JPH09264841A - Observation apparatus - Google Patents

Observation apparatus

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JPH09264841A
JPH09264841A JP10316396A JP10316396A JPH09264841A JP H09264841 A JPH09264841 A JP H09264841A JP 10316396 A JP10316396 A JP 10316396A JP 10316396 A JP10316396 A JP 10316396A JP H09264841 A JPH09264841 A JP H09264841A
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JP
Japan
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sample
laser light
light
image
observation apparatus
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Pending
Application number
JP10316396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadao Nozawa
忠生 野沢
Yukio Tokumitsu
幸夫 徳満
Seizou Kadofuri
誠三 角振
Hideaki Kamikawa
秀哲 上川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KYUSHU DENSHI GIKEN KK
Original Assignee
KYUSHU DENSHI GIKEN KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ease the effect of a speckle pattern when observing a sample using a laser light concerning an observation apparatus for optically observing a microscopic sample, especially in the observation apparatus which can obtain a clear image of a sample using the laser light. SOLUTION: Laser light emitted from a light source is projected onto a sample 100 passing through a diffusion means 3 moving between the light source 1 and the sample 100 and the laser light reflected from or transmitted through the sample 100 is received by an image pickup means to photograph the sample 100. This enables easing of the effect of a speckle pattern as much as possible as generated by the projection of the laser light onto the sample 100 and thus, achieves an observation of a clear picture of the sample even when interfering laser light is used as irradiation light.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は微細な構成等を有す
る試料を光学的に観察する観察装置に関し、特にレーザ
光を用いて鮮明な試料の画像を得ることができる観察装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an observation apparatus for optically observing a sample having a fine structure and the like, and more particularly to an observation apparatus capable of obtaining a clear image of a sample by using a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の観察装置であって磁性材
の磁区を観察する磁区観察装置として図7に示すものが
あった。この図7は従来の磁区観察装置の概略構成ブロ
ック図である。同図において従来の磁区観察装置は、レ
ーザ光を発光するヘリウム−ネオン(He-Ne)レーザ1
0と、このレーザ光を同期信号発生器81からの同期信
号に基づいて透過・遮断する同期用シャッタ8と、この
同期用シャッタ8から透過されたレーザ光を所定振動方
向の偏光として磁性材の試料100側へ出射するポララ
イザ25と、この偏光のレーザ光が試料100へ投射さ
れた後に偏光して出射される反射光の偏光度を検査する
アナライザ26と、このアナライザ26から透過される
反射光を撮像するCCDカメラ4と、このCCDカメラ
4で撮像された撮像信号を前記同期信号に基づいて画像
処理して画像信号を生成する画像処理装置45と、この
画像信号に基づいて視覚的に表示出力するディスプレイ
43とを備える構成である。この従来の磁区観察装置
は、前記試料100を載置する載置台6の近傍における
ポラライザ25及びアナライザ26の間に一対のコイル
50a、50bを各々対向させて配設し、この一対のコ
イル50a、50bに供給される励磁電流を励磁制御部
51で制御する構成である。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an observation apparatus of this type shown in FIG. 7 as an observation apparatus for observing magnetic domains of a magnetic material. FIG. 7 is a schematic block diagram of a conventional magnetic domain observation apparatus. In the figure, a conventional magnetic domain observation apparatus is a helium-neon (He-Ne) laser 1 that emits laser light.
0, the synchronizing shutter 8 that transmits / blocks this laser light based on the synchronizing signal from the synchronizing signal generator 81, and the laser light transmitted from this synchronizing shutter 8 as a polarized light in a predetermined vibration direction of a magnetic material. A polarizer 25 that is emitted to the sample 100 side, an analyzer 26 that inspects the polarization degree of the reflected light that is polarized and emitted after the laser light of this polarization is projected on the sample 100, and the reflected light that is transmitted from this analyzer 26. A CCD camera 4 for picking up the image, an image processing device 45 for image-processing the image pickup signal picked up by the CCD camera 4 based on the synchronizing signal, and visually displaying based on the image signal. The display 43 for outputting is provided. In this conventional magnetic domain observation apparatus, a pair of coils 50a and 50b are arranged facing each other between a polarizer 25 and an analyzer 26 near the mounting table 6 on which the sample 100 is mounted, and the pair of coils 50a, The excitation current supplied to 50b is controlled by the excitation controller 51.

【0003】次に、前記構成に基づく従来装置の試料観
察動作について説明する。まず、磁性材である試料10
0を載置台6上に装着し、この載置台6をx軸、y軸、
z軸方向に微調整することにより前記ポラライザ25及
びアナライザ26との光軸に一致させる。このように載
置台6に試料100が装着された後に、励磁制御部51
の制御により制御された励磁電流を一対のコイル50
a、50bに供給して励磁状態とする。
Next, the sample observing operation of the conventional apparatus based on the above configuration will be described. First, sample 10 which is a magnetic material
0 is mounted on the mounting table 6, and the mounting table 6 is attached to the x-axis, the y-axis,
The optical axes of the polarizer 25 and the analyzer 26 are made to coincide with each other by finely adjusting in the z-axis direction. After the sample 100 is mounted on the mounting table 6 in this way, the excitation controller 51
The exciting current controlled by the control of the pair of coils 50
It is supplied to a and 50b to be in an excited state.

【0004】前記He-Neレーザ10で生成されたレーザ
光は、同期信号に基づいて同期用シャッタ8により断続
状態のレーザ光とされ、この断続状態のレーザ光がポラ
ライザ25を介して前記一対のコイル50a、50bの
励磁により誘起される磁界で磁化された試料100上に
投射される。前記ポラライザ25により出射される偏光
のレーザ光は磁化された試料100上で磁気光学的カー
効果に基づく磁気旋光現象が生じて偏光面を所定角度回
転させられることとなる。
The laser light generated by the He-Ne laser 10 is made into an intermittent laser light by the synchronizing shutter 8 based on a synchronous signal, and the intermittent laser light is transmitted through the polarizer 25 to the pair of laser lights. It is projected onto the sample 100 magnetized by the magnetic field induced by the excitation of the coils 50a and 50b. The polarized laser light emitted by the polarizer 25 causes a magnetic rotatory phenomenon based on the magneto-optical Kerr effect on the magnetized sample 100 to rotate the plane of polarization by a predetermined angle.

【0005】この偏光面の回転は前記試料100の磁化
の程度により変化し、この所定角度偏光面が回転したレ
ーザ光をアナライザ26を介してCCDカメラ4で撮像
される。このようにして励磁制御部51の制御により試
料100の磁化率を変化させることにより、この変化し
た試料100の磁区の変化を断続状態のレーザ光で観察
できることとなる。
The rotation of the polarization plane changes depending on the degree of magnetization of the sample 100, and the laser light whose polarization plane is rotated by a predetermined angle is imaged by the CCD camera 4 through the analyzer 26. In this way, by changing the magnetic susceptibility of the sample 100 under the control of the excitation control unit 51, it is possible to observe the changed change in the magnetic domain of the sample 100 with the intermittent laser light.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の磁区観察装置は
以上のように構成されていたことから、試料100の表
面が粗面等の凹凸を有する表面形状の磁性材等である場
合にはレーザ光の可干渉性によりスペックルパターンが
生じ、磁区画像にスペックルパターンが重畳されて磁区
模様の観察ができないという課題を有していた。また、
試料100の表面が鏡面の磁性材等である場合にもスペ
ックルパターンの影響により鮮明の磁区画像が得られな
いという課題を有する。
Since the conventional magnetic domain observation apparatus is configured as described above, when the surface of the sample 100 is a magnetic material having a surface shape having irregularities such as a rough surface, a laser is used. There is a problem in that a speckle pattern is generated due to the coherence of light, and the speckle pattern is superimposed on the magnetic domain image so that the magnetic domain pattern cannot be observed. Also,
Even when the surface of the sample 100 is a magnetic material having a mirror surface, there is a problem that a clear magnetic domain image cannot be obtained due to the influence of the speckle pattern.

【0007】また、前記試料100が磁性材等以外の微
生物、動植物細胞等の観察の場合においても、可干渉の
レーザ光を光源として使用する限り、スペックルパター
ンが生じることとなり、このスペックルパターンにより
試料100の鮮明な画像が得られないこととなる。本発
明は前記課題を解消するためになされたもので、レーザ
光を用いて試料を観察する際にスペックルパターンの影
響を緩和することができる観察装置を提案することを目
的とする。
Also, when the sample 100 is for observing microorganisms other than magnetic materials, animals and plant cells, etc., as long as coherent laser light is used as a light source, a speckle pattern is generated, and this speckle pattern is generated. Therefore, a clear image of the sample 100 cannot be obtained. The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to propose an observation apparatus that can alleviate the influence of a speckle pattern when observing a sample using laser light.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る観察装置
は、レーザ光を発光する光源と、前記光源と試料との間
に介装されて移動し、前記レーザ光を試料側に透過して
出射する拡散手段と、前記拡散手段を介して試料にレー
ザ光が投射され、当該試料から反射又は透過されるレー
ザ光を受光して試料を撮像する手段とを備えるものであ
る。このように本発明においては、光源から発光された
レーザ光をこの光源と試料との間で移動する拡散手段を
透過して前記レーザ光を試料に投射し、この試料から反
射又は透過されるレーザ光を撮像手段で受光して試料を
撮像するようにしているので、試料へレーザ光が投射さ
れることにより生じるスペックルパターンの影響を極力
緩和できることとなり、可干渉性のレーザ光を照射光と
して使用した場合でも試料の鮮明な画像を観察できる。
An observation apparatus according to the present invention is arranged such that it moves between a light source that emits laser light and a light source and a sample, and transmits the laser light to the sample side. It is provided with a diffusing unit that emits light, and a unit that projects a laser beam onto the sample via the diffusing unit and receives the laser beam reflected or transmitted from the sample to image the sample. As described above, in the present invention, the laser light emitted from the light source is transmitted through the diffusing means that moves between the light source and the sample to project the laser light onto the sample, and the laser beam reflected or transmitted from the sample. Since the light is received by the image pickup means to image the sample, the influence of the speckle pattern generated by projecting the laser light on the sample can be reduced as much as possible, and the coherent laser light is used as the irradiation light. Even when used, a clear image of the sample can be observed.

【0009】また、本発明に係る観察装置は必要に応じ
て、光源が所定のタイミングに点滅させてレーザ光を発
光させると共に、当該所定のタイミングに同期して前記
撮像手段が前記試料から反射又は透過されるレーザ光を
受光して試料を撮像するものである。このように本発明
においては、レーザ光を光源から発光するタイミングで
撮像手段が試料を撮像するようにしているので、試料の
変化状態を変化の各段階における静止画像として観察す
ることもできる。
Further, in the observation apparatus according to the present invention, the light source blinks the laser light at a predetermined timing to emit a laser beam as needed, and the imaging means reflects or reflects from the sample in synchronization with the predetermined timing. It receives the transmitted laser beam and images the sample. As described above, in the present invention, since the image pickup unit images the sample at the timing when the laser light is emitted from the light source, the change state of the sample can be observed as a still image at each change stage.

【0010】また、本発明に係る観察装置は必要に応じ
て、拡散手段の移動度を当該移動により変化するスペッ
クルパターンの変化に前記撮像手段の撮像感度が追従で
できない範囲に設定することもできる。このように本発
明においては、拡散手段の移動に伴って変化するスペッ
クルパターンに追従できない撮像感度で撮像手段が試料
を撮像するようにしているので、撮像手段にはスペック
ルパターンが撮像されることなく静止している試料のみ
が撮像されることとなり、より鮮明な試料の画像を観察
できる。
Further, in the observation apparatus according to the present invention, the mobility of the diffusing means can be set to a range in which the imaging sensitivity of the imaging means cannot follow the change in the speckle pattern that changes due to the movement, if necessary. it can. As described above, according to the present invention, since the image pickup unit images the sample with the image pickup sensitivity that cannot follow the speckle pattern that changes with the movement of the diffusion unit, the speckle pattern is picked up by the image pickup unit. Only the stationary sample will be imaged without any observation, and a clearer image of the sample can be observed.

【0011】また、本発明に係る観察装置は必要に応じ
て、拡散手段の移動が振動又は回転により行なわれるこ
ともできる。このように本発明においては、拡散手段を
振動又は回転により移動を行なうようにしているので、
振動の場合は簡略且つ小型化した装置構成が可能とな
り、また回転の場合は均一な移動速度により常に同一条
件によりレーザ光を拡散させた状態で試料側へ透過させ
てスペックルパターンの影響を均一に除去することがで
きる。
Further, in the observation apparatus according to the present invention, the diffusion means can be moved by vibration or rotation if necessary. As described above, in the present invention, since the diffusing means is moved by vibration or rotation,
In the case of vibration, a simple and compact device configuration is possible, and in the case of rotation, the uniform movement speed allows the laser light to be always diffused under the same conditions and transmitted to the sample side to make the effect of the speckle pattern uniform. Can be removed.

【0012】また、本発明に係る観察装置は必要に応じ
て、試料が磁性体である場合に当該試料を磁化手段によ
り磁化し、当該磁化手段の磁化と前記撮像手段の撮像と
を対応付けて行なうこともできる。このように本発明に
おいては、磁性体である試料を磁化手段により磁化する
と共に、この磁化手段の磁化に対応付けて撮像手段が試
料を撮像するようにしているので、磁性体の磁化に伴う
磁区又は磁気特性の変化を磁化の程度に関連付けて観察
できる。
Further, the observation apparatus according to the present invention, if necessary, magnetizes the sample by a magnetizing means when the sample is a magnetic body, and associates the magnetization of the magnetizing means with the image pickup of the image pickup means. You can also do it. As described above, in the present invention, the sample that is a magnetic body is magnetized by the magnetizing means, and the image capturing means images the sample in association with the magnetization of the magnetizing means. Alternatively, changes in magnetic properties can be observed in association with the degree of magnetization.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(本発明の第1の実施形態)以下、本発明の第1の実施
形態に係る観察装置を図1に基づいて説明する。この図
1は本実施形態に係る観察装置のブロック構成図を示
す。同図において本実施形態に係る観察装置は、レーザ
光を出射する半導体レーザ1と、このレーザ光の光路中
に磨りガラス板31が介装され、この磨りガラス板31
をバイブレータ32により振動させる拡散手段3と、こ
の磨りガラス板31の後段側に配設され、この磨りガラ
ス板31を透過したレーザ光を試料100側へビームス
プリッタ21が反射して対物レンズ22で結像照射する
と共に、この試料100から反射されたレーザ光を前記
ビームスプリッタ21が透過する光学系2と、この光学
系のビームスプリッタ21を透過されたレーザ光を受光
して試料100を撮像するCCDカメラ4とを備える構
成である。前記光学系はビームスプリッタ21により試
料100に対して同軸落射照明として構成される。前記
拡散手段3のバイブレータ32は、ボイスコイル等で形
成してスピーカ方式で磨りガラス板31を振動させる構
成とすることができる。
(First Embodiment of the Invention) An observation apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a block diagram of the observation apparatus according to this embodiment. In the drawing, in the observation apparatus according to the present embodiment, a semiconductor laser 1 that emits laser light and a frosted glass plate 31 are interposed in the optical path of this laser light.
Is provided on the rear side of the frosted glass plate 31, and the beam splitter 21 reflects the laser light transmitted through the frosted glass plate 31 to the sample 100 side. The sample 100 is imaged by irradiating an image and irradiating the laser beam reflected from the sample 100 through the beam splitter 21 and the laser beam transmitted through the beam splitter 21 of the optical system. This is a configuration including a CCD camera 4. The optical system is configured as coaxial epi-illumination with respect to the sample 100 by the beam splitter 21. The vibrator 32 of the diffusing means 3 may be formed of a voice coil or the like to vibrate the frosted glass plate 31 in a speaker system.

【0014】次に、前記構成に基づく本実施形態の試料
を観察する動作について説明する。まず、載置台6の上
に試料100を装着し、光源1からレーザ光を出射す
る。このレーザ光の光路上で拡散手段3はバイブレータ
32により磨りガラス板31を振動させ、この磨りガラ
ス板31を透過したレーザ光を対物レンズ22により試
料100上に結像投射する。この試料100上に投射さ
れたレーザ光が試料100上で反射し、この反射された
レーザ光が再度対物レンズ22及びビームスプリッタ2
1の光学系2を介してCCDカメラ4側に出射される。
このCCDカメラ4はビームスプリッタ21を透過した
レーザ光が受光されて試料100を撮像する。この撮像
された画像データに基づいて図示を省略するプリンタ、
CRT等の出力装置により視覚的に認識できる形式で出
力することにより試料100を観察することができる。
Next, the operation of observing the sample of this embodiment based on the above configuration will be described. First, the sample 100 is mounted on the mounting table 6, and laser light is emitted from the light source 1. On the optical path of this laser beam, the diffusing means 3 vibrates the ground glass plate 31 by the vibrator 32, and the laser light transmitted through this glass plate 31 is imaged and projected on the sample 100 by the objective lens 22. The laser light projected on the sample 100 is reflected on the sample 100, and the reflected laser light is again reflected by the objective lens 22 and the beam splitter 2.
It is emitted to the CCD camera 4 side via the optical system 1 of 1.
The CCD camera 4 receives the laser light transmitted through the beam splitter 21 and images the sample 100. A printer (not shown) based on the captured image data,
The sample 100 can be observed by outputting in a format that can be visually recognized by an output device such as a CRT.

【0015】(本発明の第2の実施形態)図2は第2の
実施形態に係る観察装置のブロック構成図を示す。同図
において本実施形態に係る観察装置は、前記図1に記載
の実施形態装置と同様に半導体レーザ1、光学系2、拡
散手段3、CCDカメラ4及び載置台6を共通して備
え、構成に加え、前記半導体レーザ1の点滅タイミング
及び光強度を調整制御する発光制御部11と、前記拡散
手段3におけるバイブレータ32の振動を調整制御する
振動制御部33と、前記CCDカメラ4の撮像タイミン
グを調整制御する撮像制御部41と、前記載置部6に配
設されて磁性体の試料100を磁化させる励磁ヨーク5
と、この励磁ヨーク5に供給する励磁電流を制御する励
磁制御部51と、前記CCDカメラ4から出力される電
気信号に基づいて画像データを生成する画像処理部42
と、この画像データに基づいて表示するCRT43と、
装置全体を制御する制御演算部7とを備える構成であ
る。
(Second Embodiment of the Invention) FIG. 2 is a block diagram of an observation apparatus according to the second embodiment. In the figure, the observation apparatus according to the present embodiment is provided with a semiconductor laser 1, an optical system 2, a diffusing means 3, a CCD camera 4 and a mounting table 6 in common, as in the apparatus of the embodiment shown in FIG. In addition, the emission control unit 11 for adjusting and controlling the blinking timing and the light intensity of the semiconductor laser 1, the vibration control unit 33 for adjusting and controlling the vibration of the vibrator 32 in the diffusing means 3, and the imaging timing of the CCD camera 4 are set. The imaging control unit 41 for adjusting and controlling, and the excitation yoke 5 arranged in the mounting unit 6 for magnetizing the magnetic material sample 100.
An excitation control unit 51 for controlling an excitation current supplied to the excitation yoke 5; and an image processing unit 42 for generating image data based on an electric signal output from the CCD camera 4.
And a CRT 43 displayed based on this image data,
This is a configuration including a control calculation unit 7 that controls the entire apparatus.

【0016】次に、前記構成に基づく本実施形態により
(110)[001]方位に近い方位を有する3%シリ
コン−鉄(3%Si-Fe)の試料の磁区模様を観察する動
作について説明する。まず、載置台6の上に試料100
を装着し、この装着された試料100上に磁性流体コロ
イド溶液101を滴下してカバーグラスで覆う。この状
態で制御演算部7は、発光制御部11、振動制御部3
3、励磁制御部51及び撮像制御部41に対して起動信
号を送信し、各々を同期させた状態で各々の制御を開始
させる。
Next, the operation of observing the magnetic domain pattern of the sample of 3% silicon-iron (3% Si-Fe) having the orientation close to the (110) [001] orientation according to the present embodiment based on the above-mentioned structure will be described. . First, the sample 100 is placed on the mounting table 6.
The magnetic fluid colloidal solution 101 is dripped onto the mounted sample 100, and the sample 100 is covered with a cover glass. In this state, the control calculation unit 7 causes the light emission control unit 11 and the vibration control unit 3 to operate.
3. A start signal is transmitted to the excitation controller 51 and the imaging controller 41, and each control is started in a synchronized state.

【0017】前記励磁制御部51から供給される励磁電
流により励磁ヨーク5が励磁され、この励磁により3%
Si-Feの試料100を磁化させる。この3%Si-Feの試料
100の磁化に伴って生ずる磁壁移動を磁性流体コロイ
ド溶液101がその磁壁位置を検出する。このように磁
性流体コロイド溶液101が所定値の励磁電流により磁
化された状態で、振動制御部33の制御によりバイブレ
ータ32を介して拡散手段3の磨りガラス板31を振動
させ、発光制御部11の制御により半導体レーザ1を所
定のタイミングで発光させてこの発光されたレーザ光を
振動される磨りガラス板31及び光学系2を介して磁性
流体コロイド溶液101に同軸落射照明方式で投射す
る。このレーザ光が磁化により磁区模様が形成された磁
性流体コロイド溶液101に投射されると、この反射に
よるレーザ光が対物レンズ22を介して光学系2に入射
する。
The excitation yoke 5 is excited by the excitation current supplied from the excitation controller 51, and this excitation causes 3%.
The Si-Fe sample 100 is magnetized. The magnetic fluid colloidal solution 101 detects the magnetic domain wall position of the magnetic domain wall movement that occurs with the magnetization of the 3% Si-Fe sample 100. As described above, in the state where the magnetic fluid colloidal solution 101 is magnetized by the excitation current having the predetermined value, the vibration control unit 33 controls the vibrator 32 to vibrate the frosted glass plate 31 of the diffusing means 3 to cause the emission control unit 11 to vibrate. Under control, the semiconductor laser 1 is caused to emit light at a predetermined timing, and the emitted laser light is projected onto the magnetic fluid colloidal solution 101 via the vibrating ground glass plate 31 and the optical system 2 by the coaxial epi-illumination method. When this laser light is projected onto the magnetic fluid colloidal solution 101 in which a magnetic domain pattern is formed by magnetization, the reflected laser light enters the optical system 2 through the objective lens 22.

【0018】このレーザ光が入射した光学系2はビーム
スプリッタ21によりCCDカメラ4へ導き、このCC
Dカメラ4で電気信号に変換されて画像処理部42で画
像信号が形成され、この画像信号がCRT43に入力さ
れて視覚的に表示される。このようにして励磁制御部5
1により励磁電流を制御することにより3%Si-Feの試
料100と磁性流体コロイド溶液101との磁化の程度
に応じてCCDカメラ4を駆動させ、このCCDカメラ
4により各磁化程度に対応する磁区模様をCRT43に
表示させて観察することができる。
The optical system 2 on which this laser light is incident is guided to the CCD camera 4 by the beam splitter 21, and this CC
The D camera 4 converts the electric signal into an electric signal, and the image processing unit 42 forms an image signal. The image signal is input to the CRT 43 and visually displayed. In this way, the excitation controller 5
The excitation current is controlled by 1 to drive the CCD camera 4 according to the degree of magnetization of the 3% Si-Fe sample 100 and the magnetic fluid colloidal solution 101, and the CCD camera 4 drives the magnetic domains corresponding to each degree of magnetization. The pattern can be displayed on the CRT 43 for observation.

【0019】図3ないし図5は本実施例により観察され
る磁性流体コロイド溶液101の磁区模様を示す図面に
代用される各顕微鏡写真である。この各顕微鏡写真を観
察するに当たって出力光波長が691.1mm、出射光
出力が12.6mwとして半導体レーザ1からレーザ光
を出射するものとする。この図3において拡散手段3の
振動数が正弦波100Hzで磨りガラス板31を振動さ
せた場合であり、磁性流体コロイド溶液101の顕微鏡
写真は表面還流磁区及び180°磁壁が、スペックルパ
ターンが全く表われることなく極めて良好に観察するこ
とができることが解る。前記図4においては拡散手段3
の振動数が正弦波10Hzで磨りガラス板31を振動さ
せた場合であり、磁性流体コロイド溶液101の顕微鏡
写真は表面還流磁区及び180°磁壁がスペックルパタ
ーンの出現もほとんどなく良好に観察することができる
ことが解る。また、前記図5において拡散手段3が設け
られない前記従来技術と同様な場合であり、磁性流体コ
ロイド溶液101の顕微鏡写真は高密度のスペックルパ
ターンが出現し、このスペックルパターンにより磁区像
の観察が不可能となっていることが解る。即ち、前記振
動させた磨りガラス板31をレーザ光の光路中に介在さ
せるない図5に対して、磨りガラス板31をレーザ光の
光路中に介装させる図3及び図4の場合は可干渉性のレ
ーザ光により磁性材である鋼板の試料100からの反射
光で生じるスペックルパターンの影響を緩和してCCD
カメラ4で磁区模様を撮像できることが解る。このよう
にスペックルパターンの影響を受けることなく試料10
0の表面形状、例えば磁性材の場合には磁区模様を鮮明
の画像で観察できることとなる。
FIGS. 3 to 5 are respective photomicrographs substituted for the drawings showing the magnetic domain patterns of the magnetic fluid colloidal solution 101 observed in this example. In observing each of these micrographs, it is assumed that laser light is emitted from the semiconductor laser 1 with an output light wavelength of 691.1 mm and an emission light output of 12.6 mw. In this FIG. 3, the frequency of the diffusing means 3 is a sine wave of 100 Hz and the ground glass plate 31 is vibrated, and the micrograph of the magnetic fluid colloidal solution 101 shows a surface reflux domain and a 180 ° domain wall, and no speckle pattern. It turns out that it can be observed very well without appearing. In FIG. 4, the diffusion means 3
Is a case where the frosted glass plate 31 is vibrated with a sine wave of 10 Hz, and the microscopic photograph of the magnetic fluid colloidal solution 101 should be observed well with almost no appearance of speckle patterns on the surface reflux domain and 180 ° domain wall. You can see that In the same case as in the prior art in which the diffusing means 3 is not provided in FIG. 5, a high-density speckle pattern appears in the microphotograph of the magnetic fluid colloidal solution 101, and a magnetic domain image is formed by this speckle pattern. It turns out that observation is impossible. That is, in contrast to FIG. 5 in which the vibrated glass plate 31 is not interposed in the optical path of the laser light, in the case of FIGS. 3 and 4 in which the glass plate 31 is interposed in the optical path of the laser light, interference is possible. Of the speckle pattern generated by the reflected light from the sample 100 of the steel sheet, which is a magnetic material, by the characteristic laser light is applied to the CCD.
It can be seen that the camera 4 can image the magnetic domain pattern. As described above, the sample 10 is not affected by the speckle pattern.
A surface shape of 0, for example, in the case of a magnetic material, a magnetic domain pattern can be observed with a clear image.

【0020】(本発明の第3の実施形態)図6は本発明
の第3の実施形態に係る磁気光学的カー効果(Kerr Eff
ect)を利用した観察装置の構成ブロック図である。同
図において本実施形態に係る観察装置は、前記図7に記
載の従来装置と同様にHe-Neレーザ10(図6において
は半導体レーザに相当)ポラライザ25、アナライザ2
6、CCDカメラ4、画像処理装置45(図6において
は画像処理部42及び制御演算部7に相当)、一対のコ
イル50a、50b、ディスプレイ43(図6において
はCRT43に相当)及び載置台6を共通して備え、こ
の構成に加え、前記ポラライザ25と試料100との間
に拡散手段3を介装する構成である。前記半導体レーザ
1は発光制御部11により発光制御され、一対のコイル
50a、50bは励磁制御部51により励磁制御され、
またCCDカメラ4は撮像制御部41のより駆動制御さ
れ、この発光制御部11、励磁制御部51及び撮像制御
部41が各々制御演算部7により制御される構成であ
る。
(Third Embodiment of the Present Invention) FIG. 6 shows a magneto-optical Kerr effect (Kerr Eff) according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an observation device that uses ect). In the figure, the observation apparatus according to the present embodiment is similar to the conventional apparatus described in FIG. 7, and includes a He-Ne laser 10 (corresponding to a semiconductor laser in FIG. 6), a polarizer 25, and an analyzer 2.
6, the CCD camera 4, the image processing device 45 (corresponding to the image processing unit 42 and the control calculation unit 7 in FIG. 6), the pair of coils 50a and 50b, the display 43 (corresponding to the CRT 43 in FIG. 6), and the mounting table 6. In addition to this configuration, the diffusing means 3 is interposed between the polarizer 25 and the sample 100. The semiconductor laser 1 is controlled to emit light by the light emission control unit 11, and the pair of coils 50a and 50b is controlled to be excited by the excitation control unit 51.
Further, the CCD camera 4 is driven and controlled by the image pickup control unit 41, and the light emission control unit 11, the excitation control unit 51, and the image pickup control unit 41 are each controlled by the control calculation unit 7.

【0021】次に、前記構成に基づく本実施例装置の試
料観察動作について説明する。まず、磁性材である試料
100を載置台6上に装着し、この載置台6をx軸、y
軸、z軸方向に微調整することにより前記ポラライザ2
5及びアナライザ26との光軸に一致させる。このよう
に載置台6に試料100が装着された後に、励磁制御部
51の制御により制御された励磁電流を一対のコイル5
0a、50bに供給して励磁状態とし、前記拡散手段3
の振動を開始させる。
Next, the sample observing operation of the apparatus of this embodiment based on the above construction will be described. First, the sample 100, which is a magnetic material, is mounted on the mounting table 6, and the mounting table 6 is moved in the x-axis and y
The polarizer 2 is finely adjusted in the axial and z-axis directions.
5 and the optical axis of the analyzer 26. After the sample 100 is mounted on the mounting table 6 as described above, the excitation current controlled by the excitation control unit 51 is applied to the pair of coils 5.
0a, 50b to supply the excited state, and the diffusion means 3
Start to vibrate.

【0022】前記半導体レーザ1は、発光制御部11の
発光制御により所定周期の断続状態のレーザ光として射
出され、この断続状態のレーザ光がポラライザ25で所
定偏光角度に偏った偏光とされて前記拡散手段3を透過
する。この拡散手段3を透過した偏光のレーザ光は、前
記一対のコイル50a、50bの励磁により誘起される
磁界で磁化された試料100上に投射される。この偏光
のレーザ光は磁化された試料100上で磁気光学的カー
効果に基づく磁気旋光現象が生じて偏光面を所定角度回
転させられることとなる。
The semiconductor laser 1 is emitted as laser light in an intermittent state with a predetermined cycle by the emission control of the emission controller 11, and the laser beam in the intermittent state is polarized by the polarizer 25 into a polarized light having a predetermined polarization angle. It is transmitted through the diffusing means 3. The polarized laser light transmitted through the diffusing means 3 is projected onto the sample 100 magnetized by the magnetic field induced by the excitation of the pair of coils 50a and 50b. The polarized laser light causes a magnetic rotation phenomenon based on the magneto-optical Kerr effect on the magnetized sample 100 to rotate the plane of polarization by a predetermined angle.

【0023】この偏光面の回転は前記試料100の磁化
の程度により変化し、この所定角度偏光面が回転したレ
ーザ光をアナライザ26を介してCCDカメラ4で撮像
され、この撮像されて得られる電気信号を画像処理部4
2で画像信号を生成してCRT43に表示する。このよ
うにして励磁制御部51の制御により試料100の磁化
率を変化させることにより、この変化した試料100の
磁区の動的変化をスペックルパターンの影響を受けるこ
となく断続状態のレーザ光により、磁区模様の変化の各
段階毎に鮮明な静止画像で観察できることとなる。
The rotation of the plane of polarization changes depending on the degree of magnetization of the sample 100, and the laser light whose plane of polarization is rotated by a predetermined angle is imaged by the CCD camera 4 via the analyzer 26, and the electrical image obtained by this imaging is obtained. Image processing unit 4
An image signal is generated in 2 and displayed on the CRT 43. In this way, by changing the magnetic susceptibility of the sample 100 under the control of the excitation controller 51, the changed dynamic domain magnetic domain of the sample 100 can be changed by the laser beam in the intermittent state without being affected by the speckle pattern. A clear still image can be observed at each step of the change of the magnetic domain pattern.

【0024】(本発明のその他の実施形態)前記各実施
形態の観察装置における拡散手段3は磨りガラス板31
を振動させる構成としたが、所定の周速度で磨りガラス
板31等の散乱又は拡散部材を回動させることにより拡
散手段3を構成することもできる。また、この拡散手段
3の振動・回動等の移動度は、この移動度により変化す
るスペックルパターンの変化にCCDカメラ4等の撮像
手段の撮像感度が追従できない範囲で設定することもで
きる。このスペックルパターンの変化に追従できない撮
像感度は、撮像手段がCCDカメラ4の場合には光強度
に比例して各ポテンシャル井戸に蓄積された電荷をシフ
トレジスタにより移動させる速度を所定値に制御するこ
とに設定し、また撮像手段が現像写真フィルムカメラの
場合にはカメラの露光時間又は写真フィルムの感度によ
り設定することもできる。
(Other Embodiments of the Present Invention) The diffusing means 3 in the observation apparatus of each of the above-mentioned embodiments is a ground glass plate 31.
However, the diffusing means 3 can also be configured by rotating a scattering or diffusing member such as the frosted glass plate 31 at a predetermined peripheral speed. The mobility such as vibration and rotation of the diffusing means 3 can be set within a range in which the image sensing sensitivity of the image sensing means such as the CCD camera 4 cannot follow the change in the speckle pattern that changes due to this mobility. When the image pickup means is the CCD camera 4, the image pickup sensitivity that cannot follow the change of the speckle pattern controls the speed at which the charge accumulated in each potential well is moved by the shift register to a predetermined value in proportion to the light intensity. If the image pickup means is a developed photographic film camera, it can be set according to the exposure time of the camera or the sensitivity of the photographic film.

【0025】前記各実施形態の観察装置においては試料
100にレーザ光を投射し、この反射光に基づいて試料
100を観察する構成としたが、試料100にレーザ光
を投射し、この透過光に基づいて試料100を観察する
構成とすることもできる。この透過光を観察する場合に
おいて図6に示すような試料100における磁性体の磁
区模様等は、ファラデー効果に基づく磁気旋光現象を観
察することとなる。また、前記各実施形態の観察装置に
おいては試料100を磁性体の磁区模様を例に挙げて説
明したが、微生物の細胞組織等を試料100として観察
することもできる。
In the observation apparatus of each of the above-described embodiments, the laser light is projected onto the sample 100 and the sample 100 is observed based on the reflected light. However, the laser light is projected onto the sample 100 and the transmitted light is converted into the transmitted light. It is also possible to adopt a configuration in which the sample 100 is observed based on this. When observing the transmitted light, the magnetic domain pattern of the magnetic substance in the sample 100 as shown in FIG. 6 is to observe the magnetic rotation phenomenon based on the Faraday effect. Further, in the observation apparatus of each of the above-described embodiments, the sample 100 has been described by taking the magnetic domain pattern of a magnetic material as an example, but it is also possible to observe the cell tissue of a microorganism as the sample 100.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように本発明においては、光源か
ら発光されたレーザ光をこの光源と試料との間で移動す
る拡散手段を透過して前記レーザ光を試料に投射し、こ
の試料から反射又は透過されるレーザ光を撮像手段で受
光して試料を撮像するようにしているので、試料へレー
ザ光が投射されることにより生じるスペックルパターン
の影響を極力緩和できることとなり、可干渉性のレーザ
光を照射光として使用した場合でも試料の鮮明な画像を
観察できるという効果を奏する。また、本発明において
は、レーザ光を光源から発光するタイミングで撮像手段
が試料を撮像するようにしているので、試料の変化状態
を変化の各段階における静止画像として観察することも
できるという効果を有する。また本発明においては、拡
散手段の移動に伴って変化するスペックルパターンに追
従できない撮像感度で撮像手段が試料を撮像するように
しているので、撮像手段にはスペックルパターンが撮像
されることなく静止している試料のみが撮像されること
となり、より鮮明な試料の画像を観察できるという効果
を有する。また、本発明においては、拡散手段を振動又
は回転により移動を行なうようにしているので、振動の
場合は簡略且つ小型化した装置構成が可能となり、また
回転の場合は均一な移動速度により常に同一条件により
レーザ光を拡散させた状態で試料側へ透過させてスペッ
クルパターンの影響を均一に除去することができるとい
う効果を有する。また、本発明においては、磁性体であ
る試料を磁化手段により磁化すると共に、この磁化手段
の磁化に対応付けて撮像手段が試料を撮像するようにし
ているので、磁性体の磁化に伴う磁区又は磁気特性の変
化を磁化の程度に関連付けて観察できるという効果を有
する。
As described above, according to the present invention, the laser light emitted from the light source is transmitted through the diffusing means which moves between the light source and the sample, and the laser light is projected onto the sample. Since the image of the sample is received by receiving the reflected or transmitted laser beam by the image pickup means, the influence of the speckle pattern generated by projecting the laser beam on the sample can be reduced as much as possible, and the coherence Even if laser light is used as irradiation light, a clear image of the sample can be observed. Further, in the present invention, since the image pickup means images the sample at the timing when the laser light is emitted from the light source, it is possible to observe the change state of the sample as a still image at each stage of the change. Have. Further, in the present invention, since the image pickup device images the sample with the image pickup sensitivity that cannot follow the speckle pattern that changes with the movement of the diffusing device, the image pickup device does not image the speckle pattern. Since only the stationary sample is imaged, there is an effect that a clearer image of the sample can be observed. Further, in the present invention, since the diffusing means is moved by vibration or rotation, a simple and downsized device configuration is possible in the case of vibration, and in the case of rotation, it is always the same due to a uniform moving speed. Depending on the conditions, the laser light can be diffused and transmitted to the sample side, and the effect of the speckle pattern can be uniformly removed. Further, in the present invention, the sample, which is a magnetic body, is magnetized by the magnetizing means, and the imaging means images the sample in association with the magnetization of the magnetizing means. This has the effect that changes in magnetic characteristics can be observed in association with the degree of magnetization.

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

【図1】本発明の第1の実施形態に係る観察装置のブロ
ック構成図である。
FIG. 1 is a block configuration diagram of an observation apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態に係る観察装置のブロ
ック構成図である。
FIG. 2 is a block configuration diagram of an observation device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図2に記載の観察装置により撮像された磁区模
様を示す図面代用の顕微鏡写真である。
FIG. 3 is a drawing-substitute micrograph showing a magnetic domain pattern imaged by the observation device shown in FIG.

【図4】図2に記載の観察装置により撮像された磁区模
様を示す図面代用の顕微鏡写真である。
FIG. 4 is a drawing-substitute micrograph showing a magnetic domain pattern imaged by the observation device shown in FIG.

【図5】図2に記載の観察装置により撮像された磁区模
様を示す図面代用の顕微鏡写真である。
FIG. 5 is a drawing-substitute micrograph showing a magnetic domain pattern imaged by the observation device shown in FIG.

【図6】図2に記載の観察装置により撮像された磁区模
様を示す図面代用の顕微鏡写真である。
FIG. 6 is a drawing-substitute micrograph showing a magnetic domain pattern imaged by the observation device shown in FIG. 2.

【図7】従来の磁区観察装置のブロック構成図である。FIG. 7 is a block diagram of a conventional magnetic domain observation apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 光学系 3 拡散手段 4 CCDカメラ 5 励磁ヨーク 6 載置台 7 制御演算部 8 同期用シャッタ 10 He-Neレーザ 11 発光制御部 21 ビームスプリッタ 22 対物レンズ 25 ポラライザ 26 アナライザ 31 磨りガラス板 32 バイブレータ 33 振動制御部 41 撮像制御部 42 画像処理部 43 ディスプレイ 45 画像処理装置 50a、50b コイル 51 励磁制御部 81 同期信号発生器 100 試料 101 磁性流体コロイド溶液 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 light source 2 optical system 3 diffusing means 4 CCD camera 5 excitation yoke 6 mounting table 7 control arithmetic unit 8 shutter for synchronization 10 He-Ne laser 11 emission control unit 21 beam splitter 22 objective lens 25 polarizer 26 analyzer 31 ground glass plate 32 vibrator 33 vibration control part 41 imaging control part 42 image processing part 43 display 45 image processing device 50a, 50b coil 51 excitation control part 81 synchronization signal generator 100 sample 101 magnetic fluid colloidal solution

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上川 秀哲 福岡県北九州市八幡西区自由ヶ丘1−8 九州共立大学工学部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hideaki Uekawa 1-8 Jiyugaoka, Yawatanishi-ku, Kitakyushu, Fukuoka Kyushu Kyoritsu University

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光を発光する光源と、 前記光源と試料との間に介装されて移動し、前記レーザ
光を試料側に透過して出射する拡散手段と、 前記拡散手段を介して試料にレーザ光が投射され、当該
試料から反射又は透過されるレーザ光を受光して試料を
撮像する手段とを備えることを特徴とする観察装置。
1. A light source that emits laser light, a diffusing means that is interposed between the light source and the sample and moves, and that transmits the laser light to the sample side and emits the laser light, through the diffusing means. A laser beam is projected onto the sample, and means for receiving the laser beam reflected or transmitted from the sample to image the sample is provided.
【請求項2】 前記請求項1に記載の観察装置におい
て、 前記光源が所定のタイミングに点滅させてレーザ光を発
光させると共に、当該所定のタイミングに同期して前記
撮像手段が前記試料から反射又は透過されるレーザ光を
受光して試料を撮像することを特徴とする観察装置。
2. The observation device according to claim 1, wherein the light source blinks at a predetermined timing to emit a laser beam, and the imaging means reflects or reflects the sample in synchronization with the predetermined timing. An observation device, which receives a transmitted laser beam and images a sample.
【請求項3】 前記請求項1又は2に記載の観察装置に
おいて、 前記拡散手段の移動度を当該移動により変化するスペッ
クルパターンの変化に前記撮像手段の撮像感度が追従で
できない範囲に設定することを特徴とする観察装置。
3. The observation apparatus according to claim 1 or 2, wherein the mobility of the diffusing unit is set to a range in which the imaging sensitivity of the imaging unit cannot follow the change in the speckle pattern that changes due to the movement. An observation device characterized by the above.
【請求項4】 前記請求項1ないし3のいずれかに記載
の観察装置において、 前記拡散手段の移動が振動又は回転により行なわれるこ
とを特徴とする観察装置。
4. The observation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the diffusion means is moved by vibration or rotation.
【請求項5】 前記請求項1ないし4のいずれかに記載
の観察装置において、 前記試料が磁性体である場合に当該試料を磁化手段によ
り磁化し、当該磁化手段の磁化と前記撮像手段の撮像と
を対応付けて行なうことを特徴とする観察装置。
5. The observation device according to claim 1, wherein when the sample is a magnetic material, the sample is magnetized by a magnetizing means, and the magnetization of the magnetizing means and the imaging by the imaging means are performed. An observation device characterized by performing the above and the above in association with each other.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004506187A (en) * 2000-08-07 2004-02-26 ディジタル カラー メジャメント リミテッド Color matching system

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