JP2008170873A - Microscope lens barrel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入射した観察光を収斂させて観察像を結像させる結像レンズと、該観察像を外部へ導出する導出部とを備えた顕微鏡鏡筒に関する。 The present invention relates to a microscope barrel provided with an imaging lens for converging incident observation light to form an observation image and a deriving unit for deriving the observation image to the outside.
従来、金属や半導体などの不透明な試料の表面を顕微鏡によって観察する場合、試料の上方から照明光を照射させる落射照明が利用されている。落射照明を行うための落射照明光学系には、例えば特許文献1に開示されたものがある。特許文献1に記載の落射照明光学系では、対物レンズの瞳位置に光源像を投影させ、照明ムラやフレア等を除去することができる高機能なケーラー照明を行う高機能照明光学系と、対物レンズの瞳位置に光源像を投影させて簡易的なケーラー照明を行う簡易照明光学系とが容易に交換可能とされている。 Conventionally, when observing the surface of an opaque sample such as a metal or semiconductor with a microscope, epi-illumination in which illumination light is irradiated from above the sample has been used. An epi-illumination optical system for performing epi-illumination includes, for example, one disclosed in Patent Document 1. In the epi-illumination optical system described in Patent Document 1, a high-performance illumination optical system that performs high-performance Koehler illumination capable of projecting a light source image on the pupil position of an objective lens and removing illumination unevenness, flare, and the like, and an objective A simple illumination optical system that performs simple Koehler illumination by projecting a light source image on the pupil position of the lens can be easily replaced.
ところが、上述のような従来の落射照明光学系を備えた顕微鏡では、顕微鏡鏡筒および接眼レンズ等を用いて構成される観察系と、対物レンズとの間に落射照明光学系を挿入配置する必要があり、接眼レンズをのぞき込む位置(アイポイント)が高くなるため、接眼レンズを介して目視観察を行う場合に操作性が悪くなるばかりか、検鏡者に無理な姿勢を強いるなどの不都合が生じるという問題があった。 However, in the microscope equipped with the conventional epi-illumination optical system as described above, it is necessary to insert the epi-illumination optical system between the observation system configured using a microscope barrel and an eyepiece and the objective lens. Since the position (eye point) into which the eyepiece lens is looked up becomes high, not only the operability is deteriorated when performing visual observation through the eyepiece lens, but also inconveniences such as forcing the spectrographer into an unreasonable posture occur. There was a problem.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アイポイントを低く抑えつつ落射照明を行うことができ、接眼レンズを介して目視観察を行う場合の操作性を向上させることができる顕微鏡鏡筒を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and can perform epi-illumination while keeping the eye point low, and can improve operability when performing visual observation through an eyepiece. The object is to provide a tube.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、入射した観察光を収斂させて観察像を結像させる結像レンズと、該観察光を外部へ導出する導出部とを備えた顕微鏡鏡筒において、所定波長域の照明光を発する光源と、前記結像レンズを介する光の光路を複数光路に分岐させ、該複数光路のうち前記光源が設けられた照明光路から入射される前記照明光を前記結像レンズを介して射出させるとともに、該結像レンズを介して入射される前記観察光を前記照明光路以外の光路であって前記導出部に接続された観察光路へ導入する分岐光学系と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a microscope lens barrel according to the present invention converges incident observation light to form an observation image and derives the observation light to the outside. In a microscope barrel provided with a derivation unit, a light source that emits illumination light in a predetermined wavelength range, and an optical path of light that passes through the imaging lens is branched into a plurality of optical paths, and the illumination provided with the light source among the plurality of optical paths The illumination light incident from the optical path is emitted through the imaging lens, and the observation light incident through the imaging lens is connected to the derivation unit in an optical path other than the illumination optical path. And a branching optical system introduced into the observation optical path.
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記照明光路に設けられ、前記光源が発した前記照明光を集めて前記分岐光学系へ入射させる照明光学系を備えたことを特徴とする。 Further, the microscope barrel according to the present invention is characterized in that, in the above invention, provided with the illumination optical system that is provided in the illumination optical path and collects the illumination light emitted from the light source and makes it incident on the branching optical system. And
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記照明光学系は、前記照明光を収斂させて前記光源の光源像を結像させる第1照明光学系と、前記光源像を経由した前記照明光を集めて前記分岐光学系へ入射させる第2照明光学系とを備えたことを特徴とする。 The microscope lens barrel according to the present invention is the above-described invention, wherein the illumination optical system passes through the light source image and a first illumination optical system that converges the illumination light to form a light source image of the light source. And a second illumination optical system that collects the illumination light and makes it incident on the branch optical system.
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記照明光学系は、前記照明光を平行または略平行な光束として前記分岐光学系へ入射させることを特徴とする。 In the microscope barrel according to the present invention as set forth in the invention described above, the illumination optical system causes the illumination light to enter the branch optical system as a parallel or substantially parallel light beam.
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記結像レンズは、前記照明光を収斂させ、該照明光の射出光路上の所定位置に前記光源の投影像を結像させることを特徴とする。 In the microscope barrel according to the present invention as set forth in the invention described above, the imaging lens converges the illumination light and forms a projection image of the light source at a predetermined position on an emission optical path of the illumination light. It is characterized by.
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記結像レンズは、前記射出光路に設けられる対物レンズの瞳上に前記投影像を結像させることを特徴とする。 In the microscope barrel according to the present invention as set forth in the invention described above, the imaging lens forms the projection image on a pupil of an objective lens provided in the exit optical path.
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記光源および前記照明光学系は、前記複数光路の中から切換自在に選択される選択光路に設けられ、前記導出部は、複数であり、前記選択光路以外の光路に各々接続されることを特徴とする。 Further, in the microscope barrel according to the present invention, in the above invention, the light source and the illumination optical system are provided in a selection optical path that is switchably selected from the plurality of optical paths, and the derivation unit includes a plurality of the derivation units. And each of them is connected to an optical path other than the selected optical path.
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記光源および前記照明光学系は、複数であり、前記選択光路ごとに異なる前記光源および前記照明光学系を択一的に配置させる光源切換機構を備えたことを特徴とする。 The microscope barrel according to the present invention is the light source according to the above invention, wherein the light source and the illumination optical system are plural, and the light source and the illumination optical system that are different for each of the selected optical paths are arranged alternatively. A switching mechanism is provided.
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記光源および前記照明光学系を異なる前記選択光路に切換自在に配置させる光源切換機構を備えたことを特徴とする。 The microscope barrel according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, a light source switching mechanism that switchesably arranges the light source and the illumination optical system in different selection light paths is provided.
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記導出部および前記観察光路は複数であり、該観察光路ごとに異なる該導出部が接続され、前記分岐光学系は、前記結像レンズを介して入射された前記観察光を複数の前記観察光路へ導入することを特徴とする。 In the microscope barrel according to the present invention, in the above invention, the derivation unit and the observation optical path are plural, and the derivation unit that is different for each observation optical path is connected. The observation light incident through a lens is introduced into a plurality of observation light paths.
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記光源は、LEDであることを特徴とする。 In the microscope barrel according to the present invention as set forth in the invention described above, the light source is an LED.
本発明にかかる顕微鏡鏡筒によれば、アイポイントを低く抑えつつ落射照明を行うことができ、接眼レンズを介して目視観察を行う場合の操作性を向上させることができる。 According to the microscope barrel according to the present invention, it is possible to perform epi-illumination while keeping the eye point low, and it is possible to improve operability when performing visual observation through an eyepiece.
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる顕微鏡鏡筒の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一符号を付して示している。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a microscope barrel according to the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Moreover, in description of drawing, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the same part.
(実施の形態1)
まず、本発明の実施の形態1にかかる顕微鏡鏡筒について説明する。図1は、本実施の形態1にかかる顕微鏡鏡筒を用いた顕微鏡100の外観構成を示す図である。この図に示すように、顕微鏡100は、試料1が載置されるステージ2と、ステージホルダ3aを介してステージ2を支持する顕微鏡本体3と、顕微鏡本体3の前側(図1における左側)先端部に設けられたレボルバ4と、レボルバ4に対して交換自在に取り付けられる複数の対物レンズ5とを備える。また、顕微鏡本体3上には、顕微鏡鏡筒としての鏡筒6と、鏡筒6の前面部(図1における左側面部)に取り付けられた双眼部7と、双眼部7の前面部に設けられた一対の接眼レンズ8とを備える。
(Embodiment 1)
First, the microscope barrel according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating an external configuration of a
試料1は、ステージ2とともに、顕微鏡本体3の側面部に凸設された焦準ハンドル3bの回動操作に連動して上下動されるステージホルダ3aによって昇降移動され、対物レンズ5に対して焦準合わせ(ピント合わせ)される。また、試料1は、図示しない平面駆動機構によって、対物レンズ5の光軸OAに垂直な平面内で自在に移動される。対物レンズ5は、レボルバ4の回動操作に応じて試料1上に択一的に配置される。鏡筒6は、後述のように内部に備えた光源が発する照明光を、対物レンズ5を介して試料1に照射させて落射照明を行う。
The sample 1 is moved up and down by the
対物レンズ5は、後述のように鏡筒6が内部に備える結像レンズと協働し、鏡筒6によって照明された試料1の観察像を結像させる。その際、対物レンズ5は、試料1上の各点から発せられる観察光を平行光として結像レンズへ射出させる。結像レンズは、対物レンズ5から入射される観察光を収斂させて観察像を結像させる。この観察像は、鏡筒6から双眼部7へ導出され、左右方向(図1における紙面垂直方向)に2分割された後、一対の接眼レンズ8を介して目視観察される。
The
つづいて、本実施の形態1にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒6について説明する。図2は、鏡筒6の内部構成を示す図である。この図に示すように鏡筒6は、鏡筒本体11の内部に結像レンズ12と、分岐光学系としての分岐プリズム13と、光源14と、照明光学系としてのコレクタレンズ15とを備える。鏡筒6は、鏡筒本体11の底部に設けられた丸アリ等の取付部11bを介して顕微鏡本体3の上部に着脱自在に取り付けられる。
Next, the
結像レンズ12は、取付部11b内に形成された開口部11cの上部に設けられており、鏡筒6が顕微鏡本体3上に取り付けられた場合、この開口部11cを介して対物レンズ5と共軸に配置される。結像レンズ12は、対物レンズ5の光軸OAに沿って開口部11cから入射される観察光を受光して収斂させ、試料1の観察像を結像させる。
The
分岐プリズム13は、接合プリズムであって、その接合面に相当する分割面13aに入射した光を所定の透過率および反射率で各々透過および反射させる。これによって分岐プリズム13は、入射した光を所定の強度比で分割させるとともに、入射した光の光路を2つの光路に分岐させる。具体的には、分岐プリズム13は、結像レンズ12を介して入射される観察光の光路を反射光路OBと透過光路OCとに分岐させ、その観察光の一部を所定の割合で反射光路OBへ導入する。なお、図2では、反射光路OBおよび透過光路OCを各々の光路の光軸で代表させて簡易的に示している。
The branching
反射光路OBは、観察光路として、鏡筒本体11上に設けられた導出部11aに光学的に接続されている。ここで、導出部11aは、鏡筒本体11の前面部に設けられた開口部であって、鏡筒6と双眼部7との光学的な接続部である。結像レンズ12が収斂させる観察光は、この導出部11aを介して鏡筒本体11の外部へ導出され、双眼部7に入射されて2分割された後、左右の接眼レンズ8の各入射瞳上(前側焦平面上)に観察像を結像させる。結像された観察像は、接眼レンズ8を介して検鏡者に目視観察される。
The reflected optical path OB is optically connected to a lead-out
一方、照明光路としての透過光路OCには、光源14およびコレクタレンズ15が設けられている。光源14は、照明光として白色光を発する白色光源であり、例えばLED、ハロゲンランプ等が用いられる。コレクタレンズ15は、光源14の各点から発せられる照明光を集め、平行または略平行な光束として分岐プリズム13へ入射させる。分岐プリズム13は、コレクタレンズ15から入射された照明光を透過させ、結像レンズ12および開口部11cを介して鏡筒本体11の外部へ射出させる。
On the other hand, a
結像レンズ12は、射出させた照明光を収斂させ、この照明光の射出光路上、つまり透過光路OCを延長した光路上の所定位置に光源14の投影像を結像させる。具体的には、結像レンズ12は、鏡筒6が顕微鏡本体3上に取り付けられている場合、対物レンズ5の瞳5a上もしくはその近傍に光源14の投影像を結像させる。この投影像を経由した照明光は、対物レンズ5によって試料1上に均一に照射され、これによって試料1は落射照明される。
The
このように、鏡筒6では、分岐プリズム13は、結像レンズ12を介する光の光路を反射光路OBおよび透過光路OCに分岐させ、この各光路のうち光源14が設けられた照明光路としての透過光路OCから入射される照明光を、結像レンズ12を介して開口部11cから射出させるとともに、開口部11cおよび結像レンズ12を介して入射される観察光を照明光路以外の光路であって導出部11aに光学的に接続された観察光路としての反射光路OBへ導入するようにしている。このため、鏡筒6と対物レンズ5との間に落射照明光学系やこれを有する投光管を設けることなく、試料1に対して落射照明を行うことができるとともに、試料1の観察像を、反射光路OB、導出部11aおよび双眼部7を介して接眼レンズ8の入射瞳上に結像させ、接眼レンズ8による目視観察に供することができる。
As described above, in the
これによって、鏡筒6では、従来技術にかかる鏡筒を用いた顕微鏡に比して、顕微鏡100におけるアイポイントを低く抑えつつ落射照明を行うことができ、接眼レンズ8を介して目視観察を行う場合の操作性を向上させることができる。また、鏡筒6では、従来個別に設けられていた落射照明光学系と鏡筒とを一体化してコンパクトに構成することができるため、顕微鏡構成の簡易化および小型化を促進させることができる。
Thereby, the
(実施の形態2)
つぎに、本発明の実施の形態2にかかる顕微鏡鏡筒について説明する。図3は、本実施の形態2にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒26の内部構成を示す図である。この図に示すように鏡筒26は、上述した鏡筒6の構成をもとに、コレクタレンズ15に替えて照明光学系25を備えるとともに、鏡筒本体11に替えて鏡筒本体21内に各構成部品を保持している。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。なお、鏡筒26は、例えば鏡筒6と交換自在に顕微鏡100に用いられる。
(Embodiment 2)
Next, a microscope barrel according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating an internal configuration of a
照明光学系25は、第1照明光学系としてのコレクタレンズ22および収斂レンズ23と、第2照明光学系としてのコリメートレンズ24と、開口絞り27と、視野絞り28とを備え、高機能なケーラー照明を行う高機能照明光学系として構成されており、照明光路としての透過光路OC上に設けられている。
The illumination
コレクタレンズ22は、光源14の各点から発せられる照明光を集め、自レンズの前側焦点を通過する光線を平行もしくは略平行な光束として射出させる。収斂レンズ23は、コレクタレンズ22が射出させた照明光を収斂させ、自レンズの後側焦点上もしくはその近傍に光源14の光源像29を結像させる。コリメートレンズ24は、光源像29を経由した照明光を集め、平行もしくは略平行な光束として分岐プリズム13に入射させる。
The
開口絞り27は、鏡筒26が顕微鏡本体3上に取り付けられた場合に対物レンズ5の瞳5aと共役な平面上に設けられており、例えば虹彩絞り機構として構成され、その開口部27aの大きさ(絞り径)が変更自在とされている。開口絞り27は、設定された絞り径に応じ、結像レンズ12によって対物レンズ5の瞳5a上に結像される光源14の投影像の大きさを制限することができ、試料1に対する照明光のNA(開口数)を規定することができる。
The
視野絞り28は、鏡筒26が顕微鏡本体3上に取り付けられた場合に試料1と共役な平面上に設けられており、例えば開口絞り27と同様に構成され、開口部28aの大きさ(絞り径)が変更自在とされている。視野絞り28は、設定された絞り径に応じ、試料1上に照射される照明光の照射範囲(照野)を制限することができる。
The
このように、鏡筒26では、照明光のNAおよび照野を変更自在に試料1に対して高機能なケーラー照明を行うことができる照明光学系25を備えたため、上述した鏡筒6と同様に、顕微鏡100におけるアイポイントを低く抑えつつ試料1に対して落射照明を行うことができ、接眼レンズ8を介して目視観察を行う場合の操作性を向上させることができることに加えて、照明ムラおよびフレア等を抑制して一層均一化した落射照明を行うことができ、試料1の観察像をより鮮明に結像させることができる。また、照明光のNAおよび照野を適宜変更することができ、様々な照明条件下で試料1の観察を行うことができる。
As described above, the
(実施の形態3)
つぎに、本発明の実施の形態3にかかる顕微鏡鏡筒について説明する。図4−1および図4−2は、本実施の形態3にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒36の内部構成を示す図である。この図に示すように、鏡筒36は、上述した鏡筒6の構成をもとに、光源切換機構30を新たに備え、光源14およびコレクタレンズ15をさらに1組備えるとともに、鏡筒本体11に替えて鏡筒本体31内に各構成部品を保持している。また、鏡筒本体31上には、試料1の観察像を撮像して観察画像を生成する撮像装置9が新たに設けられている。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。なお、鏡筒36は、例えば鏡筒6と交換自在に顕微鏡100に用いられる。
(Embodiment 3)
Next, a microscope barrel according to the third embodiment of the present invention will be described. FIGS. 4-1 and FIGS. 4-2 are figures which show the internal structure of the
光源切換機構30は、スライダ37と、棒状のガイド38とを用いて構成されている。2本のガイド38は、スライダ37に対して左右方向(図中、紙面と垂直方向)に貫装され、スライダ37は、ガイド38に沿って移動自在とされている。また、スライダ37は、保持部37a,37bが設けられており、それぞれ光源14およびコレクタレンズ15を内部に保持している。保持部37a,37bは、スライダ37上で左右方向の異なる位置に設けられており、例えば図4−1に示すように、保持部37aが透過光路OCに配置された場合、保持部37bは反射光路OBから退避される。一方、図4−2に示すように、保持部37bが反射光路OBに配置された場合には、保持部37aが透過光路OCから退避される。これによって、光源切換機構30は、反射光路OBおよび透過光路OCごとに、異なる光源14およびコレクタレンズ15の組を択一的に配置させることができる。
The light
スライダ37には、鏡筒本体31から外部へ凸設された図示しないツマミが設けられており、検鏡者は、このツマミを利用してスライダ37をガイド38に沿って自在に移動させることができ、光源14およびコレクタレンズ15の組を反射光路OBまたは透過光路OCに択一的かつ切換自在に配置させることができる。また、光源切換機構30には、図示しないストッパが左右2ヶ所に設けられており、検鏡者は、スライダ37を左右いずれかのストッパに当接させることで、光源14およびコレクタレンズ15の組を反射光路OBまたは透過光路OCの所定位置に配置させることができる。
The
ここで、図4−1に示すように、透過光路OCに光源14およびコレクタレンズ15が配置された場合、鏡筒36は、上述した鏡筒6と同様に機能する。すなわち、光源14が発した照明光は、コレクタレンズ15を介し、照明光路としての透過光路OCから分岐プリズム13に入射され、分割面13aを透過した後、結像レンズ12を介して対物レンズ5へ射出される。また、対物レンズ5から入射された観察光は、結像レンズ12によって収斂され、分岐プリズム13によって所定の割合で観察光路としての反射光路OBに導入された後、導出部31a、双眼部7を介し、接眼レンズ8の入射瞳上に観察像を結像させる。結像された観察像は、接眼レンズ8を介して目視観察される。ここで、導出部31aは、上述した鏡筒6における導出部11aと同様に、鏡筒本体31の前面部に設けられた開口部であって、鏡筒36と双眼部7との光学的な接続部である。
Here, as illustrated in FIG. 4A, when the
一方、図4−2に示すように、反射光路OBに光源14およびコレクタレンズ15が配置された場合には、光源14が発した照明光は、コレクタレンズ15を介し、照明光路としての反射光路OBから分岐プリズム13に入射され、分割面13aで反射された後、結像レンズ12を介して対物レンズ5へ射出される。また、対物レンズ5から入射された観察光は、結像レンズ12によって収斂され、分岐プリズム13によって所定の割合で観察光路としての透過光路OCに導入された後、導出部31bを介して撮像装置9へ導出され、図示しない撮像面上に観察像を結像させる。結像された観察像は、撮像装置9によって撮像され、観察画像に記録される。ここで、導出部31bは、鏡筒本体31の上面部に設けられた開口部であって、鏡筒36と撮像装置9との光学的な接続部である。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the
このように、鏡筒36では、光源切換機構30によって光源14およびコレクタレンズ15を透過光路OCまたは反射光路OBに択一的かつ切換自在に配置させるようにしたため、上述した鏡筒6と同様に、顕微鏡100におけるアイポイントを低く抑えつつ試料1に対して落射照明を行うことができ、接眼レンズ8を介して目視観察を行う場合の操作性を向上させることができることに加えて、接眼レンズ8または撮像装置9に対して切換自在に観察像を結像させることができる。これによって検鏡者は、接眼レンズ8による目視観察と、撮像装置9による画像観察とを適宜切り換えて行うことができる。
As described above, in the
ところで、鏡筒36では、撮像装置9による画像観察を行う場合、反射光路OBに白色光源としての光源14を設けるものとしたが、白色光源に限定されず、赤外光を発する赤外光源あるいは紫外光を発する紫外光源等を設けることもできる。例えば、赤外光源を設けた場合、シリコンが赤外光を透過させる特性を利用し、試料1としてのシリコンウェハ上に形成された回路パタン等をシリコンウェハ越しに観察することができるようになる。また、試料1としてのICチップの内部構造を観察することができるようになる。紫外光源を設けた場合には、観察光を短波長化することができ、白色光源を用いる場合に比べて高い解像力で試料1の観察を行うことができるようになる。一方、接眼レンズ8による目視観察を行う場合には、透過光路OCに、白色光源よりも波長域が狭い可視光を発する可視光源等を用いることもできる。
By the way, in the
なお、鏡筒36では、このように赤外光源または紫外光源を用いる場合、この光源を保持した保持部37bが反射光路OB上、つまり接眼レンズ8による目視観察の観察光路上に配置されるため、赤外カットフィルタや紫外カットフィルタ等の特段の素子を用いることなく、接眼レンズ8から外部へ不可視光としての赤外光または紫外光が漏出されることを防止することができる。
In the case of using the infrared light source or the ultraviolet light source in this manner, in the
(実施の形態4)
つぎに、本発明の実施の形態4にかかる顕微鏡鏡筒について説明する。図5−1および図5−2は、本実施の形態4にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒46の内部構成を示す図である。この図に示すように、鏡筒46は、上述した鏡筒6の構成をもとに、光源切換機構40をさらに備えるとともに、鏡筒本体11に替えて鏡筒本体41内に各構成部品を保持している。また、鏡筒本体41上には、撮像装置9がさらに設けられている。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。なお、鏡筒46は、例えば鏡筒6と交換自在に顕微鏡100に用いられる。
(Embodiment 4)
Next, a microscope barrel according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating an internal configuration of a
光源切換機構40は、保持部47、連結部48および回転軸49を用いて構成されている。保持部47は、光源14およびコレクタレンズ15を内部に保持している。連結部48は、一端(図5−1における上端)が保持部47に接続され、他端(図5−1における下端)が回転軸49に支持されており、保持部47と一体に回転軸49周りに回動自在とされている。回転軸49は、鏡筒本体41から外部へ凸設された図示しない回転ハンドルが設けられており、この回転ハンドルの回動操作に連動して、連結部48および保持部47を自軸周りに回動させる。
The light
また、光源切換機構40には、ストッパ42,43が設けられており、図5−1に示すように、保持部47がストッパ42に当接された場合、光源14およびコレクタレンズ15は、透過光路OCの所定位置に配置される。一方、図5−2に示すように、保持部47がストッパ43に当接された場合には、光源14およびコレクタレンズ15は、反射光路OBの所定位置に配置される。さらに、光源切換機構40には、クリック機構等を用いた図示しない係止機構が設けられており、保持部47は、ストッパ42,43のそれぞれに当接された場合、その当接された位置で仮固定される。
Further, the light
このように光源切換機構40によって、鏡筒46では、1組の光源14およびコレクタレンズ15を反射光路OBまたは透過光路OCに切換自在に配置させて仮固定させることができる。なお、係止機構による保持部47の仮固定は、回転軸49に設けられた回転ハンドルを手動操作で回転させることで容易に解除することができる。
As described above, the light
ここで、図5−1に示すように、透過光路OCに光源14およびコレクタレンズ15が配置された場合、鏡筒46は、上述した鏡筒6と同様に機能する。すなわち、光源14が発した照明光は、コレクタレンズ15を介し、照明光路としての透過光路OCから分岐プリズム13に入射され、分割面13aを透過した後、結像レンズ12を介して対物レンズ5へ射出される。また、対物レンズ5から入射された観察光は、結像レンズ12によって収斂され、分岐プリズム13によって所定の割合で観察光路としての反射光路OBに導入された後、導出部41a、双眼部7を介し、接眼レンズ8の入射瞳上に観察像を結像させる。結像された観察像は、接眼レンズ8を介して目視観察される。ここで、導出部41aは、上述した鏡筒6における導出部11aと同様に、鏡筒本体41の前面部に設けられた開口部であって、鏡筒46と双眼部7との光学的な接続部である。
Here, as shown in FIG. 5A, when the
一方、図5−2に示すように、反射光路OBに光源14およびコレクタレンズ15が配置された場合には、光源14が発した照明光は、コレクタレンズ15を介し、照明光路としての反射光路OBから分岐プリズム13に入射され、分割面13aで反射された後、結像レンズ12を介して対物レンズ5へ射出される。また、対物レンズ5から入射された観察光は、結像レンズ12によって収斂され、分岐プリズム13によって所定の割合で観察光路としての透過光路OCに導入された後、導出部41bを介して撮像装置9へ導出され、図示しない撮像面上に観察像を結像させる。結像された観察像は、撮像装置9によって撮像され、観察画像に記録される。ここで、導出部41bは、鏡筒本体41の上面部に設けられた開口部であって、鏡筒46と撮像装置9との光学的な接続部である。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the
このように、鏡筒46では、光源切換機構40によって光源14およびコレクタレンズ15を透過光路OCまたは反射光路OBに択一的かつ切換自在に配置させるようにしたため、上述した鏡筒36と同様に、顕微鏡100におけるアイポイントを低く抑えつつ試料1に対して落射照明を行うことができ、接眼レンズ8を介して目視観察を行う場合の操作性を向上させることができるとともに、接眼レンズ8または撮像装置9に対して切換自在に観察像を結像させることができる。これによって検鏡者は、接眼レンズ8による目視観察と、撮像装置9による画像観察とを適宜切り換えて行うことができる。
In this manner, in the
なお、鏡筒46では、1組の光源14およびコレクタレンズ15を反射光路OBまたは透過光路OCに切換自在に配置させるため、鏡筒36に比して主要構成部品を削減し、簡易かつ安価に構成することができる。また、鏡筒46では、光源切換機構40を光源切換機構30のように左右方向へ移動させる必要がないため、その移動を行うために設けられていた構成部分とスペースとを削減することができ、鏡筒36に比してコンパクトに構成することができる。
In the
(実施の形態5)
つぎに、本発明の実施の形態5にかかる顕微鏡鏡筒について説明する。図6は、本実施の形態5にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒56の内部構成を示す図である。この図に示すように、鏡筒56は、上述した鏡筒6の構成をもとに、分岐光学系として分岐プリズム13に加えて分岐プリズム53を用いた分岐光学系52を備え、これに応じて光源14およびコレクタレンズ15の配置が変更されているとともに、鏡筒本体11に替えて鏡筒本体51内に各構成部品を保持している。また、鏡筒本体51上には、撮像装置9がさらに設けられている。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。なお、鏡筒56は、例えば鏡筒6と交換自在に顕微鏡100に用いられる。
(Embodiment 5)
Next, a microscope barrel according to a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an internal configuration of a
分岐光学系52は、分岐プリズム13と分岐プリズム53とを用いて構成されている。分岐プリズム53は、キューブ状の接合プリズムであって、その接合面に相当する分割面53aに入射した光を所定の透過率および反射率で各々透過および反射させる。これによって分岐プリズム53は、入射した光を所定の強度比で分割させるとともに、入射した光の光路を2つの光路に分岐させる。分岐プリズム53が分岐した光路の一方は、分岐プリズム13によってさらに2つの光路に分岐され、これによって分岐光学系52では、入射する光の光路が3つの光路に分岐される。
The branching
具体的には、分岐光学系52は、結像レンズ12を介して入射される観察光の光路を、まず分岐プリズム53によって反射光路ODと透過光路OEとに分岐させ、その観察光の一部を所定の割合で透過光路OEへ導入する。その後、分岐光学系52は、分岐プリズム13によって透過光路OEを反射光路OBと透過光路OCとに分岐させるとともに、透過光路OEを介して入射された観察光を所定の強度比で反射光路OBおよび透過光路OCへ導入する。なお、図6では、反射光路ODおよび透過光路OEを、反射光路OBおよび透過光路OCと同様に、各々の光路の光軸で代表させて簡易的に示している。
Specifically, the branching
反射光路OBおよび透過光路OCは、それぞれ観察光路として、鏡筒本体51上に設けられた導出部51a,51bに光学的に接続されている。ここで、導出部51a,51bは、それぞれ鏡筒本体51の前面部および上面部に設けられた開口部であって、鏡筒56と、双眼部7または撮像装置9との光学的な接続部である。結像レンズ12が収斂させる観察光は、これらの導出部51a,51bを介して鏡筒本体51の外部へ導出される。
The reflected optical path OB and the transmitted optical path OC are optically connected to lead-out
導出部51aから導出された観察は、双眼部7に入射されて2分割された後、左右の接眼レンズ8の各入射瞳上に観察像を結像させる。ここで結像された観察像は、接眼レンズ8を介して検鏡者に目視観察される。また、導出部51bから導出された観察光は、撮像装置9に入射され、図示しない撮像面上に観察像を結像させる。ここで結像された観察像は、撮像装置9によって撮像され、観察画像に記録される。
The observation derived from the deriving
一方、照明光路としての反射光路ODには、光源14およびコレクタレンズ15が設けられている。分岐プリズム53は、コレクタレンズ15から入射される照明光を反射させ、結像レンズ12および開口部11cを介して鏡筒本体51の外部へ射出させる。結像レンズ12は、鏡筒6が顕微鏡本体3上に取り付けられている場合、対物レンズ5の瞳5a上もしくはその近傍に光源14の投影像を結像させる。この投影像を経由した照明光は、対物レンズ5によって試料1上に均一に照射され、これによって試料1は落射照明される。
On the other hand, a
このように、鏡筒56では、分岐光学系52は、結像レンズ12から入射される観察光の光路を反射光路OB,ODおよび透過光路OCに分岐させ、このうち反射光路OBおよび透過光路OCが観察光路として、それぞれ導出部51a,51bを介して双眼部7および撮像装置9に接続されている。また、分岐光学系52は、結像レンズ12を介して入射される観察光を所定の割合で反射光路OBおよび透過光路OCへ導入している。一方、照明光路としての反射光路ODに設けられた光源14から発せられる照明光は、分岐光学系52、結像レンズ12および開口部11cを介して対物レンズ5へ射出されている。
As described above, in the
これによって、鏡筒56では、上述した鏡筒6と同様に、顕微鏡100におけるアイポイントを低く抑えつつ試料1に対して落射照明を行うことができ、接眼レンズ8を介して目視観察を行う場合の操作性を向上させることができることに加えて、接眼レンズ8または撮像装置9に対して同時に観察像を結像させることができる。これによって検鏡者は、接眼レンズ8による目視観察と、撮像装置9による画像観察とを並行して行うことができる。
Thereby, in the
ここまで、本発明を実施する最良の形態を実施の形態1〜5として説明したが、本発明は、上述した実施の形態1〜5に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。 Up to this point, the best mode for carrying out the present invention has been described as the first to fifth embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described first to fifth embodiments, and may be within the scope of the present invention. Various modifications are possible.
例えば、上述した実施の形態1〜5では、照明光を発する光源14としてLED、ハロゲンランプ等の発光素子を用いるものとして説明したが、発光素子に限定されず、発光素子から発せられた照明光を導光した光ファイバを用いることもできる。この場合、照明光を導光した光ファイバの射出端部を鏡筒本体内に導入し、光源14に替えて配置させるとよい。また、照明光学系の構成は、上述の実施の形態1〜5で説明した構成に限らず、各種光学素子を適宜組み合わせた他の光学系でもよい。
For example, in Embodiments 1 to 5 described above, the
また、上述した実施の形態1〜5では、光源14が発した照明光をコレクタレンズ15または照明光学系25を介して分岐プリズム13または53に入射させることとしたが、分岐プリズム13または53に入射させるまでの光路中に、さらにフロストガラス(すりガラス)を設けることができる。これによって、試料1に照射させる照明光のムラを一層抑制し、より均一な落射照明を行うことができる。
In the first to fifth embodiments described above, the illumination light emitted from the
また、上述した実施の形態1〜5では、試料1に対する落射照明として明視野照明を行うものとして説明したが、明視野照明に限定されず、暗視野照明を行うこともできる。その場合、照明光路中に輪帯状の開口絞りを設けるとよい。さらに、この輪帯状の開口絞りを照明光路に対して挿脱自在に設けることで、明視野照明と暗視野照明とを切換自在にすることもできる。また、各種光学素子を適宜組み合わせることで、明視野照明および暗視野照明に限らず、微分干渉観察、位相差観察および蛍光観察等の各種観察法に適した照明を行えるように構成してもよく、その各種観察法に適した照明を切換自在としてもよい。 Moreover, although Embodiment 1-5 mentioned above demonstrated as what performs bright field illumination as epi-illumination with respect to the sample 1, it is not limited to bright field illumination, Dark field illumination can also be performed. In that case, an annular aperture stop may be provided in the illumination optical path. Furthermore, it is possible to switch between bright field illumination and dark field illumination by providing the annular aperture stop so as to be detachable from the illumination optical path. Further, by appropriately combining various optical elements, it may be configured to perform illumination suitable for various observation methods such as differential interference observation, phase difference observation, and fluorescence observation as well as bright field illumination and dark field illumination. The illumination suitable for the various observation methods may be switchable.
また、上述した実施の形態1〜5では、照明光路を1つだけ設けることとしたが、1つに限定されず、複数の照明光路を設けることもできる。この場合、分岐プリズム13または分岐光学系52に替えて、結像レンズ12から入射される観察光の光路をより多くの光路に分岐させる分岐光学系を用いるとよい。このように照明光路を複数設ける、つまり照明光を発する光源を複数設けることで、例えば種々の波長域の照明光を選択的に同時または非同時に試料1に照射して落射照明をすることができる。なお、観察光路についても、同様に3つ以上の光路を設け、それぞれ個別の導出部および観察像検出手段に接続させるようにすることもできる。
In Embodiments 1 to 5 described above, only one illumination optical path is provided. However, the number is not limited to one, and a plurality of illumination optical paths can be provided. In this case, instead of the branching
また、上述した実施の形態3および4では、光源切換機構30または40によって、反射光路OBおよび透過光路OCに対して択一的に光源14およびコレクタレンズ15を配置させることとしたが、より一般的に、分岐光学系によって分岐された光路が3つ以上である場合には、例えば、この3つ以上の光路の中から切換自在に選択される選択光路に光源14およびコレクタレンズ15を設け、この選択光路以外の光路にそれぞれ導出部を接続させるように構成するとよい。
In
また、上述した実施の形態1〜5では、本発明にかかる顕微鏡鏡筒を顕微鏡本体3上に搭載して用いるものとして説明したが、顕微鏡本体3上に限らず、半導体検査装置やFPD(Flat Panel Display)検査装置等、各種検査装置に搭載して用いることもできる。
In the first to fifth embodiments described above, the microscope barrel according to the present invention has been described as being mounted on the microscope
1 試料
2 ステージ
3 顕微鏡本体
3a ステージホルダ
4 レボルバ
5 対物レンズ
5a 瞳
6 鏡筒
7 双眼部
8 接眼レンズ
9 撮像装置
11 鏡筒本体
11a 導出部
11b 取付部
11c 開口部
12 結像レンズ
13 分岐プリズム
13 分割面
14 光源
15 コレクタレンズ
21 鏡筒本体
22 コレクタレンズ
23 収斂レンズ
24 コリメートレンズ
25 照明光学系
26 鏡筒
27 開口絞り
27a,28a, 開口部
28 視野絞り
29 光源像
30 光源切換機構
31 鏡筒本体
31a,31b 導出部
36 鏡筒
37 スライダ
37a,37b 保持部
38 ガイド
40 光源切換機構
41 鏡筒本体
41a,41b 導出部
42,43 ストッパ
46 鏡筒
47 保持部
48 連結部
49 回転軸
51 鏡筒本体
51a,51b 導出部
52 分岐光学系
53 分岐プリズム
53a 分割面
56 鏡筒
100 顕微鏡
OA 光軸
OB,OD 反射光路
OC,OE 透過光路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sample 2
Claims (11)
所定波長域の照明光を発する光源と、
前記結像レンズを介する光の光路を複数光路に分岐させ、該複数光路のうち前記光源が設けられた照明光路から入射される前記照明光を前記結像レンズを介して射出させるとともに、該結像レンズを介して入射される前記観察光を前記照明光路以外の光路であって前記導出部に接続された観察光路へ導入する分岐光学系と、
を備えたことを特徴とする顕微鏡鏡筒。 In a microscope barrel having an imaging lens for converging incident observation light to form an observation image, and a deriving unit for deriving the observation light to the outside,
A light source that emits illumination light in a predetermined wavelength range;
The optical path of the light passing through the imaging lens is branched into a plurality of optical paths, and the illumination light incident from the illumination optical path provided with the light source among the plurality of optical paths is emitted through the imaging lens, and the coupling is performed. A branching optical system for introducing the observation light incident through the image lens into an observation optical path that is an optical path other than the illumination optical path and connected to the derivation unit;
A microscope barrel characterized by comprising:
前記導出部は、複数であり、前記選択光路以外の光路に各々接続されることを特徴とする請求項2〜6のいずれか一つに記載の顕微鏡鏡筒。 The light source and the illumination optical system are provided in a selection optical path that is switchably selected from the plurality of optical paths,
The microscope barrel according to any one of claims 2 to 6, wherein a plurality of the derivation units are connected to optical paths other than the selection optical path.
前記選択光路ごとに異なる前記光源および前記照明光学系を択一的に配置させる光源切換機構を備えたことを特徴とする請求項7に記載の顕微鏡鏡筒。 The light source and the illumination optical system are plural,
The microscope barrel according to claim 7, further comprising a light source switching mechanism that selectively arranges the different light sources and the illumination optical system for each of the selected optical paths.
前記分岐光学系は、前記結像レンズを介して入射された前記観察光を複数の前記観察光路へ導入することを特徴とする請求項2〜9のいずれか一つに記載の顕微鏡鏡筒。 The derivation unit and the observation optical path are plural, and the derivation unit different for each observation optical path is connected,
The microscope barrel according to any one of claims 2 to 9, wherein the branch optical system introduces the observation light incident through the imaging lens into a plurality of the observation optical paths.
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JP2007005962A JP2008170873A (en) | 2007-01-15 | 2007-01-15 | Microscope lens barrel |
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CN113939758A (en) * | 2019-07-11 | 2022-01-14 | 奥宝科技有限公司 | Multi-modal wide-angle illumination using a composite beam combiner |
-
2007
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