JP2002122788A

JP2002122788A - 顕微鏡のための振動減衰装置および振動減衰装置を備えた顕微鏡

Info

Publication number: JP2002122788A
Application number: JP2001244228A
Authority: JP
Inventors: Johann Engelhardt; ヨハン、エンゲルハルト; Rafael Storz; ラファエル、シュトルツ
Original assignee: Leica Microsystems Heidelberg GmbH; Leica Microsystems CMS GmbH
Current assignee: Leica Microsystems CMS GmbH
Priority date: 2000-08-16
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2002-04-26
Also published as: DE60132280T2; EP1186931A3; EP1186931B1; DE60132280D1; US6567212B1; EP1186931A2

Abstract

(57)【要約】【課題】顕微鏡の固有振動を効果的に低減する手段（顕
微鏡のための振動減衰装置）を提供する。【解決手段】顕微鏡（７）のための振動減衰装置（１）
は、ハウジング（３）を具備している。ハウジング
（３）において、キャビティ（５）を規定するフォーム
ラバー（４）は、おもりを包囲するように形成されてい
る。フォームラバー（４）は、複数の相互接続されたポ
アを有する。ハウジング（３）は、一実施形態では矩形
の形状である振動減衰装置（１）を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡用の振動減
衰装置に関し、詳細には、共焦点走査型顕微鏡および共
焦点レーザ走査型顕微鏡用の振動減衰装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】顕微鏡用途のすべてにとって、画像捕捉
中、対物レンズと対象物との間の距離が一定であること
は重要である。振動は、画像捕捉中に非一定の距離を生
じる恐れがあり、画質の低下をもたらす恐れがある。振
動は、顕微鏡性能を著しく抑制し、所期の倍率および所
望の画質が増大するにつれてさらに大きな問題となり、
共焦点レーザ走査型顕微鏡法の分野において特に敏感で
ある。問題の発端は、付近の足音、電力を必要とする用
途、車両および他の移動など環境によって生じる振動で
ある。顕微鏡基部または顕微鏡が載せられているテーブ
ルにおけるこのような振動の影響を低減するために、適
切な分離手段が設けられていると仮定される。それにも
かかわらず、固有振動、すなわち顕微鏡自体に構築され
る装置、たとえば、電動モータ、ファンおよび顕微鏡ア
クセサリの他の動力源から生じる振動が依然として存在
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、顕微鏡ス
タンドまたは顕微鏡全体の特殊な素子において、振動の
低減を図るための解決法をいくつか提供している。米国
特許第４，１６８，８８１号は、振動の影響を低減する
顕微鏡スタンドの構造を開示している。ここでは、対物
レンズマウントが、上部構造物から分離されている。ス
テージにかなりのピラーの剛性を加えるために選択され
た手段によって、顕微鏡ステージは、ピラーの上に取付
けられる。ステージは比較的広く、垂直方向に広がる取
付け軸受を有し、ピラーと接触しており、境界はピラー
の上の比較的低い場所にある。対物レンズはまた、ピラ
ーから低い角度で生じる強い片持ちアームによって、ピ
ラーに対して密接に取付けられ、ピラーに頑丈かつ強固
に保持される。接眼レンズまたは他の表示装置は、アー
ムに取付けられるほか、ピラーから片持ち梁で支えら
れ、対物レンズ取付けアーム付近まで延在するが、いず
れの場所でも対物レンズ取付けアームに接触することは
ない。顕微鏡使用者または観察者が、接眼レンズ取付け
アームまたは上部構造物に触れる場合、それによって生
じる恐れがある振動および偏向は、ピラーまたはピラー
によって対物レンズまたはステージマウントに伝達され
得る前に、接眼レンズ取付けアームによって大部分が吸
収される。構造物に導入された複雑さによって振動を低
減することができる。

【０００４】米国特許第５，７６４，４０９号は、ウェ
ーハ分類機の開口部の上に配置される顕微鏡用のベース
を示している。並進装置は、ウェーハ分類機の開口部に
電荷結合素子カメラを下ろすためのベースに接着され
る。顕微鏡光学素子を含む小型ハウジングは、カメラに
結合される。振動低減装置は、チップに対するカメラの
移動を防止するために、顕微鏡光学素子に結合される。

【０００５】米国特許第５，７３１，８９６号は、観測
対象である対象物から離隔された光学装置の光学撮像部
分を有する顕微鏡を示している。顕微鏡は、光軸に垂直
な少なくとも１つの方向においてその周囲から光学装置
に作用する振動を補償するための少なくとも１つの力印
加駆動素子を有する。駆動素子は、顕微鏡の中または上
に装備される。振動の排除は、複雑な制御電子機器のた
めに必要であり、顕微鏡にかかる費用を増大させる。

【０００６】顕微鏡のための追加的な振動防止装置が、
日本国特開平第１０−１４８２３５号に開示されてい
る。開示された装置は、たとえば、試料室において生じ
るこのような雑音に対して逆位相の音波を供給する雑音
を発生する。２種類の音は、互いに相殺する。振動が著
しく低減される。また、このシステムは、振動の排除を
実現するために、複雑な装置を必要とする。

【０００７】したがって、本発明の第一の目的は、顕微
鏡の固有振動を効果的に低減する手段を設けることにあ
る。

【０００８】また本発明の第二の目的は、顕微鏡の固有
振動にかかわらず、高画質の画像の捕捉を行うことがで
きる顕微鏡を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の第一の目的は、請
求項１に記載の振動減衰装置によって実現される。請求
項１に記載の顕微鏡のための振動減衰装置は、１片のフ
ォームラバーは、おもりが接着されるように形成される
ことと、ハウジングがフォームラバーで満たされること
と、フォームラバーが空胴を規定し、おもりが空胴内部
に配置されることと、を特徴とする。

【００１０】また、上記第二の目的は、請求項６に記載
の顕微鏡によって実現される。請求項６に記載の顕微鏡
は、スタンドを具備し、少なくとも１つの焦点装置がス
タンドに移動可能であるように取付けられる顕微鏡であ
って、前記少なくとも１つの焦点装置に接着される振動
減衰装置を特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１および図２はそれぞれ、本発
明の振動減衰装置１を示している。振動減衰装置１（図
１）は、長手方向の軸２を規定する。振動減衰装置１
は、剛性壁３ａによって規定される矩形のハウジング３
を含む。フォームラバー４は、壁３ａの内部に接着され
る。フォームラバー４は、本実施形態では円筒の形状で
ある空胴５を規定する。空気を上記のフォームラバー４
に閉じ込めさせ、印加された力の下で自在に動き回ら
せ、それによってフォームラバー４にエネルギーを消失
させるために、フォームラバー４は、多数の相互接続さ
れたポアを有する。フォームラバー４の材料は、たとえ
ば、Ｎｅｏｐｒｅｎｅ（登録商標）である。力は、空胴
５に配置されたおもり６によって印加される。空胴５
は、高密度材料から形成されるおもり６をぶら下げた状
態で保持する。おもり６の材料にかかる費用を抑えるた
めに、鉛で作製されている。振動減衰装置の第２の実施
形態のように、ハウジングは不要である。接着されたお
もり６を備えたフォームラバー４は、減衰を必要とする
装置に直接取付けられる。なお、ハウジング３はスズで
作製されていてもよい。

【００１２】図３は、いずれも顕微鏡スタンド１０に接
着される反射光源８および透過光源９を備えたアップラ
イト式顕微鏡７を示している。顕微鏡７は、光軸１３に
配置される少なくとも１つの対物レンズ１１および集光
器１２をさらに具備する。接眼レンズ１４は、試料の表
示または観測の好機を得るために、顕微鏡スタンド１０
に接着される。試料は、ステージ１５上で速度調整され
る。ステージ１５は、焦点化も容易にするため、光軸１
３の方向に移動可能である。移動の方向は、図３の両矢
印Ｓ−Ｓによって示されている。大部分の用途では、ス
テージ１５はスタンド１０の内部に取付けられる電動機
（図示せず）によって移動されるため、振動はスタンド
１０からステージ１５に伝達される。ステージ内部に取
付けられるステージ１５用の電動機のほか、他の装置
も、ステージ１５の振動の原因である。ステージは、対
物レンズ１１に隣接する上面１６および集光器１２に隣
接する下面１７を規定する。振動減衰装置１は、ステー
ジ１５の下面１７に取付けられる。さらに、振動減衰装
置１は、光軸１３の経路に影響を及ぼすことなく、ステ
ージに取付けられることがきわめて重要である。

【００１３】図４は、共焦点顕微鏡２０の概略図であ
る。レーザ３０は、細い光ビーム２３を生成する。試料
２１は、固定ステージ２２に配置される。同様の特徴物
は、同一の参照符号で示されている。試料２１は、ビー
ムスプリッタ２６によって走査装置２５および対物レン
ズ２４に指向される細い光ビーム２３によって照射され
る。対物レンズ２４は、試料２１の上に焦点を結ぶ。焦
点装置は、図３の実施形態の場合には、ステージ１５、
図４の実施形態の場合には対物レンズ２４である。光ビ
ーム２３は、試料２１の領域を横断するように、または
領域の隅から隅まで走査する。光ビーム２３の走査移動
は、走査装置２５によって開始される。試料２１から戻
る光は、ビームスプリッタ２６によって少なくとも１つ
の検出器２７に透過される。照射光の焦点の並進は、対
物レンズ２４が配置されるレボルバ２８の並進によって
実現される。レボルバの詳細な設計については、ドイツ
実用新案第２９９０９２１７．８号に開示され、
本願明細書に参照によって引用される。振動を避けるた
めに、振動減衰装置１は、レボルバ２８に直接取付けら
れる。これによって、レボルバ２８の移動によって誘発
される振動が削減、または著しく低減される。

【００１４】なお、図面を参照して、好ましい具体的な
実施形態の説明と共に、一般的な説明も好ましい実施形
態および教示の発展を示している。

【００１５】

【発明の効果】本発明によって認識されていることは、
第一に、振動減衰装置を顕微鏡の移動可能な部分に機械
的に結合することによって、固有振動および外部源によ
って生じる振動が効果的に低減されることである。外部
源には、たとえば、空調装置、外部の電子装置に用いら
れるファン、飛行機、建物の振動などが上げられる。固
有振動は、顕微鏡のスタンドに取付けられた電動機およ
び／または機械的な歯車から生じる。ステージおよび／
または対物レンズは、１つの試料面に焦点を結ばせるた
めに、光軸に沿って電動機によって移動される。一旦、
選択された試料面における焦点が実現されると、全画像
捕捉工程中、焦点がこの面に存在することは、高画質の
画像の捕捉において不可欠である。画像捕捉中、一定の
焦点における固有振動の影響を最小限に抑えるために、
振動減衰装置は、ステージおよび／または対物レンズに
結合される。

【００１６】振動減衰装置のハウジングは、振動が低減
されるべき顕微鏡の部分に直接接着されることが、好都
合であることがわかっている。効率的な振動減衰を実現
するために、振動減衰装置は、減衰を必要とする顕微鏡
の部分に機械的に結合される必要がある。また、取付け
おもりを備えたフォームラバーを減衰の必要な顕微鏡の
部分に接着することが好都合である。したがって、ハウ
ジングは、減衰効果を実現するために必要ではない。ハ
ウジングは振動減衰装置全体の外観を良くするが、振動
減衰装置の操作を行うことは一切できない。

【００１７】振動減衰装置によって振動の著しい低減を
実現するために、本発明は有用である。これによって、
画像捕捉が対象物の唯一の面で行われ、たとえば、ステ
ージを移動するための電動機または対物レンズを移動す
るための電動機によって生じる振動によって妨害されな
いようにすることができる。ステージおよび対物レンズ
の移動は、光軸に沿って行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】振動減衰装置の長手方向の軸に沿った概略断
面図を示す。

【図２】振動減衰装置の長手方向の軸に垂直な軸に沿
った概略断面図を示す。

【図３】顕微鏡に振動減衰装置を取付ける第１の実施
形態を示す。

【図４】顕微鏡に振動減衰装置を取付ける第２の実施
形態を示す。

【符号の説明】

１振動減衰装置、２長手方向の軸、３ハウジ
ング、３ａ剛性壁、４フォームラバー、５空
胴、６おもり、７顕微鏡、８反射光源、
９透過光源、１０顕微鏡スタンド、１１対物
レンズ、１２集光器、１３光軸、１４接眼レ
ンズ、１５ステージ、１６ステージ１５の上
面、１７ステージ１５の下面、２０共焦点顕微
鏡、２１試料、２２固定ステージ、２３細
い光ビーム、２４対物レンズ、２５走査装置、
２６ビームスプリッタ、２７検出器、２８
レボルバ、３０レーザ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H052 AD06 AD16 AD26 AD29 3J048 AA02 AD05 BA01 BF02 EA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１片のフォームラバー（４）は、おもり
（６）が接着されるように形成されることと、ハウジン
グ（３）がフォームラバー（４）で満たされることと、
フォームラバー（４）が空胴（５）を規定し、おもり
（６）が空胴（５）内部に配置されることと、を特徴と
する顕微鏡（７）のための振動減衰装置（１）。
【請求項２】前記フォームラバー（４）がＮｅｏｐｒ
ｅｎｅ（登録商標）である請求項１に記載の振動減衰装
置（１）。
【請求項３】前記ハウジング（３）が矩形の形状であ
る請求項１に記載の振動減衰装置（１）。
【請求項４】前記ハウジング（３）がスズで作製され
ている請求項３に記載の振動減衰装置（１）。
【請求項５】前記おもり（６）が高密度材料で作製さ
れている請求項１に記載の振動減衰装置（１）。
【請求項６】スタンド（１０）を具備し、少なくとも
１つの焦点装置がスタンド（１０）に移動可能であるよ
うに取付けられる顕微鏡（７）であって、前記少なくと
も１つの焦点装置に接着される振動減衰装置（１）を特
徴とする顕微鏡（７）。
【請求項７】前記焦点装置がステージ（１５）であ
り、該ステージ（１５）がスタンド（１０）に取付けら
れ、顕微鏡（７）内部に規定される光軸に沿って移動可
能である請求項６に記載の顕微鏡（７）。
【請求項８】前記焦点装置が少なくとも１つの対物レ
ンズ（１１）であり、該対物レンズ（１１）が顕微鏡
（７）内部に規定される光軸に沿って移動可能である請
求項６に記載の顕微鏡（７）。
【請求項９】前記振動減衰装置（１）が１片のフォー
ムラバー（４）と、該１片のフォームラバー（４）に接
着されるおもり（６）と、ハウジング（３）と、を具備
し、フォームラバー（４）がハウジング（３）を満た
し、かつ空胴（５）を規定し、おもり（６）が前記空胴
（５）内部に配置されるようにハウジング（３）が形成
される請求項６に記載の顕微鏡（７）。
【請求項１０】前記フォームラバー（４）がＮｅｏｐ
ｒｅｎｅ（登録商標）で作製されている請求項９に記載
の顕微鏡（７）。