JPH0528949B2

JPH0528949B2 -

Info

Publication number: JPH0528949B2
Application number: JP60156063A
Authority: JP
Inventors: Daikichi Awamura
Original assignee: LASER TEC KK
Current assignee: LASER TEC KK
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1985-07-17
Publication date: 1993-04-27
Also published as: JPS6218179A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、撮像装置、特に光軸方向に有限の寸
法を有する撮像対象物の全体に亘つてピントの合
つた画像を撮像することができる撮像装置に関す
るものである。

（従来の技術）小さな昆虫や花などの接写撮影を行なう場合、
通常のスチールカメラやテレビカメラを用いたの
では被写体の全体に亘つてピントの合つた像を撮
像することはできない。この場合、レンズを絞り
込んで焦点深度を深くすることによつてピントの
合う範囲を或る程度拡げることができるが、解像
度が低下する欠点があるとともに光軸方向に相当
大きい物体では依然として全体にピントを合わせ
ることはできない。

このような問題を解決するためにライト・スキ
ヤニング・カメラと呼ばれる撮像装置が開発され
ている。このカメラでは三方向から強力な照明光
を投射して厚さの薄い光の幕をカメラ光軸に対し
て垂直に形成し、カメラをこの光の幕にピントが
合うように調製する。このようにセツトした後、
シヤツタを開放状態として被写体を光の幕を経て
光軸方向に移動させて行くと、被写体の、光の幕
を横切つた部分の鮮明な像がフイム上に次々と結
像されることになる。このようにして被写体を光
の幕を通過させると被写体全体に亘つてピントの
合つた画像が撮像されることになる。

このような画像は走査型電子顕微鏡写真と類似
したものであるが、フイルムとしてカラーフイル
ムを用いることによりカラー画像が得られるとい
う特長がある。

（発明が解決しようとする問題点）上述したライト・スキヤニング・カメラでは照
明光を薄く絞つて光の幕を形成する必要がある
が、照明光を薄くすることは非常に難かしいとと
もに光量が不足する欠点がある。このように光量
が不足するため、１枚の写真を撮像するのに１分
間といつた長い時間を要する欠点がある。

また、ライト・スキヤニング・カメラで撮像で
きる被写体は昆虫や花のように比較的大きい物体
に限られ、例えば種々の領域や導体が形成された
半導体チツプの表面の凹凸構造のような微細な物
体を撮像することはできない。その理由は、この
ような半導体チツプの凹凸はミクロン単位であ
り、光の幕をサブミクロン単位で薄くすることが
実際上困難であるからである。

本発明の目的は上述した問題点を解決し、明る
い照明光が得られるとともに微細な凹凸構造全体
に亘つてピントの合つた像を撮像することができ
る撮像装置を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明の撮像装置は、少なくとも１本の光ビー
ムを放射する光源と、この光源から放射される光
ビームを主走査方向に偏向させる第１の偏向手段
と、この光ビームを第１偏向手段による走査方向
と直交する副走査方向に偏向する第２の偏向手段
と、第１および第２の偏向手段によつて偏向され
た光ビームを微小スポツトに収束して走査面に投
射するレンズと、この走査面と試料とを光軸方向
に相対的に変位させる手段と、前記主走査方向に
１次元的に配列された複数の受光素子を有し、試
料からの反射光または透過光を前記第２偏向手段
またはこれと同期して動作する偏向手段を介して
受光するリニアイメージセンサと、前記変位手段
による相対変位の間に前記リニアイメージセンサ
から出力される光電出力信号を演算処理し、記憶
する信号処理部と、この信号処理部の出力信号を
受けて試料の像を再生するモニタ部とを備えるこ
とを特徴とするものである。

（作用）本発明の撮像装置によれば光ビームを二次元的
に偏向すると共に微小スポツトとして走査面上に
収束するので走査面上にある物体の部分は明るく
照明されるが、走査面から外れた部分は著しく暗
くなる。したがつて物体を走査面を経て変位させ
ると物体の全体に亘つてピントの合つた像がリニ
アイメージセンサ上に次々と形成されることにな
る。このリニアイメージセンサの光電出力を、メ
モリを用いて順次加算した後、モニタ上に画像を
映出すると、ライト・スキヤニング・カメラで撮
影した画像と同じような画像が得られることにな
る。この場合、レンズの倍率を高くすることによ
つて微小な物体の像を撮像することができ、倍率
を高くすることにより走査面から外れた部分は一
層暗くなる。

さらに信号処理部にはフレームメモリが設けら
れているので、単純な加算以外の演算も可能であ
り、目的に応じて最適の演算を行なうことがで
き、従来のライト・スキヤニング・カメラでは得
ることができないような画像を映出することがで
きる。

（実施例）第１図は本発明によるカラー撮像装置の一実施
例の構成を示す線図である。赤、緑及び青の３原
色の光ビームを放射するため、赤色光源１、緑色
光源２及び青色光源３をそれぞれ配置する。本例
では赤色光源１として633nｍの波長光を放射す
るHe−Neレーザを用い、緑色光源２として488n
ｍの波長光を放射するArレーザを、青色光源３
として442nｍの波長光を放射するHe−Cdレーザ
を用いる。各光源１〜３から発する光ビームは全
て直線偏光しているものとする。赤色光源１から
発した光ビームは、エキスパンダ４により拡大平
行光束とされ、直角プリズム５で反射して第１の
偏光素子である第１の音響光学素子６に入射す
る。この第１の音響光学素子６は赤色光ビームを
主走査方向に高速振動させるものであり、赤色光
ビームは高速振動して試料面をＸ方向（紙面に垂
直方向）に走査周波数f₁で走査する。音響光学素
子６で偏光された光ビームはリレーレンズ７及び
８を経てビームスプリツタとして作用する第１の
偏光プリズム９及び1/4波長板１０をそれぞれ透
過して第１のダイクロイツクプリズム１１に入射
する。この第１のダイクロイツクプリズム１１は
緑色光だけを反射し、他の波長域の光を透過す
る。この第１のダイクロイツクプリズム１１を透
過した赤色光ビームは、青色光だけを反射する第
２のダイクロイツクプリズム１２を透過して第２
の偏向素子である振動ミラー１３に入射する。こ
の振動ミラー１３は、赤色光ビーム、緑色光ビー
ム及び青色光ビームについて共用するものとし、
各光ビームを試料のＸ方向と直交するＹ方向（紙
面方向）に偏向する。振動ミラー１３で反射され
た赤色光ビームは、リレーレンズ１４及び１５を
経て対物レンズ１６で微小スポツト状に収束され
て試料１７に入射する。この結果、試料１７は、
微小スポツト状の赤色光ビームによりＸ及びＹ方
向に所定の走査周波数で走査されることになる。
本例では試料１７からの反射光を検出して試料の
光学情報を得るものとする。試料１７からの反射
光は再び対物レンズ１６で集光され、リレーレン
ズ１５及び１４を経て再び振動ミラー１３に入射
し、この振動ミラー１３で反射してから第２及び
第１のダイクロイツクプリズム１２及び１１を透
過し、更に1/4波長板１０を透過して第１の偏光
プリズム９に入射する。偏光プリズム９に入射し
た光束は、1/4波長板１０を２回透過しているの
でその偏光面が90゜回転しており、偏光面９ａで
反射されて第１の凹レンズ１８を経て第１のリニ
アイメージセンサ１９に微小スポツト状に収束さ
れた状態で入射する、このリニアイメージセンサ
１９はリレーレンズ１４と凹レンズ１８とによる
結像位置に配置され、試料１７からの反射光を主
走査方向の１ライン毎に受光するように各素子を
試料のＸ方向（紙面に垂直方向）と対応する方向
に１次元的に配列し、試料１７からの反射光を各
素子により受光して光電変換を行ない、読出し周
波数f₂で各素子に蓄積した電荷を読出す。リニア
イメージセンサは電荷蓄積効果を有しているか
ら、試料１７の画素とリニアイメージセンサ１９
を構成する各受光素子とは常に１対１の対応関係
となり、音響光学素子６による主走査方向の走査
速度にムラが生じても受光量が若干変化するに過
ぎず、フオトマルで光電変換を行なう従来の撮像
装置とは異なる画像歪みが生ずることはない。

次に緑色光の走査について説明する。緑色光源
２から発生した光ビームは、エキスパンダ２０及
び直角プリズム２１を経て、第２の音響光学素子
２２により第１の音響光学素子６と同一の周波数
f₁で試料１７のＸ方向に高速振動し、試料１７を
Ｘ方向に走査周波数f₁で高速走査する。第２の音
響光学素子２２で偏光された緑色光ビームは、リ
レーレンズ２３及び２４を経て第２の偏光プリズ
ム２５を透過して、直角プリズム２６で反射し、
１／４波長板２７を透過して第１のダイクロイツク
プリズム１１に入射する。この第１のダイクロイ
ツクプリズム１１は緑色光だけを反射するから、
入射した緑色光ビームは反射されて共通の光路に
進入し、第２のダイクロイツクプリズム１２を透
過して振動ミラー１３に入射する。そして、この
振動ミラー１３により赤色光ビームと同様にＹ方
向に偏向され、リレーレンズ１４及び１５を経て
対物レンズ１６により微小スポツト状に収束され
て試料１７に入射する。この結果、試料１７の赤
色ビームによつて走査された部分が緑色光ビーム
により同時に走査されることになる。試料１７か
らの反射光は、再び対物レンズ１６で集光されリ
レーレンズ１５及び１４を経て振動ミラー１３で
反射され、更に第２のダイクロイツクプリズム１
２を透過して第１のダイクロイツクプリズム１１
で反射する。その後再び1/4波長板２７を透過し
て偏向面が90゜変化し、直角プリズム２６で反射
し、更に第２の偏向プリズム２５の偏光面２５ａ
で反射して、第２の凹レンズ２８を経て微小スポ
ツト状に収束されて第２のリニアイメージセンサ
３０に入射する。第２のリニアイメージセンサ３
０は、第１のリニアイメージセンサ１９と同様に
リレーレンズ１４と第２の凹レンズ２８の結像位
置に配置され、試料１７からの反射光を主走査方
向の１ライン毎に受光するように各素子を試料１
７のＸ方向（紙面に垂直な方向）と対応する方向
に１次元的に配列し、試料１７からの反射光を各
受光素子で受光して光電変換を行ない、読出し周
波数f₂で各素子に蓄積された電荷を読出すものと
する。

次に青色光の走査について説明する。青色光源
３から発した青色光ビームは、エキスパンダ３２
及び直角プリズム３３を経て第３の音響光学素子
３４により主走査方向に走査周波数f₁で高速振動
し、リレーレンズ３５及び３６を経て第３の偏向
プリズム３７を透過し、直角プリズム３８で反射
し、更に1/4波長板３９を透過し、第２のダイク
ロイツクプリズム１２で反射して共通の光路内に
進入して共通の振動ミラー１３に入射し、この振
動ミラー１３により赤色及び緑色光ビームと同様
にＹ方向に偏向される。更に、リレーレンズ１４
及び１５を経て対物レンズ１６により微小スポツ
ト状に収束され試料１７に入射する。この結果、
赤色、緑色及び青色の光ビームが合成されて１本
の走査光ビームが形成され、この走査光ビームに
より試料１７がＸ及びＹ方向に走査されることに
なる。試料１７からの青色反射光は、再び対物レ
ンズ１６によつて集光され、リレーレンズ１５及
び結像レンズ１４を経て共通の振動ミラー１３に
入射する。そして、この振動ミラー１３で反射
し、第２のダイクロイツクプリズム１２で反射し
て共通の光路からはずれ、1/4波長板３９を透過
して偏向面が90゜変化し、直角プリズム３８及び
偏向プリズム３７で反射し、第３の凹レンズ４０
を経て微小スポツト状に収束した状態で青色の反
射光を受光する第３のリニアイメージセンサ４１
に入射する。この第３のリニアイメージセンサ４
１もリレーレンズ１４と第３の凹レンズ４０とに
よる結像位置に配置され、第１及び第２のリニア
イメージセンサ１９及び３０と同様に試料１７か
らの青色反射光を主走査方向の１ライン毎に受光
するように各素子を試料１７のＸ方向と対応する
方向に１次元的に配列され、各素子に蓄積された
電荷を読出し周波数f₂で読出すように構成する。
このように各色成分の光ビームに対して振動ミラ
ー１３を共用する構成とするので、垂直方向にお
ける光ビームのずれはなくなり、レジストレーシ
ヨンエラーの発生を有効に防止できる。本発明に
おいては、試料１７を載置したステージ４２を矢
印Ａ−Ｂで示すように光軸方向に移動自在に配置
し、ステーズ駆動機構４３により変位させる。こ
のステージ駆動機構４３はステージ駆動回路４４
によつて制御する。さらにリニアイメージセンサ
１９，３０および４１の光電出力信号をフレーム
メモリを含む信号処理部４５に供給し、所定の演
算処理を施す。この信号処理部４５およびステー
ジ駆動回路４４の動作は制御回路４６によつて制
御する。適切な処理を施したそれぞれの色信号を
合成回路４７に供給してカラーテレビジヨン信号
を作成し、これをカラーモニタ４８で表示した
り、ビデオテープレコーダ４９で記録できるよう
に構成する。

第２図はリニアイメージセンサの周辺回路およ
び信号処理部の周辺回路の詳細を示すものであ
る。垂直及び水平同期信号Ｖ及びＨを形成する同
期回路５０をクロツク発生回路５１に接続して水
平同期信号Ｈを供給する。クロツク発生回路５１
では、供給されてくる水平同期信号Ｈに基いて第
１、第２及び第３のリニアイメージセンサ１９，
３０及び４１の各素子に蓄積された電荷を読出す
ためにクロツクパルスを形成し、この読出し用の
クロツクパルスを第１、第２及び第３のリニアイ
メージセンサ１９，３０及び４１にそれぞれ供給
する。また、同期回路５０には、第１、第２及び
第３の音響光学素子６，２２及び３４の駆動を制
御する音響光学素子駆動回路５２に接続して水平
同期信号Ｈを供給し、また振動ミラー１３の駆動
を制御する振動ミラー駆動回路５３を接続して垂
直同期信号Ｖを供給する。同期回路５０からの垂
直同期信号Ｖ及び水平同期信号Ｈは制御回路にも
供給する。信号処理部４５には、増幅器５４〜５
６、Ａ／Ｄ変換器５７〜５９、演算回路６０〜６
２、フレームメモリ６３〜６５を設ける。第１、
第２及び第３のリニアイメージセンサ１９，３０
及び４１では、試料１７からの反射光量に応じた
電荷量が各素子に蓄積されるので、このら電荷量
を読出し用クロツクパルスに基いてそれぞれ同期
して読出し、各リニアイメージセンサ１９，３０
及び４１に接続した増幅器５４，５５及び５６を
介してそれぞれ増幅し、Ａ／Ｄ変換器５７，５８
及び５９でデイジタル信号に変換した後、演算回
路６０，６１及び６２を経てフレームメモリ６
３，６４及び６５に記憶する。このように構成す
れば、３つのリニアイメージセンサ１９，３０及
び４１から同期して電荷量を読出しているから、
画像歪みの発生を有効に防止できる。尚、本例で
はリニアイメージセンサ１９，３０及び４１の読
出し周波数f₂と音響光学素子６，２２及び３４の
走査周波数f₁とを一致させて主走査と同期して各
リニアイメージセンサの各素子に蓄積された電荷
量を読出す構成としたが、リニアイメージセアン
サは電荷蓄積能力を具えているから、音響光学素
子の走査周波数f₁と各リニアイメージセンサの読
出し周波数f₂との間にずれが生じても画像歪みや
色ずれ等の不都合が生ずることがない。

本発明においては演算回路６０，６１および６
２においては種々の演算を行なうことができる
が、本実施例では単純な加算を行なうものとす
る。すなわち、ステージ４２を初期位置にセツト
した後、第１及び第２の偏向手段６，２２，２４
および１３を駆動し、３色の光ビームを走査面上
に収束して走査光によるラスタを形成する。同時
にステージ４２も光軸方向に動かす。このステー
ジの動く速度は垂直走査の速さに比べて遅くす
る。振動ミラー１３が垂直走査期間Tv中に回動
することによつて１フイールド分のそれぞれの色
の画像信号がＡ／Ｄ変換器５７〜５９から演算回
路６０〜６２に供給され、これらの画像信号はフ
レームメモリ６３〜６５にそれぞれ記憶する。次
にステージ４２が僅かに動いた後、再び１フイー
ルド分の画像信号が演算回路６０〜６２に供給さ
れる。これと同時に演算回路へは既にメモリに記
憶されている画像信号を読出し、これを入力画像
信号と加算し、加算した画像信号を再びメモリに
記憶する。以下、ステージ４２を光軸方向に移動
させながら順次画像信号を処理する。このように
してメモリ６３〜６５にはステージ４２を初期位
置から予じめ決めた範囲だけ光軸方向に変位させ
たときに得られる多数のフイールド画像の加算さ
れた画像信号が得られる。この画像信号を合成回
路４７に供給してカラーテレビジヨン信号として
モニタ４８で映出したりビデオテープレコーダ４
９で記録する。また、フイルム上に撮影する場合
には、モニタ４８上に映出されるカラー画像をス
チールカメラ６６を用いてカラーフイルム上に撮
影する。

演算回路６０〜６２における演算は上述した加
算だけに限られるものではなく、種々の演算を行
なうことができる。例えばステージ４２を光軸方
向に変位している間に得られる画像信号につい
て、各画素の最大値をメモリに記憶することもで
きる。これは順次入力される画像信号とメモリに
記憶されている画像信号との大小を比較し、入力
画像信号が大きいときだけメモリの記憶内容を更
新することにより容易に実現することができる。

さらに、演算処理によつて種々の内挿を行なう
こともでき、目的に応じた最適の画像を得ること
ができる。

また、ステージ４２の移動速度は必らずしも一
定とする必要はなく、例えば物体の暗い部分を撮
像するときには遅くし、明るい部分を撮像うると
きには速くすることができ、これによつて明るさ
が一様な画像を再生することができる。

第３図はリニアイメージセンサ上に投影される
ビームスポツトとリニアイメージセサを構成する
各素子との関係を示す平面図である。本実施例で
は３個のリニアイメージセンサ１９，３０及び４
１を同一構成としているので、赤色光を受光する
第１のリニアイメージセンサ１９を以つて説明す
る。試料１７からの反射光はリニアイメージセン
サ１９上に微小スポツト状に投影されるが、本例
では投影されるビームスポツトBSの径を各素子
１９ａ〜１９ｎの受光面より若干大きいスポツト
径となるように構成する。投影されたビームスポ
ツトBSは、素子１９ａ〜１９ｎの配列方向であ
るＸ方向に順次偏向されるから、試料１７からの
反射光は各素子１９ａ〜１９ｎにより順次１次元
的に受光され、試料１７からの反射光量に応じた
電荷が各素子に蓄積され、光電出力信号に変換さ
れる。本例のように試料１７からの反射光をイメ
ージセンサ１９の各素子の受光面より大きいスポ
ツト径として入射させる構成とすれば、イメージ
センサ１９に対する入射光の位置誤差を生じた場
合や外乱振動に対して安定になる。特にズームで
撮影する場合には光ビームのスポツト径が変動し
易いため、ズーム撮影機能を具える撮像装置に有
効である。

第４図は、リニアイメージセンサの読出し周波
数と各素子に蓄積される電荷量との関係を示すグ
ラフである。上述した実施例では音響光学素子
６，２２及び３４の走査周波数f₁とリニアイメー
ジセンサ１９，３０及び４１の読出し周波数f₂と
を１：１の関係としたが、リニアイメージセンサ
は電荷蓄積能力を具えているから同期させる必要
はなく、音響光学素子による走査周波数f₁を読出
し周波数f₂より大きくなるように設定することが
できる。本例ではこの電荷蓄積効果を利用した例
を示す。第４図Ａは、リニアイメージセンサの読
出し周波数f₂が光ビームの主走査方向の走査周波
数f₁と等しい場合、すなわち、光ビームで１回試
料を走査する毎に素子に蓄積された電荷量を読出
す構成とした場合の蓄積電荷量を示し、同時Ｂは
f₁＝2f₂の場合、すなわち光ビームで２回試料を
走査してから素子に蓄積された電荷量を読出す構
成とした場合の蓄積電荷量を示し、同図Ｃはf₁＝
3f₂の場合、すなわち光ビームで３回試料を走査
してから素子に蓄積されて電荷量を読出す構成と
した場合の蓄積電荷量を示している。

このように、試料１７からの反射光を各イメー
ジセンサ１９，３０及び４１で複数回受光するよ
うに構成すれば、光ビームによる主走査周波数f₁
とイメージセンサの読出し周波数f₂とを等しく設
定する場合に比べて光源のノイズの影響が平均化
されるため実質的に光電出力信号のＳ／Ｎ比を向
上させることができる。勿論、この場合、イメー
ジセンサの読出し周波数f₂は常に一定とし、所定
のテレビジヨンレートの信号を得ることができ
る。

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

次に解像度について説明する。第５図Ａは従来
の光学式走査型顕微鏡撮像装置による試料上の走
査状態を模式的に示す線図であり、第５図Ｂは本
発明による顕微鏡撮像装置による試料上の走査状
態を模式的に示す線図である。従来の化学式走査
型顕微鏡装置では、出力の小さい光源を用いる場
合には走査速度を遅くして走査線密度を小さく設
定せざるを得ず、このため走査線間に存在する光
学情報が欠落する不都合が生じていた。一方、光
ビームの主走査方向の走査周波数f₁をイメージセ
ンサ１９，３０及び４１の読出し周波数f₂のほぼ
整数倍となるように設定すれば、主走査速度を増
加し走査線密度を高くしてもほぼ同等の大きさの
光電出力信号を得ることができる。この結果、光
電出力信号のＳ／Ｎ比が劣化したり、光ビームの
走査速度を遅くすることなく走査線密度を等価的
に高く設定でき、より正確に試料の光学情報を再
現することができる。特に、従来の光学式走査型
顕微鏡によりホトマスクやレチクルパターンのパ
ターン欠陥検査を行なう場合には、微小な欠陥が
走査線間に存在してしまい欠陥を見逃すことが
応々にしてあつたので、走査線密度を等価的に高
く設定できることは、パターン欠陥検査装置にき
わめて有効である。

次に、色収差の防止について説明する。

カラー撮像装置では３原色の光ビームを光学素
子を介して試料に照射するため光学素子による色
収差を補正する必要がある。本例では各リニアイ
メージセンサ１９，３０及び４１の前方に光軸方
向に移動可能に配置した第１〜第３の凹レンズ１
８，２８及び４０の光軸方向の各位置を調整する
と共に各リニアイメージセンサの光軸方向の位置
を調整して色収差を除去する。まず、３原色のう
ち中間の波長域にある緑色光を基準として光学系
を収差のない状態に設定する。この場合第２の凹
レンズ２８の位置を変化させて調整すると調整が
容易になる。この状態において試料１７からの反
射光が第１及び第３のリニアイメージセンサ１９
及び４１上に所定にビームスポツト径で結像する
ように第１及び第３の凹レンズ１８及び４０を適
切に光軸方向に移動させると共にリニアイメージ
センサ１９及び４１の光軸方向の位置を調整して
赤色及び青色について色収差を除去する。

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

本発明は上述した実施例だけに限定されるもの
ではなく幾多の変形や変更が可能である。例えば
上述した実施例では、赤、緑及び青の３本の光ビ
ームを試料に投射する構成としたが、赤と青のよ
うに２色の光ビームを投射する構成としてもよい
し、また１色の光ビームを用いてもよい。

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

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

また、偏向手段による走査周波数f₁とリニアイ
メージセンサの読出し周波数f₂とは必ずしも整数
倍の関係を持たせる必要はなく、例えば走査周波
数f₁のリニアイメージセンサの読出し周波数に対
する倍率が大きい場合には整数倍とならなくても
画像上不都合を生ずることはない。

更に、上述した実施例では３原色光ビーム毎に
音響光学素子を配置した構成としたが、各原色光
ビームを単一音響光学素子に入射させて高速振動
させることもできる。この場合音響光学素子への
最適入射角は、光の波長により相異しているので
各光ビームを同一平面内で入射角を変えて単一の
音響光学素子に入射させてＸ方向に変更させた
り、３原色光ビームを異なる平面に沿つて単一の
音響光学素子に入射させることもできる。このよ
うに、単一の音響光学素子を用いる場合には、音
響光学素子から異なる方向に出射する光ビームを
共通の振動ミラーに入射させるための光学系が必
要になるが、音響光学素子は高価であるから装置
全体としての価格を安価にできる。

さらに上述した実施例ではステージを光軸方向
に移動させたが、ステージを固定しておき、対物
レンズを含む光学系全体を移動させることもでき
る。

また、リニアイメージセンサの光電出力信号を
直接モニタに供給して画像を映出し、これをカメ
ラを用いてフイルム上に撮影することもできる
が、上述した実施例のように、リニアイメージセ
ンサの光電出力信号を演算処理して記憶した後に
モニタに映出する方が、演算処理によつて種々の
画像処理を施すことができるので好適である。

（発明の効果）以上説明した本発明による効果を要約すると次
の通りである。

(1) ２次元に偏向された光ビームを収束して走査
面に投射し、この走査面と物体とを光軸方向に
相対的に変位させるようにしたため、明るい画
像が得られるとともに、微小な物体の撮像を行
なうこともできる。

(2) リニアイメージセンサの光電出力信号を演算
処理するので、種々の用途に対して最適な画像
を得ることができる。

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

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

(5) 各色成分の光ビームの走査周波数をリニアイ
メージセンサの読出し周波数のほぼ整数倍とな
るように設定すれば、光源のノイズの影響が平
均化されるため実質的にＳ／Ｎの高いカラー画
像信号を得ることができる。しかも、光ビーム
の走査速度を遅くすることなく等価的に走査線
密度を高くすることができ、試料の光学情報の
欠落を回避できる。特にリニアイメージセンサ
は1000画素以上のものを得ることができるの
で、高解像度の画像信号を形成することができ
る。

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

(7) 一般に凹凸のある物体の線幅のような寸法を
測定する場合、ピントの合わせ方によつて測定
値が大きくバラツク欠点があつた。すなわち、
ピントの合わせ方によつてエツジの波長の鋭さ
が変わるので、スライスを同じようにかけると
線幅の測定値が異なつてくる。したがつて、測
定結果に個人差が出たり、同一人が測定しても
測定毎に差が出る欠点があつた。

これに対し、本発明の撮像装置によれば凹凸
のある物体の全体に亘つてピントの合つた像が
得られるので線幅等の寸法測定をきわめて正確
に行うことができ、個人差等は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による撮像装置の一例の構成を
示す線図、第２図は駆動回路および信号処理部の
一例の構成を示す回路図、第３図はリニアイメー
ジセンサ上に投影されるビームスポツトと素子と
の関係を示す平面図、第４図Ａ〜Ｃはリニアイメ
ージセンサの読出し周波数と蓄積電荷量との関係
を示すグラフ、第５図Ａ及びＢは試料上の走査線
の状態を示す線図である。１……赤色光源、２……緑色光源、３……青色
光源、４，２０，３２……エキスパンダ、５，２
１，２６，３３，３８……直角プリズム、６，２
２，３４……音響光学素子、７，８，１４，１
５，２３，２４，３５，３６……リレーレンズ、
９，２５，３７……偏光プリズム、１０，２７，
３９……1/4波長板、１１，１２……ダイクロイ
ツクプリズム、１３……振動ミラー、１６……対
物レンズ、１７……試料、１８，２８，４０……
凹レンズ、１９，３０，４１……リニアイメージ
センサ、４２……ステージ、４３……ステージ駆
動機構、４４……ステージ駆動回路、４５……信
号処理部、４６……制御回路、４７……合成回
路、４８……モニタ、４９……VTR、５０……
同期回路、５１……クロツク発生回路、５２……
音響光学素子駆動回路、５３……振動ミラー駆動
回路、５４〜５６……増幅器、５７〜５９……
Ａ／Ｄ変換器、６０〜６２……演算回路、６３〜
６５……フレームメモリ、６６……カメラ、BS
……ビームスポツト。

【特許請求の範囲】

１テレビ放送を受信し再送信する再送信装置
と、複数個の映像信号再生器又は映像信号発生器
からの映像信号でそれぞれ異なつた搬送周波数を
変調する複数個の変調器と、上記再送信装置から
の一般放送出力信号及び上記変調器からの自主放
送出力信号及び双方向データ通信用信号波を合成
する混合器と、上記双方向データ通信用信号波を
出力し所定のプログラムに従いその通信制御を行
なうセンタCPUと、上記混合器に同軸ケーブル
及び分配器あるいは分岐器を介して接続され入力
される一般放送信号及び自主放送信号の中から特
定のチヤンネルを上記センタCPUからの指示に
より選局すると共にセンタCPUとの間で双方向
データ通信を行なう複数個の端末コンバータと、
この複数個の端末コンバータに接続され該端末コ

Claims

せる変位手段と、前記主走査方向に１次元的に配
列された複数の受光素子を有し、試料からの透過
光を前記第２偏向手段と同期して動作する偏向手
段を介して受光するリニアイメージセンサと、前
記変位手段による相対変位の間に前記リニアイメ
ージセンサから出力される光電出力信号を演算処
理し、記憶する信号処理部と、この信号処理部の
出力信号を受けて試料の像を再生するモニタ部と
を備えることを特徴とする撮像装置。