JPS61236286A

JPS61236286A - カラ−撮像装置

Info

Publication number: JPS61236286A
Application number: JP60076611A
Authority: JP
Inventors: Daikichi Awamura; 粟村　大吉
Original assignee: LES-THE- TEC KK; Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: LES-THE- TEC KK; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1985-04-12
Filing date: 1985-04-12
Publication date: 1986-10-21
Also published as: JPH0547038B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はカラー撮像装置に関するものである。

（従来の技術）従来、試料の光学的画像情報を電気信号に変換する撮像
装置として、受光素子を２次元的に配列して各受光素子
からの信号を順次読出して画像信号を形成する固体撮像
素子を利用した撮像装置が実用化されている。この２次
元固体撮像素子を用いた撮像装置では、試料を一杯に照
射して試料の像を撮像素子上に投影しており、簡単な構
成で、画像信号を得ることができる利点があり、種々の
用途に用いられるようになっている。

更に、別の撮像装置として、微小スポット状に収束した
光ビームを２次元的に偏向して試料面を走査し、試料か
らの反射光又は透過光をフォトマル等の受光素子で検出
して試料の光学情報を画像信号として形成する光学式走
査型撮像装置が実用化されている。この光学式走査型撮
像装置では微小スポット状の光ビームで試料を走査する
構成としているから、迷光の発生を防止でき高解像度の
画像信号を得ることができると共に像の明るさやコント
ラストを電気的に調整でき、巾広い用途を具えている。

一方、上述した従来の撮像装置はモノクロ型撮像装置で
あり、試料の色彩に関する情報を検出できない不都合が
あった。このため、試料の色彩に関する情報も検出でき
る簡単な構成のカラー撮像装置の開発が強く要請されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点）上述した構成の撮像装置は簡単な構成で撮像できる利点
を有しているが、カラー撮像装置に利用するには種々の
問題点がある。例えば光学式走査型撮像装置では３原色
の光ビームを試料上に一致させて走査するのが難しく水
平方向及び垂直方向の光ビーム間のずれ、すなわち色ず
れを生じ易すい欠点がある。このため垂直方向にずれが
生ずるとレジストレーションエラーが発生してしまい、
水平方向に走査速度のムラが生ずると３原色の画像に歪
みが発生してしまい試料の色彩情報を正確に再現できな
い不都合が生じていた。更に、試料面を光ビームで高速
走査するため受光素子として感度の高いフォトマルを用
いなければならず、装置が大型化且つ高価になる欠点が
あった。一方、二次元固体撮像素子を利用した撮像装置
では、二次元固体撮像素子の分解能が低いため高解像度
の画像信号が得にり＜、例えば欠陥検査装置のような用
途に対しては解像度が不足する欠点がある。

また、二次元固体撮像素子は感度が低いため強力な光源
が必要となり、同様に装置が大型化する欠点があった。

本発明の目的は上述した欠点を解消し、３原色の光ビー
ムを試料上に一致させて走査することができると共に各
光ビームの走査速度が変動しても画像に歪みが発生せず
高解像度の画像が得られ、しかも小型且つ安価なカラー
撮像装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明によるカラー撮像装置は、異なる色成分の複数の
光ビームを放射する複数の光源と、これら光源から発し
た複数の光ビームを主走査方向に偏向させる第１の偏向
手段と、複数の光ビームを前記第１の偏向手段による走
査方向と直交する方向に共通に偏向する共通の第２の偏
向手段と、第１及び第２の偏向手段によって偏向された
光ビームを微小スポット状に収束させて試料に投射する
対物レンズと、試料からの反射光又は透過光を各色成分
毎に色分解する色分解光学系と、複数の素子が前記主走
査方向に１次元的に配列され、各色成分毎に分解された
光束を受光してそれぞれ同期して光電出力信号を出力す
る複数のリニアイメージセンサとを具えることを特徴と
するものである。

（作　用）本発明では、３原色の各光ビームを第１の偏向手段によ
り試料のＸ方向にそれぞれ高速振動させると共に、各光
ビームに共通の第２の偏向手段に入射させてＸ方向と直
交するＹ方向に偏向して３原色光ビームを１本の光ビー
ムに合成する。この合成した光ビームを対物レンズを介
して微小スポット状に収束して試料に投射し、試料をＸ
及びＹ方向に走査する。そして、試料からの反射光又は
透過光を色分解光学系により各色成分に分解して各色成
分毎に配置したエリアイメージセンサに入射させる。各
リニアイメージセンサは、複数の素子が主走査方向であ
るＸ方向と対応する方向に１次元的に配列された構成と
し、各イメージセンサはそれぞれ同期して各素子に蓄積
した電荷量を順次読出して光電出力信号を出力する。こ
のように構成することにより、水平方向及び垂直方向に
画像歪みや色ずれのない鮮明で高解像度のカラー画像信
号を得ることができる。

（実施例）第１図は本発明によるカラー撮像装置の一実施例の構成
を示す線図である。赤、緑及び青の３原色の光ビームを
放射するため、赤色光源１、緑色光源２及び青色光源３
をそれぞれ配置する。本例では赤色光源１として６３３
ｎｎ＋の波長光を放射するＨｅ　−Ｎｅレーザを用い、
緑色光源２として４８８ｎｍの波長光を放射するＡｒレ
ーザを、青色光源３として４４２ｎｍの波長光を放射す
るＨｅ　−Ｃｄレーザを用いる。

各光源１〜３から発する光ビームは全て直線偏光してい
るものとする。赤色光源１から発した光ビームは、エキ
スパンダ４により拡大平行光束とされ、直角プリズム５
で反射して第１の偏光素子である第１の音響光素子６に
入射する。この第１の音響光素子６は赤色光ビームを主
走査方面に高速振動させるものであり、赤色光ビームは
高速振動して試料面をＸ方向（紙面に垂直方向）に走査
周波数ｆ１で走査する。音響光素子６で偏向された光ビ
ームはリレーレンズ７及び８を経てビームスプリッタと
して作用する第１の偏光プリズム９及びＡ波長板１０を
それぞれ透過して第１のダイクロイックプリズム１１に
入射する。この第１のダイクロイックプリズム１１は緑
色光だけを反射し、他の波長域の光を透過する。この第
１のダイクロイックプリズム１１を透過した赤色光ビー
ムは、青色光だけを反射する第２のダイクロイックプリ
ズム１２を透過して第２の偏向素子である振動ミラー１
３に入射する。この振動ミラー１３は、赤色光ビーム、
緑色光ビーム及び青色光ビームについて共用するものと
し、各光ビームを試料のＸ方向と直交するＹ方向（紙面
方向）に偏向する。振動ミラー１３で反射された赤色光
ビームは、リレーレンズ１４及び１５を経て対物レンズ
１６で微小スポット状に収束されて試料１７に入射する
。この結果、試料１７は、微小スポット状に赤色光ビー
ムによりＸ及びＹ方向に所定の走査周波数で走査される
ことになる。本例では試料１７からの反射光を検出して
試料の光学情報を得るものとする。試料１７からの反射
光は再び対物レンズ１６で集光され、リレーレンズ１５
及び１４を経て再び振動ミラー１３に入射し、この振動
ミラー１３で反射してから第２及び第１のダイクロイッ
クプリズム１２及び１１を透過し、更にＡ波長板１０を
透過して第１の偏光プリズム９に入射する。偏光プリズ
ム９に入射した光束は、Ａ波長板１０を２回透過してい
るのでその偏光面が９０°回転しており、偏光面９ａで
反射されて第１の凹レンズ１８を経て第１のリニアイメ
ージセンサ１９に微小スポット状に収束された状態で入
射する。このリニアイメージセンサ１９はリレーレンズ
１４と凹レンズ１８とになる結像位置に配置され、試料
１７からの反射光を主走査方向の１ライン毎に受光する
ように各素子を試料のＸ方向（紙面に垂直方向）と対応
する方向に１次元的に配列され、試料１７からの反射光
を各素子により受光して光電変換を行ない、読出し周波
数ｆ２で各素子に蓄積した電荷を読出す。リニアイメー
ジセンサは電荷蓄積効果を有しているから、試料１７の
画素とリニアイメージセンサ１９を構成する各受光素子
とは常に１対１の対応関係となり、音響光学素子６によ
る主走査方向の走査速度にムラが生じても受光量が若干
変化するに過ぎず、フォトマルで光電変換を行なう従来
の盪像装置とは異なり画像歪みが生ずることはない。

次に緑色光の走査について説明する。緑色光源２から発
生した光ビームは、エキスパンダ２０及び直角プリズム
２１を経て、第２の音響光学素子２２により第１の音響
光学素子６と同一の周波数ｆ１で試料１７のＸ方向に高
速振動し、試料１７をＸ方向に走査周波数ｆ１で高速走
査する。第２の音響光学素子２２で偏向された緑色光ビ
ームは、リレーレンズ２３及び２４を経て第２の偏光プ
リズム２５を透過し、直角プリズム２６で反射し、Ａ波
長板２７を透過して第１のダイクロイックプリズム１１
に入射する。この第１のダイクロイックプリズム１１は
緑色光だけを反射するから、入射した緑色光ビームは反
射されて共通の光路に進入し、第２のダイクロイックプ
リズム１２を透過して振動ミラー１３に入射する。そし
て、この振動ミラー１３により赤色光ビームと同様にＹ
方向に偏向され、リレーレンズ１４及び１５を経て対物
レンズ１６により微小スポット状に収束されて試料１７
に入射する。この結果、試料１７の赤色光ビームによっ
て走査された部分が緑色光ビームにより同時に走査され
ることになる。試料１７からの反射光は、再び対物レン
ズ１６で集光されリレーレンズ１５及び１４を経て振動
ミラー１３で反射され、更に第２のダイクロイックプリ
ズム１２を透過して第１のダイクロイックプリズム１１
で反射する。その後再びＡ波長板２７を透過して偏光面
が９０’変化し、直角プリズム２６で反射し、更に第２
の偏光プリズム２５の偏光面２５ａで反射し、第２の凹
レンズ２８を経てハーフミラ−２９に入射する。そして
、その透過光は微小スポット状に収束されて第２のリニ
アイメージセンサ３０に入射し、その反射光は合焦検出
装置３１に入射して対物レンズ１６の焦点検出用に供さ
れる。第２のリニアイメージセンサ３０は、第１のりニ
アイメージセンサ１９と同様にリレーレンズ１４と第２
の凹レンズ２８との結像位置に配置され、試料１７から
の反射光を主走査方向の１ライン毎に受光するように各
素子を試料１７のＸ方向（紙面に垂直な方向）と対応す
る方向に１次元的に配列し、試料Ｉ７からの反射光を各
受光素子で受光して光電変換を行ない、読出し周波数ｆ
２で各素子に蓄積された電荷を読出すものとする。

次に青色光の走査について説明する。青色光源３から発
した青色光ビームは、エキスパンダ３２及び直角プリズ
ム３３を経て第３の音響光学素子３４により主走査方向
に走査周波数でｆ、で高速振動し、リレーレンズ３５及
び３６を経て第３の偏光プリズム３７を透過し、直角プ
リズム３８で反射し、更にＡ波長板３９を透過し、第２
のダイクロイックプリズム１２で反射して共通の光路的
進入して共通の振動ミラー１３に入射し、この振動ミラ
ー１３により赤色及び緑色光ビームと同様にＹ方向に偏
向される。更に、リレーレンズ１４及び１５を経て対物
レンズ１６により微小スポット状に収束され試料１７に
入射する。

この結果、赤色、緑色及び青色の光ビームが合成されて
１本の走査光ビームが形成され、この走査光ビームによ
り試料１７がＸ及びＹ方向に走査されることになる。試
料１７からの青色反射光は、再び対物レンズ１６によっ
て集光され、リレーレンズ１５及び結像レンズ１４を経
て振動ミラー１３に入射する。

そして、この振動ミラー１３で反射し、第２のグイクロ
イソタブリズムエ２で反射して共通の光路からはずれ、
Ａ波長板３９を透過して偏向面が９０°変化し、直角プ
リズム３８及び偏光プリズム３７で反射し、第３の凹レ
ンズ４０を経て微小スポット状に収束した状態で青色の
反射光を受光する第３のリニアイメージセンサ４１に入
射する。この第３のリニアイメージセンサ４１もリレー
レンズ１４と第３の凹レンズ４０とによる結像位置に配
置され、第１及び第２のリニアイメージセンサ１９及び
３０と同様に試料１７からの青色反射光を主走査方向の
１ライン毎に受光するように各素子を試料１７のＸ方向
と対応する方向に１次元的に配列され、各素子に蓄積さ
れた電荷を読出し周波数ｆ２で読出すように構成する。

このように各色成分の光ビームに対して振動ミラー１３
を共用する構成とするので、垂直方向における光ビーム
のずれはなくなり、レジストレーションエラーの発生を
有効に防止できる。　第２図は駆動回路の一例の構成を
示す回路図である。垂直及び水平同期信号Ｖ及びＨを形
成する同期回路４２をクロック発生回路４３に接続して
水平同期信号Ｈを供給する。クロック発生回路４１では
、供給されて（ろ水平同期信号Ｈに基いて第１．第２及
び第３のリニアイメージセンサ１９．３０及び４１の各
素子に蓄積された電荷を読出すためにクロックパルスを
形成し、この読出し用のクロックパルスを第１゜第２及
び第３のリニアイメージセンサ１９．３０及び４１にそ
れぞれ供給する。また、同期回路４２には、第１．第２
及び第３の音響光学素子６，２２及び３４の駆動を制御
する音響光学素子駆動回路４４を接続して水平同期信号
Ｈを供給し、また振動ミラー１３の駆動を制御する振動
ミラー駆動回路４５を接続して垂直同期信号Ｖを供給し
、更にプロセッサ回路を４６を接続して垂直同期信号Ｖ
及び水平同期信号Ｈを供給する。第１．第２及び第３の
リニアイメージセンサ１９．３０及び４１では、試料１
７からの反射光量に応じた電荷量が各素子に蓄積される
ので、これら電荷量を読出し用クロックパルスに基いて
それぞれ同期して読出し、各リニアイメージセンサ１９
、３０及び４１に接続した増巾器４７．４８及び４９を
介してそれぞれ増巾し、プロセッサ回路４６から供給さ
れる垂直同期信号■及び水平同期信号Ｈを印加して各カ
ラー画像信号を形成する。そして、各カラー画像信号を
カラーモニタ５０に供給して記録したり、ＶＴＲ５１に
記録する。このように構成すれば、３つのリニアイメー
ジセンサ１９．３０及び４１から同期して電荷量を読出
しているから、画像歪みの発生を有効に防止できる。尚
、本例ではリニアイメージセンサ１９．２０及び４１の
読出し周波数ｆｔと音響光学素子６．２２及び３４の走
査周波数ｆ１とを一致させて主走査と同期して各エリア
イメージセンサの各素子に蓄積された電荷量を読出す構
成としたが、リニアイメージセンサは電荷蓄積能力を具
えているから、音響光学素子の走査周波数ｆ、と各リニ
アイメージセンサの読出し周波数ｆ２との間にずれが生
じても画像歪みや色ずれ等の不都合が生ずることがない
。

第３図はリニアイメージセンサ上に投影されるビームス
ポットとリニアイメージセンサを構成する各素子との関
係を示す平面図である。本発明では３個のリニアイメー
ジセンサ１９．３０及び４１を同一構成としているので
、赤色光を受光する第１のりニアイメージセンサ１９を
以って説明する。試料１７からの反射光はりニアイメー
ジセンサ１９上に微小スポット状に投影されるが、本例
では投影されるビームスポット６０の径を各素子１９ａ
〜１９ｎの受光面より若干大きいスポット径となるよう
に構成する。投影されたビームスポット５５は、素子１
９ａ〜１９ｎの配列方向であるＸ方向に順次偏向される
から、試料１７からの反射光は各素子１９ａ〜１９ｎに
より順次１次元的に受光され、試料１７からの反射光量
に応じた電荷が各素子に蓄積され、光電出力信号に変換
される。本例のように試料２０からの反射光をイメージ
センサ１９の各素子の受光面より大きいスポット径とし
て入射させる構成とすれば、イメージセンサ１９に対す
る入射光の位置誤差を生じた場合や外乱振動に対して安
定になる。特にズームで撮影する場合には光ビームのス
ポット径が変動し易いため、ズーム盪影機能を具える撮
像装置に有効である。

第４図は、リニアイメージセンサの読出し周波数と各素
子に蓄積される電荷量との関係を示すグラフである。上
述した実施例では音響光学素子６゜２２及び３４の走査
周波数ｆ、とりニアイメージセンサ１９、３０及び４１
の読出し周波数ｆ２とを１：１の関係としたが、リニア
イメージセンサは電荷蓄積能力を具えているから同期さ
せる必要はなく、音響光学素子による走査周波数ｆ、を
続出し周波数ｆ２より大きくなるように設定することが
できる。本例ではこの電荷蓄積効果を利用した例を示す
′。第４図Ａは、リニアイメージセンサの読出し周波数
ｆ２が光ビームの主走査方向の走査周波数ｒ、と等しい
場合、すなわち、光ビームで１回試料を走査する毎に素
子に蓄積された電荷量を読出す構成とした場合の蓄積電
荷量を示し、同図Ｂはｆ、・２ｒｔの場合、すなわち光
ビームで２回試料を走査してから素子に蓄積された電荷
量を読出す構成とした場合の蓄積電荷量を示し、同図Ｃ
はｆ、・３ｆｔの場合、すなわち光ビームで３回試料を
走査してから素子に蓄積されて電荷量を読出す構成とし
た場合の蓄積電荷量を示している。

このように、試料１７からの反射光を各イメージセンサ
１９．３０及び４１で複数回受光するように構成すれば
、光ビームによる主走査周波数ｆ＋とイメージセンサの
読出し周波数ｆ２とを等しく設定する場合に比べて光源
のノイズの影響が平均化されるため実質的に光電出力信
号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。勿論、この場
合、イメージセンサの読出し周波数ｆ２は常に一定とし
、所定のテレビジョンレートの信号を得ることができる
。

第４図ではイメージセンサの読出し周波数を変えるよう
にしたが、これを一定とし、音響光学素子による走査周
波数を変えるようにしても同様の効果が得られることは
勿論である。

次に解像度について説明する。第５図Ａは従来の光学式
走査型顕微鏡撮像装置による試料上の走査状態を模式的
に示す線図であり、第５図Ｂは本発明による顕微鏡撮像
装置による試料上の走査状態を模式的に示す線図である
。従来の光学式走査型顕微鏡装置では、出力の小さい光
源を用いる場合には走査速度を遅くして走査線密度を小
さく設定せざるを得ず、このため走査線間に存在する光
学情報が欠落する不都合が生じでいた。一方、光ビーム
の主走査方向の走査周波数ｆＩをイメージセンサ１９．
３０及び４１の読出し周波数ｆ’２のほぼ整数倍となる
ように設定すれば、主走査速度を増加し走査線密度を高
くしてもほぼ同等の大きさの光電出力信号を得ることが
できる。この結果、光電出力信号のＳ／Ｎ比が劣化した
り、光ビームの走査速度を遅くすることなく走査線密度
を等価的に高く設定でき、より正確に試料の光学情報を
再現することができる。特に、従来の光学式走査型顕微
鏡によりホトマスクやレチクルパターンのパターン欠陥
検査を行なう場合には、微小な欠陥が走査線間に存在し
てしまい欠陥を見逃すことが応々にしてあったので、走
査線密度を等価的に高く設定できることは、パターン欠
陥検査装置にきわめて有効である。

次に色収差の防止について説明する。

カラー撮像装置では３原色の光ビームを光学素子を介し
て試料に照射するため光学素子による色収差を補正する
必要がある。本例では各リニアイメージセンサ１９．３
０及び４１の前方に光軸方向に移動可能に配置した第１
〜第３の凹レンズ１８．２８及び４０の光軸方向の各位
置を調整すると共に各リニアイメージセンサの光軸方向
の位置を調整して色収差を除去する。まず、３原色のう
ち中間の波長域にある緑色光を基準にして光学系を収差
のない状態に設定する。この場合第２の凹レンズ２８の
位置を変化させて調整すると調整が容易になる。この状
態において試料１７からの反射光が第１及び第３のりニ
アイメージセンサ１９及び３７上に所定のビームスポッ
ト径で結像するように第１及び第３の凹レンズ１８及び
３６を適切に光軸方向に移動させてると共にリニアイメ
ージセンサ１９及び４１の光軸方向の位置を調整して赤
色及び青色について色収差を除去する。

本例のように凹レンズを用いて色収差を除去すれば、各
リニアイメージセンサに入射する光束の振れ角を大きく
できる利点がある。尚、凹レンズの代りに変換レンズ系
を用いて色収差を除去することもできる。

次に合焦検出装置３１の構成について説明する。

本例では３原色のうち中間の波長域にある緑色反射光に
基いて合焦検出を行なう。緑色反射光の光路内に配置し
たハーフミラ−２９により緑色反射光の一部を分岐して
凸レンズ６０に入射させる。この凸レンズ６０は、試料
１７から発した反射光を第１〜第３のリニアイメージセ
ンサ１９．２８及び３７と共役の位置に結像させるもの
であり、凸レンズ６０を射出した光束はスリット板６１
を通過してハーフミラ−６２に入射する。そして、その
透過光は第１の光検出器６３に入射し、その反射光は第
２の光検出器６４に入射する。そして、第１の光検出器
６３を凸レンズ６０の結像点の前側に配置し、第２の光
検出器６４を結像点の後側に配置する。このように構成
すれば、各光検出器６３及び６４に入射する光束は非合
焦状態に応じて光量分布がそれぞれ変動するから、第１
及び第２の光検出器６３及び６４の受光面積を入射ビー
ム径よりも小さくなるよう規制して第１の光検出器６３
と第２の光検出器６４の光電出力値を比較すれば容易に
合焦検出することができる。このようにリニアイメージ
センサに入射する観察光の一部を分岐して合焦検出装置
に入射させ、直接観察光を用いて焦点検出する構成とし
ているから、より正確す焦点検出を行なうことができる
。

第６図は合焦検出装置の制御回路の一例の構成を示す回
路図である。第１及び第２の光検出器６３及び６４を作
動増幅器６５に接続し、第１光検出器６３と第２光検出
器６４との受光量の差を検出してフォーカシングエラー
信号を作る。そして、このフォーカシングエラー信号を
スイッチ６６を経てサーボループ内の対物レンズ駆動回
路（図示せず）に供給し、対物レンズ１６をａ又はｂ方
向に偏移させて自動的に対物レンズ１６を合焦位置に偏
移させる。

また、本例では対物レンズ１６が合焦位置から大きくず
れて対物レンズの駆動制御ができなくなる不都合を回避
するための制御回路も設ける。すなわち、第１及び第２
の光検出器６３及び６４を加算器６７に接続し、光検出
器の充電出力の和信号を作り比較器６８の反転出力端子
に入力させ、基準電圧Ｖと比較し、この出力をスイッチ
６６の制御端子に供給する。対物レンズ１６が合焦位置
から大きくずれると、各光検出器に入射する光量が著し
く低下するから、基準となる閾値と対応する基準電圧■
を比較器６８に入力させこの閾値より和信号が小さい場
合には比較器６８の出力によりスイッチ６６をオフする
。そして、スイッチ６６の共通端子６６ａがボリューム
６９と接続するように切り換える。このボリューム６９
は、電源（図示せず）に接続され、対物レンズ１６が基
準設定位置に位置するように駆動出力をサーボループに
供給する。そして・観察すべき試料に応じて適切な位置
にボリュームを設定する。

このように構成すれば、観察すべき試料を交換した場合
や、反射光像と透過光像を切り換える場合でも、誤動作
することなく対物レンズを駆動制御できる。

本発明は上述した実施例だけに限定されるものではなく
幾多の変更や変形が可能である。例えば上述した実施例
では、赤、緑及び青の３本の光ビームを試料に投射する
構成としたが、赤と青のように２色の光ビームを投射す
る構成としてもよい。

また、上述した実施例では試料からの反射光を用いて撮
像する構成としたが、試料からの透過光を利用して撮像
する構成とすることもできる。

また、偏向手段による走査周波数ｆ、とリニアイメージ
センサの読出し周波数ｆ２とは必ずしも整数倍の関係を
持たせる必要はなく、例えば走査周波数ｆ、のりニアイ
メージセンサの読出し周波数に対する倍率が大きい場合
には整数倍とならなくても画像上不都合を生ずることは
ない。

更に、光ビームを偏向する手段としては例えばポリゴン
ミラー等の任意の偏向手段を用いることができる。

更に、上述した実施例では３原色光ビーム毎に音響光学
素子を配置した構成としたが、各原色光ビームを単一音
響光学素子に入射させて高速振動させることもできる。

この場合音響光学素子への最適入射角は、光の波長によ
り相異しているので各光ビームを同一平面内で入射角を
変えて単一の音響光学素子に入射させてＸ方向に偏向さ
せる。

また、３原色光ビームを異なる平面に沿って単一の音響
光学素子に入射させることもできる。このように、単一
の音響光学素子を用いる場合には、音響光学素子から異
なる方向に出射する光ビームを共通の振動ミラーに入射
させるための光学系が必要になるが、音響光学素子は高
価であるから装置全体としての価格を安価にできる利点
を達成できる。

（発明の効果）以上説明した本発明による効果を要約すると次の通りで
ある。

（１）副走査を行なう振動ミラーを各光ビームに対して
共通に用いているから、垂直方向の色ずれ、すなわちレ
ジストレーションエラーの発生を防止することができる
。

（２）光電変換素子として電荷蓄積効果を有するリニア
イメージセンサを用い、各リニアイメージセンサをそれ
ぞれ同期して読出す構成としているから、光ビームの走
査速度が変動しても画像歪みや色ずれ等の発生を完全に
防止できる。

（３）各色成分の光ビームの走査周波数をリニアイメー
ジセンサの読出し周波数のほぼ整数倍となるように設定
すれば、光源のノイズの影響が平均化されるため実質的
にＳ／Ｎ比の高いカラー画像信号を得ることができる。

しかも、光ビームの走査速度を遅くすることなく等価的
に走査線密度を高くすることができ、試料の光学情報の
欠落を回避できる。特にリニアイメージセンサは１００
０画素以上のものを得ることができるので、高解像度の
カラー画像信号を形成することができる。

（４）合焦検出装置をリニアイメージセンサと試料との
間に配置し、リニアイメージセンサに入射する観察光の
一部を分岐して直接岐察光を用いて焦点検出する構成と
しているから、一層正確な焦点状態で試料を撮像するこ
とができる。

（５）色分解光学とリニアイメージセンサとの間に倍率
を変えるためのレンズ系を光軸方向に移動可能に配置し
、このレンズ系の位置を調整して容易に色収差を除去す
ることができる。

（６）光源としてレーザ光源を用いれば、試料表面の凹
凸により位相差が生じ、干渉作用による明暗により試料
表面の凹凸を鮮明に映出することができる。

（７）生体試料を観察する場合、レーザ光は生体中に含
まれる微量の螢光成分を励起でき、一方リニアイメージ
センサは螢光領域にも感度を有しているので、螢光フィ
ルタを用いることなく生体像を正確に再現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるカラー撮像装置の一例の構成を示
す線図、第２図は駆動回路の一例の構成を示す回路図、第３図は
リニアイメージセンサ上に投影されるビームスポットと
素子との関係を示す平面図、第４図Ａ−Ｃはリニアイメ
ージセンサの読出し周波数と蓄積電荷量との関係を示す
グラフ、第５図Ａ及びＢは試料上の走査線の状態を示す
線図、第６図は本発明による合焦検出装置の一例の回路構成を
示す回路図である。１・・・赤色光源　　　　２・・・緑色光源３・・・青
色光源　　　　４，２０．３２・・・エキスパンダ５．
２１，２６．３３．・３８・・・直角プリズム６．２２
．３４・・・音響光学素子７．８．１４．１５，２３，２４，３５．３６・・・リ
レーレンズ９．２５．３７・・・偏光プリズム１０．２７．３９・・・Ａ波長板１１、１２・・・ダイクロイックプリズム１３・・・振
動ミラー　　　１６・・・対物レンズ１７・・・試料　
　　　　　１Ｂ、２８．４０・・・凹レンズ１９．３０
．４１・・・リニアイメージセンナ２９、６２・・・ハ
ーフミラ− ３１・・・合焦検出装置４２・・・同期回路　　　　４３・・・クロック発生回
路４４・・・音響光学素子駆動回路４５・・・振動ミラー駆動回路４６・・・プロセッサ回路　４７．４８．４９・・・増
巾器５０・・・カラーモニタ　　５１・・・ＶＴＲ５５
・・・ビームスポット　６０・・・凸レンズ６１・・・
スリット板　　　６３．６４・・・光検出器６５・・・
作動増巾器　　　６６・・・スイッチ６７・・・加算器
　　　　　６８・・・比較器６９・・・ボリューム第３図ｆｑ（リニアイメージセンプノ第５図Ａ　　　　　　　　Ｂ第６図

Claims

【特許請求の範囲】１、異なる色成分の複数の光ビームを放射する複数の光
源と、これら光源から発した複数の光ビームを主走査方
向に偏向させる第１の偏向手段と、複数の光ビームを前
記第１の偏向手段による走査方向と直交する方向に共通
に偏向する共通の第２の偏向手段と、第１及び第２の偏
向手段によって偏向された光ビームを微小スポット状に
収束させて試料に投射する対物レンズと、試料からの反
射光又は透過光を各色成分毎に色分解する色分解光学系
と、複数の素子が前記主走査方向に１次元的に配列され
、各色成分毎に分解された光束を受光してそれぞれ同期
して光電出力信号を出力する複数のリニアイメージセン
サとを具えることを特徴とするカラー撮像装置。２、前記色分解光学系とリニアイメージセンサとの間に
光軸方向に移動可能にレンズ系を配置し、このレンズ系
の位置を調整して色収差を除去するように構成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー撮像装
置。