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JP2008040154A - Confocal laser scanning microscope - Google Patents

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JP2008040154A
JP2008040154A JP2006214695A JP2006214695A JP2008040154A JP 2008040154 A JP2008040154 A JP 2008040154A JP 2006214695 A JP2006214695 A JP 2006214695A JP 2006214695 A JP2006214695 A JP 2006214695A JP 2008040154 A JP2008040154 A JP 2008040154A
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Japan
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diameter
objective lens
laser beam
optical path
confocal laser
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Application number
JP2006214695A
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Japanese (ja)
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Tomoyuki Iizuka
智幸 飯塚
Akihiro Kitahara
章広 北原
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a confocal laser scanning microscope capable of obtaining high detection accuracy and high focus detecting sensitivity related to a sample, without being affected by a pupil diameter difference between objective lenses having different magnification. <P>SOLUTION: The confocal laser scanning microscope includes: a laser light source 1; a polarized beam splitter (PBS) 3; a plurality of beam expanders 17; a two-dimensional scanning mechanism 4; a pupil projection lens 5; an image forming lens 6; a 1/4 wavelength plate 7; an objective 9; a stage 12; an image forming lens 13; a pinhole 14; and an optical detector 15. The beam expander 17 is configured to change the beam diameter of the incident laser beam 2 to substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective 9 arranged on the optical path. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、試料の高さ情報を測定及び観察する共焦点レーザ顕微鏡に関する。   The present invention relates to a confocal laser microscope for measuring and observing sample height information.

例えば工業系の検査分野において共焦点レーザ顕微鏡は、ステージに載置したウエハ等の試料の高さ情報を測定及び観察するために有効な機器であり、非常にコントラストの高い試料の画像を得ることができる。   For example, in the industrial inspection field, a confocal laser microscope is an effective device for measuring and observing the height information of a sample such as a wafer placed on a stage, and obtains an image of a very high contrast sample. Can do.

そこで図6及び図7を参照して一般的な共焦点レーザ顕微鏡の構成について説明する。   A configuration of a general confocal laser microscope will be described with reference to FIGS.

図6は、一般的な共焦点レーザ顕微鏡の概略構成図である。   FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a general confocal laser microscope.

共焦点レーザ顕微鏡には、照明用光源としてレーザ光源1が設けられている。このレーザ光源1は、直線偏光の特性を有しているレーザビーム2を出射する。レーザビーム2の光路上には、偏光ビームスプリッタ(PBS)3と、回動することによってレーザビーム2を偏向させて試料11上で走査させる2次元走査機構4が順次配置されている。2次元走査機構4は、後述する対物レンズ9の瞳8と共役な位置に配置されている。2次元走査機構4の下方には、瞳投影レンズ5、結像レンズ6、1/4波長板7、対物レンズ9、ステージ12に載置されている試料11が順次配置されている。偏光ビームスプリッタ3の下方には、結像レンズ13、ピンホール14、受光面16を有する光検出器15が順次配置されている。ピンホール14は、対物レンズ9を通過したレーザビーム2の結像位置と共役な位置に配置されている。   The confocal laser microscope is provided with a laser light source 1 as an illumination light source. The laser light source 1 emits a laser beam 2 having linear polarization characteristics. On the optical path of the laser beam 2, a polarization beam splitter (PBS) 3 and a two-dimensional scanning mechanism 4 that rotates and deflects the laser beam 2 to scan on the sample 11 are sequentially arranged. The two-dimensional scanning mechanism 4 is disposed at a position conjugate with a pupil 8 of an objective lens 9 described later. Below the two-dimensional scanning mechanism 4, a pupil projection lens 5, an imaging lens 6, a quarter wavelength plate 7, an objective lens 9, and a sample 11 placed on a stage 12 are sequentially arranged. Below the polarization beam splitter 3, a photodetector 15 having an imaging lens 13, a pinhole 14, and a light receiving surface 16 is sequentially arranged. The pinhole 14 is disposed at a position conjugate with the imaging position of the laser beam 2 that has passed through the objective lens 9.

レーザビーム2は、対物レンズ9により試料11にて結像した場合のみ、ピンホール14によって遮光されることなく、受光面16にて受光される。よって共焦点レーザ顕微鏡は、通常の顕微鏡よりフレア光を少なくすることができ、観察者は、高分解能、高コントラスト、且つ焦点深度の浅い画像を得ることができる。   The laser beam 2 is received by the light receiving surface 16 without being blocked by the pinhole 14 only when an image is formed on the sample 11 by the objective lens 9. Therefore, the confocal laser microscope can reduce flare light as compared with a normal microscope, and an observer can obtain an image with high resolution, high contrast, and shallow depth of focus.

ところで共焦点レーザ顕微鏡の場合、ピンホール14の穴径により共焦点効果の度合いが変化する。ピンホール14の穴径が小さいほど、共焦点効果が強くなり、観察者は高分解能、高コントラスト、且つ焦点深度の浅い画像を得ることができる。ただし、対物レンズ9のNAやレーザビーム2の波長などにより、ピンホール14の穴径を小さくしても、分解能の向上には限度がある。   By the way, in the case of a confocal laser microscope, the degree of the confocal effect varies depending on the hole diameter of the pinhole 14. The smaller the hole diameter of the pinhole 14, the stronger the confocal effect, and the observer can obtain an image with high resolution, high contrast, and shallow depth of focus. However, even if the hole diameter of the pinhole 14 is reduced due to the NA of the objective lens 9 or the wavelength of the laser beam 2, there is a limit to improving the resolution.

次に図7を参照して一般的な共焦点レーザ顕微鏡のシステムの構成について説明する。   Next, the configuration of a general confocal laser microscope system will be described with reference to FIG.

指示部35は、対物レンズ9と試料11の相対距離を調整するためにレボルバ10、またはステージ12の少なくとも一方をレーザビーム2の光軸方向に移動させる指示信号を制御部32に出力する。制御部32は、この信号を受信してレボルバ10、またはステージ12の少なくとも一方を駆動させる駆動(制御)信号を駆動機構に出力する。駆動機構は、この制御信号を受けてレボルバ10、またはステージ12の少なくとも一方を移動させる。これにより相対距離が調整される。   The instruction unit 35 outputs an instruction signal for moving at least one of the revolver 10 or the stage 12 in the optical axis direction of the laser beam 2 to the control unit 32 in order to adjust the relative distance between the objective lens 9 and the sample 11. The control unit 32 receives this signal and outputs a drive (control) signal for driving at least one of the revolver 10 and the stage 12 to the drive mechanism. In response to this control signal, the drive mechanism moves at least one of the revolver 10 or the stage 12. As a result, the relative distance is adjusted.

また、例えば観察者が指示部35において使用する対物レンズ9を選択した際に、指示部35は、使用する対物レンズ9をレーザビーム2の光路上に配置する制御信号を制御部32を介してレボルバ10に出力する。これによりレボルバ10は電動回転して、対物レンズ9を光路上に配置する。   For example, when the observer selects the objective lens 9 to be used in the instruction unit 35, the instruction unit 35 sends a control signal for arranging the objective lens 9 to be used on the optical path of the laser beam 2 via the control unit 32. Output to the revolver 10. As a result, the revolver 10 is electrically rotated to place the objective lens 9 on the optical path.

試料11からの反射光が、受光面16にて受光された際に、光検出器15は、反射光の強度に応じて変化する検出信号を演算部31に出力する。演算部31は、この検出信号を輝度情報として処理する。   When the reflected light from the sample 11 is received by the light receiving surface 16, the photodetector 15 outputs a detection signal that changes according to the intensity of the reflected light to the calculation unit 31. The calculation unit 31 processes this detection signal as luminance information.

演算部31は、この検出信号を制御部32を介して2次元走査機構4の走査位置と、同期をとりながら一定の周期でサンプリングし、観察画像を構築する。表示部34には、演算部31で構築された観察画像が表示される。この観察画像は、メモリ33に記憶される。演算部31は、記憶された観察画像を後から読み出して、表示部34に表示させることもできる。   The calculation unit 31 samples the detection signal through the control unit 32 at a constant period while synchronizing with the scanning position of the two-dimensional scanning mechanism 4 to construct an observation image. On the display unit 34, an observation image constructed by the calculation unit 31 is displayed. This observation image is stored in the memory 33. The calculation unit 31 can also read the stored observation image later and display it on the display unit 34.

共焦点レーザ顕微鏡には、上述したように複数の対物レンズ9が設けられていている。これら対物レンズ9の瞳8の径は、対物レンズ9の倍率によってそれぞれ異なることが一般的である。レボルバ10に複数の対物レンズが保持されている場合、対物レンズ9の性能を最大限に発揮させるためには、レーザビーム2の径は、全ての対物レンズ9の瞳8を満たす必要がある。   The confocal laser microscope is provided with a plurality of objective lenses 9 as described above. Generally, the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 is different depending on the magnification of the objective lens 9. When the revolver 10 holds a plurality of objective lenses, the diameter of the laser beam 2 needs to satisfy the pupils 8 of all objective lenses 9 in order to maximize the performance of the objective lens 9.

例えばレーザビーム2の径が、複数の対物レンズ9の中で最も径の大きい対物レンズ9の瞳8の径と略同一である場合に、観察者が、他の対物レンズ9に切り換えたとする。切り換えた際、切り換えた対物レンズ9の瞳8の径が上述したレーザビーム2の径よりも小さい場合、レーザビーム2の一部が対物レンズ9の瞳8によってケラれてしまう。これにより十分なレーザビーム2が対物レンズ9に入射することはなく、結果として試料11に結像されるレーザビーム2の光量が減少し、観察画像のS/Nは劣化してしまう。   For example, it is assumed that the observer switches to another objective lens 9 when the diameter of the laser beam 2 is substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 having the largest diameter among the plurality of objective lenses 9. At the time of switching, if the diameter of the pupil 8 of the switched objective lens 9 is smaller than the diameter of the laser beam 2 described above, a part of the laser beam 2 is vignetted by the pupil 8 of the objective lens 9. As a result, sufficient laser beam 2 does not enter the objective lens 9, and as a result, the amount of light of the laser beam 2 imaged on the sample 11 decreases, and the S / N of the observation image deteriorates.

また、上述したように試料11に結像された場合、試料11から反射し、対物レンズ9の瞳8を透過するレーザビーム2の径は、対物レンズ9の瞳8の径と略同一である。
従って結像レンズ13に入射されるレーザビーム2の径は、観察者が対物レンズ9を切り換えるごとに変化してしまう。これにより結像レンズ13で結像されるレーザビーム2のスポット径も変化してしまうため、観察画像の共焦点効果は、対物レンズ9によって変化してしまう。
Further, when the image is formed on the sample 11 as described above, the diameter of the laser beam 2 reflected from the sample 11 and transmitted through the pupil 8 of the objective lens 9 is substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9. .
Therefore, the diameter of the laser beam 2 incident on the imaging lens 13 changes every time the observer switches the objective lens 9. As a result, the spot diameter of the laser beam 2 imaged by the imaging lens 13 is also changed, so that the confocal effect of the observation image is changed by the objective lens 9.

これにより、上述したようにレーザビーム2の光量が減少すると、受光面16にて受光される光量も変化する。よって観察画像のS/Nは劣化し、検出精度も低下してしまう。   Thereby, as described above, when the light amount of the laser beam 2 decreases, the light amount received by the light receiving surface 16 also changes. Therefore, the S / N of the observation image is deteriorated and the detection accuracy is also lowered.

また例えば対物レンズ9の瞳8の径が上述したレーザビーム2の径より小さい場合、ピンホール14の穴径は比較的大きめでも十分である。しかし対物レンズ9の瞳8の径が上述したレーザビーム2の径より大きい場合、ピンホール14の穴径を小さくする必要がある。   Further, for example, when the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 is smaller than the diameter of the laser beam 2 described above, it is sufficient that the hole diameter of the pinhole 14 is relatively large. However, when the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 is larger than the diameter of the laser beam 2 described above, the hole diameter of the pinhole 14 needs to be reduced.

レーザビーム2のビーム径を変える手段としてビームエキスパンダがある。このビームエキスパンダを光路上に配置することで、レーザビーム2のビーム径を対物レンズ9の瞳8の径と略同一に拡大または縮小させることができる。   As a means for changing the beam diameter of the laser beam 2, there is a beam expander. By arranging this beam expander on the optical path, the beam diameter of the laser beam 2 can be enlarged or reduced to be substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9.

なおビームエキスパンダを配置した共焦点レーザ顕微鏡が、特許文献1乃至特許文献3に開示されている。
特開平7−63508号公報 特開平7−12525号公報 特開平9−251128号公報
Patent Documents 1 to 3 disclose a confocal laser microscope in which a beam expander is arranged.
JP-A-7-63508 JP-A-7-12525 Japanese Patent Laid-Open No. 9-251128

上述した特許文献1乃至特許文献3に開示されているビームエキスパンダは、光路上に配置されているだけである。そのため例えばレボルバが倍率の異なる複数の対物レンズ9を保持している場合、ビームエキスパンダが全ての対物レンズ9の瞳8の径に合わせてレーザビーム2の径を変更させることは、出来ない。   The beam expanders disclosed in Patent Document 1 to Patent Document 3 described above are only arranged on the optical path. Therefore, for example, when the revolver holds a plurality of objective lenses 9 having different magnifications, the beam expander cannot change the diameter of the laser beam 2 in accordance with the diameters of the pupils 8 of all the objective lenses 9.

また、ピンホール14の穴径を可変にすることにより、観察画像の共焦点効果を調整可能にした共焦点レーザ顕微鏡もある。
この場合、共焦点効果の調整により観察画像のコントラストや分解能を向上させることは可能であるが顕微鏡の光学部材の分解能は、対物レンズ9のNAとレーザビーム2の波長によって限界値が決まるためピンホール14の穴径が可変しても、分解能は、上記限界値以上に向上させることはできない。また微小な穴径のピンホール14の穴中心を、光軸中心位置に調整するのは容易ではない作業である。
There is also a confocal laser microscope that can adjust the confocal effect of the observation image by making the hole diameter of the pinhole 14 variable.
In this case, it is possible to improve the contrast and resolution of the observation image by adjusting the confocal effect, but the limit value of the resolution of the optical member of the microscope is determined by the NA of the objective lens 9 and the wavelength of the laser beam 2. Even if the hole diameter of the hole 14 is variable, the resolution cannot be improved beyond the limit value. Further, it is not easy to adjust the hole center of the pin hole 14 having a minute hole diameter to the optical axis center position.

上記課題に鑑み、本発明では、レーザビームの径を光路上に配置されている対物レンズの瞳の径と略同一に可変または拡大させる手段を設け、それによりS/Nが良く、最適なコントラスト、分解能の高い画像を得ることができる共焦点レーザ顕微鏡を提供する。   In view of the above problems, in the present invention, means for changing or enlarging the diameter of the laser beam substantially the same as the diameter of the pupil of the objective lens arranged on the optical path is provided. A confocal laser microscope capable of obtaining an image with high resolution is provided.

本発明は目的を達成するために、レーザビームを出射する光源と、光源から出射されたレーザビームを偏向して試料を走査する2次元走査機構と、2次元走査機構によって偏向されたレーザビームを試料に結像させる複数の対物レンズと、 光源と2次元走査機構の間に配置され、光源から出射されたレーザビームを透過させ、試料から反射した反射光を反射させるビームスプリッタと、ビームスプリッタで反射した反射光を受光する受光部と、受光部によって受光された反射光の強度に基づいて試料の高さ情報を算出する算出部と、を具備する共焦点レーザ顕微鏡であって、ビームスプリッタと2次元走査機構の間に配置され、ビームスプリッタを透過するレーザビームの径を光路上に配置された対物レンズに対応させて変更させるビーム径変更部と、を具備することを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡を提供する。   In order to achieve the object, the present invention provides a light source that emits a laser beam, a two-dimensional scanning mechanism that scans a sample by deflecting the laser beam emitted from the light source, and a laser beam deflected by the two-dimensional scanning mechanism. A plurality of objective lenses that form an image on the sample, a beam splitter that is disposed between the light source and the two-dimensional scanning mechanism, transmits the laser beam emitted from the light source, and reflects the reflected light reflected from the sample; A confocal laser microscope comprising: a light receiving unit that receives reflected reflected light; and a calculation unit that calculates height information of the sample based on the intensity of the reflected light received by the light receiving unit. A beam that is arranged between two-dimensional scanning mechanisms and changes the diameter of the laser beam that passes through the beam splitter in accordance with the objective lens that is arranged on the optical path. Providing a confocal laser microscope characterized by comprising a changing unit.

本発明によれば、レーザビームの径を光路上に配置されている対物レンズの瞳の径と略同一に可変、または拡大させることでS/Nが良く、最適なコントラスト、分解能の高い画像を得ることができる共焦点レーザ顕微鏡を提供できる。   According to the present invention, the S / N is improved by changing or enlarging the diameter of the laser beam to be substantially the same as the diameter of the pupil of the objective lens arranged on the optical path, and an image with an optimum contrast and high resolution can be obtained. A confocal laser microscope that can be obtained can be provided.

以下、本発明に係る第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態の共焦点レーザ顕微鏡の概略構成図である。図2は、共焦点レーザ顕微鏡のシステムの構成について示す図である。前述した図6、図7と同一構成部には同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。図1に示すレーザビーム2の光路は、レーザビーム2が2次元走査機構4にて偏向された際の偏向範囲の中心と端部の光路を示している。
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a confocal laser microscope according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a confocal laser microscope system. The same components as those in FIGS. 6 and 7 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The optical path of the laser beam 2 shown in FIG. 1 indicates the optical path at the center and end of the deflection range when the laser beam 2 is deflected by the two-dimensional scanning mechanism 4.

共焦点レーザ顕微鏡のレーザビーム2の光路上には、上述した図6に示す配置と同様にレーザビーム2を出射するレーザ光源1、レーザ光源1から出射されたレーザビーム2を透過させ、後述する反射光を下方に反射させる偏光ビームスプリッタ(PBS)3と、回動することによってレーザビーム2を偏向させて試料11を走査させる2次元走査機構4が順次配置されている。偏光ビームスプリッタ3によってレーザビーム2の光路は分岐される。2次元走査機構4は、後述する対物レンズ9の瞳8と共役な位置に配置されている。   Similar to the arrangement shown in FIG. 6 described above, the laser light source 1 that emits the laser beam 2 and the laser beam 2 emitted from the laser light source 1 are transmitted through the optical path of the confocal laser microscope. A polarizing beam splitter (PBS) 3 that reflects reflected light downward and a two-dimensional scanning mechanism 4 that rotates and deflects the laser beam 2 to scan the sample 11 are sequentially arranged. The optical path of the laser beam 2 is branched by the polarization beam splitter 3. The two-dimensional scanning mechanism 4 is disposed at a position conjugate with a pupil 8 of an objective lens 9 described later.

2次元走査機構4の下方には、瞳投影レンズ5、結像レンズ6、1/4波長板7、複数の(本実施形態では3個とした)対物レンズ9を保持するレボルバ10、試料11を載置するステージ12が順次配置されている。また偏光ビームスプリッタ(PBS)3の下方には、結像レンズ13、ピンホール14、受光面16を有する光検出器15が順次配置されている。   Below the two-dimensional scanning mechanism 4, there are a pupil projection lens 5, an imaging lens 6, a quarter-wave plate 7, a revolver 10 that holds a plurality of objective lenses 9 (three in this embodiment), and a sample 11. Are placed in sequence. Further, below the polarizing beam splitter (PBS) 3, a photodetector 15 having an imaging lens 13, a pinhole 14, and a light receiving surface 16 is sequentially arranged.

観察者は、レボルバ10を手動、または電動にて回転させることでそれぞれ倍率の異なる対物レンズ9のいずれか1つを光路上に配置することが可能である。観察者は、試料11に合わせて対物レンズ9を選択することができる。このようにレボルバ10は、対物レンズ9のいずれか1つを光路上に配置する対物レンズ配置部である。   The observer can place any one of the objective lenses 9 having different magnifications on the optical path by rotating the revolver 10 manually or electrically. The observer can select the objective lens 9 according to the sample 11. As described above, the revolver 10 is an objective lens placement unit that places any one of the objective lenses 9 on the optical path.

またレボルバ10、ステージ12の少なくとも一方には、図示しない駆動機構が設けられている。この駆動機構は、レボルバ10、ステージ12の少なくともいずれか一方を光軸に沿って移動させる。よって駆動機構は、光軸上に配置されている対物レンズ9と試料11の相対距離を調整する。駆動機構は、試料11の形状によらずレボルバ10、ステージ12の少なくともいずれか一方を移動させ(相対距離を調整して)、ピントを合わせる。これによりレーザビーム2は、試料11上に結像することができる。   Further, at least one of the revolver 10 and the stage 12 is provided with a drive mechanism (not shown). This drive mechanism moves at least one of the revolver 10 and the stage 12 along the optical axis. Therefore, the drive mechanism adjusts the relative distance between the objective lens 9 and the sample 11 arranged on the optical axis. The drive mechanism moves at least one of the revolver 10 and the stage 12 regardless of the shape of the sample 11 (adjusts the relative distance) to focus. Thereby, the laser beam 2 can form an image on the sample 11.

レーザビーム2の光路上であり、偏光ビームスプリッタ(PBS)3と2次元走査機構4の間には、本発明の特徴であるビーム径変更部が固定配置されている。このビーム径変更部は、ビーム径を拡大させるビーム拡大器であるビームエキスパンダ17と、拡大率の異なる複数のビームエキスパンダ17を保持し、ビームエキスパンダ17のいずれか1つを光路上に配置するビーム拡大器配置部であるビームエキスパンダ用レボルバ18を有している。   On the optical path of the laser beam 2 and between the polarization beam splitter (PBS) 3 and the two-dimensional scanning mechanism 4, a beam diameter changing portion which is a feature of the present invention is fixedly arranged. The beam diameter changing unit holds a beam expander 17 that is a beam expander for expanding the beam diameter and a plurality of beam expanders 17 having different expansion ratios, and any one of the beam expanders 17 is placed on the optical path. A beam expander revolver 18 is provided as a beam expander arrangement portion to be arranged.

ビームエキスパンダ17は、レーザビーム2の径を光路上に配置されている対物レンズ9の瞳8の径と略同一にするために拡大させる。詳細には、レボルバ10の回転により光路上に配置される対物レンズ9が切り換わった際に、光路上に配置された対物レンズ9の瞳8の径とレーザビーム2のビーム径を略同一にする倍率を有するビームエキスパンダ17が、ビームエキスパンダ用レボルバ18によって光路上に配置される。そのため各ビームエキスパンダの拡大倍率は、それぞれ異なっている。よって本実施形態におけるビームエキスパンダ17を透過したレーザビーム2のビーム径は、常に対物レンズ9の瞳8の径と略同一になる。これにより常に対物レンズ9のNAを満たすレーザビーム2が対物レンズ9に入射される。なお本実施形態におけるビームエキスパンダ17と対物レンズ9は、1対1の対応であるため、対物レンズ9と同数(3個)のビームエキスパンダ17がビームエキスパンダ用レボルバ18に保持されている。   The beam expander 17 expands the diameter of the laser beam 2 so as to be substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 arranged on the optical path. Specifically, when the objective lens 9 disposed on the optical path is switched by the rotation of the revolver 10, the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 disposed on the optical path is substantially the same as the beam diameter of the laser beam 2. A beam expander 17 having a magnification to be arranged is arranged on the optical path by a beam expander revolver 18. Therefore, the magnification of each beam expander is different. Therefore, the beam diameter of the laser beam 2 transmitted through the beam expander 17 in this embodiment is always substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9. As a result, the laser beam 2 that always satisfies the NA of the objective lens 9 is incident on the objective lens 9. Since the beam expander 17 and the objective lens 9 in the present embodiment have a one-to-one correspondence, the same number (three) of beam expanders 17 as the objective lens 9 are held in the beam expander revolver 18. .

次に図2を参照して本実施形態における共焦点レーザ顕微鏡のシステムの構成について説明する。   Next, the configuration of the system of the confocal laser microscope in this embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態における共焦点レーザ顕微鏡のシステム30には、図7と同様に演算部31と、制御部32と、メモリ33と、表示部34と、指示部35と、が設けられている。   The system 30 of the confocal laser microscope in the present embodiment is provided with a calculation unit 31, a control unit 32, a memory 33, a display unit 34, and an instruction unit 35 as in FIG.

これら各部位は上述した図7に示す各部位と同様な構成、動作であるため以下には本実施形態における特徴のみ記載する。   Since these parts have the same configuration and operation as the parts shown in FIG. 7 described above, only the features of this embodiment will be described below.

上述したようにレーザビーム2の径は、ビームエキスパンダ17によって光路上に配置されている対物レンズ9の瞳8の径と略同一に拡大される。そのためメモリ33には、予め対物レンズ9に対応したビームエキスパンダ17の組み合わせが記憶されている。この組み合わせとは、対物レンズ9の倍率情報と、レーザビーム2の径を光路上に配置されている対物レンズ9の瞳8の径とが略同一になるようにレーザビーム2の径を拡大させるビームエキスパンダ17の倍率情報の組み合わせである。   As described above, the diameter of the laser beam 2 is enlarged by the beam expander 17 to be substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 arranged on the optical path. Therefore, a combination of the beam expanders 17 corresponding to the objective lens 9 is stored in the memory 33 in advance. In this combination, the magnification information of the objective lens 9 and the diameter of the laser beam 2 are enlarged so that the diameter of the laser beam 2 is substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 arranged on the optical path. This is a combination of magnification information of the beam expander 17.

次に本実施形態における共焦点レーザ顕微鏡の動作方法について説明する。   Next, an operation method of the confocal laser microscope in this embodiment will be described.

本システムにおいて、観察者が指示部35に観察に使用する対物レンズ9を光路上に配置するように指示する。これにより指示部35は、レーザビーム2の光路上に使用する対物レンズ9を配置する制御信号を制御部32を介してレボルバ10に出力する。これによりレボルバ10は電動回転して、対物レンズ9を光路上に配置する。同時に制御部32は、メモリ33に記憶されている組み合わせ情報の中から、選択された対物レンズ9に対応するビームエキスパンダ17の倍率情報を読み出す。   In this system, the observer instructs the instruction unit 35 to place the objective lens 9 used for observation on the optical path. As a result, the instruction unit 35 outputs a control signal for arranging the objective lens 9 to be used on the optical path of the laser beam 2 to the revolver 10 via the control unit 32. As a result, the revolver 10 is electrically rotated to place the objective lens 9 on the optical path. At the same time, the control unit 32 reads out magnification information of the beam expander 17 corresponding to the selected objective lens 9 from the combination information stored in the memory 33.

制御部32は、読み出した倍率情報を有するビームエキスパンダ17を光路上に配置するようにビームエキスパンダ用レボルバ18に制御信号を出力する。ビームエキスパンダ用レボルバ18は、制御信号を受信した後、回転してこのビームエキスパンダ17を光路上に配置する。   The control unit 32 outputs a control signal to the beam expander revolver 18 so that the beam expander 17 having the read magnification information is arranged on the optical path. After receiving the control signal, the beam expander revolver 18 rotates to place the beam expander 17 on the optical path.

なお観察者が対物レンズ9を手動にて切り換える場合、図示しない検知部が光路上に配置されている対物レンズ9を検知し、この対物レンズ9に対応する倍率情報を制御部32に出力する。制御部32は、この倍率情報を受信し、メモリ33を参照する。参照した制御部32は、メモリ33に記憶されている組み合わせ情報の中から、光路上に配置されている対物レンズ9に対応するビームエキスパンダ17を読み出す。   When the observer manually switches the objective lens 9, a detection unit (not shown) detects the objective lens 9 disposed on the optical path, and outputs magnification information corresponding to the objective lens 9 to the control unit 32. The control unit 32 receives this magnification information and refers to the memory 33. The referred control unit 32 reads out the beam expander 17 corresponding to the objective lens 9 arranged on the optical path from the combination information stored in the memory 33.

制御部32は、読み出したビームエキスパンダ17を光路上に配置するようにビームエキスパンダ用レボルバ18に制御信号を出力する。ビームエキスパンダ用レボルバ18は、制御信号を受信した後、回転してこのビームエキスパンダ17を光路上に配置する。   The control unit 32 outputs a control signal to the beam expander revolver 18 so that the read beam expander 17 is arranged on the optical path. After receiving the control signal, the beam expander revolver 18 rotates to place the beam expander 17 on the optical path.

なお観察者は、直接手動にてレボルバ10、ビームエキスパンダ用レボルバ18を回転させてもよい。   The observer may directly manually rotate the revolver 10 and the beam expander revolver 18.

また観察者は、指示部35、制御部32を介して駆動機構によって前述したように対物レンズ9と試料11の相対距離を調整する。   Further, the observer adjusts the relative distance between the objective lens 9 and the sample 11 by the drive mechanism via the instruction unit 35 and the control unit 32 as described above.

レーザ光源1から出射されたレーザビーム2の径は、ビームエキスパンダ17を透過することで光路上に配置された対物レンズ9の瞳8の径と略同一になる。ビームエキスパンダ17によって径が拡大したレーザビーム2は、2次元走査機構4に入射する。図1に示すレーザビーム2の光路は、レーザビーム2が2次元走査機構4にて偏向された際の偏向範囲の中心と片側端部の光路を示している。   The diameter of the laser beam 2 emitted from the laser light source 1 is substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 disposed on the optical path by passing through the beam expander 17. The laser beam 2 whose diameter is expanded by the beam expander 17 is incident on the two-dimensional scanning mechanism 4. The optical path of the laser beam 2 shown in FIG. 1 indicates the optical path of the center and one end of the deflection range when the laser beam 2 is deflected by the two-dimensional scanning mechanism 4.

2次元走査機構4にて偏向されたレーザビーム2は、瞳投影レンズ5、結像レンズ6、1/4波長板7、対物レンズ9の瞳8、光路上に配置されている対物レンズ9を透過する。透過したレーザビーム2は、対物レンズ9によってステージ12に載置された試料11に結像される。   The laser beam 2 deflected by the two-dimensional scanning mechanism 4 passes through the pupil projection lens 5, the imaging lens 6, the quarter wavelength plate 7, the pupil 8 of the objective lens 9, and the objective lens 9 arranged on the optical path. To Penetrate. The transmitted laser beam 2 is imaged on the sample 11 placed on the stage 12 by the objective lens 9.

レーザビーム2の径は、ビームエキスパンダ17によって対物レンズ9の瞳8の径と略同一である。そのため、レーザビーム2は、対物レンズ9の瞳8によってケラれることがなく、光量が減少することなく試料11に照射される。またレーザビーム2に対物レンズ9のNAを十分満たすため、対物レンズ9が持つ分解能を十分に発揮することができる。   The diameter of the laser beam 2 is substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 by the beam expander 17. Therefore, the laser beam 2 is not vignetted by the pupil 8 of the objective lens 9 and is irradiated onto the sample 11 without reducing the light amount. In addition, since the NA of the objective lens 9 is sufficiently satisfied in the laser beam 2, the resolution of the objective lens 9 can be fully exhibited.

なお直線偏光の特性を有するレーザビーム2は、1/4波長板7を透過することで円偏光に変換される。変換されたレーザビーム2は、対物レンズ9によって試料11に結像され、回折により点(スポット)状の光を生じる。   The laser beam 2 having the characteristic of linearly polarized light is converted into circularly polarized light by passing through the quarter wavelength plate 7. The converted laser beam 2 forms an image on the sample 11 by the objective lens 9 and generates a spot-like light by diffraction.

前述した点状の光は、2次元走査機構4によって試料11上を二次元走査される。この走査範囲は、2次元走査機構4で偏向されるレーザビーム2の振れ幅による。   The above-described point-like light is two-dimensionally scanned on the sample 11 by the two-dimensional scanning mechanism 4. This scanning range depends on the fluctuation width of the laser beam 2 deflected by the two-dimensional scanning mechanism 4.

試料11から反射されたレーザビーム2(反射光)は、対物レンズ9、1/4波長板7を通過する。   The laser beam 2 (reflected light) reflected from the sample 11 passes through the objective lens 9 and the quarter wavelength plate 7.

円偏光の特性を有するレーザビーム2は、1/4波長板7を透過することで再び直線偏光に変換される。直線偏光に変換されたレーザビーム2は、レーザ光源1から出射されたレーザビーム2に対して直交する直線偏光の特性を有する。   The laser beam 2 having circularly polarized characteristics is converted into linearly polarized light again by passing through the quarter wavelength plate 7. The laser beam 2 converted into linearly polarized light has a characteristic of linearly polarized light orthogonal to the laser beam 2 emitted from the laser light source 1.

1/4波長板7を通過したレーザビーム2は、結像レンズ6によって結像する。結像後、レーザビーム2は、瞳投影レンズ5を透過し、2次元走査機構4、ビームエキスパンダ17を介して偏光ビームスプリッタ3に入射する。   The laser beam 2 that has passed through the quarter-wave plate 7 is imaged by the imaging lens 6. After the image formation, the laser beam 2 passes through the pupil projection lens 5 and enters the polarization beam splitter 3 via the two-dimensional scanning mechanism 4 and the beam expander 17.

このようにレーザビーム2は、試料11に入射した時と全く同じ経路を逆に通過して偏光ビームスプリッタ3に入射する。レーザビーム2は、1/4波長板7を透過することで再び直線偏光に変換されており、レーザ光源1から出射された直線偏光の特性を有するレーザビーム2に対して直交している。よって偏光ビームスプリッタ3に入射したレーザビーム2は、偏光ビームスプリッタ3によって反射される。   In this way, the laser beam 2 enters the polarization beam splitter 3 through the exact same path as when it enters the sample 11. The laser beam 2 is converted into linearly polarized light again by passing through the quarter wavelength plate 7 and is orthogonal to the laser beam 2 having the characteristics of linearly polarized light emitted from the laser light source 1. Therefore, the laser beam 2 incident on the polarization beam splitter 3 is reflected by the polarization beam splitter 3.

偏光ビームスプリッタ3により反射されたレーザビーム2は、結像レンズ13へと導かれる。また2次元走査機構4は、対物レンズ9の瞳位置と共役な位置に配置されているため、2次元走査機構4が軸外を走査しても、レーザビーム2は結像レンズ13上では動かない。   The laser beam 2 reflected by the polarization beam splitter 3 is guided to the imaging lens 13. In addition, since the two-dimensional scanning mechanism 4 is arranged at a position conjugate with the pupil position of the objective lens 9, the laser beam 2 moves on the imaging lens 13 even if the two-dimensional scanning mechanism 4 scans off-axis. Absent.

レーザビーム2は、結像レンズ13によって点状に絞られ、ピンホール14を通過する。上述したようにピンホール14は、対物レンズ9を通過したレーザビーム2の結像位置と共役な位置に配置されている。   The laser beam 2 is focused in a dot shape by the imaging lens 13 and passes through the pinhole 14. As described above, the pinhole 14 is disposed at a position conjugate with the imaging position of the laser beam 2 that has passed through the objective lens 9.

なお偏光ビームスプリッタ3を経由して結像レンズ13に入射するレーザビーム2(反射光)のビーム径は、ビームエキスパンダ17を透過することによってレーザ光源1から出射されたレーザビーム2のビーム径と略同一になるように縮小される。そのため本実施形態において結像レンズ13にて結像されるレーザビーム2のスポット径は、対物レンズ9に影響されることなく常に一定である。よって本実施形態は、最適な穴径を有するピンホール14を配置しておけば、ピンホール14の穴径を変更する必要がなく、またレーザビーム2は、ピンホール14によって遮光されることなくピンホール14を通過し、受光面16にて受光される。   The beam diameter of the laser beam 2 (reflected light) incident on the imaging lens 13 via the polarization beam splitter 3 is the beam diameter of the laser beam 2 emitted from the laser light source 1 by passing through the beam expander 17. And reduced to be substantially the same. Therefore, in this embodiment, the spot diameter of the laser beam 2 imaged by the imaging lens 13 is always constant without being influenced by the objective lens 9. Therefore, in this embodiment, if the pinhole 14 having the optimum hole diameter is arranged, it is not necessary to change the hole diameter of the pinhole 14 and the laser beam 2 is not shielded by the pinhole 14. The light passes through the pinhole 14 and is received by the light receiving surface 16.

レーザビーム2が、受光面16にて受光された際に、光検出器15は、レーザビーム2の光の強度を輝度情報として検出する。検出後、この検出結果に基づいて、高さ情報を算出する。これにより共焦点効果を持った観察画像が構築される。受光面16に受光されるレーザビーム2は、対物レンズ9の瞳8によってケラれることがないために、レーザ光源1から出射されたときと比べて受光面16にて光量が減少することはない。   When the laser beam 2 is received by the light receiving surface 16, the photodetector 15 detects the light intensity of the laser beam 2 as luminance information. After detection, height information is calculated based on the detection result. As a result, an observation image having a confocal effect is constructed. Since the laser beam 2 received by the light receiving surface 16 is not vignetted by the pupil 8 of the objective lens 9, the amount of light does not decrease at the light receiving surface 16 compared to when it is emitted from the laser light source 1. .

レーザビーム2のスポット径は常に一定であるため、観察者は、常にS/Nの良い、高コントラスト、分解能の高い観察画像を得ることができる。   Since the spot diameter of the laser beam 2 is always constant, the observer can always obtain an observation image with high S / N, high contrast, and high resolution.

次に共焦点レーザ顕微鏡が試料11の3次元画像データを取り込む方法について説明する。   Next, a method for capturing the three-dimensional image data of the sample 11 by the confocal laser microscope will be described.

この取り込み方法は、観察者が指示部35から制御部32を介して演算部31に指示を出力することにより行われる。   This capturing method is performed when the observer outputs an instruction from the instruction unit 35 to the calculation unit 31 via the control unit 32.

演算部31が試料11の3次元画像データをメモリ33に取り込む場合、共焦点レーザ顕微鏡は、2次元走査機構4による試料11の観察面上の2次元走査と、上述した駆動機構による相対距離の調整を行う必要がある。   When the calculation unit 31 captures the three-dimensional image data of the sample 11 into the memory 33, the confocal laser microscope performs the two-dimensional scanning on the observation surface of the sample 11 by the two-dimensional scanning mechanism 4 and the relative distance by the driving mechanism described above. Adjustments need to be made.

観察者は、手動、または上述したように指示部35によって、レボルバ10を回転させ、観察に使用する対物レンズ9を光路上に配置する。その際、試料には、レーザビーム2がスポット状に照射されている。そして2次元走査機構4によりレーザビーム2を試料11上で走査させ、試料11からの反射光が受光面16にて受光される。光検出器15は、検出した輝度情報を演算部31に出力する。そして演算部31は、輝度情報に基づいて高さ情報を算出し、輝度情報を用いて観察画像を構築する。   The observer rotates the revolver 10 manually or with the instruction unit 35 as described above, and arranges the objective lens 9 used for observation on the optical path. At that time, the sample is irradiated with the laser beam 2 in a spot shape. Then, the laser beam 2 is scanned on the sample 11 by the two-dimensional scanning mechanism 4, and the reflected light from the sample 11 is received by the light receiving surface 16. The photodetector 15 outputs the detected luminance information to the calculation unit 31. And the calculating part 31 calculates height information based on luminance information, and constructs | assembles an observation image using luminance information.

次に制御部32は、対物レンズ9と試料11の相対距離を上述したように駆動機構にて調整して、再び2次元走査機構4がレーザビーム2を試料11上を走査する。そして演算部31は、この位置における観察画像を構築する。   Next, the control unit 32 adjusts the relative distance between the objective lens 9 and the sample 11 by the driving mechanism as described above, and the two-dimensional scanning mechanism 4 scans the sample 11 again with the laser beam 2. And the calculating part 31 constructs | assembles the observation image in this position.

なお駆動機構が位置調整する処理は、2次元走査機構4の走査範囲が試料11上を通過して試料11の高さ(Z方向)を満たすまで、繰り返し行われる。   The process of adjusting the position of the driving mechanism is repeatedly performed until the scanning range of the two-dimensional scanning mechanism 4 passes over the sample 11 and fills the height of the sample 11 (Z direction).

このように調整することで演算部31は、試料11の観察面上のXY位置(2次元走査機構4によるレーザビーム2の走査方向)における各Z位置(対物レンズ9と試料11の相対距離)の輝度情報を得ることができる。演算部31は、XY位置において、最大の輝度値が受光面16で検出されるZ位置を、試料11上のピント位置と見なすことができる(高さ情報を算出する)。これにより演算部31は、試料11の3次元画像を構築する。   By adjusting in this way, the calculation unit 31 has each Z position (relative distance between the objective lens 9 and the sample 11) at the XY position (scanning direction of the laser beam 2 by the two-dimensional scanning mechanism 4) on the observation surface of the sample 11. Brightness information can be obtained. The calculation unit 31 can regard the Z position at which the maximum luminance value is detected by the light receiving surface 16 at the XY position as the focus position on the sample 11 (calculate height information). Thereby, the calculating unit 31 constructs a three-dimensional image of the sample 11.

このように本実施形態は、異なる拡大倍率を有するビームエキスパンダ17によってレーザ光源1から出射されたレーザビーム2の径を光路上に配置される対物レンズ9の瞳8の径と略同一になるように拡大することができる。   Thus, in the present embodiment, the diameter of the laser beam 2 emitted from the laser light source 1 by the beam expander 17 having different magnifications is substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 arranged on the optical path. Can be expanded.

よって本実施形態は、倍率の異なる対物レンズ9の瞳8の径の違いに影響されることなく常に対物レンズ9のNAを満たすレーザビーム2を対物レンズ9に入射させることができる。レーザビーム2は、対物レンズ9の瞳8によってケラれることはないため、本実施形態は、光量を減少させることなくレーザビーム2を試料11に照射させることができる。また、レーザビーム2に対物レンズ9のNAを十分に満たすため、対物レンズ9が持つ分解能を十分に発揮することができる。   Therefore, in the present embodiment, the laser beam 2 that always satisfies the NA of the objective lens 9 can be incident on the objective lens 9 without being affected by the difference in the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 having different magnifications. Since the laser beam 2 is not vignetted by the pupil 8 of the objective lens 9, the present embodiment can irradiate the sample 11 with the laser beam 2 without reducing the amount of light. Further, since the NA of the objective lens 9 is sufficiently filled in the laser beam 2, the resolution of the objective lens 9 can be sufficiently exhibited.

ビームエキスパンダ17は、偏光ビームスプリッタ3と2次元走査機構4の間に配置されている。よって結像レンズ13に入射するレーザビーム2のビーム径は、レーザ光源1から出射されたレーザビーム2のビーム径と常に略同一である。上述したようにレーザビーム2は、ビームエキスパンダ17によってケラれることなく試料11に照射された後、結像レンズ13に入射した後、受光面16によって受光される。よって観察者は、対物レンズ9の瞳8の径の違いに影響されることなく、S/Nの良く、最適なコントラスト、分解能の高い観察画像を得ることができる。   The beam expander 17 is disposed between the polarization beam splitter 3 and the two-dimensional scanning mechanism 4. Therefore, the beam diameter of the laser beam 2 incident on the imaging lens 13 is always substantially the same as the beam diameter of the laser beam 2 emitted from the laser light source 1. As described above, the laser beam 2 is irradiated on the sample 11 without being vignetted by the beam expander 17, then enters the imaging lens 13, and is received by the light receiving surface 16. Therefore, the observer can obtain an observation image with good S / N, optimum contrast, and high resolution without being affected by the difference in the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9.

観察画像の共焦点効果は、ピンホール14の穴径と結像レンズ13によって結像されるレーザビーム2のスポット径の相対関係から調整される。結像レンズ13によって結像されるレーザビーム2のスポット径は、結像レンズ13に入射するレーザビーム2の径によって決まる。本実施形態におけるレーザビーム2の径は、対物レンズ9に影響されることなく上述したように対物レンズ9の瞳8と略同一である。よって本実施形態は、常に同一の共焦点効果を有する観察画像を得ることができる。   The confocal effect of the observation image is adjusted from the relative relationship between the hole diameter of the pinhole 14 and the spot diameter of the laser beam 2 imaged by the imaging lens 13. The spot diameter of the laser beam 2 imaged by the imaging lens 13 is determined by the diameter of the laser beam 2 incident on the imaging lens 13. The diameter of the laser beam 2 in this embodiment is substantially the same as the pupil 8 of the objective lens 9 as described above without being affected by the objective lens 9. Therefore, this embodiment can always obtain an observation image having the same confocal effect.

したがって予め結像レンズ13の焦点距離、レーザビーム2の径と波長、ピンホール14の穴径の組み合わせによって、最適な共焦点効果が発揮できる。この場合、前述したピンホールの穴径の調整が不要となり、共焦点効果は、対物レンズ9に影響されることなく、常に最適化され、高分解能、高コントラストな観察画像を取得することができる。   Therefore, the optimum confocal effect can be exhibited by combining the focal length of the imaging lens 13, the diameter and wavelength of the laser beam 2, and the hole diameter of the pinhole 14 in advance. In this case, it is not necessary to adjust the diameter of the pinhole described above, and the confocal effect is always optimized without being affected by the objective lens 9, and an observation image with high resolution and high contrast can be acquired. .

またレーザビーム2のビーム径を拡大するビームエキスパンダ17は、ビームエキスパンダ用レボルバ18及びシステム30によって光路上に配置された対物レンズ9に連動して切り換わることも可能であるため、本実施形態は、簡易にビームエキスパンダ17を光路上に配置することができる。   Further, the beam expander 17 for expanding the beam diameter of the laser beam 2 can be switched by the beam expander revolver 18 and the objective lens 9 disposed on the optical path by the system 30. The form can arrange | position the beam expander 17 on an optical path simply.

また、レーザビーム2が対物レンズ9の瞳8に入射する際、レーザビーム2の径が、ビームエキスパンダ17によって対物レンズ9の瞳8の径を満たすようにしているため、より高解像な観察画像を得ることができる。   Further, when the laser beam 2 is incident on the pupil 8 of the objective lens 9, the diameter of the laser beam 2 is made to satisfy the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 by the beam expander 17. An observation image can be obtained.

また焦点深度も対物レンズ9から結像されるレーザビーム2のNAに依存しており、NAが大きいほど焦点深度が浅くなり、Z方向の分解能も向上される。   The depth of focus also depends on the NA of the laser beam 2 imaged from the objective lens 9, and the greater the NA, the shallower the depth of focus and the better the resolution in the Z direction.

また共焦点レーザ顕微鏡の共焦点効果は、ピンホール14の穴径と、結像レンズ13によって結像されるレーザビーム2のスポット径の相対関係に依存する。結像レンズ13によって結像されるレーザビーム2の径は、ビームエキスパンダ17により常にレーザ光源1から出射されたレーザビーム2の径と同一である。よってこの径に合わせた最適な穴径を有するピンホール14を配置しておけば、共焦点効果が大きくなる。よって観察画像のXY方向の分解能やコントラストが向上する。   The confocal effect of the confocal laser microscope depends on the relative relationship between the hole diameter of the pinhole 14 and the spot diameter of the laser beam 2 imaged by the imaging lens 13. The diameter of the laser beam 2 imaged by the imaging lens 13 is always the same as the diameter of the laser beam 2 emitted from the laser light source 1 by the beam expander 17. Therefore, if the pinhole 14 having an optimum hole diameter corresponding to this diameter is arranged, the confocal effect is increased. Therefore, the resolution and contrast in the XY direction of the observation image are improved.

なお本実施形態では、図2に示すように3つの対物レンズ9と3つのビームエキスパンダ17が配置され、1対1の対応であるが、この数及び1対1の対応に限定する必要は無い。例えばともに5個でもよいし6個でもよい。またビームエキスパンダ用レボルバ18が、複数のビームエキスパンダ17を保持する場合、ビームエキスパンダ17を有さない状態(穴空き状態)を形成しても構わない。この場合、レーザビーム2の径は、拡大されずに2次元走査機構4に導かれる(拡大倍率1はとなる)。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, three objective lenses 9 and three beam expanders 17 are arranged and have a one-to-one correspondence. However, it is necessary to limit this number and the one-to-one correspondence. No. For example, both may be 5 or 6. In addition, when the beam expander revolver 18 holds a plurality of beam expanders 17, a state without the beam expander 17 (perforated state) may be formed. In this case, the diameter of the laser beam 2 is guided to the two-dimensional scanning mechanism 4 without being enlarged (enlargement magnification is 1).

次に図3(a)、図3(b)を参照して本発明に関わる第2の実施形態について詳細に説明する。前述した第1の実施形態と同一部位については同符合を付し、その詳細な説明は省略する。   Next, a second embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図3(a)、図3(b)は、ビーム径可変部の一部が光路上で移動する際の概略図である。   FIG. 3A and FIG. 3B are schematic views when a part of the beam diameter variable portion moves on the optical path.

本実施形態におけるビーム径変更部は、前述した第1の実施形態と比べてビームエキスパンダ17、ビームエキスパンダ用レボルバ18を有していない。   The beam diameter changing unit in this embodiment does not have the beam expander 17 and the beam expander revolver 18 as compared with the first embodiment described above.

本実施形態におけるビーム径変更部は、偏光ビームスプリッタ3と2次元走査機構4の光路上の間にビーム径可変部19を配置している。このビーム径可変部19は、入射するレーザビーム2の径を光路上に配置されている対物レンズ9の瞳8の径と略同一に可変可能である。ビーム径可変部19は、内部に設けられている光学部材(固定光学部材19aと、固定光学部材19bと、可動光学部材19c)の相対距離を調整することにより、レーザビーム2の径を可変可能である。   In the beam diameter changing unit in the present embodiment, a beam diameter varying unit 19 is disposed between the polarization beam splitter 3 and the two-dimensional scanning mechanism 4 on the optical path. The beam diameter variable unit 19 can change the diameter of the incident laser beam 2 to be substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 arranged on the optical path. The beam diameter variable unit 19 can change the diameter of the laser beam 2 by adjusting the relative distance between the optical members (the fixed optical member 19a, the fixed optical member 19b, and the movable optical member 19c) provided therein. It is.

次に本実施形態におけるビーム径可変部の構成について説明する。   Next, the configuration of the beam diameter variable unit in the present embodiment will be described.

ビーム径可変部19には、固定光学部材19aと、固定光学部材19bと、可動光学部材19cと、固定光学部材ワク19dと、サーボモータ駆動部19eと、が設けられている。固定光学部材19aと、固定光学部材19bと、可動光学部材19cは、レンズである。   The beam diameter variable unit 19 is provided with a fixed optical member 19a, a fixed optical member 19b, a movable optical member 19c, a fixed optical member back 19d, and a servo motor drive unit 19e. The fixed optical member 19a, the fixed optical member 19b, and the movable optical member 19c are lenses.

固定光学部材19aと、固定光学部材19bは、固定光学部材ワク19dに保持されている。また、固定光学部材19aと、固定光学部材19bは、配置位置が固定されている。   The fixed optical member 19a and the fixed optical member 19b are held by the fixed optical member back 19d. The arrangement positions of the fixed optical member 19a and the fixed optical member 19b are fixed.

可動光学部材19cは、図3(a)及び図3(b)に示すように光学部材調整部であるサーボモータ駆動部19eによって光軸に沿って移動する。これにより固定光学部材19aと可動光学部材19c、固定光学部材19bと可動光学部材19cの相対距離が調整される。この調整は、レーザビーム2の径と、観察者が観察に使用するために光路上に配置された対物レンズ9の瞳8の径と、を略同一にするために、レーザビーム2の径を可変させるために行われる。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the movable optical member 19c is moved along the optical axis by a servo motor driving unit 19e which is an optical member adjusting unit. As a result, the relative distance between the fixed optical member 19a and the movable optical member 19c and the fixed optical member 19b and the movable optical member 19c are adjusted. This adjustment is performed so that the diameter of the laser beam 2 is substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 disposed on the optical path for use by the observer for observation. This is done to make it variable.

そのため対物レンズ9と、対物レンズ9に対応する可動光学部材19cの配置位置の組み合わせがメモリ33に記憶されている。この組み合わせとは、対物レンズ9の倍率情報と、レーザビーム2の径を光路上に配置されている対物レンズ9の瞳8の径と略同一にさせる可動光学部材19cの光軸方向における配置位置情報の組み合わせである。   Therefore, a combination of the objective lens 9 and the arrangement position of the movable optical member 19c corresponding to the objective lens 9 is stored in the memory 33. This combination means that the magnification information of the objective lens 9 and the position of the movable optical member 19c in the optical axis direction that makes the diameter of the laser beam 2 substantially the same as the diameter of the pupil 8 of the objective lens 9 arranged on the optical path. It is a combination of information.

次に本実施形態における共焦点レーザ顕微鏡の動作方法について説明する。   Next, an operation method of the confocal laser microscope in this embodiment will be described.

本システムにおいて、観察者が指示部35に観察に使用する対物レンズ9を光路上に配置するように指示する。これにより指示部35は、レーザビーム2の光路上に使用する対物レンズ9を配置する制御信号を制御部32を介してレボルバ10に出力する。これによりレボルバ10は電動回転して、対物レンズ9を光路上に配置する。同時に制御部32は、メモリ33に記憶されている組み合わせ情報の中から、選択された対物レンズ9に対応する可動光学部材19cの光軸方向における配置位置情報を読み出す。   In this system, the observer instructs the instruction unit 35 to place the objective lens 9 used for observation on the optical path. As a result, the instruction unit 35 outputs a control signal for arranging the objective lens 9 to be used on the optical path of the laser beam 2 to the revolver 10 via the control unit 32. As a result, the revolver 10 is electrically rotated to place the objective lens 9 on the optical path. At the same time, the control unit 32 reads out arrangement position information in the optical axis direction of the movable optical member 19c corresponding to the selected objective lens 9 from the combination information stored in the memory 33.

制御部32は、読み出した配置位置に可動光学部材19cを配置するようにサーボモータ駆動部19eに制御信号を出力する。サーボモータ駆動部19eは、制御信号を受信した後、可動光学部材19cを光軸に沿って移動させて配置する(光学部材間の相対距離が調整される)。   The control unit 32 outputs a control signal to the servo motor driving unit 19e so as to arrange the movable optical member 19c at the read arrangement position. After receiving the control signal, the servo motor drive unit 19e moves and arranges the movable optical member 19c along the optical axis (the relative distance between the optical members is adjusted).

なお本実施形態は、サーボモータ駆動部19eにレーザスケールを搭載して、フィードバック回路によって位置調整を行うことも可能である。   In the present embodiment, a laser scale is mounted on the servo motor drive unit 19e, and the position can be adjusted by a feedback circuit.

また観察者は、手動により可動光学部材19cの配置位置を設定することも可能であり、さらに手動または電動により可動光学部材19cの配置位置を任意に設定することも可能である。これによりレーザビームの径を微細、且つ自由に可変調整することができる。   The observer can also manually set the arrangement position of the movable optical member 19c, and can also arbitrarily set the arrangement position of the movable optical member 19c manually or electrically. Thereby, the diameter of the laser beam can be finely adjusted freely.

このように本実施形態は、上述した第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに本実施形態は、レーザビームの径を自由に可変調整することができるため様々な種類の対物レンズ9に対応することができる。ビームエキスパンダ用レボルバ18を搭載せずにビーム径可変部19を配置することにより装置全体をコンパクトにすることが可能である。また、前述した第1の実施形態では、ビームエキスパンダ17と対物レンズ9が1対1の対応であったが、本実施形態は、1つのビーム径可変部19により複数の対物レンズ9に対応することも可能である。   As described above, the present embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment described above. Furthermore, since this embodiment can freely variably adjust the diameter of the laser beam, it can be applied to various types of objective lenses 9. By arranging the beam diameter variable unit 19 without mounting the beam expander revolver 18, it is possible to make the entire apparatus compact. In the first embodiment described above, the beam expander 17 and the objective lens 9 have a one-to-one correspondence. However, in the present embodiment, one beam diameter variable unit 19 supports a plurality of objective lenses 9. It is also possible to do.

次に図4(a)、図4(b)、図5(a)、図5(b)を参照して本発明に関わる第3の実施形態について詳細に説明する。前述した第1の実施形態と同一部位については同符合を付し、その詳細な説明は省略する。   Next, a third embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 (a), 4 (b), 5 (a), and 5 (b). The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図4(a)、図4(b)は、補正環対物レンズの半断面図である。図5(a)は、調整リングの内側展開図である。図5(b)は、調整リングの外側展開図である。   4A and 4B are half sectional views of the correction ring objective lens. FIG. 5A is an inner development view of the adjustment ring. FIG. 5B is an outside development view of the adjustment ring.

本実施形態において、前述した第1、第2の実施形態と比べて共焦点レーザレーザ顕微鏡には、レボルバ10が設けられていない。   In the present embodiment, the revolver 10 is not provided in the confocal laser laser microscope as compared with the first and second embodiments described above.

そのため本実施形態は、補正環対物レンズ21を光路上に配置している。この補正環対物レンズ21には、複数の光学部材と光学部材間の相対距離を調整する調整部が設けられている。補正環対物レンズ21は、光学部材間の相対距離を調整することにより、レンズ性能を変更している。レンズ性能の変更には、例えば収差の補正やレンズ倍率の変更である。   Therefore, in this embodiment, the correction ring objective lens 21 is arranged on the optical path. The correction ring objective lens 21 includes a plurality of optical members and an adjustment unit that adjusts the relative distance between the optical members. The correction ring objective lens 21 changes the lens performance by adjusting the relative distance between the optical members. The change in lens performance includes, for example, correction of aberration and change in lens magnification.

補正環対物レンズ21は、例えばレーザビーム2の波長が1100nmから1600nmの近赤外領域の波長を有し、且つ試料11がシリコンウエハなどの場合に共焦点レーザ顕微鏡に搭載される。観察者はこの補正環対物レンズ21における光学部材の相対距離の調整に合わせて、ビームエキスパンダ17の切り替えを行う。   The correction ring objective lens 21 is mounted on a confocal laser microscope when the wavelength of the laser beam 2 has a wavelength in the near infrared region of 1100 nm to 1600 nm and the sample 11 is a silicon wafer, for example. The observer switches the beam expander 17 in accordance with the adjustment of the relative distance of the optical member in the correction ring objective lens 21.

次に本実施形態における補正環対物レンズの構成について説明する。   Next, the configuration of the correction ring objective lens in the present embodiment will be described.

補正環対物レンズ21には、光学部材である固定光学部材21a、固定光学部材21b、3つの可動光学部材21cと、調整部である固定光学部材ワク21d、固定光学部材ワク21e、可動光学部材ワク21f、調整リング21g、補正環対物レンズカバー21hが設けられている。固定光学部材21aと、固定光学部材21bと、可動光学部材21cは、レンズである。   The correction ring objective lens 21 includes a fixed optical member 21a, which is an optical member, a fixed optical member 21b, three movable optical members 21c, a fixed optical member member 21d which is an adjustment unit, a fixed optical member member 21e, and a movable optical member member. 21f, an adjustment ring 21g, and a correction ring objective lens cover 21h are provided. The fixed optical member 21a, the fixed optical member 21b, and the movable optical member 21c are lenses.

固定光学部材21aは、固定光学部材ワク21dに保持され、配置位置が固定されている。
固定光学部材21bは、固定光学部材ワク21eに保持されて、配置位置が固定されている。
可動光学部材21cは、可動光学部材ワク21fに保持されている。この可動光学部材ワク21fは、調整リング21gに保持されている。可動光学部材21cは、可動光学部材ワク21fと調整リング21gによって固定光学部材21aと固定光学部材21bの間で移動可能である。これにより固定光学部材21a、固定光学部材21b、可動光学部材21cの相対距離が調整される。
The fixed optical member 21a is held by the fixed optical member work 21d, and the arrangement position is fixed.
The fixed optical member 21b is held by the fixed optical member work 21e, and the arrangement position is fixed.
The movable optical member 21c is held by the movable optical member back 21f. This movable optical member 21f is held by the adjustment ring 21g. The movable optical member 21c is movable between the fixed optical member 21a and the fixed optical member 21b by the movable optical member ring 21f and the adjustment ring 21g. Thereby, the relative distances of the fixed optical member 21a, the fixed optical member 21b, and the movable optical member 21c are adjusted.

調整リング21gは、リング形状である。また調整リング21gの内面には、図5(a)に示すように傾斜部21iが設けられている。この傾斜部21iには、可動光学部材ワク21fが載置される。また調整リング21gの外面には図5(b)に示すようにメモリ21jが設けられている。
なお各可動光学部材21cの間隔は可変しない。
The adjustment ring 21g has a ring shape. An inclined portion 21i is provided on the inner surface of the adjusting ring 21g as shown in FIG. The movable optical member 21f is placed on the inclined portion 21i. A memory 21j is provided on the outer surface of the adjustment ring 21g as shown in FIG.
Note that the interval between the movable optical members 21c is not variable.

調整リング21gが回転すると、傾斜部21iにおける可動光学部材ワク21fの載置位置が変化する。例えば可動光学部材ワク21fが傾斜部21iの低部から高部に移動すると、可動光学部材ワク21fは、図4(a)に示す状態から図4(b)に示す状態へと移動する。これにより可動光学部材21cが光軸に沿って移動する。   When the adjustment ring 21g is rotated, the placement position of the movable optical member wax 21f on the inclined portion 21i is changed. For example, when the movable optical member wax 21f moves from the low part to the high part of the inclined part 21i, the movable optical member wax 21f moves from the state shown in FIG. 4 (a) to the state shown in FIG. 4 (b). As a result, the movable optical member 21c moves along the optical axis.

観察者は、可動光学部材21cを光軸に沿って移動させる際、観察者は、メモリ21jを指標として調整リング21gの回転量を調整し、可動光学部材21cの配置位置を調整する。   When the observer moves the movable optical member 21c along the optical axis, the observer adjusts the position of the movable optical member 21c by adjusting the rotation amount of the adjustment ring 21g using the memory 21j as an index.

このように可動光学部材21cの配置位置が調整されると、補正環対物レンズ21のNAや補正環対物レンズ21の瞳の径が変化する。   When the arrangement position of the movable optical member 21c is adjusted in this way, the NA of the correction ring objective lens 21 and the diameter of the pupil of the correction ring objective lens 21 change.

本実施形態は、上述したようにレーザビーム2の径と変化した補正環対物レンズ21の瞳の径を略同一にする必要がある。そのため本実施形態は、可動光学部材21cの配置位置にあわせて、レーザビーム2の径と瞳の径を略同一にするビームエキスパンダ17を光路上に配置する必要がある。   In the present embodiment, as described above, the diameter of the laser beam 2 and the diameter of the pupil of the corrected annulus objective lens 21 need to be substantially the same. Therefore, in this embodiment, it is necessary to arrange on the optical path the beam expander 17 that makes the diameter of the laser beam 2 and the diameter of the pupil substantially the same in accordance with the arrangement position of the movable optical member 21c.

そのため補正環対物レンズ21の補正環調整値(可動光学部材21cの配置位置)、と、補正環調整値に対応するビームエキスパンダ17の倍率情報の組み合わせがメモリ33に記憶されている。観察者が電動にて可動光学部材21cの配置位置を調整する場合、観察者は、指示部35に補正環対物レンズ21の補正環調整値を入力する。入力を受けた制御部32は、調整リング21gを回転させ、可動光学部材21cの配置位置を調整する。また同時に制御部32は、メモリ33に記憶されている組み合わせの中から、入力された補正環対物レンズ21の補正環調整値に対応するビームエキスパンダ17の倍率情報を読み出す。制御部32は、この情報に基づいて指示信号をビームエキスパンダ用レボルバ18に出力する。ビームエキスパンダ用レボルバ18は、指示信号を受信した後、補正環調整値に対応するビームエキスパンダ17を光路上に配置する。   Therefore, a combination of the correction ring adjustment value (arrangement position of the movable optical member 21 c) of the correction ring objective lens 21 and the magnification information of the beam expander 17 corresponding to the correction ring adjustment value is stored in the memory 33. When the observer adjusts the arrangement position of the movable optical member 21 c electrically, the observer inputs the correction ring adjustment value of the correction ring objective lens 21 to the instruction unit 35. Upon receiving the input, the control unit 32 rotates the adjustment ring 21g to adjust the arrangement position of the movable optical member 21c. At the same time, the control unit 32 reads out magnification information of the beam expander 17 corresponding to the input correction ring adjustment value of the correction ring objective lens 21 from the combinations stored in the memory 33. The control unit 32 outputs an instruction signal to the beam expander revolver 18 based on this information. After receiving the instruction signal, the beam expander revolver 18 arranges the beam expander 17 corresponding to the correction ring adjustment value on the optical path.

このように本実施形態において、観察者が、調整リング21gを回転させて固定光学部材21a、固定光学部材21b、可動光学部材21cの相対距離を調整する。これにより上述した第1、第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。またレンズ性能を変更できるために、レーザビーム2の収差を補正及び対物レンズの倍率を調整できる。   Thus, in this embodiment, the observer rotates the adjustment ring 21g to adjust the relative distances of the fixed optical member 21a, the fixed optical member 21b, and the movable optical member 21c. Thereby, the same effect as the first and second embodiments described above can be obtained. In addition, since the lens performance can be changed, the aberration of the laser beam 2 can be corrected and the magnification of the objective lens can be adjusted.

なお本実施形態において、ビームエキスパンダ用レボルバ18は、前述した第1の実施形態と同様に手動で回転させても構わない。   In the present embodiment, the beam expander revolver 18 may be manually rotated as in the first embodiment.

また前述した第2の実施形態のように、ビームエキスパンダ用レボルバ18を搭載せず、ビーム径可変部19を搭載してもよい。   Further, as in the second embodiment described above, the beam expander 19 may be mounted without mounting the beam expander revolver 18.

本実施形態では、補正環対物レンズ21を用いたが、例えばズーム機能を備える対物レンズを光路上に配置してもよい。よってこの対物レンズは、自身でレンズ倍率を調整可能である。このような対物レンズは図4(a)、図4(b)に示した構成と同じ構成である。つまり光学的には、位置が固定された固定レンズと、位置調整できる可動レンズと、可動レンズの位置を調整する調整部材と、が設けられていればよい。そしてレンズ倍率に合わせてビームエキスパンダ17等を配置すればよい。   In the present embodiment, the correction ring objective lens 21 is used. However, for example, an objective lens having a zoom function may be arranged on the optical path. Therefore, this objective lens can adjust the lens magnification by itself. Such an objective lens has the same configuration as that shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). That is, optically, a fixed lens whose position is fixed, a movable lens whose position can be adjusted, and an adjustment member that adjusts the position of the movable lens may be provided. Then, the beam expander 17 and the like may be arranged in accordance with the lens magnification.

第1の実施形態に係る本実施形態の共焦点レーザ顕微鏡の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the confocal laser microscope of this embodiment which concerns on 1st Embodiment. 共焦点レーザ顕微鏡のシステム構成について示す図である。It is a figure shown about the system configuration | structure of a confocal laser microscope. 図3(a)、図3(b)は、第2の実施形態におけるビーム径可変部が光路上で移動する際の概略図である。FIG. 3A and FIG. 3B are schematic views when the beam diameter varying unit in the second embodiment moves on the optical path. 図4(a)、図4(b)は、第3の実施形態における補正環対物レンズの半断面図である。4A and 4B are half cross-sectional views of a correction ring objective lens according to the third embodiment. 図5(a)は、調整リングの内側展開図である。図5(b)は、調整リングの外側展開図である。FIG. 5A is an inner development view of the adjustment ring. FIG. 5B is an outside development view of the adjustment ring. 一般的な共焦点レーザ顕微鏡の概略構成図を示す。The schematic block diagram of a common confocal laser microscope is shown. 一般的な共焦点レーザ顕微鏡のシステムの構成について示す図である。It is a figure shown about the structure of the system of a general confocal laser microscope.

符号の説明Explanation of symbols

1…レーザ光源、2…レーザビーム、3…偏光ビームスプリッタ、4…2次元走査機構、5…瞳投影レンズ、6…結像レンズ、7…1/4波長板、8…瞳、9…対物レンズ、10…レボルバ、11…試料、12…ステージ、13…結像レンズ、14…ピンホール、15…光検出器、16…受光面、17…ビームエキスパンダ、18…ビームエキスパンダ用レボルバ、19…ビーム径可変部、19a…固定光学部材、19b…固定光学部材、19c…可動光学部材、19d…固定光学部材ワク、19e…サーボモータ駆動部、21…補正環対物レンズ、21a…固定光学部材、21b…固定光学部材、21c…可動光学部材、21d…固定光学部材ワク、21e…固定光学部材ワク、21f…可動光学部材ワク、21g…調整リング、21h…補正環対物レンズカバー、21i…傾斜部、21j…メモリ、30…システム、31…演算部、32…制御部、33…メモリ、34…表示部、35…指示部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser light source, 2 ... Laser beam, 3 ... Polarization beam splitter, 4 ... Two-dimensional scanning mechanism, 5 ... Pupil projection lens, 6 ... Imaging lens, 7 ... 1/4 wavelength plate, 8 ... Pupil, 9 ... Objective Lenses, 10 ... revolver, 11 ... sample, 12 ... stage, 13 ... imaging lens, 14 ... pinhole, 15 ... photodetector, 16 ... light receiving surface, 17 ... beam expander, 18 ... revolver for beam expander, DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Beam diameter variable part, 19a ... Fixed optical member, 19b ... Fixed optical member, 19c ... Movable optical member, 19d ... Fixed optical member excavation, 19e ... Servo motor drive part, 21 ... Correction ring objective lens, 21a ... Fixed optics Member, 21b ... Fixed optical member, 21c ... Movable optical member, 21d ... Fixed optical member excavator, 21e ... Fixed optical member excavator, 21f ... Movable optical member excavator, 21g ... Adjusting ring, 21h ... Positive ring objective lens cover, 21i ... inclined portion, 21j ... memory, 30 ... system, 31 ... computing unit, 32 ... control unit, 33 ... memory, 34 ... display unit, 35 ... instruction unit.

Claims (8)

レーザビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記レーザビームを偏向して試料を走査する2次元走査機構と、
前記2次元走査機構によって偏向された前記レーザビームを前記試料に結像させる複数の対物レンズと、
前記光源と前記2次元走査機構の間に配置され、前記光源から出射された前記レーザビームを透過させ、前記試料から反射した反射光を反射させるビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタで反射した前記反射光を受光する受光部と、
前記受光部によって受光された前記反射光の強度に基づいて前記試料の高さ情報を算出する算出部と、
を具備する共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記ビームスプリッタと前記2次元走査機構の間に配置され、前記ビームスプリッタを透過する前記レーザビームの径を前記光路上に配置された前記対物レンズに対応させて変更させるビーム径変更部と、
を具備することを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
A light source that emits a laser beam;
A two-dimensional scanning mechanism for scanning the sample by deflecting the laser beam emitted from the light source;
A plurality of objective lenses for imaging the laser beam deflected by the two-dimensional scanning mechanism on the sample;
A beam splitter that is disposed between the light source and the two-dimensional scanning mechanism, transmits the laser beam emitted from the light source, and reflects reflected light reflected from the sample;
A light receiving unit for receiving the reflected light reflected by the beam splitter;
A calculation unit that calculates height information of the sample based on the intensity of the reflected light received by the light receiving unit;
A confocal laser microscope comprising:
A beam diameter changing unit that is arranged between the beam splitter and the two-dimensional scanning mechanism and changes the diameter of the laser beam that passes through the beam splitter in correspondence with the objective lens arranged on the optical path;
A confocal laser microscope characterized by comprising:
前記複数の対物レンズを保持し、前記複数の前記対物レンズのいずれか1つを前記光路上に配置する対物レンズ配置部と、
を具備し
前記対物レンズ配置部が前記複数の対物レンズのいずれか1つを前記光路上に配置した際に、前記ビーム径変更部は、前記レーザビームの径を前記光路上に配置された前記対物レンズの瞳の径に基づいて変更させることを特徴とする請求項1に記載の共焦点レーザ顕微鏡。
An objective lens placement section that holds the plurality of objective lenses and places any one of the plurality of objective lenses on the optical path;
When the objective lens placement section places any one of the plurality of objective lenses on the optical path, the beam diameter changing section has the laser beam diameter placed on the optical path. The confocal laser microscope according to claim 1, wherein the confocal laser microscope is changed based on a diameter of a pupil of the objective lens.
前記対物レンズ配置部は、レボルバであることを特徴とする請求項2に記載の共焦点レーザ顕微鏡。   The confocal laser microscope according to claim 2, wherein the objective lens placement unit is a revolver. 前記ビーム径変更部は、
異なる拡大倍率をそれぞれ有し、前記ビームスプリッタを透過する前記レーザビームの径を拡大させる複数のビーム拡大器と、
前記ビーム拡大器を保持し、前記ビーム拡大器の中から前記レーザビームの径を前記光路上に配置された前記対物レンズの瞳の径に基づいて前記ビーム拡大器を前記光路上に配置するビーム拡大器配置部と、
を具備することを特徴とする請求項1、または2に記載の共焦点レーザ顕微鏡。
The beam diameter changing part is
A plurality of beam expanders each having a different magnification and enlarging the diameter of the laser beam passing through the beam splitter;
A beam which holds the beam expander and which arranges the beam expander on the optical path based on the diameter of the pupil of the objective lens which is arranged on the optical path from the beam expander. An enlarger placement section;
The confocal laser microscope according to claim 1, wherein the confocal laser microscope is provided.
前記ビーム径変更部は、
前記ビームスプリッタを透過する前記レーザビームの径を光路上に配置された前記対物レンズの瞳の径に基づいて可変する複数の光学部材と、前記光学部材間の相対距離を調整する光学部材調整部と、からなるビーム径可変部と、
を具備することを特徴とする請求項1、または2に記載の共焦点レーザ顕微鏡。
The beam diameter changing part is
A plurality of optical members that change the diameter of the laser beam that passes through the beam splitter based on the diameter of the pupil of the objective lens disposed on the optical path, and an optical member adjustment unit that adjusts the relative distance between the optical members And a beam diameter variable portion consisting of:
The confocal laser microscope according to claim 1, wherein the confocal laser microscope is provided.
前記ビーム径可変部は、前記光学部材調整部により前記光学部材間の相対距離を調整することで、前記レーザビームの径を可変にすることを特徴とする請求項5に記載の共焦点レーザ顕微鏡。   The confocal laser microscope according to claim 5, wherein the beam diameter varying unit adjusts a relative distance between the optical members by the optical member adjusting unit, thereby making the diameter of the laser beam variable. . 前記ビーム拡大器配置部は、レボルバであることを特徴とする請求項4に記載の共焦点レーザ顕微鏡。   The confocal laser microscope according to claim 4, wherein the beam expander arrangement unit is a revolver. 前記対物レンズは、
複数の光学部材と、
前記光学部材間の相対距離を調整する調整部と、
を具備することを特徴とする請求項1に記載の共焦点レーザ顕微鏡。
The objective lens is
A plurality of optical members;
An adjustment unit for adjusting a relative distance between the optical members;
The confocal laser microscope according to claim 1, further comprising:
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