JP2006153943A - 対物レンズ調整機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成により、対物レンズの光学的光軸と顕微鏡本体の光学的光軸との間の傾きを調整する対物レンズの調整機構を提供する。
【解決手段】 対物レンズ調整機構を、顕微鏡装置２に支持される固定部１０と、対物レンズ３を支持する対物レンズ支持部２０と、固定部と対物レンズ支持部との間に設けられた可撓部１１〜１４と、対物レンズ３又は対物レンズ支持部２０を押圧することにより、可撓部１１〜１４を撓ませる押圧部４１と、を備えて構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、顕微鏡装置などに使用される対物レンズの光軸の傾きを調整する対物レンズ調整機構に関する。

現在、半導体検査装置等の外観検査では、半導体表面に形成された微細な回路パターンを観察あるいは撮像するために顕微鏡装置が使用されている。近年の回路パターンのさらなる微細化に伴って、顕微鏡装置にはさらに高い解像度で観察対象物を解像することが要求される。

顕微鏡装置では、その倍率が変えられるように様々な倍率の対物レンズユニットが用意され、これら対物レンズユニットを着脱可能に装着して取り替えたり、またはこれら着脱可能な複数の対物レンズユニットをターレットに装着して、ターレットを回転させることにより複数の対物レンズのうち１つを選択して、顕微鏡本体の光軸上に位置させて使用することが通常行なわれている。

なお、本発明に関して記載すべき先行技術文献はない。出願人が知っている先行技術が文献公知発明に係るものではないからである。

しかしながら、従来市販されている対物レンズは、対物レンズ本体を収容するための鏡筒の機械的な光軸と、対物レンズの光学的光軸との間の傾きが、僅かにずれていることが多い。このような対物レンズを顕微鏡装置に取り付けると顕微鏡装置本体の光軸と対物レンズの光軸とがずれ、解像性能に悪影響を与えることとなる。一方で、対物レンズのユニット内部を調整して対物レンズの光学的光軸と鏡筒の機械的な光軸との間の傾きを一致させるのは、専用の治具や測定装置を必要とし実際には困難である。

上記問題点を鑑みて、本発明では、簡易な構成により、対物レンズの光学的光軸と顕微鏡本体の光学的光軸との間の傾きを調整する対物レンズの調整機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る対物レンズ調整機構は、顕微鏡装置に支持される固定部と、対物レンズを支持する対物レンズ支持部と、固定部と対物レンズ支持部との間に設けられた可撓部と、対物レンズ又は対物レンズ支持部を押圧することにより、可撓部を撓ませる押圧部と、を備えて構成される。

そして、上記の固定部と対物レンズ支持部との間に設けられる可撓部は、固定部側に設けられる固定部側部分と、対物レンズ支持部側に設けられる対物レンズ支持部側部分と、固定部側部分と対物レンズ支持部側部分との間に設けられるスリットと、固定部側部分と対物レンズ支持部側部分との間を連結する連結部分と、を有して構成される。

顕微鏡装置に支持される固定部と対物レンズを支持する対物レンズ支持部との間に可撓部を設け、これら対物レンズ又は対物レンズ支持部を押圧して可撓部を撓ませることにより、固定部、可撓部及び対物レンズ支持部を介して顕微鏡装置に取り付けられた対物レンズを傾けることが可能となり、これにより簡易な構成で対物レンズの光学的光軸と顕微鏡本体の光学的光軸との間の傾きを調整することが可能となる。

以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る対物レンズ調整機構である対物レンズ取付用アダプタ１の斜視図であり、図２は対物レンズ取付用アダプタ１の分解図である。
対物レンズ取付用アダプタ１は、従来の顕微鏡装置２のターレットなどの対物レンズ取り付け位置に取り付けられて使用される。図１において顕微鏡装置２は点線で示されている。また、図２において、対物レンズ取付用アダプタ１の各構成部材は部分断面図で示されている。

図１に示すように、対物レンズ取付用アダプタ１は、外側筒状部材１０と、内部筒状部材２０と、レンズ傾き調整ネジ４１と、から構成される。そして図２に示すように、対物レンズ３は内部筒状部材２０内に収容され、内部筒状部材２０は外側筒状部材１０内に収容される。
内部筒状部材２０の２つの開口２３及び２４のうち、対物レンズ受入口２３と反対側の開口２４付近の内側面には、対物レンズ３の鏡筒の外側面に設けられた取り付けネジ３１と螺合することにより対物レンズ３を支持する対物レンズ取り付けネジ部２２が設けられており、かかるネジ部２２に対物レンズ３の取り付けネジ３１を螺合することにより、対物レンズ３は、内部筒状部材２０の内部に保持される。

また、外側筒状部材１０の２つの開口１８及び１９のうち、内部筒状部材２０の受入口１８と反対側の開口１９付近の内側面には、内部筒状部材２０の開口２４側の外側面に設けられた取り付けネジ部２１と螺合することにより、内部筒状部材２０を支持する内部筒状部材取り付けネジ部１７が設けられている。かかるネジ部１７に内部筒状部材２０の取り付けネジ２１を螺合することにより、内部筒状部材２０は外側筒状部材１０の内部に保持される。

外側筒状部材１０の外側面の何れかの位置には、外側筒状部材１０を顕微鏡装置２の対物レンズ取り付け箇所であるターレット等に固定するために、ターレット等の取り付け部分に螺合される取り付けネジ部１６が設けられる。
また更に、外側筒状部材１０の、上記内部筒状部材取り付けネジ部１７と、上記取り付けネジ部１６と、の間には、スリット１１及び１３が設けられ、スリット１１及び１３内には、これらスリットを挟む両側の部材同士を連結するための連結部１２及び１４が設けられている。
外側筒状部材１０の内部筒状部材受入口１８付近には、複数のレンズ傾き調整ネジ４１が螺合して挿入されるためのレンズ傾き調整ネジ受け入れ口１５が設けられる。

ここに、上記外側筒状部材１０のうち、取り付けネジ部１６から上記スリット１１及び１３へ至る部分は、本発明の特許請求の範囲に係る固定部をなし、上記外側筒状部材１０のうち内部筒状部材取り付けネジ部１７及び上記内部筒状部材２０は、本発明の特許請求の範囲に係る対物レンズ支持部をなす。
また、上記外側筒状部材１０のスリット１１及び１３と、外側筒状部材１０のうちスリット１１及び１３を挟む両側部分と、スリット１１及び１３内に設けられる連結部１２とは、本発明の特許請求の範囲に係る可撓部をなし、上記レンズ傾き調整ネジ４１は、本発明の特許請求の範囲に係る押圧部をなす。

さらに、スリット１１及び１３を挟む両側部分のうち上記取り付けネジ部１６側の部分は、本発明の特許請求の範囲に係る可撓部の固定部側に設けられる固定部側部分をなし、反対の内部筒状部材取り付けネジ部１７側の部分は、本発明の特許請求の範囲に係る可撓部の対物レンズ支持部側に設けられる対物レンズ支持部側部分をなし、上記スリット１１及び１３は、本発明の特許請求の範囲に係る固定部側部分と対物レンズ支持部側部分との間に設けられるスリットをなし、上記連結部１２及び１４は、本発明の特許請求の範囲に係る固定部側部分と対物レンズ支持部側部分との間を連結する連結部分をなす。

図３（Ａ）は、図１に示した対物レンズ取付用アダプタ１の側面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の対物レンズ取付用アダプタ１のスリット１１の位置におけるＡ−Ａ’断面図であり、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）の対物レンズ取付用アダプタ１のスリット１３の位置におけるＢ−Ｂ’断面図であり、図４は、図３（Ａ）の対物レンズ取付用アダプタ１のレンズ傾き調整ネジ受け入れ口１５の位置におけるＣ−Ｃ’断面図である。

図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示すとおり、スリット１１及びスリット１３は、筒状部材である外側筒状部材１０の側壁の一部を除いてほぼ全周に亘って設けられており、かつ各スリットは外側筒状部材１０の側壁を貫通して設けられている。
そして、図３（Ｂ）に示すとおり外側筒状部材１０のＡ−Ａ’断面のうち、スリット１１が設けられていない連結部１２は、スリット１１によって区分けられる外側筒状部材１０のネジ部１６側の部分と、内部筒状部材取り付けネジ部１７側の部分とを連結するが、かかる連結部１２は図のｙ方向に並べて形成されている。
かかるスリット１１及び連結部１２を設けることにより、外側筒状部材１０のＡ−Ａ’断面部分における剛性を低下させることが可能となり、図のｘ方向に外側筒状部材１０を撓ませることが可能となる。

また、図３（Ｃ）に示すとおり外側筒状部材１０のＢ−Ｂ’断面のうち、スリット１３が設けられていない連結部１４は、スリット１１によって区分けられる外側筒状部材１０のネジ部１６側の部分と、内部筒状部材取り付けネジ部１７側の部分とを連結するが、かかる連結部１４は図のｘ方向に並べて形成されている。
かかるスリット１３及び連結部１４を設けることにより、外側筒状部材１０のＢ−Ｂ’断面部分における剛性を低下させることが可能となり、図のｙ方向に外側筒状部材１０を撓ませることが可能となる。
したがって、これらスリット１１、１３及び連結部１２、１４を設けることにより、外側筒状部材１０を、ｘ及びｙのいずれの方向にも撓ませることが可能となる。

一方、レンズ傾き調整ネジ受け入れ口１５は、図４に示すように外側筒状部材１０のＣ−Ｃ’断面において、外側筒状部材１０の側壁の３箇所に等間隔に１２０°の取り付け角度差を持って配置されており、これらのそれぞれにレンズ傾き調整ネジ４１が設けられる。
図５は、顕微鏡装置２に取り付けられた状態の対物レンズ取付用アダプタ１の側断面図である。図示するとおり、レンズ傾き調整ネジ４１は外側筒状部材１０の固定部分に支持されており、これを回転することによって外側筒状部材１０への挿入量を変えることが可能である。レンズ傾き調整ネジ４１の先端は、内部筒状部材２０の対物レンズ受入口２３付近の外壁部分に当接しており、外側筒状部材１０への挿入量を増加させることにより、内部筒状部材２０に押圧力を加え、内部筒状部材２０を介して外側筒状部材１０をスリット形成部分を撓ませることが可能である。

ここに上記のように、３本のレンズ傾き調整ネジ４１は、対物レンズ３の光軸に垂直な平面に３方向に取り付け角度差を持って配置されているので、これら調整ネジ４１の外側筒状部材１０への挿入量をそれぞれ調整することにより、外側筒状部材１０のｘ及びｙ方向へのそれぞれの撓み量を自在に調整し、対物レンズ３の光軸の傾き方向及び傾き量を調整することが可能となる。

なお、レンズ傾き調整ネジ４１は、外側筒状部材１０のｘ及びｙ方向の両方向における撓み量を変更させることができれば十分であり、本実施例のように３本使用することは必ずしも必要とされず、例えば、９０°の角度差を持った２本のレンズ傾き調整ネジ４１を使用することとしてもよい。

また、上記実施例では、レンズ傾き調整ネジ４１の先端が内部筒状部材２０に当接することとしたが、図６に示すように対物レンズ３に直接当接して対物レンズ３に押圧力を印加することとしてよい。
また、レンズ傾き調整ネジ４１の代わりに、内部筒状部材２０の対物レンズ受入口２３付近の外壁部分に又は対物レンズ３の略先端部分に異なる複数方向への押圧力を加えるための複数のアクチュエータを備え、このアクチュエータを駆動することにより、内部筒状部材２０の対物レンズ受入口２３付近の外壁部分に又は対物レンズ３の略先端部分にｘｙ平面の任意方向の押圧力を加えることとしてもよい。

上記第１実施例では、筒状部材１０の側壁に設けられたスリット１１及び１３、並びにこのスリットに設けられた連結部１２及び１４により、筒状部材１０の剛性を低下させて上記可撓部を実現することとしたが、可撓部の実現方法はこれに限らず、たとえば筒状部材１０を上部及び下部の２部分に分けて設け、これらの間に、ゴムや板バネ等の弾性体を介在させることによって実現することとしてもよい。
さらに、下記の第２実施例のように、ドーナツ状の板状部材の外周を顕微鏡側に固定させ、内周によって対物レンズを支持することとし、板状部材にスリットを設けて可撓部を形成することとしてもよい。図７（Ａ）は、本発明の第２実施例に係る対物レンズ調整機構である対物レンズ取付用アダプタ１の斜視図であり、図７（Ｂ）は対物レンズ取付用アダプタ１の側断面図である。

図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、対物レンズ取付用アダプタ１は、外側筒状部材１０と、内部板状部材５０と、レンズ傾き調整ネジ４１と、から構成される。そして、内部板状部材５０は、略ドーナツ状の板状部材で構成されている。
内部板状部材５０の外周側面には、外側筒状部材１０の２つの開口１８及び１９のうち対物レンズ受入口１８と反対側の開口１９付近の内側面に設けられた、内部板状部材取り付けネジ部１７と螺合して、内部板状部材５０を外側筒状部材１０に固定支持するための取り付けネジ部５１が設けられている。

また、内部板状部材５０の内周側面には、対物レンズ３の鏡筒の外側面に設けられた取り付けネジ３１と螺合することにより対物レンズ３を支持する対物レンズ取り付けネジ部５２が設けられている。
さらに、外側筒状部材１０の対物レンズ受入口１８と反対側の開口１９付近の外側面には、顕微鏡装置２に螺合取り付けされるためのネジ部１６が設けられており、対物レンズ受入口１８付近には、複数のレンズ傾き調整ネジ４１が螺合して挿入されるためのレンズ傾き調整ネジ受け入れ口１５が設けられる。

また更に、内部板状部材５０には同心状のスリット５３及び５５が設けられ、スリット５３及び５５内には、これらスリットを挟む内外の板部同士を連結するための連結部５４及び５６（図８参照）が設けられている。

図８（Ａ）は、内部板状部材５０の上面図である。スリット５３及びスリット５５は、ドーナツ状の内部板状部材の周方向に沿うように同心状に、一部の連結部５４及び５６を残してほぼ全周に亘って設けられており、かつ各スリットは内部板状部材５０を貫通して設けられている。

そして、そして上記連結部５４及び５６は、スリット５３及びスリット５５によって区分けられる内部板状部材５０の対物レンズ取り付けネジ部５２側の部分と、外側筒状部材１０へ固定されるネジ部分５１側の部分を連結する。
さらに、これら連結部５４及び５６は、同心状のスリット５３及びスリット５５が形成される周上の位置のうち、ドーナツ状の内部板状部材５０の中心（または内部板状部材５０に取り付けられる対物レンズ３の光軸の位置）から見て、同じ方向又は反対方向とならない位置に設けられる。
このように、スリット５３及び５５、並びに連結部５４及び５６を設けることにより、内部板状部材５０の対物レンズ取り付けネジ部５２側の部分と、外側筒状部材へ固定されるネジ部分５１側の部分との間の剛性を低下させることが可能となり、対物レンズ取り付けネジ部５２側の部分を、内部板状部材５０に平行な平面内（上記図３のｘｙ平面と同じ）の方向のいずれの方向にも傾けることができるように撓ませることが可能となる。

図７（Ａ）に戻り、対物レンズ取付用アダプタ１のレンズ傾き調整ネジ受け入れ口１５は、図３（Ａ）の対物レンズ取付用アダプタ１のレンズ傾き調整ネジ受け入れ口１５と同様に設けられており（すなわち、図７（Ｂ）のＤ−Ｄ’断面は、図４に示す、図３（Ａ）の対物レンズ取付用アダプタ１のＣ−Ｃ’断面と同様である）、かつレンズ傾き調整ネジ４１の先端部は対物レンズ３の略先端部分に当接している。

これによりレンズ傾き調整ネジ４１は、外側筒状部材１０への挿入量をそれぞれ調整することにより、対物レンズ３の略先端部分にｘｙ平面の任意の方向の押圧力を加えることが可能であり、したがって、対物レンズ取り付けネジ部５２に取り付けられた対物レンズ３の光軸の傾き方向及び傾き量を調整することが可能となる。
なお連結部５４及び５６は、図８（Ｂ）に示す連結部５４の断面である図８（Ａ）のＥ−Ｅ’断面図のように、その厚みを内部板状部材５０自体の厚みより薄く形成することにより、対物レンズ取り付けネジ部５２側の部分を撓ませるために対物レンズ３の略先端部分に加えるべき押圧力を低減させることとしてよい。
また、レンズ傾き調整ネジ４１の代わりに、対物レンズ３の略先端部分に異なる複数方向への押圧力を加えるための複数のアクチュエータを備え、このアクチュエータを駆動することにより、対物レンズの略先端部分にｘｙ平面の任意方向の押圧力を加えることとしてもよい。

なお、上記第２実施例において、上記外側筒状部材１０は、本発明の特許請求の範囲に係る固定部をなし、上記内部板状部材５０のうち対物レンズ取り付けネジ部５２は、本発明の特許請求の範囲に係る対物レンズ支持部をなし、内部板状部材５０は本発明の特許請求の範囲に係る可撓部をなし、上記レンズ傾き調整ネジ４１は、本発明の特許請求の範囲に係る押圧部をなす。

さらに、内部板状部材５０のうちスリット５３及び５５を挟む両側部分のうち、外側筒状部材へ固定されるネジ部分５１側の部分は、本発明の特許請求の範囲に係る可撓部の固定部側に設けられる固定部側部分をなし、反対の対物レンズ取り付けネジ部５２側の部分は、本発明の特許請求の範囲に係る可撓部の対物レンズ支持部側に設けられる対物レンズ支持部側部分をなし、上記スリット５３及び５５は、本発明の特許請求の範囲に係る固定部側部分と対物レンズ支持部側部分との間に設けられるスリットをなし、上記連結部５４及び５６は、本発明の特許請求の範囲に係る固定部側部分と対物レンズ支持部側部分との間を連結する連結部分をなす。

本発明は、顕微鏡装置などに使用される対物レンズの光軸の傾きを調整する対物レンズ調整機構に適用可能である。

本発明の第１実施例に係る対物レンズ取付用アダプタの斜視図である。 図１の対物レンズ取付用アダプタの分解図である。 （Ａ）は、図１に示した対物レンズ取付用アダプタの側面図であり、（Ｂ）は、そのＡ−Ａ’断面図であり、（Ｃ）は、Ｂ−Ｂ’断面図である。 図１に示した対物レンズ取付用アダプタのＣ−Ｃ’断面図である。 顕微鏡装置に取り付けられた状態の対物レンズ取付用アダプタの側断面図である。 レンズ傾き調整ネジの他の取り付け位置を示す図である。 （Ａ）は、本発明の第２実施例に係る対物レンズ取付用アダプタの斜視図であり、（Ｂ）は、かかる対物レンズ取付用アダプタの側断面図である。 （Ａ）は、図７の内部板状部材５の上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ’断面図である。

符号の説明

１ 対物レンズ取付用アダプタ
２ 顕微鏡装置
３ 対物レンズ
１０ 外側筒状部材
１１、１３、５３、５５ スリット
１２、１４、５４、５６ 連結部
２０ 内部筒状部材
４１ レンズ傾き調整ネジ
５０ 内部板状部材

Claims (2)

1. 顕微鏡装置の対物レンズの光軸の傾きを調整する対物レンズ調整機構であって、
   前記顕微鏡装置に支持される固定部と、
   前記対物レンズを支持する対物レンズ支持部と、
   前記固定部と前記対物レンズ支持部との間に設けられた可撓部と、
   前記対物レンズ又は前記対物レンズ支持部を押圧することにより、前記可撓部を撓ませる押圧部と、
   を備えることを特徴とする対物レンズ調整機構。
2. 前記可撓部は、
   前記固定部側に設けられる固定部側部分と、
   前記対物レンズ支持部側に設けられる対物レンズ支持部側部分と、
   前記固定部側部分と前記対物レンズ支持部側部分との間に設けられるスリットと、
   前記固定部側部分と前記対物レンズ支持部側部分との間を連結する連結部分と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ調整機構。

Images