JPH1164735A - Microscope - Google Patents

Microscope

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Publication number
JPH1164735A
JPH1164735A JP24173797A JP24173797A JPH1164735A JP H1164735 A JPH1164735 A JP H1164735A JP 24173797 A JP24173797 A JP 24173797A JP 24173797 A JP24173797 A JP 24173797A JP H1164735 A JPH1164735 A JP H1164735A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microscope
light beam
modulating
test object
illumination light
Prior art date
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Pending
Application number
JP24173797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Moriya
一男 守矢
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.)
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Mining and Smelting Co Ltd filed Critical Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority to JP24173797A priority Critical patent/JPH1164735A/en
Publication of JPH1164735A publication Critical patent/JPH1164735A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and rapidly change the modulation state of a luminous flux of illuminating light and a luminous flux of observation light or a projection pattern by constituting a modulating means of a liquid crystal element. SOLUTION: The microscope is provided with the illuminating means for guiding the illuminating light flux 1 onto the optical axis of the microscope so as to illuminate the surface of an object 3, a 1st modulating means 5 for modulating the cross sectional shape of the flux 1, and a 2nd modulating means 9 for modulating the cross sectional shape of the observation light flux 7 for the microscope. And the rugged state of the surface of the object 3 is detected based on the modulation states of the illuminating light flux 1 and the observation light flux 5 and the brightness/darkness of the observed image 11. Besides, the 1st and 2nd modulating means 5 and 9 are constituted of the liquid crystal elements. In the case of detecting the rugged part of the object 3 and the shape of the object 3, the modulation states of the 1st and 2nd modulating means 5 and 9 are instantaneously and easily changed by driving the liquid crystal elements constituting the 1st and 2nd modulating means 5 and 9 by a driving means.

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、照明光束もしくは
観察光束の断面強度分布を適宜変調して被検物を観察す
るための顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microscope for observing an object by appropriately modulating a cross-sectional intensity distribution of an illumination light beam or an observation light beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、照明光束あるいは観察光束の断面
強度分布を変調する変調手段を備えた顕微鏡としては、
例えば、照明光束を顕微鏡の光軸上に導入して被検物表
面を照明する照明手段と、前記照明光束の断面形状を変
調する第1の変調手段と、顕微鏡における観察光束の断
面形状を変調する第2の変調手段とを備え、前記照明光
束および観察光束の変調状態ならびに観察される像の明
暗に基づいて被検物表面の凹凸状態を検出するための顕
微鏡が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a microscope provided with a modulation means for modulating a cross-sectional intensity distribution of an illumination light beam or an observation light beam,
For example, an illuminating means for introducing an illuminating light beam onto the optical axis of the microscope to illuminate the surface of the test object, a first modulating means for modulating the cross-sectional shape of the illuminating light beam, and a modulating the cross-sectional shape of the observation light beam in the microscope There is known a microscope which includes a second modulating means for detecting the unevenness of the surface of a test object based on the modulation state of the illumination light beam and the observation light beam and the brightness of an observed image.

【0003】また、顕微鏡の焦点面上に所定のパターン
を結像させて投影する投影手段を有し、被検物上に投影
される前記パターンを観察することにより被検物を焦点
位置に位置決めすることができる顕微鏡が知られてい
る。
[0003] Further, there is provided projection means for forming a predetermined pattern on the focal plane of the microscope and projecting the pattern, and positioning the test object at the focal position by observing the pattern projected on the test object. Microscopes that can do this are known.

【0004】また、照明光束を顕微鏡の光軸上に導入し
て被検物表面を照明する照明手段と、前記照明光束の断
面形状および顕微鏡における観察光束の断面形状を変調
する変調手段とを備え、この変調手段により被検物上の
照明位置および観察光束を1点に制限することにより被
検物上の1点を観察し、この観察を被検物上の複数点に
ついて行うことにより被検物上の像を得ることができる
コンフォーカル式の顕微鏡が知られている(米国特許第
3013467号明細書)。
Further, there are provided illumination means for introducing the illumination light beam onto the optical axis of the microscope to illuminate the surface of the test object, and modulation means for modulating the cross-sectional shape of the illumination light beam and the cross-sectional shape of the observation light beam in the microscope. By restricting the illumination position and the observation light beam on the object to one point by the modulation means, one point on the object is observed, and the observation is performed on a plurality of points on the object. A confocal microscope capable of obtaining an image on an object is known (US Pat. No. 3,013,467).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の顕微鏡においては、変調手段もしくは投影手段
は、照明光束や観察光束を変調するためのパターンもし
くは被検物への投影パターンを固定的に有するマスクを
有し、このマスクあるいは被検物を機械的手段によって
移動、回転等することにより照明光束の変調や投影パタ
ーンの変更などを行っているため、変調態様や投影パタ
ーンの変更、除去などに長時間を要するとともに、操作
上も不便であるという問題がある。
However, in these conventional microscopes, the modulating means or the projecting means is a mask having a pattern for modulating an illumination light beam or an observation light beam or a projection pattern on a test object fixedly. Since the mask or the test object is moved or rotated by mechanical means to modulate the illumination light beam or change the projection pattern, it is useful for changing or removing the modulation mode or the projection pattern. There is a problem that it takes time and is inconvenient in operation.

【0006】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、照明光束や観察光束の変調態様、あるいは
投影パターンを容易かつ迅速に変更できるようにした顕
微鏡を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a microscope capable of easily and quickly changing a modulation mode of an illumination light beam or an observation light beam, or a projection pattern in view of the problems of the prior art.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、照明光束あるいは観察光束の断面強度分布
を変調する変調手段を備えた顕微鏡において、変調手段
を液晶素子により構成したことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a microscope provided with a modulation means for modulating a sectional intensity distribution of an illumination light beam or an observation light beam, wherein the modulation means is constituted by a liquid crystal element. And

【0008】ここで、液晶素子は、その画素単位で光の
透過状態、遮断状態、あるいはそれらの中間調の状態を
示すことにより、所定のパターンを形成し、そのパター
ンにより液晶素子に入射する照明光束あるいは観察光束
の断面強度分布を変調し、変調された光束を送り出す。
変調された照明光束あるいは観察光束は、後述するよう
な、顕微鏡による種々の態様での観察に利用される。そ
の際、液晶素子の駆動により、光束の変調態様が瞬時に
かつ容易に変更され、また、液晶素子を全体的に透過状
態とすることによる通常の、すなわち変調を行わない観
察状態との切替も瞬時かつ容易に行われる。
Here, the liquid crystal element forms a predetermined pattern by indicating a light transmitting state, a light blocking state, or a halftone state thereof on a pixel-by-pixel basis, and the pattern is used to illuminate the liquid crystal element. The cross-sectional intensity distribution of the light beam or the observation light beam is modulated, and the modulated light beam is sent out.
The modulated illumination light beam or observation light beam is used for observation in various modes by a microscope as described later. At this time, the modulation mode of the light beam is instantaneously and easily changed by driving the liquid crystal element, and switching to the normal, ie, non-modulated, observation state by making the liquid crystal element entirely transparent is also possible. Instant and easy.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の好ましい第1の実施形態
においては、照明光束を顕微鏡の光軸上に導入して被検
物を照明する照明手段と、前記照明光束の断面強度分布
を変調する第1の変調手段と、顕微鏡における観察光束
の断面強度分布を変調する第2の変調手段とを備え、前
記照明光束および観察光束の変調状態ならびに観察され
る像の明暗に基づいて被検物の表面凹凸状態もしくは内
部の屈折率変動状態を検出するための顕微鏡において、
前記第1および第2の変調手段は液晶素子により構成さ
れていることを特徴とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a first preferred embodiment of the present invention, an illuminating means for illuminating a test object by introducing an illuminating light beam onto an optical axis of a microscope, and modulating a cross-sectional intensity distribution of the illuminating light beam. And a second modulating means for modulating the cross-sectional intensity distribution of the observation light beam in the microscope, and a test object based on the modulation state of the illumination light beam and the observation light beam and the brightness of the observed image. In the microscope for detecting the surface unevenness state or the internal refractive index fluctuation state,
The first and second modulating means are constituted by liquid crystal elements.

【0010】前記照明手段は、顕微鏡の対物レンズと結
像レンズとの間において前記照明光束を被検物方向へ反
射して顕微鏡の光軸上に導入するハーフミラーを有し、
前記第1の変調手段は顕微鏡の光軸上への導入前の前記
照明光束を変調するものであり、前記第2の変調手段は
前記ハーフミラーと結像レンズとの間において前記観察
光束を変調するものである。
The illuminating means has a half mirror for reflecting the illuminating light beam in the direction of the test object between the objective lens and the imaging lens of the microscope and introducing the illuminating light beam onto the optical axis of the microscope.
The first modulating means modulates the illumination light beam before being introduced onto the optical axis of the microscope, and the second modulating means modulates the observation light beam between the half mirror and the imaging lens. Is what you do.

【0011】また、第2の実施形態では、顕微鏡の焦点
面上に所定のパターンを結像させて投影する投影手段を
有し、被検物上に投影される前記パターンを観察するこ
とにより被検物を焦点位置に位置決めすることができる
顕微鏡において、前記パターンは液晶素子により構成さ
れることを特徴とする。
In the second embodiment, there is provided projection means for forming a predetermined pattern on the focal plane of the microscope and projecting the pattern, and observing the pattern projected on the test object by observing the pattern. In a microscope capable of positioning an inspection object at a focal position, the pattern is constituted by a liquid crystal element.

【0012】この場合、より具体的な例は、さらに照明
光束を顕微鏡の光軸上に導入して被検物表面を照明する
照明手段を有し、前記照明手段は、顕微鏡の対物レンズ
と結像レンズとの間において前記照明光束を被検物方向
へ反射して顕微鏡の光軸上に導入するハーフミラーを有
し、前記投影手段は前記照明光束の断面強度分布を変調
して、前記焦点面上に前記パターンを結像させるもので
ある。
In this case, a more specific example further includes illumination means for illuminating the surface of the test object by introducing an illumination light beam onto the optical axis of the microscope, and the illumination means is connected to an objective lens of the microscope. A half mirror for reflecting the illumination light beam toward the test object between the image lens and introducing the illumination light beam onto the optical axis of the microscope; The image of the pattern is formed on a surface.

【0013】また、第3の実施形態に係るコンフォーカ
ル式の顕微鏡では、照明光束を顕微鏡の光軸上に導入し
て被検物を照明する照明手段と、前記照明光束の断面形
状を変調する第1の変調手段と、顕微鏡における観察光
束の断面形状を変調する第2の変調手段とを備え、前記
第1および第2の変調手段は液晶素子により構成されて
おり、前記第1変調手段により被検物上の照明位置を1
点もしくは相互に影響し合わない複数点に制限するとと
もにこれに対応させて前記第2変調手段により観察光束
を1点もしくは複数点に制限することにより被検物上の
1点もしくは複数点を観察し、この観察を被検物上の多
数点について行うことにより被検物上の像が得られるこ
とを特徴とする。
In the confocal microscope according to the third embodiment, an illuminating means for introducing an illuminating light beam onto the optical axis of the microscope to illuminate an object, and modulating a cross-sectional shape of the illuminating light beam. A first modulating means; and a second modulating means for modulating a cross-sectional shape of an observation light beam in a microscope, wherein the first and second modulating means are constituted by a liquid crystal element. Set the illumination position on the test object to 1
Observing one or more points on the test object by restricting the observation light beam to one or more points by the second modulating means in accordance with the restriction to points or a plurality of points that do not affect each other. An image on the test object is obtained by performing this observation on a large number of points on the test object.

【0014】この場合、より具体的な例は、前記照明手
段は、顕微鏡の対物レンズと結像レンズとの間において
前記照明光束を被検物方向ヘ反射して顕微鏡の光軸上に
導入するハーフミラーを有し、前記第1の変調手段は顕
微鏡の光軸上への導入前の前記照明光束を変調するもの
であり、前記第2の変調手段は前記ハーフミラーと結像
レンズとの間において前記観察光束を変調するものであ
る。
In this case, as a more specific example, the illuminating means reflects the illuminating light beam toward the test object between the objective lens and the imaging lens of the microscope and introduces the illuminating light beam onto the optical axis of the microscope. A half mirror, wherein the first modulating means modulates the illumination light beam before being introduced onto the optical axis of the microscope, and wherein the second modulating means is provided between the half mirror and the imaging lens. Is used to modulate the observation light beam.

【0015】あるいは、前記照明手段は、前記第2の変
調手段からみて被検物とは反対側の位置において前記照
明光束を顕微鏡の光軸上に導入するものであり、前記第
2の変調手段は、前記第1の変調手段を兼ねるようにし
てもよい。
Alternatively, the illuminating means introduces the illuminating light beam onto the optical axis of a microscope at a position opposite to the object as viewed from the second modulating means. May also serve as the first modulation means.

【0016】また、いずれの形態においても、前記液晶
素子を駆動し、それにより、前記液晶素子が形成するパ
ターンを適宜変更する駆動手段を有する。この駆動手段
によって液晶素子を駆動することにより、照明光束の変
調態様や投影パターンを、容易かつ迅速に変更すること
ができる。以下、実施例を通じてさらに本発明の実施形
態について説明する。
Further, in any of the embodiments, there is provided driving means for driving the liquid crystal element and thereby appropriately changing a pattern formed by the liquid crystal element. By driving the liquid crystal element by this driving means, the modulation mode and projection pattern of the illumination light beam can be easily and quickly changed. Hereinafter, embodiments of the present invention will be further described through examples.

【0017】[0017]

【実施例】図1は、本発明の第1の実施例に係る顕微鏡
を模式的に示す図である。同図に示すように、この顕微
鏡は、照明光束1を顕微鏡の光軸上に導入して被検物3
表面を照明する照明手段と、照明光束1の断面形状を変
調する第1の変調手段5と、顕微鏡における観察光束7
の断面形状を変調する第2の変調手段9とを備え、照明
光束1および観察光束5の変調状態ならびに観察される
像11の明暗に基づいて被検物3表面の凹凸状態を検出
する。第1および第2の変調手段5および9は液晶素子
により構成されている。
FIG. 1 is a view schematically showing a microscope according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, this microscope introduces an illumination light beam 1 onto the optical axis of the microscope and
Illuminating means for illuminating the surface, first modulating means 5 for modulating the cross-sectional shape of the illuminating light beam 1, and observation light beam 7 in the microscope
And a second modulating means 9 for modulating the cross-sectional shape of the object 3, and detects an uneven state of the surface of the test object 3 based on the modulation state of the illumination light beam 1 and the observation light beam 5 and the brightness of the observed image 11. The first and second modulation means 5 and 9 are constituted by liquid crystal elements.

【0018】照明手段は、顕微鏡の対物レンズ13と接
眼レンズ15との間において照明光束1を被検物3方向
へ反射して顕微鏡の光軸上に導入するハーフミラー17
を有し、第1の変調手段5は顕微鏡の光軸上への導入前
の照明光束1を変調するものであり、第2の変調手段9
はハーフミラー17と接眼レンズ15との間において観
察光束7を変調するものである。
The illuminating means is a half mirror 17 for reflecting the illumination light beam 1 in the direction of the test object 3 between the objective lens 13 and the eyepiece 15 of the microscope and introducing the same onto the optical axis of the microscope.
The first modulation means 5 modulates the illumination light beam 1 before being introduced onto the optical axis of the microscope, and the second modulation means 9
Is for modulating the observation light beam 7 between the half mirror 17 and the eyepiece 15.

【0019】第1変調手段5および第2変調手段9は、
ここではいずれも図2に示すように、それぞれ照明光束
1および観察光束7の断面形状を、(a)〜(d)の4
種類に変調することができる。
The first modulating means 5 and the second modulating means 9
Here, as shown in FIG. 2, the cross-sectional shapes of the illumination light beam 1 and the observation light beam 7 are respectively set to 4 (a) to (d).
Can be modulated to type.

【0020】この構成において、例えば図1に示すよう
に、第1変調手段5が、照明光束1の上半分のみを透過
させるように設定され、かつ第2変調手段9が、観察光
束7の右半分のみを透過させるように設定されていると
する。すると、顕微鏡には、照明光束1のうちの上半分
のみがハーフミラー17で反射されて顕微鏡に導入され
る。導入された照明光束は、顕微鏡の光軸より右側を通
って対物レンズ13により被検物3面上に集光され、反
射される。被検物3面が図1に示すように平坦であれ
ば、反射光は、顕微鏡の光軸よりほぼ左側を通って第2
変調手段9によりほぼ遮断され、したがって、像11は
一定の明るさを呈する。しかし、図3に示すように、被
検物3面上に凸状の部分19が存在する場合において、
照明光束が凸状部分19の右側を照明するときは、反射
光は顕微鏡の光軸より右側を多く通るため、像11は明
るくなる。また照明光束が凸状部分19の左側を照明す
るときは、反射光は大部分が完全に第2変調手段9によ
って遮断され、像11は暗くなる。つまり、被検物3を
右方(矢印21方向)へ移動させると、顕微鏡の視野が
凸状部分19を通過するとき、像11は、図4に示すよ
うな明暗の変化を呈する。これにより、凸状部分19の
存在を認識することができる。
In this configuration, for example, as shown in FIG. 1, the first modulating means 5 is set so as to transmit only the upper half of the illuminating light beam 1, and the second modulating means 9 is set to the right of the observation light beam 7. It is assumed that only half is set to be transmitted. Then, only the upper half of the illumination light beam 1 is reflected by the half mirror 17 and introduced into the microscope. The introduced illumination light beam passes through the right side of the optical axis of the microscope and is condensed on the surface of the test object 3 by the objective lens 13 and is reflected. If the surface of the test object 3 is flat as shown in FIG. 1, the reflected light passes through substantially the left side of the optical axis of the microscope, and
The light is substantially blocked by the modulating means 9 and the image 11 therefore exhibits a constant brightness. However, as shown in FIG. 3, when a convex portion 19 exists on the surface of the test object 3,
When the illumination light beam illuminates the right side of the convex portion 19, the reflected light passes more to the right than the optical axis of the microscope, and the image 11 becomes bright. When the illumination light beam illuminates the left side of the convex portion 19, most of the reflected light is completely blocked by the second modulating means 9, and the image 11 becomes dark. That is, when the test object 3 is moved rightward (in the direction of the arrow 21), when the visual field of the microscope passes through the convex portion 19, the image 11 changes in brightness as shown in FIG. Thereby, the existence of the convex portion 19 can be recognized.

【0021】また、同様の原理により、図3で示される
ように、顕微鏡の光軸が凸状部分19の頂点付近にある
場合において、第1変調手段5および第2変調手段9の
変調態様を、図2で示される変調態様に従って、種々変
更し、組み合わせることによって、凸状部分19の形状
を読みとることができる。また、同様にして、被検物3
面上の凹状部分の存在を検出し、またその形状を読み取
ることができる。
According to the same principle, as shown in FIG. 3, when the optical axis of the microscope is near the apex of the convex portion 19, the modulation modes of the first modulation means 5 and the second modulation means 9 are changed. The shape of the convex portion 19 can be read by making various changes and combinations according to the modulation mode shown in FIG. In the same manner, the test object 3
The presence of a concave portion on the surface can be detected and its shape can be read.

【0022】このような凹凸部分の検出や形状検出に際
しては、第1および第2変調手段5、9を構成する液晶
素子を、その駆動手段により駆動することにより、第1
および第2変調手段5、7の変調態様を瞬時にかつ容易
に変更することができる。
In detecting such irregularities and shapes, the liquid crystal elements constituting the first and second modulating means 5 and 9 are driven by the driving means to thereby obtain the first modulating means.
And the modulation mode of the second modulation means 5, 7 can be changed instantaneously and easily.

【0023】図5は、本発明の第2の実施例に係る顕微
鏡を模式的に示す図である。この顕微鏡は、顕微鏡の焦
点面上に所定のパターンを結像させて投影する投影手段
を有し、図5に示すように、被検物3上に投影される前
記パターンの像を観察することにより被検物3を焦点位
置に位置決めすることができる。前記パターンは液晶素
子23により構成されている。図5中の25は顕微鏡に
よる観察像を撮像する撮像手段である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a microscope according to a second embodiment of the present invention. This microscope has a projection unit that forms and projects a predetermined pattern on the focal plane of the microscope, and observes the image of the pattern projected on the test object 3 as shown in FIG. Thus, the test object 3 can be positioned at the focal position. The pattern is constituted by the liquid crystal element 23. Reference numeral 25 in FIG. 5 denotes an imaging unit that captures an image observed by a microscope.

【0024】この顕微鏡はまた、照明光束1を顕微鏡の
光軸上に導入して被検物3表面を照明する照明手段を有
し、この照明手段は、補助集光レンズ27、および顕微
鏡の対物レンズ13と結像レンズ15との間において補
助集光レンズ27からの照明光束1を被検物3方向へ反
射して顕微鏡の光軸上に導入するハーフミラー17を有
し、前記投影手段は照明光束1の断面形状を変調し、補
助集光レンズ27を介して顕微鏡の焦点面上に液晶素子
23が形成するパターンを結像させるものである。つま
り、このパターンは、被検物3を照明するための照明光
によって照明され、照明手段の一部を介して被検物3面
上に投影される。
This microscope also has illumination means for introducing the illumination light beam 1 onto the optical axis of the microscope to illuminate the surface of the test object 3. This illumination means comprises an auxiliary condenser lens 27 and an objective of the microscope. A half mirror 17 is provided between the lens 13 and the imaging lens 15 to reflect the illumination light beam 1 from the auxiliary condenser lens 27 in the direction of the test object 3 and to introduce the same on the optical axis of the microscope. It modulates the cross-sectional shape of the illumination light flux 1 and forms an image of the pattern formed by the liquid crystal element 23 on the focal plane of the microscope via the auxiliary condenser lens 27. That is, this pattern is illuminated by the illumination light for illuminating the test object 3 and is projected on the surface of the test object 3 via a part of the illumination unit.

【0025】この構成において、被検物3面を顕微鏡の
焦点面に合わせるには、液晶素子23の駆動手段により
液晶素子23を駆動して所定のパターンを形成し、この
パターンを被検物3面上に投影する。そして、投影され
たパターン像を顕微鏡を介して、撮像手段25により観
察し、パターン像のコントラストが最大となるように被
検物3面の上下方向位置を調整する。また、被検物3面
が顕微鏡の光軸に対して傾斜している場合は、顕微鏡の
視野内の所望の位置においてコントラストが最大となる
ように被検物3の上下方向位置を調整する。これによ
り、被検物3面が前記所望の位置において顕微鏡の焦点
面を横切るように被検物3を位置させることができる。
In this configuration, in order to align the surface of the test object 3 with the focal plane of the microscope, a predetermined pattern is formed by driving the liquid crystal device 23 by the driving means of the liquid crystal device 23 and this pattern is formed. Project on a surface. Then, the projected pattern image is observed by the imaging means 25 via the microscope, and the vertical position of the surface of the test object 3 is adjusted so that the contrast of the pattern image is maximized. When the surface of the test object 3 is inclined with respect to the optical axis of the microscope, the vertical position of the test object 3 is adjusted so that the contrast is maximized at a desired position in the visual field of the microscope. Thereby, the subject 3 can be positioned so that the surface of the subject 3 crosses the focal plane of the microscope at the desired position.

【0026】このようにして被検物3の上下方向位置を
合わせた後は、液晶素子23を全面透過状態として、液
晶素子23によるパターン形成を解除することにより、
被検物3の表面あるいは内部の観察を、パターン像に妨
げられることなく行うことができる。
After the position of the test object 3 in the vertical direction has been adjusted in this manner, the liquid crystal element 23 is made to be in the entire transmission state, and the pattern formation by the liquid crystal element 23 is released.
The observation of the surface or the inside of the test object 3 can be performed without being obstructed by the pattern image.

【0027】なお、投影するパターンとして、格子状の
ものやランダムパターンなどから、必要に応じて適宜選
択する必要があるが、このような選択は、液晶素子23
の駆動手段により容易に行うことができる。
It is necessary to appropriately select a pattern to be projected from a grid-like pattern or a random pattern as needed.
Can be easily performed by the driving means.

【0028】図6は、本発明の第3の実施例に係る顕微
鏡を模式的に示す図である。同図に示すように、この顕
微鏡は、照明光束1を顕微鏡の光軸上に導入して被検物
3表面を照明する照明手段と、照明光束1の断面形状を
変調する第1の変調手段29と、顕微鏡における観察光
束7の断面形状を変調する第2の変調手段31とを備
え、第1変調手段29により被検物3上の照明位置を複
数点に制限するとともにこれに対応させて第2変調手段
31により観察光束7を複数点に制限することにより被
検物3上の複数点を観察し、この観察を被検物3上の多
数点について行うことにより被検物3上の像を得ること
ができるコンフォーカル式の顕微鏡である。第1および
第2の変調手段29、31は液晶素子により構成されて
いる。第2変調手段31は、顕微鏡の結像位置に配置さ
れている。同時に観察される複数点は、相互にハレーシ
ョンの影響が及ばないように、相互に十分な間隔を有す
るように、選定される。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a microscope according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the microscope includes an illumination unit that introduces an illumination light beam 1 onto the optical axis of the microscope to illuminate the surface of the test object 3, and a first modulation unit that modulates a cross-sectional shape of the illumination light beam 1. 29, and a second modulating means 31 for modulating the cross-sectional shape of the observation light beam 7 in the microscope. The first modulating means 29 restricts the illumination position on the test object 3 to a plurality of points and corresponds to this. A plurality of points on the test object 3 are observed by restricting the observation light beam 7 to a plurality of points by the second modulating means 31, and the observation is performed on a large number of points on the test object 3 so that the observation light beam 7 on the test object 3 is observed. It is a confocal microscope that can obtain an image. The first and second modulation means 29 and 31 are constituted by liquid crystal elements. The second modulating means 31 is arranged at an image forming position of the microscope. The plurality of points observed at the same time are selected so as to have a sufficient distance from each other so that the effects of halation do not affect each other.

【0029】前記照明手段は、補助集光レンズ27、お
よび顕微鏡の対物レンズ13と接眼レンズ15との間に
おいて補助集光レンズ27からの照明光束1を被検物3
方向ヘ反射して顕微鏡の光軸上に導入するハーフミラー
17を有し、第1変調手段29は顕微鏡の光軸上への導
入前の照明光束1を変調するものであり、第2変調手段
31はハーフミラー17と接眼レンズ15との間におい
て観察光束7を変調するものである。33は第2変調手
段で複数点に制限された観察像を拡大する拡大レンズ、
25は拡大レンズ33で拡大された観察像を撮像する撮
像手段である。
The illuminating means illuminates the illumination light beam 1 from the auxiliary condenser lens 27 and the auxiliary condenser lens 27 between the objective lens 13 and the eyepiece 15 of the microscope with the object 3.
A first mirror 29 for modulating the illumination light beam 1 before being introduced onto the optical axis of the microscope, and a second modulating means 29; 31 modulates the observation light flux 7 between the half mirror 17 and the eyepiece 15. 33 is a magnifying lens for enlarging an observation image limited to a plurality of points by a second modulation means,
Reference numeral 25 denotes an imaging unit that captures an observation image enlarged by the magnifying lens 33.

【0030】この構成において、第1変調手段29によ
り、ある複数点Aのみを通過するように変調された照明
光束1は、レンズ27、ハーフミラー17および対物レ
ンズ13を経て被検物3上の複数点を照明するが、その
各点の像が、対物レンズ13および接眼レンズ15によ
り第2変調手段31上の複数点Bに結像する。このと
き、ちょうどその各点Bのみにおいて観察光束7が通過
するように変調手段31は観察光束7を変調しており、
その各点の像が拡大レンズ33を介して拡大されて撮像
素子25により撮像される。このようにして、被検物3
上の複数点の像が得られるが、これを被検物3上の所定
の観察領域全面の各点について行うことにより、高倍率
でハレーションのない観察領域の映像が得られる。その
際、第1および第2変調手段29、31によって決定さ
れる照明光束および観察光束の通過点A、Bを順次対応
させて変更するが、それは、第1および第2変調手段を
構成する各液晶素子の駆動手段により容易かつ迅速に行
うことができる。
In this configuration, the illumination light beam 1 modulated by the first modulating means 29 so as to pass through only a plurality of points A passes through the lens 27, the half mirror 17, and the objective lens 13 and is on the test object 3. A plurality of points are illuminated, and an image of each point is formed on the plurality of points B on the second modulating means 31 by the objective lens 13 and the eyepiece 15. At this time, the modulating means 31 modulates the observation light beam 7 so that the observation light beam 7 passes only at each point B.
The image at each point is magnified via the magnifying lens 33 and is imaged by the image sensor 25. Thus, the test object 3
Although an image of a plurality of points above is obtained, by performing this for each point of the entire predetermined observation region on the test object 3, an image of the observation region without halation at a high magnification can be obtained. At this time, the passing points A and B of the illumination light beam and the observation light beam determined by the first and second modulating means 29 and 31 are sequentially changed so as to correspond to each other. This can be easily and quickly performed by the driving means of the liquid crystal element.

【0031】また、各液晶素子を全体的に透過状態とす
ることにより、通常の態様による観察状態での使用との
切替も瞬時かつ容易に行うことができる。なお、このよ
うな被検物3の観察は、被検物3の表面に限らず、被検
物3の内部についても行うことができる。
Further, by setting each liquid crystal element as a whole in a transmissive state, it is possible to instantaneously and easily switch to use in an observation state in a normal mode. Note that such observation of the test object 3 can be performed not only on the surface of the test object 3 but also inside the test object 3.

【0032】また、従来のコンフォーカル顕微鏡と同様
の位置から照明光を導入することも可能であり、その場
合は、照明光束1は、図7に示すように、第2変調手段
31からみて被検物3とは反対側の位置において顕微鏡
の光軸上に導入される。この場合は、第2変調手段31
のみを用いて照明光束1および観察光束7の変調を行
う。つまり、第2変調手段31は第1変調手段29を兼
ねている。
It is also possible to introduce illumination light from the same position as that of a conventional confocal microscope. In this case, the illumination light beam 1 is covered by the second modulation means 31 as shown in FIG. It is introduced on the optical axis of the microscope at a position opposite to the specimen 3. In this case, the second modulating means 31
The modulation of the illumination light beam 1 and the observation light beam 7 is performed using only the light beam. That is, the second modulation unit 31 also functions as the first modulation unit 29.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、顕
微鏡で用いられる、各種変調素子を液晶素子によって構
成するようにしたため、変調素子の変調態様を容易かつ
迅速に変更することができる。また、照明光束や観察光
束の変調を行わない通常の観察態様による使用との切替
も、迅速かつ容易に行うことができる。
As described above, according to the present invention, since the various modulation elements used in the microscope are constituted by liquid crystal elements, the modulation mode of the modulation elements can be changed easily and quickly. Further, switching to use in a normal observation mode in which the illumination light beam or the observation light beam is not modulated can be performed quickly and easily.

【0034】さらに、コンフォーカル顕微鏡において、
照明光束の変調と観察光束の変調を別個の第1および第
2の変調手段によって行う場合は、第1の変調手段と第
2の変調手段をいずれも液晶素子で構成しているため、
第1の変調手段で制限される照明位置と、第2の変調手
段で制限される観察光束とを容易に対応させながら、被
検物上の多数の観察点を観察することができる。つま
り、照明光束の変調と観察光束の変調を別個に容易に行
うことができるため、照明光束の導入位置の自由度が向
上する。
Further, in a confocal microscope,
When the modulation of the illumination light beam and the modulation of the observation light beam are performed by separate first and second modulation means, both the first modulation means and the second modulation means are constituted by liquid crystal elements.
A number of observation points on the test object can be observed while easily making the illumination position restricted by the first modulation means correspond to the observation light beam restricted by the second modulation means. That is, the modulation of the illumination light beam and the modulation of the observation light beam can be easily and separately performed, so that the degree of freedom of the introduction position of the illumination light beam is improved.

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

【図1】 本発明の第1の実施例に係る顕微鏡を模式的
に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a microscope according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の顕微鏡において変調される照明光束お
よび観察光束の4種類の断面形状を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing four types of cross-sectional shapes of an illumination light beam and an observation light beam modulated in the microscope of FIG.

【図3】 図1の顕微鏡により凸状部分を検出する様子
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing how a convex portion is detected by the microscope of FIG. 1;

【図4】 図1の顕微鏡により凸状部分を検出するとき
の像の明暗変化の様子を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a change in brightness of an image when a convex portion is detected by the microscope of FIG. 1;

【図5】 本発明の第2の実施例に係る顕微鏡を模式的
に示す図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a microscope according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第3の実施例に係る顕微鏡を模式的
に示す図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a microscope according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 図6の顕微鏡において、照明光束の導入位置
を変えた変形例を模式的に示す図である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a modified example of the microscope shown in FIG. 6 in which an introduction position of an illumination light beam is changed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:照明光束、3:被検物、5:変調手段、7:観察光
束、9:第2の変調手段、11:像、13:対物レン
ズ、15:接眼レンズ、17:ハーフミラー、19:凸
状部分、23:液晶素子、25:撮像手段、27:補助
集光レンズ、29:第1の変調手段、31:第2の変調
手段、33:拡大レンズ。
1: illumination light flux, 3: subject, 5: modulation means, 7: observation light flux, 9: second modulation means, 11: image, 13: objective lens, 15: eyepiece, 17: half mirror, 19: Convex portion, 23: liquid crystal element, 25: imaging means, 27: auxiliary condensing lens, 29: first modulation means, 31: second modulation means, 33: magnifying lens.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 照明光束あるいは観察光束の断面強度分
布を変調する変調手段を備えた顕微鏡において、変調手
段を液晶素子により構成したことを特徴とする顕微鏡。
1. A microscope provided with a modulation means for modulating a cross-sectional intensity distribution of an illumination light beam or an observation light beam, wherein the modulation means is constituted by a liquid crystal element.
【請求項2】 照明光束を顕微鏡の光軸上に導入して被
検物を照明する照明手段と、前記照明光束の断面強度分
布を変調する第1の変調手段と、顕微鏡における観察光
束の断面強度分布を変調する第2の変調手段とを備え、
前記照明光束および観察光束の変調状態ならびに観察さ
れる像の明暗に基づいて被検物の表面の凹凸状態あるい
は内部の屈折率変化状態を検出するための顕微鏡におい
て、前記第1および第2の変調手段は液晶素子により構
成されていることを特徴とする顕微鏡。
2. Illumination means for introducing an illumination light beam onto an optical axis of a microscope to illuminate an object, first modulation means for modulating a cross-sectional intensity distribution of the illumination light beam, and a cross section of an observation light beam in the microscope. Second modulation means for modulating the intensity distribution,
In a microscope for detecting an uneven state on the surface of a test object or a refractive index change state inside based on the modulation state of the illumination light beam and the observation light beam and the contrast of an observed image, the first and second modulations are performed. A microscope characterized in that the means is constituted by a liquid crystal element.
【請求項3】 前記照明手段は、顕微鏡の対物レンズと
結像レンズとの間において前記照明光束を被検物方向へ
反射して顕微鏡の光軸上に導入するハーフミラーを有
し、前記第1の変調手段は顕微鏡の光軸上への導入前の
前記照明光束を変調するものであり、前記第2の変調手
段は前記ハーフミラーと結像レンズとの間において前記
観察光束を変調するものであることを特徴とする請求項
2に記載の顕微鏡。
3. The illuminating means includes a half mirror for reflecting the illuminating light beam between the objective lens and the imaging lens of the microscope in the direction of the test object and introducing the illuminating light beam onto the optical axis of the microscope. The first modulating means modulates the illumination light beam before being introduced onto the optical axis of the microscope, and the second modulating means modulates the observation light beam between the half mirror and the imaging lens. The microscope according to claim 2, wherein
【請求項4】 顕微鏡の焦点面上に所定のパターンを結
像させて投影する投影手段を有し、被検物上に投影され
る前記パターンを観察することにより被検物を焦点位置
に位置決めすることができる顕微鏡において、前記パタ
ーンは液晶素子により構成されていることを特微とする
顕微鏡。
4. A projection means for forming a predetermined pattern on a focal plane of a microscope and projecting the pattern, and positioning the test object at a focal position by observing the pattern projected on the test object. A microscope according to claim 1, wherein said pattern is constituted by a liquid crystal element.
【請求項5】 照明光束を顕微鏡の光軸上に導入して被
検物表面を照明する照明手段を有し、前記照明手段は、
顕微鏡の対物レンズと結像レンズとの間において前記照
明光束を被検物方向へ反射して顕微鏡の光軸上に導入す
るハーフミラーを有し、前記投影手段は前記照明光束の
断面強度分布を変調して、前記焦点面上に前記パターン
を結像させるものであることを特徴とする請求項4に記
載の顕微鏡。
5. An illumination device for illuminating a surface of a test object by introducing an illumination light beam onto an optical axis of a microscope, wherein the illumination device includes:
A half mirror that reflects the illumination light beam toward the object between the objective lens and the imaging lens of the microscope and introduces the illumination light beam onto the optical axis of the microscope, wherein the projection unit adjusts a cross-sectional intensity distribution of the illumination light beam. The microscope according to claim 4, wherein the microscope is configured to modulate the light so as to form an image of the pattern on the focal plane.
【請求項6】 照明光束を顕微鏡の光軸上に導入して被
検物を照明する照明手段と、前記照明光束の断面形状を
変調する第1の変調手段と、顕微鏡における観察光束の
断面形状を変調する第2の変調手段とを備え、前記第1
および第2の変調手段は液晶素子により構成されてお
り、前記第1変調手段により被検物上の照明位置を1点
もしくは複数点に制限するとともにこれに対応させて前
記第2変調手段により観察光束を1点もしくは複数点に
制限することにより被検物上の1点もしくは複数点を観
察し、この観察を被検物上の多数点について行うことに
より被検物上の像が得られることを特徴とするコンフォ
ーカル式の顕微鏡。
6. An illumination means for introducing an illumination light beam onto the optical axis of a microscope to illuminate an object, a first modulation means for modulating a cross-sectional shape of the illumination light beam, and a cross-sectional shape of an observation light beam in the microscope. And second modulation means for modulating
And the second modulating means is constituted by a liquid crystal element. The first modulating means limits the illumination position on the test object to one point or a plurality of points, and observes the light by the second modulating means in accordance with the position. Observe one or more points on the test object by restricting the light flux to one or more points, and obtain an image on the test object by performing this observation on multiple points on the test object A confocal microscope.
【請求項7】 前記照明手段は、顕微鏡の対物レンズと
結像レンズとの間において前記照明光束を被検物方向へ
反射して顕微鏡の光軸上に導入するハーフミラーを有
し、前記第1の変調手段は顕微鏡の光軸上への導入前の
前記照明光束を変調するものであり、前記第2の変調手
段は前記ハーフミラーと結像レンズとの間において前記
観察光束を変調するものであることを特徴とする請求項
6に記載の顕微鏡。
7. The illuminating means includes a half mirror for reflecting the illuminating light beam between the objective lens and the imaging lens of the microscope in the direction of the test object and introducing the illuminating light beam onto the optical axis of the microscope. The first modulating means modulates the illumination light beam before being introduced onto the optical axis of the microscope, and the second modulating means modulates the observation light beam between the half mirror and the imaging lens. The microscope according to claim 6, wherein
【請求項8】 前記照明手段は、前記第2の変調手段か
らみて被検物とは反対側の位置において前記照明光束を
顕微鏡の光軸上に導入するものであり、前記第2の変調
手段は、前記第1の変調手段を兼ねていることを特徴と
する請求項6に記載の顕微鏡。
8. The illuminating means for introducing the illuminating light beam onto the optical axis of a microscope at a position opposite to the object when viewed from the second modulating means, wherein the second modulating means The microscope according to claim 6, wherein the microscope also functions as the first modulation unit.
【請求項9】 前記液晶素子を駆動し、それにより前記
液晶素子が形成するパターンを適宜変更する駆動手段を
有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に
記載の顕微鏡。
9. The microscope according to claim 1, further comprising a driving unit that drives the liquid crystal element and thereby appropriately changes a pattern formed by the liquid crystal element.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000284182A (en) * 1999-03-11 2000-10-13 Corning Inc Focusing filament for automatic focusing system
JP2008152011A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Lasertec Corp Confocal microscope and method for picking up confocal image
WO2020250875A1 (en) * 2019-06-10 2020-12-17 オリンパス株式会社 Observation device

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