JPH0625820U - 顕微鏡の焦準範囲設定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 厚さの異なる種々の試料に対応して対物レン
ズの下限位置を調整しても、合焦時のサーチ範囲を一定
に維持できる焦準範囲設定装置を得る。 【構成】 対物レンズと試料が離れる方向の移動限界を
設定する第１のセンサと、対物レンズと試料が近づく方
向の移動限界を設定する第２のセンサとの間に、合焦の
ためのサーチ範囲を設定する第３のセンサ（２０，５
０）を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は顕微鏡の焦準範囲設定装置に関し、特に電動焦準機構を備えた顕微鏡 に好適な焦準範囲設定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の装置の一例として、図４に示すものが知られていた。図４の顕 微鏡は、対物レンズ６と試料７とが離れる方向への鏡筒部５の移動範囲を制限す るためのセンサ（上限センサ）１と、対物レンズ６と試料７とが接近する方向へ の鏡筒部５の移動範囲を制限するためのセンサ（下限センサ）２とが設けられる と共に、鏡筒部５と一体に上下移動するセンサ感知用部材３，４が設けられ、上 限センサ１はセンサ感知用部材３を感知し、下限センサ２はセンサ感知用部材４ を感知する。鏡筒部５には自動焦点検出装置が内蔵され、対物レンズ６が試料７ の表面に合焦した時に合焦信号を出力する。制御回路１０は焦準用のモータの駆 動を制御し、上限センサ１，下限センサ２，または自動焦点検出装置からの合焦 信号が出力された時にモータを停止する。

【０００３】 下限センサ２の上下方向の位置は、顕微鏡のステージ上に載置される各種の厚 さの試料に対して対応できるように、試料の厚さに応じて変更可能に構成されて いる。すなわち、試料７が厚い場合には微動調整ネジ８を回転して、これに螺合 するセンサ感知用部材４を下降させ、試料７が薄い場合には逆に上昇させる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の装置は、厚い試料の観察のために微動調整ネジ８によってセンサ感知用 部材４を下降させると、２つのセンサ感知用部材３，４の間隔が広がり、鏡筒部 ５の移動範囲が小さくなるのに対して、薄い試料の観察の場合には、２つのセン サ感知用部材３，４が接近して、鏡筒部５の移動範囲が大きくなる。そのため、 試料７が薄い場合には、合焦のためのサーチ範囲が拡大して、鏡筒部５を上限位 置から合焦位置まで下降させるのに長時間を要するため、合焦時の応答性に問題 があった。

【０００５】 本考案は、厚さの異なる種々の試料に対応して対物レンズの下限位置を調整し ても、合焦時のサーチ範囲を一定に維持できる焦準範囲設定装置を提供すること を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記問題点を解決するために本考案では、対物レンズと試料が離れる方向の移 動限界を設定する第１のセンサと、対物レンズと試料が近づく方向の移動限界を 設定する第２のセンサとを備えた顕微鏡の焦準範囲設定装置において、合焦のた めのサーチ範囲を設定する第３のセンサ（２０，５０）を前記第１と第２のセン サの間に設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

合焦のためのサーチ範囲を設定する第３のセンサ（２０，５０）を設けたので 、顕微鏡の焦準機構の動作範囲内の任意の位置に、試料の厚さに関わらず、一定 のサーチ範囲を設定することが可能になる。

【０００８】

【実施例】

本考案を自動合焦装置を備えた顕微鏡に適用した一実施例を、添付の図面を参 照して説明する。図１において、第１のセンサである上限センサ１１，第２のセ ンサである下限センサ１２に加えて、第３のセンサであるサーチ限界センサ２０ が、顕微鏡の鏡基１９にそれぞれ固定されている。上限センサ１１は、対物レン ズ１６と試料１７とが離れる方向への鏡筒部１５の移動範囲を制限し、下限セン サ１２は、対物レンズ１６と試料１７とが接近する方向への鏡筒部１５の移動範 囲を制限する。サーチ限界センサ２０は、上限センサ１１と下限センサ１２との 間に位置し、自動合焦時における鏡筒部１５の上限を定め、下限センサ１２と協 働してサーチ範囲を決定する。

【０００９】 顕微鏡の鏡筒部１５には、鏡筒部１５と一体のセンサ感知用部材１３と、微動 調整ネジ１８に螺合し，その回転によって上下に移動可能なセンサ感知用部材１ ４とが設けられている。センサ感知用部材１４の上下方向の厚さは、下限センサ １２とサーチ限界センサ２０との間隔より小さく設定されている。例えば、シリ コンウエハの検査装置用顕微鏡では、ウエハの厚さが０．７mm程度なので、自動 合焦時のサーチ範囲は約２mmが適当である。そのため、下限センサ１２によって センサ感知用部材１４の下端が検出される位置と、サーチ限界センサ２０によっ てセンサ感知用部材１４の上端が検出される位置との間の、センサ感知用部材１ ４の上下移動距離は約２mmに設定される。

【００１０】 センサ感知用部材１４は、微動調整ネジ１８と螺合し、ネジ１８の回転に応じ て上下方向の位置を調節可能である。ステージ上に載置される試料１７が厚い場 合には、微動調整ネジ１８を回転してセンサ感知用部材１４を下降させ、試料１ ７が薄い場合には逆に上昇させる。 鏡筒部１５には、公知の構成の自動焦点検出装置２１が内蔵されており、対物 レンズ１６が試料１７に対して合焦した時に、自動焦点検出装置２１から合焦信 号が出力される。

【００１１】 自動焦点検出装置２１からの合焦信号および、前述の各センサ１１，１２，２ ０からの出力は、制御回路２５に入力される。制御回路２５は、モータ２２を駆 動し、モータ２２に連動するピニオン２３とラック２４との結合を介して鏡筒部 １５を上下方向に移動させ、自動焦点検出装置２１からの合焦信号，あるいは各 センサ１１，１２，２０からの出力に応答してモータ２２の駆動を停止する。

【００１２】 微動調整ネジ１８による鏡筒部１５の下限位置およびサーチ限界の設定は、以 下のように行う。 まず、鏡筒部１５を限界位置（上限センサ１１がセンサ感知用部材１３を検出 する位置）まで上昇させ、試料１７を載置し、微動調整ネジ１８を回転してセン サ感知用部材１４を機械的な限界位置まで上昇させる。この状態から、試料１７ の表面に対物レンズ１６が合焦するまで、鏡筒部１５を下降させる。この合焦操 作は、自動焦点検出装置２１の合焦信号を用いて制御回路によって実現してもよ いし、あるいは接眼レンズを覗きながら手動で行ってもよい。

【００１３】 次に、この合焦位置から予め定められた量だけ鏡筒部１５を下降させ、対物レ ンズ１６を試料１７に接触する直前（最下降位置）まで接近させる。合焦状態に おいて、対物レンズ１６と試料表面との間隔は、対物レンズを交換しない限り一 定なので、この時の下降量も試料の厚さに関わらず一定である。従って、制御回 路２５の制御の下でモータ２２を所定量だけ回転させるように構成すれば、鏡筒 部１５を安全に最下降位置まで下降させることができる。あるいは、最下降位置 までの下降量を、顕微鏡の図示なき手動ハンドルの回転角度に換算し、指定され た角度だけ手動ハンドルを操作するようにしてもよい。

【００１４】 そして、微動調整ネジ１８を回し、下限センサ１２から検出出力が得られるま で、センサ感知用部材１４を下降させる。下限センサ１２がセンサ感知用部材１ ４を感知すると、操作ボックス２６に設けられたＬＥＤ２７が点灯し、下限セン サ１２の出力が得られたことを検知できる。 このようにして下限位置を設定すれば、下限センサ１２とサーチ限界センサ２ ０との間隔と、センサ感知用部材１４の幅との関係から、サーチ限界は、２mmに 自動的に設定される。

【００１５】 図２のように、比較的厚い試料３７が載置された場合には、鏡基１９に対する 観察時の鏡筒部１５の位置は、図１の時より高くなる。この場合にも、前述と同 様の方法で下限位置を設定すればよく、微動調整ネジ１８に対するセンサ感知用 部材１４の位置が変化しただけで、センサ感知用部材１４の幅および下限センサ １２とサーチ限界センサ２０との間隔のいずれも変わらないので、サーチ限界は 同じく２mmとなる。

【００１６】 図３は、ステージが上下移動する構成の顕微鏡に本考案を適用した場合の実施 例で、対物レンズ４６と試料４７とが離れる方向へのステージ６０の移動範囲を 制限するためのセンサ（図１の上限センサに対応）４１と、対物レンズ４６と試 料４７とが接近する方向へのステージ６０の移動範囲を制限するためのセンサ（ 図１の下限センサに対応）４２と、サーチ限界センサ５０とを備えると共に、微 動調整ネジ４８，センサ感知用部材４３，４４が前述の実施例と同様にそれぞれ 設けられている。

【００１７】 以上述べた各実施例において、センサとセンサ感知用部材との位置関係は適宜 変更できる。例えば、下限センサとサーチ限界センサとを一対にして移動可能に し、センサ感知用部材を鏡筒部に固定してもよい。なお、上限センサ１１，４１ は、試料交換時に対物レンズを上方に退避させる際の、退避限界を設定するセン サとして使用される。

【００１８】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、顕微鏡の焦準機構部の可動範囲の任意の位置に 、一定のサーチ範囲を設定することができるので、試料の厚さに関わらず短時間 での合焦操作が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による顕微鏡の概略構成図で
ある。

【図２】図１の実施例において、厚い試料を載置した場
合の概略構成図である。

【図３】本考案の別の実施例による顕微鏡の概略構成図
である。

【図４】従来の顕微鏡の概略構成図である。

【符号の説明】

１１，４１・・・・上限センサ １２，４２・・・・下限センサ １３・・・・センサ感知用部材 １４・・・・センサ感知用部材 １５・・・・鏡筒部 １６・・・・対物レンズ １７・・・・試料 １８・・・・微動調整ネジ ２０・・・・サーチ限界センサ ２１・・・・自動焦点検出装置 ２２・・・・モータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズと試料が離れる方向の移動限
   界を設定する第１のセンサと、対物レンズと試料が近づ
   く方向の移動限界を設定する第２のセンサとを備えた顕
   微鏡の焦準範囲設定装置において、合焦のためのサーチ
   範囲を設定する第３のセンサを前記第１と第２のセンサ
   の間に設けたことを特徴とする顕微鏡の焦準範囲設定装
   置。