JPH06160723A

JPH06160723A - 暗視野照明装置

Info

Publication number: JPH06160723A
Application number: JP32991992A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Moriya; 一男守矢
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1992-11-17
Publication date: 1994-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザビームを用いてその強度を減少させる
ことなく全方位から照明できる顕微鏡用の暗視野照明装
置を提供するとともに観察される散乱光の照明ビーム方
向に対する依存性を偏光状態の一定した照明ビームによ
り高速で計測できるようにする。【構成】レーザビームを発生するビーム発生手段と、
そのレーザビームを円錐面状あるいは平面状に放射方向
に反射する実質的に頂点のある円錐状の鏡面を有する放
射用円錐鏡、あるいは回転することによってそのレーザ
ビームを円錐面状あるいは円状に放射方向に反射する放
射用平面鏡、あるいは頂点側を対向させて配置されかつ
そのレーザビームを円筒状のビームとする２つのアキシ
コンプリズム、あるいはそのレーザビームを円筒状のビ
ームとする２つの円錐面を有する円錐プリズムと、それ
によって放射方向に反射されたレーザビームを顕微鏡の
光軸に対して周囲から収斂させ、顕微鏡による観察対象
部分を照明する光学手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡においてレーザ
ビームによる暗視野照明を行う暗視野照明装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検物体にレーザビームを照射
し、その表面あるいは内部の粒子や欠陥（以下、単に粒
子という）による散乱光あるいはフォトルミネッセンス
（以下、単に散乱光という）を観察する方法としては、
特定の方向からレーザビームを被検物体に入射させ、そ
の散乱光を入射レーザビームの光軸に交差する観察光軸
上で観察するようにした内部欠陥測定方法および装置が
知られている（特開平４−２４５４１号公報）。また、
明視野顕微鏡光学系において、レーザビームで被検物体
を照明し、その反射光のみを取り除く空間フィルタを通
して粒子からの散乱光を選択的に観察できるようにした
ものが知られている（ＵＳＰ４３１４７６）。

【０００３】しかしながら、一般に、被検物体に光を入
射させて被検物体中の粒子からの散乱光を観察する場
合、粒子によって生じる散乱は、入射および観察方向に
依存している。したがって、極端な例では粒子が存在し
ても散乱が生じない場合もあり（K. Moriya, J. Crysta
l Growth, 94(1989)182 参照）粒子の計測漏れを生じる
ことになる。そこで、すべての方向から光を入射するよ
うにすれば、このような計測漏れを防止することができ
る。そのためには、入射光が直接観察系に入らない暗視
野状態で観察することになる。

【０００４】このような、すべての方向から光を入射さ
せる照明方法としては、暗視野顕微鏡において行われて
いるものが知られている。図８はそのような暗視野顕微
鏡を示す模式図であり、この顕微鏡においては、ランプ
ハウス１が発する光３を平行光束にしてから遮光板５に
よって円筒状に整形し、これをドーナツ型の平面鏡７に
よって顕微鏡の光軸に平行となるように反射し、これを
さらに内面を鏡面とした円錐鏡９によって被検物体１１
の観察点上に導いて照明するようにしている。そしてそ
の散乱光あるいは回折光が、顕微鏡の対物レンズ１３お
よび結像レンズ１５を介し、ＴＶカメラ１７により観察
される。また、図９は、光源からの照明光を、環状絞り
で中心直接光を遮断してからコンデンサレンズ１９で集
光して被検物体１１を照明し、被検物体１１を透過した
散乱光や回折光を観察するようにしたものである。さら
に、レーザビームを用いて種々の方向から照明する方法
として、図１０に示すように、レーザビーム２１をペチ
ャンプリズム２３により回転させて円筒状の軌跡を描く
円筒状ビームとする方法が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
ビームを用いる場合、図８や図９に示すようなビーム整
形方法では、遮光板や環状絞りにより、レーザビームの
かなりの部分が無駄になってしまうという問題がある。
また、入射ビームの方向すなわち照明方向に依存して粒
子からの散乱光が観察されることがあるので、その方向
を適宜変更できるようにする必要もある。

【０００６】一方、前記米国特許に開示された、空間フ
ィルタを通して粒子からの散乱光を選択的に観察する方
法によれば、散乱光の結像は、反射光のみを取り除く空
間フィルタの分だけレンズの特性が落ちてしまうという
問題がある。また、散乱光の入射光あるいは観察方位に
対する依存性も測定することができない。

【０００７】さらに、前記図１０のペチャンプリズムを
用いてレーザビームを回転させる方法においては、接合
面２５で光量が減衰したり、偏光状態が回転角に依存し
て変化してしまうという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、レーザビームを用いてその強度を減少させ
ることなく全方位から照明できる顕微鏡用の暗視野照明
装置を提供することにある。本発明の他の目的は、この
ような暗視野照明装置において、観察される散乱光の照
明ビーム方向に対する依存性を偏光状態の一定した照明
ビームにより高速で計測できるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の暗視野照明装置は、レーザビームを発生するビ
ーム発生手段と、このレーザビームの中心軸に光軸がほ
ぼ一致するように配置され、そのレーザビームを円錐面
状あるいは平面状に放射方向に反射する実質的に頂点の
ある円錐状の鏡面を有する放射用円錐鏡と、これによっ
て放射方向に反射されたレーザビームを顕微鏡の光軸に
対して周囲から収斂させ、顕微鏡による観察対象部分を
照明する光学手段とを具備する。

【００１０】この光学手段は、例えば、放射用円錐鏡と
同一光軸上に配置されるとともに放射用円錐鏡によって
反射されたレーザビームを反射して円筒状のビームとす
る円錐状の鏡面を有する円筒形成用円錐鏡を備え、さら
には、顕微鏡と同一光軸上に配置されかつ前記円筒状ビ
ームをその軸が顕微鏡の光軸に一致するように反射する
環状の平面鏡と、顕微鏡と同一光軸上に配置されかつこ
の環状平面鏡によって反射された円筒状ビームを顕微鏡
光軸上の観察対象部分に収斂させる収斂用円錐鏡とを備
える。

【００１１】放射用円錐鏡は顕微鏡と同一光軸上に配置
される場合もあり、その場合は、前記光学手段は、例え
ば、この放射用円錐鏡と同一光軸上に配置されるととも
に放射用円錐鏡によって反射されたレーザビームを反射
して顕微鏡光軸上の観察対象部分に収斂させる収斂用円
錐鏡を備える。

【００１２】本発明の別の構成としては、レーザビーム
を発生するビーム発生手段と、このレーザビームの中心
軸に回転軸がほぼ一致するように配置され、その回転軸
の回りに回転することによってそのレーザビームを円錐
面状あるいは円状に放射方向に反射する放射用平面鏡
と、この放射用平面鏡をその回転軸の回りに回転させる
駆動手段と、放射用平面鏡の回転によって放射方向に反
射されるレーザビームを顕微鏡の光軸に対して周囲から
収斂するように反射させて顕微鏡による観察対象部分を
照明する光学手段とを具備する。

【００１３】この場合、前記光学手段は例えば、放射用
平面鏡と一体的に回転するとともに放射用平面鏡によっ
て反射されたレーザビームを反射して円筒状の軌跡を描
く円筒状ビームとする実質的に平面な鏡面を有する円筒
形成用平面鏡、あるいは実質的に円錐状の鏡面を有する
円筒形成用円錐鏡を備える。あるいは、放射用平面鏡の
回転軸は顕微鏡の光軸と一致する場合もあり、その場
合、前記光学手段は、例えば、放射用平面鏡と一体的に
回転するとともに放射用平面鏡によって反射されたレー
ザビームを反射し円錐状の軌跡を描くビームとして顕微
鏡光軸上の観察対象部分に収斂させる実質的に平面な鏡
面を有する収斂用平面鏡を備える。円筒形成用平面鏡や
収斂用平面鏡は円錐鏡の一部であってもよい。いずれの
場合も、放射用平面鏡の回転位置を検出する手段を有す
るのが好ましい。

【００１４】本発明のさらに他の構成のものは、円筒状
のビームを形成する手段として、ビーム発生手段からの
レーザビームの中心軸に光軸がほぼ一致するように頂点
側を対向させて配置されるとともにそのレーザビームを
円筒状のビームとする２つのアキシコンプリズムを備
え、あるいはビーム発生手段からのレーザビームの中心
軸に光軸がほぼ一致するように配置されるとともにその
レーザビームを円筒状のビームとする２つの円錐面を有
する円錐プリズムを備える。

【００１５】顕微鏡の観察対象物は、例えば、被検物体
の表面あるいは内部に存在する粒子状の不均一部分であ
り、観察対象部分に収斂されるレーザビームは被検物体
を表面あるいは裏面から照明するものであり、顕微鏡は
そのレーザビームによる前記不均一部分からの散乱光あ
るいはフォトルミネッセンスを被検物体の表面から観察
するものである。

【００１６】なお、上述の各円錐境あるいは平面鏡は、
ビームの厚さや方向を制御するために、ある程度の曲率
等を有していてもよい。

【００１７】

【作用】本発明によれば、遮光板や環状絞りでビームを
整形していないため、さらにはプリズムの接合面等での
光強度の損失が無いため、レーザビームが、エネルギー
の損失なく、有効に用いられる。

【００１８】また、レーザビームを回転させる構成にお
いては、ペチャンプリズム等を用いていないため、偏光
状態が回転角に依存して変化することがなく、エネルギ
ーの損失もない。さらに、回転位置検出手段を有する場
合は、回転位置すなわちレーザビームによる照明方向に
依存した散乱光が高速に観察される。

【００１９】さらに、すべての方向からレーザビームを
被検物体の表面あるいは裏面から照明して、被検物体の
表面あるいは内部に存在する粒子状の不均一部分からの
散乱光あるいはフォトルミネッセンスを被検物体の表面
から観察することにより、漏れなく確実に粒子状の不均
一部分が観察される。

【００２０】そしてこれらのため、通常の暗視野顕微鏡
では観察できないような微小な粒子が観察される。

【００２１】

【実施例】実施例１図１は本発明の第１の実施例に係る落射照明による暗視
野照明装置を適用した顕微鏡を示す模式的な断面図であ
る。同図に示すように、この装置は、レーザビーム１０
１を発生するビーム発生手段と、レーザビーム１０１の
中心軸に光軸がほぼ一致するように配置され、レーザビ
ーム１０１を９０°曲げ、その入射方向と垂直な平面状
の３６０°の放射方向に反射する円錐状の鏡面を有する
放射用円錐鏡１０３と、これによって放射方向に反射さ
れたレーザビームを、結像レンズ１０５および対物レン
ズ１０７を有する顕微鏡の光軸に対して周囲から収斂さ
せて顕微鏡による被検物体１０９の観察対象部分を照明
する光学手段とを具備する。

【００２２】この光学手段は、放射用円錐鏡１０３と同
一光軸上に配置され、放射用円錐鏡１０３によって反射
されたレーザビームを反射して円筒状のビームとする円
錐状の鏡面を有する円筒形成用円錐鏡１１１と、顕微鏡
の結像レンズ１０５と対物レンズ１０７との間において
それらと同一光軸上に配置されその円筒状ビームをその
軸が顕微鏡の光軸に一致するように反射する環状の平面
鏡１１３と、顕微鏡と同一光軸上に配置され環状平面鏡
１１３によって反射された円筒状ビームを顕微鏡光軸上
の観察対象部分に収斂させる収斂用円錐鏡１１５とを備
えている。収斂用円錐鏡１１５は、ビームの厚さを薄く
するために、ある程度曲率を有し、あるいは放物面とす
るようようにしてもよい。

【００２３】なお、図１中、１１７は被検物体１０９か
ら戻ってくる光がビーム発生手段に影響を及ぼすのを防
止するため、ビーム発生手段と放射用円錐鏡１０３との
間に配置されたオプティカルアイソレータ、１１９は顕
微鏡の結像レンズ１０５によって結像される像を光電変
換する二次元の撮像素子あるいは一次元の受光素子、１
２１は迷光を除去するため放射用円錐鏡１０３の後方に
それと同一光軸上に配置された遮光板である。

【００２４】この構成において、ビーム発生手段からレ
ーザビーム１０１が射出されると、レーザビーム１０１
は、放射用円錐鏡１０３によってほぼその頂点を中心と
して３６０°の放射方向に９０°曲げられ、さらに円筒
形成用円錐鏡１１１によって９０°曲げられて円筒状の
ビームとなる。この円筒状ビームは次に、環状平面鏡１
１３によって９０°曲げられて顕微鏡の光軸上に導入さ
れ、さらに収斂用円錐鏡１１５によって収斂させられる
ことによって観察対象部分を顕微鏡光軸に関して３６０
°の周囲から照明する。この照明光は、被検物体表面あ
るいは内部の粒子によって散乱されあるいは蛍光を生じ
させ、そのような光が、顕微鏡の対物レンズ１０７およ
び結像レンズ１０５を介し、撮像素子等１１９上に粒子
像を生じさせる。

【００２５】これにより、被検物体１０９表面からレー
ザビームで全方位より暗視野照明して被検物体１０９内
部の粒子を被検物体１０９表面側から漏れなく観察する
ことができる。その際、環状絞りやプリズム等による光
エネルギーの損失がなく、レーザビームが効率良く利用
される。このため、通常の暗視野顕微鏡では観察できな
いような微小な粒子が観察される。被検物体１０９にお
ける粒子の所定面内における分布等を観察する場合は、
被検物体１０９を顕微鏡および照明装置に対して移動さ
せることにより、照明光で所望の走査を行うようにすれ
ばよい。また、円筒状ビームの円筒半径を変更したい場
合は、放射用円錐鏡１０３や円筒形成用円錐鏡１１１を
光軸方向に移動させればよい。

【００２６】実施例２図２は本発明の第２の実施例に係る透過照明による暗視
野照明装置を適用した顕微鏡を示す模式的な断面図であ
る。この装置は、被検物体１０９を裏面から照明し、被
検物体１０９を透過した散乱光等を観察する場合に用い
られる。この場合、ビーム発生手段および放射用円錐鏡
１０３は、被検物体１０９の裏面側において、顕微鏡と
同一光軸上に配置される。そして、放射用円錐鏡１０３
と同一光軸上に配置され、放射用円錐鏡１０３によって
反射されたレーザビームを反射して顕微鏡光軸上の観察
対象部分に収斂させる収斂用円錐鏡１２３を備える。但
し、ビーム発生手段と放射用円錐鏡１０３との間には、
ビームの径を絞って照明光の厚さを薄くするために、集
光レンズ１２５が配置される。これによっても、上述の
実施例と同様の効果が得られる。

【００２７】実施例３図３は、本発明の第３の実施例に係る暗視野照明装置を
適用した顕微鏡を示す模式的な断面図である。この装置
は図１の装置と同様、落射照明によるものであるが、図
１の装置における放射用円錐鏡１０３および円筒形成用
円錐鏡１１１の代わりに、ビーム発生手段からのレーザ
ビーム１０１の中心軸に回転軸が一致するように配置さ
れ、その回転軸の回りに回転することによってレーザビ
ーム１０１を円錐面状あるいは円状に放射方向に反射す
る放射用平面鏡１３１と、この放射用平面鏡をその回転
軸の回りに回転させるモータ１３３と、放射用平面鏡１
３１と一体的に回転し、放射用平面鏡１３１によって反
射されたレーザビームを反射して円筒状の軌跡を描くビ
ームとする円筒形成用平面鏡１３２と、放射用平面鏡１
３１の回転位置を検出するため、モータ１３３に接続さ
れたエンコーダ１３５とを有する。

【００２８】この構成において、ビーム発生手段からレ
ーザビーム１０１が射出されると、レーザビーム１０１
は、放射用平面鏡１３１によって順次その回転軸を中心
として放射方向に９０°曲げられ、さらに円筒形成用平
面鏡１３２によって９０°曲げられて円筒形状の軌跡を
描くビームとなる。このビームは次に、環状平面鏡１１
３によって順次９０°曲げられて顕微鏡の光軸に平行と
なるようにされ、さらに収斂用円錐鏡１１５によって被
検物体の観察対象部分へ向けて反射され、観察対象部分
を顕微鏡光軸に関して３６０°の周囲から順次照明す
る。この照明光は、被検物体表面あるいは内部の粒子に
よって散乱されあるいは蛍光を生じさせ、そのような光
が、顕微鏡の対物レンズ１０７および結像レンズ１０５
を介し、撮像素子等１１９上に粒子像を生じさせる。

【００２９】これにより、前記実施例と同様の効果が得
られることに加え、収斂用円錐鏡１１５からの照明方向
によって散乱強度等に変化を生じ、散乱の異方性がある
場合、エンコーダ１３５からの出力と、撮像素子等１１
９の出力信号とを同期して得ることにより、そのような
散乱の入射ビーム方位依存性をも観察することができ
る。しかもその際、プリズム等を使用していないため、
偏光状態を照明方向によらず一定に保持することができ
る。

【００３０】なお、本実施例の場合、被検物体１０９か
らの戻り光はないので、オプチカルアイソレータを設け
る必要はない。

【００３１】図５は、本実施例の装置により、被検物体
１０９表面上の前記散乱の異方性を有する粒子を観察し
た場合の、観察像の入射ビーム方位依存性を示す模式図
である。同図（ａ）〜（ｄ）に示すように、観察像１５
３を形成する散乱光は、照明光の入射方位１５１に対し
垂直な方位を有する粒子のみが観察される。これら各方
位からの照明による場合を総合することにより、視野内
のすべての粒子について同図（ｅ）に示すような観察像
が得られる。そして、このように、照明ビームの入射方
位に対する各粒子の散乱強度の依存性を観測することに
より、各粒子の長さを知ることができる。

【００３２】実施例４図４は本発明の第４の実施例に係る暗視野照明装置を適
用した顕微鏡を示す模式的な断面図である。この装置
は、図２の装置と同様、透過照明によるものであるが、
図２の装置における放射用円錐鏡１０３および収斂用円
錐鏡１２３の代わりに、ビーム発生手段からのレーザビ
ーム１０１の中心軸に回転軸が一致するように配置さ
れ、その回転軸の回りに回転することによってレーザビ
ーム１０１を円錐面状あるいは円状に放射方向に反射す
る放射用平面鏡１３１と、放射用平面鏡１３１をその回
転軸の回りに回転させるモータ１３３と、放射用平面鏡
１３１と一体的に回転し、放射用平面鏡１３１によって
反射されたレーザビームを反射して被検物体１０９の観
察対象部分を照明する円筒形成用平面鏡１３７と、放射
用平面鏡１３１の回転位置を検出するため、モータ１３
３に接続されたエンコーダ１３５とを有する。これによ
っても、透過照明において図３の装置の場合と同様の効
果が得られる。

【００３３】なお、図３や図４の装置における円筒形成
用平面鏡の代わりに、図６（ａ）に示すような、放射用
平面鏡と一体的に回転する円錐鏡の一部１６１や、図６
（ｂ）に示すような、顕微鏡に対して位置が固定された
環状の円錐鏡１６３を用いるようにしてもよい。

【００３４】また、図１や図２の装置における放射用円
錐鏡および円筒形成用円錐鏡の代わりに、図６（ｃ）に
示すような、２つの円錐面１６５および１６７を有する
プリズムを用いるようにしてもよい。また、図７（ａ）
に示すようなアキシコンプリズム（円錐プリズム）１７
１を、図７（ｂ）に示すように対向させ組み合わせて用
い、円筒状ビームを得るようにしてもよい。この場合
も、いずれかのアキシコンプリズムを光軸方向に移動さ
せることにより、円筒状ビームの円筒半径を変更するこ
とができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
常の暗視野顕微鏡では観察できないような微小な粒子を
観察することができる。その際、図１、図２、図６
（ｃ）あるいは図７に示すような態様においては、放射
用平面鏡等を回転させる必要はない。また、図３、図
４、図６（ａ）および図６（ｂ）の態様においては、粒
子の散乱異方性を高速で観測することができる。さら
に、ビーム発生手段が発するレーザビームをロス無く利
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る落射照明による
暗視野照明装置を適用した顕微鏡を示す模式的な断面図
である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る透過照明による
暗視野照明装置を適用した顕微鏡を示す模式的な断面図
である。

【図３】本発明の第３の実施例に係る暗視野照明装置
を適用した顕微鏡を示す模式的な断面図である。

【図４】本発明の第４の実施例に係る暗視野照明装置
を適用した顕微鏡を示す模式的な断面図である。

【図５】図３の装置により、被検物体表面上の散乱異
方性を有する粒子を観察した場合の、観察像の入射ビー
ム方位依存性を示す模式図である。

【図６】円筒状ビームを形成する他の例を示す模式的
断面図である。

【図７】円筒状ビームを形成するさらに他の例を示す
模式的断面図である。

【図８】従来例に係る暗視野顕微鏡を示す模式図であ
る。

【図９】従来例に係る他の暗視野顕微鏡を示す模式図
である。

【図１０】レーザビームを回転させて円筒状の軌跡を
描く円筒状ビームとする従来の方法に用いられるペチャ
ンプリズムを示す模式図である。

【符号の説明】

１０１：レーザビーム、１０３：放射用円錐鏡、１０
５：結像レンズ、１０７：対物レンズ、１０９：被検物
体、１１１：円筒形成用円錐鏡、１１３：平面鏡、１１
５：収斂用円錐鏡、１１７：オプティカルアイソレー
タ、１１９：受光素子、１２５：集光レンズ、１３１：
放射用平面鏡、１３２：円筒形成用平面鏡、１３３：モ
ータ、１３５：エンコーダ、１５１：入射方位、１５
３：観察像、１６１：円錐鏡の一部、１６３：環状の円
錐鏡、１６５，１６７：円錐面、１７１：アキシコンプ
リズム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顕微鏡において暗視野照明を行う暗視野
照明装置であって、レーザビームを発生するビーム発生
手段と、このレーザビームの中心軸に光軸がほぼ一致す
るように配置され、そのレーザビームを円錐面状あるい
は平面状に放射方向に反射する実質的に頂点のある円錐
状の鏡面を有する放射用円錐鏡と、これによって放射方
向に反射されたレーザビームを顕微鏡の光軸に対して周
囲から収斂させ、顕微鏡による観察対象部分を照明する
光学手段とを具備することを特徴とする暗視野照明装
置。
【請求項２】放射用円錐鏡と同一光軸上に配置され、
放射用円錐鏡によって反射されたレーザビームを反射し
て円筒状のビームとする円錐状の鏡面を有する円筒形成
用円錐鏡を前記光学手段が備えることを特徴とする請求
項１記載の暗視野照明装置。
【請求項３】放射用円錐鏡は顕微鏡と同一光軸上に配
置され、前記光学手段は、この放射用円錐鏡と同一光軸
上に配置され、放射用円錐鏡によって反射されたレーザ
ビームを反射して顕微鏡光軸上の観察対象部分に収斂さ
せる収斂用円錐鏡を備えることを特徴とする請求項１記
載の暗視野照明装置。
【請求項４】顕微鏡において暗視野照明を行う暗視野
照明装置であって、レーザビームを発生するビーム発生
手段と、このレーザビームの中心軸に回転軸がほぼ一致
するように配置され、その回転軸の回りに回転すること
によってそのレーザビームを円錐面状あるいは円状に放
射方向に反射する放射用平面鏡と、この放射用平面鏡を
その回転軸の回りに回転させる駆動手段と、放射用平面
鏡の回転によって放射方向に反射されるレーザビームを
顕微鏡の光軸に対して周囲から収斂するように反射させ
て顕微鏡による観察対象部分を照明する光学手段とを具
備することを特徴とする暗視野照明装置。
【請求項５】放射用平面鏡と一体的に回転し、放射用
平面鏡によって反射されたレーザビームを反射して円筒
状の軌跡を描く円筒状ビームとする実質的に平面な鏡面
を有する円筒形成用平面鏡を前記光学手段が備えること
を特徴とする請求項４記載の暗視野照明装置。
【請求項６】放射用平面鏡の回転軸は顕微鏡の光軸と
一致し、前記光学手段は、この放射用平面鏡と一体的に
回転するとともに放射用平面鏡によって反射されたレー
ザビームを反射し円錐状の軌跡を描くビームとして顕微
鏡光軸上の観察対象部分に収斂させる実質的に平面な鏡
面を有する収斂用平面鏡を備えることを特徴とする請求
項４記載の暗視野照明装置。
【請求項７】円筒形成用平面鏡は円錐鏡の一部である
ことを特徴とする請求項５記載の暗視野照明装置。
【請求項８】収斂用平面鏡は円錐鏡の一部であること
を特徴とする請求項６記載の暗視野照明装置。
【請求項９】放射用平面鏡によって反射されたレーザ
ビームを反射して円筒状の軌跡を描く円筒状ビームとす
る実質的に円錐状の鏡面を有する円筒形成用円錐鏡を前
記光学手段が備えることを特徴とする請求項４記載の暗
視野照明装置。
【請求項１０】放射用平面鏡の回転位置を検出する手
段を有する請求項４記載の暗視野照明装置。
【請求項１１】顕微鏡において暗視野照明を行う暗視
野照明装置であって、レーザビームを発生するビーム発
生手段と、このレーザビームの中心軸に光軸がほぼ一致
するように頂点側を対向させて配置され、そのレーザビ
ームを円筒状のビームとする２つのアキシコンプリズム
と、この円筒状のビームを顕微鏡の光軸に対して周囲か
ら収斂させ、顕微鏡による観察対象部分を照明する光学
手段とを具備することを特徴とする暗視野照明装置。
【請求項１２】顕微鏡において暗視野照明を行う暗視
野照明装置であって、レーザビームを発生するビーム発
生手段と、このレーザビームの中心軸に光軸がほぼ一致
するように配置され、そのレーザビームを円筒状のビー
ムとする２つの円錐面を有する円錐プリズムと、この円
筒状のビームを顕微鏡の光軸に対して周囲から収斂さ
せ、顕微鏡による観察対象部分を照明する光学手段とを
具備することを特徴とする暗視野照明装置。
【請求項１３】顕微鏡と同一光軸上に配置され、前記
円筒状ビームをその軸が顕微鏡の光軸に一致するように
反射する環状の平面鏡と、顕微鏡と同一光軸上に配置さ
れ、この環状平面鏡によって反射された円筒状ビームを
顕微鏡光軸上の観察対象部分に収斂させる収斂用円錐鏡
とを前記光学手段が備えることを特徴とする請求項２、
５、９、１０、または１２記載の暗視野照明装置。
【請求項１４】顕微鏡の観察対象物は被検物体の表面
あるいは内部に存在する粒子状の不均一部分であり、観
察対象部分に収斂されるレーザビームは被検物体を表面
あるいは裏面から照明するものであり、顕微鏡はそのレ
ーザビームによる前記不均一部分からの散乱光あるいは
フォトルミネッセンスを被検物体の表面から観察するも
のである請求項１〜１３記載の暗視野照明装置。