JPH0829695A - レボルバー式顕微鏡及び回転位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い位置決め精度を持ちかつ耐久性を持たせ
る。 【構成】 複数の対物レンズ５を一定軸芯回りに回転自
在なレボルバー４に装着し、レボルバー４を回転して任
意の対物レンズ５を所定の光軸位置に位置決めするステ
ッピングモータ６を設けるとともにそのステッピングモ
ータ６の相原点を位置決め位置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の対物レンズを一
定軸芯回りに回転自在なレボルバーに装着したレボルバ
ー式顕微鏡及び回転位置決め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品等の生産工程での調整検
査において、部品の微小化とともに要求される調整検査
精度が上がり、それを見る顕微鏡の倍率が上がりつつあ
る。それに伴って調整検査の対象物（以下、単に検調対
象と呼ぶ）の位置規正が問題となっている。

【０００３】検調対象の中の顕微鏡を用いて測定したい
位置（以下、単に測定ポジションと呼ぶ）は検調対象全
体のごく一部で非常に小さく、数μｍ〜数十μｍほどで
あることが多く、また高い測定精度が要求される。とこ
ろが、検調対象の中には、図２に示すように、検調対象
Ｓの位置規正基準Ｂから測定ポジションＭまでの寸法
Ｘ，Ｙ寸法の公差が、測定時の顕微鏡の倍率における視
野よりも大きく、測定ポジションＭが視野外となり、は
じめから測定に必要な倍率で調整検査作業を行うのが困
難なことが多い。そのため、低い倍率で検調対象の全体
を見て測定ポジションＭの位置を認識し、その位置に検
調対象Ｓ又は顕微鏡を移動した後、測定に必要な高い倍
率で作業を実行するという方法が取られている。

【０００４】以下に従来の顕微鏡について説明する。図
３に対物レンズを２つ持つタイプの顕微鏡を示す。図３
において、２１は鏡筒、２２は対物レンズを切り換える
スライダー、２３は対物レンズ、２４はスライダー２２
の駆動装置であり、駆動装置２４により対物レンズ２３
が切り換わり、異なった２つの倍率で検調対象を見るこ
とができる。

【０００５】図４に対物レンズを５つ持つタイプの顕微
鏡を示す。図４（ａ）において、３１は鏡筒、３２は対
物レンズを切り換えるレボルバー、３３は対物レンズで
ある。また、図４（ｂ）において、３４はレボルバー３
２を回転して対物レンズ３３を切り換える駆動装置、３
５は対物レンズ３の位置規正用の規正ピンであり、レボ
ルバー３２に形成された位置決め凹部３６に係合させて
レボルバー３２の位置規正を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示すような対物レンズ２３を２つしか持たない構造で
は、全体を見る低倍の対物レンズ２３の倍率と、測定ポ
ジションを見る高倍の対物レンズ２３の倍率の比が大き
すぎるため、高倍の対物レンズ２３の視野内に測定ポジ
ションを移動させることが困難なことがある。また、１
つの検調対象で２つ以上の測定ポジションがあり、それ
ぞれに異なった倍率の対物レンズ２３が必要なとき、最
初に検調対象全体を見る低倍の対物レンズ２３が取り付
けられず、やむを得ず２台の顕微鏡を設置する必要があ
るなど、２つの倍率だけでは対応できない場合が多いと
いう問題がある。

【０００７】また、図４のように、レボルバー３２に３
つ以上の対物レンズ３３を装着した構成では上記問題は
解消できるが、レボルバー３２を機械的に位置規正する
構成であるために耐久性がなく、生産工程において使用
することができないという問題がある。因みに、図４の
場合保証できる切換回数限度は７５万回程度であり、５
秒に１回の切換えで１日８時間稼働と仮定すると、６．
５ケ月しか稼働できないということになる。

【０００８】このような問題を解消する手段として、レ
ボルバーをサーボモータにて回転駆動するとともに回転
位置をエンコーダにて検出し、任意の対物レンズが所定
の光軸に一致するようにレボルバーの回転位置を位置決
めすることも考えられるが、エンコーダの位置検出精度
は、１回転当たり１万パルスのエンコーダでも０．０３
６°程度であり、さらにサーボモータによる位置決め動
作では完全に静止しないので数パルス分の変位を避ける
ことができず、０．１°程度の位置決め精度しか得られ
ず、必要な位置決め精度が得られない。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、位置
決め精度が高くかつ耐久性のあるレボルバー式顕微鏡及
び回転位置決め装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のレボルバー式顕
微鏡は、複数の対物レンズを一定軸芯回りに回転自在な
レボルバーに装着し、レボルバーを回転して任意の対物
レンズを所定の光軸位置に位置決めするステッピングモ
ータを設けるとともにそのステッピングモータの相原点
を位置決め位置としたことを特徴とする。

【００１１】好適には、ステッピングモータの駆動手段
として、マイクロステップドライバが用いられる。

【００１２】また、本発明の回転位置決め装置は、回転
自在に支持された回転体の回転位置決め装置において、
回転体を回転駆動するステッピングモータを回転体に直
結し、そのステッピングモータの相原点を位置決め位置
としたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明のレボルバー式顕微鏡によれば、ステッ
ピングモータにてレボルバーを回転・停止して対物レン
ズを位置決めし、機械的な規正を用いないため耐久性が
あり、かつステッピングモータの相原点を位置決め位置
としているので、極めて高い停止位置精度が確保され
る。即ち、ステッピングモータの通常の位置での停止精
度は約±３分程度であるが、ステッピングモータの相原
点では巻線のばらつきによる誤差を受けないため停止位
置精度が高く、停止角度誤差が５分の１以下に納まり、
したがって位置決め精度が高くかつ耐久性のあるレボル
バー式顕微鏡を提供できる。

【００１４】また、レボルバーの回転による対物レンズ
の切換をステッピングモータで直動するとステッピング
モータの回転速度が遅く、起動・停止による振動が発生
する恐れがあるが、マイクロステップドライバを用いる
ことにより、振動を無くすことができる。

【００１５】また、本発明の回転位置決め装置によれ
ば、回転体を位置決めするのにステッピングモータを用
い、かつその相原点を位置決め位置としているので、上
記のように簡単に高精度の位置決めを行うことができ
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１を参照
しながら説明する。

【００１７】図１において、１はレボルバー式顕微鏡で
あり、２はその本体フレーム、３は鏡筒である。４は、
５つの対物レンズ５を周方向に等間隔置きに配設された
レボルバーであり、一定軸芯回りに回転自在に支持さ
れ、任意の対物レンズ５が鏡筒３の光軸に一致する位置
を通過するように配設されている。６はレボルバー４を
その軸芯回りに回転駆動し、所定位置で位置決めして停
止するステッピングモータであり、レボルバー４の停止
位置で任意の対物レンズ５と鏡筒３の光軸が一致するよ
うに停止位置が設定されている。又、その停止位置はス
テッピングモータ６の相原点に設定されている。このス
テッピングモータ６とレボルバー４とは高い精度を確保
するため直結されている。７は検調対象を載置固定し、
光軸と直交する水平方向に位置調整するテーブルであ
る。

【００１８】８はレボルバー式顕微鏡１のコントローラ
であり、選択された対物レンズ５に切り換える切換制御
部９を備え、切換制御部９にてマイクロステップドライ
バ１０を制御し、マイクロステップドライバ１０にてス
テッピングモータ６が駆動するように構成されている。
また、切換制御部９から対物レンズ５の選択信号がオフ
セット設定部１１に入力され、オフセット設定部１１か
ら出力されたオフセット値がテーブル位置制御部１２に
入力され、テーブル７の位置決め時にレボルバー４に対
する各対物レンズ５の装着位置に対応してテーブル７の
位置調整が行われるように構成されている。

【００１９】以上の構成のレボルバー式顕微鏡につい
て、その動作を説明する。ステッピングモータ６により
レボルバー４を回転させ、任意の対物レンズ５を鏡筒３
の光軸と一致させて停止させる。その際、停止位置がス
テッピングモータ６の相原点に設定されているので、極
めて高い停止精度が確保される。すなわち、ステッピン
グモータ６の通常の位置での停止精度は±３分程度であ
り、その場合対物レンズ５の取付半径を５５mmとする
と、その円周上での停止精度は±４７μm となり、レボ
ルバー４にて高倍率に切り換えた場合、測定ポジション
が視野外になる恐れがあるのに対して、相原点を停止位
置とすることで停止精度は±７．２μm を実現すること
ができる。

【００２０】ここで、相原点とは巻線のばらつきによる
誤差を受けない点であり、５相でローター歯が５０枚の
ステッピングモータの場合ローター歯ピッチに対応して
７．２度ごとにある点である。すなわち、ステッピング
モータの停止精度に悪影響を及ぼす主な原因には巻線の
ばらつきと加工によるばらつきがあるが、相原点を利用
すると巻線によるばらつきの影響を受けないのである。
さらに、レボルバー４の停止精度に関しては、１回転し
て同じ位置に戻ってきたときの停止精度が重要となる。
というのは、ある１つの対物レンズ５の位置精度が出て
いれば、他の対物レンズ５との誤差はテーブル７の位置
補正によって補うことができるからである。１回転して
同じ位置に戻ってくるときは、ステッピングモータ６の
加工によるばらつきの誤差も受けないので、対物レンズ
５の停止精度を±１．５μm とすることができる。

【００２１】又、ステッピングモータ６による対物レン
ズ５の切換時間を０．５秒程度とすると、ステッピング
モータ６とレボルバー４が直結しているためにステッピ
ングモータ６の回転速度は２４ｒｐｍと非常に遅くな
り、かつステッピングモータ６は起動停止を繰り返して
回転するために振動を生じる恐れがあるが、本実施例で
はマイクロステップドライバ１０を用いているので振動
を生じることもない。

【００２２】以上のように、本実施例によれば対物レン
ズ５の機械的な位置規正を行わずに高精度に位置決めで
きるので、４００万回以上の切り換えを行っても所期の
停止精度を維持でき、従来の顕微鏡の５倍以上の耐久性
を持つ。

【００２３】なお、上記実施例ではレボルバー式顕微鏡
の例を示したが、本発明はステッピングモータの相原点
を利用した回転位置決め装置として、各種精密機器の割
り出し装置等、種々の回転位置決め装置に適用すること
ができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明のレボルバー式顕微鏡によれば、
以上の説明から明らかなように、ステッピングモータに
てレボルバーを回転・停止して対物レンズを位置決め
し、機械的な規正を用いていないので耐久性があり、か
つステッピングモータの相原点を位置決め位置としてい
るので極めて高い停止位置精度が確保され、したがって
位置決め精度が高くかつ耐久性のあるレボルバー式顕微
鏡を提供できる。

【００２５】また、レボルバーの回転による対物レンズ
の切換をステッピングモータで直動するためにステッピ
ングモータの回転速度が遅くなっても、マイクロステッ
プドライバを用いることにより、振動を無くすことがで
きる。

【００２６】また、本発明の回転位置決め装置によれ
ば、回転体を位置決めするのにステッピングモータを用
い、かつその相原点を位置決め位置としているので、上
記のように簡単に高精度の位置決めを行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のレボルバー式顕微鏡の斜視
図である。

【図２】検調対象の位置規正基準と測定ポジションの位
置関係の説明図である。

【図３】従来例の対物レンズを２つ持つ顕微鏡の斜視図
である。

【図４】従来例の対物レンズを５つ持つレボルバー式顕
微鏡を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はレボルバーの回
転・位置規正部の側面図である。

【符号の説明】

１ レボルバー式顕微鏡 ４ レボルバー ５ 対物レンズ ６ ステッピングモータ １０ マイクロステップドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 昌之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の対物レンズを一定軸芯回りに回転
   自在なレボルバーに装着し、レボルバーを回転して任意
   の対物レンズを所定の光軸位置に位置決めするステッピ
   ングモータを設けるとともにそのステッピングモータの
   相原点を位置決め位置としたことを特徴とするレボルバ
   ー式顕微鏡。
2. 【請求項２】 ステッピングモータの駆動手段として、
   マイクロステップドライバを用いたことを特徴とする請
   求項１に記載のレボルバー式顕微鏡。
3. 【請求項３】 回転自在に支持された回転体の回転位置
   決め装置において、回転体を回転駆動するステッピング
   モータを回転体に直結し、そのステッピングモータの相
   原点を位置決め位置としたことを特徴とする回転位置決
   め装置。