JP4677367B2 - 照明装置、及び顕微鏡システム - Google Patents

Description

本発明は照明技術に関し、特に、検査対象物の観察に用いる特定の光を得るための技術に関する。

広帯域の分光分布をもつ光源から任意の波長域の光を抽出することを考える。このための一般的且つ簡易な手法のひとつとして、光源からの光束を複数に分岐し、各々の光束中にダイクロイックミラーあるいはバンドパスフィルタを配置して所望の波長域の光を反射あるいは透過させるという手法がある。この手法では、分岐した光束を集光させると、その集光点（以下、「選択波長集光ポジション」と称することとする。）は、新たな光源として扱うことができる。

また、分岐した光束の各々に、開閉可能なシャッタ等の光束遮蔽部材を配置し、各々の光束を再結合した上で集光させる構成にすると、光束遮蔽部材を開閉させることで、選択波長集光ポジションに集光した光の分光分布を、複数の波長域が選択的に混合されている特性にすることができる。

上述した選択波長集光ポジションが光源と異なる位置となるように構成した照明装置の内部光学系の例として、図２１の光学系を説明する。
図２１に示した光学系では、光源１、コレクタレンズ２、ダイクロイックミラー３ａ−１〜３ｃ−１、シャッタ５ａ〜５ｃ、ダイクロイックミラー３ａ−２〜３ｃ−２、コンデンサレンズ６、選択波長集光ポジション７が光軸に沿って順に配置されている。

ダイクロイックミラー３ａ−１〜３ｃ−１は、相異なる任意の波長域の光のみを反射し、他の波長域の光は透過する性質を有している。なお、光源１の分光特性は、ダイクロイックミラー３ａ−１〜３ｃ−１によって反射されるような波長域を含むものとする。

ダイクロイックミラー３ａ−２〜３ｃ−２は、それぞれ対応するダイクロイックミラー３ａ−１〜３ｃ−１と同一の光学特性を有している。
シャッタ５ａ〜５ｃは、外部制御により、機械的にあるいは液晶などを用いて電気光学的に、光束を遮蔽する機能を有している。

図２１に示した光学系において、光源１から出射した光線は、コレクタレンズ２を経て略平行の光束とされた後にダイクロイックミラー３ａ−１に入射する。ダイクロイックミラー３ａ−１は、入射した光束中に含まれる任意の波長域の光のみを反射し、他の波長域の光は透過する。

ダイクロイックミラー３ａ−１で反射した光線は、光路４ａを経てダイクロイックミラー３ａ−２で再度反射する。ダイクロイックミラー３ａ−２で反射した光線は、コンデンサレンズ６によって選択波長集光ポジション７に集光する。一方、ダイクロイックミラー３ａ−１を透過した光線は、ダイクロイックミラー３ｂ−１に入射する。

ダイクロイックミラー３ｂ−１は、ダイクロイックミラー３ａ−１と同様に、入射した光束中に含まれる任意の波長域の光のみを反射し、他の波長域の光は透過する。ダイクロイックミラー３ｂ−１で反射した光線は、光路４ｂを経てダイクロイックミラー３ｂ−２で再度反射する。ダイクロイックミラー３ｂ−２で反射した光線は、コンデンサレンズ６によって選択波長集光ポジション７に集光する。一方、ダイクロイックミラー３ｂ−１を透過した光線は、ダイクロイックミラー３ｃ−１に入射する。

ダイクロイックミラー３ｃ−１は、ダイクロイックミラー３ａ−１及び３ｂ−１と同様に、入射した光束中に含まれる任意の波長域の光のみを反射し、他の波長域の光は透過する。以下、同様に、ダイクロイックミラー３ｃ−１で反射した光線は、光路４ｃをダイクロイックミラー３ｃ−２で再度反射する。ダイクロイックミラー３ｃ−２で反射した光線は、コンデンサレンズ６によって選択波長集光ポジション７に集光する。

なお、ダイクロイックミラー３ａ−１〜３ｃ−１で反射される相異なる波長域の光のうち、必要な波長域の光のみを抽出するには、光路４ａ〜４ｃの中から不要となる波長域の光路を遮蔽すればよい。具体的には、この光路の遮蔽は、不図示の外部制御系でシャッタ５ａ〜５ｃを開閉制御することによって行われる。

なお、この光学系の例では、計３種類のダイクロイックミラー３ａ−１〜３ｃ−１及び３ａ−２〜３ｃ−２を使用しているが、より多種の波長域の分光分布を有している光を必要とする場合は、その波長域の数に応じた数のダイクロイックミラー及び光路を追加すればよい。

次に、分岐した光束の光路中にミラーを配置して光束を折り返すように構成した照明装置の内部光学系の例として、図２２の光学系を説明する。
図２２に示した光学系では、光源１、ハーフミラー１１、コレクタ兼コンデンサレンズ１２、ダイクロイックミラー３ａ〜３ｃ、シャッタ５ａ〜５ｃ、反射ミラー１３ａ〜１３ｃ、選択波長集光ポジション７が光軸に沿って順に配置されている。

ダイクロイックミラー３ａ〜３ｃは、図２１におけるダイクロイックミラー３ａ−１〜３ｃ−１及び３ａ−２〜３ｃ−２と同様に、相異なる任意の波長域の光のみを反射し、他の波長域の光は透過する性質を有している。なお、光源１の分光特性は、ダイクロイックミラー３ａ〜３ｃによって反射されるような波長域を含むものとする。

シャッタ５ａ〜５ｃは、外部制御により、機械的に、あるいは液晶などを用いて電気光学的に、光束を遮蔽する機能を有している。
図２２に示した光学系において、光源１から出射した光線は、ハーフミラー１１を透過してコレクタ兼コンデンサレンズ１２を経て略平行の光束とされた後にダイクロイックミラー３ａに入射する。ダイクロイックミラー３ａは、入射した光束中に含まれる任意の波長域の光のみを反射し、他の波長域の光は透過する。

ダイクロイックミラー３ａで反射した光線は、光路４ａを経て反射ミラー１３ａで反射する。反射ミラー１３ａで反射した光線は、再度ダイクロイックミラー３ａで反射した後、コレクタ兼コンデンサレンズ１２を経てハーフミラー１１で反射し、選択波長集光ポジション７に集光する。一方、ダイクロイックミラー３ａを透過した光線は、ダイクロイックミラー３ｂに入射する。

ダイクロイックミラー３ｂは、ダイクロイックミラー３ａと同様に、入射した光束中に含まれる任意の波長域の光のみを反射し、他の波長域の光は透過する。ダイクロイックミラー３ｂで反射した光線は、光路４ｂを経て反射ミラー１３ｂで反射する。反射ミラー１３ｂで反射した光線は、再度ダイクロイックミラー３ｂで反射した後、コレクタ兼コンデンサレンズ１２を経てハーフミラー１１で反射し、選択波長集光ポジション７に集光する。一方、ダイクロイックミラー３ｂを透過した光線は、ダイクロイックミラー３ｃに入射する。

ダイクロイックミラー３ｃは、ダイクロイックミラー３ａ及び３ｂと同様に、入射した光束中に含まれる任意の波長域の光のみを反射し、他の波長域の光は透過する。以下、同様に、ダイクロイックミラー３ｃで反射した光線は、光路４ｃを経て反射ミラー１３ｃで反射する。反射ミラー１３ｃで反射した光線は、再度ダイクロイックミラー３ｃで反射した後、コレクタ兼コンデンサレンズ１２を経てハーフミラー１１で反射し、選択波長集光ポジション７に集光する。

なお、ダイクロイックミラー３ａ〜３ｃで反射される相異なる波長域の光のうち、必要な波長域の光のみを抽出するには、光路４ａ〜４ｃの中から不要となる波長域の光路を遮蔽すればよい。具体的には、この光路の遮蔽は、不図示の外部制御系でシャッタ５ａ〜５ｃを開閉制御することによって行われる。

なお、この光学系の例では、計３種類のダイクロイックミラー３ａ〜３ｃを使用しているが、より多種の波長域の分光分布を有している光を必要とする場合は、その波長域の数に応じた数のダイクロイックミラー及び光路を追加すればよい。

以上のような光学系を備えている照明装置は、例えば半導体等の検査装置における顕微鏡光源部として用いられている。この検査装置では、この照明装置で得られた光を観察若しくは測定の対象物へ照射し、ビデオカメラで当該対象物を撮像することで、当該対象物の欠陥の有無の検査を行う。ここで、観察若しくは測定の対象に応じて適切な光源波長を選択すると、異なる波長を照射したときに得られる画像情報の差異から当該対象物の欠陥等を抽出することができる。

なお、近年は、観察や検査における分解能を向上させるために、深紫外領域の波長の光源を、照明として使用することも行われている。
この他に、本願発明に関し、例えば特許文献１には、波長の異なる２種類の光束の各々の光路を回転遮光板で交互に遮断するようにして、２波長励起光を高速且つ安定して切り換える光源装置についての技術が開示されている。

また、例えば特許文献２には、異なる波長の光を出射する別個の光源から光が交互に発せられるように光源を変調する技術が開示されている。
更に、例えば特許文献３には、波長の選択がされた試料への照射光の一部を分岐してケースの外側に透過させることで、選択された波長の確認を可能とした顕微鏡の技術が開示されている。
特開平６−１８４０６号公報 特表平８−５１２１３７号公報 実用新案登録第３１１５１００号公報

前述した照明装置を検査装置で利用する場合には、以下のような問題を抱えている。
まず、複数の波長域の光源を切り換えて観察条件を変えながら検査対象物の画像データの取得を行うには、単一波長で画像データを取得する場合に比べ、画像データ取得の作業効率が著しく低下してしまう。

また、深紫外領域の波長のような光を検査対象物に長く照射すると、例えば検査対象物が半導体である場合には、レジスト膜にダメージが生じてしまう。このため、検査対象物への照明はできるだけ短時間とし、試料に対するダメージを最小に抑えることが望ましい。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、複数の波長域の光を利用した観察若しくは検査において適切な照明を提供することである。

本発明の態様のひとつである照明装置は、光源からの光より、異なる波長域の光を抽出する複数の波長域抽出手段と、前記波長域抽出手段の各々によって抽出された光を各々遮蔽する遮蔽手段と、前記遮蔽手段で遮蔽させる光を選択する選択手段と、前記遮蔽手段で遮蔽されなかった光を混合する混合手段と、を有し、前記選択手段は、前記混合手段によって混合された光が照射された試料の顕微鏡画像を撮像するビデオカメラによる当該顕微鏡画像の撮像におけるフレームレートに同期したタイミングで、前記遮蔽手段で遮蔽させる光を選択し、前記ビデオカメラによる前記顕微鏡画像の撮像におけるフレームレートに同期したタイミングで、前記選択手段による選択を切り替え、当該選択手段による選択を切り替えてから所定時間の経過後に、前記フレームレートに同期したタイミングで、当該選択を元に戻す切り替え手段を更に有することを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

また、前述した本発明に係る照明装置において、当該遮蔽手段による遮蔽の状態を表示する遮蔽状態表示手段を更に有するように構成することもできる。
また、前述した本発明に係る照明装置において、当該混合手段によって混合された光が照射された試料の顕微鏡画像を撮像するときのフレームレートを通知するフレームレート信号を生成して当該顕微鏡画像を撮像するビデオカメラへと送出するフレームレート信号生成手段を更に有するように構成することもできる。

なお、このとき、当該フレームレート信号は、当該ビデオカメラによる当該顕微鏡画像の撮像における露出時間を決定する情報を含むように構成することもできる。
また、前述した本発明に係る照明装置において、各種の情報画面を表示する画面表示手段と、各種の指示を取得する指示取得手段と、を更に有し、当該画面表示手段は、当該波長域抽出手段が各々抽出する光の波長域を特定する情報が表されている情報画面を表示し、当該指示取得手段は、当該光の波長域についての選択指示を取得し、当該選択手段は、当該指示取得手段によって取得された選択指示に基づいて、当該遮蔽手段で遮蔽させる光を選択する、ように構成することもできる。

あるいは、前述した本発明に係る照明装置において、各種の情報画面を表示する画面表示手段と、各種の指示を取得する指示取得手段と、を更に有し、当該画面表示手段は、当該波長域抽出手段が各々抽出する光の波長域を特定する情報が表されている情報画面を表示し、当該指示取得手段は、当該選択手段による選択の切り替え順の指示を取得し、当該切り替え手段は、当該指示取得手段によって取得された切り替え順の指示に従った順序で、当該選択手段による選択を切り替える、ように構成することもできる。

あるいは、前述した本発明に係る照明装置において、各種の情報画面を表示する画面表示手段と、各種の指示を取得する指示取得手段と、を更に有し、当該画面表示手段は、当該フレームレート信号によって通知されるフレームレートの値が表されている情報画面を表示し、当該指示取得手段は、当該フレームレートの値の指示を取得し、当該フレームレート信号生成手段は、当該指示取得手段によって取得された指示に係るフレームレートの値を通知するフレームレート信号を生成する、ように構成することもできる。

あるいは、前述した本発明に係る照明装置において、各種の情報画面を表示する画面表示手段と、各種の指示を取得する指示取得手段と、を更に有し、当該画面表示手段は、当該フレームレート信号に含まれている情報で決定される露出時間が表されている情報画面を表示し、当該指示取得手段は、当該露出時間の指示を取得し、当該フレームレート信号生成手段は、当該指示取得手段によって取得された指示に係る露出時間を決定する情報が含まれているフレームレート信号を生成する、ように構成することもできる。

なお、前述した本発明に係る照明装置を備えている顕微鏡システムも本発明に係るものであり、前述した課題を解決することができる。

本発明によれば、以上のようにすることにより、特定の波長域の光を利用した観察若しくは検査において適切な照明の提供が可能になるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１について説明する。同図は、本発明を実施する顕微鏡システムの構成を示している。このシステムは、顕微鏡８１及び照明波長域選択部９１と、これらを制御する制御部９４とを備えて構成されている。このうち、照明波長域選択部９１とこれを制御する制御部９４とで照明装置を構成している。

顕微鏡８１は、波長域選択部９２から出射される照明光を伝送する光ファイバ９０が接続されるコネクタ８８及びビデオカメラ１０２を備えている投光管兼撮像系８２と、試料８３が載置される試料台８４と、対物レンズ８５が装着されている回転レボルバ８６と、接眼ユニット８７とが、架台８９に取り付けられて構成されている。

照明波長域選択部９１は、光源１を備えているランプハウス９３と、波長域選択部９２とを備えて構成されており、波長域選択部９２は、同期信号を伝送する信号ケーブル１０４でビデオカメラ１０２と接続されている。

制御部９４は、例えば一般的なコンピュータ、すなわち、制御プログラムを実行することによって顕微鏡システム全体の動作制御を司るＭＰＵ（マイクロプロセッサ）、このＭＰＵが必要に応じてワークメモリとして使用するメインメモリ、マウス装置やキーボードなどの使用者からの各種の指示を取得するための入力部、この顕微鏡システムの各構成要素との間での各種データの授受を管理するインタフェースユニット、及び、各種のプログラムやデータを記憶しておく例えばハードディスク装置などの補助記憶装置を有しているコンピュータと、各種の情報画面や画像を表示するモニタ装置とで構成されている。制御部９４は、各種の制御信号を伝送する制御ケーブル９５及び９６で顕微鏡８１及び波長域選択部９２とそれぞれ接続されている。また、制御部９４は、ビデオカメラ１０２で撮像された試料８３の顕微鏡画像を取り込んで記録する機能を有しており、画像信号を転送する信号ケーブル１０３でビデオカメラ１０２とも接続されている。

次に図２について説明する。同図は、図１に示した顕微鏡システムにおける波長域選択部９２の内部構成の第一の例を示している。
図２に示した光学系は、光源１からの光束を複数に分岐し、各々の光束で所望の波長域の光を選択した後に分岐した光束を選択波長集光ポジション７に集光させるものである。

この光学系は、光源１と、全反射ミラー３１ａ及び３１ｂと、コレクタ兼コンデンサレンズ１２と、ＮＤフィルタ２１と、光源シャッタ２４と、ダイクロイックミラー３ａ〜３ｃと、集光レンズ５２ａ〜５２ｃと、ＮＤフィルタ２２ａ〜２２ｃと、シャッタ２３ａ〜２３ｃ、コーナーキューブ５１ａ〜５１ｃとを備えて構成されている。

光源１は、ここでは水銀キセノンアークランプを用いるものとする。また、光源１からの光より、異なる波長域の光を抽出するダイクロイックミラー３ａ〜３ｃは、反射する光の波長域が、それぞれ２４０〜２９０ｎｍ、２９０〜３３０ｎｍ及び３３０〜３８５ｎｍとする。なお、後の説明のため、これらの波長域に対し、長波長側から順に、ＣＨ１：３３０〜３８５ｎｍ、ＣＨ２：２９０〜３３０ｎｍ、ＣＨ３：２４０〜２９０ｎｍと、チャンネル番号を定義しておく。従って、これらのチャンネル番号の表示により、ダイクロイックミラー３ａ〜３ｃによって抽出される光の波長域を特定することができる。

ＮＤフィルタ２１及び２２ａ〜２２ｃは、面内がメッシュ構造になっており、面内の回転角度によりそのメッシュの密度が異なっている。また、シャッタ２３ａ〜２３ｃ及び光源シャッタ２４は、ここでは、光束の遮蔽を機械的に行う構造のものを使用する。

全反射ミラー３１ａの反射面３１ａ’は、コレクタ兼コンデンサレンズ１２の光軸に対して４５°に傾斜させ、且つ、光源１と反射面３１ａ’とからなる光軸がコレクタ兼コンデンサレンズ１２の光軸に対して平行にシフトした位置に配置されている。また、全反射ミラー３１ｂの反射面３１ｂ’は、全反射ミラー３１ａの反射面３１ａ’をコレクタ兼コンデンサレンズ１２の光軸に対して対称の位置に配置されている。このような配置により、選択波長集光ポジション７の位置は、光源１の位置についてのコレクタ兼コンデンサレンズ１２の光軸に対して対称となる位置になる。

ダイクロイックミラー３ａ〜３ｃは、コレクタ兼コンデンサレンズ１２の光軸に対して４５°に傾斜して配置されている。また、コレクタ兼コンデンサレンズ１２、ダイクロイックミラー３ａ〜３ｃ、集光レンズ５２ａ〜５２ｃ、及びコーナーキューブ５１ａ〜５１ｃは共軸系で構成されており、コレクタ兼コンデンサレンズ１２と集光レンズ５２ａ〜５２ｃとは、両側テレセントリック光学系になるように配置されている。更に、コーナーキューブ５１ａ〜５１ｃは、光源１の共役像が集光レンズ５２ａ〜５２ｃの中心軸上に形成されるように光軸方向にシフトして調整して配置されている。これらの配置により、ダイクロイックミラー３ａ〜３ｃによって抽出された各々異なる波長域の光のうち、シャッタ２３ａ〜２３ｃで遮蔽されなかったものについては、ダイクロイックミラー３ａ〜３ｃで反射若しくは透過することで混合されて選択波長集光ポジション７で集光する。この集光した光は、光ファイバ９０を経て顕微鏡８１へと送られ、照明光として試料８３に照射される。

なお、ＮＤフィルタ２１と光源シャッタ２４とは、光源１とダイクロイックミラー３ａの間のいずれかの位置に配置されている。また、ＮＤフィルタ２２ａ〜２２ｃ及びシャッタ２３ａ〜２３ｃは、光路４ａ〜４ｃ中のいずれかの位置にそれぞれ配置されている。なお、ＮＤフィルタ２１及び２２ａ〜２２ｃの回転並びにシャッタ２３ａ〜２３ｃ及び光源シャッタ２４ｃの開閉は、外部からの制御が可能である駆動回路９８により動作させる。

ＮＤフィルタ２１及び２２ａ〜２２ｃと、シャッタ２３ａ〜２３ｃと、光源シャッタ２４とには、初期化時の原点位置検出や開閉状態の検出のためのセンサ部９９ａ〜９９ｄが各々に設けられており、センサ部９９ａ〜９９ｄから出力される信号は表示・出力回路１００を介して駆動回路９８に通知される。駆動回路９８はこの信号に応じてＮＤフィルタ２１及び２２ａ〜２２ｃと、シャッタ２３ａ〜２３ｃと、光源シャッタ２４との動作制御を行う。

また、表示・出力回路１００は、シャッタ２３ａ〜２３ｃ及び光源シャッタ２４の透過・遮蔽の状態を、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の不図示の表示素子を用いて表示して視覚的に通知すると共に、その状態を示すデータ信号の出力も行う。

なお、光源シャッタ２４は、安全装置としての不図示であるインターロック回路と接続されており、何らかの異常やメンテナンスなどの作業時には、光路の強制遮蔽を行うように構成されている。

同期回路９７は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop ）回路で構成されており、ビデオカメラ１０２の同期信号と駆動回路９８による制御のタイミングとを同期させる処理を行う。
波長域選択部９２はこのような光学系を有しており、制御部９４で行われる制御によって、ＮＤフィルタ２１及び２２ａ〜２２ｃを面内に対して回転制御することによって各波長域の光の透過率を変化させる機能、及び、シャッタ２３ａ〜２３ｃを開閉制御することによって光路４ａ〜４ｃを遮蔽させる機能を備えている。

次に、以上のように構成されている顕微鏡システムにおいて、少なくとも１つ以上の波長域の光を照明として選択して試料８３を連続撮像する場合の動作について説明する。
顕微鏡システムの使用者が制御部９４に指示を与え、制御部９４に予め記録されている制御プログラムを実行させる。すると、制御部９４は駆動回路９８を制御してＮＤフィルタ２１及び２２ａ〜２２ｃ並びにシャッタ２３ａ〜２３ｃ及び光源シャッタ２４をそれぞれ初期化する。このとき、ＮＤフィルタ２１及び２２ａ〜２２ｃは透過率が１００％の状態とされると共に光源シャッタ２４は開放状態にされる一方で、シャッタ２３ａ〜２３ｃは遮光状態にされ、結果として光路４ａ〜４ｃがいずれも遮蔽された状態となる。

また、この制御プログラムの実行により、制御部９４のモニタ装置には、図３に例示するようなユーザインタフェース画面が表示される。
図３の画面では、その左側に制御入力部２００が配置されており、その右側には顕微鏡画像表示部３００が配置されている。ここで、制御入力部２００に対する各種の操作は、制御部９４を構成しているコンピュータに備えられているマウス装置に対するクリック操作やドラッグ操作、あるいはキーボードに対する押下操作を使用者が行うことによって行われる。

図３の画面において、左下部に配置されている「条件設定」ボタンが押下操作されると、条件設定画面がモニタ装置に表示される。そして、条件設定画面に含まれている「モード設定」タブが選択操作されると、図４に例示するようなモード設定画面が条件設定画面内に表示される。

モード設定画面は、照明波長域選択部９１の動作方法の設定のための画面である。ここで、図４に表されているように、例えば「ＴＶカメラ基準モード（Ｅｘｐｏｓｕｒｅタイプ）」のラジオボタンを選択する操作を使用者が行ったものとする。このモードは、波長域選択部９２がビデオカメラ１０２の同期信号（露出タイミング信号）に追従して動作するモードである。

次に、条件設定画面に含まれている「同期設定」タブが選択操作されると、図５に例示するような同期設定画面が条件設定画面内に表示される。
同期設定画面は、ビデオカメラ１０２の同期信号と波長域選択部９２の駆動回路９８による制御動作のタイミングとの同期関係の設定のための画面である。なお、図５の画面例では、同期設定画面内に設けられている「通常観察」欄、「Ｏｎｅ ｓｈｏｔ」欄、及び「ＰＬＬ」欄の３つの欄のうち、「ＰＬＬ」欄のみが有効である状態を示している。

この「ＰＬＬ」欄において、「シャッタ位相」の項目では、シャッタ２３ａ〜２３ｃの開閉の際に遅らせる時間（整定時間：セトリングタイム）の設定を行う。また、「フレームレート」は、ビデオカメラ１０２での動画像の撮像におけるフレームレートの選択を行う項目であり、１／３０秒及び１／１５秒のどちらか一方をラジオボタンにより選択する。更に、「露出時間」の項目では、ビデオカメラ１０２の実際の露出時間（シャッタ速度）の設定を行う。これらの設定を行うと、同期回路９７の作用により、ビデオカメラ１０２での画像の取り込み動作に、波長域選択部９２による照明光の波長域の選択動作を所定のタイミングで同期させて動作させることができるようになる。

この後に、条件設定画面の下部に配置されている「閉じる」ボタンが押下操作されると、条件設定画面は閉じられて元の図３のユーザインタフェース画面が表示される。ここで、制御入力部２００の「観察ＣＨ」欄における「ＣＨ１」のチェックボックスを選択した上で、「撮像開始」ボタンを押下操作する。すると、制御部９４は、このユーザインタフェース画面を図６に示すように変化させ、「撮像開始」ボタンを「撮像停止」ボタンへと変更する。

また、「撮像開始」ボタンに対する押下操作を検出した制御部９４は、選択された観察チャンネルに対応する波長域の光を照明光として使用する指示を、制御ケーブル９５を介して波長域選択部９２へ行う。そして、ビデオカメラ１０２で撮像された画像の取り込み処理を開始すると共に、シャッタ２３ａ〜２３ｃのうち、ユーザインタフェース画面における「観察ＣＨ」での設定に対応するもの（図６の例では「ＣＨ１」に対応しているシャッタ２３ｃ）のみを開放状態とし、選択されている波長域（光路４ｃ）の光のみを照明光とする。つまり、駆動回路９８によって、シャッタ２３ａ〜２３ｃで遮蔽させる光の選択が行われる。

なお、このとき、表示・出力回路１００は、シャッタ２３ａ〜２３ｃのうち開放状態とされたものに対応する表示素子を点灯させるので、使用者は、光路４ｃが適切に開放されたことを知ることができる。

この後に画像の取り込みを終了させるには、図６のユーザインタフェース画面における制御入力部２００の「観察ＣＨ」欄に配置されている「撮像停止」ボタンを押下操作すればよい。すると、制御部９４はビデオカメラ１０２で撮像された画像の取り込み処理を停止すると共に、「観察ＣＨ」欄での選択内容（すなわち光の波長域の選択内容）を取得してシャッタ２３ａ〜２３ｃのうち当該選択内容に対応しているもの（図６の例では「ＣＨ１」に対応しているシャッタ２３ｃ）を遮光状態へと遷移させて光路４ｃを遮蔽する。

なお、このとき、表示・出力回路１００は、シャッタ２３ａ〜２３ｃのうち遮光状態へと遷移させたものに対応する表示素子を消灯するので、使用者は、光路４ｃが適切に遮断されたことを知ることができる。

ここで図７について説明する。同図は、「ＴＶカメラ基準モード（Ｅｘｐｏｓｕｒｅタイプ）」における各制御信号のタイミングを示している。
ビデオカメラ１０２は、露出の期間を示す「ＥＸＰ．ＯＵＴ」なる信号を、信号ケーブル１０４を介して波長域選択部９２へと伝送している。同期回路９７は、まず、この「ＥＸＰ．ＯＵＴ」の立ち下がりエッジに、シャッタ２３ａ〜２３ｃを動作させるパルス信号である「Ｄｅｌａｙ」の立ち上がりエッジを同期させて生成する（図中※１）。また、この「Ｄｅｌａｙ」のパルス信号よりも、図５に示した同期設定画面の「ＰＬＬ」欄における「シャッタ位相」に設定した時間分だけ早いパルス信号を「フレームパルス」として生成する（図中※２）。

この「フレームパルス」は、制御部９４からの各種指示を駆動回路９８が受け付ける際の受け付けタイミングの信号として利用される。つまり、ビデオカメラ１０２での画像の撮像とは全く非同期に制御部９４から送られてくる、撮像指示／撮像中止指示を示す「ＯＰＥＮ」信号の論理を、駆動回路９８は「フレームパルス」が立ち上がる時刻で判定する。従って、駆動回路９８は、ビデオカメラ１０２で撮像する画像のフレームレートに常に同期したタイミングでシャッタ２３ａ〜２３ｃを開閉させることができる（図中※３）。

なお、図７において、「シャッタＥＮ」なる信号は、駆動回路９８内部でのシャッタ２３ａ〜２３ｃの開閉動作の指示信号である。また、「駆動パルス」なる信号は、シャッタ２３ａ〜２３ｃを開閉駆動させるためのモータ（不図示）に与えられる短パルス信号であり、「シャッタＥＮ」の論理が反転する度に駆動回路９８で生成が開始される。また、「シャッタセンサ」なる信号は、センサ部９９ａ〜９９ｃから送られてくるシャッタ２３ａ〜２３ｃの開閉状態を示す信号であり、駆動回路９８は、シャッタ２３ａ〜２３ｃの開閉の完了が「シャッタセンサ」によって確認されると「駆動パルス」の生成を終了する。

なお、ＮＤフィルタ２１及び２２ａ〜２２ｃによる透過率の調整は、図６のユーザインタフェース画面における制御入力部２００より、撮像中に任意に行うことができる。
図６において、「ＮＤ調整」の欄はＮＤフィルタ２１での光の透過率の設定を行う欄であり、図２の光学系全体の光量を調整するために使用される。また、「ＮＤ個別調整」の欄では、「ＣＨ１」でＮＤフィルタ２２ｃでの光の透過率の設定を、「ＣＨ２」でＮＤフィルタ２２ｂでの光の透過率の設定を、そして「ＣＨ３」でＮＤフィルタ２２ａでの光の透過率の設定を、それぞれ行うことができる。

次に、波長域選択部９２で抽出される複数の波長域の光を照明光として利用する場合について説明する。
このためには、使用者は、図６のユーザインタフェース画面における制御入力部２００の「観察ＣＨ」欄で、利用することを所望している光の波長域に対応する各観察チャンネルのチェックボックスを任意のタイミングでチェックして選択すればよい。ここで、「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、及び「ＣＨ３」の全てが選択された状態の画面を図８に示す。

観察チャンネルの選択が行われると、制御部９４は、波長域選択部９２に対し、選択された観察チャンネルの使用指示を、制御ケーブル９５を介して行う。
このときの波長域選択部９２における各制御信号のタイミングは、基本的には図７に示したものと同様である。

「ＣＨ２」の選択有無はシャッタ２３ｂの開閉に対応し、「ＣＨ３」の選択有無はシャッタ２３ａの開閉に対応している。「フレームパルス」のタイミングでシャッタ２３ａ及び２３ｂの開放の指示信号が出力されると、シャッタ２３ａ及び２３ｂが開放され、対応する光路４ｂ、４ａの光が混合されて照明として利用される。すなわち、ビデオカメラ１０２で撮像する画像のフレームレートに同期したタイミングで、観察・測定対象の試料８３に対し複数の波長域の光の照射を同時に開始することができる。また、この状態から「観察ＣＨ」のチェックを外せば、シャッタ２３ａ〜２３ｃ（光路４ａ〜４ｃ）のうち対応するものが遮蔽されることとなり、撮像のための照明光から対応する波長域が除かれることになる。

ところで、光源１の波長域のスペクトル強度は、使用するランプにより個々にばらついており、しかも、光路４ａ〜４ｃの透過率も一定の範囲でばらつきが存在する。よって、光源ランプの交換により、あるいは機差により、波長域間で照明強度がばらついてしまう虞がある。

これを回避するために、図１の顕微鏡システムでは、波長域間で照明強度の調整機能を設けている。
波長域間で照明強度の調整は以下のようにして行う。すなわち、まず、最も照明強度が低い（暗い）波長域の光による照明強度を１００％とする。そして、このときに、他の波長域の光による照明強度が一致するようにＮＤフィルタ２２ａ〜２２ｃを調整し、この調整後のＮＤフィルタ２２ａ〜２２ｃの位置を基準点として登録する。

ここで図９について説明する。同図は、ＮＤオフセット調整画面の例である。この画面は、図３や図６、あるいは図８に示したユーザインタフェース画面における「条件設定」ボタンを押下操作すると表示される条件設定画面において、「ＮＤ設定」タブが選択操作されると表示される。

ランプの交換などで各波長域の照明強度にばらつきが発生したときには、条件設定画面の「ＮＤ設定」タブを選択してＮＤオフセット調整画面を表示させ、「登録値消去」ボタンを押下操作する。すると、駆動回路９８でそれまで保持されていた既存の基準点データはクリアされ、各波長域の照明強度のばらつき調整は初期状態に戻る。ここで、最も暗い波長域（「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、及び「ＣＨ３」のいずれか）を基準にし、各波長域の照明強度が等しくなるように、観察チャンネル毎に設けられているスライダを調整する。

各波長域の照明強度が確定できたならば、「ＮＤ基準点登録」ボタンの押下操作を行う。すると、その相対的なオフセット量を駆動回路９８が記憶する。この後は、初期化時に、各波長域でＮＤフィルタ２２ａ〜２２ｃの原点出しを行った後に引き続き、その相対オフセット量の設定をＮＤフィルタ２２ａ〜２２ｃに対してそれぞれ行うようにする。こうして、各波長域の照明強度のバランスが保たれる。

なお、上述した図１の顕微鏡システムの動作において、ビデオカメラ１０２が出力する同期信号は、垂直同期信号であってもよい。この場合には、図４に示したモード設定画面において、「ＴＶカメラ基準モード（ＶＳＹＮＣタイプ）」のラジオボタンを選択するようにする。

ここで図１０について説明する。同図は、「ＴＶカメラ基準モード（ＶＳＹＮＣタイプ）」における各制御信号のタイミングを示している。
この場合、ビデオカメラ１０２からは、「ＶＳＹＮＣ」信号が波長域選択部９２へと送られてくる。同期回路９７は、まず、この「ＶＳＹＮＣ」信号の立ち下がりエッジに、シャッタ２３ａ〜２３ｃを動作させるパルス信号である「Ｄｅｌａｙ」の立ち上がりエッジを同期させて生成する（図中※１）。また、図５に示した同期設定画面の「ＰＬＬ」欄における「シャッタ位相」に設定した時間と、ビデオカメラ１０２での撮像における１フレーム中の露出時間との合計時間分だけ、この「Ｄｅｌａｙ」のパルス信号よりも早いパルス信号を「フレームパルス」として生成する（図中※２）。

この「フレームパルス」は、図７のものと同様、制御部９４からの各種指示を駆動回路９８が受け付ける際の受け付けタイミングの信号として利用される。つまり、ビデオカメラ１０２での画像の撮像とは全く非同期に制御部９４から送られてくる、撮像指示／中止を示す「ＯＰＥＮ」信号の論理を、駆動回路９８は「フレームパルス」が立ち上がる時刻で判定する。従って、駆動回路９８は、ビデオカメラ１０２で撮像する画像のフレームレートに常に同期したタイミングでシャッタ２３ａ〜２３ｃを開閉させることができる（図中※３）。

なお、図１０における「シャッタＥＮ」、「駆動パルス」、及び「シャッタセンサ」の各信号は、図７に示したものと同様のものである。
以上のように、図１に示した顕微鏡システムでは、照明波長域選択部９１の動作方法として「ＴＶカメラ基準モード」を選択することにより、使用者が光源１の照射タイミングを気にすることなく、ビデオカメラ１０２に対する撮像指示のための操作や照明の選択指示のための操作を行うことができる。また、照明波長域選択部９１が観察・測定対象の試料８３に対し、波長域及び時間の両方の面で不必要な照明をすることなく、適切なタイミング（ビデオカメラ１０２での画像の撮像におけるフレーム単位）でシャッタ２３ａ〜２３ｃを開閉させることができる。更に、観察・測定対象の試料８３に対する照明として、異なる波長域の光を組み合わせたものを使用することで、得られる画像のコントラストを調整することができるので、同一回数の検査において得ることのできる情報量が増加する。

次に、図１に示した顕微鏡システムにおいて、照明波長域選択部９１の動作方法として「ＴＶカメラ基準モード」が選択されていて１つ以上の波長域の光が照明として選択されて通常観察を行っている状態において、異なる波長域の光を照明光として一時的に切り替えて撮像する場合の動作（以下、この動作を「ワンショット動作」と称することとする）について説明する。

今、観察チャンネルとして「ＣＨ１」（光路４ｃ）が選択されて通常観察が行われて撮像されているものとする。このとき、ユーザインタフェース画面は図６に示すものが制御部９４のモニタ装置に表示されている。

ここで、使用者は、まず、ユーザインタフェース画面の制御入力部２００における「Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ ＣＨ」欄のうちのいずれかをチェックし、一時的に切り替える観察チャンネルを指定する。図１１は、一時切り替えの観察チャンネルの指定が行われたユーザインタフェース画面の例を示しており、この例では「ＣＨ３」の指定がなされた状態を示している。

次に、使用者は、任意のタイミングで「Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ ＣＨ」欄における「取り込み」ボタンの押下操作を行う。すると、この操作を検出した制御部９４は、対応する観察チャンネルのシャッタ動作の波長域選択部９２への割り込み指示を、制御ケーブル９５を介して行う。

この割り込み指示を受け取った波長域選択部９２では、ビデオカメラ１０２で撮像される画像の取り込みを継続しながら、次の画像フレームのタイミングで、それまで照明として使用していた観察チャンネル（図１１の例では「ＣＨ１」）に対応するシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ｃ）を遮光状態へと遷移させる一方で、一時切り替えの選択がされた観察チャンネル（図１１の例では「ＣＨ３」）に対応するシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ａ）を透過状態へと遷移させる。この結果、光路４ａを進む光が照明として利用される。

その後、ビデオカメラ１０２で撮像される画像の１フレーム分に相当する時間が経過すると、シャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ａ）を元の遮光状態へと遷移させると共に、それまで通常観察のために使用していた観察チャンネルに対応したシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ｃ）が元の透過状態へと自動的に遷移させる。この結果、光路４ｃを進む光が照明として利用される通常観察の状態へと復帰する。

図１２は、上述したワンショット動作における各制御信号のタイミングを示している。なお、このタイミングは、「ＴＶカメラ基準モード（Ｅｘｐｏｓｕｒｅタイプ）」におけるタイミングであり、図７と同様、ビデオカメラ１０２は、露出の期間を示す「ＥＸＰ．ＯＵＴ」なる信号を、信号ケーブル１０４を介して波長域選択部９２へと伝送しているものとする。

図１２において、「シャッタＥＮ」なる信号は、通常観察で使用される観察チャンネルに対応するシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ｃ）の開閉動作の指示信号である。また、「ＰＬＬ＿ＳＨＯＴ」なる信号は、ワンショット動作において一時切り替えの指定がされている観察チャンネルに対応するシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ａ）の開閉動作の指示信号である。

同期回路９７は、「ＥＸＰ．ＯＵＴ」の立ち下がりエッジに、シャッタ２３ａ〜２３ｃを動作させるパルス信号である「Ｄｅｌａｙ」の立ち上がりエッジを同期させて生成しており、更に、この「Ｄｅｌａｙ」のパルス信号よりも、図５に示した同期設定画面の「ＰＬＬ」欄における「シャッタ位相」に設定した時間分だけ早いパルス信号を「フレームパルス」として生成している。

ここで、使用者が「取り込み」ボタンの押下操作を行うと、制御部９４は、波長域選択部９２に「Ｃａｐｔｕｒｅ」信号をローアクティブの論理で発行する（図中※１）。駆動回路９８は、ラッチした「Ｃａｐｔｕｒｅ」信号を「フレームパルス」が立ち上がる時刻で判定する。ここで、当該信号を検出したと判定すると、ユーザインタフェース画面における制御入力部２００の「観察ＣＨ」欄で選択されている波長域のシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ｃ）を遮光状態へと遷移させると共に、「Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ ＣＨ」欄で選択されている波長域のシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ａ）を開放状態へと遷移させる（図中※２）。

その後、所定の露出時間が経過してビデオカメラ１０２での１フレーム分の画像の撮像が完了し、それに応じて次の「フレームパルス」が生成されると、ビデオカメラ１０２で撮像する画像のフレームレートに同期したタイミングで、今度は「観察ＣＨ」欄で選択されている波長域のシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ｃ）を開放状態へと遷移させると共に、「Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ ＣＨ」欄で選択されている波長域のシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ａ）を遮光状態へと遷移させ（図中※３）、元の通常観察へと復帰する。

なお、上述したワンショット動作の説明では、「ＴＶカメラ基準モード（Ｅｘｐｏｓｕｒｅタイプ）」での動作を説明したが、「ＴＶカメラ基準モード（ＶＳＹＮＣタイプ）」での動作、すなわち、ビデオカメラ１０２から波長域選択部９２へと送られてくる同期信号が垂直同期信号である場合の動作も、同様である。

以上のように、図１に示した顕微鏡システムにおけるワンショット動作により、使用者は、割り込んで照射することを所望する波長域の光の照射タイミングを気にすることなく、その画像の取り込みを指示するだけで、ビデオカメラ１０２で撮像される画像のフレームに同期した照明の切り替えを行うことができる。また、照明波長域選択部９１が観察・測定対象の試料８３に対し、波長域及び時間の両方の面で不必要な照明をすることなく、適切なタイミング（ビデオカメラ１０２での画像の撮像におけるフレーム単位）でシャッタ２３ａ〜２３ｃを開閉させることができる。更に、観察・測定のために画像データを取得する際に、試料８３にダメージを与えるようなエネルギーを持った波長域の光を照明光として選択しても、必要最小限の時間だけの照射で取得を完了させることができるので、試料８３に与えるダメージが少なくて済む。

次に、図１に示した顕微鏡システムにおいて、少なくとも２つ以上の波長域の光を照明光として選択しておき、照明光の波長域を切り替えて試料８３の撮像を順に行う場合の動作（以下、この動作を「面順次取り込み動作」と称することとする）について説明する。

図３に示したユーザインタフェース画面における制御入力部２００に設けられている「連動」タブの選択操作がされると、制御部９４は、ユーザインタフェース画面を図１３に示すものへと切り替える。使用者は、この画面のラジオボタンを選択操作することにより、照明光として所望する光の波長域に対応する観察チャンネルを、所望の切り替え順序に従って選択する。図１３の例では、「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」の順序で照明光の切り替えを行うことが選択指示された状態を示している。

この後、使用者は、任意のタイミングで「撮像開始」ボタン（図１３では不図示）の押下操作を行う。すると、制御部９４は、「撮像開始」ボタンを「撮像停止」ボタンへと変更する。図１３は、このボタンの変更が行われた後の状態を示している。

また、「撮像開始」ボタンに対する押下操作を検出した制御部９４は、選択された観察チャンネルに対応するシャッタ２３ａ〜２３ｃの動作順の指示を、制御ケーブル９５を介して波長域選択部９２へ行う。そして、ビデオカメラ１０２で撮像された画像の取り込み処理を開始すると共に、図１３のユーザインタフェース画面における「１ｓｔ」欄での選択内容を取得してシャッタ２３ａ〜２３ｃのうち当該選択内容に対応するもの（図１３の例では「ＣＨ１」に対応しているシャッタ２３ｃ）を開放状態とし、選択されている波長域（光路４ｃ）の光のみを照明光とする。

ここで、ビデオカメラ１０２での１フレーム分の画像の撮像が完了すると、今度は、シャッタ２３ａ〜２３ｃのうち、ユーザインタフェース画面における「１ｓｔ」欄での選択内容に対応するもの（図１３の例では「ＣＨ１」に対応しているシャッタ２３ｃ）を遮光状態とすると共に、「２ｎｄ」欄での選択内容に対応するもの（図１３の例では「ＣＨ２」に対応しているシャッタ２３ｂ）を開放状態として、選択されている波長域（光路４ｂ）の光のみを照明光とする。

以下、同様に、ビデオカメラ１０２での１フレーム分の画像の撮像が完了すると、今度は、シャッタ２３ａ〜２３ｃのうち、ユーザインタフェース画面における「２ｎｄ」欄での選択内容に対応するもの（図１３の例では「ＣＨ２」に対応しているシャッタ２３ｂ）を遮光状態とすると共に、「３ｒｄ」欄での選択内容に対応するもの（図１３の例では「ＣＨ３」に対応しているシャッタ２３ａ）を開放状態として、選択されている波長域（光路４ａ）の光のみを照明光とする。

以下同様に、シャッタ２３ａ〜２３ｃのうち、ユーザインタフェース画面における「１ｓｔ」欄での選択内容に対応するもの、「２ｎｄ」欄での選択内容に対応するもの、「３ｒｄ」欄での選択内容に対応するものと順に開放状態にすると共にその他のものは遮光状態とし、このときに得られる波長域の光のみを照明光とする。このようにしてシャッタ２３ａ〜２３ｃで遮光させる光の選択の切り替えが駆動回路９８により行われる。

なお、この面順次取り込み動作において画像の取り込みを終了させるには、図１３のユーザインタフェース画面に設けられている「撮像停止」ボタンを押下操作すればよい。すると、制御部９４はビデオカメラ１０２で撮像された画像の取り込み処理を停止すると共に、シャッタ２３ａ〜２３ｃを全て遮光状態へと遷移させて光路４ａ〜４ｃを全て遮蔽する。

図１４は、上述した面順次取り込み動作における各制御信号のタイミングを示している。なお、このタイミングは、「ＴＶカメラ基準モード（Ｅｘｐｏｓｕｒｅタイプ）」におけるタイミングであり、図７と同様、ビデオカメラ１０２は、露出の期間を示す「ＥＸＰ．ＯＵＴ」なる信号を、信号ケーブル１０４を介して波長域選択部９２へと伝送しているものとする。また、同期回路９７は、図７と同様に、「ＥＸＰ．ＯＵＴ」の立ち下がりエッジよりも、図５に示した同期設定画面の「ＰＬＬ」欄における「シャッタ位相」に設定した時間分だけ早いパルス信号を、「フレームパルス」として生成する。

図１４において、「シャッタＥＮ」なる信号は、駆動回路９８内部でのシャッタ２３ａ〜２３ｃ共通の開閉動作の指示信号である。また、「１ｓｔ＿ＳＥＬ」、「２ｎｄ＿ＳＥＬ」「３ｒｄ＿ＳＥＬ」は、それぞれ、シャッタ２３ａ〜２３ｃのうち図１３のユーザインタフェース画面における「１ｓｔ」欄、「２ｎｄ」欄、「３ｒｄ」欄での選択内容に対応するものに対する開閉動作の指示信号である。更に、「面順次フレーム」なる信号は、照明光の波長域の切り替えが一巡する度に生成されるパルス信号である。

まず、駆動回路９８は、制御部９４から送られてくる、撮像指示／撮像中止指示を示す信号の論理を、「フレームパルス」が立ち上がる時刻で判定する。ここで、撮像指示を検出したと判定すると、まず、シャッタ２３ａ〜２３ｃのうち図１３のユーザインタフェース画面における「１ｓｔ」欄での選択内容に対応するもの（図１３の例では、「ＣＨ１」に対応するシャッタ２３ｃ）を開放状態へと遷移させる（図中※１）。

その後、ビデオカメラ１０２での１フレーム分の画像の撮像が完了し、それに応じて次の「フレームパルス」が生成されると、ユーザインタフェース画面における「１ｓｔ」欄での選択内容に対応するもの（図１３の例では、「ＣＨ１」に対応するシャッタ２３ｃ）を遮光状態へと遷移させると共に、「２ｎｄ」欄での選択内容に対応するもの（図１３の例では、「ＣＨ２」に対応するシャッタ２３ｂ）を開放状態へと遷移させる（図中※２）。

その後、ビデオカメラ１０２での１フレーム分の画像の撮像が完了し、それに応じて次の「フレームパルス」が生成されると、ユーザインタフェース画面における「２ｎｄ」欄での選択内容に対応するもの（図１３の例では、「ＣＨ２」に対応するシャッタ２３ｂ）を遮光状態へと遷移させると共に、「３ｒｄ」欄での選択内容に対応するもの（図１３の例では、「ＣＨ３」に対応するシャッタ２３ａ）を開放状態へと遷移させる（図中※３）。

以降も撮像が継続される場合には、ビデオカメラ１０２での１フレーム分の画像の撮像完了に応じて次の「フレームパルス」が生成されると、ユーザインタフェース画面における「１ｓｔ」欄での選択内容に対応するもの（図１３の例では、「ＣＨ１」に対応するシャッタ２３ｃ）を開放状態へと遷移させ、他のもの遮光状態へと遷移させる（図中※４）。このようにしてシャッタ２３ａ〜２３ｃで遮光させる光の選択の切り替えが、ビデオカメラ１０２で撮像する画像のフレームレートに常に同期したタイミングで行われる。

なお、駆動回路９８は、制御部９４からの撮像中止指示の論理を、「面順次フレーム」のパルス信号のタイミングで検出して画像の取り込みを中止する（図中※５）。従って、任意のタイミングで撮像中止指示が発行されても、照明光の波長域の切り替えが常に一巡して各波長域の照明光の下で撮像された画像が揃った時点で画像の取り込みが中止される。

なお、図１３のインタフェース画面において、「撮像開始」ボタンの押下操作を行う代わりに、同図に示されている「Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ」ボタンの押下操作を行うと、面順次取り込みのワンショット動作、すなわち、面順次の画像取り込みを一巡だけ行う動作が開始される。但し、「撮像開始」ボタンの押下操作が先にされていて面順次取り込み動作が行われている最中において「Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ」ボタンの押下操作が行われたときには、この押下操作は無視される。

なお、上述した面順次取り込み動作の説明では、「ＴＶカメラ基準モード（Ｅｘｐｏｓｕｒｅタイプ）」での動作を説明したが、「ＴＶカメラ基準モード（ＶＳＹＮＣタイプ）」での動作、すなわち、ビデオカメラ１０２から波長域選択部９２へと送られてくる同期信号が垂直同期信号である場合の動作も、同様である。

また、上述した面順次取り込み動作の説明では、照明光として３つの波長域の光を指定するものとした。この代わりに、図１３に示したインタフェース画面に設けられている「ｕｓｅ」のチェックを外すことにより、２つの波長域の光を指定してこれらを交互に照明光として使用することもできる。もちろん、波長域選択部９２の光学系を変更して３つよりも多くの波長域の光を利用できるようにし、それに応じて、照明光の波長域の切り替え順の設定を増やすように図１の顕微鏡システムを構成することもできる。また、照明光の波長域の切り替え順は任意に設定可能であり、従って、照明光の波長域を重複して選択することも可能であり、また、同一の波長域の光が照明光として続けて使用されるようにすることも可能である。

以上のように、図１に示した顕微鏡システムにおける面順次取り込み動作により、使用者は、照射タイミングを気にすることなく、複数の波長域の照明光の照明順の指定を行うだけで、ビデオカメラ１０２で撮像される画像のフレームに同期した照明の切り替えが行われる。また、照明波長域選択部９１が観察・測定対象の試料８３に対し、波長域及び時間の両方の面で不必要な照明をすることなく、適切なタイミング（ビデオカメラ１０２での画像の撮像におけるフレーム単位）でシャッタ２３ａ〜２３ｃを開閉させることができる。更に、複数の波長域の光を照明光として選択しても、画像データの取得を、波長域の指定数に応じたフレーム時間で完了することができる。

次に、図１５について説明する。同図は、図１に示した顕微鏡システムにおける波長域選択部９２の内部構成の第二の例を示している。この構成は、波長域選択部９２で同期信号を生成してビデオカメラ１０２に与え、ビデオカメラ１０２はこの同期信号に従って画像の撮像を行うようにするための構成である。

なお、図１５に示した光学系において、図２に示した第一の構成と同一の符号を付したものは同一の構成要素であり、その詳細な説明は省略する。
図１５に示した構成は、同期回路９７に代わって同期生成回路１０５が設けられている点において、図２に示した第一の構成と異なっている。

同期生成回路１０５は、制御ケーブル９５を介して制御部９４より与えられるシャッタ位相、フレームレート、露出時間等の各種の時間設定に対応したトリガ信号を内部で生成すると共に、これらのトリガ信号と同期している所定の同期信号を生成して外部のビデオカメラ１０２に出力する。

図１５に示した構成の波長域選択部９２を図１に示した顕微鏡システムで使用する場合、ビデオカメラ１０２は、外部から与えられる同期信号に同期して撮像動作を行う動作モードに設定しておく。この動作モードは、より具体的には、外部から入力されるトリガ信号に応じて撮像及び画像データの転送が開始され、当該トリガ信号のパルス幅によってビデオカメラ１０２の露出時間が決定されるように動作するモードである。

次に、以上のように構成されている顕微鏡システムにおいて、少なくとも１つ以上の波長域の光を照明として選択して試料８３を連続撮像する場合の動作について説明する。
顕微鏡システムの使用者が制御部９４に指示を与え、制御部９４に予め記録されている制御プログラムを実行させる。すると、制御部９４は、前述した場合と同様、駆動回路９８を制御してＮＤフィルタ２１及び２２ａ〜２２ｃ並びにシャッタ２３ａ〜２３ｃ及び光源シャッタ２４をそれぞれ初期化すると共に、制御部９４のモニタ装置に、図３に例示するようなユーザインタフェース画面を表示する。

図３の画面において、左下部に配置されている「条件設定」ボタンが押下操作されると、条件設定画面がモニタ装置に表示される。そして、条件設定画面に含まれている「モード設定」タブが選択操作されると、図１６に例示するようなモード設定画面が条件設定画面内に表示される。

使用者は、ここでは、図１６に表されているように、モード設定画面に表されている動作モードのうち「ユニット基準モード」を選択する。この動作モードは、同期生成回路１０５が発生したトリガ信号を外部のビデオカメラ１０２へ与え、ビデオカメラ１０２がその動作タイミングを照明波長域選択部９１の動作タイミングに同期させて動作するものである。

この選択の後に条件設定画面に含まれている「同期設定」タブの選択操作がなされると、図１７に例示するような同期設定画面が条件設定画面内に表示される。なお、図１７の画面例では、同期設定画面内に設けられている「通常観察」欄、「Ｏｎｅ ｓｈｏｔ」欄、及び「ＰＬＬ」欄の３つの欄のうち、「通常観察」欄及び「Ｏｎｅ ｓｈｏｔ」欄が有効である状態を示しており、これらの欄への設定によって、ビデオカメラ１０２へ与えるトリガ信号のタイミングに関する設定が行われる。

ここで、同期設定画面における「通常観察」欄の各項目について説明する。「シャッタ位相」の項目では、シャッタ２３ａ〜２３ｃの開閉の際に遅らせる時間（整定時間：セトリングタイム）の設定を行う。また、「フレームレート」は、ビデオカメラ１０２での動画像の撮像におけるフレームレートの設定を行う。更に、「露出時間」の項目では、ビデオカメラ１０２の実際の露出時間（シャッタ速度）の設定を行う。

これらの設定を行うと、同期生成回路１０５の作用により、波長域選択部９２による照明光の波長域の選択動作に、ビデオカメラ１０２での画像の取り込み動作を所定のタイミングで同期させて動作させることができるようになる。

この後に、条件設定画面の下部に配置されている「閉じる」ボタンが押下操作されると、条件設定画面は閉じられて元の図３のユーザインタフェース画面が表示される。ここで、前述した場合と同様、制御入力部２００の「観察ＣＨ」欄における「ＣＨ１」のチェックボックスを選択した上で、「撮像開始」ボタンを押下操作する。すると、制御部９４は、このユーザインタフェース画面を図６に示すように変化させ、「撮像開始」ボタンを「撮像停止」ボタンへと変更する。

また、「撮像開始」ボタンに対する押下操作を検出した制御部９４は、選択された観察チャンネルに対応する波長域の光を照明光として使用する指示を、制御ケーブル９５を介して波長域選択部９２へ行う。そして、ビデオカメラ１０２で撮像された画像の取り込み処理を開始すると共に、シャッタ２３ａ〜２３ｃのうち、ユーザインタフェース画面における「観察ＣＨ」での設定に対応するもの（図６の例では「ＣＨ１」に対応しているシャッタ２３ｃ）を開放状態として、選択されている波長域（光路４ｃ）の光のみを照明光とする。

このとき、同期生成回路１０５は、ビデオカメラ１０２へトリガ信号（同期信号）の送出を行っている。従って、ビデオカメラ１０２は、このトリガ信号のパルス幅に応じた露出の開始及び終了の動作を行い、撮像した画像のデータを制御部９４へ転送する。

なお、前述した場合と同様に、表示・出力回路１００は、シャッタ２３ａ〜２３ｃのうち開放状態とされたものに対応する表示素子を点灯させるので、使用者は、光路４ｃが適切に開放されたことを知ることができる。

この後に画像の取り込みを終了させるには、図６のユーザインタフェース画面における制御入力部２００の「観察ＣＨ」欄に配置されている「撮像停止」ボタンを押下操作すればよい。すると、制御部９４はビデオカメラ１０２で撮像された画像の取り込み処理を停止すると共に、シャッタ２３ａ〜２３ｃのうち「観察ＣＨ」欄での選択内容に対応しているもの（図６の例では「ＣＨ１」に対応しているシャッタ２３ｃ）を遮光状態へと遷移させて光路４ｃを遮蔽する。

なお、前述した場合と同様に、表示・出力回路１００は、シャッタ２３ａ〜２３ｃのうち遮光状態へと遷移させたものに対応する表示素子を消灯するので、使用者は、光路４ｃが適切に遮断されたことを知ることができる。

ここで図１８について説明する。同図は、「ユニット基準モード」における各制御信号のタイミングを示している。
まず、同期生成回路１０５は、図１７に示した同期設定画面の「通常観察」欄における「フレームレート」の項目に設定した時間を取得して当該時間を周期とする「フレームパルス」を連続して生成している（図中※１）。「フレームパルス」は、制御部９４からの各種指示を駆動回路９８が受け付ける際の受け付けタイミングの信号として利用される。

また、同期生成回路１０５は、また、この「フレームパルス」よりも、図１７に示した同期設定画面の「通常観察」欄における「シャッタ位相」の項目に設定した時間分だけ遅いパルス信号を「Ｄｅｌａｙ」として生成する（図中※２）。この「Ｄｅｌａｙ」は、シャッタ２３ａ〜２３ｃを開放させるタイミングの決定に利用される。

前述したように、「フレームパルス」は、制御部９４からの各種指示を駆動回路９８が受け付ける際の受け付けタイミングの信号として利用される。従って、ビデオカメラ１０２での画像の撮像とは全く非同期に制御部９４から送られてくる、撮像指示／撮像中止指示を示す「ＯＰＥＮ」信号の論理を、駆動回路９８は「フレームパルス」が立ち上がる時刻で判定する（図中※３）。従って、駆動回路９８は、ビデオカメラ１０２で撮像する画像のフレームレートに常に同期したタイミングでシャッタ２３ａ〜２３ｃを開閉させることができる（図中※４）。

また、同期生成回路１０５は、試料８３の顕微鏡画像を撮像するときのフレームレートを通知すると共にビデオカメラ１０２での露出時間を決定するフレームレート信号である「Ｔｒｉｇ」信号を、「フレームパルス」に同期させて生成してビデオカメラ１０２へと送出する（図中※５）。この「Ｔｒｉｇ」は、図１７に示した同期設定画面における「通常観察」欄における「露出時間」の項目で設定指示された時間だけローレベルを継続し、この時間がビデオカメラ１０２の露出時間に相当する。従って、「露出時間」の設定値を変更することにより、ＮＤフィルタ２１の調整と同様の作用を得ることができる。

なお、これらの時間設定は、画像の取り込み動作中であっても、図１７に示した同期設定画面で変更が可能である。また、この設定値を変更したときには、その変更に基づく各制御信号のタイミングの変更は、全て「フレームパルス」のタイミングで反映される。

次に、「ユニット基準モード」において、波長域選択部９２で抽出される複数の波長域の光を照明光として利用する場合について説明する。
このためには、使用者は、前述した場合と同様に、図６のユーザインタフェース画面における制御入力部２００の「観察ＣＨ」欄で、利用することを所望している光の波長域に対応する各観察チャンネルのチェックボックスを、図８に示すように、任意のタイミングでチェックして選択すればよい。

観察チャンネルの選択が行われると、制御部９４は、波長域選択部９２に対し、選択された観察チャンネルの使用指示を、制御ケーブル９５を介して行う。
このときの波長域選択部９２における各制御信号のタイミングは、基本的には図１８に示したものと同様である。

「ＣＨ２」の選択有無はシャッタ２３ｂの開閉に対応し、「ＣＨ３」の選択有無はシャッタ２３ａの開閉に対応している。「フレームパルス」のタイミングでシャッタ２３ａ及び２３ｂの開放の指示信号が出力されると、シャッタ２３ａ及び２３ｂが開放され、対応する光路４ｂ、４ａの光が照明として利用される。すなわち、同期生成回路１０５で生成するパルス信号を基準として、ビデオカメラ１０２の画像の撮像動作を同期させると共に、観察・測定対象の試料８３に対し複数の波長域の光の照射を同時に開始することができる。また、この状態から「観察ＣＨ」のチェックを外せば、シャッタ２３ａ〜２３ｃ（光路４ａ〜４ｃ）のうち対応するものが遮蔽されることとなり、撮像のための照明光から対応する波長域が除かれることになる。

なお、上述した「ユニット基準モード」において、前述した「ＴＶカメラ基準モード」と同様に、ワンショット動作を行わせることも可能である。
本実施形態においては、図１７に示した同期設定画面における「Ｏｎｅ ｓｈｏｔ」欄に対する設定を行うことにより、「ユニット基準モード」でのワンショット動作における「シャッタ位相」、「フレームレート」、及び「露出時間」の各項目の値を、通常観察動作とは独立して設定することができるように構成されている。

ここで図１９について説明する。同図は、「ユニット基準モード」でのワンショット動作における各制御信号のタイミングを示している。
例えば、使用者が、ユーザインタフェース画面の制御入力部２００を図１１に表されているように選択操作したことにより、「ユニット基準モード」での通常観察が行われている状態で、任意のタイミングで「Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ ＣＨ」欄における「取り込み」ボタンの押下操作を行うと、制御部９４は、波長域選択部９２に「Ｃａｐｔｕｒｅ」信号をローアクティブの論理で発行する（図中※１）。

駆動回路９８は、ラッチした「Ｃａｐｔｕｒｅ」信号を「フレームパルス」が立ち上がる時刻で判定する。ここで、当該信号を検出したと判定すると、ユーザインタフェース画面における制御入力部２００の「観察ＣＨ」欄で選択されている波長域のシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ｃ）を遮光状態へと遷移させると共に、「Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ ＣＨ」欄で選択されている波長域のシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ａ）を開放状態へと遷移させる（図中※２）。この遷移の直後のタイミングでワンショット動作用の同期タイミングに切り替わり、同期設定画面の「Ｏｎｅ ｓｈｏｔ」欄における「露出時間」の項目に設定された時間だけローレベルとなるトリガ信号「Ｔｒｉｇ＿ＯＮＥ」がビデオカメラ１０２へ送られる（図中※３）。

その後、ビデオカメラ１０２での１フレーム分の画像の撮像が完了すると、今度は、「Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ ＣＨ」欄で選択されている波長域のシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ａ）を遮光状態へと遷移させ（図中※４）、続いて、「観察ＣＨ」欄で選択されている波長域のシャッタ（図１１の例ではシャッタ２３ｃ）を開放状態へと遷移させ（図中※５）、元の通常観察へと復帰する。

この他にも、前述した「ユニット基準モード」において、「ＴＶカメラ基準モード」と同様に、面順次取り込み動作を行わせることも可能である。
なお、前述した条件設定画面におけるモード設定画面では、図２０に示すように、「外部ユニット基準モード」を選択することもできる。「外部ユニット基準モード」は、図１５における同期生成回路１０５の機能を停止し、制御部９４からの指示に即応してシャッタ２３ａ〜２３ｃを開閉動作させる動作モードである。この動作モードを選択することにより、波長域選択部９２は制御部９４からの指示のみで動作するようになる。従って、制御部９４でプログラムを実行させて波長域選択部９２の各部の動作手順を制御させることにより、ＮＤフィルタ２２ａ〜２２ｃの調整及びシャッタ２３ａ〜２３ｃの開閉を自在なタイミングで組み合わせて制御することができる。

以上のように、図１に示した顕微鏡システムにおいて、図１５に示した波長域選択部９２の構成を備え、「ユニット基準モード」を選択することにより、使用者が光源１の照射タイミングを気にすることなく、ビデオカメラ１０２に対する撮像指示のための操作や照明の選択指示のための操作を行うことができる。また、照明波長域選択部９１が観察・測定対象の試料８３に対し、波長域及び時間の両方の面で不必要な照明をすることなく、適切なタイミング（ビデオカメラ１０２での画像の撮像におけるフレーム単位）でシャッタ２３ａ〜２３ｃを開閉させることができる。更に、観察・測定対象の試料８３に対する照明として、異なる波長域の光を組み合わせたものを使用することで、得られる画像のコントラストを調整することができるので、同一回数の検査において得ることのできる情報量が増加する。

また、使用者は、割り込んで照射することを所望する波長域の光の照射タイミングを気にすることなく、その画像の取り込みを指示するだけで、ビデオカメラ１０２で撮像される画像のフレームに同期した照明の切り替えを行うことができる。また、照明波長域選択部９１が観察・測定対象の試料８３に対し、波長域及び時間の両方の面で不必要な照明をすることなく、適切なタイミング（ビデオカメラ１０２での画像の撮像におけるフレーム単位）でシャッタ２３ａ〜２３ｃを開閉させることができる。更に、観察・測定のために画像データを取得する際に、試料８３にダメージを与えるようなエネルギーを持った波長域の光を照明光として選択しても、必要最小限の時間だけの照射で取得を完了させることができるので、試料８３に与えるダメージが少なくて済む。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上述した各実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。

本発明を実施する顕微鏡システムの構成を示す図である。 図１に示した顕微鏡システムにおける波長域選択部の内部構成の第一の例を示す図である。 ユーザインタフェース画面の画面例（その１）を示す図である。 モード設定画面の画面例（その１）を示す図である。 同期設定画面の画面例（その１）を示す図である。 ユーザインタフェース画面の画面例（その２）を示す図である。 「ＴＶカメラ基準モード（Ｅｘｐｏｓｕｒｅタイプ）」における各制御信号のタイミングを示す図である。 ユーザインタフェース画面の画面例（その３）を示す図である。 ＮＤオフセット調整画面の画面例を示す図である。 「ＴＶカメラ基準モード（ＶＳＹＮＣタイプ）」における各制御信号のタイミングを示す図である。 ユーザインタフェース画面の画面例（その４）を示す図である。 「ＴＶカメラ基準モード（Ｅｘｐｏｓｕｒｅタイプ）」におけるワンショット動作における各制御信号のタイミングを示す図である。 ユーザインタフェース画面の画面例（その５）を示す図である。 面順次取り込み動作における各制御信号のタイミングを示す図である。 図１に示した顕微鏡システムにおける波長域選択部の内部構成の第二の例を示す図である。 モード設定画面の画面例（その２）を示す図である。 同期設定画面の画面例（その２）を示す図である。 「ユニット基準モード」における各制御信号のタイミングを示す図である。 「ユニット基準モード」でのワンショット動作における各制御信号のタイミングを示す図である。 モード設定画面の画面例（その３）を示す図である。 従来の照明装置の内部光学系の第一の例を示す図である。 従来の照明装置の内部光学系の第二の例を示す図である。

符号の説明

１ 光源
３ａ〜３ｃ、３ａ−１〜３ｃ−１、３ａ−２〜３ｃ−２ ダイクロイックミラー
４ａ〜４ｃ 光路
５ａ〜５ｃ、２３ａ〜２３ｃ シャッタ
７ 選択波長集光ポジション
１１ ハーフミラー
１２ コレクタ兼コンデンサレンズ
１３ａ〜１３ｃ 反射ミラー
２１、２２ａ〜２２ｃ ＮＤフィルタ
２４ 光源シャッタ
３１ａ、３１ｂ 全反射ミラー
３１ａ’、３１ｂ’ 反射面
５１ａ〜５１ｃ コーナーキューブ
５２ａ〜５２ｃ 集光レンズ
８１ 顕微鏡
８２ 投光管兼撮像系
８３ 試料
８４ 試料台
８５ 対物レンズ
８６ 回転レボルバ
８７ 接眼ユニット
８８ コネクタ
８９ 架台
９０ 光ファイバ
９１ 照明波長域選択部
９２ 波長域選択部
９３ ランプハウス
９４ 制御部
９５、９６ 制御ケーブル
９７ 同期回路
９８ 駆動回路
９９ａ〜９９ｄ センサ部
１００ 表示・出力回路
１０２ ビデオカメラ
１０３、１０４ 信号ケーブル
１０５ 同期生成回路
２００ 制御入力部
３００ 顕微鏡画像表示部

Claims (9)

1. 光源からの光より、異なる波長域の光を抽出する複数の波長域抽出手段と、
   前記波長域抽出手段の各々によって抽出された光を各々遮蔽する遮蔽手段と、
   前記遮蔽手段で遮蔽させる光を選択する選択手段と、
   前記遮蔽手段で遮蔽されなかった光を混合する混合手段と、
   を有し、
   前記選択手段は、前記混合手段によって混合された光が照射された試料の顕微鏡画像を撮像するビデオカメラによる当該顕微鏡画像の撮像におけるフレームレートに同期したタイミングで、前記遮蔽手段で遮蔽させる光を選択し、
   前記ビデオカメラによる前記顕微鏡画像の撮像におけるフレームレートに同期したタイミングで、前記選択手段による選択を切り替え、当該選択手段による選択を切り替えてから所定時間の経過後に、前記フレームレートに同期したタイミングで、当該選択を元に戻す切り替え手段を更に有する、
   ことを特徴とする照明装置。
2. 前記遮蔽手段による遮蔽の状態を表示する遮蔽状態表示手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記混合手段によって混合された光が照射された試料の顕微鏡画像を撮像するときのフレームレートを通知するフレームレート信号を生成して当該顕微鏡画像を撮像するビデオカメラへと送出するフレームレート信号生成手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
4. 前記フレームレート信号は、前記ビデオカメラによる前記顕微鏡画像の撮像における露出時間を決定する情報を含むことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 各種の情報画面を表示する画面表示手段と、
   各種の指示を取得する指示取得手段と、
   を更に有し、
   前記画面表示手段は、前記波長域抽出手段が各々抽出する光の波長域を特定する情報が表されている情報画面を表示し、
   前記指示取得手段は、前記光の波長域についての選択指示を取得し、
   前記選択手段は、前記指示取得手段によって取得された選択指示に基づいて、前記遮蔽手段で遮蔽させる光を選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
6. 各種の情報画面を表示する画面表示手段と、
   各種の指示を取得する指示取得手段と、
   を更に有し、
   前記画面表示手段は、前記波長域抽出手段が各々抽出する光の波長域を特定する情報が表されている情報画面を表示し、
   前記指示取得手段は、前記選択手段による選択の切り替え順の指示を取得し、
   前記切り替え手段は、前記指示取得手段によって取得された切り替え順の指示に従った順序で、前記選択手段による選択を切り替える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
7. 各種の情報画面を表示する画面表示手段と、
   各種の指示を取得する指示取得手段と、
   を更に有し、
   前記画面表示手段は、前記フレームレート信号によって通知されるフレームレートの値が表されている情報画面を表示し、
   前記指示取得手段は、前記フレームレートの値の指示を取得し、
   前記フレームレート信号生成手段は、前記指示取得手段によって取得された指示に係るフレームレートの値を通知するフレームレート信号を生成する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
8. 各種の情報画面を表示する画面表示手段と、
   各種の指示を取得する指示取得手段と、
   を更に有し、
   前記画面表示手段は、前記フレームレート信号に含まれている情報で決定される露出時間が表されている情報画面を表示し、
   前記指示取得手段は、前記露出時間の指示を取得し、
   前記フレームレート信号生成手段は、前記指示取得手段によって取得された指示に係る露出時間を決定する情報が含まれているフレームレート信号を生成する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
9. 請求項１から８のうちのいずれか一項に記載の照明装置を備えていることを特徴とする顕微鏡システム。