JP4493119B2

JP4493119B2 - 紫外線顕微鏡

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Publication number: JP4493119B2
Application number: JP11949999A
Authority: JP
Inventors: 浩幸西田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2019-04-27
Also published as: JP2000310736A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に３００ｎｍより短い深紫外域の波長を用いた紫外線顕微鏡に関し、特に、従来の可視域観察用顕微鏡光学系と組み合わせることも可能な紫外線顕微鏡光学系を備えた紫外線顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ等の高集積化に伴って配線パターンの微細化が急速に進んでいるため、その観察・検査に使用される光学顕微鏡に対して、高解像化への要求が一段と高まっている。周知のように、光学顕微鏡において高解像化を図る方法としては二つの方法があり、その一つは、対物レンズの開口数を大きくすることであり、もう一つは使用する波長を短くすることであるが、開口数については、既に０．９５という限界値に達しているのが現状であるため、これ以上を望むことは至難である。そのため、波長を短くする方法を採用することが必要になってくるが、近年のＩＣの微細化には、可視域の波長では対応することが困難となっており、可視域よりも短い波長の紫外線を使用することが必要になる。
【０００３】
そこで、これまでにも種々の紫外線顕微鏡が提案されているが、水銀ランプ等の光源を使用した紫外線顕微鏡の例が、特開昭６４−６２６０９号公報，特開平５−１２７０９６号公報に記載されている。このうち、特開昭６４−６２６０９号公報に開示されているものは、紫外線の光路に配置されたレンズを全て石英ガラスで構成したものである。また、特開平５−１２７０９６号公報に開示されているものは、照明レンズや対物レンズ系等が可視域から近紫外域にわたる波長域で色収差補正されており、可視像を観察する手段と、紫外像を観察する手段とを具備したものである。更に、紫外域での波長選択時の透過率を高くする手段において、透過型素子と反射型素子を組み合わせた例が、特開平８−３１３７２８号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開昭６４−６２６０９号公報に開示されている技術を用いた場合には、使用するガラスが石英に限定されてしまうため、色収差の補正が不可能である。従って、実質的に使用できる波長は１波長に限られてしまうという問題点を有している。また、色収差の補正ができないため、使用する１波長以外の光をフィルタ等でカットしないと、収差により像の解像及びコントラストが劣化してしまうということがある。そして、照明光学系においては収差の影響で照明ムラも発生する。また、使用できる波長が１波長のみであるため、暗い像しか観察することができない。更に、この公報には、従来の可視域観察顕微鏡との組合せに関する記載がないので、それが可能かどうか不明であるし、また、３００ｎｍより短い紫外域の波長を選択する具体的な手段又は条件が記載されていないので、そのまま実施したとしても直ちには最適な解像力・コントラスト・明るさを得ることができない。
【０００５】
これに対して、特開平５−１２７０９６号公報に開示されている技術を用いた場合には、可視域から近紫外域において色収差が補正されるので、可視像観察と紫外像観察の組合せを行うことが可能である。しかしながら、３００ｎｍより短い波長域に対しては色収差が補正されていないため、この波長域での解像力・コントラストが大幅に劣化し、照明ムラも発生する。また、公報中には、可視像と紫外像を分離する手段が示されてはいるが、３００ｎｍより短い紫外域の波長を選択するための具体的な手段又は条件が示されていないので、そのまま実施したとしても直ちには最適な解像力・コントラスト・明るさを得ることができない。
【０００６】
また、特開平８−３１３７２８号公報に開示されている技術は、半導体露光に使用することを目的としており、使用波長の透過率を高くして、それ以外の波長の透過率を小さくするようにしている。しかしながら、ＴＶカメラを使用した撮像・観察を目的としていないために、この公報には、使用波長以外の透過率をどの程度まで抑える必要があるかということや、赤外域の波長に対する透過率への考慮に関する記載が全くない。また、具体的な照明光学系や結像光学系についても記載されていない。
【０００７】
更に、紫外線を用いた場合には、観察・検査を行うために、ＴＶカメラ等を用いることが必要になるが、それによって得られる画像は白黒画像であり、色情報は含まれていない。ところが、実際の検査においては、可視域の光を用いた色情報による検査も行っているため、高解像の得られる紫外域観察と色情報の得られる可視域観察を併用できることが望まれているが、上記の各公報には、そのようなことを可能とすることについての具体的な記載が全くない。
【０００８】
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、紫外から赤外までの広い波長範囲で発光する光源を用いた場合、明るくて、解像及びコントラストの良好な像の観察が行え、しかも、従来の可視域観察用顕微鏡の光学系と好適に組み合わせて用いることも可能な、主に３００ｎｍより短い深紫外域の波長を用いた紫外線顕微鏡光学系を備えた紫外線顕微鏡を提供することである。
【０００９】
【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、本発明の紫外線顕微鏡は、３００ｎｍより短い波長域の光を出射する光源と、該光源から出射した光を照明光学系、光路結合手段、対物レンズ系を通して標本に照射し該標本で反射した光を該対物レンズ系、該光路結合手段、結像光学系を通して結像する紫外線顕微鏡光学系と、該紫外線顕微鏡光学系により結像された像を撮像する撮像手段と、を備えた紫外線顕微鏡において、前記紫外線顕微鏡光学系中には、少なくとも一つの透過型素子と、反射面が互いに平行に配置された少なくとも二つの反射型素子と、からなっていて、該反射型素子の少なくとも一つが光を複数回反射するように構成した波長選択手段が配置されていて、前記照明光学系，前記対物レンズ系，前記光路結合手段，前記結像レンズ系は、前記波長選択手段で選択された波長域において色収差が補正されており、前記波長選択手段の選択波長域の中心透過率をＴｏ、半値幅をδｎｍ、３００ｎｍから前記撮像手段の最大有感度波長までの平均透過率をＴｍ、前記撮像手段の３００ｎｍより長い波長域での有感度波長域をΔｎｍとしたとき、
（Ｔｏ・δ）／（Ｔｍ・Δ）＞２
の条件式を満たしているようにする。
なお、本発明の紫外線顕微鏡においては、前記照明光学系は、前記光源と共に光源装置内に配置されたコレクタ光学系と、照明リレー光学系とから構成されていて、前記光源は、前記コレクタ光学系の前側焦点位置近傍に配置されており、前記光源装置の取付け位置と照明リレー光学系の最も光源側に配置されているレンズとの間の距離Ｄと、該レンズに入射する光の光束径φとの関係が、
Ｄ／φ≧４
の条件式を満たしているようにすると好ましい。
また、本発明の紫外線顕微鏡においては、前記照明光学系を構成するレンズの硝材は蛍石と石英であり、正の焦点距離を有するレンズの少なくとも１枚が蛍石であるようにすると好ましい。
【００１０】
また、上記の目的を達成するために、本発明の紫外線顕微鏡は、光源と、該光源から出射した光を標本に照射し該標本で反射した光を結像する顕微鏡光学系と、該顕微鏡光学系により結像された像を撮像する撮像手段と、を備えた紫外線顕微鏡において、第１の光源から出射した光を、第１の照明光学系、第１の対物レンズ系を通して標本に照射し、該標本で反射した光を、第１の対物レンズ系、第１の結像レンズ系、観察光学系を通して観察できるようになっていて、第１の対物レンズ系と第１の結像レンズ系の間には、３００ｎｍより短い波長の光を反射し、少なくとも４００ｎｍより長く７００ｎｍより短い波長の光を透過し得る第１の波長選択手段を配置している第１の顕微鏡光学系と、第２の光源から出射した３００ｎｍより短い波長域の光を有する光を、第２の照明光学系、光路結合手段、前記第１の波長選択手段、第２の対物レンズ系を通して標本に照射し、該標本で反射した光を、第２の対物レンズ系、第１の波長選択手段、前記光路結合手段、第２の結像レンズ系を通して結像し、前記撮像手段によって撮像するようになっていて、第２の光源と前記光路結合手段の間には、少なくとも一つの透過型素子と、反射面が互いに平行に配置された少なくとも二つの反射型素子と、からなっていて、該反射型素子の少なくとも一つが光を複数回反射するように構成した第２の波長選択手段を配置しており、前記第２の照明光学系、前記第２の対物レンズ系、前記光路結合手段、前記第２の結像レンズ系は、第２の波長選択手段で選択された波長域において色収差が補正されており、また、前記第２の波長選択手段の選択波長域の中心透過率をＴｏ、半値幅をδｎｍ、３００ｎｍから前記撮像手段の最大有感度波長までの平均透過率をＴｍ、前記撮像手段の３００ｎｍより長い波長域での有感度波長域をΔｎｍとしたとき、
（Ｔｏ・δ）／（Ｔｍ・Δ）＞２
の条件式を満たしているようにした第２の顕微鏡光学系と、を備えていて、第１の光源と第１の対物レンズ系、又は第２の光源と第２の対物レンズ系、を選択的に使用することによって、可視像と紫外像を選択的に観察できるようにする。
なお、本発明の紫外線顕微鏡においては、前記第２の照明光学系は、前記第２の光源と共に光源装置内に配置されたコレクタ光学系と、照明リレー光学系とから構成されていて、前記第２の光源は、コレクタ光学系の前側焦点位置近傍に配置されており、
前記光源装置の取付け位置と照明リレー光学系の最も前記第２の光源側に配置されているレンズとの間の距離Ｄと、該レンズに入射する光の光束径φとの関係が、
Ｄ／φ≧４
の条件式を満たしているようにすると好ましい。
また、本発明の紫外線顕微鏡においては、前記第２の照明光学系を構成するレンズの硝材は蛍石と石英であり、正の焦点距離を有するレンズの少なくとも１枚が蛍石であるようにすると好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明を実施する場合には、波長選択手段を、光源と照明光学系との間に配置し、撮像手段をＴＶカメラとすることが好ましく、また、照明光学系，対物レンズ系，光路結合手段，リレー光学系等は、その波長選択手段によって選択された波長域において色収差が補正されているようにし、且つその波長選択手段が、後述の条件式を満たしているようにすると、明るくて、しかも解像力とコントラストの良好な像をＴＶ画面に表示させることができるようになる。
【００１２】
周知のように、色収差の補正がなされている波長域以外の波長の光が、ＴＶカメラに到達した場合には、光学系の収差の影響によって、像質の劣化した像が結像面に重畳されることになる。そして、これは、フレア等のノイズ成分の場合と同等に、像のコントラストを著しく低下させる要因になる。従って、色収差の補正が行われていない波長域の光を、出来る限りカットすることが望ましい。但し、その場合には、色収差の補正が行われている波長域に比べ、カットしなければならない波長域の方が遥かに広いため、波長幅と透過率を考慮して行うことが必要になる。即ち、波長幅が広くなれば、それだけ透過率を下げて、トータルでの光量を低くしなければならないということである。
【００１３】
そこで、ノイズ成分は、３００ｎｍより長い波長域での平均透過率をＴｍ、ＴＶカメラの３００ｎｍより長い波長域での有感度波長域をΔｎｍとしたとき、（Ｔｍ・Δ）で表せる。また、観察像成分は、選択波長域の中心透過率をＴｏ、半値幅をδｎｍとして表せる。従って、波長選択手段が、
（Ｔｏ・δ）／（Ｔｍ・Δ）＞２・・・式１
の条件式を満たしたものであるとき、良いコントラストで観察することが可能になり、（Ｔｏ・δ）／（Ｔｍ・Δ）の値が２以下になると、色収差の影響で解像力とコントラストが劣化する。
【００１４】
また、本発明は、上記の波長選択手段が、少なくとも一つの透過型素子と、反射面が互いに平行に配置された少なくとも二つの反射型素子とで構成されていて、それらの反射型素子の少なくとも一つが、光を複数回反射するような構成にすると、好適なものとなる。即ち、上記照明光学系、対物レンズ系，光路結合手段，リレー光学系は、波長選択手段で選択された波長域において、色収差が補正されているため、１波長でしか収差の補正が行われていない光学系に比べて、波長幅をもって観察することができ、明るい観察が行えるようになっている。そこで、波長選択手段を、少なくとも一つの透過型素子と、少なくとも二つの反射型素子とで構成すると、選択波長域での中心透過率を高くすることが可能になる。その理由を以下に説明する。
【００１５】
従来のバンドパスフィルタのように、一つの透過型素子で波長選択を行う場合、実用的には、像質確保のため、選択波長以外の波長を全てカットする必要がある。しかし、ＴＶカメラの感度は、可視域や赤外域にまであるために、これらの波長域までカットしようとすると、紫外の選択波長域での中心透過率が低くなり、明るさの確保が困難になってしまう。これは、一つの素子に紫外がら赤外までの広い波長域で特性を負担させなければならない点に原因がある。
【００１６】
ところで、反射型素子は、透過型素子に比べて波長選択の特性は出しにくいものの、長波長側の光のカットが比較的容易に行えるという特徴を有している。しかしながら、この反射型素子は、一つでは不要光を十分にカットすることができず、十分にカットするためには複数の素子を組合せて用いることが必要になる。従って、少なくとも二つの反射型素子を用いることによって近紫外域から赤外域までの波長をカットしておき、透過型素子にかかる負担を少なくしておいてから、少なくとも一つの透過型素子で波長選択を行うようにすると、選択波長域での中心透過率を高くすることができ、その結果、好適な明るさの確保が実現できることになる。
【００１７】
しかしながら、この場合、反射型素子を余り多数用いると、光軸等の調整が非常に面倒になる。そこで、反射面が互いに平行に配置された複数の反射型素子のうち少なくとも一つが、光を複数回反射できるように構成することが望ましい。そのように構成すると、反射型素子を取付けた部品を製作するにあたり、反射面が平行になるようにするだけでよいから精度の確保が容易になり、しかも、反射型素子の数を少なくすることができるので、素子間の調整が容易に行えるようになる。
【００１８】
また、本発明は、上記の照明光学系を、光源と共に光源装置内に配置されているコレクタ光学系と、照明リレー光学系とで構成するようにし、光源はコレクタ光学系の前側焦点位置近傍に配置されていて、光源装置取付け位置と照明リレー光学系の最も光源側に配置されているレンズとの間の距離Ｄと、該レンズに入射する光の光束径φとが、
Ｄ／φ≧４・・・式２
の条件式を満たしているようにすると、より有効なものとなる。
【００１９】
即ち、光源がコレクタ光学系の前側焦点位置近傍に配置されることによって、コレクタ光学系と照明リレー光学系との間の光束を略平行光にすることが可能になるから、光路内に配置される干渉フィルタ等の角度特性の影響を受けにくくすることが可能になる。また、略平行光となることによって、ここに配置される光学素子等の数や大きさに対応させて、距離Ｄを或る程度任意に設定することができるようになる。特に、上記のような構成の波長選択手段を配置する場合には、反射面間の間隔を或る程度離さないと、コレクタ光学系から出てきた光束を遮ってしまうことになるが、照明光学系をこのように構成すれば好適な配置を採ることができるため、光束を遮ることがない。
【００２０】
ところで、上記の構成の波長選択手段においては、一方の反射面で少なくとも１回、他方の反射面で少なくとも２回、合計少なくとも３回の反射が行われることになるため、この部分で最低でも光束径の３倍の距離を確保しておく必要がある。このほかに、透過型素子も配置することになるため、そのスペースも考慮すると、光束径の４倍程度の距離は最低限確保しておかなければならいことになる。上記の条件式２は、このようなことも考慮して定めたものであり、Ｄ／φの値が４を下回ると、少なくとも上記の構成の波長選択手段を配置することは困難になる。
【００２１】
更に、本発明においては、照明光学系を構成しているレンズの硝材を、蛍石と石英にし、正の焦点距離を有するレンズの少なくとも１枚は、蛍石にすることが好ましい。光学系の色収差を補正するためには、少なくとも２種類の硝材を組合せることが必要であるが、波長が３００ｎｍよりも短い光を良好に透過する硝材は、実質的に蛍石と石英に限定される。そのうち蛍石は、石英に比べて波長分散が小さいため、これを正の焦点距離を有するレンズに用いると、色収差の発生を効果的に抑えることができる。但し、蛍石は柔らかい硝材であり、加工性が良くないため、実際に使用する場合は、必要最小限の枚数に止めておくことが望ましい。
【００２２】
次に、請求項４に記載の発明について説明する。この発明は、上記した請求項１に係る発明の紫外域観察用顕微鏡の光学系と、従来の可視域観察用顕微鏡の光学系とを組合せ、紫外域観察と可視域観察の両方を行えるようにした顕微鏡光学系に関するものである。従って、紫外域観察用顕微鏡の光学系に関する説明の殆どは、上記の説明と重複することになるので、上記の説明を援用することとし、また、可視域観察用顕微鏡の光学系については特に具体的な説明をするまでもないので、両者の結合構成部分についてのみ説明することにする。
【００２３】
本発明は、従来の可視域観察用顕微鏡光学系における対物レンズ系と結像レンズ系との間に、上記した波長選択手段とは別に、もう一つの波長選択手段が配置されていている。そして、後者の波長選択手段は、３００ｎｍより短い波長の光を反射し、少なくとも４００ｎｍより長く７００ｎｍより短い波長の光を透過させるようになっているため、対物レンズと光源光を選択することによって、この波長選択手段で反射された紫外域の光は、上記したＴＶ等の表示手段によって観察でき、また、この波長選択手段を透過した可視域の光は、従来の可視光用の観察光学系を通して観察することが可能になっている。
【００２４】
【実施例】
以下、図１〜図７を用いて実施例を説明するが、その前に、図８を用いて、従来の可視域観察用顕微鏡の一般的な構成を説明しておく。顕微鏡本体１には、内部に可視用光源を配置した可視用光源装置２が取り付けられており、その光源から出た光は、可視用照明リレー光学系３を通してからハーフミラー４で反射され、対物レンズ５を通して標本を照明するようになっている。また、観察光学系ユニット６は、顕微鏡本体１から取り外し可能になっていて、内部には結像レンズ７を含んだ観察光学系が配置されている。そして、標本から反射した光は、対物レンズ５を通り、ハーフミラー４を透過することによって観察光学系ユニット６内に導かれ、それを眼によって観察できるようになっている。
【００２５】
図１に示した実施例は、上記した従来の可視域観察用顕微鏡における顕微鏡本体１と観察光学系ユニット６の間に、紫外用顕微鏡ユニット８を配置したものであって、従来の可視域観察用顕微鏡に紫外用顕微鏡ユニット８を簡単に取付けることができ、それによって１台で可視域観察と紫外域観察の両方が可能になることを示したものである。従って、図８で説明したものには同じ符号を付け、それらについての説明は省略する。尚、周知のように、紫外域の観察を行う場合には、対物レンズ５を交換しなければならないが、以下において紫外域観察についての説明をする場合には、便宜上、その交換された対物レンズにも同じ符号５を付けて説明することにする。
【００２６】
先ず、紫外用顕微鏡ユニット８には、紫外用光源装置９が取付けられていて、その内部には水銀ランプとコレクタレンズが配置されている。更に、撮像手段としてのＴＶカメラ１０も取付けられていて、撮像した標本像を表示手段１１で観察できるようになっている。そして、上記の水銀ランプから出た光は、波長選択手段１２によって、使用する紫外線のみを選択し、紫外用照明リレー光学系１３，光路結合手段１４，ミラー１５，紫外用結像レンズ１６，波長選択手段１７，１／４波長板１８，ハーフミラー４，対物レンズ５を経て標本を照明するようになっている。
【００２７】
また、標本で反射した光は、対物レンズ５，ハーフミラー４，１／４波長板１８，波長選択手段１７，紫外用結像レンズ１６，ミラー１５，光路結合手段１４，紫外用リレー光学系１９を経て結像され、ＴＶカメラ１０によって撮像されるようになっている。尚、対物レンズ５が可視用の場合には、可視用光源装置２を用い、点線の光路にしたがって眼による観察を行い、紫外用の場合には、１点鎖線の光路にしたがって表示手段１１によって観察する。また、本実施例の場合には、光路結合手段１４として偏向ビームスプリッタを用いているため、１／４波長板１８が光路に配置されている。このように構成すると、ハーフプリズムを用いた場合より、約２倍の明るさを得ることができるようになる。また、１／４波長板１８は、紫外用顕微鏡ユニット８の内部に配置することが好ましいが、本実施例のように顕微鏡本体１に配置しても、機能上は何ら問題がない。
【００２８】
ここで、波長選択手段１２は、図２に示す特性を有しており、先ず、選択波長域の中心透過率（Ｔｏ）は、図２（ａ）に示すように約９５％であるが、実際には、膜物質による吸収が若干あるので、７０％程度と見なしておくのが無難である。また、半値幅（δ）は１０ｎｍであって、３００ｎｍより長い波長域での平均透過率（Ｔｍ）は、図２（ｂ）に示すように約０．１％以下である。更に、ＴＶカメラ１０の分光感度特性は、図３に示すように、波長１１００ｎｍあたりまで感度を有していることがわかる。従って、ＴＶカメラ１０の３００ｎｍより長い波長域での有感度波長域（Δ）は、８００ｎｍとなる。そして、これらを上記した条件式１に代入して計算すると、
（７０×１０）／（０．１×８００）＝８．７５＞２
となり、十分に良いコントラストで観察することが可能になっている。
【００２９】
また、本実施例に用いられている波長選択手段１２の具体的な構成が、図４に示されている。この場合には、光束が、反射面を平行にして配置された二つの反射型素子２０，２１の間において、反射型素子２０で２回、反射型素子２１で１回反射されてから透過型素子２２を透過する構成になっている。しかし、図５に示したような構成にし、反射型素子２０′で３回、反射型素子２１′で２回反射させるようにしても良い。他方、もう一つの波長選択手段１７は、図６に示す特性を有していて、３００ｎｍより短い波長の光を反射し、４００ｎｍより長く７００ｎｍよりも短い波長の光を透過させるので、本実施例の顕微鏡は、紫外域観察と可視域観察の両方が可能となっている。
【００３０】
図７は、本実施例の照明光学系の構成を説明するためのものである。この場合、紫外用光源装置９の内部にコレクタレンズ９ａが配置されているので、紫外用照明ユニット８に対する取付け部２３までをコレクタ光学系とすると、その取付け部２３から、最も光源側に配置されている紫外用照明リレー光学系１３のレンズ１３ａまでの距離（Ｄ）は７０ｍｍであり、レンズ１３ａに入射する光束径（φ）は１２ｍｍである。従って、これらを上記した条件式２に代入して計算すると５．８３となり、４よりも大きい値となっている。尚、図７における符号２４は標本像面である。
【００３１】
また、図７に示した光学系の数値データは、次の表のようになっている。尚、このデータからも分かるように、紫外用照明リレー光学系１３を構成しているレンズ１３ａ，１３ｂ中の各凸レンズは、共に硝材は蛍石となっている。

【００３２】
尚、本実施例は、請求項４に係る発明の実施例として説明したものであるが、本実施例における観察光学系ユニット６を無くし、波長選択手段１７をミラーに置き換えれば、請求項１に係る発明の実施例になることは言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の紫外線顕微鏡は、主に３００ｎｍより短い深紫外域の波長域、特に紫外から赤外までの波長域で発光する光源を用いた場合、従来よりも明るくてコントラストの良い観察を行うことが可能になる。また、従来の可視域観察用顕微鏡との組合せも容易であり、特に工業用顕微鏡に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した顕微鏡の実施例を示す構成図である。
【図２】図１に示した波長選択手段１２の特性図であって、図２（ａ）は選択波長域の透過率を示したものであり、図２（ｂ）は３００ｎｍより長い波長域での透過率を示したものである。
【図３】図１に示したＴＶカメラ１０の分光感度特性図である。
【図４】図１に示した波長選択手段１２の具体的な構成を示した図である。
【図５】図１に示した波長選択手段１２のもう一つの具体的な構成を示した図である。
【図６】図１に示したもう一つの波長選択手段１７の特性図である。
【図７】実施例の照明光学系の構成を説明するための図である。
【図８】一般的な可視域観察用顕微鏡の構成図である。
【符号の説明】
１顕微鏡本体
２可視用光源装置
３可視用照明リレー光学系
４，１５ミラー
５対物レンズ
６観察光学系ユニット
７結像レンズ
８紫外用顕微鏡ユニット
９紫外用光源装置
９ａコレクタレンズ
１０ＴＶカメラ
１１表示手段
１２，１７波長選択手段
１３紫外用照明リレー光学系
１３ａ，１３ｂレンズ
１４光路結合手段
１６紫外用結像レンズ
１８１／４波長板
１９紫外用リレー光学系
２０，２０′，２１，２１′ 反射型素子
２２透過型素子
２３取付け部
２４標本像面

Claims

３００ｎｍより短い波長域の光を出射する光源と、該光源から出射した光を照明光学系、光路結合手段、対物レンズ系を通して標本に照射し該標本で反射した光を該対物レンズ系、該光路結合手段、結像光学系を通して結像する紫外線顕微鏡光学系と、該紫外線顕微鏡光学系により結像された像を撮像する撮像手段と、を備えた紫外線顕微鏡において、
前記紫外線顕微鏡光学系中には、少なくとも一つの透過型素子と、反射面が互いに平行に配置された少なくとも二つの反射型素子と、からなっていて、該反射型素子の少なくとも一つが光を複数回反射するように構成した波長選択手段が配置されていて、
前記照明光学系，前記対物レンズ系，前記光路結合手段，前記結像レンズ系は、前記波長選択手段で選択された波長域において色収差が補正されており、
前記波長選択手段の選択波長域の中心透過率をＴｏ、半値幅をδｎｍ、３００ｎｍから前記撮像手段の最大有感度波長までの平均透過率をＴｍ、前記撮像手段の３００ｎｍより長い波長域での有感度波長域をΔｎｍとしたとき、
（Ｔｏ・δ）／（Ｔｍ・Δ）＞２
の条件式を満たしていることを特徴とする紫外線顕微鏡。
前記照明光学系は、前記光源と共に光源装置内に配置されたコレクタ光学系と、照明リレー光学系とから構成されていて、
前記光源は、前記コレクタ光学系の前側焦点位置近傍に配置されており、
前記光源装置の取付け位置と照明リレー光学系の最も光源側に配置されているレンズとの間の距離Ｄと、該レンズに入射する光の光束径φとの関係が、
Ｄ／φ≧４
の条件式を満たしていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線顕微鏡。
前記照明光学系を構成するレンズの硝材は蛍石と石英であり、正の焦点距離を有するレンズの少なくとも１枚が蛍石であることを特徴とする請求項１又は２に記載の紫外線顕微鏡。
光源と、該光源から出射した光を標本に照射し該標本で反射した光を結像する顕微鏡光学系と、該顕微鏡光学系により結像された像を撮像する撮像手段と、を備えた紫外線顕微鏡において、
第１の光源から出射した光を、第１の照明光学系、第１の対物レンズ系を通して標本に照射し、該標本で反射した光を、第１の対物レンズ系、第１の結像レンズ系、観察光学系を通して観察できるようになっていて、第１の対物レンズ系と第１の結像レンズ系の間には、３００ｎｍより短い波長の光を反射し、少なくとも４００ｎｍより長く７００ｎｍより短い波長の光を透過し得る第１の波長選択手段を配置している第１の顕微鏡光学系と、
第２の光源から出射した３００ｎｍより短い波長域の光を有する光を、第２の照明光学系、光路結合手段、前記第１の波長選択手段、第２の対物レンズ系を通して標本に照射し、該標本で反射した光を、第２の対物レンズ系、第１の波長選択手段、前記光路結合手段、第２の結像レンズ系を通して結像し、前記撮像手段によって撮像するようになっていて、第２の光源と前記光路結合手段の間には、少なくとも一つの透過型素子と、反射面が互いに平行に配置された少なくとも二つの反射型素子と、からなっていて、該反射型素子の少なくとも一つが光を複数回反射するように構成した第２の波長選択手段を配置しており、前記第２の照明光学系、前記第２の対物レンズ系、前記光路結合手段、前記第２の結像レンズ系は、第２の波長選択手段で選択された波長域において色収差が補正されており、また、前記第２の波長選択手段の選択波長域の中心透過率をＴｏ、半値幅をδｎｍ、３００ｎｍから前記撮像手段の最大有感度波長までの平均透過率をＴｍ、前記撮像手段の３００ｎｍより長い波長域での有感度波長域をΔｎｍとしたとき、
（Ｔｏ・δ）／（Ｔｍ・Δ）＞２
の条件式を満たしているようにした第２の顕微鏡光学系と、
を備えていて、第１の光源と第１の対物レンズ系、又は第２の光源と第２の対物レンズ系、を選択的に使用することによって、可視像と紫外像を選択的に観察できるようにしたことを特徴とする紫外線顕微鏡。
前記第２の照明光学系は、前記第２の光源と共に光源装置内に配置されたコレクタ光学系と、照明リレー光学系とから構成されていて、
前記第２の光源は、コレクタ光学系の前側焦点位置近傍に配置されており、
前記光源装置の取付け位置と照明リレー光学系の最も前記第２の光源側に配置されているレンズとの間の距離Ｄと、該レンズに入射する光の光束径φとの関係が、
Ｄ／φ≧４
の条件式を満たしていることを特徴とする請求項４に記載の紫外線顕微鏡。
前記第２の照明光学系を構成するレンズの硝材は蛍石と石英であり、正の焦点距離を有するレンズの少なくとも１枚が蛍石であることを特徴とする請求項４又は５に記載の紫外線顕微鏡。