JP4903377B2 - 顕微鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、顕微鏡の技術に関し、特に、走査型プローブ顕微鏡の技術に関する。

走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ：Scanning Probe Microscope ）は、トンネル顕微鏡（ＳＴＭ：Scanning Tunneling Microscope ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope ）、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ：Magnetic Force Microscope ）などがあり、いずれも原子レベルでの分解能で試料の観察を行うことのできる装置として知られている。

走査型プローブ顕微鏡は、高い分解能を有している反面、その測定領域は極めて狭い。このため、多くの走査型プローブ顕微鏡では、プローブによる測定領域を試料から特定するために、その試料を低倍率で観察することのできる光学系が設けられている。このような走査型プローブ顕微鏡の一例が、特許文献１に開示されている。

この走査型プローブ顕微鏡は、試料を表す画像を生成するための画像生成手段と、試料と探針とを相対的に移動させる移動手段と、画像生成手段により生成される画像上で指定される試料位置と探針の位置とが一致するように移動手段を制御する制御手段とを備えており、画像が、試料の表面にほぼ垂直にレーザ光を入射させ、探針を含む試料の所望の領域に対してレーザ光を走査し、試料から得られる光に基づいて生成されるというものである。つまり、この走査型プローブ顕微鏡にはレーザ走査型顕微鏡（ＬＳＭ：Laser Scanning Microscope ）が併設されている。

このような、レーザ走査型顕微鏡の機能を併有している走査型プローブ顕微鏡の例を図８に示す。
同図に示す走査型プローブ顕微鏡において、レーザ光源１１０から射出されたレーザ光はビームエキスパンダ１１２で適当な径に拡大される。径の拡大されたレーザ光は、ハーフミラー１１６を通過し、ガルバノスキャナ１７０及び１７２で反射された後に結像レンズ１２２で集光されて探針ユニット（走査型プローブ顕微鏡部）２１に入射し、像位置１００で一旦集光する。その後、レーザ光は対物レンズ８６で再度集光されて試料３４の表面にほぼ垂直に入射し、試料３４の表面に微小なビームスポットを形成する。但し、ガルバノスキャナ１７０及び１７２を動作させることにより、このビームスポットは試料３４の表面上を二次元ラスタ走査する。このラスタ走査のための走査信号はコンピュータ１８０からガルバノスキャナ１７０及び１７２並びに画像処理装置１７５へ供給される。

ＸＹステージ１２上に載置されている試料３４に入射した光は、試料３４で反射され、対物レンズ８６及び結像レンズ１２２を通過した後、ガルバノスキャナ１７０及び１７２並びにハーフミラー１１６で反射され、レンズ１２８によりフォトダイオード１２７に集光される。フォトダイオード１２７は入射したレーザ光の強度を検出し、その検出結果を表している出力信号を画像処理装置１７５へ供給する。

画像処理装置１７５では、コンピュータ１８０から供給されている同期信号と同期してこの出力信号を装置内部の画像メモリに一旦保存する一方、画像の１フレーム単位でこの出力信号を画像メモリから読み出して試料３４の画像を生成し、その試料画像をモニタ１７６に表示させる。

ここで、画像処理装置１７５は試料画像に併せてマーカ１７８をモニタ１７６に表示させる。このマーカ１７８は、探針ユニット（走査型プローブ顕微鏡部）２１での測定領域の指定するためのものであり、画像処理装置１７５に設けられている不図示のマウスやジョイスティク等の入力装置を測定者が操作して試料画像の任意の位置に移動させることができる。

マーカ１７８による位置の指定が終了すると、画像処理装置１７５はマーカ１７８の示す位置における画素についてのデータが格納されていた画像メモリのアドレスから当該画素の試料画像における二次元座標を求め、その座標の値をコンピュータ１８０へ渡す。コンピュータ１８０は、受け取ったその座標を実際の試料３４上での座標に変換し、その座標に対応する位置信号を発生させてＸＹステージ１２へ供給する。

ＸＹステージ１２は、この位置信号で示されている座標の位置に探針７８が位置するように試料３４を移動させる。なお、ＸＹステージ１２を駆動させて試料３４を移動させる代わりに、探針７８の位置を移動させる不図示の探針駆動部にコンピュータ１８０からの位置信号を与え、この位置信号で示されている試料３４上の座標の位置に探針７８の位置を移動させるようにしてもよい。

その後、試料３４と探針７８との間に作用する物理量の変化を探針ユニット２１が検出し、その検出結果に基づいて試料３４の表面の状態の検出を行う。この結果、試料３４表面の指定された領域の測定が行われる。

この他、本発明に関する技術として、例えば特許文献２には、光学顕微鏡の対物レボルバに走査型プローブユニットを位置調整可能に取り付ける機構を備えた、走査型プローブ顕微鏡が開示されている。また、例えば特許文献３には、観察面の形状が連続的に変化し、且つ観察面の反射率が形状に依存して大きく異なるような観察試料でも、形状が変化する境界部分を確実に検出し、常に正確な形状測定を行うことのできる共焦点走査型光学顕微鏡が開示されている。
特許第３１２６０４７号公報 特開２００４−１２２４５号公報 特開平９−６１７２０号公報

図８に示した、レーザ走査型顕微鏡の機能を併有している走査型プローブ顕微鏡では、ビームスポット（レーザ光）を試料３４の表面上でラスタ走査させるために、ガルバノスキャナ１７０及び１７２を動作させる。ガルバノスキャナ１７０及び１７２を動作させると振動が発生するが、この振動は、走査型プローブ顕微鏡での測定に多大な悪影響を与え、本来の性能を安定して発揮させることができなくなってしまう。

また、レーザ走査型顕微鏡による試料３４の観察においてはレーザ光を試料３４へ照射するが、例えば、試料３４からのレーザ光の散乱光が、光てこ（梃子）による探針７８の変位の観測の精度を劣化させる等より、このレーザ光も走査型プローブ顕微鏡での測定に多大な悪影響を与えることがある。

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、レーザ走査型顕微鏡の機能と走査型プローブ顕微鏡の機能とを併有する顕微鏡装置において、レーザ走査型顕微鏡の機能が走査型プローブ顕微鏡の測定へ及ぼす影響を低減させることである。

請求項１記載による本発明は、試料と探針との間に作用する物理量の変化に基づいて当該試料の表面の状態の検出を行う探針ユニットである第一の検出手段と、前記試料からの光の光量に基づいて当該試料の画像を得るために、対物レンズを介して当該試料への光の照射と当該照射がされた当該試料からの光の光量の検出とを行うレーザ走査型顕微鏡である第二の検出手段と、前記第一の検出手段に対する動作指示を取得する第一の指示取得手段と、前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を行う抑制手段とを、を備え、前記第二の検出手段は、前記試料にレーザ光を照射するレーザ光源と前記レーザ光源から照射される前記レーザ光を前記試料の表面で走査させる走査手段を有しており、前記抑制手段は、前記第一の指示取得手段による動作指示の取得に応じ、前記走査手段による前記レーザ光の走査動作を抑制する制御を行う、ことを特徴とする顕微鏡装置である。
請求項２記載による本発明は、試料と探針との間に作用する物理量の変化に基づいて当該試料の表面の状態の検出を行う探針ユニットである第一の検出手段と、前記試料からの光の光量に基づいて当該試料の画像を得るために、対物レンズを介して当該試料への光の照射と当該照射がされた当該試料からの光の光量の検出とを行うレーザ走査型顕微鏡である第二の検出手段と、前記第一の検出手段に対する動作指示を取得する第一の指示取得手段と、前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を行う抑制手段と、を備え、前記第二の検出手段は、前記試料にレーザ光を照射するレーザ光源を有しており、前記抑制手段は、前記第一の指示取得手段による動作指示の取得に応じ、前記レーザ光の発生を停止させる制御、前記レーザ光の光量を減少させる制御、または前記レーザ光を遮光する制御を行う、ことを特徴とする顕微鏡装置である。
請求項３記載による本発明は、試料と探針との間に作用する物理量の変化に基づいて当該試料の表面の状態の検出を行う探針プローブを有する探針ユニットである第一の検出手段と、前記試料からの光の光量に基づいて当該試料の画像を得るために、対物レンズを介して当該試料への光の照射と当該照射がされた当該試料からの光の光量の検出とを行うレーザ走査型顕微鏡である第二の検出手段と、前記探針プローブと前記対物レンズとを切り替え可能に制御する電動切替手段と、前記電動切替手段に対し、前記探針プローブと前記対物レンズとの切り替えを指示する切替指示手段と、前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を行う抑制手段と、を備え、前記第二の検出手段は、前記試料にレーザ光を照射するレーザ光源と前記レーザ光源から照射される前記レーザ光を前記試料の表面で走査させる走査手段を有しており、前記抑制手段は、前記切替指示手段の指示により、前記探針プローブが前記試料に対向して配置されたとき、前記走査手段による前記レーザ光の走査動作を抑制する制御を行う、ことを特徴とする顕微鏡装置である。

請求項４記載による本発明は、試料と探針との間に作用する物理量の変化に基づいて当該試料の表面の状態の検出を行う探針プローブを有する探針ユニットである第一の検出手段と、前記試料からの光の光量に基づいて当該試料の画像を得るために、対物レンズを介して当該試料への光の照射と当該照射がされた当該試料からの光の光量の検出とを行うレーザ走査型顕微鏡である第二の検出手段と、前記探針プローブと前記対物レンズとを切り替え可能に制御する電動切替手段と、前記電動切替手段に対し、前記探針プローブと前記対物レンズとの切り替えを指示する切替指示手段と、前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を行う抑制手段と、を備え、前記第二の検出手段は、前記試料にレーザ光を照射するレーザ光源を有しており、前記抑制手段は、前記切替指示手段の指示により、前記探針プローブが前記試料に対向して配置されたとき、前記レーザ光の発生を停止させる制御、前記レーザ光の光量を減少させる制御、または前記レーザ光を遮光する制御を行う、ことを特徴とする顕微鏡装置である。
請求項５記載による本発明は、請求項１又は３に記載の顕微鏡装置において、前記抑制手段は、前記走査手段の走査動作を完全に停止させる制御、前記走査手段の走査角度を減少させる制御、または前記走査手段の走査速度を減少させる制御を行なうことを特徴とする。

請求項６記載による本発明は、請求項１又は２に記載の顕微鏡装置において、前記第二の検出手段に対する指示を取得する第二の指示取得手段を更に有し、前記抑制手段は、前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を行っているときに、前記第二の指示取得手段が前記第二の検出手段に対する指示を取得したときには、前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を解除することを特徴とする。
請求項７記載による本発明は、請求項３又は４に記載の顕微鏡装置において、前記抑制手段は、前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を行っているときに、前記切替指示手段の指示により、前記探針プローブから前記対物レンズが前記試料に対向して配置されたときには、前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を解除することを特徴とする。

本発明は、以上のように構成することにより、レーザ走査型顕微鏡の機能が走査型プローブ顕微鏡の測定へ及ぼす影響が低減す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及び図２について説明する。これらの図は、本発明を実施する顕微鏡装置の第一の例の構成を示しており、図１はその概略構成を、また図２はその詳細構成を示している。

なお、図１及び図２において、先に説明した図８におけるものと同様の構成要素については同一の符号を付している。
図１及び図２に示すように、顕微鏡本体２０には、第一の検出手段に相当する、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）の機能を提供する探針ユニット２１と、第二の検出手段に相当する、レーザ走査型顕微鏡（ＬＳＭ）の機能を提供するレーザ走査型顕微鏡部２２とが設けられており、コンピュータ１８０が電気的に接続されている。また、コンピュータ１８０には操作部２３とモニタ１７６とが接続されている。

図２と図８とを対比すれば明らかなように、レーザ走査型顕微鏡部（以下、「ＬＳＭ部」と略すこととする）２２を構成している、レーザ光源１１０、ビームエキスパンダ１１２、ガルバノスキャナ１７０及び１７２、結像レンズ１２２、レンズ１２８、ハーフミラー１１６、フォトダイオード１２７は、いずれも図８に示したものと同様のものであり、レーザ光であるビームスポットを試料３４の表面上で二次元ラスタ走査させながら当該レーザ光を照射したときの試料３４からのレーザ光の光量を検出し、その検出結果を表している出力信号をコンピュータ１８０へ供給する。コンピュータ１８０では、ラスタ走査のための同期信号と同期してこの出力信号を装置内部のメモリに一旦保存する一方、画像の１フレーム単位でこの出力信号をメモリから読み出して試料３４の画像を生成し、その試料画像をモニタ１７６に表示させる。

また、探針ユニット２１も図８におけるものと同様のものであり、試料３４と探針ユニット２１の有する探針７８との間に作用する物理量の変化を検出する。試料３４の表面の状態の測定はこの検出結果に基づいて行われる。

コンピュータ１８０はごく標準的な構成、すなわち、コンピュータ１８０全体の動作制御を司るＣＰＵ（Central Processing Unit ）１８１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスク装置などを有しており、ＣＰＵ１８１によって実行される各種制御プログラムや各種データの記憶の保持や、また各種制御プログラムをＣＰＵ１８１が実行するときのワークメモリとして使用される記憶部１８２と、測定者による操作部２３に対する指示に対応付けられている各種の指示を取得する入力部１８３と、ＣＰＵ１８１からの指示に応じてモニタ１７６に各種の画面を表示させる表示処理部１８４と、顕微鏡本体２０の各部との間で行われる各種のデータの授受を管理するＩＦ（インタフェース）部１８５とが、ＣＰＵ１８１の管理の下で相互にデータ授受可能なようにバスライン１８６で接続された構成を有している。

次に図３について説明する。同図は、コンピュータ１８０によって行われる制御処理の処理内容をフローチャートで示したものである。なお、本実施形態においては、この制御処理をコンピュータ１８０に行わせるための制御プログラムを記憶部１８２に予め記憶させておくものとする。そして、測定者が操作部２３を操作して、この制御プログラムをＣＰＵ１８１に実行させる指示をコンピュータ１８０へ与えることにより、この制御プログラムが記憶部１８２から読み出されてＣＰＵ１８１でその実行が開始されるものとする。

まず、Ｓ１０１において、試料３４の画像を表示させるための画像表示画面をモニタ１７６に表示させる処理が行われる。
この処理によってモニタ１７６に表示される画面の例を図４に示す。この表示画面２００には、試料３４の画像が表示される画像表示部２０１と、この顕微鏡装置の動作状態等の各種の情報が表示される情報表示部２０２と、「ＳＰＭ」ボタン２０３と、「ＬＳＭ」ボタン２０４とが含まれている。

「ＳＰＭ」ボタン２０３は、この顕微鏡装置における走査型プローブ顕微鏡の機能に対する指示を行う際に押下状態とされるアイコンである。
「ＬＳＭ」ボタン２０４は、この顕微鏡装置におけるレーザ走査型顕微鏡の機能に対する指示を行う際に押下状態とされるアイコンである。

なお、「ＳＰＭ」ボタン２０３及び「ＬＳＭ」ボタン２０４は、操作部２３の有する不図示のマウスに対する測定者によるクリック操作によって押下がされる。また、「ＳＰＭ」ボタン２０３と「ＬＳＭ」ボタン２０４とはどちらか一方のみを押下状態とすることのできる、いわゆるラジオボタンであるとする。

Ｓ１０２では、この「ＳＰＭ」ボタン２０３及び「ＬＳＭ」ボタン２０４の押下状態を検出する処理が行われる。
Ｓ１０３では、「ＳＰＭ」ボタン２０３が押下状態とされているか否かを判定する処理が行われる。ここで、押下状態とされていると判定されたとき（判定結果がＹｅｓのとき）にはＳ１０５に処理を進め、押下状態とされていないと判定されたとき（判定結果がＮｏのとき）にはＳ１０４に処理を進める。

Ｓ１０４では、「ＬＳＭ」ボタン２０４が押下状態とされているか否かを判定する処理が行われる。ここで、押下状態とされていると判定されたとき（判定結果がＹｅｓのとき）にはＳ１０８に処理を進め、押下状態とされていないと判定されたとき（判定結果がＮｏのとき）にはＳ１０２へ処理を戻して上述した処理が繰り返される。

Ｓ１０５では、ＬＳＭ部２２が動作中か否かを判定する処理が行われる。ここで、ＬＳＭ部２２が動作中であると判定されたとき（判定結果がＹｅｓのとき）にのみ、ＬＳＭ部２２の動作が走査型プローブ顕微鏡での測定へ及ぼす影響を軽減すべく、Ｓ１０６においてＬＳＭ部２２の動作を抑制する制御処理が開始される。

ここで、ＬＳＭ部２２に対する動作制御及びその動作の抑制制御について説明する。
図３に示した制御処理において、ＬＳＭ部２２に対する動作制御は、後述するＳ１１０において行われ、具体的には、ＬＳＭ部２２のうちのレーザ光源１１０とガルバノスキャナ１７０及び１７２との動作が制御される。Ｓ１１０の処理において、レーザ光源１１０に対してはレーザ光の放射の開始とその放射光量との制御が行われ、ガルバノスキャナ１７０及び１７２に対しては走査動作の開始とその走査動作における走査角度との制御が行われる。ここで、放射光量の値と走査角度の値は、いずれも、フォトダイオード１２７でのレーザ光の検出によって出力される信号で試料３４の画像をコンピュータで生成するために充分な値が設定される。

一方、Ｓ１０６において行われる、ＬＳＭ部２２の動作に対する抑制制御は、ガルバノスキャナ１７０及び１７２とレーザ光源１１０とのどちらか一方若しくはその両者に対して行われる。

ガルバノスキャナ１７０及び１７２の動作に対する抑制制御としては、走査動作を完全停止させる制御が特に効果的である。但し、抑制制御としてはガルバノスキャナ１７０及び１７２の走査角度を減少させる制御であってもよく、この制御によっても走査動作による振動は減少し、走査型プローブ顕微鏡での測定への影響は軽減される。更に、抑制制御として、ガルバノスキャナ１７０及び１７２の走査速度を減少させる制御を行うようにしても、走査動作による振動が減少するので効果的である。なお、上述した抑制制御により、ガルバノスキャナ１７０及び１７２の動作量が減少するので、その分ガルバノスキャナ１７０及び１７２の寿命が延長するという副次的な効果ももたらされる。

また、レーザ光源１１０の動作に対する抑制制御としては、レーザ光の消灯の制御が特に効果的である。但し、抑制制御としてはレーザ光の光量を減少させる制御であってもよく、この制御によってもレーザ光が走査型プローブ顕微鏡での測定へ及ぼす影響は軽減される。なお、このような抑制制御により、レーザ光源１１０の動作時間が減少するので、その分レーザ光源１１０の寿命が延長するという副次的な効果ももたらされる。

なお、レーザ光源１１０でのレーザ光の発生を停止させる代わりに、レーザ光源１１０から試料３４へ至るレーザ光の経路の途中に遮光シャッタを挿入して試料３４へのレーザ光の照射を停止させるようにしてもよい。あるいは、レーザ光源１１０でのレーザ光の発生光量を減少させる代わりに、レーザ光源１１０から試料３４へ至るレーザ光の経路の途中にＮＤ（Neutral Density ：減光）フィルタを挿入することによって試料３４へのレーザ光の照射光量を減少させるようにしても、走査型プローブ顕微鏡での測定への影響を軽減させる効果を得ることができる。

図３の説明へ戻る。
Ｓ１０７では、ＳＰＭ測定処理が行われる。すなわち、探針ユニット２１を動作させて試料３４と探針７８との間に作用する物理量の変化を検出し、この検出結果に基づいて試料３４の表面の状態を測定する処理が行われる。その後はＳ１０２へと処理を戻して上述した処理が繰り返される。

ところで、Ｓ１０４の判定処理において、「ＬＳＭ」ボタン２０４が押下状態とされていると判定された場合には、Ｓ１０８において、前述したＳ１０６の処理による、ＬＳＭ部２２の動作に対する抑制制御が現在も継続中であるか否かを判定する処理が行われる。ここで、当該抑制制御が継続中であると判定されたとき（判定結果がＹｅｓのとき）にのみ、Ｓ１０９において、当該抑制制御を解除してＬＳＭ部２２の動作を当該抑制制御が開始される前の動作状態へと戻す処理が行われる。

その後、Ｓ１１０では、前述したように、ＬＳＭ部２２に対する動作制御処理が行われ、その後はＳ１０２へと処理を戻して上述した処理が、例えば、停止信号が入力されるまで繰り返される。

上述した図３の処理をコンピュータ１８０が行うことにより、図１及び図２に示した顕微鏡装置において、レーザ走査型顕微鏡の機能が走査型プローブ顕微鏡の測定へ及ぼす影響が低減される。

なお、図１及び図２に示した顕微鏡装置において、ＬＳＭ部２２を動作させてレーザ光の走査による試料３４の画像を得る前段階として試料３４に対する大まかなピント合わせを行う等のために、試料３４のビデオ画像の撮像のための光学系をＬＳＭ部２２に備えるようにすることもできる。このビデオ撮像光学系の構成例を図５に示す。

図５において、試料３４の画像をビデオカメラ１３２で撮像するためには、ミラー１７３を同図における破線の位置へ移動させてガルバノミラー１７２と結像レンズ１２２との間のレーザ光の光路に挿入する。すると、白色光源１３１から発せられた光（白色光）はレンズ１２４を介した後にハーフミラー１７４及びミラー１７３で反射され、結像レンズ１２２を通過して探針ユニット２１に入射し、その後試料３４に照射される。

試料３４に照射されたこの光は、試料３４で反射されて探針ユニット２１から結像レンズ１２２を通過してミラー１７３へと戻り、ミラー１７３で反射された後にハーフミラー１７４を透過し、レンズ１２６で集光されてビデオカメラ１３２に入射する。ビデオカメラ１３２は試料３４の画像を撮像して当該画像を表している信号を出力する。ビデオカメラ１３２からの出力信号がコンピュータ１８０へ供給されると、コンピュータ１８０は受け取った信号に基づいて試料３４の画像を生成してモニタ１７６に表示させる。

このようなビデオ撮像光学系が図１及び図２に示した顕微鏡装置に備えられている場合、コンピュータ１８０は、図３に示した制御処理を実行することにより、このビデオ撮像光学系を以下のように制御する。

図３におけるＳ１１０のＬＳＭ部２２に対する動作制御処理では、白色光源１３１に対して白色光の放射の開始とその放射光量との制御が行われる。ここで、放射光量は、ビデオカメラ１３２で試料３４の画像を撮像するために充分な放射光量の値が設定される。

一方、Ｓ１０６において行われる、ＬＳＭ部２２の動作に対する抑制制御では、白色光源１３１に対する白色光の消灯の制御が特に効果的である。但し、抑制制御としては白色光の光量を減少させる制御であってもよく、この制御によっても白色光が走査型プローブ顕微鏡での測定へ及ぼす影響は軽減される。なお、このような抑制制御により、白色光源１３１の動作時間が減少するので、その分白色光源１３１の寿命が延長するという副次的な効果ももたらされる。

なお、白色光源１３１での白色光の発生を停止させる代わりに、白色光源１３１から試料３４へ至る白色光の経路の途中に遮光シャッタを挿入して試料３４への白色光の照射を停止させるようにしてもよい。あるいは、白色光源１３１での白色光の発生光量を減少させる代わりに、白色光源１３１から試料３４へ至る白色光の経路の途中にＮＤフィルタを挿入することによって試料３４への白色光の照射光量を減少させるようにしても、走査型プローブ顕微鏡での測定への影響を軽減させる効果を得ることができる。

ところで、本発明は、図６及び図７に示す顕微鏡装置においても実施することができる。図６は、本発明を実施する顕微鏡装置の第二の例の概略構成を、また図７はその詳細構成を示している。

図６及び図７に示す顕微鏡装置は、試料３４の上方に配置されている探針プローブ２１を対物レンズ２４と切り替えることを可能とする電動切替部２５が設けられている点において、図１及び図２に示した顕微鏡装置と異なっている。この電動切替部２５の切り替えの制御は、測定者による操作部２３に対する操作によって与えられた切替指示を取得したコンピュータ１８０によって行われる。

この図６及び図７に示す顕微鏡装置においては、ＬＳＭ部２２に対する動作制御及び動作の抑制制御は、電動切替部２５の切り替えの状態に基づいて行うようにする。
すなわち、コンピュータ１８０は、電動切替部２５を制御して探針プローブ２１を試料３４の上方に配置させた場合には、走査型プローブ顕微鏡での試料３４表面の測定がこれから行われるものとみなし、前述した図３におけるＳ１０６におけるものと同様の抑制制御をＬＳＭ部２２に対して開始する。その一方、電動切替部２５を制御して対物レンズ２４を試料３４の上方に配置させた場合には、ＬＳＭ部２２による試料３４表面の画像の取得がこれから行われるものとみなし、前述した図３におけるＳ１０９と同様、ＬＳＭ部２２に対して実施中の抑制制御を解除する。

コンピュータ１８０が上述した制御処理を実行することにより、図６及び図７に示す顕微鏡装置においても、レーザ走査型顕微鏡の機能が走査型プローブ顕微鏡の測定へ及ぼす影響が低減される。

その他、本発明は、上述した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。
例えば、上述した実施形態においては、図３に示した制御処理をコンピュータ１８０に行わせるための制御プログラムを記憶部１８２に予め記憶させておくようにしていたが、その代わりに、この制御プログラムをコンピュータ１８０で読み取り可能な記録媒体に記録させておくようにし、この記録媒体から制御プログラムをコンピュータ１８０のデータ読み取り装置（不図示）に読み出させて実行させるようにしてもよい。ここで、記録させた制御プログラムをコンピュータ１８０で読み取ることの可能な記録媒体としては、例えば、ＦＤ（フレキシブルディスク）、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどといった可搬型の記録媒体が利用できる。

また、この記録媒体は、データ伝送媒体である通信ネットワークを介してコンピュータ１８０と接続される、プログラムサーバとして機能するコンピュータが備えている記憶装置であってもよい。この場合には、当該制御プログラムを表現するデータ信号で搬送波を変調して得られる伝送信号を、当該プログラムサーバから通信ネットワークを通じて伝送するようにし、コンピュータ１８０では、受信した伝送信号を復調して元の制御プログラムを再生することで当該制御プログラムを実行できるようになる。

本発明を実施する顕微鏡装置の第一の例の概略構成を示す図である。 本発明を実施する顕微鏡装置の第一の例の詳細構成を示す図である。 コンピュータによって行われる制御処理の処理内容を示すフローチャートである。 表示画面例を示す図である。 ビデオ撮像光学系の構成例を示す図である。 本発明を実施する顕微鏡装置の第二の例の概略構成を示す図である。 本発明を実施する顕微鏡装置の第二の例の詳細構成を示す図である。 レーザ走査型顕微鏡の機能を併有している走査型プローブ顕微鏡の例を示す図である。

符号の説明

１２ ＸＹステージ
２０ 顕微鏡本体
２１ 探針ユニット
２２ レーザ走査型顕微鏡部（ＬＳＭ部）
２３ 操作部
２４、８６ 対物レンズ
２５ 電動切替部
３４ 試料
７８ 探針
１００ 像位置
１１０ レーザ光源
１１２ ビームエキスパンダ
１１６、１７４ ハーフミラー
１２２ 結像レンズ
１２４、１２６、１２８ レンズ
１２７ フォトダイオード
１３１ 白色光源
１３２ ビデオカメラ
１７０、１７２ ガルバノスキャナ
１７３ ミラー
１７５ 画像処理装置
１７６ モニタ
１７８ マーカ
１８０ コンピュータ
１８１ ＣＰＵ
１８２ 記憶部
１８３ 入力部
１８４ 表示処理部
１８５ インタフェース部
１８６ バスライン
２００ 表示画面
２０１ 画像表示部
２０２ 情報表示部
２０３ 「ＳＰＭ」ボタン
２０４ 「ＬＳＭ」ボタン

Claims (7)

1. 試料と探針との間に作用する物理量の変化に基づいて当該試料の表面の状態の検出を行う探針ユニットである第一の検出手段と、
   前記試料からの光の光量に基づいて当該試料の画像を得るために、対物レンズを介して当該試料への光の照射と当該照射がされた当該試料からの光の光量の検出とを行うレーザ走査型顕微鏡である第二の検出手段と、
   前記第一の検出手段に対する動作指示を取得する第一の指示取得手段と、
   前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を行う抑制手段と、を備え、
   前記第二の検出手段は、前記試料にレーザ光を照射するレーザ光源と前記レーザ光源から照射される前記レーザ光を前記試料の表面で走査させる走査手段を有しており、
   前記抑制手段は、前記第一の指示取得手段による動作指示の取得に応じ、前記走査手段による前記レーザ光の走査動作を抑制する制御を行う、ことを特徴とする顕微鏡装置。
2. 試料と探針との間に作用する物理量の変化に基づいて当該試料の表面の状態の検出を行う探針ユニットである第一の検出手段と、
   前記試料からの光の光量に基づいて当該試料の画像を得るために、対物レンズを介して当該試料への光の照射と当該照射がされた当該試料からの光の光量の検出とを行うレーザ走査型顕微鏡である第二の検出手段と、
   前記第一の検出手段に対する動作指示を取得する第一の指示取得手段と、
   前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を行う抑制手段と、を備え、
   前記第二の検出手段は、前記試料にレーザ光を照射するレーザ光源を有しており、
   前記抑制手段は、前記第一の指示取得手段による動作指示の取得に応じ、前記レーザ光の発生を停止させる制御、前記レーザ光の光量を減少させる制御、または前記レーザ光を遮光する制御を行う、ことを特徴とする顕微鏡装置。
3. 試料と探針との間に作用する物理量の変化に基づいて当該試料の表面の状態の検出を行う探針プローブを有する探針ユニットである第一の検出手段と、
   前記試料からの光の光量に基づいて当該試料の画像を得るために、対物レンズを介して当該試料への光の照射と当該照射がされた当該試料からの光の光量の検出とを行うレーザ走査型顕微鏡である第二の検出手段と、
   前記探針プローブと前記対物レンズとを切り替え可能に制御する電動切替手段と、
   前記電動切替手段に対し、前記探針プローブと前記対物レンズとの切り替えを指示する切替指示手段と、
   前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を行う抑制手段と、を備え、
   前記第二の検出手段は、前記試料にレーザ光を照射するレーザ光源と前記レーザ光源から照射される前記レーザ光を前記試料の表面で走査させる走査手段を有しており、
   前記抑制手段は、前記切替指示手段の指示により、前記探針プローブが前記試料に対向して配置されたとき、前記走査手段による前記レーザ光の走査動作を抑制する制御を行う、ことを特徴とする顕微鏡装置。
4. 試料と探針との間に作用する物理量の変化に基づいて当該試料の表面の状態の検出を行う探針プローブを有する探針ユニットである第一の検出手段と、
   前記試料からの光の光量に基づいて当該試料の画像を得るために、対物レンズを介して当該試料への光の照射と当該照射がされた当該試料からの光の光量の検出とを行うレーザ走査型顕微鏡である第二の検出手段と、
   前記探針プローブと前記対物レンズとを切り替え可能に制御する電動切替手段と、
   前記電動切替手段に対し、前記探針プローブと前記対物レンズとの切り替えを指示する切替指示手段と、
   前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を行う抑制手段と、を備え、
   前記第二の検出手段は、前記試料にレーザ光を照射するレーザ光源を有しており、
   前記抑制手段は、前記切替指示手段の指示により、前記探針プローブが前記試料に対向して配置されたとき、前記レーザ光の発生を停止させる制御、前記レーザ光の光量を減少させる制御、または前記レーザ光を遮光する制御を行う、ことを特徴とする顕微鏡装置。
5. 前記抑制手段は、前記走査手段の走査動作を完全に停止させる制御、前記走査手段の走査角度を減少させる制御、または前記走査手段の走査速度を減少させる制御を行なう、ことを特徴とする請求項１又は３に記載の顕微鏡装置。
6. 前記第二の検出手段に対する指示を取得する第二の指示取得手段を更に有し、
   前記抑制手段は、前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を行っているときに、前記第二の指示取得手段が前記第二の検出手段に対する指示を取得したときには、前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を解除する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の顕微鏡装置。
7. 前記抑制手段は、前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を行っているときに、前記切替指示手段の指示により、前記探針プローブから前記対物レンズが前記試料に対向して配置されたときには、前記第二の検出手段の動作を抑制する制御を解除する、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の顕微鏡装置。

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