JPH07333506A - 対物レンズ走査型顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、中間像の大きさ像の明るさを確保
し、且つレンズ設計及び機械設計の容易化を図ることを
目的とする。 【構成】対物レンズ３の光軸を第１方向へ折り曲げる第
１のミラー４と、第１方向へ折り曲げられた光軸上に配
置された第１の結像レンズ５と、第１方向へ移動自在に
設けられ対物レンズ３、第１のミラー４及び第１の結像
レンズ５が固定された対物ユニット１と、光軸を第２方
向へ折り曲げる第２のミラー８−１と、第２方向へ折り
曲げられた光軸を第１方向と平行な方向へ折り返す第３
のミラー８−２と、第２のミラー８−１及び第３のミラ
ー８−２が固定され第１方向へ移動自在に設けられた折
返しミラーユニット８と、第３のミラー８−１で折り返
された光軸に設けられた第２の結像レンズ９と、対物ユ
ニット１と折返しミラーユニット８とを２：１の割合で
第１方向へ同時に移動させる駆動機構とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大型ウエハや大型液晶
基板の外観検査に使用可能な顕微鏡に係り、さらに詳し
くは対物レンズが標本上を水平方向の一軸方向へ移動可
能な対物レンズ走査型顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】対物レンズが標本上を水平方向の一軸方
向（例えばＸ軸方向）へ移動可能な顕微鏡は、対物レン
ズがＸ軸方向へ移動するため大型基板等を載置したステ
ージのＸ軸方向への移動が不要となる利点がある。さら
に、対物レンズがＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向へ移動
可能であればステージの移動は完全に不要になる。この
ようにステージを移動させる代わりに対物レンズを移動
させるようにした顕微鏡は装置全体を小さくできるとい
う利点がある。

【０００３】例えば、ステージ移動型の顕微鏡で、３６
０×４６５ｍｍの液晶基板を検査対象とするためには、
装置全体の大きさとして最低でも（２×液晶基板の大き
さ）＝７６０×９３０ｍｍの大きさが要求される。一
方、対物レンズを２軸方向へ走査可能な顕微鏡であれ
ば、装置のサイズは理論上は３６０×４６５ｍｍまで小
形化できる。

【０００４】ところが、対物レンズを走査する方式は、
標本にスポットを照射するレーザ走査顕微鏡や、極めて
視野の狭い顕微鏡には有効であるが、広視野を覗くこと
を主眼として設計された顕微鏡に適用した場合に次のよ
うな欠点がある。

【０００５】図６は、標本上における光軸上の点イと光
軸から離れた点ロにそれぞれ対応した中間像ａ，ａ′を
結ぶまでの光束状態を示している。同図において、実線
で示す光路図は対物光軸上の点（イ）から発した光の光
路図を示し、破線で示す光路図は光軸よりｄだけずれた
位置の標本上の点（ロ）から発した光の光路図を示して
いる。この２つの光路図を比較すると、対物レンズとし
て無限遠設計レンズを使用してもアフォーカル光学系中
の光束が拡大していることが判る。そのため、対物レン
ズと結像レンズとの間でアフォーカル光学系を構成して
いても両者の間隔が長くなると点（イ）の光束に対して
点（ロ）の光束が大きく広がり点（ロ）の光束が結像レ
ンズに入りきらなくなり中間像を得ることができなくな
る。

【０００６】このことを模式的に示したのが図７（ａ）
（ｂ）である。同図（ａ）に示すように対物レンズと結
像レンズとの距離がＬａのときに点（ロ）からの光束が
結像レンズに入っていても、同図（ｂ）に示すようにそ
の距離がＬｂに拡大すればより直径の大きい結像レンズ
でなければ中間像を確保することができない。

【０００７】例えば、一般の無限遠設計対物レンズと直
径５０ｍｍ程度の結像レンズを使用したとしても対物−
結像レンズ間の距離は２００ｍｍ程度しかとれず、これ
が対物レンズの走査距離を大きく制限している。

【０００８】また、対物レンズの移動可能な範囲内であ
っても光線高が大きくなるので収差をとる工夫が結像レ
ンズに必要となり、極めて困難な設計となる。上述した
ような結像レンズの口径増大に伴う不具合を解消するた
めの対策として種々の提案がなされている。

【０００９】例えば、米国特許第４，７４４，６４２号
には、対物レンズと結像レンズとの間の光路中に、図８
に示すようなズームに似たリレー光学系Ｒを設け、間隔
Ｄの増大に伴ってレンズＬ₁〜Ｌ₄の間隔を変化させて、
間隔Ｄの増大に伴う不具合を解消するようにした光学系
が開示されている。

【００１０】また、特開平５−１２７０８８号には、図
８に示すリレー光学系ＲのレンズＬ１，Ｌ２間、及びレ
ンズＬ３，Ｌ４間をそれぞれ固定し、レンズＬ２，Ｌ３
間をアフォーカル光学系として距離Ｄの変化に対応しよ
うとしたものが開示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た文献に示されたリレー光学系Ｒは、対物レンズ及び結
像レンズ間に設けて使用する場合、像及び瞳のリレーが
必要でありレンズ設計が困難であると共に、レンズ位置
を変化させるための機械設計が困難である等の問題があ
った。

【００１２】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、レンズ設計及び機械設計が容易な構成を有
し、かつ中間像の大きさ像の明るさを確保でき、さらに
コンパクト化が可能な対物レンズ走査型顕微鏡を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のような手段を講じた。請求項１に対
応する本発明は、標本に対して対物レンズを走査し前記
対物レンズから入射する標本像の光束を所定位置に固定
された接眼レンズへ導く対物レンズ走査型顕微鏡におい
て、前記対物レンズである無限遠設計対物レンズに標本
側から入射し通過した光束の光軸を第１方向へ折り曲げ
る第１のミラーと、前記第１のミラーで第１方向へ折り
曲げられた光軸上に配置された第１の結像レンズと、前
記無限遠設計対物レンズ、前記第１のミラー及び前記第
１の結像レンズが取付け固定され前記第１方向へ移動自
在に設けられた対物ユニットと、前記第１のミラーで第
１方向へ折り曲げられた光軸を第２方向へ折り曲げる第
２のミラーと、前記第２のミラーで第２方向へ折り曲げ
られた光軸を、前記第１のミラーで第１方向へ折り曲げ
られた光束の光軸と同一平面内でかつ前記第１方向と平
行な方向へ折り返す第３のミラーと、前記第２のミラー
及び前記第３のミラーが取付け固定され前記第１方向へ
移動自在に設けられた折返しミラーユニットと、前記第
３のミラーで折り返された光軸上に設けられ前記接眼レ
ンズに至る光路上に第２次像を結ぶ第２の結像レンズ
と、前記対物ユニットと前記折返しミラーユニットとを
２：１の割合で前記第１方向へ同時に移動させる駆動機
構とを具備する。

【００１４】請求項２に対応する本発明は、標本に対し
て対物レンズを走査し前記対物レンズから入射する標本
像の光束を所定位置に固定された接眼レンズへ導く対物
レンズ走査型顕微鏡において、前記対物レンズである無
限遠設計対物レンズに標本側から入射して通過した光束
の光軸を第１方向へ折り曲げる第１のミラーと、前記第
１のミラーで第１方向へ折り曲げられた光軸上に配置さ
れた第１の結像レンズと、前記無限遠設計対物レンズ、
前記第１のミラー及び前記第１の結像レンズが取付け固
定され前記第１方向へ移動自在に設けられた対物ユニッ
トと、前記第１のミラーで第１方向へ折り曲げられた光
軸を第２方向へ折り曲げる第２のミラーと、前記第２の
ミラーで第２方向へ折り曲げられた光軸を、前記第１の
ミラーで第１方向へ折り曲げられた光束の光軸と同一平
面内でかつ前記第１方向と平行な方向へ折り返す第３の
ミラーと、前記第２のミラー及び前記第３のミラーが取
付け固定され前記第１方向へ移動自在に設けられた折返
しミラーユニットと、前記第２のミラーと前記第３のミ
ラーとの間の光路上に配置され前記折返しミラーユニッ
トと同一方向へ同一距離移動する第２の結像レンズと、
前記第３のミラーで折り返された光軸上に設けられ前記
接眼レンズに至る光路上に第３次像を結ぶ第３の結像レ
ンズと、前記対物ユニットと前記折返しミラーユニット
とを２：１の割合で前記第１方向へ同時に移動させる駆
動機構とを具備する。

【００１５】請求項３に対応する本発明は、上記した構
成の顕微鏡において、前記対物ユニットに、偏光子，検
光子及び前記第１のミラーとしてのハーフミラーからな
る微分干渉ユニットと、光源像を前記偏光子，前記第１
のミラー及び前記無限遠対物レンズを介して前記標本上
へ投影する投光ユニットとを固定した。

【００１６】請求項４に対応する本発明は、上記した構
成の顕微鏡において、前記標本が載置され前記無限遠対
物レンズの移動方向である第１方向と直交する方向へ移
動するステージを備えた。

【００１７】

【作用】本発明は、以上のような手段を講じたことによ
り次のような作用を奏する。請求項１に対応する本発明
によれば、対物ユニットに固定された無限遠設計対物レ
ンズから取り込まれた標本の光束が第１のミラーで第１
方向へ反射され、さらに第１の結像レンズに入射して所
定位置に第１次像を結像させる。この第１次像の光束は
折返しミラーユニットに固定された第２のミラーにて第
２方向へ反射され当該折返しミラーユニットに固定され
た第３のミラーにて、第１のミラーで第１方向へ折り曲
げられた光束の光軸と同一平面内でかつ第１方向と平行
な方向へ折り返される。その折り返された光束は第２の
結像レンズに入射し接眼レンズの手前で第２次像として
結像する。

【００１８】一方、対物レンズで標本を第１方向へ走査
するときは、当該対物レンズが固定されている対物ユニ
ットが第１方向へ移動する。対物ユニットが第１方向へ
距離Ｍだけ移動すると折返しミラーユニットが駆動機構
により同じ第１方向へＭ／２だけ移動する。第１の結像
レンズと第２の結像レンズとの間の距離は対物レンズの
走査に拘らず常に一定の距離が維持される。

【００１９】すなわち、固定位置に設けられた第２結像
レンズに入射する光束径は、対物レンズが移動したとし
ても理論上は変化しない。従って、対物レンズの走査距
離が結像レンズの直径により制限されることがなくな
る。

【００２０】また、対物ユニット，折返しミラーユニッ
トが移動した時であっても第１の結像レンズと第２の結
像レンズとの間の距離は常に一定距離に維持される。こ
のためレンズ設計も容易である。さらに、対物ユニット
と折返しミラーユニットとを２：１の割合で移動させる
機構が必要となるが、個々のレンズを対物レンズの走査
に合わせて収差等を解消するように移動させる機構を設
計するのに比べれば機械設計は大幅に簡単化される。

【００２１】請求項２に対応する本発明によれば、無限
遠設計対物レンズから取り込まれた標本の光束が第１の
ミラーで第１方向へ反射され、さらに第１の結像レンズ
に入射して第１次像を結像させる。この第１次像の光束
は折返しミラーユニットに固定された第２のミラーにて
第２方向へ反射され、当該折返しミラーユニットに固定
された第２の結像レンズを通過して第３のミラーに入射
する。そして、第３のミラーが第２の結像レンズから入
射した光束を、第１のミラーで第１方向へ折り曲げられ
た光束の光軸と同一平面内でかつ第１方向と平行な方向
へ折り返す。その折り返された光束は第３の結像レンズ
に入射し接眼レンズの手前で第３次像が結像される。

【００２２】対物ユニットが第１方向へ移動すると、そ
れに連動して折返しミラーユニットが同方向へ１／２の
割合で移動し、さらに折返しミラーユニット内の第２の
結像レンズが第２方向へ同じ距離移動する。従って、第
２の結像レンズが第１の結像レンズによる第２次像に近
付いたこと、及び第２の結像レンズに入射する光束径が
常に一定の直径に維持されることから、第２の結像レン
ズに入射する光束の直径は対物レンズの移動に左右され
ずに常に一定で且つ小さな直径となる。

【００２３】請求項３に対応する本発明によれば、対物
ユニットに固定された投光ユニットを介して光源像が入
射される。偏光子を通過する際に直線偏光にされた光源
像がハーフミラー，対物レンズを通って標本に投光され
る。標本から対物レンズに入射した光束は対物レンズを
通過後にハーフミラーで第１方向へ反射され検光子で共
通振動成分が取出されて干渉し色のコントラストとなっ
て第１の結像レンズに入射する。このように対物ユニッ
トに投光ユニット及び微分干渉ユニットを固定すること
により微分干渉ユニットと対物レンズとの間に介在する
光学素子を最小限に抑えられ、偏光特性の劣化を伴わな
い微分干渉観察を実現できる。

【００２４】請求項４に対応する本発明によれば、標本
が載置されたステージが対物レンズの走査方向と直交す
る方向へ移動可能で、対物レンズとステージの走査を組
み合わせることにより２次元的な走査が可能になる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は、本発明の第１実施例に係る対物レンズ走査型顕微
鏡の構成図である。本実施例の対物レンズ走査型顕微鏡
は、液晶基板からなる標本Ｓを載置するステージの上方
に配置されステージ面と平行な一軸方向へ移動自在に設
けられた移動対物ユニット１を備えている。この移動対
物ユニット１は、その下端部に形成されたレボ取付面
に、数本の対物レンズを取付可能なレボルバ２が回転自
在に設けられている。レボルバ２は、任意の対物レンズ
３が光軸に挿入されるようにレボルバ２を回転させる不
図示の電動回転機構に連結されていると共に、光軸に挿
入された対物レンズ３のピント合わせのためにレボルバ
２をユニット１に対して上下動させる不図示の電動上下
動機構に連結されている。対物レンズ３は対物レンズの
移動でピント合わせが可能であり、かつ対物レンズが上
下動しても第１次像位置が変化しない無限遠設計対物レ
ンズであるものとする。

【００２６】移動対物ユニット１内における対物レンズ
３の光軸上にハーフミラーからなる第１のミラー４が光
軸に対して４５度傾けらた状態で配置されている。な
お、本実施例においては、光軸に挿入された対物レンズ
３の光軸はステージ面（標本平面）に対して垂直である
とする。対物レンズ３からの出射光のうち第１のミラー
４で反射された光束はステージ面と平行な第１方向の光
軸を持つことになる。

【００２７】対物レンズ３側からみた第１のミラー４の
反射側光軸上には第１の結像レンズ５が配置され、第１
のミラー４の透過側光軸上にはミラー等の他の光学素子
６が配置されている。第１の結像レンズ５は後述する折
り曲げ光軸上の所定位置に第１次像７を結像する。光学
素子６は接眼レンズ系以外の光路に標本像の光束を導
く。例えば、この光路には必要に応じてＡＦ（オートフ
ォーカス）光学系などが取り付けられる。

【００２８】移動対物ユニット１は、上記したレボルバ
２（対物レンズ３）が取付けられるほか（但し、回転及
び上下動可能）、第１のミラー４及び第１の結像レンズ
５が固定されている。

【００２９】折曲げ光軸上であって前記第１次像の後方
に台形ミラーユニット８が移動対物ユニット１の移動方
向と同方向である第１方向へ移動自在に設けられてい
る。台形ミラーユニット８が配置されている。台形ミラ
ーユニット８は、折り曲げ光軸を第２方向となる９０度
上方に折り曲げる第２のミラー８−１と、第２のミラー
８−１で第２方向へ折り曲げられた光軸をさらに第１方
向と同方向へ９０度で折り返す第３のミラー８−２とを
有する。第２のミラー８−１及び第３のミラー８−２は
当該ユニット８に固定されている。本明細書では、第１
のミラー４から第２のミラー８−１までを上記折曲げ光
軸と呼称し、第３のミラー８−２から後述する接眼レン
ズまでの光軸を折返し光軸と呼称するものとする。な
お、互いに平行な折曲げ光軸と折返し光軸との垂線の長
さは、設計上適当な値であって良い。

【００３０】折返し光軸上であって台形ミラーユニット
８が最も対物レンズ側に移動した際に干渉しない所定位
置に第２の結像レンズ９が固定設置されている。第２の
結像レンズ９の焦点距離は、第１次像７から第２の結像
レンズ９までの光路長と像倍率との関係に基づいて定め
られ、ここでは第２の結像レンズ９の焦点位置で第２次
像１６が得られる。また、本実施例では一般の接眼レン
ズをそのまま使用可能にするため１倍にしている。折返
し光軸上の所定位置に接眼レンズ１０が設けられてい
る。

【００３１】第２の結像レンズ９から接眼レンズ１０に
至るまでの光学系は固定ユニット２０に設けられてい
る。この固定ユニット２０に対して投光ユニット１１が
設けられている。投光ユニット１１は、光源１２，この
光源１２から発した光を集光する集光レンズ１３，この
集光レンズ１３で集光した光源光を対物レンズ３の瞳位
置に投影する投影レンズ１４，投影レンズ１４を通過し
た光源像を折返し光軸上に入射するハーフミラー１５か
ら構成されている。

【００３２】ここで、移動対物ユニット１と台形ミラー
ユニット８とは２：１の割合で同方向へ移動するように
図２に示す連動機構を備えている。この連動機構は、ス
テージ上を第１方向へ延設されたガイドレール２１を備
えており、そのガイドレール２１に対して移動対物ユニ
ット１及び台形ミラーユニット８が第１方向へ移動自在
に取付けられている。移動対物ユニット１及び台形ミラ
ーユニット８はそれぞれボールねじにより移動される。
すなわち、移動対物ユニット１にボールねじのナット２
２がその穴の中心軸を第１方向に向けて固定されてお
り、そのナット２２にボールねじのスクリューロッド２
３が螺入されている。台形ミラーユニット８も同様にナ
ット２４が固定されており、そのナット２４にスクリュ
ーロッド２５が螺入されている。各スクリューロッド２
３，２５の一端部には夫々パルスモータ２６，２７が設
けられていて、夫々対応するスクリューロッド２３，２
５に回転力を与えるようになっている。２つのモータ２
６，２７はコントローラ２８からモータドライバ２９
ａ，２９ｂを介してその回転量が独立に制御されるよう
になっている。具体的には、コントローラ２８は移動対
物ユニット１の移動中（対物レンズ走査中）には、移動
対物ユニット１に対応するパルスモータ２６にＭパルス
与えるのに対し、台形ミラーユニット８に対応するパル
スモータ２７にＭ／２パルスを与える。なお、移動対物
ユニット１及び台形ミラーユニット８の各ボールねじは
同ピッチのものを使用しており、あるパルス数に対する
移動距離は互いに同距離である。

【００３３】次に、以上のように構成された本実施例の
動作として標本Ｓのａ点からａ′点までを走査する場合
について説明する。なお、移動対物ユニット１がａ点に
あるとき、台形ミラーユニット８はａ点から第１方向に
２７０ｍｍ離れたｂ点にあるものとする。対物ユニット
がａ′点に来ると、台形ミラーユニット８はｂ′点へ移
動する。点ａがａ′へ動くと、ｂ点は１９０ｍｍ動いて
ｂ′点（４８０ｍｍ地点）へ移動する。

【００３４】投光ユニット１１の光源１２の光源像が、
折返し光軸上に挿入されたハーフミラー１５で第２の結
像レンズ９側に反射される。第２の結像レンズ９を通っ
た光源像は、台形ミラーユニット８，第１の結像レンズ
５を介して移動対物ユニット１内のハーフミラー４に入
射し、そのハーフミラー４により標本側へ反射される。
その結果、光源像が対物レンズの瞳近傍に投光される。

【００３５】対物レンズ３のピントを標本Ｓのａ点に合
わせるためには、不図示の上下動機構によりレボルバ２
を上下動させる。対物レンズ３のピントが合っている状
態では、無限遠対物レンズの性格上、第１の結像レンズ
５から第１次像７が形成される位置までの距離は常に一
定となる。

【００３６】次に、コントローラ２８から各モータドラ
イバ２９ａ，２９ｂに対して２：１の割合でパルス信号
を送る。例えば移動対物ユニット１がａ点からａ′点へ
移動するまでにｎパルス必要であれば、コントローラ２
８はモータドライバ２９ａに対して一定の周期でＴ時間
の間にｎパルスのパルス信号を与える。このパルス数に
応じてパルスモータ２６が回転すると、スクリューロッ
ド２３が回転し当該ロッド２３に螺合しているナット２
２に第１方向の推進力が働く。スクリューロッド２３は
第１方向の移動が規制されているため、ナット２２が固
定されている移動対物ユニット１がガイドレール２１に
案内されて第１方向へ３８０ｍｍだけ移動する。

【００３７】また、コントローラ２８は、同じＴ時間の
間に、ｎ／２のパルス数のパルス信号をもう一方のモー
タドライバ２９ｂに与える。このパルス数に応じてもう
一つのパルスモータ２７が回転し、上記同様にして、台
形ミラーユニット８がガイドレール２１に案内されて第
１方向へ１９０ｍｍ（３８０／２）だけ移動する。

【００３８】ここで、対物レンズ３のピントが合ってい
れば第１次像７の位置は一定であることから、移動対物
ユニット１が第１方向へ移動すると第１次像７の位置が
同じ距離だけ第１方向へ移動する。もし、台形ミラーユ
ニット８が固定であれば、第１次像７から第２の結像レ
ンズ９までの距離が変化するため第２の結像レンズ９に
おける光束径が大きく変化する。ところが、本実施例で
は台形ミラーユニット８が移動対物ユニット１の移動量
の１／２の割合で同方向へ移動するため、移動対物ユニ
ット１の移動期間中において第１次像７と第２の結像レ
ンズ９との間の距離は変化せず、従って第２の結像レン
ズ９の位置における光束径の大きさも一定である。

【００３９】第２の結像レンズ９を通過した光束は折返
し光軸上の所定位置で第２次像１６を形成し、その像が
接眼レンズ１０から観察される。このように本実施例に
よれば、移動対物ユニット１と台形ミラーユニット８と
を共に対物レンズ３の走査方向である第１方向へ移動可
能とし、移動対物ユニット１が移動したら同時に半分の
距離だけ台形ミラーユニット８を同方向へ移動させるよ
うにしたので、対物レンズ３の走査ストロークを大きく
しても、無限遠対物レンズ直後のアフォーカル系を利用
する場合に比べて第２の結像レンズ９の直径を小さくす
ることができる。

【００４０】また、本実施例によれば、第１，第２の結
像レンズ５，９間の距離が一定のことから、レンズ設計
が容易であるといった利点がある。本実施例の構造部と
なる連動機構は、移動対物ユニット１と台形ミラーユニ
ット８とを２：１の割合で同一ガイドレール上を移動さ
せる設計で良いことから、複雑なズーム状のレンズ移動
の機械設計に比べて簡単なものとなる。

【００４１】さらに、本実施例によれば、第２の結像レ
ンズ９が１倍であることから、普通の接眼レンズを使用
できる。また、投光ユニット１１が固定位置に設けられ
ていることから移動対物ユニット１に掛かる負担が小さ
く移動対物ユニット１を移動させる機構部分の剛性を必
要としない利点がある。

【００４２】なお、光学素子６で導かれる光路上、又は
接眼レンズ１０の位置に分割プリズムを設置することに
より新たに分岐した光路上にＴＶカメラを設置すること
により、ＴＶ観察が可能になる。

【００４３】対物レンズ３として有限設計のものを使用
する場合は、ステージを上下する機構を装備した顕微鏡
を使用しなければならない。ピント合わせによる対物レ
ンズの上下は第１次像位置を変化させるからである。

【００４４】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図３は、第２実施例に係る対物レンズ走査型顕微鏡
の構成を示す図である。なお、前述した第１実施例と同
様な部分には同一符号を付し説明の重複を避ける。

【００４５】本実施例の対物レンズ走査型顕微鏡は、移
動対物ユニット１′に光源，集光レンズ１３，投影レン
ズ１４及びミラー１５からなる投光ユニット１１′と、
ポラライザー３１，アナライザー３２及び微分干渉プリ
ズム４０からなる微分干渉ユニットとが設けられてい
る。対物レンズ側からみて第１のミラー４の透過側光軸
上にポラライザー３１及びミラー１５がそれぞれ配置さ
れている。また、第１のミラー４の反射側光軸上にアナ
ライザー３２が配置されている。

【００４６】また、本実施例は、折り返し光軸上に第２
の結像レンズ９の第２次像をリレーするためのリレーレ
ンズ３３を備えている。接眼レンズ位置を標本から離し
たい場合に有効である。

【００４７】なお、移動対物ユニット１′と台形ミラー
ユニット８とを２：１の割合で第１方向へ連動して移動
させる連動機構を備えているのは前記第１実施例と同様
である。

【００４８】以上のように構成された本実施例では、ア
ナライザー３１を通過した光源像が第１のミラー４を透
過し対物レンズ３を通って標本Ｓ上に投射される。ま
た、標本Ｓからの光束は対物レンズ３を通過してから第
１のミラー４で反射されてアナライザー３２を通って第
１の結像レンズ５に入射する。第１の結像レンズ５を通
過した光束は台形ミラーユニット８，第２の結像レンズ
９を介してリレーレンズ３３に入射し接眼レンズまでリ
レーされる。

【００４９】この様な本実施例によれば、移動対物ユニ
ット１′と台形ミラーユニット８とを２：１の割合で第
１方向へ連動して移動させるようにしたので、前述した
第１実施例と同様の効果を奏することができる。しか
も、投光ユニット１１′及び微分干渉ユニットを移動対
物ユニット１′に設けたので、第１実施例のように固定
ユニットに投光ユニットを設けた場合に比べ、偏光特性
の劣化が小さくコントラストの良い微分干渉観察を実現
できる。

【００５０】図４及び図５は上記第１，第２実施例の変
形例を夫々示している。なお、第１，第２実施例と同一
部分には同一符号を付している。図４に示す変形例は、
第２の結像レンズ９′を台形ミラーユニット８における
第２，第３のミラー８−１，８−２間に配し、且つ第２
の結像レンズ９′を台形ミラーユニット８と同時に第２
方向へ同距離だけ移動するように構成している。なお、
第２の結像レンズ９′を上記したように移動させる機構
は図示してないが当業者であれば容易に設計可能であ
る。また、固定ユニット内における折返し光軸上に第３
の結像レンズ３４を配置している。

【００５１】この様な本実施例によれば、第１の結像レ
ンズ５，第２の結像レンズ９′及び第３の結像レンズ３
４の距離は変化しないので前述した各実施例の効果を得
ることができ、さらに第１次像７と第２の結像レンズ
９′との距離を短くできることから第２の結像レンズ
９′及び第３の結像レンズ３４における光束径を小さく
することができこれら各結像レンズの大径化を防止でき
る。

【００５２】図５に示す変形例は、折返し光軸の光学系
を変更した例である。すなわち、折返し光軸における第
３のミラー８−２と第２の結像レンズ９との間に、折返
し光軸を対物走査方向（第１方向）と直交する方向へ折
り曲げる第４のミラー３５を配置している。この第４の
ミラー３５で再度折り曲げられた光軸上に第２の結像レ
ンズ９および接眼レンズ１０が配置される。

【００５３】この様な変形例によれば、ステージ移動方
向と併せて作業性を改善することができる。本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲内で種々変形実施可能である。

【００５４】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、レ
ンズ設計及び機械設計が容易な構成を有し、かつ中間像
の大きさ像の明るさを確保でき、さらにコンパクト化が
可能な対物レンズ走査型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実施例に係る対物レンズ走査型顕
微鏡の構成図である。

【図２】図１に示す対物レンズ走査型顕微鏡に備えた連
動機構の構成図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る対物レンズ走査型顕
微鏡の構成図である。

【図４】第１実施例及び第２実施例の変形例を示す図で
ある。

【図５】第１実施例及び第２実施例の他の変形例を示す
図である。

【図６】無限遠対物レンズ直後におけるアフォーカル光
学系の光束拡大状況を示す図である。

【図７】アフォーカル光学系における光束拡大に伴う結
像レンズの大径化を示す図である。

【図８】折曲げ光軸にリレー光学系を入れた顕微鏡の構
成図である。

【符号の説明】

１，１′…移動対物ユニット、２…レボルバ、３…対物
レンズ、４…第１のミラ…、５…第１の結像レンズ、８
…台形ミラーユニット、８−１…第２のミラー、８−２
…第３のミラー、９，９′…第２の結像レンズ、１０…
接眼レンズ、１１，１１′…投光ユニット、２１…ガイ
ドレール、２２，２４…ナット、２３，２５…スクリュ
ーロッド、２６，２７…パルスモータ、２８…コントロ
ーラ、２９ａ，２９ｂ…モータドライバ、３１…ポララ
イザー、３２…アナライザー、３４…第３の結像レン
ズ、３５…第４のミラー。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 標本に対して対物レンズを走査し前記対
   物レンズから入射する標本像の光束を所定位置に固定さ
   れた接眼レンズへ導く対物レンズ走査型顕微鏡におい
   て、 前記対物レンズである無限遠設計対物レンズに標本側か
   ら入射して通過した光束の光軸を第１方向へ折り曲げる
   第１のミラーと、 前記第１のミラーで第１方向へ折り曲げられた光軸上に
   配置された第１の結像レンズと、 前記第１方向へ移動自在に設けられ、前記無限遠設計対
   物レンズ、前記第１のミラー及び前記第１の結像レンズ
   が取付け固定された対物ユニットと、 前記第１のミラーで第１方向へ折り曲げられた光軸を第
   ２方向へ折り曲げる第２のミラーと、 前記第２のミラーで第２方向へ折り曲げられた光軸を、
   前記第１のミラーで第１方向へ折り曲げられた光束の光
   軸と同一平面内でかつ前記第１方向と平行な方向へ折り
   返す第３のミラーと、 前記第２のミラー及び前記第３のミラーが取付け固定さ
   れ前記第１方向へ移動自在に設けられた折返しミラーユ
   ニットと、 前記第３のミラーで折り返された光軸上に設けられ前記
   接眼レンズに至る光路上に第２次像を結ぶ第２の結像レ
   ンズと、 前記対物ユニットと前記折返しミラーユニットとを２：
   １の割合で前記第１方向へ同時に移動させる駆動機構と
   を具備したことを特徴とする対物レンズ走査型顕微鏡。
2. 【請求項２】 標本に対して対物レンズを走査し前記対
   物レンズから入射する標本像の光束を所定位置に固定さ
   れた接眼レンズへ導く対物レンズ走査型顕微鏡におい
   て、 前記対物レンズである無限遠設計対物レンズに標本側か
   ら入射して通過した光束の光軸を第１方向へ折り曲げる
   第１のミラーと、 前記第１のミラーで第１方向へ折り曲げられた光軸上に
   配置された第１の結像レンズと、 前記無限遠設計対物レンズ、前記第１のミラー及び前記
   第１の結像レンズが取付け固定され前記第１方向へ移動
   自在に設けられた対物ユニットと、 前記第１のミラーで第１方向へ折り曲げられた光軸を第
   ２方向へ折り曲げる第２のミラーと、 前記第２のミラーで第２方向へ折り曲げられた光軸を、
   前記第１のミラーで第１方向へ折り曲げられた光束の光
   軸と同一平面内でかつ前記第１方向と平行な方向へ折り
   返す第３のミラーと、 前記第２のミラー及び前記第３のミラーが取付け固定さ
   れ前記第１方向へ移動自在に設けられた折返しミラーユ
   ニットと、 前記第２のミラーと前記第３のミラーとの間の光路上に
   配置され前記折返しミラーユニットと同一方向へ同一距
   離移動する第２の結像レンズと、 前記第３のミラーで折り返された光軸上に設けられ前記
   接眼レンズに至る光路上に第３次像を結ぶ第３の結像レ
   ンズと、 前記対物ユニットと前記折返しミラーユニットとを２：
   １の割合で前記第１方向へ同時に移動させる駆動機構と
   を具備したことを特徴とする対物レンズ走査型顕微鏡。
3. 【請求項３】 前記対物ユニットに、偏光子，検光子及
   び前記第１のミラーとしてのハーフミラーからなる微分
   干渉ユニットと、光源像を前記偏光子，前記第１のミラ
   ー及び前記無限遠対物レンズを介して前記標本上へ投影
   する投光ユニットとを固定したことを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載の対物レンズ走査型顕微鏡。
4. 【請求項４】 前記標本が載置され前記無限遠対物レン
   ズの移動方向である第１方向と直交する方向へ移動する
   ステージを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３
   のいずれかに記載の対物レンズ走査型顕微鏡。