JP3993389B2 - 走査型光学顕微鏡 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源から発せられた光を光偏向手段によって標本上で走査させ、その標本からの反射光を光検出器で検出して標本像を得るようにした走査型光学顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の走査型光学顕微鏡として一般的なものは、光源から発せられた光を、ガルバノミラー，ポリゴンミラー（回転多面鏡），音響光学素子等の光偏向器を二つ使用することによって、標本上で二次元走査させ、その反射光を光検出器で検出し、モニターで観察するようにしている。
【０００３】
そこで、二つの光偏向器として夫々ガルバノミラーを用いた場合の従来例を、図１１を用いて説明する。光源１から発せられた光は、ビームエキスパンダ２，ビームスプリッタ３を介して第１のガルバノミラー４に導かれ、そこで反射された光は瞳伝送光学系５を介して第２のガルバノミラー６に導かれる。また、第２のガルバノミラー６で反射された光は、瞳投影光学系７，対物レンズ８を介して標本９上に集光されるが、二つのガルバノミラー４，６は、互いに直交している軸上に往復回動可能に配置され、同期して所定の作動をさせられるため、標本９に集光された光点は、標本９上を走査することになる。そして、標本９上で反射した光は、上記とは逆方向に導かれ、ビームスプリッタ３で分岐された光を光検出器１０が検出することにより、標本９の像をモニター１１で観察できるようになっている。尚、符号１２は対物レンズの瞳位置である。
【０００４】
また、上記のように光偏向器を二つ用いるもののほか、近接ガルバノミラーを用いた走査型光学顕微鏡も知られている。そして、その場合には、近接ガルバノミラーが二次元走査の偏向機能を有しているため、図１１に示した従来例において、二つのガルバノミラー４，６と瞳伝送光学系５との代りに、近接ガルバノミラーを配置した構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来例のうち光偏向器を二つ用いるものは、それらの光偏向器を光学的に共役となるように構成することにより、対物レンズへの入射光が常に対物レンズの瞳を満たすようにすることが可能になるので、視野の周辺部に至るまで解像力を低下させることなく標本像を好適に観察することが可能である。しかしながら、この場合には、光偏向器を別々に設けなければならないし、瞳伝送光学系を設けることからレンズの枚数が増えてしまい、部品点数や組立工数が増大して、コスト高になってしまうという問題点がある。他方、近接ガルバノミラーを用いたものは、光偏向器を二つ用いたものに比較して、構成が極めて簡単である。しかしながら、周知のように、近接ガルバノミラーは二つのミラーを近接させてユニット化しているため、対物レンズへの入射光が完全に対物レンズの瞳を満たさず、視野の周辺部における解像力を犠牲にせざるを得ないという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、板ばねアクチュエータミラーという一つの二次元走査型光偏向器を備えることによって、部品点数が少なくても視野の周辺部の解像力が好適に得られるようにした、低コストで高性能な走査型光学顕微鏡を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の走査型光学顕微鏡は、光源から発した光を標本上に集光させる対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置されていて前記標本上に集光される光点を光学的に走査させる二次元走査型光偏向器と、前記二次元走査型光偏向器と前記対物レンズの瞳とが互いに光学的に共役となるようにそれらの間に配置された瞳投影光学系と、前記標本からの反射光を検出する光検出器と、を備えており、前記二次元走査型光偏向器は、ミラーが、Ｌ字状又は円弧状に形成された可撓性を有する複数の梁部のみで支持された薄板状部材に実装又は一体形成されており、該複数の梁部と該薄板状部材との少なくとも一方からなる第１層電極と該第１層電極に対向した第２層電極との少なくとも一方が複数の電極に分割されていて、該第１層と第２層の電極間に与える電位を制御することにより、前記薄板状部材が変位し、前記ミラーの反射面を任意の方向へ向けることができるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記光源が、レーザであることも特徴とするものである。
【０００９】
また、前記板ばねアクチュエータミラーと前記光検出器との間に、前記標本と光学的に共役である共焦点ピンホールが配置されていることも特徴とするものである。
【００１０】
更に、前記光源と前記板ばねアクチュエータミラーとの間に、前記標本からの反射光を前記光検出器に導く分岐手段が配置されていて、該分岐手段と前記光検出器との間に、前記標本と光学的に共役である共焦点ピンホールが配置されていることも特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図示した実施例によって説明する。先ず、本実施例の全体の構成を図１を用いて説明するが、この図１においては、上記の図１１に示されたものと実質的に同じものに同じ符号を付けている。本実施例の場合は、光源１にレーザを用いており、また、図１１における二つのガルバノミラー４，６と瞳伝送光学系５との代りに、対物レンズ８の瞳位置１２と共役な位置に、新規な構成をした一つの二次元走査型光偏向器（以下、板ばねアクチュエータミラーという）１３を配置している。その他の構成は、図１１の従来例と同じである。従って、それらについての説明は省略する。
【００１２】
本実施例の光学系の構成は、このように簡単なものであるにもかかわらず、板ばねアクチュエータミラー１３が、後述するような構成・機能を有していて、その反射面をあらゆる方向へ向けることができるため、レーザ光を標本９上で好適に二次元走査させることが可能となっている。尚、このような構成の本実施例においては、板ばねアクチュエータミラー１３と光検出器１０の間、特にビームスプリッタ３と光検出器１０との間に、標本９と光学的に共役である共焦点ピンホールを配置すると、より好適な標本９の像が得られるようになる。
【００１３】
そこで、上記の実施例に用いられている板ばねアクチュエータミラー１３について、幾つかの構成例を説明する。尚、図２〜図５は第１構成例を示し、図６及び図７は各々第２及び第３構成例を示し、図８及び図９は第４構成例を示し、図１０は二つの変形例を示したものである。また、各構成例間において実質的に共通している部材，部位には同じ符号を付けてあるので、それらについての重複説明は省略することにする。
【００１４】
［第１構成例］
先ず、図２及び図３を用いて第１構成例を説明する。図２は板ばねアクチュエータミラーの全体像を示した斜視図であるが、この板ばねアクチュエータミラーは、第１基板２１と第２基板２２との張り合わせによって構成されている。図３は、それらの第１基板２１と第２基板２２とを分解して示したものであり、図３（ａ）は第１基板２１のみを図２と同じ角度で視た斜視図であり、図３（ｂ）はその第１基板２１を裏返して示した斜視図であり、図３（ｃ）は第２基板２２のみを図２と同じ角度で視た斜視図である。
【００１５】
そこで、先ず、第１基板２１は、枠部材２３と、四つの梁部材２４（符号は、一つの梁部材にだけ付け、他の三つについては省略されている）と、薄板状部材２５とで構成されている。そのうち、枠部材２３は、外形が正方形であって、中央部には正方形の開口部２３ａを形成し、全体としてロ字状をしている。また、四つの梁部材２４は、Ｎ型不純物がドープされた多結晶シリコンで構成されており、夫々、リード線引き出し部２４ａと、クランク状の梁部２４ｂを有していて、リード線引出し部２４ａと枠部材２３との間には絶縁性のシリコン窒化膜２６が形成されている。
【００１６】
薄板状部材２５は、Ｎ型不純物がドープされた単結晶シリコンで正方形に構成されており、枠部材２３の開口部２３ａ内に配置され、各梁部材２４の梁部２４ｂに一体的に連結されている。また、この薄板状部材２５は、その表面に絶縁性のシリコン窒化膜２６を形成しているが、そのシリコン窒化膜２６には四つのコンタクト孔２６ａが形成されているので、各梁部２４ｂとは電気的に導通され、各梁部材２４と共に第１層電極として機能し得るようになっている。そして、この薄板状部材２５の中央にはアルミニウム膜のミラー２７が形成されている。
【００１７】
このような構成をした第１基板１において、各梁部材２４の梁部２４ｂは可撓性を有している。そして、各梁部２４ｂは、薄板状部材２５を取り囲むようにクランク状に形成されているので、小さい占有面積でありながら長さを大きくすることが可能となっている。そのため、梁部２４ｂのバネ定数を小さくすることができ、より小さな静電気力で薄板状部材２５を変位させることができるようになっている。また、この構成例では、各々の梁部２４ｂがＬ字状に形成されているが、それをコ字状としても、また後述のような円弧状にしても、同等の特徴が得られるようにすることができる。
【００１８】
他方、第２基板２２は、ベース部材２８と、第２層電極として機能する四つに分割された固定電極部材２９（符号は、一つの固定電極部材にだけ付け、他の三つについては省略されている）とで構成されている。そして、それらの四つの固定電極部材２９は、各々、リード線引き出し部２９ａと、Ｌ字状の第１領域２９ｂと、方形の第２領域２９ｃとを有していて、各々の第１領域２９ｂは、上記の各々の梁部２４ｂに対向するように配置されており、四つの第２領域２９ｃは、上記の薄板状部材２５をほぼ４分割した領域に各々対向するようにして配置されている。
【００１９】
次に、図４を参照しながら動作を説明する。図４（ａ）は上記の第１基板２１の平面図であり、図４（ｂ）は上記の第２基板２２の平面図である。また、両者は同じ倍率で示されていて、それらの重なり関係を把握しやすくしている。尚、上記したように、第１基板２１の四つの梁部材２４は、リード線引出し部２４ａを別々に有しているが、電気的には薄板状部材２５を介して接続されている。それに対して、第２基板２２の四つの固定電極部材２９は、互いに絶縁されており独立している。
【００２０】
このような接続関係において、例えば、第１層電極を接地しておき、図４（ｂ）における左上部のリード線引出し部２９ａに高電圧を印加すると、その電極に対向している薄板状部材２５の右下の領域と、その領域に連結されている梁部２４ｂに静電引力が作用する。このとき、第２層電極の他の三つの電極を接地しておくと、薄板状部材２５の他の領域と、その領域に連結された他の三つの梁部材２４には静電引力が作用しないので、薄板状部材２５は、図４（ａ）における右下の領域だけが第２基板２２側に引き寄せられることになる。その結果、薄板状部材２５は、第２基板２２に対して傾くと共に、薄板状部材２５の中心部と第２基板２２との距離も小さくなり、ミラー２７の反射角度が変えられる。そして、そのような薄板状部材２５の変位量は、印加する電圧の値に依存するから、印加電圧を変化させることによって変位速度も変えられるようになっている。
【００２１】
また、第１層電極を接地しておき、図４（ｂ）における右上部のリード線引出し部２９ａに高電圧を印加した場合には、その電極に対向している薄板状部材２５の左下の領域と、その領域に連結されている梁部２４ｂに静電引力が作用する。このとき、第２層電極の他の三つの電極を接地しておくと、薄板状部材２５の他の領域と、その領域に連結された他の三つの梁部材２４には静電引力が作用しないので、薄板状部材２５は、図４（ａ）における左下の領域だけが第２基板２２側に引き寄せられることになる。従って、薄板状部材２５は、第２基板２２に対して傾くと共に、薄板状部材２５の中心部と第２基板２２との距離も小さくなり、ミラー２７は、その反射面を、印加電圧の変化に対応して所定の速度で所定量だけ、上記の場合とは９０度異なる方向へ傾かせることになる。
【００２２】
この動作説明からも分かるように、ミラー２７の反射面を、９０度異なる二つの方向へ傾かせ、レーザ光を二次元走査させるだけであれば、第２基板２２に設けた四つの電極のうち、上記以外の他の二つの電極は必要ないことになる。しかしながら、この構成例のようにしておくと、四つの電極のうち、隣接している任意の二つの電極を選択することができるので、例えば、走査の初期位置を選択したり走査方向を変えたりしたい場合に有利である。また、ミラー２７を第１の方向へ傾かせる場合には、図４（ｂ）における上部の二つのリード線引出し部２９ａに高電圧を印加し、それとは９０度異なる第２の方向へ傾かせる場合には、図４（ｂ）における左側の二つのリード線引出し部２９ａに高電圧を印加するようにすることもできる。
【００２３】
尚、この構成例においては、固定電極部材２９に第１領域２９ｂと第２領域２９ｃとを形成し、薄板状部材２５の変位させたい領域と、その領域に連結した梁部２４ｂの両方に静電引力を作用させるようにしているので、第１領域２９ｂを設けない場合よりも大きな静電引力が得られ、結果として、板ばねアクチュエータミラーの小型化や低電圧駆動が可能になっている。しかしながら、薄板状部材２５だけ又は梁部２４ｂだけに静電引力を作用させるようにしても、それなりの動作をさせることは可能であるから、そのように構成してあっても一向に差し支えない。
【００２４】
次に、図５を用いて第１基板２１の製造工程を説明するが、図５（ａ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線の部分を切断して視た図面に相当し、図５（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線の部分を切断して視た図面に相当する。先ず、厚さ３００μｍのＰ型シリコン基板に対し、上記の薄板状部材２５に相当するところにＮ型拡散層を形成し、両面に厚さ４００ｎｍのシリコン窒化膜を形成する。その後、裏面側（図の下側）に形成されているシリコン窒化膜のうち、上記の枠部材２３の開口部２３ａに相当する領域を除去し、また、表面側に形成されたシリコン窒化膜には上記のコンタクト孔２６ａを開口する。このようにして形成された断面形状が図５の（１）に示されている。
【００２５】
その後、低圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）で表面側に厚さ８００ｎｍの多結晶シリコン層を形成し、フォトリソグラフィー技術を用いて、図４（ａ）に示されているように、四つの梁部材２４が得られる形状にパターニングする。このようにして形成された断面形状が図５の（２）に示されている。そして、Ｎ型拡散層の上部に、スパッタ等の方法によって、上記のミラー２７となるアルミニウム膜を形成するが、そのようにして形成された断面形状が図５の（３）である。
【００２６】
次に、表面側に耐アルカリ性の材料よりなる表面保護膜を形成してから、Ｎ型拡散層に正電圧を印加した状態（Ｎ型拡散層と電気的に導通している多結晶シリコンに印加すればよい）で、強アルカリ性水溶液中で電気化学エッチングし、裏面側からＰ型シリコン基板を除去していくが、このとき、上記の枠部材２３に対応する領域では裏面に形成されたシリコン窒化膜がマスクとして機能するから、そのシリコン窒化膜が形成されていない領域においてだけエッチングが進行する。そして、Ｎ型拡散層が形成されている領域では接合界面近傍でエッチングが停止し、それ以外の領域では表面側のシリコン窒化膜が露出した段階で停止する。その段階での断面形状が図５の（４）に示されている。その後、表面保護膜を除去しておいて、裏面側から見て露出している表裏のシリコン窒化膜を反応性イオンエッチングで除去することにより、図５の（５）に示された断面形状の第１基板２１が得られる。
【００２７】
このような製造方法によれば、全工程で半導体の製造技術を適用することができるため、微小な第１基板２１を低コストで製作するのに極めて好都合である。また、薄板状部材２５を単結晶シリコンの電気化学エッチングで形成することができるので、所定の基板に薄膜を形成して製作する場合に比較し、内部応力が小さくて平坦度が高く、高精度の平面鏡を得ることが可能となる。尚、上記の製造工程の説明では、一つの第１基板２１だけを図示して説明したが、実際には、一つのシリコン基板上で多数の第１基板２１が同時に加工されるものであることは言うまでもない。
【００２８】
［第２構成例］
この構成例は、第１構成例における第１基板２１の構成が一部異なるだけであって、第２基板２２の構成と両者の接合構成は全く同じである。そのため、図６には、図３（ａ）と同じようにして第１基板２１だけが示されている。この第２構成例の薄板状部材２５は、第１構成例の場合と異なり、梁部材２４と同じ多結晶シリコンで製作されている。そして、その場合、薄板状部材２５を梁部材２４と同じ厚さに形成すると、静電引力によって梁部材２４が撓むとき、薄板状部材２５も撓まされてしまうことになるため、この構成例の薄板状部材２５は、梁部材２４よりも表面側に厚く形成されている。
【００２９】
このような本構成例においては、多結晶シリコンの内部応力によって薄板状部材２５に若干の歪が生じることになるが、第１構成例のようにコンタクト孔２６ａを開口したり、Ｎ型拡散層を形成したりする工程を省略することができるので、仕様上で面精度をあまり要求されない場合には好適な構成であり、コスト的には極めて有利なものといえる。尚、第１構成例の場合においても、本構成例の場合においても、「梁部材」，「薄板状部材」という表現が用いられているが、これまでの説明からも分かるように、これらは第１層電極である一つの部材の異なる部位を表現しているとも言うことができ、そのことは以下に説明する各構成例及び各変形例においても同じことである。
【００３０】
［第３構成例］
本構成例は図７の斜視図に示されているが、図７（ａ）は本構成例の第１基板２１を上記の図３（ａ）と同じようにして示したものであり、図７（ｂ）は本構成例の第２基板２２を上記の図３（ｃ）と同じようにして示したものである。このように、本構成例は、基本的には第１構成例の場合と殆ど同じであるが、薄板状部材２５の中央部と、それに対向するベース部材２８の中央部に、各々円形の貫通孔２５ａ，２８ａが形成されている点で第１構成例とは異なっている。そのため、この第１基板２１を半導体製造技術を用いて製作する場合には、第１構成例で説明した製造工程において、貫通孔２６ａに相当する領域にＮ型拡散層を形成しなければよく、したがって、アルミニウム膜の形成工程も無くなる。
【００３１】
この構成は、本来、薄板状部材２５の貫通孔２５ａに、レンズ，透過型回折格子，ピンホール板などの光学素子を実装し、二次元走査型光偏向器以外のアクチュエータ付き光学ユニットとしても製作できるように構成されたものであって、本発明のように板ばねアクチュエータミラーとして構成する場合には、別途製作された図示していないミラーが、接着などで薄板状部材２５に取り付けられた構成となる。尚、このような構成にしても、その動作は第１構成例の場合に準じて行われることは言うまでもない。
【００３２】
［第４構成例］
上記の第１構成例においては、単結晶シリコンの枠部材２３と薄板状部材２５とを、多結晶シリコンの梁部材２４で連結するように構成していたが、本構成例の場合は、図８に示すように、それらの三者を全て単結晶シリコンで製作するようにし、枠部材２３と四つの梁部２４ｂとの連結部近傍には、シリコン窒化膜２６に開口部２６ｂを形成し、露出した枠部材２３の表面にはアルミニウム膜を形成することによって、リード線引き出し部としている。
【００３３】
そこで、本構成例の製造工程を、図９を用いて説明する。先ず、厚さ３００μｍのＰ型シリコン基板に対し、薄板状部材２５に相当するところに深いＮ型拡散層を形成し、また、梁部材２４の梁部２４ｂに相当するところに浅いＮ型拡散層を形成して、両面に厚さ４００ｎｍのシリコン窒化膜を形成する。その後、裏面側（図の下側）に形成されているシリコン窒化膜のうち、枠部材２３の開口部２３ａに相当する領域を除去する。また、枠部材２３と梁部２４ｂの連結部においては、浅いＮ型拡散層が枠部材２３にまで延在しているため、その延在領域を覆っている表面側のシリコン窒化膜２６に、フォトリソグラフィーによって四つの開口部２６ｂを形成し、枠部材２３の一部を露出させる。その後、更に、スパッタ及びフォトリソグラフィーによって、深いＮ型拡散層の上面のシリコン窒化膜と枠部材２３の上記の四つの露出部に各々アルミニウム膜を形成し、ミラー２７とリード線引き出し部を形成する。そして、そのときの断面形状が図９の（１）に示されている。
【００３４】
次に、表面側に耐アルカリ性の材料よりなる表面保護膜を形成しておき、Ｎ型拡散層に正電圧を印加した状態で、強アルカリ性水溶液中で裏面側からＰ型シリコン基板をエッチングするが、枠部材２３に対応する領域では裏面にシリコン窒化膜が形成されているので、そのシリコン窒化膜が形成されていない領域においてだけエッチングが進行する。そして、Ｎ型拡散層が形成されている領域では接合界面近傍でエッチングが停止し、それ以外の領域では表面側のシリコン窒化膜が露出した段階で停止するが、その状態が図９の（２）に示されている。その後、表面保護膜を除去しておいて、裏面側から見て露出している表裏のシリコン窒化膜を反応性イオンエッチングで除去することによって、図９の（３）に示された形状となり、本構成例の第１基板２１が得られる。
【００３５】
尚、上記のエッチング工程において残存する単結晶シリコンの厚さは、厳密にいうと、Ｎ型拡散層の接合面までではなく、そこからバイアス電圧の印加によって延在する空乏層端に近いところまでとなるので、浅いＮ型拡散層の形成に先だって、その近傍にボロン等のＰ型不純物を拡散させて濃度を高めておくと、梁部２４ｂの厚さを一層薄くすることが可能となる。
【００３６】
実際問題として、梁部２４ｂを薄くしバネ定数を小さくするためには、多結晶シリコンの方が適している。しかしながら、仕様によっては本構成例のようにすると、第１構成例の場合のような多結晶シリコンの形成工程を省略でき、それだけコスト的に有利となる。また、本構成例のように四つの梁部２４ｂが単結晶シリコンで形成されていると、多結晶シリコンで形成される場合より破断強度が大きくなるため、比較的面積の大きな薄板状部材２５を変位させたい場合や、比較的重量のあるミラーを搭載した薄板状部材２５を変位させたい場合には有利である。
【００３７】
［変形例］
次に、図１０を用いて、上記の各構成例に示した第１基板２１の変形例を説明する。ただし、各構成例の第１基板２１については、既にそれらの構成を詳細に説明した。そのため、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）においては、上記の梁部材２４と薄板状部材２５とで構成された第１層電極のパターンのみを平面図で示してある。そして、図１０（ａ）に示したものは、四隅だけを円弧状に形成したものであるが、このようにすると、四隅において応力の集中を避けることができるので、製作上は有利となる。また、図１０（ｂ）に示したものは、第１基板２１の平面形状を円形に構成する場合に有利である。
【００３８】
このように、板ばねアクチュエータミラーの構成は、要求仕様に対応して種々の変形パターンが考えられる。また、上記の各構成例及び各変形例の場合には、第１層電極が分割されていないものとして説明したが、第２層電極のように複数に分割しても差し支えないし、そのように第１層電極を分割した場合であっても、第２層電極を分割する場合と、分割しない場合とが考えられる。また、上記の各構成例の説明においては、主として半導体製造技術を用いて製作する場合を説明したが、その一部又は全部を他の手段によって製作しユニット化するようにしても差し支えない。従って、請求項の記載において「部材」という表現がされていても、それらは独立した部品である場合もあるし、そうでない場合もある。
【００３９】
尚、上記の各構成例の説明においては、第２基板２２の製造方法について触れていないので、ここで、その製造方法の一例を簡単に説明しておく。先ず、Ｐ型シリコン基板上にシリコン酸化膜等の絶縁膜を形成し、その後、その絶縁膜の上面にスパッタ等の方法でアルミニウムの薄膜を形成し、それを通常のフォトリソグラフィー技術でパターニングし電極を形成する。また、このようにして製作する場合、通常は、大きなシリコンウエハーに多数のチップを同時に形成し、ダイシングによって個々に分割するようにすることは、上記した第１基板２１の場合と同じである。また、図７に示されているような貫通孔２５ａや貫通孔２８ａを設ける場合には、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）などの異方性エッチングやエキシマレーザーアプレーションなどによって、ダイシング前に形成するようにする。
【００４０】
以上説明したように、本発明は、特許請求の範囲に記載した特徴のほかに下記の特徴を有している。
【００４１】
（１）板ばねアクチュエータミラーが、クランク状又は曲線形状の可撓性梁部を有する複数の梁部材がミラーを実装又は一体形成した薄板状部材と該薄板状部材を囲むように配置された枠部材とに連結されていて該薄板状部材と該梁部材の少なくとも一方が第１層電極となされている第１基板と、前記第１層電極に対向する領域に第２層電極を有していて前記枠部材に接合されていてる第２基板と、を備えていて、前記第１層と第２層の電極間に与える電位を変えることにより前記薄板状部材が変位し、前記ミラーの反射面を任意の方向へ向けることができるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の走査型光学顕微鏡。
【００４２】
（２）第１層電極部が、電気的に分離されていて互いに異なる電位を設定できる複数の部位に分割されていることを特徴とする請求項１又は上記（１）に記載の走査型光学顕微鏡。
【００４３】
（３）第２層電極部が、電気的に分離されていて互いに異なる電位を設定できる複数の部位に分割されていることを特徴とする請求項１,上記（１）,上記２の何れかに記載の走査型光学顕微鏡。
【００４４】
（４）枠部材と薄板状部材とが、一体の単結晶半導体基板の加工によって形成されていることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れかに記載の走査型光学顕微鏡。
【００４５】
（５）枠部材が、半導体基板を切り出すことによって構成され、薄板状部材が、前記半導体基板から電気化学エッチングによって選択的に残存させられた薄板状部位であることを特徴とする上記（４）に記載の走査型光学顕微鏡。
【００４６】
（６）枠部材と梁部材と薄板状部材とが、一体の単結晶半導体基板の加工によって形成されていることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れかに記載の走査型光学顕微鏡。
【００４７】
（７）枠部材が、半導体基板を切り出すことによって構成され、薄板状部材と梁部材とが、半導体基板から電気化学エッチングによって選択的に残存させられた薄板状部位であって、前記梁部材が前記薄板状部位よりも薄いことを特徴とする上記（６）に記載の走査型光学顕微鏡。
【００４８】
（８）第２層電極部が、複数の電極に分割されていて、それらが各梁部材の梁部に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は上記（１）に記載の走査型光学顕微鏡。
【００４９】
（９）分割された第２層電極部の電極が、各々、薄板状部材の連結部近傍まで延在していることを特徴とする上記（８）に記載の走査型光学顕微鏡。
【００５０】
（１０）薄板状部材に貫通孔が設けられており、そこにミラーが一体成形もしくは実装されていることを特徴とする請求項１又は上記（１）に記載の走査型光学顕微鏡。
【００５１】
（１１）第２基板には、薄板状部材に設けられた貫通孔に対向する領域に、貫通孔が設けられていることを特徴とする上記（１０）に記載の走査型光学顕微鏡。
【００５２】
最後に、本発明で用いる用語の定義を述べておく。
【００５３】
光学装置とは、光学系あるいは光学素子を含む装置のことである。光学装置単体で機能しなくてもよい。つまり、装置の一部でもよい。
【００５４】
光学装置には、撮像装置、観察装置、表示装置、照明装置、信号処理装置等が含まれる。
【００５５】
撮像装置の例としては、フィルムカメラ、デジタルカメラ、ロボットの眼、レンズ交換式デジタル一眼レフカメラ、テレビカメラ、動画記録装置、電子動画記録装置、カムコーダ、ＶＴＲカメラ、電子内視鏡等がある。デジカメ、カード型デジカメ、テレビカメラ、ＶＴＲカメラ、動画記録カメラなどはいずれも電子撮像装置の一例である。
【００５６】
観察装置の例としては、顕微鏡、望遠鏡、眼鏡、双眼鏡、ルーペ、ファイバースコープ、ファインダー、ビューファインダー等がある。
【００５７】
表示装置の例としては、液晶ディスプレイ、ビューファインダー、ゲームマシン（ソニー社製プレイステーション）、ビデオプロジェクター、液晶プロジェクター、頭部装着型画像表示装置（ｈｅａｄ ｍｏｕｎｔｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ：ＨＭＤ）、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話等がある。
【００５８】
照明装置の例としては、カメラのストロボ、自動車のヘッドライト、内視鏡光源、顕微鏡光源等がある。
【００５９】
信号処理装置の例としては、携帯電話、パソコン、ゲームマシン、光ディスクの読取・書込装置、光計算機の演算装置等がある。
【００６０】
撮像素子は、例えばＣＣＤ、撮像管、固体撮像素子、写真フィルム等を指す。また、平行平面板はプリズムの１つに含まれるものとする。観察者の変化には、視度の変化を含むものとする。被写体の変化には、被写体となる物体距離の変化、物体の移動、物体の動き、振動、物体のぶれ等を含むものとする。
【００６１】
拡張曲面の定義は以下の通りである。
球面、平面、回転対称非球面のほか、光軸に対して偏心した球面、平面、回転対称非球面、あるいは対称面を有する非球面、対称面を１つだけ有する非球面、対称面のない非球面、自由曲面、微分不可能な点、線を有する面等、いかなる形をしていても良い。反射面でも、屈折面でも、光になんらかの影響を与えうる面ならば良い。
本発明では、これらを総称して拡張曲面と呼ぶことにする。
【００６２】
光学特性可変光学素子とは、可変焦点レンズ、可変ミラー、面形状の変わる偏光プリズム、頂角可変プリズム、光偏向作用の変わる可変回折光学素子、つまり可変ＨＯＥ，可変ＤＯＥ等を含む。
【００６３】
可変焦点レンズには、焦点距離が変化せず、収差量が変化するような可変レンズも含むものとする。可変ミラーについても同様である。
要するに、光学素子で、光の反射、屈折、回折等の光偏向作用が変化しうるものを光学特性可変光学素子と呼ぶ。
【００６４】
情報発信装置とは、携帯電話、固定式の電話、ゲームマシン、テレビ、ラジカセ、ステレオ等のリモコンや、パソコン、パソコンのキーボード、マウス、タッチパネル等の何らかの情報を入力し、送信することができる装置を指す。
撮像装置のついたテレビモニター、パソコンのモニター、ディスプレイも含むものとする。
情報発信装置は、信号処理装置の中に含まれる。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の走査型光学顕微鏡は、二次元走査型光偏向器のミラーが、Ｌ字状又は円弧状に形成された可撓性を有する複数の梁部のみで支持された薄板状部材に実装又は一体形成されているから、梁部のバネ定数を小さくすることができ、より小さな静電気力で薄板状部材を変位させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の光学系を示した構成図である。
【図２】実施例における板ばねアクチュエータミラーの第１構成例を示した斜視図である。
【図３】板ばねアクチュエータミラーの第１構成例を二つに分解して示した斜視図であって、図３（ａ）は第１基板を図２と同様に視て示したものであり、図３（ｂ）は第１基板を裏返して示したものであり、図３（ｃ）は第２基板を図２と同様に視て示したものである。
【図４】板ばねアクチュエータミラーの第１構成例の動作を説明するための平面図であって、図４（ａ）は第１基板を示したものであり、図４（ｂ）は第２基板を示したものである。
【図５】板ばねアクチュエータミラーの第１構成例の製造工程を説明するための断面図であり、図５（ａ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線で断面した図面に相当し、図５（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線で断面した図面に相当する。
【図６】板ばねアクチュエータミラーの第２構成例の第１基板を示した斜視図である。
【図７】板ばねアクチュエータミラーの第３構成例を示した斜視図であって、図７（ａ）は第１基板を示したものであり、図７（ｂ）は第２基板を示したものである。
【図８】板ばねアクチュエータミラーの第４構成例の第１基板を示した斜視図である。
【図９】板ばねアクチュエータミラーの第４構成例の製造工程を説明するための断面図である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、各々の構成例における第１基板の変形例を説明するための平面図である。
【図１１】従来例の光学系を示した構成図である。
【符号の説明】
１ 光源
２ ビームエキスパンダ
３ ビームスプリッタ
４，６ ガルバノミラー
５ 瞳伝送光学系
７ 瞳投影光学系
８ 対物レンズ
９ 標本
１０ 光検出器
１１ モニター
１２ 対物レンズの瞳位置
１３ 板ばねアクチュエータミラー
２１ 第１基板
２２ 第２基板
２３ 枠部材
２３ａ，２６ｂ 開口部
２４ 梁部材
２４ａ，２９ａ リード線引き出し部
２４ｂ 梁部
２５ 薄板状部材
２５ａ，２８ａ 貫通孔
２６ シリコン窒化膜
２６ａ コンタクト孔
２７ ミラー
２８ ベース部材
２９ 固定電極部材
２９ｂ 第１領域
２９ｃ 第２領域

Claims (4)

1. 光源から発した光を標本上に集光させる対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置されていて前記標本上に集光される光点を光学的に走査させる二次元走査型光偏向器と、前記二次元走査型光偏向器と前記対物レンズの瞳とが互いに光学的に共役となるようにそれらの間に配置された瞳投影光学系と、前記標本からの反射光を検出する光検出器と、を備えており、前記二次元走査型光偏向器は、ミラーが、Ｌ字状又は円弧状に形成された可撓性を有する複数の梁部のみで支持された薄板状部材に実装又は一体形成されており、該複数の梁部と該薄板状部材との少なくとも一方からなる第１層電極と該第１層電極に対向した第２層電極との少なくとも一方が複数の電極に分割されていて、該第１層と第２層の電極間に与える電位を制御することにより、前記薄板状部材が変位し、前記ミラーの反射面を任意の方向へ向けることができるように構成されていることを特徴とする走査型光学顕微鏡。
2. 前記光源が、レーザであることを特徴とする請求項１に記載の走査型光学顕微鏡。
3. 前記二次元走査型光偏向器と前記光検出器との間に、前記標本と光学的に共役である共焦点ピンホールが配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の走査型光学顕微鏡。
4. 前記光源と前記二次元走査型光偏向器との間に分岐手段が配置されていて、該分岐手段と前記光検出器との間に、前記標本と光学的に共役である共焦点ピンホールが配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の走査型光学顕微鏡。

Images