JP2742926B2 - 反射型照明光学装置 - Google Patents
反射型照明光学装置Info
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- JP2742926B2 JP2742926B2 JP63200921A JP20092188A JP2742926B2 JP 2742926 B2 JP2742926 B2 JP 2742926B2 JP 63200921 A JP63200921 A JP 63200921A JP 20092188 A JP20092188 A JP 20092188A JP 2742926 B2 JP2742926 B2 JP 2742926B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、投影検査機や顕微鏡などの反射照明によっ
て被検物体を観察または測定するための装置における反
射型照明光学装置に関する。
て被検物体を観察または測定するための装置における反
射型照明光学装置に関する。
従来の投影検査機（投影機）の反射照明装置は、第５
図及び第６図に示すような構成を主に採用している。ま
ず、第５図に示した従来の構成では、光源Ｓからの光束
をコンデンサレンズ１で収斂してさらに投影レンズ鏡筒
７内に設けられている補助コンデンサレンズ８で投影レ
ンズを形成するレンズ群9,10間の瞳位置近法に光源像
Ｓ′を形成し、ハーフミラー11を介して光束を分割、転
向させ被検物体６をほぼ平行な光束で照明している。こ
の様な構成は、投影レンズが幾つかの群に分割されレン
ズ群の間の空間にハーフミラーを配置可能なレンズで主
に採用される。
図及び第６図に示すような構成を主に採用している。ま
ず、第５図に示した従来の構成では、光源Ｓからの光束
をコンデンサレンズ１で収斂してさらに投影レンズ鏡筒
７内に設けられている補助コンデンサレンズ８で投影レ
ンズを形成するレンズ群9,10間の瞳位置近法に光源像
Ｓ′を形成し、ハーフミラー11を介して光束を分割、転
向させ被検物体６をほぼ平行な光束で照明している。こ
の様な構成は、投影レンズが幾つかの群に分割されレン
ズ群の間の空間にハーフミラーを配置可能なレンズで主
に採用される。
第６図はレンズ内にハーフミラーを配置するのが不可
能な場合の反射照明装置の従来例を示す光学構成図であ
る。第５図と同様、光源Ｓよりの光束をコンデンサレン
ズ１で平行ないし収斂光束に変え、投影レンズ鏡筒７と
被検物体６との間に配置したハーフミラー11を介して光
束を分割、転向し、被検物体６を照明する。
能な場合の反射照明装置の従来例を示す光学構成図であ
る。第５図と同様、光源Ｓよりの光束をコンデンサレン
ズ１で平行ないし収斂光束に変え、投影レンズ鏡筒７と
被検物体６との間に配置したハーフミラー11を介して光
束を分割、転向し、被検物体６を照明する。
また、従来第７図に示す如く、楕円ミラーＥの第１焦
点F1、第２焦点F2にそれぞれ光源像Ｓ′と被検物体６を
配置した場合構成も知られている。この構成は、視野が
非常に小さい場合に有効で、光源像Ｓ′を無収差で被検
物体６上に形成でき顕微赤外分光装置等の照明に使用さ
れている。
点F1、第２焦点F2にそれぞれ光源像Ｓ′と被検物体６を
配置した場合構成も知られている。この構成は、視野が
非常に小さい場合に有効で、光源像Ｓ′を無収差で被検
物体６上に形成でき顕微赤外分光装置等の照明に使用さ
れている。
さらに、図示はしないが、投影レンズ鏡筒の側方にコ
ンデンサーレンズを並列的に配置し、コンデンサレンズ
からの光束を投影レンズ鏡筒７に遮られないような角度
で被検物体の斜上方より直接照明し、ハーフミラーを介
することなく落射照明を行う構成も知られている。
ンデンサーレンズを並列的に配置し、コンデンサレンズ
からの光束を投影レンズ鏡筒７に遮られないような角度
で被検物体の斜上方より直接照明し、ハーフミラーを介
することなく落射照明を行う構成も知られている。
しかしながら、第５図、第６図に示す上記の構成では
必らずハーフミラーを必要とするため、最も効率の良い
ハーフミラー（透過率T:反射率Ｒ＝50％:50％）を使用
しても有効に使用し得る光量の割合はたかだか25％程度
である。しかし、一般に使用している単層誘電体膜のハ
ーフミラーではT:R＝70％:30％程度で、効率は21％程度
になってしまう。反射率の高い被検物では問題は生じな
いが、最近は例えばICパッケージ等のセラミックのよう
な反射率の非常に低い被検物を観察、測定する機会が増
え、反射照明が暗くて使用しにくいという問題が生じて
きた。
必らずハーフミラーを必要とするため、最も効率の良い
ハーフミラー（透過率T:反射率Ｒ＝50％:50％）を使用
しても有効に使用し得る光量の割合はたかだか25％程度
である。しかし、一般に使用している単層誘電体膜のハ
ーフミラーではT:R＝70％:30％程度で、効率は21％程度
になってしまう。反射率の高い被検物では問題は生じな
いが、最近は例えばICパッケージ等のセラミックのよう
な反射率の非常に低い被検物を観察、測定する機会が増
え、反射照明が暗くて使用しにくいという問題が生じて
きた。
さらに、第５図で示すようにレンズ内にハーフミラー
を配置する方法では反射照明時に作動距離が減少しない
利点がある反面、投影レンズの各レンズ面での有害反射
光が発生し易く、特に反射率の低い被検物の場合には大
きな問題となっている。
を配置する方法では反射照明時に作動距離が減少しない
利点がある反面、投影レンズの各レンズ面での有害反射
光が発生し易く、特に反射率の低い被検物の場合には大
きな問題となっている。
また、第７図に示した如き楕円ミラーを用いた照明法
においては、広い領域を照明しようとする場合には、被
検物体６を第２焦点F2から外れた位置に移すような処置
が必要となり、その場合は照明光束がリング状になり照
明ムラが生じて使用できない。このような問題はパラボ
ラミラーの場合も同様である。
においては、広い領域を照明しようとする場合には、被
検物体６を第２焦点F2から外れた位置に移すような処置
が必要となり、その場合は照明光束がリング状になり照
明ムラが生じて使用できない。このような問題はパラボ
ラミラーの場合も同様である。
さらに、ハーフミラーを介さずに斜上方より直接照明
する方法では、投影レンズ鏡筒による光束のケラレを避
けるため、垂直に対してある程度大きな角度で照明せざ
るを得ず、反射光の大半は投影レンズに入射しないとい
う指向性の問題によってハーフミラーを使用しないにも
かかわらず、効率はそれほど向上しない。しかも、一方
向からの偏った照明になるため被検面上に影が生じ、観
察ではさしつかえない場合もあるが、測定ではかえって
エッヂ位置を正確に把握するのが困難となる。
する方法では、投影レンズ鏡筒による光束のケラレを避
けるため、垂直に対してある程度大きな角度で照明せざ
るを得ず、反射光の大半は投影レンズに入射しないとい
う指向性の問題によってハーフミラーを使用しないにも
かかわらず、効率はそれほど向上しない。しかも、一方
向からの偏った照明になるため被検面上に影が生じ、観
察ではさしつかえない場合もあるが、測定ではかえって
エッヂ位置を正確に把握するのが困難となる。
本発明は、この様な従来の問題点を改善すべくなされ
たもので照明効率を向上させ、かつ、低反射率の物体の
エッヂ等を明瞭に識別可能にし、楕円ミラーやパラボラ
ミラーで生じる欠点も改善して広い領域を均一に照明し
得る反射型照明装置を提供することを目的とする。
たもので照明効率を向上させ、かつ、低反射率の物体の
エッヂ等を明瞭に識別可能にし、楕円ミラーやパラボラ
ミラーで生じる欠点も改善して広い領域を均一に照明し
得る反射型照明装置を提供することを目的とする。
本発明による反射型照明光学装置は、第１図に示した
第１実施例の如く、被検物体の像を形成するための対物
レンズと、該対物レンズと被検物体との間に斜設された
反射部材と、光源からの照明光を前記反射部材での反射
を介して被検物体上へ導くための照明手段とを有する反
射型照明光学装置において、前記照明手段は前記光源か
らの光束を集光して前記反射部材と前記光源との間に該
光源の像を形成するコンデンサーレンズを有し、前記反
射部材は前記対物レンズの光軸を含む中心領域に開口部
を有すると共に前記対物レンズの光軸と前記コンデンサ
ーレンズの光軸とを含む入射面内での断面形状が円形で
ある凹面反射面を有し、前記凹面反射鏡の近軸焦点以外
の位置に前記披検物体を置き、前記凹面反射鏡によっ
て、コマ収差を発生させ、前記披検物体を広い領域で均
一に照明するようにしたものである。
第１実施例の如く、被検物体の像を形成するための対物
レンズと、該対物レンズと被検物体との間に斜設された
反射部材と、光源からの照明光を前記反射部材での反射
を介して被検物体上へ導くための照明手段とを有する反
射型照明光学装置において、前記照明手段は前記光源か
らの光束を集光して前記反射部材と前記光源との間に該
光源の像を形成するコンデンサーレンズを有し、前記反
射部材は前記対物レンズの光軸を含む中心領域に開口部
を有すると共に前記対物レンズの光軸と前記コンデンサ
ーレンズの光軸とを含む入射面内での断面形状が円形で
ある凹面反射面を有し、前記凹面反射鏡の近軸焦点以外
の位置に前記披検物体を置き、前記凹面反射鏡によっ
て、コマ収差を発生させ、前記披検物体を広い領域で均
一に照明するようにしたものである。
そして、反射部材の凹面鏡の形状は、前記入射面に垂
直で且つ前記コンデンサーレンズの光軸を含む面内での
収斂作用を増してこの面内での集光力を増すべく、前記
対物レンズの光軸と前記コンデンサーレンズの光軸とを
含む入射面に垂直な面で且つ前記コンデンサーレンズの
光軸を含む面での曲率半径が、対物レンズの光軸と前記
コンデンサーレンズの光軸とを含む前記入射面内での曲
率半径よりも小さいトーリック面とすることが好まし
い。
直で且つ前記コンデンサーレンズの光軸を含む面内での
収斂作用を増してこの面内での集光力を増すべく、前記
対物レンズの光軸と前記コンデンサーレンズの光軸とを
含む入射面に垂直な面で且つ前記コンデンサーレンズの
光軸を含む面での曲率半径が、対物レンズの光軸と前記
コンデンサーレンズの光軸とを含む前記入射面内での曲
率半径よりも小さいトーリック面とすることが好まし
い。
また、コンデンサーレンズにトーリック面を設けて、
対物レンズの光軸と該コンデンサーレンズの光軸とを含
む入射面内での光源像の位置よりも、前記前記対物レン
ズの光軸と前記コンデンサーレンズの光軸とを含む前記
入射面内での光源像の位置が反射部材に近くなるように
構成することも有効である。
対物レンズの光軸と該コンデンサーレンズの光軸とを含
む入射面内での光源像の位置よりも、前記前記対物レン
ズの光軸と前記コンデンサーレンズの光軸とを含む前記
入射面内での光源像の位置が反射部材に近くなるように
構成することも有効である。
上記の如き本発明においては、まず中心に対物レンズ
の観察光を通過させるための開口を有する凹面反射鏡を
使用しているので、照明効率を向上させることが可能と
なっている。凹面反射部材に向けられる光源手段からの
光束のうち、中心の開口部に入射した光束は損失となる
が、開口の周囲に入射した光束が反射して被検物体に導
かれる。一般にホールの径は外径に対してせいぜい３分
の一程度であって光量の損失はたかだか10％程度と無視
できる量となる。対物レンズを通して物体の像形成に寄
与する光束は、凹面反射鏡の中心のホールを通るように
構成されるため、ハーフミラーによるような光量損失は
生じることがない。
の観察光を通過させるための開口を有する凹面反射鏡を
使用しているので、照明効率を向上させることが可能と
なっている。凹面反射部材に向けられる光源手段からの
光束のうち、中心の開口部に入射した光束は損失となる
が、開口の周囲に入射した光束が反射して被検物体に導
かれる。一般にホールの径は外径に対してせいぜい３分
の一程度であって光量の損失はたかだか10％程度と無視
できる量となる。対物レンズを通して物体の像形成に寄
与する光束は、凹面反射鏡の中心のホールを通るように
構成されるため、ハーフミラーによるような光量損失は
生じることがない。
そして、本発明では光源の像を、光軸を含む入射面内
での断面形状が円形の凹面によって斜設反射面を形成し
ているため、対物レンズの光軸とコンデンサーレンズの
光軸とを含む入射面内において第２図に示すように、強
いコマ収差を積極的に発生させている。これによって、
第２図の斜設反射部材の入射面内での機能を説明するた
めの断面光路図に示す如く、火線（火面）Ｃに沿う一部
の領域を除いて光線束の分布がほぼ均一となる。従っ
て、被検物体６を第２図中の火線Ｃの凹部の近傍、すな
わち第１図、第２図のＯ点の近傍に配置することによっ
て、入射面内ではコマ収差を利用して、ある一定の広い
被検物体領域を均一に照明することを可能にしている。
第２図に示された火線Ｃの凹部の位置に達する光線束は
主に凹面反射面5Rの中心部で反射される光線束であり、
これらの光線束は中心部の開口部5aによって除かれるた
め、実際には図示のような火線は形成されない。そし
て、図示したのは点光源からの光線束のみを示してお
り、実際には光源に大きさがあるため軸外の光源からの
光線束の存在によってより均一な照明がなされる。
での断面形状が円形の凹面によって斜設反射面を形成し
ているため、対物レンズの光軸とコンデンサーレンズの
光軸とを含む入射面内において第２図に示すように、強
いコマ収差を積極的に発生させている。これによって、
第２図の斜設反射部材の入射面内での機能を説明するた
めの断面光路図に示す如く、火線（火面）Ｃに沿う一部
の領域を除いて光線束の分布がほぼ均一となる。従っ
て、被検物体６を第２図中の火線Ｃの凹部の近傍、すな
わち第１図、第２図のＯ点の近傍に配置することによっ
て、入射面内ではコマ収差を利用して、ある一定の広い
被検物体領域を均一に照明することを可能にしている。
第２図に示された火線Ｃの凹部の位置に達する光線束は
主に凹面反射面5Rの中心部で反射される光線束であり、
これらの光線束は中心部の開口部5aによって除かれるた
め、実際には図示のような火線は形成されない。そし
て、図示したのは点光源からの光線束のみを示してお
り、実際には光源に大きさがあるため軸外の光源からの
光線束の存在によってより均一な照明がなされる。
ところで、入射面と垂直な面内（第１図及び第２図に
おいて紙面に垂直な面内）では、上記のような大きな収
差は発生することがなく、しかもこの面内での光源像の
位置は入射面内での光源像点Ｓ″の位置より遠く離れて
いるため光束が大きく広がっていてこのままでは効率が
十分とは言えない。そこで、凹面反射鏡の入射面に垂直
な断面での曲率半径（Rs）を、入射面内での断面の曲率
半径（Rm）より小さくして、入射面に垂直な断面内での
光源像点を凹面反射鏡に近づけて、Ｏ点近傍に配置され
る被検物体面状での光束径を小さくすることが有効であ
る。これによって、入射面内での断面方向においても又
入射面に垂直な方向の断面においても、必要にして十分
な領域に光束を集光するようにして照明効率を改善しつ
つ、広い視野をムラなく照明することが可能となる。
おいて紙面に垂直な面内）では、上記のような大きな収
差は発生することがなく、しかもこの面内での光源像の
位置は入射面内での光源像点Ｓ″の位置より遠く離れて
いるため光束が大きく広がっていてこのままでは効率が
十分とは言えない。そこで、凹面反射鏡の入射面に垂直
な断面での曲率半径（Rs）を、入射面内での断面の曲率
半径（Rm）より小さくして、入射面に垂直な断面内での
光源像点を凹面反射鏡に近づけて、Ｏ点近傍に配置され
る被検物体面状での光束径を小さくすることが有効であ
る。これによって、入射面内での断面方向においても又
入射面に垂直な方向の断面においても、必要にして十分
な領域に光束を集光するようにして照明効率を改善しつ
つ、広い視野をムラなく照明することが可能となる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。第１図は
本発明の第１実施例の概略構成を示す断面光路図であ
る。図中、斜設された孔開き反射鏡５により被検物体６
上の照明に寄与する光線束の光路に斜線を施して示し
た。
本発明の第１実施例の概略構成を示す断面光路図であ
る。図中、斜設された孔開き反射鏡５により被検物体６
上の照明に寄与する光線束の光路に斜線を施して示し
た。
光源Ｓからの光束をコンデンサレンズ１、つまりコレ
クタレンズ11と光源結像レンズ12とによって光源像Ｓ′
を対物レンズ７の光軸Ax1とコンデンサーレンズ１との
間に形成する。コレクターレンズ11と光源結像レンズ12
との間には、熱線吸収ガラスＧが配置されている。光源
像Ｓ′より発散する光束を対物レンズ７の光軸に対して
斜設された凹面反射鏡５の反射面5Rによって、被検物体
６の方向に転向させる。このとき、第２図に示すように
凹面反射鏡５を照明光軸に対して、ほぼ45゜程度傾けた
場合、紙面内方向では強いコマ収差が発生し、一点に集
光することがなく広い範囲に光束が広がる。第２図は、
本発明における照明の原理を説明するために、凹面反射
面5Rに開口部5aが存在しない場合の光線束の様子を示し
ている。
クタレンズ11と光源結像レンズ12とによって光源像Ｓ′
を対物レンズ７の光軸Ax1とコンデンサーレンズ１との
間に形成する。コレクターレンズ11と光源結像レンズ12
との間には、熱線吸収ガラスＧが配置されている。光源
像Ｓ′より発散する光束を対物レンズ７の光軸に対して
斜設された凹面反射鏡５の反射面5Rによって、被検物体
６の方向に転向させる。このとき、第２図に示すように
凹面反射鏡５を照明光軸に対して、ほぼ45゜程度傾けた
場合、紙面内方向では強いコマ収差が発生し、一点に集
光することがなく広い範囲に光束が広がる。第２図は、
本発明における照明の原理を説明するために、凹面反射
面5Rに開口部5aが存在しない場合の光線束の様子を示し
ている。
第２図に示されるとおり、火線（火面）Ｃの凹部であ
るＯ点付近では比較的均一で、ある一定の広い領域に光
束が分布する。つまり、第１図に示す如く、開口部5aの
上側部分の光束はＯ点より手前で結像し、その後発散し
てＯ点ではある大きさの光束となり、開口部5aの下側の
部分の光束については、Ｏ点より遠くで結像する。この
ため、Ｏ点でホール上側の光束とほぼ同じ位の大きさと
なる。従って、このＯ点付近に被検物体６を設定すれ
ば、入射面（第１図、第２図の紙面）内方向については
広い視野にわたって比較的ムラなく均一に照明光を供給
することが可能となる。
るＯ点付近では比較的均一で、ある一定の広い領域に光
束が分布する。つまり、第１図に示す如く、開口部5aの
上側部分の光束はＯ点より手前で結像し、その後発散し
てＯ点ではある大きさの光束となり、開口部5aの下側の
部分の光束については、Ｏ点より遠くで結像する。この
ため、Ｏ点でホール上側の光束とほぼ同じ位の大きさと
なる。従って、このＯ点付近に被検物体６を設定すれ
ば、入射面（第１図、第２図の紙面）内方向については
広い視野にわたって比較的ムラなく均一に照明光を供給
することが可能となる。
ところで、入射面と垂直な方向では球面収差に相当す
る集光光線束の乱れが生じるが、入射面内で生ずる上述
のコマ収差ほど大きくなく、かつ、入射面に垂直な面内
での近軸光源像の位置が入射面内での近軸像点Ｓ″より
も遠くに離れて形成されるため、この方向では光束が大
きく広がる。この状態を示すスポットダイアグラムが第
３図（Ａ）であり、入射面に垂直な方向で比較的広がっ
た光量分布になっている。尚、第３図中の○印で示した
領域は対物レンズの観察視野の大きさを示す。
る集光光線束の乱れが生じるが、入射面内で生ずる上述
のコマ収差ほど大きくなく、かつ、入射面に垂直な面内
での近軸光源像の位置が入射面内での近軸像点Ｓ″より
も遠くに離れて形成されるため、この方向では光束が大
きく広がる。この状態を示すスポットダイアグラムが第
３図（Ａ）であり、入射面に垂直な方向で比較的広がっ
た光量分布になっている。尚、第３図中の○印で示した
領域は対物レンズの観察視野の大きさを示す。
このような入射面に垂直な方向での光束の拡がりを防
止するために、入射面（紙面内）とこれに垂直な方向と
で凹面反射面の曲率半径を変えて、照明効率を高めるこ
とが可能である。具体的には、入射面に垂直な方向での
曲率半径（Rs）を、入射面内での曲率半径（Rm）よりも
小さくし、入射面に垂直な面内で広がる光線束を集光し
て観察視野領域に近づけるようにして、前記した広がり
をなくすことが出来る。この状態を第３図（Ｂ）のスポ
ットダイアグラムに示すが、ほぼ必要な領域内に光束を
集光でき、かつ照明のムラもほとんど生じない。
止するために、入射面（紙面内）とこれに垂直な方向と
で凹面反射面の曲率半径を変えて、照明効率を高めるこ
とが可能である。具体的には、入射面に垂直な方向での
曲率半径（Rs）を、入射面内での曲率半径（Rm）よりも
小さくし、入射面に垂直な面内で広がる光線束を集光し
て観察視野領域に近づけるようにして、前記した広がり
をなくすことが出来る。この状態を第３図（Ｂ）のスポ
ットダイアグラムに示すが、ほぼ必要な領域内に光束を
集光でき、かつ照明のムラもほとんど生じない。
尚、反射部材は中心にホールを有するため、照明光束
はホールの部分については通過して損失となるが、この
ホール径は凹面反射鏡の径の４分の１からせいぜい３分
の１程度であるので、光量の損失は10％以下とほとんど
無視でき、コンデンサレンズからの光束を有効に使用す
ることができる。しかも、投影レンズの使用光束は凹面
反射鏡の中心のホールを通すので、ハーフミラーを用い
る場合に不可避的な観察系における光量の損失は全く生
じない。反射部材の中心開口の大きさは、対物レンズに
入射する物体の像形成に寄与する光束を通過させるもの
であるため、反射部材が被検物体に近いほど小さい開口
となるが、実効的作動距離が小さくなる。このため、反
射部材は極力対物レンズに接近させて配置することが好
ましく、この場合にも照明光の損失は精々10％程度に過
ぎない。
はホールの部分については通過して損失となるが、この
ホール径は凹面反射鏡の径の４分の１からせいぜい３分
の１程度であるので、光量の損失は10％以下とほとんど
無視でき、コンデンサレンズからの光束を有効に使用す
ることができる。しかも、投影レンズの使用光束は凹面
反射鏡の中心のホールを通すので、ハーフミラーを用い
る場合に不可避的な観察系における光量の損失は全く生
じない。反射部材の中心開口の大きさは、対物レンズに
入射する物体の像形成に寄与する光束を通過させるもの
であるため、反射部材が被検物体に近いほど小さい開口
となるが、実効的作動距離が小さくなる。このため、反
射部材は極力対物レンズに接近させて配置することが好
ましく、この場合にも照明光の損失は精々10％程度に過
ぎない。
第４図は本発明による第２実施例の概略構成を示す光
路図であり、入射面に垂直な面内での断面光路図であ
る。この第２実施例では、入射面に垂直な方向での光束
の拡がりを防止するために、光源結像レンズ２の一方の
レンズの光源側の凸面2aを、入射面に垂直な面運（第４
図の紙面）内での曲率半径（Rs）が垂直方向の曲率半径
（Rm）に比較して大きいトーリック面としている。（第
４図は第１図及び第２図と断面の方向が異なる。）この
ように構成することによって、入射面に垂直な面（第４
図の紙面）内での光源像Ss′の位置は入射面方向での光
源像Sm′の位置よりも凹面反射鏡５側に近づくため凹面
反射鏡５上での光束径は入射面内方向よりも細くなる。
このため凹面反射面で反射される光線束の入射面に垂直
な方向での近軸光源像の位置は、入射面内での近軸光源
像の位置より遠くなるがＯ点での両方向での光束径の差
は小さくなり、第３図（Ｂ）に似た状態となって照明効
率を改善することが可能である。
路図であり、入射面に垂直な面内での断面光路図であ
る。この第２実施例では、入射面に垂直な方向での光束
の拡がりを防止するために、光源結像レンズ２の一方の
レンズの光源側の凸面2aを、入射面に垂直な面運（第４
図の紙面）内での曲率半径（Rs）が垂直方向の曲率半径
（Rm）に比較して大きいトーリック面としている。（第
４図は第１図及び第２図と断面の方向が異なる。）この
ように構成することによって、入射面に垂直な面（第４
図の紙面）内での光源像Ss′の位置は入射面方向での光
源像Sm′の位置よりも凹面反射鏡５側に近づくため凹面
反射鏡５上での光束径は入射面内方向よりも細くなる。
このため凹面反射面で反射される光線束の入射面に垂直
な方向での近軸光源像の位置は、入射面内での近軸光源
像の位置より遠くなるがＯ点での両方向での光束径の差
は小さくなり、第３図（Ｂ）に似た状態となって照明効
率を改善することが可能である。
そして、凹面反射鏡５と光源結像レンズ２の両方の部
材にそれぞれ上述した如きトーリック面を設け、双方の
作用の重ね合わせによっても、第３図（Ｂ）のように光
束を収斂することができる。この場合はトーリック面の
作用を２つの面に分担でき、各部品の互いに直交する方
向での曲率半径のを差を比較的小さくできるため、製作
が容易となり、最も現実的な構成となる。また、光源結
像レンズ２にトーリック面を設ける代わりに光源結像レ
ンズ２の前方ないし後方にシリンドリカルレンズを設け
ても同様の効果が得られることは言うまでもない。この
場合、シリンドリカルレンズの屈折力は、負でも正でも
良く、何れの場合にも、コンデンサーレンズによる光源
像の位置について、入射面に垂直な面内での光源像Ss′
の位置が、入射面内での前記光源像Sm′の位置よりも凹
面反射鏡５に近くなるように構成されることが肝要であ
る。
材にそれぞれ上述した如きトーリック面を設け、双方の
作用の重ね合わせによっても、第３図（Ｂ）のように光
束を収斂することができる。この場合はトーリック面の
作用を２つの面に分担でき、各部品の互いに直交する方
向での曲率半径のを差を比較的小さくできるため、製作
が容易となり、最も現実的な構成となる。また、光源結
像レンズ２にトーリック面を設ける代わりに光源結像レ
ンズ２の前方ないし後方にシリンドリカルレンズを設け
ても同様の効果が得られることは言うまでもない。この
場合、シリンドリカルレンズの屈折力は、負でも正でも
良く、何れの場合にも、コンデンサーレンズによる光源
像の位置について、入射面に垂直な面内での光源像Ss′
の位置が、入射面内での前記光源像Sm′の位置よりも凹
面反射鏡５に近くなるように構成されることが肝要であ
る。
本発明においては、上記第１及び第２実施例の如く、
反射部材５の凹面反射面5Rは、対物レンズ７の光軸Ax1
に対して傾けて配置されるが、この凹面反射面の入射面
に沿う断面は円形であるため、配置角度は以下のように
定義する。すなわち、凹面反射面5Rと対物レンズ７の光
軸Ax1との交点Ｐと凹面反射の曲率中心Ｑとを結ぶ直線
が、対物レンズ７の光軸Ax1と成す角度θを、凹面反射
面5Rの配置角度とする。そして、この配置角度は45゜よ
りやや大きくして凹面反射面がやや立つようにすること
によって、第１図に示す如く、凹面反射面5Rによる光源
の近軸像Ｓ″が対物レンズ７の光軸よりもやや光源側と
なるように配置することが均一照明のために有効であ
る。この配置角度は、実際には大きさを持つ光源Ｓのコ
ンデンサーレンズ１に対する位置関係によって適切に決
定されるべきであり、装置の実際の組み立て調整にあっ
たては、θを47±２゜程度の範囲において、光源位置の
調整との兼ね合いで最も均一な照明が可能となるように
設定することが好ましい。
反射部材５の凹面反射面5Rは、対物レンズ７の光軸Ax1
に対して傾けて配置されるが、この凹面反射面の入射面
に沿う断面は円形であるため、配置角度は以下のように
定義する。すなわち、凹面反射面5Rと対物レンズ７の光
軸Ax1との交点Ｐと凹面反射の曲率中心Ｑとを結ぶ直線
が、対物レンズ７の光軸Ax1と成す角度θを、凹面反射
面5Rの配置角度とする。そして、この配置角度は45゜よ
りやや大きくして凹面反射面がやや立つようにすること
によって、第１図に示す如く、凹面反射面5Rによる光源
の近軸像Ｓ″が対物レンズ７の光軸よりもやや光源側と
なるように配置することが均一照明のために有効であ
る。この配置角度は、実際には大きさを持つ光源Ｓのコ
ンデンサーレンズ１に対する位置関係によって適切に決
定されるべきであり、装置の実際の組み立て調整にあっ
たては、θを47±２゜程度の範囲において、光源位置の
調整との兼ね合いで最も均一な照明が可能となるように
設定することが好ましい。
尚、上記実施例においては、凹面反射鏡は球面やトー
リック面であるとしたが、第２図に示した如き収差をよ
り適切な発生状態とするために、球面や円形断面のトー
リック面を基準として若干の非球面を設けることも可能
である。
リック面であるとしたが、第２図に示した如き収差をよ
り適切な発生状態とするために、球面や円形断面のトー
リック面を基準として若干の非球面を設けることも可能
である。
以上の様に本発明によれば、照明効率が向上しかつ広
い視野をムラなく照明できるため、反射率の低いICパッ
ケージ等のセラミック素子を観察する際には非常に有効
である。また観察に使用する光束と照明光束が、孔開き
反射鏡によって分離されていて、しかも互いに接するよ
うな構成であるので明視野照明の状態からそれほどかけ
離れずに暗視野効果を出すことができ、エッヂ等のパタ
ーンを鮮明に識別することが可能になっている。またフ
レアーの問題は全くなく、かつ照明に方向性が生じるこ
ともない。従って、投影機のような広い視野の照明を必
要とする装置の反射型照明装置として極めて有用であ
る。
い視野をムラなく照明できるため、反射率の低いICパッ
ケージ等のセラミック素子を観察する際には非常に有効
である。また観察に使用する光束と照明光束が、孔開き
反射鏡によって分離されていて、しかも互いに接するよ
うな構成であるので明視野照明の状態からそれほどかけ
離れずに暗視野効果を出すことができ、エッヂ等のパタ
ーンを鮮明に識別することが可能になっている。またフ
レアーの問題は全くなく、かつ照明に方向性が生じるこ
ともない。従って、投影機のような広い視野の照明を必
要とする装置の反射型照明装置として極めて有用であ
る。
尚、本発明の用途は投影機のみならず、工場顕微鏡等
の反射照明が必要な装置にも使用することが可能であ
り、同様に極めて有効である。
の反射照明が必要な装置にも使用することが可能であ
り、同様に極めて有効である。
第１図は本発明による第１実施例の概略構成を示す図で
入射面内での断面光路図を示し、第２図は本発明による
斜設反射部材の入射面内での機能を説明するための断面
光路図、第３図（Ａ）（Ｂ）は第１実施例による光線束
の集光状態を示すスポットダイアグラムであり、（Ａ）
は斜設反射面が球面である場合、（Ｂ）は斜設反射面の
入射面に垂直な方向での曲率半径を入射面内での曲率半
径よりも小さいトーリック面とした場合を示し、第４図
は本発明による第２実施例の部分構成を示す概略平面
図、第５図及び第６図は従来の反射照明装置の概略構成
を示す断面光路図、第７図は楕円面鏡を用いた従来の構
成を示す断面光路図である。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｓ……光源 Ｓ′,S″……光源の像 １……コンデンサーレンズ ５……反射部材 5a……開口部、5R……凹面反射面 ６……被検物体 ７……対物レンズ Ax1……対物レンズの光軸 Ax2……コンデンサーレンズの光軸
入射面内での断面光路図を示し、第２図は本発明による
斜設反射部材の入射面内での機能を説明するための断面
光路図、第３図（Ａ）（Ｂ）は第１実施例による光線束
の集光状態を示すスポットダイアグラムであり、（Ａ）
は斜設反射面が球面である場合、（Ｂ）は斜設反射面の
入射面に垂直な方向での曲率半径を入射面内での曲率半
径よりも小さいトーリック面とした場合を示し、第４図
は本発明による第２実施例の部分構成を示す概略平面
図、第５図及び第６図は従来の反射照明装置の概略構成
を示す断面光路図、第７図は楕円面鏡を用いた従来の構
成を示す断面光路図である。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｓ……光源 Ｓ′,S″……光源の像 １……コンデンサーレンズ ５……反射部材 5a……開口部、5R……凹面反射面 ６……被検物体 ７……対物レンズ Ax1……対物レンズの光軸 Ax2……コンデンサーレンズの光軸
Claims (5)
- 【請求項１】被検物体の像を形成するための対物レンズ
と、該対物レンズと被検物体との間に斜設された反射部
材と、光源からの照明光を前記反射部材での反射を介し
て被検物体上へ導くための照明手段とを有する反射型照
明光学装置において、 前記照明手段は前記光源からの光束を集光して前記反射
部材と前記光源との間に該光源の像を形成するコンデン
サーレンズを有し、前記反射部材は前記対物レンズの光
軸を含む中心領域に開口部を有すると共に前記対物レン
ズの光軸と前記コンデンサーレンズの光軸とを含む入射
面内での断面形状が円形である凹面反射面を有し、 前記凹面反射鏡の近軸焦点以外の位置に前記披検物体を
置き、前記凹面反射鏡によって、コマ収差を発生させ、
前記披検物体を広い領域で均一に照明することを特徴と
する反射型照明光学装置。 - 【請求項２】前記凹面反射面は、前記対物レンズの光軸
と前記コンデンサーレンズの光軸とを含む入射面に垂直
で且つ前記コンデンサーレンズの光軸を含む面内での曲
率半径が、前記対物レンズの光軸と前記コンデンサーレ
ンズの光軸とを含む前記入射面内での曲率半径よりも小
さいトーリック面であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の反射型照明光学装置。 - 【請求項３】前記コンデンサーレンズは、前記対物レン
ズの光軸と該コンデンサーレンズの光軸とを含む入射面
に垂直な面内での前記光源像の位置が、前記入射面内で
の前記光源像の位置よりも前記反射部材に近くなるよう
に構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第２項記載の反射型照明光学装置。 - 【請求項４】前記コンデンサーレンズは、前記対物レン
ズの光軸と前記コンデンサーレンズの光軸とを含む入射
面内での曲率半径が、前記対物レンズの光軸と前記コン
デンサーレンズの光軸とを含む前記入射面に垂直で且つ
前記コンデンサーレンズの光軸を含む面内での曲率半径
よりも小さいトーリック面を有することを特徴とする特
許請求の範囲第３項記載の反射型照明光学装置。 - 【請求項５】被検物体の像を形成するための対物レンズ
と、該対物レンズと被検物体との間に斜設された反射部
材と、光源からの照明光を前記反射部材での反射を介し
て被検物体上へ導くための照明手段とを有する反射型照
明光学装置において、 前記照明手段は前記光源からの光束を集光して前記反射
部材と前記光源との間に該光源の像を形成するコンデン
サーレンズを有し、前記反射部材は前記対物レンズの光
軸を含む中心領域に開口部を有すると共に前記対物レン
ズの光軸と前記コンデンサーレンズの光軸とを含む入射
面内での断面の曲率半径よりも前記対物レンズの光軸と
前記コンデンサーレンズの光軸とを含む前記入射面に垂
直で且つ前記コンデンサーレンズの光軸を含む面内での
曲率半径の方が小さい形状の凹面反射面を有し、 前記凹面反射鏡の近軸焦点以外の位置に前記披検物体を
置き、前記凹面反射鏡によって、コマ収差を発生させ、
前記披検物体を広い領域で均一に照明することを特徴と
する反射型照明光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63200921A JP2742926B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 反射型照明光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63200921A JP2742926B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 反射型照明光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0248626A JPH0248626A (ja) | 1990-02-19 |
| JP2742926B2 true JP2742926B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=16432490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63200921A Expired - Fee Related JP2742926B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 反射型照明光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2742926B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1029702B1 (en) | 1999-02-15 | 2004-04-14 | Konica Corporation | Surface treatment method, production method for ink jet recording medium, and ink jet recording medium |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS446160Y1 (ja) * | 1965-08-28 | 1969-03-05 | ||
| DE2542075A1 (de) * | 1975-09-20 | 1977-07-21 | Leitz Ernst Gmbh | Auflicht-beleuchtungseinrichtung fuer hell- und dunkelfeldbeleuchtung |
| JPS6097312A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-31 | Matsushita Electric Works Ltd | 落射照明装置 |
| JPH01202709A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-15 | Seiko Instr & Electron Ltd | 正反射型画像投影装置 |
-
1988
- 1988-08-11 JP JP63200921A patent/JP2742926B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 実公３２５９（大正１１年）（ＪＰ，Ｙ１ Ｔ） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0248626A (ja) | 1990-02-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |