JP5073314B2 - Microscopic measuring device - Google Patents

Microscopic measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP5073314B2
JP5073314B2 JP2007045800A JP2007045800A JP5073314B2 JP 5073314 B2 JP5073314 B2 JP 5073314B2 JP 2007045800 A JP2007045800 A JP 2007045800A JP 2007045800 A JP2007045800 A JP 2007045800A JP 5073314 B2 JP5073314 B2 JP 5073314B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
intermediate lens
moving mechanism
detector
half mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007045800A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008209627A (en
JP2008209627A5 (en
Inventor
雅也 瀧沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otsuka Electronics Co Ltd
Original Assignee
Otsuka Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Otsuka Electronics Co Ltd filed Critical Otsuka Electronics Co Ltd
Priority to JP2007045800A priority Critical patent/JP5073314B2/en
Priority to TW097105533A priority patent/TW200848836A/en
Priority to KR1020080016579A priority patent/KR20080079203A/en
Priority to CNA2008100810836A priority patent/CN101256113A/en
Publication of JP2008209627A publication Critical patent/JP2008209627A/en
Publication of JP2008209627A5 publication Critical patent/JP2008209627A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5073314B2 publication Critical patent/JP5073314B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/04—Measuring microscopes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、サンプルの分光測定、膜厚測定、反射率測定などに利用される顕微測定装置に関するものである。本発明の顕微測定装置は、例えば、液晶表示装置のカラーフィルタの光学特性の検査に好適に用いられる。   The present invention relates to a microscopic measurement apparatus used for spectroscopic measurement, film thickness measurement, reflectance measurement, and the like of a sample. The microscopic measurement apparatus of the present invention is suitably used for, for example, inspection of optical characteristics of color filters of a liquid crystal display device.

液晶表示装置のカラーフィルタは、Ｒ，Ｇ，Ｂ三色のフィルタで構成されている。この一つのＲのフィルタの存在範囲を一画素といい、一つのＧのフィルタの存在範囲を一画素といい、一つのＢのフィルタの存在範囲を一画素という。
このカラーフィルタの光学特性の評価を行うには、顕微測定装置の検出範囲（監視エリア）をＲの一画素の中心部に合わせて、当該中心部の透過スペクトル、色度、ホワイトバランスなどを測定する。次に、Ｇの画素、Ｂの画素にも同じ測定を行う。 The color filter of the liquid crystal display device is composed of R, G, B three color filters. The existence range of one R filter is called one pixel, the existence range of one G filter is called one pixel, and the existence range of one B filter is called one pixel.
In order to evaluate the optical characteristics of this color filter, the detection range (monitoring area) of the microscopic measurement device is aligned with the center of one pixel of R, and the transmission spectrum, chromaticity, white balance, etc. of the center are measured. To do. Next, the same measurement is performed on the G pixel and the B pixel.

図４は、サンプルの検出範囲Ｕを示す図である。
従来、検出範囲Ｕは、図４に示すように、一画素の寸法より小さいものであった。
このように一画素より小さい検出範囲Ｕを測定していた理由は、カラーフィタ一の画素内の色度・透過率はほぼ均一であるとしていたからである。
しかし、最近、カラーフィルタの画素の大型化及び生産方法の変更に伴って、一画素内のカラーフィルタの膜厚は均一でなく、したがってカラーフィルタの色度・透過率も均一に分布していないことが指摘され、一画素全体の色度・透過率の評価が必要となってきた。 FIG. 4 is a diagram illustrating the detection range U of the sample.
Conventionally, the detection range U is smaller than the size of one pixel as shown in FIG.
The reason why the detection range U smaller than one pixel is measured is that the chromaticity / transmittance in the pixel of the color filter is almost uniform.
However, with the recent increase in color filter pixels and changes in production methods, the color filter film thickness within one pixel is not uniform, and therefore the chromaticity and transmittance of the color filter are not evenly distributed. Therefore, it has become necessary to evaluate the chromaticity / transmittance of the entire pixel.

したがって、検出範囲Ｕとして、従来の小さな固定サイズのものから、大きな可変サイズのものが要望されるようになっている。
このように検出範囲Ｕが可変になるということは、顕微測定の倍率が可変であることと同じ意味になる。
図３は、このようなカラーフィルタなどの光学特性の測定を行うために従来から用いられている一般的な顕微測定装置の概略構成図である。 Therefore, the detection range U is desired to be a large variable size from the conventional small fixed size.
That the detection range U is variable in this way has the same meaning as that the magnification of microscopic measurement is variable.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a general microscopic measurement apparatus conventionally used for measuring the optical characteristics of such a color filter.

この顕微測定装置において、サンプルＳを透過又は反射した光は、対物レンズＬｏを通り、対物レンズＬｏによって平行光線に変換される。平行光線は、鏡筒に固定された中間レンズＬｉを通り、前記中間レンズＬｉの、前記対物レンズＬｏと反対の側に設けられたハーフミラーＨＭによって、一部そのまま通過し一部曲げられる。
前記ハーフミラーＨＭをそのまま通過した光は、観察用カメラ１８の観察位置に焦点を結ぶので、サンプルは、観察用カメラ１８によってモニタスコープに映し出される。 In this microscopic measurement apparatus, the light transmitted or reflected by the sample S passes through the objective lens Lo and is converted into parallel rays by the objective lens Lo. The parallel rays pass through the intermediate lens Li fixed to the lens barrel, and are partially passed through and partially bent by the half mirror HM provided on the opposite side of the intermediate lens Li from the objective lens Lo.
The light that has passed through the half mirror HM is focused on the observation position of the observation camera 18, so that the sample is projected on the monitor scope by the observation camera 18.

一方、前記ハーフミラーＨＭによって曲げられた光は、検出器１６の検出位置に焦点を結び、ここで分光測定、膜厚測定、反射率測定などが行われる。
例えば、通常中間レンズＬｉの焦点距離は２００ｍｍで、１０倍の対物レンズＬｏの焦点距離は２０ｍｍである。このため、
倍率＝（中間レンズＬｉの焦点距離）／（対物レンズＬｏの焦点距離）＝１０倍
の像が中間像位置に得られる。 On the other hand, the light bent by the half mirror HM is focused on the detection position of the detector 16, where spectral measurement, film thickness measurement, reflectance measurement, and the like are performed.
For example, the focal length of the intermediate lens Li is typically 200 mm, and the focal length of the 10 × objective lens Lo is 20 mm. For this reason,
Magnification = (focal length of intermediate lens Li) / (focal length of objective lens Lo) = 10 times an image is obtained at the intermediate image position.

この顕微測定装置で検出器１６により検出及び観察用カメラ１８により観察を行う場合において、検出範囲の大きさを変える場合又は観察像の大きさを変える場合、倍率の違う対物レンズＬｏに変更して使用する必要があった。
これは、図３を見ればわかるように、中間レンズＬｉが顕微鏡筒１１に固定され、検出器１６、観察用カメラ１８の位置も固定されているので、違う倍率で顕微測定するには、対物レンズＬｏを交換するしか方法がないからである。 In the case of performing detection with the detector 16 and observation with the observation camera 18 in this microscopic measurement apparatus, when changing the size of the detection range or changing the size of the observation image, the objective lens Lo is changed to a different magnification. Had to be used.
As can be seen from FIG. 3, the intermediate lens Li is fixed to the microscope tube 11 and the positions of the detector 16 and the observation camera 18 are also fixed. This is because there is only a method for exchanging the lens Lo.

ところが、対物レンズＬｏを交換すると、対物レンズＬｏのＮＡ（開口数）が変わり、測定値のＮＡ補正が必要になる。
そして検出器１６の検出倍率が変わると、これに連動して観察用カメラ１８の観察範囲も変わってしまう。また、それと逆に観察用カメラ１８の観察範囲を変えようとすれば、検出器１６の検出倍率も変わってしまう。特に検出器１６を光ファイバで構成する場合、サンプルの検出範囲を広げようとすると、光ファイバのＮＡを大きくしなければならず、光ファイバ径が太くなり、可撓性が減少して折れやすくなり取り扱いに不便をきたす。したがって、光ファイバの太さによって観察用カメラ１８の観察範囲が制限されていたという事情がある。 However, when the objective lens Lo is replaced, the NA (numerical aperture) of the objective lens Lo changes, and it is necessary to correct the measured value for NA.
When the detection magnification of the detector 16 changes, the observation range of the observation camera 18 changes in conjunction with this. On the other hand, if the observation range of the observation camera 18 is changed, the detection magnification of the detector 16 also changes. In particular, when the detector 16 is composed of an optical fiber, if the detection range of the sample is to be expanded, the NA of the optical fiber must be increased, the optical fiber diameter is increased, the flexibility is reduced, and it is easily broken. It causes inconvenience in handling. Therefore, there is a situation that the observation range of the observation camera 18 is limited by the thickness of the optical fiber.

また対物レンズＬｏの倍率を小さくして検出範囲を広げた場合、観察用カメラ１８で観察している像の拡大率も小さくなり、問題であった。
本発明の目的は、対物レンズを取り付けた顕微測定装置において、対物レンズを交換しないで、顕微測定装置の倍率及び／又は検出範囲を変えることのできる顕微測定装置を提供することである。 Further, when the magnification of the objective lens Lo is reduced to widen the detection range, the magnification of the image observed by the observation camera 18 is also reduced, which is a problem.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a microscopic measurement apparatus in which the magnification and / or detection range of the microscopic measurement apparatus can be changed without replacing the objective lens in a microscopic measurement apparatus equipped with an objective lens.

本発明の顕微測定装置は、サンプルからの光を平行光線にする対物レンズと、前記対物レンズからの平行光線を集光するための第１の中間レンズと、前記第１の中間レンズの、前記対物レンズと反対の側に設けられ、前記対物レンズ及び前記第１の中間レンズを通る光を一部通過させ一部を曲げるハーフミラーと、前記対物レンズ、前記第１の中間レンズ、前記ハーフミラーを固定する鏡筒と、前記ハーフミラーＨＭによって曲げられた光の通る位置に、当該光路に沿って移動可能に設置された第２の中間レンズと、前記第２の中間レンズの、前記ハーフミラーと反対の側に設けられ、前記ハーフミラーによって曲げられた光路に沿って移動可能に設置された検出器と、前記サンプルからの光が第２の中間レンズによって絞られた集光点に、前記検出器の結像位置が合うように、前記第２の中間レンズを移動させる第１の移動機構と、前記検出器を移動させる第２の移動機構と、前記第１の移動機構、第２の移動機構の移動量を調節する制御手段とを備えるものである。   The microscopic measurement apparatus of the present invention includes an objective lens that converts light from a sample into parallel rays, a first intermediate lens that collects parallel rays from the objective lens, and the first intermediate lens. A half mirror that is provided on the opposite side of the objective lens and that partially passes light passing through the objective lens and the first intermediate lens and bends the part; the objective lens; the first intermediate lens; and the half mirror A second intermediate lens that is movably installed along the optical path at a position where light bent by the half mirror HM passes, and the half mirror of the second intermediate lens And a detector installed on the opposite side of the half mirror so as to be movable along the optical path bent by the half mirror, and a condensing point where the light from the sample is focused by a second intermediate lens, The first moving mechanism for moving the second intermediate lens, the second moving mechanism for moving the detector, the first moving mechanism, and the second And a control means for adjusting the amount of movement of the moving mechanism.

この構成の顕微測定装置であれば、対物レンズを交換しないで、その位置も変更しないで、第２の中間レンズの位置及び、それに連動して検出器の位置を変更するだけで、検出倍率を変更しながら、サンプルの測定が可能になる。しかも、対物レンズのＮＡを変化させないでも済む。
さらに、前記ハーフミラーを直進する光の通る位置に、当該光路に沿って移動可能に設置された第３の中間レンズと、観察用カメラとをさらに備え、前記サンプルからの光が第３の中間レンズによって絞られた集光点に、前記観察用カメラの結像位置が合うように、前記第３の中間レンズを移動させる第３の移動機構と、前記観察用カメラを移動させる第４の移動機構とを備え、前記制御手段は、第３の移動機構、第４の移動機構の移動量を調節する構成であれば、観察用カメラの観察倍率を、検出器の検出倍率とは別に、設定することができる。したがって、検出器の検出範囲を変化させることなく、観察用カメラの観察倍率を変化させることができる。 With the microscopic measurement apparatus having this configuration, the detection magnification can be increased by changing the position of the second intermediate lens and the position of the detector in conjunction with the second intermediate lens without changing the position of the objective lens. Samples can be measured while changing. Moreover, it is not necessary to change the NA of the objective lens.
And a third intermediate lens that is movably installed along the optical path at a position where light that travels straight through the half mirror passes, and an observation camera. A third moving mechanism for moving the third intermediate lens so that the imaging position of the observation camera is aligned with the condensing point narrowed by the lens, and a fourth movement for moving the observation camera And the control means sets the observation magnification of the observation camera separately from the detection magnification of the detector, if the control means adjusts the amount of movement of the third movement mechanism and the fourth movement mechanism. can do. Therefore, the observation magnification of the observation camera can be changed without changing the detection range of the detector.

以上のように本発明によれば、対物レンズのＮＡを変化させずに一定にした状態で、倍率のみを変えて、サンプルの分光測定、反射率測定及び膜厚測定等が可能になる。
また、観察用カメラ側と検出器側で違う倍率に設定できるので、検出器の検出範囲のサイズを変えずに、サンプルの観察範囲を変化させることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to perform spectroscopic measurement, reflectance measurement, film thickness measurement, and the like of a sample by changing only the magnification while keeping the NA of the objective lens constant.
In addition, since different magnifications can be set on the observation camera side and the detector side, the observation range of the sample can be changed without changing the size of the detection range of the detector.

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、顕微測定装置の概略を示す断面図である。顕微測定装置は、鏡筒１１と、鏡筒１１に固定され、サンプルＳからの光を平行光線にする対物レンズＬｏと、鏡筒１１に固定され、前記対物レンズＬｏからの平行光線を集光するための第１の中間レンズＬ１と、鏡筒１１に固定され、前記第１の中間レンズＬ１の、前記対物レンズＬｏと反対の側に設けられ、前記対物レンズＬｏ及び前記第１の中間レンズＬ１を通る光を一部通過させ一部を直角に曲げるハーフミラーＨＭとを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of a microscopic measurement apparatus. The microscopic measurement apparatus includes a lens barrel 11, an objective lens Lo that is fixed to the lens barrel 11 and converts the light from the sample S into parallel rays, and is fixed to the lens barrel 11 and collects the parallel rays from the objective lens Lo. A first intermediate lens L1 fixed to the lens barrel 11 and provided on the opposite side of the first intermediate lens L1 from the objective lens Lo, the objective lens Lo and the first intermediate lens A half mirror HM that partially passes light passing through L1 and bends partly at a right angle.

サンプルＳはサンプル台１２に設置され、透過光源１３（図１）又は反射光源１４（図２）によって照らされる。
鏡筒１１は金属などでできた筒状のものである。対物レンズＬｏは、図１に示すように、鏡筒１１の先端に装着されるようになっている。鏡筒１１の先にリボルバを取り付けて複数の対物レンズＬｏを装着し、リボルバを回転させることによって所望の対物レンズＬｏを選択するようにしてもよい。 The sample S is placed on the sample stage 12 and illuminated by the transmission light source 13 (FIG. 1) or the reflection light source 14 (FIG. 2).
The lens barrel 11 has a cylindrical shape made of metal or the like. The objective lens Lo is attached to the tip of the lens barrel 11 as shown in FIG. A revolver may be attached to the end of the lens barrel 11, a plurality of objective lenses Lo may be mounted, and a desired objective lens Lo may be selected by rotating the revolver.

対物レンズＬｏは、サンプルＳからの光を平行光線にする機能を有する。その対物レンズＬｏの焦点距離をｆoとする。
第１の中間レンズＬ１は、対物レンズＬｏの上部、鏡筒１１の中間位置に取り付けられている。第１の中間レンズＬ１の焦点距離をｆ１とする。
ハーフミラーＨＭは、第１の中間レンズＬ１の上部に取り付けられている。ハーフミラーＨＭで直角に曲げられた光は、鏡筒１１の側面に設けられた開口部１５を通して出射される。開口部１５は、鏡筒１１に埃が入らないように薄い透明なガラスで閉じられている。この開口部１５から水平に延ばした位置（すなわち光路Ｃ上）に第２の中間レンズＬ２が設けられている。この第２の中間レンズＬ２の焦点距離をｆ２とする。第２の中間レンズＬ２は、後述する移動機構によって、光路Ｃに沿って移動可能に設置されている。 The objective lens Lo has a function of converting light from the sample S into parallel rays. Let the focal length of the objective lens Lo be fo.
The first intermediate lens L1 is attached to the upper portion of the objective lens Lo and at an intermediate position of the lens barrel 11. Let the focal length of the first intermediate lens L1 be f1.
The half mirror HM is attached to the upper part of the first intermediate lens L1. The light bent at a right angle by the half mirror HM is emitted through the opening 15 provided on the side surface of the lens barrel 11. The opening 15 is closed with thin transparent glass so that dust does not enter the lens barrel 11. A second intermediate lens L2 is provided at a position extending horizontally from the opening 15 (that is, on the optical path C). The focal length of the second intermediate lens L2 is assumed to be f2. The second intermediate lens L2 is movably installed along the optical path C by a moving mechanism described later.

さらに第２の中間レンズＬ２の先の、ハーフミラーＨＭによって曲げられた光路Ｃに検出器１６が設置されている。この検出器１６も、後述する移動機構によって、前記光路Ｃに沿って移動可能に設置されている。検出器１６の光入射窓の部分には光入射用のスリット１６１が配置されている。スリット１６１に代えてまたはスリット１６１とともに光入射用のレンズ（図示せず）が配置されていても良い。   Furthermore, the detector 16 is installed in the optical path C bent by the half mirror HM at the tip of the second intermediate lens L2. This detector 16 is also movably installed along the optical path C by a moving mechanism described later. A light incident slit 161 is disposed in the light incident window portion of the detector 16. In place of the slit 161 or together with the slit 161, a light incident lens (not shown) may be disposed.

また鏡筒１１の上端面は開口しており、ここにも鏡筒１１に埃が入らないように薄い透明なガラス１７が取り付けられている。この鏡筒１１の上部には、第３の中間レンズＬ３が設けられている。第３の中間レンズＬ３の焦点距離をｆ３とする。
さらに第３の中間レンズＬ３の上部には、ハーフミラーＨＭを直進した光路Ｃに観察用カメラ１８が設置されている。この観察用カメラ１８も、後述する移動機構によって、前記光路Ｃに沿って上下に移動可能に設置されている。 The upper end surface of the lens barrel 11 is open, and a thin transparent glass 17 is also attached here so that dust does not enter the lens barrel 11. A third intermediate lens L3 is provided on the upper part of the lens barrel 11. Let the focal length of the third intermediate lens L3 be f3.
Furthermore, an observation camera 18 is installed on the optical path C that travels straight through the half mirror HM above the third intermediate lens L3. This observation camera 18 is also installed so as to be movable up and down along the optical path C by a moving mechanism described later.

移動機構は、レンズ、検出器１６、観察用カメラ１８を平行に移動させる機構であり、その構造は限定されない。例えば、直線状のネジと、前記ネジを通すナットとの組み合わせをあげることができる。前記ネジを光路Ｃと平行に設置し、ネジの先にモータを装着して、ネジ自体が回転できるようにする。前記ナットにレンズ、検出器１６又は観察用カメラ１８を固定し、ナットは直線上を移動できるが、ナット自体は回転できない状態にする。そしてモータにより前記ネジを回転させるとレンズ、検出器１６又は観察用カメラ１８が、光路Ｃと平行に移動する。   The moving mechanism is a mechanism for moving the lens, the detector 16, and the observation camera 18 in parallel, and the structure thereof is not limited. For example, a combination of a straight screw and a nut through which the screw passes can be given. The screw is installed in parallel with the optical path C, and a motor is attached to the tip of the screw so that the screw itself can rotate. The lens, detector 16 or observation camera 18 is fixed to the nut, and the nut can move on a straight line, but the nut itself cannot be rotated. When the screw is rotated by the motor, the lens, the detector 16 or the observation camera 18 moves in parallel with the optical path C.

また、各モータの正転回転量、逆転回転量を連動して制御することのできる制御部２０が備えられている。制御部２０の具体的構成は、例えば各モータに駆動電流を送る駆動回路と、その駆動回路につながれたコンピュータで実現することができる。コンピュータには、各異動機構のモータ回転量を制御するためのプログラムが格納されている。
このように、第２の中間レンズＬ２、第３の中間レンズＬ３、検出器１６、観察用カメラ１８にそれぞれ移動機構が取り付けられている結果、これらの光学素子相互間の距離は、制御部２０による各モータの回転制御により、任意に設定することができるようになる。 Moreover, the control part 20 which can control the amount of forward rotation of each motor and the amount of reverse rotation of a motor interlockingly is provided. The specific configuration of the control unit 20 can be realized by, for example, a drive circuit that sends a drive current to each motor, and a computer connected to the drive circuit. The computer stores a program for controlling the motor rotation amount of each transfer mechanism.
As described above, the movement mechanism is attached to each of the second intermediate lens L2, the third intermediate lens L3, the detector 16, and the observation camera 18. As a result, the distance between these optical elements is controlled by the control unit 20. It can be arbitrarily set by the rotation control of each motor.

ここで第１の中間レンズＬ１と第２の中間レンズＬ２との距離をＤ２で表し、第１の中間レンズＬ１と第３の中間レンズＬ３との距離をＤ３で表し、第２の中間レンズＬ２と検出器１６との距離をＤ４で表し、第３の中間レンズＬ３と観察用カメラ１８との距離をＤ５で表す。
サンプルＳを透過又は反射した光は、図１に示すように、光路Ｃに沿って伝搬し、対物レンズＬｏによって平行光線にされる。平行光線は、第１の中間レンズＬ１を通過し、ハーフミラーＨＭで屈曲されて第２の中間レンズＬ２に入射される。第２の中間レンズＬ２で絞られた光は、スリット１６１を通って検出器１６に入射される。 Here, the distance between the first intermediate lens L1 and the second intermediate lens L2 is represented by D2, the distance between the first intermediate lens L1 and the third intermediate lens L3 is represented by D3, and the second intermediate lens L2 And the detector 16 is represented by D4, and the distance between the third intermediate lens L3 and the observation camera 18 is represented by D5.
As shown in FIG. 1, the light transmitted through or reflected by the sample S propagates along the optical path C and is converted into parallel rays by the objective lens Lo. The parallel light beam passes through the first intermediate lens L1, is bent by the half mirror HM, and is incident on the second intermediate lens L2. The light focused by the second intermediate lens L2 passes through the slit 161 and enters the detector 16.

ここで、本発明の実施形態では、第２の中間レンズＬ２で絞られた光のスポットの位置が、検出器１６の結像位置に合うように、制御部２０によって距離Ｄ２，Ｄ４を調節している。「検出器１６の結像位置」とは、検出器１６が像を最も良好な解像度で検出できるための光路に沿った位置のことをいい、例えば検出器１６が分光器である場合、凹面回折格子の焦点位置のことである。検出器１６がカメラである場合、カメラのレンズの焦点位置のことである。   Here, in the embodiment of the present invention, the distances D2 and D4 are adjusted by the control unit 20 so that the position of the light spot focused by the second intermediate lens L2 matches the imaging position of the detector 16. ing. The “imaging position of the detector 16” means a position along the optical path for the detector 16 to detect an image with the best resolution. For example, when the detector 16 is a spectroscope, concave diffraction is performed. It is the focal position of the grating. When the detector 16 is a camera, it is the focal position of the camera lens.

一方、ハーフミラーＨＭを直進した光は、第３の中間レンズＬ３に入射され、第３の中間レンズＬ３で絞られた光は、観察用カメラ１８に入射される。この場合も第２の中間レンズＬ２で絞られた光のスポットの位置が、観察用カメラ１８の結像位置に合うように、制御部２０によって距離Ｄ３，Ｄ５が調節される。
具体的な調節方法を説明すると、前記第１の中間レンズＬ１と前記第２の中間レンズＬ２との合成レンズの焦点距離ｆmは、式
１／ｆm＝(1/f1)＋(1/f2)−D2/(f1×f2) (1)
で与えられる。検出器１６の検出倍率Ａは、前記合成レンズの焦点距離ｆmと前記対物レンズＬｏの焦点距離ｆoとを用いて、式
Ａ＝ｆｍ／ｆo (2)
で与えられる。 On the other hand, the light traveling straight through the half mirror HM is incident on the third intermediate lens L3, and the light focused by the third intermediate lens L3 is incident on the observation camera 18. Also in this case, the distances D3 and D5 are adjusted by the control unit 20 so that the position of the light spot focused by the second intermediate lens L2 matches the imaging position of the observation camera 18.
A specific adjustment method will be described. The focal length fm of the combined lens of the first intermediate lens L1 and the second intermediate lens L2 is expressed by the following equation.
1 / fm = (1 / f1) + (1 / f2) −D2 / (f1 × f2) (1)
Given in. The detection magnification A of the detector 16 is calculated by using the focal length fm of the synthetic lens and the focal length fo of the objective lens Lo, using the formula A = fm / fo (2)
Given in.

オペレータは、検出倍率Ａを任意に設定する。
制御部２０は、この設定された倍率Ａを前記(2)式に当てはめて、合成レンズの焦点距離ｆmを決定する。この焦点距離ｆmが得られるように、前記(1)式に基づいて距離Ｄ２を設定する。この距離Ｄ２の設定は、モータＭ１の回転により行う。
そして、この合成レンズＬ１，Ｌ２の焦点に検出器１６の結像位置が合致するように、距離Ｄ４を調節する。この距離Ｄ４の設定は、モータＭ２の回転により行う。 The operator arbitrarily sets the detection magnification A.
The control unit 20 applies the set magnification A to the equation (2) to determine the focal length fm of the composite lens. The distance D2 is set based on the equation (1) so that the focal length fm can be obtained. This distance D2 is set by the rotation of the motor M1.
Then, the distance D4 is adjusted so that the image forming position of the detector 16 coincides with the focal points of the synthetic lenses L1 and L2. This distance D4 is set by the rotation of the motor M2.

なお、モータＭ１，Ｍ２を時間的に別々に回転させるのでなく、プログラムの制御に従って同時に連動して回転させても良いことはもちろんである。
このようにして、対物レンズＬｏを交換したり動かしたりすることなく、第２の中間レンズＬ２と、検出器１６の位置を調節して、与えられた倍率が得られるようにできる。
一方、観察用カメラ１８でサンプルＳを観察する場合にも、前記と同様、観察倍率を決め、その観察倍率に合わせて第３の中間レンズＬ３と観察用カメラ１８との位置をそれぞれ調節する。 Needless to say, the motors M1 and M2 may be rotated in conjunction with each other according to the control of the program, instead of rotating them separately in time.
In this manner, the given magnification can be obtained by adjusting the positions of the second intermediate lens L2 and the detector 16 without exchanging or moving the objective lens Lo.
On the other hand, also when observing the sample S with the observation camera 18, the observation magnification is determined as described above, and the positions of the third intermediate lens L3 and the observation camera 18 are adjusted in accordance with the observation magnification.

すなわち、前記第１の中間レンズＬ１と前記第３の中間レンズＬ３との合成レンズの焦点距離ｆm′は、式
１／ｆm′＝(1/f1)＋(1/f3)−D3/(f1×f3) (3)
で与えられる。観察用カメラ１８の観察倍率Ａ′は、前記合成レンズの焦点距離ｆm′と対物レンズＬｏの焦点距離ｆoとを用いて、式
Ａ′＝ｆｍ′／ｆo (4)
で与えられる。 That is, the focal length fm ′ of the combined lens of the first intermediate lens L1 and the third intermediate lens L3 is expressed by the equation
1 / fm ' = (1 / f1) + (1 / f3)-D3 / (f1 x f3) (3)
Given in. The observation magnification A ′ of the observation camera 18 is calculated using the equation A ′ = fm ′ / fo (4) using the focal length fm ′ of the synthetic lens and the focal length fo of the objective lens Lo.
Given in.

制御部２０は、この設定された倍率Ａ′を前記(4)式に当てはめて、合成レンズの焦点距離ｆm′を決定する。この焦点距離ｆm′が得られるように、前記(3)式に基づいて距離Ｄ３を設定する。この距離Ｄ３の設定は、モータＭ３の回転により行う。
そして、この合成レンズの焦点に検出器１６の結像位置が来るように、距離Ｄ５を調節する。この距離Ｄ５の設定は、モータＭ４の回転により行う。 The control unit 20 applies the set magnification A ′ to the equation (4) to determine the focal length fm ′ of the composite lens. The distance D3 is set based on the equation (3) so that this focal length fm 'is obtained. This distance D3 is set by the rotation of the motor M3.
Then, the distance D5 is adjusted so that the imaging position of the detector 16 comes to the focal point of the synthetic lens. This distance D5 is set by rotating the motor M4.

なお、モータＭ３，Ｍ４を時間的に別々に回転させるのでなく、同時に連動して回転させても良いことはもちろんである。
このようにして、対物レンズＬｏを交換したり動かしたりすることなく、第３の中間レンズＬ３と、観察用カメラ１８の位置を調節して、与えられた観察倍率が得られるようにできる。 Of course, the motors M3 and M4 may be rotated in conjunction with each other instead of rotating separately in time.
In this way, the given observation magnification can be obtained by adjusting the positions of the third intermediate lens L3 and the observation camera 18 without exchanging or moving the objective lens Lo.

次に、図２を参照して、本発明の実施形態の他の構成例にかかる顕微測定装置を説明する。この顕微測定装置と、図１の顕微測定装置との相違点のみ説明すると、検出器１６として、光ファイバプローブ１６２のついた検出器１６′を用いていることである。すなわち、この光ファイバプローブ１６２が検出器１６′の光入射窓としての役割をする。この光ファイバプローブ１６２の焦点位置に、第２の中間レンズＬ２で絞られた光のスポットの位置が合致するように、モータＭ２を制御する。光ファイバプローブ１６２は光ファイバであるので可撓性があり、像の伝搬に影響なく、モータＭ２によりその位置を変えることができるという利点がある。   Next, a microscopic measurement apparatus according to another configuration example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Only the difference between this microscopic measurement apparatus and the microscopic measurement apparatus of FIG. That is, this optical fiber probe 162 serves as a light incident window of the detector 16 '. The motor M2 is controlled so that the position of the light spot focused by the second intermediate lens L2 matches the focal position of the optical fiber probe 162. Since the optical fiber probe 162 is an optical fiber, it is flexible and has an advantage that its position can be changed by the motor M2 without affecting the propagation of the image.

次に、サンプルＳを検出することのできる範囲である検出範囲（監視エリア）について言及する。検出範囲は検出倍率と密接に関係する。検出範囲を広げたければ倍率を落とす必要があり、倍率を上げれば検出範囲は狭くなる。
この顕微測定装置では、検出器１６の検出倍率と観察用カメラ１８の観察倍率とを、それぞれ別個の中間レンズで独立して設定することができる。従来であれば、検出範囲を変更するという理由で対物レンズＬｏの倍率を変えた場合、観察用カメラ１８で観察している像の観察倍率もこれに連動して変化していたが、本発明の顕微測定装置では、観察用カメラ１８で観察している像の観察倍率はそのままで、検出器１６の検出倍率のみ変えることができる。また、これとは逆に検出器１６の検出倍率を変えずに、観察倍率のみ変えることができる。したがって、観察用カメラ１８による観察、検出器１６による検出がスムーズに行える。 Next, a detection range (monitoring area) that is a range in which the sample S can be detected will be described. The detection range is closely related to the detection magnification. If the detection range is to be expanded, it is necessary to reduce the magnification. If the magnification is increased, the detection range is narrowed.
In this microscopic measurement apparatus, the detection magnification of the detector 16 and the observation magnification of the observation camera 18 can be set independently with separate intermediate lenses. Conventionally, when the magnification of the objective lens Lo is changed because the detection range is changed, the observation magnification of the image observed by the observation camera 18 also changes in conjunction with this. In this microscopic measuring apparatus, only the detection magnification of the detector 16 can be changed without changing the observation magnification of the image observed by the observation camera 18. On the contrary, only the observation magnification can be changed without changing the detection magnification of the detector 16. Therefore, observation by the observation camera 18 and detection by the detector 16 can be performed smoothly.

以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、レンズ、検出器、観察用カメラを平行に移動させる移動機構として、ネジとナットとの組み合わせ以外に、プーリーと糸の組み合わせ、超音波モータを用いたスライダなどをあげることもできる。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments. For example, as a moving mechanism for moving the lens, the detector, and the observation camera in parallel, in addition to the combination of a screw and a nut, a combination of a pulley and a thread, a slider using an ultrasonic motor, and the like can be given. In addition, various modifications can be made within the scope of the present invention.

本発明にかかる顕微測定装置の概略を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the microscopic measurement apparatus concerning this invention. 本発明の他の構成にかかる顕微測定装置の概略を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the microscopic measurement apparatus concerning the other structure of this invention. カラーフィルタなどの光学特性の測定を行うために従来から用いられている一般的な顕微測定装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the common microscopic measurement apparatus conventionally used in order to measure optical characteristics, such as a color filter. サンプルＳに当たっている照射スポットＵを示す図である。It is a figure which shows the irradiation spot U which has hit the sample S. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１１ 鏡筒
１２ サンプル台
１６ 検出器
１８ 観察用カメラ
２０ 制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Lens tube 12 Sample stand 16 Detector 18 Observation camera 20 Control part

Claims (2)

サンプルからの光を平行光線にする対物レンズと、
前記対物レンズからの平行光線を集光するための第１の中間レンズと、
前記第１の中間レンズの、前記対物レンズと反対の側に設けられ、前記対物レンズ及び前記第１の中間レンズを通る光を一部通過させ一部を曲げるハーフミラーと、
前記対物レンズ、前記第１の中間レンズ、前記ハーフミラーを固定する鏡筒と、
前記ハーフミラーによって曲げられた光の通る位置に、当該光路に沿って移動可能に設置された第２の中間レンズと、
前記第２の中間レンズの、前記ハーフミラーと反対の側に設けられ、前記ハーフミラーによって曲げられた光路に沿って移動可能に設置された検出器と、
前記サンプルからの光が第２の中間レンズによって絞られた集光点に、前記検出器の結像位置が合致するように、前記第２の中間レンズを移動させる第１の移動機構と、前記検出器を移動させる第２の移動機構と、
前記第１の移動機構、第２の移動機構の移動量を調節する制御手段とを備え、前記第１の中間レンズと前記第２の中間レンズとの合成レンズの焦点距離ｆmが、式：1/ｆm＝(1/f1)＋(1/f2)−D2/(f1×f2)，
Ｄ２：第１の中間レンズと前記第２の中間レンズとの距離
ｆ１：第１の中間レンズの焦点距離
ｆ２：第２の中間レンズの焦点距離
で与えられ、顕微測定の検出倍率Ａは、前記合成レンズの焦点距離ｆmと前記対物レンズＬｏの焦点距離ｆoとを用いて、式：Ａ＝ｆｍ／ｆoで与えられ、
前記制御手段は、前記検出倍率Ａに応じて前記第２の中間レンズを前記第１の移動機構により移動させるとともに、前記合成レンズの焦点に前記検出器の結像位置が来るように前記第２の移動機構の移動量を調節する、顕微測定装置。 An objective lens that collimates the light from the sample;
A first intermediate lens for condensing parallel rays from the objective lens;
A half mirror provided on the opposite side of the first intermediate lens from the objective lens and partially passing light passing through the objective lens and the first intermediate lens and bending a part thereof;
A lens barrel for fixing the objective lens, the first intermediate lens, and the half mirror;
A second intermediate lens that is movably installed along the optical path at a position where the light bent by the half mirror passes;
A detector provided on the opposite side of the second intermediate lens from the half mirror and movably installed along an optical path bent by the half mirror;
A first moving mechanism for moving the second intermediate lens so that an image forming position of the detector coincides with a condensing point where light from the sample is narrowed by a second intermediate lens; A second moving mechanism for moving the detector;
Control means for adjusting the amount of movement of the first moving mechanism and the second moving mechanism, and the focal length fm of the combined lens of the first intermediate lens and the second intermediate lens is expressed by the formula: 1 / fm = (1 / f1) + (1 / f2) −D2 / (f1 × f2),
D2: distance between the first intermediate lens and the second intermediate lens
f1: Focal length of the first intermediate lens
f2: focal length of the second intermediate lens
The detection magnification A of the microscopic measurement is given by the formula: A = fm / fo using the focal length fm of the synthetic lens and the focal length fo of the objective lens Lo,
The control means moves the second intermediate lens by the first moving mechanism according to the detection magnification A, and causes the imaging position of the detector to come to the focal point of the synthetic lens. It adjusts the moving amount of the moving mechanism, microscopic measuring device. 前記ハーフミラーを直進する光の通る位置に、当該光路に沿って移動可能に設置された第３の中間レンズと、観察用カメラとをさらに備え、
前記サンプルからの光が第３の中間レンズによって絞られた集光点に、前記観察用カメラの結像位置が合致するように、前記第３の中間レンズを移動させる第３の移動機構と、前記観察用カメラを移動させる第４の移動機構とを備え、
前記制御手段は、第３の移動機構、第４の移動機構の移動量を調節するものである請求項１記載の顕微測定装置。
A third intermediate lens that is movably installed along the optical path at a position through which light travels straight through the half mirror, and an observation camera;
A third moving mechanism for moving the third intermediate lens so that the image forming position of the observation camera matches the condensing point where the light from the sample is focused by the third intermediate lens; A fourth moving mechanism for moving the observation camera,
The microscopic measurement apparatus according to claim 1, wherein the control means adjusts the amount of movement of the third moving mechanism and the fourth moving mechanism.
JP2007045800A 2007-02-26 2007-02-26 Microscopic measuring device Expired - Fee Related JP5073314B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007045800A JP5073314B2 (en) 2007-02-26 2007-02-26 Microscopic measuring device
TW097105533A TW200848836A (en) 2007-02-26 2008-02-18 Microscopic measurement apparatus
KR1020080016579A KR20080079203A (en) 2007-02-26 2008-02-25 Microscopic measurement apparatus
CNA2008100810836A CN101256113A (en) 2007-02-26 2008-02-26 Micro-measurement apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007045800A JP5073314B2 (en) 2007-02-26 2007-02-26 Microscopic measuring device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008209627A JP2008209627A (en) 2008-09-11
JP2008209627A5 JP2008209627A5 (en) 2010-02-25
JP5073314B2 true JP5073314B2 (en) 2012-11-14

Family

ID=39785994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007045800A Expired - Fee Related JP5073314B2 (en) 2007-02-26 2007-02-26 Microscopic measuring device

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5073314B2 (en)
KR (1) KR20080079203A (en)
CN (1) CN101256113A (en)
TW (1) TW200848836A (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012052921A (en) 2010-09-01 2012-03-15 Olympus Corp Imaging system
JP2012073285A (en) 2010-09-27 2012-04-12 Olympus Corp Imaging method and microscope device
RU2540453C2 (en) * 2010-10-29 2015-02-10 Кэнон Кабусики Кайся Microscope, imaging device and imaging system
JP6071177B2 (en) * 2010-10-29 2017-02-01 キヤノン株式会社 Microscope, image acquisition device, and image acquisition system
CN102353333B (en) * 2011-06-29 2013-08-14 安徽电气工程职业技术学院 Large-measuring-range high-precision micro-nano scanning probe
CN102243385A (en) * 2011-07-14 2011-11-16 武汉全真光电科技有限公司 Device for measuring photoelectric characteristic curve of liquid crystal on silicon imaging chip
CN103353388B (en) * 2013-05-15 2016-04-06 西安交通大学 A kind of binocular body formula micro imaging system scaling method of tool camera function and device
US9618733B2 (en) * 2013-07-29 2017-04-11 Bio-Rad Laboratories, Inc. Mechanical zoom imaging apparatus
CN103616754B (en) * 2013-12-18 2016-05-04 东莞市通德光电科技有限公司 The binocular head that multiplying power is constant
CN114518217B (en) * 2021-12-31 2024-03-26 深圳市瑞图生物技术有限公司 Method for determining center distance between lenses, microscope control device, and storage medium

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10123425A (en) * 1996-10-22 1998-05-15 Nikon Corp Fluorescence microscope with zooming function
JP2002031758A (en) * 2000-07-17 2002-01-31 Olympus Optical Co Ltd Microscope
JP2006267935A (en) * 2005-03-25 2006-10-05 Moritex Corp Confocal microscope

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080079203A (en) 2008-08-29
TW200848836A (en) 2008-12-16
JP2008209627A (en) 2008-09-11
CN101256113A (en) 2008-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5073314B2 (en) Microscopic measuring device
CN101303269B (en) Optical system evaluation apparatus, optical system evaluation method and program thereof
TWI699523B (en) Optical characteristic measurement apparatus and optical system
JP4135603B2 (en) Two-dimensional spectroscopic device and film thickness measuring device
EP2062016B1 (en) Spectroscope with spatial resolution control
JP3299937B2 (en) Confocal microspectrophotometer system
JPH0797078B2 (en) Infrared microspectrophotometer
EP1605292A1 (en) Microscope illumination intensity measuring device
JP2008139062A (en) Spectrum measuring apparatus, and spectrometry
JP2002005629A (en) Optical measuring apparatus
US2302572A (en) Optical measuring or testing apparatus
US20040145816A1 (en) Microscope lens arrangement
JP2007327904A (en) Reflectance measuring instrument
JP5325481B2 (en) Measuring method of optical element and manufacturing method of optical element
JP2006030070A (en) Film thickness inspection device
JP5233643B2 (en) Shape measuring device
JP2015129674A (en) spectral transmittance measurement device
US9170414B2 (en) Method and apparatus for producing a super-magnified wide-field image
WO2018016010A1 (en) Spectroscopic unit and spectroscopic device
JP2012122757A (en) Photometric device
JP3829663B2 (en) Spectrophotometer
JP2007139585A (en) Reflectance measuring instrument and adjustment technique of optical axis thereof
JP4774817B2 (en) Position detection device
JP2001141608A (en) Equipment and method for measuring chromatic aberration of radial grin lens
JPH01141323A (en) Microreflection spectroscopic device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100107

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120315

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120510

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120816

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120822

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150831

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees