JP2010181222A - プローブ顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で小型化することができ、被測定物Ｗを適切に観察することができるプローブ顕微鏡の提供。
【解決手段】プローブ顕微鏡１は、探針２１を有するカンチレバー２と、変位検出光学系３と、観察光学系４と、対物レンズ６と、平行ガラス７とを備える。変位検出光学系３は、第１の光源３１と、光検出素子３５とを備える。観察光学系４は、第２の光源４１と、結像レンズ４２と、カメラ４３とを備える。対物レンズ６は、カンチレバー２と、第１の光源３１、及び第２の光源４１との間に配設され、変位検出光学系３、及び観察光学系４で共用している。平行ガラス７は、カンチレバー２と、対物レンズ６との間に挿抜自在に設けられ、対物レンズ６の焦点を調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プローブ顕微鏡に関し、特に被測定物を観察するための観察光学系を備えるプローブ顕微鏡に関する。

従来、被測定物に接触する探針を有するカンチレバーと、カンチレバーの変位を検出するための変位検出光学系と、被測定物を観察するための観察光学系とを備え、探針にて被測定物の表面を走査し、被測定物の表面形状に応じて揺動するカンチレバーの変位を検出することで被測定物の表面形状を観察するプローブ顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このようなプローブ顕微鏡では、変位検出光学系は、カンチレバーに光を照射するための第１の光源と、第１の光源から射出され、カンチレバーにて反射される光を受光することでカンチレバーの変位を検出する変位検出手段とを備え、観察光学系は、被測定物に光を照射するための第２の光源と、第２の光源から射出され、被測定物にて反射される光を所定の位置に結像させる結像レンズと、結像レンズにて結像される光を受光することで被測定物を観察する観察手段とを備えて構成されている。

そして、プローブ顕微鏡は、カンチレバーと、第１の光源、及び第２の光源との間に配設される対物レンズを備え、この対物レンズを変位検出光学系、及び観察光学系で共用している。
また、対物レンズは、第１の光源から射出される光をカンチレバーに照射するとともに、カンチレバーに照射される光を観察手段にて観察するために、カンチレバーの位置が焦点となるように設計され、配置されている。
しかしながら、被測定物は、探針の分だけカンチレバーから離間した位置にあるので、カンチレバーに照射される光を観察手段にて観察するように対物レンズを設計し、配置すると、測定箇所の決定をする際などに被測定物を観察手段にて適切に観察することができないという問題がある。

ここで、カンチレバーと、被測定物とを近接させることで被測定物を対物レンズの焦点に近接させることも考えられるが、測定箇所の決定をする際などにカンチレバーを移動させると、探針と、被測定物とが接触して破損してしまう場合があるという問題がある。また、測定箇所の決定をする際などに、カンチレバーを取り外し、測定箇所の決定後にカンチレバーを再度取り付けることも考えられるが、カンチレバーの位置がずれてしまう場合があるという問題がある。
これに対して、特許文献１に記載のプローブ顕微鏡では、被測定物を観察する際に、結像レンズと、撮像素子（観察手段）との間隔を調整することで被測定物を観察手段にて適切に観察している。

図８は、従来のプローブ顕微鏡１００の概略構成を示す模式図である。
プローブ顕微鏡１００は、被測定物Ｗに接触する探針１１１を有するカンチレバー１１０と、変位検出光学系１２０と、観察光学系１３０と、ハーフミラー１４０と、対物レンズ１５０とを備え、探針１１１にて被測定物Ｗの表面を走査し、被測定物Ｗの表面形状に応じて揺動するカンチレバー１１０の変位を検出することで被測定物Ｗの表面形状を観察するものである。
変位検出光学系１２０は、ハーフミラー１４０を含んで構成され、第１の光源、及び変位検出手段としての変位検出器１２１を備える。
観察光学系１３０は、ハーフミラー１４０を含んで構成され、第２の光源としての落射照明装置（図示略）と、結像レンズ１３１と、撮像素子１３２とを備える。
ハーフミラー１４０は、変位検出器１２１から射出された光を反射させてカンチレバー１１０に照射するとともに、カンチレバー１１０にて反射された光を変位検出器１２１に導く機能を有している。また、ハーフミラー１４０は、落射照明装置から射出された光を被測定物Ｗに照射するとともに、被測定物Ｗにて反射された光を結像レンズ１３１、及び撮像素子１３２に導く機能を有している。

変位検出器１２１から射出される光をカンチレバー１１０に照射するとともに、カンチレバー１１０に照射される光を撮像素子１３２にて観察する場合には、変位検出光学系１２０、及び観察光学系１３０の光路は、図８（Ａ）中実線で示す光路となる。この場合には、カンチレバー１１０にて反射された光は、対物レンズ１５０を介して平行光束となるので、結像レンズ１３１の焦点に配置された撮像素子１３２の位置で結像する。したがって、撮像素子１３２は、カンチレバー１１０に照射される光を適切に観察することができる。

しかしながら、図８（Ａ）中二点鎖線で示すように、被測定物Ｗにて反射された光は、対物レンズ１５０を介して集光光束となるので、結像レンズ１３１の焦点に配置された撮像素子１３２の位置とは異なる位置で結像する。したがって、撮像素子１３２は、被測定物Ｗを適切に観察することができない。
そこで、プローブ顕微鏡１００では、図８（Ｂ）に示すように、被測定物Ｗを観察する際に、結像レンズ１３１と、撮像素子１３２との間隔Ｌを調整することで被測定物Ｗを撮像素子１３２にて適切に観察している。

特開平６−１６００７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のプローブ顕微鏡１００では、撮像素子１３２を結像レンズ１３１の光軸に沿って駆動する駆動機構が必要となるのでプローブ顕微鏡１００が大型化するという問題がある。また、撮像素子１３２による観察対象（カンチレバー１１０、及び被測定物Ｗ）を変更する度に間隔Ｌを適切に調整する必要があるのでプローブ顕微鏡１００の構成が複雑化するという問題がある。

本発明の目的は、簡素な構成で小型化することができ、被測定物Ｗを適切に観察することができるプローブ顕微鏡を提供することにある。

本発明のプローブ顕微鏡は、被測定物に接触する探針を有するカンチレバーと、前記カンチレバーの変位を検出するための変位検出光学系と、前記被測定物を観察するための観察光学系とを備え、前記探針にて前記被測定物の表面を走査し、前記被測定物の表面形状に応じて揺動する前記カンチレバーの変位を検出することで前記被測定物の表面形状を観察するプローブ顕微鏡であって、前記変位検出光学系は、前記カンチレバーに光を照射するための第１の光源と、前記第１の光源から射出され、前記カンチレバーにて反射される光を受光することで前記カンチレバーの変位を検出する変位検出手段とを備え、前記観察光学系は、前記被測定物に光を照射するための第２の光源と、前記第２の光源から射出され、前記被測定物にて反射される光を所定の位置に結像させる結像レンズと、前記結像レンズにて結像される光を受光することで前記被測定物を観察する観察手段とを備え、前記カンチレバーと、前記第１の光源、及び前記第２の光源との間に配設され、前記カンチレバーの位置を焦点とする対物レンズと、前記第２の光源から射出され、前記観察手段に至る光の光路を変更する光路変更手段とを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、プローブ顕微鏡は、第２の光源から射出され、観察手段に至る光の光路、すなわち観察光学系の光路を変更する光路変更手段を備えるので、被測定物を観察する際に、被測定物にて反射された光が観察手段の位置で結像するように観察光学系の光路を変更することができる。したがって、観察手段を駆動することなく被測定物を適切に観察することができ、プローブ顕微鏡を簡素な構成で小型化することができる。

本発明では、前記光路変更手段は、前記光路に対して挿抜自在に設けられ、挿抜することで前記対物レンズ、及び前記結像レンズのうち、少なくともいずれか一方のレンズの焦点を調整する焦点調整部材を備えることが好ましい。

このような構成によれば、焦点調整部材を観察光学系の光路に対して挿抜することで、対物レンズ、及び結像レンズのうち、少なくともいずれか一方のレンズの焦点を調整することができるので、被測定物を観察する際に、被測定物にて反射された光が観察手段の位置で結像するように観察光学系の光路を変更することができる。したがって、プローブ顕微鏡を簡素な構成で小型化することができる。
なお、結像レンズ、及び観察手段の間隔と、対物レンズ、及びカンチレバーの間隔とを比較すると、結像レンズ、及び観察手段の間隔の方が大きいので、焦点調整部材を結像レンズ、及び観察手段の間に設けた場合には、焦点調整部材を対物レンズ、及びカンチレバーの間に設けた場合と比較してプローブ顕微鏡を容易に製造することができる。

本発明では、前記焦点調整部材は、前記一方のレンズの光軸と直交する２つの面を有する平行ガラスとされていることが好ましい。
このような構成によれば、平行ガラスの屈折率、及び厚さを調整することで焦点を調整することができる。したがって、焦点調整部材の形状を簡素化することができるので、プローブ顕微鏡を容易に製造することができる。

本発明では、前記光路変更手段は、前記第２の光源から前記第１の光源と異なる波長の光を射出させ、前記対物レンズの焦点を、前記第１の光源から射出される光の波長に対して前記カンチレバーの位置とし、且つ、前記第２の光源から射出される光の波長に対して前記被測定物の位置とすることが好ましい。

このような構成によれば、観察光学系の光路を対物レンズの色収差を利用して変更することができる。したがって、新たな部材を追加することなく、被測定物を適切に観察することができ、プローブ顕微鏡を簡素な構成で小型化することができる。

本発明では、前記第１の光源から射出され、前記変位検出手段に至る光と、前記第２の光源から射出され、前記観察手段に至る光とを分離するフィルタを備えることが好ましい。
このような構成によれば、第１の光源から射出される光が観察手段に入射するのを抑制することができるので、観察手段にて観察される像のコントラストを向上させることができる。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るプローブ顕微鏡１を示す模式図である。なお、図１では、鉛直上方向を＋Ｚ軸とし、このＺ軸と直交する２軸をそれぞれＸ，Ｙ軸としている。以下の図面においても同様である。
プローブ顕微鏡１は、図１に示すように、探針２１を有するカンチレバー２と、変位検出光学系３と、観察光学系４と、３つのビームスプリッタ５１〜５３と、対物レンズ６とを備え、探針２１にて被測定物Ｗの表面を走査し、被測定物Ｗの表面形状に応じて揺動するカンチレバー２の変位を検出することで被測定物Ｗの表面形状を観察するものである。
各ビームスプリッタ５１〜５３は、入射する光の一部を界面５１１〜５３１にて反射させるとともに、他の一部を透過させるものであり、それぞれ同一の機能を有している。

変位検出光学系３は、カンチレバー２の変位を検出するためのものであり、各ビームスプリッタ５１〜５３を含んで構成され、カンチレバー２に光を照射するための第１の光源３１と、第１の光源３１から射出される光を平行化するコリメータレンズ３２と、所定の位置に設けられ、入射した光を反射する参照面３３Ａを有する参照ミラー３３と、入射した光を所定の位置に集光するレンズ３４と、レンズ３４にて集光される光の強度を検出する変位検出手段としての光検出素子３５とを備える。

観察光学系４は、被測定物Ｗを観察するためのものであり、各ビームスプリッタ５１〜５３を含んで構成され、被測定物Ｗに光を照射するための第２の光源４１と、第２の光源４１から射出され、被測定物Ｗにて反射される光を所定の位置に結像させる結像レンズ４２と、結像レンズ４２にて結像される光を受光することで被測定物Ｗを観察する観察手段としてのカメラ４３と、カメラ４３を制御するＰＣ（Personal Computer）４４とを備える。

対物レンズ６は、カンチレバー２と、第１の光源３１、及び第２の光源４１との間に配設され、変位検出光学系３、及び観察光学系４で共用している。また、対物レンズ６は、第１の光源３１から射出される光をカンチレバー２に照射するとともに、カンチレバー２に照射される光をカメラ４３にて観察するために、カンチレバー２の位置が焦点となるように設計され、配置されている。
なお、カメラ４３にて観察される像の拡大率は、対物レンズ６の焦点距離ｆと、結像レンズ４２の焦点距離との関係で定まる。例えば、対物レンズ６の焦点距離ｆを１０ｍｍとし、結像レンズ４２の焦点距離を１００ｍｍとすれば、拡大率は１０倍（１００ｍｍ／１０ｍｍ）となる。そして、対物レンズ６の焦点距離ｆをカンチレバー２の位置に調整する場合には、カメラ４３にて観察される像を見ながら行う。

ここで、変位検出光学系３の光路、すなわち第１の光源３１から光検出素子３５に至る光路について説明する。
第１の光源３１から射出された光は、コリメータレンズ３２にて平行化され、ビームスプリッタ５１に入射する。ビームスプリッタ５１に入射した光の一部は、界面５１１を透過してビームスプリッタ５２に入射する。ビームスプリッタ５２に入射した光の一部は、界面５２１にて参照ミラー３３に向かって反射され、他の一部は、界面５２１を透過して対物レンズ６に入射する。対物レンズ６に入射した光は、対物レンズ６の焦点の位置であるカンチレバー２の背面に集光される。

そして、参照ミラー３３の参照面３３Ａにて反射された光（以下、参照光とする）、及びカンチレバー２にて反射された光（以下、測定光とする）は、ビームスプリッタ５２に入射する。ビームスプリッタ５２に入射した参照光の一部は、界面５２１を透過し、ビームスプリッタ５２に入射した測定光の一部は、界面５２１にて反射される。したがって、参照光、及び測定光は、合成されて干渉光となってビームスプリッタ５３に入射する。ビームスプリッタ５３に入射した干渉光の一部は、界面５３１を透過してレンズ３４に入射する。レンズ３４に入射した干渉光は、所定の位置に集光される。レンズ３４にて集光される干渉光は、光検出素子３５に入射する。光検出素子３５は、レンズ３４にて集光される干渉光を検出し、検出された干渉光の強度に基づいてカンチレバー２の変位を検出する。

また、観察光学系４の光路、すなわち第２の光源４１からカメラ４３に至る光路について説明する。
第２の光源４１から射出された光は、ビームスプリッタ５１に入射する。ビームスプリッタ５１に入射した光の一部は、界面５１１にて反射され、ビームスプリッタ５２に入射する。ビームスプリッタ５２に入射した光の一部は、界面５２１を透過して対物レンズ６に入射する。対物レンズ６に入射した光は、対物レンズ６の焦点の位置であるカンチレバー２の背面に集光される。

そして、カンチレバー２にて反射された光は、ビームスプリッタ５２に入射する。ビームスプリッタ５２に入射した光の一部は、界面５２１にて反射され、ビームスプリッタ５３に入射する。ビームスプリッタ５３に入射した光の一部は、界面５３１にて反射され、結像レンズ４２に入射する。結像レンズ４２に入射した光は、所定の位置に集光される。結像レンズ４２にて集光される光は、カメラ４３に入射する。
すなわち、この状態では、カメラ４３は、カンチレバー２の背面で合焦するので、カンチレバー２に照射される測定光を観察することができる。

図２は、平行ガラス７を挿入した状態におけるプローブ顕微鏡１を示す模式図である。
プローブ顕微鏡１は、カンチレバー２と、対物レンズ６との間に設けられ、対物レンズ６の焦点、すなわち焦点距離ｆを調整する光路変更手段としての平行ガラス７を備える。
焦点調整部材としての平行ガラス７は、対物レンズ６の光軸と直交する２つの面を有し、図示しない駆動機構によって観察光学系４の光路に対して挿抜自在に設けられている。

図３は、平行ガラス７を挿入した状態におけるカンチレバー２と、対物レンズ６との間の拡大図である。
平行ガラス７をカンチレバー２と、対物レンズ６との間に挿入すると、焦点距離ｆが大きくなる方向に対物レンズ６の焦点がシフトする。
具体的に、平行ガラス７の屈折率をｎとし、厚さをｔとすると、焦点のシフト量Ｓは、以下の式（１）で表すことができる。

図４は、平行ガラス７の屈折率ｎ、及び厚さｔを変更した場合におけるシフト量Ｓの変化を示すグラフである。なお、図４では、縦軸をシフト量Ｓとし、横軸を厚さｔとしている。また、グラフＧ１，Ｇ２，Ｇ３は、屈折率ｎを１．４５，１．５０，１．５５としたときのそれぞれのグラフを示している。
平行ガラス７の屈折率ｎ、及び厚さｔを変更した場合におけるシフト量Ｓの変化は、図４に示すように、屈折率ｎ、及び厚さｔが大きいほど、シフト量Ｓが大きくなる。
したがって、この関係に基づいて、平行ガラス７の屈折率ｎ、及び厚さｔは、探針２１の長さよりもシフト量Ｓが大きくなるように選定する。

このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）プローブ顕微鏡１は、観察光学系４の光路を変更する光路変更手段を備えるので、被測定物Ｗを観察する際などに、被測定物Ｗにて反射された光がカメラ４３の位置で結像するように観察光学系４の光路を変更することができる。したがって、カメラ４３を駆動することなく被測定物Ｗを適切に観察することができ、プローブ顕微鏡１を簡素な構成で小型化することができる。

（２）プローブ顕微鏡１は、平行ガラス７を観察光学系４の光路に対して挿抜することで、対物レンズ６の焦点を調整することができるので、被測定物Ｗを観察する際に、被測定物Ｗにて反射された光がカメラ４３の位置で結像するように観察光学系４の光路を変更することができる。したがって、プローブ顕微鏡１を簡素な構成で小型化することができる。
（３）プローブ顕微鏡１は、平行ガラス７の屈折率ｎ、及び厚さｔを調整することで焦点を調整することができる。したがって、平行ガラス７の形状を簡素化することができるので、プローブ顕微鏡１を容易に製造することができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図５は、本発明の第２実施形態に係るプローブ顕微鏡１Ａを示す模式図である。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前記第１実施形態では、光路変更手段は、平行ガラス７とされていたが、本実施形態では、光路変更手段は、第２の光源４１Ａと、対物レンズ６Ａとで構成されている点で異なる。

プローブ顕微鏡１Ａは、図５に示すように、第２の光源４１Ａと、対物レンズ６Ａと、第１の光源３１から射出され、光検出素子３５に至る青色光と、第２の光源４１Ａから射出され、カメラ４３に至る赤色光とを分離するフィルタとしてのバンドパスフィルタ５３Ａとを備える。
第２の光源４１Ａは、第１の光源３１から射出される光の波長とは異なる波長の光を射出する。なお、本実施形態では、第２の光源４１Ａから射出される光を赤色光（図５中鎖線）とし、第１の光源３１から射出される光を赤色光よりも波長の短い青色光（図５中実線）とする。これは、対物レンズ６Ａが硝材である場合において、赤色光が対物レンズ６Ａに入射したときの焦点距離は、対物レンズ６Ａの色収差の影響によって青色光が対物レンズ６Ａに入射したときの焦点距離よりも長くなるためである。
対物レンズ６Ａは、第１の光源３１から射出される光、すなわち青色光の波長に対してカンチレバー２の位置を焦点とし、第２の光源４１Ａから射出される光、すなわち赤色光の波長に対して被測定物Ｗの位置を焦点とする。ここで、各色光の波長に対する焦点距離は、対物レンズ６Ａに用いられる硝材によって定まる。以下、対物レンズ６Ａに用いられる硝材の選定について説明する。

図６は、赤色光が対物レンズ６Ａに入射したときの焦点距離と、青色光が対物レンズ６Ａに入射したときの焦点距離との関係を示す図である。なお、図６では、赤色光を鎖線で示し、青色光を実線で示している。
赤色光が対物レンズ６Ａに入射したときの焦点距離、及び青色光が対物レンズ６Ａに入射したときの焦点距離のシフト量を、図６に示すように、δｆとすると、シフト量δｆは、以下の式（２）で表される。なお、ｎ_Ｆは、Ｆ線（波長４８６ｎｍ）における屈折率であり、ｎ_Ｄは、Ｄ線（波長５８８ｎｍ）における屈折率であり、ｎ_Ｃは、Ｃ線（波長６５６ｎｍ）における屈折率である。

図７は、代表的な３種類の硝材における波長ごとの屈折率と、分散率Δと、シフト量δｆとの関係を示す図である。
シフト量δｆは、図７に示すように、分散率Δが大きくなるほど大きくなる。したがって、この関係に基づいて、対物レンズ６Ａに用いられる硝材は、探針２１の長さよりもシフト量δｆが大きくなるように選定する。例えば、分散率Δの大きい硝材ＳＦ１１にて対物レンズ６Ａを製造し、対物レンズ６Ａの焦点距離ｆが３０ｍｍの場合には、シフト量δｆは、１．１７ｍｍとなるので、シフト量δｆを一般的な探針２１の長さである１０〜１５μｍよりも十分大きくすることができる。

このような本実施形態においても、前記第１実施形態における（１）と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
（４）プローブ顕微鏡１Ａは、観察光学系４の光路を対物レンズ６Ａの色収差を利用して変更することができる。したがって、新たな部材を追加することなく、被測定物Ｗを適切に観察することができ、プローブ顕微鏡１Ａを簡素な構成で小型化することができる。
（５）プローブ顕微鏡１Ａは、バンドパスフィルタ５３Ａを備えるので、第１の光源３１から射出される光がカメラ４３に入射するのを抑制することができるので、カメラ４３にて観察される像のコントラストを向上させることができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記第１実施形態では、焦点調整部材は、平行ガラス７とされていたが、例えば、レンズ等であってもよい。
また、例えば、前記第１実施形態では、平行ガラス７は、カンチレバー２と、対物レンズ６との間に設けられていたが、結像レンズ４２と、カメラ４３との間に設けられていてもよい。なお、焦点調整部材を結像レンズ、及び観察手段の間に設けた場合には、焦点調整部材を対物レンズ、及びカンチレバーの間に設けた場合と比較してプローブ顕微鏡を容易に製造することができる。
要するに、焦点調整部材は、観察光学系の光路に対して挿抜自在に設けられ、挿抜することで対物レンズ、及び結像レンズのうち、少なくともいずれか一方のレンズの焦点を調整することができればよい。

前記第２実施形態では、第２の光源４１Ａから射出される光を赤色光とし、第１の光源３１から射出される光を赤色光よりも波長の短い青色光としていたが、これらは他の色光であってもよい。要するに、対物レンズにおいて、第１の光源から射出される光の波長に対してカンチレバーの位置を焦点とし、第２の光源から射出される光の波長に対して被測定物の位置を焦点とすることができればよい。
前記第２実施形態では、プローブ顕微鏡１Ａは、バンドパスフィルタ５３Ａを備えていたが、例えば、ビームスプリッタであってもよい。

本発明は、プローブ顕微鏡に利用でき、特に、被測定物を観察するための観察光学系を備えるプローブ顕微鏡に好適に利用することができる。

本発明の第１実施形態に係るプローブ顕微鏡を示す模式図。 前記実施形態における平行ガラスを挿入した状態におけるプローブ顕微鏡を示す模式図。 前記実施形態における平行ガラスを挿入した状態におけるカンチレバーと、対物レンズとの間の拡大図。 前記実施形態における平行ガラスの屈折率、及び厚さを変更した場合におけるシフト量の変化を示すグラフ。 本発明の第２実施形態に係るプローブ顕微鏡を示す模式図。 前記実施形態における赤色光が対物レンズに入射したときの焦点距離と、青色光が対物レンズに入射したときの焦点距離との関係を示す図。 前記実施形態における代表的な３種類の硝材における波長ごとの屈折率と、分散率と、シフト量との関係を示す図。 従来のプローブ顕微鏡の概略構成を示す模式図。

１，１Ａ…プローブ顕微鏡
２…カンチレバー
３…変位検出光学系
４…観察光学系
６…対物レンズ
６Ａ…対物レンズ（光路変更手段）
７…平行ガラス（光路変更手段，焦点調整部材）
２１…探針
３１…第１の光源
３５…光検出素子（変位検出手段）
４１…第２の光源
４１Ａ…第２の光源（光路変更手段）
４２…結像レンズ
４３…カメラ（観察手段）
５３Ａ…バンドパスフィルタ（フィルタ）

Claims (5)

1. 被測定物に接触する探針を有するカンチレバーと、前記カンチレバーの変位を検出するための変位検出光学系と、前記被測定物を観察するための観察光学系とを備え、前記探針にて前記被測定物の表面を走査し、前記被測定物の表面形状に応じて揺動する前記カンチレバーの変位を検出することで前記被測定物の表面形状を観察するプローブ顕微鏡であって、
   前記変位検出光学系は、
   前記カンチレバーに光を照射するための第１の光源と、
   前記第１の光源から射出され、前記カンチレバーにて反射される光を受光することで前記カンチレバーの変位を検出する変位検出手段とを備え、
   前記観察光学系は、
   前記被測定物に光を照射するための第２の光源と、
   前記第２の光源から射出され、前記被測定物にて反射される光を所定の位置に結像させる結像レンズと、
   前記結像レンズにて結像される光を受光することで前記被測定物を観察する観察手段とを備え、
   前記カンチレバーと、前記第１の光源、及び前記第２の光源との間に配設され、前記カンチレバーの位置を焦点とする対物レンズと、
   前記第２の光源から射出され、前記観察手段に至る光の光路を変更する光路変更手段とを備えることを特徴とするプローブ顕微鏡。
2. 請求項１に記載のプローブ顕微鏡において、
   前記光路変更手段は、
   前記光路に対して挿抜自在に設けられ、挿抜することで前記対物レンズ、及び前記結像レンズのうち、少なくともいずれか一方のレンズの焦点を調整する焦点調整部材を備えることを特徴とするプローブ顕微鏡。
3. 請求項２に記載のプローブ顕微鏡において、
   前記焦点調整部材は、前記一方のレンズの光軸と直交する２つの面を有する平行ガラスとされていることを特徴とするプローブ顕微鏡。
4. 請求項１に記載のプローブ顕微鏡において、
   前記光路変更手段は、
   前記第２の光源から前記第１の光源と異なる波長の光を射出させ、
   前記対物レンズの焦点を、前記第１の光源から射出される光の波長に対して前記カンチレバーの位置とし、且つ、前記第２の光源から射出される光の波長に対して前記被測定物の位置とすることを特徴とするプローブ顕微鏡。
5. 請求項４に記載のプローブ顕微鏡において、
   前記第１の光源から射出され、前記変位検出手段に至る光と、前記第２の光源から射出され、前記観察手段に至る光とを分離するフィルタを備えることを特徴とするプローブ顕微鏡。

Images