JP2008128894A

JP2008128894A - 測定顕微鏡装置

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Publication number: JP2008128894A
Application number: JP2006315719A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamagishi; 毅山岸
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】面内測定に好適な条件と高さ測定に好適な条件とを簡単に切り換えられる測定顕微鏡装置を提供する。
【解決手段】測定顕微鏡装置は、被検体Ｓを載置するＸＹステージ１０と、被検体Ｓを光学的に観察するための観察光学系２０と、被検体Ｓに二つの指標像をそれぞれ異なる方向から投影する指標投影光学系３０と、被検体Ｓを照明する落射照明光学系４０と、指標投影光学系３０と落射照明光学系４０の光量の比率を連動して切り換える光量調節部５０とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学顕微鏡観察のもと、被検体の形状測定を行う測定顕微鏡装置に関する。

移動ステージに載置された加工物や電子部品などの被検体に対して、光学顕微鏡観察のもと、移動ステージを移動させ、その移動距離から被検体の面内寸法の測定を行い、また、焦点合わせを行い、その移動距離から被検体の高さ測定を行う測定顕微鏡装置が知られている。特に焦点合わせに関しては、より簡単にかつ安定した焦点検出が行えるよう焦点検出装置が考案されており、例えばＧＢ２０７６１７６Ｂに開示されているような指標投影像を用いた合焦検出装置を用いた方法があり、それを用いた測定顕微鏡装置が知られている。

この種の焦点検出装置を備えた測定顕微鏡装置を図６に示す。測定顕微鏡装置は、ＸＹステージ１０上に置かれた被検体Ｓを観察する観察光学系２０と、被検体Ｓに指標を投影する指標投影光学系３０とを有している。観察光学系２０は、対物レンズ２１と結像レンズ２２と接眼レンズ２３とを含み、その結像位置には十字線を持つ焦点板２４が配置されている。指標投影光学系３０は、合焦時の被検体Ｓと共役な位置に光路分割プリズム３５および指標３４が置かれ、後方には射出瞳と共役な位置に置かれた開口部３２と、電源８１に接続された光源３１がある。光路分割プリズム３５は、図７に示すように、二つの同一の半円形のウェッジプリズム３５ａと３５ｂが反対向きに隣接して配置されている。指標３４は、光路分割プリズム３５に近接して配置され、光路分割プリズム３５の分割線に直交する直線パターンを有している。

光源３１から射出された光は開口部３２を通過した後、ウェッジプリズム３５ａ，３５ｂで屈折され、それぞれａ，ｂの方向に進む。これにより、指標３４は、光路分割プリズム３５の分割線を境に、それぞれが異なる入射角で対物レンズ２１を介して被検体Ｓに投影される。図８に示すように、被検体Ｓが合焦状態にあるときは、被検体Ｓ上の指標３４の投影像は横ずれなく観察され、被検体Ｓが合焦状態からはずれているときは、指標３４の投影像は横ずれして観察される。これにより、合焦状態が指標３４像の横ずれとして容易に判定される。実際に被検体Ｓの形状を測定するには、ＸＹ方向すなわち面内測定は、光源３１からの照明光により被検体Ｓ像を観察し、焦点板２４の十字線と被検体Ｓ像のエッジを一致させるようにＸＹステージ１０を移動させ、その移動量で測定を行い、高さ測定すなわちＺ測定を行うには、被検体Ｓ上の異なる位置で、指標３４の像の横ずれを見ながら例えば対物レンズ２１を上下させて焦点合わせを行い、そのときの移動量から測定を行う。
ＧＢ２０７６１７６Ｂ

ところで、従来の測定顕微鏡装置では、面内形状測定を行うとき、観察用の照明は指標３４の投影と同じ光源からの光を使用した落射照明で行われ、対物レンズ２１を介して傾いた光で被検体が照明される。従って、デフォーカスにより像に横ずれが発生し、微小に高さ変化のある被検体や傾いた被検体などでは、その都度、正確に焦点合わせを行わないと、観察像のずれからＸＹの測定に測定誤差が混入してしまう。

この不具合を解消するため、図９に示すように、指標投影光学系３０と別に、光源４１と集光レンズ４２からなる落射照明光学系４０を設け、面内測定の安定を図ったものもある。しかし、この構成においても、以下に示す問題がある。

測定顕微鏡では、像位置に配置された焦点板の十字線と被検体像のエッジを一致させて面内形状測定を行う。このとき、焦点合わせ用の指標３４の像は視野内に不必要であるだけでなく、被検体像のエッジと十字線を合わせるという細かな観察には邪魔となり、合わせ誤差を生む可能性もある。また、高さ測定を行う際には、逆に指標３４の像が明瞭に観察されることが必要であるが、高さ測定をしている個所つまり指標３４が投影されている個所も重要であり、被検体Ｓのどの位置を測定しているか、測定する個所に傷やごみなどの異常がないかを確認するために、面内測定ほどの繊密さではないが、被検体Ｓの像を観察することが必要である。

また、被検体像の明るさは長時間観察しても疲労が少なく、細かい部分を注視できるような最適な明るさ範囲があり、面内測定のときには被検体Ｓの像の明るさがこの最適範囲に設定されればよいが、高さ測定の場合には指標３４の像を注視する関係上、被検体Ｓの像と指標３４の像を合わせた明るさがこの最適範囲にあることが望ましい。

従来の装置では、落射照明光学系４０からの照明光で面内測定を行っている状態から、高さ測定を行うために指標３４の像を投影し観察すると、被検体Ｓの像と指標３４の像を重ねて観察するので指標３４の像は明るくなりすぎて観察しにくいことがある。このような場合、指標３４の微小なずれ、つまりデフォーカスを見落としてしまうことも考えられ、高さ測定の誤差の要因になることもある。このため、測定を切り換えるたびに光量の再設定が必要となることが多く、特に、被検体Ｓの反射率が変化した場合に、落射照明光学系４０の光量と指標投影光学系３０の光量とをそれぞれ変更することとなり、測定にかかる動作は面倒なものとなってしまう。

以上のように、従来の測定顕微鏡装置では、面内測定と高さ測定の切り換えにおいて、それぞれに好適な条件にする作業は面倒なものである。このため、面内測定と高さ測定を頻繁に切り換える場合や、高さが異なる個所が多いために焦点合わせを頻繁に行うことが必要な被検体に対して面内測定を行う場合などにおいて、作業のわずらわしさとともに、測定に誤差が混入してしまうこともある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、面内測定に好適な条件と高さ測定に好適な条件とを簡単に切り換えられる測定顕微鏡装置を提供することである。

本発明の測定顕微鏡装置は、対物レンズを介して被検体を照明する照明光学系と、前記対物レンズを介して前記被検体に二つの指標像をそれぞれ異なる方向から投影する指標投影光学系と、前記対物レンズを介して前記被検体および前記指標像を観察する観察光学系と、前記照明光学系と前記指標投影光学系の光量の比率を連動して調節する光量調節手段とを有している。

本発明によれば、面内測定に好適な条件と高さ測定に好適な条件とを簡単に切り換えられる測定顕微鏡装置が提供される。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態による測定顕微鏡装置を図１に示す。図１に示すように、本実施形態における測定顕微鏡装置は、被検体Ｓを載置するＸＹステージ１０と、被検体Ｓを光学的に観察するための観察光学系２０と、被検体Ｓに二つの指標像をそれぞれ異なる方向から投影する指標投影光学系３０と、被検体Ｓを照明する落射照明光学系４０とを有している。

観察光学系２０は、対物レンズ２１と結像レンズ２２と接眼レンズ２３と焦点板２４とを含んでいる。焦点板２４は十字線を有し、対物レンズ２１と結像レンズ２２からなる結像光学系の結像位置に配置されている。対物レンズ２１と結像レンズ２２により焦点板２４上に形成される像と焦点板２４の十字線は接眼レンズ２３を通して観察される。

指標投影光学系３０は、光源３１と開口部３２と指標３４と光路分割プリズム３５と結像レンズ３６とハーフミラー３７と対物レンズ２１とを含んでいる。ハーフミラー３７は対物レンズ２１と結像レンズ２２の間に配置されており、指標像投射光学系３０の光路と観察光学系２０の光路を結合している。開口部３２は、対物レンズ２１と結像レンズ３６を介して、対物レンズ２１の射出瞳と共役な位置に配置されている。指標３４は直線状のパターンを有している。直線状のパターンは、遮光性パターンで構成されても、透光性パターンを有する遮光膜で構成されていてもよい。直線状のパターンは、これに限らないが、例えば一本の直線のパターンである。直線状のパターンは、互いに平行な複数本の直線のパターンであってもよい。光路分割プリズム３５は、図７に示すように、二つの同一の半円形のウェッジプリズム３５ａと３５ｂを有し、それらは反対向きに隣接して配置されている。光路分割プリズム３５は、指標３４を通過した光ビームを、互いに反対側にすなわち光軸に対して対称的に偏向された二本の光ビームに分割する。指標３４と光路分割プリズム３５は一体化され、対物レンズ２１と結像レンズ３６を介して、合焦時の被検体Ｓと共役な位置に配置されている。

落射照明光学系４０は、光源４１と集光レンズ４２とハーフミラー４３と対物レンズ２１とを含んでいる。ハーフミラー４３は対物レンズ２１とハーフミラー３７の間に配置されており、落射照明光学系４０の光路を観察光学系２０の光路に結合する。

観察光学系２０と指標投影光学系３０と落射照明光学系４０は対物レンズ２１を共有している。

この測定顕微鏡装置において、光源３１から発した光ビームの一部は開口部３２を通過する。開口部３２を通過した光ビームは指標３４を通過して光路分割プリズム３５に入射する。光路分割プリズム３５に入射した光ビームは二つのウェッジプリズム３５ａと３５ｂにより、図１中にａとｂで示されるように、光軸に対して互いに反対方向に偏向された二本の光ビームに分割される。分割された二本の光ビームは、結像レンズ３６とハーフミラー３７と対物レンズ２１を経た後、観察光学系２０の光軸に対して反対方向から斜めに同じ入射角で被検体Ｓに入射する。その結果、それぞれ指標３４の半分に対応する二つの指標像が被検体Ｓの表面上に形成される。別の言い方をすれば、二つの指標像が被検体Ｓに、観察光学系２０の光軸（対物レンズ２１の中心軸）に対して反対方向から斜めに同じ入射角で投影される。被検体Ｓに投影された指標像は観察光学系２０を介して目視によって観察される。

被検体Ｓに投影された二つの指標像は、観察光学系２０の光軸に沿った被検体Ｓの位置に応じて移動する。詳しくは、図８に示されるように、被検体Ｓに投影される二つの指標像３８ａと３８ｂは、非合焦状態では互いにずれて位置し、合焦状態では一直線上に整列する。このため、指標像３８ａと３８ｂの横ずれに基づいて合焦判定を容易に行える。

被検体Ｓの形状の測定において、二点間のＸＹ方向すなわち面内測定は次のように行う。光源３１からの照明光により被検体Ｓの像を観察しながら、ＸＹステージ１０を操作して被検体Ｓを移動させることにより、被検体Ｓ上の二点のそれぞれについて、焦点板２４の十字線と被検体Ｓの像のエッジとを一致させる。二点間で移動させるときのＸＹステージ１０の移動量をＸＹ方向に関する測定値とする。また二点間の高さ測定すなわちＺ測定は次のように行う。被検体Ｓ上の二点のそれぞれについて、指標像３８ａと３８ｂの横ずれを見ながら例えば対物レンズ２１を光軸に沿って上下させて焦点合わせを行う。そのときの対物レンズ２１の移動量ＺをＺ方向に関する測定値とする。

測定顕微鏡装置はさらに、指標投影光学系３０と落射照明光学系４０の光量の比率を連動して切り換える光量調節部５０を有している。光量調節部５０は、電源５１と、可変増幅器５２と、増幅器５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃと、アナログスイッチ５４，５５と、調整ボリューム５６と、スイッチ５７とを含んでいる。電源５１と増幅器５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃは、異なる電力を含む三つの電力を生成する電力生成手段を構成し、アナログスイッチ５４，５５は、三つの電力を切り換えて光源３１，４１のそれぞれに供給する切換手段を構成している。

電源５１は可変増幅器５２の入力端子に接続されている。可変増幅器５２は、その増幅率を調整するための調整ボリューム５６に接続されている。可変増幅器５２の出力端子は増幅器５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃの入力端子に接続されている。アナログスイッチ５４は切換スイッチで、二つの入力端子５４ａ，５４ｂと１つの出力端子５４ｃを有している。アナログスイッチ５４の入力端子５４ａは接地され、入力端子５４ｂは増幅器５３Ａの出力端子に接続されている。アナログスイッチ５４の出力端子５４ｃは指標投影光学系３０の光源３１に接続されている。アナログスイッチ５５もまた切換スイッチで、二つの入力端子５５ａ，５５ｂと１つの出力端子５５ｃを有している。アナログスイッチ５５の入力端子５５ａは増幅器５３Ｂの出力端子に接続され、入力端子５５ｂは増幅器５３Ｃの出力端子に接続されている。アナログスイッチ５５の出力端子５５ｃは落射照明光学系４０の光源４１に接続されている。アナログスイッチ５４，５５は、これらを連動して切り換えるためのスイッチ５７に接続されている。

増幅器５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃの増幅率は、例えば、それぞれが使用されたときの像の明るさの比が１：２：１となるように設定されている。つまり、増幅器５３Ａからの出力により光源３１が点灯されたときの指標投影光学系３０の光量を１としたとき、増幅器５３Ｂからの出力により光源４１が点灯されたときの落射照明光学系４０の光量が２、増幅器５３Ｃからの出力により光源４１が点灯されたときの落射照明光学系４０の光量が１となるように、増幅器５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃの増幅率の比が設定されている。増幅器５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃの増幅率の比は、これに限定されるものではなく、別の比であってもよい。

本実施形態において、面内測定を行う際は、スイッチ５７をオフにする。スイッチ５７がオフのとき、アナログスイッチ５４，５５は図１の状態となり、アナログスイッチ５４の出力端子５４ｃは接地電位となり、アナログスイッチ５５は増幅器５３Ｂからの出力を出力端子５５ｃから出力する。その結果、指標投影光学系３０内の光源３１は点灯されず、指標投影光学系３０は指標３４の投影を行わない。また、落射照明光学系４０内の光源４１は増幅器５３Ｂからの出力により点灯され、落射照明光学系４０は被検体Ｓを照明する。観察像が最適の明るさとなるように、被検体Ｓの反射率に応じて調整ボリューム５６により可変増幅器５２の増幅率を調整し、ＸＹステージ１０の操作により面内測定を行う。

高さ（Ｚ）測定を行う際は、スイッチ５７をオンにする。スイッチ５７がオンのとき、アナログスイッチ５４は増幅器５３Ａからの出力を出力端子５４ｃから出力し、アナログスイッチ５５は増幅器５３Ｃからの出力を出力端子５５ｃから出力する。その結果、指標投影光学系３０内の光源３１は増幅器５３Ａからの出力により点灯され、指標投影光学系３０は指標３４を被検体Ｓに投影する。また、落射照明光学系４０内の光源４１は増幅器５３Ｃからの出力により点灯され、落射照明光学系４０は被検体Ｓを照明する。このとき、スイッチ５７がオフ時の被検体Ｓの像の明るさをＩとすると、指標３４の像と被検体Ｓの像の明るさは共に０．５Ｉとなる。これにより、明るさの抑えられた被検体Ｓの像の上に、焦点合わせ用の指標３４の像が最適な明るさで投影される。

従って、スイッチ５７のオン・オフの切り換えだけで、指標投影光学系３０の光量と落射照明光学系４０の光量の比率が連動して調節され、面内測定に好適な条件と高さ測定に好適な条件とが簡単に切り換えられる。そして、高さ測定において注視する指標３４の像が明る過ぎて見にくいというようなことはなく、また、被検体Ｓの像も同時に良好に見えるので、測定個所の確認も容易である。さらに、被検体Ｓの反射率が変化しても、調整ボリューム５６による観察像の明るさの設定のみで高さ測定に対しても最適条件を作れ、さまざまな被検体Ｓに対しても従来のような煩雑な作業の必要なく設定が容易である。

本実施形態では、光源３１，４１に関して特に明記していないが、光源３１，４１は電球であってもよいが、電球に限らず、ＬＥＤなどの光学素子でもよい。より好ましくは、落射照明光学系４０の光源３１が白色の光源であるのに対して、指標投影光学系３０の光源４１が緑色などの異なる色の光源であるとよく、より視認性の高い条件が得られる。

また、増幅器５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃの増幅率の比に関して、より好ましい形態としては、それぞれが調整ボリュームやディップスイッチなどで初期設定可能であり、被検体Ｓの種類、装置構成、測定者に応じて設定されるとよい。

また、増幅率の比の変更は、増幅器にかぎらず、抵抗を組み合わせて行ってもよい。

以上の通り、本実施形態による測定顕微鏡装置においては、非常に簡単な操作によって面内測定と高さ測定の最適条件が切り換えられる。

＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態は図１の測定顕微鏡装置の光量調節部に代わる別の光量調節部に向けられている。本発明の第二実施形態による光量調節部を図２に示す。図２に示すように、本実施形態では、光量調節部６０は、電源６１と、可変増幅器６２と、光源６３Ａ，６３Ｂと、ファイバーライトガイド６７、６８と、調整ボリューム６９とを含んでいる。

電源６１は可変増幅器６２の入力端子に接続されている。可変増幅器６２は、その増幅率を調整するための調整ボリューム６９に接続されている。可変増幅器６２の出力端子は光源６３Ａ，６３Ｂに接続されている。ファイバーライトガイド６７，６８はそれぞれ光源６３Ａ，６３Ｂからの光を取り込む端面６７ｂ，６８ｂを有している。ファイバーライトガイド６７は指標投影光学系３０に接続され、ファイバーライトガイド６８は落射照明光学系４０に接続されている。指標投影光学系３０は光源を含まず、ファイバーライトガイド６７の端面６７ａが光源として機能する。同様に、落射照明光学系４０は光源を含まず、ファイバーライトガイド６８の端面６８ａが光源として機能する。ファイバーライトガイド６７，６８は光源６３Ａ，６３Ｂからの光を指標投影光学系３０と落射照明光学系４０にそれぞれ導く導光手段を構成している。

光量調節部６０はさらに、回転可能に支持された回転板６４を含んでいる。回転板６４には、回転板６４を手動により回転させるためのレバー６６が取り付けられている。回転板６４は、図３に示すように、遮光部６４ａと開口６４ｂを有し、また二枚のフィルター６５Ａ，６５Ｂを保持している。遮光部６４ａと開口６４ｂとフィルター６５Ａ，６５Ｂは透過光の光量を制御する光学部材として機能する。遮光部６４ａと開口６４ｂとフィルター６５Ａ，６５Ｂは、直径が二本のファイバーライトガイド６７，６８の間隔に等しく回転板６４の回転中心と同中心の円の円周上に等しい角度間隔で配置されている。遮光部６４ａと開口６４ｂは回転板６４の回転中心に対して点対称に位置し、フィルター６５Ａ，６５Ｂは回転板６４の回転中心に対して点対称に位置している。図２に示すように、回転板６４は光源６３Ａ，６３Ｂとファイバーライトガイド６７，６８の間に配置されており、遮光部６４ａと開口６４ｂとフィルター６５Ａ，６５Ｂは光源６３Ａ，６３Ｂからファイバーライトガイド６７，６８に至るそれぞれの光路上に配置されうる。つまり、回転板６４は、光源６３Ａ，６３Ｂからファイバーライトガイド６７，６８に至るそれぞれの光路上に遮光部６４ａと開口６４ｂとフィルター６５Ａ，６５Ｂの一つを切り換えて配置する切換機構を構成している。また、回転板６４と遮光部６４ａと開口６４ｂとフィルター６５Ａ，６５Ｂは、ファイバーライトガイド６７，６８に入射する光の強度を制御する強度制御手段を構成している。

フィルター６５Ａ，６５Ｂの透過率は、例えば、それぞれを使用したときの像の明るさが１：１なるように設定されている。さらに、フィルター６５Ａ，６５Ｂの透過率は、それぞれを使用したときの像の明るさが、開口６４ｂを使用したときの像の明るさの半分になるように設定されている。つまり、フィルター６５Ａを通過した光を使用した指標投影光学系３０の光量を１としたとき、開口６４ｂを通過した光を使用した落射照明光学系４０の光量が２、フィルター６５Ｂを通過した光を使用した落射照明光学系４０の光量が１となるように、フィルター６５Ａ，６５Ｂの透過率が設定されている。フィルター６５Ａ，６５Ｂの透過率は、これに限定されるものではなく、別の設定であってもよい。

本実施形態において、面内測定を行う際は、レバー６６の操作により回転板６４を回転させて、図３の左側に示されるように、光源６３Ａからファイバーライトガイド６７に至る光路上に遮光部６４ａを配置し、光源６３Ｂからファイバーライトガイド６８に至る光路上に開口６４ｂを配置する。この状態では、光源６３Ａからの光は遮光部６４ａで遮断されてファイバーライトガイド６７の端面６７ｂに入射しない。光源６３Ｂからの光は開口６４ｂを通過し、光量が落とされることなく、ファイバーライトガイド６８の端面６８ｂに入射する。その結果、指標投影光学系３０は指標３４の投影を行わず、落射照明光学系４０は被検体Ｓを照明する。観察像が最適の明るさとなるように、被検体Ｓの反射率に応じて調整ボリューム６９により可変増幅器６２の増幅率を調整し、ＸＹステージ１０の操作により面内測定を行う。

高さ（Ｚ）測定を行う際は、レバー６６の操作により回転板６４を回転させて、図３の右側に示されるように、光源６３Ａからファイバーライトガイド６７に至る光路上にフィルター６５Ａを配置し、光源６３Ｂからファイバーライトガイド６８に至る光路上にフィルター６５Ｂを配置する。この状態では、光源６３Ａからの光はフィルター６５Ａにより減光されてファイバーライトガイド６７の端面６７ｂに入射し、光源６３Ｂからの光はフィルター６５Ｂにより減光されてファイバーライトガイド６８の端面６８ｂに入射する。その結果、指標投影光学系３０は指標３４を被検体Ｓに投影し、落射照明光学系４０は被検体Ｓを照明する。このとき、開口６４ｂを通過した光を使用したときの被検体Ｓの像の明るさをＩとすると、指標３４の像と被検体Ｓの像の明るさは共に０．５Ｉとなる。これにより、明るさの抑えられた被検体Ｓの像の上に、焦点合わせ用の指標３４の像が最適な明るさで投影される。

従って、レバー６６の操作によって、指標投影光学系３０の光量と落射照明光学系４０の光量の比率が連動して調節され、面内測定に好適な条件と高さ測定に好適な条件とが簡単に切り換えられる。そして、高さ測定において注視する指標３４の像が明る過ぎて見にくいというようなことはなく、また、被検体Ｓの像も同時に良好に見えるので、測定個所の確認も容易である。さらに、被検体Ｓの反射率が変化しても、調整ボリューム６９による観察像の明るさの設定のみで高さ測定に対しても最適条件を作れ、さまざまな被検体Ｓに対しても従来のような煩雑な作業の必要なく設定が容易である。より好ましくは、フィルター６５Ａを特定の波長域を透過する特性を持つものとし、被検体Ｓに応じて、より高い視認性で指標３４の像が観察されるように、フィルター６５Ａを交換して指標３４の投影像の色を変更して、より視認性の高い条件を得るとよい。

本実施形態では回転板６４は手動により回転される構成であるが、回転板６４はモーターにより回転される構成としてもよい。この場合、例えば、回転板６４は外周にギアを有し、モーターは回転板６４のギアに噛み合うギアを回転させる。

［変形例１］
本変形例は、回転板６４で構成された切換機構に代わる別の切換機構に向けられている。本変形例による切換機構を図４に示す。図４に示すように、本変形例では、切換機構は、ベース７１に対して直線移動可能に支持されたスライダー７２を含んでいる。スライダー７２には、スライダー７２を手動により移動させるためのレバー７３が取り付けられている。スライダー７２は遮光部７２ａと開口７２ｂを有し、また二枚のフィルター６５Ａ，６５Ｂを保持している。遮光部７２ａと開口７２ｂとフィルター６５Ａ，６５Ｂは透過光の光量を制御する光学部材として機能する。遮光部７２ａと開口７２ｂの間隔はファイバーライトガイド６７，６８の間隔に等しく、フィルター６５Ａ，６５Ｂの間隔はファイバーライトガイド６７，６８の間隔に等しい。

面内測定を行う際は、レバー７３の操作によりスライダー７２を移動させて、図４の上側に示されるように、光源６３Ａからファイバーライトガイド６７に至る光路上に遮光部７２ａを配置し、光源６３Ｂからファイバーライトガイド６８に至る光路上に開口７２ｂを配置する。また、高さ測定を行う際は、レバー７３の操作によりスライダー７２を移動させて、図４の下側に示されるように、光源６３Ａからファイバーライトガイド６７に至る光路上にフィルター６５Ａを配置し、光源６３Ｂからファイバーライトガイド６８に至る光路上にフィルター６５Ｂを配置する。

［変形例２］
本変形例は、図２の光量調節部の要部に代わる別の光量調節部の要部に向けられている。本変形例による光量調節部の要部を図５に示す。図５に示すように、本変形例では、光量調節部は、二つの光源６３Ａ，６３Ｂに代えて一つの光源６３を有し、光源６３からの光を分割してファイバーライトガイド６７，６８に導く二つのビームスプリッター７７Ａ，７７Ｂと、ビームスプリッター７７Ａ，７７Ｂを切り換える切換機構とを含んでいる。切換機構は、ベース７５に対して直線移動可能に支持されたスライダー７６を含んでいる。スライダー７６は、ビームスプリッター７７Ａ，７７Ｂを保持している。二つのビームスプリッター７７Ａ，７７Ｂは、光源６３からの光を異なる割合で分割する。例えば、ビームスプリッター７７Ａは、光源６３からの光をすべて透過してファイバーライトガイド６７に導く、ファイバーライトガイド６８へは光源６３からの光をまったく導かない。一方、ビームスプリッター７７Ｂは、光源６３からの光の一部を透過してファイバーライトガイド６７に導き、残りの光を反射してファイバーライトガイド６８に導く。さらにビームスプリッター７７Ｂは、ファイバーライトガイド６７に入射した光を使用した指標投影光学系３０の光量と、ファイバーライトガイド６８に入射した光を使用した落射照明光学系４０の光量とが等しくなるように、光源６３からの光を分割する。

面内測定を行う際は、スライダー７６を移動させて、図５の上側に示されるように、光源６３Ａからファイバーライトガイド６７に至る光路上にビームスプリッター７７Ａを配置する。また、高さ測定を行う際は、スライダー７６を移動させて、図５の下側に示されるように、光源６３Ａからファイバーライトガイド６７に至る光路上にビームスプリッター７７Ｂを配置する。

これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。

本発明の第一実施形態による測定顕微鏡装置を示している。本発明の第二実施形態による光量調節部を示している。図２に示された回転板の斜視図である。本発明の第二実施形態の変形例による切換機構を示している。本発明の第二実施形態の別の変形例による光量調節部の要部を示している。従来の測定顕微鏡装置を示している。図６に示された光路分割プリズムの斜視図である。合焦状態と非合焦状態における指標像を示している。落射照明光学系を備えた従来の別の測定顕微鏡装置を示している。

符号の説明

１０…ＸＹステージ、２０…観察光学系、２１…対物レンズ、２２…結像レンズ、２３…接眼レンズ、２４…焦点板、３０…指標投影光学系、３１…光源、３２…開口部、３４…指標、３５…光路分割プリズム、３５ａ，３５ｂ…ウェッジプリズム、３６…結像レンズ、３７…ハーフミラー、３８ａ，３８ｂ…指標像、４０…落射照明光学系、４１…光源、４２…集光レンズ、４３…ハーフミラー、５０…光量調節部、５１…電源、５２…可変増幅器、５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ…増幅器、５４…アナログスイッチ、５４ａ，５４ｂ…入力端子、５４ｃ…出力端子、５５…アナログスイッチ、５５ａ，５５ｂ…入力端子、５５ｃ…出力端子、５６…調整ボリューム、５７…スイッチ、６０…光量調節部、６１…電源、６２…可変増幅器、６３…光源、６３Ａ，６３Ｂ…光源、６４…回転板、６４ａ…遮光部、６４ｂ…開口、６５Ａ，６５Ｂ…フィルター、６６…レバー、６７…ファイバーライトガイド、６７ａ，６７ｂ…端面、６８…ファイバーライトガイド、６８ａ，６８ｂ…端面、６９…調整ボリューム、７１…ベース、７２…スライダー、７２ａ…遮光部、７２ｂ…開口、７３…レバー、７５…ベース、７６…スライダー、７７Ａ，７７Ｂ…ビームスプリッター、８１…電源。

Claims

対物レンズを介して被検体を照明する照明光学系と、
前記対物レンズを介して前記被検体に二つの指標像をそれぞれ異なる方向から投影する指標投影光学系と、
前記対物レンズを介して前記被検体および前記指標像を観察する観察光学系と、
前記照明光学系と前記指標投影光学系の光量の比率を連動して調節する光量調節手段とを有することを特徴とする測定顕微鏡装置。
前記照明光学系と前記指標投影光学系はそれぞれ光源を含み、前記光量調節手段は、異なる電力を含む少なくとも三つの電力を生成する電力生成手段と、前記電力を切り換えて前記光源のそれぞれに供給する切換手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の測定顕微鏡装置。
前記電力生成手段は、電源と、前記電源の出力が入力される少なくとも三つの増幅器とを含み、前記切換手段は、前記光源にそれぞれ接続された互いに連動する二つの切換スイッチを含むことを特徴とする請求項２に記載の測定顕微鏡装置。
前記光量調節手段は、光源と、前記光源からの光を前記照明光学系と前記指標投影光学系にそれぞれ導く導光手段と、前記導光手段に入射する光の強度を制御する強度制御手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の測定顕微鏡装置。
前記導光手段は、前記照明光学系と前記指標投影光学系にそれぞれ接続された二本のファイバーライトガイドを含み、前記強度制御手段は、透過光の光量を制御する複数の光学部材と、前記光源から前記ファイバーライトガイドに至るそれぞれの光路上に前記光学部材の一つを切り換えて配置する切換機構とを含むことを特徴とする請求項４に記載の測定顕微鏡装置。
前記光学部材は遮光部材と開口と二枚のフィルターとを含み、前記切換機構は前記光学部材を保持している回転可能に支持された回転板を含むことを特徴とする請求項５に記載の測定顕微鏡装置。
前記光学部材は遮光部材と開口と二つのフィルターとを含み、前記切換機構は前記光学部材を保持している直線移動可能に支持されたスライダーを含むことを特徴とする請求項５に記載の測定顕微鏡装置。
前記導光手段は、前記照明光学系と前記指標投影光学系にそれぞれ接続された二本のファイバーライトガイドを含み、前記強度制御手段は、前記光源からの光を分割して前記ファイバーライトガイドに導く二つのビームスプリッターと、前記ビームスプリッターを切り換える切換機構とを含み、前記二つのビームスプリッターは前記光源からの光をそれぞれ異なる割合で分割することを特徴とする請求項４に記載の測定顕微鏡装置。