JPH075451Y2 - 顕微鏡の焦準用支持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この考案は顕微鏡を最良ピント位置に設定するための焦
準（焦点合わせ）用支持装置に関するものである。

＜従来の技術＞ この種の装置としては従来より、例えば第５図に示すも
のが知られている。

それは顕微鏡１を立設支持するブラケット８と、ブラケ
ット８を昇降案内可能に位置決め支持する焦準ブロック
10と、焦準ブロック10を固定支持するブロック支持部13
と、ブラケット８を介して顕微鏡１を微動する焦準用微
動手段120を具備して成り、焦準用微動手段120は焦準ブ
ロック10の内部に組み込まれた遊星歯車伝動機構あるい
はウォーム伝動機構（図示せず）と、伝動機構の主動軸
（図示せず）にそれぞれ伝動連結した粗動用ハンドル11
及び微動用ハンドル12と、微動用ハンドル12に減速器27
を介して連結した駆動モータ28とを備え、粗動用ハンド
ル11で顕微鏡１の高さを概略設定した後、図示しない制
御スイッチで駆動モータ28を駆動することにより、顕微
鏡１を微動させて最良ピント位置を見出すことができる
ように構成されている。

なお、第５図中符号２は対物レンズ、３は接眼レンズ、
４は落射照明用光源、35は試料載置台、36は透過照明用
窓、38a・38bはブラケット８の上下移動範囲を規制する
リミットスイッチである。

＜考案が解決しようとする課題＞ 上記従来例のものは、駆動モータ28で減速器27を介して
微動用ハンドル12を回転することにより、ブラケット８
を介して顕微鏡１を微動昇降する構造であるため、以下
のような難点がある。

イ．試料載置台35に載置した試料Ｐと顕微鏡１の対物レ
ンズ２との衝突を防ぐため、リミットスイッチ38bが不
可欠であり、しかも、試料Ｐの厚みが変わるたびに、リ
ミットスイッチ38bの位置の調節が必要となる。そのた
め操作性が悪い。

ロ．駆動トルクは減速比に反比例して増加するが、顕微
鏡１を下降させる際には増大された駆動トルクに顕微鏡
１とブラケット８の重量が加算されるので、オーバラン
により停止位置が不安定になり易い。

ハ．また、1mm以内の調節が必要とされるリミットスイ
ッチ38bの位置調節を誤ると、試料及び対物レンズを破
損する。

ニ．顕微鏡を下降させる際、上記下降力が頻繁にリミッ
トスイッチに作用するため、リミットスイッチの耐用年
数が極度に短くなる。

本考案は上記イ〜ニの難点を解消することを課題とす
る。

＜課題を解決するための手段＞ 上記課題を解決するために、本考案は以下のように構成
される。

即ち、顕微鏡を立設支持するブラケットと、ブラケット
を昇降案内可能に位置決め支持する焦準ブロックと、焦
準ブロックを支持するブロック支持部と、ブラケットを
介して顕微鏡を微動する焦準用微動手段を具備して成る
顕微鏡の焦準用支持装置において、ブロック支持部に焦
準ブロックを昇降案内可能に設けるとともに、減圧ばね
で焦準ブロックを減量可能に支持し、焦準用微動手段を
焦準ブロックに固設した被吊持具と、被吊持具を持ち上
げ方向へのみ伝動可能に吊持する吊持具と、吊持具を所
定ストローク内で位置決め可能に微動昇降する駆動手段
とで構成したことを特徴とするものである。

＜作用＞ 本考案ではリニアステッピングモータ、又は駆動モータ
とリンク伝動機構等の組み合わせから成る駆動手段で吊
持具を所定ストローク内で微動位置決め可能に昇降駆動
する。吊持具は焦準ブロックに固設した被吊持具を介し
て焦準ブロックを持ち上げ方向にのみ伝動可能に吊持す
る。一方、焦準ブロックはブロック支持部に減圧ばねを
介して昇降案内可能に支持され、顕微鏡とブラケットと
焦準ブロックとの重量和は減圧ばねで軽減される。

従って、顕微鏡を上昇させる際にはわずかな駆動トルク
で足りるとともに、顕微鏡を下昇させる際には駆動トル
クは伝達されず、専ら、上記重量和と減圧ばね力との差
圧で焦準ブロックが下降する。つまり、この差圧を小さ
く設定することにより、万一試料と対物レンズとが当接
した場合でも、両者の損傷は免れることになる。

これにより、必ずしもリミットスイッチを設ける必要は
なくなり、リミットスイッチを付設することに伴う前記
のような弊害は解消される。

＜実施例＞ 以下、本考案の実施例を第１図〜第４図に基づいて説明
する。

第１図は顕微鏡の焦準用支持装置の斜視図、第２図及び
第３図はそれぞれ要部の別実施例を示す斜視図、第４図
は本考案の適用例を示す測定装置の斜視図である。

第４図に示すものは、プリント基板、液晶表示器、IC用
リードフレーム等の精密パターンの寸法や形状等を測定
するのに用いられる測定装置であり、この測定装置は基
台テーブル40と、基台テーブル40上に位置調節可能に固
定された試料載置台41と、試料載置台41の上方に水平方
向へ移動可能に設けられた顕微鏡１と顕微鏡１に付設さ
れた撮像用テレビカメラ６と、顕微鏡１を搭載した移動
台18と、移動台18をＸ方向へ水平移動可能に案内する架
台42と、架台42をＹ方向へ水平移動可能に案内する一対
の架台走行レール43・43と、顕微鏡１の視野を拡大して
表示するモニタテレビ45と、試料Ｐに形成されたパター
ンの所要寸法等を算定する演算装置46を備えて成り、試
料載置台41上に吸着保持したプリント基板Ｐ等の所要部
の寸法を測定するように構成されている。なお、第４図
中符号19は移動台18をＸ方向へ粗・微動するための操作
ハンドル、44は架台42をＹ方向へ粗・微動するための操
作ハンドルであり、顕微鏡１のＸ方向及びＹ方向の移動
量をそれぞれ図示しないリニアエンコーダにより算定す
るように構成されている。

以下、本考案の特徴的構造である顕微鏡の焦準用支持装
置について説明する。

この焦準用支持装置は第１図に示すように、顕微鏡１を
立設支持するブラケット８と、ブラケット８を昇降案内
可能に位置決め支持する焦準ブロック10と、移動台18と
移動台18に固設されたブロック支持台14とから成るブロ
ック支持部13と、焦準ブロック10をブロック支持部13に
減量可能に支持する減圧ばね15と、焦準ブラケット10を
上下方向へ位置決め可能に微動する焦準用微動手段20と
を具備して成り、顕微鏡１を最良ピント位置に設定し得
るように構成されている。

焦準ブロック10は従来例のものと同様、内部に遊星歯車
伝導機構あるいはウォーム伝動機構（図示せず）を備
え、伝動機構の主動側にそれぞれ粗動用ハンドル11及び
微動用ハンドル12を伝動連結し、伝動機構の従動側にブ
ラケット８を連結し、粗動用ハンドル11又は微動用ハン
ドル12で顕微鏡１の高さをブラケット８を介して設定す
るように構成されている。

なお、本考案では別の焦準用微動手段20を具備している
ので、上記微動用ハンドル12は必ずしも必要ではない。

上記焦準用ブロック10はブロック支持台14にスライダー
14aを介して昇降案内可能に設けられ、減圧ばね15と焦
準用微動手段20の吊持具23とで支持されている。

減圧ばね15は焦準ブロック10の上面に立設したＴ字状の
被吊持具21の一方の腕部21aと、ブロック支持台14の上
面とにわたって設けられ、減圧ばね15の弾発力が顕微鏡
１とブラケット８と焦準ブロック10との総重量和よりも
わずかに小さくなるように設定されている。

焦準用微動手段20は上記被吊持具21と、被吊持具21を吊
持する吊持棒23と、吊持棒23を位置決め可能に昇降する
リンク式駆動手段25とを備え、リンクを構成する吊持棒
23を所定のストロークで昇降可能に支持するように構成
されている。

即ち、吊持棒23は第１図に示すように、被吊持具21の他
方の腕部21bにあけた貫通孔22に挿通し、球体状に形成
したその下端部23bを貫通孔22のテーパ状受け座22aに当
接させ、被吊持具21を介して焦準用ブロック10を持ち上
げ方向へのみ伝動可能に吊持するように構成されてい
る。また、リンク式駆動手段25は、移動台18に軸受け26
及び減速器27を介して設けられたパルスモータ28と、減
速器27の出力軸27aに偏心軸30を介して連結された偏心
継手31とを具備して成り、偏心継手31の下面より垂下さ
せた吊持棒23を位置決め可能に昇降駆動するように構成
されている。

ちなみに、パルスモータ28の分解能を1R/200パルス、減
速器27の減速比を1/50〜1/100、偏心軸30による昇降ス
トロークを1mm程度に設定したとき、約１μm/1パルス、
相当の位置決め分解能が得られる。

上記焦準用支持装置で顕微鏡１の最良ピント位置を設定
するには以下の手順による。

先ず、移動台18をＸ−Ｙ移動させる前に粗動ハンドル
11を手動操作して顕微鏡１の高さを概略設定する。これ
は移動台18をＸ−Ｙ移動させたときに、対物レンズ２が
試料Ｐと衝突しないようにするためである。つまり、前
記昇降ストローク内で対物レンズが下降することになる
が、その下限値を試料の上面より若干上方へ位置させて
おく。

次いで、移動台18をＸ−Ｙ移動させて、顕微鏡１を試
料上の目標点の上に位置決めする。

モータ駆動スイッチ（図示せず）を操作して、所定ス
トローク内で顕微鏡１を上下移動させ、モニタテレビ45
に写し出された画面を見ながら、あるいは画像処理によ
る自動焦点検出によって顕微鏡１を最良ピント位置に設
定する。

なお、試料Ｐに形成されたパターン形状等を検査するに
は、上記〜の操作をくり返してパターンの線幅や長
さを測定し、演算装置46を介して出力させる。

第２図は焦準ブロック10の別の支持構造を例示する斜視
図である。この実施例では、Ｌ字状の被吊持具21Bが仮
想線で示すように、焦準ブロック10の昇降案内面側に付
設した支持板16の上部にビス止めされ、吊持棒23で被吊
持具21Bを吊持するように構成されている。なお、支持
板16には、略水平方向に長孔17があけられており、この
長孔17にばね受け具19が遊嵌させて移動台18の前面18a
にばね受け具19をビス止めし、被吊持具21Bを支持する
４本の減圧ばね15をばね受け具19で支持するように構成
されている。

第３図は焦準ブロック10を微動昇降する駆動手段の別実
施例を示す斜視図である。この実施例では、第１図に示
した偏心軸30を偏心カム30bで代替させ、偏心継手31を
カムフォロア31bで代替させ、吊持棒23を昇降案内支持
具32で支持するとともに、吊持棒23の下端を球体に代え
て抜け止め23dとし、簡易な構成とした点が前記実施例
と異なる。この実施例においても、吊持棒23は所定のス
トロークで上下移動する。

なお、上記実施例では駆動手段として偏心軸や、偏心カ
ムを使用したものについて例示したが、これに限るもの
ではなく、例えば、リニアステッピングモータで直接吊
持棒23を昇降駆動させたり、適宜他のアクチェータ等を
使用することにより同様に本考案を実施することができ
る。又、本考案は、第４図の適用例に限らず、従来例と
同様の顕微鏡にも適用し得る。

＜考案の効果＞ 以上の説明で明らかなように、本考案では減圧ばねで焦
準ブロックを減量可能に支持するとともに、焦準ブロッ
クに固設した被吊持具を吊持具で持ち上げ方向へのみ伝
動可能に吊持するようにしたので、以下のような効果を
奏する。

イ．顕微鏡を下昇させる際に、駆動手段による駆動トル
クは伝達されず、専ら、焦準ブロック等の総重量和と、
減圧ばね力との差圧で焦準ブロックが下降することにな
り、減圧ばねの弾発力を適当に設定することにより、焦
準ブロックの下降力を微弱にすることができる。従っ
て、万一試料と対物レンズとが接当したばあいでも両者
の損傷は免れる。

ロ．従って、従来例のような衝突防止用のリミットスイ
ッチを設ける必要はなく、試料の厚みが変わるたびにリ
ミットスイッチの位置を調節する必要はなくなる。これ
により、操作性が格段に向上する。

ハ．吊持具は駆動手段によって、所定ストローク内で位
置決め可能に微動され、しかも、顕微鏡は上記差圧のみ
で下降するので、従来例のようにオーバーランするおそ
れはなく、停止位置が安定する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る顕微鏡の焦準支持装置の斜視図、
第２図及び第３図はそれぞれ要部の別実施例を示す斜視
図、第４図は本考案の適用例を示す測定装置の斜視図、
第５図は従来例を示す顕微鏡の斜視図である。 １……顕微鏡、８……ブラケット、10……焦準ブロッ
ク、13……ブロック支持部、15……減圧ばね、20……焦
準用微動手段、21……被吊持具、23……吊持具（吊持
棒）、25……駆動手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】顕微鏡を立設支持するブラケットと、ブラ
   ケットを昇降案内可能に位置決め支持する焦準ブロック
   と、焦準ブロックを支持するブロック支持部と、ブラケ
   ットを介して顕微鏡を微動する焦準用微動手段を具備し
   て成る顕微鏡の焦準用支持装置において、 ブロック支持部に焦準ブロックを昇降案内可能に設ける
   とともに、減圧ばねで焦準ブロックを減量可能に支持
   し、焦準用微動手段を焦準ブロックに固設した被吊持具
   と、被吊持具を持ち上げ方向へのみ伝動可能に吊持する
   吊持具と、吊持具を所定ストローク内で位置決め可能に
   微動昇降する駆動手段とで構成したことを特徴とする顕
   微鏡の焦準用支持装置