專利名稱：適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件和分段像觀察裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于利用光來觀察測定試樣的微結(jié)構(gòu)或三維形狀的分段像觀察裝置的圖案形成部件和使用該部件的分段(sectioning)像觀察裝置。
背景技術(shù)：
以前，作為分段像觀察裝置，已知的是使用被稱為尼普科夫(Nipkow)旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)盤的共焦點顯微鏡，該旋轉(zhuǎn)盤以小孔徑的10倍左右間隔將多個小孔螺旋狀配置。


圖1表示使用這種尼普科夫旋轉(zhuǎn)盤的共焦點顯微鏡的簡略構(gòu)成，在鹵素光源或水銀光源等光源1發(fā)出的光的光路上，配置聚光透鏡2、PBS(偏振光束分離器)3，在PBS3的反射光路上，通過尼普科夫旋轉(zhuǎn)盤(下面稱為旋轉(zhuǎn)盤)4、第1成像透鏡5、1/4波長板6、物鏡7來配置試樣8。在來自試樣8的反射光的PBS3的透過光路上，通過第2成像透鏡9來配置CCD相機10。在該CCD相機10的圖像輸出端子上連接監(jiān)視器11，顯示由CCD相機拍攝的圖像。
這里，旋轉(zhuǎn)盤4如圖2所示，小孔4a的配置為螺旋狀，各小孔的距離配置成小孔直徑的10倍左右，通過旋轉(zhuǎn)軸12連接在未圖示的電機軸上，并以一定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。
在這種結(jié)構(gòu)中，從光源1射出的光通過聚光透鏡2后，經(jīng)PBS3僅反射一定方向的偏振光成分，向以一定速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)盤4入射，通過該旋轉(zhuǎn)盤4的小孔4a的光經(jīng)過第1成像透鏡5，由1/4波長板6變?yōu)閳A偏振光，經(jīng)物鏡7向成像的試樣8入射。從試樣8反射的光經(jīng)物鏡7，再次形成與在1/4波長板6入射時垂直的偏振光方向，經(jīng)第1成像透鏡5將試樣像投影在旋轉(zhuǎn)盤4上。投影在旋轉(zhuǎn)盤4上的試樣像中，焦點聚合的部分通過小孔4a，并透過PBS3后，經(jīng)第2成像透鏡9，由CCD相機10進行拍攝。由CCD相機10拍攝的共焦點圖像顯示在監(jiān)視器11中。
因此，在共焦點顯微鏡中，能夠僅觀察到通過旋轉(zhuǎn)盤4的小孔4a的焦點聚合位置(高度)的像，通過上下(Z軸方向)移動焦點進行觀察，可觀察到試樣8的每個高度的圖像、即分段像。
在使用這種尼普科夫旋轉(zhuǎn)盤的共焦點顯微鏡中，有必要在旋轉(zhuǎn)盤上配置小孔，以便在肉眼的目視觀察或CCD相機的拍攝中，使觀察視場內(nèi)的斑點不明顯。即，有必要配置小孔，以便在人可識別的時間間隔(1/20-1/30秒左右)或CCD相機曝光時間(大于1/60或1/30秒)內(nèi)，在試樣的觀察視場內(nèi)一樣地照射光。
為此，從前對小孔的配置提出了各種方案，例如，已知最簡單的是螺旋狀地、沿旋轉(zhuǎn)盤的徑向等角度配置多個小孔。但是，在這種小孔的配置中，因為在旋轉(zhuǎn)盤的外周和內(nèi)周上小孔的間距不同，所以在取得圖像的亮度上產(chǎn)生明暗。
作為解決這種問題的方法，提出各種小孔的配置方案，用于降低取得圖像的亮度光斑，使連接構(gòu)成螺旋狀排列的小孔列的多個小孔的中心的假想中心線的軌跡的徑向間距和沿螺旋周向的間距配置成相等，或配置成構(gòu)成多條小孔列的所有小孔的中心位置的半徑均不同。
但是，對于前者的小孔配置，當(dāng)旋轉(zhuǎn)盤的中心與旋轉(zhuǎn)軸正確一致時，觀察視場內(nèi)的像的亮度也變得一樣，而當(dāng)旋轉(zhuǎn)盤的中心與旋轉(zhuǎn)軸不一致時，在觀察像內(nèi)產(chǎn)生明暗的光斑。通常，因為小孔的直徑非常小，為數(shù)十μm(以100倍下為45μm，以250倍下為100μm)左右，所以，為了在觀察像中不會產(chǎn)生明暗的光斑，旋轉(zhuǎn)盤的中心和偏離旋轉(zhuǎn)中心都有必要為10μm以下，比小孔徑小得多，因此，旋轉(zhuǎn)盤上的小孔的形成、旋轉(zhuǎn)盤的形狀加工、對旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)盤的安裝等都要求非常高的精度。
另外，對于后者的小孔配置，雖然改善了對于中心偏離而產(chǎn)生的觀察像的明暗光斑，但僅是減輕光斑的程度，而不能完全消除光斑。
另外，在旋轉(zhuǎn)盤上這樣來形成小孔，是對配置小孔進行改進，以在所有試樣的觀察像中不產(chǎn)生明暗的光斑，因為正確確定了各小孔的配置，所以使用高精度制成的復(fù)雜圖案，就可以進行小孔的位置確定。例如，在尼普科夫旋轉(zhuǎn)盤中，在玻璃襯底上形成Cr或低反射Cr膜，其中對小孔圖案進行掩模后進行蝕刻，該掩模也由使用與半導(dǎo)體制造相同的電子束的EB描繪裝置來制作，因此在使用這種復(fù)雜的圖案掩模時，存在旋轉(zhuǎn)盤制作費用多而貴的問題。
作為解決這些問題的方法，如圖3A所示，可以考慮在旋轉(zhuǎn)盤14上形成直線狀的透光部和遮光部交互排列后的直線圖案部141與透過光的全透光部142，以及在這些直線圖案部141和全透光部142之間各個扇形區(qū)域內(nèi)的遮光部143、144，其中直線圖案部141的透光部和遮光部的寬度與小孔的直徑同樣，為數(shù)10μm左右，如圖3A和圖3B所示，1∶1地形成旋轉(zhuǎn)盤。
根據(jù)這種旋轉(zhuǎn)盤，首先由CCD相機拍攝觀察視場通過直線圖案部141時的觀察像，接著，由CCD相機拍攝通過全透光部142時的觀察像。此時，在直線圖案部141中拍攝的圖像的透光部141a和遮光部141b各自的寬度比相等，所以不僅可得到焦點聚合的位置(高度)成分的像(共焦點圖像成分)，而且還可得到焦點不重合位置(高度)成分的像(也透過非共焦點圖像成分、加上這些成分的復(fù)合圖像(包含非共焦點成分的共焦點圖像))。通過從該復(fù)合圖像中減去從全透光部142拍攝的明視場圖像(僅非共焦點圖像成分)，可得到僅焦點聚合的(位置(高度))成分的共焦點圖像。另外，即使旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)中心偏離，在觀察像中也不會產(chǎn)生明暗，并且，制作以直線狀形成的透光部和遮光部交互排列后的直線圖案部141的圖案也因為是單純的直線狀圖形，所以旋轉(zhuǎn)盤的制作費用低廉但是，對于圖3A和圖3B所示的旋轉(zhuǎn)盤14，因為直線圖案部141中的透光部和遮光部各自的寬度比為1∶1，所以交調(diào)失真(crosstalk)引起的非聚焦成分多。因此，當(dāng)不進行減法運算時，不能期望具有僅當(dāng)前焦點圖像、即分段效果。因此，不能直接目視共焦點圖像，而且需要用于圖像處理的計算機這樣的運算裝置，使裝置大型化，價格也變高，而且因為減法運算的兩個圖像是在不同的時間拍攝的，所以存在容易受到振動等外部干擾的影響等問題。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于提供一種適用于不會產(chǎn)生觀察像的明暗光斑、可穩(wěn)定觀察優(yōu)良的共焦點圖像的分段像觀察裝置的圖案形成部件和分段像觀察裝置。
根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，一種適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，選擇地向試樣照射來自光源的光，掃描所述試樣，取得來自所述試樣的光，將其作為分段像，其特征在于，所述圖案形成部件包括照射部和遮光部，在將所述照射部和所述遮光部的各自圖案形成為直線狀的同時，交互配置這些直線狀圖案。
權(quán)利要求2所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其特征在于，所述圖案形成部件是具有所述照射部透過光的透光部和所述遮光部遮蔽光的遮光部的旋轉(zhuǎn)盤，在光路上使所述旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，對所述試樣掃描透過所述旋轉(zhuǎn)盤的光。
權(quán)利要求3所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)明，其特征在于，在所述直線形圖案與在觀察視場內(nèi)的旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的掃描方向(H方向)平行的部分中，形成遮光區(qū)域。
根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，一種適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，在光路上使具有透過光的透光部和遮蔽光的遮光部各自圖案的旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，在對試樣掃描透過所述旋轉(zhuǎn)盤的光的同時，取得來自所述試樣的光，將其作為透過所述旋轉(zhuǎn)盤的分段像，其特征在于，在將所述透光部和遮光部各自的形狀形成為直線形的同時，交互配置這些直線形的圖案，并且，形成方向不同的所述直線形圖案的區(qū)域，使與在觀察視場內(nèi)旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的掃描方向(H方向)不平行。
權(quán)利要求5所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，其特征在于，所述直線形圖案的區(qū)域由在旋轉(zhuǎn)盤的圓周方向上進行多次分割的扇形區(qū)域構(gòu)成。
權(quán)利要求6所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，其特征在于，所述直線形圖案中，在觀察視場內(nèi)旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的掃描方向(H方向)平行的部分內(nèi)，具有形成與該直線形圖案方向不同的規(guī)定中心角扇形的其它透光部和遮光部的直線形圖案區(qū)域。
權(quán)利要求7所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求2至6之一所述的發(fā)明，其特征在于，將所述遮光部的直線形圖案的寬度尺寸設(shè)定為比所述透光部的直線圖案的寬度尺寸大。
權(quán)利要求8所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其特征在于，所述圖案形成部件是二維地排列多個可變化各個方向的多個鏡子的數(shù)字微型鏡子。
權(quán)利要求9所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)明，其特征在于，具有遮蔽所述光的直線部寬度和透過所述光的直線部寬度的比率不同的多個區(qū)域。
權(quán)利要求10所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)明，其特征在于，還具有所述旋轉(zhuǎn)盤的直線形圖案透光部和遮光部的方向不同的多個區(qū)域。
權(quán)利要求11所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)明，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)盤是旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)半徑方向與所述直線形透光部和遮光部的圖案方向不垂直的旋轉(zhuǎn)盤。
權(quán)利要求12所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求9至11之一所述的發(fā)明，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)盤的遮蔽光部分的直線部寬度比透過光的直線部寬度大。
權(quán)利要求13所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求9至12之一所述的發(fā)明，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)盤的透過光部分的直線部寬度是一定的。
權(quán)利要求14所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)明，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)盤分割成多個區(qū)域，所述各區(qū)域的圖案不同。
權(quán)利要求15所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)明，其特征在于，所述多個區(qū)域的圖案的所述透光部和所述遮光部的面積比相等，并且，所述每個區(qū)域中所述透光部和所述遮光部的尺寸寬度不同。
權(quán)利要求16所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)明，其特征在于，當(dāng)將具有所述旋轉(zhuǎn)盤的一定寬度的不同方向區(qū)域的寬度作為X，透光部和遮光部的周期作為W時，X/W為一定值。
權(quán)利要求17所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)明，其特征在于，所述多個同心圓形區(qū)域圖案的所述透光部和所述遮光部的面積比相等，并且所述同心圓形區(qū)域中，內(nèi)側(cè)同心圓形區(qū)域的圖案的所述透光部和所述遮光部的尺寸寬度比外側(cè)的同心圓形區(qū)域的寬度小，內(nèi)側(cè)同心圓形區(qū)域的不同方向區(qū)域的寬度的尺寸寬度比所述外側(cè)同心圓形區(qū)域的不同方向區(qū)域的寬度小。
權(quán)利要求18所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)明，其特征在于，所述多個同心圓形區(qū)域的圖案中，至少兩個同心圓形區(qū)域中透光部寬度相同，當(dāng)透光部與遮光部的周期W不同時，內(nèi)側(cè)同心圓形區(qū)域的所述透光部和所述遮光部的周期比外側(cè)的同心圓形區(qū)域的所述透光部和所述遮光部的周期小，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的同心圓形區(qū)域的不同方向區(qū)域的寬度尺寸寬度X與周期成正比。
根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)明，其特征在于，在使用權(quán)利要求2至18之一所述的圖案形成部件對所述試樣掃描光的同時，通過所述圖案形成部件取得來自所述試樣的反射光，將其作為分段像。
權(quán)利要求20所述的發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)明，其特征在于，還具有使所述旋轉(zhuǎn)盤上向試樣的投影位置變化的移動機構(gòu)。
根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)明，其特征在于，向權(quán)利要求2至18之一所述的圖案形成部件入射通過激勵濾光器的規(guī)定波長的激勵光，在通過所述圖案形成部件掃描試樣的同時，通過選擇所述圖案形成部件和所述熒光波長的吸收濾光器來取得所述試樣發(fā)出的熒光，將使作為分段像。
根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)明，一種分段像觀察裝置，包括光源，具有交互周期配置透過光的裂縫形透光部和遮蔽光的直線形光部的圖案的旋轉(zhuǎn)盤，將來自所述光源的光導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)盤的引導(dǎo)裝置，向試樣照射透過所述旋轉(zhuǎn)盤的光、向試樣投影旋轉(zhuǎn)盤的圖案的裝置，向所述旋轉(zhuǎn)盤上投影從所述試樣放射的光的光學(xué)透鏡，和在光路上旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)盤、掃描投影到所述試樣上的旋轉(zhuǎn)盤的圖案的裝置，取得投影在所述旋轉(zhuǎn)盤上的試樣像中透過所述旋轉(zhuǎn)盤的像，將其作為分段像，其特征在于，將所述旋轉(zhuǎn)軸盤面和與光軸垂直的面的角度作為θ，所述試樣纏繞的所述透鏡的孔徑作為NA，投影在所述旋轉(zhuǎn)盤上的試樣像的放大率作為M，在被觀察試樣區(qū)域的旋轉(zhuǎn)盤上的直徑(將其稱為視場直徑)作為R，在被觀察試樣區(qū)域的旋轉(zhuǎn)盤上穿過直徑最遠端的主光線與光軸的交角作為φ，光的波長作為λ時，在θ＞φ+2NA/M，和θ＜M2λ/NA2R的兩個關(guān)系中至少成立一個。
因此，根據(jù)本發(fā)明，透光部和遮光部的直線形圖案的旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的同時，邊變化其方向邊進行掃描，所以即使旋轉(zhuǎn)盤中心偏離，也能得到不產(chǎn)生明暗光斑的好的觀察像。
因為使在觀察視場內(nèi)旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的掃描方向(H方向)與透光部和遮光部的直線形圖案方向不平行，所以可防止觀察像中產(chǎn)生明暗光斑。
因為旋轉(zhuǎn)盤上的透光部和遮光部的直線形圖案交互排列，所以可簡單廉價地制作掩模圖案。
根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置多個交互配置直線形透光部和遮光部的圖案存在區(qū)域，各個區(qū)域中線寬度不同，在橫切光軸的方向上可移動旋轉(zhuǎn)盤使用區(qū)域，可設(shè)定旋轉(zhuǎn)盤的透過率，與試樣情況結(jié)合，選擇地設(shè)定分段效果和像的亮度，與試樣相結(jié)合，可有效地利用光，對于各種試樣，都可得到明亮的分段像。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種適用于分段像觀察裝置的盤和分段像觀察裝置，不會發(fā)生觀察像的明暗光斑，可從盤上的多個圖案中選擇對應(yīng)于物鏡倍率或孔徑的圖案，可穩(wěn)定觀察好的圖像。
根據(jù)本發(fā)明，將交互成直線形狀排列透光部和遮光部的盤分割成多個區(qū)域，每個區(qū)域透光部的裂縫寬度(L)和遮光部的寬度(W-L)不同，即使多個物鏡也能觀察到共焦點圖像，還可觀察到共焦點效果不同的圖像，同時，在各區(qū)域中，通過透光部和遮光部的周期W，可確定正交用來抑制發(fā)生明暗條紋的圖案的不同方向區(qū)域的寬度1，任何區(qū)域中觀察的共焦點圖像都是優(yōu)良的。并且，因為可簡單地確定不同方向區(qū)域的寬度，所以沒必要向現(xiàn)有技術(shù)那樣使盤垂直來確定該區(qū)域的寬度，可減少檢測時間，降低費用。
另外，根據(jù)本發(fā)明，考慮用于降低不必要的反射光(閃光)的、將旋轉(zhuǎn)盤的傾角投影在盤上的試樣像的倍率、視場范圍、光的入射角，通過計算來確定降低閃光的實際角度，使用實際顯微鏡設(shè)計時的參數(shù)，不僅可得到無閃光的對比度好的分段圖像的角度，而且也可設(shè)計在試樣的焦點深度內(nèi)加入盤的傾斜，不會產(chǎn)生在試樣上的不同高度處觀察具有焦點的像。
根據(jù)本發(fā)明，代替使用盤來掃描交互配置直線形透光部和遮光部的圖案，而使用微型鏡子陣列，通過變化各微型鏡子的方向，形成圖案進行掃描。因此，可形成排列于各種物鏡中的裂縫光的寬度，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，交換盤，沒必要形成在圓周形分成多個區(qū)域的盤，作為變更例，形成排列在物鏡中的圖案，可簡單地得到優(yōu)良的共焦點圖像。
附圖的簡要說明圖1是表示現(xiàn)有共焦點顯微鏡的一個例子的簡要結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示用于現(xiàn)有共焦點顯微鏡的旋轉(zhuǎn)盤的簡要結(jié)構(gòu)的圖。
圖3A和圖3B是表示用于現(xiàn)有共焦點顯微鏡的旋轉(zhuǎn)盤的簡要結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是表示本發(fā)明實施例1的簡要結(jié)構(gòu)的圖。
圖5A和圖5B是表示用于實施例1的旋轉(zhuǎn)盤的簡要結(jié)構(gòu)的圖。
圖6A和圖6B是說明實施例1的圖。
圖7是表示用于本發(fā)明實施例2的旋轉(zhuǎn)盤的簡要結(jié)構(gòu)的圖。
圖8是表示用于本發(fā)明實施例3的旋轉(zhuǎn)盤的簡要結(jié)構(gòu)的圖。
圖9是表示用于本發(fā)明實施例4的旋轉(zhuǎn)盤的簡要結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是表示用于本發(fā)明實施例5的旋轉(zhuǎn)盤的簡要結(jié)構(gòu)的圖。
圖11是說明實施例5的圖。
圖12是表示適用于根據(jù)實施例6的共焦點顯微鏡的簡要結(jié)構(gòu)的圖。
圖13A和圖13B是表示實施例6的旋轉(zhuǎn)盤的圖。
圖14是表示本發(fā)明實施例7的旋轉(zhuǎn)盤的圖。
圖15A和圖15B是表示實施例8的旋轉(zhuǎn)盤的圖。
圖16是表示本發(fā)明實施例9的旋轉(zhuǎn)盤的圖。
圖17是表示本發(fā)明實施例10的旋轉(zhuǎn)盤的圖。
圖18是表示本發(fā)明實施例11的旋轉(zhuǎn)盤的圖。
圖19是圖18中旋轉(zhuǎn)盤28的圖案部的局部放大圖。
圖20是本發(fā)明實施例12的說明圖。
圖21是表示明暗比和不同方向區(qū)域的寬度X的關(guān)系的圖。
圖22是表示明暗比和不同方向區(qū)域的寬度X的關(guān)系的圖。
圖23A和圖23B是表示本發(fā)明實施例13的旋轉(zhuǎn)盤的圖。
圖24是表示計算明暗比和不同方向區(qū)域的寬度X的關(guān)系結(jié)果的圖。
圖25是表示計算明暗比和不同方向區(qū)域的寬度X的關(guān)系結(jié)果的圖。
圖26是表示本發(fā)明實施例14的旋轉(zhuǎn)盤的圖。
圖27是放大旋轉(zhuǎn)盤和第1目鏡的部分的圖。
圖28是表示本發(fā)明實施例15的旋轉(zhuǎn)盤的圖。
圖29是表示本發(fā)明實施例16的說明圖。
圖30A到圖30C是表示微型鏡子陣列的結(jié)構(gòu)的圖。
圖31A和圖31B是表示由微型鏡子陣列形成的圖案例子的圖。
圖32A到圖32D是表示由微型鏡子陣列形成的圖案例子的圖。
圖33是表示本發(fā)明實施例17的簡要結(jié)構(gòu)的圖。
圖34是表示用于實施例17的激勵濾光器的透過特性的圖。
圖35A和圖35B是表示使用實施例17的PBS和吸收濾光器的反射·透過特性的圖。
發(fā)明的最佳實施例下面結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的實施例。
(實施例1)圖4表示作為本發(fā)明適用的分段像觀察裝置的具有共焦點效果的顯微鏡(下面稱為共焦點顯微鏡)的簡要結(jié)構(gòu)。與圖1相同的部分附加相同標(biāo)號。
在鹵素光源或水銀光源等光源1發(fā)出的光的光路上配置聚光透鏡2、偏振光板15、PBS(偏振光束分離器)3，并在PBS3的反射光路上，通過作為圖案形成部件的旋轉(zhuǎn)盤13、第1成像透鏡5、1/4波長板6、物鏡7來配置試樣8。在由試樣8反射的光的PBS3的透過光路上，通過第2成像透鏡9來配置CCD相機10。在該CCD相機10的圖像輸出端子上連接監(jiān)視器11，顯示由CCD相機拍攝的圖像。
這里，旋轉(zhuǎn)盤13通過旋轉(zhuǎn)軸12等連接在未圖示的可傳送電機的、這里指電機軸上，并以一定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸13如圖5A所示，交互排列配置透過光的直線形的透光部13a和遮蔽光的為直線形的遮光部13b的各自圖案。
此時，如圖5A和圖5B所示，直線形遮光部13b的寬度尺寸比直線形透光部13a的寬度尺寸大，例如，設(shè)定為1∶9。透過光的直線形透光部13a的寬度L，在試樣像投影在旋轉(zhuǎn)盤13上的放大率為M、光的波長為λ，物鏡7的孔徑為NA時，由下式確定。
L＝kλM/NA…(1)這里，k是系數(shù)，經(jīng)常使用的是k＝0.5-1左右。
例如，作為物鏡7，采用放大率為100倍、NA＝0.9時，λ在可視范圍內(nèi)經(jīng)常用550nm，則寬度L基本為45μm，當(dāng)考慮k＝0.5-1時，設(shè)定在30-60μm的范圍內(nèi)。
下面說明如此結(jié)構(gòu)的實施例1的作用。
從光源1射出的光通過聚光透鏡2，通過偏振光板15變?yōu)閮H某一種偏振光的直線偏振光，入射到PBS3上。PBS3反射透過偏振光板的方向的偏振光，透過與其垂直方向的偏振光。經(jīng)PBS3反射的光入射到以一定速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)盤13上。
透過該旋轉(zhuǎn)盤的直線形透光部13a的光通過第1成像透鏡5，通過1/4波長板6變?yōu)閳A偏振光，由物鏡7成像，入射到試樣8上。從試樣8反射的光通過物鏡7，由1/4波長板6變?yōu)榕c入射時正交的直線偏振光，通過第1成像透鏡5，在旋轉(zhuǎn)盤13上成像試樣像。
當(dāng)考慮觀察試樣8時的某一瞬間時，如圖6A所示，在某一方向上進行線性投影。在該狀態(tài)下，從試樣8反射來的光成像在旋轉(zhuǎn)盤13上時，試樣8的焦點集合的部分以將投影在旋轉(zhuǎn)盤13上的線和試樣像相乘的形狀而投影為線形，可通過旋轉(zhuǎn)盤13，而非聚焦部分投影在旋轉(zhuǎn)盤13上的像模糊，非聚焦像的大部分不能通過旋轉(zhuǎn)盤13。至此，僅圖案像在試樣像上重疊，當(dāng)使旋轉(zhuǎn)盤13旋轉(zhuǎn)時，圖案像在試樣像上邊改變方向邊移動(掃描)，因此，觀察到的是消除了對其平均化的線像的焦點聚合的好的像。
因此，相對于CCD相機10的曝光時間，如果旋轉(zhuǎn)盤13的旋轉(zhuǎn)很快，則通過監(jiān)視器11可觀察到由CCD相機10拍攝的聚焦圖像。具體而言，CCD相機10是通常的TV速度，曝光時間為1/60或1/30秒，在這些曝光時間中，設(shè)定為旋轉(zhuǎn)盤13半旋轉(zhuǎn)(中速)的1800rpm。
因此，作為旋轉(zhuǎn)盤13，通過所謂的交互排列直線形的透光部13a和遮光部13b的圖案的簡單圖案結(jié)構(gòu)，就可得到作為聚焦像的分段圖像。直線形的透光部13a和遮光部13b的直線形圖案排列時，與上述小孔的情況不同，對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)，在各個方向上掃描直線不變，即使例如旋轉(zhuǎn)盤的中心偏離，也能得到不產(chǎn)生明暗光斑的好的觀察像。
與尼普科夫旋轉(zhuǎn)盤要復(fù)雜地排列多個小孔不同，因為直線形圖案排列，所以可由EB描繪裝置形成掩模圖案，僅在一個方向上掃描電子束，所以制作非常便宜。
(實施例2)下面說明本發(fā)明的實施例2。
對于適用于實施例2的共焦點顯微鏡，與圖4相同，所以援引圖4。
考慮上述旋轉(zhuǎn)盤13旋轉(zhuǎn)時的觀察視場內(nèi)的圖案運動時，由直線形圖案形成透光部13a和遮光部13b，如圖6B所示，在觀察視場內(nèi)旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)的掃描方向(H方向)與透光部13a和遮光部13b的直線形圖案方向平行，在該狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)盤13即使旋轉(zhuǎn)，投影在試樣上的圖案也基本不變化，在這前后，在觀察像上沿旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向上會產(chǎn)生明暗的光斑。
圖7是考慮了用圖6B說明的觀察像中可能生成的明暗光斑的旋轉(zhuǎn)盤，下面參照圖4來說明使用圖7所示旋轉(zhuǎn)盤的共焦點顯微鏡。
此時，旋轉(zhuǎn)盤13在旋轉(zhuǎn)盤的整個表面上透過光的直線形透光部13a和遮蔽光的直線形遮光部13b的各圖案交互排列配置，在這些透光部13a和遮光部13b的直線形圖案中，在當(dāng)旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時、觀察視場內(nèi)與旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)的掃描方向(H方向)平行的部分中，沿與這些13a和遮光部13b的直線形圖案正交的方向，形成中心角度為數(shù)度左右的扇形遮光區(qū)域13c、13d。
因此，在透光部13a和遮光部13b的圖案方向與觀察視場內(nèi)旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)的掃描方向(H方向)平行的部分中，形成遮光區(qū)域13c、13d，在該部分中，因為不能觀察像，所以可防止觀察像中產(chǎn)生明暗的光斑。
在旋轉(zhuǎn)盤13上的遮光區(qū)域13c、13d中，因為遮蔽了從光源1到試樣8的光，所以相對于CCD相機10的曝光時間，旋轉(zhuǎn)盤13的旋轉(zhuǎn)慢，后面接著拍攝的圖像之間亮度可能不同，此時，使旋轉(zhuǎn)盤13的旋轉(zhuǎn)與CCD相機10中的拍攝同步，例如，在CCD相機10的曝光時間中，通過半旋轉(zhuǎn)(中速)旋轉(zhuǎn)盤13來進行對應(yīng)。
(實施例3)下面說明本發(fā)明的實施例3。
對于適用實施例3的共焦點顯微鏡，與圖4相同，所以援引圖4。
圖8表示用于這種共焦點顯微鏡的旋轉(zhuǎn)盤的簡要結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤16如圖8所示，形成沿圓周方向分割為3個扇形的區(qū)域161、162、163，在各個區(qū)域161、162、163中，交互配置透過光的直線形透光部16a和遮蔽光的直線形遮光部16b的圖案。此時，各區(qū)域161、162、163中的直線形透光部16a和遮光部16b在旋轉(zhuǎn)盤16旋轉(zhuǎn)的同時，變化觀察視場內(nèi)的直線方向，此時，將各區(qū)域161、162、163中的直線形透光部16a和遮光部16b的圖案方向設(shè)定為任何情況下都與觀察視場內(nèi)的旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的掃描方向平行。
此時直線形遮光部16b的寬度尺寸比直線形透光部16a的寬度尺寸大，例如設(shè)定為1∶9。另外，透過光的直線形透光部16a的寬度L由上述(1)式確定。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)盤16動作時，考慮觀察試樣8的瞬間，在試樣8上，與圖6A所述相同，向規(guī)定方向傾斜，透光部16a的圖案投影為直線形。在該狀態(tài)下，從試樣8反射的光在旋轉(zhuǎn)盤16上成像，試樣8的焦點聚合的部分在旋轉(zhuǎn)盤16上投影為直線形，非聚焦部分投影在旋轉(zhuǎn)盤16上的像模糊，所以非聚焦像的大部分不能透過旋轉(zhuǎn)盤16，只有聚焦的像才能透過旋轉(zhuǎn)盤16。但是，此時，圖案像僅在試樣像上重疊，當(dāng)使旋轉(zhuǎn)盤16旋轉(zhuǎn)時，圖案像在試樣像上邊變化方向邊移動。
此時，如上述圖6B所示，透光部16a和遮光部16b的圖案方向相對于觀察視場內(nèi)旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)的掃描方向(H方向)是平行的，即使旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)盤16，因為投影在試樣8上的圖案基本不變化，所以不會產(chǎn)生明暗的光斑，而在該實施例中的旋轉(zhuǎn)盤16，在任何情況下都因為將透光部16a和遮光部16b的直線形圖案方向設(shè)定為與觀察視場內(nèi)旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)的掃描方向(H方向)不平行，所以在觀察像中不會產(chǎn)生明暗光斑，另外，通過旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)盤16，直線形的像均勻化，可觀察到焦點聚合的良好的像。
如上所述，通過交互配置透光部16a和遮光部16b的直線形圖案，來形成方向不同的多個區(qū)域161、162、163，因為沒有與觀察視場內(nèi)旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)的掃描方向(H方向)平行的部分，所以觀察像中不產(chǎn)生明暗的光斑，可觀察到良好的圖像。另外，因為旋轉(zhuǎn)盤16的面內(nèi)不存在大量遮蔽光的部分，所以可有效利用光，另外，與尼普科夫旋轉(zhuǎn)盤的復(fù)雜排列多個小孔不同，僅排列直線形圖案，所以當(dāng)用EB描繪裝置制作掩模圖案時，可只在一個方向上掃描電子束，所以可非常便宜地制作。
(實施例4)下面說明本發(fā)明的實施例4。
對于適用實施例4的旋轉(zhuǎn)盤的共焦點顯微鏡，與圖4相同，所以援引圖4。
圖9表示用于這種共焦點顯微鏡的旋轉(zhuǎn)盤17的簡要結(jié)構(gòu)，此時，在旋轉(zhuǎn)盤17上與圖5A和圖5B所述相同地交互配置透過光的直線形透光部17a和遮蔽光的直線形遮光部17b的圖案。這些透光部17a和遮光部17b的寬度尺寸關(guān)系和透光部17a的寬度L的設(shè)定條件與圖5A和圖5B所述相同。
在透光部17a和遮光部17b的直線形圖案中與觀察視場內(nèi)的旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的掃描方向(H方向)平行的部分中，設(shè)置具有與透光部17a和遮光部17b的直線形圖案正交的方向的透光部18a和遮光部18b的多個直線形圖案的區(qū)域19a、19b。此時，區(qū)域19a、19b通過順序變化各直線形圖案的旋轉(zhuǎn)盤邊緣開始的長度尺寸而形成為扇形，這些扇形區(qū)域19a、19b的中心角θ由明暗光斑大小、或透光部18a和遮光部18b的寬度尺寸、觀察視場存在于從旋轉(zhuǎn)盤17的旋轉(zhuǎn)中心開始的何距離R處來確定。例如，透光部18a的寬度尺寸為20μm，遮光部18b的寬度尺寸為180μm，R為30mm，在明暗光斑為1％以下時，θ設(shè)定在10°左右。
因此，即使使用這種旋轉(zhuǎn)盤17，也可得到不產(chǎn)生明暗光斑的分段圖案，將各直線形圖案分成4個區(qū)域，因為直線方向?qū)嵸|(zhì)是兩個方向，所以可簡單形成旋轉(zhuǎn)盤17上的圖案，成本低。
(實施例5)下面說明本發(fā)明的實施例5。
對于適用本發(fā)明旋轉(zhuǎn)盤的共焦點顯微鏡，與圖4相同，所以援引圖4。
圖10表示用于這種共焦點顯微鏡的旋轉(zhuǎn)盤20的簡要結(jié)構(gòu)，此時，在旋轉(zhuǎn)盤20上與圖5A和圖5B所述相同地，交互配置透過光的直線形透光部20a和遮蔽光的直線形遮光部20b的圖案。這些透光部20a和遮光部20b的寬度尺寸關(guān)系和透光部20a的寬度L的設(shè)定條件與圖5A和圖5B所述相同。
在透光部20a和遮光部20b的直線形圖案中與觀察視場內(nèi)的旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的掃描方向(H方向)平行的部分中，設(shè)置具有一定寬度X的區(qū)域22，該區(qū)域具有與透光部20a和遮光部20b的直線形圖案正交方向的透光部21a和遮光部21b的多個直線形圖案。
此時，區(qū)域的寬度X由明暗光斑大小、或透光部21a和遮光部21b的寬度尺寸來確定。例如，考慮透光部21a的寬度尺寸為6μm、遮光部21b的寬度尺寸為54μm的情況，在實施例4所述旋轉(zhuǎn)盤17的情況下，接近旋轉(zhuǎn)盤中心的部分和遠離的部分中，使明暗光斑在規(guī)定以下的角度θ不同，即，將從旋轉(zhuǎn)盤中心開始的距離作為R，計算明暗光斑在1％以下的角度θ，可得到圖11所示的結(jié)果。
根據(jù)該結(jié)果，當(dāng)明暗光斑為1％時，距離R越大，θ越小，在觀察視場非常廣的情況下，因為利用了接近旋轉(zhuǎn)盤中心的部分和遠離的部分，所以當(dāng)使θ一定來確定區(qū)域19a、19b時，在觀察視場內(nèi)存在光斑顯著的部分和不顯著的部分。
但是，在實施例5的旋轉(zhuǎn)盤20的情況下，寬度X從X＝Rsinθ可基本得到如圖11所述的一定值，即使觀察視場非常廣，也能在整個視場范圍內(nèi)使明暗光斑在規(guī)定以下，并可進行良好的試樣觀察。
(實施例6)下面說明本發(fā)明的實施例6。
對于實施例1-5考慮如下的問題。
在上述分段像觀察裝置中得到的像的亮度與旋轉(zhuǎn)盤面上的觀察視場內(nèi)的透光部面積成正比。
旋轉(zhuǎn)盤的透光部直線圖案的寬度如上所示，為了得到分段效果，將其確定為由光學(xué)系統(tǒng)的常數(shù)來確定的值。遮光部的寬度在通過從鄰接的透光部中混入非聚焦光而損失平面分辨率、和高度方向的分段效果的意義上，雖然越大越有效，但實際上通過與用于成像的總光量的配合，設(shè)定為某個值(例如在上述實施例中，透光部∶遮光部＝1∶9)。因此，透光部、遮光部的線寬度值為固定值，旋轉(zhuǎn)盤的透過效率一定。
但是，對于代表某種半導(dǎo)體試樣、具有多層的結(jié)構(gòu)具有高度的試樣而言，根據(jù)目的，需要看見一次上下的像。在這種試樣的觀察中，有時使旋轉(zhuǎn)盤上觀察視場內(nèi)的透過效率優(yōu)先，用于像中的光量多時，在確保像的亮度這方面是有效的。
在熒光觀察的情況下，為了得到像的亮度而增加光源的光量時，增加了向試樣的照射光量，結(jié)果加快了褪色。同樣地，在半導(dǎo)體領(lǐng)域的試樣中，因照射光量而在電阻膜中引起質(zhì)變，存在對試樣的破壞的情況。
因此，在上述分段像觀察裝置中，當(dāng)考慮在各種試樣中適用高的分段效果時，特別是在熒光觀察等觀察中，存在旋轉(zhuǎn)盤的透過率低而引起像的亮度不足的問題，難以適用于各種試樣觀察。特別是目視觀察中，這種限制會產(chǎn)生更強的影響。
圖12是表示適用于根據(jù)實施例6的共焦點顯微鏡的簡要結(jié)構(gòu)的圖，與圖4相同的部分標(biāo)以相同的標(biāo)號。在圖12的結(jié)構(gòu)中，示出了圖4結(jié)構(gòu)中的電機6和移動平臺17的結(jié)構(gòu)，電機16和旋轉(zhuǎn)盤13安裝在移動平臺17上，旋轉(zhuǎn)盤23可在橫切光軸的方向上移動。因為其它結(jié)構(gòu)與圖4相同，所以省略詳細說明。
圖13A和圖13B是表示本實施例的旋轉(zhuǎn)盤的圖。如圖13A所示，旋轉(zhuǎn)盤23A在旋轉(zhuǎn)半徑方向上以同心圓形分成三個區(qū)域231、232、233，如圖13B的放大圖所示，在各個區(qū)域中交互排列配置直線形透光部23a和遮光部23b。遮光部23b的線寬度在上述三個區(qū)域231、232、233中各不相同，相對于上述透光部的寬度L，例如為23150×L23210×L2334×L在本實施例中，旋轉(zhuǎn)盤23上的光的入射位置、即投影在試樣8上的圖案在旋轉(zhuǎn)盤23上的位置，通過移動平臺17的移動可選擇圖13A的231、232、233。此狀態(tài)如13A中點劃線圓所示，將觀察視場設(shè)定為存在于特定的區(qū)域中。
因此，通過設(shè)定移動平臺17，可將視場內(nèi)的旋轉(zhuǎn)盤的透過率變化為1倍、5倍、20倍。結(jié)果，根據(jù)本實施例的分段像觀察裝置，在試樣8的高度方向變化小的情況下，或熒光觀察中需要抑制照射在試樣8上的光量的情況下，通過移動移動平臺17，選擇遮光部寬度不同的旋轉(zhuǎn)盤23的使用部位，設(shè)定旋轉(zhuǎn)盤13的透過率。
因此，可設(shè)定與試樣8的狀況相符合的適當(dāng)分段效果和像的亮度，可進行對于各種試樣適當(dāng)亮度的分段像觀察。
另外，旋轉(zhuǎn)盤圖案是與現(xiàn)有例子一樣的單純線形圖案，不會增大制作費用，可廉價制作。
(實施例7)下面說明本發(fā)明的實施例7。
對于適用本發(fā)明旋轉(zhuǎn)盤的共焦點顯微鏡，與圖12相同，所以援引圖12。
圖14是本發(fā)明實施例7的說明圖。本實施例是實施例6的旋轉(zhuǎn)盤的圖案變更，所以僅記述圖案部分，對于與實施例6相同的部分，省略其說明。
本實施例的旋轉(zhuǎn)盤如圖14所示，對于旋轉(zhuǎn)盤的直線形圖案241，與圖10相同，設(shè)置直線圖案，使旋轉(zhuǎn)盤24旋轉(zhuǎn)時的H方向與直線形圖案平行的部分中的其它部分正交。在半徑方向上與實施例6相同地設(shè)置遮光部寬度不同的三個區(qū)域。當(dāng)通過采用這種旋轉(zhuǎn)盤圖案來旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)盤時，可抑制旋轉(zhuǎn)方案(H方向)和圖案方向平行的位置中圖像明暗的光斑。旋轉(zhuǎn)盤透過率的變更可與實施例6相同地由旋轉(zhuǎn)盤使用位置變更來設(shè)定，由此，對于與試樣狀況符合的像的亮度變更，可具有視場內(nèi)較均勻的亮度。
(實施例8)下面說明本發(fā)明的實施例8。
對于適用本發(fā)明旋轉(zhuǎn)盤的共焦點顯微鏡，與圖12相同，所以援引圖12。
圖15A是旋轉(zhuǎn)盤23的整體圖，圖15B是旋轉(zhuǎn)盤25的圖案部的局部放大圖。如圖15A所示，旋轉(zhuǎn)盤25分為兩個區(qū)域252和252，例如，如圖15B所示，對于區(qū)域251，配置透光部251a和遮光部251b交互的直線形圖案。
在區(qū)域251中交互排列地配置透光部251a(或252a)和遮光部251b(或252b)，遮光部251b(或252b)的線寬度比透光部251a(或252a)寬，為9∶1。
在光路上(或觀察視場)配置旋轉(zhuǎn)盤25的內(nèi)周側(cè)上配置的區(qū)域252，通過與電機16連接的使用了線性導(dǎo)軌、球形螺栓、齒條&小齒輪等手動或自動控制的移動平臺17，可向箭頭方向移動。
透光部的寬度L與小孔的情況相同，試樣像投影在旋轉(zhuǎn)盤上的倍率為M，光的波長為λ，物鏡的孔徑為NA，利用(1)式，例如，對于圖15A的區(qū)域251，作為物鏡7，設(shè)定倍率為100倍，NA＝0.9，當(dāng)設(shè)置在光路上時，使用通常使用的λ＝550nm來進行計算時，透光部251a的寬度L設(shè)定在30-60μm的范圍內(nèi)。
另一方面，在區(qū)域252中，假設(shè)物鏡7的倍率為20倍，NA＝0.4時，在相同波長λ下，將區(qū)域252的透光部252a的寬度L設(shè)定在13.75-27.5μm的范圍內(nèi)。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)盤25時，觀察視場內(nèi)的直線方向變化，在透光部251a(或252a)和遮光部251b(或252b)的直線形圖案中、觀察視場內(nèi)圖案的方向與掃描方向平行的部分中，沿著透光部251a(或252a)和遮光部251b(或252b)的直線形圖案正交的方向，設(shè)置中心角為數(shù)度左右的兩個遮光區(qū)域281a和231b。
在使用圖15A的區(qū)域252來觀察試樣像時，如圖12所示，通過移動平臺17向箭頭方向移動時，在光路上(或觀察視場內(nèi))配置與電機16連接的旋轉(zhuǎn)盤25內(nèi)周側(cè)上配置的區(qū)域252。
另外，在觀察視場內(nèi)透光部251a(或252a)和遮光部251b(或252b)的直線形圖案的方向與掃描方向平行的部分中，如圖15A和圖15B所示，配置兩個遮光區(qū)域25a和25b，在該區(qū)域中，因為沒有觀察像，所以可防止觀察像中產(chǎn)生明暗的光斑。
如上所述，通過從在旋轉(zhuǎn)盤25上配置成同心圓形的多個區(qū)域中，選擇符合物鏡的倍率或孔徑的最佳圖案，所以不用交換旋轉(zhuǎn)盤，僅通過移動旋轉(zhuǎn)盤25，就可得到試樣9的良好共焦點圖像。
另外，對于旋轉(zhuǎn)盤的圖案，交互排列直線形的透光部和遮光部，由于圖案簡單，所以在觀察像中不會產(chǎn)生明暗的光斑。與尼普科夫旋轉(zhuǎn)盤要高精度、復(fù)雜地排列多個小孔的旋轉(zhuǎn)盤不同，可由EB描繪裝置形成掩模圖案，僅在一個方向上掃描電子束，可高精度、非常便宜地制作。
(實施例9)下面說明本發(fā)明的實施例9。
圖16是表示本發(fā)明實施例9的結(jié)構(gòu)的說明圖。本實施例是實施例8中旋轉(zhuǎn)盤的圖案變更，僅記述圖案部分，對于與實施例8相同的部分，省略其說明。
在實施例9中，透光部261a(或262a)的寬度尺寸比遮光部261b(或262b)的寬度尺寸大，例如，設(shè)定為9∶1。另外，透光部261a(或262a)的寬度尺寸W由上述(1)式確定。
在本實施例的旋轉(zhuǎn)盤26的透光部261a和遮光部261b的直線形圖案中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時，觀察視場內(nèi)直線形的圖案與旋轉(zhuǎn)盤掃描方向平行的部分在與透光部261a和遮光部261b的直線形圖案正交方向上，設(shè)置具有配置了直線圖案的透光部263a、遮光部263b的兩個區(qū)域263。這兩個區(qū)域263沿旋轉(zhuǎn)盤中心對稱配置。左邊的兩個區(qū)域263通過順序變化從各直線形圖案的旋轉(zhuǎn)盤邊緣開始的長度尺寸來形成，左邊區(qū)域263的中心角θ由明暗光斑大小、或遮光部262b和透光部261a的寬度尺寸、觀察視場存在于從旋轉(zhuǎn)盤26的旋轉(zhuǎn)中心開始的何距離R處來確定。例如，在兩個區(qū)域263中，透光部261a為20μm，遮光部261b為180μm，R為30mm，在明暗光斑為1％以下時，θ為10°左右。
在利用低倍率的物鏡(且NA小的物鏡)的情況下，透光部262a的尺寸寬度小，例如，在對旋轉(zhuǎn)中心對稱配置的兩個區(qū)域306中，透光部262a為6μm，遮光部262b為54μm，可從圖11求出中心角θ2。
與實施例8相同，在使用旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)周側(cè)的區(qū)域4來觀察試樣像的情況下，通過向箭頭方向移動連接在如圖12的電機上的旋轉(zhuǎn)盤26，可不必交換旋轉(zhuǎn)盤26，通過僅移動旋轉(zhuǎn)盤26來對應(yīng)于不同倍率和孔徑的物鏡7。
在旋轉(zhuǎn)盤的觀察視場內(nèi)，對于在交互配置透光部261a(或262a)和遮光部261b(或262b)的直線形圖案中與旋轉(zhuǎn)盤掃描方向平行的部分，通過形成區(qū)域264a和區(qū)域264b，得到不產(chǎn)生明暗光斑的分段圖像。
因此，本旋轉(zhuǎn)盤的圓周方向的分割為4個，直線方向為兩個方向，所以可在旋轉(zhuǎn)盤上廉價制作圖案。
(實施例10)下面說明本發(fā)明的實施例10。
圖17是表示本發(fā)明實施例10結(jié)構(gòu)的說明圖。本實施例是實施例8中旋轉(zhuǎn)盤的圖案變更，僅記述圖案部分，對于與實施例8相同的部分，省略其說明。
本實施例的旋轉(zhuǎn)盤27如圖17所示，在旋轉(zhuǎn)盤的直線形圖案中，在旋轉(zhuǎn)盤27的圓周方向上以每120°分割，使當(dāng)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)盤時，觀察視場內(nèi)沒有直線形圖案與旋轉(zhuǎn)盤掃描方向平行的部分。
對應(yīng)于低倍率的物鏡7，在區(qū)域6中，在光路上配置直線形的透光部272a、圖案遮光部272b。
與實施例8相同，在使用旋轉(zhuǎn)盤27內(nèi)周側(cè)的區(qū)域6來觀察試樣像時，通過向箭頭方向移動連接在如圖12的電機16上的旋轉(zhuǎn)盤27，可不必交換旋轉(zhuǎn)盤27，通過僅移動旋轉(zhuǎn)盤27來對應(yīng)于不同倍率和孔徑的物鏡7。
在旋轉(zhuǎn)盤27的觀察視場內(nèi)，因為沒有與旋轉(zhuǎn)盤掃描方向平行的部分的直線形圖案，所以得到未產(chǎn)生明暗光斑的分段圖像。因為本實施例的圖案中僅為直線圖案，所以可高精度地制作，并可廉價地形成圖案。
(實施例11)圖18是表示本發(fā)明實施例11的結(jié)構(gòu)的說明圖。本實施例是實施例8的旋轉(zhuǎn)盤的圖案變更，所以僅記述圖案部分，對于與實施例8相同的部分，省略其說明。
本實施例的旋轉(zhuǎn)盤，如圖18所示，對于旋轉(zhuǎn)盤28的透光部501a(或502a)和遮光部281b(或282b)的直線形圖案，在與旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)的掃描方向平行的部分中，在與透光部281a(或282a)、遮光部281b(或282b)的直線形圖案正交的方向的透光部283a(或284a)、遮光部283b(或284b)的多個直線形圖案中，設(shè)置具有一定寬度的X1(或X2)的區(qū)域283(或區(qū)域284)。
例如，在區(qū)域7中，透光部寬度尺寸為6μm，遮光部的寬度尺寸為54μm，從旋轉(zhuǎn)盤28的中心開始的距離為R，計算明暗光斑為1％時的θ，其結(jié)果為圖11。距離R越大，θ越小，圖18的寬度X1為X1＝Rsinθ，基本為一定值，觀察視場內(nèi)明暗光斑為一定值以下，可進行良好的試樣觀察。
同樣地，區(qū)域8的X2寬度可從透光部282a與遮光部282b的尺寸寬度的比例來求出。
與實施例8一樣，在使用旋轉(zhuǎn)盤28內(nèi)周側(cè)的區(qū)域8來觀察試樣像的情況下，通過向箭頭方向移動連接在電機16上的旋轉(zhuǎn)盤28，可不必交換旋轉(zhuǎn)盤28，通過僅移動旋轉(zhuǎn)盤28來對應(yīng)于不同倍率和孔徑的物鏡7。
通過形成區(qū)域283這種直線形圖案，可得到不發(fā)生明暗光斑的分段圖像。另外，因為圖案為單純的直線形圖案，所以可制作精度好的旋轉(zhuǎn)盤，并且廉價地制作。
在上述各實施例中，雖然表示了互相成直角地配置直線圖案不同的方向，但不必一定是90°。與旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)方向所成的角可以是比作為計算所述明暗光斑的角度θ大的任何角。
(實施例12)下面說明本發(fā)明的實施例12。
對于適用本發(fā)明旋轉(zhuǎn)盤的共焦點顯微鏡，與圖12相同，所以援引圖12。另外，本實施例中說明的盤圖案與圖18相同，所以省略圖示和說明。
圖19是圖18的旋轉(zhuǎn)盤28的圖案部的局部放大圖。
這里詳細說明旋轉(zhuǎn)盤的圖案。在觀察視場內(nèi)，在透光部281a(或282a)和遮光部281b(或282b)的直線形圖案的方向與掃描方向平行的部分中，如圖18所示，設(shè)置兩個圖案與其它部分正交的不同方向區(qū)域。通過該不同方向區(qū)域的寬度X1、X2，可確定明暗條紋的大小。考慮旋轉(zhuǎn)盤上的某個半徑中的明暗條紋。如圖20所示，為計算方便，將圖案直的部分形成扇形，將從其中心開始的半角作為θ。
將透光部的寬度作為L，透光部和遮光部的寬度作為W，在從半旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)盤時r＝R到r＝R+W的范圍內(nèi)，反射光的亮度的最大值與最小值的比是明暗比。
將旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)角作為φ，裂縫的方向為φ＝0的方向，對于φ＝-θ～θ的范圍，裂縫的方向相差90°。
將裂縫投影到樣品上，反射并又回到旋轉(zhuǎn)盤時向旋轉(zhuǎn)盤投影的裂縫像，由于對象NA的影響，不是矩形。近似地，L處具有0點，假設(shè)為sinc函數(shù)。各旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)為φ時，反射光透過旋轉(zhuǎn)盤的光量V(r，φ)為公式(4) 這里，公式(5)x(r,φ)=rsinφ-Lint(rsinφL)-θ<φ<θ---(5)]]>或者公式x(r,φ)=rcosφ-Lint(rcosφL)otherwise]]>int(x)為表示x整數(shù)部分的函數(shù)。
從中心開始的距離為r的位置處，光量S(r)為對V進行半旋轉(zhuǎn)積分，公式(6)S(r)=∫π2-π2V(r,φ)dφ---(6)]]>對于公式(6)的計算，雖然在-π/2-π/2上積分φ，但因為對于x軸、y軸對稱，所以在1/4旋轉(zhuǎn)的φ＝0-π/2的范圍內(nèi)就夠了。從r＝R到R+W對其進行計算，其最大值與最小值的比為裂縫在垂直部分為θ角時的明暗比。若將明暗比作為Iratio(θ)，則公式(7)Iratio(θ)=max(S(r)r=Rr=R+W)min(S(r)r=Rr=R+W)---(7)]]>求出其在θ＝0-π/4(45°)的范圍內(nèi)如何變化，判斷θ在幾度時最好，計算由各個裂縫寬度、從中心開始的距離R的明暗比的θ引起的變化。當(dāng)將角度θ換算為不同方向區(qū)域的寬度X時，有X＝Rsinθ (8)圖21是由上式計算的明暗比與不同方向區(qū)域的寬度X的關(guān)系。是透光部的裂縫寬度L＝30μm、W＝300μm下R＝25mm和R＝40mm的位置的明暗比。從圖21可知，R＝25mm、40mm時彎曲度也一致。即，明暗比的變化在L和W相同時，與R無關(guān)，由不同方向區(qū)域的寬度X確定。X越大，明暗比越小，超過一定值時，則基本不變化。圖21的情況是X＝15mm左右。
因此，在圖19的232中，透光部251a的裂縫寬度L為30μm、W為300μm時，X2＝10mm左右。
再考慮L、W都大時的情況。L＝60μm、W＝600μm時的明暗比的計算結(jié)果為圖22。參見圖22，因為L變大，所以X在20mm附近凸凹顯著，在20-25附近，明暗比基本不變化。與圖21相比，大約為倍數(shù)的位置。即，如果LW變化，當(dāng)W變?yōu)?倍時，X值也加倍。在圖19的231中，當(dāng)L＝60μm、W＝600μm時，X1＝20mm。
如上所述，在透光部的裂縫寬度L、透光部與遮光部的周期寬度L、不同方向區(qū)域的寬度X之間存在[占空率L/W一定時，X與W成正比]的規(guī)律。根據(jù)從旋轉(zhuǎn)盤的中心開始的距離R，在X中存在大小的上限。參照圖20，角度θ為45°以上時，可知正交方向的圖案區(qū)域變窄。即，X的最大值為X≤Rsinπ/4(9)X與W成正比，當(dāng)LW一定時，對應(yīng)于多個物鏡的形成圖案時，如圖18所示，必須在圓的外側(cè)配置透光部的裂縫寬度L大的一方。
現(xiàn)在的旋轉(zhuǎn)盤，如圖18所示，在內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩個帶中為不同的裂縫寬度，所以可在內(nèi)側(cè)配置小的裂縫寬度，在外側(cè)配置大的裂縫寬度。
如上所述，可從旋轉(zhuǎn)盤28上配置成同心圓的多個區(qū)域中，選擇與物鏡的倍率和孔徑相符的圖案，同時，設(shè)置在各區(qū)域中防止明暗條紋的圖案正交的不同方向區(qū)域的寬度X，可通過圖案周期W來適當(dāng)確定，即使切換區(qū)域進行觀察，也可觀察到好的共焦點圖像。透光部的裂縫寬度L與其周期W一定時，設(shè)計所述不同方向區(qū)域的寬度X與W成正比，試驗時不必確定圖案的不同方向區(qū)域，可削減時間、費用。
(實施例13)圖23A和圖23B是表示本發(fā)明實施例13的結(jié)構(gòu)的說明圖。本實施例是實施例11的旋轉(zhuǎn)盤的圖案變更，所以僅記述圖案部分，對于與實施例11相同的部分，省略其說明。
本實施例的旋轉(zhuǎn)盤如圖23所示，在旋轉(zhuǎn)盤中以同心圓分成兩個區(qū)域，如圖23B所示，外側(cè)的區(qū)域291、293與內(nèi)側(cè)的區(qū)域292、294的透光部裂縫寬度L相同，外部的透光部和遮光部的周期W1與內(nèi)側(cè)的周期W2為不同的寬度。在外側(cè)上，設(shè)置不同方向區(qū)域603時寬度為2X1，在內(nèi)側(cè)上，設(shè)置不同方向區(qū)域604時其寬度為2X2，該部分的圖案與其它部分正交。
根據(jù)本實施例，在使用旋轉(zhuǎn)盤29的內(nèi)周側(cè)區(qū)域8來觀察試樣像的情況下，通過向箭頭方向移動連接在電機16上的旋轉(zhuǎn)盤29，可不必交換旋轉(zhuǎn)盤29，通過僅移動旋轉(zhuǎn)盤29，可選擇不同的圖案。與實施例14不同，裂縫的寬度在內(nèi)側(cè)外側(cè)為相同數(shù)值，其周期不同。
當(dāng)觀察樣品時，減少共焦點效果，降低Z分辨率，期望亮度高。W/L越大，共焦點效果(Z分辨率)越好，在這種情況下，根據(jù)本實施例，在內(nèi)側(cè)和外側(cè)中變化L與W的比，進行上述切換，可變化共焦點效果來進行亮度觀察。
在本實施例中表示裂縫寬度L相同、僅周期W在兩個區(qū)域291、292中不同的這種情況下的不同方向區(qū)域的寬度X的關(guān)系。
透光部的裂縫寬度為L＝30μm、其周期為W1＝150μm。與實施例11相同，計算明暗比與不同方向區(qū)域的寬度X的關(guān)系如圖24所示。由圖24可知，超過X＝Sm附近，明暗比的變化小。將其與L相同、W＝300μm和W為2倍的圖21相比，在X為2倍位置處明暗比基本為一定值。為了對其進行確定，L＝30μm、W＝1200μm和W非常大時的明暗比的計算結(jié)果如圖25所示。這里，在X＝40-60mm附近，明暗比的變化非常小，與預(yù)想的圖21的W＝300μm相比，可知為數(shù)值X的4倍。
對此總結(jié)得出[與L/W無關(guān)，明暗比在一定值以下的不同方向區(qū)域的寬度X與圖案的周期W成正比]。
與實施例11相同，在從旋轉(zhuǎn)盤的中心開始的距離R與X之間存在公式(9)的關(guān)系，所以必須在外側(cè)形成W大的圖案。即，[在旋轉(zhuǎn)盤上配置多個圖案時，最好與圖案的周期W成正比，從旋轉(zhuǎn)盤開始的距離R大，當(dāng)不能時，配置在W大的外側(cè)]。
因此，在本實施例中，例如有內(nèi)側(cè)L＝30μm、W＝150μm外側(cè)L＝30μm、W＝300μm。
如上所述，通過從旋轉(zhuǎn)盤29上配置成同心圓形的多個區(qū)域中選擇透光部的裂縫寬度L相同、周期W不同的圖案，當(dāng)交換旋轉(zhuǎn)盤時，可容易觀察共焦點效果和亮度變化的圖像，同時在各區(qū)域中設(shè)置的用于防止明暗條紋的圖案正交的不同方向區(qū)域的寬度X，由圖案周期W來適當(dāng)確定，即使切換區(qū)域進行觀察，也可觀察到好的共焦點圖像。透光部的裂縫寬度L與其周期W一定時，設(shè)計所述不同方向區(qū)域的寬度X與W成正比，試驗時不必確定圖案的不同方向區(qū)域，可削減時間、費用。
在本實施例中，提出在旋轉(zhuǎn)盤29的內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)中設(shè)置兩個區(qū)域，但該區(qū)域若進入觀察視場內(nèi)，則最好在旋轉(zhuǎn)盤29上以同心圓形設(shè)置三個以上的對應(yīng)于各物鏡7的圖案區(qū)域、或Z分辨率不同的圖案區(qū)域。
(實施例14)下面說明本發(fā)明的實施例14。
圖26表示適用于根據(jù)本發(fā)明實施例14的共焦點顯微鏡的簡要結(jié)構(gòu)，與圖4相同的部分標(biāo)示相同標(biāo)號。在圖12的結(jié)構(gòu)中，表示圖4結(jié)構(gòu)中示出的電機16的結(jié)構(gòu)，對于光軸傾斜規(guī)定角度θ后構(gòu)成旋轉(zhuǎn)盤。其它結(jié)構(gòu)與圖4相同，省略其詳細說明。
旋轉(zhuǎn)盤13如圖26所示，相對垂直于光軸的面傾斜角度θ，并以一定的旋轉(zhuǎn)速度進行旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)盤13的圖案可以使用上述各實施例之一的旋轉(zhuǎn)盤，所以省略對圖案的說明和圖示。
在圖26的結(jié)構(gòu)中，從試樣8反射的光通過物鏡7，經(jīng)1/4波長板6，變?yōu)榕c入射時正交的直線偏振光，通過第1成像透鏡5，在旋轉(zhuǎn)盤13上成像試樣8的像。在所成像中，焦點聚合成分的大部分通過旋轉(zhuǎn)盤13上的透光部分，焦點不聚合的情況下不能通過。焦點不聚合成分的光在遮光部中部分被吸收，部分被反射。透光部分的透過率也不是100％，一部分光被反射。通過旋轉(zhuǎn)盤13上的透光部分的成分透過PBS3，經(jīng)第2成像透鏡9，在CCD相機12中，在試樣像內(nèi)成像聚焦的成分。另一方面，反射的光經(jīng)過第1成像透鏡1、物鏡7而在試樣中反射等透過旋轉(zhuǎn)盤13的透光部時，像的對比度降低，導(dǎo)致故障。
圖27是放大旋轉(zhuǎn)盤和第1目鏡的部分的圖。
旋轉(zhuǎn)盤13從垂直于光軸的面傾斜角度θ，投影在旋轉(zhuǎn)盤13上的試樣像的倍率為M，觀察視場的旋轉(zhuǎn)盤13上的直徑為R。物鏡7的孔徑為NA。首先考慮投影在視場中央的光軸上的像。旋轉(zhuǎn)盤上該點的最大入射角ψ的sin以倍率X分割物鏡的NA，當(dāng)角度小時，有φ＝NA/M。
因為旋轉(zhuǎn)盤從垂直于光軸的面開始傾斜θ，所以上述最大入射角ψ的光對于垂直于旋轉(zhuǎn)盤的軸，以θ±φ＝θ±NA/M進行入射。當(dāng)該光的一部分反射時，為了不入射到目鏡，公式(5)NA/M＜θ±NA/M …(5)所有符號為正，所以公式(6)θ＞2NA/M …(6)即可。
上面討論了視場的中心點，對于旋轉(zhuǎn)盤來自試樣的光的角度最大時如圖27右側(cè)的線所示，為觀察視場的端點。此時，對于(5)而言，必須增加通過光軸和觀察視場端點的與主光軸所成的角度φ。最后，來自試樣的光在由旋轉(zhuǎn)盤13反射時，為了不入射到第1目鏡7，則旋轉(zhuǎn)盤的傾斜θ的條件為公式(2)。
θ＞φ+2NA/M…(2)當(dāng)不考慮來自試樣的光時，不描述來自光源的光在旋轉(zhuǎn)盤上反射時的故障。一般顯微鏡的觀察視場以相同的亮度進行照明，設(shè)計成來自光源的光入射，以滿足物鏡的NA。來自試樣的光在旋轉(zhuǎn)盤的視場內(nèi)亮度一樣，滿足NA以在成像時條件相同，對于來自光源的光，公式(2)仍成立。
根據(jù)公式(2)，θ越大越好，試樣的聚焦面和旋轉(zhuǎn)盤的面傾斜時，在試樣的不同高度上重合焦點，在旋轉(zhuǎn)盤中投影的觀察視場內(nèi)，有必要進行焦點深度以內(nèi)。試樣面的焦點深度zd通過物鏡的NA和波長λ近似為下式。
公式Zd=0.9λNA2]]>投影在旋轉(zhuǎn)盤上的試樣像的焦點深度z‘d為M2倍，有公式(7)Z′d=0.9M2λNA2---(7)]]>在投影在傾斜角度θ的旋轉(zhuǎn)盤13上的試樣像的觀察視場內(nèi)，有必要進入公式(7)的焦點濃度范圍。當(dāng)旋轉(zhuǎn)盤13上的觀察區(qū)域直徑(視場直徑)為R時，求θ的條件為公式(8)tanθ<Z′dR=0.9M2λNA2λ---(8)]]>θ小、或常數(shù)基本接近1時，最好滿足公式(3)θ<M2λNA2R---(3)]]>作為一個例子，考慮物鏡7的M＝50[倍]、NA＝0.9、視場直徑R＝11[mm]的情況。光的波長為λ＝0.55[μm]。第1目鏡的焦距為L，當(dāng)L＝180[mm]時的φ為公式φ=R2L=5.5180=0.0306[rad]]]>通過該式和公式(2)，θ＞0.067[rad]＝3.8°，或者由公式(3)，θ＞0.154[rad]＝8.8°，將θ設(shè)定在3.8°＜θ＜8.8°的范圍內(nèi)。
如上所述，通過符合物鏡的倍率或孔徑、視場直徑，及確定旋轉(zhuǎn)盤13的傾角θ，可得到去除故障的共焦點圖像。
(實施例15)圖28是表示本發(fā)明實施例15的結(jié)構(gòu)的說明圖。與實施例14相同的部分標(biāo)示相同標(biāo)號，省略其說明。
旋轉(zhuǎn)盤13通過旋轉(zhuǎn)軸12連接在電機16上，以一定的旋轉(zhuǎn)速度進行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)盤面相對于垂直于光軸的面傾斜θ。作為旋轉(zhuǎn)盤13，例如，可以使用實施例6以后的旋轉(zhuǎn)盤。電機16通過使用了線性導(dǎo)軌、球形螺栓、齒條&小齒輪等手動或自動控制的移動平臺17，在保持角度θ的狀態(tài)下，能向箭頭方向移動。
對本實施例的作用進行說明。旋轉(zhuǎn)盤使用圖18所示的盤28。
在物鏡7中使用100倍、NA＝0.95時，首先，通過與電機16連接的移動平臺17，旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)盤，使在光路上出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)盤13的區(qū)域282、283。通過來自光源的光，到拍攝為止的作用與實施例14的相同。接著，當(dāng)物鏡換成30倍、NA＝0.5時，在光路上(或觀察視場)配置配置在旋轉(zhuǎn)盤28的內(nèi)周側(cè)上的區(qū)域282、283，通過與電機16連接的移動平臺17，向箭頭方向移動。
考慮此時旋轉(zhuǎn)盤的傾斜。視場直徑、第1目鏡的焦距、光的波長與實施例14相同。
當(dāng)物鏡為100倍、NA＝0.95時，由公式2)和公式(3)，有2.8°＜θ＜31.7°，當(dāng)物鏡為20倍、NA＝0.4時，由公式2)和公式(3)，有4.0°＜θ＜7.2°，因此，確定傾斜θ，以便只滿足20倍的物鏡條件。
在具有多個圖案的情況下，根據(jù)各圖案中使用的透鏡特性來設(shè)定旋轉(zhuǎn)盤的傾斜條件，即使交換物鏡，也能觀察到對比度好的分段圖像。
在本實施例中，在旋轉(zhuǎn)盤13的內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)中設(shè)置兩個區(qū)域，若該區(qū)域進入觀察視場內(nèi)，則在旋轉(zhuǎn)盤13中將對應(yīng)于各物鏡的圖案區(qū)域設(shè)置成三個同心圓形。
在上述實施例中，雖然表示了同時滿足公式(2)和(3)的例子，但不限于一定同時成立。例如，當(dāng)使用20倍、NA＝0.4的物鏡，觀察視場大的情況下，在例如視場直徑R＝25時，即使其它條件相同，公式(2)為θ＞6.3° (2)’在公式(3)的條件下，θ＜3.2° (3)’ ，不能同時滿足(2)’和(3)’。此時，設(shè)定只滿足進入焦點深度的條件(3)’，而不考慮故障降低的條件(2)’，故障可通過提高偏振光用光學(xué)系統(tǒng)的偏振光率、提高光學(xué)系統(tǒng)的反射防止膜等其它方法來降低。
(實施例16)下面說明本發(fā)明的實施例16。本實施例與實施例1-13不同，代替了旋轉(zhuǎn)盤，而使用微型鏡子。
圖29是表示本發(fā)明的第16實施例的結(jié)構(gòu)的說明圖。對于與圖4相同的部分，附加相同的符號，并省略說明。
適用于本發(fā)明的微型鏡子陣列32如圖30A所示，將每個為數(shù)μm-數(shù)十μm的鏡子二維多個排列，如圖30B所示，每個鏡子由兩個桿支撐。安裝每個鏡子的各個電極，當(dāng)向電極加電壓時，如圖30C所示，可以對朝向正面的狀態(tài)(2)及與之分別反向傾斜的(1)、(3)的三個狀態(tài)進行切換。
從光源1射出的光通過光學(xué)透鏡2，變?yōu)槠窆獍?5的偏振光中的直線偏振光，入射到PBS3。PBS3反射透過偏振光板的方向的偏振光，透過與其垂直方向的偏振光。由PBS3反射的光由第1鏡子31反射，以45度角向微型鏡子陣列32入射。在微型鏡子陣列32中，入射到朝向圖30C的(2)的正面狀態(tài)的微型鏡子陣列32上的光，沿第2鏡子33的方向反射，向圖30C的(1)或(3)的方向狀態(tài)的微型鏡子入射的光朝向其它方向。沿第2鏡子33前進的光由第2鏡子33沿第1成像透鏡5的方向反射，通過第1成像透鏡5，由1/4波長板6變?yōu)閳A偏振光，由物鏡7成像，向試樣8入射。
從試樣8反射的光通過物鏡7，經(jīng)1/4波長板6，變?yōu)榕c入射時正交的直線偏振光，通過第1成像透鏡5，由第1鏡子7向微型鏡子陣列32的方向反射，在鏡子陣列上形成試樣的像?；鞠嗤?，在微型鏡子陣列32中，入射到朝向圖30C的(2)的正面的狀態(tài)的微型鏡子的光向第1鏡子31的方向反射，向圖30C的(1)或(3)的方向狀態(tài)的微型鏡子入射的光朝向其它方向。此時，焦點聚合的像在朝向微型鏡子的圖30C的(2)的正面的部分中成像，非聚焦部分在其它微型鏡子中成像，因此只有焦點聚合的部分向第1鏡子31的方向前進。
聚焦部分由第1鏡子31反射，透過PBS3，通過第2成像透鏡12，在CCD相機13上形成試樣像。
說明實際拍攝時的動作。
微型鏡子陣列32的各個鏡子的大小為10μm×10μm。作為一個例子，物鏡7為10倍、NA＝0.3。此時適當(dāng)?shù)牧芽p寬度通過公式(1)，在微型鏡子陣列32的位置中為10μm左右。各裂縫的周期為50μm。
當(dāng)拍攝時，首先，從計算機34向驅(qū)動器35發(fā)送命令，如圖31A所示，微型鏡子陣列32面向各鏡子的方向。在圖31A和31B中，白的部分是圖32C的(2)所示的朝向正面的鏡子，黑的部分是圖30C的(3)所示傾斜的、朝向第2鏡子33的方向。如上所述，微型鏡子在朝向正面的時候，照明光照射在試樣上，在試樣上投影裂縫光排列的像。在該狀態(tài)下，由計算機34發(fā)送打開CCD相機10的快門的指令，以開始CCD相機10的曝光。
在快門打開的曝光中，微型鏡子的圖案如下所述。
從圖31A的狀態(tài)開始，在圖31A的Y方向上裂縫光按照每條線動作，即，微型鏡子陣列的圖案如圖31B所示，從計算機34向驅(qū)動器35發(fā)送指令。將其反復(fù)3次，同樣地掃描樣品，至此，與裂縫掃描相同，X方向的分辨率比Y方向的分辨率差，產(chǎn)生各向異性。為了消除這個問題，接著，如圖32A所示，使相對于X傾斜45度的圖案相同，通過向圖32A的S方向運動進行掃描。如圖32B所示的90度、圖32C的135度的圖案相同地進行掃描后，關(guān)閉CCD相機10的快門，結(jié)束曝光，向計算機34傳送拍攝的圖像，在監(jiān)視器11上顯示圖像。通過以上動作得到各向異性少的共焦點圖像。
接著，考慮更換物鏡時的情況。當(dāng)物鏡為50倍、NA＝0.8時，裂縫寬度由公式(1)約為20μm，一個裂縫變?yōu)槲⑿顽R子的兩條線，為100μm，以便裂縫間隔與10倍物鏡時與裂縫寬度的比(占空比1∶5)相同，形成圖32D的圖案。如上所述，變化動作圖案方向時，可得到共焦點圖像。圖中，雖然為了簡便說明了12×12個微型鏡子陣列，但實際上因為有500×500個以上的鏡子排列，當(dāng)裂縫寬度更大時，例如100倍、NA＝0.9的物鏡裂縫寬度為40μm左右，同樣可得到共焦點圖像。
在本實施例中，將角度以每45度變化，但不一定限于該角度，也可以是90度或30度。角度越小，分辨率因方向而不同的各向異性越小，在1個畫面中花費時間。此外，上面說明了裂縫的寬度與裂縫間隔的比為1∶5，但該數(shù)值為了改變亮度、Z方向的分辨率，也可設(shè)定為其它值。
(實施例17)圖33表示將本發(fā)明適用于熒光共焦點顯微鏡的簡要結(jié)構(gòu)，與圖12相同的部分標(biāo)示相同的標(biāo)號。
在從水銀光源等光源1射出的光的光路上配置聚光透鏡2、激勵濾光器36、分色鏡37，在PBS37的反射光路上通過旋轉(zhuǎn)盤13、第1成像透鏡5、物鏡7配置試樣8。在從試樣8發(fā)出的光的PBS37的透過光路上，通過吸收濾光器38、第2成像透鏡9配置CCD相機10。在該CCD相機10的圖像輸出端子上連接監(jiān)視器11，顯示由CCD相機10拍攝的圖像。
旋轉(zhuǎn)盤13與圖5A和圖5B所示相同，交互配置透過光的直線形的透光部13a和遮蔽光的直線形的遮光部13b各自的圖案，同時，將直線形遮光部13b的寬度尺寸設(shè)定得比直線形透光部13a的寬度尺寸大，例如1∶9。
激勵濾光器36如圖34所示，具有在比熒光波長a短的波長帶中透過率為最大的透過特性，在從光源1發(fā)出的光中，選擇透過激勵熒光的規(guī)定波長的光，遮住其它波長的光。分色鏡37如圖35A所示，具有在比熒光波長a短的波長帶中反射率為最大的反射特性，在反射透過激勵濾光器36的波長的光，并如圖35A和圖35B所示，具有在包含熒光波長a的波長帶中透過率為最大的透過特性，透過從試樣8發(fā)出的熒光的波長。吸收濾光器38與圖35B所示相同，具有在包含熒光波長a的波長帶中透過率為最大的透過特性，遮住透過激勵濾光器36的激勵波長，透過熒光波長。
這些激勵濾光器36、分色鏡37和吸收濾光器38的波長特性因使用的熒光色素而不同，例如，在觀察FITC的情況下，最大激勵波長為490nm，最大熒光波長為520nm，透過激勵濾光器36的波長和反射分色鏡37的波長為460-490nm，透過分色鏡37和吸收濾光器38的波長為510nm。
在這種結(jié)構(gòu)中，從光源1射出的光通過聚光透鏡2，由激勵濾光器36入射到選擇激勵熒光的波長光的分色鏡37上。分色鏡37反射透過激勵濾光器36的波長光，由分色鏡37反射的光入射到以一定速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)盤13上。
透過該旋轉(zhuǎn)盤13的直線形透光部13a的光通過第1成像透鏡5，由物鏡7成像，入射在試樣8上。通過該入射光，由試樣8發(fā)生熒光。
從試樣8發(fā)出的熒光和反射光通過物鏡7、經(jīng)第1成像透鏡5在旋轉(zhuǎn)盤13上形成試樣像。
此時，試樣8的焦點聚合的部分以將投影在旋轉(zhuǎn)盤13上的線與試樣像相乘的形式投影成線形，可透過旋轉(zhuǎn)盤13的透光部13a，而非聚焦部分投影在旋轉(zhuǎn)盤13上的像模糊，所以非聚焦像的大部分不能透過旋轉(zhuǎn)盤13。至此，在試樣像上重疊圖案像，當(dāng)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)盤13時，圖案像在試樣像上邊變化方向邊移動(掃描)，對其進行平均化，消除線像，得到僅焦點聚合的像。
透過旋轉(zhuǎn)盤13的透光部13a的熒光和反射光入射到分色鏡37上，在分色鏡37中，僅透過熒光波長。因為在吸收濾光器38中也透過熒光波長的光，所以只有熒光通過第2成像透鏡9而在CCD相機10上形成為試樣熒光像，可由監(jiān)視器11進行觀察。
因此，可期望與上述實施例1相同的效果。
用于該實施例17的旋轉(zhuǎn)盤作為一個例子，也可適用于上述各實施例中說明的旋轉(zhuǎn)盤中。
本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可進行各種變形。
例如，在上述各實施例中，在實施例4和5中，在正交透光部和遮光部的直線形圖案的方向上，形成其它透光部和遮光部的直線形圖案，但沒必要一定要是正交的方向。
在上述實施例中，在監(jiān)視器11上顯示由CCD相機10拍攝的圖像，也可代替CCD相機10，而改用目視觀察。在第2成像透鏡9的前面放置半透明反射鏡，在分割光路上設(shè)置目鏡，可進行目視和CCD兩種觀察，也可將鏡子作為全反射，通過裝卸式來進行切換。
在上述實施例中，直線形透光部的寬度和遮光部的寬度比為1∶9，但該比值既可小也可大，例如，當(dāng)為1∶3左右時，像變亮，非聚焦成分多。當(dāng)為1∶50或1∶100時，基本上沒有非聚焦成分，可得到僅焦點聚合的分段像。
在本實施例中，雖然表示了在旋轉(zhuǎn)盤的內(nèi)周側(cè)和外周側(cè)上設(shè)置兩個區(qū)域的實施例，但在未圖示的物鏡轉(zhuǎn)換器中，因為可連接不同倍率和孔徑的物鏡7來進行觀察，所以若該區(qū)域進入觀察視場內(nèi)，則在旋轉(zhuǎn)盤上也可以同心圓設(shè)置三個以上的對應(yīng)于各物鏡7的圖案區(qū)域。
在上述實施例中，雖然未提到，將試樣8放置于Z平臺上，邊變化試樣8與物鏡7之間的距離邊取得圖像，可進行三維觀察。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件和使用該部件的分段像觀察裝置，不會發(fā)生觀察像的明暗光斑，可穩(wěn)定觀察良好的圖像。
工業(yè)上的應(yīng)用性如上所述，本發(fā)明適用于利用光來觀察·測定試樣微小結(jié)構(gòu)或三維形狀的分段像觀察裝置中使用的圖案形成部件和使用該部件的分段像觀察裝置。
按照條約第19條的修改1.一種適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，選擇地向試樣照射來自光源的光，對所述試樣進行掃描，取得來自所述試樣的光，將其作為分段像，其特征在于，所述圖案形成部件包括照射部和遮光部，將所述照射部和所述遮光部的各自的圖案形成為直線狀，并交互配置這些直線狀圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述圖案形成部件是具有所述照射部透過光的透光部和所述遮光部遮蔽光的遮光部的旋轉(zhuǎn)盤，在光路上使所述旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，將用透過所述旋轉(zhuǎn)盤的光對所述試樣進行掃描的各個圖案形成為直線形，同時交互配置這些直線形圖案。
3.刪除4.刪除5.刪除6.刪除7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，將所述遮光部的直線形圖案的寬度尺寸設(shè)定為比所述透光部的直線圖案的寬度尺寸大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述圖案形成部件是二維地排列多個可在各個方向變化的多個鏡子的數(shù)字微型鏡子。
9.刪除10.刪除11.刪除12.刪除13.刪除
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)盤分割成多個區(qū)域，所述各區(qū)域的圖案不同。
15.刪除16.刪除17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述多個區(qū)域配置在同心圓上，在各個區(qū)域具有不同的直線狀的圖案。
18.刪除19.一種分段像觀察裝置，其特征在于，其使用權(quán)利要求1所述的圖案形成部件，用光對所述試樣掃描，通過所述圖案形成部件取得來自所述試樣的反射光，將其作為分段像。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的分段像觀察裝置，其特征在于，還具有使所述旋轉(zhuǎn)盤上向試樣的投影位置變化的移動機構(gòu)。
21.一種分段像觀察裝置，其特征在于，向權(quán)利要求1所述的圖案形成部件入射通過激勵濾光器的規(guī)定波長的激勵光，在通過所述圖案形成部件掃描試樣的同時，通過選擇所述圖案形成部件和所述熒光波長的吸收濾光器來取得所述試樣發(fā)出的熒光，作為分段像。
22.一種分段像觀察裝置，包括光源；具有交互周期配置透過光的裂縫形透光部和遮蔽光的直線形光部的圖案的旋轉(zhuǎn)盤；將來自所述光源的光導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)盤的引導(dǎo)裝置；向試樣照射透過所述旋轉(zhuǎn)盤的光、向試樣投影旋轉(zhuǎn)盤的圖案的裝置；向所述旋轉(zhuǎn)盤上投影從所述試樣放射的光的光學(xué)透鏡；在光路上旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)盤、掃描投影到所述試樣上的旋轉(zhuǎn)盤的圖案的裝置；取得投影在所述旋轉(zhuǎn)盤上的試樣像中透過所述旋轉(zhuǎn)盤的像，將其作為分段像，其特征在于，將所述旋轉(zhuǎn)軸盤面和與光軸垂直的面的角度作為θ，從所述試樣觀察的所述透鏡的孔徑作為NA，投影在所述旋轉(zhuǎn)盤上的試樣像的放大率作為M，在被觀察試樣區(qū)域的旋轉(zhuǎn)盤上的直徑(將其稱為視場直徑)作為R，在被觀察試樣區(qū)域的旋轉(zhuǎn)盤上穿過直徑最遠端的主光線與光軸的交角作為φ，光的波長作為λ時，在θ＞φ+2NA/M，和θ＜M2λ/NA2R的兩個關(guān)系中至少成立一個。
23.根據(jù)權(quán)利要求7所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，在所述旋轉(zhuǎn)盤的所述透光部和遮光部的直線形圖案在觀察視場內(nèi)與旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的掃描方向(H方向)平行的部分中，形成遮光區(qū)域。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述直線形圖案的區(qū)域由在旋轉(zhuǎn)盤的圓周方向上分割為多個的扇形區(qū)域構(gòu)成。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，上述被分割成多個的區(qū)域，是方向不同的所述透光部和遮光部的直線形圖案的各向異性區(qū)域，使在觀察視場內(nèi)與旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的掃描方向(H方向)不平行。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，上述各向異性區(qū)域是構(gòu)成預(yù)定中心角的扇形區(qū)域，上述各向異性區(qū)域內(nèi)的直線狀圖案是與其它區(qū)域的直線狀圖案方向不同的透光部和遮光部的直線形圖案。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，上述各向異性區(qū)域是具有預(yù)定寬度的區(qū)域，上述各向異性區(qū)域內(nèi)的直線狀圖案是與其它區(qū)域的直線狀圖案方向不同的透光部和遮光部的直線形圖案。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，上述多個區(qū)域的圖案中的至少2個，是遮蔽光的直線部的寬度與透過光的直線部的寬度的比率不同的圖案。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)盤的透過光部分的直線部寬度是一定的。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，還具有所述旋轉(zhuǎn)盤的直線狀圖案的透過部和遮光部的方向不同的多個區(qū)域。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，上述直線狀圖案中，在觀察視場內(nèi)與旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的掃描方向(H方向)平行的部分，設(shè)有各向異性區(qū)域，上述各向異性區(qū)域內(nèi)的直線狀圖案是與其它區(qū)域的直線狀圖案方向不同的透光部和遮光部的直線形圖案。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，當(dāng)將具有所述旋轉(zhuǎn)盤的一定寬度的不同方向區(qū)域的寬度作為X，透光部和遮光部的周期作為W時，X/W為一定值。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，對于至少兩個透光部寬度相同的同心圓形區(qū)域，當(dāng)透光部與遮光部的周期W不同時，按照周期W大的順序配置在外側(cè)，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的同心圓形區(qū)域的不同方向區(qū)域的寬度尺寸X與周期W成比例。
34.根據(jù)權(quán)利要求17所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述多個區(qū)域的圖案中的至少兩個的所述透光部和所述遮光部的面積比相等，并且，所述每個區(qū)域中所述透光部和所述遮光部的尺寸寬度不同。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，上述直線狀圖案中，在觀察視場內(nèi)與旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的掃描方向(H方向)平行的部分，設(shè)有各向異性區(qū)域，上述各向異性區(qū)域內(nèi)的直線狀圖案是與其它區(qū)域的直線狀圖案方向不同的透光部和遮光部的直線形圖案。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，當(dāng)將具有所述旋轉(zhuǎn)盤的一定寬度的不同方向區(qū)域的寬度作為X，透光部和遮光部的周期作為W時，X/W為一定值。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，對于至少兩個透光部寬度相同的同心圓形區(qū)域，當(dāng)透光部與遮光部的周期W不同時，按照周期W大的順序配置在外側(cè)，內(nèi)側(cè)的同心圓形區(qū)域的不同方向區(qū)域的寬度尺寸，比外側(cè)的同心圓形區(qū)域的各向異性區(qū)域的寬度尺寸小。
權(quán)利要求
1.一種適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，選擇地向試樣照射來自光源的光，對所述試樣進行掃描，取得來自所述試樣的光，將其作為分段像，其特征在于，所述圖案形成部件包括照射部和遮光部，將所述照射部和所述遮光部的各自的圖案形成為直線狀，并交互配置這些直線狀圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述圖案形成部件是具有所述照射部透過光的透光部和所述遮光部遮蔽光的遮光部的旋轉(zhuǎn)盤，在光路上使所述旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，將用透過所述旋轉(zhuǎn)盤的光對所述試樣進行掃描的各個圖案形成為直線形，同時交互配置這些直線形圖案。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，在所述旋轉(zhuǎn)盤的所述透光部和遮光部的直線形圖案在觀察視場內(nèi)與旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的掃描方向(H方向)平行的部分中，形成遮光區(qū)域。
4.一種適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，在光路上使具有透過光的透光部和遮蔽光的遮光部各自圖案的旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，在對試樣掃描透過所述旋轉(zhuǎn)盤的光的同時，取得來自所述試樣的光，將其作為透過所述旋轉(zhuǎn)盤的分段像，其特征在于，在將所述透光部和遮光部各自的圖案形成為直線形的同時，交互配置這些直線形的圖案，并且，形成方向不同的所述透光部和遮光部的直線形圖案區(qū)域，使這些直線形的圖案與在觀察視場內(nèi)旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的掃描方向(H方向)不平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述直線形圖案的區(qū)域由在旋轉(zhuǎn)盤的圓周方向上分割為多個的扇形區(qū)域構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述直線形圖案中，在與觀察視場內(nèi)旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的掃描方向(H方向)平行的部分內(nèi)，具有形成與該直線形圖案方向不同的規(guī)定的中心角扇形的其它透光部和遮光部的直線形圖案區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6之一所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，將所述遮光部的直線形圖案的寬度尺寸設(shè)定為比所述透光部的直線圖案的寬度尺寸大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述圖案形成部件是二維地排列多個可在各個方向變化的多個鏡子的數(shù)字微型鏡子。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，具有遮蔽所述光的直線部寬度和透過所述光的直線部寬度的比率不同的多個區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，還具有所述旋轉(zhuǎn)盤的直線形圖案透光部和遮光部的方向不同的多個區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)盤是旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)半徑方向與所述直線形透光部和遮光部的圖案方向不垂直的旋轉(zhuǎn)盤。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11的任一項所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)盤的遮蔽光部分的直線部寬度比透過光的直線部寬度大。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12的任一項所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)盤的透過光部分的直線部寬度是一定的。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)盤分割成多個區(qū)域，所述各區(qū)域的圖案不同。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述多個區(qū)域的圖案的所述透光部和所述遮光部的面積比相等，并且，所述每個區(qū)域中所述透光部和所述遮光部的尺寸寬度不同。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，當(dāng)將具有所述旋轉(zhuǎn)盤的一定寬度的不同方向區(qū)域的寬度作為X，透光部和遮光部的周期作為W時，X/W為一定值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述多個同心圓形區(qū)域圖案的所述透光部和所述遮光部的面積比相等，并且所述同心圓形區(qū)域中，內(nèi)側(cè)同心圓形區(qū)域的圖案的所述透光部和所述遮光部的尺寸寬度比外側(cè)的同心圓形區(qū)域的寬度小，內(nèi)側(cè)同心圓形區(qū)域的不同方向區(qū)域的寬度的尺寸寬度比所述外側(cè)同心圓形區(qū)域的不同方向區(qū)域的寬度小。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件，其特征在于，所述多個同心圓形區(qū)域的圖案中，至少兩個同心圓形區(qū)域中透光部寬度相同，當(dāng)透光部與遮光部的周期W不同時，內(nèi)側(cè)同心圓形區(qū)域的所述透光部和所述遮光部的周期比外側(cè)的同心圓形區(qū)域的所述透光部和所述遮光部的周期小，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的同心圓形區(qū)域的不同方向區(qū)域的寬度尺寸X與周期成比例。
19.一種分段像觀察裝置，其特征在于，其使用權(quán)利要求1至18的任一項所述的圖案形成部件，用光對所述試樣掃描，通過所述圖案形成部件取得來自所述試樣的反射光，將其作為分段像。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的分段像觀察裝置，其特征在于，還具有使所述旋轉(zhuǎn)盤上向試樣的投影位置變化的移動機構(gòu)。
21.一種分段像觀察裝置，其特征在于，向權(quán)利要求1至18之一所述的圖案形成部件入射通過激勵濾光器的規(guī)定波長的激勵光，在通過所述圖案形成部件掃描試樣的同時，通過選擇所述圖案形成部件和所述熒光波長的吸收濾光器來取得所述試樣發(fā)出的熒光，將使作為分段像。
22.一種分段像觀察裝置，包括光源；具有交互周期配置透過光的裂縫形透光部和遮蔽光的直線形光部的圖案的旋轉(zhuǎn)盤；將來自所述光源的光導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)盤的引導(dǎo)裝置；向試樣照射透過所述旋轉(zhuǎn)盤的光、向試樣投影旋轉(zhuǎn)盤的圖案的裝置；向所述旋轉(zhuǎn)盤上投影從所述試樣放射的光的光學(xué)透鏡；在光路上旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)盤、掃描投影到所述試樣上的旋轉(zhuǎn)盤的圖案的裝置；取得投影在所述旋轉(zhuǎn)盤上的試樣像中透過所述旋轉(zhuǎn)盤的像，將其作為分段像，其特征在于，將所述旋轉(zhuǎn)軸盤面和與光軸垂直的面的角度作為θ，從所述試樣觀察的所述透鏡的孔徑作為NA，投影在所述旋轉(zhuǎn)盤上的試樣像的放大率作為M，在被觀察試樣區(qū)域的旋轉(zhuǎn)盤上的直徑(將其稱為視場直徑)作為R，在被觀察試樣區(qū)域的旋轉(zhuǎn)盤上穿過直徑最遠端的主光線與光軸的交角作為φ，光的波長作為λ時，在θ＞φ+2NA/M，和θ＜M2λ/NA2R的兩個關(guān)系中至少成立一個。
全文摘要
一種適用于分段像觀察裝置的圖案形成部件,選擇地向試樣照射來自光源的光,掃描所述試樣,取得來自所述試樣的光,將其作為分段像,所述圖案形成部件包括照射部和遮光部,在將所述照射部和所述遮光部的各自圖案形成為直線狀的同時,交互配置這些直線狀圖案。
文檔編號G02B21/00GK1364241SQ01800429
公開日2002年8月14日 申請日期2001年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月6日
發(fā)明者遠藤富男, 山岸毅, 貞森克也 申請人:奧林巴斯光學(xué)工業(yè)株式會社