JPH0540224A

JPH0540224A - 走査型顕微鏡

Info

Publication number: JPH0540224A
Application number: JP3110234A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hakamata; 袴田和男
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1990-07-26
Filing date: 1991-05-15
Publication date: 1993-02-19
Also published as: US5214279A; DE4124707A1; DE4124707C2

Abstract

(57)【要約】【目的】試料が載置される試料台と、照明光を試料上
に照射する光学系とを相対的に移動させることにより、
照明光を試料上において走査させる走査型顕微鏡におい
て、照明光の走査幅を大きく確保可能して、試料の広い
領域を撮像可能とする。【構成】光学プローブ15を磁性材料からなる音叉30の
先端部に保持し、電磁石31からこの音叉30に強さが周期
的に変化する磁界を作用させて、この音叉30を共振さ
せ、光学プローブ15を往復移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学式の走査型顕微鏡に
関し、特に詳細には、照明光を試料に照射する光学系あ
るいは試料台を音叉に保持し、この音叉を振動させて、
照明光を試料上において走査させるようにした走査型顕
微鏡に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、照明光を微小な光点に収束さ
せ、この光点を試料上において２次元的に走査させ、そ
の際該試料を透過した光あるいはそこで反射した光、さ
らには試料から生じた蛍光を光検出器で検出して、試料
の拡大像を担持する電気信号を得るようにした光学式走
査型顕微鏡が公知となっている。なお特開昭62-217218
号公報には、この走査型顕微鏡の一例が示されている。

【０００３】従来の光学式走査型顕微鏡においては、上
記走査機構として、照明光ビームを光偏向器によって２
次元的に偏向させる機構が多く用いられていた。

【０００４】しかしこの機構においては、ガルバノメー
タミラーやＡＯＤ（音響光学光偏向器）等の高価な光偏
向器が必要であるという難点が有る。またこの機構にお
いては、照明光ビームを光偏向器で振るようにしている
から、送光光学系の対物レンズにはこの光ビームが刻々
異なる角度で入射することになり、それによる収差を補
正するために対物レンズの設計が困難になるという問題
も認められている。特にＡＯＤを使用した場合には、対
物レンズ以外にもＡＯＤから射出した光束に非点収差が
生ずるため特殊な補正レンズが必要となり、光学系をよ
り複雑なものとしている。

【０００５】上記の点に鑑み従来より、照明光ビームは
偏向させないで、試料台の方を２次元的に移動させて照
明光光点の走査を行なうことが考えられている。さらに
は、本出願人による特願平1-246946号明細書に示される
ように、送光光学系と受光光学系とを共通の移動台に搭
載し、この移動台を試料台に対して移動させることによ
り、照明光光点の走査を行なうことも考えられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように光学系と
試料台とを相対的に移動させて照明光光点の走査を行な
う場合は、撮像所要時間短縮化のために、光学系あるい
は試料台を高速で移動させることが求められる。そのた
め、この移動用の駆動源として例えばピエゾ素子や超音
波振動子等を利用することが考えられる。

【０００７】ところが、そのような素子は一般に、高速
振動可能なものは振幅が小さく、逆に振幅が大きく取れ
るものは高速振動が不可能となっている。この振幅が大
きく取れないと、上記光点走査の走査幅を小さく設定せ
ざるを得ず、したがって、試料の狭い範囲についての顕
微鏡像しか得られないことになる。

【０００８】上記のように試料の狭い範囲についてしか
顕微鏡像を再生できないと、最終的に観察用画像として
再生させる部分を見つける作業、すなわち視野探しが大
変煩わしくなる。試料の広範囲部分を示す顕微鏡像を再
生させるために、複数の画面を合成して再生することも
考えられるが、その場合は合成処理のために時間を費や
すので、顕微鏡像再生までの所要時間が長くなってしま
う。またこの場合は、合成する複数の画像の相互のポジ
ショニングを極めて正確に所定関係に設定しないと、合
成画像中につなぎ目が現われてしまうという問題も生じ
る。

【０００９】一方、上述のような光学式走査型顕微鏡に
おいて、出力する顕微鏡像の倍率を変更したい場合、従
来は、一般的な非走査型顕微鏡におけるのと同様に対物
レンズを交換したり、あるいは顕微鏡に搭載されている
ズームレンズを操作するようにしていた。しかし、この
ような操作は煩わしく、走査型顕微鏡の使い勝手を悪く
する一因となっていた。

【００１０】また、光学系あるいは試料台をピエゾ素子
や超音波振動子等で移動させる場合には、その振幅を変
化させることにより、出力画像の倍率を変えることも可
能である。しかし、前述の通りそのような素子は一般
に、振幅を大きく取ることが難しくなっている。この振
幅が小さいと、出力画像の縮小、拡大比を大きく取るこ
とができない。

【００１１】また、光検出器の出力をサンプリングクロ
ック（ピクセルクロック）に基づいて周期的にサンプリ
ングするのに際し、このクロックの周波数を変化させる
ことにより、出力画像の倍率を変えることも可能であ
る。

【００１２】しかし、そのようにする場合、特に上記の
ピエゾ素子を用いる際には、その駆動電圧対変位量特性
にヒステリシスが存在し、そのヒステリシスカーブが振
幅、温度等に応じて大きく変化するので、それに対応す
るために、ピエゾ素子の駆動電圧波形やサンプリングク
ロック発生タイミングを振幅、温度等に応じて変化させ
る必要が生じる。そのようすると、走査型顕微鏡の構造
が非常に複雑化し、コストも著しく上昇する。

【００１３】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、照明光走査幅を十分に大きく確保して、
試料の広い領域を観察することができる走査型顕微鏡を
提供することを第１の目的とするものである。

【００１４】また本発明は、視野探し等のために試料の
広い領域を観察可能で、その一方、微小領域観察時には
高速走査が可能な走査型顕微鏡を提供することを第２の
目的とするものである。

【００１５】さらに本発明は、簡単な操作により、出力
画像の倍率を広い範囲に亘って連続的に変えることがで
き、しかも構造が簡単で、安価に形成され得る走査型顕
微鏡を提供することを第３の目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段および作用】本発明による
走査型顕微鏡は、先に述べたように試料台と光学系とを
相対的に移動させることにより、照明光を試料上におい
て走査させ、この照明光走査を受けた試料の部分からの
光を光電的に検出して試料像を撮像する走査型顕微鏡に
おいて、◆試料台または光学系を移動させる移動機構
を、◆試料台または光学系を保持する音叉と、◆この音
叉に対して、大きさが周期的に変化する力を作用させ
て、該音叉を共振させる加振手段とから構成したことを
特徴とするものである。

【００１７】上記の加振手段は、音叉を磁性材料から形
成した場合には、音叉に強さが周期的に変化する磁界を
作用させる電磁石と、この電磁石を駆動する駆動回路と
から形成したものを好適に用いることができる。この電
磁石は、音叉とは全く別体に形成されてもよいし、音叉
に励磁コイルを巻回して形成することもできる。

【００１８】また、音叉を非磁性材料から形成してそこ
に磁性材料を固定してもよく、その場合の加振手段は、
上記磁性材料に強さが周期的に変化する磁界を作用させ
る電磁石と、この電磁石を駆動する駆動回路とから構成
すればよい。

【００１９】さらに上記加振手段は、音叉に取り付けら
れた圧電素子と、この圧電素子に大きさが周期的に変化
する電圧を印加して、周期的に繰り返す歪みを与える駆
動回路とから形成することもできる。

【００２０】上述のようにして音叉を共振させると、ピ
エゾ素子や超音波振動子等により直接的に光学系あるい
は試料台を振動させる場合に比べて、より大きな振幅が
得られる。したがってこの走査型顕微鏡においては、光
学系と試料台との相対移動幅すなわち照明光走査幅を大
きく取ることができる。

【００２１】なお、音叉とは別体の電磁石を備えた加振
手段を用いる走査型顕微鏡においては、振動する音叉が
電磁石に衝突することがないように、これら両者の間隔
を設定する必要がある。それに対して、圧電素子を備え
た加振手段や、音叉に励磁コイルを巻回して電磁石とし
た加振手段を用いる走査型顕微鏡においては、このよう
な制約がないので、光学系と試料台との相対移動幅を大
きく設定する上でより有利である。

【００２２】また圧電素子を備えた加振手段を用いる走
査型顕微鏡においては、音叉の材料が磁性材料に限定さ
れないので、振動しやすくて振幅が大きく取れる材料を
選択使用可能となり、この点からも、光学系と試料台と
の相対移動幅を大きく設定する上でより有利となる。こ
れは、音叉を非磁性材料から形成し、そこに磁性材料を
固定して加振手段を構成する場合も同様である。以下、
この点について詳しく説明する。

【００２３】外部から力Ｆを受けて振動する音叉の変位
の大きさは、音叉材料の弾性係数をＥ、音叉の長さを
Ｌ、断面２次モーメントをＩとすると、ＦＬ³／３ＥＩ
に比例する。従来装置で音叉材料として用いられてきた
もの、例えば軟磁性材料であるＳＳ41やＳ45Ｃ等は、弾
性係数Ｅが19000 ｋｇ／mm²とかなり大きい。それに比
べると、非磁性材料の１つであるアルミニウム合金Ａ50
56の弾性係数Ｅは、7200ｋｇ／mm²とかなり小さい。そ
こで音叉の形状が同一、それに加わる力Ｆも同一とすれ
ば、ＳＳ41あるいはＳ45Ｃ製の音叉に対してＡ5056製の
音叉は、2.6 （＝19000 ／7200）倍大きく変位するよう
になる。このようにして音叉の振幅を大きく取れれば、
照明光走査幅が拡大して、試料の広い範囲を撮像可能と
なる。

【００２４】また音叉材料が磁性材料に限られず、その
選択自由度が高ければ、音叉の共振周波数がより高くな
るような材料も使用可能となる。すなわち共振周波数を
ｆ、音叉材料の密度をρとすると、音叉形状が同一、そ
れに加わる力Ｆも同一のとき、ｆ∝（Ｅ／ρ）^1/2なる
関係があることが知られている。例えば非磁性材料であ
るアルミニウム合金Ａ5052についてはＥ／ρ＝7400／2.
64＝2800、ＳＳ41についてはＥ／ρ＝19000 ／7.9 ＝24
00であるので、前者を使用すれば後者を使用する場合に
比べて、（2800／2400）^1/2＝1.08倍だけ共振周波数ｆ
が高くなる。この共振周波数ｆが高いほど走査周波数が
高くなるので、高速走査が可能となり、撮像所要時間の
短縮化が実現される。

【００２５】一方、前述した第２の目的を達成するため
の本発明の走査型顕微鏡は、上記の電磁石を備えた加振
手段を用いる走査型顕微鏡において、電磁石駆動回路
が、電磁石に音叉の第１上音の周波数で大きさが変化す
る駆動電流、および第３上音の周波数で大きさが変化す
る駆動電流のうちの一方を選択的に供給するように構成
されたことを特徴とするものである。

【００２６】また上記第２の目的を達成するための本発
明の別の走査型顕微鏡は、上述した圧電素子と、この圧
電素子を駆動する駆動回路とからなる加振手段を用いる
走査型顕微鏡において、圧電素子駆動回路が、圧電素子
に音叉の第１上音の周波数で大きさが変化する駆動電
圧、および第３上音の周波数で大きさが変化する駆動電
圧のうちの一方を選択的に印加するように構成されたこ
とを特徴とするものである。

【００２７】音叉の第３上音の周波数は、第１上音の周
波数の6.75倍である。他方振幅については、第１上音で
振動する場合は第３上音で振動する場合に比べて、比較
的大きくなる。

【００２８】したがって、視野探しを行なう際には、音
叉を第１上音で振動させれば、広範囲の走査が可能とな
る。その一方、実際の観察に供するための顕微鏡像を出
力する際には、音叉を第３上音で振動させれば、撮像領
域は狭くなるものの高速走査が可能となる。

【００２９】一方、前述した第３の目的を達成するため
の本発明の走査型顕微鏡は、上記の電磁石を備えた加振
手段を用いる走査型顕微鏡において、電磁石駆動回路
が、電磁石に大きさが可変の駆動電流を供給するように
構成されたことを特徴とするものである。

【００３０】強さが周期的に変化する磁界を音叉に作用
させてそれを振動させる場合、音叉の振幅は、磁界の強
さが大であるほど大きくなる。そしてこの磁界の強さ
は、電磁石に印加される電流値に比例するので、この電
流値を変化させれば、音叉の振幅つまりは照明光走査幅
が変化し、視野の広さ、ひいては出力画像の倍率を変え
ることができる。

【００３１】また上記第３の目的を達成するための本発
明の別の走査型顕微鏡は、上述した圧電素子と、この圧
電素子を駆動する駆動回路とからなる加振手段を用いる
走査型顕微鏡において、圧電素子駆動回路が、圧電素子
に大きさが可変の駆動電圧を印加するように構成された
ことを特徴とするものである。

【００３２】圧電素子の周期的な歪みにより音叉を振動
させる場合、音叉の振幅は、圧電素子の歪みが大である
ほど大きくなる。そしてこの歪みは、音叉に印加される
電圧に比例するので、この電圧を変化させれば、音叉の
振幅つまりは照明光走査幅が変化し、視野の広さ、ひい
ては出力画像の倍率を変えることができる。

【００３３】なお光学系を音叉の先端部に保持する場合
は、光学系を保持した先端部に比べてそれよりも中央側
の部分が薄い形状とするのが好ましい。またより好まし
くは、この音叉は、光学系を保持した先端部と、それよ
りも薄く形成された中央側の部分との間で、滑らかに厚
さが変化する形状とされる。さらに好ましくは、この音
叉の電磁石に対面する部分は、該電磁石との距離が一定
となるように平坦に形成される。

【００３４】以下、音叉を上記の形状とすることによる
作用について説明する。図７に、一般的な音叉の基本形
状を示す。また図８には、光学系を保持した先端部に比
べてそれよりも中央側の部分が薄い形状とされた音叉の
基本形状を示す。図中、30が音叉、31が電磁石、15が光
学系である。双方において、光学系15は、光軸が紙面と
垂直となる向きにして、音叉30の先端部に埋込み保持さ
れている。そして電磁石31が、音叉30に強さが周期的に
変化する磁界を作用させると、光学系15は矢印Ｘ方向に
往復振動する。

【００３５】このようにして音叉30を振動させる場合、
その振幅は、音叉30の厚さＬの３乗に、また高さｔに反
比例する。光学系15の大きさが共通であれば、図７の構
造に比べて図８の構造の方が厚さＬをより小さくできる
から、音叉30の振幅がより大となり、光学系15の走査幅
がより大きく確保されることになる。

【００３６】なお本発明において音叉30は、図９に示す
ような形状とされてもよい。しかし、図８の構造におい
ては音叉30と電磁石31との間の距離ａが一定であるのに
対し、図９の構造においては、この距離がａである部分
と、それよりも大のａ’である部分とが生じることにな
る。音叉30の振幅は、そこに作用する磁束密度Ｂに比例
し、そしてこの磁束密度Ｂは音叉30と電磁石31との間の
距離に反比例するので、図８の構造は図９の構造に比べ
ると、音叉30の振幅を拡大する上でより好ましいと言え
る。

【００３７】また図10と図11には、光学系を保持した先
端部と、それよりも薄く形成された中央側の部分との間
で、滑らかに厚さが変化する形状とされた音叉30の例を
示す。このようにして音叉30を、切込みエッジ部分を持
たない形状としておくと、振動によりそのエッジ部分か
ら疲労が始まることがなくなり、音叉30の耐久性が向上
する。

【００３８】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。

【００３９】図２は、本発明の第１実施例によるモノク
ロ反射型の共焦点走査型顕微鏡を示すものであり、また
図１は、その走査機構の平面形状を詳しく示している。
図２に示されるように単色光レーザ10からは、単一波長
の照明光11が射出される。直線偏光したこの照明光11
は、Ｐ偏光状態で偏光ビームスプリッタ25の膜面25ａに
入射し、そこを透過する。偏光ビームスプリッタ25を通
過した照明光11は、偏波面調整用のλ／２板12を通過
し、入射用レンズ13で集光されて、偏波面保存光ファイ
バー14内に入射せしめられる。

【００４０】この偏波面保存光ファイバー14としては、
図３に断面形状を示すように、クラッド14ａ内にコア14
ｂが配され、このコア14ｂの両側に応力付与部14ｃ、14
ｃが形成されてなる、いわゆるＰＡＮＤＡ型のものが用
いられている。そして直線偏光した照明光11は、λ／２
板12を適宜回転させることにより、偏波面の向きが応力
付与部14ｃ、14ｃの並び方向、あるいはそれに直交する
方向と揃う状態にして（本実施例では後者の方向、すな
わち図３の矢印Ｕ方向）、該光ファイバー14内に入射せ
しめられる。

【００４１】この光ファイバー14の一端はプローブ15に
固定されており、該光ファイバー14内を伝搬した照明光
11はこの一端から出射する。この際光ファイバー14の一
端は、点光源状に照明光11を発することになる。プロー
ブ15には、コリメーターレンズ16および対物レンズ17か
らなる送光光学系（受光光学系を兼ねる）18が固定され
ている。なお、コリメーターレンズ16と対物レンズ17と
の間には、λ／４板19が配設されている。

【００４２】上記の照明光11はコリメーターレンズ16に
よって平行光とされ、λ／４板19を通過して円偏光とさ
れ、次に対物レンズ17によって集光されて、試料台22に
載置された試料23上で（表面あるいはその内部で）微小
な光点Ｐに結像する。試料23で反射した反射光11”は旋
回方向が逆向きの円偏光となり、λ／４板19を通過し
て、偏波面の向きが照明光11のそれと直交する直線偏光
とされる。この反射光11”の光束は、コリメーターレン
ズ16によって集光されて、偏波面保存光ファイバー14内
に入射せしめられる。このときの反射光11”の偏波面の
向きは、図３の矢印Ｖ方向となる。光ファイバー14を伝
搬した反射光11”はその一端から出射し、レンズ13によ
って平行光とされる。

【００４３】この反射光11”はλ／２板12を通過後、Ｓ
偏光状態で偏光ビームスプリッタ25の膜面25ａに入射
し、そこで反射する。この反射光11”は、集光レンズ26
で集光され、アパーチャピンホール27を通して光検出器
28によって検出される。この光検出器28は例えばフォト
マルチプライヤ（光電子増倍管）等からなり、そこから
は、試料23の照明光照射部の明るさを示す信号Ｓが出力
される。

【００４４】上述のように、λ／４板19と偏光ビームス
プリッタ25とから構成される光アイソレータを設けたこ
とにより、反射光11”がレーザ10側に戻ることがなくな
り、より大光量の反射光11”が光検出器28に導かれるよ
うになる。また、入射用レンズ13や光ファイバー14の端
面等で反射した照明光11が、光検出器28に入射すること
も防止され、Ｓ／Ｎの高い信号Ｓが得られるようにな
る。

【００４５】次に、照明光11の光点Ｐの２次元走査につ
いて、図１を参照して説明する。プローブ15は、水平に
配された鉄製の音叉30の一先端部に、光学系18の光軸が
垂直となる状態で固定されている。この音叉30は、その
基部30ａが架台32に固定されて、所定の固有振動数（こ
の点については後に詳述する）で振動可能となってい
る。そして音叉30の内側には、その両先端部とそれぞれ
若干の間隔をおいて、電磁石31が配設されている。この
電磁石31は、取付部材34を介して架台32に固定されてい
る。

【００４６】上記電磁石31には、駆動回路33から、音叉
30の固有振動数と等しい周波数の矩形パルス電流Ｅが印
加される。こうして音叉30の両端部に断続的に磁界が作
用することにより、音叉30はその固有振動数で振動す
る。そこで、この音叉30に固定されているプローブ15
は、図１、図２中のＸ方向（水平方向）に高速で往復移
動し、光点Ｐの主走査がなされる。

【００４７】また試料台22は架台32に対して、Ｚ方向
（光学系18の光軸方向）に往復移動可能なＺ移動ステー
ジ24Ｚ、およびＸ、Ｚ両方向に対して直角なＹ方向に往
復移動可能なＹ移動ステージ24Ｙを介して取り付けられ
ている。そこで、上記のようにして光点Ｐの主走査を行
なうとき、同時にＹ移動ステージ24Ｙを往復駆動させる
と、光点Ｐの副走査がなされる。

【００４８】そして、光点Ｐの２次元走査を行なう毎
に、Ｚ移動ステージ24Ｚを移動させることにより、たと
え試料23の表面に微細な凹凸が有ったとしても、試料23
をＺ方向に移動させた範囲内で、全ての面に焦点が合っ
た画像を担う信号Ｓを得ることが可能となる。

【００４９】以上説明した通り本装置においては、音叉
30を共振させ、振幅の大きなこの振動を利用して照明光
光点Ｐを主走査させるようにしているので、主走査幅を
大きく確保して、試料23の広い領域を撮像可能となる。
なお本実施例では図１に示す通り、音叉30の他端部に、
プローブ15と同じ構成のダミープローブ15’が取り付け
られている。それにより、音叉30の一端部、他端部の機
械的バランスを良好に保ち、理想に近い共振系を構成で
きるようになる。

【００５０】また本実施例では、音叉30の内側に電磁石
31を配して、音叉30の両端部にそれぞれ磁界を作用させ
るようにしているので、電磁石を音叉30の１つの端部の
外側にのみ配する場合に比べれば、音叉30に作用する磁
束密度、つまりは作用する力を、より大きくすることが
できる。

【００５１】次に図４を参照して、電気的な構成につい
て説明する。前述した光検出器28が出力する信号Ｓは、
アンプ40で増幅されてからＡ／Ｄ変換器41に入力され、
そこでデジタルの画像信号Ｓｄに変換される。この画像
信号Ｓｄは、画像処理装置42において例えば階調処理等
の画像処理を受けた後、ＣＲＴ表示装置等の画像再生装
置43に入力される。この画像再生装置43においては、画
像信号Ｓｄが担持する画像、すなわち試料23の顕微鏡像
が再生される。

【００５２】上記画像再生装置43には、例えばパーソナ
ルコンピュータ等のコンピュータ44が接続され、画像処
理の指令や、走査型顕微鏡の基本的操作指令、つまり視
野探し用画像の撮像指令や観察用画像の撮像指令等は、
すべてこのコンピュータ44のキーボード等の入力操作部
を用いて与えられる。

【００５３】前述したＹ移動ステージ24Ｙは、発振器45
から所定周波数の信号を受けるドライバ46により、該周
波数で往復移動するように駆動される。またＺ移動ステ
ージ24Ｚは、画像処理装置42から出力されてＤ／Ａ変換
器47によりアナログ化されたＺ軸コントロール信号Ｆｓ
に基づいて、所定のＺ位置上に来るようにドライバ48に
より駆動される。そして発振器45、Ｄ／Ａ変換器47は各
々、画像処理装置42から発せられる垂直同期信号Ｖｓ、
フォーカス方向信号Ｆｓに基づいて作動制御され、ステ
ージ24Ｙ、24Ｚの移動の同期が取られる。

【００５４】一方電磁石用駆動回路33は、パルス発生器
49と、その後段のドライバ50とから構成されている。ド
ライバ50は、オープンコレクタバッファ51、フォトカプ
ラ52、パワーＭＯＳ−ＦＥＴ53、ダイオード54、コンデ
ンサ55等からなり、上記パルス発生器49から入力される
周波数信号Ｓｆと同じ周波数の矩形パルス電流Ｅを電磁
石31に印加する。またパルス発生器49は、画像処理装置
42から発せられる水平同期信号Ｈｓに基づいて作動制御
され、ステージ24Ｙ、24Ｚの移動と、プローブ15の往復
移動との同期が取られる。

【００５５】ここで、上記パルス発生器49が出力する信
号Ｓｆの周波数は、周波数切換信号Ｃｆに応じて、音叉
30の第１上音の周波数ｆ₁と第３上音の周波数ｆ₃の一
方に択一的に切り換えられる。すなわち、コンピュータ
44に視野探し用画像の撮像指令が与えられた場合、信号
Ｓｆの周波数は第１上音の周波数ｆ₁とされ、他方コン
ピュータ44に観察用画像の撮像指令が与えられた場合、
信号Ｓｆの周波数は第３上音の周波数ｆ₃とされる。

【００５６】こうすれば、視野探しの場合、照明光主走
査は例えば数百Ｈｚ程度の比較的低周波数で行なわれる
が、その一方、プローブ15の振幅すなわち主走査幅は、
例えば数百μｍ程度と十分大きく確保できる。そうなっ
ていれば、試料23の広い範囲を示す顕微鏡像が画像再生
装置43において再生され、視野探しが容易化される。ま
た観察用画像の撮像の場合、プローブ15の振幅すなわち
主走査幅は、例えば数十μｍ程度と上記の値に比べれば
狭くなるが、その一方、照明光主走査の周波数は上記の
場合の6.75倍となる。こうして高速走査が可能であれ
ば、撮像所要時間が短縮され得る。なお音叉30を第１上
音の周波数ｆ₁、第３上音の周波数ｆ₃で振動させる場
合の振幅比は、通常10：１〜 100：１程度となる。

【００５７】次に図５を参照して、本発明の第２実施例
について説明する。この第２実施例装置は、上述した第
１実施例の装置に比べると、電磁石31を駆動するための
電気的な構成が異なるものである。なおこの図５におい
て、既に説明した要素と同等の要素には同番号を付し、
それらについての重複した説明は省略する（以下、同
様）。

【００５８】本実施例においては、パルス発生器49にコ
ンピュータ44から電流制御信号Ｃが入力され、矩形パル
ス電流Ｅのデューティ比がこの制御信号Ｃに応じて変え
られる。すなわち、コンピュータ44に指令される倍率が
低く視野が広いほど上記デューティ比は大とされ、それ
により、電磁石31に供給される平均電流値Ｉが高くな
る。この平均電流値が高ければ、電磁石31から音叉30に
作用する磁束密度、つまりは作用する力が大きくなり、
音叉30の振幅が大となる。こうして音叉30の振幅が大と
なれば、プローブ15の往復移動幅つまり照明光主走査幅
が大きくなる。

【００５９】また上記電流制御信号Ｃは副走査用発振器
45にも入力され、Ｙ移動ステージ24Ｙに供給される駆動
パルスＦの周波数、電流値またはデューティ比が、この
制御信号Ｃに応じて上記と同様に変えられる。それによ
り、Ｙ移動ステージ24Ｙの往復移動幅つまり照明光副走
査幅が大きくなる。

【００６０】以上のようにして照明光主、副走査幅がよ
り大とされれば、視野は広く撮像される試料像はより低
倍率のものとなる。反対に、照明光主、副走査幅がより
小とされれば、視野は狭く撮像される試料像はより高倍
率のものとなる。

【００６１】なお本実施例では、電磁石31に供給された
平均電流値Ｉを、電流検出用コイル61およびアンプ62を
介して検出し、この検出電流値をコンピュータ44に入力
させている。コンピュータ44は、この検出電流値と、指
令倍率に対応する目標電流値との偏差に応じて電流制御
信号Ｃを変化させ、平均電流値Ｉが上記目標電流値に収
束するようにフィードバック制御する。

【００６２】また、上記電流制御信号Ｃに基づいて矩形
パルス電流Ｅのデューティ比を変化させる他、電磁石31
に印加する電圧値を変化させることによって、電磁石31
に供給される電流値を変化させるようにしてもよい。

【００６３】また音叉30は、その第１上音の周波数で振
動させるのが好ましい。つまり、そのようにすれば、そ
の他例えば第３上音の周波数で振動させる場合に比べ
て、音叉30の最大振幅がより大となり、よって出力画像
の視野および倍率変化幅（拡大、縮小率）をより大きく
取ることが可能となる。

【００６４】以上のようにして、照明光の主走査幅は例
えば最小10μｍ、最大200 〜400 μｍ程度の範囲で変え
ることができる。それに応じて照明光の副走査幅も同様
に変化させれば、出力画像の最低倍率と最高倍率との比
は、１：20〜１：40となる。次に図６を参照して、本発
明の第３実施例について説明する。この第３実施例装置
は、音叉30の形状に特徴があるものである。なおこの第
３実施例装置の電気的構成については特に説明しない
が、その構成としては、先に説明した第１実施例装置の
もの、第２実施例装置のもの、あるいはその他のものを
適宜利用することができる。

【００６５】この第３実施例装置の音叉30は、図６に明
確に示されているように、プローブ15を保持した先端部
に比べてそれよりも中央側の部分が薄い形状とされてい
る。音叉30をこのような形状とすることにより、音叉30
を全体的に、プローブ15を保持した先端部と同じ厚さに
形成する場合に比べると、その振幅をより大きく確保す
ることが可能となる。その理由は、先に詳しく述べた通
りである。

【００６６】また本実施例においては特に、音叉30が、
プローブ15を保持した先端部と、それよりも薄く形成さ
れた中央側の部分との間で、滑らかに厚さが変化する形
状とされている。このようにして音叉30を、図８や図９
に示されるような切込みエッジ部分は持たない形状とし
ておくと、振動によりそのエッジ部分から疲労が始まる
ことがなくなり、音叉30の耐久性が確実に向上する。

【００６７】なお音叉30の振幅は、その高さｔ（図２参
照）にも反比例するので、音叉30は、プローブ15を確実
に保持可能な範囲で、この高さｔがより小さい形状とす
るのが好ましい。またこの音叉30としては、図６に示さ
れる形状のものの他、先に説明した図８あるいは図９の
形状のものや、さらには図10、図11に示す形状のものを
用いることもできる。前述した通り図８の形状のものは
図９の形状のものに比べて、振幅を拡大する上でより有
利であるのと同様に、図６および図10の音叉30は、図11
のものに比べてより有利である。

【００６８】次に図12を参照して、本発明の第４実施例
について説明する。この実施例においては、音叉30の各
先端部の外側に永久磁石65Ａ、65Ｂが固設され、そして
これらの永久磁石65Ａ、65Ｂにそれぞれ外側から近接さ
せて、電磁石31Ａ、31Ｂが固定されている。永久磁石65
Ａ、65Ｂはそれぞれ、電磁石31Ａ、31Ｂ側を共通の磁極
（例えばＮ極）が向くように配置されている。一方電磁
石31Ａ、31Ｂおよび電磁石駆動回路33は、電磁石31Ａ、
31Ｂから永久磁石65Ａ、65Ｂに周期的に向きが変わる磁
界を作用させ、かつ電磁石31Ａによる磁界の向きと電磁
石31Ｂによる磁界の向きとが互いに逆向きとなるように
形成されている。

【００６９】この構成においては、電磁石31Ａの永久磁
石65Ａ側がＮ極となって音叉先端部を反発させていると
きは、電磁石31Ｂの永久磁石65Ｂ側もＮ極となって音叉
先端部を反発させ、次に磁界の向きが変わって電磁石31
Ａの永久磁石65Ａ側がＳ極となって音叉先端部を引き付
けるときは、電磁石31Ｂの永久磁石65Ｂ側もＳ極となっ
て音叉先端部を引き付けるようになる。それにより音叉
30が共振して、プローブ15が高速で往復移動し、照明光
光点の主走査がなされる。そしてこの場合、音叉30を共
振させる力は、先に説明した第１〜３実施例におけるよ
りも強力なものとなり得るので、プローブ15が比較的重
いような場合でも、それが高速で往復移動可能となる。

【００７０】なおこの実施例における音叉30は、その両
端部間の間隔がかなり狭い形状とされている。このよう
な形状の音叉30は、加振手段から受ける力に対して共振
しやすい、という利点を有する。しかし、音叉30の形状
としては、このようなものに限らず、先に説明した種々
のものが適用可能であることは勿論である。

【００７１】次に図13および図14を参照して、本発明の
第５実施例について説明する。この実施例装置は、先に
説明した各実施例と比べると、音叉30を共振させる加振
手段が異なるものである。この加振手段以外の構成とし
ては、先に説明した各実施例におけるもの等を適宜利用
することができる。

【００７２】この第５実施例装置においては、音叉30が
非磁性材料の一つであるアルミニウム合金Ａ5056から形
成され、その各先端部に近い振動しやすい部分に、それ
ぞれ圧電素子70が貼着されている。そして各圧電素子70
には、圧電素子駆動回路71から高周波の矩形パルス電圧
Ｅ’が印加され、それにより圧電素子70が周期的に歪
む。そこで、音叉30の先端部がＸ方向に共振し、そこに
保持されているプローブ15がこの方向に往復移動して、
照明光光点Ｐの主走査がなされる。

【００７３】このような構成においては、音叉30が振動
した際に、それを共振させるための加振手段に衝突する
ことがないから、プローブ15と試料台22との相対移動
幅、つまり主走査幅を大きく設定する上でより有利であ
る。またこの構成においては、音叉30の材料が磁性材料
に限定されないので、振動しやすくて振幅が大きく取れ
る材料を選択使用可能となり、この点からも、主走査幅
を大きく設定する上でより有利となる。

【００７４】次に図15を参照して、圧電素子駆動回路71
の構成について説明する。図示のようにこの圧電素子駆
動回路71は、パルス発生器49と、その後段のドライバ72
とから構成されている。ドライバ72は、図４に示された
ものと同様のオープンコレクタバッファ51、フォトカプ
ラ52、パワーＭＯＳ−ＦＥＴ53、並びに充電抵抗73、放
電抵抗74等からなり、上記パルス発生器49から入力され
る周波数信号Ｓｆと同じ周波数の矩形パルス電圧Ｅ’を
圧電素子70に印加する。

【００７５】なお本実施例においては特に、圧電素子駆
動回路71に接続する電気的な構成が、図４の電磁石駆動
回路33に接続する電気的構成と基本的に同じものとされ
ている。すなわちこの場合も、パルス発生器49が出力す
る信号Ｓｆの周波数は、周波数切換信号Ｃｆに応じて、
音叉30の第１上音の周波数ｆ₁と第３上音の周波数ｆ₃
の一方に択一的に切り換えられる。このようにして矩形
パルス電圧Ｅ’の周波数を、視野探し時には音叉30の第
１上音の周波数ｆ₁とし、他方観察用画像の撮像時には
第３上音の周波数ｆ₃とすることにより、前記第１実施
例におけるのと同様に、視野探し時には試料23の広い範
囲を撮像可能となり、一方観察用画像の撮像時には高速
走査が可能となる。

【００７６】なお上記実施例において、圧電素子70は音
叉30の内側に貼着されているが、図16に示す第６実施例
におけるように、圧電素子70を音叉30の外側に貼着する
ようにしてもよい。また、加振手段としてこのような圧
電素子70を利用する場合でも、音叉30の形状としては先
に説明した種々のものが適用可能であることは勿論であ
る。

【００７７】この第６実施例における圧電素子駆動回路
71も、基本的には図15の圧電素子駆動回路71と同様に構
成すればよい。そしてこの圧電素子駆動回路71に接続す
る電気的な構成を、図15の圧電素子駆動回路71に接続す
る電気的構成と同じものに形成すれば、第１実施例およ
び第５実施例におけるのと同様の効果が得られるし、さ
らに図５の電磁石駆動回路33に接続する電気的構成と同
じものに形成すれば、第２実施例と同様に、出力画像の
倍率を広い範囲に亘って連続的に変えることができると
いう効果を奏する。

【００７８】次に図17を参照して、本発明の第７実施例
について説明する。この実施例においては、音叉30が磁
性材料である鋼鉄から形成され、そこに全体的に励磁コ
イル31Ｓが巻回されて、該コイル31Ｓと音叉30とによっ
て電磁石が構成されている。このような電磁石も、音叉
30とは全く別体とされた前述の電磁石31と同様に駆動す
れば、音叉30の先端部が振動するので、プローブ15を高
速で往復移動させることができる。

【００７９】なおこの実施例においては、音叉30の各先
端部に同形状の切込み30Ｃが形成され、試料台22は、プ
ローブ15を保持した側の先端部の切込み30Ｃ内に配され
ている。また音叉30の両先端部の間には、２本の磁気回
路用鉄心30Ｆが配設されている。これらの鉄心30Ｆは、
各々上記切込み30Ｃの上側と下側に配されて、試料台22
と干渉しないようにされている。このような鉄心30Ｆ
は、音叉30に強い磁界を作用させる上で効果的である
が、振動する音叉30との干渉を避けてより大きな音叉振
幅を確保するために、省かれても構わない。

【００８０】さらに、鉄心30Ｆを図中の矢印Ｗ方向に移
動させると、音叉30に作用する磁界の強さが変化してそ
の振幅が変化するので、照明光走査幅を調整することが
できる。また鉄心30Ｆに代えて、コイルが巻回された鉄
心を使えば、音叉30の振動にともなってこのコイルに電
流が流れる。この電流の大きさは、音叉30の振幅に応じ
て変わるので、このコイルを、音叉振幅を検出するため
のセンサとして利用することができる。

【００８１】次に図18を参照して、本発明の第８実施例
について説明する。この実施例においては音叉30が、非
磁性材料の一つであるアルミニウム合金Ａ5056から形成
されている。このアルミニウム合金Ａ5056は、前述した
ように、ＳＳ41等の磁性材料に比べれば弾性係数Ｅが格
段に小さいものである。この音叉30の２つの先端部の内
面には、それぞれ永久磁石65Ａ、65Ｂが固定されてい
る。これらの永久磁石65Ａ、65Ｂは、一方がＮ極を内側
に向けて、他方がＳ極を内側に向けて固定されている。
そして音叉30は、その基部30ａが架台32に固定されて、
所定の固有振動数で振動可能となっている。また音叉30
の内側には、永久磁石65Ａ、65Ｂとそれぞれ若干の間隔
をおく状態にして、電磁石31が配設されている。この電
磁石31は、取付部材34を介して架台32に固定されてい
る。

【００８２】上記電磁石31には、それとともに加振手段
を構成する電磁石駆動回路33から、音叉30の固有振動数
と等しい周波数の矩形パルス電流Ｅが印加される。こう
して音叉30の両端部の各永久磁石65Ａ、65Ｂに断続的に
磁界が作用することにより、永久磁石65Ａ、65Ｂがとも
に電磁石31側に引かれたところで解放される、という状
態が繰り返されるので、音叉30はその固有振動数で共振
する。そこで、この音叉30に固定されているプローブ15
は、図中のＸ方向（水平方向）に高速で往復移動し、照
明光の主走査がなされる。

【００８３】なお本実施例では、音叉30の内側に電磁石
31を配して、２つの永久磁石65Ａ、65Ｂのそれぞれ磁界
を作用させるようにしているので、音叉30の１つの端部
の外側に永久磁石を固定して、その外側に電磁石を配す
る場合に比べれば、音叉30に作用する力をより大きくす
ることができる。

【００８４】なお、以上説明した各実施例の走査型顕微
鏡はモノクロ反射型のものであるが、本発明はその他、
カラー画像を撮像する走査型顕微鏡や、透過型の走査型
顕微鏡、さらには走査型蛍光顕微鏡等にも適用可能であ
る。また、上記各実施例の走査型顕微鏡は、光学系を往
復移動させるように構成されたものであるが、請求項１
〜１０に記載の発明は、試料台を往復移動させるタイプ
の走査型顕微鏡にも適用可能である。

【００８５】

【発明の効果】以上詳細に説明した通り本発明の走査型
顕微鏡においては、試料台または光学系を移動させる移
動機構を、試料台または光学系を保持する音叉と、この
音叉を共振させる加振手段とから構成したので、ピエゾ
素子や超音波振動子等により直接的に光学系あるいは試
料台を振動させる場合に比べて、より大きな振幅が得ら
れる。したがってこの走査型顕微鏡においては、光学系
と試料台との相対移動幅すなわち照明光走査幅を大きく
取って、試料の広い領域を撮影することが可能となる。

【００８６】特に請求項７に記載した本発明の走査型顕
微鏡においては、上記加振手段を、音叉に取り付けられ
た圧電素子と、この圧電素子に大きさが周期的に変化す
る電圧を印加する駆動回路とから形成したので、振動す
る音叉が加振手段と衝突するようなことがなく、また音
叉の材料が磁性材料に限定されることもないので、光学
系と試料台との相対移動幅、つまり主走査幅をより大き
く設定することが可能となる。上記のように音叉と加振
手段とが衝突することがないという効果は、音叉に励磁
コイルを巻回して電磁石とするようにした、請求項３に
記載の走査型顕微鏡においても同様に得られるものであ
る。また、上記のように主走査幅を大きく設定できると
いう効果は、音叉を非磁性材料から形成してそこに磁性
材料を固定するようにした、請求項４に記載の走査型顕
微鏡においても同様に得られるものである。

【００８７】そして上記の本発明による走査型顕微鏡
は、照明光走査手段が、音叉と、電磁石あるいは圧電素
子と、簡単な電気回路とで構成されているので、全体的
に構造が簡素化され、よって安価に形成可能で、また安
定性、信頼性にも優れたものとなる。

【００８８】また特に請求項５に記載した本発明の走査
型顕微鏡においては、試料台または光学系を保持した音
叉を電磁石で振動させて照明光の走査を行ない、そして
この音叉を、第１上音および第３上音のうちの一方で選
択的に振動可能に構成したから、走査周波数は比較的低
くても走査幅が広い照明光走査と、反対に走査幅は比較
的狭くても走査周波数が高い照明光走査とを自在に実現
可能となる。よってこの走査型顕微鏡によれば、視野探
しの場合には走査幅を十分大きく確保して、視野探しを
容易化でき、一方、観察用画像撮像の場合は、高速走査
を行なって撮像所要時間を短縮することができる。

【００８９】そして請求項９に記載した本発明の走査型
顕微鏡においても、音叉を振動させる圧電素子に印加す
る駆動電圧を変えることにより、この音叉を、第１上音
および第３上音のうちの一方で選択的に振動可能に構成
したから、上記と同じ効果が得られる。

【００９０】また特に請求項６に記載した本発明の走査
型顕微鏡においては、試料台または光学系を保持した音
叉を電磁石で振動させて照明光の走査を行ない、そして
上記電磁石に供給する電流の値を変化させて、この音叉
の振幅を変えられるように構成したから、照明光走査幅
を変化させて視野の広さ、ひいては出力画像の倍率を連
続的に変えることが可能となる。

【００９１】そして上記倍率は電気的処理により変更可
能であるから、倍率変更のための操作も非常に簡単であ
る。こうして倍率変更が簡単かつ自在に行なわれ得れ
ば、例えば視野探し等も非常に容易に実行可能となるそ
して請求項１０に記載した本発明の走査型顕微鏡におい
ても、音叉を振動させる圧電素子に印加する駆動電圧を
変えることにより、この音叉の振幅を変えられるように
構成したから、上記と同じ効果が得られる。

【００９２】一方、特に請求項１１に記載した本発明の
走査型顕微鏡においては、光学系を移動させる音叉を、
光学系を保持した先端部に比べてそれよりも中央側の部
分が薄い形状としたことにより、音叉の振幅をより大き
く確保することができる。よってこの走査型顕微鏡にお
いては、照明光の走査幅を大きく取って、試料の広い領
域を撮像可能となる。

【００９３】また、音叉をより薄い形状のものとするこ
とにより、共通の振動数を得ることを前提とすれば、そ
の長さも小さくすることが可能となり、走査型顕微鏡を
小型軽量化する上で有利となる。また、音叉をより薄い
形状のものとすることにより、より小さな電磁石を使用
可能となり、この電磁石の駆動電圧を低くすることがで
きる。

【００９４】さらに請求項１２に記載した本発明の走査
型顕微鏡においては、上記の音叉を、光学系を保持した
先端部と、それよりも薄く形成された中央側の部分との
間で、滑らかに厚さが変化する形状としたので、音叉の
厚さが段階的に変化する切込みエッジ部分が形成されな
いものとなっている。そのため、振動により切込みエッ
ジ部分から疲労が始まることがなくなり、音叉の耐久性
が向上し、ひいては走査型顕微鏡の耐久性、信頼性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の走査型顕微鏡に用いられ
た照明光走査機構の平面図

【図２】第１実施例の走査型顕微鏡を示す一部破断正面
図

【図３】第１実施例の走査型顕微鏡に用いられた偏波面
保存光ファイバーの断面図

【図４】第１実施例の走査型顕微鏡の電気回路図

【図５】本発明の第２実施例の走査型顕微鏡の電気回路
図

【図６】本発明の第３実施例の走査型顕微鏡に用いられ
た照明光走査機構の平面図

【図７】本発明に用いられる音叉の他の形状例を示す平
面図

【図８】本発明に用いられる音叉の他の形状例を示す平
面図

【図９】本発明に用いられる音叉の他の形状例を示す平
面図

【図１０】本発明に用いられる音叉の他の形状例を示す
平面図

【図１１】本発明に用いられる音叉の他の形状例を示す
平面図

【図１２】本発明の第４実施例の走査型顕微鏡の要部を
示す平面図

【図１３】本発明の第５実施例の走査型顕微鏡に用いら
れた照明光走査機構の平面図

【図１４】上記第５実施例の走査型顕微鏡を示す一部破
断正面図

【図１５】第５実施例の走査型顕微鏡の電気回路図

【図１６】本発明の第６実施例の走査型顕微鏡に用いら
れた照明光走査機構の平面図

【図１７】本発明の第７実施例の走査型顕微鏡に用いら
れた照明光走査機構の斜視図

【図１８】本発明の第８実施例の走査型顕微鏡に用いら
れた照明光走査機構の平面図

【符号の説明】

10 単色光レーザ 11 照明光 11” 反射光 14 偏波面保存光ファイバー 15 プローブ 16 コリメーターレンズ 17 対物レンズ 18 送光光学系 22 試料台 23 試料 26 集光レンズ 27 アパーチャピンホール 28 光検出器 30 音叉 30Ｆ鉄心 31、31Ａ、31Ｂ電磁石 31Ｓ励磁コイル 32 架台 33 電磁石駆動回路 46、48、50、72 ドライバ 49 パルス発生器 65Ａ、65Ｂ永久磁石 70 圧電素子 71 圧電素子駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号特願平3−40170 (32)優先日平３(1991)３月６日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料が載置される試料台と、照明光を試
料上に照射する光学系とを相対的に移動させることによ
り、この照明光を試料上において走査させ、この照明光
走査を受けた試料の部分からの光を光電的に検出して試
料像を撮像する走査型顕微鏡において、前記試料台または光学系を移動させる移動機構が、試料台または光学系を保持する音叉と、この音叉に対して大きさが周期的に変化する力を作用さ
せて、該音叉を共振させる加振手段とから構成されてい
ることを特徴とする走査型顕微鏡。
【請求項２】前記音叉が磁性材料から形成され、前記加振手段が、この音叉に強さが周期的に変化する磁
界を作用させる電磁石と、この電磁石を駆動する駆動回
路とから形成されていることを特徴とする請求項１記載
の走査型顕微鏡。
【請求項３】前記電磁石が、前記音叉に励磁コイルを
巻回してなるものであることを特徴とする請求項２記載
の走査型顕微鏡。
【請求項４】前記音叉が非磁性材料から形成され、この音叉に磁性材料が固定され、前記加振手段が、前記磁性材料に強さが周期的に変化す
る磁界を作用させる電磁石と、この電磁石を駆動する駆
動回路とから構成されていることを特徴とする請求項１
記載の走査型顕微鏡。
【請求項５】前記駆動回路が、電磁石に音叉の第１上
音の周波数で大きさが変化する駆動電流、および第３上
音の周波数で大きさが変化する駆動電流のうちの一方を
選択的に供給するように構成されていることを特徴とす
る請求項２、３または４記載の走査型顕微鏡。
【請求項６】前記駆動回路が、電磁石に大きさが可変
の駆動電流を供給するように構成されていることを特徴
とする請求項２、３または４記載の走査型顕微鏡。
【請求項７】前記加振手段が、音叉に取り付けられた
圧電素子と、この圧電素子に大きさが周期的に変化する
電圧を印加する駆動回路とから形成されていることを特
徴とする請求項１記載の走査型顕微鏡。
【請求項８】前記音叉が非磁性材料から形成されてい
ることを特徴とする請求項７記載の走査型顕微鏡。
【請求項９】前記駆動回路が、圧電素子に音叉の第１
上音の周波数で大きさが変化する駆動電圧、および第３
上音の周波数で大きさが変化する駆動電圧のうちの一方
を選択的に印加するように構成されていることを特徴と
する請求項７または８記載の走査型顕微鏡。
【請求項１０】前記駆動回路が、圧電素子に大きさが
可変の駆動電圧を印加するように構成されていることを
特徴とする請求項７または８記載の走査型顕微鏡。
【請求項１１】前記光学系が音叉の先端部に保持され
ており、この音叉が、光学系を保持した先端部に比べてそれより
も中央側の部分が薄く形成されていることを特徴とする
請求項１から１０いずれか１項記載の走査型顕微鏡。
【請求項１２】前記音叉が、光学系を保持した先端部
と、それよりも薄く形成された中央側の部分との間で、
滑らかに厚さが変化する形状とされていることを特徴と
する請求項１１記載の走査型顕微鏡。