WO2016199262A1

WO2016199262A1 - カセグレン鏡保持機構及びこれを備えた顕微鏡、並びに、カセグレン鏡の取付方法

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Publication number: WO2016199262A1
Application number: PCT/JP2015/066816
Authority: WO
Inventors: 上田　篤
Original assignee: 株式会社島津製作所
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2016-12-15
Also published as: EP3309594A1; US20180143417A1; EP3309594A4; US10649190B2; EP3309594B1; JP6540799B2; JPWO2016199262A1

Abstract

カセグレン鏡２００は、主鏡２０１、及び、当該主鏡２０１と同軸上に配置され、側方から複数の支持棒によって支持された副鏡２０２を有する。カセグレン鏡２００は、主鏡２０１の軸線Ｌ上に形成された開口部２１２から入射する光を副鏡２０２で反射させた後、主鏡２０１で反射させて副鏡２０２の側方の開口部２３１から測定位置に出射させる。カセグレン鏡２００を保持するためのカセグレン鏡保持機構６は、カセグレン鏡２００を保持する保持部６１と、軸線Ｌを中心として、保持部６１に保持されたカセグレン鏡２００における複数の支持棒の回転位置を調整する回転調整機構６０（ナット部６２及び取付部材６３）とを備える。

Description

カセグレン鏡保持機構及びこれを備えた顕微鏡、並びに、カセグレン鏡の取付方法

　本発明は、主鏡、及び、当該主鏡と同軸上に配置され、側方から複数の支持棒によって支持された副鏡を有するカセグレン鏡を保持するためのカセグレン鏡保持機構及びこれを備えた顕微鏡、並びに、カセグレン鏡の取付方法に関するものである。

　例えば赤外顕微鏡においては、試料に対して赤外光又は可視光を選択的に照射することができる。試料に赤外光を照射するための光学系、及び、試料に可視光を照射するための光学系には、少なくとも一部に共通の光学部品が用いられることにより、部品点数が削減されている（例えば、下記特許文献１参照）。

　上記光学系の一部として、生物顕微鏡で使用されるような対物レンズ（透過素子）を使用することが考えられる。しかし、通常、対物レンズは可視域で収差補正されているため、赤外域で使用すると色収差の影響が大きくなり、結像性能が悪くなるという問題がある。また、赤外域では、レンズの硝材自体による吸収が生じるため、透過率が大きく低下し、使用できる波長範囲が極端に制限されることになる。

　このような理由から、一般的な赤外顕微鏡では、光学部材を透過した光が試料に照射される透過光学系ではなく、光学部材で反射した光が試料に照射される反射光学系が使用される。このような反射光学系を使用した場合には、透過光学系を使用した場合とは異なり、色収差の問題が発生しない。また、反射光学系に通常使用されるアルミ蒸着ミラーでは、可視域だけでなく赤外域の反射率も高いため、可視域から赤外域までの広い波長域で赤外顕微鏡を使用することが可能となる。

　反射光学系に含まれる光学部品としては、例えば、互いに同軸上に配置された主鏡及び副鏡を備えたカセグレン鏡が用いられる。カセグレン鏡は、いわゆるシュワルツシルド（Schwarzschild）型の反射対物鏡であり、カセグレン式天体望遠鏡とよく似た光学配置を有している。

　また、透過測定を行うことができる赤外顕微鏡においては、赤外光を集光して試料に照射するためのコンデンサ鏡として、結像用の対物鏡と同じ仕様（倍率や開口数ＮＡなど）のカセグレン鏡が組み合わせて使用される場合が多い。この場合、例えば試料を挟んで上下に１対のカセグレン鏡が配置される。これら１対のカセグレン鏡は、試料に対して下側から赤外光を集光するカセグレン鏡（下カセグレン鏡）と、試料から上方に向かう透過光を結像させるカセグレン鏡（上カセグレン鏡）とからなる。

　図１は、カセグレン鏡２００の内部構成の一例を示した概略断面図である。また、図２は、カセグレン鏡２００の外観構成の一例を示した概略平面図である。図２は、図１における矢印Ａの方向からカセグレン鏡２００を見た図を示している。

　カセグレン鏡２００には、例えば主鏡２０１及び副鏡２０２が備えられている。主鏡２０１は、球面状の凹面からなる反射面２１１を有している。一方、副鏡２０２は、球面状の凸面からなる反射面２２１を有している。副鏡２０２の反射面２２１は、主鏡２０１の反射面２１１よりも小径である。

　主鏡２０１及び副鏡２０２は、中空状のケーシング２０３により保持されている。主鏡２０１及び副鏡２０２は、それぞれの反射面２１１，２２１の中心が同一の軸線Ｌ上に位置するようにケーシング２０３に取り付けられている。より具体的には、主鏡２０１の反射面２１１に対して、副鏡２０２の反射面２２１が間隔を隔てて対向している。

　ケーシング２０３における主鏡２０１の反射面２１１に対向する面には、例えば円形の開口部２３１が形成されている。図２に示すように、副鏡２０２は、開口部２３１の周縁から軸線Ｌ側に向かって放射状に延びる複数の支持棒２３２によって側方（径方向外側）から支持され、開口部２３１の中央部に位置している。これにより、開口部２３１は、副鏡２０２の側方において、支持棒２３２により複数の領域に区画されている。

　図１に示すように、主鏡２０１には、軸線Ｌ上に開口部２１２が形成されている。赤外光又は可視光は、当該開口部２１２から入射し、副鏡２０２の反射面２２１で反射した後、主鏡２０１の反射面２１１で反射する。このとき、主鏡２０１の反射面２１１で反射した光は、その一部が副鏡２０２により遮蔽されることとなるが、他の光は副鏡２０２の側方から開口部２３１を介して出射する。開口部２３１から出射した光は、ケーシング２０３の外部において測定位置Ｐに集光される。

特開２０１３－１９０５５４号公報

　上述の通り、カセグレン鏡２００においては、入射光束のうち軸線Ｌ付近の光束が副鏡２０２により遮蔽（オブスキュレーション）される。そのため、入射光量と出射光量との比（スループット）の観点では、カセグレン鏡２００は、入射光束がほぼ出射光束となる対物レンズと比較して、光量ロスが大きいという特性を有している。

　カセグレン鏡２００の遮蔽に関する光学設計仕様である遮蔽率は、主鏡２０１の最大開口数ＮＡ_ｍａｘと副鏡２０２で遮蔽される開口数ＮＡ_ｍｉｎを用いて算出される。具体的には、遮蔽率は、ＮＡ_ｍｉｎ／ＮＡ_ｍａｘ×１００（％）で表される。カセグレン鏡２００を設計する際には、遮蔽率ができる限り小さくなるように設計するが、大型のカセグレン鏡２００になると遮蔽率が４０％を超えてしまい、対物レンズと比較してスループットの面で非常に不利になる場合がある。

　また、副鏡２０２の側方から開口部２３１を介して出射する光は、その一部が当該開口部２３１内に位置する複数の支持棒２３２によって遮蔽される。通常、支持棒２３２は２～４本使用されるが、支持棒２３２の本数が多くなるほど、また、支持棒２３２が太くなるほど、光束を遮蔽する合計面積が大きくなり、光量ロスの影響も大きくなってしまうという問題がある。

　特に、赤外顕微鏡で透過測定を行う場合には、試料を挟んで上下に１対のカセグレン鏡２００が配置されるため、各カセグレン鏡２００を光束が通過する際に支持棒２３２による遮蔽が生じる。そのため、各カセグレン鏡２００において光束が遮蔽される位置が重ならない場合には、１つのカセグレン鏡２００を用いて行われる反射測定の場合と比較して、支持棒２３２による光量ロスの影響が２倍になり、スループットが低下する原因となる。

　本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、副鏡を支持する複数の支持棒による光の遮蔽を最小限に抑えることができるカセグレン鏡保持機構及びこれを備えた顕微鏡、並びに、カセグレン鏡の取付方法を提供することを目的とする。

（１）本発明に係るカセグレン鏡保持機構は、主鏡、及び、当該主鏡と同軸上に配置され、側方から複数の支持棒によって支持された副鏡を有し、前記主鏡の軸線上に形成された開口部から入射する光を前記副鏡で反射させた後、前記主鏡で反射させて前記副鏡の側方から測定位置に出射させるカセグレン鏡を保持するためのカセグレン鏡保持機構である。前記カセグレン鏡保持機構は、前記カセグレン鏡を保持する保持部と、前記軸線を中心として、前記保持部に保持された前記カセグレン鏡における前記複数の支持棒の回転位置を調整する回転調整機構とを備える。

　このような構成によれば、回転調整機構により、軸線に対して副鏡を支持する複数の支持棒の回転位置を調整することができる。したがって、当該回転位置を適切に調整すれば、複数の支持棒による光の遮蔽を最小限に抑えることができる。

　例えば透過測定の場合のように、同軸上に１対のカセグレン鏡が配置され、一方のカセグレン鏡から出射した光が他方のカセグレン鏡に入射するような構成の場合には、これら１対のカセグレン鏡の少なくとも一方における複数の支持棒を回転させる。このとき、１対のカセグレン鏡の複数の支持棒が、軸線に沿って見たときに重なるように回転位置を調整すれば、複数の支持棒による光の遮蔽を最小限に抑えることができる。

　また、反射測定の場合のように１つのカセグレン鏡が用いられ、当該カセグレン鏡に入射する光を副鏡の第１領域で反射させた後、主鏡で反射させて副鏡の側方から測定位置に出射させるとともに、測定位置における試料からの反射光を主鏡で反射させた後、副鏡の第２領域で反射させて出射させるような構成の場合には、当該カセグレン鏡における複数の支持棒を回転させる。このとき、副鏡における第１領域と第２領域との境界線に対して、軸線に沿って見たときに複数の支持棒が線対称となるように回転位置を調整すれば、複数の支持棒による光の遮蔽を最小限に抑えることができる。

（２）前記回転調整機構は、前記カセグレン鏡における前記複数の支持棒の回転位置を固定する固定部を有していてもよい。

　このような構成によれば、回転調整機構により、軸線に対して複数の支持棒の回転位置を調整した上で、当該複数の支持棒の回転位置を固定部により固定することができる。これにより、複数の支持棒の回転位置がずれるのを防止することができるため、複数の支持棒による光の遮蔽を確実に最小限に抑えることができる。

（３）前記カセグレン鏡は、前記保持部に対して前記回転調整機構とともに着脱可能であってもよい。

　このような構成によれば、複数種類のカセグレン鏡の中から任意のカセグレン鏡を選択して保持部に取り付けることができる。このとき、カセグレン鏡が回転調整機構とともに着脱可能であるため、各カセグレン鏡との関係で一度調整された複数の支持棒の回転位置を維持することができる。

（４）前記保持部は、前記カセグレン鏡が前記回転調整機構とともに回転するのを防止するための位置決め部を有していてもよい。

　このような構成によれば、カセグレン鏡及び回転調整機構の回転位置が位置決め部によって位置決めされるため、カセグレン鏡及び回転調整機構を保持部に対して着脱した場合であっても、それらの回転位置を一定に保つことができる。したがって、カセグレン鏡との関係で複数の支持棒の回転位置を一度調整すれば、その後に当該カセグレン鏡を回転調整機構とともに保持部に着脱した場合であっても、回転位置を再度調整する必要がない。

（５）本発明に係る顕微鏡は、前記カセグレン鏡保持機構と、前記カセグレン鏡保持機構により保持されたカセグレン鏡と、前記カセグレン鏡を介して試料に光を照射する光源と、前記測定位置における試料からの反射光又は透過光を受光する検出器とを備える。

（６）本発明に係るカセグレン鏡の取付方法は、前記測定位置を挟んで１対の前記カセグレン鏡を同軸上に設置する設置ステップと、前記軸線を中心として、前記１対のカセグレン鏡の少なくとも一方における前記複数の支持棒を回転させることにより、前記１対のカセグレン鏡の前記複数の支持棒が、前記軸線に沿って見たときに重なるように回転位置を調整する調整ステップとを含む。

（７）本発明に係る別のカセグレン鏡の取付方法は、前記測定位置に対向するように前記カセグレン鏡を設置する設置ステップと、前記軸線を中心として、前記カセグレン鏡における前記複数の支持棒を回転させることにより、前記副鏡における前記第１領域と前記第２領域との境界線に対して、前記軸線に沿って見たときに前記複数の支持棒が線対称となるように回転位置を調整する調整ステップとを含む。

　本発明によれば、回転調整機構により、軸線に対して副鏡を支持する複数の支持棒の回転位置を調整することができるため、当該回転位置を適切に調整すれば、複数の支持棒による光の遮蔽を最小限に抑えることができる。

カセグレン鏡の内部構成の一例を示した概略断面図である。カセグレン鏡の外観構成の一例を示した概略平面図である。本発明の一実施形態に係る顕微鏡の構成例を示した概略図である。下カセグレン鏡を保持するカセグレン鏡保持機構の構成例を示した断面図である。回転調整機構を用いて複数の支持棒の回転位置を調整する際の態様について説明するための図である。回転調整機構を用いて複数の支持棒の回転位置を調整する際の態様について説明するための図である。回転調整機構を用いて複数の支持棒の回転位置を調整する際の態様について説明するための図である。透過測定を行う場合のカセグレン鏡の取付方法の一例を示したフローチャートである。反射測定を行う場合のカセグレン鏡の取付方法の一例を示したフローチャートである。

１．顕微鏡の構成
　図３は、本発明の一実施形態に係る顕微鏡１００の構成例を示した概略図である。この顕微鏡１００は、例えば試料に対して赤外光又は可視光を選択的に照射することができる赤外顕微鏡である。顕微鏡１００には、図１及び図２に示したカセグレン鏡２００の他、試料ステージ１、赤外光源２、可視光源３、検出器４及びカメラ５などが備えられている。

　試料ステージ１には、分析対象となる試料が載置される。試料ステージ１は、例えば水平方向（ＸＹ方向）及び鉛直方向（Ｚ方向）に移動可能な構成となっている。本実施形態では、試料ステージ１を挟んで上方及び下方に１対のカセグレン鏡２００が設置されている。

　試料ステージ１に対して上方に設置されたカセグレン鏡２００（上カセグレン鏡２００Ａ）、及び、試料ステージ１に対して下方に設置されたカセグレン鏡２００（下カセグレン鏡２００Ｂ）は、それぞれ同一の構成を有しているが、設置される向きが異なっている。具体的には、上カセグレン鏡２００Ａは、副鏡２０２が主鏡２０１に対して下方に位置するように配置され、下カセグレン鏡２００Ｂは、副鏡２０２が主鏡２０１に対して上方に位置するように配置される。上カセグレン鏡２００Ａ及び下カセグレン鏡２００Ｂは、それぞれの軸線Ｌが鉛直方向に延びるように同軸上に配置される。

　赤外光源２は、赤外光を出射し、カセグレン鏡２００を介して試料ステージ１上に赤外光を照射する。反射測定が行われる場合には、赤外光源２から出射した光が、反射ミラー２１，２２，２３で順次反射した後、凹面ミラー２４及びハーフミラー２６で順次反射し、上カセグレン鏡２００Ａ内に上方から導入される。一方、透過測定が行われる場合には、反射ミラー２３の角度が変更されることにより、赤外光源２から出射した光が、反射ミラー２１，２２，２３で順次反射した後、凹面ミラー２５及び反射ミラー２７で順次反射し、下カセグレン鏡２００Ｂ内に下方から導入される。

　可視光源３は、可視光を出射し、カセグレン鏡２００を介して試料ステージ１上に可視光を照射する。可視光源３から出射される可視光は、赤外光の光路と大部分が共通する光路を通ってカセグレン鏡２００に導かれる。上記反射ミラー２２は、赤外光及び可視光の光路に対して進退可能に構成されており、可視光源３から可視光を出射する際には、当該反射ミラー２２が光路から退避される。可視光源３から出射される可視光は、赤外光源２から出射される赤外光と同様に、反射ミラー２３、凹面ミラー２４及びハーフミラー２６を介して上カセグレン鏡２００Ａ内に上方から導入することもできるし、反射ミラー２３、凹面ミラー２５及び反射ミラー２７を介して下カセグレン鏡２００Ｂ内に下方から導入することもできる。

　反射測定が行われる際には、上カセグレン鏡２００Ａ内に主鏡２０１側の開口部２１２から導入された赤外光が、副鏡２０２及び主鏡２０１で順次反射した後、副鏡２０２側の開口部２３１を介して試料ステージ１上の測定位置Ｐに上方から集光される。このとき、カセグレン鏡２００（上カセグレン鏡２００Ａ）に入射する光は、副鏡２０２の第１領域Ｒ１で反射した後、主鏡２０１で反射して副鏡２０２の側方から測定位置Ｐに出射する（図１参照）。

　測定位置Ｐに載置された試料からの反射光は、上カセグレン鏡２００Ａ内に副鏡２０２側の開口部２３１を介して再び入射し、主鏡２０１及び副鏡２０２で順次反射した後、主鏡２０１側の開口部２１２から出射する。このとき、測定位置Ｐにおける試料からの反射光は、主鏡２０１で反射した後、副鏡２０２の第２領域Ｒ２で反射して出射する（図１参照）。図１に示すように、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２は、軸線Ｌを挟んで互いに重ならないように位置している。

　上カセグレン鏡２００Ａの開口部２１２から出射した光は、ハーフミラー２６を透過する。そして、ハーフミラー２６を透過した光は、スリット４１を通過した後、反射ミラー４２，４３及び集光鏡４４で順次反射し、検出器４により受光される。これにより、検出器４から検出信号が出力され、当該検出信号に基づいて試料の反射測定を行うことができる。

　一方、透過測定が行われる際には、下カセグレン鏡２００Ｂ内に主鏡２０１側の開口部２１２から導入された赤外光が、副鏡２０２及び主鏡２０１で順次反射した後、副鏡２０２側の開口部２３１を介して試料ステージ１上の測定位置Ｐに下方から集光される。このとき、カセグレン鏡２００（下カセグレン鏡２００Ｂ）に入射する光は、副鏡２０２の全体（第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２）で反射した後、主鏡２０１で反射して副鏡２０２の側方から測定位置Ｐに出射する（図１参照）。そして、測定位置Ｐに載置された試料からの透過光が、上カセグレン鏡２００Ａ内に副鏡２０２側の開口部２３１を介して入射する。

　上カセグレン鏡２００Ａ内に入射した光は、主鏡２０１及び副鏡２０２で順次反射した後、主鏡２０１側の開口部２１２から出射する。このとき、主鏡２０１で反射した光は、副鏡２０２の全体（第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２）で反射した後、主鏡２０１側の開口部２１２から出射する（図１参照）。

　上カセグレン鏡２００Ａの開口部２１２から出射した光は、ハーフミラー２６を透過する。そして、ハーフミラー２６を透過した光は、スリット４１を通過した後、反射ミラー４２，４３及び集光鏡４４で順次反射し、検出器４により受光される。これにより、検出器４から検出信号が出力され、当該検出信号に基づいて試料の透過測定を行うことができる。

　可視光源３から試料ステージ１上の測定位置Ｐに可視光を照射した場合には、測定位置Ｐからの可視光が、上カセグレン鏡２００Ａ内に副鏡２０２側の開口部２３１を介して入射する。そして、上カセグレン鏡２００Ａ内に入射した可視光は、主鏡２０１及び副鏡２０２で順次反射した後、主鏡２０１側の開口部２１２から出射し、ハーフミラー２６を透過する。

　上記反射ミラー４２は、赤外光及び可視光の光路に対して進退可能に構成されており、可視光源３から可視光を出射する際には、当該反射ミラー４２が光路から退避される。ハーフミラー２６を透過した可視光は、スリット４１を通過した後、レンズ５１により集光されて、カメラ５に入射する。これにより、可視光によって照明された画像をカメラ５で撮像し、その画像を確認することができる。

２．カセグレン鏡保持機構の構成
　図４は、下カセグレン鏡２００Ｂを保持するカセグレン鏡保持機構６の構成例を示した断面図である。このカセグレン鏡保持機構６は、下カセグレン鏡２００Ｂを保持する保持部６１を備えている。保持部６１は、副鏡２０２が主鏡２０１に対して上方に位置するような姿勢で下カセグレン鏡２００Ｂを下方から保持する。

　この例では、下カセグレン鏡２００Ｂにおける主鏡２０１側の開口部２１２に、筒状部材２０４が取り付けられている。筒状部材２０４は、軸線Ｌに沿って延びており、開口部２１２に挿通された状態で固定されている。筒状部材２０４の上端部は、その外周面が円錐面２４１となっている。この円錐面２４１は、下カセグレン鏡２００Ｂ内において、主鏡２０１と副鏡２０２の間に位置している。これにより、不要な多重反射光や散乱光をカットすることができる。

　筒状部材２０４の下端部は、下カセグレン鏡２００Ｂの外部に突出しており、その外周面にはネジ部２４２が形成されている。ネジ部２４２は、ＲＭＳマウント（ＪＩＳ規格Ｍ２０．３２（Ｐ０．７０６））と呼ばれる互換性のあるスクリューマウントにより構成されている。このネジ部２４２は、円筒状のナット部６２にねじ込まれている。ナット部６２は、ネジ部２４２に対して強く締め付けられることにより、容易に回転しない状態となっている。

　ナット部６２の径方向外側には、取付部材６３が取り付けられている。取付部材６３は筒状の部材であり、その内面には、ナット部６２の外径よりも大きい内径を有する第１内周面６３１と、ナット部６２の外径よりも小さい内径を有する第２内周面６３２とが形成されている。第１内周面６３１と第２内周面６３２とは、円環状の段差面６３３により接続されている。

　ナット部６２は、取付部材６３内における第１内周面６３１の内側に配置され、その下端面が段差面６３３上に当接している。これにより、ナット部６２は、取付部材６３内において段差面６３３上で回転可能となっている。したがって、下カセグレン鏡２００Ｂは、ナット部６２とともに、取付部材６３に対して軸線Ｌを中心に回転可能である。

　取付部材６３の上端部には、第１内周面６３１を貫通するように、複数の固定ネジ６４が取り付けられている。これらの固定ネジ６４は、取付部材６３に対するねじ込み量が調整されることにより、第１内周面６３１からの突出量が変化するようになっている。したがって、各固定ネジ６４を取付部材６３に対してねじ込むことにより、ナット部６２の外周面に各固定ネジ６４の先端を当接させ、軸線Ｌに対するナット部６２の回転位置を固定することができる。

　ナット部６２の外周面には、テーパ面６２１が形成されており、当該テーパ面６２１に各固定ネジ６４の先端が食い込むようにしてねじ込まれる。これにより、各固定ネジ６４をナット部６２に対して強固に固定し、ナット部６２が取付部材６３に対して軸線Ｌを中心に回転するのを防止することができる。

　取付部材６３の下端部は、保持部６１の上面に形成された凹部６１１内に収容されている。保持部６１の凹部６１１内には、位置決め突起６１２が突出するように形成されており、当該位置決め突起６１２が取付部材６３の下端部に係止されることにより、取付部材６３が保持部６１上で軸線Ｌを中心に回転するのを防止することができる。

　このように、下カセグレン鏡２００Ｂはナット部６２及び取付部材６３とともに保持部６１上に保持されており、各固定ネジ６４がナット部６２に固定されていない状態では、軸線Ｌを中心に下カセグレン鏡２００Ｂをナット部６２とともに回転させることができる。軸線Ｌを中心に下カセグレン鏡２００Ｂを回転させると、下カセグレン鏡２００Ｂに備えられた複数の支持棒２３２（図２参照）も軸線Ｌを中心に回転する。

　したがって、ナット部６２及び取付部材６３は、軸線Ｌを中心として、保持部６１に保持された下カセグレン鏡２００Ｂにおける複数の支持棒２３２の回転位置を調整する回転調整機構６０を構成している。また、各固定ネジ６４は、下カセグレン鏡２００Ｂにおける複数の支持棒２３２の回転位置を固定する固定部を構成しており、当該固定部は回転調整機構６０に含まれる。

　下カセグレン鏡２００Ｂは、保持部６１に対して回転調整機構６０とともに着脱可能である。そして、下カセグレン鏡２００Ｂを回転調整機構６０とともに保持部６１に取り付けた状態において、位置決め突起６１２は、下カセグレン鏡２００Ｂが回転調整機構６０とともに回転するのを防止するための位置決め部として機能する。

３．回転位置の調整態様
　図５Ａ～図５Ｃは、回転調整機構６０を用いて複数の支持棒２３２の回転位置を調整する際の態様について説明するための図である。図５Ａ～図５Ｃでは、上カセグレン鏡２００Ａの複数（例えば３本）の支持棒２３２及び下カセグレン鏡２００Ｂの複数（例えば３本）の支持棒２３２を軸線Ｌに沿って見たときの図が示されている。

　本実施形態では、上カセグレン鏡２００Ａ及び下カセグレン鏡２００Ｂにおいて、それぞれ３本の支持棒２３２が軸線Ｌを中心に１２０°間隔で設けられている。この場合、上カセグレン鏡２００Ａの支持棒２３２の回転位置と、下カセグレン鏡２００Ｂの支持棒２３２の回転位置とが、仮に１８０°ずれていたとすると、それらの支持棒２３２を軸線Ｌに沿って見たときには、図５Ａのように６本の支持棒２３２が互いに重なることなく光路上に位置する。

　この場合、回転調整機構６０により、保持部６１に対して下カセグレン鏡２００Ｂを回転させれば、図５Ｂに示すように、下カセグレン鏡２００Ｂの支持棒２３２の回転位置を上カセグレン鏡２００Ａの支持棒２３２の回転位置に近づけることができる。そして、図５Ｃに示すように、下カセグレン鏡２００Ｂの支持棒２３２が上カセグレン鏡２００Ａの支持棒２３２に重なるように回転位置を調整すれば、光路上に位置する支持棒２３２の数を最小限に抑えることができる。

　図６は、透過測定を行う場合のカセグレン鏡２００の取付方法の一例を示したフローチャートである。透過測定を行う場合には、１対のカセグレン鏡２００（上カセグレン鏡２００Ａ及び下カセグレン鏡２００Ｂ）が必要となるため、これらの１対のカセグレン鏡２００が、測定位置Ｐ（図３参照）を挟んで同軸上に設置される（ステップＳ１０１：設置ステップ）。

　その後、可視光源３から測定位置Ｐに可視光を照射することにより（ステップＳ１０２）、作業者が光路上にある複数の支持棒２３２を視認可能な状態とする。この状態で、作業者は、肉眼又はカメラ（図示せず）を用いて複数の支持棒２３２を視認しながら、軸線Ｌを中心として、回転調整機構６０により下カセグレン鏡２００Ｂを回転させる（ステップＳ１０３）。

　このとき、上カセグレン鏡２００Ａの支持棒２３２と下カセグレン鏡２００Ｂの支持棒２３２とが、軸線Ｌに沿って見たときに重なるまで（ステップＳ１０４でＹｅｓとなるまで）、回転位置が調整される（ステップＳ１０３：調整ステップ）。そして、図５Ｃに示すように上カセグレン鏡２００Ａの支持棒２３２と下カセグレン鏡２００Ｂの支持棒２３２とが重なった状態で（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、各固定ネジ６４が取付部材６３にねじ込まれることにより、下カセグレン鏡２００Ｂの回転位置が固定される（ステップＳ１０５）。

４．作用効果
（１）本実施形態では、回転調整機構６０により、軸線Ｌに対して副鏡２０２を支持する複数の支持棒２３２の回転位置を調整することができる。したがって、当該回転位置を適切に調整すれば、複数の支持棒２３２による光の遮蔽を最小限に抑えることができる。

　図６に示した透過測定の場合のように、同軸上に１対のカセグレン鏡２００（上カセグレン鏡２００Ａ及び下カセグレン鏡２００Ｂ）が配置され、下カセグレン鏡２００Ｂから出射した光が上カセグレン鏡２００Ａに入射するような構成の場合には、例えば下カセグレン鏡における複数の支持棒２３２を回転させる。このとき、上カセグレン鏡２００Ａの支持棒２３２と下カセグレン鏡２００Ｂの支持棒２３２とが、軸線Ｌに沿って見たときに重なるように回転位置を調整することにより、複数の支持棒２３２による光の遮蔽を最小限に抑えることができる。

（２）本実施形態では、回転調整機構６０により、軸線Ｌに対して複数の支持棒２３２の回転位置を調整した上で、当該複数の支持棒２３２の回転位置を各固定ネジ６４により固定することができる。これにより、複数の支持棒２３２の回転位置がずれるのを防止することができるため、複数の支持棒２３２による光の遮蔽を確実に最小限に抑えることができる。

（３）本実施形態では、保持部６１に対してカセグレン鏡２００（下カセグレン鏡２００Ｂ）が着脱可能であるため、複数種類のカセグレン鏡２００の中から任意のカセグレン鏡２００を選択して保持部６１に取り付けることができる。このとき、カセグレン鏡２００が回転調整機構６０とともに着脱可能であるため、各カセグレン鏡２００との関係で一度調整された複数の支持棒２３２の回転位置を維持することができる。

（４）本実施形態では、カセグレン鏡２００（下カセグレン鏡２００Ｂ）及び回転調整機構６０の回転位置が位置決め突起６１２よって位置決めされるため、カセグレン鏡２００及び回転調整機構６０を保持部６１に対して着脱した場合であっても、それらの回転位置を一定に保つことができる。したがって、カセグレン鏡２００との関係で複数の支持棒２３２の回転位置を一度調整すれば、その後に当該カセグレン鏡２００を回転調整機構６０とともに保持部６１に着脱した場合であっても、回転位置を再度調整する必要がない。

５．変形例
　上記実施形態では、同軸上に１対のカセグレン鏡２００（上カセグレン鏡２００Ａ及び下カセグレン鏡２００Ｂ）が配置された場合に、下カセグレン鏡２００Ｂにおける複数の支持棒２３２を回転させるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、上カセグレン鏡２００Ａにも回転調整機構６０及び保持部６１などの同様の構成を採用することができる。この場合、上カセグレン鏡２００Ａの回転位置のみを調整するような構成であってもよいし、上カセグレン鏡２００Ａ及び下カセグレン鏡２００Ｂの両方の回転位置を調整するような構成であってもよい。

　上記実施形態では、透過測定を行う場合について説明したが、反射測定を行う場合のように、１つのカセグレン鏡（上カセグレン鏡２００Ａ）が用いられる場合にも本発明を適用することができる。この場合、下カセグレン鏡２００Ｂを省略して、上カセグレン鏡２００Ａのみを顕微鏡１００に取り付けることもできるし、上カセグレン鏡２００Ａ及び下カセグレン鏡２００Ｂの両方を顕微鏡１００に取り付けて、上カセグレン鏡２００Ａのみを反射測定に用いてもよい。

　図７は、反射測定を行う場合のカセグレン鏡２００の取付方法の一例を示したフローチャートである。反射測定を行う場合には、例えば上カセグレン鏡２００Ａが、測定位置Ｐ（図３参照）に対向するように設置される（ステップＳ２０１：設置ステップ）。

　その後、可視光源３から測定位置Ｐに可視光を照射することにより（ステップＳ２０２）、作業者が光路上にある複数の支持棒２３２を視認可能な状態とする。この状態で、作業者は、肉眼又はカメラ（図示せず）を用いて複数の支持棒２３２を視認しながら、軸線Ｌを中心として、回転調整機構６０により上カセグレン鏡２００Ａを回転させる（ステップＳ２０３）。

　このとき、上カセグレン鏡２００Ａの複数の支持棒２３２が、当該上カセグレン鏡２００Ａの副鏡２０２における第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界線に対して、軸線Ｌに沿って見たときに線対称となるまで（ステップＳ２０４でＹｅｓとなるまで）、回転位置が調整される（ステップＳ２０３：調整ステップ）。そして、複数の支持棒２３２が上記境界線に対して線対称となった状態で（ステップＳ２０４でＹｅｓ）、各固定ネジ６４が取付部材６３にねじ込まれることにより、上カセグレン鏡２００Ａの回転位置が固定される（ステップＳ２０５）。

　図７に示した反射測定の場合のように、１つのカセグレン鏡２００（上カセグレン鏡２００Ａ）が用いられ、当該カセグレン鏡２００に入射する光を副鏡２０２の第１領域Ｒ１で反射させた後、主鏡２０１で反射させて副鏡２０２の側方から測定位置Ｐに出射させるとともに、測定位置Ｐにおける試料からの反射光を主鏡２０１で反射させた後、副鏡２０２の第２領域Ｒ２で反射させて出射させるような構成の場合には、当該カセグレン鏡２００（上カセグレン鏡２００Ａ）における複数の支持棒２３２を回転させる。このとき、副鏡２０２における第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界線に対して、軸線Ｌに沿って見たときに複数の支持棒２３２が線対称となるように回転位置を調整することにより、複数の支持棒２３２による光の遮蔽を最小限に抑えることができる。

　図３に示した顕微鏡１００のように、反射測定及び透過測定の両方を行うことができるような顕微鏡１００の場合には、同軸上に１対のカセグレン鏡２００（上カセグレン鏡２００Ａ及び下カセグレン鏡２００Ｂ）を配置し、まず、図７に示すような上カセグレン鏡２００Ａの回転位置の調整を行う。その後、図６に示すような下カセグレン鏡２００Ｂの回転位置の調整を行えば、反射測定及び透過測定の両方において、複数の支持棒２３２による光の遮蔽を最小限に抑えることができる。

　以上の実施形態では、カセグレン鏡２００に設けられた筒状部材２０４のネジ部２４２に、回転調整機構６０（ナット部６２及び取付部材６３）が取り付けられた構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、カセグレン鏡２００の別の部分に回転調整機構６０が取り付けられた構成であってもよいし、カセグレン鏡２００の内部に、複数の支持棒２３２の回転位置を調整することができるような回転調整機構が設けられた構成であってもよい。

　カセグレン鏡２００における複数の支持棒２３２の回転位置を固定するための固定部は、上記実施形態のような固定ネジ６４に限らず、他の態様で回転位置を固定するような構成であってもよい。

　本発明に係るカセグレン鏡保持機構６は、上記実施形態のような反射測定及び透過測定の両方を行うことができる顕微鏡１００に限らず、反射測定又は透過測定の一方のみを行うことができるような顕微鏡にも適用可能である。

　　　　１　　試料ステージ
　　　　２　　赤外光源
　　　　３　　可視光源
　　　　４　　検出器
　　　　５　　カメラ
　　　　６　　カセグレン鏡保持機構
　　　６０　　回転調整機構
　　　６１　　保持部
　　　６２　　ナット部
　　　６３　　取付部材
　　　６４　　固定ネジ
　　１００　　顕微鏡
　　２００　　カセグレン鏡
　　２００Ａ　上カセグレン鏡
　　２００Ｂ　下カセグレン鏡
　　２０１　　主鏡
　　２０２　　副鏡
　　２０３　　ケーシング
　　２０４　　筒状部材
　　２１１　　反射面
　　２１２　　開口部
　　２２１　　反射面
　　２３１　　開口部
　　２３２　　支持棒
　　２４１　　円錐面
　　２４２　　ネジ部
　　６１１　　凹部
　　６１２　　位置決め突起
　　６２１　　テーパ面
　　６３１　　内周面
　　６３２　　内周面
　　６３３　　段差面

Claims

　主鏡、及び、当該主鏡と同軸上に配置され、側方から複数の支持棒によって支持された副鏡を有し、前記主鏡の軸線上に形成された開口部から入射する光を前記副鏡で反射させた後、前記主鏡で反射させて前記副鏡の側方から測定位置に出射させるカセグレン鏡を保持するためのカセグレン鏡保持機構であって、
　前記カセグレン鏡を保持する保持部と、
　前記軸線を中心として、前記保持部に保持された前記カセグレン鏡における前記複数の支持棒の回転位置を調整する回転調整機構とを備えたことを特徴とするカセグレン鏡保持機構。
　前記回転調整機構は、前記カセグレン鏡における前記複数の支持棒の回転位置を固定する固定部を有することを特徴とする請求項１に記載のカセグレン鏡保持機構。
　前記カセグレン鏡は、前記保持部に対して前記回転調整機構とともに着脱可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のカセグレン鏡保持機構。
　前記保持部は、前記カセグレン鏡が前記回転調整機構とともに回転するのを防止するための位置決め部を有することを特徴とする請求項３に記載のカセグレン鏡保持機構。
　請求項１～４のいずれかに記載のカセグレン鏡保持機構と、
　前記カセグレン鏡保持機構により保持されたカセグレン鏡と、
　前記カセグレン鏡を介して試料に光を照射する光源と、
　前記測定位置における試料からの反射光又は透過光を受光する検出器とを備えたことを特徴とする顕微鏡。
　主鏡、及び、当該主鏡と同軸上に配置され、側方から複数の支持棒によって支持された副鏡を有し、前記主鏡の軸線上に形成された開口部から入射する光を前記副鏡で反射させた後、前記主鏡で反射させて前記副鏡の側方から測定位置に出射させるカセグレン鏡の取付方法であって、
　前記測定位置を挟んで１対の前記カセグレン鏡を同軸上に設置する設置ステップと、
　前記軸線を中心として、前記１対のカセグレン鏡の少なくとも一方における前記複数の支持棒を回転させることにより、前記１対のカセグレン鏡の前記複数の支持棒が、前記軸線に沿って見たときに重なるように回転位置を調整する調整ステップとを含むことを特徴とするカセグレン鏡の取付方法。
　主鏡、及び、当該主鏡と同軸上に配置され、側方から複数の支持棒によって支持された副鏡を有し、前記主鏡の軸線上に形成された開口部から入射する光を前記副鏡の第１領域で反射させた後、前記主鏡で反射させて前記副鏡の側方から測定位置に出射させるとともに、前記測定位置における試料からの反射光を前記主鏡で反射させた後、前記副鏡の第２領域で反射させて前記開口部から出射させるカセグレン鏡の取付方法であって、
　前記測定位置に対向するように前記カセグレン鏡を設置する設置ステップと、
　前記軸線を中心として、前記カセグレン鏡における前記複数の支持棒を回転させることにより、前記副鏡における前記第１領域と前記第２領域との境界線に対して、前記軸線に沿って見たときに前記複数の支持棒が線対称となるように回転位置を調整する調整ステップとを含むことを特徴とするカセグレン鏡の取付方法。