JPS6232411A - 反射顕微鏡用オ−トフオ−カス装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、オートフォーカス装置が特定の波長範囲内で
作動する補助照明を有し、これが明視野照明の光線路に
入射される形式の、明視野照明と暗視野照明との間で切
換可能の光学部材全有する反射顕微鏡用オートフォーカ
ス装置に関する。

従来の技術 電子工学における半導体基板（ウエハノの制御のような
特定の使用分野にあっては、拡大した被検体部分を精叉
する際に面倒な、物体表面への焦点面の調整を利用者に
課さないオートフォーカス装置を有する反射顕微鏡が要
求されている。前記の使用分野では、特定の波長範囲、
すなわち赤外線範囲で作動し、顕微鏡の明視野照明の光
線路に入射する補助照明が配置されているオートフォー
カス系が普及している。この種のオートフォーカス装置
は列えは西ドイツ国特許第２１０２９２２号明細苔及び
西ドイツ国特許出願公開第３２１９５０３号明細巻゛か
ら公知でありまた西ドイツ国特許出願第Ｐ　３４４６７
２７号明細書に提案されている。

しかし従来公知のオートフォーカス装置は明視野照明で
のみ作動する。この装置を備えた顕微鏡は絞りを装入し
また反射鏡全交換することによって作業形態「暗戻野」
に切換えた際、オートフォーカスを外されるうその理由
は、直接暗視野照明の場合ケラ〜の原理を明視野照明に
おけるようには維持し得ないからである。暗視野照明で
は光は環状光束として対物レンズの外に導かれ、その周
りに配設された環状ミラーによって物体に焦点を合わさ
れるっ一連の対物レンズに対して均一な暗視野照明が望
ま力る場合には、もはや明視野作業におけるように照明
絞りを正確に物体面に結像させることはできない。

補助照明の光成分も合わされる物体面に対する窓及び瞳
の固定配置及びオートフォーカス装置の十分な作業に欠
くことのできない固定配置はむしろ失なわれろう明視野
から暗視野に切換可能の照明装置は特に西ドイツ国特許
第２３３１７５０’Ｍ’、西ドイツ国特許出願公開第２
５４２０７５号、同第２９４１６７６号明細書及び西ド
イツ国実用新案登録第７９１７２３２号明細店二に記載
されているっ 発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は明視野照明並びに暗視野照明で申し分な
く作動する反射顕微鏡用のオートフォーカス装置を得る
ことにあるっ 問題点を解決するための手段 この課題は特許請求の範囲第１項の特徴部によれば、切
換位置「暗視野」で照明光束の中心部を遮断する絞ｆ）
を補助照明の波長範囲で透過する波長選択フィルタとし
て構成し、切換位置「暗視野」でも中心光束を観察光線
路に入射させる反射鏡全配置することによって解決され
る。

この手段によシ最も簡単な方法で、オートフォーカス装
置用の顕微鏡照明に入射される補助照明が切換位置「暗
視野」でも対物レンズ上に導かれ、従って補助照明は切
換行程によって影響されることはない。オー　トフォー
カス装置全備えた顕微鏡がすでに固定反射鏡、すなわち
双方の切換位置「明視野」及び「暗視野」用として利用
可能の反射鏡を有しまた暗視野の切換全校９の導入によ
ってのみ行う場合には、補助照明の波長範囲に合わされ
ているが可視範囲内では不透過性のフィルタによって中
心絞りを代える必要があるだけである。

オートフォーカス装置２備えることのできる顕微鏡にお
いて暗視野の切換を反射鏡の交喚によって行なう場合、
切換位置「暗視野」でも反射鏡が照明光束の中心範囲に
存在するようにすべきである。この反射鏡は１色性分光
部材として構成され、補助照明の波長範囲で反射し、暗
視野照明の波長範囲で透過し、従って観察光線路内でも
また補助照明光線路内でも光損失は生じないっ 実施列 次に本発明の利点を第１区１〜第４図に示した実施タリ
に基づき詳述するっ 第１図に示した直接照明装置は光方向で見て白熱電球１
、コレクタ２、調整可能の開口絞り４の近くにある補助
レンズ３、照明視野絞り５並びに反射ｉ９／１４の前方
にある２枚のレンズ６及び７からなるっ反射蜘は固定さ
れており、横断面が環状である暗視野照明光束へを対物
しンズ１：３の周りに設置された凹状の環状ミラー１５
に向ける環状の完全鋭１４及び、前記の光束Ａに対して
同軸の、横断面が環状である明視野照明光束Ｂｉ対物レ
ンズ１３に向ける、楕円形の部分鏡９を含む。

観察光線路からはチューブレンズ１６のみが図示されて
いるが、これは対物レンズ１３と一緒に物体１９の像を
中間焦点面１７に結像させろう ２枚のレンズ６文び７は異なる直径を有するっ明視野光
線路に対Ｉ−では２枚のレンズが作用し、対物し／ズ１
３と一緒に照明視野絞り５を物体】９に結像させるう暗
視野光線路には直径の大きいレンズ６のみが作用し、こ
れは開口絞り４ゲ凹状の環状ミラー１５と一緒に物体面
１９の近くに結像させる。

明視野照明から暗視野照明への切換は自体公知の方法で
、反射ｉ９／ｌの近くに配置された中心絞り８金光線路
に滑動又は旋回して入れ、他の場合には暗視野光束を遮
断する照明視野絞り５全全開干ることによって行なうつ 開口絞り４と照明視野絞り５との間並びに照明視野絞り
５とレンズ６との間にはそれぞれ二色性部分ミラー２０
及び１８が配置されている。

ミラー２０及び１８は直接照明装置の光軸に対して傾斜
し、２個の発光ダイオード又はレーザーダイオード４１
及び４２から発する赤外線範囲で作業する補助照明を物
体１９に対する対物レンズ１３の焦点位置に固定させる
ために射出又は入射するのに利用するっ補助照明装置の
構成は西ドイツ国特許出願第Ｐ　３４４６７２７，９−
５１号明細書に記載されており、従ってこれに関しては
詳述しない。

本発明（／（よれば中心絞シ８は波長選択フィルタとし
て構成されており、これは補助照明のスにクトル範囲内
、すなわち赤外ｈａ囲でほぼ完全に透過性でまた、可視
スペクトル範囲では実際に不透過性である。従って第３
図から明らかなように、切換位置「暗視野」（第３図上
半分）で、電球１から生じる直接照明光束りの中心部は
中心絞り８によっで留められ、環状の完全鏡１４から物
体１９の方向に反射する環状の暗視野光束Ａを生じる。

直接照明装置の光軸に対して共心的に入射した補助照明
の光束Ｃは中心絞り８＝ｌ！ｌ、散乱）ｔの遮蔽に利用
する対物レンズ１３の軸に対して同ｑｌの円筒体１０に
設けられた穿孔ｔｌｉ通り、円筒体１０内で明視野反射
鏡９から対物レンズ１３に導かれるう次いで対物し／ズ
１３は焦点位置を評価するのに必要な赤外線測定スポッ
トｉ物体１９上に作る。その結果オートフォーカス装置
用補助照明は明視野観某の場合と同様暗視野で物体１９
を・同時に観察する場合にも作動するっ第３図の下半分
は明視野観察への切換後の状態を示すものである。

第２図に示した実施列では照明光線路の結像状態は僅か
に異なる。この場合にも光源２１全開口絞り２４に結像
するコレクタ２２、及びコレクタ２２を照明視野絞り２
５に結像する補助レンズ２）が設置されているっしかし
第１図に示した実施し１１における明視野反射鏡及び暗
視野光線路に異なって作用するレンズ６及び７０代りに
、双方の部分光終；路に同等に作用する単一レンズ２６
を設け、これにより照明視野絞り２５は明視野光枦路内
で対物レンズ３３により正確にまた暗視野光線路内で凸
面環状ミラー３５ｖＣより物体３９の近くに結像される
。部分ミラー３８及び４０は第１図のミラー１８及び２
０と同じ機能を有する、すなわち部分ミラーは直接照明
光鴫路内にオートフォーカス装置用補助照明を同軸的に
入射させるのに使用するっ第２図に示した実施列では全
反射腕は明視野照明と暗視野照明との間の切換のために
移動可能である。切換位置「明視野」（第４図の下半分
）で、その輪郭だけが描かれているにすぎな５０％が透
過焚の部分ミラーのみを有する。

切換位置「暗視野」（第４図の上半分）で、スラ・イダ
２０ａは暗視野反射鏡全穿孔された環状ミラー３４の形
で有し、その楕円形の開口には円筒状の散乱光遮蔽部材
３０が挿入されている５円筒体３０は第３図に示した円
筒体１ｏと同様、直接照明装置の水平軸に対（〜て共心
的な穿孔３１を有する。暗視野反射鏡３４の楕円形開口
にはもう１つの反射鏡２９が存在し、これは機能的に第
３図の反射鏡９と一致するが、僅かに異な６反射特性を
有する。反射鏡２９は二色性部分ミラーとして構成され
、可視スペクトル範囲でほぼ完全に透明であるが、赤外
線、すなわち補助照明のスペクトル範囲ではほぼ完全に
反射するっ更に散乱光遮蔽部材３０の穿孔３１の前方に
は中心絞９２８が設けられている９絞り２８は第１図及
び第３図の中心絞９８と同様可視スペクトル範囲で不透
過性であり、補助照明のダイオード４１及び４２のスペ
クトル範囲でほぼ完全に透過性である。絞）２８の材料
としては向えば干渉フィルタ又はラングパス（Ｌａｎｇ
ｐａｓｓ　Ｊ特性を有する色ガラス、例えばフィルター
ガラスＬ　Ｐ　７６０（Ｆｉｌｔｅｒ　ｇｌａｓＬＰ７
６０Ｊを使用することができるっ 従って第４図の上半分に示した切換位置に切換えた後、
絞９２８により直接照明の中心部が絞り込１れ、暗視野
照明光束Ａが生じる。物体３９の観察に際して反射鏡２
９は障害とならない、それというのも反射聰２９は、可
視スペクトル範囲でほとんど完全に透過性であり、従っ
て観察光線路内での光損失は生じないっこｊに対して中
心ＩＲ−補助照明光束Ｃは中心絞り２８を貫通し、反射
鏡２９でほぼ完全に物体の方向に向けられるっそこから
反射する測定光は同様にほとんど同一性を失なうことな
く再び反射鏡２９及びフィルタ２８を介して直接照明光
線路に戻される。従ってそこから導出された信号は切換
位置「暗視野」で焦点後調整のため切換位置「明視野」
（第４図の下半分］におけると少なくとも同じ強度、実
際には僅かに高められた強度２有し、この場合反射鏡２
７は色作用のない単一（５０％）部分線であることから
出発するっ 第１図及び第３図に示した実施列では直接照明光線路は
、その直径が小さいことから明視野照明光線路及び補助
照明光線路にのみ作用し、暗視野光線路に影響を及ぼさ
ないレン／ｅ７を含む。このレンズ７を明視野／暗視野
切換過程の途中で、フィルタ８を構成する材料からなる
同じ形状のレンズによって代えた場合、単独の中心絞、
りは省略することができる。この絞りは補助照明装置に
対してのみ作用するレンズである。

更に第１図に示した暗視野光線路を有する実施列に対し
、第４図に示したような切接可能の反射鏡を設けまた第
２図に示した暗視野光線路に対して第３図に示したよう
な固定反射鏡ヲ使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は明視野照明及び暗視野照明用の直接照明装置並
びにオートフォーカス装置用の付加的な補助照明装置の
略示図、第２図は第１図に比較して僅かに改変されてい
る実施列の略示図、第３図は第１図の照明装置の反射鏡
を詳細に示した図、第４図は第２図の照明装置の反射鏡
全詳述した図であるっ ８・・・中心絞り、９・・・反射鏡、１０・・散乱光遮
蔽部材、１１・・・穿孔、２８・・・中心絞り、２９・
・・反射鏡、３０・・・散乱光遮蔽部材、３１・・・穿
孔Ｆｉｇ、３ Ｆｉｇ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、オートフォーカス装置が特定の波長範囲内で作動す
   る補助照明を有し、これが明視野照明の光線路に入射さ
   れる形式の、明視野照明と暗視野照明との間で切換可能
   の光学部材を有する反射顕微鏡用オートフォーカス装置
   において、切換位置「暗視野」で照明光束の中心部を遮
   断する絞り（８、２８）が、補助照明の波長範囲で透過
   する波長選択フィルタとして構成されており、また切換
   位置「暗視野」でも中心光束を観察光線路に入射させる
   反射鏡（９、２９）が配置されていることを特徴とする
   、反射顕微鏡用オートフォーカス装置。 ２、切換位置「暗視野」用反射鏡（９、２９）が、観察
   光線路に対して同軸的に配置されておりかつ照明光線路
   の中心に対応して穿孔（１１、３１）を有する円筒状の
   散乱光遮蔽部材（１０、３０）を含み、その前方に補助
   照明の波長範囲内で透明のフィルタ（８、２８）が配設
   されている、特許請求の範囲第１項記載のオートフォー
   カス装置。 ３、反射鏡が切換可能であり、切換位置「暗視野」で補
   助照明の中心光束を観察光線路に入射させる反射鏡が、
   補助照明の波長範囲内で反射しかつ可視暗視野照明の波
   長範囲で透過する二色性部分鏡（９、２９）として構成
   されている、特許請求の範囲第１項又は第２項記載のオ
   ートフォーカス装置。 ４、絞り（８、２８）が補助照明光線路に対して有効な
   レンズとして構成されている、特許請求の範囲第１項記
   載のオートフォーカス装置。