困難とな
る。この困難を解消するために、図１に示す実施例にお
いては、紫外テレビカメラ３４ａのための自動合焦装置
７８が備えられている。

【００７４】コントローラ４６により制御される自動合
焦装置７８は、テレビカメラ３４ａの焦点ずれ量を検出
する。この検出された焦点ずれ量に基づいて、コントロ
ーラ４６がＺステ−ジ５４ｚを駆動し、焦点合せを実行
する。これにより適格な焦点合せが容易に実行でき、焦
点が良好に合った像が得られる。

【００７５】高倍率観察時には必然的に光量が減少する
ために、自動合焦装置７８の入力信号としては、テレビ
カメラ３４ａの出力信号を用いることが適切である。具
体的には、テレビカメラ３４ａの画像信号の高周波成分
を抽出し、これを評価するパッシブ方式により焦点ずれ
量を検出できる。

【００７６】代替的に、低倍率観察時や被検体の反射率
が高くて充分な光量が得られる場合には、テレビカメラ
３４ａとは別個に自動合焦用センサ（図示せず）を設
け、その出力信号を自動合焦装置７８に与えてもよい。
この場合、高速な自動合焦が可能となる。

【００７７】図４はこの発明の第２の好適実施例を示
す。第１実施例と同様な構成要素は同様な参照符号を付
して示す。図４の紫外線顕微鏡の第１実施例との主要な
差異は、近紫外域画像の観察と同時に、アイピース系に
よる可視像の眼視観察が可能なことである。図４におい
て、光源１８から結像レンズ系２４に至る光学系は第１
実施例と同様である。

【００７８】結像レンズ系２４の結像光路は、ダイクロ
イックミラー３０ｂにより紫外線の光路と可視光の光路
とに分離される。ダイクロイックミラー３０ｂの波長選
択特性は、第１実施例のダイクロイックミラー３０ａと
全く逆であり、紫外域を透過させ、可視域を反射させ
る。

【００７９】ダイクロイックミラー３０ｂを透過した光
路においては、結像レンズ系２４による紫外像が拡大レ
ンズ系４４ａにより変倍され、紫外テレビカメラ３４ａ
の撮像面（図示せず）に投影される。テレビカメラ３４
ａにより撮像された紫外像は、ディスプレィ３８ａに表
示される。

【００８０】一方、ダイクロイックミラー３０ｂで反射
した光路においては、結像レンズ系２４による可視像が
アイピース系８０へ導かれる。このアイピース系８０の
中間像位置（図示せず）とテレビカメラ３４ａの撮像面
位置とは同焦の位置とされている。従ってテレビカメラ
３４ａによる紫外像とアイピース系８０による可視像と
は同時に焦点を合わせることができる。

【００８１】アイピース系８０の下方における鏡筒１２
には、紫外カバ−８２が突出されている。この紫外カバ
−８２は、観察中の被検体２８から反射した紫外線の顕
微鏡外部への漏洩を防止するためのものである。これに
より紫外線に対する観測者の目の保護が高められる。こ
の紫外カバ−８２の材質は、このカバ−８２を介して被
検体２８を肉眼で視認できるように、可視光を透過する
材質であることが好ましい。

【００８２】このような紫外線顕微鏡によれば、ダイク
ロイックミラー３０ｂの波長選択性により、可視光がア
イピース８０系へ、紫外線がテレビカメラ３４ａへそれ
ぞれ導かれる。従って、アイピース８０系ひいては観察
者の目への紫外線の入射が防止される。

【００８３】また、アイピース８０系による被検体２８
の微小領域の眼視と同時に、ディスプレィ３８ａにより
被検体２８の微小領域の高解像力の紫外線画像を観察で
きる。更に、アイピース系８０により可視像を参照しな
がら、焦点合わせ及び位置合わせを実行することも可能
である。アイピース系８０は単眼型のものを図示した
が、双眼型であってもよい。図５はこの発明の第３の好
適実施例を示す。図において、第１及び第２実施例と同
様な構成要素については同一の参照符号を付して示す。
図５の紫外線顕微鏡と第２実施例との差異は、テレビカ
メラ３４ａに代えて、写真撮影装置８４が配置されてい
ることである。

【００８４】この写真撮影装置８４は、少なくとも近紫
外域に対して有感なフィルムのための銀塩式が好まし
い。銀塩写真は解像度が優れるため、高解像度の紫外線
像の撮影に適している。写真撮影装置８４は、３５ｍｍ
用フィルムバックでもよく、ポロライド社の大判フィル
ム用でもよい。また写真撮影装置８４に使用されるべき
フィルムは、例えばパンクロマチックフィルム、オルソ
フィルム、または近紫外域に感度を有するモノクローム
フィルムでもよい。パンクロマチックフィルムは、可視
光に対しても使用できるので、入手が容易である。

【００８５】アイピース系８０の中間像位置８０ａと、
写真撮影装置８４のフィルム面８４ａとは同焦の位置に
あり、フィルム面８４ａの紫外像とアイピース系８０の
可視域像とは同時に焦点が合う。

【００８６】写真を撮影する場合には、焦点合せと被検
体２８の位置合せとが必要である。先ずアイピース系８
０の視野がフィルム面８２上での視野を含むように、ア
イピース系８０の倍率を選択する。このアイピース系８
０の中間像位置８０ａに焦点板８６を配置し、写真上の
視野枠を投影する。この状態で、Ｘ及びＹステ−ジ５４
ｘ，５４ｙの駆動により、被検体２８の特定の領域を視
野枠に位置合せさせる。

【００８７】次に、アイピース系８０により焦点合せを
実行する。像位置での焦点深度は波長に比例して浅くな
る。従って、写真撮影装置８４によるフィルム面８４ａ
における紫外線の深度は浅く、アイピース系８０による
中間像位置８０ａにおける可視光の深度は深い。このた
め、アイピース系８０が合焦しているとしても、写真撮
影装置８４は合焦していない可能性がある。

【００８８】ここで焦点深度は総合倍率の二乗に反比例
することに着目すると、次のことが解る。即ち、アイピ
ース系の焦点深度が写真撮影装置８４の深度に対して等
しくまたは浅くなるように、アイピース系８０を適宜な
倍率のアイピース系８０′に交換することにより、アイ
ピース系８０′で合焦させれば写真撮影装置８４も合焦
させることができる。

【００８９】図６はこの発明の第４の好適実施例を示
す。これは、第２実施例（図４）及び第３実施例（図
５）の光学系の変形例であり、分光フィルタにより可視
域と近紫外域とを分離させるものである。

【００９０】図において、被検体からの反射光の光路を
二分割するための光学要素３０ｃとしては、ダイクロイ
ックミラー３０ｂに代えて、波長選択性を有さない要
素、例えばハ−フミラ−、またはビームスプリッターが
使用されている。

【００９１】第１の分光フィルタ８８が照明レンズ系２
０とハーフミラー２６との間に配置され、第２の分光フ
ィルタ９０がハーフミラー２６と結像レンズ系２４との
間に配置されている。これら分光フィルタ８８，９０は
交換取り外しが可能であり、観察目的に応じた最適の波
長域のみを透過させるフィルタ特性を持つものが選択さ
れる。

【００９２】結像レンズ系２４を透過した被検体２８か
らの反射光の光路は、光路分割用光学要素３０ｃにより
アイピース系８０側の光路と、拡大レンズ系４４ａ側の
光路とに分離される。

【００９３】光学要素３０ｃが波長選択性を有さないの
で、分光フィルタ８８，９０の選択により、拡大レンズ
系４４ａ側の光路においては、可視像と近紫外像とを選
択的に観察できる。

【００９４】例えば、第２実施例のテレビカメラ３４ａ
として可視−近紫外域に対応したテレビカメラを用いる
と、分光フィルタ８８，９０として可視光透過フィルタ
が選択された場合には、ディスプレィ３８ａにより可視
画像を観察でき、分光フィルタ８８，９０として紫外透
過フィルタが選択された場合には、ディスプレィ３８ａ
により紫外画像を観察できる。

【００９５】同様に、第３実施例の写真撮影装置８４
は、可視−近紫外域に対して有感なフィルムを用いる
と、分光フィルタ８８，９０の選択により、可視像と紫
外像とを選択的に撮影できる。

【００９６】何れの場合にも、結像レンズ系２４及び拡
大レンズ系４４ａは、近紫外線のみならず可視光も透過
させる必要があるため、これら結像レンズ系２４及び拡
大レンズ系４４ａもｉ線ガラスから形成され、且つ可視
−近紫外域に対して色収差が補正されている必要があ
る。

【００９７】また、眼視観察の際には、紫外線がアイピ
ース系８０を通じて観察者の目に入射しないように配慮
する必要がある。例えば、図示のようにアイピース系８
０側の光路内に紫外線カットフィルタ９２を常時配置す
るか、或いは、眼視観察の際に、第１分光フィルタ８８
として紫外線カットフィルタを用いる。または、アイピ
ース系８０として紫外線を透過しないものを使用する。

【００９８】代替的に、光学要素３０ｃは、切り換えミ
ラーに置き換えることができる。この切り換えミラー
は、被検体からの反射光の光路を、拡大レンズ系４４ａ
側の光路とアイピース系８０側の光路とに選択的に切り
換える。この場合、上記シャッタ５２ａの使用に代え
て、テレビカメラ３４ａまたは写真撮影装置８４への透
過光を零にするためのシャッタを切り換えミラーに組み
込んでもよい。切り換えミラーの切り換えは、手動また
はコントローラ４６により実行される。

【００９９】図７はこの発明の第５の好適実施例を示
す。第１乃至第４実施例と同様な構成要素については同
一の参照符号を付して示す。図７の紫外線顕微鏡は、第
２実施例のアイピース系８０に代えて、被検体２８の微
小領域の顕微分光測定をするための顕微分光装置９４を
備えている。

【０１００】照明レンズ系２０により収束された光源１
８の光は、ハーフミラー２６で反射して、対物レンズ系
２２により合焦されて被検体２８の測定対象領域へ入射
する。被検体２８で反射した光は、対物レンズ系２２に
より変倍され、ハーフミラー２６及び結像レンズ系２４
を透過して光路切換えミラー３０ｄに入射する。光路切
換えミラー３０ｄは、結像レンズ系２４の結像光路を反
射ミラー９６とテレビカメラ３４ａとへ選択的に切換え
る。反射ミラー９６へ導かれた光は、ここで反射して顕
微分光装置９４へ入射する。テレビカメラ３４ａは必ず
しも近紫外域対応である必要はなく、可視光用でもよ
い。

【０１０１】画像処理装置３６ａは、第１実施例の画像
処理装置３８ａの機能に加えて、テレビカメラ３４ａか
らの画像信号に、測定対象領域の指標を重畳させてディ
スプレィ３８ａに表示させる機能をも有する。図７の紫
外線顕微鏡の操作について説明する。

【０１０２】被検体２８の顕微分光を実行するに先立っ
て、光路切換えミラー３０ｄにより結像レンズ系２４の
結像光路をテレビカメラ３４ａへ導く。この状態で、Ｘ
及びＹステ−ジ５４ｘ，５４ｙにより被検体２８を移動
し、被検体２８の測定対象領域をディスプレィ３８ａ上
の指標に合わせる。次に、光路切換えミラー３０ｄの結
像光路を顕微分光装置９４へ切り換え、顕微分光を実行
する。

【０１０３】顕微分光中は、被検体２８の測定対象領域
の像がテレビカメラ３８ａに入力されないために、画像
処理装置４８ａは顕微分光開始以前の画像を静止画像と
してディスプレィ３８ａに表示させる。上述のように、
図７の実施例によれば、可視−近紫外域で被検体２８の
測定対象領域を確認しながら顕微分光を実行できる。

【０１０４】図８は、この発明の第６の好適実施例に係
る紫外線顕微鏡を概略的に示す。第１及び第３実施例と
同様な構成要素については同一の参照符号を付して示
す。図８の紫外線顕微鏡は、落射照明系の他に透過照明
系を有すると共に、三つの観測手段を有する。光源１８
からの光により被検体２８を落射照明するための系１０
０の構成は、第１実施例の照明系と同様である。

【０１０５】被検体２８で反射した光は、対物レンズ系
２２ａ、ハーフミラー２６、及び結像レンズ系２４を透
過して、紫外線ハーフミラー９６ａに入射する。紫外線
ハーフミラー９６ａを透過した光は、紫外域用拡大レン
ズ系４４ａを透過して、紫外テレビカメラ３４の撮像面
に結像される。テレビカメラ３４により撮像された被検
体２８の紫外線画像は、ディスプレィ３６ａに表示され
る。

【０１０６】一方、紫外線ハーフミラー９６ａで反射し
た光はダイクロイックミラー９６ｂにより可視光と紫外
線とに分離される。ダイクロイックミラー９６ｂで反射
した紫外線は、紫外域用拡大レンズ系４４ａを透過して
写真撮影装置８４へ導かれ、ダイクロイックミラー９６
ｂを透過した可視光はアイピース系８０へ導かれる。従
ってテレビカメラ３４による紫外像の撮像と、写真撮影
装置８４による紫外像の写真撮影と、アイピース系８０
による可視像の観測とを同時に実行できる。代替的に、
写真撮影装置８４により可視像を写真撮影する目的で、
紫外線ハーフミラー９６ａをダイクロイックミラーに、
ダイクロイックミラー９６ｂを紫外線ハーフミラーに、
写真撮影装置８４の紫外域用拡大レンズ系４４ａを可視
域用拡大レンズ系４４ｂに、それぞれ交換してもよい。
この結果、写真撮影装置８４には可視光が導かれる。こ
のような交換を自動的に実行可能とすることにより、写
真撮影装置８４は、装填されるべきフィルムの感光特性
に応じて、紫外像と可視像とを選択的に写真撮影でき
る。

【０１０７】透過照明系１１０は、光源１８と同様な光
源１１２に沿って順次に配置されたコレクタレンズ１１
４、シャッタ１１６、反射ミラー１１８、コンデンサレ
ンズ１２０を備えている。コレクタレンズ１１４とコン
デンサレンズ１２０とは照明レンズ系をなしている。こ
のような系１１０によれば、光源１１２からの光は、コ
レクタレンズ１１４及びコンデンサレンズ１２０によ
り、ステージ１２２上の被検体２８に適宜に集光され
る。被検体２８を保持するステージ１２２は、光源１１
２からの光を透過可能な材料、例えばｉ線用ガラスから
形成されている。

【０１０８】被検体２８を透過した光は、落射照明系１
００において被検体２８で反射した光と同様に、テレビ
カメラ３４、写真撮影装置８４、アイピース系８０にそ
れぞれ導かれる。

【０１０９】透過照明系１１０のシャッタ１１６は落射
照明系１００のシャッタ５０と同様であり、これらシャ
ッタ５０，１１６は、被検体２８が透過物体であるか否
かに応じて何れか一方が閉止される。被検体２８の種類
によっては、二つのシャッタ５０，１１６を共に開放し
ても良く、また、観察期間外には、二つのシャッタ５
０，１１６を共に閉止してもよい。尚、シャッタ１１６
は、実線で示される位置に代えて、点線で示すように、
反射ミラー１１８とコンデンサレンズ１２０との間に配
置してもよい。代替的に、図８の配置構成から落射照明
系１００を取り外し、照明系として透過照明系１１０の
みを有する紫外線顕微鏡としてもよい。

【０１１０】図９は、この発明の第７の好適実施例を示
す。第１実施例と同様な構成要素については同一の参照
符号を付して示す。図９の顕微鏡と第１実施例との重要
な相違は、画像処理装置１３０が、紫外テレビカメラ３
４ａによるモノクローム画像と、可視カラーテレビカメ
ラ３４ｂによるカラー画像とを重畳させて疑似的なカラ
ー画像を形成し、これを一つのＲＧＢモニタ１４０に表
示させることである。図１０は、図９における画像処理
装置１３０の内部の回路のブロックダイアグラムを示
す。カラーテレビカメラ３４ｂは、カラー信号処理系１
３１ｂの周期分離回路１３２ｂと、アナログ／ディジタ
ル変換器１３３ｂとにアナログ入力を与える。アナログ
／ディジタル変換器１３３ｂは、それぞれＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）に対応した三つのアナログ／ディジタ
ル変換器を有する。同期信号分離回路１３２ｂは、カラ
ーテレビカメラ３４ｂの出力信号に含まれる同期信号を
分離して、位相同期ループ（ＰＬＬ）回路１３４ｂに与
える。ＰＬＬ回路１３４ｂは、同期信号に基づいて、ア
ナログ／ディジタル変換器１３４ｂの出力のタイミング
と、ＦＩＦＯ(first in first out)レジスタ１３５ｂの
入力のタイミングとを合わせる。ＦＩＦＯレジスタ１３
５ｂは、それぞれＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）に対応
した三つのＦＩＦＯレジスタを有する。ＦＩＦＯレジス
タ１３５ｂは、タイミング回路１３６から発生されたタ
イミング信号に従って、アナログ／ディジタル変換器１
３３ｂの三つのディジタル出力を、第１のフレームメモ
リー１３７ｂに与える。フレームメモリー１３７ｂは、
Ｒ，Ｇ，Ｂのディジタル画像信号を記憶する。

【０１１１】同様に、紫外テレビカメラ３４ａは、同期
信号分離回路１３２ａ、アナログ／ディジタル変換器１
３３ａ、ＰＬＬ回路１３４ａ、ＦＩＦＯレジスタ１３５
ｂを有するモノクローム信号処理系１３１ａを通じて、
第２のフレームメモリー１３７ａにディジタル入力を与
える。即ち、紫外テレビカメラ３４ａのアナログ出力
は、その同期信号に従ってディジタル変換される。次い
で、タイミング回路１３６のタイミング信号に従って第
２のフレームメモリー１３７ａに与えられ、ここで記憶
される。

【０１１２】上述のように、二つのテレビカメラ３４
ａ，３４ｂの出力は、各々の同期信号及びタイミング回
路１３６のタイミング信号に従って、互いに独立にＦＩ
ＦＯ方式によりフレームメモリー１３７ａ，１３７ｂへ
与えられる。従って、二つのテレビカメラ３４ａ，３４
ｂが画像処理装置１３０へ入力を与えるタイミングは、
非同期でよい。

【０１１３】第１と第２のフレームメモリー１３７ａ，
１３７ｂは、格納されたディジタル画像信号を、タイミ
ング回路１３６のタイミング信号に従って出力する。こ
の四つの出力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ，モノクローム）の各々
の情報量は、例えば８ビットである。これら計３２ビッ
ト（８ビット×４）のディジタル画像信号は、擬似カラ
ー画像を形成するための色参照テーブル（Look Up Tabl
e:ＬＵＴ) 回路１３８へ与えれる。

【０１１４】ＬＵＴ回路１３８は、モノクローム信号と
ＲＧＢ信号とを重畳させて、ディジタル／アナログ変換
器１３９に与える。この重畳は、紫外テレビカメラ３４
ａによるモノクローム信号を、Ｒ，Ｇ，Ｂのうちの何れ
か一つの信号に変換するか、或いは、モノクローム信号
の濃淡レベルに応じて、カラーテレビカメラ３４ｂによ
るＲＧＢ信号の濃淡レベルレベルを変化させることによ
り実行される。ディジタル／アナログ変換器１３９は、
モノクローム信号が重畳されたＲＧＢアナログ入力をＲ
ＧＢモニタ１４０に与える。タイミング回路１３６は、
ＬＵＴ回路１３８の出力タイミングとディジタル／アナ
ログ変換器１３９の入力タイミングとを同期させ、且つ
ディジタル／アナログ変換器１３９の出力タイミングと
ＲＧＢモニタ４０の入力タイミングとを同期させる。以
上により、ＲＧＢモニタ１４０は、紫外テレビカメラ３
４ａによる高解像度のモノクローム画像を、カラーテレ
ビカメラ３４ｂによるＲＧＢ画像に基づいて、擬似カラ
ー表示させる。ＬＵＴ回路１３８による信号変換を更に
詳細に説明する。図１１は、紫外テレビカメラ３４ａと
カラーテレビカメラ３４ｂとの波長特性を示す。

【０１１５】図９の紫外線顕微鏡の照明レンズ系２０及
び対物レンズ系２２は、３３０ｎｍ乃至６００ｎｍの波
長域で色収差補正されているので、赤色の結像性能は、
緑色、青色、紫外線に比べて若干低い。そこで、仮に、
ＬＵＴ回路１３８が、Ｂ，Ｇ入力信号をそのままＢ，Ｇ
出力信号とし、モノクローム入力信号をＲ出力信号に変
換するならば、赤色、緑色、青色共に結像性能を満足し
たＲＧＢ画像が形成される。この場合のＲ，Ｇ，Ｂ出力
信号の波長特性は図１２（Ａ）に示されている。

【０１１６】代替的に、人間の目にとって最も感度が高
く、解像の判断に供されるのは緑色であるから、ＬＵＴ
回路１３８は、モノクローム入力信号をＧ出力信号に変
換出力してもよい。この場合のＲ，Ｇ，Ｂ出力信号の波
長特性は図１２（Ｂ）に示されている。

【０１１７】更に代替的に、ＬＵＴ回路１３８が、モノ
クローム及びＢ入力信号をＢ出力信号に、Ｂ及びＧ入力
信号をＧ出力信号に、Ｇ及びＲ入力信号をＲ出力信号
に、それぞれ対応させて出力し、赤色、緑色、青色の各
々の波長領域を実際の波長領域よりも拡大してもよい。
その結果、紫外線画像をＲＧＢ画像のＢ成分に含めるこ
とができる。この場合のＲ，Ｇ，Ｂ出力信号の波長特性
は図１２（Ｃ）に示されている。

【０１１８】更に代替的に、画像処理装置１３０は、Ｒ
ＧＢ画像の色、即ち色相及び彩度を変えずに、ＲＧＢ画
像の明るさを紫外線画像の明るさに変換出力してもよ
い。この場合、画像処理装置１３０のＬＵＴ回路１３８
は、初段と後段との処理行程を有する。そのうち初段の
行程では、Ｒ，Ｇ，Ｂ入力信号が色相（Ｈ）、彩度
（Ｃ）、明るさ（Ｖ）に変換されると共に、モノクロー
ム入力信号がその明るさに変換される。次に、後段の処
理行程では、明るさがモノクローム入力信号の明るさに
置き換えられたＲ，Ｇ，Ｂ信号が出力される。

【０１１９】ＬＵＴ回路１３８が実行すべき処理行程
は、ＬＵＴ回路１３８のプログラム上で書き替え可能で
あるから、上述した例に限らず、被検体２８に応じた適
切な信号変換を採用できる。

【０１２０】紫外線画像とカラー画像とを重畳させて表
示する際には、画像の縁部分に偽信号が発生しないよう
に、紫外テレビカメラ３４ａとカラーテレビカメラ３４
ｂとは、各々の倍率、焦点、撮像範囲、像の向き等の撮
像条件が一致していることが要請される。二つのテレビ
カメラ３４ａ，３４ｂの倍率を等しくするためには、変
倍レンズ系４４ａ，４４ｂの倍率を一致させればよい。

【０１２１】図９の紫外線顕微鏡は、二つのテレビカメ
ラ３４ａ，３４ｂの撮像面を同時に合焦させるために、
鏡筒１２の寸法が適切に設定されている。また、図９の
紫外線顕微鏡は、二つのテレビカメラ３４ａ，３４ｂの
撮像範囲、像の向きを正確に一致させる目的で、コント
ローラ４６により制御される電動微調整機構１５０ａ，
１５０ｂを有する。この電動動機構１５０ａ，１５０ｂ
は、それぞれテレビカメラ３４ａ，３４ｂを、その光軸
に対して垂直な面内で平行移動及び回転させるためのも
のである。

【０１２２】図１３を参照すると、電動微調整機構１５
０ａは、テレビカメラ３４ａの光軸１５１ａに垂直な面
内で回転可能な中空の回転ステージ１５２ａと、回転ス
テージ１５２ａに取り付けられて光軸１５１ａ（Ｚ軸）
に垂直なＸ軸に沿って移動可能な中空のＸステージ１５
３ａと、Ｘステージ１５３ａに取り付けられて、光軸１
５１ａ及びＸ軸に垂直なＹ軸に沿って移動可能な中空の
Ｙステージ１５４ａとを含む。回転ステージ１５２ａは
ターレット６４ａのケーシング６４ａ′上に取り付けら
れ、Ｙステージ１５４ａはテレビカメラ３４ａを支持し
ている。各ステージ１５２ａ，１５３ａ，１５４ａは、
コントローラ４６により制御される好ましくはステッピ
ングモータによって駆動される。図においては、それぞ
れＸ駆動用、Ｙ駆動用のステッピングモータ１５６ａ，
１５７ｂが示され、回転駆動用のステッピングモータは
図示が省略されている。

【０１２３】電動微調整機構１５０ａによるテレビカメ
ラ３４ａの向き及び位置の調整方法について説明する。
ここで画像処理装置１３０のフレームメモリー１３７
ａ，１３７ｂの各々の画像信号値は、コントローラ４６
の内部のＣＰＵ（図示せず）に与えられているものとす
る。

【０１２４】この調整方法には、図１４に示す基準試料
２８′が使用される。基準試料２８′の表面２８ａ′に
は、基準点Ｐと、この基準点Ｐで互いに直交する基準線
ｘ，ｙが描かれている。基準試料２８′は、紫外画像と
ＲＧＢ画像とで基準線ｘ，ｙのコントラストが相違しな
いような材料から形成されていることが望ましい。

【０１２５】先ずテレビカメラ３４ａ，３４ｂにより基
準試料２８′を撮像する。コントローラ４６のＣＰＵ
は、画像処理装置１３０のフレームメモリー１３７ａ，
１３７ｂの各々の画像信号値に基づいて基準線ｘと基準
線ｙとの傾きの差を計算し、この差が零になるように回
転ステージ１５２ａを回転させる。これによりテレビカ
メラ３４ａの向きが調整される。

【０１２６】次いで、コントローラ４６のＣＰＵは、基
準線ｘと基準線ｙとの交点（基準点Ｐ）について、フレ
ームメモリー１３７ａ上の座標値とフレームメモリー１
３７１３７ｂ上の座標値とを計算し、両者が一致するよ
うにＸステージ１５３ａ及びＹステージ１５４ａを駆動
させる。これによりテレビカメラ３４ａの水平位置が調
整される。

【０１２７】このような電動微調整機構１５０ａによれ
ば、テレビカメラ３４ａの向きと水平位置とを互いに独
立に調整でき、しかもコントローラ４６により自動的に
調整できるので、調整操作が容易である。

【０１２８】カラーテレビカメラ３４ｂの電動微調整機
構１５０ｂの構成は、紫外テレビカメラ３４ａの電動微
調整機構１５０ａと全く同様である。これら微調整機構
１５０ａ，１５０ｂは、必ずしも一対を備える必要はな
く、テレビカメラ３４ａ，３４ｂのの何れか一方のみに
備えてもよい。また基準試料２８′の形状は、画像の向
きとずれを計算可能なものであれば、図１４に示すもの
に限定されない。

【０１２９】図１５は、この発明の第８の実施例を示
す。この実施例と前述の第７実施例との差異は、電動微
調整機構１５０ａ，１５０ｂに代えて、一つまたは一対
の手動微調整機構を用いていることである。テレビカメ
ラ３４ａと３４ｂとの手動微調整機構の構造は全く同様
であるから、図１５には、テレビカメラ３４ａ用の手動
微調整機構１６０ａのみが示されている。紫外テレビカ
メラ３４ａは、回転リング１６１ａにほぼ同軸に嵌合さ
れ、例えば捩子（図示せず）により、回転リング１６１
ａに固定されている。

【０１３０】保持部材１６２ａは、リング状の上部部分
１６３ａと、円錐台状の下部部分１６４ａとを有する。
そのリング状部分１６３ａには、回転リング１６１ａが
嵌合されている。回転リング１６１ａは、保持部材１６
２ａのリング状部分１６３ａとの嵌合面に沿って摺動可
能である。その結果、テレビカメラ３４ａをその光軸１
５１ａの回りに回転させ、その向きを調整できる。回転
リング１６１ａは、その外周面に沿って形成された環状
の溝１６５ａを有し、保持部材１６２ａのリング状部分
１６３ａは、回転リング１６１ａの溝１６５ａに対応す
る捩子穴１６６ａを有する。テレビカメラ３４ａの向き
が調整された後は、捩子穴１６６ａに捩子軸を挿通され
た捩子１６７ａを、その尖端が回転リング１６１ａの溝
１６５ａを押圧するように締め付けることにより、テレ
ビカメラ３４ａの向きが固定される。

【０１３１】保持部材１６２ａの円錐台状部分１６４ａ
は、図９の顕微鏡のターレット６４ａのケーシング６４
ａ′上に取り付けられたカメラ装着部材１６８ａに遊嵌
されている。

【０１３２】円錐台状部分１６４ａの外周面、即ちテー
パー面１６９ａには、装着部材１６８ａの二つの捩子穴
１７０ａにそれぞれ螺合された捩子状の位置決め部材１
７１ａが当接されている。捩子穴１７０ａと位置決め部
材１７１ａは、共に一つのみ図示されている。テーパー
面１７９ａには更に、装着部材１６８ａの内面の凹部１
７２ａに配置されたスプリング１７３ａにより、ボール
１７４ａが弾性的に押圧されている。これら位置決め部
材１７１ａ、スプリング１７３ａ、ボール１７４ａは、
図２及び図３に示したと同様な位置決め機構をなしてい
る。この位置決め機構により、テレビカメラ３４ａをそ
の光軸１５１ａに垂直な面内で平行移動させ、所定の位
置に固定することができる。このようなテレビカメラ３
４ａの向き及び位置の手動調整は、紫外線顕微鏡の据付
の際に実行される。

【０１３３】図１６は、この発明の第９の実施例を示
す。第１実施例と同一の参照符号を付した構成要素は、
特に断らない限り、同様の構成要素を示す。この実施例
の紫外線顕微鏡と第１実施例との重要な差異は、４００
ｎｍの紫外域のみを観測対象とし、可視域の観測には適
応されていないことである。

【０１３４】従って、全てのレンズ系は、４００ｎｍ以
下の波長域を透過可能な光学材料から形成され、しかも
４００ｎｍ以下の波長域に対して像位置の色収差及び倍
率の色収差が補正されている。このような条件を満たす
光学材料は、例えば石英、蛍石である。

【０１３５】図１６の紫外線顕微鏡は、第１実施例のダ
イクロイックミラー３０ａに対応する位置に、ダイクロ
イックミラー３０ｅを有し、これは３３０乃至４００ｎ
ｍの近紫外線を反射させ、３３０ｎｍ未満の波長域の紫
外線を透過させる。

【０１３６】ダイクロイックミラー３０ｅで反射した近
紫外域像は、第１実施例と同様に、紫外線テレビカメラ
３４ａにより撮像される。ダイクロイックミラー３０ｅ
を透過した紫外線は、反射ミラーまたは反射プリズム４
０，４２で反射して、第２の紫外線テレビカメラ３４ｃ
により撮像される。第２の紫外線テレビカメラ３４ｃ
は、３３０ｎｍ未満の波長域に対応した形式であるが、
一般には、第１の紫外線テレビカメラ３４ａと同一の製
品を使用することができる。同様に、第２の紫外線テレ
ビカメラ３４ｃに接続された画像処理装置３６ｃ、ディ
スプレィ３８ｃ、ビデオプリンタ４８は、それぞれ第１
の紫外線テレビカメラ３４ａに接続されたものと同一の
製品を使用できる。第２の紫外線テレビカメラ３４ｃの
ための拡大レンズ系４４ｃは、少なくとも３３０ｎｍ未
満の波長域を透過可能であり、且つその波長域に対し
て、像位置の色収差及び倍率の色収差が補正されてい
る。拡大レンズ系４４ｃを支持するターレット６４ｃ、
及び拡大レンズ系４４ｃの入射側に配置されたシャッタ
５２ｂは、それぞれターレット６４ａ，シャッタ５２ｂ
と同様である。

【０１３７】図１６の紫外線顕微鏡によれば、第１の紫
外線テレビカメラ３４ａ側の観測系で近紫外画像を観察
できる共に、第２の紫外線テレビカメラ３４ａ側の観測
系で３３０ｎｍ未満の波長域の紫外画像を観察できる。

【０１３８】図１７は、この発明の第１０の好適実施例
に係る紫外線顕微鏡を概略的に示す。第６及び第９実施
例と同一の参照符号を付した構成要素は、特に断らない
限り、同様の構成要素を示す。以下、第６実施例（図
８）との相違点についてのみ説明する。図１７の紫外線
顕微鏡は、第６実施例と同様に、落射照明系１００及び
透過照明系１１０を有するが、４００ｎｍ以下の紫外域
のみを観測対象としている。これに起因して、全てのレ
ンズ系の材料及び色収差の補正は、第１０実施例と同様
に４００ｎｍ以下の紫外域に適用されている。落射照明
系１００の光源１８と透過照明系１１０の光源１１２と
は、何れも４００ｎｍ以下の波長光を発生可能な光源で
ある。

【０１３９】観測手段としては、それぞれ近紫外域に限
らず、４００ｎｍ以下の紫外域に対応した紫外線テレビ
カメラ３４ｃ及びそれに接続されたディスプレィ３６ｃ
と、例えば４００ｎｍ以下の波長域に感度を有する各種
紫外用フィルムを用いる紫外線専用撮影装置８４とが使
用されている。アイピース系は用いられていないので、
符号９６′で示されるのは反射ミラーである。結像光路
上において、ハーフミラー２６，９６は、共に紫外線ハ
ーフミラーである。被検体２８を保持するステージ１２
２は、透過照明系１１０からの４００ｎｍ以下の紫外線
を透過可能な材料、例えば石英、蛍石から形成されてい
る。図１７の紫外線顕微鏡によれば、紫外線テレビカメ
ラ３４ａによる紫外像の撮像と同時に写真撮影装置８４
による紫外像の写真撮影が可能である。

【０１４０】代替的に、ハーフミラー９６は、しきい値
が３３０ｎｍの波長選択性を有するダイクロッイックミ
ラー、ダイクロッイックプリズム等の波長選択要素に置
き換えてもよい。この場合、紫外線テレビカメラ３４ｃ
により近紫外域の撮像、写真撮影装置８４により３３０
ｎｍ未満の紫外域の写真撮影、またはその逆が可能とな
る。第１実施例の表Ｉに示した対物レンズと拡大レンズ
系との倍率の組み合わせは、図１６及び図１７の紫外線
顕微鏡にも適用可能である。この発明は上述した各実施
例に限定されるものではない。例えば、明視野観察に限
らず暗視野観察も可能である。

【０１４１】また、各実施例では、像形成レンズ系とし
て、対物レンズ系２２と結像レンズ系２４とからなり、
これらの間が平行光束となる無限遠設計のレンズ系を用
いた。しかし、これに代えて、結像レンズ系２４を取り
除き、対物レンズ系２２のみで像を結ぶ有限設計のレン
ズ系を用いてもよい。

【０１４２】

【０１４３】

【発明の効果】この発明の紫外線顕微鏡によれば、被検
体の近紫外画像と可視カラー画像とを重畳させて表示可
能であるので、高倍率、高解像力の近紫外画像を疑似カ
ラー表示させることができる。従って、被検体の微小構
造の観測と同時に、被検体の色を視認することができ
る。

【０１４４】また、これらの紫外線顕微鏡によれば、可
視−近紫外域の光を透過する光学材料の採用により、対
物レンズ系の開口数を大きくすることが可能であり、高
倍率、高解像力の近紫外像が得られる。また、可視−近
紫外域における倍率及び像位置の色収差の補正により、
可視像についても色収差のない良好な像が得られる。こ
の発明の更に他の紫外線顕微鏡によれば、紫外線を透過
する光学材料の採用により、対物レンズ系の開口数を大
きくすることが可能であり、高倍率、高解像力の紫外像
が得られる。また、紫外線に対する倍率及び像位置の色
収差の補正により、色収差のない良好な像が得られる。
更に、紫外像の光路が分割されているので、異なる形式
の複数の観測手段による同時観測が可能である。上述し
た紫外線顕微鏡は、何れも乾燥系であり、しかも大気中
で観測可能であるから、取扱いが容易であり、且つスル
ープットにも優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係り、紫外画像とカラ
ー画像とを同時に表示するための紫外線顕微鏡を概略的
に示す図である。

【図２】図１におけるレボルバの芯出し機構を示す縦断
面図である。

【図３】図２の芯出し機構を示す上面図である。

【図４】この発明の第２実施例に係り、紫外画像の表示
と眼視観察とのための紫外線顕微鏡を概略的に示す図で
ある。

【図５】この発明の第３実施例に係り、写真撮影システ
ムとしての紫外線顕微鏡を概略的に示す図である。

【図６】この発明の第４実施例に係り、フィルタにより
可視域と紫外域とを分離するための光学的配置を部分的
に示す図である。

【図７】この発明の第５実施例に係り、顕微分光システ
ムとしての紫外線顕微鏡を概略的に示す図である。

【図８】この発明の第６実施例に係り、落射照明系と透
過照明系とを有し、可視域から近紫外域のための紫外線
顕微鏡の光学系を概略的に示す図である。

【図９】この発明の第７実施例に係り、紫外画像とカラ
ー画像とを重畳させて表示するための紫外線顕微鏡を概
略的に示す図である。

【図１０】紫外画像とカラー画像とを重畳させるため
に、図９における画像処理装置に使用された回路設計の
ブロック図である。

【図１１】図９における紫外線テレビカメラとカラーテ
レビカメラとの波長−強度特性を示すグラフである。

【図１２】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を含み、（Ａ）は青
色画像信号に紫外線画像信号を重畳させた場合の波長−
強度特性を示すグラフ、（Ｂ）は（Ａ）に対応して赤色
画像信号に紫外線画像信号を重畳させた場合のグラフ、
（Ｃ）は（Ａ）に対応して緑色画像信号に紫外線画像信
号を重畳させた場合のグラフである。

【図１３】図９の紫外線顕微鏡の一台のテレビカメラの
ための電動微調整機構を示す側面図である。

【図１４】図１３の電動微調整機構によるテレビカメラ
の調整のために使用されるべき基準試料を示す上面図で
ある。

【図１５】この発明の第８実施例に係り、一台のテレビ
カメラのための手動微調整機構を示す縦断面図である。

【図１６】この発明の第９実施例に係り、近紫外域と３
３０ｎｍ未満の波長域とを互いに独立に観察するための
紫外線顕微鏡を概略的に示す図である。

【図１７】この発明の第１０実施例に係り、紫外線写真
撮影と紫外線画像表示とのための紫外線顕微鏡の光学系
を概略的に示す図である。

【符号の説明】

１８…光源、２０…照明レンズ系、２２…対物レンズ
系、２４…結像レンズ系、２８…被検体、３０ａ…ダイ
クロイックミラー（分離手段、分割手段）、３０ｄ…切
り換えミラー（切り換え手段）、３４ａ…紫外テレビカ
メラ（紫外撮像手段）、３４ｂ…カラーテレビカメラ
（可視カラー撮像手段）、３８ａ…ディスプレィ（紫外
表示手段）、３６ｂ…画像処理装置（画像処理手段）、
３８ｂ……カラーディスプレィ（カラー表示手段）、４
４ａ…拡大レンズ系（変倍レンズ系）、５４…ステ−
ジ、５４ｘ…Ｘステ−ジ（二次元移動手段）、５４ｙ…
Ｙステ−ジ（二次元移動手段）、５４ｚ…Ｚステ−ジ
（垂直移動手段）、８０，８０′…アイピース系（観察
手段）、８４…写真撮影装置（観察手段）、９４…顕微
分光装置（顕微分光手段）、１３０…画像処理装置（重
畳手段）、１３７ｂ…第１フレームメモリー（第１記憶
手段）、１３７ａ…第２フレームメモリー（第２記憶手
段）、１３８ａ…ＬＵＴ回路（変換手段）、１４０…Ｂ
ＧＲモニタ（表示手段）、１３６…タイミング発生器。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−62609（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−68350（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−308531（ＪＰ，Ａ) 実公 昭51−34303（ＪＰ，Ｙ１) 「顕微鏡の使い方」（第９版）田中克 己著 昭和43年５月15日 裳華房発行 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 19/00 - 21/00 G02B 21/06 - 21/36

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体を保持すべきステージと、 可視域から近紫外域の波長域を有する光を出射する光源
   と、 光源からの光により、ステージに保持された被検体を照
   明する照明レンズ系と、被検体からの光により被検体の
   拡大光学像を結像させるべき対物レンズ系を有する像形
   成レンズ系とを備え、そのうちの少なくとも照明レンズ
   系と対物レンズ系とは、少なくとも可視域から近紫外域
   に亘る波長域の光を透過可能な光学材料から形成され、
   且つその波長域の光に対して像位置の色収差及び倍率の
   色収差が補正されてなる光学レンズ系と、対物レンズ系により結像されるべき被検体の光学像を可
   視像と紫外像とに分離する分離手段と、 紫外像を入力として高解像のモノクローム画像信号を出
   力する紫外撮像手段と、 前記紫外像と同時に形成される可視像を入力としてカラ
   ー画像信号を出力する可視カラー撮像手段と、 紫外撮像手段の高解像のモノクローム画像信号出力と可
   視カラー撮像手段の前記紫外像と同時に形成されるカラ
   ー画像信号出力とを重畳させる重畳手段と、 重畳された出力信号に基づいて、被検体の画像を高解像
   度の疑似カラーで表示する表示手段と、を備えることを
   特徴とする紫外線顕微鏡。
2. 【請求項２】紫外撮像手段と可視カラー撮像手段とのう
   ちの少なくとも一方を、その光軸に対して垂直な面内で
   平行移動及び回転移動させる移動手段を更に備えること
   を特徴とする請求項１記載の紫外線顕微鏡。