JPH0695001A - Microscopic device - Google Patents

Microscopic device

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Publication number
JPH0695001A
JPH0695001A JP4269619A JP26961992A JPH0695001A JP H0695001 A JPH0695001 A JP H0695001A JP 4269619 A JP4269619 A JP 4269619A JP 26961992 A JP26961992 A JP 26961992A JP H0695001 A JPH0695001 A JP H0695001A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
objective lens
lens group
image
optical system
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.)
Pending
Application number
JP4269619A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Yonezawa
康男 米澤
Yumiko Fukuda
由美子 福田
Takeshi Fujino
健 藤野
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP4269619A priority Critical patent/JPH0695001A/en
Publication of JPH0695001A publication Critical patent/JPH0695001A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To observe and photograph the image of wide visual field of a sample surface in addition to a conventional microscopic image and to perform focusing on the image of wide visual field while keeping Koehler illumination by simple constitution. CONSTITUTION:This device is provided with a means for positioning a 1st objective lens 15 so as to be able to retreat from the optical path of an image- formation optical system, and a 3rd objective lens 5 having a longer focal distance than the lens 15, consisting of three lens groups A to C being positive, negative and positive, and guiding light from a 2nd surface to be examined SP' at a position different from a surface to be examined to which illuminating light is guided by the 1st objective lens 15 when the lens 15 is retreated from the optical path to a 2nd objective lens 7 on the optical path so as to form the image of the 2nd surface to be examined SP' at a specified position. An illumination optical system is constituted to form a light source image at the focusing position of the illumination optical system side of the lens 15 or the lens 5 arranged in the optical path, and the 1st and the 2nd lens groups A and B are integrally moved in an optical axis direction to perform the focusing on the 2nd surface to be examined SP'.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 本発明は、試料被検面の広視野
観察が可能な落射型倒立顕微鏡に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epi-illumination inverted microscope capable of wide-field observation of a sample surface to be inspected.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の顕微鏡の対物レンズには、1倍以
下の極低倍の対物レンズを有するものはなかった。図2
に、従来の落射型倒立顕微鏡の一例を示す。これは、結
像系として第1対物レンズ15と第2対物レンズ17と
から成る無限系の例である。
2. Description of the Related Art No conventional microscope objective lens has an extremely low magnification objective lens of 1 × or less. Figure 2
An example of a conventional epi-illumination inverted microscope is shown in FIG. This is an example of an infinite system including a first objective lens 15 and a second objective lens 17 as an image forming system.

【0003】この顕微鏡は、ステージ16上の試料Sの
下面SP(被検面)を照明するための照明光学系と、被
検面からの光を結像して接眼系または撮像系の所定位置
に被検面の像を形成するための結像光学系(対物光学
系)とを有する。
This microscope includes an illumination optical system for illuminating the lower surface SP (surface to be inspected) of the sample S on the stage 16 and a predetermined position of an eyepiece system or an imaging system by imaging light from the surface to be inspected. And an imaging optical system (objective optical system) for forming an image of the surface to be inspected.

【0004】照明光学系において、図中破線で示したよ
うに、光源11からの照明光は、コレクタレンズ12で
集められ、フィールドレンズ13によってハーフミラー
11を介して第1対物レンズ15の前側焦点位置(瞳位
置)14に光源像を形成した後、第1対物レンズ15に
よって平行光束となり、被検面SPを均一強度で照明す
る(ケーラー照明)。
In the illumination optical system, as indicated by the broken line in the figure, the illumination light from the light source 11 is collected by the collector lens 12, and the field lens 13 passes through the half mirror M 11 and the front side of the first objective lens 15. After forming the light source image at the focal position (pupil position) 14, the first objective lens 15 forms a parallel light beam and illuminates the surface SP to be inspected with uniform intensity (Kohler illumination).

【0005】一方、結像光学系において、図中実線で示
したように、被検面から反射された光は、第1対物レン
ズ15で平行光束に変換され、その後、ハーフミラーM
11、ミラーM12を介して第2対物レンズ17に入射す
る。さらにこの第2対物レンズ17によって平行光束は
所定位置に結像され、ここに被検面の像が形成される。
On the other hand, in the imaging optical system, as shown by the solid line in the figure, the light reflected from the surface to be inspected is converted into a parallel light flux by the first objective lens 15, and then the half mirror M
11 and enters the second objective lens 17 through the mirror M 12 . Further, the parallel light flux is imaged at a predetermined position by the second objective lens 17, and an image of the surface to be inspected is formed there.

【0006】ここでは、第2対物レンズ17を出た光束
は光分割プリズム18によって2光束に分割し、一方は
ミラーM12を介して観察像面20上に結像し、接眼光学
系21を介して観察者に観察される。他方は撮影像面9
上に結像し、カメラ等で撮影される。なお、第1対物レ
ンズ15は、結像光学系における対物レンズとしての作
用と、照明光学系におけるコンデンサレンズとしての作
用とを合わせ持っている。また観察光学系は、基本的
に、結像光学系(15、17)と接眼光学系21とで構
成される。
Here, the light beam emitted from the second objective lens 17 is split into two light beams by the light splitting prism 18, one of which is imaged on the observation image plane 20 through the mirror M 12 , and the eyepiece optical system 21 is used. It is observed by an observer through. The other side is the image plane 9
An image is formed on the top and taken with a camera or the like. The first objective lens 15 has both an action as an objective lens in the imaging optical system and a action as a condenser lens in the illumination optical system. The observation optical system is basically composed of an image forming optical system (15, 17) and an eyepiece optical system 21.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の顕微鏡装置では、対物レンズ15を1倍以下
の倍率で実現しようとすると、焦点距離が長くなってし
まい同一鏡筒長では設計が困難である。したがって、従
来の顕微鏡装置では、より広範囲の試料面を観察、撮影
したいという要求に応えることができないという問題が
あった。
However, in the conventional microscope apparatus as described above, if it is attempted to realize the objective lens 15 at a magnification of 1 or less, the focal length becomes long and it is difficult to design with the same lens barrel length. Is. Therefore, the conventional microscope apparatus has a problem that it cannot meet the demand for observing and photographing a wider range of sample surfaces.

【0008】本発明は、上記問題を解消し、簡便な構成
で、従来の倍率範囲での試料の像に加え極低倍率の広視
野な試料の像をも観察、撮影でき、さらには、ケーラー
照明を維持しつつ広視野な試料の像への合焦ができる顕
微鏡装置を得ることを目的とする。
The present invention solves the above problems, has a simple structure, and can observe and photograph not only an image of a sample in a conventional magnification range but also an image of a wide-field sample with an extremely low magnification, and further, Koehler An object of the present invention is to obtain a microscope apparatus capable of focusing an image of a sample having a wide field of view while maintaining illumination.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明に係る顕微鏡装置では、被検
面を照明するための照明光学系と、前記被検面からの光
を集光して平行光束を形成する第1対物レンズおよび該
第1対物レンズを介した平行光束を結像して前記被検面
の像を所定位置に形成する第2対物レンズを有する結像
光学系とを備えた顕微鏡装置において、前記結像光学系
の光路に対して前記第1対物レンズを退避可能に位置さ
せる挿脱手段と、前記第1対物レンズよりも長い焦点距
離を有し、前記第1対物レンズが前記光路から退避した
際に前記被検面とは異なる位置の第2の被検面からの光
を平行光束に変換して、該平行光束を前記光路上の前記
第2対物レンズに導いて前記所定位置に前記第2の被検
面の像を形成する第3の対物レンズとを設け、前記照明
光学系は、前記第1対物レンズが前記光路内に位置する
際には、前記第1対物レンズの照明光学系側の焦点位置
に光源像を形成し、前記第3の対物レンズが前記光路内
に位置する際には、前記第3の対物レンズの照明光学系
側の焦点位置に光源像を形成し、前記第3の対物レンズ
は、前記第2の被検面側から順に、正の屈折力の第1レ
ンズ群と、負の屈折力野第2レンズ群と、正の屈折力の
第3レンズ群とを有し、前記第1レンズ群から入射する
平行光束に対して前記第1レンズ群と第2レンズ群とは
アフォーカル系を形成し、前記第3レンズ群から入射す
る平行光束に対して前記第2レンズ群と第3レンズ群と
はアフォーカル系を形成し、前記第1及び第2レンズ群
を一体的に光軸方向へ移動させることにより前記第2の
被検面への合焦を行うように構成したものである。
In order to achieve the above object, in a microscope apparatus according to a first aspect of the present invention, an illumination optical system for illuminating a surface to be inspected and a light from the surface to be inspected are provided. Imaging optics having a first objective lens that condenses and forms a parallel light flux, and a second objective lens that images the parallel light flux that has passed through the first objective lens to form an image of the surface under test at a predetermined position. A microscope apparatus including a system, and an insertion / removal unit that retreatably positions the first objective lens with respect to an optical path of the imaging optical system, and a focal length longer than the first objective lens, When the first objective lens is retracted from the optical path, the light from the second test surface at a position different from the test surface is converted into a parallel light flux, and the parallel light flux is converted into the second objective on the optical path. A first lens which guides the light to a lens and forms an image of the second test surface at the predetermined position; The objective lens is provided, the illumination optical system forms a light source image at a focal position on the illumination optical system side of the first objective lens when the first objective lens is located in the optical path, When the third objective lens is located in the optical path, a light source image is formed at a focus position of the third objective lens on the side of the illumination optical system, and the third objective lens causes the second objective lens to move. The first lens group having a positive refracting power, the second lens group having a negative refracting power, and the third lens group having a positive refracting power are provided in this order from the inspection surface side, and are incident from the first lens group. The first lens group and the second lens group form an afocal system for a parallel light beam, and the second lens group and the third lens group form an afocal system for a parallel light beam incident from the third lens group. Forming a focal system, and moving the first and second lens groups integrally in the optical axis direction. Those constructed as more perform focusing from the second test surface.

【0010】また、請求項2に記載の発明に係る顕微鏡
装置では、請求項1に記載の顕微鏡装置において、前記
第2及び第3レンズ群を一体的に光軸方向へ移動させる
ことにより前記光源像と前記第3の対物レンズの照明光
学系側の焦点位置とを一致させるようにしたものであ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the microscope apparatus according to the first aspect, the light source is obtained by moving the second and third lens groups integrally in the optical axis direction. The image and the focal position on the illumination optical system side of the third objective lens are made to coincide with each other.

【0011】[0011]

【作用】本発明は、前述した構成によって簡便な構成
で、従来の顕微鏡では不可能であった極低倍率(1倍以
下)での広視野の観察像を得ることが可能となり、さら
に第1および第2レンズ群を一体的に移動させることに
よってケーラー照明を保ったままの状態で広視野観察像
に対する合焦を行うができる。
The present invention is capable of obtaining an observation image in a wide field of view at an extremely low magnification (1 × or less), which is not possible with a conventional microscope, with the simple structure described above. By moving the second lens group integrally, it is possible to focus on the wide-field observation image while maintaining the Koehler illumination.

【0012】まず、第1対物レンズと第2対物レンズと
の間を平行系、即ちこれらを無限遠系で構成しており、
その光学系全体の倍率は、第1対物レンズの焦点距離を
1、第2対物レンズの焦点距離をF2 とするとF2
1 となるので、第1対物レンズを第2対物レンズ以上
の長い焦点距離の対物レンズにすれば倍率は低くなる。
従って、この場合には、第2対物レンズ以上の長い焦点
距離を有する第3対物レンズを第1対物レンズの代わり
に用いれば良いことが理解できる。このように、原理的
には、第1対物レンズを光路から退避させた際に、焦点
距離の大きい第3対物レンズを配置すれば、第2被検面
の広視野の像を観察、撮影できる。
First, a parallel system between the first objective lens and the second objective lens, that is, these are configured as an infinite system,
If the focal length of the first objective lens is F 1 and the focal length of the second objective lens is F 2 , the magnification of the entire optical system is F 2 /
Since it becomes F 1 , the magnification becomes low if the first objective lens is an objective lens having a longer focal length than the second objective lens.
Therefore, in this case, it can be understood that the third objective lens having a longer focal length than the second objective lens may be used instead of the first objective lens. Thus, in principle, when the first objective lens is retracted from the optical path, if the third objective lens having a large focal length is arranged, a wide-field image of the second test surface can be observed and photographed. .

【0013】この時、照明光学系が、光路内に配置され
た第1対物レンズまたは第3対物レンズの照明光学系側
の焦点位置に光源像を形成するように構成されているた
め、第1対物レンズの光路への挿脱が行われても他の光
学系に影響を与えることなく常に被検面を均一強度で照
明するケーラー照明が得られる。
At this time, the illumination optical system is configured to form the light source image at the focal position on the illumination optical system side of the first objective lens or the third objective lens arranged in the optical path. Even if the objective lens is inserted into or removed from the optical path, Koehler illumination can be obtained which constantly illuminates the surface to be inspected with no influence on other optical systems.

【0014】さて、顕微鏡装置の構成を簡素にしつつ、
合焦時の操作性を大幅に向上させるには、第2被検面を
移動させることなく、第3対物レンズを移動させて合焦
を行う必要がある。しかしながら、単に第3対物レンズ
を動かすとその前側焦点位置も移動してしまい、ケーラ
ー照明を得るために光源像が形成されるべき瞳位置から
ずれてしまう。
Now, while simplifying the structure of the microscope apparatus,
In order to significantly improve the operability at the time of focusing, it is necessary to move the third objective lens and perform the focusing without moving the second surface to be inspected. However, if the third objective lens is simply moved, the front-side focal position of the third objective lens also moves, which deviates from the pupil position where the light source image should be formed in order to obtain Koehler illumination.

【0015】このため、第1対物レンズよりも長い焦点
距離を有する第3対物レンズは、第2の被検面側から順
に、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力の第2レ
ンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群とを有する構成と
し、さらに第1レンズ群から入射する平行光束に対して
第1レンズ群と第2レンズ群とはアフォーカル系を形成
すると共に、第3レンズ群から入射する平行光束に対し
て第2レンズ群と第3レンズ群とはアフォーカル系を形
成するように構成し、第1及び第2レンズ群を一体定に
光軸方向へ移動させることによりケーラー照明を維持し
ながら第2の被検面への合焦を行うことを可能としてい
る。本発明の作用を図3を用いて説明する。
Therefore, the third objective lens, which has a longer focal length than the first objective lens, has the first lens group having a positive refractive power and the first lens group having a negative refractive power in order from the second test surface side. It is configured to have two lens groups and a third lens group having a positive refractive power, and the first lens group and the second lens group form an afocal system for the parallel light flux incident from the first lens group. At the same time, the second lens group and the third lens group are configured to form an afocal system with respect to the parallel light flux incident from the third lens group, and the first and second lens groups are integrally fixed in the optical axis direction. By moving to, it is possible to focus on the second surface to be inspected while maintaining the Koehler illumination. The operation of the present invention will be described with reference to FIG.

【0016】図3において用いられている第3対物レン
ズは、第2被検面SP’側から順に焦点距離をf1 の正
レンズ群(第1レンズ群)Aと、焦点距離f2 の負レン
ズ群(第2レンズ群)Bと、焦点距離f3 の正レンズ群
(第3レンズ群)Cとからなる3群構成である。
A third objective lens as used in FIG. 3, the second test surface SP 'side from the positive lens group of the focal length f 1 in order (first lens group) A, negative focal length f 2 This is a three-group configuration including a lens group (second lens group) B and a positive lens group (third lens group) C having a focal length f 3 .

【0017】第1レンズ群Aと第2レンズ群B、また第
2レンズ群Bと第3レンズ群Cは、それぞれガリレオ変
倍系を構成しており、換言すれば、点線出示す語と区、
第1レンズ群Aから入射する平行光束に対して第1レン
ズ群Aと第2レンズ群Bとがアフォーカル系を形成し、
実線で示すごとく、第3レンズ群Cから入射する平行光
束に対して前記第2レンズ群と第3レンズ群Cとがアフ
ォーカル系を形成している。この時、第1レンズ群Aと
第2レンズ群Bとの主点間隔はf1 +f2 であり、第2
レンズ群Bと第3レンズ群Cとの主点間隔はf2 +f3
である。
The first lens group A and the second lens group B, and the second lens group B and the third lens group C respectively constitute a Galileo variable power system. In other words, a word and a section indicated by a dotted line ,
The first lens group A and the second lens group B form an afocal system with respect to the parallel light flux incident from the first lens group A,
As shown by the solid line, the second lens group and the third lens group C form an afocal system for the parallel light flux incident from the third lens group C. At this time, the principal point distance between the first lens group A and the second lens group B is f 1 + f 2 ,
The principal point distance between the lens unit B and the third lens unit C is f 2 + f 3
Is.

【0018】このような光学系において、第1レンズ群
Aと第2レンズ群Bとを光軸上で一体に移動させた場
合、後側焦点位置F’は移動するが、前側焦点位置Fは
移動しない。従って、第1レンズ群Aと第2レンズ群B
とを光軸上で一体に移動させることによって第2被検面
SP’への合焦を行っても、前側焦点位置Fは光源像が
形成されるべき瞳位置Hからずれることがなく、常にケ
ーラー照明を得ることができる。しかも、第1レンズ群
Aと第2レンズ群Bとがガリレオ変倍系を構成するた
め、合焦のためにこの2つのレンズ群を一体に移動させ
ても第3対物レンズ自身の焦点距離は変化しないので、
観察倍率は一定に保つことができる。
In such an optical system, when the first lens group A and the second lens group B are moved integrally on the optical axis, the rear focal position F'moves but the front focal position F changes. Do not move. Therefore, the first lens group A and the second lens group B
Even if focusing is performed on the second surface SP ′ to be inspected by integrally moving and on the optical axis, the front focus position F does not deviate from the pupil position H where the light source image should be formed, and is always Koehler lighting can be obtained. Moreover, since the first lens group A and the second lens group B form a Galileo variable power system, even if these two lens groups are moved together for focusing, the focal length of the third objective lens itself is It doesn't change, so
The observation magnification can be kept constant.

【0019】ここで、第1レンズ群A・第2レンズ群B
の移動量DX'と後側焦点位置F’の移動量DF'との関係
は、以下の(1) 式となる。 DF'=DX'(1−1/β'2) …(1) 式 なお、β' はガリレオ変倍系(第1レンズ群Aと第2レ
ンズ群Bとの合成系)倍率でβ' =−f2 /f1 であ
る。
Here, the first lens group A and the second lens group B
The relationship between the moving amount DX ′ of the above and the moving amount DF ′ of the rear focus position F ′ is given by the following expression (1). DF ′ = DX ′ (1-1 / β ′ 2 ) (1) Equation β ′ is the magnification of Galileo variable magnification system (combined system of the first lens group A and the second lens group B) β ′ = -f is a 2 / f 1.

【0020】また、この系において、第2レンズ群Bと
第3レンズ群Cとを光軸上で一体に移動させた場合、後
側焦点位置F’は移動しないが前側焦点位置Fは移動す
る。従って、照明光学系の光源像位置(瞳位置)Hが変
化した場合、第2レンズ群Bと第3レンズ群Cとを光軸
上で一体に移動させることによって、第2被検面SP’
への合焦状態を保ったまま、前側焦点位置Fを瞳位置H
に一致させケーラー照明となるように調整することがで
きる。
Further, in this system, when the second lens group B and the third lens group C are integrally moved on the optical axis, the rear focal position F'is not moved but the front focal position F is moved. . Therefore, when the light source image position (pupil position) H of the illumination optical system is changed, the second lens group B and the third lens group C are moved integrally on the optical axis, whereby the second surface SP ′ to be inspected.
The front focus position F is changed to the pupil position H while the focus state is maintained.
Can be adjusted to match the Koehler lighting.

【0021】この時、第2レンズ群B・第3レンズ群C
の移動量DX と前側焦点位置Fの移動量DF の関係は以
下の(2) 式となる。 DF =DX (1−1/β2 ) …(2) 式 なお、βはガリレオ変倍系(第2レンズ群Bと第3レン
ズ群Cとの合成系)の倍率でβ=−f2 /f3 である。
At this time, the second lens unit B and the third lens unit C
The relationship between the moving amount DX of the lens and the moving amount DF of the front focus position F is given by the following equation (2). DF = DX (1-1 / β 2 ) (2) Equation β is the magnification of the Galileo variable power system (composite system of the second lens group B and the third lens group C) and β = −f 2 / f is 3.

【0022】以上のように、本願発明は、第2群と第3
群とを一体に光軸上を移動させる手段を備えたものであ
るので、これによって常にケーラー照明を保ちながら合
焦操作を行うことが可能となる。さらに本願発明では、
第2レンズ群と第3レンズ群とを一体に光軸上を移動さ
せる手段を備えることによって、合焦状態を保ちながら
照明光学系のケーラー照明の調整を行うことも可能とな
る。
As described above, according to the present invention, the second group and the third group are provided.
Since the unit is provided with a unit for moving the unit along the optical axis, it becomes possible to perform the focusing operation while always maintaining the Koehler illumination. Furthermore, in the present invention,
By providing a means for moving the second lens group and the third lens group integrally on the optical axis, it is possible to adjust the Koehler illumination of the illumination optical system while maintaining the in-focus state.

【0023】[0023]

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。図1
は、本発明の一実施例による顕微鏡装置の光学系を示す
概略構成図であり、第1対物レンズを光路から退避させ
た状態を示している。本実施例は、第1対物レンズ15
と光束透過孔部材22とが光路に対して互いに交換可能
に構成され、ステージ6に載置された試料S上の第2被
検面SP’を広視野の像として観察できるような所望の
低倍率となる(焦点距離の長い)第3対物レンズとして
マクロ観察用対物レンズ5を備えたたものである。その
他の構成は図2に示した従来の顕微鏡と同様である。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. Figure 1
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an optical system of a microscope apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a state in which a first objective lens is retracted from an optical path. In this embodiment, the first objective lens 15
And the light beam transmitting hole member 22 are configured to be interchangeable with respect to the optical path, and a desired low enough to observe the second test surface SP ′ on the sample S mounted on the stage 6 as a wide-field image. The macroscopic objective lens 5 is provided as a third objective lens (having a long focal length) that serves as a magnification. Other configurations are similar to those of the conventional microscope shown in FIG.

【0024】本実施例においては、図2に示した従来の
装置と同様に、第1対物レンズによって観察されるステ
ージ16上の試料面位置SPに相当する部位16’が、
光束を透過させるように設計されており、マクロ観察用
対物レンズ5及び第2被検面SP’への光路は、光路内
に配置されている際の第1対物レンズへの光路の延長上
にある。
In this embodiment, similarly to the conventional apparatus shown in FIG. 2, a portion 16 'corresponding to the sample surface position SP on the stage 16 observed by the first objective lens is
The optical path to the macroscopic objective lens 5 and the second surface to be inspected SP ′ is designed so that the light flux is transmitted, and the optical path to the first objective lens when arranged in the optical path is an extension of the optical path to the first objective lens. is there.

【0025】マクロ観察用対物レンズ5は、第2被検面
SP’側から順に、正の屈折力を持ち第1レンズ群A
と、負の屈折力の第2レンズ群Bと、正の屈折力の第3
レンズ群Cとから構成されており、第1レンズ群Aから
入射する点線で示す如き平行光束に対して第1レンズ群
Aと第2レンズ群Bとがアフォーカル系を形成し、第3
得レンズ群Cから入射する実線で示す如き平行光束に対
して第2レンズ群Bと第3レンズ群Cとがアフォーカル
系を形成している。
The macroscopic objective lens 5 has a positive refractive power in order from the second surface SP 'to be inspected, and has a first lens group A.
, A second lens unit B having a negative refractive power, and a third lens unit B having a positive refractive power
The first lens group A and the second lens group B form an afocal system with respect to the parallel light flux shown by the dotted line which is incident from the first lens group A, and the third lens group C
The second lens group B and the third lens group C form an afocal system with respect to the parallel light flux shown by the solid line which is incident from the obtained lens group C.

【0026】ステージ6状の第2被検面SP’を広視野
の像として観察する場合について図1を参照しながら説
明する。図1は第1対物レンズ15が光路から退避し、
光束透過孔部材22が挿入されている。まず、照明光学
系において、光源1を出た照明光L2 は、点線で示すご
とく、コレクタレンズ2を通り、フィールドレンズ3に
よってハーフミラーM1 を介して、マクロ観察用対物レ
ンズ5の前側焦点位置である瞳位置4に光源像を形成す
る。その後ミラーM2 を介してマクロ観察用対物レンズ
5へ入射する。このマイクロ観察用対物レンズ5により
平行光束に変換され、ミラーM3 を介してステージ6上
に載置された試料Sの第2の被検面SP’をケーラー照
明として均一強度で照明する。
A case of observing the second test surface SP 'on the stage 6 as a wide-field image will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the first objective lens 15 is retracted from the optical path,
The light flux transmission hole member 22 is inserted. First, in the illumination optical system, the illumination light L 2 emitted from the light source 1 passes through the collector lens 2 as shown by the dotted line, and is passed by the field lens 3 via the half mirror M 1 to the front focus of the macro observation objective lens 5. A light source image is formed at the pupil position 4, which is the position. After that, the light enters the objective lens 5 for macro observation through the mirror M 2 . The second observation surface SP ′ of the sample S, which is converted into a parallel light flux by the microscopic observation objective lens 5 and is placed on the stage 6 via the mirror M 3 , is illuminated with uniform intensity as Koehler illumination.

【0027】第2被検面SP’からの戻り光L1 は、実
線で示す如く、ミラーM3 を介してマクロ観察用対物レ
ンズ5へ入射して平行光束に変換される。そしてその平
行光束は、となり、ミラーM2 、ハーフミラーM1 、ミ
ラーM4 を介して第2対物レンズ7によって集光され
る。この集光光束は、光分割プリズム8で2分割された
後、一方はミラーM5 を介して観察像面10上に第2被
検面SP’の像を形成し、他方は撮影像面9上に第2被
検面SP’の像を形成する。
The return light L 1 from the second surface SP ′ to be inspected is incident on the macro observation objective lens 5 via the mirror M 3 and is converted into a parallel light flux, as shown by the solid line. Then, the parallel luminous flux becomes and is condensed by the second objective lens 7 via the mirror M 2 , the half mirror M 1 and the mirror M 4 . This condensed light flux is split into two by the light splitting prism 8, one of which forms an image of the second test surface SP ′ on the observation image plane 10 via the mirror M 5 and the other one of which is the photographic image plane 9 An image of the second test surface SP ′ is formed on the top.

【0028】ところで、第1対物レンズを退避させてマ
クロ観察用対物レンズ5による試料被検面SP’の広視
野での観察を行う場合、その前側焦点位置4が、第1対
物レンズ15が光路内に配置された際のその前側焦点位
置14と一致するように、即ち照明区が右傾の光源像が
瞳位置4に一致するように配置されるが、第2レンズ群
Bと第3レンズ群Cとを一体に光軸上で移動させること
によって、ケーラー照明となるように調整することがで
きる。この時第2レンズ群Bと第3レンズ群Cとがガリ
レオ変倍系を形成しているため、第2レンズ群Bと第3
レンズ群Cとを一体に光軸上を移動させても後側焦点位
置は移動せず、前側焦点位置のみが移動する。したがっ
て、ステージ6上の試料被検面SP’への合焦に影響を
与えないでケーラー照明のための調整が行える。
By the way, when the first objective lens is retracted and the macroscopic observation objective lens 5 observes the sample surface SP 'in a wide field of view, the front focus position 4 thereof is the optical path of the first objective lens 15 thereof. The second lens group B and the third lens group are arranged so as to coincide with the front focus position 14 when arranged inside, that is, the light source image in which the illumination section is tilted to the right coincide with the pupil position 4. By moving C and the optical axis on the optical axis as a unit, it is possible to adjust so as to obtain Koehler illumination. At this time, since the second lens unit B and the third lens unit C form a Galileo variable power system, the second lens unit B and the third lens unit B
Even if the lens group C and the lens group C are moved together on the optical axis, the rear focal position does not move, but only the front focal position moves. Therefore, adjustment for Koehler illumination can be performed without affecting the focusing on the sample inspection surface SP ′ on the stage 6.

【0029】また、第1レンズ群Aと第2レンズ群Bと
が光軸上を一体に移動するよう設置されており、この移
動によって第2被検面SP’への合焦操作を行う。第1
レンズ群Aと第2レンズ群Bはガリレオ変倍系を形成し
ており、これを一体に光軸上で移動させた場合、前側焦
点位置は移動せず、後側焦点位置のみが移動する。した
っがて、照明光学系に影響しないでケーラー照明を保っ
たまま第2被検面SP’への合焦操作ができる。
Further, the first lens group A and the second lens group B are installed so as to move integrally on the optical axis, and by this movement, the focusing operation on the second surface SP 'to be inspected is performed. First
The lens group A and the second lens group B form a Galileo variable magnification system, and when they are integrally moved on the optical axis, the front focus position does not move, but only the rear focus position moves. Therefore, the focusing operation to the second surface SP ′ to be inspected can be performed while maintaining the Koehler illumination without affecting the illumination optical system.

【0030】さて、第1対物レンズ15の光路への挿脱
手段としては種々のものが利用可能であるが、例えば通
常の顕微鏡において倍率の異なる対物レンズを切り替え
るためのレボルバ機構を用いれば簡単である。即ち、図
1に示す如くレボルバに第1対物レンズ15と光束をそ
のまま透過させる光束透過孔部材22とを設けておき、
レボルバの回転によってこれらを切り替えれば良い。こ
の時、レボルバには倍率の異なる複数の第1対物レンズ
を設けて良いことは言うまでもない。なお、図1に示し
たステージ6を、ステージ16と並列的になるように顕
微鏡装置の上部に配置して良いことは言うまでもない。
Various means can be used as means for inserting / removing the first objective lens 15 into / from the optical path. For example, it is simple to use a revolver mechanism for switching objective lenses having different magnifications in an ordinary microscope. is there. That is, as shown in FIG. 1, the revolver is provided with the first objective lens 15 and the light beam transmission hole member 22 that allows the light beam to pass therethrough.
These can be switched by rotating the revolver. At this time, it goes without saying that the revolver may be provided with a plurality of first objective lenses having different magnifications. It goes without saying that the stage 6 shown in FIG. 1 may be arranged above the microscope apparatus so as to be in parallel with the stage 16.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
簡便な構成で、従来の顕微鏡では不可能であった低倍率
で広視野の観察像を得ることができるだけでなく、ケー
ラー照明を保ったままの合焦操作および、合焦を保った
ままのケーラー照明の調整を行うこともできるという効
果がある。
As described above, according to the present invention,
With a simple structure, it is not only possible to obtain an observation image with a wide field of view at low magnification, which was not possible with conventional microscopes, but also focusing operation with Koehler illumination maintained and Koehler with focusing maintained There is an effect that the lighting can be adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による顕微鏡装置を説明する
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a microscope apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の顕微鏡装置を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a conventional microscope apparatus.

【図3】本発明の作用を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing the operation of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11:光源 2,12:コレクタレンズ 3,13:フィールドレンズ 4,14,H:瞳位置 5:3群構成のマクロ観察用対物レンズ 15:第1対物レンズ 6,16:ステージ SP’:第2被検面 7,17:第2対物レンズ 8,18:光分割プリズム 9,19:撮影像面 10,20:観察像面 M2 ,M3 ,M4 ,M12:ミラー M1 ,M11:ハーフミラー1, 11: light source 2, 12: collector lens 3, 13: field lens 4, 14, H: pupil position 5: objective lens for macro observation of 3 group constitution 15: first objective lens 6, 16: stage SP ': second test surface 7, 17: second objective lens 8 and 18: light splitting prism 9 and 19: photographing image plane 10, 20: observation image plane M 2, M 3, M 4 , M 12: mirror M 1, M 11 : Half mirror

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検面を照明するための照明光学系と、
前記被検面からの光を集光して平行光束を形成する第1
対物レンズおよび該第1対物レンズを介した平行光束を
結像して前記被検面の像を所定位置に形成する第2対物
レンズを有する結像光学系とを備えた顕微鏡装置におい
て、 前記結像光学系の光路に対して前記第1対物レンズを退
避可能に位置させる挿脱手段と、 前記第1対物レンズよりも長い焦点距離を有し、前記第
1対物レンズが前記光路から退避した際に前記被検面と
は異なる位置の第2の被検面からの光を平行光束に変換
して、該平行光束を前記第2対物レンズに導いて前記所
定位置に前記第2の被検面の像を形成する第3の対物レ
ンズとを設け、 前記照明光学系は、前記第1対物レンズが前記光路内に
位置する際には、前記第1対物レンズの照明光学系側の
焦点位置に光源像を形成し、前記第3の対物レンズが前
記光路内に位置する際には、前記第3の対物レンズの照
明光学系側の焦点位置に光源像を形成し、 前記第3の対物レンズは、前記第2の被検面側から順
に、正の屈折力の第1レンズ群と、負の屈折力野第2レ
ンズ群と、正の屈折力の第3レンズ群とを有し、 前記第1レンズ群から入射する平行光束に対して前記第
1レンズ群と第2レンズ群とはアフォーカル系を形成
し、前記第3レンズ群から入射する平行光束に対して前
記第2レンズ群と第3レンズ群とはアフォーカル系を形
成し、 前記第1及び第2レンズ群を一体的に光軸方向へ移動さ
せることにより前記第2の被検面への合焦を行うことを
特徴とする顕微鏡装置。
1. An illumination optical system for illuminating a surface to be inspected,
A first for collecting light from the surface to be inspected to form a parallel light flux
A microscope apparatus comprising: an objective lens; and an image forming optical system having a second objective lens for forming an image of the surface to be inspected at a predetermined position by forming an image of a parallel light flux through the first objective lens. When the first objective lens retracts from the optical path, the insertion / removal unit positions the first objective lens to be retractable with respect to the optical path of the image optical system, and has a focal length longer than that of the first objective lens. In addition, the light from the second surface to be inspected at a position different from the surface to be inspected is converted into a parallel light beam, the parallel light beam is guided to the second objective lens, and the second surface to be inspected is placed at the predetermined position. And a third objective lens that forms an image of the first objective lens in the optical path, the illumination optical system is provided at a focal position on the illumination optical system side of the first objective lens. A light source image is formed, and the third objective lens is located in the optical path. At this time, a light source image is formed at a focus position of the third objective lens on the side of the illumination optical system, and the third objective lens sequentially has a positive refractive power of the first objective surface side from the second test surface side. A first lens group, a second lens group having a negative refractive power field, and a third lens group having a positive refractive power, and the first lens group and the first lens group with respect to a parallel light flux incident from the first lens group. The second lens group and the second lens group form an afocal system, and the second lens group and the third lens group form an afocal system with respect to the parallel light flux incident from the third lens group. A microscope apparatus characterized in that focusing is performed on the second surface to be inspected by integrally moving the lens group in the optical axis direction.
【請求項2】 前記第2及び第3レンズ群を一体的に光
軸方向へ移動させることにより前記光源像と前記第3の
対物レンズの照明光学系側の焦点位置とを一致させるこ
とを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡装置。
2. The light source image and the focus position on the illumination optical system side of the third objective lens are made to coincide by moving the second and third lens groups integrally in the optical axis direction. The microscope apparatus according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009109680A (en) * 2007-10-29 2009-05-21 Nikon Corp Inverted microscope
JP2009258746A (en) * 2001-07-06 2009-11-05 Palantyr Research Llc Imaging system and methodology employing reciprocal space optical design

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