JP2007072287A

JP2007072287A - Focusing apparatus and microscope

Info

Publication number: JP2007072287A
Application number: JP2005260848A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Fujii; 章弘藤井
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2007-03-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact, low-cost focusing apparatus, and a microscope. <P>SOLUTION: The focusing apparatus includes a guiding cylindrical part 503 arranged along the observation optical axis (m) of the microscope and a cylindrical moving part 504 guided by the guiding cylindrical part 503 so as to move for focusing on the observation optical axis (m), and all the vectors of the force given to the cylindrical moving part 504 by rigid ball trains 505a, 505b and 505c of the guiding cylindrical part 503 side face the observation optical axis (m). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、フォーカス装置及びフォーカス装置を有する顕微鏡に関するものである。 The present invention relates to a focus device and a microscope having the focus device.

一般に顕微鏡では、観察対象サンプルに対して焦点位置を検出するための焦点装置が備えられている。この焦点装置により、観察者は、観察対象サンプルと対物レンズとの距離を調整することで観察対象サンプルの合焦像を観察することができる。 Generally, a microscope is provided with a focusing device for detecting a focal position with respect to an observation target sample. With this focusing device, the observer can observe the focused image of the observation target sample by adjusting the distance between the observation target sample and the objective lens.

ところで、従来のフォーカス装置を有する顕微鏡では、一般に観察対象サンプルを載置するステージ等を光軸方向に移動させることでフォーカス動作を行なうようにしているが、観察対象サンプルが重量の大きなものであったり、大型液晶基板のように形状の大きなものであって、ステージ側の移動が難しいような場合は、観察対象サンプルの位置は動かさずに顕微鏡本体の光学系側を動かすようにしたものが用いられている。つまり、このような顕微鏡では、顕微鏡の照明系、対物レンズ及び観察系などの顕微鏡の主要な部位をすべて光軸方向に動かすことで観察対象サンプルとの距離を変化させてフォーカス動作を行なうようにしている。 By the way, in a microscope having a conventional focusing device, a focusing operation is generally performed by moving a stage or the like on which an observation target sample is placed in the optical axis direction. However, the observation target sample is heavy. Or a large liquid crystal substrate that is difficult to move on the stage side, use the one that moves the optical system side of the microscope body without moving the position of the sample to be observed. It has been. In other words, in such a microscope, all the main parts of the microscope such as the microscope illumination system, objective lens, and observation system are moved in the direction of the optical axis to change the distance from the sample to be observed and perform the focusing operation. ing.

しかし、このように顕微鏡の主要部位を動かすようにしても、これら所要部位の総重量は、かなり大きくなるため、これらを移動させる案内機構などに十分な剛性を確保する必要があり、それだけ顕微鏡が大型化するという問題を生じる。また、観察対象サンプルを動かすようようにした顕微鏡と基本構造が大きく異なるため、専用の顕微鏡フレームなどを必要としコスト的にも高価になるという問題もあった。 However, even if the main parts of the microscope are moved in this way, the total weight of these required parts becomes considerably large. Therefore, it is necessary to secure sufficient rigidity for the guide mechanism for moving these parts. The problem of increasing the size arises. In addition, since the basic structure is greatly different from the microscope that moves the sample to be observed, there is a problem that a dedicated microscope frame is required and the cost is high.

このような問題を解決する方法として、例えば特許文献１に開示されるように落射投光管の側面に焦準装置を設け、この焦準装置の光軸方向への移動を案内する案内機構及び駆動装置により、複数の対物レンズを備えたレボルバを上下動させてフォーカス動作を行なうようにしたものがある。
特開２００３−４３３６８号公報 As a method for solving such a problem, for example, as disclosed in Patent Document 1, a focusing device is provided on the side surface of the epi-illumination projection tube, and a guide mechanism that guides the movement of the focusing device in the optical axis direction and There is a drive device that moves a revolver including a plurality of objective lenses up and down to perform a focusing operation.
JP 2003-43368 A

しかしながら、特許文献１のものは、案内機構が顕微鏡の観察光軸に対してオフセットを持った位置に配置されるため、レボルバ及び対物レンズによるモーメント荷重に耐えるように案内機構の全長を長くしなければならず、このため、装置が大型化してしまうという問題を生じる。また、レボルバや対物レンズは片持ち梁構造により保持されるので、高精度の駆動を行なうには、保持アームの剛性を十分に確保する必要があり、結果、装置のさらなる大型化を招くという問題があった。また、装置が大型化するということは、移動させる部位の質量も大きくなるので高価な大トルクのモータを有する駆動装置も必要である。さらに、前述したように案内機構を長くする必要性から落射投光管の側面に設けられるので、落射投光管として専用のものが必要となり、一般に様々な分野に用いられる顕微鏡に取付けることができないなど使用上の自由度に欠けるという問題もあった。 However, since the guide mechanism is arranged at a position having an offset with respect to the observation optical axis of the microscope, the total length of the guide mechanism must be increased to withstand the moment load caused by the revolver and the objective lens. For this reason, the problem that an apparatus will enlarge will arise. In addition, since the revolver and the objective lens are held in a cantilever structure, it is necessary to ensure sufficient rigidity of the holding arm in order to perform high-precision driving, resulting in a further increase in the size of the apparatus. was there. In addition, the increase in the size of the device requires a drive device having an expensive motor with a large torque because the mass of the part to be moved increases. Further, as described above, since the guide mechanism is provided on the side surface of the epi-illumination projection tube because of the necessity to make it long, a dedicated epi-illumination projection tube is required and cannot be attached to microscopes generally used in various fields. There was also a problem of lack of freedom in use.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、小形で安価なフォーカス装置及び顕徴鏡を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a small and inexpensive focusing device and microscope.

請求項１記載の発明は、顕微鏡の観察光軸周りで対称的に複数配置された案内手段と、
前記案内手段に案内支持され前記観察光軸上を焦準移動可能にした移動手段と、を具備し、前記複数の案内手段から与えられる前記移動手段に対する支持力の全てのベクトルが前記観察光軸を向いていることを特徴としている。 The invention according to claim 1 includes a plurality of guide means arranged symmetrically around the observation optical axis of the microscope,
Moving means guided and supported by the guide means and capable of focusing movement on the observation optical axis, and all vectors of the supporting force for the moving means given from the plurality of guide means are the observation optical axis. It is characterized by facing.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数の案内手段から与えられる前記移動手段に対する支持力は前記観察光軸に直交する方向で均等に作用することを特徴としている。 A second aspect of the invention is characterized in that, in the first aspect of the invention, the supporting force for the moving means given from the plurality of guide means acts equally in a direction perpendicular to the observation optical axis.

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記案内手段は、前記観察光軸に対して対称又は同心円状な位置に配置される案内機構を有することを特徴としている。 A third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the guide means has a guide mechanism arranged at a position symmetrical or concentric with respect to the observation optical axis.

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記案内機構は、すべり機構又は転がり機構を有することを特徴としている。 The invention described in claim 4 is the invention described in claim 3, wherein the guide mechanism has a sliding mechanism or a rolling mechanism.

請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記移動手段は、円筒形状をなし、該円筒形状の中心軸が前記観察光軸に一致するように配置されることを特徴としている。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 1 or 2, characterized in that the moving means has a cylindrical shape, and is arranged so that a central axis of the cylindrical shape coincides with the observation optical axis. It is said.

請求項６記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記案内手段は、円筒状の案内本体を有し、該案内本体は、それぞれ中心軸に沿って形成された案内溝が、円周方向に沿って等間隔に複数形成され、これら案内溝に配置された転がり要素を介して前記移動手段を移動可能に支持したことを特徴としている。 The invention according to claim 6 is the invention according to claim 3, wherein the guide means has a cylindrical guide body, and each guide body has a guide groove formed along the central axis. A plurality of them are formed at equal intervals along the direction, and the moving means is movably supported via rolling elements arranged in the guide grooves.

請求項７記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記案内手段は、前記移動手段を挟持するＶ溝を形成した案内本体と、前記移動手段に対し前記Ｖ溝方向への力を印加する押え部材を有し、少なくとも前記押え部材と前記移動手段との間に転がり要素を配置し、前記移動手段を移動可能に支持したことを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the guide means applies a force in the V-groove direction to the guide body formed with a V-groove for sandwiching the moving means, and the moving means. And a rolling element is disposed at least between the pressing member and the moving means, and the moving means is movably supported.

請求項８記載の発明は、対物レンズを観察光軸方向に移動して試料に対する合焦を調整する顕微鏡用のフォーカス装置において、顕微鏡の支持フレーム又は落射投光管に着説可能なベース部と、前記ベース部に設けられるとともに前記観察光軸に沿って配置された案内手段と、前記対物レンズを保持し前記案内手段により前記観察光軸上に沿って案内される移動手段と、前記移動手段を前記案内手段に沿って移動させる駆動手段とを具備したことを特徴としている。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a microscope focus device for adjusting a focus on a sample by moving an objective lens in an observation optical axis direction, and a base portion capable of being attached to a microscope support frame or an incident light projection tube; A guide means provided on the base portion and disposed along the observation optical axis; a movement means that holds the objective lens and is guided along the observation optical axis by the guide means; and the movement means And driving means for moving the guide along the guide means.

請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記案内手段は、前記ベース部に対して前記移動手段を当接支持する案内機構を備え、該案内機構が前記観察光軸に対して対称又は同心円上な位置に複数配置されることを特徴としている。 According to a ninth aspect of the invention, in the eighth aspect of the invention, the guide means includes a guide mechanism that abuts and supports the moving means against the base portion, and the guide mechanism is arranged with respect to the observation optical axis. It is characterized by being arranged in a plurality of symmetrical or concentric positions.

請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載のフォーカス装置を適用した顕微鏡である。 A tenth aspect of the present invention is a microscope to which the focusing device according to any one of the first to ninth aspects is applied.

本発明によれば、小形で安価なフォーカス装置及び顕徴鏡を提供できる。 According to the present invention, a small and inexpensive focusing device and microscope can be provided.

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に適用される顕微鏡の概略構成を示している。 (First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a microscope applied to the first embodiment of the present invention.

図において、１は顕微鏡本体で、この顕微鏡本体１は、水平なベース部１ａに対し直立した胴部１ｂを有している。胴部１ｂの先端には、ベース部１ａと平行に配置された落射投光管２が設けられている。 In the figure, reference numeral 1 denotes a microscope main body, and the microscope main body 1 has a body portion 1b that stands upright with respect to a horizontal base portion 1a. An epi-illumination projection tube 2 disposed in parallel with the base portion 1a is provided at the tip of the body portion 1b.

落射投光管２には、光源３が設けられている。この光源３からの照明光路ｎには、不図示の照明光学系を介してハーフミラー４が配置されている。このハーフミラー４は、照明光路ｎからの照明光を重力方向に９０度折り曲げ、後述する観察対象サンプル１０からの光を透過するような特性を有している。 The incident light projection tube 2 is provided with a light source 3. A half mirror 4 is arranged in the illumination optical path n from the light source 3 via an illumination optical system (not shown). The half mirror 4 has such characteristics that the illumination light from the illumination optical path n is bent 90 degrees in the direction of gravity and light from the observation target sample 10 described later is transmitted.

落射投光管２の先端部下側には、ハーフミラー４により重力方向に折り曲げられた光路（観察光軸ｍ）上にフォーカス装置５及びレボルバ６が配置されている。レボルバ６は、複数の対物レンズ７を回動可能に保持したもので、所望の対物レンズ７を観察光軸ｍ上に切換え配置させるようになっている。また、落射投光管２の先端部上側には、ハーフミラー４を透過した重力方向と反対側の観察光軸ｍ上に観察装置８が取付けられている。この観察装置８は、例えばＣＣＤカメラや観察用鏡筒からなっている。 A focusing device 5 and a revolver 6 are arranged on the optical path (observation optical axis m) bent in the direction of gravity by the half mirror 4 below the distal end portion of the incident light projection tube 2. The revolver 6 holds a plurality of objective lenses 7 so as to be rotatable, and a desired objective lens 7 is switched and arranged on the observation optical axis m. An observation device 8 is mounted on the observation optical axis m opposite to the direction of gravity transmitted through the half mirror 4 above the tip of the epi-illumination projection tube 2. The observation device 8 is composed of, for example, a CCD camera or an observation barrel.

対物レンズ７と対向する位置で、観察光軸ｍの延長上には、観察対象サンプル１０を載置するステージ９が配置されている。このステージ９は、観察対象サンプル１０の観察光軸ｍ方向の位置決めを行うＺステージ９１と、観察対象サンプル１０の観察位置を水平方向(ＸＹ方向)に動かすためのＸＹステージ９２から構成されている。この場合、Ｚステージ９１は、顕微鏡本体１のベース部１ａに設けられＺ軸ハンドル１１の回転操作により上下動可能になっている。 On the extension of the observation optical axis m at a position facing the objective lens 7, a stage 9 for placing the observation target sample 10 is disposed. The stage 9 includes a Z stage 91 for positioning the observation target sample 10 in the observation optical axis m direction, and an XY stage 92 for moving the observation position of the observation target sample 10 in the horizontal direction (XY direction). . In this case, the Z stage 91 is provided on the base 1 a of the microscope body 1 and can be moved up and down by rotating the Z-axis handle 11.

図２、図３は、フォーカス装置５の概略構成を示すもので、図２は、図１を正面側から見たときのフォーカス装置５の概略断面図、図３は、図２のＡ-Ａ断面図である。なお、図２は、落射投光管２、レボルバ６及び対物レンズ７は破線で示し、顕微鏡本体１及び観察装置８等は図示していない。 2 and 3 show a schematic configuration of the focus device 5. FIG. 2 is a schematic sectional view of the focus device 5 when FIG. 1 is viewed from the front side, and FIG. It is sectional drawing. In FIG. 2, the incident light projection tube 2, the revolver 6, and the objective lens 7 are indicated by broken lines, and the microscope main body 1 and the observation device 8 are not illustrated.

図において、５０１はベースで、このベース５０１には、観察光軸ｍが通過する孔部５０２ａを有するオスアリ部５０２が設けられている。このオスアリ部５０２は、落射投光管２に設けられた不図示のメスアリ部に挿入され固定されている。また、べース５０１の下面には、案内手段を構成する円筒状の案内本体として案内円筒部５０３が直立して設けられている。この案内円筒部５０３の中空部の中心軸は、観察光軸ｍと一致するようにしている。 In the figure, reference numeral 501 denotes a base, and the base 501 is provided with a male ant portion 502 having a hole 502a through which the observation optical axis m passes. The male ant portion 502 is inserted and fixed in a female ant portion (not shown) provided in the incident light projection tube 2. A guide cylinder portion 503 is provided upright on the lower surface of the base 501 as a cylindrical guide body constituting the guide means. The central axis of the hollow part of the guide cylindrical part 503 is made to coincide with the observation optical axis m.

案内円筒部５０３の中空部には、移動手段としての円筒移動部５０４が配置されている。この円筒移動部５０４は、下方開口部に鍔部５０４ｂが一体に形成されたもので、中空部の中心軸を案内円筒部５０３の同軸上に配置され、観察光軸ｍと一致している。また、案内円筒部５０３と円筒移動部５０４の間には、転がり要素として図３に示すように円周方向に沿って等間隔に複数（図示例では３個所）の剛球列５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃが配置されている。この場合、案内円筒部５０３の中空部内周面と円筒移動部５０４の外周面には、それぞれの中心軸方向に沿って剛球列５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃを保持する案内溝として転動溝５０３ａ、５０４ａが形成されている。つまり、これら転動溝５０３ａ、５０４ａは、案内円筒部５０３及び円筒移動部５０４の円周方向を３等分する位置、即ち観察光軸ｍの軸周りで対称配置となっている。これにより、円筒移動部５０４は、案内円筒部５０３の中空部を観察光軸ｍに沿って直線的に移動可能になっている。 In the hollow portion of the guide cylindrical portion 503, a cylindrical moving portion 504 as a moving means is disposed. The cylindrical moving portion 504 is formed by integrally forming a flange portion 504b in a lower opening, and the central axis of the hollow portion is arranged on the same axis as the guide cylindrical portion 503, and coincides with the observation optical axis m. Further, between the guide cylindrical portion 503 and the cylindrical moving portion 504, a plurality of (three in the illustrated example) hard ball rows 505a, 505b, and 505c are arranged at equal intervals along the circumferential direction as rolling elements as shown in FIG. Is arranged. In this case, rolling grooves 503a, 504a are provided as guide grooves for holding the hard ball rows 505a, 505b, 505c along the respective central axis directions on the hollow inner peripheral surface of the guide cylindrical portion 503 and the outer peripheral surface of the cylindrical moving portion 504. Is formed. That is, these rolling grooves 503a and 504a are symmetrically arranged around the position of the guide cylindrical portion 503 and the cylindrical moving portion 504 that divides the circumferential direction into three equal parts, that is, around the observation optical axis m. Thereby, the cylindrical moving part 504 can move linearly in the hollow part of the guide cylindrical part 503 along the observation optical axis m.

なお、図３では、剛球列５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃの剛球が各転動溝５０３ａ、５０４ａに対して１個しか図示されていないが、実際は紙面奥行き方向に列をなして複数の剛球が配置されている。また、剛球列５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃを案内円筒部５０３及び円筒移動部５０４の転動溝５０３ａ、５０４ａにガタなく接触させるため、実際の案内円筒部５０３と円筒移動部５０４の間の隙間よりもわずかに大きな剛球を使用し、これら剛球を変形させることで円筒移動部５０４の周囲各方向から図中矢印で示す力（支持力）、つまり与圧力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃを作用させるようにしている。これら与圧力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃのベクトルは、すべて観察光軸ｍに向いている。つまり、案内円筒部５０３及び剛球列５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃにより転がり案内機構を構成し、与圧力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃを観察光軸ｍに直交する方向で均等に作用させた状態で、円筒移動部５０４を観察光軸ｍ上で移動可能に支持するようになっている。 In FIG. 3, only one hard sphere in the row of hard spheres 505a, 505b, and 505c is shown for each of the rolling grooves 503a and 504a. However, in reality, a plurality of hard spheres are arranged in rows in the depth direction of the drawing. ing. In addition, since the hard sphere rows 505a, 505b, and 505c are brought into contact with the rolling grooves 503a and 504a of the guide cylinder 503 and the cylinder moving unit 504 without play, the gap between the actual guide cylinder 503 and the cylinder moving unit 504 is larger. Slightly large hard spheres are used, and by deforming these hard spheres, the forces (supporting forces) indicated by arrows in the figure, that is, the applied pressures Fa, Fb, and Fc are applied from each direction around the cylindrical moving portion 504. . These vectors of the applied pressures Fa, Fb, and Fc are all directed to the observation optical axis m. That is, a rolling guide mechanism is configured by the guide cylindrical portion 503 and the hard sphere rows 505a, 505b, and 505c, and the cylindrical moving portion is applied in a state where the applied pressures Fa, Fb, and Fc are uniformly applied in a direction orthogonal to the observation optical axis m. 504 is supported so as to be movable on the observation optical axis m.

円筒移動部５０４の下方開口部には、メスアリ部５０６が設けられている。このメスアリ部５０６には、レボルバ６の不図示のオスアリ部が挿入固定されている。また、円筒移動部５０４の鍔部５０４ｂには、ボールナット５０７が設けられている。このボールナット５０７には、ボールネジ５０８が螺装されている。ボールネジ５０８は、観察光軸ｍに沿って配置されており、べース５０１にボールネジサポート部５０９を介して回転可能に支持されている。また、ボールネジ５０８には、カップリング５１０を介してパルスモータ５１１の回転軸に接続されている。パルスモータ５１１は、モータ保持部５１２を介してべース５０１上に固定されている。 A female dovetail portion 506 is provided at the lower opening of the cylindrical moving portion 504. A male ant portion (not shown) of the revolver 6 is inserted and fixed in the female ant portion 506. A ball nut 507 is provided on the flange portion 504 b of the cylindrical moving portion 504. A ball screw 508 is screwed on the ball nut 507. The ball screw 508 is disposed along the observation optical axis m, and is rotatably supported by the base 501 via a ball screw support portion 509. Further, the ball screw 508 is connected to the rotation shaft of the pulse motor 511 through the coupling 510. The pulse motor 511 is fixed on the base 501 via the motor holding part 512.

パルスモータ５１１は、制御部５１３と電気的に接続されている。制御部５１３は、ＣＰＵやメモリを有するもので、不図示の指示手段(例えばフォーカス用の手動ハンドル、ＰＣアプリケーション上からの移動指示、又はオートフォーカスユニット等)の制御指示にしたがってパルスモータ５１１の駆動制御を行うものである。これにより制御部５１３の指示によりパルスモータ５１１が駆動されると、ボールネジ５０８が回転してボールナット５０７がボールネジ５０８に沿って移動し、円筒移動部５０４が観察光軸ｍに沿って直線移動するようになる。 The pulse motor 511 is electrically connected to the control unit 513. The control unit 513 includes a CPU and a memory, and drives the pulse motor 511 in accordance with a control instruction of an instruction unit (not shown) (for example, a manual handle for focusing, a movement instruction from a PC application, or an autofocus unit). Control is performed. Accordingly, when the pulse motor 511 is driven by an instruction from the control unit 513, the ball screw 508 rotates and the ball nut 507 moves along the ball screw 508, and the cylindrical moving unit 504 moves linearly along the observation optical axis m. It becomes like this.

ボールナット５０７の周囲には防塵カバー５１４が設けられている。この防塵カバー５１４は、ボルトナット５０７からの塵埃やグリス等により顕微鏡の使用環境が汚染するのを防止するためのものである。
次に、このように構成された顕微鏡の作用を説明する。
まず、ステージ９に観察対象サンプル１０を載置し、観察対象サンプル１０の高さに応じてＺ軸ハンドル１１を操作してＺステージ９１上下動させ、合焦位置を大まかに合わせる。
この状態から、光源３からの光は、落射投光管２内部の照明光路ｎを通り、ハーフミラー４で反射して観察光軸ｍ上へと導かれる。そして、フォーカス装置５の円筒移動部５０４の中空部、レボルバ６を通り対物レンズ７に入射する。対物レンズ７から出射した光は観察対象サンプル１０を照明し、その反射光は、再び対物レンズ７で集光され、レボルバ６、フォーカス装置５の円筒移動部５０４の中空部を通り、さらに落射投光管２のハーフミラー４を透過し、観察装置８に入射し、観察対象サンプル１０の拡大像が観察される。ユーザは、この拡大像を実際に見ながらＸＹステージ９２により観察対象サンプル１０をＸＹ方向の所望の部位に動かして観察を行う。 A dustproof cover 514 is provided around the ball nut 507. The dustproof cover 514 is for preventing the usage environment of the microscope from being contaminated by dust or grease from the bolt nut 507.
Next, the operation of the microscope configured as described above will be described.
First, the observation target sample 10 is placed on the stage 9, and the Z-axis handle 11 is operated according to the height of the observation target sample 10 to move the Z stage 91 up and down to roughly adjust the focus position.
From this state, the light from the light source 3 passes through the illumination light path n inside the incident light projection tube 2, is reflected by the half mirror 4, and is guided onto the observation optical axis m. Then, the light enters the objective lens 7 through the hollow portion of the cylindrical moving portion 504 of the focusing device 5 and the revolver 6. The light emitted from the objective lens 7 illuminates the observation target sample 10, and the reflected light is again collected by the objective lens 7, passes through the revolver 6 and the hollow portion of the cylindrical moving unit 504 of the focusing device 5, and further is incident on the incident light. The light passes through the half mirror 4 of the light tube 2 and enters the observation device 8, and an enlarged image of the observation target sample 10 is observed. The user moves the observation target sample 10 to a desired site in the XY direction by the XY stage 92 while actually observing the enlarged image.

次に、フォーカス装置５の動作について説明する。
この場合、制御部５１３は、不図示の指示手段からフォーカス移動指示を受けると、パルスモータ５１１に対し指示された移動量に応じた回転動作を行わせる。パルスモータ５１１はカップリング５１０を介してボールネジ５０８を回転させる。ボールネジ５０８が回転すると、この回転に応じてボールナット５０７が観察光軸ｍ方向に移動する。 Next, the operation of the focus device 5 will be described.
In this case, when receiving a focus movement instruction from an instruction unit (not shown), the control unit 513 causes the pulse motor 511 to perform a rotation operation according to the instructed movement amount. The pulse motor 511 rotates the ball screw 508 through the coupling 510. When the ball screw 508 rotates, the ball nut 507 moves in the direction of the observation optical axis m in accordance with this rotation.

ボールナット５０７には、円筒移動部５０４が固定されているので、円筒移動部５０４は観察光軸ｍ方向にフォーカス移動する。この場合、円筒移動部５０４と案内円筒部５０３との間に配置される剛球列５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃは、それぞれ転動溝５０３ａ、５０４ａに沿って転がり、円筒移動部５０４の移動方向を正確に観察光軸ｍの方向へ導き、同時に移動の際の摩擦抵抗を小さくして移動をスムーズにする。そして、このような円筒移動部５０４の移動によりレボルバ６とともに対物レンズ７が観察光軸ｍ方向に沿って移動し、フォーカス動作が行われる。 Since the cylindrical moving unit 504 is fixed to the ball nut 507, the cylindrical moving unit 504 moves in focus in the direction of the observation optical axis m. In this case, the hard ball rows 505a, 505b, and 505c disposed between the cylindrical moving unit 504 and the guide cylindrical unit 503 roll along the rolling grooves 503a and 504a, respectively, so that the moving direction of the cylindrical moving unit 504 is accurately determined. It is guided in the direction of the observation optical axis m, and at the same time, the frictional resistance during the movement is reduced to make the movement smooth. Then, the movement of the cylindrical moving unit 504 moves the objective lens 7 along with the revolver 6 along the observation optical axis m, and the focusing operation is performed.

なお、第１の実施の形態の顕微鏡では、上述したフォーカス装置５によるものの他に、Ｚステージ９１によるフォーカス動作が共存しており、Ｚステージ９１は一般的な顕微鏡に使用されているフォーカス手段と同等である。これら２つのフォーカス動作は、例えばラフな位置決めのためや手動による顕徴鏡操作などの場合は、Ｚステージ９１による動作が用いられ、極微小移動といった高精度な位置決めが必要な場合やリモートコントロールする場合、さらにオートフォーカス動作のような場合にフォーカス装置５による動作が用いられるなど、目的によって使い分けがなされる。 In the microscope according to the first embodiment, in addition to the focus device 5 described above, the focus operation by the Z stage 91 coexists, and the Z stage 91 is combined with a focus unit used in a general microscope. It is equivalent. For these two focusing operations, for example, for rough positioning or manual microscope operation, the operation by the Z stage 91 is used, and when high-precision positioning such as extremely small movement is required or remote control is performed. In this case, the operation by the focus device 5 is used in the case of an autofocus operation, and the use is properly made according to the purpose.

したがって、このようにすれば、光軸ｍを中心軸とする円筒移動部５０１の円周方向を３等分する位置、即ち観察光軸ｍに対して対称配置にそれぞれ剛球列５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃが配置され、これら剛球列５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃにより円筒移動部５０４の周囲各方向から与圧力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃを与えるようにしている。つまり、円筒移動部５０１は、剛球列５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃの各々の剛球により観察光軸ｍへ向かう方向の力を受け、この力を与圧力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃとして案内円筒部５０３内に支持されている。これにより、従来の片持ち梁構造を用いることなくフォーカス移動を行うことができるので、高い剛性と位置精度が確保することができ、結果、フォーカス装置として小型、軽量化が可能となる。また、円筒移動部５０４は、剛球列５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃによりバランスよく円滑に光軸ｍ方向に移動できるので、モータもトルクの小さいものでよく、小形で安価のものを使用できる。さらに、円筒移動部５０４を観察光軸ｍ上で移動させることにより、案内機構に加わるモーメント荷重を少なくできるので、案内機構の長さを短くすることが可能である。このことは、一般に用いられる落射投光管を使用することができるため、既存の落射投光管に大きな変更を加えて改造したり専用のものを用いる必要がない。また、落射投光管とレボルバとの間に容易に配置することが可能であるため、システム構成が簡単で安価にでき、また、適用する顕微鏡の選択の幅も広がるため多様なニーズにも対応できる。 Therefore, in this way, the hard sphere rows 505a, 505b, and 505c are arranged symmetrically with respect to the position where the circumferential direction of the cylindrical moving portion 501 with the optical axis m as the central axis is equally divided, that is, the observation optical axis m. These hard sphere rows 505a, 505b, and 505c apply pressures Fa, Fb, and Fc from respective directions around the cylindrical moving portion 504. That is, the cylindrical moving unit 501 receives a force in the direction toward the observation optical axis m by the hard spheres of the hard sphere rows 505a, 505b, and 505c, and supports this force in the guide cylinder 503 as the applied pressures Fa, Fb, and Fc. Has been. Thereby, since the focus movement can be performed without using the conventional cantilever structure, high rigidity and positional accuracy can be secured, and as a result, the focus device can be reduced in size and weight. In addition, since the cylindrical moving unit 504 can be moved in the direction of the optical axis m in a well-balanced manner by the hard sphere rows 505a, 505b, and 505c, the motor can also have a small torque, and a small and inexpensive one can be used. Furthermore, since the moment load applied to the guide mechanism can be reduced by moving the cylindrical moving unit 504 on the observation optical axis m, the length of the guide mechanism can be shortened. This is because it is possible to use a commonly used epi-illumination tube, so there is no need to remodel the existing epi-illumination tube with great changes or to use a dedicated one. In addition, since it can be easily placed between the epi-illumination tube and the revolver, the system configuration is simple and inexpensive, and the range of options for the microscope to be applied is widened to meet diverse needs. it can.

(変形例１)
第１の実施の形態では、水平なベース部１ａと、このベース部１ａに対し直立した胴部１ｂを有する顕微鏡本体１を用いたがこれに限定されるものではない。例えば、半導体ウェハやＦＰＤ用ガラス基板などの検査装置等に顕微鏡を組み込むような場合は、顕微鏡本体１ではなく、検査装置のフレームに直接落射投光管２を取り付け、フォーカス装置５を使用するようにしても良い。 (Modification 1)
In the first embodiment, the microscope main body 1 having the horizontal base portion 1a and the body portion 1b standing upright with respect to the base portion 1a is used. However, the present invention is not limited to this. For example, when a microscope is incorporated in an inspection apparatus such as a semiconductor wafer or a glass substrate for FPD, the incident light projection tube 2 is attached directly to the frame of the inspection apparatus instead of the microscope main body 1 and the focus apparatus 5 is used. Anyway.

(変形例２)
第１の実施の形態では、落射投光管２にフォーカス装置５を取付けるようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示すように落射投光管２が用いられない場合は(例えば透過照明による観察や斜照明装置を使用する場合)、顕微鏡本体１の胴部１ｂ先端から水平方向に延びる支持フレーム１ｃにフォーカス装置５を取り付け、このフォーカス装置５の円筒移動部１３に複数の対物レンズ７を回動可能に保持するレボルバ６を取り付けても良い。この場合、支持フレーム１ｃは、使用する装置の形状に合わせて自由に変更可能である。また、観察装置８が支持フレーム１ｃと一体である場合は、フォーカス装置５を観察装置８に直接取付けても良い。 (Modification 2)
In the first embodiment, the focus device 5 is attached to the epi-illumination projection tube 2, but the present invention is not limited to this. For example, when the epi-illumination projection tube 2 is not used as shown in FIG. 4 (for example, when observation using transmitted illumination or an oblique illumination device is used), the support frame extends in the horizontal direction from the distal end of the body 1b of the microscope body 1. The focus device 5 may be attached to 1c, and the revolver 6 that rotatably holds the plurality of objective lenses 7 may be attached to the cylindrical moving portion 13 of the focus device 5. In this case, the support frame 1c can be freely changed according to the shape of the apparatus to be used. When the observation device 8 is integrated with the support frame 1c, the focus device 5 may be directly attached to the observation device 8.

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
この場合、第２の実施の形態に適用される顕微鏡の概略構成は、第１の実施の形態で述べた顕微鏡と同様なので、ここでは図１を援用して説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In this case, since the schematic configuration of the microscope applied to the second embodiment is the same as that of the microscope described in the first embodiment, description thereof is omitted here with the aid of FIG.

図５は、第２の実施の形態に用いられるフォーカス装置５の概略断面を示すもので、図２及び図３と同一部分には、同符号を付して説明を省略する。 FIG. 5 shows a schematic cross section of the focusing device 5 used in the second embodiment. The same parts as those in FIGS.

この場合、ベース５０１には、案内手段を構成する案内本体として固定案内部５１５が取り付けられている。この固定案内部５１５は、観察光路ｍに沿って略９０度の角度を持つＶ溝５１５ａが形成されている。Ｖ溝５１５ａの２つの側面に接するように転がり要素として円柱コロ列５１６ａ,５１６ｂが配置されている。これら円柱コロ列５１６ａ,５１６ｂは、観察光軸ｍ方向に沿って複数の円柱コロを整列配置したものでケーシング５１７に収納されている。 In this case, a fixed guide portion 515 is attached to the base 501 as a guide body constituting the guide means. The fixed guide portion 515 is formed with a V groove 515a having an angle of about 90 degrees along the observation optical path m. Cylindrical roller rows 516a and 516b are arranged as rolling elements so as to be in contact with the two side surfaces of the V groove 515a. These cylindrical roller rows 516a and 516b are arranged in a plurality of cylindrical rollers along the direction of the observation optical axis m, and are accommodated in a casing 517.

円柱コロ列５１６ａ,５１６ｂに接触するように、つまりＶ溝５１５ａに挟持されるように円筒移動部５１８が配置されている。この円筒移動部５１８は、その中心軸を観察光軸ｍに一致している。また、円筒移動部５１８は、円柱コロ列５１６ａ,５１６ｂと接触する部分が平面５１８ａ、５１８ｂに形成されている。 A cylindrical moving portion 518 is disposed so as to be in contact with the cylindrical roller rows 516a and 516b, that is, sandwiched between the V grooves 515a. The cylindrical moving unit 518 has its central axis coinciding with the observation optical axis m. Further, the cylindrical moving portion 518 is formed on the flat surfaces 518a and 518b at portions that come into contact with the cylindrical roller rows 516a and 516b.

円筒移動部５１８のＶ溝５１５ａ側と反対側には、案内手段を構成する押圧部材として押圧部５１９が配置されている。押圧部５１９には、円筒移動部５１８が接触する転がり要素として円柱コロ列５１６ｃが設けられている。この円柱コロ列５１６ｃも観察光軸ｍ方向に沿って複数の円柱コロを整列配置したものである。また、円筒移動部５１８は、円柱コロ列５１６ｃと接触する部分が平面５１８ｃに形成されている。 On the side opposite to the V groove 515a side of the cylindrical moving portion 518, a pressing portion 519 is disposed as a pressing member constituting the guiding means. The pressing portion 519 is provided with a cylindrical roller row 516c as a rolling element with which the cylindrical moving portion 518 comes into contact. This cylindrical roller row 516c is also a plurality of cylindrical rollers arranged in alignment along the observation optical axis m direction. In addition, the cylindrical moving unit 518 has a flat surface 518c that is in contact with the cylindrical roller row 516c.

押圧部５１９には、バネ部５２０が設けられている。このバネ部５２０は、常に一定の弾性力で円柱コロ列５１６ｃに押圧力を加えている。これにより、円筒移動部５１８は、円柱コロ列５１６ｃからの押圧力を受けることで、周囲各方向から図中矢印で示す力、即ち与圧力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃが与えられるようになる。これら与圧力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃのベクトルは、すべて観察光軸ｍに向いている。つまり、固定案内部５１５、押圧部５１９及び円柱コロ列５１６ａ,５１６ｂ、５１６ｃにより転がり案内機構を構成し、円筒移動部５１８を観察光軸ｍ上で移動可能に支持するようになっている。 The pressing part 519 is provided with a spring part 520. This spring portion 520 always applies a pressing force to the cylindrical roller row 516c with a constant elastic force. As a result, the cylindrical moving unit 518 receives the pressing force from the cylindrical roller row 516c, so that the forces indicated by the arrows in the drawing, that is, the applied pressures Fa, Fb, and Fc are applied from the surrounding directions. These vectors of the applied pressures Fa, Fb, and Fc are all directed to the observation optical axis m. That is, the rolling guide mechanism is configured by the fixed guide portion 515, the pressing portion 519, and the cylindrical roller rows 516a, 516b, and 516c, and the cylindrical moving portion 518 is supported so as to be movable on the observation optical axis m.

一方、円筒移動部５１８には、変位量測定手段として測長スケール５２２が設けられている。この測長スケール５２２は円筒移動部５１８とともに観察光軸ｍ方向へ移動し、円筒移動部５１８の変位量を測定するようになっている。測長スケール５２２に近接してセンサ部５２１が設けられている。センサ部５２１は、測長スケール５２２の移動量を電気信号に変換するもので、この電気信号を制御部５１３に与えるようにしている。 On the other hand, the cylindrical moving unit 518 is provided with a length measuring scale 522 as a displacement measuring means. The length measuring scale 522 moves in the direction of the observation optical axis m together with the cylindrical moving unit 518, and measures the displacement amount of the cylindrical moving unit 518. A sensor unit 521 is provided in the vicinity of the length measurement scale 522. The sensor unit 521 converts the movement amount of the length measurement scale 522 into an electric signal, and this electric signal is given to the control unit 513.

制御部５１３は、不図示の指示手段からの制御指示に応じたパルスモータ５１１の駆動制御や、センサ部５２１からの電気信号に応じた測長スケール５２２で計測された変位量に基づいたクローズループ制御による円筒移動部５１８の位置決めなど種々の制御を行う。 The control unit 513 is a closed loop based on the drive control of the pulse motor 511 according to a control instruction from an instruction unit (not shown) and the displacement measured by the length measurement scale 522 according to the electric signal from the sensor unit 521. Various controls such as positioning of the cylindrical moving unit 518 by the control are performed.

その他は、第１の実施の形態の図２及び図３と同様である。 Others are the same as FIG.2 and FIG.3 of 1st Embodiment.

次に、このように構成したフォーカス装置５の動作について説明する。 Next, the operation of the focus apparatus 5 configured as described above will be described.

この場合、制御部５１３は、不図示の指示手段からフォーカス移動指示を受けると、パルスモータ５１１に対して指示された移動量に応じた回転動作を行わせる。パルスモータ５１１はカップリング５１０を介してボールネジ５０８を回転させる。ボールネジ５０８が回転すると、この回転に応じてボールナット５０７が観察光軸ｍ方向に移動する。パルスモータ５１１はカップリング（図示せず）を介してボールネジ５０８を回転させる。ボールネジ５０８が回転すると、この回転に応じてボールナット（図示せず）が観察光軸ｍ方向に移動する。 In this case, when receiving a focus movement instruction from an instruction unit (not shown), the control unit 513 causes the pulse motor 511 to perform a rotation operation in accordance with the instructed movement amount. The pulse motor 511 rotates the ball screw 508 through the coupling 510. When the ball screw 508 rotates, the ball nut 507 moves in the direction of the observation optical axis m in accordance with this rotation. The pulse motor 511 rotates the ball screw 508 through a coupling (not shown). When the ball screw 508 rotates, a ball nut (not shown) moves in the direction of the observation optical axis m according to this rotation.

ボールナットには、円筒移動部５１８が固定されているので、円筒移動部５１８も観察光軸ｍ方向にフォーカス移動する。この場合、固定案内部５１５のＶ溝５１５ａ及び押圧部５１９と円筒移動部５１８との間に配置される円柱コロ列５１６ａ,５１６ｂ、５１６ｃは、それぞれ円筒移動部５１８の平面５１８ａ、５１８ｂ、５１８ｃに沿って転がり、円筒移動部５１８の移動方向を正確に観察光軸ｍの方向へ導き、同時に移動の際の摩擦抵抗を小さくして移動をスムーズにする。 Since the cylindrical moving unit 518 is fixed to the ball nut, the cylindrical moving unit 518 also moves in focus in the direction of the observation optical axis m. In this case, the column roller rows 516a, 516b, and 516c arranged between the V-groove 515a and the pressing portion 519 of the fixed guide portion 515 and the cylindrical moving portion 518 are arranged on the planes 518a, 518b, and 518c of the cylindrical moving portion 518, respectively. It rolls along, and the moving direction of the cylindrical moving part 518 is accurately guided in the direction of the observation optical axis m, and at the same time, the frictional resistance at the time of movement is reduced to make the movement smooth.

円筒移動部５１８の移動量は、測長スケール５２２により計測される。これにより、制御部５１３は、センサ部５２１からの電気信号に基づいてクローズループ制御により円筒移動部５１８の位置決めを行う。また、円筒移動部５１８の移動によりレボルバ６とともに対物レンズ７が観察光軸ｍ方向に沿って移動しフォーカス動作が行われる。また、このようにして正確に位置決めされた円筒移動部５１８の動作を利用することで観察対象サンプル１０表面の段差などを計測することも可能である。 The amount of movement of the cylindrical moving unit 518 is measured by the length measurement scale 522. Accordingly, the control unit 513 positions the cylindrical moving unit 518 by closed loop control based on the electrical signal from the sensor unit 521. Further, the movement of the cylindrical moving unit 518 moves the objective lens 7 along with the revolver 6 along the observation optical axis m direction to perform the focusing operation. Further, it is possible to measure a step on the surface of the observation target sample 10 by using the operation of the cylindrical moving unit 518 positioned accurately in this way.

したがって、このようにしても、円筒移動部５１８は、円柱コロ列５１６ａ,５１６ｂ、５１６ｃにより周囲各方向から観察光軸ｍへ向かう与圧力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃが与えられるようになるので、この場合も、従来の片持ち梁構造を用いることなくフォーカス動作を行うことができるので、高い剛性と位置精度が確保することができ、さらに案内機構に加わるモーメント荷重も少ないので、案内機構の長さを短くすることが可能であり、第１の実施の形態と同様の効果が得ることができる。さらに、円筒移動部５１８の移動量を測長スケール５２２とセンサ部５２１により計測しているので、円筒移動部５１８のより高精度な位置決めが可能である。 Therefore, even in this case, the cylindrical moving unit 518 is given the applied pressures Fa, Fb, Fc from the surrounding directions toward the observation optical axis m by the cylindrical roller rows 516a, 516b, 516c. However, since the focusing operation can be performed without using a conventional cantilever structure, high rigidity and positional accuracy can be secured, and since the moment load applied to the guide mechanism is small, the length of the guide mechanism can be reduced. It can be shortened, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, since the movement amount of the cylindrical moving unit 518 is measured by the length measuring scale 522 and the sensor unit 521, the cylindrical moving unit 518 can be positioned with higher accuracy.

(変形例１)
第２の実施の形態では、円筒移動部５１８の円柱コロ列５１６ａ,５１６ｂ、５１６ｃと接触する部位が平面５１８ａ、５１８ｂ、５１８ｃに形成されているが、平面である必要はない。
図６は、第２の実施の形態の変形例１を示したもので、図５と同一部分には、同符号を付している。この場合、円筒移動部５１８は、円柱コロ列５１６ａ,５１６ｂと接触する部位の平面は削除され、円柱コロ列５１６ａ,５１６ｂと点接触状態になっている。なお、図面では、測長スケール５２２とセンサ部５２１は構成から外している。 (Modification 1)
In the second embodiment, the portions of the cylindrical moving unit 518 that are in contact with the cylindrical roller rows 516a, 516b, and 516c are formed on the flat surfaces 518a, 518b, and 518c, but need not be flat surfaces.
FIG. 6 shows a first modification of the second embodiment, and the same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. In this case, the cylindrical moving portion 518 is in a point contact state with the cylindrical roller rows 516a and 516b by removing the planes of the portions that contact the cylindrical roller rows 516a and 516b. In the drawing, the length measurement scale 522 and the sensor unit 521 are omitted from the configuration.

このようにしても、円筒移動部５１８は、円柱コロ列５１６ｃから押圧力を受けることで、周囲各方向から図中矢印で示す力、すなわち、すべて光軸ｍに向いた与圧力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃが与えられるようになる。 Even in this case, the cylindrical moving unit 518 receives the pressing force from the cylindrical roller row 516c, so that the force indicated by the arrow in the drawing from each peripheral direction, that is, the applied pressures Fa, Fb, all directed toward the optical axis m, Fc will be given.

このようにすれば、第２の実施の形態では、円筒移動部５１８の平面５１８ａ、５１８ｂの相対角度を固定案内部５１５のＶ溝５１５ａの角度（９０度）に正確に一致させる必要があったが、これら平面５１８ａ、５１８ｂを設けないことことで、Ｖ溝５１５ａの角度に正確に一致させるような加工を必要がなくなり、その分安価に構成可能である。 In this way, in the second embodiment, it is necessary to make the relative angle of the flat surfaces 518a and 518b of the cylindrical moving portion 518 exactly coincide with the angle (90 degrees) of the V groove 515a of the fixed guide portion 515. However, since these planes 518a and 518b are not provided, it is not necessary to perform processing to accurately match the angle of the V-groove 515a, and the cost can be reduced accordingly.

(変形例２)
第１及び第２の実施の形態では、剛球列５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃや円柱コロ列５１６ａ,５１６ｂ、５１６ｃを用いた転がり案内機構を用いたが、すべりを利用した案内機構を用いてもよい。
図７は、第２の実施の形態の変形例２を示したもので、図５と同一部分には、同符号を付している。この場合、ベース５０１には、略９０度の角度を持つＶ溝５１５ａを生成した固定案内部５１５が取り付けられている。そして、Ｖ溝５１５ａの２つの側面に接するように円筒移動部５１８が配置されている。この円筒移動部５１８は、その中心軸を観察光軸ｍに一致している。 (Modification 2)
In the first and second embodiments, the rolling guide mechanism using the hard ball rows 505a, 505b, and 505c and the cylindrical roller rows 516a, 516b, and 516c is used, but a guide mechanism using slip may be used.
FIG. 7 shows a second modification of the second embodiment, and the same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. In this case, a fixed guide portion 515 that generates a V-groove 515 a having an angle of approximately 90 degrees is attached to the base 501. A cylindrical moving unit 518 is disposed so as to be in contact with the two side surfaces of the V groove 515a. The cylindrical moving unit 518 has its central axis coinciding with the observation optical axis m.

円筒移動部５１８のＶ溝５１５ａ側と反対側には、押圧部５１９が配置されている。押圧部５１９には、円筒移動部５１８が接触する剛球列５２５が設けられている。剛球列５２５は、観察光軸ｍ方向に沿って複数の剛球を整列配置したものである。この場合、剛球列５２５と円筒移動部５１８および押圧部５１９のそれぞれの接触部には転動溝５１８ｄ、５１９ａが形成されている。 A pressing portion 519 is disposed on the opposite side of the cylindrical moving portion 518 from the V groove 515a side. The pressing portion 519 is provided with a hard sphere row 525 with which the cylindrical moving portion 518 comes into contact. The hard sphere array 525 has a plurality of hard spheres arranged in alignment along the observation optical axis m direction. In this case, rolling grooves 518d and 519a are formed in the contact portions of the hard sphere array 525, the cylindrical moving portion 518, and the pressing portion 519, respectively.

押圧部５１９には、バネ部５２０が設けられている。このバネ部５２０は、常に一定の弾性力で剛球列５２５に力を加えている。これにより、円筒移動部５１８は、剛球列５２５から押圧力(与圧力)を受けることで、Ｖ溝５１５ａと常に一定の力で接触し、周囲各方向から図中矢印で示す力、即ち与圧力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃが与えられるようになる。これら与圧力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃのベクトルは、すべて光軸ｍに向いている。つまり、固定案内部５１５、剛球列５２５、押圧部５１９及び円筒移動部５１８により、すべり案内機構を構成しており、円筒移動部５１８が観察光軸ｍの方向のみに移動可能に支持されている。 The pressing part 519 is provided with a spring part 520. The spring portion 520 always applies a force to the hard ball row 525 with a constant elastic force. Thereby, the cylindrical moving part 518 always receives a pressing force (pressurizing force) from the row of hard spheres 525, so that it always contacts the V groove 515a with a constant force. Fa, Fb, and Fc are given. These vectors of the applied pressures Fa, Fb, and Fc are all directed to the optical axis m. That is, the sliding guide mechanism is configured by the fixed guide portion 515, the hard sphere row 525, the pressing portion 519, and the cylindrical moving portion 518, and the cylindrical moving portion 518 is supported to be movable only in the direction of the observation optical axis m. .

なお、図面では、測長スケール５２２とセンサ部５２１は構成から外している。 In the drawing, the length measurement scale 522 and the sensor unit 521 are omitted from the configuration.

したがって、このようにしても第１及び第２の実施の形態と同様な効果を得ることができる。加えて、すべりを利用した案内機構としたので、部品点数が少なく、かつ剛性も確保しやすいという効果もある。 Therefore, even if it does in this way, the effect similar to 1st and 2nd embodiment can be acquired. In addition, since the guide mechanism uses a slip, there are the effects that the number of parts is small and the rigidity is easily secured.

(変形例３)
第１及び第２の実施の形態では、円筒移動部５０４（５１８）の円周方向の３箇所を支持する構成の案内機構であったが、２個所を支持した案内機構であってもよい。 (Modification 3)
In the first and second embodiments, the guide mechanism is configured to support three places in the circumferential direction of the cylindrical moving unit 504 (518), but may be a guide mechanism that supports two places.

図８は、第２の実施の形態の変形例３を示したもので、図５と同一部分には、同符号を付している。この場合、べース部５２６には、Ｖ溝５２７ａを有する固定案内部５２７が取り付けられている。固定案内部５２７に対応して移動部５２８が配置されている。これら固定案内部５２７と移動部５２８の間には、Ｖ溝５２７ａに沿って剛球列５２９が配置されている。この場合、移動部５２８は、剛球列５２９の転動用のＶ溝５２８ａが形成されている。また、移動部５２８は、そのその中心軸を観察光軸ｍに一致している。 FIG. 8 shows a third modification of the second embodiment, and the same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. In this case, a fixed guide portion 527 having a V groove 527a is attached to the base portion 526. A moving part 528 is arranged corresponding to the fixed guide part 527. Between these fixed guide part 527 and the moving part 528, the hard ball row | line | column 529 is arrange | positioned along the V groove 527a. In this case, the moving part 528 is formed with a V-shaped groove 528 a for rolling the hard ball row 529. The moving unit 528 has its central axis coincident with the observation optical axis m.

移動部５２８の剛球列５２９側と反対側には、Ｖ溝５３０ａを有する可動案内部５３０が配置されている。可動案内部５３０と移動部５２８の間には、Ｖ溝５３０ａに沿って剛球列５３１が配置されている。この場合、移動部５２８は、剛球列５３１の転動用のＶ溝５２８ｂが形成されている。 A movable guide portion 530 having a V-groove 530a is disposed on the opposite side of the moving portion 528 from the hard ball row 529 side. Between the movable guide part 530 and the moving part 528, the hard-sphere row | line | column 531 is arrange | positioned along the V groove 530a. In this case, the moving part 528 is formed with a V-shaped groove 528 b for rolling the hard ball row 531.

可動案内部５３０及び移動部５２８を囲むように固定部材５３２が配置されている。この固定部材５３２には、複数のねじ部５３３が設けられている。これらねじ部５３３は、一定の力で可動案内部５３０を介して剛球列５３１に力を加えている。これにより、移動部５２８は、剛球列５２９、５３１から押圧力(与圧力)を受けることで、図中矢印で示す力、即ち与圧力Ｆｄ、Ｆｅ、が与えられるようになる。これら与圧力Ｆｄ、Ｆｅのベクトルは、光軸ｍに向いている。これにより、移動部５２８は、観察光軸ｍの方向のみに移動可能に支持される。 A fixed member 532 is arranged so as to surround the movable guide part 530 and the moving part 528. The fixing member 532 is provided with a plurality of screw portions 533. These screw portions 533 apply a force to the hard ball row 531 via the movable guide portion 530 with a constant force. As a result, the moving unit 528 receives a pressing force (pressing force) from the hard sphere rows 529 and 531, so that the force indicated by the arrows in the drawing, that is, the applying pressures Fd and Fe are applied. These vectors of the applied pressures Fd and Fe are directed to the optical axis m. Thereby, the moving unit 528 is supported so as to be movable only in the direction of the observation optical axis m.

このようにしても、移動部５２８の支持力のベクトルを光軸ｍに向けるようにできるので、片持ち梁ではない構造にてフォーカス動作が可能である。また、移動部５２８の両側２箇所を支持する案内機構としたので、構成部品が単純な形状で組立ても簡単にでき、低価格な構成が実現できる。 Even in this case, since the vector of the supporting force of the moving unit 528 can be directed to the optical axis m, the focusing operation can be performed with a structure that is not a cantilever. In addition, since the guide mechanism supports the two portions on both sides of the moving portion 528, it is easy to assemble the component parts in a simple shape, and a low-cost configuration can be realized.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、パルスモータ５１１、ボールネジ５０８を使用して円筒移動部５０４（５１８）を変位させるようにしているが、これに限定されるものではなく、例えばすべりネジ、サーボモータ、積層圧電体による変位などを使用した送り機構を用いたものでも良い。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the implementation stage, it can change variously in the range which does not change the summary. For example, in the above-described embodiment, the cylindrical moving unit 504 (518) is displaced using the pulse motor 511 and the ball screw 508. However, the present invention is not limited to this. For example, a slide screw or a servo motor is used. Alternatively, a feed mechanism using a displacement by a laminated piezoelectric material may be used.

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。 Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. If the above effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.

本発明の第１の実施の形態にかかる顕微鏡の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the microscope concerning the 1st Embodiment of this invention. 第１の実施の形態に用いられるフォーカス装置の概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a focusing device used in a first embodiment. 第１の実施の形態に用いられるフォーカス装置の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the focus device used in the first embodiment. 第１の実施の形態の変形例にかかる顕微鏡の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the microscope concerning the modification of 1st Embodiment. 本発明の第２の実施の形態に用いられるフォーカス装置の概略断面図。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a focus device used in a second embodiment of the present invention. 第２の実施の形態に用いられるフォーカス装置の変形例１の概略断面図。The schematic sectional drawing of the modification 1 of the focus apparatus used for 2nd Embodiment. 第２の実施の形態に用いられるフォーカス装置の変形例２の概略断面図。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of Modification Example 2 of the focus device used in the second embodiment. 第２の実施の形態に用いられるフォーカス装置の変形例３の概略断面図。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of Modification Example 3 of the focus device used in the second embodiment.

Explanation of symbols

１…顕微鏡本体、１ａ…ベース部
１ｂ…胴部、１ｃ…支持フレーム
２…落射投光管、３…光源
４…ハーフミラー、５…フォーカス装置
６…レボルバ、７…対物レンズ
８…観察装置、９…ステージ
９１…Ｚステージ、９２…ＸＹステージ
１０…観察対象サンプル、１１…Ｚ軸ハンドル
５０１…ベース、５０２…オスアリ部
５０２ａ…孔部、５０３…案内円筒部
５０３ａ．５０４ａ…転動溝
５０４…円筒移動部、５０４ｂ…鍔部
５０５ａ〜５０５ｃ…剛球列、５０６…メスアリ部
５０７…ボールナット、５０８…ボールネジ
５０９…ボールネジサポート部、５１０…カップリング
５１１…パルスモータ、５１２…モータ保持部
５１３…制御部、５１４…防塵カバー、５１５…固定案内部
５１５ａ…Ｖ溝、５１６ａ〜５１６ｃ…円柱コロ列
５１７…ケーシング、５１８…円筒移動部
５１８ａ〜５１８ｃ…平面、５１８ｄ．５１９ａ…転動溝
５１９…押圧部、５２０…バネ部、５２２…測長スケール
５２１…センサ部、５２５…剛球列、５２６…ベース部
５２７…固定案内部、５２７ａ…Ｖ溝
５２８…移動部、５２８ａ、５２８ｂ…Ｖ溝
５２９…剛球列、５３０…可動案内部、５３０…可動案内部
５３０ａ…Ｖ溝、５３１…剛球列、５３２…固定部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microscope main body, 1a ... Base part 1b ... Trunk part, 1c ... Support frame 2 ... Epi-illumination projection tube, 3 ... Light source 4 ... Half mirror, 5 ... Focus apparatus 6 ... Revolver, 7 ... Objective lens 8 ... Observation apparatus, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Stage 91 ... Z stage, 92 ... XY stage 10 ... Sample to be observed, 11 ... Z-axis handle 501 ... Base, 502 ... Male ant portion 502a ... Hole, 503 ... Guide cylinder 503a. 504a ... Rolling groove 504 ... Cylinder moving part, 504b ... Hook part 505a to 505c ... Rigid ball row, 506 ... Female dovetail part 507 ... Ball nut, 508 ... Ball screw 509 ... Ball screw support part, 510 ... Coupling 511 ... Pulse motor, 512 ... Motor holding part 513 ... Control part 514 ... Dustproof cover 515 ... Fixed guide part 515a ... V-groove 516a-516c ... Cylindrical roller array 517 ... Case 518 ... Cylinder moving part 518a-518c ... Plane 518d. 519a: Rolling groove 519 ... Pressing part 520 ... Spring part 522 ... Measurement scale 521 ... Sensor part 525 ... Hard ball array 526 ... Base part 527 ... Fixed guide part 527a ... V groove 528 ... Moving part 528a 528b ... V-groove 529 ... rigid ball row, 530 ... movable guide portion, 530 ... movable guide portion 530a ... V groove, 531 ... hard ball row, 532 ... fixed member

Claims

A plurality of guide means arranged symmetrically around the observation optical axis of the microscope;
Moving means that is guided and supported by the guide means and is capable of focusing and moving on the observation optical axis,
A focusing apparatus, wherein all vectors of the supporting force for the moving means given from the plurality of guiding means are directed to the observation optical axis.

2. A focusing apparatus according to claim 1, wherein the supporting force applied to the moving means from the plurality of guiding means acts equally in a direction orthogonal to the observation optical axis.

3. The focus apparatus according to claim 1, wherein the guide means includes a guide mechanism disposed at a position symmetrical or concentric with respect to the observation optical axis.

The focus apparatus according to claim 3, wherein the guide mechanism includes a sliding mechanism or a rolling mechanism.

The focusing apparatus according to claim 1, wherein the moving unit has a cylindrical shape and is arranged so that a central axis of the cylindrical shape coincides with the observation optical axis.

The guide means has a cylindrical guide body, and the guide body is formed with a plurality of guide grooves formed along the central axis at equal intervals along the circumferential direction. 4. A focusing apparatus according to claim 3, wherein said moving means is movably supported through said rolling element.

The guide means includes a guide main body formed with a V-groove sandwiching the moving means, and a pressing member that applies a force in the V-groove direction to the moving means, and at least the pressing member and the moving means 4. A focusing apparatus according to claim 3, wherein a rolling element is arranged between the two and the moving means is movably supported.

In a microscope focusing device that moves the objective lens in the direction of the observation optical axis to adjust the focus on the sample,
A base that can be attached to a microscope support frame or an epi-illumination tube;
Guiding means provided on the base portion and arranged along the observation optical axis;
Moving means for holding the objective lens and being guided along the observation optical axis by the guiding means;
And a driving means for moving the moving means along the guide means.

The guide means includes a guide mechanism that abuts and supports the moving means with respect to the base portion, and a plurality of the guide mechanisms are arranged at positions symmetrical or concentric with respect to the observation optical axis. The focus device according to claim 8.

A microscope to which the focusing device according to claim 1 is applied.