JPH031117A - 走査型レーザ顕微鏡装置及びその使用方法 - Google Patents
走査型レーザ顕微鏡装置及びその使用方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
（産業上の利用分野）
この発明は走査型レーザー顕微鏡システム、特に、複屈
折材料や蛍光対象などのサンプルを拡大検査する走査型
レーザー顕微鏡システムに関する。 （従来の技術） 物の細部や構造の検査には何年にも渡って光学顕微鏡が
使われてきた。通常の顕微鏡は典型的には対象が全体と
して照明される像の種類を使用する。対象を伝わる光又
は対象から反射される光は、対物レンズにより中間像平
面に結像される。この中間像平面は接眼レンズにより観
察されるか、テレビカメラにより走査される。 従来の顕微鏡検査法の欠点は、対象の一点から散乱光が
像の別の部分の中間像平面に到着することにより、像の
各所間のコントラストが劣化することである。この効果
は走査顕微鏡システムにより最小限に抑制することがで
きる。 光学走査顕微鏡検査法では点毎に対象を照射し、伝達さ
れたり、反射されたり、離れたり、発生したりした光を
連続した各点で測定する。像は点毎の明るさのｎ１定結
果を組み合わせることにより適切な表示手段により表示
される。レーザーの出現により、単一波長の光を微小点
に収束させることがｉＪ能となったので、光学的走査顕
微鏡検査法の点毎の解像度は改善された。走査顕微鏡シ
ステムの詳細に関しては、１９８４年にＡｃａｄｅｍｉ
ｃ Ｐｒｅｓｓから出版されたＶｌｌｓｏｎ ａｎｄ
５ｈｅｐｐａｒｄ、 −Ｔｈ６０ｒｙ ａｎｄ Ｐｒ
ａｃｔｉｃｅ ｏｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ ０ｐｔ
ｉｃａｌ Ｍｌｃｒｏｓｃｏｐｙ″の３−９頁を参照
されたい。 観察対象が異方性である場合は非常に複雑化する。異方
性材料を透過する光は、異なる速度で異なる方向に進む
。偏光は、異なる偏光角での伝播速度の相違により更に
影響を受ける。 複屈折材料は３軸異方性であるかもしれない。 更に、軸方向毎に異なる速度で光を透過させる複屈折材
料は、異なる２方向に光線を反射して２本の光線を形成
するかもしれない。複屈折材料を透過した偏光の収束ビ
ームは、通常の顕微鏡や走査顕微鏡で観察しても、干渉
縞効果が生じ、明暗の「縦縞」やｒ輪Ｊが形成される。 この効果に関しては、ＭｃＧｒａｗ−８１１１社から１
９７６年に刊行されたＪｅｎｋｉｎｓ ａｎｄ Ｗｈｉ
ｔｅの−Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ ０ｐｔｉｃ
Ｓ”の５７６−５７９頁を参照されたい。 このような象の明るさの変化により、介在物、結晶格子
転位、粒子の境界、空格子点、格子間型などの僅かな特
異点の検出ができなくなる。明るさの均一な領域だけが
検査可能である。従って、像の僅かな部分だけが対象の
検査に用いられる。 このため、対象の所定領域を何度も観察しなければなら
ない。 電子光学装置の製造に当って適切な費用で機能的装置を
大量に生産するには、基板材料の質の知識が重要である
。分子配向ポリマーやたの複屈折材料の製造に当っては
、材料の質の知識が同様に重要である。 共焦レーザー走査顕微鏡は、解像度が改善され深さを識
別できる点で通常の顕微鏡とは異なる。 蛍光レーザー走査顕微鏡検査法は従来の蛍光顕微鏡検査
法より優れている。光を標本の非常に小さい点に収束さ
せることができ、非常に小さな蛍光体を検出することが
できる。従来の蛍光顕′ＲＬｍ検査法では、焦点の合っ
ていない蛍光は、焦点の合っている標本層からの蛍光を
比較的強く妨害する。一方、共焦レーザー走査顕微鏡で
は、焦点の合っていない蛍光は、焦点の合っている標本
層からの蛍光を極僅かに妨害するだけであ・る。 この発明の目的は、材料その他の標本の微細な詳細や構
造の検出又は特徴付けの助けをする改善された走査型レ
ーザー顕微鏡システムを提供することである。 この発明の別の目的は、材料や標本を透過したり、材料
や標本で反射したり、材料や標本から生じた光を増強し
て、材料や標本と異変や対象領域とのフントラストを強
くする手段を提供することである。 この発明の更に別の目的は、対象の深さの識別や蛍光顕
微鏡検査に使用可能な単一走査型レーザー装置を提供す
ることである。 この発明の更に別の目的は、材料や標本を透過したり材
料や標本から反射してきた走査ビームにより検出された
光を表示する信号を処理する非常に精密な手段を提供す
ることである。 （発明の概要） この発明は以上の目的を達成するものであり、一つには
対象の特徴を捕らえる助けをする走査型レーザー顕微鏡
システムに関する。この発明の走査型レーザー顕微鏡シ
ステムは、軸を有し、線形偏光され、実質的にコリメー
トされた、第１の単波長レーザビームを発生する第１の
レーザと；対象物の走査面を横切る第１の方向と、この
第１の方向と直交する第２の方向とにレーザビームをラ
スター走査方式により走査する走査手段と一対象物の走
査部分と他の部分との間のコントラストを高くすること
により対象物からの光を増す手段と； この増す手段からの光を検出し、この検出光の強度を示
す電気信号を発生する手段と；この検出光から対象物の
走査面を示す象を形成する手段とを具備している。 更に、この′発明によれば、走査型レーザー顕微鏡装置
は、 材料の走査面上をラスター走査する光学系と、この材料
からの先ビームを検出し、検出された光ビームの強度を
表わす信号を発生する手段と、前記材料の走査面上で第
１方向の光ビーム位置を表わすピクセルクロック信号を
発生する手段と、前記材料の走査面上で前記第一方向に
直交する第二方向において光ビームを所望ビーム位置に
位置させる手段と、 検出された光信号を記憶する手段と、 前記第一方向のピクセルクロック信号及び前記第二方向
の所望位置に基づいて前記記憶手段に制御ｌ３号を与え
て前記材料の走査面上のビーム位置に対応した記憶位置
に前記検出信号が記憶されるように前記記憶手段を同期
させる手段と、前記材料の走査面を表わす像に前記記憶
信号を変換する手段と、を備えている。 また、この発明によれば、走査型レーザ顕微鏡装置は、 軸を有し、第１の直線偏光され、ほぼ平行な、単波長光
ビームを発生する第１のレーザと、 対象物の走査面を
横切る第１の方向と、第１の方向と垂直に対象物の走査
面を横切る第２の方向にビームをラスター走査する走査
手段と、 前記対象物からの光を強調する強調手段と、前記強調手
段からの光を検出し、検出された光の強度を示す電気信
号を発生する手段と、検出された光から対象物の走査面
を示す画像を形成する形成手段とを備え、 前記走査手段は、回転軸に対して回転ｉｊＪ能かつ多数
の反射面を周面に備え、前記反射面の一つがビームを受
ける位置に設けられるローターと、前記ローターを回転
させ、対象物の走査面を横切る第１の方向にビーム軸を
走査する手段と、前記ローターからのビーム軸を入射角
を変えて第１の点に向ける第１の光学手段と、 ローター軸に垂直かつ前記第１の点を横切るミラー軸に
対して回転可能に設けられ、前記第１の光学手段からの
ビームを受ける位置に設けられる平面反射鏡と、 前記平面反射鏡に連結され、ミラー軸に対して反射鏡を
移動させ、対象物の走査面を横切る第２の方向にビーム
を走査し、結果として、前記平面反射鏡から反射される
ビーム軸に垂直な面にラスター光パターンを定めるガル
バノメーターと、前記反射鏡からのビーム軸を入射角を
変えて第２の点に向ける第２の光学手段と、 第２の点に配置され、前記第２の光学手段からのビーム
を受け、対象物の走査面にビームを結像するフラットフ
ィールドアポクロマート対物レンズと、を備でいる。 （実施例） 以下、図面を参照しながらこの発明の実施例について詳
細に説明する。 第１図には、この発明に係る走査型レーザ顕微鏡装置１
０の斜視図が示されている。顕微鏡装置１０は光学テー
ブル１２上に設けられており、この光学テーブルは振動
を減少および吸収可能に形成されている。光学テーブル
１２は、中実のアルミニウムから成る天板部１４、底板
部、及びアルミニウムから成る中間ハニカム部で構成さ
れた積層水平構造を備えていてもよい。なお、位置振動
を一層減少させるために、積層水平構造は空気サスペン
ションに支持されていてもよい。 光学テーブル１２の天板部１４上には、へりラム−ネオ
ンレーザ２０のような第１の光源２０が設けられている
。光源２０として、カリフォルニア、カールスパッドに
あるヒユーズ・エアークラフト株式会社から入手可能な
レーザモデル第３２２５−）ｌ−Ｐが適していることが
判明している。レーザ２０は、直線偏光のほぼ平行光と
なった単波長の光ビームを出射する。ビームの波長は６
３２．８ナノメータであり、直径約１ミリメータの円形
横断面を有する可視可能な赤色ビームとなる。レーザ２
０にはビームエキスパンダーφコリメータアッセンブリ
２２が接続され、このアブセンブリはビームの径を約３
ミリメータに拡径およびコリメートする。上記目的のた
め、カリフォルニア、フォーテインバレーにあるニュー
ボート株式会社から入手可能なモデル第１１１−３Ｘの
ような３Ｘビームエキスパンダを使用することができる
。 拡径されたビーム２４は、回転自在なロータ３０の外周
囲２８に設けられた複数の反射面２６の１つに向けられ
る。顕微鏡装置１ｏに必要な設置スペースを削減するた
め、実施例によれば、レーザ２０からの拡径ビーム２４
は、まず、ダイクロイックビームスプリッタ３２の反射
面により、水平面内で９０度反射される。ビームスプリ
ッタ３２として、ニューメキシコ、アルブクエークのＣ
ＶＩレーザ株式会社から入手可能なモデル第４８８０７
−０３２８Ｒのダイクロイックビームスプリッタを用い
ることができる。スプリッタ３２からのビーム２４はミ
ラー３４により垂直方向上方に９０度反射される。ミラ
ー３４としては、ニューヨーク、ロチェスタのメルス・
グリオツドから入手可能なモデル第０１ＭＰＧＯＯ７の
ようなミラーが使用される。 ミラー３４に反射されたビーム２４は、２４インチ四方
の中実板からなるパン切り板状の板３８に形成された孔
３６、およびロータ３０を支持しているアッセンブリの
基板４６を通してロータの１つの反射面２６に導かれる
。板３８は互いに離間した４つのポスト４０により光学
テーブル１２に接続及び支持されている。 ロータ３０は検流計アッセンブリ４２の一部を構成して
おり、アリシナ、ホエニブクスのリンコルレーザ株式会
社から入手可能な検流計アッセンブリ第１８８７５１１
−２３ＮＤ−２−１００のような検流計アッセンブリが
使用される。このアブセンブリ４２はシャフトを有する
モータを備え、ロータ３０はシヲフトに回転自在に支持
されているとともにモータによって回転される。モータ
及びロータ３０は、２つの窓を有するハウジング内に支
持されている。 一方の窓は、ミラー３４から１つの反射面２６へのビー
ム２４の通過を許容するとともに、この反射面で反射さ
れハウジングの外方へ向かうビームの通過を許容する。 他方の窓は、ハウジングのほぼ反対側に設けられ、ロー
タ３０の他の反射面に向かう他のビームの通過および他
の反射面で反射されハウジングの外方に向かうビームの
通過を許容する。ハウジングは例えばボルトにより支持
アッセンブリに取り付けられており、支持アッセンブリ
は基板４６に接続された垂直板４４を備えている。基板
４６及び垂直板４４は間接片、つまり屈曲片４８により
連結される。 ビーム２４はロータ３０で反射され、それにより、ビー
ムの周縁位置は垂直方向Ｘに移動され、ロータ３０から
離れる程、Ｘ方向に大きな距離移動される。 第１及び第２の両凸レンズ５０．５２を有するリレーレ
ンズアッセンブリが設けられ、このアッセンブリはビー
ムをミラー５４の平坦な第１の反射面に導く。適当な両
凸レンズ５０．５２として、前述したメルスーグリオッ
ト株式会社の部品箱０ｌ−ＬＤＸ １１５１０７ｇが使
用される。第１の両凸レンズ５０はビームをＹ方向に移
動する点に収束する。Ｙ方向の走査の中間位置における
収束点から第１のレンズ５０の反対側に等距離だけ離間
して、第２の両凸レンズ５２が設けられている。第２の
レンズ５２は、ビームをミラー５４の固定スポットに種
々の入射角にて入射させる。なお、第１図において、第
１及び第２のレンズ５０．５２上に示された円は各レン
ズ上におけるビームの周縁位置をそれぞれ表わしている
。 ミラー５４は検流計５６に接続され、これらは共同して
検流計アッセンブリ５８を構成している。 適当な検流計５６は、マサチューセッツ、ウォータタウ
ンのジェネラルスキャニング株式会社から入手可能な部
品箱Ｇ１２０Ｄを適用することができる。 ミラー５４は第１の反射面と平行な第２の平坦な反射面
を有し、この第２の反射面については後述する。上記目
的のミラーとして、５ｓｓＸ ５ｍ５Ｘ ｉ−一の両面
平面鏡が適している。このようなミラーは、マサチュー
セッツ、ウィンチエスタ−にあるスペクトロ−フィルム
カンパニーから入手することができる。ミラーの両手坦
面は垂直平面内に位置している。検流計５６は、ミラー
５４を垂直軸、つまり、ミラーの中心を通る線の回りで
後方及び前方（一方向に続いて反対方向へ）回動させる
。 ビーム２４の中心は、この垂直線と直角に交差する。ま
た、垂直線はロータ３０の軸に対して直角に伸びている
。検流計５６は、２つのラインを有するケーブル１１８
を介して検流計、つまり、検流制御モジュール１１６か
ら送られる電気的制御信号に応じて作動する。 検流計５６の前方及び後方への移動は、ロータ３０によ
るＸ方向への移動と組み合わされた際、ビームがラスタ
ー走査パターンで移動するような角度でミラーによりビ
ームを水平方向Ｙ内に反射させる。ここで、ビームの周
縁位置は、ミラー５４から離間する程、Ｘ及びＸ方向に
大きな距離だけ移動する。従って、ラスターパターンの
寸法は、ミラー５４からの距離の増加に伴って増加する
。 第３、第４、及び第５の両凸レンズ６０、−６２．６４
を有し、ビームを平面鏡、つまり、ビームスプリッタ６
６へ導く第２のりレーレンズアッセンブリが設けられて
いる。第３及び第４のレンズ６０．６２はラスター走査
パターンを１点に変換する。カリフォルニア、フォラテ
ィンにあるニューボート株式会社は、焦点距離６３■■
の両凸レンズを部品箱ＫＢＸ−１４５ＡＲ１４として販
売しており、この両凸レンズは第３及び第４のレンズ６
０．６２に適している。例えば、ニューボート株式会社
から部品箱ＫＢＸ−１６３ＡＲ１４として販売されてい
る焦点距離１７６５ｍのような第５のレンズ６４は、第
３及び第４のレンズ６０．６２により１点に収束された
ビームを再度平行ビームに変換する。また、第５のレン
ズ６４は、ラスターパターンを平面アポクロマートレン
ズ６８上の固定スポットに収束し、固定スポットにおけ
るビーム２４の入射角はラスターパターンに応じた方向
に沿って変化する。第５のレンズ６４と固定スポットと
の間には、小型化および便宜上、ミラーあるいはビーム
スプリッタが選択的に配設され、ビームをレンズ６８に
向かって下方に導く。 レンズ６８としては、基本的な顕微鏡の対物レンズ、例
えば、ニュージャージ、ロックレイスのイー・レイツ有
限会社からレンズ第５１９８９２−８．３Ｘ。 ２ＮＡあルイハレンズ第５１９５０９−４０Ｘ、７５Ｎ
Ａとして入手可能なレンズが使用される。そして、レン
ズ６８は、使用される特定のレンズ６８の倍率あるいは
開口数に応じた寸法にビームを収束する。 レンズ６８を通過した後、ビームは分析される対象物、
つまり物質７０に接触する。顕微鏡装置１０は、例えば
、配向されたポリマーフィルムや、リチウムニオベート
、ポタジウムチタニルフ中スフエート（ＫＴＰ） 、バ
リウムチタネート、あるいはビズマスシリコンオキサイ
ド（Ｂ Ｓ Ｏ）のウェファ等の結晶性物質のような複
屈折、半透明物質の分析に特に適している。 対象物７０は、走査ステージアッセンブリ７４の可動板
７２に形成された孔の上方に載置される。 アッセンブリ７４は、回動板７２と、位置決めセンサー
に反応して可動板７２を第１の方向（例えばＸ方向）に
移動させるモータを備えた第１の直線位置決めアッセン
ブリ７６と、回動板７２を第１の方向と直交する第２の
方向（例えばＸ方向）に移動させる類似の第２の直線位
置決めアッセンブリ７８と、走査ステージキーバッド−
表示ユニット８０と、ケーブル、つまり、電気ライン８
４を介して位置決めアッセンブリ７６．７８、キーバッ
ド−表示ユニット８０及びコンピュータシステム８６に
接続されたステージ制御モジュール８２と、を備えてい
る。図示の走査ステージアッセンブリ７４は、ニュージ
ャージ、ロックレイスのイー・レイツ有限会社から部品
箱Ｍ８７２０７０ Ｓ−２０００として入手することが
できる。 対象物からの屈折、拡散及び／あるいは反射されたビー
ムのほとんどの部分は、ビーム増強アッセンブリ８８を
通過する。ビーム増強アッセンブリ８８は、このアブセ
ンブリ８８を通過する光が円筒ハウジング内の光増倍管
（ＰＭＴ）によって検出されるように、光検出アッセン
ブリ９０上に載置されている。光増倍管及び円筒ハウジ
ングは光検出アッセンブリ９０を構成している。この発
明に使用可能な光検出アッセンブリ９０は、ペンシルバ
ニア、ロンキャスターのバール工業（以前のＲＣＡ）か
ら部品箱８６４５Ｒとして入手することができる。 光増倍管（ＰＭＴ）は感知した光を電気信号に変換し、
その信号を同軸絶縁ケーブル等のライン９１を通して補
助増幅モジュール９４及び光増倍管制御モジュール９６
に送り、更に、同軸絶縁ケーブル等のライン９３を通し
てコンピュータ８６へ送る。 板３８上には、基板１０４上のサポート１０２により第
２の光源９８が支持されている。同様の載置構造を用い
て、第１の光源を光学テーブル１２に接続することがで
きる。第２の光源９８としては、ヒユーズ・エアークラ
フト株式会社から入手可能なモデル第３２２１１１−Ｐ
のようなヘリウム−ネオンレーザを使用することができ
る。このようなレーザ９８は、径１第１Ｉｍのほぼ平行
化された先ビームを出射する。第２の光源９８は、ビー
ムスプリッタ１０６を通して板３８の上面とほぼ平行な
方向にビームを向けるように位置決めされている。 ビームスプリッタ９８として、前述したメルスーグリオ
ットから人手可能なキューブビームスプリッタ０３−Ｂ
ＳＣ−００９を使用することができる。ビーム１００の
第１の部分１０８は、ビームスプリッタ１０６と、拡散
した光を遮蔽する調整可能な虹彩をＨする第１のビーム
ストップ１０７とをほぼ直線的に通過して平面ミラー１
０９に入射する。平面ミラー１０９はビームの第１の部
分１０８をミラー５４の平坦な第２の反射面に向ける。 検流計５６によって駆動されるミラー５４はビームの第
１の部分１０８を水平面内で走査状に移動させる。 続いて、第１の部分１０８は第１のレンズ５０と同様の
第６の両凸レンズ１１０を通過し、このレンズ１１０は
第１の部分１０８を１点に収束する。水平面内で移動す
る上記の点は光位置センサー１１２上に向けられる。こ
の光位置センサー１１２としては、カリフォルニア、セ
グンド Ｅｌのファントラッドから入手可能な位置セン
サーＰＳ−１００−５００を使用することができる。 センサー１１２上におけるビームの第１の部分１０８の
移動は、対象物７０上におけるビーム２４の一方向への
移動に類似している。センサー１１２は、検知した光を
センサー１１２上におけるその光の位置を示す電気信号
に変換し、これらの電気信号を３つのラインを有するケ
ーブル１１４を通して検流計ｆｉ制御モジュール１１６
に供給する。 第２のレーザ９８、ビームストップ１０７、ミラー１０
９、検流計５６、ミラー５４の第２の反射面、第６のレ
ンズ１１０、センサー１１２、及び検流計制御モジュー
ル１１６は、光連結サーボシステムとして作用する。 一方、ビーム１００の第２の部分１２０は、スプリッタ
１０６により第１の部分１０８から分離される。ビーム
の第２の部分１２０は第１のビームストップ１０７と同
様の第２のビームストップ１２２を通ってビーム操舵装
置に入射し、更に、平面ミラー１２４、検流計アッセン
ブリ４２のノ＼ウジングの第２の窓を通して、ロータ３
０の反射面の他の１つに入射する。ビーム操舵装置とし
ては、前述したニューボート株式会社から入手可能なモ
デル第８７５を使用することができる。ロータ３０は第
２のビーム部分１２０を第２の窓の外に反射して垂直方
向Ｘへ移動させる。続いて、第２のビーム部分１２０は
第７の両凸レンズ１２６を通過して第２のビームスプリ
ッタ１２８に入射し、このビームスプリッタは第２のビ
ーム部分を分離し第３のビーム部分１３０を２重光検出
器、つまり、センサー１３２へ向ける。センサー１３２
としては、カリフォルニア、ニューベリーパークのシリ
コンディテクタ株式会社から人手可能なバイセル５Ｄ−
１１３−２４−２１−０２１スプリツトフオトデイテク
タを使用することができる。センサー１３２は、このセ
ンサーの第１の部分、続いて第２の部分を横切るビーム
の通過を示す電気信号を供給する。 これらの電気信号はライン１３４を通して走査検出回路
１３６へ送られる。走査検出回路１３６は、ライン１３
８を通して電気信号をコンピュータシステム８６及びフ
レーム、つまり、結像ステージ制御モジュール１４０へ
送る。 第４のビーム部分１４２は、第２のビームスプリッタ１
２８を通ってほぼ直線的に進み、例えば、１インチ当り
５０ラインを有するロンキー格子１４４に入射する。第
４のビーム部分１４２がロンキー格子１４４を横切って
進む際、このロンキー格子は第４のビーム部分の遮蔽お
よび通過を所定のパターンで繰り返し、第４のビーム部
分を変調する。続いて、変調された第４のビーム部分１
４２は第８の両凸レンズ１４６を通ってピクセルクロッ
ク光センサ−１４８に入射する。このセンサー１４８は
検出した光の強度に比例した電気信号を発生する。この
目的を達成するセンサーであればどの様なセンサーでも
よいが、前述したシリコンディテクタ株式会社から入手
可能なシリコン光検出器５Ｄ−１７２−１２−２２−２
２ｉが上記目的を満たすことが判明している。センサー
１４８からの情報は、ケーブル１５０を介して補助増幅
回路１５２、ピクセルクロックモジュール１５４、続い
て、フレームステージ制御モジュール１４０へ送られる
。 ニューヨーク、エルブリッジにオフィスヲ持つスカンー
エーマチックから入手可能なモデル第８３５１Ｇのよう
な回転始動検出器１７４は、ロータ３０上のブロックマ
ークの存在を検出し、このブロックマークが検出器１７
４を通過したことを示す信号をケーブル１７６を通して
フレームステージ制御モジュール１４０に送る。 第１の光源２０の代わりに使用可能な第３の光源１５６
を設けることもできる。この場合、第３の光源１５６は
第１の光源２０に類似した光を供給するとともに、種々
の異なる波長に切換え可能であることが必要となる。こ
のような光源として、カリフォルニア、フリーモントの
レクセル株式会社から人手可能なアルゴン−イオンレザ
ーモデル６５が知られている。特定のレーザが出射する
１つの波長は４８８ナノメータであり、可視可能な音色
光である。また、第３の光源１５６は光学テーブル１２
上に配置され平面ミラー１６０にビーム１５８を出射す
る。そして、平面ミラー１６０はビーム１５８を反射し
てビームスプリッタ３２に導き、第１の光源２０からの
ビーム３２に置き換える。 また、顕微鏡装置１０は共焦構造を選択的に備えていて
もよい。顕微鏡装置１０における共焦溝造は、試料の多
焦点膜に於ける光の検出、検出された光に対応する信号
の蓄桔、及びこれらの信号の３次元像形成を可能とする
。 このような共焦構造は、基板４６と検流計アッセンブリ
４２との間におけるビーム２４の通路内に配置されたビ
ームスプリッタ１６２と、レンズ６８と同様な顕微鏡の
対物レンズ１６４と、ピンホール開口１６６と、ライン
１７０を介してコンピュータに接続された光センサ−１
６８と、を備えている。光センサ−１６８としては、例
えば、前述したプール工業から人手可能な光増倍管８８
５０を使用することができる。第１の光［２０からのビ
ーム２４は、前述したように、ビームスプリッタ１６２
を通ってロータに入射し、最終的に、レンズ６８に入射
する。ビーム２４の一部は、対象物で反射し、レンズ６
４．６２．６０を通って再度光路を反対方向に進み、ミ
ラー５４で反射してレンズ５２．５０を通り、更に、ロ
ータで反射してビームスプリッタ１６２に入射する。ビ
ームスプリッタ１６２は反射ビームの一部を反射しレン
ズ１６４及びピンホール開口１６６を通してセンサー１
６８へ導く。そして、センサー１６８は対象物７０の反
射率の関数である電気信号を発生する。この電気信号は
、コンピュータシステム８６に到達する前に、図示しな
い補助増幅モジュール９４°によって増幅され、図示し
ない光増倍前制御モジュール９６°によって制御される
。これらのモジュール９４’ ９６°は、それぞれ
モジュール９４．９６と同一の構成を用いることができ
る。 上述した構成部材、つまり、種々のレンズ、ビームスブ
リ・？夕、ミラー ピンホール開口、ロンキー格子、及
びセンサーは、長さ調整可能ホルダ１７２により支持板
上に配置および支持される。 前述したニューポート株式会社から入手可能なホルダＶ
ＰＨ−３するイＧｅｔ ＶＰＩ−４ハホルダ１７２に適
している。 第２図は、第１図に示された走査型レーザ顕微鏡装置１
０を明瞭にするために重複部分を省略して示す簡略化さ
れたブロック図である。第２図に示すように、顕微鏡装
置１０は前述した光学系２０２、補助増幅モジュール９
４、光増倍前制御モジュール９６、コンピュータシステ
ム８６、ステージ制御モジュール８２、走査ステージキ
ーバッド−表示ユニット８０、走査ステージアッセンブ
リ７４、検流計制御モジュール１１６、走査検出回路１
３６、補助増幅回路１５２、ピクセルクロックモジュー
ル１５４、フレームステージ制御モジュール１４０、及
び操作パネル２０４を備えている。 光学系２０２、特に、光学系内の光センサ−１４８は、
信号を補助増幅回路１５２に送るとともに補助増幅回路
からバイアス電圧を受けるケーブル１５０を通して補助
増幅回路１５２に接続されている。この補助増幅回路１
５２は、信号を送るケーブル１５１によりピクセルクロ
ックモジュール１５４に接続されている。また、ピクセ
ルクロックモジュール１５４は送信ケーブル１５３を介
してフレームステージ制御モジュール１４０に接続され
ている。 光学系２０２、特に、２重光センサ−１３２は、信号を
走査検出回路１３６に送るとともに走査検出回路からバ
イアス電圧を受けるケーブル１３７を通して走査検出回
路１３６に接続されている。 この走査検出回路１３６は、信号を送るケーブル１３８
によりフレームステージ制御モジュール１４０に接続さ
れている。 また、光学系２０２の内、位置センサー１１２は、検流
計ｉ！Ｊ ａモジュール１１６に信号を送るとともに制
御モジュール１１６からバイアス屯圧を受けるケーブル
１１４を介して検流計制御モジコール１１６に接続され
ている。この検流５１制御モジユール１１６は、駆動電
流を送るケーブル１１８により検流計アッセンブリ５８
に接続されている。また、検流計制御モジュール１１６
は、ライン２１０を通してフレームステージ制御モジュ
ール１４０に接続され、このモジュール１４０から信号
を受ける。 光学系２０２の回転始動検出器１７４は、ケーブル１７
６を通してフレームステージ制御モジュール１４０に接
続され、このモジュール１４０に信号を送るとともにモ
ジュール１４０から出力を受ける。 更に、光学系２０２、特に、光検出アッセンブリ９０は
送信ライン９１を介して補助増幅モジュール９４に接続
され、この補助増幅モジュールは送信ライン９５を介し
て光増倍管制御モジュール９６に接続されている。また
、光増倍管モジュール９６は制御電圧を送るライン９７
を介して光学系２０２、特に、光検出アブセンブリ９０
に接続されている。光増倍管制陣モジュール９６は検出
光あるいはビデオ信号を送るライン９３を通してコンピ
ュータシステム８６に接続されている。 コンピュータシステム８６は、ケーブル８４によりステ
ージ制御モジュール８２に接続されている。この制御モ
ジュール８２は、順番にケーブル８４により走査段階ア
ッセンブリ７４及び走査段階キーバッド及び表示ユニッ
ト８０に接続されている。コンピュータシステム８６は
、フレーム保存制御モジュール４０からの信号を受信す
るために電線２１６により接続されている。 フレーム保存制御モジュール１４０は、信号を操作パネ
ル２０４に送り、操作パネル２０４からの信号を受信す
るために電線によって接続されている。 第３図を参照すると、本発明の好ましい実施例に使用さ
れる断面で示した部品と共に変形された顕微鏡ベース３
００の詳細な側面図が描かれている。他の部品は、図面
を明確にするために省略されている。このベース３００
は、中間部３０６により上部３０４に接続された下部３
０２を有している。光検出アッセンブリ９０は、下部３
０２における孔３０８に部分的に嵌合されている。上部
３０４は、上面３１０を有している。トラック３１２は
、１つ以上の捩子３１４によって上面３１０に接続され
ている。このトラック３１２は、第３、第４及び第５の
両側凸レンズ６０．６２及び６４を保持している。 様々な手段がトララック３１２上のレンズを保持するた
めに使用できる。第３図には、Ｃリングのような支持リ
ング３１８により環状のレンズホルダ３１６に保持され
たレンズ６０及び６２が示されている。′第３図を参照
すると、レンズホルダ３１６は固着捩子３２２により環
状サポート３２０に接合されている。レンズ６４は、支
持リングまたは・部材３２３により環状サポート３２０
に接合されている。サポート３２０及び３３０は、捩子
３２６によりクランプ３２４に連結されている。 クランプ３２４は、トラック３１２に接続され、これに
沿って位置決めできる。クランプ３２４のうちいずれか
１つがトラック３１２に沿って移動する際に、サポート
をクランプ３２４に対して保持する捩子３２６の１つの
頭部は、トラック３１２の隙間溝３２８内を移動する。 反射鏡またはビームスプリッタ６６は、開口３３８及び
下部フランジ３４０を有する環状ＩＥ１３３６内に保持
されている。環状壁３３６は、通路３２４を取り囲んで
いる。フランジ３４０は、通路３４２を取囲むありつぎ
保持具３４４に支承されている。上部３０４の通路３４
６は、通路３４２を平面アポクロマート顕微鏡対物レン
ズ６８に接続する。レンズ６８は、回転ター・レットア
ッセンブリ３４８上に配置された複数のレンズのうちの
１つである。スペーサリング状ブロック３５０は、環状
壁３３６の周囲及びフランジ３４０上に付着されている
。ノ＼ウジング３５２は、反射鏡６６にわたるスペーサ
ブロック３５０上に配置されている。捩子３５６は、フ
ランジ３４０と、スペーサブロック３５０と、ハウジン
グ３５２とを互いに接続している。 保持具３４４、ブロック３５０、及びフランジ３４０の
厚さは、反射鏡またはビームスプリッタ６６を直列にす
るように選択され、またレンズ６４からのビームを遮る
ように、平面アポクロマート顕微鏡対物レンズ６８にビ
ームを導くように選択されている。ベース３００の上面
３１０は、部品の直列配置を助けるように、異なる高さ
にすることができる。例えば、第３図で上面３１０は、
保持具３４４が部分的に嵌合され下部を有し、またトラ
ック３１２が取付けられた上部を有している。 第２の増幅アッセンブリ８８は、対象物からの反射光が
通路３４６．３４２、及びビームスプリッタ６６を通過
した後に、この反射光を受けるためにビームスプリッタ
６６の上方に配置することができる。この第２の増幅ア
ッセンブリ８８の好ましい実施例は、第６Ｂ図に描かれ
ている。他の光検出アッセンブリ９０゛は１第２の増幅
手段８８からの反射光を受けるように配置されている。 他の光検出アッセンブリ９０゛は、アッセンブリ９０に
よって代表することができる。さらに、アッセンブリ９
０−からの信号は、（モジュール９４及び９４−と同様
の）予備増幅モジュール９４（モジュール９６及び９６
゛と同様の）光検出制御モジュール９６′、その後、コ
ンピュータシステム８６、特に例えば、フレームバッフ
ァ２７８に移送される。 第３Ａ図を参照すると、（イー・レイツ型の）顕微鏡の
側面図が描かれている。型式名はイルゴラックス （エ
ルゴルックス）で、第３図に示すように形成することが
できる。この顕微鏡は、孔３０８を有する下部３０２を
備えている。光Ｒ（図示せず）及び反射鏡３６０は、典
型的には下部３０２内に装着され、光源から孔３０８に
装着されたレンズ３５８を介して移送される光の直線上
に配置されている。本発明の目的では、光源、反射、ｍ
３６０、及びレンズ３５８を外すことができ、光検出ア
ッセンブリ９０が孔３０８に部分的に嵌合されでいる。 この顕微鏡は、さらに照射アッセンブリ３６２、フィル
タアッセンブリ３６４、及びベース３００の上部に３０
４に装着されたハウジングを備えている。本発明の目的
では、照射アッセンブリ３６２及びフィルタアブセンブ
リ３６４は外され、上面３１０は、トラック３１２を装
着するために平面に加工され、ハウジング３５２は、上
述のように位置を変更されている。 この顕微鏡は、さらにステージアッセンブリ３６８及び
上部及びアイピース３６６を有している。 これらは本発明の目的から外すことができる。コンピュ
ータは、典型的なステージアッセンブリ３６８用に置換
され得る上述の捜査ステージアッセンブリ７４を制御す
ることができる。 第４図及び第４Ａ図を参照すると、本発明に係わるビー
ム増・幅アッセンブリ８８の第１実施Ｎ８８′が描かれ
ている。この第１のビーム増幅アッセンブリ８８″は、
光検出アッセンブリ９０を収容し、回転可能に取付ける
ための円筒状の開口または通路４０２を有する下部ハウ
ジング４００を備えている。親指捩子４０４は、ハウジ
ング４００をアッセンブリ９０に固着ために下部ハウジ
ング４００の孔を通して螺着されている。 ハウジング４００は、光遮蔽部材または保持板４０８を
収容するための溝４０６を有し、この保持板４０８は、
溝４０６内で直線方向にスライドできる。トラックピー
ス４１０は、保持板４０８のほぼ長方形の孔４１２内に
延出し、孔４１２を通ってスライドできる。リングまた
はホルダーシート４１４は、エポキシによって溝内にお
けるに下部ハウジングの環状開口４０２内に延出してい
るトラックピース４１０の一端に接着されている。 リング４１４は、環状フィルタホルダ４１６の周囲の溝
内に配置され、このホルダ４１６は、リング４１４内で
回転可能である。空間フィルタ４１８は、フィルタホル
ダ４１６の一端における溝内に配置されている。Ｃリン
グ４２０は、ホルダ４１６内のフィルり４１８を保持し
ている。空間フィルタ４１８は、直線状に偏光されたほ
ぼ単色光が対象物７０を通して照射される際に形成され
る、干渉模様内における均一の強さの領域にほぼ一致す
るように形成された開口を有している。１つの好ましい
実施例では、空間フィルタ４１８は、十字またはパルス
状の隙間を有する金属網で良い。 これに好適するものは、コビナ、カリホルニアのロリン
・オブテイクス社（Ｃｏｖｉｎａ、Ｃａ１ｉｆ’ｏｒｎ
ｌａｎのＲｏｌｙｎ Ｏｐ口Ｃｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）製
の金属網７［１，１９４５である。駆動ワイヤまたは部
材４２２は、トラックピース４１０の溝内に摺動自在に
配置されている。 駆動ワイヤ４２２の第１端部は、フィルタホルダ４１６
に接続されている。ワイヤ４２２の第２の端部は、スラ
イダ４２４の孔内にエポキシによって接着されている。 このスライダ４２４は、トラックピースの溝内に摺動自
在に配置されている。 ワイヤ４２２の第１端部は、ホルダ４１６の孔内に付着
されたワイヤにおけるフックによって、フィルタホルダ
４１６に接続されている。トラックピース４１０及びワ
イヤ４２２内の溝は、曲がった形状を有し、スライダ４
２４がワイヤ４２２の方向に移動した際に、ワイヤ４２
２の第１端部は、トラックピース４１０の縦軸から傾斜
した方向にほぼ押し出される。 保持板４２６及びクランプ４２８は、ワイヤ４２２の一
部及びスライダ４２４を覆う捩子４３０によってトラッ
クピース４１０に固着されている。 上部ハウジング４３２は、捩子４３４により下部ハウジ
ング４００に接続されている。上部ハウジング４３２は
、環状通路４３６を有し、これは互いに接続された際に
下部ハウジングの開口４０２と同心となる。捩子４３８
は、捩子４３８に接着された保持カラー４３９によりス
ライダ４２４に保持されている。この捩子４３８は、ク
ランプ４２８に捩子係合し、捩子４３８を回す際に、ス
ライダ４２４及びワイヤ４２２は、トラックピース４１
０の溝内で摺動する。これは順番にリング４１４内のホ
ルダ４１６を保持しているホルダ４１６に接続されたワ
イヤ４２２の端部を動かす。摺動自在ホルダ４４０は、
下部ハウジング４００の溝内に摺動自在に位置する。捩
子４２２は、付勢スペーサ４４４、ワッシャ４４６、及
び保持ブラケット４４８を通過する。その後、捩子４４
２は、保持カラー４５０と係合し、この保持カラー４５
０は、捩子４４２に接着される。この捩子４４２は、さ
らに摺動自在ホルダ４４０を通り、クランプ４２８に螺
合する。捩子４４２を回した時には、この捩子は、クラ
ンプ４２８、トラックピース４１０、溝４０６内の保持
板４０８、リン・グ４１４、ホルダ４１６及びフィルタ
４１８をすべて一体構造として、第１の直線方向に移動
させる。 捩子４５２は、付勢スペーサ４５４、ワッシャ４５６、
及び捩子４６２により下部ハウジング４００に螺着され
た端部板４５８を通っている。さらに、捩子４゛５２は
、保持カラー４６０（これは捩子４５２に接着されてい
る。）に係合する。捩子４５２は、端部板４５８を通り
、摺動自在ホルダ４４０に捩子係合されている。従って
、捩子４５２が回転された時に、この捩子は、ホルダ４
４０、クランプ４２８、孔４１２を通（７てトラックピ
ース４１０、リング４１４、ホルダ４１６、及びフィル
タ４１８をすべて一体構造として第１の直線方向に直交
する第２の直線方向に移動させる。 偏光フィルタホルダ４６４は、親指捩子４６６により上
部ハウジング通路４３６の一端に固着されている。偏光
フィルタ４６８は、Ｃリングによりフィルタホルダ４６
４の通路内に保持されている。 第４図及び第４Ａ図に描かれているように、第１ビーム
増幅アッセンブリ８８゛は、アッセンブリ９０からの他
のすべての光線を遮断し、移動可能な十字状の開口を通
して、光線を通過させることができる。さらに、フィル
タ４１８は、２つの直交方向に及び傾斜方向に位置調整
することができる。 アッセンブリ８８″は、複屈折の対象物、特に複屈折で
部分的に透明な対処物からの光検出に有効である。フィ
ルタ４１８の隙間の十字形状により、偏光された光をア
ッセンブリ９０により検出されるべき複屈折材料を通過
させて、典型的な光干渉模様の比較的大きい均一部分が
形成される。 従来のレーザ走査顕微鏡を含む従来の顕微鏡と比較して
、十字状の隙間を通る光の部分が、アッセンブリ９０に
より検出可能な明らかに明確な信号を発生させる対象物
構造に関する増加する変則的な情報を含むことが発見さ
れている。 第５図及び第５Ａ図を参照すると、本発明に係わるビー
ム増幅アッセンブリ８８の第２の実施例８８′が描かれ
ている。この第２のビーム増幅アッセンブリ８８′は、
縦軸５０１を有し、基部から頂部にわたって、ベース５
００、回転１自在ホルダ５０２、空間フィルタ板５０４
、回転自在円板５０６、サポート５０８、フィルタホル
ダ５１０、および偏光フィルタ５１２を具備している。 ベース５００は、光検出アッセンブリ９０に回転自在に
装着するための環状通路５１４を有している。親指捩子
５１６は、ベース５００をアッセンブリ９０に固着する
ことができる。通路５１４は、ホルダ５０２の下部５２
０を収容するためのショルダ５１８を有している。 ホルダ５０２は、円板状に形成され、下部と、周囲グリ
ブ５２２〈環状溝５２４、光学的隙間５２６、及び上方
に延出する中心からずれたピン５２８を備えた中間部と
、上部リング部５３０とを具備している。親指捩子５５
６は、ベーズ５００をホルダ５０２に固着させている。 空間フィルタ板５０４は、ピン５２８を収容するための
中心からずれた孔５３２を有している。 この板５０４は、上部径方向溝５３６及び光学的隙間５
３４を有し、これはホルダの光学的隙間５２６上に直列
となるように光学的隙間５２６より小さく形成されてい
る。フィルタ板の隙間５３４は、好ましい形状に形成で
きるが、図示の都合上円形に描かれている。フィルタ板
５０４は、ホルダ５０２より小さく、ホルダ５０２のピ
ン５２８がフィルタ板５０４の孔５３２内に位置し、こ
のフィルタ板５０４は、環状溝５２４に対して径方向に
延出せず、大部分のフィルタ板はピン５２８回りに回転
し、フィルタ板５０４は、リング部５３０の上方には延
出していない。先端がナイロンのセット捩子５２３は、
ホルダ５０２と回転自在円板５０６との間の摩擦を増加
させるために使用される。 回転自在日板５０６は、周囲グリップと光学的隙間５３
８を有し、この隙間５３８は、フィルタ板の隙間５３４
及びホルダの隙間５２６より大きく、この上に直列配置
できる。この円板５０６は、さらに中心からずれた下方
に突出するピン５４０と、下方に突出する中子５４４を
有する下部シうルダ５４２とを具備している。中子５４
４は、第５図に描かれているが、実際には中子５４４は
、第５に現れない。第５図では、中子５４４は、視野か
ら最も離れた位置で、ショルダ５４２に正確に接続され
ている。ピン５４０は、フィルタ板の径方向溝５３６内
に延出している。この中子５４４は、ホルダの環状溝５
２４内に延出している。 サポート５０８は、ベース通路５２４と同心の環状通路
５５．４と、ベーズ５００上の配設ピン５４６を収容す
るための直列孔５４８を備えている。 捩子５５０は、サポート５０８をベース５００に固着し
ている。このベース５００は、サポート５０８とベース
５００の残部との間に空間を設け、ホルダ５０２、板５
０４及びそれらの間の円板を回転自在に保持するための
段部５５２を備えている。 ホルダ５６０内の偏光フィルタ５５８は、サポート通路
５５４内に親指捩子５６２によって固着されている。 ホルダ５０２、フィルタ板５０４及び円板５０６が停止
している際に、アッセンブリ８８′を通る光の通路は、
フィルタ板の隙間５３４により制限される。この隙間５
３４は、これらの隙間のうち最小に形成されているから
である。さらに、空間または光学的隙間５３８．５３４
、及び５２６は、常に直列に配置され、フィルタ板の位
置に係わらず光がフィルタ板の隙間５３４を通過できる
。 フィルタ板の隙間５３４の位置は、アッセンブリ８８′
をアッセンブリ９０に対して回転させることにより動か
すことができ、または、円板５０６の１つまたは両方を
、或いはホルダ５０２をベース５００に対して回転させ
ることにより移動できる。 円板５０６を第５図及び第５Ａ図に示す時計回りに、そ
れがホルダ５０２に対して停止するまで回転させた時に
、フィルタ板の隙間５３４は、アッセンブリ８８′の軸
５０１に釣合い、中子５４４は、環状溝５２４の第１端
部に位置し、ピン５４０は、軸５０１に近接する。この
位置から、もし、円板５０６をホルダ５０２に対して第
５図及び第５Ａ図に示す反時計回り１ご回転させた時に
は、フィルタ板の隙間５３４は、軸５０１から扇状に離
れて移動し、中子５４４は、第１端部から離れて第２端
部方向に環状溝５３４に沿って移動し、ピン５３８は、
軸５０１から離れて溝５３６に沿って移動する゛。円板
５０６は、中子５４４が環状溝５２４の第２端部に接触
した際に、ホルダ５０２に対する反時計回りの回転を停
止する。扇状に沿ったフィルタ板の隙間５３４の・任意
の位置では、円板５０６及びホルダ５０２が一体に回転
され、フィルタ板の隙間５３４を軸５０１の回りに回転
させる。 第５図及び第５Ａ図に示す第２のビーム増幅アブセンブ
リ８８′は、光学的隙間５３８．５３４、及び５２６を
通る光線を除いて、光検出アッセンブリ９０に導入され
る光を遮蔽することができる。 増幅アッセンブリ８８′と同様に、増幅アッセンブリ８
８′は、複屈折の対象物を観察する際には特に有効であ
る。さらに、このアッセンブリ８８は、対象物内の吸収
性の異質体及び拡散した変態によって発生する光線を検
出するのに特に有効である。 第６図及び第６Ａ図には、本発明によるビーム増幅装置
８８の第３実施例が２ｉ［ｄ！されている。この第３実
施例によるビーム増幅装置８８′″″はホトディテクタ
アッセンブリ９０に装着するための円筒状部６０４を含
む基部６０２を備える。円筒状部６０４は円形通路６０
８を有する支持板部６０６に結合され、この円形通路を
介して、軸６１０を中心とする光がホトディテクタ９０
内に入ることができる。 例えばロリン オプリティックス カンバニイ（Ｒｏｌ
ｙｎ ０ｐｔｌｃｓ Ｃｏ５ｐａｎｙ）からモデル番号
７５．０１７として市販されている絞り膜ｇｉｒａ （
Ｉｒｉｓ ｄｌａｐｂｒａｇ＋ａ ａｓｓｅｍｂｌｙ
） ６１２が支持板部６０６上に設けられている。この
絞り膜装置６１６はフレーム６１４を含み、このフレー
ムからシャッタあるいは絞り膜６１６が軸６１０に対し
て前後方向に延設され、作動アーム６１８により調整可
能な径を有する可変孔を形成する。 窓６２２及び開口端部を有する円筒状ハウジング６２０
がその一端を板部６０６に結合されている。スリーブ状
サポート６２４がハウジング６２０内に配置される。こ
のスリーブ状サポート６２４は内側上肩部６２６と内側
上肩部６２８との２つの端部を有する。スリーブ状サポ
ート６２４の一方の端部は板部６０６に接触する。絞り
膜装置６１２は内側下肩分６２８の近方に、この内側上
肩部６２８により所定位置に保持される。スリーブ状サ
ポート６２４はその外面に四部６３０と、この四部６３
０内に形成された孔６３２とを何する。凹部６３０は窓
６２２に整合する。円筒状ハウジング６２０はねじ、エ
ポキシ樹脂あるいは他の好適な手段により基部６０２に
固定することができる。 ロッドあるいはアーム６３４は窓６２２、凹部６３０及
び孔６３２を介し、このロッド６３４の第１端部がスリ
ーブ状サポート６２４の内側にかつ第２端部が円筒状ハ
ウジング６２０の外側に配置されるように挿通される。 ロッド６３４の第１端部は、軸６１０にほぼ垂直な光遮
断用ブラックディスクあるいは部材６３６を支持する。 このディスク６３６は円形形状とすることも可能である
。 ロッド６３４の第２端部にはグリップ６３８が取り付け
られる。スリーブ状サポート６２４はロッドあるいはア
ームサポート６４０を含み、このロッドサポートは窓６
２２を介して凹部６３０内に延設され、一対のねじ及び
ワッシャ６４２によりスリーブ状サポート６２４に装着
される。ロッド６３４はサポート６４０内の通路内に軽
く締め付けられる状態で摺動可能に支持されている。グ
リップ６３８の上下に配置されるサポート６４０のアー
ム６４４はロッド６３４の回転を防止する。 第１両凸レンズ６４６はスリーブ状サポート６２４の内
側上部肩部６２６に支持されている。プラスチック等の
適宜の材料で形成可能な円筒状スペーサ６４８が第１両
凸レンズ６４６上でスリーブ６２４内に配置され、この
スリーブ６２４に接触する。このスペーサ６４８上に第
２両凸レンズ６５０が載置されている。環状の保持板６
５２がねじ６５４によりスリーブ６２４の上端に装置さ
れ、レンズ６４６，６５０及びスペーサ６４８を固定す
る。 上記第６図及び第６Ａ図に図示しかつ説明した第３実施
例によるビーム増幅装置８８′′−は対象物で散乱され
た光を検出するために特に有益である。ディスク６３６
はグリップ６３８を移動することによりスリーブ６２４
内に直線状に配置することが可能である。このディスク
６３６はホトディテクタ９０に対して基部６０２を回転
することにより、スリーブ６２４内で所定角度で配置す
ることができる。例えば、ディスク６３６及び絞り１１
６１６は、対象物７０により影響を受けない光を遮断し
、ディテクタ９０に送られないように配置することがで
きる。この場合には、対象物から散乱された光はディテ
クタ９０で検出されない。 ディスク６３６及び絞り１１６１６は、これらディスク
６３６と絞りＨ６１６とにより環状あるいはリング状の
孔が限定されるように配置することができる。 第６Ｂ図を参照すると、本発明によるビーム増幅装置８
８の第４実施例が記載されている。このＴ４４実施例に
よるビーム増幅装置１８８−″パはホトディテクタ９０
′に装着するための円筒状部を含む基部６８０を備える
。この円筒状部は環状の支持板部に結合される。 円筒状９．６７０の一端は基部６８０の環状支持板部に
結合される。第６図及び第６Ａ図に関して説明したと同
様な他の絞り膜あるいは一定の空間を占めるフィルタ装
置６１２が基部の環状支持板部に近接して円筒状壁６７
０内に配置される。 円筒状壁６７０の他端はハウジングの凹設領域内に挿入
するリング状の突出部６７２を有する。 第３図参照。 円筒状壁６７０は、突出部６７２を有する端部の辺部に
内側肩部６７４を有する。両凸レンズ６７６は、Ｃリン
グ等のホルダ６７８により肩部６７４に保持される。レ
ンズ６７６は対象物７０から反射された光を絞り膜装置
６１２の可変孔を介して、ホトディテクタ９０′の光増
倍管６８２の領域に焦点を合わせる。前述のように、対
象物から反射された光を表す信号が前置増幅モジュール
９４′ （図示せず）と、ホトディテクタ制御モジュー
ル９６′ （図示せず）と、その後コンピュータシステ
ム８６の特に例えばフレームバッファ２７８に送られ′
る。 第４実施例のビーム増幅装置８８”−−−は、第１図に
関連して説明した対応装置を用いるよりも対象物から反
射したより多くの光を検出することができる。 第６Ｃ図を参照すると本発明の第５実施例によるビーム
増幅装置８８が記載されている。この第５実施例による
ビーム増幅装置１８８＝′−−は、波長選択フィルタ（
ｖａｖｅｌｅｎｇｔｈ ５ｅｌｅｃｔｉｖｅ ｒｉｌｔ
ｅｒ）が対象物と、絞り膜装置の代わりの光増ｆΔ間と
の間に固定されていることを除き、上述の第４実施例に
よるビーム増幅装置８８＝−一と同様である。 更に詳細には、第５実施例のビーム増幅装置８８＝
′−はホトディテクタ装置９０′に装着するための円筒
状部６０７を含む基部６０５を備えている。この円筒状
部６０６は環状の支持板部６０９に結合される。 管状コネクタあるいはハウジング６１１の一端は基部６
０５の環状支持板部６０９に結合される。 波長選択フィルタ６１３は管状コネクタ内で両凸レンズ
６１９と光増倍管６８２との間に配置される。この波長
選択フィルタは、ホトディテクタ装置９０′に近接する
第１バンドパスフイルタ装置と、レンズ６１９とダイク
ロイックビームスプリッタソウチロ３３との一方あるい
は双方に近接する第２バンドパスフイルタ装Ｗｔ６３５
とを備えることができる。 管状コネクタ６１１の第２端部は、ハウジング３５２０
凹設領域内に挿入されるリング状突出部６１５を有する
。第３図参照。 管状コネクタ６１１は内側肩部６１７を第２端部の辺部
に有する。両凸レンズ６１９は例えばＣリング等のホル
ダ６２１により肩部６１７に保？、１７される。このレ
ンズ６１９は、対象物７０から反射された光を波長選択
フィルタ６１３を介してホトディテクタ装置９０′の光
増倍管６８２の領域に焦点を合わせるように配置されて
いる。上述のように、対象物から反射された光を表す信
号は前置モジュール９４′ （図示せず）と、ホトディ
テクタ制御モジュール９６′ （図示せず）と、その後
コンピュータシステム８６の特に例えばフレームバッフ
ァ２７８に送られる。 管状コネクタ６１１は基部６２５の管状支持板部６２３
に結合される第３端部を有することができる。他のバン
ドパスフィルタ装置６２７は基部環状支持板部６２３に
近接する管状コネクタ６１１内に配置することができる
。基部６２５は、光増倍管６３１を含むホトディテクタ
装置９０′に装着するための円筒状部６２９を有し、こ
の光増倍管は前置増幅モジュール９４″゛′（図示せず
）に電気的に結合され、更にホトデイチクタボ制御モジ
ュール９６＝−（図示せず）に結合された後、コンピュ
ータシステム８６の特に例えばフレームバッファ２７８
に結合される。 ダイクロイックビームスプリッタ装置６３３は所定の波
長よりも上あるいは下側の波長のものを通し、バンドパ
スフィルタ装置６１３を介してホトディテクタ装置９０
′の光増倍管６８２の領域に送り、他の波長のもののす
べてをバンドパスフィルタ６２７を介してホトディテク
タ装置９０′の光増倍管６３１に反射する。 第６Ｄ図を参照すると、本発明のビーム増幅装置８８の
第６実施例が示されている。この第６実施例のビーム増
幅装置８８＝゛−＝はホトディテクタ装置９０′に装着
するための円筒状部６４３を含む基部６４１を備える。 円筒状部６４３は環状の支持板部６４５に結合される。 バンドパスフィルタ装置６４７等の波長選択フィルタ装
置が環状支持板部６４５に結合される。 このバンドパスフィルタ装置６４７はハウジング６４７
と、軸を中心に回転可能なディスク６５１と、ディスク
６５１内にこのディスクの回転軸から等距離に装着され
た多数のバンドパスフィルタ６５３と、ハウジング６４
７で支持されかつこのハウジング内のディスク６５１を
、ホトディテクタ装置！９０’で検出された光路内のい
ずれかの選択位置に回転するモータ装置６５５とを備え
る。 各フィルタ６５３はそれぞれ異なる波長範囲の光りを通
し、他のすべての波長は遮断する。公的なバンドパスフ
ィルタ装置が、コネチカット州スタットフォードのオリ
エール コーポレーション（Ｏｒｔｅｌ Ｃｏｒｐｏｒ
ａｔｉｏｎ）よりモデル番号７７３７１として市販され
ている。モータ装置６５５は、オペレータがホトディテ
クタ装置９０′で検出すべき所要の波長の光バンドをキ
ーボードを介して入力すると、これによりホトディテク
タ装置９０′の全部に配置すべき対応するフィルタ６５
３を選択しかつ回転するようにコンピュータシステムに
結合することができる。 円筒状壁６５７の一端がハウジング６４７に結合されて
いる。円筒状９６５７の他端はハウジング３５２の四部
領域内に挿入されるリング状の突出部６５９を有する。 第３図参照。 円筒状壁６５７は突出部６５９を有する端部に近接した
内側肩部を有する。両凸レンズ６６３が例えばＣリング
等のホルダにより肩部６６１に保持される。レンズ６６
３は対象物から反射した光を、フィルタ装置６４７の選
択されたフィルタ６５３を介してホトディテクタ装置９
０′の光増倍管６８２の領域に焦点を合わせる。前述の
ように、対象物から反射された光を代表する信号が前置
増幅モジュール９４′ （図示せず）と、ホトディテク
タ制御モジュール９６′ （図示せず）と、この後、コ
ンピュータシステム８６の特に例えばフレームバッファ
２７８に送られる。 第５及びｍ６実施例のビーム増幅装置８８′＝−，８８
−一′＝＝はルミネセンス顕微鏡法（Ｉｕ第１ｎｅｓｃ
ｅｎｅｅ ｍ１ｃｒｏｓｃｏｐｙ）に用いられる。所定
の対象物から放射される光がルミネセンスと称される。 ルミネセンスにはタイプの異なるものか存在する。その
第１は蛍光（ｆ’ １ｕｏｒｏｃｅｎｃｅ）であり、励
磁エネルギで刺厳されると同時に放射され、励磁放射が
終了すると直ちに停止する。第２はリン光（ｐｈｏｓｐ
ｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）であり、刺激を取り去った後も
所定時間発光し続ける。例えばレーザ２０あるいはレー
ザ１５６を選択して光ビーム２４を放出させ、対象物７
０あるいは対象物内の粒子を刺激あるいは励磁して蛍光
を放射させることができる。波長選択フィルタ装置６１
３，６４７はレーザビーム２４の波長を含むすべての光
を遮断して対応するホトディテクタ装置で検出されるべ
き対象物から放出される蛍光の波長だけを通過できるよ
うに選定される。更にレーザ２０，１５６は、対象物７
０あるいは対象物内の粒子を異なる波長で蛍光あるいは
発光させる光ビームを同時に放出するように選定するこ
とができる。これらの異なる波長は同時にあるいは順に
、例えば増幅装置８８−−−−”等同じ増幅装置８８と
、例えば第３図のホトディテクタ装置９０′とハウジン
グ３５２との間に結合された増幅装ｆｆ１８８−”−及
び第１図のホトディテクタ装置１１６８とビームストッ
パ１６６との間に結合された第２増幅装置゛−とを有す
る別個の増幅装置との一方あるいは双方の別個のホトデ
ィテクタ装置により検出される。 したがって、走査レーザ顕？ＩＬ鏡システム１０は更に
対象物７０内の蛍光分子を励磁する機能を有する。蛍光
顕微鏡法に用いられる場合は、光増倍管で検出された光
及び像は対象物の蛍光部だけを表す。極めて特別の波長
だけがフルオロフォア（ｒｌｕｏｒｏｐｈｒｅ）等の特
定の蛍光分子で吸収されあるいは放出されるため、レー
ザ及び波長選択フィルタは放出された蛍光を検出できる
ように選択されなければならない。 対象物７０．は生物学的あるいは他の起源であってもよ
い。蛍光は対象物内に自然に存在する蛍光団あるいはサ
ンプル中の所要の部材の標識として蛍光分子で処理され
た対象物による。生物発光あるいは化学発光等地のタイ
プのルミネセンスは、発光のために光源による励磁を必
要としない。 蛍光モードにおける走査レーザ顕微鏡システム１０は、
蛍光４１１識を付されたバクテリア、イースト、糸状菌
及び微生物の胞子の検出、計数及び分析に用いることが
できる。蛍光試料による直接的処理、免疫蛍光検査ある
いはし°シチン蛍光検査用の蛍光標識を付された抗体あ
るいはレシチン、あるいは、生活力の指標として蛍光生
体染色法を含む微生物に蛍光標識を付する適宜の方法が
使用できる。蛍光標識を付された微生物は走査用の適宜
の面に配置す・ることができる。 食物及び喫飲料、衛生綿棒、あるいは尿等の医学サンプ
ルから隔離された微細物に蛍光標識を付し、検出、計数
及び生活力の決定、あるいは、そのいずれかを行うこと
ができる。この方法は選択的な微生物の培養を含む伝統
的な方法、栄養媒体及び他の生理学的／生物学的方法に
代え、あるいは、これらと共に使用することができる。 更に、ここで使用される異常（ａｎｏ■ａｌｌｃｓ）の
語は、蛍光分子、粒子あるいは生物学的あるいは非生物
学的起源の物質を含むものである。 下記に２つの実例を説明する。実例１は蛍光試料で直接
染色された微生物の検出、計数及び分析のために走査レ
ーザ顕微鏡システム１０が使用される蛍光モードの状態
を示す。実例２はサンプル中の特定の微生物が蛍光標識
を付され、検出され、計数され、本発明の走査レーザ顕
微鏡システム１０を用いて分析される状態を示す。 例１ イースト培養による部分標本、例えば、カンジダ菌（ｖ
ｉｎｉ） （（メリーランド州ロックビルに所在する
国際寄託機関ＡＴＣＣのもとで、Ｎｏ１８８２３として
保管され、ＡＴＣＣから入手可能である。）をバクト（
Ｂａｃｔｏ） Ｙ Ｍ培養液（ミシガン州デトロイトに
所在するデフコ（Ｄｉｒｃｏ）研究所から入手可能であ
る。）によって培養されいる）は、黒ポリカーボネイト
フィルタ（カリフォルニア州プレアザントンに所在する
ヌコレボア（Ｎｕｅｌｅｐｏｒｅ）コーポレーションか
ら入手可能である。）を用いて、真空中で濾過される。 このフィルタは、モル濃度０．２モル、ｐＨ７，０のリ
ン酸塩類緩衝液数第１）によって洗浄される。フィルタ
は、真空中から取出され、アクロダインオレンジ（ミズ
ーリ州セントルイスに所在するシグマ（Ｓｌｇｕｍａ）
ケミカルから人手可能である。）５０ｍｇ／ｍｕの濃度
を有するリン酸塩類緩衝液によって、１５分間蛍蛍光色
される。このフィルタは、再び真空中に戻され、数第１
のリン酸塩類緩衝液による洗浄、１００％イソ−プロピ
ルアルコールによるフィルタに対する過度の染色の除去
、及び、再びリン酸塩類緩衝液による洗浄がなされる。 フィルタは、送風乾燥され、顕微鏡用スライドガラスの
頂部に非蛍光性オイルで濡されたカバー片とともに配置
される。 アルゴンレーザ１５６は、波長４８８ｎ−で試料を走査
する。カット−オフ波長５３０ｎ−の短波長吸収フィル
タ６１３（コネチカット州スタッフオードに所在するオ
リエル（ＯｒＩｅｔ）コーポレーション製Ｎｏ５１３０
０）は、フォトマルチプライヤＰＭＴ６８２の前側に配
置され、レーザ１５６からの反射光を吸収するとともに
蛍光を透過させる。 この例１に示された方法は、培地が蛍光染料によって直
接染色されてもかなわない、例えば、細胞の生活能力の
指標となりうる生体染色法における試料として、この発
明のレーザ顕微鏡装置１０を用いた直接染色された微生
物を探知、計数、分析するため用いられる。 Ｎ２ 間接免疫蛍光分析（ＩＦＡ）においては、目的となる微
生物は、目的となる微生物の表面抗毒素に固有の第１の
非接合抗毒素に識別される。第１の抗毒素を認識するフ
ルオレセインイソチオシアネート接合（ＦＩＴＣ）の第
２の抗毒素が用いられて、第１の抗毒素を有する微生物
が蛍光性に識別される。この識別された微生物は、プレ
パラート表面に配置され、レーザ顕微鏡装置１０によっ
て画像形成される。例１と同様に、アルゴンレーザ】−
５６は、波長４８８ｎｓで試料を走査する。カット−オ
フ波長５３０ ｎｓの短波長吸収フィルタ、オリエル＜
０ｒｉｅ＋）コーポレーション製Ｎｏ５１３００は、フ
ォトマルチプライヤＰＭＴ６８２の前側に配置され、レ
ーザ１５６からの反射光を吸収するとともに蛍光を透過
させる。 この方法の成果は、用いられる抗毒素の反動力とその選
択探知可能性に大きく依存する。姻戚関係の小さい第１
及び第２の抗毒素を用いることによって、第２の抗毒素
に含まれる細分された探知されるべき微生物とのＦＩＴ
Ｃ共有結合を防ぐことができる。反動力の高い抗毒素を
用いることで背面蛍光が大きくなるので、微生物の探知
に所望の選択的探知可能性は低下する。 ＦＩＴＣ抗毒素を用いた微生物の識別によって、試料の
イースト細胞が直接染色され、スキャンされてレーザ顕
微鏡１０で探知される理由を示す。 イースト培養試料、即ち、トルロブシスーソルンシスＩ
（Ｔｏｒｕｌｏｐｓｌｓ ５ｏｎｏｒｅｎｓｉｓ ）
、メリーランド州ロックビルに所在する国際寄託機関
ＡＴＣＣのもとてＮｏ５６５１１として保管され、ＡＴ
ＣＣから入手可能である。１１０ｒ＋ｌがＹＭ倍溶液（
デフコ（Ｄｉｒｃｏ）研究所から入手可能である。）で
−夜培養され、１５ｒ＋ｌ用遠心分離管に用意される。 培地は、３０００Ｇ （重力加速度）、１０分間の遠心
分離によって、イースト小球に形成される。溶出液が除
去され、このイースト小球は、モル濃度０．１モル、ｐ
ｔ１９．２のカーボネイト／炭酸水素塩緩衝液１０ｍｆ
ｌに懸濁される。イースト試料は、この方法によって３
度洗浄される。 ２第１の懸濁されたイースト試料は、第２の１５ｍ１用
遠心分離管に用意され、モル濃度０．１モル（１０ｍｇ
／ 第１ ） 、９１１９．２のカーボネイト／炭酸水
素塩緩衝液０．４ｍ１）と混ぜられ、暗中に３０分間放
置される。２第１の緩衝液を用いた遠心分離法による３
回の洗浄で過度のＦＩＴＣ液が除去される。ＦＩＴＣに
よって識別されたイースト細胞は、黒ポリカーボネイト
フィルタ（ヌコレボア（Ｎｕｃｌｅｐｏｒｅ）コーポレ
ーションから入手可能である。）を用いて、真空中で濾
過され、１０ｍ１の緩衝液で洗浄される。このフィルタ
は、送風乾燥され、顕微鏡用スライドガラスの頂部に非
蛍光性オイルで濡されたカバー片とともに配置される。 アルゴンレーザ１５６は、波長４８８ ｎｔａで試料を
走査する。カット−オフ波長５ Ｂ ０ ｎｓの短波長
吸収フィルタ（コネチカット州スタッフオードに所在す
るオリエル（Ｏｒｉｅｌ）コーポレーション製）は、フ
ォトマルチプライヤＰＭ’７６８２の前側に配置され、
レーザ１５６からの反射光を吸収するとともに蛍光を透
過させる。 ＦＩＴＣによって識別されたイースト細胞は、首尾よく
レーザ顕微鏡１０によって画像形成される。ＦＩＴＣ’
は、試料における特定の微生物の探知、計数、分析のた
めに、免疫蛍光測定法における抗毒素、或いは、レクチ
ン蛍光分析法におけるレクチンに結合する一体的光発生
源を付加する、即ち、光発生源が付加される抗毒素或い
はレクチンによって微生物を識別する方法であって、こ
の発明のレーザ顕微鏡１０に利用される。 上述したビーム増幅装置ｔ８８” 〜８８°”” 及び
８８ ”””のいづれかは、第１図に示されている対象
物７０から発生され伝達されて、光ビームを増幅する増
幅袋Ｈ８８に結合される。また、上述したビーム増幅袋
Ｈ８８°〜８８ ””’及び８８°“°のいづれかは、
第３図に示されている光検出装置９０゛とハウジング３
５２との間の、対象物７０から発生され伝達されて、光
ビームを増幅する増幅装置８８に結合される。さらに、
上述したビーム増幅装置８８゛〜８８°°°°°及び８
８゛゛°°゛のいづれかは、第３図に示されている光検
出装置１６８と遮蔽板１６６との間の、焦点あわせ装置
に配置されている対象物７０から発生され伝達されて、
光ビームを増幅する増幅装置８８に結合される。 第７図には、第１図及び第２図に示されている装置に用
いられるプリアンプ回路１５２の詳細が示されている。 プリアンプ回路１５２の目的は、光検出器１４８からの
電流モードの出力をピクセルクロックモジュール１５４
で使用可能な電圧モード信号に変換することである。し
かし、この実施例における第７図に示されている回路は
、いかなるものであっても構わない。第７図に描かれて
いるプリアンプ回路１５２が用いられたとき、光検出器
１４８は、公知である逆バイアスモードで機能する。こ
の実施例に用いられているプリアンプ回路１５２は、ブ
ルーブラウン（Ｂｕｒｒ−Ｂｒｏｗｎ）コーポレーショ
ン製ＩＣデータハンドブック、チャプター１，１９８６
、の１８９頁の回路特性に関する記載を参照した公知例
と同様のものである。 プリアンプモジュール９４は、上述したプリアンプ１５
２と同様に形成される。しかしながら、第１図及び第２
図に示されているフォトマルチプライヤモジュール９６
は、光検出器９０゛へ高電圧を供給する。公知の技法の
一つに、この開示に先立ち、この発明者の設計したこの
発明の装置におけるプリアンプ回路１５２及びモジュー
ル９４に使用可能な多くのプリアンプ回路或いはモジュ
ールがある。 第８図には、第１図及び第２図に示されている装置に用
いることができるスキャン探知回路１３６の実施例が示
されている。このスキャン探知回路の詳細は、グツドマ
ンとロス（Ｇｏｏｄ＋ｍａｎ ａｎｄ Ｉ？ｏｓＳ〉に
よるレーザアプリケーションズ、Ｖｏｌ−４，１つ８０
．１７１〜１７３真の記載を抜出したものである。第８
図に示されている回路は、この発明におけるスキャン探
知回路に使用可能な例である。 しかしながら、この回路は、対象物を横切る各スキャン
の最初に、対象物７０の正確な位置を指示するフレーム
ストレーシコントロールモジュール１４０に十分に長い
信号を供給できるどんな回路が用いられても良い。 第９図は第２図のフレーム格納制御モジュール１４０お
よびオペレータコントロールパネル２０４の概略図であ
る。フレーム格納＄４ｍモジュール１４０の１つの目的
または機能は、コンピュータシステム８６内のデジタル
フレーム格納ユニット２７１を、目標に向けられた実際
の位置に同期させるための制御信号を発生することであ
る。フレーム格納制御モジュール１４０からの制御信号
にもとずいて、デジタルフレーム格納ユニット２７１は
サンプリングし、２値化し、光検出機構９０からの検出
信号を正確な周期で格納する。デジタル信号は目標７０
に向けられたビーム２４の位置に対応するメモリロケー
ションに記憶される。フレーム格納制御モジュール１４
０のもう１つの［１的は、ガルバノメータ５６の駆動電
流を調節して実際のビーム位置が正確にビーム基準信号
を追従するように、ガルバノ制御モジュール１１６によ
り飛揚されるビーム位置基準信号を発生することである
。 フレーム格納制御モジュール１４０は、フレーム格納制
御回路２２６と、スキャン−１回路２４２と、スキャン
−２回路２４４と、およびスキャン−３回路２４６とで
構成される。フレーム格納制御回路２２６は、第１乃至
第４のラインを介してスキャン−１回路２４２に接続さ
れる。第１乃至第４のライン２４８のうち、３本のライ
ンはフレーム格納制御回路からの信号をスキャン−１回
路２４２に供給するのに用いられる。残りの１本のライ
ンはスキャン−１回路２４２からの信号をフレーム格納
制御回路２２６に供給するのに用いられる。スキャン−
１回路２４２は３本のライン２５０を介してスキャン−
２回路２４４に接続されている。３本のラインのうち２
本はスキャン−２回路２４４からの信号をスキャン−１
回路に供給するのに使用され、残りの１本のラインはス
キャン−１回路２４２からスキャン−２回路２４４に供
給するのに使用される。ライン２５２３はライン２５０
の１本（すなわち、スキャン−２回路２４４からの信号
をスキャン−１回路２４２）に供給するライン）をフレ
ームもしくはイメージ格納制御回路２２６に接続し、ス
キャン−２回路２４４からの信号をフレーム格納＄１
ｍ回路２２６に供給する。ライン２５４はフレーム格納
制御回路２２６をスキャン−２回路２４４に接続し、フ
レーム格納＄制御回路２２６からの信号をスキャン−２
回路２４４に供給する。９本のラインから成るデータバ
スはスキャン−２回路２４４をスキャン−３回路２４６
に接続し、信号を供給する。 フレーム格納制御モジュール１４０は、ライン１３８を
介してスキャン検出回路１３６からフレーム格納＠御回
路２２６に信号を入力し、ライン１７６を介して、回転
開始検出器１７４からフレーム格納制御回路２２６に信
号を入力し、ライン１５３を介してピクセルクロックモ
ジュール１５４からフレーム格納制御回路２２６に信号
を入力し、ライン２２８を介してオペ°レータパネル２
０４の制御スイッチ２３０からスキャン−１回路２４２
に信号を入力する。さらに、各々が１２本の信号路すな
わちラインで構成された２本のデータバス２３２を介し
て、オペレータパネル２０４上のつまみスイッチのよう
なスイッチ群２３４からのスキャン−２回路２４４に信
号を入力する。フレーム格納制御モジュール１４０は３
本のラインを介して信号をフレーム格納＄制御回路２２
６からコンピュータシステム８６に信号を供給
折材料や蛍光対象などのサンプルを拡大検査する走査型
レーザー顕微鏡システムに関する。 （従来の技術） 物の細部や構造の検査には何年にも渡って光学顕微鏡が
使われてきた。通常の顕微鏡は典型的には対象が全体と
して照明される像の種類を使用する。対象を伝わる光又
は対象から反射される光は、対物レンズにより中間像平
面に結像される。この中間像平面は接眼レンズにより観
察されるか、テレビカメラにより走査される。 従来の顕微鏡検査法の欠点は、対象の一点から散乱光が
像の別の部分の中間像平面に到着することにより、像の
各所間のコントラストが劣化することである。この効果
は走査顕微鏡システムにより最小限に抑制することがで
きる。 光学走査顕微鏡検査法では点毎に対象を照射し、伝達さ
れたり、反射されたり、離れたり、発生したりした光を
連続した各点で測定する。像は点毎の明るさのｎ１定結
果を組み合わせることにより適切な表示手段により表示
される。レーザーの出現により、単一波長の光を微小点
に収束させることがｉＪ能となったので、光学的走査顕
微鏡検査法の点毎の解像度は改善された。走査顕微鏡シ
ステムの詳細に関しては、１９８４年にＡｃａｄｅｍｉ
ｃ Ｐｒｅｓｓから出版されたＶｌｌｓｏｎ ａｎｄ
５ｈｅｐｐａｒｄ、 −Ｔｈ６０ｒｙ ａｎｄ Ｐｒ
ａｃｔｉｃｅ ｏｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ ０ｐｔ
ｉｃａｌ Ｍｌｃｒｏｓｃｏｐｙ″の３−９頁を参照
されたい。 観察対象が異方性である場合は非常に複雑化する。異方
性材料を透過する光は、異なる速度で異なる方向に進む
。偏光は、異なる偏光角での伝播速度の相違により更に
影響を受ける。 複屈折材料は３軸異方性であるかもしれない。 更に、軸方向毎に異なる速度で光を透過させる複屈折材
料は、異なる２方向に光線を反射して２本の光線を形成
するかもしれない。複屈折材料を透過した偏光の収束ビ
ームは、通常の顕微鏡や走査顕微鏡で観察しても、干渉
縞効果が生じ、明暗の「縦縞」やｒ輪Ｊが形成される。 この効果に関しては、ＭｃＧｒａｗ−８１１１社から１
９７６年に刊行されたＪｅｎｋｉｎｓ ａｎｄ Ｗｈｉ
ｔｅの−Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ ０ｐｔｉｃ
Ｓ”の５７６−５７９頁を参照されたい。 このような象の明るさの変化により、介在物、結晶格子
転位、粒子の境界、空格子点、格子間型などの僅かな特
異点の検出ができなくなる。明るさの均一な領域だけが
検査可能である。従って、像の僅かな部分だけが対象の
検査に用いられる。 このため、対象の所定領域を何度も観察しなければなら
ない。 電子光学装置の製造に当って適切な費用で機能的装置を
大量に生産するには、基板材料の質の知識が重要である
。分子配向ポリマーやたの複屈折材料の製造に当っては
、材料の質の知識が同様に重要である。 共焦レーザー走査顕微鏡は、解像度が改善され深さを識
別できる点で通常の顕微鏡とは異なる。 蛍光レーザー走査顕微鏡検査法は従来の蛍光顕微鏡検査
法より優れている。光を標本の非常に小さい点に収束さ
せることができ、非常に小さな蛍光体を検出することが
できる。従来の蛍光顕′ＲＬｍ検査法では、焦点の合っ
ていない蛍光は、焦点の合っている標本層からの蛍光を
比較的強く妨害する。一方、共焦レーザー走査顕微鏡で
は、焦点の合っていない蛍光は、焦点の合っている標本
層からの蛍光を極僅かに妨害するだけであ・る。 この発明の目的は、材料その他の標本の微細な詳細や構
造の検出又は特徴付けの助けをする改善された走査型レ
ーザー顕微鏡システムを提供することである。 この発明の別の目的は、材料や標本を透過したり、材料
や標本で反射したり、材料や標本から生じた光を増強し
て、材料や標本と異変や対象領域とのフントラストを強
くする手段を提供することである。 この発明の更に別の目的は、対象の深さの識別や蛍光顕
微鏡検査に使用可能な単一走査型レーザー装置を提供す
ることである。 この発明の更に別の目的は、材料や標本を透過したり材
料や標本から反射してきた走査ビームにより検出された
光を表示する信号を処理する非常に精密な手段を提供す
ることである。 （発明の概要） この発明は以上の目的を達成するものであり、一つには
対象の特徴を捕らえる助けをする走査型レーザー顕微鏡
システムに関する。この発明の走査型レーザー顕微鏡シ
ステムは、軸を有し、線形偏光され、実質的にコリメー
トされた、第１の単波長レーザビームを発生する第１の
レーザと；対象物の走査面を横切る第１の方向と、この
第１の方向と直交する第２の方向とにレーザビームをラ
スター走査方式により走査する走査手段と一対象物の走
査部分と他の部分との間のコントラストを高くすること
により対象物からの光を増す手段と； この増す手段からの光を検出し、この検出光の強度を示
す電気信号を発生する手段と；この検出光から対象物の
走査面を示す象を形成する手段とを具備している。 更に、この′発明によれば、走査型レーザー顕微鏡装置
は、 材料の走査面上をラスター走査する光学系と、この材料
からの先ビームを検出し、検出された光ビームの強度を
表わす信号を発生する手段と、前記材料の走査面上で第
１方向の光ビーム位置を表わすピクセルクロック信号を
発生する手段と、前記材料の走査面上で前記第一方向に
直交する第二方向において光ビームを所望ビーム位置に
位置させる手段と、 検出された光信号を記憶する手段と、 前記第一方向のピクセルクロック信号及び前記第二方向
の所望位置に基づいて前記記憶手段に制御ｌ３号を与え
て前記材料の走査面上のビーム位置に対応した記憶位置
に前記検出信号が記憶されるように前記記憶手段を同期
させる手段と、前記材料の走査面を表わす像に前記記憶
信号を変換する手段と、を備えている。 また、この発明によれば、走査型レーザ顕微鏡装置は、 軸を有し、第１の直線偏光され、ほぼ平行な、単波長光
ビームを発生する第１のレーザと、 対象物の走査面を
横切る第１の方向と、第１の方向と垂直に対象物の走査
面を横切る第２の方向にビームをラスター走査する走査
手段と、 前記対象物からの光を強調する強調手段と、前記強調手
段からの光を検出し、検出された光の強度を示す電気信
号を発生する手段と、検出された光から対象物の走査面
を示す画像を形成する形成手段とを備え、 前記走査手段は、回転軸に対して回転ｉｊＪ能かつ多数
の反射面を周面に備え、前記反射面の一つがビームを受
ける位置に設けられるローターと、前記ローターを回転
させ、対象物の走査面を横切る第１の方向にビーム軸を
走査する手段と、前記ローターからのビーム軸を入射角
を変えて第１の点に向ける第１の光学手段と、 ローター軸に垂直かつ前記第１の点を横切るミラー軸に
対して回転可能に設けられ、前記第１の光学手段からの
ビームを受ける位置に設けられる平面反射鏡と、 前記平面反射鏡に連結され、ミラー軸に対して反射鏡を
移動させ、対象物の走査面を横切る第２の方向にビーム
を走査し、結果として、前記平面反射鏡から反射される
ビーム軸に垂直な面にラスター光パターンを定めるガル
バノメーターと、前記反射鏡からのビーム軸を入射角を
変えて第２の点に向ける第２の光学手段と、 第２の点に配置され、前記第２の光学手段からのビーム
を受け、対象物の走査面にビームを結像するフラットフ
ィールドアポクロマート対物レンズと、を備でいる。 （実施例） 以下、図面を参照しながらこの発明の実施例について詳
細に説明する。 第１図には、この発明に係る走査型レーザ顕微鏡装置１
０の斜視図が示されている。顕微鏡装置１０は光学テー
ブル１２上に設けられており、この光学テーブルは振動
を減少および吸収可能に形成されている。光学テーブル
１２は、中実のアルミニウムから成る天板部１４、底板
部、及びアルミニウムから成る中間ハニカム部で構成さ
れた積層水平構造を備えていてもよい。なお、位置振動
を一層減少させるために、積層水平構造は空気サスペン
ションに支持されていてもよい。 光学テーブル１２の天板部１４上には、へりラム−ネオ
ンレーザ２０のような第１の光源２０が設けられている
。光源２０として、カリフォルニア、カールスパッドに
あるヒユーズ・エアークラフト株式会社から入手可能な
レーザモデル第３２２５−）ｌ−Ｐが適していることが
判明している。レーザ２０は、直線偏光のほぼ平行光と
なった単波長の光ビームを出射する。ビームの波長は６
３２．８ナノメータであり、直径約１ミリメータの円形
横断面を有する可視可能な赤色ビームとなる。レーザ２
０にはビームエキスパンダーφコリメータアッセンブリ
２２が接続され、このアブセンブリはビームの径を約３
ミリメータに拡径およびコリメートする。上記目的のた
め、カリフォルニア、フォーテインバレーにあるニュー
ボート株式会社から入手可能なモデル第１１１−３Ｘの
ような３Ｘビームエキスパンダを使用することができる
。 拡径されたビーム２４は、回転自在なロータ３０の外周
囲２８に設けられた複数の反射面２６の１つに向けられ
る。顕微鏡装置１ｏに必要な設置スペースを削減するた
め、実施例によれば、レーザ２０からの拡径ビーム２４
は、まず、ダイクロイックビームスプリッタ３２の反射
面により、水平面内で９０度反射される。ビームスプリ
ッタ３２として、ニューメキシコ、アルブクエークのＣ
ＶＩレーザ株式会社から入手可能なモデル第４８８０７
−０３２８Ｒのダイクロイックビームスプリッタを用い
ることができる。スプリッタ３２からのビーム２４はミ
ラー３４により垂直方向上方に９０度反射される。ミラ
ー３４としては、ニューヨーク、ロチェスタのメルス・
グリオツドから入手可能なモデル第０１ＭＰＧＯＯ７の
ようなミラーが使用される。 ミラー３４に反射されたビーム２４は、２４インチ四方
の中実板からなるパン切り板状の板３８に形成された孔
３６、およびロータ３０を支持しているアッセンブリの
基板４６を通してロータの１つの反射面２６に導かれる
。板３８は互いに離間した４つのポスト４０により光学
テーブル１２に接続及び支持されている。 ロータ３０は検流計アッセンブリ４２の一部を構成して
おり、アリシナ、ホエニブクスのリンコルレーザ株式会
社から入手可能な検流計アッセンブリ第１８８７５１１
−２３ＮＤ−２−１００のような検流計アッセンブリが
使用される。このアブセンブリ４２はシャフトを有する
モータを備え、ロータ３０はシヲフトに回転自在に支持
されているとともにモータによって回転される。モータ
及びロータ３０は、２つの窓を有するハウジング内に支
持されている。 一方の窓は、ミラー３４から１つの反射面２６へのビー
ム２４の通過を許容するとともに、この反射面で反射さ
れハウジングの外方へ向かうビームの通過を許容する。 他方の窓は、ハウジングのほぼ反対側に設けられ、ロー
タ３０の他の反射面に向かう他のビームの通過および他
の反射面で反射されハウジングの外方に向かうビームの
通過を許容する。ハウジングは例えばボルトにより支持
アッセンブリに取り付けられており、支持アッセンブリ
は基板４６に接続された垂直板４４を備えている。基板
４６及び垂直板４４は間接片、つまり屈曲片４８により
連結される。 ビーム２４はロータ３０で反射され、それにより、ビー
ムの周縁位置は垂直方向Ｘに移動され、ロータ３０から
離れる程、Ｘ方向に大きな距離移動される。 第１及び第２の両凸レンズ５０．５２を有するリレーレ
ンズアッセンブリが設けられ、このアッセンブリはビー
ムをミラー５４の平坦な第１の反射面に導く。適当な両
凸レンズ５０．５２として、前述したメルスーグリオッ
ト株式会社の部品箱０ｌ−ＬＤＸ １１５１０７ｇが使
用される。第１の両凸レンズ５０はビームをＹ方向に移
動する点に収束する。Ｙ方向の走査の中間位置における
収束点から第１のレンズ５０の反対側に等距離だけ離間
して、第２の両凸レンズ５２が設けられている。第２の
レンズ５２は、ビームをミラー５４の固定スポットに種
々の入射角にて入射させる。なお、第１図において、第
１及び第２のレンズ５０．５２上に示された円は各レン
ズ上におけるビームの周縁位置をそれぞれ表わしている
。 ミラー５４は検流計５６に接続され、これらは共同して
検流計アッセンブリ５８を構成している。 適当な検流計５６は、マサチューセッツ、ウォータタウ
ンのジェネラルスキャニング株式会社から入手可能な部
品箱Ｇ１２０Ｄを適用することができる。 ミラー５４は第１の反射面と平行な第２の平坦な反射面
を有し、この第２の反射面については後述する。上記目
的のミラーとして、５ｓｓＸ ５ｍ５Ｘ ｉ−一の両面
平面鏡が適している。このようなミラーは、マサチュー
セッツ、ウィンチエスタ−にあるスペクトロ−フィルム
カンパニーから入手することができる。ミラーの両手坦
面は垂直平面内に位置している。検流計５６は、ミラー
５４を垂直軸、つまり、ミラーの中心を通る線の回りで
後方及び前方（一方向に続いて反対方向へ）回動させる
。 ビーム２４の中心は、この垂直線と直角に交差する。ま
た、垂直線はロータ３０の軸に対して直角に伸びている
。検流計５６は、２つのラインを有するケーブル１１８
を介して検流計、つまり、検流制御モジュール１１６か
ら送られる電気的制御信号に応じて作動する。 検流計５６の前方及び後方への移動は、ロータ３０によ
るＸ方向への移動と組み合わされた際、ビームがラスタ
ー走査パターンで移動するような角度でミラーによりビ
ームを水平方向Ｙ内に反射させる。ここで、ビームの周
縁位置は、ミラー５４から離間する程、Ｘ及びＸ方向に
大きな距離だけ移動する。従って、ラスターパターンの
寸法は、ミラー５４からの距離の増加に伴って増加する
。 第３、第４、及び第５の両凸レンズ６０、−６２．６４
を有し、ビームを平面鏡、つまり、ビームスプリッタ６
６へ導く第２のりレーレンズアッセンブリが設けられて
いる。第３及び第４のレンズ６０．６２はラスター走査
パターンを１点に変換する。カリフォルニア、フォラテ
ィンにあるニューボート株式会社は、焦点距離６３■■
の両凸レンズを部品箱ＫＢＸ−１４５ＡＲ１４として販
売しており、この両凸レンズは第３及び第４のレンズ６
０．６２に適している。例えば、ニューボート株式会社
から部品箱ＫＢＸ−１６３ＡＲ１４として販売されてい
る焦点距離１７６５ｍのような第５のレンズ６４は、第
３及び第４のレンズ６０．６２により１点に収束された
ビームを再度平行ビームに変換する。また、第５のレン
ズ６４は、ラスターパターンを平面アポクロマートレン
ズ６８上の固定スポットに収束し、固定スポットにおけ
るビーム２４の入射角はラスターパターンに応じた方向
に沿って変化する。第５のレンズ６４と固定スポットと
の間には、小型化および便宜上、ミラーあるいはビーム
スプリッタが選択的に配設され、ビームをレンズ６８に
向かって下方に導く。 レンズ６８としては、基本的な顕微鏡の対物レンズ、例
えば、ニュージャージ、ロックレイスのイー・レイツ有
限会社からレンズ第５１９８９２−８．３Ｘ。 ２ＮＡあルイハレンズ第５１９５０９−４０Ｘ、７５Ｎ
Ａとして入手可能なレンズが使用される。そして、レン
ズ６８は、使用される特定のレンズ６８の倍率あるいは
開口数に応じた寸法にビームを収束する。 レンズ６８を通過した後、ビームは分析される対象物、
つまり物質７０に接触する。顕微鏡装置１０は、例えば
、配向されたポリマーフィルムや、リチウムニオベート
、ポタジウムチタニルフ中スフエート（ＫＴＰ） 、バ
リウムチタネート、あるいはビズマスシリコンオキサイ
ド（Ｂ Ｓ Ｏ）のウェファ等の結晶性物質のような複
屈折、半透明物質の分析に特に適している。 対象物７０は、走査ステージアッセンブリ７４の可動板
７２に形成された孔の上方に載置される。 アッセンブリ７４は、回動板７２と、位置決めセンサー
に反応して可動板７２を第１の方向（例えばＸ方向）に
移動させるモータを備えた第１の直線位置決めアッセン
ブリ７６と、回動板７２を第１の方向と直交する第２の
方向（例えばＸ方向）に移動させる類似の第２の直線位
置決めアッセンブリ７８と、走査ステージキーバッド−
表示ユニット８０と、ケーブル、つまり、電気ライン８
４を介して位置決めアッセンブリ７６．７８、キーバッ
ド−表示ユニット８０及びコンピュータシステム８６に
接続されたステージ制御モジュール８２と、を備えてい
る。図示の走査ステージアッセンブリ７４は、ニュージ
ャージ、ロックレイスのイー・レイツ有限会社から部品
箱Ｍ８７２０７０ Ｓ−２０００として入手することが
できる。 対象物からの屈折、拡散及び／あるいは反射されたビー
ムのほとんどの部分は、ビーム増強アッセンブリ８８を
通過する。ビーム増強アッセンブリ８８は、このアブセ
ンブリ８８を通過する光が円筒ハウジング内の光増倍管
（ＰＭＴ）によって検出されるように、光検出アッセン
ブリ９０上に載置されている。光増倍管及び円筒ハウジ
ングは光検出アッセンブリ９０を構成している。この発
明に使用可能な光検出アッセンブリ９０は、ペンシルバ
ニア、ロンキャスターのバール工業（以前のＲＣＡ）か
ら部品箱８６４５Ｒとして入手することができる。 光増倍管（ＰＭＴ）は感知した光を電気信号に変換し、
その信号を同軸絶縁ケーブル等のライン９１を通して補
助増幅モジュール９４及び光増倍管制御モジュール９６
に送り、更に、同軸絶縁ケーブル等のライン９３を通し
てコンピュータ８６へ送る。 板３８上には、基板１０４上のサポート１０２により第
２の光源９８が支持されている。同様の載置構造を用い
て、第１の光源を光学テーブル１２に接続することがで
きる。第２の光源９８としては、ヒユーズ・エアークラ
フト株式会社から入手可能なモデル第３２２１１１−Ｐ
のようなヘリウム−ネオンレーザを使用することができ
る。このようなレーザ９８は、径１第１Ｉｍのほぼ平行
化された先ビームを出射する。第２の光源９８は、ビー
ムスプリッタ１０６を通して板３８の上面とほぼ平行な
方向にビームを向けるように位置決めされている。 ビームスプリッタ９８として、前述したメルスーグリオ
ットから人手可能なキューブビームスプリッタ０３−Ｂ
ＳＣ−００９を使用することができる。ビーム１００の
第１の部分１０８は、ビームスプリッタ１０６と、拡散
した光を遮蔽する調整可能な虹彩をＨする第１のビーム
ストップ１０７とをほぼ直線的に通過して平面ミラー１
０９に入射する。平面ミラー１０９はビームの第１の部
分１０８をミラー５４の平坦な第２の反射面に向ける。 検流計５６によって駆動されるミラー５４はビームの第
１の部分１０８を水平面内で走査状に移動させる。 続いて、第１の部分１０８は第１のレンズ５０と同様の
第６の両凸レンズ１１０を通過し、このレンズ１１０は
第１の部分１０８を１点に収束する。水平面内で移動す
る上記の点は光位置センサー１１２上に向けられる。こ
の光位置センサー１１２としては、カリフォルニア、セ
グンド Ｅｌのファントラッドから入手可能な位置セン
サーＰＳ−１００−５００を使用することができる。 センサー１１２上におけるビームの第１の部分１０８の
移動は、対象物７０上におけるビーム２４の一方向への
移動に類似している。センサー１１２は、検知した光を
センサー１１２上におけるその光の位置を示す電気信号
に変換し、これらの電気信号を３つのラインを有するケ
ーブル１１４を通して検流計ｆｉ制御モジュール１１６
に供給する。 第２のレーザ９８、ビームストップ１０７、ミラー１０
９、検流計５６、ミラー５４の第２の反射面、第６のレ
ンズ１１０、センサー１１２、及び検流計制御モジュー
ル１１６は、光連結サーボシステムとして作用する。 一方、ビーム１００の第２の部分１２０は、スプリッタ
１０６により第１の部分１０８から分離される。ビーム
の第２の部分１２０は第１のビームストップ１０７と同
様の第２のビームストップ１２２を通ってビーム操舵装
置に入射し、更に、平面ミラー１２４、検流計アッセン
ブリ４２のノ＼ウジングの第２の窓を通して、ロータ３
０の反射面の他の１つに入射する。ビーム操舵装置とし
ては、前述したニューボート株式会社から入手可能なモ
デル第８７５を使用することができる。ロータ３０は第
２のビーム部分１２０を第２の窓の外に反射して垂直方
向Ｘへ移動させる。続いて、第２のビーム部分１２０は
第７の両凸レンズ１２６を通過して第２のビームスプリ
ッタ１２８に入射し、このビームスプリッタは第２のビ
ーム部分を分離し第３のビーム部分１３０を２重光検出
器、つまり、センサー１３２へ向ける。センサー１３２
としては、カリフォルニア、ニューベリーパークのシリ
コンディテクタ株式会社から人手可能なバイセル５Ｄ−
１１３−２４−２１−０２１スプリツトフオトデイテク
タを使用することができる。センサー１３２は、このセ
ンサーの第１の部分、続いて第２の部分を横切るビーム
の通過を示す電気信号を供給する。 これらの電気信号はライン１３４を通して走査検出回路
１３６へ送られる。走査検出回路１３６は、ライン１３
８を通して電気信号をコンピュータシステム８６及びフ
レーム、つまり、結像ステージ制御モジュール１４０へ
送る。 第４のビーム部分１４２は、第２のビームスプリッタ１
２８を通ってほぼ直線的に進み、例えば、１インチ当り
５０ラインを有するロンキー格子１４４に入射する。第
４のビーム部分１４２がロンキー格子１４４を横切って
進む際、このロンキー格子は第４のビーム部分の遮蔽お
よび通過を所定のパターンで繰り返し、第４のビーム部
分を変調する。続いて、変調された第４のビーム部分１
４２は第８の両凸レンズ１４６を通ってピクセルクロッ
ク光センサ−１４８に入射する。このセンサー１４８は
検出した光の強度に比例した電気信号を発生する。この
目的を達成するセンサーであればどの様なセンサーでも
よいが、前述したシリコンディテクタ株式会社から入手
可能なシリコン光検出器５Ｄ−１７２−１２−２２−２
２ｉが上記目的を満たすことが判明している。センサー
１４８からの情報は、ケーブル１５０を介して補助増幅
回路１５２、ピクセルクロックモジュール１５４、続い
て、フレームステージ制御モジュール１４０へ送られる
。 ニューヨーク、エルブリッジにオフィスヲ持つスカンー
エーマチックから入手可能なモデル第８３５１Ｇのよう
な回転始動検出器１７４は、ロータ３０上のブロックマ
ークの存在を検出し、このブロックマークが検出器１７
４を通過したことを示す信号をケーブル１７６を通して
フレームステージ制御モジュール１４０に送る。 第１の光源２０の代わりに使用可能な第３の光源１５６
を設けることもできる。この場合、第３の光源１５６は
第１の光源２０に類似した光を供給するとともに、種々
の異なる波長に切換え可能であることが必要となる。こ
のような光源として、カリフォルニア、フリーモントの
レクセル株式会社から人手可能なアルゴン−イオンレザ
ーモデル６５が知られている。特定のレーザが出射する
１つの波長は４８８ナノメータであり、可視可能な音色
光である。また、第３の光源１５６は光学テーブル１２
上に配置され平面ミラー１６０にビーム１５８を出射す
る。そして、平面ミラー１６０はビーム１５８を反射し
てビームスプリッタ３２に導き、第１の光源２０からの
ビーム３２に置き換える。 また、顕微鏡装置１０は共焦構造を選択的に備えていて
もよい。顕微鏡装置１０における共焦溝造は、試料の多
焦点膜に於ける光の検出、検出された光に対応する信号
の蓄桔、及びこれらの信号の３次元像形成を可能とする
。 このような共焦構造は、基板４６と検流計アッセンブリ
４２との間におけるビーム２４の通路内に配置されたビ
ームスプリッタ１６２と、レンズ６８と同様な顕微鏡の
対物レンズ１６４と、ピンホール開口１６６と、ライン
１７０を介してコンピュータに接続された光センサ−１
６８と、を備えている。光センサ−１６８としては、例
えば、前述したプール工業から人手可能な光増倍管８８
５０を使用することができる。第１の光［２０からのビ
ーム２４は、前述したように、ビームスプリッタ１６２
を通ってロータに入射し、最終的に、レンズ６８に入射
する。ビーム２４の一部は、対象物で反射し、レンズ６
４．６２．６０を通って再度光路を反対方向に進み、ミ
ラー５４で反射してレンズ５２．５０を通り、更に、ロ
ータで反射してビームスプリッタ１６２に入射する。ビ
ームスプリッタ１６２は反射ビームの一部を反射しレン
ズ１６４及びピンホール開口１６６を通してセンサー１
６８へ導く。そして、センサー１６８は対象物７０の反
射率の関数である電気信号を発生する。この電気信号は
、コンピュータシステム８６に到達する前に、図示しな
い補助増幅モジュール９４°によって増幅され、図示し
ない光増倍前制御モジュール９６°によって制御される
。これらのモジュール９４’ ９６°は、それぞれ
モジュール９４．９６と同一の構成を用いることができ
る。 上述した構成部材、つまり、種々のレンズ、ビームスブ
リ・？夕、ミラー ピンホール開口、ロンキー格子、及
びセンサーは、長さ調整可能ホルダ１７２により支持板
上に配置および支持される。 前述したニューポート株式会社から入手可能なホルダＶ
ＰＨ−３するイＧｅｔ ＶＰＩ−４ハホルダ１７２に適
している。 第２図は、第１図に示された走査型レーザ顕微鏡装置１
０を明瞭にするために重複部分を省略して示す簡略化さ
れたブロック図である。第２図に示すように、顕微鏡装
置１０は前述した光学系２０２、補助増幅モジュール９
４、光増倍前制御モジュール９６、コンピュータシステ
ム８６、ステージ制御モジュール８２、走査ステージキ
ーバッド−表示ユニット８０、走査ステージアッセンブ
リ７４、検流計制御モジュール１１６、走査検出回路１
３６、補助増幅回路１５２、ピクセルクロックモジュー
ル１５４、フレームステージ制御モジュール１４０、及
び操作パネル２０４を備えている。 光学系２０２、特に、光学系内の光センサ−１４８は、
信号を補助増幅回路１５２に送るとともに補助増幅回路
からバイアス電圧を受けるケーブル１５０を通して補助
増幅回路１５２に接続されている。この補助増幅回路１
５２は、信号を送るケーブル１５１によりピクセルクロ
ックモジュール１５４に接続されている。また、ピクセ
ルクロックモジュール１５４は送信ケーブル１５３を介
してフレームステージ制御モジュール１４０に接続され
ている。 光学系２０２、特に、２重光センサ−１３２は、信号を
走査検出回路１３６に送るとともに走査検出回路からバ
イアス電圧を受けるケーブル１３７を通して走査検出回
路１３６に接続されている。 この走査検出回路１３６は、信号を送るケーブル１３８
によりフレームステージ制御モジュール１４０に接続さ
れている。 また、光学系２０２の内、位置センサー１１２は、検流
計ｉ！Ｊ ａモジュール１１６に信号を送るとともに制
御モジュール１１６からバイアス屯圧を受けるケーブル
１１４を介して検流計制御モジコール１１６に接続され
ている。この検流５１制御モジユール１１６は、駆動電
流を送るケーブル１１８により検流計アッセンブリ５８
に接続されている。また、検流計制御モジュール１１６
は、ライン２１０を通してフレームステージ制御モジュ
ール１４０に接続され、このモジュール１４０から信号
を受ける。 光学系２０２の回転始動検出器１７４は、ケーブル１７
６を通してフレームステージ制御モジュール１４０に接
続され、このモジュール１４０に信号を送るとともにモ
ジュール１４０から出力を受ける。 更に、光学系２０２、特に、光検出アッセンブリ９０は
送信ライン９１を介して補助増幅モジュール９４に接続
され、この補助増幅モジュールは送信ライン９５を介し
て光増倍管制御モジュール９６に接続されている。また
、光増倍管モジュール９６は制御電圧を送るライン９７
を介して光学系２０２、特に、光検出アブセンブリ９０
に接続されている。光増倍管制陣モジュール９６は検出
光あるいはビデオ信号を送るライン９３を通してコンピ
ュータシステム８６に接続されている。 コンピュータシステム８６は、ケーブル８４によりステ
ージ制御モジュール８２に接続されている。この制御モ
ジュール８２は、順番にケーブル８４により走査段階ア
ッセンブリ７４及び走査段階キーバッド及び表示ユニッ
ト８０に接続されている。コンピュータシステム８６は
、フレーム保存制御モジュール４０からの信号を受信す
るために電線２１６により接続されている。 フレーム保存制御モジュール１４０は、信号を操作パネ
ル２０４に送り、操作パネル２０４からの信号を受信す
るために電線によって接続されている。 第３図を参照すると、本発明の好ましい実施例に使用さ
れる断面で示した部品と共に変形された顕微鏡ベース３
００の詳細な側面図が描かれている。他の部品は、図面
を明確にするために省略されている。このベース３００
は、中間部３０６により上部３０４に接続された下部３
０２を有している。光検出アッセンブリ９０は、下部３
０２における孔３０８に部分的に嵌合されている。上部
３０４は、上面３１０を有している。トラック３１２は
、１つ以上の捩子３１４によって上面３１０に接続され
ている。このトラック３１２は、第３、第４及び第５の
両側凸レンズ６０．６２及び６４を保持している。 様々な手段がトララック３１２上のレンズを保持するた
めに使用できる。第３図には、Ｃリングのような支持リ
ング３１８により環状のレンズホルダ３１６に保持され
たレンズ６０及び６２が示されている。′第３図を参照
すると、レンズホルダ３１６は固着捩子３２２により環
状サポート３２０に接合されている。レンズ６４は、支
持リングまたは・部材３２３により環状サポート３２０
に接合されている。サポート３２０及び３３０は、捩子
３２６によりクランプ３２４に連結されている。 クランプ３２４は、トラック３１２に接続され、これに
沿って位置決めできる。クランプ３２４のうちいずれか
１つがトラック３１２に沿って移動する際に、サポート
をクランプ３２４に対して保持する捩子３２６の１つの
頭部は、トラック３１２の隙間溝３２８内を移動する。 反射鏡またはビームスプリッタ６６は、開口３３８及び
下部フランジ３４０を有する環状ＩＥ１３３６内に保持
されている。環状壁３３６は、通路３２４を取り囲んで
いる。フランジ３４０は、通路３４２を取囲むありつぎ
保持具３４４に支承されている。上部３０４の通路３４
６は、通路３４２を平面アポクロマート顕微鏡対物レン
ズ６８に接続する。レンズ６８は、回転ター・レットア
ッセンブリ３４８上に配置された複数のレンズのうちの
１つである。スペーサリング状ブロック３５０は、環状
壁３３６の周囲及びフランジ３４０上に付着されている
。ノ＼ウジング３５２は、反射鏡６６にわたるスペーサ
ブロック３５０上に配置されている。捩子３５６は、フ
ランジ３４０と、スペーサブロック３５０と、ハウジン
グ３５２とを互いに接続している。 保持具３４４、ブロック３５０、及びフランジ３４０の
厚さは、反射鏡またはビームスプリッタ６６を直列にす
るように選択され、またレンズ６４からのビームを遮る
ように、平面アポクロマート顕微鏡対物レンズ６８にビ
ームを導くように選択されている。ベース３００の上面
３１０は、部品の直列配置を助けるように、異なる高さ
にすることができる。例えば、第３図で上面３１０は、
保持具３４４が部分的に嵌合され下部を有し、またトラ
ック３１２が取付けられた上部を有している。 第２の増幅アッセンブリ８８は、対象物からの反射光が
通路３４６．３４２、及びビームスプリッタ６６を通過
した後に、この反射光を受けるためにビームスプリッタ
６６の上方に配置することができる。この第２の増幅ア
ッセンブリ８８の好ましい実施例は、第６Ｂ図に描かれ
ている。他の光検出アッセンブリ９０゛は１第２の増幅
手段８８からの反射光を受けるように配置されている。 他の光検出アッセンブリ９０゛は、アッセンブリ９０に
よって代表することができる。さらに、アッセンブリ９
０−からの信号は、（モジュール９４及び９４−と同様
の）予備増幅モジュール９４（モジュール９６及び９６
゛と同様の）光検出制御モジュール９６′、その後、コ
ンピュータシステム８６、特に例えば、フレームバッフ
ァ２７８に移送される。 第３Ａ図を参照すると、（イー・レイツ型の）顕微鏡の
側面図が描かれている。型式名はイルゴラックス （エ
ルゴルックス）で、第３図に示すように形成することが
できる。この顕微鏡は、孔３０８を有する下部３０２を
備えている。光Ｒ（図示せず）及び反射鏡３６０は、典
型的には下部３０２内に装着され、光源から孔３０８に
装着されたレンズ３５８を介して移送される光の直線上
に配置されている。本発明の目的では、光源、反射、ｍ
３６０、及びレンズ３５８を外すことができ、光検出ア
ッセンブリ９０が孔３０８に部分的に嵌合されでいる。 この顕微鏡は、さらに照射アッセンブリ３６２、フィル
タアッセンブリ３６４、及びベース３００の上部に３０
４に装着されたハウジングを備えている。本発明の目的
では、照射アッセンブリ３６２及びフィルタアブセンブ
リ３６４は外され、上面３１０は、トラック３１２を装
着するために平面に加工され、ハウジング３５２は、上
述のように位置を変更されている。 この顕微鏡は、さらにステージアッセンブリ３６８及び
上部及びアイピース３６６を有している。 これらは本発明の目的から外すことができる。コンピュ
ータは、典型的なステージアッセンブリ３６８用に置換
され得る上述の捜査ステージアッセンブリ７４を制御す
ることができる。 第４図及び第４Ａ図を参照すると、本発明に係わるビー
ム増・幅アッセンブリ８８の第１実施Ｎ８８′が描かれ
ている。この第１のビーム増幅アッセンブリ８８″は、
光検出アッセンブリ９０を収容し、回転可能に取付ける
ための円筒状の開口または通路４０２を有する下部ハウ
ジング４００を備えている。親指捩子４０４は、ハウジ
ング４００をアッセンブリ９０に固着ために下部ハウジ
ング４００の孔を通して螺着されている。 ハウジング４００は、光遮蔽部材または保持板４０８を
収容するための溝４０６を有し、この保持板４０８は、
溝４０６内で直線方向にスライドできる。トラックピー
ス４１０は、保持板４０８のほぼ長方形の孔４１２内に
延出し、孔４１２を通ってスライドできる。リングまた
はホルダーシート４１４は、エポキシによって溝内にお
けるに下部ハウジングの環状開口４０２内に延出してい
るトラックピース４１０の一端に接着されている。 リング４１４は、環状フィルタホルダ４１６の周囲の溝
内に配置され、このホルダ４１６は、リング４１４内で
回転可能である。空間フィルタ４１８は、フィルタホル
ダ４１６の一端における溝内に配置されている。Ｃリン
グ４２０は、ホルダ４１６内のフィルり４１８を保持し
ている。空間フィルタ４１８は、直線状に偏光されたほ
ぼ単色光が対象物７０を通して照射される際に形成され
る、干渉模様内における均一の強さの領域にほぼ一致す
るように形成された開口を有している。１つの好ましい
実施例では、空間フィルタ４１８は、十字またはパルス
状の隙間を有する金属網で良い。 これに好適するものは、コビナ、カリホルニアのロリン
・オブテイクス社（Ｃｏｖｉｎａ、Ｃａ１ｉｆ’ｏｒｎ
ｌａｎのＲｏｌｙｎ Ｏｐ口Ｃｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）製
の金属網７［１，１９４５である。駆動ワイヤまたは部
材４２２は、トラックピース４１０の溝内に摺動自在に
配置されている。 駆動ワイヤ４２２の第１端部は、フィルタホルダ４１６
に接続されている。ワイヤ４２２の第２の端部は、スラ
イダ４２４の孔内にエポキシによって接着されている。 このスライダ４２４は、トラックピースの溝内に摺動自
在に配置されている。 ワイヤ４２２の第１端部は、ホルダ４１６の孔内に付着
されたワイヤにおけるフックによって、フィルタホルダ
４１６に接続されている。トラックピース４１０及びワ
イヤ４２２内の溝は、曲がった形状を有し、スライダ４
２４がワイヤ４２２の方向に移動した際に、ワイヤ４２
２の第１端部は、トラックピース４１０の縦軸から傾斜
した方向にほぼ押し出される。 保持板４２６及びクランプ４２８は、ワイヤ４２２の一
部及びスライダ４２４を覆う捩子４３０によってトラッ
クピース４１０に固着されている。 上部ハウジング４３２は、捩子４３４により下部ハウジ
ング４００に接続されている。上部ハウジング４３２は
、環状通路４３６を有し、これは互いに接続された際に
下部ハウジングの開口４０２と同心となる。捩子４３８
は、捩子４３８に接着された保持カラー４３９によりス
ライダ４２４に保持されている。この捩子４３８は、ク
ランプ４２８に捩子係合し、捩子４３８を回す際に、ス
ライダ４２４及びワイヤ４２２は、トラックピース４１
０の溝内で摺動する。これは順番にリング４１４内のホ
ルダ４１６を保持しているホルダ４１６に接続されたワ
イヤ４２２の端部を動かす。摺動自在ホルダ４４０は、
下部ハウジング４００の溝内に摺動自在に位置する。捩
子４２２は、付勢スペーサ４４４、ワッシャ４４６、及
び保持ブラケット４４８を通過する。その後、捩子４４
２は、保持カラー４５０と係合し、この保持カラー４５
０は、捩子４４２に接着される。この捩子４４２は、さ
らに摺動自在ホルダ４４０を通り、クランプ４２８に螺
合する。捩子４４２を回した時には、この捩子は、クラ
ンプ４２８、トラックピース４１０、溝４０６内の保持
板４０８、リン・グ４１４、ホルダ４１６及びフィルタ
４１８をすべて一体構造として、第１の直線方向に移動
させる。 捩子４５２は、付勢スペーサ４５４、ワッシャ４５６、
及び捩子４６２により下部ハウジング４００に螺着され
た端部板４５８を通っている。さらに、捩子４゛５２は
、保持カラー４６０（これは捩子４５２に接着されてい
る。）に係合する。捩子４５２は、端部板４５８を通り
、摺動自在ホルダ４４０に捩子係合されている。従って
、捩子４５２が回転された時に、この捩子は、ホルダ４
４０、クランプ４２８、孔４１２を通（７てトラックピ
ース４１０、リング４１４、ホルダ４１６、及びフィル
タ４１８をすべて一体構造として第１の直線方向に直交
する第２の直線方向に移動させる。 偏光フィルタホルダ４６４は、親指捩子４６６により上
部ハウジング通路４３６の一端に固着されている。偏光
フィルタ４６８は、Ｃリングによりフィルタホルダ４６
４の通路内に保持されている。 第４図及び第４Ａ図に描かれているように、第１ビーム
増幅アッセンブリ８８゛は、アッセンブリ９０からの他
のすべての光線を遮断し、移動可能な十字状の開口を通
して、光線を通過させることができる。さらに、フィル
タ４１８は、２つの直交方向に及び傾斜方向に位置調整
することができる。 アッセンブリ８８″は、複屈折の対象物、特に複屈折で
部分的に透明な対処物からの光検出に有効である。フィ
ルタ４１８の隙間の十字形状により、偏光された光をア
ッセンブリ９０により検出されるべき複屈折材料を通過
させて、典型的な光干渉模様の比較的大きい均一部分が
形成される。 従来のレーザ走査顕微鏡を含む従来の顕微鏡と比較して
、十字状の隙間を通る光の部分が、アッセンブリ９０に
より検出可能な明らかに明確な信号を発生させる対象物
構造に関する増加する変則的な情報を含むことが発見さ
れている。 第５図及び第５Ａ図を参照すると、本発明に係わるビー
ム増幅アッセンブリ８８の第２の実施例８８′が描かれ
ている。この第２のビーム増幅アッセンブリ８８′は、
縦軸５０１を有し、基部から頂部にわたって、ベース５
００、回転１自在ホルダ５０２、空間フィルタ板５０４
、回転自在円板５０６、サポート５０８、フィルタホル
ダ５１０、および偏光フィルタ５１２を具備している。 ベース５００は、光検出アッセンブリ９０に回転自在に
装着するための環状通路５１４を有している。親指捩子
５１６は、ベース５００をアッセンブリ９０に固着する
ことができる。通路５１４は、ホルダ５０２の下部５２
０を収容するためのショルダ５１８を有している。 ホルダ５０２は、円板状に形成され、下部と、周囲グリ
ブ５２２〈環状溝５２４、光学的隙間５２６、及び上方
に延出する中心からずれたピン５２８を備えた中間部と
、上部リング部５３０とを具備している。親指捩子５５
６は、ベーズ５００をホルダ５０２に固着させている。 空間フィルタ板５０４は、ピン５２８を収容するための
中心からずれた孔５３２を有している。 この板５０４は、上部径方向溝５３６及び光学的隙間５
３４を有し、これはホルダの光学的隙間５２６上に直列
となるように光学的隙間５２６より小さく形成されてい
る。フィルタ板の隙間５３４は、好ましい形状に形成で
きるが、図示の都合上円形に描かれている。フィルタ板
５０４は、ホルダ５０２より小さく、ホルダ５０２のピ
ン５２８がフィルタ板５０４の孔５３２内に位置し、こ
のフィルタ板５０４は、環状溝５２４に対して径方向に
延出せず、大部分のフィルタ板はピン５２８回りに回転
し、フィルタ板５０４は、リング部５３０の上方には延
出していない。先端がナイロンのセット捩子５２３は、
ホルダ５０２と回転自在円板５０６との間の摩擦を増加
させるために使用される。 回転自在日板５０６は、周囲グリップと光学的隙間５３
８を有し、この隙間５３８は、フィルタ板の隙間５３４
及びホルダの隙間５２６より大きく、この上に直列配置
できる。この円板５０６は、さらに中心からずれた下方
に突出するピン５４０と、下方に突出する中子５４４を
有する下部シうルダ５４２とを具備している。中子５４
４は、第５図に描かれているが、実際には中子５４４は
、第５に現れない。第５図では、中子５４４は、視野か
ら最も離れた位置で、ショルダ５４２に正確に接続され
ている。ピン５４０は、フィルタ板の径方向溝５３６内
に延出している。この中子５４４は、ホルダの環状溝５
２４内に延出している。 サポート５０８は、ベース通路５２４と同心の環状通路
５５．４と、ベーズ５００上の配設ピン５４６を収容す
るための直列孔５４８を備えている。 捩子５５０は、サポート５０８をベース５００に固着し
ている。このベース５００は、サポート５０８とベース
５００の残部との間に空間を設け、ホルダ５０２、板５
０４及びそれらの間の円板を回転自在に保持するための
段部５５２を備えている。 ホルダ５６０内の偏光フィルタ５５８は、サポート通路
５５４内に親指捩子５６２によって固着されている。 ホルダ５０２、フィルタ板５０４及び円板５０６が停止
している際に、アッセンブリ８８′を通る光の通路は、
フィルタ板の隙間５３４により制限される。この隙間５
３４は、これらの隙間のうち最小に形成されているから
である。さらに、空間または光学的隙間５３８．５３４
、及び５２６は、常に直列に配置され、フィルタ板の位
置に係わらず光がフィルタ板の隙間５３４を通過できる
。 フィルタ板の隙間５３４の位置は、アッセンブリ８８′
をアッセンブリ９０に対して回転させることにより動か
すことができ、または、円板５０６の１つまたは両方を
、或いはホルダ５０２をベース５００に対して回転させ
ることにより移動できる。 円板５０６を第５図及び第５Ａ図に示す時計回りに、そ
れがホルダ５０２に対して停止するまで回転させた時に
、フィルタ板の隙間５３４は、アッセンブリ８８′の軸
５０１に釣合い、中子５４４は、環状溝５２４の第１端
部に位置し、ピン５４０は、軸５０１に近接する。この
位置から、もし、円板５０６をホルダ５０２に対して第
５図及び第５Ａ図に示す反時計回り１ご回転させた時に
は、フィルタ板の隙間５３４は、軸５０１から扇状に離
れて移動し、中子５４４は、第１端部から離れて第２端
部方向に環状溝５３４に沿って移動し、ピン５３８は、
軸５０１から離れて溝５３６に沿って移動する゛。円板
５０６は、中子５４４が環状溝５２４の第２端部に接触
した際に、ホルダ５０２に対する反時計回りの回転を停
止する。扇状に沿ったフィルタ板の隙間５３４の・任意
の位置では、円板５０６及びホルダ５０２が一体に回転
され、フィルタ板の隙間５３４を軸５０１の回りに回転
させる。 第５図及び第５Ａ図に示す第２のビーム増幅アブセンブ
リ８８′は、光学的隙間５３８．５３４、及び５２６を
通る光線を除いて、光検出アッセンブリ９０に導入され
る光を遮蔽することができる。 増幅アッセンブリ８８′と同様に、増幅アッセンブリ８
８′は、複屈折の対象物を観察する際には特に有効であ
る。さらに、このアッセンブリ８８は、対象物内の吸収
性の異質体及び拡散した変態によって発生する光線を検
出するのに特に有効である。 第６図及び第６Ａ図には、本発明によるビーム増幅装置
８８の第３実施例が２ｉ［ｄ！されている。この第３実
施例によるビーム増幅装置８８′″″はホトディテクタ
アッセンブリ９０に装着するための円筒状部６０４を含
む基部６０２を備える。円筒状部６０４は円形通路６０
８を有する支持板部６０６に結合され、この円形通路を
介して、軸６１０を中心とする光がホトディテクタ９０
内に入ることができる。 例えばロリン オプリティックス カンバニイ（Ｒｏｌ
ｙｎ ０ｐｔｌｃｓ Ｃｏ５ｐａｎｙ）からモデル番号
７５．０１７として市販されている絞り膜ｇｉｒａ （
Ｉｒｉｓ ｄｌａｐｂｒａｇ＋ａ ａｓｓｅｍｂｌｙ
） ６１２が支持板部６０６上に設けられている。この
絞り膜装置６１６はフレーム６１４を含み、このフレー
ムからシャッタあるいは絞り膜６１６が軸６１０に対し
て前後方向に延設され、作動アーム６１８により調整可
能な径を有する可変孔を形成する。 窓６２２及び開口端部を有する円筒状ハウジング６２０
がその一端を板部６０６に結合されている。スリーブ状
サポート６２４がハウジング６２０内に配置される。こ
のスリーブ状サポート６２４は内側上肩部６２６と内側
上肩部６２８との２つの端部を有する。スリーブ状サポ
ート６２４の一方の端部は板部６０６に接触する。絞り
膜装置６１２は内側下肩分６２８の近方に、この内側上
肩部６２８により所定位置に保持される。スリーブ状サ
ポート６２４はその外面に四部６３０と、この四部６３
０内に形成された孔６３２とを何する。凹部６３０は窓
６２２に整合する。円筒状ハウジング６２０はねじ、エ
ポキシ樹脂あるいは他の好適な手段により基部６０２に
固定することができる。 ロッドあるいはアーム６３４は窓６２２、凹部６３０及
び孔６３２を介し、このロッド６３４の第１端部がスリ
ーブ状サポート６２４の内側にかつ第２端部が円筒状ハ
ウジング６２０の外側に配置されるように挿通される。 ロッド６３４の第１端部は、軸６１０にほぼ垂直な光遮
断用ブラックディスクあるいは部材６３６を支持する。 このディスク６３６は円形形状とすることも可能である
。 ロッド６３４の第２端部にはグリップ６３８が取り付け
られる。スリーブ状サポート６２４はロッドあるいはア
ームサポート６４０を含み、このロッドサポートは窓６
２２を介して凹部６３０内に延設され、一対のねじ及び
ワッシャ６４２によりスリーブ状サポート６２４に装着
される。ロッド６３４はサポート６４０内の通路内に軽
く締め付けられる状態で摺動可能に支持されている。グ
リップ６３８の上下に配置されるサポート６４０のアー
ム６４４はロッド６３４の回転を防止する。 第１両凸レンズ６４６はスリーブ状サポート６２４の内
側上部肩部６２６に支持されている。プラスチック等の
適宜の材料で形成可能な円筒状スペーサ６４８が第１両
凸レンズ６４６上でスリーブ６２４内に配置され、この
スリーブ６２４に接触する。このスペーサ６４８上に第
２両凸レンズ６５０が載置されている。環状の保持板６
５２がねじ６５４によりスリーブ６２４の上端に装置さ
れ、レンズ６４６，６５０及びスペーサ６４８を固定す
る。 上記第６図及び第６Ａ図に図示しかつ説明した第３実施
例によるビーム増幅装置８８′′−は対象物で散乱され
た光を検出するために特に有益である。ディスク６３６
はグリップ６３８を移動することによりスリーブ６２４
内に直線状に配置することが可能である。このディスク
６３６はホトディテクタ９０に対して基部６０２を回転
することにより、スリーブ６２４内で所定角度で配置す
ることができる。例えば、ディスク６３６及び絞り１１
６１６は、対象物７０により影響を受けない光を遮断し
、ディテクタ９０に送られないように配置することがで
きる。この場合には、対象物から散乱された光はディテ
クタ９０で検出されない。 ディスク６３６及び絞り１１６１６は、これらディスク
６３６と絞りＨ６１６とにより環状あるいはリング状の
孔が限定されるように配置することができる。 第６Ｂ図を参照すると、本発明によるビーム増幅装置８
８の第４実施例が記載されている。このＴ４４実施例に
よるビーム増幅装置１８８−″パはホトディテクタ９０
′に装着するための円筒状部を含む基部６８０を備える
。この円筒状部は環状の支持板部に結合される。 円筒状９．６７０の一端は基部６８０の環状支持板部に
結合される。第６図及び第６Ａ図に関して説明したと同
様な他の絞り膜あるいは一定の空間を占めるフィルタ装
置６１２が基部の環状支持板部に近接して円筒状壁６７
０内に配置される。 円筒状壁６７０の他端はハウジングの凹設領域内に挿入
するリング状の突出部６７２を有する。 第３図参照。 円筒状壁６７０は、突出部６７２を有する端部の辺部に
内側肩部６７４を有する。両凸レンズ６７６は、Ｃリン
グ等のホルダ６７８により肩部６７４に保持される。レ
ンズ６７６は対象物７０から反射された光を絞り膜装置
６１２の可変孔を介して、ホトディテクタ９０′の光増
倍管６８２の領域に焦点を合わせる。前述のように、対
象物から反射された光を表す信号が前置増幅モジュール
９４′ （図示せず）と、ホトディテクタ制御モジュー
ル９６′ （図示せず）と、その後コンピュータシステ
ム８６の特に例えばフレームバッファ２７８に送られ′
る。 第４実施例のビーム増幅装置８８”−−−は、第１図に
関連して説明した対応装置を用いるよりも対象物から反
射したより多くの光を検出することができる。 第６Ｃ図を参照すると本発明の第５実施例によるビーム
増幅装置８８が記載されている。この第５実施例による
ビーム増幅装置１８８＝′−−は、波長選択フィルタ（
ｖａｖｅｌｅｎｇｔｈ ５ｅｌｅｃｔｉｖｅ ｒｉｌｔ
ｅｒ）が対象物と、絞り膜装置の代わりの光増ｆΔ間と
の間に固定されていることを除き、上述の第４実施例に
よるビーム増幅装置８８＝−一と同様である。 更に詳細には、第５実施例のビーム増幅装置８８＝
′−はホトディテクタ装置９０′に装着するための円筒
状部６０７を含む基部６０５を備えている。この円筒状
部６０６は環状の支持板部６０９に結合される。 管状コネクタあるいはハウジング６１１の一端は基部６
０５の環状支持板部６０９に結合される。 波長選択フィルタ６１３は管状コネクタ内で両凸レンズ
６１９と光増倍管６８２との間に配置される。この波長
選択フィルタは、ホトディテクタ装置９０′に近接する
第１バンドパスフイルタ装置と、レンズ６１９とダイク
ロイックビームスプリッタソウチロ３３との一方あるい
は双方に近接する第２バンドパスフイルタ装Ｗｔ６３５
とを備えることができる。 管状コネクタ６１１の第２端部は、ハウジング３５２０
凹設領域内に挿入されるリング状突出部６１５を有する
。第３図参照。 管状コネクタ６１１は内側肩部６１７を第２端部の辺部
に有する。両凸レンズ６１９は例えばＣリング等のホル
ダ６２１により肩部６１７に保？、１７される。このレ
ンズ６１９は、対象物７０から反射された光を波長選択
フィルタ６１３を介してホトディテクタ装置９０′の光
増倍管６８２の領域に焦点を合わせるように配置されて
いる。上述のように、対象物から反射された光を表す信
号は前置モジュール９４′ （図示せず）と、ホトディ
テクタ制御モジュール９６′ （図示せず）と、その後
コンピュータシステム８６の特に例えばフレームバッフ
ァ２７８に送られる。 管状コネクタ６１１は基部６２５の管状支持板部６２３
に結合される第３端部を有することができる。他のバン
ドパスフィルタ装置６２７は基部環状支持板部６２３に
近接する管状コネクタ６１１内に配置することができる
。基部６２５は、光増倍管６３１を含むホトディテクタ
装置９０′に装着するための円筒状部６２９を有し、こ
の光増倍管は前置増幅モジュール９４″゛′（図示せず
）に電気的に結合され、更にホトデイチクタボ制御モジ
ュール９６＝−（図示せず）に結合された後、コンピュ
ータシステム８６の特に例えばフレームバッファ２７８
に結合される。 ダイクロイックビームスプリッタ装置６３３は所定の波
長よりも上あるいは下側の波長のものを通し、バンドパ
スフィルタ装置６１３を介してホトディテクタ装置９０
′の光増倍管６８２の領域に送り、他の波長のもののす
べてをバンドパスフィルタ６２７を介してホトディテク
タ装置９０′の光増倍管６３１に反射する。 第６Ｄ図を参照すると、本発明のビーム増幅装置８８の
第６実施例が示されている。この第６実施例のビーム増
幅装置８８＝゛−＝はホトディテクタ装置９０′に装着
するための円筒状部６４３を含む基部６４１を備える。 円筒状部６４３は環状の支持板部６４５に結合される。 バンドパスフィルタ装置６４７等の波長選択フィルタ装
置が環状支持板部６４５に結合される。 このバンドパスフィルタ装置６４７はハウジング６４７
と、軸を中心に回転可能なディスク６５１と、ディスク
６５１内にこのディスクの回転軸から等距離に装着され
た多数のバンドパスフィルタ６５３と、ハウジング６４
７で支持されかつこのハウジング内のディスク６５１を
、ホトディテクタ装置！９０’で検出された光路内のい
ずれかの選択位置に回転するモータ装置６５５とを備え
る。 各フィルタ６５３はそれぞれ異なる波長範囲の光りを通
し、他のすべての波長は遮断する。公的なバンドパスフ
ィルタ装置が、コネチカット州スタットフォードのオリ
エール コーポレーション（Ｏｒｔｅｌ Ｃｏｒｐｏｒ
ａｔｉｏｎ）よりモデル番号７７３７１として市販され
ている。モータ装置６５５は、オペレータがホトディテ
クタ装置９０′で検出すべき所要の波長の光バンドをキ
ーボードを介して入力すると、これによりホトディテク
タ装置９０′の全部に配置すべき対応するフィルタ６５
３を選択しかつ回転するようにコンピュータシステムに
結合することができる。 円筒状壁６５７の一端がハウジング６４７に結合されて
いる。円筒状９６５７の他端はハウジング３５２の四部
領域内に挿入されるリング状の突出部６５９を有する。 第３図参照。 円筒状壁６５７は突出部６５９を有する端部に近接した
内側肩部を有する。両凸レンズ６６３が例えばＣリング
等のホルダにより肩部６６１に保持される。レンズ６６
３は対象物から反射した光を、フィルタ装置６４７の選
択されたフィルタ６５３を介してホトディテクタ装置９
０′の光増倍管６８２の領域に焦点を合わせる。前述の
ように、対象物から反射された光を代表する信号が前置
増幅モジュール９４′ （図示せず）と、ホトディテク
タ制御モジュール９６′ （図示せず）と、この後、コ
ンピュータシステム８６の特に例えばフレームバッファ
２７８に送られる。 第５及びｍ６実施例のビーム増幅装置８８′＝−，８８
−一′＝＝はルミネセンス顕微鏡法（Ｉｕ第１ｎｅｓｃ
ｅｎｅｅ ｍ１ｃｒｏｓｃｏｐｙ）に用いられる。所定
の対象物から放射される光がルミネセンスと称される。 ルミネセンスにはタイプの異なるものか存在する。その
第１は蛍光（ｆ’ １ｕｏｒｏｃｅｎｃｅ）であり、励
磁エネルギで刺厳されると同時に放射され、励磁放射が
終了すると直ちに停止する。第２はリン光（ｐｈｏｓｐ
ｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）であり、刺激を取り去った後も
所定時間発光し続ける。例えばレーザ２０あるいはレー
ザ１５６を選択して光ビーム２４を放出させ、対象物７
０あるいは対象物内の粒子を刺激あるいは励磁して蛍光
を放射させることができる。波長選択フィルタ装置６１
３，６４７はレーザビーム２４の波長を含むすべての光
を遮断して対応するホトディテクタ装置で検出されるべ
き対象物から放出される蛍光の波長だけを通過できるよ
うに選定される。更にレーザ２０，１５６は、対象物７
０あるいは対象物内の粒子を異なる波長で蛍光あるいは
発光させる光ビームを同時に放出するように選定するこ
とができる。これらの異なる波長は同時にあるいは順に
、例えば増幅装置８８−−−−”等同じ増幅装置８８と
、例えば第３図のホトディテクタ装置９０′とハウジン
グ３５２との間に結合された増幅装ｆｆ１８８−”−及
び第１図のホトディテクタ装置１１６８とビームストッ
パ１６６との間に結合された第２増幅装置゛−とを有す
る別個の増幅装置との一方あるいは双方の別個のホトデ
ィテクタ装置により検出される。 したがって、走査レーザ顕？ＩＬ鏡システム１０は更に
対象物７０内の蛍光分子を励磁する機能を有する。蛍光
顕微鏡法に用いられる場合は、光増倍管で検出された光
及び像は対象物の蛍光部だけを表す。極めて特別の波長
だけがフルオロフォア（ｒｌｕｏｒｏｐｈｒｅ）等の特
定の蛍光分子で吸収されあるいは放出されるため、レー
ザ及び波長選択フィルタは放出された蛍光を検出できる
ように選択されなければならない。 対象物７０．は生物学的あるいは他の起源であってもよ
い。蛍光は対象物内に自然に存在する蛍光団あるいはサ
ンプル中の所要の部材の標識として蛍光分子で処理され
た対象物による。生物発光あるいは化学発光等地のタイ
プのルミネセンスは、発光のために光源による励磁を必
要としない。 蛍光モードにおける走査レーザ顕微鏡システム１０は、
蛍光４１１識を付されたバクテリア、イースト、糸状菌
及び微生物の胞子の検出、計数及び分析に用いることが
できる。蛍光試料による直接的処理、免疫蛍光検査ある
いはし°シチン蛍光検査用の蛍光標識を付された抗体あ
るいはレシチン、あるいは、生活力の指標として蛍光生
体染色法を含む微生物に蛍光標識を付する適宜の方法が
使用できる。蛍光標識を付された微生物は走査用の適宜
の面に配置す・ることができる。 食物及び喫飲料、衛生綿棒、あるいは尿等の医学サンプ
ルから隔離された微細物に蛍光標識を付し、検出、計数
及び生活力の決定、あるいは、そのいずれかを行うこと
ができる。この方法は選択的な微生物の培養を含む伝統
的な方法、栄養媒体及び他の生理学的／生物学的方法に
代え、あるいは、これらと共に使用することができる。 更に、ここで使用される異常（ａｎｏ■ａｌｌｃｓ）の
語は、蛍光分子、粒子あるいは生物学的あるいは非生物
学的起源の物質を含むものである。 下記に２つの実例を説明する。実例１は蛍光試料で直接
染色された微生物の検出、計数及び分析のために走査レ
ーザ顕微鏡システム１０が使用される蛍光モードの状態
を示す。実例２はサンプル中の特定の微生物が蛍光標識
を付され、検出され、計数され、本発明の走査レーザ顕
微鏡システム１０を用いて分析される状態を示す。 例１ イースト培養による部分標本、例えば、カンジダ菌（ｖ
ｉｎｉ） （（メリーランド州ロックビルに所在する
国際寄託機関ＡＴＣＣのもとで、Ｎｏ１８８２３として
保管され、ＡＴＣＣから入手可能である。）をバクト（
Ｂａｃｔｏ） Ｙ Ｍ培養液（ミシガン州デトロイトに
所在するデフコ（Ｄｉｒｃｏ）研究所から入手可能であ
る。）によって培養されいる）は、黒ポリカーボネイト
フィルタ（カリフォルニア州プレアザントンに所在する
ヌコレボア（Ｎｕｅｌｅｐｏｒｅ）コーポレーションか
ら入手可能である。）を用いて、真空中で濾過される。 このフィルタは、モル濃度０．２モル、ｐＨ７，０のリ
ン酸塩類緩衝液数第１）によって洗浄される。フィルタ
は、真空中から取出され、アクロダインオレンジ（ミズ
ーリ州セントルイスに所在するシグマ（Ｓｌｇｕｍａ）
ケミカルから人手可能である。）５０ｍｇ／ｍｕの濃度
を有するリン酸塩類緩衝液によって、１５分間蛍蛍光色
される。このフィルタは、再び真空中に戻され、数第１
のリン酸塩類緩衝液による洗浄、１００％イソ−プロピ
ルアルコールによるフィルタに対する過度の染色の除去
、及び、再びリン酸塩類緩衝液による洗浄がなされる。 フィルタは、送風乾燥され、顕微鏡用スライドガラスの
頂部に非蛍光性オイルで濡されたカバー片とともに配置
される。 アルゴンレーザ１５６は、波長４８８ｎ−で試料を走査
する。カット−オフ波長５３０ｎ−の短波長吸収フィル
タ６１３（コネチカット州スタッフオードに所在するオ
リエル（ＯｒＩｅｔ）コーポレーション製Ｎｏ５１３０
０）は、フォトマルチプライヤＰＭＴ６８２の前側に配
置され、レーザ１５６からの反射光を吸収するとともに
蛍光を透過させる。 この例１に示された方法は、培地が蛍光染料によって直
接染色されてもかなわない、例えば、細胞の生活能力の
指標となりうる生体染色法における試料として、この発
明のレーザ顕微鏡装置１０を用いた直接染色された微生
物を探知、計数、分析するため用いられる。 Ｎ２ 間接免疫蛍光分析（ＩＦＡ）においては、目的となる微
生物は、目的となる微生物の表面抗毒素に固有の第１の
非接合抗毒素に識別される。第１の抗毒素を認識するフ
ルオレセインイソチオシアネート接合（ＦＩＴＣ）の第
２の抗毒素が用いられて、第１の抗毒素を有する微生物
が蛍光性に識別される。この識別された微生物は、プレ
パラート表面に配置され、レーザ顕微鏡装置１０によっ
て画像形成される。例１と同様に、アルゴンレーザ】−
５６は、波長４８８ｎｓで試料を走査する。カット−オ
フ波長５３０ ｎｓの短波長吸収フィルタ、オリエル＜
０ｒｉｅ＋）コーポレーション製Ｎｏ５１３００は、フ
ォトマルチプライヤＰＭＴ６８２の前側に配置され、レ
ーザ１５６からの反射光を吸収するとともに蛍光を透過
させる。 この方法の成果は、用いられる抗毒素の反動力とその選
択探知可能性に大きく依存する。姻戚関係の小さい第１
及び第２の抗毒素を用いることによって、第２の抗毒素
に含まれる細分された探知されるべき微生物とのＦＩＴ
Ｃ共有結合を防ぐことができる。反動力の高い抗毒素を
用いることで背面蛍光が大きくなるので、微生物の探知
に所望の選択的探知可能性は低下する。 ＦＩＴＣ抗毒素を用いた微生物の識別によって、試料の
イースト細胞が直接染色され、スキャンされてレーザ顕
微鏡１０で探知される理由を示す。 イースト培養試料、即ち、トルロブシスーソルンシスＩ
（Ｔｏｒｕｌｏｐｓｌｓ ５ｏｎｏｒｅｎｓｉｓ ）
、メリーランド州ロックビルに所在する国際寄託機関
ＡＴＣＣのもとてＮｏ５６５１１として保管され、ＡＴ
ＣＣから入手可能である。１１０ｒ＋ｌがＹＭ倍溶液（
デフコ（Ｄｉｒｃｏ）研究所から入手可能である。）で
−夜培養され、１５ｒ＋ｌ用遠心分離管に用意される。 培地は、３０００Ｇ （重力加速度）、１０分間の遠心
分離によって、イースト小球に形成される。溶出液が除
去され、このイースト小球は、モル濃度０．１モル、ｐ
ｔ１９．２のカーボネイト／炭酸水素塩緩衝液１０ｍｆ
ｌに懸濁される。イースト試料は、この方法によって３
度洗浄される。 ２第１の懸濁されたイースト試料は、第２の１５ｍ１用
遠心分離管に用意され、モル濃度０．１モル（１０ｍｇ
／ 第１ ） 、９１１９．２のカーボネイト／炭酸水
素塩緩衝液０．４ｍ１）と混ぜられ、暗中に３０分間放
置される。２第１の緩衝液を用いた遠心分離法による３
回の洗浄で過度のＦＩＴＣ液が除去される。ＦＩＴＣに
よって識別されたイースト細胞は、黒ポリカーボネイト
フィルタ（ヌコレボア（Ｎｕｃｌｅｐｏｒｅ）コーポレ
ーションから入手可能である。）を用いて、真空中で濾
過され、１０ｍ１の緩衝液で洗浄される。このフィルタ
は、送風乾燥され、顕微鏡用スライドガラスの頂部に非
蛍光性オイルで濡されたカバー片とともに配置される。 アルゴンレーザ１５６は、波長４８８ ｎｔａで試料を
走査する。カット−オフ波長５ Ｂ ０ ｎｓの短波長
吸収フィルタ（コネチカット州スタッフオードに所在す
るオリエル（Ｏｒｉｅｌ）コーポレーション製）は、フ
ォトマルチプライヤＰＭ’７６８２の前側に配置され、
レーザ１５６からの反射光を吸収するとともに蛍光を透
過させる。 ＦＩＴＣによって識別されたイースト細胞は、首尾よく
レーザ顕微鏡１０によって画像形成される。ＦＩＴＣ’
は、試料における特定の微生物の探知、計数、分析のた
めに、免疫蛍光測定法における抗毒素、或いは、レクチ
ン蛍光分析法におけるレクチンに結合する一体的光発生
源を付加する、即ち、光発生源が付加される抗毒素或い
はレクチンによって微生物を識別する方法であって、こ
の発明のレーザ顕微鏡１０に利用される。 上述したビーム増幅装置ｔ８８” 〜８８°”” 及び
８８ ”””のいづれかは、第１図に示されている対象
物７０から発生され伝達されて、光ビームを増幅する増
幅袋Ｈ８８に結合される。また、上述したビーム増幅袋
Ｈ８８°〜８８ ””’及び８８°“°のいづれかは、
第３図に示されている光検出装置９０゛とハウジング３
５２との間の、対象物７０から発生され伝達されて、光
ビームを増幅する増幅装置８８に結合される。さらに、
上述したビーム増幅装置８８゛〜８８°°°°°及び８
８゛゛°°゛のいづれかは、第３図に示されている光検
出装置１６８と遮蔽板１６６との間の、焦点あわせ装置
に配置されている対象物７０から発生され伝達されて、
光ビームを増幅する増幅装置８８に結合される。 第７図には、第１図及び第２図に示されている装置に用
いられるプリアンプ回路１５２の詳細が示されている。 プリアンプ回路１５２の目的は、光検出器１４８からの
電流モードの出力をピクセルクロックモジュール１５４
で使用可能な電圧モード信号に変換することである。し
かし、この実施例における第７図に示されている回路は
、いかなるものであっても構わない。第７図に描かれて
いるプリアンプ回路１５２が用いられたとき、光検出器
１４８は、公知である逆バイアスモードで機能する。こ
の実施例に用いられているプリアンプ回路１５２は、ブ
ルーブラウン（Ｂｕｒｒ−Ｂｒｏｗｎ）コーポレーショ
ン製ＩＣデータハンドブック、チャプター１，１９８６
、の１８９頁の回路特性に関する記載を参照した公知例
と同様のものである。 プリアンプモジュール９４は、上述したプリアンプ１５
２と同様に形成される。しかしながら、第１図及び第２
図に示されているフォトマルチプライヤモジュール９６
は、光検出器９０゛へ高電圧を供給する。公知の技法の
一つに、この開示に先立ち、この発明者の設計したこの
発明の装置におけるプリアンプ回路１５２及びモジュー
ル９４に使用可能な多くのプリアンプ回路或いはモジュ
ールがある。 第８図には、第１図及び第２図に示されている装置に用
いることができるスキャン探知回路１３６の実施例が示
されている。このスキャン探知回路の詳細は、グツドマ
ンとロス（Ｇｏｏｄ＋ｍａｎ ａｎｄ Ｉ？ｏｓＳ〉に
よるレーザアプリケーションズ、Ｖｏｌ−４，１つ８０
．１７１〜１７３真の記載を抜出したものである。第８
図に示されている回路は、この発明におけるスキャン探
知回路に使用可能な例である。 しかしながら、この回路は、対象物を横切る各スキャン
の最初に、対象物７０の正確な位置を指示するフレーム
ストレーシコントロールモジュール１４０に十分に長い
信号を供給できるどんな回路が用いられても良い。 第９図は第２図のフレーム格納制御モジュール１４０お
よびオペレータコントロールパネル２０４の概略図であ
る。フレーム格納＄４ｍモジュール１４０の１つの目的
または機能は、コンピュータシステム８６内のデジタル
フレーム格納ユニット２７１を、目標に向けられた実際
の位置に同期させるための制御信号を発生することであ
る。フレーム格納制御モジュール１４０からの制御信号
にもとずいて、デジタルフレーム格納ユニット２７１は
サンプリングし、２値化し、光検出機構９０からの検出
信号を正確な周期で格納する。デジタル信号は目標７０
に向けられたビーム２４の位置に対応するメモリロケー
ションに記憶される。フレーム格納制御モジュール１４
０のもう１つの［１的は、ガルバノメータ５６の駆動電
流を調節して実際のビーム位置が正確にビーム基準信号
を追従するように、ガルバノ制御モジュール１１６によ
り飛揚されるビーム位置基準信号を発生することである
。 フレーム格納制御モジュール１４０は、フレーム格納制
御回路２２６と、スキャン−１回路２４２と、スキャン
−２回路２４４と、およびスキャン−３回路２４６とで
構成される。フレーム格納制御回路２２６は、第１乃至
第４のラインを介してスキャン−１回路２４２に接続さ
れる。第１乃至第４のライン２４８のうち、３本のライ
ンはフレーム格納制御回路からの信号をスキャン−１回
路２４２に供給するのに用いられる。残りの１本のライ
ンはスキャン−１回路２４２からの信号をフレーム格納
制御回路２２６に供給するのに用いられる。スキャン−
１回路２４２は３本のライン２５０を介してスキャン−
２回路２４４に接続されている。３本のラインのうち２
本はスキャン−２回路２４４からの信号をスキャン−１
回路に供給するのに使用され、残りの１本のラインはス
キャン−１回路２４２からスキャン−２回路２４４に供
給するのに使用される。ライン２５２３はライン２５０
の１本（すなわち、スキャン−２回路２４４からの信号
をスキャン−１回路２４２）に供給するライン）をフレ
ームもしくはイメージ格納制御回路２２６に接続し、ス
キャン−２回路２４４からの信号をフレーム格納＄１
ｍ回路２２６に供給する。ライン２５４はフレーム格納
制御回路２２６をスキャン−２回路２４４に接続し、フ
レーム格納＄制御回路２２６からの信号をスキャン−２
回路２４４に供給する。９本のラインから成るデータバ
スはスキャン−２回路２４４をスキャン−３回路２４６
に接続し、信号を供給する。 フレーム格納制御モジュール１４０は、ライン１３８を
介してスキャン検出回路１３６からフレーム格納＠御回
路２２６に信号を入力し、ライン１７６を介して、回転
開始検出器１７４からフレーム格納制御回路２２６に信
号を入力し、ライン１５３を介してピクセルクロックモ
ジュール１５４からフレーム格納制御回路２２６に信号
を入力し、ライン２２８を介してオペ°レータパネル２
０４の制御スイッチ２３０からスキャン−１回路２４２
に信号を入力する。さらに、各々が１２本の信号路すな
わちラインで構成された２本のデータバス２３２を介し
て、オペレータパネル２０４上のつまみスイッチのよう
なスイッチ群２３４からのスキャン−２回路２４４に信
号を入力する。フレーム格納制御モジュール１４０は３
本のラインを介して信号をフレーム格納＄制御回路２２
６からコンピュータシステム８６に信号を供給
【７、ラ
イン１１６を介して、フレーム格納制御回路２２６から
ガルバノメータ制御モジュール１１６に信号を供給し、
データバス２３８を介してスキャン−３回路２４６から
オペレータパネル２０４上の表水装置２４０上に信号を
供給する。 第１０図は第１図および第２図のシステムに使用される
フレーム格納制御モジュール１４０の詳細機能ブロック
図である。第１０図を参照すると、フレーム格納制御回
路２２６は、それぞれスキャン検出回路１３６およびピ
クセルクロックモジュール１５４からの信号（以下、ス
キャン検出信号およびピクセルクロック信号と呼ぶ）を
受は取る。 スキャン検出信号は７４１２０のようなパルス同期（シ
ンク）集積回路（ＩＣ）１００２に供給される。クロッ
ク信号は、米国ニューヨーク州ニューロシェル（Ｎｅｗ
Ｒｏｃｈｅ １１ ｅ）にあるＭＦ エレクトロ
ニクス社の５４０６−４Ｍのような水晶クロックモジュ
ール１００１により生成される。パルスシンクＩＣ１０
０２は、スキャン検出信号がある場合に、クロック信号
（パルス）を１２ビツトダウンカウンタ１００４、すな
わち１２ビットＭ分割カウンタ１００４に供給する。 この１２ビツトカウンタ１００４は例えば、７４Ｆ１９
３１Ｃのような３つのカスケード接続された４ビツトカ
ウンタＩＣで構成される。これらのカウンタ１００４へ
のデータ入力は、プルアップ抵抗とグラウンドに接続さ
れたスイッチを用いて一般的に選択されたバイナリの数
（値）である。 カスケード接続されたカウンタ群１００４の最後のカウ
ンタが０になると、パルス信号をワンショット回路１０
０６に出力する。ワンショット回路１００６はカウンタ
１００４に初期値すなわち開始カウント値を再ロードす
る。パルスシンクＩＣ１００２、カウンタ１００４、お
よびワンショット１００６は遅延回路１００７として機
能する。 ワンショット回路１００６からの出力パルスは７４Ｓ１
４０のようなパワードライバＩＣ１００８に供給される
。パワードライバ１ｃ１ｏｏｓはライン２４８の１つを
介して遅延されたスキャン検出信号をスキャン−１回路
２４２に供給する。 同様に、第２装置群はパルスシンクＩＣｌ０ＩＯ１１２
ビツトカウンタ１０１２、およびワンショット回路１０
１４で構成され、第２遅延回路１０１５として機能する
。すなわちクロック（ＣＬＯＣＫ）信号のかわりにピク
セルクロック（Ｐ！ＸＥＬ ＣＬＯＣＫ）信号を用い
て水平駆動フリップフロップ１０１６をリセットするた
めのパルスを出力し、このフリップフロップ１０１６は
水平ドライブ（ＨＯＲＩ ＺＯＮＴＡＬ ＤＲＩ Ｖ
Ｅ）ゲート信号をオフにする。フリップフロップ１０１
６をリセットすると、その出力がＡＮＤゲート１０１８
に入力され、この結果、ピクセルクロックパルスをイネ
ーブルにして、１２ビツトカウンタ１０２０とワンショ
ット回路１０２２で構成される５１２力ウント回路を駆
動する。ワンショット回路１０２２の出力がアクティブ
になると、フリップフロップ１０１６がセットされ、こ
の結果、水平駆動信号をオンにする。フリップフロップ
１０１６の出力はドライブ回路１０２４に供給され、ド
ライブ回路１０２４はライン２１６の１本を介して水平
駆動信号をフレームバッファ２７２に供給する。同様に
、ＡＮＤゲークー０１８の出力はドライブ回路１０２６
に供給され、ドライブ回路１０２６はゲートおよびライ
ン２１６の１つを介してピクセルクロック信号をフレー
ムバッファ２７２に供給する。 回転開始センサ１７４は、各フレームが同じロータ３０
の回転面を用いて始まるようにするために使用される。 センサ１７４はロータ３０が１回転するごとに信号を出
力し、この出力信号は回路１０２８により増幅され、７
４ＬＳ１４のようなシュミットトリガ回路１０３０に供
給される。シュミットトリガ回路１０３０は入力された
信号をデジタルロジック信号に変換する。デジタルロジ
ック信号はＡＮＤゲート１０３２に供給される。 ＡＮＤゲート１０３２の他方の入力には、フリップフロ
ップ１０３４の出力が供給される。フリップフロップ１
０３４は、遅延回路１００７からの遅延されたスキャン
検出信号をカウントする８ビツト垂直インターバルカウ
ンタ１０３６によりセットされる。ＡＮＤゲート１０３
２の出力によりワンショット回路１０３８が駆動され、
スタートスキャン（ＳＴＡＲＴ ５ＣＡＮ）信号が出
力され、ライン２４８の１本を介してスキャン−１回路
２４２に供給される。また、ワンショット回路１０３８
の出力信号により垂直インターバルカウンタ１０３６に
初期値を再ロードするとともに、フリップフロップ１０
４０をセットする。 最後のフレームがスキャンされると、スキャン−２回路
２４４からのスキャンカウントストップ値（ＳＣＡＮ
Ｃ０ＵＮＴ−８ＴＯＰ ＶＡＬＵＥ）信号がライン
２５２を介してＡＮＤゲート１０４４の一方の入力に供
給され、遅延回路１００７からの遅延スキャン検出信号
をワンショット回路１０４６に供給する。この結果、ワ
ンショット回路１００７はワンショット回路１０４６を
アクティブにする。この結果、ワンショット回路１０４
６はフリップフロップ１０４０をリセットし、ストップ
スキャン（ＳＴＯＰ ５ＣＡＮ）信号をライン２４８
の１本を会してスキャン−１回路２４２に供給し、フリ
ップフロップ１０３４をリセットする。 フリップフロップ１０４０がリセットされると、その出
力をＡＮＤゲークー０４２に供給する。ＡＮＤゲート１
０４２の他方の入力には遅延回路１００７からの遅延さ
れたスキャン検出信号が供給される。この結果、遅延ス
キャン検出信号は垂直インターバルカウンタ１０３６を
駆動する。フリップロップ１０４０がセットされると、
ＡＮＤゲート１０４２をディスエーブルにする。 フリップフロップ１０４０はさらにロードスキャンカウ
ント（自動モード）信号をライン２５４を介してスキャ
ン−２回路に供給するとともに、ドライバ回路１０４８
に供給する。この結果、ドライバ回路１０４８はライン
２１６の１本を介してフレームバ°ツファ２７２に垂直
ドライブ（ＶＥＲＴＩＣＡＬ ＤＲＩＶＥ）信号を供
給する。 第１１図は第９図のモジュールに使用する場合のスキャ
ン−１回路の詳細機能ブロック図である。 第１１図において、オペレータパネル２０４上の５つの
入力スイッチ２３０はブツシュボタンであり、ＭＣ１４
４９０のようなスイッチデバウンス回路１１０２に接続
され、ボタンポット２３０を押してもバウンスの無い信
号が得られるように構成されている。ブツシュボタン２
３０はサイクルボタン、オートボタン、マニュアルボタ
ン、シングルステップボタン、およびリセットボタンで
構成される。オートおよびマニュアルボタン２３０の出
力はそれぞれマニュアル／オートモードフリップフロッ
プ１１０４をセットおよびリセットする。フリップフロ
ップ１１０４がセットされると、（すなわちオートモー
ドの場合）フリップフロップ１１０４の出力の１つによ
り、ＡＮＤゲート１１０６がイネーブル状態になる。こ
の結果、ＡＮＤゲークー１０６はフレーム＃錦回路２２
６からのスタートスキャン信号をライン２４８の１本を
介してＯＲゲート１１０８の一方の入力に供給する。こ
の結果、ＯＲゲート１１０８はワンショット回路１１１
０を駆動する。ワンショット回路１１１０の出力パルス
はフリップフロップ１１１２をセットする。フリップフ
ロップ１１１２の出力はＡＮＤゲート１１１４の一方の
入力に供給される。この結果、ＡＮＤゲート１１１４は
遅延スキャンカウント信号をＯＲゲート１１１６の入力
に供給するので、ＯＲゲート１１１６はライン２５０の
１本を介してスキャンカウントクロック信号をスキャン
−２回路２４４に供給する。 フリップフロップ１１０４がリセットすると（すなわち
マニュアルモードの場合）、フリップフロップ１１０４
の他方の出力信号がＡＮＤゲート１１１８の一歩の入力
に供給され、他方の入力端子にはシングルステップボタ
ン２３０からの出力信号が供給される。シングルステッ
ププッシュボタン２３０が押されると、ＡＮＤゲート１
１１８の出力信号はパルスシンク（同期）回路１１２０
に供給される。この結果、パルスシンク回路１１２０は
つぎの遅延されたスキャン検出パルスが他方の入力に供
給されたとき１パルスを出力する。 パルスシンク回路１１２０の出力信号はＯＲゲート１１
１６の他方の入力端子に供給されるので、ＯＲゲート１
１１６はスキャン−２回路２４４にスキャンカウントク
ロック信号を供給する。サイクルボタンが押されると、
信号がＯＲゲート１１０８の他方の入力端子に供給され
、この結果、ワンショット回路１１１０に供給される。 ワンショット回路１１．１０からの出力パルスによりフ
リップフロップ１１１２がセットされ、この結果、上述
したような動作を行う。 リセットボタンが押されると、その出力信号は第１ＯＲ
ゲート１１２２および第２ＯＲゲート１１２４の各入力
端子に供給される。ｌｌＯＲゲート１１２２の出力信号
はフリップフロップ１１１２をリセットする。第２ＯＲ
ゲート１１２４の出力端子はロードスキャンカウント（
マニュアルモード）信号を発生し、ライン２４８の１本
を介してフレーム格納制御回路２２６に供給する。第１
ＯＲゲート１１２２の残りの２つの入力端子には、フレ
ーム格納制御回路２２６からのストップスキャン信号と
、スキャン−２回路２４４からのスキャンカウント−５
１２信号がそれぞれ供給される。 第２０Ｒゲー、）１１２４の残りの２つの入力端子には
、フレーム格納制御回路２２６からの信号とスキャン−
２回路２４４からのスキャンカウント−ストップ値信号
がそれぞれ供給される。 第１２図は、第９図のモジュールに使用されるスキャン
−２回路の詳細機能ブロック図である。 第１２図において、オペレータパネル２０４上の２進化
１０進コード（ＢＣＤ）サムホイールスイッチ２３４の
ような３つのスイッチオペレータにより所望のスタート
スキャンカウント値に設定される。これらのスイッチ２
３４からのＢＣＤ出力信号はＢＣＤ−バイナリ変換回路
１２０２により１０ビツトのバイナリ値に変換される。 この１０ビツトデータはスキャンカウンタ１２０４と呼
ばれる１０ビツトバイナリカウンタに供給される。 フレーム格納制御回路２２６からライン２５４を介して
供給されるロードスキャンカウント信号により、１０ビ
ツトバイナリデータがカウンタ１２０４にロードされる
。カウンタ１２０４はスキャン−１回路２４２からライ
ン２５０を介してスキャンカウントクロック信号が供給
されるごとにインクリメントを行う。カウンタ１２０４
の出力信号はバス２５６を介して１０ビツトバイナリコ
ンパレータ１２０６およびスキ中ソ−３回路に供給され
る。最上位ビットすなわち、５１２のカウントを表すビ
ットはライン２５０の１本を介してスキャン−１回路２
４２に供給される。 バイナリコンパレータ１２０６の他方の入力端子には、
スイッチ２３４を介して入力され、同様の構成のＢＣＤ
−バイナリ変換回路１２０８により２進値に変換された
ストップスキャンカウント信号の２進値が供給される。 スキャンカウンタ１２０４の出力信号がストップスキャ
ンカウント値と等しくなると、コンパレータ１２０６の
出力信号がアクティブとなり、スキャンカウント−スト
ップ値信号を出力し、ライン２５２を介してフレーム格
納ｉ！１ａ１回路２２６に供給するとともに、ライン２
５０の１本を介してスキャン−１回路２４２に供給する
。 第１３図は、第９図のモジュールで使用されるスキャン
３回路の詳細な機能ブロックダイアグラムを示す。第１
３図を参照して、スキャン２回路２４４のスキャンカウ
ンタ１２０４の１０ビツト出力が、バス２５６上を１０
ビツトｊ１！算デジタル／アナログコンバータ１３０２
に送られる。精密電圧基準１３０４は基準入力をコンバ
ータ１３０２に供給する。ＤＡＣ１３０２の出力は、差
動増幅器１３０６の１入力に供給される。差動増幅器の
他の入力は、ポテンショメータ１３０８によって駆動さ
れ、それは精密電圧基準１３０４に接続されている。ポ
テンショメータ１３０８は増幅器１３０６の出力の中点
を０に調整する能力を提供する。アンプ１３０６の出力
は可変ゲインバッファ増幅器１３１０に送られ、そのゲ
インは０と１の間に調整されることができる。バッファ
増幅器１３１０の出力は、Ｙスキャン基準信号であり、
ライン２１０上をガルボ制御モジュール１］６に送られ
る。 スキャンカウンタ１２０４の出力はまたバイナリ／ＢＣ
Ｄコンバータ１３１２に送られ、それは、物体上のビー
ムの瞬時のｙ位置を表わすスキャンカウントを示すため
に、オペレータパネル２０４上に３桁のディスプレイを
駆動するように、バス２３８上にスキャンカウント表示
信号を送り出す。 第１４図は、第１図と第２図のガルバノメータ制御モジ
ュール１１６を示し、ガルボ制御モジュール１１６は第
２の方向の実際のビーム位置を表わす信号を受信し増幅
する。その後、それは望ましいビーム位置Ｙスキャン基
準信号を受信し、２つの信号を比較する。比較結果に基
づいて、ガルボ制御モジュール１１６はガルバノメータ
５６の駆動電流を変調し、第２の方向の実際のビーム位
置を正確に追尾させ、あるいは望ましいビーム位置にさ
せる。 このモジュール１１６はビーム位置増幅回路２５８を具
備し、それはライン２６２上をガルバノメータあるいは
ガルボドライバ回路２６０に信号を提供する。 ガルボ制御モジュール１１６は、光位置センサ１１２か
らビーム位置増幅回路２５８までのケーブル】１４の第
１と第２の上の、およびスキャン３回路２４６からがル
ボドライバ回路２６０へのライン２１０上の信号を受信
する。ガルボ制御モジュール１１６は、ビーム位置増幅
回路２５８かう位置センサ１１２への第３のライン上に
、及びがルボドライバかいろ２６０からガルボアッセン
ブリ５８へのケーブル１１８の２つのライン上にバイア
ス電圧を送り出す。 第１５図はく第１図と第２図のシステムで使用されるの
に適するガルバノメータ制御モジュール１１６の詳細な
機能ブロックダイアグラムである。 第１５図を参照して、位置検出器あるいはセンサ１１２
は、検出器１１２上の光ビームの位置に比例する信号を
提供する。検出器はバックバイアス電流モードで動作す
る。検出器の第１の出力は、前に述べた前置増幅回路１
５２と同様に、電流／電圧増幅器１５０２に送られる。 増幅器１５０２の出力は合計増幅′ａ１５０４と差動増
幅器１５０６に供給される。 検出器１１２の他の出力は、その出力を提供するように
同様に構成された他の電流／電圧増幅器１５０８に供給
される。電流／電圧増幅器１５０８の出力は、合計増幅
器１５０４の第２の入力と差動増幅器１５０６の第２の
入力に提供される。 合計増幅′Ｊ５１５０４と差動増幅器１５０６の出力は
、バーブラウン（Ｂｕｒｒ−Ｂｒｏｗｎ ） ４２９１
分周器のようなアナログ分周器１５１０の分母り入力と
分子Ｎ入力にそれぞれ送られる。分周器１５１０の出力
はＮ／Ｄに等しく、１０倍される、すなわち（Ｎ／Ｄ）
ｘｌＯ，合計信号によって差信号を分割することによっ
て、検出器１１２の入射ビーム強度の変化による分周２
ｉｉ１５１０の出力レベルの変化は除去され、あるいは
最小にされる。 分周器１５１０の出力はゲインとして１を有するバッフ
ァあるいは非反転増幅器１５１２に送られる。位置エラ
ー補正信号と呼ばれるこの出力は、合計増幅器１５１４
に供給される。合計増幅器１５１４への他の入力はスキ
ャン３回路２４６からのＹスキャン基準信号とゼロｍｅ
ポテンショメータ１５１６の出力である。 ボテンショメ・−夕１５１６はガルバノメータの中間範
囲位置の調整を許す。 合計増幅器１５１４の出力は、サーボ補償器１５１８に
送られ、それは、ダシ（Ｄ’Ａｚｚｏ）とホービス（Ｈ
ｏｕｐｉｓ）による”フィードバック制御システム分析
と合成” ｐｐ１０９−１１０．１９６０に述べられて
いるものと同様の遅延誘導（ｌａｇ−１ｅａｄ）補償器
であってもよい。 補償器１５１８はガルバノメータ制御モジュール１１６
と位置検出器１１２により構成されるサーボループの安
定性を確保する（すなわちリンギングと発振を防ぐ）。 補償器の出力はドライバ増幅器１５２０の１つの入力を
駆動し、それはプッシュプルパワー増幅器１５２２を駆
動する。プッシュプル増幅器１５２２はガルバノメータ
５６中のコイルに駆動電流を提供する。フィードバック
抵抗１５２４はガルバノメータ中のコイルを流れる実際
の電流をセンスし、ドライ、バ増幅器１５２０に負のフ
ィードバック電圧を提供する。 第１６図は第１図と第２図の光マルチプライア制御モジ
ュール９６を示す。光マルチプライア制御モジュール９
６の機能は、アブセンブリ９０からの増幅され、検出さ
れた信号の長時間平均を形成することである。長時間平
均はアッセンブリ９０に供給される高電圧を制御するた
めに使用され、それによりそのゲインは制御される。光
マルチプライア制御モジュール９６は、全体のフレーム
に渡って光検出器アッセンブリ９０がほぼ一定のゲイン
を有することを確保する。 光マルチプライア制御モジュール９６は、自動ゲイン制
＃（ＡＧＣ）ビデオ増幅器２６６にライン２７０によっ
て接続された高電圧（例えば３０００■）パワーサプラ
イ２６４を具備する。図示されたパワーサプライ２６４
はバーテンアソシエイトオブヒックスバイル（Ｂｅｒｔ
ａｎ Ａｓ５ｏｃｉａｔｅｓ ｏｆ Ｈｉｃｋｓ
ｖｉｌｌｅ）、ニュウヨークから市販されているモデル
２０５Ａ−０３Ｒのもとに得られることができる。パワ
ーサプライ２６４はＡＧＣビデオ増幅器２６６からのラ
イン２７０上の信号を受信する。 光マルチプライア制御モジュール９６はライン９７上を
パワーサプライ２６４から光マルチプライアアッセンブ
リ９０に高電圧を送り、ライン９３上をＡＧＣビデオ増
幅器２６６からコンピュータシステム８６中のフレーム
バッファ２７２に高電圧を送る。光マルチプライア制御
モジュール９６は前置増幅モジュール９４からＡＧＣビ
デオ増幅器２６６へのライン９５上の信号を受信する。 第１７図は、第１図と第２図で使用されるのに適する光
マルチプライア制御モ°ジュール９６の詳細な機能ブロ
ックダイアグラムである。第１７図を参照して、前置増
幅モジュール９４からの出力は、２のゲインを有するバ
ッファあるいは非反転増幅器１７０２に送られる。この
増幅器１７０２の出力はライン９３上をフレームバッフ
ァ２７２に送られる。増幅器１７０２の出力はまた、約
２秒の時定数を有するローパスフィルタ１７０４１：送
られる。このフィルタ１７０４の出力の極性は反転増幅
器１７０６によって反転される。増幅器１７０６の出力
は、積分増幅器１７０８の合計接合に送られる。セット
ポイント１７１０は増幅器１７０８の合計接合に第２の
入力を供給する。増幅器１７０８はその出力が負になる
ことを防ぐ出力制限回路を有する。 積分増幅器１７０８の出力は可変ゲイン増幅器１７１２
に送られ、それはモジュール９６のゲインを制御する。 増幅器１７１２の出力は反転増幅器１７１４によって反
転され、高電圧パワーサプライ２６４に要求される極性
の入力を提供する。 パワーサプライ２６４は高電圧を光検出器アッセンブリ
９０に提供し、その電圧はパワーサプライ２６４への入
力電圧に比例する。 第１８図は第１図と第２図の画素クロヅクモジュール１
５４を示す。画素クロヴクモジュール１５４は入出力を
有する位相ロックループ回路を含む。位相ロックループ
回路は、入力信号の各振幅ピークに対して、出力信号の
振幅ピークが一致して生じるように、その出力信号をそ
の入力信号に同期させる。加えて、画素クロックモジュ
ール１５４は、出力信号を形成するために、入力の周波
数（それはロンチ尺１４４上の単位距離当り振幅サイク
ルに対応する）を１から１６の範囲内の予め決められた
数Ｎ１典型的には３あるいは４倍する。 画素クロックモジュール１５４は振幅が変化する信号を
受信する。この信号は、第４のビーム部分１４２が第１
の（Ｘ）方向にスキャンされるにつれて、ロンキー格子
１４４を通過する第４のビーム部分１４２によって作ら
れる。第４のビーム部分１４２のスキャンパターンは、
第１のレンズ５０に向かって第１の方向に反射されるに
つれて、ビーム２４のスキャンパターンに似ている。こ
のようにして、第４のビーム部分１４２のロンキー格子
１４４上の位置は物体７０上の一方向へのビームの位置
を表わす。ロンキー格子１４４は、ビーム部分１４２が
それを横切るにつれて、第４のビーム部分１４２の強度
を変調する。ロンキー格子１４４は平行ラインを有し、
それらは等しく離れており、ロータ３０は一定角速度で
回転していて、センサ１４８によってセンスされた信号
の単位時間当りの周波数は、ロンキー格子１４４の平面
内で第４のビーム部分１４２の速度のベクトル成分に依
存して変化する。述べられた以外に、口ンキー格子１４
４は等しく離された平行ラインを有するので、光検出器
１４８によって受信された信号は第４のビーム１４２の
位置に対応する振幅で変化し、その位置はビーム２４の
スキャンパターンと同期する。光学システムにより生じ
るスポット速度の変化は第４のビーム部分１４２とスキ
ャンビーム２４に等しく影響を与える。このようにして
、光検出器１４８からの信号は、それがロンキー格子１
４４を横切るにつれ、ビーム部分１４２の動きを正確に
追尾する。光検出器１４８からの信号はロンキー格子１
４４の空間周波数（すなわち単位距離当りのライン）に
対応する一時的周波数を有し、その光学とロータ速度の
ために変化によって変調される。画素クロックモジュー
ル１５４は光検出器１４８によりて発生された信号の一
時的周波数を増倍し、結果として位置方向への物体平面
上のビーム２４の空間位置を表わす非常に精密な画素ク
ロック出力信号が発生される。 画素クロックモジュール１５４は位相検出器２５１、電
圧制御発振器（ＶＣＯ）２５５、Ｎ分割カウンタ２５９
を具備する。このシステムで使用可能な図示される位相
検出器２５１と発振器２５５はカリフォルニア、サニー
デールのシグネティックス社からの部品番号ＮＥ５６４
のもとで得られることができる。位相検出器２５１はラ
イン２５３により電圧制御発振器（ＶＣＯ）２５５に接
続され、それに信号を送る。電圧制御発振器２５５はラ
イン２５７でＮ分割カウンタ２５９に接続され、それに
信号をおくる。Ｎ分割カウンタ２５９はライン２６１に
より位相検出器２５１に接続され、それに信号を送る。 ピクセルクロックモジュール１５４は、プリアンプ１５
２から位相検出器２５１まで信号をライン１５１を介し
て受ける。ピクセルクロックモジュール１５４は、ライ
ン２５７からフレームまたはイメージストレージコント
ロールモジュール１４０までライン１５３を介して信号
を送る。 第１９図は、第１図と第２図のシステムに使用するため
に適したピクセルクロックモジュール１５４の機能上の
回路構成図を詳述している。プリアンプ１５２の出力は
、アナログコンノくレータ−１９０２の１つの入力に供
給され、アナログコンパレーター１９０２は、入力信号
とコンノくレータ−の次の入力によって供給される固定
された直流基準電圧とを比較する（第１９図）。コンパ
レーター１９０２の出力は、デジタルロジック回路の構
成要素と信号の極性を逆転して送られるインノく一ター
１９０４に一致している。インバーター１９０４の出力
は、ＮＥ５６４のようなフェーズロックループＩＣ１９
０６のＦＭ大入力供給されている。電力調整発信６ （
ＶＣＯ）１９１２の出力は、インバーター１９１４に送
られるフェーズロックループＩＣ１９０６に含まれてい
る。ｖＣ０１９】２の第１の周波数は、コンデンサーＣ
１によってセット、調整され、周波数は、ピクセルクロ
ック信号として要求される値に近付けられる。 コンデンサー０２と０３は、高周波信号が出されるよう
に、またＩＣ１９０６の入力側からのエラー信号がｖＣ
Ｏ入力に供給されやすいように選択される。 インバーター１９１４の出力は、４ビツト２進法カウン
ター１９１６のクロック入力に送られ、Ｎカウンターと
して分割される。Ｎカウンター１９１６入力値による分
割は、プルアップ抵抗を伴った個々のスイッチと共に選
択されることができる。カウンター１９１６の出力は、
（２）による入力の分割周波数に配置された゛Ｄ型フリ
ップフロップ１９１８に供給されている。このように、
Ｄ型フリップフロップ１９１８の出力は方形波であり、
その周波数は、ピクセルクロックモジュール１５４の入
力の１／２Ｎである。フリップ７０ツブ１９１８の出力
は、インバーター１９２０によって逆転され、フェーズ
ロックループＩＣ１９０６の位相コンパレーターの入力
に供給される。 インバータ・−１９１４の出力もまた、ライン１５３を
通してフレームストレーシコントロールモジュール１４
０にピクセルクロック信号として別のインバーター１９
２２に、送られる。 フェーズロックループＩＣ１９０６は、ＶＣＯ１９１２
の周波数を３１整し、ＦＭ大入力位相コンバレーター入
力との間の位相エラーを最小にする。 その結果、ＶＣＯ１９１２の出力周波数は、ピクセルク
ロックモジュール１５４の出力周波数の２Ｎ倍となるで
あろう。 ロンキー格子（ｒｏｎｃｈｉ ｒｕｌ ｉｎｇ）を透
過する第４ビーム部１４２による信号発生の空間周波数
は、変化することが知られている。このように、ピクセ
ルクロックモジュール１５４の出力は、変化し、モジュ
ール１５４に対する入力の空間周波数の２Ｎ倍となるよ
うに設計されている。 このピクセルクロックモジュール１５４の長所は、第４
ビームの直径の減少に関連した困難性を除いてロンキー
格子上をビームで走査することから検出される信号より
もより変化される空間解像度を有するピクセルクロック
信号を発生することである。第２０図は、コンピュータ
ーシステム８６と第１図および第２図のステージコント
ローラーシステムの概要を説明した図である。コンピュ
ーターシステム８６は、内部データバス２７５と内部接
続ライン２７７とによって、（１）ビデオデイプレイ２
９２に接続されたフレームバッファ（２）ＡＬＵ２７６
、（３）キーボード、キーバッド、マウスおよび／また
はライトベン、プリンター２９８、ステージコントロー
ラーモジュール８２のようなオペレーター入力手段を具
備するターミナル２９６に接続された直列インターフェ
ース２８２、そして、（４）１つまたはそれ以上のディ
スク記憶装置と駆動装置２８４、磁気カセットタープ記
憶装置と駆動装置２８６、ＲＡＭ２８８または、フロッ
ピーディスクもしくはディスケットと駆動装置２９０の
ような、走査レーザ顕微鏡装置１０によって１つあるい
はそれ以上のオペレーティングプログラムとデータ発生
を供給する手段に接続されたＣＰＵ２７４を含んでいる
。 コンピューターシステム８６は、付随して第２フレーム
バッファー２７ＢＣ第２ビデオデイプレイ２９４に接続
されている）とセンサーまたは第２先検出機構１６８か
ら信号を受ける第２ＡＬＵとを含んでも良い。フレーム
バッファー２７２．２７８は、ＡＬＵ２７６．２７８に
ライン２７９によって接続されている。 図面について以下の部分は、マルボロ、マサチューセッ
ツのＤｌｇｌｔａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎ（Ｄ Ｅ Ｃ）から得ることができ、それ
ぞれのモデルナンバーを記す。 Ｕ Ｐ Ｕ ２７４−ｍｏｄｅｌ ８３０Ｑ Ｂ −Ａ
２、直列インターフェース２Ｂ２−＝ ｍｏｄｅｌＤ
ＶＱ −１１−Ｍ。 ターミナル２９６− ＊ｏｄｅｌＶＴ−２２０ＡＺ、デ
ィスク記憶装置と駆動装置２８４・・・−ｏｄｅｌｓＲ
Ｄ−５ＯＡ−５Ａ ａｎｄ ＲＱＤＸ３−ＢＡ、磁気
カセットタープ記憶装置と駆動袋ｇ！２８６・・・−ｏ
ｄｅｌｓ ＴＫ−５０−ＡＡ ａｎｄ ＴＱＫ−５０
−ＢＡ。 ＲＡＭ２８Ｂ−−−ｍｏｄｅｌｃＭＸ−８３０、そして
ディスケット／駆動装置２９０− ｍｏｄｅｌｓ８００
− Ｋｂ ａｎｄ ＲＸ５０−Ａ−ＢＡ。 デジタルフレームストレーシュニット２７１は、フレー
ムバッファー２７２とＡＬＵ２７６とを含む。受は入れ
フレームバッファーとＡＬＵは、提供したシステムに使
用でき、モデルナンバーＤＴ−２６５１，ＤＴ−２６５
８からそれぞれ得られることができる。 コンピューターシステム８６は、デジタルフレームまた
はイメージストレージ回路２２６からフレームバッファ
ー２７２，２７８までのライン２２６を通る信号を受け
、ＡＧＣとビデオバッファー２６６からフレームバッフ
ァー２７２，２７８までのライン９３を通る信号を受け
る。 作動中目的は、ステージアッセンブリー７４に出される
。操作者は、例えば、目的に関して同一のデータおよび
使用される段階位置が要求される情報選択の情報をター
ミナル２９６に入力する。 ＣＰＵ２７４は、選択またはプログラムされたステージ
の位置にステージコントロールモジュール８２を命令す
渇ことによって反応する。ＣＰＵ２７４はさらに、デー
タを受は始めるアッセンブリー９０および／またはフレ
ームバッファー２７８から、検出信号を受は始めフレー
ムバッファー２７２に命令する。 ステージアッセンブリー７４が第１のプログラムポジシ
ョンである場合、フレームバッファー２７２（および／
または２７８）は、デジタル化とビームがラスターパタ
ーンを走査している間に正確な空間間隔としてアッセン
ブリー９０かう検出信号を蓄積する。これらの蓄積され
た信号は、検出信号またはデータのフレームを含む。蓄
積された信号はさらに、記録蓄積の形式、すなわち、２
８４．２８６またはメモリー２８８の１つに典型的に転
送させる。それから、ステージコントロールモジュール
８２は、ステージの位置を変え、データの別のフレーム
を得ることができる。これは、フレームまたはイメージ
の要求される数が得られるまで繰り返され得る。 ビデオディスプレイ２９２は、蓄積されたデータの写像
表現をすることができ、データの個々のサンプルは、ビ
ームがサンプルに対しての目的に相当するスフ・リーン
上に投影される。 ＡＬＵ２７６は、明るさのレベルを調整し、エツジを増
大し、雑音を減らすこと等を含む蓄積されたデータの標
準イメージ経過機能を成し遂げることができる。 第２フレームバツフアー２７８は、増幅され、アッセン
ブリー９０によって検知された信号に貝でいる制御され
た信号が得られた後、センサー１６８からの信号により
同一の機能を果たす。代わりに、第２フレームバツフア
ー２７８は、第１フレームバツフアー２７２が記録記憶
装置の蓄積された信号を転送するとき、アッセンブリー
９０から検知された信号のサンプルとして平行に接続さ
れることができる。さらに、バッファー２７２のフレー
ムストレージは、個々の映像の見分けがつかない細部を
強めるために対応するバッファー２７８のフレームスト
ラージと結合されることができる。 この発明は、従来の技術であるハードウェアとソフトウ
ェア配列の種々の機器を供給することができる。ソフト
ウェアを具体化して作動する前述のシステムの説明は、
この明細書の付録に含まれている。なお、ソフトウェア
プログラムは、Ｃ言語で書かれている。 これらの従来技術は、前述したこの発明の技術により、
恩恵を受けることができ、それに加えて、おびただしい
修正がある。これらの修正は、クレームに述べられたこ
の発明の範囲内に包含されるものである。
イン１１６を介して、フレーム格納制御回路２２６から
ガルバノメータ制御モジュール１１６に信号を供給し、
データバス２３８を介してスキャン−３回路２４６から
オペレータパネル２０４上の表水装置２４０上に信号を
供給する。 第１０図は第１図および第２図のシステムに使用される
フレーム格納制御モジュール１４０の詳細機能ブロック
図である。第１０図を参照すると、フレーム格納制御回
路２２６は、それぞれスキャン検出回路１３６およびピ
クセルクロックモジュール１５４からの信号（以下、ス
キャン検出信号およびピクセルクロック信号と呼ぶ）を
受は取る。 スキャン検出信号は７４１２０のようなパルス同期（シ
ンク）集積回路（ＩＣ）１００２に供給される。クロッ
ク信号は、米国ニューヨーク州ニューロシェル（Ｎｅｗ
Ｒｏｃｈｅ １１ ｅ）にあるＭＦ エレクトロ
ニクス社の５４０６−４Ｍのような水晶クロックモジュ
ール１００１により生成される。パルスシンクＩＣ１０
０２は、スキャン検出信号がある場合に、クロック信号
（パルス）を１２ビツトダウンカウンタ１００４、すな
わち１２ビットＭ分割カウンタ１００４に供給する。 この１２ビツトカウンタ１００４は例えば、７４Ｆ１９
３１Ｃのような３つのカスケード接続された４ビツトカ
ウンタＩＣで構成される。これらのカウンタ１００４へ
のデータ入力は、プルアップ抵抗とグラウンドに接続さ
れたスイッチを用いて一般的に選択されたバイナリの数
（値）である。 カスケード接続されたカウンタ群１００４の最後のカウ
ンタが０になると、パルス信号をワンショット回路１０
０６に出力する。ワンショット回路１００６はカウンタ
１００４に初期値すなわち開始カウント値を再ロードす
る。パルスシンクＩＣ１００２、カウンタ１００４、お
よびワンショット１００６は遅延回路１００７として機
能する。 ワンショット回路１００６からの出力パルスは７４Ｓ１
４０のようなパワードライバＩＣ１００８に供給される
。パワードライバ１ｃ１ｏｏｓはライン２４８の１つを
介して遅延されたスキャン検出信号をスキャン−１回路
２４２に供給する。 同様に、第２装置群はパルスシンクＩＣｌ０ＩＯ１１２
ビツトカウンタ１０１２、およびワンショット回路１０
１４で構成され、第２遅延回路１０１５として機能する
。すなわちクロック（ＣＬＯＣＫ）信号のかわりにピク
セルクロック（Ｐ！ＸＥＬ ＣＬＯＣＫ）信号を用い
て水平駆動フリップフロップ１０１６をリセットするた
めのパルスを出力し、このフリップフロップ１０１６は
水平ドライブ（ＨＯＲＩ ＺＯＮＴＡＬ ＤＲＩ Ｖ
Ｅ）ゲート信号をオフにする。フリップフロップ１０１
６をリセットすると、その出力がＡＮＤゲート１０１８
に入力され、この結果、ピクセルクロックパルスをイネ
ーブルにして、１２ビツトカウンタ１０２０とワンショ
ット回路１０２２で構成される５１２力ウント回路を駆
動する。ワンショット回路１０２２の出力がアクティブ
になると、フリップフロップ１０１６がセットされ、こ
の結果、水平駆動信号をオンにする。フリップフロップ
１０１６の出力はドライブ回路１０２４に供給され、ド
ライブ回路１０２４はライン２１６の１本を介して水平
駆動信号をフレームバッファ２７２に供給する。同様に
、ＡＮＤゲークー０１８の出力はドライブ回路１０２６
に供給され、ドライブ回路１０２６はゲートおよびライ
ン２１６の１つを介してピクセルクロック信号をフレー
ムバッファ２７２に供給する。 回転開始センサ１７４は、各フレームが同じロータ３０
の回転面を用いて始まるようにするために使用される。 センサ１７４はロータ３０が１回転するごとに信号を出
力し、この出力信号は回路１０２８により増幅され、７
４ＬＳ１４のようなシュミットトリガ回路１０３０に供
給される。シュミットトリガ回路１０３０は入力された
信号をデジタルロジック信号に変換する。デジタルロジ
ック信号はＡＮＤゲート１０３２に供給される。 ＡＮＤゲート１０３２の他方の入力には、フリップフロ
ップ１０３４の出力が供給される。フリップフロップ１
０３４は、遅延回路１００７からの遅延されたスキャン
検出信号をカウントする８ビツト垂直インターバルカウ
ンタ１０３６によりセットされる。ＡＮＤゲート１０３
２の出力によりワンショット回路１０３８が駆動され、
スタートスキャン（ＳＴＡＲＴ ５ＣＡＮ）信号が出
力され、ライン２４８の１本を介してスキャン−１回路
２４２に供給される。また、ワンショット回路１０３８
の出力信号により垂直インターバルカウンタ１０３６に
初期値を再ロードするとともに、フリップフロップ１０
４０をセットする。 最後のフレームがスキャンされると、スキャン−２回路
２４４からのスキャンカウントストップ値（ＳＣＡＮ
Ｃ０ＵＮＴ−８ＴＯＰ ＶＡＬＵＥ）信号がライン
２５２を介してＡＮＤゲート１０４４の一方の入力に供
給され、遅延回路１００７からの遅延スキャン検出信号
をワンショット回路１０４６に供給する。この結果、ワ
ンショット回路１００７はワンショット回路１０４６を
アクティブにする。この結果、ワンショット回路１０４
６はフリップフロップ１０４０をリセットし、ストップ
スキャン（ＳＴＯＰ ５ＣＡＮ）信号をライン２４８
の１本を会してスキャン−１回路２４２に供給し、フリ
ップフロップ１０３４をリセットする。 フリップフロップ１０４０がリセットされると、その出
力をＡＮＤゲークー０４２に供給する。ＡＮＤゲート１
０４２の他方の入力には遅延回路１００７からの遅延さ
れたスキャン検出信号が供給される。この結果、遅延ス
キャン検出信号は垂直インターバルカウンタ１０３６を
駆動する。フリップロップ１０４０がセットされると、
ＡＮＤゲート１０４２をディスエーブルにする。 フリップフロップ１０４０はさらにロードスキャンカウ
ント（自動モード）信号をライン２５４を介してスキャ
ン−２回路に供給するとともに、ドライバ回路１０４８
に供給する。この結果、ドライバ回路１０４８はライン
２１６の１本を介してフレームバ°ツファ２７２に垂直
ドライブ（ＶＥＲＴＩＣＡＬ ＤＲＩＶＥ）信号を供
給する。 第１１図は第９図のモジュールに使用する場合のスキャ
ン−１回路の詳細機能ブロック図である。 第１１図において、オペレータパネル２０４上の５つの
入力スイッチ２３０はブツシュボタンであり、ＭＣ１４
４９０のようなスイッチデバウンス回路１１０２に接続
され、ボタンポット２３０を押してもバウンスの無い信
号が得られるように構成されている。ブツシュボタン２
３０はサイクルボタン、オートボタン、マニュアルボタ
ン、シングルステップボタン、およびリセットボタンで
構成される。オートおよびマニュアルボタン２３０の出
力はそれぞれマニュアル／オートモードフリップフロッ
プ１１０４をセットおよびリセットする。フリップフロ
ップ１１０４がセットされると、（すなわちオートモー
ドの場合）フリップフロップ１１０４の出力の１つによ
り、ＡＮＤゲート１１０６がイネーブル状態になる。こ
の結果、ＡＮＤゲークー１０６はフレーム＃錦回路２２
６からのスタートスキャン信号をライン２４８の１本を
介してＯＲゲート１１０８の一方の入力に供給する。こ
の結果、ＯＲゲート１１０８はワンショット回路１１１
０を駆動する。ワンショット回路１１１０の出力パルス
はフリップフロップ１１１２をセットする。フリップフ
ロップ１１１２の出力はＡＮＤゲート１１１４の一方の
入力に供給される。この結果、ＡＮＤゲート１１１４は
遅延スキャンカウント信号をＯＲゲート１１１６の入力
に供給するので、ＯＲゲート１１１６はライン２５０の
１本を介してスキャンカウントクロック信号をスキャン
−２回路２４４に供給する。 フリップフロップ１１０４がリセットすると（すなわち
マニュアルモードの場合）、フリップフロップ１１０４
の他方の出力信号がＡＮＤゲート１１１８の一歩の入力
に供給され、他方の入力端子にはシングルステップボタ
ン２３０からの出力信号が供給される。シングルステッ
ププッシュボタン２３０が押されると、ＡＮＤゲート１
１１８の出力信号はパルスシンク（同期）回路１１２０
に供給される。この結果、パルスシンク回路１１２０は
つぎの遅延されたスキャン検出パルスが他方の入力に供
給されたとき１パルスを出力する。 パルスシンク回路１１２０の出力信号はＯＲゲート１１
１６の他方の入力端子に供給されるので、ＯＲゲート１
１１６はスキャン−２回路２４４にスキャンカウントク
ロック信号を供給する。サイクルボタンが押されると、
信号がＯＲゲート１１０８の他方の入力端子に供給され
、この結果、ワンショット回路１１１０に供給される。 ワンショット回路１１．１０からの出力パルスによりフ
リップフロップ１１１２がセットされ、この結果、上述
したような動作を行う。 リセットボタンが押されると、その出力信号は第１ＯＲ
ゲート１１２２および第２ＯＲゲート１１２４の各入力
端子に供給される。ｌｌＯＲゲート１１２２の出力信号
はフリップフロップ１１１２をリセットする。第２ＯＲ
ゲート１１２４の出力端子はロードスキャンカウント（
マニュアルモード）信号を発生し、ライン２４８の１本
を介してフレーム格納制御回路２２６に供給する。第１
ＯＲゲート１１２２の残りの２つの入力端子には、フレ
ーム格納制御回路２２６からのストップスキャン信号と
、スキャン−２回路２４４からのスキャンカウント−５
１２信号がそれぞれ供給される。 第２０Ｒゲー、）１１２４の残りの２つの入力端子には
、フレーム格納制御回路２２６からの信号とスキャン−
２回路２４４からのスキャンカウント−ストップ値信号
がそれぞれ供給される。 第１２図は、第９図のモジュールに使用されるスキャン
−２回路の詳細機能ブロック図である。 第１２図において、オペレータパネル２０４上の２進化
１０進コード（ＢＣＤ）サムホイールスイッチ２３４の
ような３つのスイッチオペレータにより所望のスタート
スキャンカウント値に設定される。これらのスイッチ２
３４からのＢＣＤ出力信号はＢＣＤ−バイナリ変換回路
１２０２により１０ビツトのバイナリ値に変換される。 この１０ビツトデータはスキャンカウンタ１２０４と呼
ばれる１０ビツトバイナリカウンタに供給される。 フレーム格納制御回路２２６からライン２５４を介して
供給されるロードスキャンカウント信号により、１０ビ
ツトバイナリデータがカウンタ１２０４にロードされる
。カウンタ１２０４はスキャン−１回路２４２からライ
ン２５０を介してスキャンカウントクロック信号が供給
されるごとにインクリメントを行う。カウンタ１２０４
の出力信号はバス２５６を介して１０ビツトバイナリコ
ンパレータ１２０６およびスキ中ソ−３回路に供給され
る。最上位ビットすなわち、５１２のカウントを表すビ
ットはライン２５０の１本を介してスキャン−１回路２
４２に供給される。 バイナリコンパレータ１２０６の他方の入力端子には、
スイッチ２３４を介して入力され、同様の構成のＢＣＤ
−バイナリ変換回路１２０８により２進値に変換された
ストップスキャンカウント信号の２進値が供給される。 スキャンカウンタ１２０４の出力信号がストップスキャ
ンカウント値と等しくなると、コンパレータ１２０６の
出力信号がアクティブとなり、スキャンカウント−スト
ップ値信号を出力し、ライン２５２を介してフレーム格
納ｉ！１ａ１回路２２６に供給するとともに、ライン２
５０の１本を介してスキャン−１回路２４２に供給する
。 第１３図は、第９図のモジュールで使用されるスキャン
３回路の詳細な機能ブロックダイアグラムを示す。第１
３図を参照して、スキャン２回路２４４のスキャンカウ
ンタ１２０４の１０ビツト出力が、バス２５６上を１０
ビツトｊ１！算デジタル／アナログコンバータ１３０２
に送られる。精密電圧基準１３０４は基準入力をコンバ
ータ１３０２に供給する。ＤＡＣ１３０２の出力は、差
動増幅器１３０６の１入力に供給される。差動増幅器の
他の入力は、ポテンショメータ１３０８によって駆動さ
れ、それは精密電圧基準１３０４に接続されている。ポ
テンショメータ１３０８は増幅器１３０６の出力の中点
を０に調整する能力を提供する。アンプ１３０６の出力
は可変ゲインバッファ増幅器１３１０に送られ、そのゲ
インは０と１の間に調整されることができる。バッファ
増幅器１３１０の出力は、Ｙスキャン基準信号であり、
ライン２１０上をガルボ制御モジュール１］６に送られ
る。 スキャンカウンタ１２０４の出力はまたバイナリ／ＢＣ
Ｄコンバータ１３１２に送られ、それは、物体上のビー
ムの瞬時のｙ位置を表わすスキャンカウントを示すため
に、オペレータパネル２０４上に３桁のディスプレイを
駆動するように、バス２３８上にスキャンカウント表示
信号を送り出す。 第１４図は、第１図と第２図のガルバノメータ制御モジ
ュール１１６を示し、ガルボ制御モジュール１１６は第
２の方向の実際のビーム位置を表わす信号を受信し増幅
する。その後、それは望ましいビーム位置Ｙスキャン基
準信号を受信し、２つの信号を比較する。比較結果に基
づいて、ガルボ制御モジュール１１６はガルバノメータ
５６の駆動電流を変調し、第２の方向の実際のビーム位
置を正確に追尾させ、あるいは望ましいビーム位置にさ
せる。 このモジュール１１６はビーム位置増幅回路２５８を具
備し、それはライン２６２上をガルバノメータあるいは
ガルボドライバ回路２６０に信号を提供する。 ガルボ制御モジュール１１６は、光位置センサ１１２か
らビーム位置増幅回路２５８までのケーブル】１４の第
１と第２の上の、およびスキャン３回路２４６からがル
ボドライバ回路２６０へのライン２１０上の信号を受信
する。ガルボ制御モジュール１１６は、ビーム位置増幅
回路２５８かう位置センサ１１２への第３のライン上に
、及びがルボドライバかいろ２６０からガルボアッセン
ブリ５８へのケーブル１１８の２つのライン上にバイア
ス電圧を送り出す。 第１５図はく第１図と第２図のシステムで使用されるの
に適するガルバノメータ制御モジュール１１６の詳細な
機能ブロックダイアグラムである。 第１５図を参照して、位置検出器あるいはセンサ１１２
は、検出器１１２上の光ビームの位置に比例する信号を
提供する。検出器はバックバイアス電流モードで動作す
る。検出器の第１の出力は、前に述べた前置増幅回路１
５２と同様に、電流／電圧増幅器１５０２に送られる。 増幅器１５０２の出力は合計増幅′ａ１５０４と差動増
幅器１５０６に供給される。 検出器１１２の他の出力は、その出力を提供するように
同様に構成された他の電流／電圧増幅器１５０８に供給
される。電流／電圧増幅器１５０８の出力は、合計増幅
器１５０４の第２の入力と差動増幅器１５０６の第２の
入力に提供される。 合計増幅′Ｊ５１５０４と差動増幅器１５０６の出力は
、バーブラウン（Ｂｕｒｒ−Ｂｒｏｗｎ ） ４２９１
分周器のようなアナログ分周器１５１０の分母り入力と
分子Ｎ入力にそれぞれ送られる。分周器１５１０の出力
はＮ／Ｄに等しく、１０倍される、すなわち（Ｎ／Ｄ）
ｘｌＯ，合計信号によって差信号を分割することによっ
て、検出器１１２の入射ビーム強度の変化による分周２
ｉｉ１５１０の出力レベルの変化は除去され、あるいは
最小にされる。 分周器１５１０の出力はゲインとして１を有するバッフ
ァあるいは非反転増幅器１５１２に送られる。位置エラ
ー補正信号と呼ばれるこの出力は、合計増幅器１５１４
に供給される。合計増幅器１５１４への他の入力はスキ
ャン３回路２４６からのＹスキャン基準信号とゼロｍｅ
ポテンショメータ１５１６の出力である。 ボテンショメ・−夕１５１６はガルバノメータの中間範
囲位置の調整を許す。 合計増幅器１５１４の出力は、サーボ補償器１５１８に
送られ、それは、ダシ（Ｄ’Ａｚｚｏ）とホービス（Ｈ
ｏｕｐｉｓ）による”フィードバック制御システム分析
と合成” ｐｐ１０９−１１０．１９６０に述べられて
いるものと同様の遅延誘導（ｌａｇ−１ｅａｄ）補償器
であってもよい。 補償器１５１８はガルバノメータ制御モジュール１１６
と位置検出器１１２により構成されるサーボループの安
定性を確保する（すなわちリンギングと発振を防ぐ）。 補償器の出力はドライバ増幅器１５２０の１つの入力を
駆動し、それはプッシュプルパワー増幅器１５２２を駆
動する。プッシュプル増幅器１５２２はガルバノメータ
５６中のコイルに駆動電流を提供する。フィードバック
抵抗１５２４はガルバノメータ中のコイルを流れる実際
の電流をセンスし、ドライ、バ増幅器１５２０に負のフ
ィードバック電圧を提供する。 第１６図は第１図と第２図の光マルチプライア制御モジ
ュール９６を示す。光マルチプライア制御モジュール９
６の機能は、アブセンブリ９０からの増幅され、検出さ
れた信号の長時間平均を形成することである。長時間平
均はアッセンブリ９０に供給される高電圧を制御するた
めに使用され、それによりそのゲインは制御される。光
マルチプライア制御モジュール９６は、全体のフレーム
に渡って光検出器アッセンブリ９０がほぼ一定のゲイン
を有することを確保する。 光マルチプライア制御モジュール９６は、自動ゲイン制
＃（ＡＧＣ）ビデオ増幅器２６６にライン２７０によっ
て接続された高電圧（例えば３０００■）パワーサプラ
イ２６４を具備する。図示されたパワーサプライ２６４
はバーテンアソシエイトオブヒックスバイル（Ｂｅｒｔ
ａｎ Ａｓ５ｏｃｉａｔｅｓ ｏｆ Ｈｉｃｋｓ
ｖｉｌｌｅ）、ニュウヨークから市販されているモデル
２０５Ａ−０３Ｒのもとに得られることができる。パワ
ーサプライ２６４はＡＧＣビデオ増幅器２６６からのラ
イン２７０上の信号を受信する。 光マルチプライア制御モジュール９６はライン９７上を
パワーサプライ２６４から光マルチプライアアッセンブ
リ９０に高電圧を送り、ライン９３上をＡＧＣビデオ増
幅器２６６からコンピュータシステム８６中のフレーム
バッファ２７２に高電圧を送る。光マルチプライア制御
モジュール９６は前置増幅モジュール９４からＡＧＣビ
デオ増幅器２６６へのライン９５上の信号を受信する。 第１７図は、第１図と第２図で使用されるのに適する光
マルチプライア制御モ°ジュール９６の詳細な機能ブロ
ックダイアグラムである。第１７図を参照して、前置増
幅モジュール９４からの出力は、２のゲインを有するバ
ッファあるいは非反転増幅器１７０２に送られる。この
増幅器１７０２の出力はライン９３上をフレームバッフ
ァ２７２に送られる。増幅器１７０２の出力はまた、約
２秒の時定数を有するローパスフィルタ１７０４１：送
られる。このフィルタ１７０４の出力の極性は反転増幅
器１７０６によって反転される。増幅器１７０６の出力
は、積分増幅器１７０８の合計接合に送られる。セット
ポイント１７１０は増幅器１７０８の合計接合に第２の
入力を供給する。増幅器１７０８はその出力が負になる
ことを防ぐ出力制限回路を有する。 積分増幅器１７０８の出力は可変ゲイン増幅器１７１２
に送られ、それはモジュール９６のゲインを制御する。 増幅器１７１２の出力は反転増幅器１７１４によって反
転され、高電圧パワーサプライ２６４に要求される極性
の入力を提供する。 パワーサプライ２６４は高電圧を光検出器アッセンブリ
９０に提供し、その電圧はパワーサプライ２６４への入
力電圧に比例する。 第１８図は第１図と第２図の画素クロヅクモジュール１
５４を示す。画素クロヴクモジュール１５４は入出力を
有する位相ロックループ回路を含む。位相ロックループ
回路は、入力信号の各振幅ピークに対して、出力信号の
振幅ピークが一致して生じるように、その出力信号をそ
の入力信号に同期させる。加えて、画素クロックモジュ
ール１５４は、出力信号を形成するために、入力の周波
数（それはロンチ尺１４４上の単位距離当り振幅サイク
ルに対応する）を１から１６の範囲内の予め決められた
数Ｎ１典型的には３あるいは４倍する。 画素クロックモジュール１５４は振幅が変化する信号を
受信する。この信号は、第４のビーム部分１４２が第１
の（Ｘ）方向にスキャンされるにつれて、ロンキー格子
１４４を通過する第４のビーム部分１４２によって作ら
れる。第４のビーム部分１４２のスキャンパターンは、
第１のレンズ５０に向かって第１の方向に反射されるに
つれて、ビーム２４のスキャンパターンに似ている。こ
のようにして、第４のビーム部分１４２のロンキー格子
１４４上の位置は物体７０上の一方向へのビームの位置
を表わす。ロンキー格子１４４は、ビーム部分１４２が
それを横切るにつれて、第４のビーム部分１４２の強度
を変調する。ロンキー格子１４４は平行ラインを有し、
それらは等しく離れており、ロータ３０は一定角速度で
回転していて、センサ１４８によってセンスされた信号
の単位時間当りの周波数は、ロンキー格子１４４の平面
内で第４のビーム部分１４２の速度のベクトル成分に依
存して変化する。述べられた以外に、口ンキー格子１４
４は等しく離された平行ラインを有するので、光検出器
１４８によって受信された信号は第４のビーム１４２の
位置に対応する振幅で変化し、その位置はビーム２４の
スキャンパターンと同期する。光学システムにより生じ
るスポット速度の変化は第４のビーム部分１４２とスキ
ャンビーム２４に等しく影響を与える。このようにして
、光検出器１４８からの信号は、それがロンキー格子１
４４を横切るにつれ、ビーム部分１４２の動きを正確に
追尾する。光検出器１４８からの信号はロンキー格子１
４４の空間周波数（すなわち単位距離当りのライン）に
対応する一時的周波数を有し、その光学とロータ速度の
ために変化によって変調される。画素クロックモジュー
ル１５４は光検出器１４８によりて発生された信号の一
時的周波数を増倍し、結果として位置方向への物体平面
上のビーム２４の空間位置を表わす非常に精密な画素ク
ロック出力信号が発生される。 画素クロックモジュール１５４は位相検出器２５１、電
圧制御発振器（ＶＣＯ）２５５、Ｎ分割カウンタ２５９
を具備する。このシステムで使用可能な図示される位相
検出器２５１と発振器２５５はカリフォルニア、サニー
デールのシグネティックス社からの部品番号ＮＥ５６４
のもとで得られることができる。位相検出器２５１はラ
イン２５３により電圧制御発振器（ＶＣＯ）２５５に接
続され、それに信号を送る。電圧制御発振器２５５はラ
イン２５７でＮ分割カウンタ２５９に接続され、それに
信号をおくる。Ｎ分割カウンタ２５９はライン２６１に
より位相検出器２５１に接続され、それに信号を送る。 ピクセルクロックモジュール１５４は、プリアンプ１５
２から位相検出器２５１まで信号をライン１５１を介し
て受ける。ピクセルクロックモジュール１５４は、ライ
ン２５７からフレームまたはイメージストレージコント
ロールモジュール１４０までライン１５３を介して信号
を送る。 第１９図は、第１図と第２図のシステムに使用するため
に適したピクセルクロックモジュール１５４の機能上の
回路構成図を詳述している。プリアンプ１５２の出力は
、アナログコンノくレータ−１９０２の１つの入力に供
給され、アナログコンパレーター１９０２は、入力信号
とコンノくレータ−の次の入力によって供給される固定
された直流基準電圧とを比較する（第１９図）。コンパ
レーター１９０２の出力は、デジタルロジック回路の構
成要素と信号の極性を逆転して送られるインノく一ター
１９０４に一致している。インバーター１９０４の出力
は、ＮＥ５６４のようなフェーズロックループＩＣ１９
０６のＦＭ大入力供給されている。電力調整発信６ （
ＶＣＯ）１９１２の出力は、インバーター１９１４に送
られるフェーズロックループＩＣ１９０６に含まれてい
る。ｖＣ０１９】２の第１の周波数は、コンデンサーＣ
１によってセット、調整され、周波数は、ピクセルクロ
ック信号として要求される値に近付けられる。 コンデンサー０２と０３は、高周波信号が出されるよう
に、またＩＣ１９０６の入力側からのエラー信号がｖＣ
Ｏ入力に供給されやすいように選択される。 インバーター１９１４の出力は、４ビツト２進法カウン
ター１９１６のクロック入力に送られ、Ｎカウンターと
して分割される。Ｎカウンター１９１６入力値による分
割は、プルアップ抵抗を伴った個々のスイッチと共に選
択されることができる。カウンター１９１６の出力は、
（２）による入力の分割周波数に配置された゛Ｄ型フリ
ップフロップ１９１８に供給されている。このように、
Ｄ型フリップフロップ１９１８の出力は方形波であり、
その周波数は、ピクセルクロックモジュール１５４の入
力の１／２Ｎである。フリップ７０ツブ１９１８の出力
は、インバーター１９２０によって逆転され、フェーズ
ロックループＩＣ１９０６の位相コンパレーターの入力
に供給される。 インバータ・−１９１４の出力もまた、ライン１５３を
通してフレームストレーシコントロールモジュール１４
０にピクセルクロック信号として別のインバーター１９
２２に、送られる。 フェーズロックループＩＣ１９０６は、ＶＣＯ１９１２
の周波数を３１整し、ＦＭ大入力位相コンバレーター入
力との間の位相エラーを最小にする。 その結果、ＶＣＯ１９１２の出力周波数は、ピクセルク
ロックモジュール１５４の出力周波数の２Ｎ倍となるで
あろう。 ロンキー格子（ｒｏｎｃｈｉ ｒｕｌ ｉｎｇ）を透
過する第４ビーム部１４２による信号発生の空間周波数
は、変化することが知られている。このように、ピクセ
ルクロックモジュール１５４の出力は、変化し、モジュ
ール１５４に対する入力の空間周波数の２Ｎ倍となるよ
うに設計されている。 このピクセルクロックモジュール１５４の長所は、第４
ビームの直径の減少に関連した困難性を除いてロンキー
格子上をビームで走査することから検出される信号より
もより変化される空間解像度を有するピクセルクロック
信号を発生することである。第２０図は、コンピュータ
ーシステム８６と第１図および第２図のステージコント
ローラーシステムの概要を説明した図である。コンピュ
ーターシステム８６は、内部データバス２７５と内部接
続ライン２７７とによって、（１）ビデオデイプレイ２
９２に接続されたフレームバッファ（２）ＡＬＵ２７６
、（３）キーボード、キーバッド、マウスおよび／また
はライトベン、プリンター２９８、ステージコントロー
ラーモジュール８２のようなオペレーター入力手段を具
備するターミナル２９６に接続された直列インターフェ
ース２８２、そして、（４）１つまたはそれ以上のディ
スク記憶装置と駆動装置２８４、磁気カセットタープ記
憶装置と駆動装置２８６、ＲＡＭ２８８または、フロッ
ピーディスクもしくはディスケットと駆動装置２９０の
ような、走査レーザ顕微鏡装置１０によって１つあるい
はそれ以上のオペレーティングプログラムとデータ発生
を供給する手段に接続されたＣＰＵ２７４を含んでいる
。 コンピューターシステム８６は、付随して第２フレーム
バッファー２７ＢＣ第２ビデオデイプレイ２９４に接続
されている）とセンサーまたは第２先検出機構１６８か
ら信号を受ける第２ＡＬＵとを含んでも良い。フレーム
バッファー２７２．２７８は、ＡＬＵ２７６．２７８に
ライン２７９によって接続されている。 図面について以下の部分は、マルボロ、マサチューセッ
ツのＤｌｇｌｔａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎ（Ｄ Ｅ Ｃ）から得ることができ、それ
ぞれのモデルナンバーを記す。 Ｕ Ｐ Ｕ ２７４−ｍｏｄｅｌ ８３０Ｑ Ｂ −Ａ
２、直列インターフェース２Ｂ２−＝ ｍｏｄｅｌＤ
ＶＱ −１１−Ｍ。 ターミナル２９６− ＊ｏｄｅｌＶＴ−２２０ＡＺ、デ
ィスク記憶装置と駆動装置２８４・・・−ｏｄｅｌｓＲ
Ｄ−５ＯＡ−５Ａ ａｎｄ ＲＱＤＸ３−ＢＡ、磁気
カセットタープ記憶装置と駆動袋ｇ！２８６・・・−ｏ
ｄｅｌｓ ＴＫ−５０−ＡＡ ａｎｄ ＴＱＫ−５０
−ＢＡ。 ＲＡＭ２８Ｂ−−−ｍｏｄｅｌｃＭＸ−８３０、そして
ディスケット／駆動装置２９０− ｍｏｄｅｌｓ８００
− Ｋｂ ａｎｄ ＲＸ５０−Ａ−ＢＡ。 デジタルフレームストレーシュニット２７１は、フレー
ムバッファー２７２とＡＬＵ２７６とを含む。受は入れ
フレームバッファーとＡＬＵは、提供したシステムに使
用でき、モデルナンバーＤＴ−２６５１，ＤＴ−２６５
８からそれぞれ得られることができる。 コンピューターシステム８６は、デジタルフレームまた
はイメージストレージ回路２２６からフレームバッファ
ー２７２，２７８までのライン２２６を通る信号を受け
、ＡＧＣとビデオバッファー２６６からフレームバッフ
ァー２７２，２７８までのライン９３を通る信号を受け
る。 作動中目的は、ステージアッセンブリー７４に出される
。操作者は、例えば、目的に関して同一のデータおよび
使用される段階位置が要求される情報選択の情報をター
ミナル２９６に入力する。 ＣＰＵ２７４は、選択またはプログラムされたステージ
の位置にステージコントロールモジュール８２を命令す
渇ことによって反応する。ＣＰＵ２７４はさらに、デー
タを受は始めるアッセンブリー９０および／またはフレ
ームバッファー２７８から、検出信号を受は始めフレー
ムバッファー２７２に命令する。 ステージアッセンブリー７４が第１のプログラムポジシ
ョンである場合、フレームバッファー２７２（および／
または２７８）は、デジタル化とビームがラスターパタ
ーンを走査している間に正確な空間間隔としてアッセン
ブリー９０かう検出信号を蓄積する。これらの蓄積され
た信号は、検出信号またはデータのフレームを含む。蓄
積された信号はさらに、記録蓄積の形式、すなわち、２
８４．２８６またはメモリー２８８の１つに典型的に転
送させる。それから、ステージコントロールモジュール
８２は、ステージの位置を変え、データの別のフレーム
を得ることができる。これは、フレームまたはイメージ
の要求される数が得られるまで繰り返され得る。 ビデオディスプレイ２９２は、蓄積されたデータの写像
表現をすることができ、データの個々のサンプルは、ビ
ームがサンプルに対しての目的に相当するスフ・リーン
上に投影される。 ＡＬＵ２７６は、明るさのレベルを調整し、エツジを増
大し、雑音を減らすこと等を含む蓄積されたデータの標
準イメージ経過機能を成し遂げることができる。 第２フレームバツフアー２７８は、増幅され、アッセン
ブリー９０によって検知された信号に貝でいる制御され
た信号が得られた後、センサー１６８からの信号により
同一の機能を果たす。代わりに、第２フレームバツフア
ー２７８は、第１フレームバツフアー２７２が記録記憶
装置の蓄積された信号を転送するとき、アッセンブリー
９０から検知された信号のサンプルとして平行に接続さ
れることができる。さらに、バッファー２７２のフレー
ムストレージは、個々の映像の見分けがつかない細部を
強めるために対応するバッファー２７８のフレームスト
ラージと結合されることができる。 この発明は、従来の技術であるハードウェアとソフトウ
ェア配列の種々の機器を供給することができる。ソフト
ウェアを具体化して作動する前述のシステムの説明は、
この明細書の付録に含まれている。なお、ソフトウェア
プログラムは、Ｃ言語で書かれている。 これらの従来技術は、前述したこの発明の技術により、
恩恵を受けることができ、それに加えて、おびただしい
修正がある。これらの修正は、クレームに述べられたこ
の発明の範囲内に包含されるものである。
第１図はこの発明の走査型レーザー顕微鏡システムの概
略図、 第２図は第１図の装置のブロック図、 第３図はこの発明の好ましい実施例に用いた修正顕微鏡
ベースを一部断面にして示す詳細な側面図、 第３Ａ図は第３図に示したように用いるために修正可能
な商業的に入手可能な顕微鏡の側面図、第４図はこの発
明のビーム増強アセンブリの第１の実施例の分解図、 第４Ａ図は完全に組み立てられた第４図のアセンブリの
平面図、 第５図はこの発明のビーム増強アセンブリの第２の実施
例の分解図、 第５Ａ図は完全に組み立てられた第５図のビーム増強ア
センブリの横断面側面図、 第６図はこの発明のビーム増強アセンブリの第３の実施
例の平面図、 第６Ａ図は第６図の矢印の方向における線Ａ−Ａに沿っ
た横断面側面図、 第６Ｂ図はこの発明のビーム増強アセンブリの第４の実
施例の横断面側面図、 第６Ｃ図はこの発明のビーム増強アセンブリの第５の実
施例の横断面側面図、 第６Ｄ図はこの発明のビーム増強アセンブリの第６の実
施例′の横断面側面図、 第７図は第１図及び第２図の装置に用いられるプリアン
プ回路の好ましい実施例の図、第８図は第′１図及び第
２図の装置に用いられる走査検出回路の好ましい実施例
の図、 第９図は第２図のフレーム又は像記ｔａ ａｉ制御モジ
ュール及び操作制御パネルのブロック図、第１０図は第
１図及び第２図の装置に用いられるフレーム又は像記憶
制御モジュール及び操作制御パネルのブロック図、 第１１図は第９図のモジュールに用いられる走査モジュ
ール制御論理又は走査１の詳細な機能ブロック図、 第１２図は第９図のモジュールに用いられる走査カウン
ト又は走査２の詳細なブロック図。 第１３図は第９図のモジュールに用いられるＹ走査基準
発生機又は走査３の詳細な機能ブロック図、 第１４図は第１図及び第２図の検流計制御モジュールの
ブロック図、 第１５図は第１図及び第２図の装置に用いられる検流計
制御モジュールの詳細な機能ブロック図、第１６図は第
１図及び第２図の光電子増倍管制御モジュールのブロッ
ク図、 第１７図は第１図及び第２図の装置に用いられる光電子
増倍管Ｍａｌモジュールの詳細な機能ブロック図、 第１８図第１図及び第２図のピクセルクロックモジュー
ルのブロック図、 第１９図は第１図及び第２図の装置に用いられるピクセ
ルクロックモジュールの詳細な機能ブロック図、 第２０図は第１図及び第２図のコンピュータシステム及
び記憶制御システムの概略図である。 １０・・・走査型レーザ顕微鏡装置、２０・・・第１の
光源、３０・・・ロータ、４２・・・検流計アッセンブ
リ、５６・・・検流計、５８・・・検流計走査アッセン
ブリ、７０・・・対象物、７４・・・走査ステージアッ
センブリ、８２・・・ステージ制御モジュール、８８・
・・ビーム増幅アッセンブリ、９０・・・光検出アッセ
ンブリ、９６・・・光増倍管制御モジュール、９８・・
・第２の光源、１５６・・・第３の光源。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３Ａ 図 第 図 １！６Ａ 図 第６Ｂ 図 田 第１４ 図 ９６兜禮４吉３琶シ冷り＃ｔシリ！し ？ 第１６ 図 手続補正書（方式） モ成２年６月２７日 １′１′訂庁長官 吉［ｎ 文毅 殿１、事件の表
示 特願平１−２６４８１１号 ２、発明の名称 走査型レーザ顕微鏡装置及びその使用方法３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 名称 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド
・カンパニー４、代理人 住所 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号〒１００
？Ｗ話 ０３（５０２）３１８１ （大代表）手続補
正書 ２９２Φ 平成 年 月 日 特許庁長官 植 松 敏 殿 １、事件の表示 特願平１−２６４８１１号 ２、発明の名称 走査型レーザ顕微鏡装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 イー中アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド
・カンパニー ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 平成１年１２月２７日 ６、補正の対象 委任状およびその訳文、図面 ７、補正の内容 別紙の通り 図面の浄書（内容に変更なし） 発明の名称及び明細書 ７、補正により減少する請求項の数 特許請求の範囲 １、軸を有し、線形偏光され、実質的にコリメートされ
た、第１の単波長光ビームを発生する第１のレーザと、 対象物の走査面を横切る＄１の方向と、この第１の方向
と直交する第２の方向とに上記光ビームをラスター走査
方式により走査する走査手段と、対象物の走査部分と他
の部分との間のコントラストを高くすることにより対象
物からの光を増強する手段と、 上記増強手段からの光を検出し、この検出光のする手段
とを具備する、対象物の特性づけに寄与する走査型レー
デ顕微鏡装置。 ２、 上記増強手段は、対象物の走査面に平行な面に選
択的に位置可能で、対象物からの光の一部を通すアノ９
チヤーを有する空間フィルター・アッセンブリーを備え
ている請求項１に記載の走査型レーデ頑ｆ＠鏡装置。 ３、上記空間フィルター・アッセンブリーは、スロット
及び通路を有し、対象物からの光が上記通路を介して上
記検出手段へ至るように、上記検出手段上に回転可能に
設けられ九ノ・ウゾングと、孔を有し、上記スロット内
を摺動可能が支持プレートと、 上記孔内を摺動可能なトラックピースと、上記通路内に
設けられ、上記トラックピースに接続されたホルダーシ
ートと、 上記ホルダーシートに回転可能に支持されたフィルター
ホルダーと、 上記フィルターホルダーに支持されているとともに上記
アノ−チャを有するフィルタと、全備え。 上記アパーチャは上記支持グレートの孔内でトラックピ
ースを摺動させることにより、一方の線形方向に、また
ハウジングのスロット内で支持プレートを摺動させるこ
とにより前記一方の線形方向に直交する他方の線形方向
に位置決め可能である請求項２に記載の走査型レーデ顕
微樋装置。 ４、 上記空間フィルター・アッセンブリーは、通路を
有し、対を物からの光がこの通路を介して上記検出手段
へ至るように、上記検出手段上に回転可能に配設された
ペースと、 光学ア・Ｉ−チャと、上記通路内に回転可能に支持され
た部分と、環状溝と、偏心ピンと、を有する回転ホルダ
ーと、 上記偏心ピンを中心として移動可能に設けられ、光学ア
Ｉ？−チャと、上記偏心ピンを受ける偏心孔と、径方向
溝と、を有する空間フィルタープレート と 、 光学ア・ｆ−チャと、上記空間フィルタープレートの径
方向溝内に突出した偏心ピンと、上記回転ホルダーの環
状溝内に突出したピンとを有する回転ディスクと、を具
備し、上記回転ホルダーの光学アノ９−チャ、空間フィ
ルタープレートの光学ア／＃−チャ並びに回転ディスク
の光学アノクーチャは整列されかつ上記ペース、回転ホ
ルダー及びディスクの少なくとも１つの回転により移動
可能である請求項２に記載の走査量レーデ顕微鏡装置。 ５、 上記空間フィルター・アッセンブリーは、通路を
有し、対象物からの光が上記通路を介して上記検出手段
へ至るように、上記検出手段上に回転可能に配設された
ペースと、 上記ペースの通路に整列された上記ア・ぐ−チャのサイ
ズを選択的に規定する可動アイリスダイヤプラムを有す
るダイヤフラムアッセ／プリーと、上記ダイヤフラムブ
ツセ／プリー近くに位置する孔を有するサポートと、 上記孔内で直線的に摺動可能に上記サポートに設けられ
たアームと、 上記アーム上に設けられ、光が上記可変のアノクーチャ
を通る前に、対象物からの光の一部もしくは全部をさえ
ぎるように位置決め可能な光逍蔽部段と、を備えている
請求項２に記載の走査型レーデ顕微佛装置。 渉・ｆターン内の均一強度レベル領域と実質的に一致す
る形状を有している請求項２に記載の走査型波長の光の
みが増強手段を通るように形成されている請求項１に記
載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ８、 材料の走査面上でラスター走査方式により光ビー
ムを走査する光学系と、 上記材料からの光ビームを検出し、検出された光ビーム
の強度を表わす信号を発生する手段と、上記材料の走査
面上で第１の方向における光ビームの位置を表わすビク
υクロック信号を発生する手段と、 上記材料の走査面上で上記第１の方向に直交する第２の
方向における光ビームの位置を所望のビーム位置に位置
させる手段と、 検出され念光信号を記憶する手段と、 上記第１の方向のピクセルクロック信号及び上記第２の
方向の所望位置に基づいて上記記憶手段に制御信号を与
え、上記材料の走査面上のビーム位置に対応した記憶位
Ｒに上記検ｔＴ３信号が記憶されるように上記記憶手段
を同期させる手段と、上記記憶信号を上記材料の走査面
を表わす儂に変換する手段と、 全備えた走査型レーデ顕微鏡装置。 ９、上記増強手段は、上記材料の走査面と平行な面内に
選択的に配置可能であるとともに上記材料からの光の一
部を通過させるアノクーチャを有する空間フィルター・
アッセンブリを備えている請求項８に記載の走査型レー
デ顕微佛装置。 １０、 上記空間フィルター・アッセンブリは、スロ
ット及び通路を有し、対象物からの光が通路を通過して
前記検出手段に向けられるように前記検出手段上に回転
可能に載置されたハウゾングと、 孔を有し、′上記スロット内を直線的に摺動可能な支持
プレートと、 上記孔を通って摺動可能なトラックピースと、上記通路
内Ｖこ設けられているとともに上記トラックピースに接
続されたホルダーシートと、上記ホルダーシートによっ
て回転可能に支持さｒしたフィルターホルダーと、 ア・母−チャを有し、上記フィルターホルダによって支
持されたフィルタと、を備え、上記ア・９−チャは、上
記支持プレートの孔を通して上記トラックピースを摺動
させることによって一直線方向に、また上記ハウ・ゾ／
グのスロット内で上記支持プレートを摺動させることに
より上記−直線方向と直交する他の＠線方向に位置決め
可能である請求項９に記載の走査型レーザ顕微儒装置。 １１、 上記ｌｌフィルター・アッセンブリーは、通
路を有し、対象物からの光がこの通路を介して上記検出
手段へ至るように、上記検出手段上に回転可能に配設さ
れたペースと、 光学ア・々−チャと、上記通路内に回転可能に支持され
九部分と、環状溝と、偏心ピンと、を有する回転ホルダ
ーと、 上記偏心ピンを中心として移動可能に設けられ、光学ア
・９−チャと、上記偏心ピンを受ける偏心孔と、径方向
溝と、を有する空間フィルタープレートと、 光学ア・ンーチャと、上記空間フィルタープレートの径
方向溝内に突出した偏心ピンと、上記回転ホルダーの環
状溝内に突出したピンとを有する回転ディスクと、を具
備し、上記回転ホルダーの光学アバ−チャ、空間フィル
タープレートの光学ア／ｆ−チャ並びに回転ディスクの
光学アパーチャは整列されかつ上記ペース、回転ホルダ
ー及びディスクの少なくとも１つの回転により移動可能
である請求項９に記載の走査型レーデ顕微焼装置。 １２、上記空間フィルター・アッセンブリーは、通路を
有し、対象物からの光が上記通路を介して上記検出手段
へ至るように、上記検出手段上に回転可能に配設された
ペースと、 上記ペースの通路に整列された上記アノ４−チャのサイ
！を選択的に規定；する可動シャッタを有するダイヤフ
ラムアッセンブリーと、 上記ダイヤフラムアッセンブリー近くに位置する孔を有
するサポートと、 上記孔内で直線的に摺動可能に上記すｙｊｅ−）に設け
られたアームと、 上記アーム上に設けられ、光が上記可変のア・ｑ−チャ
を通る前に、対象物からの光の一部本しくけ全部をさえ
ぎるように位置決め可能な光遮蔽部段と、を備えている
請求項９に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 渉パターン内の均一強度レベル領域と実質的に一致する
形状を有している請求項９に記載の走査型レーデ顕微鏡
装置。 １４、 上記発生手段は、 上記ピクセルクロック信号が空間的に導出される入力に
同期するように、その入力の位相にその出力を同期させ
るフエーｆｏククルーデ手段と、上記ピクセルクロック
信号を形成する為に所定数を上記フェーズロックループ
の入力の空間的に導出され九周波数に掛ける手段と、 を備えた請求項８に記載の走査型１／−ヂ顕微鏡装置。 １５、前記位置させる手段は、 軸を有する反射平面と。 励起された際上記反射平面が上記軸の周りで移動するよ
うに反射平面を支持したがルパノメータと、 第１の光ビームを上記反射平面に向け、上記がルパノメ
ータが励起された際に上記材料の走査面上の第２の方向
へ上記第１の光ビームに対応した方式で第２のビームを
走査する手段と、上記反射平面からの第２の光ビームを
受け、上記材料の走査面上の第２の方向に於ける第１の
光ビーム実際の位置を表わす信号を発生させるように配
置された光センサと、 上記制御信′号全与える手段から送られた参照信号及び
実際のビーム位置信号に基づいて上記がルパノメータの
作動を制御し、上記第２の方向の実際のビーム位（ｔを
所１のビーム位置に一致させるゴルパノメータ制御手段
と、 全備えた請求項８に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 １６．上記増強手段は、上記対象物からの光を選択的に
通過させるとともにレーデの光ビームｔＳ断する波長選
択フィルタ・アッセンブリを備えている請求項８に記載
の走査型レーザ顕微鏡装置。 １７、軸を有し、直線偏光され、ほぼ平行な、第１の単
波長光ビームを発生する第１のレーデと、対象物の走査
面を１切る第１の方向と、第】の方向と垂直に対象物の
走査面ｔｌ−横切る第２の方向とにビームをラスター走
査する走査手段と、上記対象物からの光を増強する手段
と、上記増強手段からの光を検出し、検出された光の強
度を示す電気信号を発生する手段と、検出され電光から
対象物の走査面を示す画儂を形成する形成手段とを備え
、 上記走査手段は、回転軸の回りで回転可能に設けられか
つ多数の反射面全音する開開に備え、上記反射面の一つ
がビームを受ける位置に設けられたロータと、 上記α−夕を回転させ、対象物の走査面を横切る第１の
方向に上記光ビームのｌｌ￥ｈｆ、走査する手段と、 上記ロータカ為らの光ビームの＠を入射角を変えて第１
の点に向ける第１の光学手段と、上記ロータの回転軸に
垂直かつ上記第１の点を横切るミラー軸の回りで回転可
能に設けられ、上記第１の光学手段からのビームを受け
る位置に設けられた平面鏡と、 上記平面鏡に連結され、上記ミラー軸の回りで平面鏡を
移動さ＋！るともに対象物の走査面を横切る第２の方向
にビームを走査し、上記平面鏡で反射されたビームの軸
に垂直な面にラスター光・ぜターンを定めるガルバノメ
ーターと、 上記平面鏡からのビームの軸を入射角を変えて第２の点
に向ける第２の光学手段と、 第２の点に配置され、上記第２の光学手段からのビーム
を受け、対象物の走査面にビームを結像するフラットフ
ィールドアポクロマート対物レンズと、を備えている、
対象物の特徴描写に寄与する走査型レーデ顕微鏡装置。 】８．上記増強手段は、対象物の走査面に平行な面に選
択的に位置可能で、対象物からの光の一部を通すア・ン
ーチャーを有する空間フィルター・アッセンブリーを備
えている請求項１７に記載の走査型レーデ顕微＃！！、
装置。 １９、上記空間フィルター・アッセンブリーは、スロッ
ト及び通路を有し、対象物からの光が上記通路全弁して
上記検出手段へ至るように、上記検出手段上に回転可能
に設けられたノ・ウジングと、孔を有し、上記スロット
内を摺動可能な支持プレートと、 上記孔内を摺動可能なトラックピースと、上記通路内に
設けられ、上記トラックピースに接続されたホルダーシ
ートと、 上記ホルダーシートに回ｆＩｉｘＯＴ ＊＠に支持され
たフィルターホルダーと、 上記フィルターホルダーに支持されているとともに上記
ア・９−チャを有するフィルタと、全備え。 上記７′パーチヤは上記支持プレートの孔内でトラック
ビー・スを摺動させることにより、一方の線形方向に、
またハウジングのスロット内で支持プレートを摺動させ
ることにより前記一方の線形方向に直交する他方ｃｖｌ
ｌＡ形方向に位置決め可能である請求項１８に記載の走
査型レーデ頒微佛装置、１２０、上記空間フィルター・
アッセンブリーは、通路を有し、対象物からの光がこの
通路を介して上記検出手段へ至るように、上記検出手段
上に回転可能に配設されたペースと、 光学アノ等−チヤと、上記通路内に回転可能に支持され
念部分と、環状溝と、偏心ピンと、を有する回転ホルダ
ーと、 上記偏心ピンを中心として移動可能に設けられ、光学ア
・卆−チャと、上記偏心ビ／を受ける偏心孔と、径方向
溝と、含有する空間フィルタープレート と 、 光学アパーチャと、上記空間フィルターグレートの径方
向溝内に突出１．た偏心ピンと、上記回転ホルダーの環
状溝内に突出し九ピンとを有する回転ディスクど、を具
備し、上記回転ホルダーの光学ア・ダーチヤ、空間フィ
ルタープレートの光学ア・ンーチャ並びに回転ディスク
の光学ア・ターチャは整列されかつ上記ペース、回転ホ
ルダー及びディスクの少々くとも１つの回転により移動
可能である請求項１８に一記載の走査型レーデ顕微鏡装
置。 ２１、上記空間フィルター・アッセンプｌ −Ｈ５通路
を有し、対象物からの光が上記通路を介して上記検出手
段へ至るように、上記検出手段上に回転可能に配設され
たペースと、 上記ペースの通路に整列された上記ア・９−チャのサイ
ズを選択的に規定する可動アイリスダイヤプラムを有す
るダイヤフラムアッセンブリーと、上記ダイヤフラムア
ッセンブリー近くに位置する孔を有するサポートと、 上記孔内で直線的に摺動可能に上記サポートに設けられ
たアームと、 上記アーム上に設けられ、光が上記可変のアパーチャを
通る前に、対象物からの光の一部もしくは全部をさえぎ
るように位置決め可能な光遮蔽部段と、を備えている請
求項１８に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
略図、 第２図は第１図の装置のブロック図、 第３図はこの発明の好ましい実施例に用いた修正顕微鏡
ベースを一部断面にして示す詳細な側面図、 第３Ａ図は第３図に示したように用いるために修正可能
な商業的に入手可能な顕微鏡の側面図、第４図はこの発
明のビーム増強アセンブリの第１の実施例の分解図、 第４Ａ図は完全に組み立てられた第４図のアセンブリの
平面図、 第５図はこの発明のビーム増強アセンブリの第２の実施
例の分解図、 第５Ａ図は完全に組み立てられた第５図のビーム増強ア
センブリの横断面側面図、 第６図はこの発明のビーム増強アセンブリの第３の実施
例の平面図、 第６Ａ図は第６図の矢印の方向における線Ａ−Ａに沿っ
た横断面側面図、 第６Ｂ図はこの発明のビーム増強アセンブリの第４の実
施例の横断面側面図、 第６Ｃ図はこの発明のビーム増強アセンブリの第５の実
施例の横断面側面図、 第６Ｄ図はこの発明のビーム増強アセンブリの第６の実
施例′の横断面側面図、 第７図は第１図及び第２図の装置に用いられるプリアン
プ回路の好ましい実施例の図、第８図は第′１図及び第
２図の装置に用いられる走査検出回路の好ましい実施例
の図、 第９図は第２図のフレーム又は像記ｔａ ａｉ制御モジ
ュール及び操作制御パネルのブロック図、第１０図は第
１図及び第２図の装置に用いられるフレーム又は像記憶
制御モジュール及び操作制御パネルのブロック図、 第１１図は第９図のモジュールに用いられる走査モジュ
ール制御論理又は走査１の詳細な機能ブロック図、 第１２図は第９図のモジュールに用いられる走査カウン
ト又は走査２の詳細なブロック図。 第１３図は第９図のモジュールに用いられるＹ走査基準
発生機又は走査３の詳細な機能ブロック図、 第１４図は第１図及び第２図の検流計制御モジュールの
ブロック図、 第１５図は第１図及び第２図の装置に用いられる検流計
制御モジュールの詳細な機能ブロック図、第１６図は第
１図及び第２図の光電子増倍管制御モジュールのブロッ
ク図、 第１７図は第１図及び第２図の装置に用いられる光電子
増倍管Ｍａｌモジュールの詳細な機能ブロック図、 第１８図第１図及び第２図のピクセルクロックモジュー
ルのブロック図、 第１９図は第１図及び第２図の装置に用いられるピクセ
ルクロックモジュールの詳細な機能ブロック図、 第２０図は第１図及び第２図のコンピュータシステム及
び記憶制御システムの概略図である。 １０・・・走査型レーザ顕微鏡装置、２０・・・第１の
光源、３０・・・ロータ、４２・・・検流計アッセンブ
リ、５６・・・検流計、５８・・・検流計走査アッセン
ブリ、７０・・・対象物、７４・・・走査ステージアッ
センブリ、８２・・・ステージ制御モジュール、８８・
・・ビーム増幅アッセンブリ、９０・・・光検出アッセ
ンブリ、９６・・・光増倍管制御モジュール、９８・・
・第２の光源、１５６・・・第３の光源。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３Ａ 図 第 図 １！６Ａ 図 第６Ｂ 図 田 第１４ 図 ９６兜禮４吉３琶シ冷り＃ｔシリ！し ？ 第１６ 図 手続補正書（方式） モ成２年６月２７日 １′１′訂庁長官 吉［ｎ 文毅 殿１、事件の表
示 特願平１−２６４８１１号 ２、発明の名称 走査型レーザ顕微鏡装置及びその使用方法３、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 名称 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド
・カンパニー４、代理人 住所 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号〒１００
？Ｗ話 ０３（５０２）３１８１ （大代表）手続補
正書 ２９２Φ 平成 年 月 日 特許庁長官 植 松 敏 殿 １、事件の表示 特願平１−２６４８１１号 ２、発明の名称 走査型レーザ顕微鏡装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 イー中アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド
・カンパニー ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 平成１年１２月２７日 ６、補正の対象 委任状およびその訳文、図面 ７、補正の内容 別紙の通り 図面の浄書（内容に変更なし） 発明の名称及び明細書 ７、補正により減少する請求項の数 特許請求の範囲 １、軸を有し、線形偏光され、実質的にコリメートされ
た、第１の単波長光ビームを発生する第１のレーザと、 対象物の走査面を横切る＄１の方向と、この第１の方向
と直交する第２の方向とに上記光ビームをラスター走査
方式により走査する走査手段と、対象物の走査部分と他
の部分との間のコントラストを高くすることにより対象
物からの光を増強する手段と、 上記増強手段からの光を検出し、この検出光のする手段
とを具備する、対象物の特性づけに寄与する走査型レー
デ顕微鏡装置。 ２、 上記増強手段は、対象物の走査面に平行な面に選
択的に位置可能で、対象物からの光の一部を通すアノ９
チヤーを有する空間フィルター・アッセンブリーを備え
ている請求項１に記載の走査型レーデ頑ｆ＠鏡装置。 ３、上記空間フィルター・アッセンブリーは、スロット
及び通路を有し、対象物からの光が上記通路を介して上
記検出手段へ至るように、上記検出手段上に回転可能に
設けられ九ノ・ウゾングと、孔を有し、上記スロット内
を摺動可能が支持プレートと、 上記孔内を摺動可能なトラックピースと、上記通路内に
設けられ、上記トラックピースに接続されたホルダーシ
ートと、 上記ホルダーシートに回転可能に支持されたフィルター
ホルダーと、 上記フィルターホルダーに支持されているとともに上記
アノ−チャを有するフィルタと、全備え。 上記アパーチャは上記支持グレートの孔内でトラックピ
ースを摺動させることにより、一方の線形方向に、また
ハウジングのスロット内で支持プレートを摺動させるこ
とにより前記一方の線形方向に直交する他方の線形方向
に位置決め可能である請求項２に記載の走査型レーデ顕
微樋装置。 ４、 上記空間フィルター・アッセンブリーは、通路を
有し、対を物からの光がこの通路を介して上記検出手段
へ至るように、上記検出手段上に回転可能に配設された
ペースと、 光学ア・Ｉ−チャと、上記通路内に回転可能に支持され
た部分と、環状溝と、偏心ピンと、を有する回転ホルダ
ーと、 上記偏心ピンを中心として移動可能に設けられ、光学ア
Ｉ？−チャと、上記偏心ピンを受ける偏心孔と、径方向
溝と、を有する空間フィルタープレート と 、 光学ア・ｆ−チャと、上記空間フィルタープレートの径
方向溝内に突出した偏心ピンと、上記回転ホルダーの環
状溝内に突出したピンとを有する回転ディスクと、を具
備し、上記回転ホルダーの光学アノ９−チャ、空間フィ
ルタープレートの光学ア／＃−チャ並びに回転ディスク
の光学アノクーチャは整列されかつ上記ペース、回転ホ
ルダー及びディスクの少なくとも１つの回転により移動
可能である請求項２に記載の走査量レーデ顕微鏡装置。 ５、 上記空間フィルター・アッセンブリーは、通路を
有し、対象物からの光が上記通路を介して上記検出手段
へ至るように、上記検出手段上に回転可能に配設された
ペースと、 上記ペースの通路に整列された上記ア・ぐ−チャのサイ
ズを選択的に規定する可動アイリスダイヤプラムを有す
るダイヤフラムアッセ／プリーと、上記ダイヤフラムブ
ツセ／プリー近くに位置する孔を有するサポートと、 上記孔内で直線的に摺動可能に上記サポートに設けられ
たアームと、 上記アーム上に設けられ、光が上記可変のアノクーチャ
を通る前に、対象物からの光の一部もしくは全部をさえ
ぎるように位置決め可能な光逍蔽部段と、を備えている
請求項２に記載の走査型レーデ顕微佛装置。 渉・ｆターン内の均一強度レベル領域と実質的に一致す
る形状を有している請求項２に記載の走査型波長の光の
みが増強手段を通るように形成されている請求項１に記
載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ８、 材料の走査面上でラスター走査方式により光ビー
ムを走査する光学系と、 上記材料からの光ビームを検出し、検出された光ビーム
の強度を表わす信号を発生する手段と、上記材料の走査
面上で第１の方向における光ビームの位置を表わすビク
υクロック信号を発生する手段と、 上記材料の走査面上で上記第１の方向に直交する第２の
方向における光ビームの位置を所望のビーム位置に位置
させる手段と、 検出され念光信号を記憶する手段と、 上記第１の方向のピクセルクロック信号及び上記第２の
方向の所望位置に基づいて上記記憶手段に制御信号を与
え、上記材料の走査面上のビーム位置に対応した記憶位
Ｒに上記検ｔＴ３信号が記憶されるように上記記憶手段
を同期させる手段と、上記記憶信号を上記材料の走査面
を表わす儂に変換する手段と、 全備えた走査型レーデ顕微鏡装置。 ９、上記増強手段は、上記材料の走査面と平行な面内に
選択的に配置可能であるとともに上記材料からの光の一
部を通過させるアノクーチャを有する空間フィルター・
アッセンブリを備えている請求項８に記載の走査型レー
デ顕微佛装置。 １０、 上記空間フィルター・アッセンブリは、スロ
ット及び通路を有し、対象物からの光が通路を通過して
前記検出手段に向けられるように前記検出手段上に回転
可能に載置されたハウゾングと、 孔を有し、′上記スロット内を直線的に摺動可能な支持
プレートと、 上記孔を通って摺動可能なトラックピースと、上記通路
内Ｖこ設けられているとともに上記トラックピースに接
続されたホルダーシートと、上記ホルダーシートによっ
て回転可能に支持さｒしたフィルターホルダーと、 ア・母−チャを有し、上記フィルターホルダによって支
持されたフィルタと、を備え、上記ア・９−チャは、上
記支持プレートの孔を通して上記トラックピースを摺動
させることによって一直線方向に、また上記ハウ・ゾ／
グのスロット内で上記支持プレートを摺動させることに
より上記−直線方向と直交する他の＠線方向に位置決め
可能である請求項９に記載の走査型レーザ顕微儒装置。 １１、 上記ｌｌフィルター・アッセンブリーは、通
路を有し、対象物からの光がこの通路を介して上記検出
手段へ至るように、上記検出手段上に回転可能に配設さ
れたペースと、 光学ア・々−チャと、上記通路内に回転可能に支持され
九部分と、環状溝と、偏心ピンと、を有する回転ホルダ
ーと、 上記偏心ピンを中心として移動可能に設けられ、光学ア
・９−チャと、上記偏心ピンを受ける偏心孔と、径方向
溝と、を有する空間フィルタープレートと、 光学ア・ンーチャと、上記空間フィルタープレートの径
方向溝内に突出した偏心ピンと、上記回転ホルダーの環
状溝内に突出したピンとを有する回転ディスクと、を具
備し、上記回転ホルダーの光学アバ−チャ、空間フィル
タープレートの光学ア／ｆ−チャ並びに回転ディスクの
光学アパーチャは整列されかつ上記ペース、回転ホルダ
ー及びディスクの少なくとも１つの回転により移動可能
である請求項９に記載の走査型レーデ顕微焼装置。 １２、上記空間フィルター・アッセンブリーは、通路を
有し、対象物からの光が上記通路を介して上記検出手段
へ至るように、上記検出手段上に回転可能に配設された
ペースと、 上記ペースの通路に整列された上記アノ４−チャのサイ
！を選択的に規定；する可動シャッタを有するダイヤフ
ラムアッセンブリーと、 上記ダイヤフラムアッセンブリー近くに位置する孔を有
するサポートと、 上記孔内で直線的に摺動可能に上記すｙｊｅ−）に設け
られたアームと、 上記アーム上に設けられ、光が上記可変のア・ｑ−チャ
を通る前に、対象物からの光の一部本しくけ全部をさえ
ぎるように位置決め可能な光遮蔽部段と、を備えている
請求項９に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 渉パターン内の均一強度レベル領域と実質的に一致する
形状を有している請求項９に記載の走査型レーデ顕微鏡
装置。 １４、 上記発生手段は、 上記ピクセルクロック信号が空間的に導出される入力に
同期するように、その入力の位相にその出力を同期させ
るフエーｆｏククルーデ手段と、上記ピクセルクロック
信号を形成する為に所定数を上記フェーズロックループ
の入力の空間的に導出され九周波数に掛ける手段と、 を備えた請求項８に記載の走査型１／−ヂ顕微鏡装置。 １５、前記位置させる手段は、 軸を有する反射平面と。 励起された際上記反射平面が上記軸の周りで移動するよ
うに反射平面を支持したがルパノメータと、 第１の光ビームを上記反射平面に向け、上記がルパノメ
ータが励起された際に上記材料の走査面上の第２の方向
へ上記第１の光ビームに対応した方式で第２のビームを
走査する手段と、上記反射平面からの第２の光ビームを
受け、上記材料の走査面上の第２の方向に於ける第１の
光ビーム実際の位置を表わす信号を発生させるように配
置された光センサと、 上記制御信′号全与える手段から送られた参照信号及び
実際のビーム位置信号に基づいて上記がルパノメータの
作動を制御し、上記第２の方向の実際のビーム位（ｔを
所１のビーム位置に一致させるゴルパノメータ制御手段
と、 全備えた請求項８に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 １６．上記増強手段は、上記対象物からの光を選択的に
通過させるとともにレーデの光ビームｔＳ断する波長選
択フィルタ・アッセンブリを備えている請求項８に記載
の走査型レーザ顕微鏡装置。 １７、軸を有し、直線偏光され、ほぼ平行な、第１の単
波長光ビームを発生する第１のレーデと、対象物の走査
面を１切る第１の方向と、第】の方向と垂直に対象物の
走査面ｔｌ−横切る第２の方向とにビームをラスター走
査する走査手段と、上記対象物からの光を増強する手段
と、上記増強手段からの光を検出し、検出された光の強
度を示す電気信号を発生する手段と、検出され電光から
対象物の走査面を示す画儂を形成する形成手段とを備え
、 上記走査手段は、回転軸の回りで回転可能に設けられか
つ多数の反射面全音する開開に備え、上記反射面の一つ
がビームを受ける位置に設けられたロータと、 上記α−夕を回転させ、対象物の走査面を横切る第１の
方向に上記光ビームのｌｌ￥ｈｆ、走査する手段と、 上記ロータカ為らの光ビームの＠を入射角を変えて第１
の点に向ける第１の光学手段と、上記ロータの回転軸に
垂直かつ上記第１の点を横切るミラー軸の回りで回転可
能に設けられ、上記第１の光学手段からのビームを受け
る位置に設けられた平面鏡と、 上記平面鏡に連結され、上記ミラー軸の回りで平面鏡を
移動さ＋！るともに対象物の走査面を横切る第２の方向
にビームを走査し、上記平面鏡で反射されたビームの軸
に垂直な面にラスター光・ぜターンを定めるガルバノメ
ーターと、 上記平面鏡からのビームの軸を入射角を変えて第２の点
に向ける第２の光学手段と、 第２の点に配置され、上記第２の光学手段からのビーム
を受け、対象物の走査面にビームを結像するフラットフ
ィールドアポクロマート対物レンズと、を備えている、
対象物の特徴描写に寄与する走査型レーデ顕微鏡装置。 】８．上記増強手段は、対象物の走査面に平行な面に選
択的に位置可能で、対象物からの光の一部を通すア・ン
ーチャーを有する空間フィルター・アッセンブリーを備
えている請求項１７に記載の走査型レーデ顕微＃！！、
装置。 １９、上記空間フィルター・アッセンブリーは、スロッ
ト及び通路を有し、対象物からの光が上記通路全弁して
上記検出手段へ至るように、上記検出手段上に回転可能
に設けられたノ・ウジングと、孔を有し、上記スロット
内を摺動可能な支持プレートと、 上記孔内を摺動可能なトラックピースと、上記通路内に
設けられ、上記トラックピースに接続されたホルダーシ
ートと、 上記ホルダーシートに回ｆＩｉｘＯＴ ＊＠に支持され
たフィルターホルダーと、 上記フィルターホルダーに支持されているとともに上記
ア・９−チャを有するフィルタと、全備え。 上記７′パーチヤは上記支持プレートの孔内でトラック
ビー・スを摺動させることにより、一方の線形方向に、
またハウジングのスロット内で支持プレートを摺動させ
ることにより前記一方の線形方向に直交する他方ｃｖｌ
ｌＡ形方向に位置決め可能である請求項１８に記載の走
査型レーデ頒微佛装置、１２０、上記空間フィルター・
アッセンブリーは、通路を有し、対象物からの光がこの
通路を介して上記検出手段へ至るように、上記検出手段
上に回転可能に配設されたペースと、 光学アノ等−チヤと、上記通路内に回転可能に支持され
念部分と、環状溝と、偏心ピンと、を有する回転ホルダ
ーと、 上記偏心ピンを中心として移動可能に設けられ、光学ア
・卆−チャと、上記偏心ビ／を受ける偏心孔と、径方向
溝と、含有する空間フィルタープレート と 、 光学アパーチャと、上記空間フィルターグレートの径方
向溝内に突出１．た偏心ピンと、上記回転ホルダーの環
状溝内に突出し九ピンとを有する回転ディスクど、を具
備し、上記回転ホルダーの光学ア・ダーチヤ、空間フィ
ルタープレートの光学ア・ンーチャ並びに回転ディスク
の光学ア・ターチャは整列されかつ上記ペース、回転ホ
ルダー及びディスクの少々くとも１つの回転により移動
可能である請求項１８に一記載の走査型レーデ顕微鏡装
置。 ２１、上記空間フィルター・アッセンプｌ −Ｈ５通路
を有し、対象物からの光が上記通路を介して上記検出手
段へ至るように、上記検出手段上に回転可能に配設され
たペースと、 上記ペースの通路に整列された上記ア・９−チャのサイ
ズを選択的に規定する可動アイリスダイヤプラムを有す
るダイヤフラムアッセンブリーと、上記ダイヤフラムア
ッセンブリー近くに位置する孔を有するサポートと、 上記孔内で直線的に摺動可能に上記サポートに設けられ
たアームと、 上記アーム上に設けられ、光が上記可変のアパーチャを
通る前に、対象物からの光の一部もしくは全部をさえぎ
るように位置決め可能な光遮蔽部段と、を備えている請
求項１８に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、軸を有し、線形偏光され、実質的にコリメートされ
た、第１の単波長レーザビームを発生する第１のレーザ
と； 対象物の走査面を横切る第１の方向と、この第１の方向
と直交する第２の方向とにレーザビームをラスターソ走
査方式により走査する走査手段と；対象物の走査部分と
他の部分との間のコントラストを高くすることにより対
象物からの光を増す手段と； この増す手段からの光を検出し、この検出光の強度を示
す電気信号を発生する手段と； この検出光から対象物の走査面を示す象を形成する手段
とを具備する、対象物の特性づけに寄与する走査型レー
ザ顕微鏡システム。 ２、前記対象物は、複屈折、部分的透明部材を有する請
求項１に記載のシステム。 ３、前記走査する手段は、回転軸を中心として回転可能
であり、複数の反射面を備えた周側を有し、レーザビー
ムを反射面の１つで受光するように位置されたロータと
； このロータを回転して、レーザビームの軸を対象物を横
切る前記第１の方向に走査させる手段と；第１の点への
異なる入射角で、ロータからのレーザビームの軸を検出
する第１の光学手段と；前記ロータの回転軸に垂直で前
記第１の点を通るミラー軸を中心として回転可能で、前
記第１の光学手段からのレーザビームを受光するように
位置されたプレナーミラーと； このプレナーミラーに接続され、プレナーミラーをミラ
ー軸を中心として回転させ、かつレーザビームの軸を対
象物の走査面を横切る第２の方向に走査させ、この結果
プレナーミラーで反射されたレーザビームの軸に直交す
る面にラスター光パターンを形成させるガルバノメータ
と； 第２の点への異なる入射角で、ミラーからのレーザビー
ムの軸を検出する第２の光学手段と；第２の点に位置し
、第２の光学手段からのレーザビームを受光し、対象物
の走査面にレーザビームをフォーカスするフラット・フ
ィールド・アポクロマートレンズとを具備する請求項１
に記載のシステム。 ４、前記象を形成する手段により使用される信号を検知
し、各フレームがロータの同じ反射面を使用して始まる
ようにする手段をさらにる有する請求項３に記載のシス
テム。 ５、前記光を増す手段は、対象物からの光を前記検出す
るための手段に、所定の偏光角で選択的に通す回転可能
な偏光フィルターを有する請求項１に記載のシステム。 ６、前記光を増す手段は、さらに対象物走査面に平行な
面に選択的に位置可能で、対象物からの光の一部を通す
アパチャーを有する空間フィルター・アッセンブリーを
具備する請求項５に記載のシステム。 ７、前記光を増す手段は、さらに対象物走査面に平行な
面に選択的に位置可能で、対象物からの光の一部を通す
アパチャーを有する空間フィルター・アッセンブリーを
具備する請求項１に記載のシステム。 ８、前記空間フィルター・アッセンブリーは、スロット
とパッセイジとを有し、対象物からの光が検出するため
の手段にパッセイジを介して通るように、検出するため
の手段に回転可能に設けられたハウジングと； ホールを有し、前記スロット内で摺動可能な支持プレー
トと； 前記ホール内を摺動可能なトラックピースと；前記パッ
セイジ内に設けられ、前記トラックピースに接続された
ホルダーシートと； このホルダーシートに回転可能に支持されたフィルター
ホルダーと； このフィルターホルダーに支持され、アパーチャを有し
、このアパーチャが前記支持プレートのホール内でトラ
ックピースを摺動させることにより、一方の線形方向に
、またハウジングのスロット内で支持プレートを摺動さ
せることにより前記一方の線形方向に直交する他方の線
形方向に位置可能となる、フィルターとを具備する請求
項７に記載のシステム。 ９、前記空間フィルター・アッセンブリーは、さらに前
記フィルターホルダーに接続され、トラックピースに形
成された溝内に摺動可能に位置し、溝内で摺動するとき
に、フィルターが角方向に移動される駆動部材を具備す
る請求項８に記載のシステム。 １０、前記空間フィルター・アッセンブリーは、さらに
パッセイジを有し、対象物からの光がパッセイジを介し
て、検出する手段を通過するように検出する手段に回転
可能に装着されたベースと；光学アパーチャ、パッセイ
ジ内に回転可能に支持された部分、環状溝並びにオフセ
ンター溝を有する回転ホルダーと； ピンを中心として回転可能に設けられ、光学アパーチャ
と、ピンを受けるオフセンターホール、並びに径方向溝
を有する空間フィルタープレート光学アパーチャ、前記
空間フィルタープレートの径方向溝内に突出したオフセ
ンターピン並びに前記回転ホルダーの環状溝内に突出し
たピンとを有する回転デスクとを具備し、前記回転ホル
ダーの光学アパーチャ、空間フィルタープレートの光学
アパーチャ並びに回転デスクの光学アパーチャがアライ
ンメントされかつ前記ベース、ホルダー並びにデスクの
少なくとも１つの回転により駆動する、請求項７に記載
のシステム。 １１、前記空間フィルター・アッセンブリーは、さらに
、パッセイジを有し、対象物からの光がパッセイジを介
して、検出する手段を通過するように検出する手段に回
転可能に装着されたベースと；ベースのパッセイジにア
ラインメントされたアパーチャのサイズを選択的に規定
する可動アイリスダイヤフラムを有するダイヤフラムア
ッセンブリーと； このダイヤフラムアッセンブリー近くに位置するホール
を有するサポートと； このホール内で直線方向摺動にサポートに設けられたア
ームと、アームに設けられ、光が可変のアパーチャを通
る前に、対象物からの光の一部もしくは全部をさえぎる
ようにアラインメント可能な光遮蔽部材と； 検出する方向への対称物からの光をフォーカスする手段
とを具備する請求項７に記載のシステム。 １２、前記フォーカスする手段は、さらに、対称物から
の光を空間フィルターアッセンブリーのアパーチャを介
して、検出する手段にフォーカスするように位置された
１対の両凸レンズを具備する請求項１１に記載のシステ
ム。 １３、前記フォーカスする手段は、さらに対称物からの
光を空間フィルターアッセンブリーのアパーチャを介し
て、出する手段にフォーカスするように位置された１対
の両凸レンズを具備する請求項７に記載のシステム。 １４、前記アパーチャはクロス形状を有する請求項７に
記載のシステム。 １５、前記アパーチャは、線形偏光され、実質的に単色
光な光が対称物を透過する時形成される干渉パターン内
の均一強度レベル領域と実質的にマッチする形状を有す
る請求項７に記載のシステム。 １６、前記アパーチャは円形断面を有する請求項７に記
載のシステム。 １７、前記アパーチャは環形状を有する請求項７に記載
のシステム。 １８、前記増す手段は対称物を透過した光を受光する請
求項１に記載のシステム。 １９、前記光を増す手段は対称物から反射した光を受光
する請求項１に記載のシステム。２０、前記光を増す手
段は対称物を透過した光を受光する請求項１９に記載の
システム。２１、前記光を増す手段は、対称物により反
射された波長の光が増す手段を通るようにする請求項１
に記載のシステム。 ２２、前記形成する手段は、対称物走査面上にビームの
位置を決定する手段と； 対称物走査面上のビームの位置に対応する保持位置に信
号を保持する手段と； この保持された信号を、対称物走査面を表す像として形
成する手段と； 像をディスプレイする手段とを具備する請求項１に記載
のシステム。 ２３、前記形成する手段は、対称物走査面上に第１の方
向へのビームの位置を表すピネックスクロック信号を発
生する発生手段と； 第２の方向への対称物走査面上のビームの位置を所定の
ビーム位置に一致させる手段と；検出した光信号を保持
する保持手段と、第１の方向へのピクセルクロック信号
並びに第２の方向への所定のビーム位置にもとずいて、
保持手段に制御信号を供給し、検出した光信号が対称物
走査面上のビームの位置に対応する保持位置に保持され
るように保持手段を同期させる手段と； 保持した信号で、対称物走査面を表す像を形成する供給
手段とを具備する請求項１に記載のシステム。 ２４、前記発生手段は、前記ピクセルクロック信号を空
間的に取出されたインプットに同期するように、インプ
ットの位相をアウトプットの位相に同期させる位相ロッ
クループ手段と； 位相ロックループインプットの空間的に取出された周波
数を所定数かけることにより、ピクセルクロック信号を
形成する手段とを具備する請求項２３に記載のシステム
。 ２５、前記形成する手段は、軸を有する平面反射面と； 励起された時反射面が軸を中心として動くように、反射
面を支持するガルバノメータと；このガルバノメータが
励起された時ビームが対称物の走査面上の第２の方向に
第１のビームに対応する方式で走査するように、反射面
上に第２の光ビームを指向する手段と； 反射面から反射された第２のビームを受光し、対称物の
走査面上の第２の方向に第１のビームの実際の位置を表
す信号を発生する光センサーと；ガルバノメータの励起
を制御し、実際のビーム位置信号並びに供給手段により
送られた基準信号をもとにして、所定のビーム位置を得
るガルバノメータ制御手段とを具備する請求項２３に記
載のシステム。 ２６、第１の方向へのビームの各走査の始めに対称物の
走査面上にビームの位置を示す供給手段に信号を送り、
供給手段に送られた制御信号を各走査の初期位置を示す
信号とする手段を具備する請求項２３に記載のシステム
。 ２７、ビームがフレームを走査している間、検出手段か
らの信号をサンプリングし、デジタル化し、そして保持
するデジタルフレーム保持手段と；デジタルフレーム保
持手段から送られる複数のフレームのデジタル信号を保
持する保持手段と；デジタルフレーム保持手段から保持
手段への信号の移送を制御する中央プロセスユニットを
有する形成手段を具備する請求項２３に記載のシステム
。 ２８、線形偏光並びに実質的にコリメートされた他の単
一波長光ビームを発生し、また走査手段から対称物への
光路に沿って他のビームを指向するように位置された他
のレザーを、さらに具備する請求項１に記載のシステム
。 ２９、前記他のレザーは異なる波長に変調可能である請
求項２８に記載のシステム。 ３０、対称物から反射された光を検出し、検出した反射
光の強度を表す電気信号を発生する同焦点手段と； 検出した反射光から対称物を表す像を形成する形成手段
とを具備する請求項１に記載のシステム。 ３１、前記増す手段は、対称物から射出された光を選択
的に通し、レザービームを遮蔽する波長選択フィルター
アッセンブリーを具備する請求項１に記載のシステム。 ３２、対称物から射出した光はルミネッセンスである請
求項３１に記載のシステム。 ３３、対称物から射出した光はレザービームにより生じ
る蛍光である請求項３２に記載のシステム。 ３４、前記検出手段は、第１並びに第２の検出手段を具
備し； 前記光を増す手段は、第１の所定の波長領域内で対象物
からの光がビームスプリッターを通って第１の検出手段
に行き、第２の所定の波長領域内で対象物からの光がビ
ームスプリッターに反射されて第２の検出手段に行くよ
うに波長選択ビームスプリッターを装着する手段を有す
るハウジングを具備する請求項１に記載のシステム。 ３５、前記増す手段は、それぞれが異なる透過波長範囲
を有する複数のフィルターを備えた回転フィルターホィ
ールアッセンブリーと、対象物からの光がフィルターの
うちの選択された１つを通って検出手段に行くように回
転フィルターホィールアッセンブリーを回転させる手段
とを具備する請求項１に記載のシステム。 ３６、第１の検出手段により、第１の所定の波長範囲の
対象物から光を検出する工程と；同時に第２の検出手段
により、第２の所定の波長範囲の対象物から光を検出す
る工程とを具備する請求項１に記載のシステムを使用す
る方法。 ３７、材料の走査面上をラスター走査する光学系と、 この材料からの光ビームを検出し、検出された光ビーム
の強度を表わす信号を発生する手段と、前記材料の走査
面上で第１方向の光ビーム位置を表わすピクセルクロッ
ク信号を発生する手段と、前記材料の走査面上で前記第
一方向に直交する第二方向において光ビームを所望ビー
ム位置に位置させる手段と、 検出された光信号を記憶する手段と、 前記第一方向のピクセルクロック信号及び前記第二方向
の所望位置に基づいて前記記憶手段に制御信号を与えて
前記材料の走査面上のビーム位置に対応した記憶位置に
前記検出信号が記憶されるように前記記憶手段を同期さ
せる手段と、 前記材料の走査面を表わす像に前記記憶信号を変換する
手段と、 を備えた走査型レーザ顕微鏡装置。 ３８、前記光学系は、 直線偏光され、実質的にコリメートされ、軸を有する信
号波長光ビームを発生する第一のレーザと、 第一及び第二方向に光ビームをラスター走査する手段と
、及び 材料の異常部分及び残る部分との間のコントラストを大
きくすることによって材料からの光を強める手段と、 を備えた請求項３７項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ３９、前記走査手段は、 回転軸の周りに回転可能であって多数の反射面をその周
囲に備えた回転体と、 前記回転体を回転させてビーム軸を第一の方向に走査さ
せる手段と、 入射角を変えて回転体からのビーム軸を第一の点に向け
る手段と、 前記回転軸に直交し、前記点に交差するミラー軸の周り
に回転し、前記第一の光学手段からの光ビームを受ける
ように配置された平面鏡と、前記平面鏡に接続され、こ
の平面鏡を前記ミラー軸の周りに回転させ、前記ビーム
軸を第二方向に走査させ、前記平面鏡のから反射された
前記ビーム軸に直交する面内にラスター光パターンを生
じさせるガルバノメータと、 入射角を変えて前記ミラーからのビーム軸を第二の点に
向ける第２の光学手段と、及び 第２の点に位置され、第２の光学手段からの光ビームを
受け、対象物の走査面にビームを収束しするフラットフ
ィールドアポクロマート対物レンズと、 を備えた請求項３８項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ４０、前記制御信号を与える手段で用いられるべき信号
を送りだして各フレームが各回転体の同一面を用いて開
始されることを確実とする検出手段を更に備えた請求項
３９項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ４１、前記光を強める手段は、特定の偏光角で前記材料
からの光を選択的に前記検出手段に向けて通過させる回
転可能な偏光フィルターから成る請求項３８項記載の走
査型レーザ顕微鏡装置。 ４２、前記光を強める手段は、前記材料からの光の一部
を通過させる前記材料走査面に平行な面内に選択的に配
置可能な空間フィルター装置を更に含む請求項４１項記
載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ４３、前記光を強める手段は、前記材料からの光の一部
を通過させる前記材料走査面に平行な面内に選択的に配
置可能な空間フィルター装置を更に含む請求項３８項記
載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ４４、前記空間フィルター装置は、スロット及び通路を
有し、対象物からの光が通路を通過して前記検出手段に
向けられるように前記検出手段を回転可能に載置するハ
ウジングと、及び 前記スロット内で直線的にスライド可能な、孔を有する
支持プレートと、 前記孔を通ってスライド可能なトラック片と、前記トラ
ックに接続され、前記通路内に据えられたホルダー台座
と、 前記ホルダー台座によって回転可能に支持されたフィル
ターホルダと、及び アパチャーを有し、前記フィルターホルダによって支持
され、前記プレート孔を介してトラック片をスライドす
ることによって一直線方向に前記アパチャーが位置可能
なフィルターと、 を含む請求項４３項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ４５、前記空間フィルター装置は、前記トラック片内の
溝内でスライドされた際に前記フィルターが角方向に移
動されるように前記フィルターホルダーに接続され、前
記トラック片内の溝にスライド可能に位置されている付
勢部材を更に含む請求項４４項記載の走査型レーザ顕微
鏡装置。 ４６、前記空間フィルタ装置は、 前記対象物からの光を前記通路を介して前記検出手段に
通過させるように回転可能に前記検出手段に通過させる
ように回転可能に前記検出手段を載置する通路を有する
ベースと、前記光学アパーチャ、通路に回転可能に支持
された部分、円形溝、及び中心から外されたピンを有す
る回転ホルダと、 前記ピンの回りに移動可能であって光学アパーチャ、前
記ピンを受容する中心から外されたピン及び放射状の溝
を有する空間フィルタプレートと、及び 前記光学アパーチャ、前記プレートの放射溝内に突出す
る中心から外されたピン、前記ホルダの円形溝中に突出
するピンを有し、前記ホルダの光学アパーチャ、前記プ
レートのアパーチャ及び前記ディスクの光学アパーチャ
が一致され、前記ベース、ホルダ及びディスクの一つ以
上の回転によって移動される回転ディスクと、 を備えた請求項４３項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ４７、前記空間フィルタ装置は、 前記対象物からの光を前記通路を介して前記検出手段に
通過させるように回転可能に前記検出手段に通過させる
ように回転可能に前記検出手段を載置する通路を有する
ベースと、前記ベースの通路に一致された前記アパーチ
ャのサイズを選択的に定める可動シャッタを有するダイ
ヤフラム装置と、 このダイヤフラ装置に近接して位置された穴を有する支
持部材と、 前記穴内を直線的にスライド可能な前記支持部材中のア
ームと、 前記光が前記可変アパーチャを通過する前に前記対象物
からの光の全て叉はその一部をブロックするようにアラ
イン可能であって前記アーム上に載置された光遮蔽手段
と、及び 前記対象物からの光を前記検出手段に向ける手段と、 を備えた請求項４３項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ４８、前記収束手段は、前記空間フィルタ装置を介して
前記対象物からの光を収束するように配置された両凸レ
ンズを更に含む請求項４７項記載の走査型レーザ顕微鏡
装置。 ４９、前記強める手段は、前記空間フィルタ装置を介し
て前記対象物からの光を収束するように配置された両凸
レンズを更に含む請求項４３項記載の走査型レーザ顕微
鏡装置。 ５０、前記アパーチャは、十字に形成されている請求項
４３項記載の走査型レーザ顕微鏡装置５１、直線偏光さ
れた実質的なモノクロマテイック光が前記対象物を通過
した際に作られる干渉パターン中の一様な強度レベルの
領域に略一致する形状を前記アパーチャが有する請求項
４３項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ５２、前記アパーチャは、円形断面を有する請求項４３
項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ５３、前記アパーチャは、円形である請求項４３項記載
の走査型レーザ顕微鏡装置。 ５４、直線偏光され、実質的にコリメートされ、単一波
長を有する他の光ビームを発生し、前記走査部材から前
記対象物の第一のビーム通路に沿ってそのほかの光ビー
ムを向けるように配置された他のレーザを更に含む請求
項３８項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ５５、前記他のレーザは、他の波長に同調されている請
求項５４項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ５６、前記材料は、部分的に透明な復屈折物質である請
求項３７項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ５７、前記強める手段は、前記対象物を通過した光を受
ける請求項３７項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ５８、前記強める手段は、前記対象物から反射された光
を受ける請求項３７項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ５９、前記強める手段は、更に前記対象物を通過した光
を受ける請求項５８項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ６０、前記発生手段は、 前記ピクセルクロック信号が空間的に導出される入力に
同期するするようにその入力の位相にその出力を同期さ
せるフェーズロックループ手段と、前記ピクセルクロッ
ク信号を形成する為に所定数を前記フェーズロックルー
プの入力の空間的に導出された周波数に掛ける手段と、 を備えた請求項３７項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ６１、前記位置させる手段は、 軸を有する反射平面と、 反射平面を付勢された際に前記軸の周りを前記反射面が
移動するようにしじするガルバノメータと、 第二の光ビームを前記反射面に向けてガルバノメータが
付勢された際に前記材料の走査面上の第二方向を前記第
一ビームに対応した状態で第二ビームを走査する手段と
、 前記反射面からの第２の光ビームを受け、前記材料の走
査面上の第二方向に於ける第一ビームの実際の位置を表
わす信号を発生させるように配置された光センサと、及
び 前記ガルバノメータの作動を制御して第２の方向の実際
のビーム位置を前記制御信号を与える手段から送られた
参照信号及び実際のビーム位置信号に基づいて所望位置
に一致させるガルバノメータ制御手段と、 を備えた前記請求項３７項記載の走査型レーザ顕微鏡装
置。 ６２、前記第一方向の各ビームの走査開始時の前記材料
走査面上のビーム位置を示す前記制御信号を与える手段
に信号を送り、前記制御信号が各走査の開始時を示す信
号に基づいて前記制御信号を与える手段によって与えら
れる信号送出手段とを更に含む請求項３７項記載の走査
型レーザ顕微鏡装置。 ６３、前記記憶手段は、 フレームを走査する間前記検出手段からの信号をサンプ
リングし、ディジタイズし、記憶するディジタルフレー
ム記憶手段と、 このディジタルフレーム記憶手段から転送可能な多数フ
レームディジタル信号を記憶する手段と、前記ディジタ
ルフレーム記憶手段から前記記憶手段への転送を制御す
るセントラルプロセシングユニットから成る形成手段と
、 を備えた請求項３７項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ６４、前記材料から反射された光を検出し、前記検出さ
れた反射光の強度を表わす信号を発生するコフォーカル
手段と、 前記検出された反射光信号を記憶する手段と、制御信号
を第２方向の所望ビーム位置及びピクセルクロックに基
づいて前記記憶手段に与えて前記記憶する手段に同期さ
せ、前記検出反射光信号が前記材料上のビーム位置に対
応する記憶ロケーションに記憶される制御信号を与える
手段と、及び 前記記憶された検出反射光信号を前記材料を表わす像に
変換する形成手段と、 を備えた請求項２５項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ６５、前記強める手段は、選択的に前記対象物からの光
を通過させ、光中ののレーザービームをブロックする波
長選択フイル多装置を備えた請求項３７項記載の走査型
レーザ顕微鏡装置。 ６６、前記対象物からの光は、蛍光である請求項６５項
記載の走査型レーザ顕微鏡装置。６７、前記対象物から
の光は、レーザビームによって生じた蛍光である請求項
６６項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ６８、前記検出手段は、 第一及び第二の検出手段から成り、 第一の所定波長領域内の対象物から光がビームスプリッ
タを介して前記第一の検出手段に向けられ、第二の所定
波長領域内の対象物からの光がビームスプリッタによっ
て反射されて第二の検出手段に向けられるように波長選
択ビームスプリッタを載置する手段を有するハウジング
を含む請求項３７項記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 ６９、前記強める手段は、 回転フィルタホィール装置から成り、この装置は、夫々
異なる波長帯域の光を通過させる多数のフィルタと、前
記対象物からの光を１つのフィルタを介して前記検出手
段に向けることによって前記フィルタホィール装置を回
転させる手段を備えている請求項３７項記載の走査型レ
ーザ顕微鏡装置。 ７０、第１の所定波長レンジの範囲内にある、対象物か
らの光を検出手段によって検出する工程と、これと同時
に、第２の所定波長レンジの範囲内にある、対象物から
の光を第２の検出手段によって検出する工程とを備え、
請求項３７記載の装置を用いる方法。 ７１、軸を有し、第１の直線偏光され、ほぼ平行な、単
波長光ビームを発生する第１のレーザと、対象物の走査
面を横切る第１の方向と、第１の方向と垂直に対象物の
走査面を横切る第２の方向にビームをラスター走査する
走査手段と、 前記対象物からの光を強調する強調手段と、前記強調手
段からの光を検出し、検出された光の強度を示す電気信
号を発生する手段と、 検出された光から対象物の走査面を示す画像を形成する
形成手段とを備え、 前記走査手段は、回転軸に対して回転可能かつ多数の反
射面を周面に備え、前記反射面の一つがビームを受ける
位置に設けられるローターと、前記ローターを回転させ
、対象物の走査面を横切る第１の方向にビーム軸を走査
する手段と、前記ローターからのビーム軸を入射角を変
えて第１の点に向ける第１の光学手段と、 ローター軸に垂直かつ前記第１の点を横切るミラー軸に
対して回転可能に設けられ、前記第１の光学手段からの
ビームを受ける位置に設けられる平面反射鏡と、 前記平面反射鏡に連結され、ミラー軸に対して反射鏡を
移動させ、対象物の走査面を横切る第２の方向にビーム
を走査し、結果として、前記平面反射鏡から反射される
ビーム軸に垂直な面にラスター光パターンを定めるガル
バノメーターと、前記反射鏡からのビーム軸を入射角を
変えて第２の点に向ける第２の光学手段と、 第２の点に配置され、前記第２の光学手段からのビーム
を受け、対象物の走査面にビームを結像するフラットフ
ィールドアポクロマート対物レンズとを備える対象物の
特徴描写を補助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ７２、上記対象物は複屈折性の部分的に透明な物質を有
している請求項７１に記載の対象物の特徴描写を補助す
るための走査型レーザ顕微鏡装置。 ７３、各フレームが上記ロータの同一表面を使用するの
を保証するように上記形成手段により使用されるべき信
号を送るセンシング手段を更に備えている請求項７１に
記載の対象物の特徴描写を補助するための走査型レーザ
顕微鏡装置。 ７４、上記強調手段は、上記対象物から上記検出手段へ
の光を特別な偏光角で選択的に通すための回転可能な偏
光フィルタを有している請求項７１に記載の対象物の特
徴描写を補助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ７５、上記強調手段は、上記対象物の走査面に平行な面
に選択的に配置可能なアパーチュアを有し、上記対象物
からの光の一部を通すための空間フィルタ部品を更に有
している請求項７４に記載の対象物の特徴描写を補助す
るための走査型レーザ顕微鏡装置。 ７６、上記強調手段は、上記対象物の走査面に平行な面
に選択的に配置可能なアパーチュアを有し、上記対象物
からの光の一部を通すための空間フィルタ部品を更に有
している請求項７１に記載の対象物の特徴描写を補助す
るための走査型レーザ顕微鏡装置。 ７７、上記空間フィルタ部品は、 細長い穴及び通路を有し、上記対象物からの光がこの通
路を通って上記検出手段へ導かれるように上記検出手段
に回転可能に設けられるハウジングと、 穴を有し、上記細長い穴内でスライド可能な支持プレー
トと、 上記穴を通ってスライド可能なトラックピース（ｔｒａ
ｃｋ ｐｉｅｃｅ）と、 上記トラックピースに接続され、上記通路内のホルダシ
ートと、 上記ホルダシートにより支持される回転可能なフィルタ
ホルダと、 上記フィルタホルダにより支持され、上記支持プレート
の穴を通って上記トラックピースがスライドする１つの
直線方向及び、上記ハウジングの上記細長い穴内に上記
支持プレートがスライドする１つの直線方向に垂直な他
の直線方向に配置可能なアパーチュアを有するフィルタ
と、 を更に備えている請求項７６に記載の対象物の特徴描写
を補助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ７８、上記空間フィルタ部品は、上記フィルダホルダに
接続され、上記トラックピースの溝をスライドするとき
上記フィルタはある角度方向に動かされるようにこの溝
内でスライド可能に配置される動作部材を更に備えてい
る請求項７７に記載の対象物の特徴描写を補助するため
の走査型レーザ顕微鏡装置。 ７９、上記空間フィルタ部品は、 通路を有し、上記対象物からの光がこの通路を通って検
出手段へ導かれるように検出手段に回転可能に設けられ
るベースと、 光学的アパーチュアを有する回転可能ホルダと、上記通
路内に回転可能に支持される部分と、環状溝とオフセン
タピンと、 光学的アパーチュアを有し、上記ピンの周囲に動作可能
な空間フィルタプレートと、上記ピンを受けるためのオ
フセンタ穴と、径溝と、 光学的アパーチュアを有する回転可能ディスクと、径プ
レート溝から突出したオフセンタピンと、上記ホルダ環
状溝内に突出したピンとを備え、上記ホルダ光学的アパ
ーチュア、プレート光学的アパーチュア、及びディスク
光学的アパーチュアは、軸が一致されると共に、上記ベ
ース、ホルダ、及びディスクの打ちの１つ又はそれ以上
が回転することにより動作可能である請求項７５に記載
の対象物の特徴描写を補助するための走査型レーザ顕微
鏡装置。 ８０、上記空間フィルタ部品は、 通路を有し、上記対象物からの光がこの通路を通って検
出手段へ導かれるように検出手段に回転可能に設けられ
るベースと、 ベース通路に軸が一致された上記間隙の大きさを選択的
に規定する動作可能なアイリス絞りを有する絞り部品と
、 上記絞り部品近接して配置された穴を有する支持体と、 上記穴を通って直線的にスライド可能な上記支持体内の
アームと、 上記アームに固定され、上記対象物からの光が変化可能
な上記アパーチュアを通る前に上記光の一部又は全部が
遮光されるように軸が一致可能な光遮光部材と、 上記対象物からの光を上記偏光手段へ集束させる手段と
、 を更に備えている請求項７５に記載の対象物の特徴描写
を補助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ８１、上記集束手段は、上記空間フィルタ部品のアパー
チュアを通って上記偏光手段へ上記対象物からの光を集
束させるように配置された１組の両凸レンズを更に備え
ている請求項８０に記載の対象物の特徴描写を補助する
ための走査型レーザ顕微鏡装置。 ８２、上記強調手段は、上記空間フィルタ部品のアパー
チュアを通って上記偏光手段へ上記対象物からの光を集
束させるように配置された両凸レンズを更に備えている
請求項７６に記載の対象物の特徴描写を補助するための
走査型レーザ顕微鏡装置。 ８３、上記アパーチュアは十字形状である請求項７６に
記載の対象物の特徴描写を補助するための走査型レーザ
顕微鏡装置。 ８４、直線的に偏光されるほぼ単色の光が上記対象物を
通って伝達されるとき、上記アパーチュアは干渉パタン
が形成される均一強度レベル領域にほぼ一致されるよう
に形成される請求項７６に記載の対象物の特徴描写を補
助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ８５、上記アパーチュアは円形断面を有している請求項
７６に記載の対象物の特徴描写を補助するための走査型
レーザ顕微鏡装置。 ８６、上記アパーチュアは環状形状である請求項７６に
記載の対象物の特徴描写を補助するための走査型レーザ
顕微鏡装置。 ８７、上記強調手段は、上記対象物を通って伝達される
光を受ける請求項７１に記載の対象物の特徴描写を補助
するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ８８、上記強調手段は、この強調手段を通るように上記
対象物により発光された光のみ許容する請求項７１に記
載の対象物の特徴描写を補助するための走査型レーザ顕
微鏡装置。８９、上記強調手段は上記対象物から反射さ
れた光を受ける請求項７１に記載の対象物の特徴描写を
補助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ９０、上記強調手段は、上記対象物を通って伝達された
光を更に受ける請求項８９に記載の対象物の特徴描写を
補助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ９１、上記形成手段は、 上記対象物走査面で上記ビームの位置を決定する手段と
、 上記対象物走査面での上記ビームの位置に一致した記憶
位置に上記信号を記憶させる手段と、上記対象物走査面
で示された上記像に上記記憶された信号を成形させる手
段と、 上記像を表示させる手段と、 を備えている請求項７１に記載の対象物の特徴描写を補
助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ９２、上記形成手段は、 上記対象物走査面での第１方向に上記ビームの位置を示
すピクセルクロック信号を発生させる手段と、 第２方向の上記対象物走査面での上記ビームの位置を要
求されるビーム位置に一致させる手段と、上記検出され
た光信号を記憶させる手段と、上記検出された光信号が
上記対象物走査面での上記ビームの位置に一致した記憶
位置に記憶されるように、上記記憶手段をシンクロさせ
るように、上記第２方向に位置される要求させるビーム
で上記第１方向に上記ピクセル時計信号に基ずいて上記
記憶手段に制御信号を発生させる手段と、上記対象物走
査面で示される像に記憶された信号を形成させる手段と
、 を備えている請求項７１に記載の対象物の特徴描写を補
助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ９３、上記発生手段は、 上記ピクセル時計信号が上記空間的に得られた入力にシ
ンクロされるように出力の位相を入力の位相にシンクロ
させる位相固定ループ手段と、上記ピクセル時計信号を
形成させるために所定の数字で上記位相固定ループ入力
の上記空間的に得られた周波数を増加させる手段と、を
備えている請求項９２に記載の対象物の特徴描写を補助
するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ９４、上記一致手段は、 軸を有するプラナー反射表面と、 エナジャイズされるとき上記反射面が上記軸の周囲を動
くように反射面を支持するガルバノメータと、 上記ガルバノメータがエナジャイズされるとき上記ビー
ムは上記対象物の上記走査面で第２方向に第１ビームに
一致された方法で走査されるように上記反射面で第２光
ビームを方向ずける手段と、上記反射面から反射された
第２ビームを受けると共に、対象物走査面で第２方向へ
第１ビームの動作位置を示す信号を発生させるように配
置された光センサと、上記発生手段により送られた参照
信号及び、動作ビーム位置信号に基ずく要求されたビー
ム位置を一致させるために上記ガルバノメータのエナジ
ャイズを制御するガルバノメータ制御手段と、を備えて
いる請求項９２に記載の対象物の特徴描写を補助するた
めの走査型レーザ顕微鏡装置。 ９５、上記第１方向にビームの各々を走査する開始にお
いて上記対象物走査面でビームの位置を示す上記発生手
段へ信号を送る手段を更に備え、上記発生手段へ供給さ
れる制御信号は各々の走査の開始位置を示す信号に基ず
いている請求項９２に記載の対象物の特徴描写を補助す
るための走査型レーザ顕微鏡装置。 ９６、上記記憶手段は、 上記ビームがフレームを走査するとき検出手段からの信
号をサンプリングし、デジタイズし、記憶するためのデ
ジタルフレーム記憶手段と、上記デジタルフレーム記憶
手段から転写しうる複数のフレームのデジタイズ信号を
記憶する手段と、 上記デジタルフレーム記憶手段から上記記憶手段へ信号
を転写させる制御のための中央演算装置を有する形成手
段と、 を備えている請求項９２に記載の対象物の特徴描写を補
助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ９７、もう１つの直線偏光されたほぼコリメートされた
１つの波長ビーム光を発生すると共に、上記走査手段か
ら上記対象物へ第１ビームの上記通路に沿って他のビー
ムの方向へ向けるように位置されるもう１つのレーザを
更に備えている請求項７１に記載の対象物の特徴描写を
補助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 ９８、上記もう１つのレーザは異なった波長に設定でき
る請求項９７に記載の対象物の特徴描写を補助するため
の走査型レーザ顕微鏡装置。 ９９、上記対象物から反射された光を検出すると共に、
上記検出され反射された光の強度を示す電気信号を発生
させる同一焦点手段と、 上記検出され反射される光から上記対象物を示す像も形
成する形成手段と、 を更に備えている請求項７１に記載の対象物の特徴描写
を補助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 １００、上記強調手段は、上記対象物からの光を選択的
に通過させ、上記レーザビーム光を遮光するための波長
選択フィルタ部品を備えている請求項７１に記載の対象
物の特徴描写を補助するための走査型レーザ顕微鏡装置
。 １０１、上記対象物からの光はルミネセンスである請求
項７１に記載の対象物の特徴描写を補助するための走査
型レーザ顕微鏡装置。 １０２、上記対象物からの光はレーザビームによる蛍光
である請求項１０１に記載の対象物の特徴描写を補助す
るための走査型レーザ顕微鏡装置。 １０３、上記検出手段は第１検出手段と第２検出手段を
備え、上記強調手段は、上記対象物からの第１の所定の
波長の範囲の光がビームスプリッタを通って上記第１検
出手段へ伝えられると共に、上記対象物からの第２の所
定の波長範囲の光が上記ビームスプリッタにより上記第
２検出手段へ反射されるように波長選択ビームスプリッ
タを固定させる手段を有するハウジングを備えている請
求項７１に記載の対象物の特徴描写を補助するための走
査型レーザ顕微鏡装置。 １０４、上記強調手段は、各々が波長の異なった範囲を
通過させる複数のフィルタと、上記対象物からの光が上
記フィルタの選択された１つを通って検出手段へ伝達さ
れるようにフィルタホィール部品を回転させるための手
段とを備えている請求項７１に記載の対象物の特徴描写
を補助するための走査型レーザ顕微鏡装置。 １０５、上記検出手段により上記対象物からの第１の所
定波長の範囲の光を検出する手段と、上記第２の検出手
段により上記対象物からの第２の所定波長の範囲の光を
同時に検出する手段と、を備えている請求項７１に記載
の対象物の特徴描写を補助するための走査型レーザ顕微
鏡装置の使用方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US25635488A | 1988-10-11 | 1988-10-11 | |
| US256,354 | 1988-10-11 | ||
| US385,563 | 1989-07-31 | ||
| US07/385,563 US4972258A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Scanning laser microscope system and methods of use |
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| JPH031117A true JPH031117A (ja) | 1991-01-07 |
| JP2513862B2 JP2513862B2 (ja) | 1996-07-03 |
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Family Applications (1)
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| JP2513862B2 (ja) | 1996-07-03 |
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