JP3868026B2 - 顕微鏡 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハや磁気ヘッド等の大型試料の観察に使用される顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、工業分野において、半導体ウェーハや磁気ヘッド等の検査試料の大型化、重量化に伴い、顕微鏡のステージが大型化される傾向にある。同時に試料の微細化に伴い、検査倍率の高倍率化が進んでいる。このような状況により、顕微鏡においてステージを支持する焦準機構の剛性を強化して、振動による像ぶれやステージの重心移動に伴うステージの傾きを防止する必要がある。
【０００３】
図７は、従来の顕微鏡の焦準機構を示す正面断面図である。図７に示す従来の顕微鏡の焦準機構では、その一部がアーム７１に内蔵された上下駆動機構７２を介して、ステージ７３が顕微鏡本体に片持ち支持されている。このため、ステージ７３に重い試料を載せたりステージ７３を走査させたりした場合、ステージ７３がたわんだり振動したりする。そのため、対物レンズ７４に対する試料のピントがずれてしまう等の問題が生じ、焦準機構として十分な剛性を有するものではなかった。
【０００４】
図８の（ａ）および（ｂ）は、特開平３−５８０１１号公報に開示されている、上述した従来の焦準機構を改良すべく開発された焦準機構を示す図であり、図８の（ａ）は平面断面図、図８の（ｂ）は正面断面図である。図８の（ａ），（ｂ）に示す焦準機構によると、ステージ９１を支持する中空構造の台９２の外側面とそれを囲む顕微鏡本体に固定された外枠９３との間に、少なくとも３個（同図では４個）の上下ガイド機構９４を設けている。これにより、ステージ９１の上下動に係る安定性や剛性を確保するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示した従来の顕微鏡の焦準機構は、本来生物試料を観察するための小型ステージ用の焦準機構であり、ステージ７３を大型化すると焦準ハンドル７５が観察者から遠い箇所に位置することになる。このため、操作性が非常に悪くなるうえに、片持ち支持機構そのものがステージ７３を支持するのに限界があり、大型のステージを備えた顕微鏡に適さない。
【０００６】
また、図８の（ａ）および（ｂ）に示した従来の顕微鏡の焦準機構は、３個以上の上下ガイド機構９４によりステージ９１を支持する台９２が保持されているため、滑らかで高精度な台９２の上下動を得るためには各部品の寸法精度を高く維持する必要がある。また、３個以上のガイド機構９４を用いると過剰拘束になるため、組立調整が非常に難しく、各ガイド機構９４の寸法精度や調整が不完全であると、ステージ９１の滑らかな上下動が得られなくなり、かえって焦準精度が悪化してしまうという欠点がある。
【０００７】
さらに、これら３個以上のガイド機構９４を顕微鏡本体に設けることにより、顕微鏡本体が大型化してしまうため、作業スペースが狭くなってしまうという欠点もある。また、ガイド機構は一般に高価であるため、ガイド機構を過剰に使用することは、顕微鏡の製造原価を抑えるためにも好ましくない。
【０００８】
本発明の目的は、最小限のガイド機構を用いて、重量の大きな大型のステージや試料に対しても十分な剛性と精度を備え、かつ顕微鏡本体をコンパクトに構成でき、さらに操作性が良く原価上も有利に構成できる顕微鏡を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の顕微鏡は以下の如く構成されている。
（１）本発明の顕微鏡は、顕微鏡本体に対して上下動する可動台と、前記可動台の外側面と前記顕微鏡本体に取付けられている固定枠との間に設けられた２個のガイド機構と、前記可動台の内部に設けられ、該可動台を上下動させる上下動機構と、試料を保持するため前記可動台の上面に設けられたステージと、を備え、前記上下動機構の荷重保持点が、前記ステージの重心の鉛直線上にほぼ合致するよう構成されている。
（２）本発明の顕微鏡は、顕微鏡本体に対して上下動する可動台と、前記可動台の外側面と前記顕微鏡本体に取付けられている固定枠との間に設けられた２個のガイド機構と、前記可動台の内部に設けられ、該可動台を上下動させる上下動機構と、試料を保持するため前記可動台の上面に設けられたステージと、を備え、前記上下動機構の荷重保持点が、前記顕微鏡本体に対して上下動する部分全体の重心の鉛直線上にほぼ合致するよう構成されている。
（３）本発明の顕微鏡は、上記（１）又は（２）に記載の顕微鏡であって、かつ前記顕微鏡本体は、光源からの光を前記試料に照射する対物レンズを保持し、前記対物レンズの光軸位置が前記上下動機構の荷重保持点にほぼ合致するよう構成した。
（４）本発明の顕微鏡は、上記（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の顕微鏡であって、かつ前記上下動機構は、該上下動機構を駆動する操作ハンドルの回転を減速する手段を備える。
（５）本発明の顕微鏡は、上記（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の顕微鏡であって、かつ前記上下動機構を駆動する操作ハンドルは、前記上下動機構のピニオンギヤと同軸上に設けられている。
（６）本発明の顕微鏡は、上記（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の顕微鏡であって、かつ前記可動台の内側に、バランスバネが設けられている。
【００１０】
上記手段を講じた結果、次のような作用が生じる。
本発明によれば、最小限必要な例えば一組（二個）のガイド機構を用いて、重量の大きな大型のステージや試料に対しても十分な剛性と精度を保持することができる。また、顕微鏡本体をコンパクトに構成でき、さらに操作性が良く製造原価上も有利な顕微鏡の焦準機構を提供できる。
本発明によれば、前記可動台は中空部を有し、その中空部内に前記上下動機構を備えたので、前記ステージの重心の鉛直下に位置する前記中空部に前記上下動機構を備えることができ、前記上下動機構における前記ステージの荷重保持点を前記ステージの重心のほぼ鉛直線上に確実に位置させることができる。
本発明によれば、前記上下動機構は、該上下動機構を駆動する前記ハンドルの回転を減速する手段を備えたので、前記ステージや観察試料の重量により前記ガイド機構に発生する上下動方向と直交する方向のモーメントを抑制できる上に、さらに重量の大きな大型のステージや試料に対しても十分な剛性と精度を保持でき、かつ微細な焦準駆動が可能になる。
本発明によれば、ガイド機構には可動台の運動方向、すなわち上下方向と直交する方向のモーメントを発生させることができる。このモーメントが発生することで、可動台にラックを取付け、ラックとピニオンギヤとの噛み合い位置をステージの重心位置の鉛直線上にほぼ一致させることで、ラックがピニオンギヤから受ける力によりガイド機構にはステージおよび試料の重量によるモーメントと反対方向に発生するモーメントを互いに打ち消し合う方向に作用するため、全体としてはガイド機構にかかるモーメントが抑制され、その結果滑らかで高精度な可動台の上下動が保証される。
本発明によれば、ハンドルをピニオンギヤと同軸上に構成したことにより、ハンドルを支持する軸の位置がほぼ光軸位置付近になり、操作性の良い焦準機構が構成できる。
本発明によれば、可動台の内側にバランスバネを設けたことにより、ステージ及び試料の重量を軽減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡の構成を示す正面断面図であり、図２は図１に示した顕微鏡の焦準機構の要部を示す平面断面図である。なお、図１，図２において同一な部分には同一符号を付してある。
【００１２】
ベース１にはアーム２が取付けられており、通常これらベース１とアーム２を合わせて顕微鏡本体と称する。さらにベース１には固定枠３が取付けられており、この固定枠３の端部内側における上下方向に一組（二個）のガイド５，５が設けられている。可動台４は中空部を有する四角柱状をなしており、その二つのかどの上下方向にそれぞれガイド５，５と係合する受け部５１，５１が設けられている。可動台４はベース１と固定枠３のなす空間に収容され、受け部５１，５１がそれぞれガイド５，５と係合することで固定枠３に対して上下動可能に保持されている。
【００１３】
可動台４の一内壁にはラック６が取付けられており、ピニオンギア７は回動可能かつ前記ラック６に噛み合うよう、軸７１を介してベース１に支持されている。また、ピニオンギヤ７を支持する軸７１の両端部には、操作ハンドル８，８が設けられている。以上のように、当該顕微鏡の焦準機構の要部が構成されている。
【００１４】
可動台４の上部には試料ステージ９が取り付けられており、アーム２の先端下部にはレボルバ１０が取り付けられている。対物レンズ１１は、レボルバ１０の回転により選択的に光軸Ｏ上に投入される。光源１４から発せられた照明光は、投光管１３により観察試料に与えられる。
【００１５】
ハーフミラー１２は、光源１４から発せられた投光管１３内の水平方向の照明光束を対物レンズ１１の光軸Ｏに沿った垂直方向の照明光束に変換する。鏡筒１５は投光管１３上部の光軸Ｏ上に取付けられており、鏡筒１５の先端部には接眼レンズ１６が取り付けられている。
【００１６】
なお、可動台４は対物レンズ１１の光軸Ｏを囲むような筒状の構造をなしており、ラック６とピニオンギヤ７の噛み合う位置は、ステージ９の重心位置の鉛直線上にほぼ合致する。また、可動台４やステージ９の重量は、ラック６を介してピニオンギヤ７を回転させる力量に変換されてしまうが、図示しない力量調整機構により前記力量につり合うだけの摩擦力が発生し、操作ハンドル８が回転しないよう調整されることで、ステージ９が自然降下しないよう構成されている。
【００１７】
次に、以上のように構成された顕微鏡の作用について説明する。光源１４から発せられた光は投光管１３内のレンズ１３１，１３２により水平方向に導かれ、ハーフミラー１２によって対物レンズ１１の光軸Ｏに沿った垂直方向の照明光束に変換される。そして対物レンズ１１により集光され、ステージ９上の観察試料Ｓに照射される。観察試料Ｓで反射した光は、再び対物レンズ１１で集光されて逆の経路を辿り、ハーフミラー１２を通過した後、鏡筒１５内の結像レンズ１５１により接眼レンズ１６の焦点に結像され、観察者の眼に達する。
【００１８】
一方、操作者が操作ハンドル８を回すことによりピニオンギヤ７が回転し、このピニオンギア７と噛み合うラック６に上下方向の力が作用する。これにより、ラック６を固定している可動台４がガイド５に沿って上下方向へ移動するので、ステージ９が上下動し、対物レンズ１１に対して観察試料Ｓのピントが合わせられる。
【００１９】
図３は、当該顕微鏡におけるピント合わせ動作時のガイド５に働く力の関係を示した図である。なお、図３において図１，図２と同一な部分には同一符号を付してある。図３において、Ｇはステージ９（および観察試料Ｓ（不図示））の重心位置、Ｐはピニオンギヤ７とラック６との噛み合い位置である。なお、より正確に記すと、焦準機構における上下動する部分全体（ステージ９のほか可動台４，ラック６などが含まれる）の重心に対して、上下動機構の荷重保持点がほぼ鉛直線上に位置する。
【００２０】
ＦG はステージ９と観察試料Ｓの重量、ＭG はＦG によってガイド５に働くモーメント、また、ＦP はラック６がピニオンギヤ７から受ける力の垂直成分、ＭP はＦP によってガイド５に働くモーメントである。Ｃはガイド５の中心位置であり、ガイド５の中心Ｃの周りにモーメントＭG およびＭP が働く。
【００２１】
いま、ガイド５の摺動抵抗を無視するとＦG ＝ＦP であるので、重心位置Ｇと噛み合い位置Ｐのガイド５からの距離が等しければ、ＭG ＝ＭP となり、ガイド５に働くモーメントがつり合う。このため、ガイド５を構成するコロやボール、あるいはガイド摺動面の微小変形等による摺動抵抗の部分的変化がなく、ガイド５に沿った可動台４の滑らかな上下動が保証される。
【００２２】
これにより、操作ハンドル８の微妙な操作に対して可動台４が正確に追従して上下動するので、高精度な焦準駆動が達成できる。実際のところ、観察試料Ｓにおける観察部位の変更によるステージ９の水平方向の移動に伴い、重心位置Ｇはほぼ光軸位置Ｏを中心とする範囲内を移動するので、本第１の実施の形態のように、ラック６とピニオンギヤ７とのかみ合い位置Ｐは光軸位置Ｏともほぼ一致する。
【００２３】
また、ラック６とピニオンギヤ７との噛み合い位置Ｐをステージ９の重心位置Ｇの鉛直線上にほぼ一致させたことにより、一組（二個）のガイド５を用いても片持ち支持にならず、ステージ９と観察試料Ｓの重量に起因する可動台４のたわみを最小限に抑えることができる。
【００２４】
可動台４を顕微鏡本体に対して上下動可能に保持するためのガイド５は可動台４の外側に取付けられるため、ガイド５の位置とステージ９およびステージ９上の試料Ｓによる重心位置とは通常一直線上に位置しない。すなわち、ステージ９および試料Ｓによる重心位置がガイド５の位置から離れており、これによりガイド５には可動台４の運動方向すなわち上下方向と直交する方向のモーメントが発生する。
【００２５】
しかしながら、この可動台４にラック６を取付け、ラック６とピニオンギヤ７との噛み合い位置Ｐをステージ９の重心位置の鉛直線上にほぼ一致させることで、ラック６がピニオンギヤ７から受ける力によりガイド５にはステージ９および試料Ｓの重量によるモーメントと反対方向のモーメントが発生する。そして、これらモーメントが互いに打ち消し合う方向に作用するため、全体としてはガイド５にかかるモーメントが抑制され、その結果滑らかで高精度な可動台４の上下動が保証される。
【００２６】
以上のように本第１の実施の形態による顕微鏡では、対物レンズ１１の光軸Ｏを囲む筒状の可動台４を固定枠３に対し一組（二個）のガイド５を介して上下動可能に保持するとともに、この筒状の可動台４の内側にラック６を設けてピニオンギヤ７との噛み合い位置Ｐを光軸位置Ｏとほぼ一致させることにより、ステージ９や観察試料Ｓの重量によりガイド５に発生する上下動方向と直交する方向のモーメントを抑制するようにしたので、ガイド５に沿った可動台４の滑らかな動きが保証されるとともに、ステージ９や観察試料Ｓの重量に起因する可動台４のたわみを抑制することができる。また、操作ハンドル８をピニオンギヤ７と同軸上に構成したことにより、操作ハンドル８を支持する軸７１の位置がほぼ光軸位置Ｏ付近になり、操作性の良い焦準機構が構成できる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡の構成を示す正面断面図であり、図５は図４に示した顕微鏡の焦準機構の要部を示す平面断面図である。なお、図４，図５において、図１，図２と同一な部分には同一符号を付してある。
【００２８】
ベース２１にはアーム２が取付けられており、ベース２１には固定枠２３が取付けられている。可動台２４は、固定枠２３に設けられた一組（二個）のガイド２５により固定枠３に対して上下動可能に保持されている。なお、可動台２４にはガイド２５と係合する受け部２５１が設けられている。
【００２９】
可動台２４の一内壁にはラック２６が取付けられており、ピニオンギア２７は回動可能かつ前記ラック２６に噛み合うよう、軸７１を介してベース２１に支持されている。また、ピニオンギヤ２７を支持する軸７１の両端部には、操作ハンドル８，８が設けられている。以上のように、当該顕微鏡の焦準機構の要部が構成されている。
【００３０】
減速ギヤ２９は、小径ギヤ２９１と大径ギヤ２９２が一体化しており、小径ギヤ２９１と大径ギヤ２９２は同一の回転軸２９３により支持されている。小径ギヤ２９１はラック２６と噛み合い、大径ギヤ２９２はピニオンギヤ２７と噛み合うように配置している。ギヤボックス３０はベース２１に固定され、減速ギヤ２９を回動可能に支持する。本第２の実施の形態においては、操作ハンドル８の回転が減速ギヤ２９により減速された後、ラック２６に伝えられる。なお本第２の実施の形態では、ラック２６と減速ギヤ２９の噛み合う位置がステージ９の重心位置の鉛直線上にほぼ合致するよう構成されている。その他の構成は上記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３１】
次に、以上のように構成された顕微鏡の作用について説明する。まず、操作者が操作ハンドル８を回すことにより軸７１を介してピニオンギヤ２７が回転し、このピニオンギヤ２７と噛み合う減速ギヤ２９の大径ギヤ２９２がピニオンギヤ２７の回転方向と反対の方向へ、かつピニオンギヤ２７の回転速度に比べて減速されて回転する。大径ギヤ２９２が回転するに伴い小径ギヤ２９１が大径ギヤ２９２と同方向へ回転し、ラック２６に上下方向の力が作用する。これにより、ラック２６を固定している可動台２４がガイド２５に沿って上下方向に移動するので、ステージ９が上下動し、対物レンズ１１に対して観察試料Ｓのピントが合わせられる。
【００３２】
以上のように本第２の実施の形態による顕微鏡では、対物レンズ１１の光軸Ｏを囲む筒状の可動台２４を固定枠２３に対し一組（二個）のガイド２５を介して上下動可能に保持するとともに、操作ハンドル８の回動をさらに減速する減速ギヤ２９をラック２６とピニオンギヤ２７との間に挿設し、ラック２６と減速ギヤ２９との噛み合い位置をステージ９の重心位置の鉛直線上とほぼ一致させることにより、上記第１の実施の形態と同様にステージ９や観察試料Ｓの重量によりガイド２５に発生する上下動方向と直交する方向のモーメントを抑制するようにしたので、ガイド２５に沿った可動台２４の滑らかな動きが保証されるとともに、ステージ９や観察試料Ｓの重量に起因する可動台２４のたわみを抑制することができる。
【００３３】
また本第２の実施の形態では、操作ハンドル８の回転速度が減速ギヤ２９により減速されるので、より細かな焦準駆動が要求される場合に有効である。なお、組み立て時にギヤボックス３０を筒状の可動台２４の上方から組み込むことで、減速ギヤ２９の組立作業性が向上される。さらに本第２の実施の形態では、減速ギヤ２９を用いたことにより、操作ハンドル８の位置を比較的自由に設定できるので、操作性を特に重視する場合に有効になる。
【００３４】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る顕微鏡の焦準機構の要部を示す図であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面断面図である。本第３の実施の形態に係る顕微鏡は、上記第２の実施の形態に示した構成に追加し、ステージおよび観察試料の重量を軽減するためのバランスバネを筒状の可動台の内側に設けたものである。なお、図６の（ａ），（ｂ）において、図４，図５と同一な部分には同一符号を付してある。
【００３５】
可動台２４は、固定枠２３に設けられた一組（二個）のガイド２５により固定枠２３に対して上下動可能に保持され、その一内壁にラック２６が取付けられている。圧縮コイルバネ３２１，３２２は、ステージ９および観察試料Ｓの重量により可動台２４に懸かる負荷を軽減するためのものであり、ガイド軸３３は圧縮コイルバネ３２１，３２２の伸縮運動を案内するものである。
【００３６】
固定板３１は、圧縮コイルバネ３２１，３２２およびガイド軸３３を筒状の可動台２４の内側に保持する。圧縮コイルバネ３２１，３２２はその一端が固定板３１に固着されることで伸縮が制限されており、もう一端がベース２１に当接することで伸縮が制限されている。
【００３７】
これら圧縮コイルバネ３２１，３２２の力量により、筒状の可動台２４には常に上方へ押し上げられる力が働いている。なお、圧縮コイルバネ３２１，３２２の力量は、ステージ９や可動台２４等上下動する部材の総重量よりも小さい力量に設定されている。その他の構成は上記第２の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３８】
以上のように本第３の実施の形態による顕微鏡では、バランスバネである圧縮コイルバネ３２１，３２２を筒状の可動台２４の内側に設けたことにより、ステージ９および観察試料Ｓの重量がラック２６と減速ギヤ２９との噛み合い部と圧縮コイルバネ３２１，３２２とに分担されて懸かるため、減速ギヤ２９、ピニオンギヤ２７およびラック２６に懸かる負荷が軽減され、より大型の重いステージや観察試料にも対応することができる。
【００３９】
また、上記バランスバネは可動台２４の内側に位置しているので、上記第１および第２の実施の形態と同様、バランスバネによるモーメントと減速ギヤ２９からラック２６が受ける力によるモーメントとの和が、ステージ９と観察試料Ｓの重量によるモーメントとほぼつり合う。このため、ガイド２５にかかるモーメントを抑制することができ、ガイド２５に沿った可動台２４の滑らかな動きが保証され、高精度な焦準駆動が可能になる。
【００４０】
なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施できる。
（実施の形態のまとめ）
実施の形態に示された構成および作用効果をまとめると次の通りである。
［１］実施の形態に示された顕微鏡は、顕微鏡本体（１，２）に対してほぼ上下動するようガイド機構（５）を介して前記顕微鏡本体（１，２）に保持された可動台４と、この可動台４をほぼ上下動させる上下動機構（６，７）と、試料Ｓを保持するため前記可動台４の上面に設けられたステージ９と、を備え、前記上下動機構（６，７）における前記ステージ９の荷重保持点（Ｐ）が前記ステージ９の重心Ｇのほぼ鉛直線上に位置するよう構成されている。
【００４１】
このように上記顕微鏡においては、前記可動台４を前記ガイド機構（５）を介してほぼ上下動させる前記上下動機構（６，７）における前記ステージ９の荷重保持点が前記ステージ９の重心Ｇのほぼ鉛直線上に位置するので、前記ステージ９や観察試料Ｓの重量により前記ガイド機構（５）に発生する上下動方向と直交する方向のモーメントを最小限に抑制することができる。これにより、最小限必要な例えば一組（二個）のガイド機構（５，５）を用いて、重量の大きな大型のステージや試料に対しても十分な剛性と精度を保持することができる。また、顕微鏡本体をコンパクトに構成でき、さらに操作性が良く製造原価上も有利な顕微鏡の焦準機構を提供できる。
［２］実施の形態に示された顕微鏡は上記［１］に記載の顕微鏡であって、かつ前記可動台４は中空部を有し、その中空部内に前記上下動機構（６，７）を備える。
【００４２】
このように上記顕微鏡においては、前記可動台４は中空部を有し、その中空部内に前記上下動機構（６，７）を備えたので、前記ステージ９の重心の鉛直下に位置する前記中空部に前記上下動機構（６，７）を備えることができ、前記上下動機構（６，７）における前記ステージ９の荷重保持点（Ｐ）を前記ステージ９の重心Ｇのほぼ鉛直線上に確実に位置させることができる。
［３］実施の形態に示された顕微鏡は上記［１］または［２］に記載の顕微鏡であって、かつ前記上下動機構（６，７）は、該上下動機構（６，７）を駆動するハンドル８の回転を減速する手段（２９）を備える。
【００４３】
このように上記顕微鏡においては、前記上下動機構（６，７）は、該上下動機構（６，７）を駆動する前記ハンドル８の回転を減速する手段（２９）を備えたので、前記ステージ９や観察試料Ｓの重量により前記ガイド機構（５）に発生する上下動方向と直交する方向のモーメントを抑制できる上、さらに重量の大きな大型のステージや試料に対しても十分な剛性と精度を保持でき、かつ微細な焦準駆動が可能になる。
［４］実施の形態に示された顕微鏡は上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の顕微鏡であって、かつ前記可動台４に懸かる前記ステージ９からの重量による負荷を軽減する手段（３２１，３２２）を備える。
【００４４】
このように上記顕微鏡においては、前記可動台４に懸かる前記ステージ９からの重量による負荷を軽減する手段（３２１，３２２）を備えたので、重量の大きな大型のステージや観察試料が前記可動台４に載せられた場合にも、支障なく安定した動作を保持することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、最小限のガイド機構を用いて、重量の大きな大型のステージや試料に対しても十分な剛性と精度を備え、かつ顕微鏡本体をコンパクトに構成でき、さらに操作性が良く原価上も有利に構成できる顕微鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡の構成を示す正面断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡の焦準機構の要部を示す平面断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡におけるピント合わせ動作時のガイド部に働く力の関係を示した図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡の構成を示す正面断面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡の焦準機構の要部を示す平面断面図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る顕微鏡の焦準機構の要部を示す図であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面断面図。
【図７】従来例に係る顕微鏡の焦準機構を示す正面断面図。
【図８】従来例に係る顕微鏡の焦準機構を示す図であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面断面図。
【符号の説明】
１…ベース
２…アーム
３…固定枠
４…可動台
５…ガイド
５１…受け部
６…ラック
７…ピニオンギヤ
７１…軸
８…操作ハンドル
９…試料ステージ
１０…レボルバ
１１…対物レンズ
１２…ハーフミラー
１３…投光管
１３１…レンズ
１３２…レンズ
１４…光源
１５…鏡筒
１５１…結像レンズ
１６…接眼レンズ
Ｏ…光軸
Ｓ…観察試料
２１…ベース
２３…固定枠
２４…可動台
２５…ガイド
２５１…受け部
２６…ラック
２７…ピニオンギヤ
２９…減速ギヤ
２９１…小径ギヤ
２９２…大径ギヤ
２９３…回転軸
３０…ギヤボックス
３１…固定板
３２１…圧縮コイルバネ
３２２…圧縮コイルバネ
３３…ガイド軸
７１…アーム
７２…上下駆動機構
７３…ステージ
７４…対物レンズ
７５…焦準ハンドル
９１…ステージ
９２…台
９３…外枠
９４…上下ガイド機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハや磁気ヘッド等の大型試料の観察に使用される顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、工業分野において、半導体ウェーハや磁気ヘッド等の検査試料の大型化、重量化に伴い、顕微鏡のステージが大型化される傾向にある。同時に試料の微細化に伴い、検査倍率の高倍率化が進んでいる。このような状況により、顕微鏡においてステージを支持する焦準機構の剛性を強化して、振動による像ぶれやステージの重心移動に伴うステージの傾きを防止する必要がある。
【０００３】
図７は、従来の顕微鏡の焦準機構を示す正面断面図である。図７に示す従来の顕微鏡の焦準機構では、その一部がアーム７１に内蔵された上下駆動機構７２を介して、ステージ７３が顕微鏡本体に片持ち支持されている。このため、ステージ７３に重い試料を載せたりステージ７３を走査させたりした場合、ステージ７３がたわんだり振動したりする。そのため、対物レンズ７４に対する試料のピントがずれてしまう等の問題が生じ、焦準機構として十分な剛性を有するものではなかった。
【０００４】
図８の（ａ）および（ｂ）は、特開平３−５８０１１号公報に開示されている、上述した従来の焦準機構を改良すべく開発された焦準機構を示す図であり、図８の（ａ）は平面断面図、図８の（ｂ）は正面断面図である。図８の（ａ），（ｂ）に示す焦準機構によると、ステージ９１を支持する中空構造の台９２の外側面とそれを囲む顕微鏡本体に固定された外枠９３との間に、少なくとも３個（同図では４個）の上下ガイド機構９４を設けている。これにより、ステージ９１の上下動に係る安定性や剛性を確保するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示した従来の顕微鏡の焦準機構は、本来生物試料を観察するための小型ステージ用の焦準機構であり、ステージ７３を大型化すると焦準ハンドル７５が観察者から遠い箇所に位置することになる。このため、操作性が非常に悪くなるうえに、片持ち支持機構そのものがステージ７３を支持するのに限界があり、大型のステージを備えた顕微鏡に適さない。
【０００６】
また、図８の（ａ）および（ｂ）に示した従来の顕微鏡の焦準機構は、３個以上の上下ガイド機構９４によりステージ９１を支持する台９２が保持されているため、滑らかで高精度な台９２の上下動を得るためには各部品の寸法精度を高く維持する必要がある。また、３個以上のガイド機構９４を用いると過剰拘束になるため、組立調整が非常に難しく、各ガイド機構９４の寸法精度や調整が不完全であると、ステージ９１の滑らかな上下動が得られなくなり、かえって焦準精度が悪化してしまうという欠点がある。
【０００７】
さらに、これら３個以上のガイド機構９４を顕微鏡本体に設けることにより、顕微鏡本体が大型化してしまうため、作業スペースが狭くなってしまうという欠点もある。また、ガイド機構は一般に高価であるため、ガイド機構を過剰に使用することは、顕微鏡の製造原価を抑えるためにも好ましくない。
【０００８】
本発明の目的は、最小限のガイド機構を用いて、重量の大きな大型のステージや試料に対しても十分な剛性と精度を備え、かつ顕微鏡本体をコンパクトに構成でき、さらに操作性が良く原価上も有利に構成できる顕微鏡を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の顕微鏡は以下の如く構成されている。
（１）本発明の顕微鏡は、顕微鏡本体に対して上下動する可動台と、前記可動台の外側面と前記顕微鏡本体に取付けられている固定枠との間に設けられた２個のガイド機構と、前記可動台の内部に設けられ、該可動台を上下動させる上下動機構と、試料を保持するため前記可動台の上面に設けられたステージと、を備え、前記上下動機構の荷重保持点が、前記ステージの重心の鉛直線上にほぼ合致するよう構成されている。
（２）本発明の顕微鏡は、顕微鏡本体に対して上下動する可動台と、前記可動台の外側面と前記顕微鏡本体に取付けられている固定枠との間に設けられた２個のガイド機構と、前記可動台の内部に設けられ、該可動台を上下動させる上下動機構と、試料を保持するため前記可動台の上面に設けられたステージと、を備え、前記上下動機構の荷重保持点が、前記顕微鏡本体に対して上下動する部分全体の重心の鉛直線上にほぼ合致するよう構成されている。
（３）本発明の顕微鏡は、上記（１）又は（２）に記載の顕微鏡であって、かつ前記顕微鏡本体は、光源からの光を前記試料に照射する対物レンズを保持し、前記対物レンズの光軸位置が前記上下動機構の荷重保持点にほぼ合致するよう構成した。
（４）本発明の顕微鏡は、上記（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の顕微鏡であって、かつ前記上下動機構は、該上下動機構を駆動する操作ハンドルの回転を減速する手段を備える。
（５）本発明の顕微鏡は、上記（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の顕微鏡であって、かつ前記上下動機構を駆動する操作ハンドルは、前記上下動機構のピニオンギヤと同軸上に設けられている。
（６）本発明の顕微鏡は、上記（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の顕微鏡であって、かつ前記可動台の内側に、バランスバネが設けられている。
【００１０】
上記手段を講じた結果、次のような作用が生じる。
本発明によれば、最小限必要な例えば一組（二個）のガイド機構を用いて、重量の大きな大型のステージや試料に対しても十分な剛性と精度を保持することができる。また、顕微鏡本体をコンパクトに構成でき、さらに操作性が良く製造原価上も有利な顕微鏡の焦準機構を提供できる。
本発明によれば、前記可動台は中空部を有し、その中空部内に前記上下動機構を備えたので、前記ステージの重心の鉛直下に位置する前記中空部に前記上下動機構を備えることができ、前記上下動機構における前記ステージの荷重保持点を前記ステージの重心のほぼ鉛直線上に確実に位置させることができる。
本発明によれば、前記上下動機構は、該上下動機構を駆動する前記ハンドルの回転を減速する手段を備えたので、前記ステージや観察試料の重量により前記ガイド機構に発生する上下動方向と直交する方向のモーメントを抑制できる上に、さらに重量の大きな大型のステージや試料に対しても十分な剛性と精度を保持でき、かつ微細な焦準駆動が可能になる。
本発明によれば、ガイド機構には可動台の運動方向、すなわち上下方向と直交する方向のモーメントを発生させることができる。このモーメントが発生することで、可動台にラックを取付け、ラックとピニオンギヤとの噛み合い位置をステージの重心位置の鉛直線上にほぼ一致させることで、ラックがピニオンギヤから受ける力によりガイド機構にはステージおよび試料の重量によるモーメントと反対方向に発生するモーメントを互いに打ち消し合う方向に作用するため、全体としてはガイド機構にかかるモーメントが抑制され、その結果滑らかで高精度な可動台の上下動が保証される。
本発明によれば、ハンドルをピニオンギヤと同軸上に構成したことにより、ハンドルを支持する軸の位置がほぼ光軸位置付近になり、操作性の良い焦準機構が構成できる。
本発明によれば、可動台の内側にバランスバネを設けたことにより、ステージ及び試料の重量を軽減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡の構成を示す正面断面図であり、図２は図１に示した顕微鏡の焦準機構の要部を示す平面断面図である。なお、図１，図２において同一な部分には同一符号を付してある。
【００１２】
ベース１にはアーム２が取付けられており、通常これらベース１とアーム２を合わせて顕微鏡本体と称する。さらにベース１には固定枠３が取付けられており、この固定枠３の端部内側における上下方向に一組（二個）のガイド５，５が設けられている。可動台４は中空部を有する四角柱状をなしており、その二つのかどの上下方向にそれぞれガイド５，５と係合する受け部５１，５１が設けられている。可動台４はベース１と固定枠３のなす空間に収容され、受け部５１，５１がそれぞれガイド５，５と係合することで固定枠３に対して上下動可能に保持されている。
【００１３】
可動台４の一内壁にはラック６が取付けられており、ピニオンギア７は回動可能かつ前記ラック６に噛み合うよう、軸７１を介してベース１に支持されている。また、ピニオンギヤ７を支持する軸７１の両端部には、操作ハンドル８，８が設けられている。以上のように、当該顕微鏡の焦準機構の要部が構成されている。
【００１４】
可動台４の上部には試料ステージ９が取り付けられており、アーム２の先端下部にはレボルバ１０が取り付けられている。対物レンズ１１は、レボルバ１０の回転により選択的に光軸Ｏ上に投入される。光源１４から発せられた照明光は、投光管１３により観察試料に与えられる。
【００１５】
ハーフミラー１２は、光源１４から発せられた投光管１３内の水平方向の照明光束を対物レンズ１１の光軸Ｏに沿った垂直方向の照明光束に変換する。鏡筒１５は投光管１３上部の光軸Ｏ上に取付けられており、鏡筒１５の先端部には接眼レンズ１６が取り付けられている。
【００１６】
なお、可動台４は対物レンズ１１の光軸Ｏを囲むような筒状の構造をなしており、ラック６とピニオンギヤ７の噛み合う位置は、ステージ９の重心位置の鉛直線上にほぼ合致する。また、可動台４やステージ９の重量は、ラック６を介してピニオンギヤ７を回転させる力量に変換されてしまうが、図示しない力量調整機構により前記力量につり合うだけの摩擦力が発生し、操作ハンドル８が回転しないよう調整されることで、ステージ９が自然降下しないよう構成されている。
【００１７】
次に、以上のように構成された顕微鏡の作用について説明する。光源１４から発せられた光は投光管１３内のレンズ１３１，１３２により水平方向に導かれ、ハーフミラー１２によって対物レンズ１１の光軸Ｏに沿った垂直方向の照明光束に変換される。そして対物レンズ１１により集光され、ステージ９上の観察試料Ｓに照射される。観察試料Ｓで反射した光は、再び対物レンズ１１で集光されて逆の経路を辿り、ハーフミラー１２を通過した後、鏡筒１５内の結像レンズ１５１により接眼レンズ１６の焦点に結像され、観察者の眼に達する。
【００１８】
一方、操作者が操作ハンドル８を回すことによりピニオンギヤ７が回転し、このピニオンギア７と噛み合うラック６に上下方向の力が作用する。これにより、ラック６を固定している可動台４がガイド５に沿って上下方向へ移動するので、ステージ９が上下動し、対物レンズ１１に対して観察試料Ｓのピントが合わせられる。
【００１９】
図３は、当該顕微鏡におけるピント合わせ動作時のガイド５に働く力の関係を示した図である。なお、図３において図１，図２と同一な部分には同一符号を付してある。図３において、Ｇはステージ９（および観察試料Ｓ（不図示））の重心位置、Ｐはピニオンギヤ７とラック６との噛み合い位置である。なお、より正確に記すと、焦準機構における上下動する部分全体（ステージ９のほか可動台４，ラック６などが含まれる）の重心に対して、上下動機構の荷重保持点がほぼ鉛直線上に位置する。
【００２０】
ＦG はステージ９と観察試料Ｓの重量、ＭG はＦG によってガイド５に働くモーメント、また、ＦP はラック６がピニオンギヤ７から受ける力の垂直成分、ＭP はＦP によってガイド５に働くモーメントである。Ｃはガイド５の中心位置であり、ガイド５の中心Ｃの周りにモーメントＭG およびＭP が働く。
【００２１】
いま、ガイド５の摺動抵抗を無視するとＦG ＝ＦP であるので、重心位置Ｇと噛み合い位置Ｐのガイド５からの距離が等しければ、ＭG ＝ＭP となり、ガイド５に働くモーメントがつり合う。このため、ガイド５を構成するコロやボール、あるいはガイド摺動面の微小変形等による摺動抵抗の部分的変化がなく、ガイド５に沿った可動台４の滑らかな上下動が保証される。
【００２２】
これにより、操作ハンドル８の微妙な操作に対して可動台４が正確に追従して上下動するので、高精度な焦準駆動が達成できる。実際のところ、観察試料Ｓにおける観察部位の変更によるステージ９の水平方向の移動に伴い、重心位置Ｇはほぼ光軸位置Ｏを中心とする範囲内を移動するので、本第１の実施の形態のように、ラック６とピニオンギヤ７とのかみ合い位置Ｐは光軸位置Ｏともほぼ一致する。
【００２３】
また、ラック６とピニオンギヤ７との噛み合い位置Ｐをステージ９の重心位置Ｇの鉛直線上にほぼ一致させたことにより、一組（二個）のガイド５を用いても片持ち支持にならず、ステージ９と観察試料Ｓの重量に起因する可動台４のたわみを最小限に抑えることができる。
【００２４】
可動台４を顕微鏡本体に対して上下動可能に保持するためのガイド５は可動台４の外側に取付けられるため、ガイド５の位置とステージ９およびステージ９上の試料Ｓによる重心位置とは通常一直線上に位置しない。すなわち、ステージ９および試料Ｓによる重心位置がガイド５の位置から離れており、これによりガイド５には可動台４の運動方向すなわち上下方向と直交する方向のモーメントが発生する。
【００２５】
しかしながら、この可動台４にラック６を取付け、ラック６とピニオンギヤ７との噛み合い位置Ｐをステージ９の重心位置の鉛直線上にほぼ一致させることで、ラック６がピニオンギヤ７から受ける力によりガイド５にはステージ９および試料Ｓの重量によるモーメントと反対方向のモーメントが発生する。そして、これらモーメントが互いに打ち消し合う方向に作用するため、全体としてはガイド５にかかるモーメントが抑制され、その結果滑らかで高精度な可動台４の上下動が保証される。
【００２６】
以上のように本第１の実施の形態による顕微鏡では、対物レンズ１１の光軸Ｏを囲む筒状の可動台４を固定枠３に対し一組（二個）のガイド５を介して上下動可能に保持するとともに、この筒状の可動台４の内側にラック６を設けてピニオンギヤ７との噛み合い位置Ｐを光軸位置Ｏとほぼ一致させることにより、ステージ９や観察試料Ｓの重量によりガイド５に発生する上下動方向と直交する方向のモーメントを抑制するようにしたので、ガイド５に沿った可動台４の滑らかな動きが保証されるとともに、ステージ９や観察試料Ｓの重量に起因する可動台４のたわみを抑制することができる。また、操作ハンドル８をピニオンギヤ７と同軸上に構成したことにより、操作ハンドル８を支持する軸７１の位置がほぼ光軸位置Ｏ付近になり、操作性の良い焦準機構が構成できる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡の構成を示す正面断面図であり、図５は図４に示した顕微鏡の焦準機構の要部を示す平面断面図である。なお、図４，図５において、図１，図２と同一な部分には同一符号を付してある。
【００２８】
ベース２１にはアーム２が取付けられており、ベース２１には固定枠２３が取付けられている。可動台２４は、固定枠２３に設けられた一組（二個）のガイド２５により固定枠３に対して上下動可能に保持されている。なお、可動台２４にはガイド２５と係合する受け部２５１が設けられている。
【００２９】
可動台２４の一内壁にはラック２６が取付けられており、ピニオンギア２７は回動可能かつ前記ラック２６に噛み合うよう、軸７１を介してベース２１に支持されている。また、ピニオンギヤ２７を支持する軸７１の両端部には、操作ハンドル８，８が設けられている。以上のように、当該顕微鏡の焦準機構の要部が構成されている。
【００３０】
減速ギヤ２９は、小径ギヤ２９１と大径ギヤ２９２が一体化しており、小径ギヤ２９１と大径ギヤ２９２は同一の回転軸２９３により支持されている。小径ギヤ２９１はラック２６と噛み合い、大径ギヤ２９２はピニオンギヤ２７と噛み合うように配置している。ギヤボックス３０はベース２１に固定され、減速ギヤ２９を回動可能に支持する。本第２の実施の形態においては、操作ハンドル８の回転が減速ギヤ２９により減速された後、ラック２６に伝えられる。なお本第２の実施の形態では、ラック２６と減速ギヤ２９の噛み合う位置がステージ９の重心位置の鉛直線上にほぼ合致するよう構成されている。その他の構成は上記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３１】
次に、以上のように構成された顕微鏡の作用について説明する。まず、操作者が操作ハンドル８を回すことにより軸７１を介してピニオンギヤ２７が回転し、このピニオンギヤ２７と噛み合う減速ギヤ２９の大径ギヤ２９２がピニオンギヤ２７の回転方向と反対の方向へ、かつピニオンギヤ２７の回転速度に比べて減速されて回転する。大径ギヤ２９２が回転するに伴い小径ギヤ２９１が大径ギヤ２９２と同方向へ回転し、ラック２６に上下方向の力が作用する。これにより、ラック２６を固定している可動台２４がガイド２５に沿って上下方向に移動するので、ステージ９が上下動し、対物レンズ１１に対して観察試料Ｓのピントが合わせられる。
【００３２】
以上のように本第２の実施の形態による顕微鏡では、対物レンズ１１の光軸Ｏを囲む筒状の可動台２４を固定枠２３に対し一組（二個）のガイド２５を介して上下動可能に保持するとともに、操作ハンドル８の回動をさらに減速する減速ギヤ２９をラック２６とピニオンギヤ２７との間に挿設し、ラック２６と減速ギヤ２９との噛み合い位置をステージ９の重心位置の鉛直線上とほぼ一致させることにより、上記第１の実施の形態と同様にステージ９や観察試料Ｓの重量によりガイド２５に発生する上下動方向と直交する方向のモーメントを抑制するようにしたので、ガイド２５に沿った可動台２４の滑らかな動きが保証されるとともに、ステージ９や観察試料Ｓの重量に起因する可動台２４のたわみを抑制することができる。
【００３３】
また本第２の実施の形態では、操作ハンドル８の回転速度が減速ギヤ２９により減速されるので、より細かな焦準駆動が要求される場合に有効である。なお、組み立て時にギヤボックス３０を筒状の可動台２４の上方から組み込むことで、減速ギヤ２９の組立作業性が向上される。さらに本第２の実施の形態では、減速ギヤ２９を用いたことにより、操作ハンドル８の位置を比較的自由に設定できるので、操作性を特に重視する場合に有効になる。
【００３４】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る顕微鏡の焦準機構の要部を示す図であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面断面図である。本第３の実施の形態に係る顕微鏡は、上記第２の実施の形態に示した構成に追加し、ステージおよび観察試料の重量を軽減するためのバランスバネを筒状の可動台の内側に設けたものである。なお、図６の（ａ），（ｂ）において、図４，図５と同一な部分には同一符号を付してある。
【００３５】
可動台２４は、固定枠２３に設けられた一組（二個）のガイド２５により固定枠２３に対して上下動可能に保持され、その一内壁にラック２６が取付けられている。圧縮コイルバネ３２１，３２２は、ステージ９および観察試料Ｓの重量により可動台２４に懸かる負荷を軽減するためのものであり、ガイド軸３３は圧縮コイルバネ３２１，３２２の伸縮運動を案内するものである。
【００３６】
固定板３１は、圧縮コイルバネ３２１，３２２およびガイド軸３３を筒状の可動台２４の内側に保持する。圧縮コイルバネ３２１，３２２はその一端が固定板３１に固着されることで伸縮が制限されており、もう一端がベース２１に当接することで伸縮が制限されている。
【００３７】
これら圧縮コイルバネ３２１，３２２の力量により、筒状の可動台２４には常に上方へ押し上げられる力が働いている。なお、圧縮コイルバネ３２１，３２２の力量は、ステージ９や可動台２４等上下動する部材の総重量よりも小さい力量に設定されている。その他の構成は上記第２の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３８】
以上のように本第３の実施の形態による顕微鏡では、バランスバネである圧縮コイルバネ３２１，３２２を筒状の可動台２４の内側に設けたことにより、ステージ９および観察試料Ｓの重量がラック２６と減速ギヤ２９との噛み合い部と圧縮コイルバネ３２１，３２２とに分担されて懸かるため、減速ギヤ２９、ピニオンギヤ２７およびラック２６に懸かる負荷が軽減され、より大型の重いステージや観察試料にも対応することができる。
【００３９】
また、上記バランスバネは可動台２４の内側に位置しているので、上記第１および第２の実施の形態と同様、バランスバネによるモーメントと減速ギヤ２９からラック２６が受ける力によるモーメントとの和が、ステージ９と観察試料Ｓの重量によるモーメントとほぼつり合う。このため、ガイド２５にかかるモーメントを抑制することができ、ガイド２５に沿った可動台２４の滑らかな動きが保証され、高精度な焦準駆動が可能になる。
【００４０】
なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施できる。
（実施の形態のまとめ）
実施の形態に示された構成および作用効果をまとめると次の通りである。
［１］実施の形態に示された顕微鏡は、顕微鏡本体（１，２）に対してほぼ上下動するようガイド機構（５）を介して前記顕微鏡本体（１，２）に保持された可動台４と、この可動台４をほぼ上下動させる上下動機構（６，７）と、試料Ｓを保持するため前記可動台４の上面に設けられたステージ９と、を備え、前記上下動機構（６，７）における前記ステージ９の荷重保持点（Ｐ）が前記ステージ９の重心Ｇのほぼ鉛直線上に位置するよう構成されている。
【００４１】
このように上記顕微鏡においては、前記可動台４を前記ガイド機構（５）を介してほぼ上下動させる前記上下動機構（６，７）における前記ステージ９の荷重保持点が前記ステージ９の重心Ｇのほぼ鉛直線上に位置するので、前記ステージ９や観察試料Ｓの重量により前記ガイド機構（５）に発生する上下動方向と直交する方向のモーメントを最小限に抑制することができる。これにより、最小限必要な例えば一組（二個）のガイド機構（５，５）を用いて、重量の大きな大型のステージや試料に対しても十分な剛性と精度を保持することができる。また、顕微鏡本体をコンパクトに構成でき、さらに操作性が良く製造原価上も有利な顕微鏡の焦準機構を提供できる。
［２］実施の形態に示された顕微鏡は上記［１］に記載の顕微鏡であって、かつ前記可動台４は中空部を有し、その中空部内に前記上下動機構（６，７）を備える。
【００４２】
このように上記顕微鏡においては、前記可動台４は中空部を有し、その中空部内に前記上下動機構（６，７）を備えたので、前記ステージ９の重心の鉛直下に位置する前記中空部に前記上下動機構（６，７）を備えることができ、前記上下動機構（６，７）における前記ステージ９の荷重保持点（Ｐ）を前記ステージ９の重心Ｇのほぼ鉛直線上に確実に位置させることができる。
［３］実施の形態に示された顕微鏡は上記［１］または［２］に記載の顕微鏡であって、かつ前記上下動機構（６，７）は、該上下動機構（６，７）を駆動するハンドル８の回転を減速する手段（２９）を備える。
【００４３】
このように上記顕微鏡においては、前記上下動機構（６，７）は、該上下動機構（６，７）を駆動する前記ハンドル８の回転を減速する手段（２９）を備えたので、前記ステージ９や観察試料Ｓの重量により前記ガイド機構（５）に発生する上下動方向と直交する方向のモーメントを抑制できる上、さらに重量の大きな大型のステージや試料に対しても十分な剛性と精度を保持でき、かつ微細な焦準駆動が可能になる。
［４］実施の形態に示された顕微鏡は上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の顕微鏡であって、かつ前記可動台４に懸かる前記ステージ９からの重量による負荷を軽減する手段（３２１，３２２）を備える。
【００４４】
このように上記顕微鏡においては、前記可動台４に懸かる前記ステージ９からの重量による負荷を軽減する手段（３２１，３２２）を備えたので、重量の大きな大型のステージや観察試料が前記可動台４に載せられた場合にも、支障なく安定した動作を保持することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、最小限のガイド機構を用いて、重量の大きな大型のステージや試料に対しても十分な剛性と精度を備え、かつ顕微鏡本体をコンパクトに構成でき、さらに操作性が良く原価上も有利に構成できる顕微鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡の構成を示す正面断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡の焦準機構の要部を示す平面断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡におけるピント合わせ動作時のガイド部に働く力の関係を示した図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡の構成を示す正面断面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡の焦準機構の要部を示す平面断面図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る顕微鏡の焦準機構の要部を示す図であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面断面図。
【図７】従来例に係る顕微鏡の焦準機構を示す正面断面図。
【図８】従来例に係る顕微鏡の焦準機構を示す図であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面断面図。
【符号の説明】
１…ベース
２…アーム
３…固定枠
４…可動台
５…ガイド
５１…受け部
６…ラック
７…ピニオンギヤ
７１…軸
８…操作ハンドル
９…試料ステージ
１０…レボルバ
１１…対物レンズ
１２…ハーフミラー
１３…投光管
１３１…レンズ
１３２…レンズ
１４…光源
１５…鏡筒
１５１…結像レンズ
１６…接眼レンズ
Ｏ…光軸
Ｓ…観察試料
２１…ベース
２３…固定枠
２４…可動台
２５…ガイド
２５１…受け部
２６…ラック
２７…ピニオンギヤ
２９…減速ギヤ
２９１…小径ギヤ
２９２…大径ギヤ
２９３…回転軸
３０…ギヤボックス
３１…固定板
３２１…圧縮コイルバネ
３２２…圧縮コイルバネ
３３…ガイド軸
７１…アーム
７２…上下駆動機構
７３…ステージ
７４…対物レンズ
７５…焦準ハンドル
９１…ステージ
９２…台
９３…外枠
９４…上下ガイド機構
Claims (6)
- 顕微鏡本体に対して上下動する可動台と、
前記可動台の外側面と前記顕微鏡本体に取付けられている固定枠との間に設けられた２個のガイド機構と、
前記可動台の内部に設けられ、該可動台を上下動させる上下動機構と、
試料を保持するため前記可動台の上面に設けられたステージと、を備え、
前記上下動機構の荷重保持点が、前記ステージの重心の鉛直線上にほぼ合致するよう構成したことを特徴とする顕微鏡。 - 顕微鏡本体に対して上下動する可動台と、
前記可動台の外側面と前記顕微鏡本体に取付けられている固定枠との間に設けられた２個のガイド機構と、
前記可動台の内部に設けられ、該可動台を上下動させる上下動機構と、
試料を保持するため前記可動台の上面に設けられたステージと、を備え、
前記上下動機構の荷重保持点が、前記顕微鏡本体に対して上下動する部分全体の重心の鉛直線上にほぼ合致するよう構成したことを特徴とする顕微鏡。 - 前記顕微鏡本体は、光源からの光を前記試料に照射する対物レンズを保持し、
前記対物レンズの光軸位置が前記上下動機構の荷重保持点にほぼ合致するよう構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の顕微鏡。 - 前記上下動機構は、該上下動機構を駆動する操作ハンドルの回転を減速する手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の顕微鏡。
- 前記上下動機構を駆動する操作ハンドルは、前記上下動機構のピニオンギヤと同軸上に設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の顕微鏡。
- 前記可動台の内側に、バランスバネを設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の顕微鏡。
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