JPH0637816U - 鏡筒上下焦準式顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】標本上へのゴミの落下が防止され、上下動する
駆動部の負担が少なく、蛍光観察と一般観察の両方を行
なえる鏡筒上下焦準式顕微鏡を提供する。 【構成】顕微鏡は上下に移動可能な落射照明用中間鏡筒
２４を有している。落射照明用中間鏡筒２４には落射投
光管２８が取付けられており、落射照明用中間鏡筒２４
と落射投光管２８は焦準の際に一体となって上下に移動
する。ランプハウス２９は顕微鏡本体２０に取付けられ
ている。ランプハウス２９と落射投光管２８の間には、
ランプハウス２９からの光を上方に偏向する第１の反射
ミラー３２と、第一の反射ミラー３２からの光を落射投
光管２８の光軸に一致させて偏向する第２の反射ミラー
３３が配置されている。この第２の反射ミラー３３は挿
脱可能に設けられている。別の光源に接続された光ファ
イバー５２が投光管２８に光軸を一致させて取付けられ
ている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、鏡筒を上下させて焦準する落射照明顕微鏡に係り、特にその投光光 学系の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図５（ａ）には、鏡筒上下方式の落射顕微鏡の構成例が示されている。

【０００３】 この顕微鏡は、顕微鏡本体１の胴部に標本載置台２が取付けられ、この標本載 置台２の上方に、接眼鏡筒３，落射照明鏡筒４，対物レボルバ５が設けられてい る。また落射照明鏡筒４に落射投光管６の一端が取付けられ、その落射投光管６ の他端にランプハウス７が取付けられている。ランプハウス７の光源としてはハ ロゲンランプ８等の比較的小さなものが用いられる。

【０００４】 このような顕微鏡では、標本載置台２上の標本に対して、接眼鏡筒３，落射照 明鏡筒４，対物レボルバ５および落射照明鏡筒４に取付けられた落射投光管６， ランプハウス７が一体となって焦準ノブ１２によって上下動して焦準が行われる こととなる。 また、照明光源として水銀ランプやキセノンランプを使用する標本上下焦準方 式の落射顕微鏡の構成例が図５（ｂ）に示されている。

【０００５】 この顕微鏡は、水銀ランプ９等を収納するランプハウス１０が、ハロゲンラン プ８のランプハウス７に比べて２倍〜３倍の大きさになる。そのため、顕微鏡本 体１とランプハウス１０との干渉を避けるため、落射投光管１１として十分な長 さを有するものを使用する必要がある。このため、水銀ランプを使用した場合は 鏡筒上下方式は不可能であった。なお、落射投光管１１で大きなランプハウス１ ０を支えるために、落射投光管１１をランプ支え１３により下方から支持してい た。

【０００６】 一般に、顕微鏡の焦準方式には上述した鏡筒上下方式の他に標本上下方式があ る。標本上下方式の顕微鏡は、全体がコンパクトで移動荷重も小さく焦準操作ノ ブも机上面近くに設置できて操作性が良いという利点がある。

【０００７】 しかし、最近、極めて需要の高くなってきたウエハ検査や液晶基板の検査のた め、対コンタミのため、あるいは標本が大型となったために、図６に示すような 大型のブリッジ型の顕微鏡が開発されている。

【０００８】 この顕微鏡は、重くかつ精密なＸ−Ｙステージ１２で標本１３を動かすことか ら標本上下焦準方式は採用できず、鏡筒上下方式又は対物レボルバのみを上下さ せるレボ上下方式が採用されている。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した鏡筒上下焦準方式の顕微鏡には以下のような問題があ った。先ず、図５（ａ）に示す鏡筒上下焦準方式の顕微鏡では、焦準操作のとき 長い落射投光管１１の他端に保持された大きなランプハウス１０まで上下するた め、それらを駆動する駆動装置に重量的に大きな負担がかかるばかりでなく、上 下動する部分が極めて大きくなって外観が悪く、しかもランプハウスに誤って触 れるようなことがあると投光管取付け部とランプハウスとの間の距離が長いため 光学調整が狂い易いなどの問題がある。

【００１０】 また、図６に示す顕微鏡においてレボ上下方式を採用した場合には、焦準スト ロークが小さく、標本の高さに対応しきれなくなる。そのため、鏡筒上下方式と レボ上下方式の併用にするか、鏡筒上下方式のみで対応することになるが、この ような場合には図５（ａ）の顕微鏡と同様の問題が生じると共に、ランプハウス からのゴミが標本上に落下してコンタミに関して悪影響が生じる。 本出願人は、このような不都合を解消した鏡筒上下焦準式顕微鏡を実願平３− ８３０９４の中において既に提案している。

【００１１】 しかしながら、この鏡筒上下焦準式顕微鏡は、標本から蛍光を発生させるため の大型で重い水銀ランプやキセノンランプなどを光源部の対象としており、その 使用範囲が実質的に蛍光観察に限られていて、一般観察は行なえない。水銀ラン プやキセノンランプの発する光は、一般観察の光源とは比較にならないほど高い 光強度を有している。また、これらの光は特有のスペクトルを持ち、ハロゲンや ヤングステンなどの一般観察用の光源の発する光とはその色温度が異なっている 。このような理由から、これをそのまま光源に用いて一般観察を行なうことはで きない。ただし、透過率の極端に低いＮＤフィルターと整色用のフィルターとを 組合せて使用し、光強度を落とすと共に色を整合すれば、一般観察のための光源 として使用可能ではあるが、これは操作性の面から言って好ましいものではない 。

【００１２】 本考案は以上のような実情に鑑みてなされたもので、ランプハウスを上下動さ せない鏡筒上下焦準方式を実現して標本上へのゴミの落下を防止できると共に、 上下動部分が小形化されて駆動部の負担を軽減でき、さらにランプハウスに接触 しても光軸が狂いずらく、しかも蛍光観察と一般観察の両方を行なえる鏡筒上下 焦準式顕微鏡を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために、観察光学系に落射照明用鏡筒が設けられ 、光源部からの照明光がその落射照明用鏡筒に取付けられた投光管を介して該落 射照明用鏡筒内に導かれると共に、前記落射照明用鏡筒及び前記投光管とが観察 標本に対して一体となって上下して焦準する鏡筒上下焦準式顕微鏡において、前 記光源部を２つ設け、一方の光源部を顕微鏡本体に取付けると共に、前記光源部 と前記投光管との間に、前記落射照明用鏡筒の移動方向と平行な光軸の少なくと も一部に有するアフォーカル部を形成し、かつ前記光源部からの照明光を偏向さ せて前記投光管の光軸に一致させる偏向手段を備え、かつ、他方の光源部を投光 管側の偏向手段のあとに投光管光軸に一致させて取付け、投光側の偏向手段を投 光光軸より挿脱することにより、光源部の光を選定して標本に照射できる構成と した。

【００１４】

【作用】

本考案によれば以上の手段を講じたことにより、光源部からの照明光が偏向手 段によって曲げられて投光管の光軸と一致し、投光管を通って落射照明用鏡筒に 入射する。落射照明用鏡筒が上下するのに応じて、投光管と光源部との相対位置 が変化するが、その間は落射照明用鏡筒の移動方向と平行な光軸となるアフォー カル系となっているため、光源部からの照明光がけられることなく常に偏向手段 を介して投光管内に導かれる。別の光源部からの照明光は、偏向手段を投光光軸 から外すことにより、落射照明用鏡筒に導かれる。このように、偏向手段を挿脱 することにより、２つの光源部からの光が選択的に標本に照射される。

【００１５】

【実施例】

以下、図面を参照しながら本考案の実施例を説明する。

【００１６】 図１には、本考案の第１実施例に係る鏡筒上下焦準式顕微鏡の全体構成が示さ れている。本実施例の顕微鏡は、顕微鏡本体２０のベース上にＸステージ２１と Ｙステージ２２からなる電動ステージが設けられ、各ステージにモータ２１ａ， ２２ａがステージ駆動源としてそれぞれ設けられている。また、顕微鏡本体２０ のアーム先端部には、対物レボルバ２３、落射照明用中間鏡筒２４、接眼鏡筒２ ５が同一光軸上に配置されていて観察光学系２６を形成している。これら対物レ ボルバ２３、落射照明用中間鏡筒２４、接眼鏡筒２５は焦準操作ノブ２６により 一体となって上下可能になっている。

【００１７】 落射照明用中間鏡筒２４には落射投光管２８の一端が固定され、顕微鏡本体２ ０の胴部には光源部となるランプハウス２９が取付けられている。さらに、落射 投光管２８の他端部には別の光源部となる光ファイバー５２が取付けられている 。 ランプハウス２９及び落射投光管２８内等に配置された光学部品によって構成 される投光光学系の構成を図２に示す。

【００１８】 ランプハウス２９内には、水銀ランプ３０と、この水銀ランプ３０からの照明 光を平行光束にしてランプハウス２９外へ出射するコレクタレンズ３１とが収納 されている。

【００１９】 顕微鏡本体２０にはコレクタレンズ３１の出射面に対向する第１の反射ミラー ３２が設けられている。この第１の反射ミラー３２は、コレクタレンズ３１から の照明光を、落射照明用中間鏡筒２４等の上下の移動方向と平行な方向に反射さ せる角度に調整されている。

【００２０】 落射投光管２８には第２の反射ミラー３３が挿脱可能に設けられている。この 第２の反射ミラー３３は、第１の反射ミラー３２からの反射光が入射する位置に 配置され、かつその入射光を偏向して落射投光管２８の光軸に一致させる角度に 調整されている。落射投光管２８には、第２の反射ミラー３３側から順に結像レ ンズ３４、リレーレンズ３６、投射レンズ３８が同一光軸上に配置されている。 結像レンズ３４の結像位置には明るさ絞り３７が設けられ、リレーレンズ３５と 投射レンズ３６との間には視野絞り３８が設けられている。コレクタレンズ３１ と、第１，第２の反射ミラー３２，３３とからアフォーカル部が構成され、第１ ，第２の反射ミラー３２，３３により偏向手段が構成されている。

【００２１】 落射照明用中間鏡筒２４内には、観察光学系２６の光軸上にハーフミラー３９ が設けられ、このハーフミラー３９により、落射投光管２８の投射レンズ３６か らの照明光が反射して対物側へ導かれると共に、対物側からの光が透過して接眼 側へ導かれるようになっている。

【００２２】 また、落射投光管２８の他端部には、ハロゲンランプやタングステンランプ等 の光源（図示せず）に接続された光ファイバー５２と、光ファイバー５２からの 照明光を平行光束にし、落射投光管２８の光軸に一致させて第２の反射ミラー３ ３に向けて射出するコレクタレンズ５１とが設けられている。光ファイバー５２ からの照明光は、第２の反射ミラー３３を脱することにより、結像レンズ３４に 入射し、対物瞳に導かれる。

【００２３】 以上のように構成された本実施例では、水銀ランプ３０を光源とした照明光が コレクタレンズ３１で平行光束となって第１の反射ミラー３２に入射し、この第 １の反射ミラー３２及び第２の反射ミラー３３で曲げられて投光管２８の光軸と 一致する。そして投光管２８内を通ってハーフミラー３９に入射し、そこで反射 されて対物側に導かれる。一方、第２の反射ミラー３３を光路からはずすと、光 ファイバー５２を光源とした光が対物側に導かれる。

【００２４】 焦準操作ノブ２７による焦準の際には、対物レボルバ２３、落射照明用中間鏡 筒２４、接眼鏡筒２５および落射投光管２８が一体となって上下する。このとき 、ランプハウス２９から出た照明光が落射投光管２８に入射するまでの光路はア フォーカル系となっており、かつ第１の反射ミラー３２による偏向方向が上記上 下動方向と平行になっているため、ランプハウス２９は顕微鏡本体２０に固定さ れていても、照明光は上下動している落射投光管２８に入射し続ける。

【００２５】 なお、水銀ランプ３０は光源として大きさを持っているため、アフォーカル系 の光束が大きくなる。これは、図３に示すように、コレクタレンズ３１の中心に 入射した光束ａの出射角に対して、周辺部に入射した光束ｂ，ｃの出射角が異な ることによる。そのため、第１の反射ミラー３２と第２の反射ミラー３３との間 の距離が大きくなるのに応じて照明光量不足が生じる可能性がある。

【００２６】 しかし、一般に使用されている水銀ランプと投光管であれば、適正設計値より ３０ｍｍ以上離れていても照明光量不足による弊害は生じない。ファイバー照明 の方は光源が大きいため照明光量不足が顕著であり、アフォーカル長さを短くす る必要から結像レンズ３４の近くに取付けられる。図２に破線で示した構成は、 第２のミラー３３の代わりに第１のミラー３２を挿脱可能に設け、光ファイバー ５２を本体側に取付けるもので、デザインもよく、コンタミの心配もない。ただ 、この構成は上述の光量不足の見地からすると、決して好ましいものとは言い難 い。

【００２７】 このように本実施例によれば、水銀ランプ３０及びコレクタレンズ３１を収納 したランプハウス２９を顕微鏡本体２０に取付け、コレクタレンズ３１で平行光 束とした照明光を、落射投光管２８の上下動に影響されることなく、第１の反射 ミラー３２及び第２の反射ミラー３３により落射投光管２８に入射するようにし たので、落射投光管２８とランプハウス２９を分離できランプハウス２９を固定 した状態で焦準操作することがでる。よって、駆動部にかかる負担を大幅に軽減 でき、しかもランプハウス２８からのゴミが標本上に落下してコンタミが悪くな るといった弊害を防止できる。また、第２のミラー３３の挿脱するだけの簡単な 操作で、一般観察と蛍光観察の切り替えが行なえる。

【００２８】 また、落射投光管２８を長くしてランプハウス２９を顕微鏡本体２０から離さ なくても干渉等の問題が発生しないため、水銀ランプ等の大きなランプハウスを 必要とする場合であっても落射投光管２８を特別に長くする必要がなく、落射投 光管２８の光軸調整を狂いずらいものとすることができる。 次に、図４を参照して本考案の第２実施例について説明する。

【００２９】 本実施例の顕微鏡は、顕微鏡本体４０に対物レボルバ４１、落射照明用中間鏡 筒４２、接眼鏡筒４３および落射投光管４５が、上下動機構４６を介して取付け られ、操作ノブ４４を回転させることにより焦準操作することができるように構 成されている。 顕微鏡本体４０には、落射投光管４５の上方にランプハウス４７が固定されて いる。

【００３０】 ランプハウス４７内には、水銀ランプ４８、コレクタレンズ４９が設けられ、 そのコレクタレンズ４９は照明光を落射投光管４５の移動方向と同方向に平行光 束を出射するようになっている。

【００３１】 落射投光管４５は、ランプハウス４７のコレクタレンズ４９に対向して開口部 ４５ａが形成されていて、その開口部４５ａから入射する照明光を落射投光管４ ５の光軸に一致させる第３の反射ミラー５０が回転可能に設けられている。また 、落射投光管４５の端部には、光ファイバー５２とコレクタレンズ５１が光軸を 一致させて設けられている。光ファイバー５２からの照明光は、第３の反射ミラ ー５０を回転させて光路から外すことにより、結像レンズ３４に導かれる。なお 、落射投光管４５及び落射照明用中間鏡筒４２内におけるその他の投光光学系の 構成は前記第１実施例と同様であるのでここではその説明を省略する。

【００３２】 以上のように構成された本実施例によっても、前記第１実施例と同様の作用効 果を奏することができ、しかも偏向手段が一つの反射ミラー５０で構成できる利 点がある。

【００３３】

【考案の効果】

以上詳記したように本考案によれば、ランプハウスを上下動させない鏡筒上下 焦準方式を実現して標本上へのゴミの落下を防止できると共に、上下動部分が小 形化されて駆動部の負担を軽減でき、さらにランプハウスに接触しても光軸が狂 いずらい鏡筒上下焦準式顕微鏡を提供できる。さらに、簡単な操作で光源部を切 り替えられ、これにより一般観察と蛍光観察の両方を行なえる鏡筒上下焦準式顕 微鏡を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る鏡筒上下焦準式顕微
鏡の構成図。

【図２】上記第１実施例の鏡筒上下焦準式顕微鏡におけ
る投光光学系の構成図。

【図３】コレクタレンズから出射する光束の発散を示す
図。

【図４】本考案の第２実施例に係る鏡筒上下焦準式顕微
鏡の構成図。

【図５】従来よりある鏡筒上下焦準式顕微鏡の構成図。

【図６】従来よりあるブリッジ形顕微鏡の斜視図。

【符号の説明】

２０，４０…顕微鏡本体、２３…対物レボルバ、２４，
４２…落射照明用中間鏡筒、２５…接眼鏡筒、２８，４
５…落射投光管、２９，４７…ランプハウス、３０，４
８…水銀ランプ、３１，４９，５１…コレクタレンズ、
３２…第１の反射ミラー、３３…第２の反射ミラー、５
０…第３の反射ミラー、５２…光ファイバー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察光学系に落射照明用鏡筒が設けら
   れ、光源部からの照明光がその落射照明用鏡筒に取付け
   られた投光管を介して該落射照明用鏡筒内に導かれると
   共に、前記落射照明用鏡筒及び前記投光管とが観察標本
   に対して一体となって上下して焦準する鏡筒上下焦準式
   顕微鏡において、 前記光源部を２つ設け、一方の光源部を顕微鏡本体に取
   付けると共に、前記光源部と前記投光管との間に、前記
   落射照明用鏡筒の移動方向と平行な光軸の少なくとも一
   部に有するアフォーカル部を形成し、かつ前記光源部か
   らの照明光を偏向させて前記投光管の光軸に一致させる
   偏向手段を備えたことと、他方の光源部を投光管側の偏
   向手段のあとに投光管光軸に一致させて取付け、投光側
   の偏向手段を投光光軸より挿脱することにより、光源部
   の光を選定して標本に照射できることを特徴とする鏡筒
   上下焦準式顕微鏡。