JPH07501632A - 顕微鏡結像光路を有する光学装置の露光時間を測定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 顕微鏡結像光路を有する光学装置の露光時間を測定する方法および装置 ［技術分野］ 本出願は、顕微鏡結像光路と、観察光路と、測定光路と、入射光路とを有する光 学装置の露光時間を測定する方法および装置に関する。

［背景技術］ マイクロ写真装置、マイクロスコープチャンバまたは測光計の露光時間を測定す る場合、殆どの場合、中間像の光を観察光路と測定光路とに分割する。更に、視 野の所定の一部分のみを測定に利用する。公知の露光測定法および装置は、３つ の系グループに分割される。これらグループを第１〜３図に示す。

第１図に、結像光路Ａと、予調心した固定の測定絞り４０を備え上記結像光路の 延長線上にある測定光路Ｍとを示す。方向変更プリズム４１から、図示箇所にア イピース中間像面１９を有する観察光路Ｂが分岐される。測定絞り４０は、平面 １９と共役な平面内に位置する。箇所１９には、中間像内の測定絞り像の位置を マークする正確に位置Ｉｉ４！Ｉされたマーク板が設けである。簡単な顕微鏡取 付カメラの場合、この公知の原理を利用する。この場合、使用できるのが固定の 測定絞りのみであるという欠点がある。更に、暗いプレパラート位置においてマ ーク板４２のマーク像を見ることができない、この公知の入射（Ｅｉｎｓｐｉｅ ｇｅｌｕｎｇ）の原理にもとづき、複数の測定絞りを使用できるが、アイピース 視野内に、選択された測定絞りを明確に現わすことができないという欠点がある 。

第２図に、別の公知の実施例を示した。この場合、位置可変、大きさ可変の測定 絞り４３は、光源し、可旋回ミラー４４２部分透過性面３９を有するプリズム系 Ｐおよび三重ミラーＴによって、逆進してアイピース中間像面１９に入射される 。この公知の装置によって、ディテール−測定絞り（Ｄｅｔａｉｌ−Ｍｅｓｓｂ ｌｅｎｄｅ）の位置および形状の瞬時的状態が示される。この原理は、例えば、 リターン反射・ピノチューブ（Ｒｕｃｋｓｐｉｅｇｅｌ−Ｂｉｎｏｔｕｂｅｎ） に実現される。取付カメラの位置可変の測定絞りまたは測光器の大きさ可変の測 定絞りを入射できる。この装置の欠点は、特に、光学的、機械的に高度な設備・ 経費がかかり、反射された光の最大２５％が活用されるに過ぎないので、存在す る迷光が、望ましくない明るさおよび反射を生ずるという点にある。更に、絞り 箇所のプレパラートが反射によって照明され、従って、表示および測定を交互に 行わなければならないという欠点がある。

同じく、測定光路Ｍに測定絞り４ｏと、部分透過性面３９を含むプリズム系Ｐと を有する公知の第３の入射系の場合、測定絞り４ｏの輪郭は、入射光路Ｅを介し てアイピース中間像１９に映し出される。測定絞りの輪郭を有するホルダは、１ ９との共役面４５に設置されている。第３図に示した装置は、市販の顧微鏡写真 装置においてフォーマット表示に使用される。原理的には、連続的に調節できる 同期された測定絞りおよび入射絞りを使用することも考えられるが、入射光路Ｅ に設置した入射絞りは、測定絞りの運動、形状変化およびまたは大きさ変化に正 確に追従しなければならない。従って、現在のコスト観点および製造底点から容 認できないような極めて高度の機械的要求・経費が必要となる。即ち、この公知 の第３の入射原理のさらに別の欠点として、可変の測定絞りおよびその補完の輪 郭が実現困難であるという点が挙げられる。

［発明の開示コ 従って、本発明の課題は、公知の方法および装置の欠点を排除し、測定光路に選 択した測定絞り位置を、同時に、観察光路にも明確に映し出す入射法および入射 系を提示することにある。

この課題は、請求の範囲第１項および請求の範囲第５項の特徴記載部分にそれぞ れ開示の如き、冒頭に述べた種類の方法および装置によって解決される。別の有 利な実施例を関連の従属請求の範囲に示した。図面を参照して、本発明に係る方 法および本発明に係る装！を詳細に説明する。

［１２１面の簡単な説明］ 第１〜３図は、３つの公知の露光測定法およびその対応する装置の図面、 第４図は、本発明に係る装置の第１実施例の図面、第５ａ、５ｂ図は、視野寸法 の異なる２つの測定絞りの図面、 第６図は、（十字線）マーク像（Ｓｔｒｉｃｈｂｉｌｄ）および輪郭フラグメン ト像の図面、第７図は、測定絞りプレートの図面、 第８ａ、８ｂ図は、測定光路内の測定絞りプレートの２１の作動位置を示す図面 、 第９図は、マスクプレートの図面、 １Ｎ１０ａ、１０ｂ図は、入射光路内のマスクプレートの各種の作動位置を示す 図面、 第１１ａ図は、３つの長方形絞りを含む測定絞りディスクの図面、 第１１ｂｌｉｉｉｌは、測定光路内の作動位置にある２つの部分的に重畳する測 定絞りディスクの図面、第１１ｃ図は、得られる９つの測定絞り形状を示す図面 である。

［発明を実施するための最良の形態］ 第４図に、本発明に係る装置を模式的に示した。各部分光路の配置は、第３図の 実施例と同一である。結像光路Ａは、物体Ｏから全系の垂直な光軸の方向へ測光 装置（図示してない）に至る。対応する測定光路をＭで示した。プリズム系Ｐは 、観察光路Ｂを形成する部分透過性面３９を含む。アイピース中間像面を１９で 示す。入射光路Ｅは、光源りから出発する。入射光路Ｅには、１９および物体０ 表面と共役の平面に、（十字線）マーク板（Ｓｔｒｉｃｈｐｌａｔｔｅ）７が設 けてあり、その近傍には、電動機１５および関連の回転軸１４によって可動に保 持されたマスクプレート１１が設けである。ｉｓ定光路Ｍには、−同じく、１９ と共役な平面に　−電動機６および回転軸５によって可動に保持された測定絞り プレート４が設けである。

入射光路Ｅは、プリズム系Ｐの範囲において、部分透過性面３９を通過し、これ 以降、観察光路と一致する。

同期袋Ｗ１６は、それぞれ、電路１８．１７を介して電動機６，１５に接続され る。

不透明ディスクとして構成された測定絞りプレート４には、第７図から明らかな 如く、それぞれ大きい測定絞り３および小さい測定絞り２として機能する２つの 正方形の開口が設けである。第７１２１において、測定絞りプレート４の回転軸 線の位置を十字点５で示す。

円状の二重矢印で、回転軸線５のまわりに板４を動力で旋回できることを示す。

第８ａ、８ｂ図に、測定絞りプレート４の双方の基本的位置を示す。第８ａ図に おいて、小さい測定絞り２は、作動値り即ち、測定光路Ｍの範囲にある。第８ｂ ノでは、回転軸線５のまわりに１８００回転されて、大きい測定絞り３が作動位 置を取る。測定絞り２゜３の輪郭または輪郭部分のみが、マーク板７に反転して 配設しである。輪郭は、実線、破線または点々から構成できる。しかしながら、 正方形のコーナ点のみを輪郭部分としてマーク板７に反転して配設することもで きる。マーク仮７上の輪郭づけ（線）は透光性であるので、輪郭づけの投影時に 、ｆｉ察光路Ｂのアイピース中間像１９には、上記輪郭の対応して明るい像が現 れる。第６図に、この種の（十字線）マーク像８を示す。この像は、小さい正方 形を示す明るい４つの十字１０と、さらに、−これに中心対称の　−大きい正方 形を示す明るい４つの十字９とからなる。従って、選択される測定絞り２，３の 連続の輪郭または不連続の輪郭部分は、観察者に、観察光路Ｂの顕微鏡の物体像 上に明るい標識として認められる。

マーク板７の全標識情報が観察者に同時に与えられることのないよう、マスクプ レート１１が、マーク板７の近傍に且つマーク仮に平行に回転自在に設けである 。

第９図に示した如く、上記マスクプレート１１は、不透明材料からなり、正方形 に構成された第１マスク１２と、小さい正方形のマスク１３の第２系とを含む。

マスクプレート１１の回転軸の貫通点を１４で示した。

円状の二重矢印は、マスクプレート１１を１８０°たけ回転できることを意味す る。

第１０　ａ図ニ、マスク１２が作動位置にあるマスクプレート１１の位置を示す 。即ち、上記マスクは、入射光路Ｅの範囲にある。光源りかも出る入射光路Ｅは 、マスクプレート１１によって被われており、従って、正方形マスク１２の範囲 を通過できるに過ぎない。次いで、上記入射光路は、マーク仮７に当たり、丁度 、輪郭部分ｌＯを検知し、一方、マーク仮７上にある輪郭部分９　（Ｋｏｎｔｕ ｒｅｎ−Ｆｒａｇｍｅｎｔｅ）は、マスクプレート１１によって“マスク”され 、従って、観察者には見えない。

回転軸１４のまわりにマスクプレートを回転すると、４つのマスク１３は、作動 位置を取り、入射光路Ｅの光軸に関して点対称に配置される。４つのマスク１３ は、マーク仮７上の輪郭部分９およびその近傍範囲の遮蔽を解放するので、光源 りを点灯した場合、アイピース中間像１９内には、輪郭部分９の像が明るい十字 として見える。

即ち、測定絞りプレート４と、マーク板７の近傍におけるマスクプレート１１と の同期運動によって、まさに選択した測定絞り２，３に加えて、測定光路Ｍおよ び観察光路Ｂに同時に、対応する測定絞り輪郭を明るく示すことができる。この 操作は、電動機６，１５と機能的に結合する同期装置！１６によって実施できる 。

第１１　ａ　−１１ｃ図に、本発明の第２実施例を示した。第１１ａ図に、不透 明材料からなり、回転自在に−回転軸２５の位置　参照−保持した測定絞りディ スク２０を示す。周縁ｉ囲には、図示の実施例の場合は長方形絞りとして構成さ れた絞り２２〜２４が設けである。これらのスリット状長方形絞り２２〜２４の 長辺に中心垂直線を立てれば、上記垂直線は回転軸２５の貫通点と一致するディ スク中心点へ向く。

第１１ｂｌｆｆｌに、第１１ａ図に示した種類の２つの同一のディスク２０．２ １を示した。この場合、上記ディスクは、部分的に重畳し、互いに僅かに離れた 平行な平面内に対向して位置する。紙面上の回転軸２５゜２６の貫通点および測 定光路Ｍの貫通点は、−図示の如く一直角三角形の頂点をなし、直角は、測定光 路Ｍの貫通点にある。この幾何学的空間配置において、作動位置にある長方形絞 り２４．２９は相互に直角をなす・この場合、もちろん、双方の絞り２４．２９ の中心の小さい正方形重畳範囲は、測定光路Ｍの光軸の貫通点の範囲において、 第１１ｃ図に参照数字３０で示した”組合せ”絞り開口を形成する。正方形絞り ３４（第１１ｃ図）は、対応する態様で、測定絞りディスク２０の絞り２３およ び測定絞りディスク２１の絞り２８を測定光路Ｍの範囲において重畳させること によフて、形成される。第１ｉｅ図に示した他のすべての絞りのジオメトリは、 第１１ｂ図のすべての可能な調節方式の対応するサイクリックな交換によって形 成できる。

第１１ｂ１ｍに示した上記測定絞りディスク対２０゜２１は、第４図に示した測 定絞りプレート４の代わりに設置される。同様に、入射光路Ｅには、マスクプレ ート１１の代わりに、長方形の各マスクの装備および双方のマスクディスク上の その配置に関して第１１ｂ図に示した配置に完全に対応するマスクディスク対を 設置する。マスクディスク対の配置には、上記原理にもとづき、位り形状および 寸法の異なる絞りないしマスクを形成し、同期して作動位置に置くことができる という利点がある。提案した方式にもとづけば、測定絞りないしマスクのジオメ トリは、ディスクの操作角度に不感である−。クリティカルでなく簡単な構造が 得られる。

本発明の別の実施例にもとづき、入射光または被測定光の色調または強度を変更 するため、色フィルタまたはグレイフィルタを測定絞りまたはマスクに設けるこ とができる。この場合、例えば、マーク板７の特定部分を着色して目たたせるこ ともできる。

複数のまたはすべての表示・形成可能な測定絞り形状の測定データを利用する測 光および露光測定のために本発明に係る装置または本発明に係る方法を使用でき る。

更に、例えば、広範な多機能のマーク像の実際の部分のマスク（Ａｕｓｂｌｅｎ ｄｅｎ）によって、マーク像および指示のとりこみ投影を行い、例えば、対物レ ンズ切換時に尺度スケールのマーク（ｍ−マーク）の表示のため、上記投影を自 動的にトリガできる。

本発明の枠内において絞りまたはマスクの娩何学的形状の他のバリエーションが 可能である。

１４　回転軸 符号の説明 Ａ　結像光路 Ｂ　観察光路 Ｅ　入射光路（Ｅｉｎｓｐｉｅｇｅｌｕｎｇｓｔｒａｈｌｅｎｇａｎｇ）Ｍ　測 定光路 Ｒリターン反射光路 （Ｒｉｉｃｋｓｐｉｅｇｅｌｕｎｇｓｓｔｒａｈｌｅｎｇａｎｇ）０　物体 １　視野境界 ２　小さい測定絞り ３　大きい測定絞り ４　測定絞りプレート ５　回転軸 ６　電動機 ７　（十字線）マーク板（５ｔｒｉｃｈｐｌａｔｔｅ）８　マーク像（５ｔｒｉ ｃｈｂｉｌｄ）９　輪郭部分 １０　輪郭部分 １３　マスク Ｆｉｇ、５ａ　Ｆｉｇ、５ｂ ■ フロントページの続き （７２）発明者　ヘルマン、フランク ドイツ連邦共和国、デー−５６０７７コブレンツ、ダーリエンヴエーク　３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．顕微鏡結像光路と、観察光路と、測定光路と、入射光路とを有する光学装置 の露光時間を測定する方法において、 複数の個別の測定絞り（２，３）を含み且つ測定光路（Ｍ）に配置された測定絞 りブレート（４）および複数の個別のマスク（１２，１３）を含み入射光路（Ｅ ）にマーク板（７）の近傍に配置されたマスクプレート（１１）が、同期駆動さ れ、 かくして、その都度、測定光路（Ｍ）に配された各測定絞り（２または３）が、 同時に、入射光路（Ｅ）を経て、対応するマスク（１２または１３）ヒ測定絞り の輪郭または輪郭部分を有するマーク板（７）とによって観察光路（Ｂ）内にあ るアイピース中間像平面（１９）に映し出される ことを特徴とする方法。 ２．回転軸（５または１４）を介してプレート（４または１１）を駆動する電動 機（６または１５）と機能的に結合された同期装置（１６）によって、測定絞り プレート（４）およひマスクプレート（１１）の同期運動を制御することを特徴 とする請求の範囲第１項記載の方法。 ３．位置可変およびまたは寸法可変の測定絞り（３０〜３８）を測定光路（Ｍ） に形成し且つ位置可変およびまたは寸法可変の等価のマスクを入射光路（Ｅ）に 形成するため、それそれ複数の絞り（２２〜２４；２７〜２９）を含み部分的に 重畳する測定絞りディスク対（２０；２１）およびそれそれ複数の等価のマスク を含む同様のマスクディスク対が、可動に配置され、かくして、第１測定絞りチ イスク（２１）に配置された絞り（２２または２３または２４）と第２測定絞り ディスク（２１）上に配置された絞り（２７または２８または２９）とを測定光 路（Ｍ）の範囲において幾何学的に重畳させることによって、第１マスクディス クに配置されたマスクと第２マスクディスクに配置されたマスクとを入射光路（ Ｅ）において幾何学的に重畳させることによって同様に形成されるマスクと対応 して生じた測定絞り（３０〜３８）を調節できることを特徴とする請求の範囲第 １又は２項に記載の方法。 ４．マーク板に取付けた測定絞り（２，３）の輪郭または輪郭部分が、観察光路 （Ｂ）への投影時に、アイヒース中間像（１９）内に明るい輪郭として現れるこ とを特徴とする請求の範囲第１〜３項の少なくとも１つに記載の方法。 ５．顕微鏡結像光路と、観察光路と、測定光路と、入射光路とを有する光学装置 の露光時間を測定する装置において、 （ａ）測定光路（Ｍ）には、物体（Ｏ）の平面と共役の中間像平面に、寸法の異 なる少なくとも２つの測定絞り（２，３）を含む測定絞りプレート（４）が可動 に配置されており、 （ｂ）入射光路（Ｍ）には、光源（Ｌ）と、アイヒース中間像平面（１９）との 共役面に配置されたマーク板（７）と、測定絞り（２，３）を補完する少なくと も２つのマスク（１２，１３）を含み上記マーク板の近傍に配置された可動のマ スクプレート（１１）とが設けてあり、 （ｃ）部分透過性面（３９）を有し結像路（Ａ）に配置された合成プリズム系（ Ｐ）を介して入射光路（Ｅ）の結合および観察光路（Ａ）の解離が行われること を特徴とする装置。 ６．マーク板（７）が、測定絞りプレート（４）上にある測定絞り（２，３）の −好ましくは線、破線、点またはコーナ十字の形の−反転の輪郭または反転の輪 郭部分を含み、従って、透明な部分範囲として不透明のマーク板（７）に取りつ けてあることを特徴とする請求の範囲第５項記載の装置。 ７．一つの電動機（６）が、回転軸（５）を介して測定絞りプレート（４）に結 合され、また一つの電動機（１５）が、回転軸（１４）を介してマスクプレート （１１）に結合され、双方の電動機（６，１５）が、電路（１８，１７）を介し て同期装置（１６）によって制御されることを特徴とする請求の範囲第５，６項 の１つに記載の装置。 ８．（ａ）測定光路（Ｍ）には、面状の開口の形の大きさの異なる絞り（２２〜 ２４；２７〜２９）を周縁範囲に有し部分的に互いに重畳し、回転自在に軸支さ れた不透明な測定絞りディスク（２０，２１）が設けてあり、上記ディスクの回 転軸線（２５，２６）が、測定光路（Ｍ）の軸線に平行に延びるよう、設置され ていること、 （ｂ）入射光路（Ｅ）には、面状の囲口の形の対応する寸法のマスクを夫々周縁 範囲に有し部分的に互いに重畳する、回転自在に軸支された２つの同様の不透明 なマスクディスクが設けてあり、上記ディスクの軸線が、入射光路（Ｅ）の軸線 に平行に延びるよう設置されていることを特徴とする請求の範囲第５〜７の少な くとも１つに記載の装置。 ９．絞りディスク（２０または２１）およびこの絞りディスク上に取付けられた 絞り（２２〜２４または２７〜２９）が、そのジオメトリ、その寸法およびその 位置に関して互いに同一であることを特徴とする請求の範囲第８項記載の装置。 １０．同様のマスクディスクおよびこのマスクディスク上に取付けたマスクが、 そのジオメトリ、その寸法およびその位置に関して同一であることを特徴とする 請求の範囲第８項記載の装置。 １１．絞り（２２〜２４；２７〜２９）またはマスクが、スリット状の長方形絞 りまたはマスクであることを特徴とする請求の範囲第８〜１０項記載の少なくと も１つに記載の装置。 １２．回転軸（２５および２６）の位置が、測定光路（Ｍ）の軸の位置とともに 、直角三角形を形成し、その直角頂点が、測定光路（Ｍ）の軸の位置にあること を特徴とする請求の範囲第８〜１１項の少なくとも１つに記載の装置。 １３．双方のマスクディスクの回転軸の位置が、入射光路（Ｅ）の軸の位置とと もに、直角三角形を形成し、その面角頂点が、入射光路（Ｅ）の軸の位置にある ことを特徴とする請求の範囲第８〜１１の少なくとも１つに記載の装置。 １４．各長方形絞り（２２〜２４；２７〜２９）が、上記絞りの長辺に立てた中 心垂直線がそれぞれ対応するディスク（２０または２１）の中心点（２５，２６ ）に向くよう、測定絞りディスク（２０，２１）上に配置されていることを特徴 とする請求の範囲第１１項記載の装置。 １５．各長方形マスクが、上記マスクの長辺に立てた中心垂直線がそれぞれ対応 するマスクディスクの中心に向くよう、マスクディスク上に配置されていること を特徴とする請求の範囲第１１項記載の装置。 １６．測定絞りディスク対およびマスクディスク対を相互に同期変位する手段が 、双方のディスク対の間に設けてあることを特徴とする請求の範囲第８〜１５項 の少なくとも１つに記載の装置。 １７．測定絞り（２，３；２２〜２４；２７〜２９）またはマスク（１２，１３ ）には、色フィルタまたはグレイフィルタが設けてあることを特徴とする請求の 範囲第５〜１６項の少なくとも１つに記載の装置。 １８．複数のまたはすべての形成可能な測定絞りの形状の測定データを記憶、評 価する測光または露光測定のための請求の範囲第１項〜第１６項のいずれか１つ に記載の方法または装置の使用。 １９．請求の範囲第１〜１７項の少なくとも１つに記載の方法または装置の使用 において、天度およびスケールの図式表示のために、多機能のマーク板模様の実 際的部分の所定のマスクによってマーク像および指示を投影することを特徴とす る使用。