JPH1195116A - レーザ走査型顕微鏡 - Google Patents
レーザ走査型顕微鏡Info
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- JPH1195116A JPH1195116A JP25855597A JP25855597A JPH1195116A JP H1195116 A JPH1195116 A JP H1195116A JP 25855597 A JP25855597 A JP 25855597A JP 25855597 A JP25855597 A JP 25855597A JP H1195116 A JPH1195116 A JP H1195116A
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Abstract
響を受けずに、光量損失なく、試料の情報を正確に得
る。 【解決手段】光ビーム2を第1及び第2の光偏向器5、
8により偏向して試料17上を走査し、この試料17か
らの反射光を検出器15で検出して試料17の画像を得
る場合、光ビーム2の光路上にレーザ調光器40を配置
し、かつ第1及び第2の光偏向器5、8や光学系による
試料17上の走査位置に対応したレーザ強度調整情報を
調光データ記憶部41の調光データメモリ44に記憶
し、このレーザ強度調整情報に基づいてロータリーND
フィルタ等のレーザ調光器40で光ビーム2の透過光量
を調整する。
Description
鏡に関する。
図である。等価的に点光源と考えられるレーザ光源1か
ら出力される光ビーム2の光軸3上には、ビームスプリ
ッタ4が配置されている。
軸3上)には、二次元走査のうちX方向の第1の光偏向
器5、各瞳伝送レンズ6、7及び二次元走査のうちY方
向の第2の光偏向器8が配置され、さらに瞳投影レンズ
9、結像レンズ10、瞳11を介して対物レンズ12が
配置されている。このうち第1及び第2の光偏向器5、
8は、対物レンズ12の瞳11の位置と共役な位置に配
置されている。
は、集光レンズ13、ピンホール14を介して検出器1
5が配置されている。このような構成であれば、レーザ
光源1から出力された光ビーム2は、ビームスプリッタ
4を透過して第1の光偏向器5に入射する。
してX方向の偏向を行うものであるが、偏向を行わなけ
れば、光ビーム2は、光軸3に沿って進む。又、第1の
光偏向器5がX方向の偏向を行い光ビーム2を走査する
場合には、光ビーム2は、軸外主光線16に一致する方
向に進む。
行わないのいずれにしても、各瞳伝送レンズ6、7を通
って第2の光偏向器8に入射する。この第2の光偏向器
8は、入射する光ビーム2に対してY方向の偏向を行
う。
より二次元的に走査された光ビーム2は、瞳投影レンズ
9及び結像レンズ10により対物レンズ12の瞳11に
入射する。そして、これら光ビーム2は、対物レンズ1
2によって試料17上に回折によって制限される点状光
を生じる。
5、8による二次元的走査によって試料17面上を二次
元走査される。この点状光の二次元走査により試料17
から反射された光ビームは、対物レンズ12とその瞳1
1を通過し、さらに結像レンズ10を通って一旦結像す
る。なお、この結像面が、通常の光学顕微鏡で像を観察
する面である。さらに、光ビームは、瞳投影レンズ9を
通って第2の光偏向器8に戻る。
は、試料17に照射したときと全く同じ光路を逆方向に
通ってビームスプリッタ4に戻り、このビームスプリッ
タ4により検出ビーム18として取り出される。
び第2の光偏向器6、7を通過して戻ってきているの
で、軸外主光線16を走査しても動かない。この検出ビ
ーム18は、集光レンズ13によって点状に絞られ、こ
の点状に絞られた位置のピンホール14を通り、検出器
15に入射する。
アのない、通常の顕微鏡より高解像の画像が得られる。
なお、ピンホール14は、配置しなくても通常の画像が
得られる。
偏向器6、7に音響光学偏向素子(AOD)を用いる
と、このAODの特性として光ビームの回折効率が偏向
角によって変化するため、試料17に照射されるレーザ
強度が走査位置によって変化するという問題がある。
バノミラーを用いる場合、一般に反射による光量の損失
を考慮し、ミラーに高反射ミラーを用いることが多い。
この高反射ミラーにおいても、反射率が偏向角によって
変化するため、上記同様に試料17に照射されるレーザ
強度が走査位置によって変化するという問題がある。
又、光偏向器以外にもレンズ等の収差によりレーザ強度
が走査位置によって変化することは言うまでもない。
ば特開平7−139931号公報に記載されているもの
がある。図8はかかるレーザ走査型顕微鏡の構成図であ
る。
21は、光量調整器22に入射し、その後にレーザビー
ム偏光部23により結像面Lで二次走査されるように偏
向される。
タ24で2方向に分岐され、そのうちビームスプリッタ
24を透過した光ビームは、対物レンズ25の瞳26に
入射し、この対物レンズ25でスライドグラス27上に
載置された試料28に集光走査される。
ビームは、開口29を経て光検出器30に入射し、ここ
で光電変換される。この光検出器30の出力信号は、制
御部31に送られる。
る光量が光ビーム21の偏向走査中に一定になるように
光量調整器22の光ビームの透過率を調整する。ここ
で、開口29は、対物レンズ25の瞳26と等価な位
置、すなわち対物レンズ25の瞳26に入射する光ビー
ム21の瞳26の面上の強度分布が、開口29の面上の
郷土分布と絶対強度を除いて同じ形状になる位置に配置
されているので、試料28上を照射する光ビームのスポ
ットの強度も走査中一定となる。
では、試料28に照射される光ビーム21の強度は一定
に制御されるが、試料28で反射された光ビームは、レ
ーザビーム偏光部23に向けて戻り、その後に図示しな
いビームスプリッタにより分離され、検出器により検出
されて画像が得られるものとなる。
3の偏向特性の影響を受けるため、検出器で検出される
情報としは依然として、試料28の本来の情報とは異な
ってしまう。
岐するので、光量を損失してしまう上に、光量を検出す
るための検出器がさらに必要となるために顕微鏡が複雑
かつ高価となる。
向特性の影響を受けずに、光量損失なく、試料の情報を
正確に得られるレーザ走査型顕微鏡を提供することを目
的とする。
ザ光を光偏向光学系により偏向して試料上を走査し、こ
の試料からの反射光を検出して試料の画像を得るレーザ
走査型顕微鏡において、光偏向光学系による試料上の走
査位置に対応してレーザ強度調整情報を予め記憶する記
憶手段と、この記憶手段に記憶されているレーザ強度調
整情報に基づいてレーザ光の光量を調整するレーザ強度
調整手段とを備えたレーザ走査型顕微鏡である。
走査型顕微鏡において、レーザ強度調整手段は、レーザ
光をNDフィルターに透過させる、又はレーザ光を出力
するレーザ発振器の出力を制御する機能を有する。
系により偏向して試料上を走査し、この試料からの反射
光を検出器により検出して試料の画像を得るレーザ走査
型顕微鏡において、光偏向光学系による試料上の走査位
置に対応する検出器の検出信号調整情報を予め記憶する
記憶手段と、この記憶手段に記憶されている検出信号調
整情報に基づいて検出器から出力される画像信号を可変
増幅する可変増幅器とを備えたレーザ走査型顕微鏡であ
る。
照して説明する。なお、図7と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。図1はレーザ走査型
顕微鏡の構成図である。
光軸3上におけるビームスプリッタ4の手前側には、レ
ーザ調光器40が配置されている。このレーザ調光器4
0は、例えば図2(a) に示すようにロータリーNDフィ
ルタが用いられる。このロータリーNDフィルタは、回
転自在な円形に形成され、回転角度θに対応して光ビー
ムの透過率が変化するように形成されている。
(b) に示すようにリニア型NDフィルタが用いられる。
このリニア型NDフィルタは、長方形状に形成され、リ
ニアの移動距離Dに対応してレーザ光の透過率が変化す
るように形成されている。
び第2の光偏向器5、8による試料17への走査位置に
対応したレーザ強度調整情報が記憶されている。具体的
には、CPUから成る主制御部42に対して画像メモリ
43及び調光データメモリ44が接続された構成となっ
ている。
から出力された画像信号が画像データとして記憶される
ものとなっている。又、調光データメモリ44には、レ
ーザ強度調整情報が記憶される。このレーザ強度調整情
報は、第1及び第2の光偏向器5、8により光ビーム2
を偏向し、試料17上を走査し、検出器15まで戻って
くる光路で受ける影響を、試料17の走査位置に対応し
て取り除くためのデータである。
される理論値、又はミラー等の反射率の一様な試料を観
察し、そのときの画像信号から実験的に算出した値が採
用されている。
ー等の一様な反射率の試料を観察したときの画像信号か
ら算出する方法は次の通りである。試料17としてミラ
ー等の一様な反射率を持つものを用いる。
8によって図3(a) に示すように試料17上にXY方向
に走査し、このとき検出器15から出力される画像信号
を画像データとして画像メモリ43に記憶する。
走査の画像データは、上記の如く第1及び第2の光偏向
器5、8により偏向され、反射率の一様な試料17上を
走査し、検出器15まで戻ってくる光路で影響を受ける
ことにより、図3(b) に示すように輝度レベルが一定に
ならない値となってしまう。
輝度レベルの画像データを、本来の図3(c) に示す輝度
レベル一定の画像データに補正するために、図3(d) に
示す補正係数から成るレーザ強度調整情報を作成するも
のとなる。
っていれば、外部から調光データメモリ44に記憶して
もよい。走査制御部45は、X方向用の第1の光偏向器
5を駆動するとともにY方向用の第2の光偏向器8を駆
動制御し、かつ図4に示す調光制御フローチャートに従
い、第1及び第2の光偏向器5、8を駆動制御する走査
制御信号に同期して光ビーム2の試料17上の走査位置
と同一位置に対応するレーザ強度調整情報を調光データ
メモリ44から読み出し、このレーザ強度調整情報に従
ってレーザ調光器40の光ビーム2に対する透過光量を
調整するレーザ強度調整手段としての機能を有してい
る。
器40がロータリーNDフィルタであれば、光ビーム2
の試料17上の走査位置に対応したロータリーNDフィ
ルタの回転角度を予め記憶し、この回転角度の指令をロ
ータリーNDフィルタに発するものとなる。
リニア型NDフィルタであれば、光ビーム2の試料17
上の走査位置に対応したリニア型NDフィルタの移動位
置を予め記憶し、この移動位置の指令をリニア型NDフ
ィルタに発するものとなる。
ついて説明する。レーザ光源1から出力された光ビーム
2は、レーザ調光器40、ビームスプリッタ4を透過し
て第1の光偏向器5に入射する。
からの駆動信号を受けてX方向に偏向を行わなければ、
光ビーム2を光軸3に沿って進ませ、かつ走査制御部4
5からの駆動信号を受けてX方向に偏向を行えば、光ビ
ーム2を軸外主光線16に一致する方向に進ませる。
のいずれにしても、各瞳伝送レンズ6、7を通って第2
の光偏向器8に入射する。この第2の光偏向器8は、走
査制御部45からの駆動信号を受けて入射する光ビーム
2に対してY方向の偏向を行う。
より二次元的に走査された光ビーム2は、瞳投影レンズ
9及び結像レンズ10により対物レンズ12の瞳11に
入射し、対物レンズ12によって試料17上に回折によ
って制限される点状光を生じる。
5、8によって試料17面上を二次元走査される。この
点状光の二次元走査により試料17から反射された光ビ
ームは、対物レンズ12とその瞳11を通過し、さらに
結像レンズ10を通って一旦結像し、さらに瞳投影レン
ズ9を通って第2の光偏向器8に戻る。
は、試料17に照射したときと全く同じ光路を逆方向に
通ってビームスプリッタ4に戻り、このビームスプリッ
タ4により検出ビーム18として取り出される。
び第2の光偏向器6、7を通過して戻ってきているの
で、軸外主光線16を走査しても動かない。この検出ビ
ーム18は、集光レンズ13によって点状に絞られ、こ
の点状に絞られた位置のピンホール14を通り、検出器
15に入射する。
アのない、通常の顕微鏡より高解像の画像が得られる。
なお、ピンホール14は、配置しなくても通常の画像が
得られる。
査制御部45は、図4に示す調光制御フローチャートに
従い、ステップ#1において調光データメモリ44に記
憶されているレーザ強度調整情報を読み出す。
いてX方向用の第1の光偏向器5を駆動するとともにY
方向用の第2の光偏向器8の駆動制御を開始する。次に
走査制御部45は、ステップ#3において第1及び第2
の光偏向器5、8を駆動制御する走査制御信号に同期し
て光ビーム2の試料17上の走査位置と同一位置に対応
するレーザ強度調整情報を検索し、その検索したレーザ
強度調整情報に従ってレーザ調光器40の光ビーム2に
対する透過光量を調整する。
Dフィルタであれば、走査制御部45は、光ビーム2の
試料17上の走査位置に対応したロータリーNDフィル
タの回転角度の回転指令をロータリーNDフィルタに発
する。
の光偏向器5、8により光ビーム2を偏向し、試料17
上を走査し、検出器15まで戻ってくる光路で受ける影
響を往復とも取り除いたデータを得ることになる。
は、第1及び第2の光偏向器5、8や光学系による試料
17上の走査位置に対応してレーザ強度調整情報を調光
データメモリ44に予め記憶し、このレーザ強度調整情
報に基づいてロータリーNDフィルタ等のレーザ調光器
40で光ビーム2の透過光量を調整するようにしたの
で、第1及び第2の光偏向器5、8により偏向して試料
17上を走査し、検出器15まで戻ってくる往復での光
路で受ける影響を取り除くことができ、試料17の正確
な情報を得ることができる。さらに、図8に示すように
対物レンズに入射する光ビーム2を分割することがない
ので光ビーム2を損失することなく、光路上に新たにレ
ーザ調光器40を配置するだけの簡単な構成でかつ安価
にできる。 (2) 次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。
る。レーザ光源50としては、光ビーム2の出力を制御
自在であるもの、例えば電流制御により出力制御可能な
半導体レーザが用いられている。このレーザ光源50に
は、電流制御部51が備えられ、この電流制御部51に
よりレーザ出力が制御されるものとなっている。
光偏向器5、8を駆動制御し、かつレーザ強度調整情報
を調光データメモリ44から読み出し、第1及び第2の
光偏向器5、8を駆動制御する走査制御信号に同期して
光ビーム2の試料17上の走査位置と同一位置に対応す
るレーザ強度調整情報を検索し、この検索したレーザ強
度調整情報に従ってレーザ光源50の光ビーム2の出力
を制御する出力制御信号を電流制御部51に送出する機
能を有している。
ついて説明する。レーザ光源50から出力された光ビー
ム2は、上記同様に、ビームスプリッタ4を透過して第
1の光偏向器5に入射し、ここでX方向の偏向を受け、
各瞳伝送レンズ6、7を通って第2の光偏向器8に入射
してY方向の偏向を受ける。
2は、瞳投影レンズ9及び結像レンズ10により対物レ
ンズ12の瞳11に入射し、対物レンズ12によって試
料17上に回折によって制限される点状光を生じ、試料
17面上を二次元走査される。
試料17に照射したときと全く同じ光路を逆方向に通っ
てビームスプリッタ4に戻り、このビームスプリッタ4
により検出ビーム18として取り出される。この検出ビ
ーム18は、集光レンズ13からピンホール14を通
り、検出器15に入射する。
アのない、通常の顕微鏡より高解像の画像が得られる。
このように試料17の画像を得る場合、走査制御部52
は、第1及び第2の光偏向器5、8を駆動制御するとと
もに、かつレーザ強度調整情報を調光データメモリ44
から読み出す。
の光偏向器5、8を駆動制御する走査制御信号に同期し
て光ビーム2の試料17上の走査位置と同一位置に対応
するレーザ強度調整情報を検索し、この検索したレーザ
強度調整情報に従ってレーザ光源50の光ビーム2の出
力を制御する出力制御信号を電流制御部51に送出す
る。
電流制御により光ビーム2の出力すなわち光量が制御さ
れる。従って、検出器15は、上記同様に、第1及び第
2の光偏向器5、8により光ビーム2を偏向し、試料1
7上を走査し、検出器15まで戻ってくる光路で受ける
影響を往復とも取り除いたデータを得ることになる。
は、第1及び第2の光偏向器5、8や光学系による試料
17上の走査位置に対応してレーザ強度調整情報を調光
データメモリ44に予め記憶し、このレーザ強度調整情
報に基づいてレーザ光源50の出力を制御するようにし
たので、上記第1の実施の形態の効果と同様な効果を奏
することは言うまでもなく、さらに上記第1の実施の形
態のようにレーザ調光器40を配置することなく、構成
を簡易化できかつ安価にできる。 (3) 次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。
る。検出器15から出力される画像信号は、調光データ
記憶部41の画像メモリ43に送られるとともに、図示
しない切替器を介して可変増幅器60から画像処理部6
1に送られている。
光偏向器5、8を駆動制御し、かつ検出器の検出信号調
整情報を調光データメモリ44から読み出し、第1及び
第2の光偏向器5、8を駆動制御する走査制御信号に同
期して光ビーム2の試料17上の走査位置と同一位置に
対応する検出信号調整情報を検索し、この検出信号調整
情報に従って可変増幅器60に増幅率可変信号を送出す
る機能を有している。
増幅された検出器15からの画像信号を入力し、この画
像信号を画像処理してモニタテレビジョン63に映し出
す機能を有している。
ついて説明する。レーザ光源1から出力された光ビーム
2は、上記同様に、ビームスプリッタ4を透過して第1
の光偏向器5に入射し、ここでX方向の偏向を受け、各
瞳伝送レンズ6、7を通って第2の光偏向器8に入射し
てY方向の偏向を受ける。
2は、瞳投影レンズ9及び結像レンズ10により対物レ
ンズ12の瞳11に入射し、対物レンズ12によって試
料17上に回折によって制限される点状光を生じ、試料
17面上を二次元走査される。
試料17に照射したときと全く同じ光路を逆方向に通っ
てビームスプリッタ4に戻り、このビームスプリッタ4
により検出ビーム18として取り出される。この検出ビ
ーム18は、集光レンズ13からピンホール14を通
り、検出器15に入射する。
し、その画像信号を出力する。この画像信号は、可変増
幅器61に送られる。一方、走査制御部62は、第1及
び第2の光偏向器5、8を駆動制御したときの検出信号
調整情報を調光データメモリ44から読み出す。
2の光偏向器5、8を駆動制御する走査制御信号に同期
して光ビーム2の試料17上の走査位置と同一位置に対
応する検出信号調整情報を検索し、この検索して検出信
号調整情報に従って可変増幅器60に増幅率可変信号を
送出する。
ら出力された画像信号を可変増幅して画像処理部61に
送る。この画像処理部61は、可変増幅器60で可変増
幅された検出器15からの画像信号を入力し、この画像
信号を画像処理してモニタテレビジョン63に映し出
す。
は、第1及び第2の光偏向器5、8や光学系による試料
17上の走査位置に対応して検出信号調整情報を調光デ
ータメモリ44に予め記憶し、この検出信号調整情報に
基づいて可変増幅器61の増幅率を可変し、検出器15
から出力される画像信号を可変増幅するようにしたの
で、上記第1の実施の形態の効果と同様な効果を奏する
ことは言うまでもなく、さらに光ビーム2の光路上に新
たに何も配置する必要がなく、構成を簡易化できかつ安
価にできる。
形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよい。
例えば、上記第1の実施の形態におけるレーザ調光器4
0の配置位置は、レーザ光源1のレーザ出射口の直前に
限らず、光ビーム2が出力されて第1及び第2の光偏向
器5、8などを通って試料17に照射され、この試料1
7から反射して再び同一光路上を逆方向に伝送して光検
出器15に到達する光路上であればどこでもよく、特に
実際に配置するのであれば、レーザ光源1から第1の光
偏向器5までの光路上、及びビームスプリッタ4から検
出器15までの光路上であれば、どこでもよい。
リーNDフィルタを用いたり、又はレーザ光源50の出
力を制御して光ビーム2の光量を制御するのに限らず、
例えば偏光板をレーザ光源1からの光ビーム2の光路上
に配置し、その偏光作用により光ビーム2の光量を制御
するようにしてもよい。
3によれば、光偏向器や光学系の各偏向特性の影響を受
けずに、光量損失なく、試料の情報を正確に得られるレ
ーザ走査型顕微鏡を提供できる。
施の形態を示す構成図。
施の形態を示す構成図。
施の形態を示す構成図。
Claims (3)
- 【請求項1】 レーザ光を光偏向光学系により偏向して
試料上を走査し、この試料からの反射光を検出して前記
試料の画像を得るレーザ走査型顕微鏡において、 前記光偏向光学系による前記試料上の走査位置に対応し
てレーザ強度調整情報を予め記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶されている前記レーザ強度調整情報
に基づいて前記レーザ光の光量を調整するレーザ強度調
整手段と、を具備したことを特徴とするレーザ走査型顕
微鏡。 - 【請求項2】 前記レーザ強度調整手段は、前記レーザ
光をNDフィルターに透過させる、又は前記レーザ光を
出力するレーザ発振器の出力を制御する機能を有するこ
とを特徴とする請求項1記載のレーザ走査型顕微鏡。 - 【請求項3】 レーザ光を光偏向光学系により偏向して
試料上を走査し、この試料からの反射光を検出器により
検出して前記試料の画像を得るレーザ走査型顕微鏡にお
いて、 前記光偏向光学系による前記試料上の走査位置に対応す
る検出器の検出信号調整情報を予め記憶する記憶手段
と、 この記憶手段に記憶されている前記検出信号調整情報に
基づいて前記検出器から出力される画像信号を可変増幅
する可変増幅器と、を具備したことを特徴とするレーザ
走査型顕微鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25855597A JPH1195116A (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | レーザ走査型顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25855597A JPH1195116A (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | レーザ走査型顕微鏡 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1195116A true JPH1195116A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17321864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25855597A Pending JPH1195116A (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | レーザ走査型顕微鏡 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1195116A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005215261A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Olympus Corp | 顕微鏡装置 |
JP2007047466A (ja) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Olympus Corp | レーザ装置、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡 |
-
1997
- 1997-09-24 JP JP25855597A patent/JPH1195116A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005215261A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Olympus Corp | 顕微鏡装置 |
JP4667750B2 (ja) * | 2004-01-29 | 2011-04-13 | オリンパス株式会社 | 顕微鏡装置 |
JP2007047466A (ja) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Olympus Corp | レーザ装置、レーザ変調方法およびレーザ顕微鏡 |
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