JPH0527178A - Microscope observation device - Google Patents

Microscope observation device

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JPH0527178A
JPH0527178A JP20117491A JP20117491A JPH0527178A JP H0527178 A JPH0527178 A JP H0527178A JP 20117491 A JP20117491 A JP 20117491A JP 20117491 A JP20117491 A JP 20117491A JP H0527178 A JPH0527178 A JP H0527178A
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low
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良彦 山内
Takahiro Oide
孝博 大出
Yasushi Uchiyama
康 内山
Daikichi Awamura
大吉 粟村
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LASER TEC KK
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Abstract

PURPOSE:To offer the microscope observation device capable of forming a two-dimensional image, which has high resolution in optical two dimensions and also has high size reproducibility, in real time. CONSTITUTION:The laser beam from a laser light source 1 after being deflected at a fast speed in a main scanning direction by an optoacoustic deflecting element 3 is deflected at a slow speed in a subscanning direction by a 1st vibration mirror 8 to radiate a sample 13 and the reflected light from the sample 13 after radiating the 1st vibration mirror 8 again to cancel the deflection in the subscanning direction radiates a slit 19 extending in the main scanning direction; and the light transmitted through this slit 19 radiates a 2nd vibration mirror 22 and is deflected again in the subscanning direction and made incident on a CCD two-dimensional image pickup element 24. The laser light source 1, an observation point on the sample 13, the slit 19, and the CCD two-dimensional image pickup element 24 are so arranged as to constitute a confocal optical system in conjugate image formation relation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は顕微鏡観察装置、特に光
源から放射される光を2次元的に走査して試料面に照射
し、試料からの反射光、透過光または蛍光を光電変換素
子で受光して画像信号を得るようにした顕微鏡撮像装置
として構成するのに好適な顕微鏡観察装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microscope observing apparatus, and in particular, a light emitted from a light source is two-dimensionally scanned to illuminate a sample surface, and reflected light, transmitted light or fluorescence from the sample is converted by a photoelectric conversion element. The present invention relates to a microscope observation device suitable for being configured as a microscope imaging device that receives light and obtains an image signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】このような顕微鏡撮像装置はIC、LS
Iなどの半導体、種々の材料、磁気テープなどの製品検
査や工程管理などに利用されている。光源としてレーザ
を利用したレーザ走査型顕微鏡撮像装置は既知であり、
従来より種々の型式のものが提案されている。例えば19
85年発行のSCANNINGのVol.7, pp88-96には、V. Wilkeが
「Optical Scanning Microscope 」と題して、レーザ光
源から放射されたレーザ光を第1および第2の振動ミラ
ーによって主走査方向および副走査方向に順次に偏向し
て試料に投射し、試料からの反射光をホトマルチプライ
ヤで受光するようにしたレーザ走査型顕微鏡撮像装置が
記載されている。
2. Description of the Related Art Such a microscope image pickup device is an IC, LS
It is used for product inspection and process control of semiconductors such as I, various materials and magnetic tapes. A laser scanning microscope imaging device using a laser as a light source is known,
Conventionally, various types have been proposed. For example, 19
In SCANNING Vol.7, pp88-96, published in 1985, V. Wilke titled "Optical Scanning Microscope", the laser light emitted from the laser light source was scanned by the first and second vibrating mirrors in the main scanning direction. And a laser scanning microscope image pickup device in which the light is sequentially deflected in the sub-scanning direction and projected onto a sample, and reflected light from the sample is received by a photomultiplier.

【0003】また、1990年発行のTransactions of the
ROYAL MICROSCOPICAL SOCIETY のVol.1, pp242-250に
は、J. Brakengoff およびK. Visscher が、レーザ光源
からのレーザ光を高速走査する代わりにスリットを透過
した光を副走査方向に振動ミラーで走査して試料上を2
次元的に走査し、試料からの反射光または蛍光を副走査
方向の偏向を相殺するように振動ミラーで偏向して1次
元像を形成し、この位置にスリットを配置して副走査方
向の共焦点性を確保し、このスリットを透過した光を再
度振動ミラーによって偏向して2次元像を形成し、この
2次元像を2次元CCDで受光するようにした顕微鏡撮
像装置が開示されている。
In addition, Transactions of the 1990 issued
In ROYAL MICROSCOPICAL SOCIETY Vol.1, pp242-250, J. Brakengoff and K. Visscher scan the light passing through the slit with a vibrating mirror in the sub scanning direction instead of scanning the laser light from the laser light source at high speed. 2 on the sample
Dimensionally scanned, and the reflected light or fluorescence from the sample is deflected by a vibrating mirror so as to cancel the deflection in the sub-scanning direction to form a one-dimensional image. There is disclosed a microscope image pickup device which secures a focus property, deflects the light transmitted through the slit again by a vibrating mirror to form a two-dimensional image, and receives the two-dimensional image by a two-dimensional CCD.

【0004】さらに、本願人の出願に係る特開昭61─
80215号公報やアメリカ特許第4,736,110 号明細書
には、光源としてレーザを用い、この光源から放射され
るレーザ光を音響光学素子によって主走査方向に偏向し
た後、振動ミラーによって主走査方向と直交する副走査
方向に偏向して試料の観察点に照射し、試料からの反射
光、透過光または蛍光を副走査方向に偏向して、試料へ
の入射光の副走査方向の偏向を打ち消してCCDライン
センサのようなリニアイメージンサで受光するように
し、前記レーザ光源、試料上の観察点、リニアイメージ
センサが全て共役な結像関係となるような共焦点光学系
を構成するように配置した顕微鏡撮像装置が開示されて
いる。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-
In Japanese Patent No. 80215 and U.S. Pat. No. 4,736,110, a laser is used as a light source, laser light emitted from the light source is deflected in the main scanning direction by an acousto-optic device, and then orthogonal to the main scanning direction by a vibrating mirror. It is deflected in the sub-scanning direction to irradiate the observation point of the sample, and the reflected light, transmitted light or fluorescence from the sample is deflected in the sub-scanning direction to cancel the deflection of the incident light to the sample in the sub-scanning direction and the CCD line. Microscope imaging in which a linear image sensor such as a sensor is used to receive light, and the laser light source, the observation point on the sample, and the linear image sensor are all arranged to form a confocal optical system in a conjugated imaging relationship. A device is disclosed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した第1の従来例
では、高速の主走査に振動ミラーを用いているため、ミ
ラーの慣性重量および駆動部の応答性のため高速走査に
限界があり、2次元像の検出速度は0.5〜2画面/秒
程度と遅くなり、実時間での検出は不可能である。ま
た、検出した画像による試料の寸法の再現性は振動ミラ
ーの走査の再現性に依存するため、振動ミラーの駆動に
高精度で複雑な信号処理回路が必要となる欠点がある。
In the first conventional example described above, since the vibrating mirror is used for high-speed main scanning, there is a limit to high-speed scanning due to the inertial weight of the mirror and the responsiveness of the driving unit. The detection speed of a two-dimensional image is as slow as about 0.5 to 2 screens / second, and detection in real time is impossible. Further, since the reproducibility of the dimension of the sample based on the detected image depends on the reproducibility of the scanning of the vibrating mirror, there is a drawback that a highly accurate and complicated signal processing circuit is required to drive the vibrating mirror.

【0006】第2の従来例では、空間分解能を有する2
次元CCDによって撮像を行っているため、試料上の観
察点とCCD上の画素とは1:1に対応し、したがって
試料の寸法再現性は電気信号に変換された時点で既に上
述した第1の従来例に比べて優れている。しかし、主走
査方向にスリット照明を用いて高速走査の代わりとして
いるため以下のような問題がある。第1に、主走査方向
での開口数(NA)が低いため主走査方向の焦点面選択
性が悪い欠点がある。第2に、主走査方向の空間的コヒ
ーレンシが高いのでスペックル縞が発生し、検出した像
にシェージングむらとなって現れる欠点がある。第3
に、主走査方向ではCCDの面内分解能のみを使用して
いるため共焦点性が低く、共焦点を使用しない従来の顕
微鏡と解像度は変わらない欠点がある。
In the second conventional example, 2 having a spatial resolution is used.
Since the imaging is performed by the three-dimensional CCD, the observation points on the sample and the pixels on the CCD correspond to each other 1: 1. Therefore, the dimensional reproducibility of the sample is the same as the above-described first dimensional reproducibility when converted into an electric signal. It is superior to the conventional example. However, since slit illumination is used in the main scanning direction instead of high-speed scanning, there are the following problems. First, since the numerical aperture (NA) in the main scanning direction is low, the focal plane selectivity in the main scanning direction is poor. Secondly, since the spatial coherency in the main scanning direction is high, speckle stripes are generated, and there is a drawback that the detected image appears as shading unevenness. Third
In addition, since only the in-plane resolution of the CCD is used in the main scanning direction, the confocal property is low, and the resolution is the same as that of a conventional microscope that does not use confocal.

【0007】第3の従来例においては、主走査に音響光
学偏向素子を用い、副走査に振動ミラーを使用し、試料
からの反射光、透過光、蛍光を、副走査方向の偏向を打
ち消すようにしてからCCDラインセンサに入射させる
ようにし、さらに点光源、試料上の観察点およびCCD
ラインセンサを全て共役な結像関係となるような共焦点
光学系を構成するように配置しているので、高速走査が
可能であり、実時間での像検出を行うことができるとと
もに主走査方向にも副走査方向にも高い分解能が得られ
る。また、検出された像の副走査方向での寸法再現性は
非常に高いものである。しかしながら、試料からの光を
副走査方向の走査を打ち消すように偏向してからCCD
ラインセンサに入射させているので、副走査方向におけ
る寸法再現性が低い欠点がある。さらに、この従来例に
おいては、CCDラインセンサにライン状の像を投射す
るようにしているので、CCDラインセンサの代わりに
写真フィルムを用いて撮影したり、肉眼で観察すること
はできない。
In the third conventional example, an acousto-optic deflecting element is used for main scanning, and a vibrating mirror is used for sub-scanning so that reflected light, transmitted light, and fluorescence from the sample are canceled out by deflection in the sub-scanning direction. After that, the light is made incident on the CCD line sensor, and the point light source, the observation point on the sample, and the CCD
Since the line sensors are arranged so as to form a confocal optical system that has a conjugate image formation relationship, high-speed scanning is possible, real-time image detection can be performed, and main scanning direction is possible. Also, high resolution can be obtained in the sub-scanning direction. Further, the dimensional reproducibility of the detected image in the sub-scanning direction is very high. However, the light from the sample is deflected so as to cancel the scanning in the sub-scanning direction, and then the CCD
Since the light is incident on the line sensor, there is a drawback that the dimensional reproducibility in the sub-scanning direction is low. Further, in this conventional example, since a linear image is projected on the CCD line sensor, it is not possible to photograph using a photographic film in place of the CCD line sensor or observe with the naked eye.

【0008】本発明の目的は、上述した従来の種々の欠
点を解消し、試料の2次元像を実時間で得ることがで
き、主走査方向および副走査方向の双方における分解能
が高く、またシェージングむらなどがない高品位の像を
得ることができ、しかも主走査方向および副走査方向は
もとより任意の方向における寸法再現性が高い像を得る
ことができ、さらに写真フィルムでの撮影や肉眼観察を
行うことができる顕微鏡観察装置を提供しようとするも
のである。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned various drawbacks of the prior art, to obtain a two-dimensional image of a sample in real time, to have high resolution in both the main scanning direction and the sub-scanning direction, and to perform shading. It is possible to obtain a high-quality image with no unevenness, and to obtain an image with high dimensional reproducibility in any direction, not only in the main scanning direction and the sub-scanning direction, but also for shooting with photographic film and visual observation. An object of the present invention is to provide a microscope observation device that can be used.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の顕微鏡観察装置
は、走査光を発生する点光源と、この点光源から放射さ
れる光を主走査方向に高速で偏向する音響光学偏向素子
を有する高速偏向手段と、この高速偏向手段から射出さ
れる光を前記主走査方向と直交する副走査方向に低速度
で偏向する第1の低速偏向手段と、この第1の低速偏向
手段から射出される光を試料の観察点に照射する対物レ
ンズ系と、試料からの反射光、透過光または蛍光を、そ
の副走査方向の偏向を打ち消すように副走査方向に偏向
する第2の低速偏向手段と、この第2の低速偏向手段か
ら射出される光を受ける空間フィルタと、この空間フィ
ルタを透過した光を、副走査方向に偏向する第3の低速
偏向手段とを具え、前記点光源、試料上の観察点および
空間フィルタを、これらが全て共役な結像関係となる共
焦点光学系を構成するように配置したことを特徴とする
ものである。
A microscope observing device of the present invention is a high-speed apparatus having a point light source for generating scanning light and an acousto-optical deflecting element for deflecting light emitted from the point light source in the main scanning direction at high speed. Deflection means, first low-speed deflection means for deflecting the light emitted from the high-speed deflection means at a low speed in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, and light emitted from the first low-speed deflection means. An objective lens system for irradiating the observation point of the sample with the second low-speed deflecting means for deflecting the reflected light, transmitted light, or fluorescence from the sample in the sub-scanning direction so as to cancel the deflection in the sub-scanning direction. An observation on the point light source and the sample, comprising a spatial filter for receiving the light emitted from the second low-speed deflecting means and a third low-speed deflecting means for deflecting the light transmitted through the spatial filter in the sub-scanning direction. Point and spatial filters, It is characterized in that it has arranged to constitute a confocal optical system which these are all conjugate imaging relationship.

【0010】[0010]

【作用】本発明による顕微鏡観察装置においては、試料
からの反射光、透過光、蛍光を、第2の低速偏向手段に
よって、第1の低速偏向手段による偏向を打ち消すよう
に偏向した後、主走査方向に延在するスリットのような
空間フィルタに通すため、共焦点性を確保することがで
きるとともに解像度も向上を図ることができる。さら
に、光源として点光源を用い、この点光源の像をそのま
ま高速走査に使用するためスペックル縞は発生しないと
ともに試料上では光スポットを走査するようにしている
ので主走査方向でのNAも確保できる。また、第3の低
速偏向手段によって、空間フィルタを通過した光を再び
副走査方向に偏向して2次元像を得るようにしているの
で、2次元像の任意の方向における寸法再現性はきわめ
て高いものとなる。また、この2次元像を2次元CCD
撮像素子で受光する場合には、試料の観察点と、2次元
CCD撮像素子上の画素とは1:1または1:複数で対
応することになり、2次元CCD撮像素子で得られる画
像信号を処理することによって任意の2次元方向におい
てすぐれた寸法再現性が得られることになる。
In the microscope observing apparatus according to the present invention, the reflected light, the transmitted light and the fluorescence from the sample are deflected by the second low speed deflecting means so as to cancel the deflection by the first low speed deflecting means, and then the main scanning is performed. Since it is passed through a spatial filter such as a slit extending in the direction, confocality can be secured and resolution can be improved. Furthermore, since a point light source is used as the light source and the image of this point light source is used for high-speed scanning as it is, speckle fringes do not occur and the light spot is scanned on the sample, so the NA in the main scanning direction is also secured. it can. Further, since the light passing through the spatial filter is deflected again in the sub-scanning direction by the third low-speed deflecting means to obtain a two-dimensional image, the dimensional reproducibility of the two-dimensional image in an arbitrary direction is extremely high. Will be things. In addition, this two-dimensional image is a two-dimensional CCD
When the light is received by the image pickup device, the observation point of the sample and the pixels on the two-dimensional CCD image pickup device correspond to each other in a ratio of 1: 1 or 1: 2. By processing, excellent dimensional reproducibility can be obtained in arbitrary two-dimensional directions.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明による顕微鏡観察装置の一実施
例の構成を示す線図である。直線偏光を連続発振するレ
ーザ光源1を点光源として配置する。このレーザ光源1
の偏光比は100:1 以上必要であるとともにHe-Ne, Ar ガ
スレーザなどの可視光レーザを用いた方がレンズ等の入
手が容易であるので、本例ではHe-Ne ガスレーザをもち
いる。このレーザ光源1から放射される直線偏光の偏光
方向はS偏光(Eベクトル水平)を使用するが、その理
由については後述する。レーザ光源1から放射されたレ
ーザ光をビームエクスパンダ2に通して、その径を主走
査方向への偏向を行う高速偏向手段を構成する音響光学
偏向素子3の入射瞳径程度まで拡大する。例えば、松下
電子社製の光偏向素子EFL−D250−8を使用した
場合、8 ×5 mmの入射瞳を有しているので、ビームエク
スパンダ2によってレーザビーム径を5mmに拡大する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing the construction of an embodiment of a microscope observing apparatus according to the present invention. A laser light source 1 that continuously oscillates linearly polarized light is arranged as a point light source. This laser light source 1
A polarization ratio of 100: 1 or more is required, and it is easier to obtain a lens or the like by using a visible light laser such as a He-Ne or Ar gas laser. Therefore, the He-Ne gas laser is used in this example. As the polarization direction of the linearly polarized light emitted from the laser light source 1, S-polarized light (E vector horizontal) is used, the reason for which will be described later. The laser light emitted from the laser light source 1 is passed through the beam expander 2 and its diameter is expanded to the entrance pupil diameter of the acousto-optic deflecting element 3 which constitutes the high-speed deflecting means for deflecting in the main scanning direction. For example, when an optical deflector EFL-D250-8 manufactured by Matsushita Electronics Co., Ltd. is used, since it has an entrance pupil of 8 × 5 mm, the beam expander 2 expands the laser beam diameter to 5 mm.

【0012】ビームエクスパンダ2によって拡大したレ
ーザビームを音響光学偏向素子3に入射させ、主走査方
向、すなわち図1の平面に垂直な方向に所定の主走査周
波数、本例では通常のテレビレートを採用するため15.7
5KHzの水平走査周波数で偏向する。この音響光学偏向素
子3の特性上、入射光はS偏光である必要があり、この
とき射出されるビームはP偏光となる。この音響光学偏
向素子3は40〜120MHzの高周波でドライブすると、偏向
角2.6 度が得られ、この高周波を上述した15.75KHzで変
調するようにする。後述するように音響光学偏向素子3
には水平駆動信号HDに同期した信号を供給する。
The laser beam expanded by the beam expander 2 is made incident on the acousto-optic deflecting element 3, and a predetermined main scanning frequency is set in the main scanning direction, that is, the direction perpendicular to the plane of FIG. To adopt 15.7
Deflection at a horizontal scanning frequency of 5 KHz. Due to the characteristics of the acousto-optic deflecting element 3, the incident light needs to be S-polarized, and the beam emitted at this time is P-polarized. When the acousto-optic deflecting element 3 is driven at a high frequency of 40 to 120 MHz, a deflection angle of 2.6 degrees is obtained, and this high frequency is modulated at 15.75 KHz described above. As will be described later, the acousto-optic deflection element 3
Is supplied with a signal synchronized with the horizontal drive signal HD.

【0013】音響光学偏向素子3から射出されるレーザ
ビームをレンズ4および5および偏光ビームスプリッタ
6を経て第1の低速偏向手段を構成するガルバノメータ
スキャナ7の振動ミラー8に入射させるが、この際レン
ズ4および5は音響光学偏向素子の入射瞳の像を振動ミ
ラー8上に形成するように作用する。ガルバノメータス
キャナ7はレーザビームを副走査方向に低速で偏向する
ものであり、その走査精度を確保するために位置センサ
内蔵型のものを使用し、振動角度をサーボ制御できるよ
うなものとする。このような目的に対してはGeneral Sc
anning社のGシリーズが適している。また、振動ミラー
8の慣性モーメントを最小とするために、反射面が1波
長以上歪まない程度まで薄くしたものを使用する。ま
た、振動ミラー8を通常のテレビレートの垂直走査周波
数に等しい60Hzの周波数で振動させるためにガルバノメ
ータスキャナ7には垂直駆動信号VDに同期した信号を供
給する。
The laser beam emitted from the acousto-optic deflecting element 3 is made incident on the vibrating mirror 8 of the galvanometer scanner 7 constituting the first low-speed deflecting means through the lenses 4 and 5 and the polarization beam splitter 6, and at this time, the lens. 4 and 5 act to form an image of the entrance pupil of the acousto-optic deflector on the vibrating mirror 8. The galvanometer scanner 7 deflects the laser beam in the sub-scanning direction at a low speed. To ensure the scanning accuracy, a galvanometer scanner 7 with a built-in position sensor is used, and the vibration angle can be servo-controlled. General Sc
Anning's G series is suitable. Further, in order to minimize the moment of inertia of the vibrating mirror 8, a reflecting surface is thinned to the extent that it is not distorted by one wavelength or more. Further, a signal synchronized with the vertical drive signal VD is supplied to the galvanometer scanner 7 in order to vibrate the vibrating mirror 8 at a frequency of 60 Hz which is equal to the vertical scanning frequency of a normal television rate.

【0014】上述したように音響光学偏向素子3から放
射されるレーザビームはP偏光となっているので、偏光
ビームスプリッタ6を透過するが、この際偏光ビームス
プリッタでの光量損失を防ぐためにそん消光比は100:1
以上とする必要がある。ガルバノメータスキャナ7の振
動ミラー8によって図1の平面内で偏向されたレーザビ
ームはレンズ9を介して第1結像面10においてこのレー
ザビームによる2次元の走査領域を形成する。この2次
元の走査領域を対物レンズ12によって試料13上に縮小投
影する。
As described above, since the laser beam emitted from the acousto-optic deflector 3 is P-polarized, it passes through the polarization beam splitter 6, but at this time it is extinguished in order to prevent the loss of light quantity at the polarization beam splitter. Ratio is 100: 1
It is necessary to be above. The laser beam deflected in the plane of FIG. 1 by the vibrating mirror 8 of the galvanometer scanner 7 forms a two-dimensional scanning area by the laser beam on the first image plane 10 via the lens 9. This two-dimensional scanning area is reduced and projected onto the sample 13 by the objective lens 12.

【0015】試料13からの反射光を対物レンズ12によっ
て集光し、第1結像面10に拡大結像し、この反射光に対
しては第2の低速偏向手段としても作用するガルバノメ
ータスキャナ7の振動ミラー8に入射する。この振動ミ
ラー8によって副走査方向の偏向が相殺された後、偏光
ビームスプリッタ6に入射する。レンズ9と対物レンズ
12との間には1/4 波長板11を配置してあるので、レーザ
ビームはこの1/4 波長板を2回通過することになり、そ
の偏光面は90度回転されので、偏光ビームスプリッタに
入射するレーザビームはS偏光となっている。したがっ
て、このS偏光は偏光ビームスプリッタ6で反射され、
レンズ17および反射ミラー18を介して空間フィルタを構
成するスリット19上に1次元の像として結像される。こ
のスリット19は偏光ビームスプリッタ6による反射光の
周縁部に生ずる不要な散乱光を除去する作用を有するも
のである。
The reflected light from the sample 13 is condensed by the objective lens 12 and is magnified and imaged on the first image forming surface 10. The galvanometer scanner 7 also acts as a second low-speed deflecting means for this reflected light. Incident on the vibrating mirror 8. The vibrating mirror 8 cancels the deflection in the sub-scanning direction, and then enters the polarization beam splitter 6. Lens 9 and objective lens
Since the 1/4 wave plate 11 is placed between 12 and 12, the laser beam will pass through this 1/4 wave plate twice, and its polarization plane is rotated 90 degrees, so the polarization beam splitter The laser beam incident on is S-polarized. Therefore, this S-polarized light is reflected by the polarization beam splitter 6,
It is imaged as a one-dimensional image on the slit 19 which constitutes a spatial filter via the lens 17 and the reflection mirror 18. The slit 19 has a function of removing unnecessary scattered light generated in the peripheral portion of the light reflected by the polarization beam splitter 6.

【0016】スリット19を透過したレーザビームはレン
ズ20、第3の低速偏向手段を構成する第2のガルバノミ
ラースキャナ21の振動ミラー22およびレンズ23を介して
2次元CCD撮像素子24に入射する。この第2のガルバ
ノミラースキャナ21にも垂直駆動信号VDに同期した信号
を供給し、その振動ミラー22を第1のガルバノミラース
キャナ7の振動ミラー8と同期して振動させ、再び副走
査方向に偏向するので、2次元CCD撮像素子24のセン
サ面上には、試料13の2次元拡大像が結像されることに
なる。この2次元CCD撮像素子24は白黒TVカメラ用
のCCD撮像素子を以て構成するのが好適であり、本例
ではソニー社製の白黒用CCD撮像素子ICX022B
L−3(画素数768H×493V、画素ピッチ11.0μm×13.0
μm)を使用する。
The laser beam transmitted through the slit 19 is incident on the two-dimensional CCD image pickup device 24 via the lens 20, the vibrating mirror 22 and the lens 23 of the second galvanometer mirror scanner 21 which constitutes the third low-speed deflecting means. A signal synchronized with the vertical drive signal VD is also supplied to the second galvanometer mirror scanner 21, the vibrating mirror 22 thereof is vibrated in synchronization with the vibrating mirror 8 of the first galvanometer mirror scanner 7, and again in the sub scanning direction. Since the light is deflected, a two-dimensional magnified image of the sample 13 is formed on the sensor surface of the two-dimensional CCD image pickup device 24. The two-dimensional CCD image pickup device 24 is preferably configured by a CCD image pickup device for a black and white TV camera. In this example, a monochrome CCD image pickup device ICX022B manufactured by Sony Corporation is used.
L-3 (Number of pixels 768H x 493V, Pixel pitch 11.0μm x 13.0
μm) is used.

【0017】本発明においては、試料13の観察点、第1
結像面10、スリット19および2次元CCD撮像素子24の
センサ面は全て共役結像関係となるように配置し、ま
た、副走査方向でも共焦点光学系を構成するようにす
る。この効果を有効とするために、スリット19の寸法は
次のように設定する必要がある。今、レンズ20および23
による倍率をM1とすると、スリットの長手方向、すなわ
ち主走査方向の寸法はM1×8.8mm 、巾方向、すなわち副
走査方向の寸法はM1×13.0μm以下とする必要がある。
ただし、副走査方向の寸法を余り小さくすると画像信号
のS/N が低下するので注意する必要がある。
In the present invention, the observation point of the sample 13, the first
The image plane 10, the slit 19 and the sensor surface of the two-dimensional CCD image pickup device 24 are all arranged so as to have a conjugate image formation relationship, and a confocal optical system is constructed also in the sub-scanning direction. In order to make this effect effective, the dimensions of the slit 19 must be set as follows. Now lenses 20 and 23
Supposing that the magnification is M 1 , the dimension in the longitudinal direction of the slit, that is, the dimension in the main scanning direction must be M 1 × 8.8 mm, and the dimension in the width direction, that is, the dimension in the sub-scanning direction must be M 1 × 13.0 μm or less.
However, it should be noted that if the size in the sub-scanning direction is made too small, the S / N of the image signal will decrease.

【0018】次に、2次元撮像素子42から得られる画像
信号の処理系について説明する。2次元撮像素子24から
の画像信号を先ず、プリアンプ26によって増幅する。こ
のプリアンプ26は図2に示すように、増幅器34、帯域フ
ィルタ35および増幅器36を具えるものである。増幅器34
では、2次元撮像素子24から出力される画像信号のイン
ピーダンス変換および電圧増幅を行い、帯域フィルタ35
ではビデオ信号に不要な8MHz以上の高周波成分を減衰さ
せる。さらに増幅器36では、信号線路をドライブするた
めの電流増幅およびインピーダンス変換を行う。このイ
ンピーダンス変換にはトランジスタ1個のエミッタフォ
ロワを用い、電圧増幅にはオペアンプまたはハイブリッ
ド構成の差動増幅器を使用する。ただし、この増幅器の
性能としてはスルーレート200V/ μs、GBW 積50MHz 以
上が必要である。帯域フィルタ35にはLCπ型フィルタを
使用する。このようなプリアンプ26で増幅した画像信号
を次に映像信号増幅部27に供給する。
Next, the processing system of the image signal obtained from the two-dimensional image pickup device 42 will be described. The image signal from the two-dimensional image pickup device 24 is first amplified by the preamplifier 26. As shown in FIG. 2, the preamplifier 26 comprises an amplifier 34, a bandpass filter 35 and an amplifier 36. Amplifier 34
Then, impedance conversion and voltage amplification of the image signal output from the two-dimensional image sensor 24 are performed, and the bandpass filter 35
Then, the high frequency component of 8MHz or more, which is unnecessary for the video signal, is attenuated. Further, the amplifier 36 performs current amplification and impedance conversion for driving the signal line. An emitter follower with one transistor is used for this impedance conversion, and an operational amplifier or a hybrid differential amplifier is used for voltage amplification. However, the performance of this amplifier requires a slew rate of 200 V / μs and a GBW product of 50 MHz or more. An LCπ type filter is used as the bandpass filter 35. The image signal amplified by such a preamplifier 26 is then supplied to the video signal amplifier 27.

【0019】映像信号増幅部27の構成を図3に示す。こ
の映像信号増幅部27は、プリアンプ26で増幅された画像
信号に、通常のテレビモニタで表示するための信号を付
加する。すなわち、増幅器37で画像信号を電圧増幅する
が、この際増幅器のオフセット電圧および入力電流の影
響を除去するため増幅器37とプリアンプ26の増幅器36と
はコンデンサCを介して交流結合し、次段のクランプ回
路38によって直流分を再生するようにしている。その
後、シェージング補正回路39に通してシェージングの補
正を行うが、補正用の波形としては、傾き、パラボリッ
ク、sin 、sin2を用いる。
The structure of the video signal amplifier 27 is shown in FIG. The video signal amplifier 27 adds a signal for display on a normal television monitor to the image signal amplified by the preamplifier 26. That is, the image signal is amplified by the amplifier 37. At this time, the amplifier 37 and the amplifier 36 of the preamplifier 26 are AC-coupled via the capacitor C in order to remove the influence of the offset voltage of the amplifier and the input current. The clamp circuit 38 reproduces the DC component. After that, the shading is corrected by passing through the shading correction circuit 39. As the correction waveform, inclination, parabolic, sin, and sin 2 are used.

【0020】シェージング補正後、ゲイン調整回路40を
介して増幅器41で再度電圧増幅を行い、ペデスタル付加
回路42で映像信号に必要な帰線消去信号と直流参照信号
(黒レベル)の付加を行う。さらに、増幅器43で、低イ
ンピーダンス線路をドライブするのに必要なインピーダ
ンス変換および電流増幅を行い、表示器28で試料13の拡
大像を表示する。この表示器28には通常のビデオ信号の
表示を行う場合と同様に、水平走査周波数15.75KHz, 垂
直走査周波数60Hzのモニタを用いる。
After the shading correction, the amplifier 41 again performs voltage amplification through the gain adjusting circuit 40, and the pedestal adding circuit 42 adds a blanking signal and a DC reference signal (black level) necessary for the video signal. Further, the amplifier 43 performs impedance conversion and current amplification necessary for driving the low impedance line, and the display 28 displays a magnified image of the sample 13. A monitor with a horizontal scanning frequency of 15.75 KHz and a vertical scanning frequency of 60 Hz is used for this display 28, as in the case of displaying a normal video signal.

【0021】本例においては、さらに図1に示すよう
に、クロックジェネレータ31およびスキャンドライバ25
を設ける。クロックジェネレータ31は、上述した光ビー
ムを偏向するのに必要な走査用信号、2次元撮像素子24
の走査用クロック、CPUクロック、ビデオ信号用の同
期信号を生成するものであるが、図4にこれらの信号の
タイミングを示す。図4Aは2次元撮像素子24のクロッ
クを示すものであり、前述のソニー社製のICX22BL-3 を
用いる場合には、そのクロック周波数は14.3MHzであ
り、デューティ比はほぼ2:1 とする。図4BおよびCは
それぞれ水平駆動信号HDおよびVDを示すものであ
り、その周波数は15.75KHzおよび60Hzであり、ともに負
論理である。図4Dは音響光学偏向素子3のドライブ用
高周波変調信号を示し、これはスキャンドライバ26にお
いて水平駆動信号HDの反転信号を積分して生成する。こ
の音響光学偏向素子は高周波変調信号と偏向角との関係
が非線形であるためこの変調信号に、傾き、オフセッ
ト、パラボリック、sin の各波形を補正信号として混合
し、走査位置の線形性を保つようにしている。図4Eは
第1および第2のガルバノメータスキャナ7および21の
駆動信号であり、垂直駆動信号VDの反転信号を積分して
生成する。これらのガルバノメータスキャナによる偏向
は速度が遅いので、クローズドサーボ制御を行えるので
駆動信号の補正は必要でない。
In the present example, further, as shown in FIG. 1, a clock generator 31 and a scan driver 25.
To provide. The clock generator 31 includes a scanning signal necessary for deflecting the above-described light beam, a two-dimensional image pickup device 24
The clock signal for scanning, the CPU clock, and the synchronizing signal for the video signal are generated, and the timing of these signals is shown in FIG. FIG. 4A shows the clock of the two-dimensional image pickup device 24. When the above-mentioned Sony ICX22BL-3 is used, the clock frequency is 14.3 MHz and the duty ratio is approximately 2: 1. 4B and 4C show horizontal drive signals HD and VD, respectively, whose frequencies are 15.75 KHz and 60 Hz, both of which are negative logic. FIG. 4D shows a high frequency modulation signal for driving the acousto-optic deflecting element 3, which is generated by integrating the inversion signal of the horizontal drive signal HD in the scan driver 26. In this acousto-optic deflection element, the relationship between the high frequency modulation signal and the deflection angle is non-linear, so the modulation signal is mixed with the inclination, offset, parabolic, and sin waveforms as correction signals to maintain the linearity of the scanning position. I have to. FIG. 4E shows drive signals for the first and second galvanometer scanners 7 and 21, which are generated by integrating an inverted signal of the vertical drive signal VD. Since the deflection by these galvanometer scanners is slow, closed servo control can be performed, so that correction of the drive signal is not necessary.

【0022】次に、A/D 変換器29、信号処理装置32、バ
ッファメモリ30およびフォーカスコントローラ33につい
て説明するが、これらの回路で画像信号の量子化、記
憶、アナログ化および量子化データ処理を行うものであ
る。まず、画像信号の量子化はA/D 変換器29によって行
い、このA/D 変換器は8ビットの分解能で、データレー
ト14MHz のアナログ画像信号をディジタル信号に変換す
るものとするので、20MSPS(メガサンプル/ 秒)以上の
変換レートを有する並列フラッシュ型変換器を以て構成
する。必要ならばA/D 変換器29の前段にサンプルホール
ド回路を挿入することもできる。
Next, the A / D converter 29, the signal processing device 32, the buffer memory 30 and the focus controller 33 will be described. These circuits perform quantization, storage, analogization and quantized data processing of image signals. It is something to do. First, the image signal is quantized by the A / D converter 29. This A / D converter converts an analog image signal with a data rate of 14 MHz into a digital signal with a resolution of 8 bits. A parallel flash converter with a conversion rate of at least 1 megasample / second). If necessary, a sample hold circuit can be inserted before the A / D converter 29.

【0023】A/D変換器29で変換したディジタル値をバ
ッファメモリ30を介して画像メモリ49に記憶する。バッ
ファメモリ30としては1000×8 ビット、画像メモリ49と
しては1M×512 ×8 ビットの容量がそれぞれ必要であ
る。画像メモリ49に格納した画像データを表示する場合
には、読み出したデータをD/A 変換器50でアナログ信号
に変換し、増幅器51でインピーダンス変換および電流増
幅を行った後、映像増幅部27に供給すれば良い。1フレ
ームを表示する場合にはこれで良いが、本例においては
1フレームの画像とは別に、対物レンズ12と試料13との
距離を変化させてフォーカスを走査し、その際得られる
画像信号の各画像についての最大値を抽出して画像とし
て表示する機能を有するものである。
The digital value converted by the A / D converter 29 is stored in the image memory 49 via the buffer memory 30. The buffer memory 30 requires a capacity of 1000 × 8 bits, and the image memory 49 requires a capacity of 1M × 512 × 8 bits. When displaying the image data stored in the image memory 49, the D / A converter 50 converts the read data into an analog signal, the amplifier 51 performs impedance conversion and current amplification, and then the video amplifier 27 Just supply it. This is sufficient for displaying one frame, but in this example, the focus is scanned while changing the distance between the objective lens 12 and the sample 13 in addition to the image of one frame, and the image signal obtained at that time is displayed. It has a function of extracting the maximum value of each image and displaying it as an image.

【0024】図6に示すように、本発明の顕微鏡観察装
置で採用している共焦点光学系においては光軸方向のフ
ォーカス位置に関して解像度曲線59と輝度曲線60の最大
値が一致するという特徴があり、フォーカスを走査しな
がら輝度最大位置の包絡線をとることによって、試料の
表面形状を測定できるということを利用している。した
がって、本発明の顕微鏡観察装置は理論上無限の焦点深
度を有していることになる。
As shown in FIG. 6, the confocal optical system employed in the microscope observation apparatus of the present invention is characterized in that the maximum values of the resolution curve 59 and the brightness curve 60 coincide with each other with respect to the focus position in the optical axis direction. Therefore, the fact that the surface shape of the sample can be measured by taking the envelope of the maximum brightness position while scanning the focus is used. Therefore, the microscope observation apparatus of the present invention has a theoretically infinite depth of focus.

【0025】図5のラッチ回路52、比較器53およびセレ
クタ54はこのような表面形状計測機能を果たすためのも
のである。2次元上の或るアドレスの輝度データをラッ
チ回路52でラッチし、このアドレスの画像メモリ49内の
データと比較器53で比較し、大きい方のデータをセレク
タ54で選択して画像メモリ内の当該アドレス位置に再書
き込みを行う。これをフォーカススキャンをしながら全
画素について行うことによって画像メモリ49内にフォー
カスが合った像の信号のみが格納されることになる。こ
のようにして表面形状を定量的に計測するためには、C
PU55によってモータコントローラ58を介して試料13を
載置する試料テーブル14を光軸方向に駆動するモータ15
をコントロールする際、このモータ15に連結したエンコ
ーダ16から出力される移動パルス数(すなわち移動量)
をアップダウンカウンタ57によってカウントし、前述の
輝度最大位置のカウント数を画像メモリ49内の各アドレ
ス位置に対応するように記憶して行く。
The latch circuit 52, the comparator 53 and the selector 54 shown in FIG. 5 are for performing such a surface shape measuring function. The luminance data of a certain two-dimensional address is latched by the latch circuit 52, compared with the data in the image memory 49 at this address by the comparator 53, and the larger data is selected by the selector 54 to be stored in the image memory. Rewrite to the address location. By performing this for all pixels while performing focus scanning, only the image signal of the focused image is stored in the image memory 49. To quantitatively measure the surface shape in this way, C
A motor 15 that drives the sample table 14 on which the sample 13 is placed by the PU 55 via the motor controller 58 in the optical axis direction.
The number of movement pulses (that is, movement amount) output from the encoder 16 connected to this motor 15 when controlling
Is counted by the up / down counter 57, and the count number of the above-mentioned maximum luminance position is stored so as to correspond to each address position in the image memory 49.

【0026】ここでCPU55の実行プログラムはメモリ
56に格納しておく。例えば、エンコーダ16の分解能を0.
01μm/ パルスとすると、市販の顕微鏡のステージ、例
えばニコン社製のOPTIPHOTO ×6 を用いても寸法再現性
3σ=0.1 μm程度は得られることになる。
Here, the execution program of the CPU 55 is a memory
Store in 56. For example, set the resolution of encoder 16 to 0.
If it is set to 01 μm / pulse, the dimensional reproducibility of 3σ = 0.1 μm can be obtained even if a commercially available microscope stage such as OPTIPHOTO × 6 manufactured by Nikon Corporation is used.

【0027】また、試料13の2次元方向の寸法に関して
は、光学系の総合倍率をM2、2次元撮像素子24の画素サ
イズをa μm×b μmとすれば、2次元CCDの各画素
は試料上でa/M2μm×b/M2μmとなるので、これらの値
と、画像メモリ49に記憶されている輝度データとを基に
してCPU55を用いて試料上の任意の2次元方向の寸法
をきわめて高い再現性を以て計測することができる。実
際、光学系の倍率を200 倍として試料上での1画素の大
きさを0.05μmとした場合、寸法再現性は3σ=0.03μ
mに達することになる。また、試料上の画素サイズより
小さい値を得たい場合には画素間の輝度データを直線ま
たは2次曲線などで補間して寸法を計算すれば良い。
Regarding the dimension of the sample 13 in the two-dimensional direction, assuming that the total magnification of the optical system is M 2 and the pixel size of the two-dimensional image pickup device 24 is a μm × b μm, each pixel of the two-dimensional CCD is Since it is a / M 2 μm × b / M 2 μm on the sample, based on these values and the brightness data stored in the image memory 49, the CPU 55 is used to determine an arbitrary two-dimensional direction on the sample. Can be measured with extremely high reproducibility. Actually, when the magnification of the optical system is 200 times and the size of one pixel on the sample is 0.05 μm, the dimensional reproducibility is 3σ = 0.03 μ.
will reach m. Further, when it is desired to obtain a value smaller than the pixel size on the sample, the dimensions may be calculated by interpolating the luminance data between pixels with a straight line or a quadratic curve.

【0028】本発明においては、試料の2次元像は表示
器28上に表示するだけでなく、写真フィルムに記録した
り、肉眼でも観察することができる。すなわち、図1に
示すように、レンズ23と2次元CCD24 との間に回動ミラ
ー61を設け、この回動ミラーを回動して光路内に挿入す
ると、接眼レンズ62を介して試料の2次元像を肉眼で観
察するとができる。また、この接眼レンズ62の代わりに
カメラを装着することによって試料の2次元像を写真フ
ィルム上に記録することもできる。
In the present invention, the two-dimensional image of the sample can be displayed not only on the display 28 but also recorded on a photographic film or visually observed. That is, as shown in FIG. 1, a rotary mirror 61 is provided between the lens 23 and the two-dimensional CCD 24, and when the rotary mirror is rotated and inserted into the optical path, the sample 2 is moved through the eyepiece lens 62. It is possible to observe the three-dimensional image with the naked eye. A two-dimensional image of the sample can be recorded on the photographic film by mounting a camera instead of the eyepiece lens 62.

【0029】図7は本発明による顕微鏡観察装置の他の
実施例の構成を示すものであり、前例に示した素子と同
じ素子には同じ符号を付けて示し、その詳細な説明は省
略する。本例においては、第3の低速偏向手段を構成す
る振動ミラーを、第1および第2の低速偏向手段を構成
する振動ミラーと共通とする。すなわち、ガルバノメー
タスキャナ7の振動ミラー8をその表面8aだけでなく
裏面8bも鏡面として形成し、表面8aで試料13への入
射光を副走査方向に偏向するとともに試料からの反射光
を副走査方向に偏向して副走査方向での偏向を相殺し、
さらにこのように副走査方向の偏向を相殺除去され、偏
光ビームスプリッタ6で反射された光ビームを反射ミラ
ー18a で反射してスリット19に入射させ、このスリット
を透過した光ビームをさらに反射ミラー18b で反射さ
せ、レンズ20を介して振動ミラー8の裏面8bに入射さ
せて、再び副走査方向に低速で偏向するようにする。こ
のように、振動ミラー8の表裏両面を利用するようにし
たため、第1、第2および第3の低速偏向手段を1つの
振動ミラーで構成することができ、構造が簡単となる。
FIG. 7 shows the configuration of another embodiment of the microscope observing apparatus according to the present invention. The same elements as the elements shown in the previous example are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this example, the oscillating mirror that constitutes the third low-speed deflecting means is shared with the oscillating mirror that constitutes the first and second low-speed deflecting means. That is, not only the front surface 8a but also the rear surface 8b of the galvanometer scanner 7 is formed as a mirror surface, and the incident light to the sample 13 is deflected in the sub-scanning direction by the front surface 8a and the reflected light from the sample is sub-scanning direction. To offset the deflection in the sub-scanning direction,
Further, the deflection in the sub-scanning direction is offset and removed in this way, and the light beam reflected by the polarization beam splitter 6 is reflected by the reflection mirror 18a and made incident on the slit 19, and the light beam transmitted through this slit is further reflected by the reflection mirror 18b. Then, the light is reflected on the back surface 8b of the vibrating mirror 8 through the lens 20 and is deflected again in the sub-scanning direction at a low speed. Since the front and back surfaces of the vibrating mirror 8 are used in this manner, the first, second and third low speed deflecting means can be configured by one vibrating mirror, and the structure is simplified.

【0030】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形を加えることができ
る。例えば、上述した実施例では試料からの反射光を受
けて試料像を表示または観察するようにしたが、試料を
透過した光を受けて試料像を得ることもできる。さら
に、試料に光を照射したときに試料から発せられる蛍光
を受けて試料像を観察することもできる。また、上述し
た実施例においては第1および第2の低速偏向手段を共
通の振動ミラーを以て構成したが、これらを別々の振動
ミラーを以て構成することもできる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but various changes and modifications can be added. For example, in the above-described embodiment, the sample image is displayed or observed by receiving the reflected light from the sample, but the sample image can be obtained by receiving the light transmitted through the sample. Furthermore, the sample image can be observed by receiving the fluorescence emitted from the sample when the sample is irradiated with light. Further, in the above-described embodiment, the first and second low speed deflecting means are constituted by the common vibrating mirror, but they may be constituted by different vibrating mirrors.

【0031】[0031]

【発明の効果】上述したように、本発明による顕微鏡観
察装置によれば、試料上の任意の2次元方向における高
い寸法再現性を有する高解像度の画像を得ることができ
るので、サブミクロンオーダーの微細パターンや微細構
造体の像検出や寸法計測が実時間でしかも大気中で可能
となり、また1枚の画面を短時間で得ることができるの
で、動きのある試料についても実時間で観察、記録が可
能である。
As described above, according to the microscope observing apparatus of the present invention, it is possible to obtain a high-resolution image having high dimensional reproducibility in an arbitrary two-dimensional direction on a sample. Image detection and dimension measurement of fine patterns and fine structures can be performed in real time and in the atmosphere, and a single screen can be obtained in a short time, so even a moving sample can be observed and recorded in real time. Is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は本発明による顕微鏡観察装置の一実施例
の構成を示す線図である。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a microscope observation apparatus according to the present invention.

【図2】図2は同じくそのプリアンプの構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the same preamplifier.

【図3】図3は同じくその映像信号増幅部の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a video signal amplifier of the same.

【図4】図4A〜Eは種々の信号のタイミングを示す信
号波形図である。
4A to 4E are signal waveform diagrams showing timings of various signals.

【図5】図5は同じくその信号処理装置の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the signal processing apparatus of the same.

【図6】図6は輝度曲線および解像度曲線を示すグラフ
である。
FIG. 6 is a graph showing a luminance curve and a resolution curve.

【図7】本発明による顕微鏡観察装置の他の実施例の構
成を示す線図である。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of another embodiment of the microscope observation device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源(点光源) 2 ビームエクスパンダ 3 音響光学偏向素子(高速偏向手段) 6 偏光ビームスプリッタ 7 第1ガルバノメータスキャナ(第1および第2の低
速偏向手段) 11 1/4 波長板 12 対物レンズ 13 試料 19 スリット(空間フィルタ) 21 第2ガルバノメータスキャナ(第3の低速偏向手
段) 24 2次元撮像装置 25 スキャンドライバ 26 プリアンプ 27 映像信号増幅部 28 表示器 29 A/D 変換器 30 バッファメモリ 31 クロックジェネレータ 32 信号処理装置 33 フォーカスコントローラ
1 Laser Light Source (Point Light Source) 2 Beam Expander 3 Acousto-Optical Deflection Element (High Speed Deflection Means) 6 Polarization Beam Splitter 7 First Galvanometer Scanner (First and Second Low Speed Deflection Means) 11 1/4 Wave Plate 12 Objective Lens 13 sample 19 slit (spatial filter) 21 second galvanometer scanner (third low-speed deflection means) 24 two-dimensional imaging device 25 scan driver 26 preamplifier 27 video signal amplifier 28 display 29 A / D converter 30 buffer memory 31 clock Generator 32 Signal processor 33 Focus controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 粟村 大吉 神奈川県横浜市港北区綱島東4−10−4 レーザーテツク株式会社内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Daikichi Awamura             4-10-4 Tsunashima East, Kohoku Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture             Laser Tech Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 走査光を発生する点光源と、この点光源
から放射される光を主走査方向に高速で偏向する音響光
学偏向素子を有する高速偏向手段と、この高速偏向手段
から射出される光を前記主走査方向と直交する副走査方
向に低速度で偏向する第1の低速偏向手段と、この第1
の低速偏向手段から射出される光を試料の観察点に照射
する対物レンズ系と、試料からの反射光、透過光または
蛍光を、その副走査方向の偏向を打ち消すように副走査
方向に偏向する第2の低速偏向手段と、この第2の低速
偏向手段から射出される光を受ける空間フィルタと、こ
の空間フィルタを透過した光を、副走査方向に偏向する
第3の低速偏向手段とを具え、前記点光源、試料上の観
察点および空間フィルタを、これらが全て共役な結像関
係となる共焦点光学系を構成するように配置したことを
特徴とする顕微鏡観察装置。
1. A high-speed deflecting means having a point light source for generating scanning light, an acousto-optical deflecting element for deflecting light emitted from the point light source in the main scanning direction at high speed, and a high-speed deflecting means for emitting the light. A first low-speed deflecting means for deflecting light at a low speed in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction;
The objective lens system for irradiating the observation point of the sample with the light emitted from the low-speed deflecting means, and deflects the reflected light, the transmitted light, or the fluorescence from the sample in the sub-scanning direction so as to cancel the deflection in the sub-scanning direction. The second low-speed deflecting means, the spatial filter for receiving the light emitted from the second low-speed deflecting means, and the third low-speed deflecting means for deflecting the light transmitted through the spatial filter in the sub-scanning direction. A microscope observation apparatus characterized in that the point light source, the observation point on the sample, and the spatial filter are arranged so as to constitute a confocal optical system in which these all have a conjugate imaging relationship.
【請求項2】 前記第3の低速偏向手段から射出される
光を結像する結像レンズ系と、この結像レンズ系によっ
て結像される試料の2次元像を受光して画像信号に変換
する2次元光検出手段とを具えることを特徴とする請求
項1記載の顕微鏡観察装置。
2. An image forming lens system for forming an image of light emitted from the third low-speed deflecting means, and a two-dimensional image of a sample formed by the image forming lens system is received and converted into an image signal. The microscope observation apparatus according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 前記2次元光検出手段から出力される画
像信号を表示する画像表示手段を具えることを特徴とす
る請求項2記載の顕微鏡観察装置。
3. The microscope observing apparatus according to claim 2, further comprising image display means for displaying an image signal output from the two-dimensional light detecting means.
【請求項4】 前記2次元光検出手段から出力される画
像信号を処理して、試料像の2次元平面内における任意
の方向における寸法を計測する手段を設けたことを特徴
とする請求項2または3記載の顕微鏡観察装置。
4. A means for processing an image signal output from the two-dimensional light detecting means to measure a dimension of a sample image in a two-dimensional plane in an arbitrary direction is provided. Or the microscope observing device according to 3.
【請求項5】 試料を光軸方向に走査する手段と、この
走査手段から出力される走査量を表す信号と、前記2次
元光検出手段から出力される画像信号とを処理して試料
の表面状態を計測する手段とを具えることを特徴とする
請求項2〜4の何れかに記載の顕微鏡観察装置。
5. The surface of the sample by processing means for scanning the sample in the optical axis direction, a signal representing the scanning amount output from the scanning means, and an image signal output from the two-dimensional photodetecting means. 5. The microscope observing device according to claim 2, further comprising a unit for measuring a state.
【請求項6】 前記第1の低速偏向手段および第2の低
速偏向手段が同一の振動ミラーを具えることを特徴とす
る請求項1〜5の何れかに記載の顕微鏡観察装置。
6. The microscope observing apparatus according to claim 1, wherein the first low-speed deflecting means and the second low-speed deflecting means have the same oscillating mirror.
【請求項7】 前記第3の低速偏向手段が、前記第1お
よび第2の低速偏向手段の同一の振動ミラーの裏面を利
用することを特徴とする請求項6記載の顕微鏡観察装
置。
7. The microscope observing apparatus according to claim 6, wherein the third low-speed deflecting means uses the back surfaces of the same vibrating mirrors of the first and second low-speed deflecting means.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10206742A (en) * 1996-11-21 1998-08-07 Olympus Optical Co Ltd Laser scanning microscope
JP2007286310A (en) * 2006-04-17 2007-11-01 Tohoku Univ Optical device and image forming method
JP2008152011A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Lasertec Corp Confocal microscope and method for picking up confocal image
US7608557B2 (en) 2002-06-25 2009-10-27 Nittetsu Mining Co., Ltd. Highly active photocatalyst and process for producing the same
JP2015522850A (en) * 2012-07-05 2015-08-06 ナショナル ユニバーシティ オブ シンガポール Optical microscope and control method thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10206742A (en) * 1996-11-21 1998-08-07 Olympus Optical Co Ltd Laser scanning microscope
US7608557B2 (en) 2002-06-25 2009-10-27 Nittetsu Mining Co., Ltd. Highly active photocatalyst and process for producing the same
JP2007286310A (en) * 2006-04-17 2007-11-01 Tohoku Univ Optical device and image forming method
JP4555796B2 (en) * 2006-04-17 2010-10-06 株式会社ジーオングストローム Optical apparatus and imaging method
JP2008152011A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Lasertec Corp Confocal microscope and method for picking up confocal image
JP2015522850A (en) * 2012-07-05 2015-08-06 ナショナル ユニバーシティ オブ シンガポール Optical microscope and control method thereof

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