JP2004093977A - 光学部品保持装置及び光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アウトガスの発生を抑制する光学装置の提供。
【解決手段】中空の導光路（２６０）内部で光学部品（２１０，２１１，２１２）を光軸に沿って保持する光学部品保持装置において、導光路（２６０）の内壁に当接する複数のフランジ（２３４，２４４）を有する筒状体（２３６，２４６）を備え、筒状体の内周面（２３１，２４１）の端部は保持すべき光学部品の一面と当接し、内周面（２３１，２４１）の端部の少なくとも一部に切り欠き部（２３３，２４３）が設けられている。上記構成によれば、光学部品（２１０，２１１，２１２）の一面とフランジ（２３４，２４４）と導光路（２６０）内壁とで囲まれる光学部品周辺部における空間が切り欠き部（２３３，２４３）によって筒状体の内周面（２３１，２４１）内部の空間と連通することになり、光学部品周辺部にガスが滞留することを防止することができる。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、照明装置や撮像装置等、光軸に沿って複数のレンズを配置する光学装置に係り、特に、半導体製造等の真空状態が要求される光学装置に適する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、照明装置や撮像装置等の光学装置は導光路を形成するレンズ鏡筒内部に複数のレンズを光軸に沿って配置して構成されている。レンズ鏡筒内部において、複数のレンズはそれぞれ保持部材によって間隔をおいて所定の位置に固定されていた。例えば、特開平１０−１２３３８６号公報はこのような保持部材の構造について開示している（特許文献１）。
【０００３】
また構造的制約からレンズ鏡筒内部における光軸の方向が変化せざるを得ない場合には、ミラーやプリズム等の光学部品を適所に配置して光軸方向を変更することが一般的であった。例えば、特開２００２−２１７０８３号公報には、反射部材を利用して光軸方向を変更する照明装置が開示されている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１２３３８６号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−２１７０８３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
半導体製造装置の分野では、フォトリソグラフィ法による露光工程やイオン注入工程において、マスクとシリコンウェハとを正確に位置合わせするために、位置検出用の照明装置及び撮像装置を用いることがある。露光やイオン注入が実施されるプロセス室は、通常高い真空状態に保たれている必要がある。そのため、まず、プロセス室の真空引きが行われ、必要な真空度に到達してから露光、イオン注入に入る必要がある。
【０００７】
ところが、従来の露光工程で利用される光学装置では、内部に閉じられた空間が形成され、その空間内の空気、その他のガスは微小な隙間から徐々にもれ出すということになるため、このような光学装置がプロセス室内にあることにより、プロセス室が所定の真空度に到達するのに長時間を要するという問題があった。さらに、光学部品を接着する接着剤等の有機系物質や導光路の壁面で光が反射されることを防止するために施される表面処理（例えば、黒アルマイト）もガスの発生源となる可能性があった。また、真空引きの最中に生じるレンズ鏡筒内外の気圧の差は、レンズ鏡筒の変形の原因になる場合もあった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、残留ガスを速やかに排気することが可能な光学装置及びそのための光学部品保持装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、中空の導光路内部で複数の光学部品を光軸に沿って所定の距離を隔てて保持する光学部品保持装置において、導光路を形成する中空部材と、導光路の内壁に当接する筒状体を備え、上記中空部材は、複数の光学部品間に、当該中空部材の内周面と外周面とを連通する貫通孔が設けられており、上記筒状体の内周面の端部は保持すべき光学部品の一面と当接し、筒状体の外周面と前記内周面とを連通し、かつ前記中空部材の貫通孔と連通する貫通孔が設けられている光学部品保持装置である。
【００１０】
この構成によれば、筒状体の内周面と両側の光学部品とで囲まれた内部の空間が中空部材の外部の空間と連通することになり、光学部品間の空間にガスが滞留することを防止することができる。
【００１１】
また、筒状体は、前記内周面の端部の少なくとも一部に切り欠き部が設けられていることが好ましい。上記構成によれば、光学部品の一面と筒状体端面と導光路内壁とで囲まれる光学部品周辺部における空間が切り欠き部によって筒状体の内周面内部の空間と連通することになり、さらに確実に光学部品周辺部にガスが滞留することを防止することができる。
【００１２】
また、上述した筒状体は、内周面が導光路の内壁に当接するフランジと、これより外径が小さい部分とを備えていてもよい。この構成によれば、筒状体に設けられた前記貫通孔と中空部材の前記貫通孔とは、両者の円周方向の相対位置関係によらず筒状体外周とフランジと中空部材内壁との間の空間を介して常に連通しているので、組立の際に両者の位置関係を気にする必要がなく、組立の容易化を図ることができる。
【００１３】
また、フランジの少なくとも一部に切り欠き部を備えていてもよい。この構成によれば、光学部品の一面とフランジと導光路内壁とで囲まれる光学部品周辺部の空間がフランジと筒状体外周面と導光路内壁とで囲まれる空間に連通することになり、光学部品周辺部にガスが滞留することを防止することができる。
【００１４】
ここで、本発明において「導光路」とは中空部材（筒状または柱状）を備え、光軸がその中空部分であって当該筒の軸方向に沿っている筐体によって形成されるものである。その断面が円周形状を呈するか、楕円その他多角形形状を呈するかを問わない。
【００１５】
本発明において「筒状体」は内周面において筒状（柱状）を呈し、内周面で規定される中空部分に光軸が通過するものである。その断面が円周形状を呈するか、楕円その他多角形形状を呈するかを問わない。当該「筒状体」の長さは光学部品間の間隙を規定するものである。
【００１６】
本発明において「フランジ」は、筒状体の一部を構成し、その外周が導光路内壁に接するが、一部において接していなくてもよい。フランジは筒状体の端面に設けられていても筒状体の中間部に設けられていてもよい。また、フランジは、筒状体の両端面に設けられていても、片側のみに設けられていてもよい。
【００１７】
本発明において「切り欠き部」はガスを流通可能ならばその形状は問わない。切り欠き部が大きければ大きいほどガスの流通は容易になるが、強度その他の条件を考えてその形状を定めることが好ましい。
【００１８】
また本発明において「一面」とは、光学部品の面を通過する光線に対して光学的な作用を与える面またはそれに続く面であって、必ずしも研磨されていなくてもよい。またこの面は曲面であっても平面であってもよい。
【００１９】
また本発明の光学装置は、中空の導光路内部で光学部品を光軸に沿って保持する光学装置において、少なくとも２つの光学部品と、これら少なくとも２つの光学部品を保持する、前記導光路を形成する中空部材と、を備え、中空部材は、少なくとも２つの光学部品間に、当該中空部材の内周面と外周面とを連通する貫通孔が設けられ、光学部品のうち少なくとも１つにより像が収斂する光軸上の位置に、当該収斂した像を結像させるに充分な径を有する開口部が設けられた絞り部材を備えていることを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、光学部品間における空間が貫通孔を介して中空部材の外部と連通するので、光学部品の内部に入り込んだガスが滞留することを防止することが可能である。また、上記構成によれば、中空部材の内壁で光が反射されても光学部材から収斂した正規の光束のみを通過させることができるので、中空部材の内壁に光を吸収するための表面処理をする必要が無くなる。これによって光学装置内部からのアウトガスを減少させることが可能である。
【００２１】
また、上述した光学装置は、絞り部材の両側に設けられる光学部品のうち、少なくとも一方の側は複数の光学部品でなり、かつ上述した本発明に係る光学部品保持装置を複数の光学部品間に備えることが好ましい。
【００２２】
このような構成によれば、当該光学部品保持装置によって、光学部品周辺部、筒状体の内周面内部、および／または筒状体の外周面とフランジと中空部材内壁とで囲まれる空間が中空部材の外部と連通することになるため、光学装置の内部に入り込んだガスが滞留することを防止することが可能である。
【００２３】
さらにまた本発明は、上述した光学部品保持装置において、光軸の方向が変化する部分に、入射光の光軸方向と射出光の光軸方向とを光軸の方向の変化に対応させた単一の導光部材を備えていることを特徴とする光学部品保持装置でもある。
【００２４】
さらにまた本発明は、複数の光学部品を光軸に沿って保持する光学装置において、光軸の方向が変化する部分に、入射光の光軸方向と射出光の光軸方向とを光軸の方向の変化に対応させた単一の導光部材を備えていることを特徴とする光学装置でもある。
【００２５】
従来であれば、光路を変更するたびに、また、光路が長くなるたびに、ミラー、プリズム、レンズ等の光学部品を配置する必要があったが、上記構成によれば、導光部材単独で最低限必要な光学部品間を光学的に連結することが可能となり、光路変更のために利用する光学部品の点数を減少させることが可能となる。このため光学部品から必然的に発生するアウトガスを極力減少させることが可能となる。
【００２６】
ここで、例えば、単一の導光部材は、単一の光ファイバ、あるいは複数の光ファイバを束ねて融着した構造を備えている。この導光部材は、上記した光学部品保持装置や絞り部材、貫通路を中空部材に備えた光学装置等と組み合わせて利用することが可能である。
【００２７】
本発明の光学部品保持装置や光学装置は、照明、撮像、サーボ等あらゆる光学系に適用可能であるが、高度の真空が要求される環境における光学系、例えば半導体製造等に用いられる照明装置や撮像装置に組み込んで利用することは好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態は、半導体製造装置における位置合わせ装置の一部として用いられる照明装置及び撮像装置に本発明を適用したものである。
【００２９】
図１に、本発明の第１の実施の形態に係る位置合わせ装置の概略断面図を示す。図１に示すように、当該位置合わせ装置１は、検出照明装置１００及び撮像装置２００を備えている。
【００３０】
当該位置合わせ装置１は、半導体製造装置における露光工程またはイオン注入工程に使用されるものである。例えば、シリコンウェハＷ上に形成される半導体チップに対してパターン形成するためのステンシルマスクを正しくウェハＷ上に位置させるために、所定のアライメントマーク等の対象物ＯＢＪに対して検出照明装置１００から射出された検出光を撮像装置２００が撮像して映像に変換するという構成を備えている。
【００３１】
具体的に、検出照明装置１００は、画像撮影に適するスペクトラムを有する検出光を画像撮影に適する光量で射出可能に構成され、光源１１、集光レンズ１２、導光部材１３、及び照明レンズ１４を備えている。
【００３２】
光源１１は、画像撮影に適するスペクトラムで発光する光生成手段であり、例えば、ハロゲンランプと反射板を重ねたもの、ＬＥＤ、レーザ装置等によって構成されている。集光レンズ１２は、発散光である光源１１からの検出光を導光部材１３に効率よく光を入射させるように集光するための光学部品である。照明レンズ１４は、導光部材１３を通過した平行光線をアライメントマーク等の対象物ＯＢＪに到達させるための光学部品である。
【００３３】
導光部材１３は、本発明に係り、集光レンズ１２から射出された平行光線を受光し、光の損失無く伝達して照明レンズ１４に射出するように構成されている。特に、この導光部材１３は、図１に示すように、光軸の方向が変わる光路において光を伝達可能に構成されている。具体的には、導光部材１３は、石英ガラスやコーニングガラス等の各種ガラス材料で構成されている。導光部材１３の両端面は光量の分布密度が均一になるように研磨面となっていることが好ましい。導光部材１３の構造は、高屈折率のガラスで構成された芯部を低屈折率のガラス材料で構成されたクラッドで被覆した光ファイバに準じた構造を備えていることが好ましい。例えば、受光面の面積が比較的小さい光路ならば（例えば、φ３ｍｍ以下）単独の上記光ファイバ構造でよいが、受光面の面積がそれより大きいならば多数の上記光ファイバ構造を束ねた多芯構造とすることが好ましい。後者の場合、互いの光ファイバは熱等により相互接着し、接着剤等の有機系溶剤を使用しないで構成されていることが好ましい。また、受光面の面積と射出面の面積とが異なっていてもよい。屈曲した導光部材１３を製造するためには、ガラス材料で構成されているこれら光ファイバ構造に熱を加えてから変形させ所望の屈曲構造を設けるようにする。例えば、これらの条件を満たす導光部材１３の一例として、株式会社住田光学ガラス製の「ライトロッド　コンジット」を使用することが可能である。
【００３４】
なお、光源１１及び集光レンズ１２のみを大気側に配置し、真空チャンバに設けた窓（例えば、石英ガラス製の窓）を挟んでプロセス室側に導光部材１３、照明レンズ１４を配置するようにしてもよい。
【００３５】
撮像装置２００は、本発明の光学装置に係り、二次元画像を撮影可能な構造を備えている。すなわち撮像装置２００は、ＣＣＤカメラとしての構造を備えており、対物レンズ群２０、絞り部材（視野絞り）３０、リレーレンズ群４０、光学フィルタ５０、ＣＣＤイメージセンサ６０、及び受像回路７０を備えている。これらの部材は、筐体に相当する中空部材２６０（詳細は後述する）に収納されている。
【００３６】
中空部材２６０は、単一でもよいし、複数で構成してもよい。本実施の形態では、対物レンズ群２０を収納する中空部材、リレーレンズ群４０を収納する中空部材、両者間に設けられている中空部材、及びその他が収納される中空部材で構成され、互いに接続される。
【００３７】
対物レンズ群２０、絞り部材３０、及びリレーレンズ群４０は、本発明に係る。対物レンズ群２０とリレーレンズ群４０はレンズの仕様を除き本発明に係る構成は同じであるため、対物レンズ群２０の構造のみを後に詳述する。
【００３８】
光学フィルタ５０は、入力光の不要な情報を取り除くため高い周波数成分を除去可能な構造を備えており、ＮＤフィルタ、着色ガラスフィルタ、干渉フィルタ、帯域通過フィル等の公知の光フィルタを適用可能である。ＣＣＤイメージセンサ６０は撮像素子であり、入力された光の明暗に比例した電流を画素毎に発生し、全体として二次元画像データを生成することが可能に構成されている。なお、本実施の形態では撮像素子としてＣＣＤイメージセンサを利用するが、これに限定されることはない。例えば、撮像素子としてＣＣＤ以外の方式を用いてもよい。また、一次元画像でよい場合は、撮像素子をライン状に並べたラインセンサとしてもよい。受像回路７０は、ＣＣＤイメージセンサ６０から順次送出される信号電荷をライン毎に所定のタイミングで出力可能に構成されている。
【００３９】
図２及び図３に、対物レンズ群２０の拡大断面図を示す。図２は中空部材２６０の貫通孔２６１を含む断面で切断した様子を示しており、図３は図２における切断面と直角に交わる切断面でスペーサ２３０及び２４０の切り欠き部２３３及び２４３を含む断面で切断した様子を示している。
【００４０】
対物レンズ群２０は、球面レンズ２１０、２１１、及び２１２を光学部品として備えている。対物レンズ群２０の両側には、固定部材２２０及び２５０を備えている。球面レンズ２１０及び２１１の間にはスペーサ２３０が、球面レンズ２１１及び２１２の間にはスペーサ２４０が設けられている。
【００４１】
球面レンズ２１０、２１１、及び２１２は通常の光学部品であり、球面レンズ以外の公知のレンズを適用してもよい。その表面が曲面を有していなくてもよい。例えば、球面レンズ以外の構造である、球レンズ、非球面レンズ、ロッドレンズ、スラブレンズ等を適用可能である。当該レンズは、色収差補償のためのアクロマートレンズを備えていないことが好ましい。アクロマートレンズを球面レンズと接着するための接着剤からガスが発生することがあるからである。その代わり、本発明では複数のレンズを所定の間隔で配置することによって収差を少なくするようにレンズ群の構成が設計されている。この複数の単レンズによる収差補償用の構成には公知の技術を適用することができる。これにより、接着剤を使用したレンズの使用を不要とすることができる。
【００４２】
固定部材２２０は、対物レンズ群２０を内部に収納する中空部材２６０の端部に一体的に設けられる内向きフランジであり、これが対物レンズ群２０の軸方向の位置決め基準としての機能を担う。また、固定部材２２０の球面レンズ２１０と接する側の端部の一部には切り欠き部２２３が設けられている。
【００４３】
固定部材２５０は、端部に位置する球面レンズ２１２を押さえるための公知の固定部材であり、ねじ切り部２２２によって中空部材２６０の内壁のねじ切り部と歯合するようになっている。また、固定部材２５０の球面レンズ２１２と接する側の端部の一部には、切り欠き部２５３が設けられている。固定部材の内周面２２１・２５１の端部と球面レンズ２１０・２１２の研磨面周辺と中空部材２６０の内部壁面と囲まれるスペースＳ１・Ｓ８は、切り欠き部２２３及び２５３により内周面２２１・２５１の内部と連通される。このため、スペースＳ１・Ｓ８内部のガスは切り欠き部２２３・２５３を経て容易に排出される。
【００４４】
図４（ａ）に本発明の光学部品保持装置に係るスペーサ２３０の正面図を、図４（ｂ）にその側面図を示す。スペーサ２４０の構造もその光軸方向の幅が異なる点を除いてスペーサ２３０の構造と同様である。
【００４５】
当該スペーサ２３０は、中空部材２６０の内壁に当接するフランジ２３４を筒状体２３６の両側に備えている。筒状体２３６の内周面２３１の端部は保持すべき球面レンズ２１０・２１１の研磨面と当接するようになっている。内周面２３１の端部の一部に切り欠き部２３３が設けられている。当該切り欠き部２３３はフランジ２３４の側面に沿って外周方向へ溝状に延びている。また筒状体２３６には、外周面２３５と内周面２３１とを連通する貫通孔２３２が設けられている。また中空部材２６０の壁面のうち、スペーサ２３０における両フランジ２３４で挟まれ外周面２３５と対向することになる領域のいずれかに内壁と外部とを連通する貫通孔２６１が設けられている。同様に、スペーサ２４０における両フランジ２４４で挟まれ外周面２４５と対向することになる領域のいずれかに内壁と外部とを連通する貫通孔２６２が設けられている。
【００４６】
このようなスペーサ２３０や２４０の構成によれば、図２に示すように、筒状体２３６・２４６の内周面２３１・２４１内部の空間が、フランジ２３４・２４４と筒状体外周面２３５・２４５と中空部材２６０内壁とで囲まれる空間Ｓ３・Ｓ６と連通することになり、さらに空間Ｓ３、Ｓ６は貫通孔２６１、２６２を介して中空部材２６０の外部と連通しているので、光学部品間の空間にガスが滞留することを防止することができる。
【００４７】
また、このようなスペーサ２３０や２４０の構成によれば、図３に示すように、レンズ２１０・２１１・２１２の研磨面とフランジ２３４・２４４と中空部材２６０の内壁とで囲まれるレンズ周辺部における空間Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７が切り欠き部２３３・２４３の存在によって筒状体２３６・２４６の内周面２３１・２４１内部の空間と連通することになり、レンズ周辺部にガスが滞留することを防止することができる。
【００４８】
さらに、このようなスペーサ２３０や２４０の構成によれば、図２に示すように、光学部品周辺部、筒状体の内周面内部、および／または筒状体の外周面２３５・２４５とフランジ２３４・２４４と中空部材２６０内壁とで囲まれる空間Ｓ３・Ｓ６が中空部材２６０の外部と連通することになるため、撮像装置２００の内部に入り込んだり内部で発生したりしたガスを排出することが可能である。すなわち、切り欠き部２３３・２４３により空間Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７が内周部２３１・２４１内部の空間と連通し、当該内周部２３１・２４１内部の空間が貫通孔２３２・２４２により空間Ｓ３・Ｓ６と連通し、これら空間Ｓ３・Ｓ６が貫通孔２６１・２６２により外気と連通するため、内部で発生したガスが悉く外部に排気されることになる。
【００４９】
図５（ａ）に絞り部材（視野絞り）３０の正面図を、図５（ｂ）にその側面図を、図５（ｃ）に図５（ａ）における中心線断面における断面図を示す。
【００５０】
本絞り部材３０は、レンズ２１０、２１１、及び２１２によって収斂（結像）した像を遮らずにすむ程度に充分な径を有する開口部３０１が設けられており、その他の部分は光を遮蔽可能な壁面３０３になっている。当該絞り部材３０は外周面３０２において中空部材２６０と嵌合するように径が調整されている。図６に示すように、当該絞り部材３０は、中空部材２６０の光軸上において、レンズにより像が収斂（結像）する光軸上の位置Ｘに配置されるようになっている。
【００５１】
なお、図６において、対物レンズ群２０、及びリレーレンズ群４０は単純化して表しており、同様に中空部材２６０も一体的に単純化して示している。また、実際には、中空部材２６０の対物レンズ群２０とリレーレンズ群４０との間をカバーする部分には、その外周面から内周面に貫通する貫通孔２６５を複数設けている。これにより、両レンズ群の間の空間も中空部材２６０の外部と連通されている。
【００５２】
絞り部材３０の開口部３０１における絞り径は、撮像装置２００の視野の大きさと対物レンズ群２０の倍率とにより決定される。視野の大きさはＣＣＤイメージセンサ６０に入力するまでの最終倍率とＣＣＤイメージセンサの大きさで決まる。例えば視野の大きさをφ０．２ｍｍ、対物レンズの倍率を５倍とすれば、絞り部材に必要とされる絞り径の最小値は、必要とされる視野に対応する像全体が位置Ｘにおいて結像される大きさφ１ｍｍ（＝０．２ｍｍ×５倍）となり、余裕を考慮してφ１〜２ｍｍの範囲に設定される。
【００５３】
このような絞り部材３０の構成によれば、図６に示すように、中空部材２６０の内壁で光が反射されてもレンズ群２０から収斂した正規の光束のみを通過させることができるので、中空部材２６０の内壁に光を吸収するための表面処理（例えば黒アルマイト）をする必要が無くなる。このため、本実施の形態においては、中空部材２６０の内周面はそのような表面処理はせず、さらにアウトガスの減少を徹底させるため、中空部材２６０の内周面等の表面粗さを小さくしている。これによって光学装置内部からのアウトガスを減少させることが可能である。
【００５４】
なお、スペーサ２３０、２４０、固定部材２２０、２５０、絞り部材３０、中空部材２６０の各々には種々の材料を用いることができるが、例えば、加工が容易なアルミニウム、またはステンレス鋼を利用可能である。
【００５５】
特に中空部材２６０は、内壁に光吸収用の表面処理を施さないことが好ましい。上記絞り部材３０により不要な反射光はリレーレンズ群４０には届かないため、内壁を鏡面のままにしておいても問題がなく、かつ、不要なガスの発生を回避できるからである。
【００５６】
なお、図面では、スペーサの両フランジに設けられる切り欠き部の位置が対称の位置に設けられていたが、互いにずれた位置に設けられていてもよい。切り欠き部の数についても変更可能である。同様に筒状体に設けられる貫通孔が上下対称な位置に設けられている必要はなく、互いにずれた位置に設けられていてもよい。貫通孔の数についても変更可能である。またスペーサの貫通孔の位置と切り欠き部を設ける位置が直角にずれている必要はなく、異なる角度で設けられていてもよい。さらに中空部材に設けられる貫通孔がスペーサの貫通孔と直接対向している必要はなく、互いにずれた位置に設けられていてもよい。これは、空間Ｓ３（Ｓ６）があることにより、中空部材２６０の貫通孔２６１（２６２）とスペーサ２３０（２４０）の貫通孔２３２（２４２）とが直接対向していなくても互いに連通するためである。このような構成とすることにより、組立ての際に貫通孔２６１（２６２）と貫通孔２３２（２４２）との位置関係を気にする必要がなく、組立作業の容易化が図れる。なお、組立ての際に貫通孔２６１（２６２）と貫通孔２３２（２４２）とを直接対向するようにすれば、空間Ｓ３（Ｓ６）は設けなくてもよい。要はガスの流通が可能なように空間的に連通していれば充分である。
【００５７】
また、上記撮像装置における本発明の構造を上記照明装置に適用することも、上記照明装置における導光部材を上記撮像装置に適用することも可能である。
【００５８】
さらに、固定部材２２０、２５０の球面レンズと当接する側の端部に切り欠き部２２３、２５３を設けるようにしたが、代わりに、固定部材２２０、２５０を軸方向に貫通する貫通孔を設けるようにしてもよい。
【００５９】
以上、上記第１の実施の形態のスペーサによれば、筒状体の内周面内部の空間が、中空部材の外部の空間と連通することになり、光学部品間の空間にガスが滞留することを防止することができる。
【００６０】
また、本第１の実施の形態のスペーサによれば、レンズの研磨面とフランジと中空部材の内壁とで囲まれるレンズ周辺部における空間が切り欠き部の存在によって筒状体の内周面内部の空間と連通することになり、レンズ周辺部にガスが滞留することを防止することができる。
【００６１】
さらに、本第１の実施の形態のスペーサによれば、光学部品周辺部、筒状体の内周面内部、および／または筒状体の外周面とフランジと中空部材内壁とで囲まれる空間が中空部材の外部と連通することになるため、撮像装置の内部に入り込んだり内部で発生したりしたガスを排出することが可能である。
【００６２】
本第１の実施の形態の絞り部材によれば、不要な反射光を遮蔽し必要な正規の光像のみを通過させるため、内壁を鏡面のままにしておいても問題がなく、かつ、不要なガスの発生を回避できる。
【００６３】
なお、収差の問題がなければ、対物レンズ群２０、リレーレンズ群４０をそれぞれ１つの単レンズとし、それらの間に絞り部材を配した構成としてもよい。さらに、アクロマートレンズを使用した場合でも、アウトガスの原因となるのはこれに使用される接着剤のみとなるので、中空部材内壁に、例えば黒アルマイト処理をする場合に比較し、アウトガスを低減することが可能であるので、そのような構成にしてもよい。
【００６４】
また、本実施の形態のように、絞り部材を設けて、中空部材内周面の黒アルマイト処理を行わなくても、散乱光の影響を除去できるが、このような表面処理のアウトガスの影響を無視してもよければ、本実施形態の対物レンズ群２０、リレーレンズ群４０の組み合わせと、従来の黒アルマイト等の表面処理がなされた中空部材との組み合わせであっても、多少のアウトガス軽減の効果を得ることができるので、そのような構成にしてもよい。
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態における撮像装置においてスペーサの変形例に関する。
【００６５】
図７及び図８に、本実施の形態におけるスペーサ２３０ｂ及び２４０ｂを含む対物レンズ群２０の拡大断面図を示す。図７は中空部材２６０の貫通孔２６１を含む断面で切断した様子を示しており、図８は図７における切断面と直角に交わる切断面でスペーサ２３０ｂ及び２４０ｂの切り欠き部２３３ｂ及び２４３ｂを含む断面で切断した様子を示している。
【００６６】
本対物レンズ群２０は、スペーサ２３０ｂ及び２４０ｂにおける切り欠き部２３３ｂ及び２４３ｂの形状を除き前記第１の実施の形態の構成と同様である。
【００６７】
図９（ａ）に本第２の実施の形態に係るスペーサ２３０ｂの正面図を、図９（ｂ）にその側面図を示す。スペーサ２４０ｂの構造もその光軸方向の幅が異なる点を除いてスペーサ２３０ｂの構造と同様である。
【００６８】
当該スペーサ２３０ｂは、中空部材２６０の内壁に当接するフランジ２３４を筒状体２３６の両側に備えている。筒状体２３６の内周面２３１の端部は保持すべき球面レンズ２１０・２１１の研磨面と当接するようになっている。内周面２３１の端部の一部に切り欠き部２３３が設けられている。特に本第２の実施の形態では、この切り欠き部がフランジ２３４の厚みよりも深く、図９（ｂ）に示すように、筒状体２３６の一部に入り込んでいる点で上記第１の実施の形態における切り欠き部と異なる。筒状体２３６には、外周面２３５と内周面２３１とを連通する貫通孔２３２が設けられている。また中空部材２６０の壁面のうち、スペーサ２３０における両フランジ２３４で挟まれ外周面２３５と対向することになる領域のいずれかに内壁と外部とを連通する貫通孔２６１が設けられている。同様に、スペーサ２４０における両フランジ２４４で挟まれ外周面２４５と対向することになる領域のいずれかに内壁と外部とを連通する貫通孔２６２が設けられている。
【００６９】
このようなスペーサ２３０ｂ及び２４０ｂの構成によれば、レンズ２１０、２１１、及び２１２の研磨面とフランジ２３４・２４４と中空部材２６０内壁とで囲まれるレンズ周辺部の空間Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７がフランジ２３４・２４４と筒状体２３６・２４６外周面２３５・２４５と中空部材２６０内壁とで囲まれる空間Ｓ３・Ｓ６に連通することになり、レンズ周辺部に滞留するガスをスペーサの内周面内部を介さず直接に外周部周辺に排出することが可能である。
【００７０】
また、前記第１の実施の形態と同様に、このようなスペーサ２３０ｂや２４０ｂの構成によれば、筒状体２３６・２４６の内周面２３１・２４１内部の空間が、フランジ２３４・２４４と筒状体外周面２３５・２４５と中空部材２６０内壁とで囲まれる空間Ｓ３・Ｓ６と連通することになり、光学部品間の空間にガスが滞留することを防止することができる。
【００７１】
さらに、前記第１の実施の形態と同様に、このようなスペーサ２３０ｂや２４０ｂの構成によれば、筒状体の外周面２３５・２４５とフランジ２３４・２４４と中空部材２６０内壁とで囲まれる空間Ｓ３・Ｓ６が貫通孔２６１、２６２を介して中空部材２６０の外部と連通することになるため、撮像装置２００の内部に入り込んだり内部で発生したりした総てのガスを排出することが可能である。
【００７２】
なお、前記第１の実施の形態と同様に、図面ではスペーサの両フランジに設けられる切り欠き部の位置が対称の位置に設けられていたが、互いにずれた位置に設けられていてもよい。同様に筒状体に設けられる貫通孔が上下対称な位置に設けられている必要はなく、互いにずれた位置に設けられていてもよい。スペーサの貫通孔の位置と切り欠き部を設ける位置が直角にずれている必要はなく、異なる角度で設けられていてもよい。さらに中空部材に設けられる貫通孔がスペーサの貫通孔と直接対向している必要はなく、互いにずれた位置に設けられていてもよい。要はガスの流通が可能なように空間的に連通していれば充分である。
【００７３】
また、上記撮像装置における本発明の構造を第１の実施の形態における照明装置に適用することも、この照明装置における導光部材を上記撮像装置に適用することも可能である。
【００７４】
また変形例として、フランジ２３４、２４４の外周面に軸方向に延びる溝、あるいは切り欠き部を設けるようにしても同様の効果を奏する。
【００７５】
また、切り欠き部２３３ｂ、２４３ｂによって、スペーサ２３０ｂ、２４０ｂの内周面の内部と空間Ｓ３、Ｓ６とも連通するので、貫通孔２３２、２４２を省略するようにしてもよい。
【００７６】
以上、本第２の実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の効果を奏する。特に本第２の実施の形態によれば、レンズ周辺部の空間が直接フランジと外周面と中空部材内壁とで囲まれた空間に連通しそこから直接貫通孔を通して外部へ連通するため、短い経路で迅速に内部に発生したり滞留したりしたガスを排出することが可能である。
【００７７】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態は、前記第１の実施の形態における撮像装置においてスペーサの変形例に関する。
【００７８】
具体的には、上述した第１の実施の形態において（図２等参照）、スペーサ２３０、２４０の端部の切り欠き部を設けないようにし、代わりに中空部材２６０の内周面に、少なくとも空間Ｓ１からＳ８に達するように、軸方向に延びる溝を設けるようにする。他の構成要素については、第１の実施の形態の場合と同様にする。このような溝を貫通孔２６１、２６２と連通するように設ける場合、空間Ｓ３、Ｓ６は省略することが可能である。
【００７９】
以上、本第３の実施の形態によれば、前記第２の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、筒状体の内周面内部の空間が中空部材の外部の空間と連通することになり、光学部品間の空間にガスが滞留することを防止することができる。
【００８１】
また本発明によれば、光学部品の一面とスペーサと導光路内壁とで囲まれる光学部品周辺部における空間が切り欠き部によって筒状体の内周面内部の空間と連通することになり、光学部品周辺部にガスが滞留することを防止することができる。
【００８２】
また本発明によれば、筒状体に設けられた貫通孔と中空部材の貫通孔とは、両者の円周方向の相対位置関係によらず筒状体外周とフランジと中空部材内壁との間の空間を介して常に連通しているので、組立の際に両者の位置関係を気にする必要がなく、組立の容易化を図ることができる。
【００８３】
また本発明によれば、光学部品の一面とフランジと導光路内壁とで囲まれる光学部品周辺部の空間がフランジと筒状体外周面と導光路内壁とで囲まれる空間に連通することになり、光学部品周辺部にガスが滞留することを防止することができる。
【００８４】
また本発明によれば、光学部品間における空間が貫通孔を介して中空部材の外部と連通するので、光学部品の内部に入り込んだガスが滞留することを防止することが可能である。
【００８５】
また本発明によれば、中空部材の内壁で光が反射されても光学部材から収斂した正規の光束のみを通過させることができるので、中空部材の内壁に光を吸収するための表面処理をする必要が無くなる。これによって光学装置内部からのアウトガスを減少させることが可能である。
【００８６】
また本発明によれば、導光部材単独で最低限必要な光学部品間を光学的に連結することが可能となり、光路変更のために利用する光学部品の点数を減少させることが可能となる。このため光学部品から必然的に発生するアウトガスを極力減少させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本第１の実施の形態に係る位置合わせ装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本第１の実施の形態に係る対物レンズ群の貫通孔を含む拡大断面図である。
【図３】図３は、本第１の実施の形態に係る対物レンズ群の切り欠き部を含む拡大断面図である。
【図４】図４（ａ）は本第１の実施の形態に係るスペーサ（光学部品保持装置）の正面図、図４（ｂ）はその側面図である。
【図５】図５（ａ）は本第１の実施の形態に係る絞り部材の正面図、図５（ｂ）はその側面図、図５（ｃ）は図５（ａ）における中心線断面における断面図である。
【図６】図６は、本第１の実施の形態に係る絞り部材の配置を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る対物レンズ群の貫通孔を含む拡大断面図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係る対物レンズ群の切り欠き部を含む拡大断面図である。
【図９】図９（ａ）は本第２の実施の形態に係るスペーサ（光学部品保持装置）の正面図、図９（ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
１３…導光部材
３０…絞り部材
３０１…開口部
２３０、２４０、２３０ｂ、２４０ｂ…スペーサ（光学部品保持装置）
２３１、２４１…内周面
２３２、２４２…貫通孔（スペーサ）
２３３、２４３、２３３ｂ、２４３ｂ…切り欠き部
２３４、２４４…フランジ
２３５、２４５…外周面
２３６、２４６…筒状体
２６０…中空部材
２６１…貫通孔（中空部材）

Claims (8)

1. 中空の導光路内部で複数の光学部品を光軸に沿って所定の距離を隔てて保持する光学部品保持装置において、
   前記導光路を形成する中空部材と、
   前記導光路の内壁に当接する筒状体を備え、
   前記中空部材は、前記複数の光学部品間に、当該中空部材の内周面と外周面とを連通する貫通孔が設けられており、
   前記筒状体の内周面の端部は保持すべき光学部品の一面と当接し、
   前記筒状体の外周面と前記内周面とを連通し、かつ前記中空部材の貫通孔と連通する貫通孔が設けられていることを特徴とする光学部品保持装置。
2. 前記筒状体は、前記内周面の端部の少なくとも一部に切り欠き部が設けられている、請求項１に記載の光学部品保持装置。
3. 前記筒状体は、前記内周面が前記導光路の内壁に当接するフランジと、これより外径が小さい部分とを備えている、請求項１または２に記載の光学部品保持装置。
4. 中空の導光路内部で光学部品を光軸に沿って保持する光学装置において、
   少なくとも２つの光学部品と、
   前記少なくとも２つの光学部品を保持する、前記導光路を形成する中空部材と、を備え、
   前記中空部材は、前記少なくとも２つの光学部品間に、当該中空部材の内周面と外周面とを連通する貫通孔が設けられ、前記光学部品のうち少なくとも１つにより像が収斂する前記光軸上の位置に、当該収斂した像を結像させるに充分な径を有する開口部が設けられた絞り部材を備えていることを特徴とする光学装置。
5. 前記絞り部材の両側に設けられる光学部品のうち、少なくとも一方の側は複数の光学部品でなり、かつ請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学部品保持装置を前記複数の光学部品間に備える、請求項４に記載の光学装置。
6. 複数の光学部品を光軸に沿って保持する光学装置において、
   前記光軸の方向が変化する部分に、入射光の光軸方向と射出光の光軸方向とを前記光軸の方向の変化に対応させた単一の導光部材を備えていることを特徴とする光学装置。
7. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学部品保持装置において、
   前記光軸の方向が変化する部分に、入射光の光軸方向と射出光の光軸方向とを前記光軸の方向の変化に対応させた単一の導光部材を備えている光学部品保持装置。
8. 請求項４又は５に記載の光学装置において、
   前記光軸の方向が変化する部分に、入射光の光軸方向と射出光の光軸方向とを前記光軸の方向の変化に対応させた単一の導光部材を備えている光学装置。

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