JPH05164970A - 高分解能顕微鏡 - Google Patents
高分解能顕微鏡Info
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- JPH05164970A JPH05164970A JP33474691A JP33474691A JPH05164970A JP H05164970 A JPH05164970 A JP H05164970A JP 33474691 A JP33474691 A JP 33474691A JP 33474691 A JP33474691 A JP 33474691A JP H05164970 A JPH05164970 A JP H05164970A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 対物レンズによって定まる分解能より高い分
解能を得ることができる高分解能顕微鏡。 【構成】 試料Ｓ面の観測点近傍に試料面に沿って照明
光Ｌを集光し、照明方向とほぼ直角な方向に回折された
光５を結像位置で検出するようにする。なお、このよう
な照明光Ｌとして、試料Ｓ表明での全反射によって発生
するエバネッセント波を用いることもできる。
解能を得ることができる高分解能顕微鏡。 【構成】 試料Ｓ面の観測点近傍に試料面に沿って照明
光Ｌを集光し、照明方向とほぼ直角な方向に回折された
光５を結像位置で検出するようにする。なお、このよう
な照明光Ｌとして、試料Ｓ表明での全反射によって発生
するエバネッセント波を用いることもできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高分解能顕微鏡に関
し、特に、試料照明方向とほぼ直角な方向から検出する
ことにより高分解能で見ることができる顕微鏡に関す
る。
し、特に、試料照明方向とほぼ直角な方向から検出する
ことにより高分解能で見ることができる顕微鏡に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に用いられている明視野顕微鏡は、
対物レンズに入射する試料の空間周波数に限界があり、
低周波数フィルターとして働くため、空間周波数の高い
成分は観測できない。このため、高周波な空間周波数成
分を取り込んで観測する暗視野顕微鏡が知られている。
この顕微鏡は、照明系が図９に示すような構成になって
おり、暗視野コンデンサーにより試料を斜め下方か照明
して、その直接透過光が顕微鏡の対物レンズに入射しな
いようにし、試料からの回折光の高周波成分を対物レン
ズに入射させて、試料の空間高周波成分をバンドパスフ
ィルターとして取り込んで高周波成分を観測するように
したものである。
対物レンズに入射する試料の空間周波数に限界があり、
低周波数フィルターとして働くため、空間周波数の高い
成分は観測できない。このため、高周波な空間周波数成
分を取り込んで観測する暗視野顕微鏡が知られている。
この顕微鏡は、照明系が図９に示すような構成になって
おり、暗視野コンデンサーにより試料を斜め下方か照明
して、その直接透過光が顕微鏡の対物レンズに入射しな
いようにし、試料からの回折光の高周波成分を対物レン
ズに入射させて、試料の空間高周波成分をバンドパスフ
ィルターとして取り込んで高周波成分を観測するように
したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
暗視野顕微鏡等の光学顕微鏡によっては、斜入射の角度
は、暗視野コンデンサーの物理的構造上制限があるた
め、対物レンズに取り込める試料からの回折光の高周波
成分には限界がある。
暗視野顕微鏡等の光学顕微鏡によっては、斜入射の角度
は、暗視野コンデンサーの物理的構造上制限があるた
め、対物レンズに取り込める試料からの回折光の高周波
成分には限界がある。
【０００４】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、対物レンズによって定まる分
解能より高い分解能を得ることができる高分解能顕微鏡
を提供することである。
ものであり、その目的は、対物レンズによって定まる分
解能より高い分解能を得ることができる高分解能顕微鏡
を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の高分解能顕微鏡は、対物レンズの分解能より小さい
物体を検出する顕微鏡であって、試料面の観測点近傍に
試料面に沿って照明光を集光し、照明方向とほぼ直角な
方向に回折された光を結像位置で検出するようにしたこ
とを特徴とするものである。
明の高分解能顕微鏡は、対物レンズの分解能より小さい
物体を検出する顕微鏡であって、試料面の観測点近傍に
試料面に沿って照明光を集光し、照明方向とほぼ直角な
方向に回折された光を結像位置で検出するようにしたこ
とを特徴とするものである。
【０００６】また、もう１つの本発明の高分解能顕微鏡
は、対物レンズの分解能より小さい物体を検出する顕微
鏡であって、試料面の観測点近傍に試料面での全反射に
より試料面に沿って進むエバネッセント波を発生させる
ようにし、エバネッセント波進行方向とほぼ直角な方向
に回折された光を結像位置で検出するするようにしたこ
とを特徴とするものである。
は、対物レンズの分解能より小さい物体を検出する顕微
鏡であって、試料面の観測点近傍に試料面での全反射に
より試料面に沿って進むエバネッセント波を発生させる
ようにし、エバネッセント波進行方向とほぼ直角な方向
に回折された光を結像位置で検出するするようにしたこ
とを特徴とするものである。
【０００７】さらに別の本発明の高分解能顕微鏡は、対
物レンズの分解能より小さい物体を検出する顕微鏡であ
って、試料上に波長以下の微小開口を有する微小開口板
を相対的に移動自在に配置し、微小開口の周りに同心円
状に広がるエバネッセント波の強度を検出するリング状
の検出器を配置し、試料表面に沿って微小開口板を相対
的に走査しながらエバネッセント波の全強度を検出して
試料の透過率分布を求めることを特徴とするものであ
る。
物レンズの分解能より小さい物体を検出する顕微鏡であ
って、試料上に波長以下の微小開口を有する微小開口板
を相対的に移動自在に配置し、微小開口の周りに同心円
状に広がるエバネッセント波の強度を検出するリング状
の検出器を配置し、試料表面に沿って微小開口板を相対
的に走査しながらエバネッセント波の全強度を検出して
試料の透過率分布を求めることを特徴とするものであ
る。
【０００８】さらに別の本発明の高分解能顕微鏡は、対
物レンズの分解能より小さい物体を検出する顕微鏡であ
って、試料上に波長以下の幅の微小スリットを有する微
小スリット板を相対的に移動自在に配置し、微小スリッ
トに直交して一方へ進むエバネッセント波の全強度を検
出する検出器を微小スリットに平行に配置し、試料表面
に沿って微小スリット板を相対的に回転及び移動走査し
ながらエバネッセント波の全強度を検出し、検出された
エバネッセント波の全強度から試料の透過率分布を求め
ることを特徴とするものである。
物レンズの分解能より小さい物体を検出する顕微鏡であ
って、試料上に波長以下の幅の微小スリットを有する微
小スリット板を相対的に移動自在に配置し、微小スリッ
トに直交して一方へ進むエバネッセント波の全強度を検
出する検出器を微小スリットに平行に配置し、試料表面
に沿って微小スリット板を相対的に回転及び移動走査し
ながらエバネッセント波の全強度を検出し、検出された
エバネッセント波の全強度から試料の透過率分布を求め
ることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】本発明においては、何れのものも、斜入射を利
用した暗視野顕微鏡より、試料照明方向とほぼ直角な方
向から検出することにより、対物レンズに取り込める空
間周波数を高くすることが可能なため、対物レンズの分
解能より小さい物体を検出可能にしている。これらの
中、特に、エバネッセント波を利用するものは、波の照
射方向と直角な面であることを利用しているため、微小
物体の高分解な像を得るのに適している。
用した暗視野顕微鏡より、試料照明方向とほぼ直角な方
向から検出することにより、対物レンズに取り込める空
間周波数を高くすることが可能なため、対物レンズの分
解能より小さい物体を検出可能にしている。これらの
中、特に、エバネッセント波を利用するものは、波の照
射方向と直角な面であることを利用しているため、微小
物体の高分解な像を得るのに適している。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の原理と実施例について、図面
を参照にして説明する。まず、本発明の基本原理につい
て説明する。試料の光学的な分解能を考えると、図３に
模式的に示すように、周期的な構造の試料Ｓが存在する
とき、その照明光Ｌは直進光（０次光）１と１次回折光
２、２′に分かれる。直進光１のみによっては、試料Ｓ
の周期構造が認識できないが、１次回折光２、２′の何
れかの存在を検知することにより、その周期構造の存在
を知ることができる。ところで、試料Ｓの周期が短くな
ればなる程、１次回折光２、２′の回折角θが大きくな
る。通常の対物レンズによっては、回折角θが９０°近
くなった光を結像光として取り込めないので、前記した
ような分解能ｄ＝λ／２ＮＡが決まってしまう。
を参照にして説明する。まず、本発明の基本原理につい
て説明する。試料の光学的な分解能を考えると、図３に
模式的に示すように、周期的な構造の試料Ｓが存在する
とき、その照明光Ｌは直進光（０次光）１と１次回折光
２、２′に分かれる。直進光１のみによっては、試料Ｓ
の周期構造が認識できないが、１次回折光２、２′の何
れかの存在を検知することにより、その周期構造の存在
を知ることができる。ところで、試料Ｓの周期が短くな
ればなる程、１次回折光２、２′の回折角θが大きくな
る。通常の対物レンズによっては、回折角θが９０°近
くなった光を結像光として取り込めないので、前記した
ような分解能ｄ＝λ／２ＮＡが決まってしまう。
【００１１】そこで、本発明においては、むしろ９０°
に近い回折角の光を積極的に取り込み、対物レンズの分
解能ｄ＝λ／２ＮＡより小さい構造が試料Ｓに存在する
ことを検知するようにする。例えば、図１に光路図を示
すように、ステージ３上に配置された試料Ｓの観測点近
傍に、試料表面に沿ってコンデンサーレンズ４により照
明光Ｌを集光する。このように集光すると、図２に示す
ように試料Ｓの観測点近傍においては、照明光Ｌの波面
は試料表面にほぼ垂直な面になり、試料Ｓ表面近傍に沿
って進み、試料近傍の対物レンズ６の分解能より小さい
微小物体の空間周波数により、入射光Ｌに対して９０°
に近い角度で回折され、その回折光５は対物レンズ６、
接眼レンズ７を経て観測される。したがって、試料Ｓの
対物レンズ６の分解能で決まる微小領域に、その分解能
より小さい構造が存在することが知られる。なお、接眼
レンズ７を用いて眼で観測する代わりに、結像面に２次
元検出器を配置して検出するか、１次元検出器を用いて
結像面を走査することにより検出することもできる。
に近い回折角の光を積極的に取り込み、対物レンズの分
解能ｄ＝λ／２ＮＡより小さい構造が試料Ｓに存在する
ことを検知するようにする。例えば、図１に光路図を示
すように、ステージ３上に配置された試料Ｓの観測点近
傍に、試料表面に沿ってコンデンサーレンズ４により照
明光Ｌを集光する。このように集光すると、図２に示す
ように試料Ｓの観測点近傍においては、照明光Ｌの波面
は試料表面にほぼ垂直な面になり、試料Ｓ表面近傍に沿
って進み、試料近傍の対物レンズ６の分解能より小さい
微小物体の空間周波数により、入射光Ｌに対して９０°
に近い角度で回折され、その回折光５は対物レンズ６、
接眼レンズ７を経て観測される。したがって、試料Ｓの
対物レンズ６の分解能で決まる微小領域に、その分解能
より小さい構造が存在することが知られる。なお、接眼
レンズ７を用いて眼で観測する代わりに、結像面に２次
元検出器を配置して検出するか、１次元検出器を用いて
結像面を走査することにより検出することもできる。
【００１２】ところで、観測する方向と直角な方向に進
行する光波は、全反射によって発生し試料表面近傍に沿
って進むエバネッセント波によって形成することもでき
る。このエバネッセント波について説明すると、図４に
模式的に示すように、界面Ｐを境にして、図の上部の媒
質の屈折率が相対的に小、下部の媒質の屈折率が大のと
き、下部の媒質から臨界角以上の入射角で光Ｌが入射す
ると、入射光Ｌは全反射され、そのとき、界面Ｐ近傍の
上部媒質中には、図示のように、振幅が界面垂直方向に
指数関数的に減衰し、界面Ｐに沿って入射光Ｌ方向に進
むエバネッセント波（表面波）が発生する。この波は、
等振幅面と等位相面が異なる不均質波であり、一方向へ
伝播する表面波であり、電波領域では、同じことがＺｅ
ｎｎｅｃｋの表面波として解析され、長波の電波伝搬の
実験結果が理論によりほぼ説明されている。そして、こ
のエバネッセント波の波長は、入射光Ｌの波長より短く
なる。
行する光波は、全反射によって発生し試料表面近傍に沿
って進むエバネッセント波によって形成することもでき
る。このエバネッセント波について説明すると、図４に
模式的に示すように、界面Ｐを境にして、図の上部の媒
質の屈折率が相対的に小、下部の媒質の屈折率が大のと
き、下部の媒質から臨界角以上の入射角で光Ｌが入射す
ると、入射光Ｌは全反射され、そのとき、界面Ｐ近傍の
上部媒質中には、図示のように、振幅が界面垂直方向に
指数関数的に減衰し、界面Ｐに沿って入射光Ｌ方向に進
むエバネッセント波（表面波）が発生する。この波は、
等振幅面と等位相面が異なる不均質波であり、一方向へ
伝播する表面波であり、電波領域では、同じことがＺｅ
ｎｎｅｃｋの表面波として解析され、長波の電波伝搬の
実験結果が理論によりほぼ説明されている。そして、こ
のエバネッセント波の波長は、入射光Ｌの波長より短く
なる。
【００１３】このような全反射エバネッセント波によっ
て試料表面近傍に沿って進む照明光を形成するために
は、図５に光路図を示すように、試料Ｓを全反射面に取
り付けるプリズム８を設け、その入射面に入射光Ｌを入
射させ、プリズム８の全反射面上に載置した試料Ｓ表面
により入射光Ｌを全反射させて、試料Ｓ表面近傍に試料
表面近傍に沿って進むエバネッセント波を発生させる。
この波は試料Ｓ表面近傍に沿って進み、試料近傍の対物
レンズ６の分解能より小さい微小物体の空間周波数によ
り、エバネッセント波進行方向に対して９０°に近い角
度で回折され、その回折光５は対物レンズ６、接眼レン
ズ７を経て観測される。したがって、試料Ｓの対物レン
ズ６の分解能で決まる微小領域に、その分解能より小さ
い構造が存在することが知られる。なお、この場合は、
エバネッセント波の波長は入射光Ｌの波長より短いの
で、図１の場合より分解能が向上する。なお、この場合
も、接眼レンズ７の代わりに、結像面に２次元検出器を
配置して検出するか、１次元検出器を用いて結像面を走
査することにより検出することもできる。
て試料表面近傍に沿って進む照明光を形成するために
は、図５に光路図を示すように、試料Ｓを全反射面に取
り付けるプリズム８を設け、その入射面に入射光Ｌを入
射させ、プリズム８の全反射面上に載置した試料Ｓ表面
により入射光Ｌを全反射させて、試料Ｓ表面近傍に試料
表面近傍に沿って進むエバネッセント波を発生させる。
この波は試料Ｓ表面近傍に沿って進み、試料近傍の対物
レンズ６の分解能より小さい微小物体の空間周波数によ
り、エバネッセント波進行方向に対して９０°に近い角
度で回折され、その回折光５は対物レンズ６、接眼レン
ズ７を経て観測される。したがって、試料Ｓの対物レン
ズ６の分解能で決まる微小領域に、その分解能より小さ
い構造が存在することが知られる。なお、この場合は、
エバネッセント波の波長は入射光Ｌの波長より短いの
で、図１の場合より分解能が向上する。なお、この場合
も、接眼レンズ７の代わりに、結像面に２次元検出器を
配置して検出するか、１次元検出器を用いて結像面を走
査することにより検出することもできる。
【００１４】ところで、波長以下の微小開口からもエバ
ネッセント波を発生させることができる。まず、この微
小開口によるエバネッセント波について説明する。図６
に開口Ａの径の変化に伴う通過光の等位相面の変化を示
すように、開口が波長に比較して大きい図（ａ）の場
合、平面波を垂直に入射すると、開口Ａが十分大きい
場合には、ほぼ平面波として開口Ａを通過し、開口Ａ
が小さくなってくると、扇形に広がる波として出て行
き、波長程度になってくると、ほぼ球面波として出て
行く。これに対して、開口Ａ径が波長以下になる図
（ｂ）の場合には、開口Ａにスカラー光波が入射したと
き、開口Ａからの回折場は、レイリー・ゾンマーフェル
トの回折公式により、開口Ａ上の光の場と傾向因子の重
み付きの球面波とのコンボリューションで与えられ、開
口Ａに垂直方向に指数関数的に減衰する図示のようなエ
バネッセント波となる。このエバネッセント波の進行方
向は、全反射エバネッセント波と異なり、開口を中心軸
とする軸対称な進行波となり、等位相面が同心円状に広
がる波となる。
ネッセント波を発生させることができる。まず、この微
小開口によるエバネッセント波について説明する。図６
に開口Ａの径の変化に伴う通過光の等位相面の変化を示
すように、開口が波長に比較して大きい図（ａ）の場
合、平面波を垂直に入射すると、開口Ａが十分大きい
場合には、ほぼ平面波として開口Ａを通過し、開口Ａ
が小さくなってくると、扇形に広がる波として出て行
き、波長程度になってくると、ほぼ球面波として出て
行く。これに対して、開口Ａ径が波長以下になる図
（ｂ）の場合には、開口Ａにスカラー光波が入射したと
き、開口Ａからの回折場は、レイリー・ゾンマーフェル
トの回折公式により、開口Ａ上の光の場と傾向因子の重
み付きの球面波とのコンボリューションで与えられ、開
口Ａに垂直方向に指数関数的に減衰する図示のようなエ
バネッセント波となる。このエバネッセント波の進行方
向は、全反射エバネッセント波と異なり、開口を中心軸
とする軸対称な進行波となり、等位相面が同心円状に広
がる波となる。
【００１５】この微小開口によるエバネッセント波を利
用して高分解能の顕微鏡を構成することもできる。図７
（ａ）はその顕微鏡の斜視図であり、同図（ｂ）は光路
図を示す。図示のように、試料Ｓは透明なステージ３上
に載置され、試料Ｓ表面上に図６（ｂ）のような波長以
下の微小開口Ａを有する微小開口板９が移動自在に配置
されている。そして、微小開口板９の周囲にはリング状
の検出器１０が一体に取り付けられており、この検出器
１０は微小開口Ａから同心円状に広がるエバネッセント
波Ｗの全強度を検出するものである。また、微小開口板
９と検出器１０を一体に試料Ｓの表面に沿ってｘ−ｙ走
査するように、検出器１０にはｘ−ｙ走査器１１が設け
られており、これにより微小開口Ａが試料Ｓ上を走査す
ることになる。このような配置において、透明なステー
ジ３の下からコンデンサーレンズ４により試料Ｓにレー
ザー光Ｌを集光すると、微小開口Ａの位置に対応する試
料Ｓ中を通過した光の一部が照明方向とは直角に進むエ
バネッセント波Ｗとなり、検出器１０に達してその全強
度が検出される。この強度は、微小開口Ａ位置の試料Ｓ
の透過率に比例するので、試料Ｓ面に沿って微小開口Ａ
を２次元走査することにより、試料Ｓの透過率分布を微
小開口Ａの分解能、すなわち、波長以下の分解能で検出
することができる。
用して高分解能の顕微鏡を構成することもできる。図７
（ａ）はその顕微鏡の斜視図であり、同図（ｂ）は光路
図を示す。図示のように、試料Ｓは透明なステージ３上
に載置され、試料Ｓ表面上に図６（ｂ）のような波長以
下の微小開口Ａを有する微小開口板９が移動自在に配置
されている。そして、微小開口板９の周囲にはリング状
の検出器１０が一体に取り付けられており、この検出器
１０は微小開口Ａから同心円状に広がるエバネッセント
波Ｗの全強度を検出するものである。また、微小開口板
９と検出器１０を一体に試料Ｓの表面に沿ってｘ−ｙ走
査するように、検出器１０にはｘ−ｙ走査器１１が設け
られており、これにより微小開口Ａが試料Ｓ上を走査す
ることになる。このような配置において、透明なステー
ジ３の下からコンデンサーレンズ４により試料Ｓにレー
ザー光Ｌを集光すると、微小開口Ａの位置に対応する試
料Ｓ中を通過した光の一部が照明方向とは直角に進むエ
バネッセント波Ｗとなり、検出器１０に達してその全強
度が検出される。この強度は、微小開口Ａ位置の試料Ｓ
の透過率に比例するので、試料Ｓ面に沿って微小開口Ａ
を２次元走査することにより、試料Ｓの透過率分布を微
小開口Ａの分解能、すなわち、波長以下の分解能で検出
することができる。
【００１６】図７の高分解能顕微鏡を発展させてコンピ
ュータ断層撮影（ＣＴ）の原理に従って高分解能の像を
観測することもできる。その顕微鏡の斜視図と光路図を
図８（ａ）と（ｂ）に示す。図７の場合と同様、試料Ｓ
は透明なステージ３上に載置される。そして、この場合
は、波長以下の微小開口を有する微小開口板の代わり
に、波長以下の幅の微小スリットＡ′を有する微小スリ
ット板９′が試料Ｓ上に配置されている。そして、微小
スリット板９′には、スリットＡ′と平行に光電子増倍
管のような単一検出器１０′が一体に取り付けられてお
り、この検出器１０′は微小スリットＡ′からそれに直
交して一方の方向に進むエバネッセント波Ｗの全強度を
検出する。また、試料Ｓをその表面に沿ってｘ−θ走査
するように、ステージ３にはｘ−θ走査器１１′が設け
られており、これにより微小スリットＡ′が相対的に試
料Ｓ上を走査することになる。このような配置におい
て、透明なステージ３の下から円筒レンズからなるコン
デンサーレンズ４′により試料Ｓにレーザー光Ｌを集光
すると、微小スリットＡ′位置に対応する試料Ｓ中を通
過した光の一部が照明方向及びスリット方向とは直角に
進むエバネッセント波Ｗとなり、検出器１０′に達して
その全強度が検出される。この強度をスリット位置
（θ，ｘ）に対応させてＩ（θ，ｘ）とし、スリット方
向の積分を∫ｄｓとし、また、試料Ｓの透過率分布をｆ
（ｘ，ｙ）とすると、 Ｉ（θ，ｘ）＝∫ｆ（ｘ，ｙ）ｄｓ の関係にある。したがって、パラメータ（θ，ｘ）を変
化させ、それに対応するＩ（θ，ｘ）を検出して、求め
られたＩ（θ，ｘ）から試料Ｓの透過率分布ｆ（ｘ，
ｙ）を波長以下の高分解能で計算して求めることができ
る（Ｉ（θ，ｘ）からｆ（ｘ，ｙ）を計算することは、
「投影からの画像再生法」と言われる問題であり実用化
されている（例えば、画像処理ハンドブック編集委員会
編「画像処理ハンドブック」第５２６頁〜第５３１頁
（昭和６２年６月８日（株）昭晃堂発行））。
ュータ断層撮影（ＣＴ）の原理に従って高分解能の像を
観測することもできる。その顕微鏡の斜視図と光路図を
図８（ａ）と（ｂ）に示す。図７の場合と同様、試料Ｓ
は透明なステージ３上に載置される。そして、この場合
は、波長以下の微小開口を有する微小開口板の代わり
に、波長以下の幅の微小スリットＡ′を有する微小スリ
ット板９′が試料Ｓ上に配置されている。そして、微小
スリット板９′には、スリットＡ′と平行に光電子増倍
管のような単一検出器１０′が一体に取り付けられてお
り、この検出器１０′は微小スリットＡ′からそれに直
交して一方の方向に進むエバネッセント波Ｗの全強度を
検出する。また、試料Ｓをその表面に沿ってｘ−θ走査
するように、ステージ３にはｘ−θ走査器１１′が設け
られており、これにより微小スリットＡ′が相対的に試
料Ｓ上を走査することになる。このような配置におい
て、透明なステージ３の下から円筒レンズからなるコン
デンサーレンズ４′により試料Ｓにレーザー光Ｌを集光
すると、微小スリットＡ′位置に対応する試料Ｓ中を通
過した光の一部が照明方向及びスリット方向とは直角に
進むエバネッセント波Ｗとなり、検出器１０′に達して
その全強度が検出される。この強度をスリット位置
（θ，ｘ）に対応させてＩ（θ，ｘ）とし、スリット方
向の積分を∫ｄｓとし、また、試料Ｓの透過率分布をｆ
（ｘ，ｙ）とすると、 Ｉ（θ，ｘ）＝∫ｆ（ｘ，ｙ）ｄｓ の関係にある。したがって、パラメータ（θ，ｘ）を変
化させ、それに対応するＩ（θ，ｘ）を検出して、求め
られたＩ（θ，ｘ）から試料Ｓの透過率分布ｆ（ｘ，
ｙ）を波長以下の高分解能で計算して求めることができ
る（Ｉ（θ，ｘ）からｆ（ｘ，ｙ）を計算することは、
「投影からの画像再生法」と言われる問題であり実用化
されている（例えば、画像処理ハンドブック編集委員会
編「画像処理ハンドブック」第５２６頁〜第５３１頁
（昭和６２年６月８日（株）昭晃堂発行））。
【００１７】以上、本発明の高分解能顕微鏡をいくつか
の実施例について説明してきたが、本発明はこれら実施
例に限定されず種々の変形が可能である。
の実施例について説明してきたが、本発明はこれら実施
例に限定されず種々の変形が可能である。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の高分解能顕微鏡によると、何れのものも、試料照明方
向とほぼ直角な方向から検出することにより、対物レン
ズの分解能より小さい物体を検出可能にしている。これ
らの中、特に、エバネッセント波を利用するものは、波
長が通常の光の波長より短いので、より高分解能が得ら
れる。
の高分解能顕微鏡によると、何れのものも、試料照明方
向とほぼ直角な方向から検出することにより、対物レン
ズの分解能より小さい物体を検出可能にしている。これ
らの中、特に、エバネッセント波を利用するものは、波
長が通常の光の波長より短いので、より高分解能が得ら
れる。
【図１】本発明の高分解能顕微鏡の第１の実施例の光路
図である。
図である。
【図２】図１において試料の観測点近傍の照明光の様子
を示す図である。
を示す図である。
【図３】試料の光学的な分解能を説明するための模式図
である。
である。
【図４】全反射により発生するエバネッセント波を模式
的に示す図である。
的に示す図である。
【図５】第２の実施例の高分解能顕微鏡の光路図であ
る。
る。
【図６】開口径を縮小して行くことによりエバネッセン
ト波が発生することを模式的に示す図である。
ト波が発生することを模式的に示す図である。
【図７】第３の実施例の高分解能顕微鏡の斜視図と光路
図である。
図である。
【図８】第４の実施例の高分解能顕微鏡の斜視図と光路
図である。
図である。
【図９】従来の暗視野顕微鏡の照明系の構成を示す図で
ある。
ある。
Ｓ…試料 Ｌ…入射光 Ａ…開口 Ｐ…界面 Ａ′…スリット Ｗ…エバネッセント波 １…直進光（０次光） ２、２′…１次回折光 ３…ステージ ４、４′…コンデンサーレンズ ５…回折光 ６…対物レンズ ７…接眼レンズ ８…プリズム ９…微小開口板 ９′…微小スリット板 １０、１０′…検出器 １１…ｘ−ｙ走査器 １１′…ｘ−θ走査器
Claims (4)
- 【請求項１】 対物レンズの分解能より小さい物体を検
出する顕微鏡であって、試料面の観測点近傍に試料面に
沿って照明光を集光し、照明方向とほぼ直角な方向に回
折された光を結像位置で検出するようにしたことを特徴
とする高分解能顕微鏡。 - 【請求項２】 対物レンズの分解能より小さい物体を検
出する顕微鏡であって、試料面の観測点近傍に試料面で
の全反射により試料面に沿って進むエバネッセント波を
発生させるようにし、エバネッセント波進行方向とほぼ
直角な方向に回折された光を結像位置で検出するするよ
うにしたことを特徴とする高分解能顕微鏡。 - 【請求項３】 対物レンズの分解能より小さい物体を検
出する顕微鏡であって、試料上に波長以下の微小開口を
有する微小開口板を相対的に移動自在に配置し、微小開
口の周りに同心円状に広がるエバネッセント波の強度を
検出するリング状の検出器を配置し、試料表面に沿って
微小開口板を相対的に走査しながらエバネッセント波の
全強度を検出して試料の透過率分布を求めることを特徴
とする高分解能顕微鏡。 - 【請求項４】 対物レンズの分解能より小さい物体を検
出する顕微鏡であって、試料上に波長以下の幅の微小ス
リットを有する微小スリット板を相対的に移動自在に配
置し、微小スリットに直交して一方へ進むエバネッセン
ト波の全強度を検出する検出器を微小スリットに平行に
配置し、試料表面に沿って微小スリット板を相対的に回
転及び移動走査しながらエバネッセント波の全強度を検
出し、検出されたエバネッセント波の全強度から試料の
透過率分布を求めることを特徴とする高分解能顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33474691A JP3217097B2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 高分解能顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33474691A JP3217097B2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 高分解能顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164970A true JPH05164970A (ja) | 1993-06-29 |
| JP3217097B2 JP3217097B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=18280766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33474691A Expired - Fee Related JP3217097B2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 高分解能顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3217097B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4326473A1 (de) * | 1993-08-06 | 1995-02-09 | European Molecular Biology Lab Embl | Rastermikroskop zur Beobachtung unter einem Winkel zur Beleuchtung |
| JP2006030991A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Carl Zeiss Jena Gmbh | ライン走査式光走査型顕微鏡における顕微鏡観察および／または顕微鏡検出のための装置およびそれの使用 |
| JP2006030992A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Carl Zeiss Jena Gmbh | 顕微鏡観察および／または顕微鏡検出のための装置およびそれの使用 |
| WO2014026683A1 (de) * | 2012-08-16 | 2014-02-20 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Optische anordnung und ein mikroskop |
| EP2977810A1 (de) * | 2014-07-22 | 2016-01-27 | Leica Microsystems CMS GmbH | Verfahren und vorrichtung zum mikroskopischen untersuchen einer probe |
-
1991
- 1991-12-18 JP JP33474691A patent/JP3217097B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4326473A1 (de) * | 1993-08-06 | 1995-02-09 | European Molecular Biology Lab Embl | Rastermikroskop zur Beobachtung unter einem Winkel zur Beleuchtung |
| JP2006030991A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Carl Zeiss Jena Gmbh | ライン走査式光走査型顕微鏡における顕微鏡観察および／または顕微鏡検出のための装置およびそれの使用 |
| JP2006030992A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Carl Zeiss Jena Gmbh | 顕微鏡観察および／または顕微鏡検出のための装置およびそれの使用 |
| WO2014026683A1 (de) * | 2012-08-16 | 2014-02-20 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Optische anordnung und ein mikroskop |
| JP2015526764A (ja) * | 2012-08-16 | 2015-09-10 | ライカ ミクロジュステムス ツェーエムエス ゲーエムベーハー | 光学装置及び顕微鏡 |
| US9709788B2 (en) | 2012-08-16 | 2017-07-18 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Optical arrangement and a microscope |
| EP2977810A1 (de) * | 2014-07-22 | 2016-01-27 | Leica Microsystems CMS GmbH | Verfahren und vorrichtung zum mikroskopischen untersuchen einer probe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3217097B2 (ja) | 2001-10-09 |
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