JP3461382B2 - 対物レンズ走査型顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大型ウエハや大型液晶
基板の外観検査に使用可能な顕微鏡に係り、さらに詳し
くは対物レンズが標本上を水平方向の一軸方向へ移動可
能な対物レンズ走査型顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】対物レンズが標本上を水平方向の一軸方
向（例えばＸ軸方向）へ移動可能な顕微鏡は、対物レン
ズがＸ軸方向へ移動するため大型基板等を載置したステ
ージのＸ軸方向への移動が不要となる利点がある。さら
に、対物レンズがＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向へ移動
可能であればステージの移動は完全に不要になる。この
ようにステージを移動させる代わりに対物レンズを移動
させるようにした顕微鏡は装置全体を小さくできるとい
う利点がある。

【０００３】例えば、ステージ移動型の顕微鏡で、３６
０×４６５ｍｍの液晶基板を検査対象とするためには、
装置全体の大きさとして最低でも（２×液晶基板の大き
さ）＝７６０×９３０ｍｍの大きさが要求される。一
方、対物レンズを２軸方向へ走査可能な顕微鏡であれ
ば、装置のサイズは理論上は３６０×４６５ｍｍまで小
形化できる。

【０００４】ところが、対物レンズを走査する方式は、
標本にスポットを照射するレーザ走査顕微鏡や、極めて
視野の狭い顕微鏡には有効であるが、広視野を覗くこと
を主眼として設計された顕微鏡に適用した場合に次のよ
うな欠点がある。

【０００５】図６は、標本上における光軸上の点イと光
軸から離れた点ロにそれぞれ対応した中間像ａ，ａ′を
結ぶまでの光束状態を示している。同図において、実線
で示す光路図は対物光軸上の点（イ）から発した光の光
路図を示し、破線で示す光路図は光軸よりｄだけずれた
位置の標本上の点（ロ）から発した光の光路図を示して
いる。この２つの光路図を比較すると、対物レンズとし
て無限遠設計レンズを使用してもアフォーカル光学系中
の光束が拡大していることが判る。そのため、対物レン
ズと結像レンズとの間でアフォーカル光学系を構成して
いても両者の間隔が長くなると点（イ）の光束に対して
点（ロ）の光束が大きく広がり点（ロ）の光束が結像レ
ンズに入りきらなくなり中間像を得ることができなくな
る。

【０００６】このことを模式的に示したのが図７（ａ）
（ｂ）である。同図（ａ）に示すように対物レンズと結
像レンズとの距離がＬａのときに点（ロ）からの光束が
結像レンズに入っていても、同図（ｂ）に示すようにそ
の距離がＬｂに拡大すればより直径の大きい結像レンズ
でなければ中間像を確保することができない。

【０００７】例えば、一般の無限遠設計対物レンズと直
径５０ｍｍ程度の結像レンズを使用したとしても対物−
結像レンズ間の距離は２００ｍｍ程度しかとれず、これ
が対物レンズの走査距離を大きく制限している。

【０００８】また、対物レンズの移動可能な範囲内であ
っても光線高が大きくなるので収差をとる工夫が結像レ
ンズに必要となり、極めて困難な設計となる。上述した
ような結像レンズの口径増大に伴う不具合を解消するた
めの対策として種々の提案がなされている。

【０００９】例えば、米国特許第４，７４４，６４２号
には、対物レンズと結像レンズとの間の光路中に、図８
に示すようなズームに似たリレー光学系Ｒを設け、間隔
Ｄの増大に伴ってレンズＬ₁〜Ｌ₄の間隔を変化させて、
間隔Ｄの増大に伴う不具合を解消するようにした光学系
が開示されている。

【００１０】また、特開平５−１２７０８８号には、図
８に示すリレー光学系ＲのレンズＬ１，Ｌ２間、及びレ
ンズＬ３，Ｌ４間をそれぞれ固定し、レンズＬ２，Ｌ３
間をアフォーカル光学系として距離Ｄの変化に対応しよ
うとしたものが開示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た文献に示されたリレー光学系Ｒは、対物レンズ及び結
像レンズ間に設けて使用する場合、像及び瞳のリレーが
必要でありレンズ設計が困難であると共に、レンズ位置
を変化させるための機械設計が困難である等の問題があ
った。

【００１２】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、レンズ設計及び機械設計が容易な構成を有
し、かつ中間像の大きさ像の明るさを確保でき、さらに
コンパクト化が可能な対物レンズ走査型顕微鏡を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の対物レンズ走査型顕微鏡は、標本の観察面に
対して無限遠設計対物レンズを走査して標本像を観察す
る走査型顕微鏡において、前記無限遠設計対物レンズ、
この無限遠設計対物レンズからの光を前記標本の観察面
と平行な方向に反射する反射部材、及び前記無限遠設計
対物レンズからの光を第１次像として結像させる第１の
結像レンズを一体に組込んだ対物ユニットと、この対物
ユニットを前記標本の観察面に沿って移動させる対物ユ
ニット移動手段と、前記第１の結像レンズの第１次像を
第２次像として結像させる第２の結像レンズと、接眼レ
ンズまたはＴＶカメラとを所定位置に固定配置した観察
ユニットと、前記第１の結像レンズと前記第２の結像レ
ンズとの間の観察光路を折返す台形ミラーユニットと、
この台形ミラーユニットを前記標本面に沿って移動させ
る台形ミラーユニット移動手段と、前記第１の結像レン
ズと前記第２の結像レンズとの間隔が一定になるよう
に、前記対物ユニットと前記台形ミラーユニットとを
２：１の割合で同一方向に駆動する制御手段と、を具備
したことを特徴とする。

【００１４】更に、前記対物ユニット移動手段と前記台
形ミラーユニット移動手段は、前記対物ユニットと台形
ミラーユニットをそれぞれ前記標本観察面に沿って平行
に導くガイドと、該対物ユニットと該台形ミラーユニッ
トをそれぞれ駆動するスクリューロッドと、これらのス
クリューロッドを別個に駆動制御するパルスモータから
なる駆動機構を備え、該台形ミラーユニットの移動量が
該対物ユニットの移動量に対して１／２の移動量となる
ように該パルスモータを制御することを特徴とする。

【００１５】また、本発明の対物レンズ走査型顕微鏡に
対応する前記対物ユニットは、無限遠設計対物レンズ
と、この対物レンズの光軸上に配置され出射光路を前記
標本観察面に対して平行に導く偏向ミラーと、前記第１
の結像レンズを一体に組込み、該対物レンズを該対物ユ
ニットに対して標本観察面に垂直方向に移動可能にした
ことを特徴とする。また、前記対物ユニットは、前記対
物レンズの光軸上に反射光路と透過光路に分割するハー
フミラーを備え、透過光路にオートフォーカス光学系を
接続したことを特徴とする。また、前記対物ユニット
は、前記対物レンズの光軸上に反射光路と透過光路に分
割するハーフミラーを備え、透過光路に照明光学系を接
続したことを特徴とする。また、前記対物ユニットは、
前記対物レンズの光軸上に反射光路と透過光路に分割す
るハーフミラーを備え、この透過光路側に偏光子を配置
し、反射光路側に検光子を配置し、対物レンズ側に微分
干渉プリズムを配置し、更に透過光路に前記偏光子を介
して照明光学系を接続したことを特徴とする。

【００１６】また、本発明の対物レンズ走査型顕微鏡に
対応する前記観察ユニットは、前記第２の結像レンズと
接眼レンズの間に前記台形ミラーユニット及び前記対物
レンズを介して前記標本を照明する照明光学系を接続し
たことを特徴とする。また、観察ユニットは、前記台形
ミラーユニットと前記第２の結像レンズとの間に光路を
前記対物ユニットの移動方向と直交する方向に偏向する
ミラーとを備えたことを特徴とする。また、前記台形ミ
ラーユニットは、１対のミラー間に前記第１の結像レン
ズにより結像された第１次像を前記第２の結像レンズに
伝送する移動結像レンズを配置し、該移動結象レンズを
前記台形ミラーユニットと同一方向へ同一距離移動させ
ることを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明によれば、対物ユニットを標本観察面に
沿って移動させると、この対物レンズで取りこまれた標
本像は対物ユニットに一体に組込まれた第１の結像レン
ズにより第１次像として結像される。更に、この第１次
像は、台形ミラーユニットを介して観察ユニットに一体
に組込まれた第２の結像レンズにより第２次像を結像さ
れる。

【００１８】一方、第１の結像レンズと第２の結像レン
ズとの間隔が一定になるように対物ユニットの移動に応
じて台形ミラーユニットの移動量が制御される。このと
き、第２の結像レンズは不動の観察ユニットに一体に組
込まれているため、第１の結像レンズの移動量に対して
台形ミラーユニットを１／２だけ移動させることによ
り、第１の結像レンズと第２の結像レンズとの距離は対
物レンズの走査に拘わらず常に一定の距離に維持され
る。

【００１９】すなわち、固定位置に設けられた第２結像
レンズに入射する光束径は、対物レンズが移動したとし
ても理論上は変化しない。従って、対物レンズの走査距
離が結像レンズの直径により制限されることがなくな
る。

【００２０】また、対物ユニット，折返しミラーユニッ
トが移動した時であっても第１の結像レンズと第２の結
像レンズとの間の距離は常に一定距離に維持される。こ
のためレンズ設計も容易である。さらに、対物ユニット
と折返しミラーユニットとを２：１の割合で移動させる
機構が必要となるが、個々のレンズを対物レンズの走査
に合わせて収差等を解消するように移動させる機構を設
計するのに比べれば機械設計は大幅に簡単化される。

【００２１】

【００２２】対物ユニットが標本観察面に沿って移動す
ると、第１の結像レンズと第２の結像レンズとの距離を
一定に維持するように台形ミラーユニットが同方向へ移
動するとともに、台形ミラーユニット内の移動結象レン
ズが台形ミラーユニットの移動量と同じ距離だけ移動
し、移動結象レンズが第１の結像レンズの第２次像に近
づき、移動結象レンズに入射する光束の直径は対物レン
ズの移動に左右されずに一定で且つ小さい直径となる。

【００２３】本発明によれば、対物ユニットに光学接続
された照明系を介して光源像が入射される。偏光子を通
過する際に直線偏光にされた光源像がハーフミラー、対
物レンズを通って標本に投光される。標本から対物レン
ズに入射した光束は対物レンズを通過後にハーフミラー
で反射され検光子で共通振動成分が取出されて干渉し色
のコントラストとなって第１の結像レンズに入射する。
このように対物ユニットに照明光学系及び微分干渉ユニ
ットを設けることにより微分干渉ユニットと対物レンズ
との間に介在する光学素子を最小限に抑えられ、偏光特
性の劣化を伴わない微分干渉観察を実現できる。

【００２４】本発明によれば、標本が載置されたステー
ジが対物レンズの走査方向と直交する方向へ移動可能
で、対物レンズとステージの走査を組み合わせることに
より２次元的な走査が可能になる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は、本発明の第１実施例に係る対物レンズ走査型顕微
鏡の構成図である。本実施例の対物レンズ走査型顕微鏡
は、液晶基板からなる標本Ｓを載置するステージの上方
に配置されステージ面と平行な一軸方向へ移動自在に設
けられた移動対物ユニット１を備えている。この移動対
物ユニット１は、その下端部に形成されたレボ取付面
に、数本の対物レンズを取付可能なレボルバ２が回転自
在に設けられている。レボルバ２は、任意の対物レンズ
３が光軸に挿入されるようにレボルバ２を回転させる不
図示の電動回転機構に連結されていると共に、光軸に挿
入された対物レンズ３のピント合わせのためにレボルバ
２をユニット１に対して上下動させる不図示の電動上下
動機構に連結されている。対物レンズ３は対物レンズの
移動でピント合わせが可能であり、かつ対物レンズが上
下動しても第１次像位置が変化しない無限遠設計対物レ
ンズであるものとする。

【００２６】移動対物ユニット１内における対物レンズ
３の光軸上にハーフミラーからなる第１のミラー４が光
軸に対して４５度傾けらた状態で配置されている。な
お、本実施例においては、光軸に挿入された対物レンズ
３の光軸はステージ面（標本平面）に対して垂直である
とする。対物レンズ３からの出射光のうち第１のミラー
４で反射された光束はステージ面と平行な第１方向の光
軸を持つことになる。

【００２７】対物レンズ３側からみた第１のミラー４の
反射側光軸上には第１の結像レンズ５が配置され、第１
のミラー４の透過側光軸上にはミラー等の他の光学素子
６が配置されている。第１の結像レンズ５は後述する折
り曲げ光軸上の所定位置に第１次像７を結像する。光学
素子６は接眼レンズ系以外の光路に標本像の光束を導
く。例えば、この光路には必要に応じてＡＦ（オートフ
ォーカス）光学系などが取り付けられる。

【００２８】移動対物ユニット１は、上記したレボルバ
２（対物レンズ３）が取付けられるほか（但し、回転及
び上下動可能）、第１のミラー４及び第１の結像レンズ
５が固定されている。

【００２９】折曲げ光軸上であって前記第１次像の後方
に台形ミラーユニット８が移動対物ユニット１の移動方
向と同方向である第１方向へ移動自在に設けられてい
る。台形ミラーユニット８が配置されている。台形ミラ
ーユニット８は、折り曲げ光軸を第２方向となる９０度
上方に折り曲げる第２のミラー８−１と、第２のミラー
８−１で第２方向へ折り曲げられた光軸をさらに第１方
向と同方向へ９０度で折り返す第３のミラー８−２とを
有する。第２のミラー８−１及び第３のミラー８−２は
当該ユニット８に固定されている。本明細書では、第１
のミラー４から第２のミラー８−１までを上記折曲げ光
軸と呼称し、第３のミラー８−２から後述する接眼レン
ズまでの光軸を折返し光軸と呼称するものとする。な
お、互いに平行な折曲げ光軸と折返し光軸との垂線の長
さは、設計上適当な値であって良い。

【００３０】折返し光軸上であって台形ミラーユニット
８が最も対物レンズ側に移動した際に干渉しない所定位
置に第２の結像レンズ９が固定設置されている。第２の
結像レンズ９の焦点距離は、第１次像７から第２の結像
レンズ９までの光路長と像倍率との関係に基づいて定め
られ、ここでは第２の結像レンズ９の焦点位置で第２次
像１６が得られる。また、本実施例では一般の接眼レン
ズをそのまま使用可能にするため１倍にしている。折返
し光軸上の所定位置に接眼レンズ１０が設けられてい
る。

【００３１】第２の結像レンズ９から接眼レンズ１０に
至るまでの光学系は固定ユニット２０に設けられてい
る。この固定ユニット２０に対して投光ユニット１１が
設けられている。投光ユニット１１は、光源１２，この
光源１２から発した光を集光する集光レンズ１３，この
集光レンズ１３で集光した光源光を対物レンズ３の瞳位
置に投影する投影レンズ１４，投影レンズ１４を通過し
た光源像を折返し光軸上に入射するハーフミラー１５か
ら構成されている。

【００３２】ここで、移動対物ユニット１と台形ミラー
ユニット８とは２：１の割合で同方向へ移動するように
図２に示す連動機構を備えている。この連動機構は、ス
テージ上を第１方向へ延設されたガイドレール２１を備
えており、そのガイドレール２１に対して移動対物ユニ
ット１及び台形ミラーユニット８が第１方向へ移動自在
に取付けられている。移動対物ユニット１及び台形ミラ
ーユニット８はそれぞれボールねじにより移動される。
すなわち、移動対物ユニット１にボールねじのナット２
２がその穴の中心軸を第１方向に向けて固定されてお
り、そのナット２２にボールねじのスクリューロッド２
３が螺入されている。台形ミラーユニット８も同様にナ
ット２４が固定されており、そのナット２４にスクリュ
ーロッド２５が螺入されている。各スクリューロッド２
３，２５の一端部には夫々パルスモータ２６，２７が設
けられていて、夫々対応するスクリューロッド２３，２
５に回転力を与えるようになっている。２つのモータ２
６，２７はコントローラ２８からモータドライバ２９
ａ，２９ｂを介してその回転量が独立に制御されるよう
になっている。具体的には、コントローラ２８は移動対
物ユニット１の移動中（対物レンズ走査中）には、移動
対物ユニット１に対応するパルスモータ２６にＭパルス
与えるのに対し、台形ミラーユニット８に対応するパル
スモータ２７にＭ／２パルスを与える。なお、移動対物
ユニット１及び台形ミラーユニット８の各ボールねじは
同ピッチのものを使用しており、あるパルス数に対する
移動距離は互いに同距離である。

【００３３】次に、以上のように構成された本実施例の
動作として標本Ｓのａ点からａ′点までを走査する場合
について説明する。なお、移動対物ユニット１がａ点に
あるとき、台形ミラーユニット８はａ点から第１方向に
２７０ｍｍ離れたｂ点にあるものとする。対物ユニット
がａ′点に来ると、台形ミラーユニット８はｂ′点へ移
動する。点ａがａ′へ動くと、ｂ点は１９０ｍｍ動いて
ｂ′点（４８０ｍｍ地点）へ移動する。

【００３４】投光ユニット１１の光源１２の光源像が、
折返し光軸上に挿入されたハーフミラー１５で第２の結
像レンズ９側に反射される。第２の結像レンズ９を通っ
た光源像は、台形ミラーユニット８，第１の結像レンズ
５を介して移動対物ユニット１内のハーフミラー４に入
射し、そのハーフミラー４により標本側へ反射される。
その結果、光源像が対物レンズの瞳近傍に投光される。

【００３５】対物レンズ３のピントを標本Ｓのａ点に合
わせるためには、不図示の上下動機構によりレボルバ２
を上下動させる。対物レンズ３のピントが合っている状
態では、無限遠対物レンズの性格上、第１の結像レンズ
５から第１次像７が形成される位置までの距離は常に一
定となる。

【００３６】次に、コントローラ２８から各モータドラ
イバ２９ａ，２９ｂに対して２：１の割合でパルス信号
を送る。例えば移動対物ユニット１がａ点からａ′点へ
移動するまでにｎパルス必要であれば、コントローラ２
８はモータドライバ２９ａに対して一定の周期でＴ時間
の間にｎパルスのパルス信号を与える。このパルス数に
応じてパルスモータ２６が回転すると、スクリューロッ
ド２３が回転し当該ロッド２３に螺合しているナット２
２に第１方向の推進力が働く。スクリューロッド２３は
第１方向の移動が規制されているため、ナット２２が固
定されている移動対物ユニット１がガイドレール２１に
案内されて第１方向へ３８０ｍｍだけ移動する。

【００３７】また、コントローラ２８は、同じＴ時間の
間に、ｎ／２のパルス数のパルス信号をもう一方のモー
タドライバ２９ｂに与える。このパルス数に応じてもう
一つのパルスモータ２７が回転し、上記同様にして、台
形ミラーユニット８がガイドレール２１に案内されて第
１方向へ１９０ｍｍ（３８０／２）だけ移動する。

【００３８】ここで、対物レンズ３のピントが合ってい
れば第１次像７の位置は一定であることから、移動対物
ユニット１が第１方向へ移動すると第１次像７の位置が
同じ距離だけ第１方向へ移動する。もし、台形ミラーユ
ニット８が固定であれば、第１次像７から第２の結像レ
ンズ９までの距離が変化するため第２の結像レンズ９に
おける光束径が大きく変化する。ところが、本実施例で
は台形ミラーユニット８が移動対物ユニット１の移動量
の１／２の割合で同方向へ移動するため、移動対物ユニ
ット１の移動期間中において第１次像７と第２の結像レ
ンズ９との間の距離は変化せず、従って第２の結像レン
ズ９の位置における光束径の大きさも一定である。

【００３９】第２の結像レンズ９を通過した光束は折返
し光軸上の所定位置で第２次像１６を形成し、その像が
接眼レンズ１０から観察される。このように本実施例に
よれば、移動対物ユニット１と台形ミラーユニット８と
を共に対物レンズ３の走査方向である第１方向へ移動可
能とし、移動対物ユニット１が移動したら同時に半分の
距離だけ台形ミラーユニット８を同方向へ移動させるよ
うにしたので、対物レンズ３の走査ストロークを大きく
しても、無限遠対物レンズ直後のアフォーカル系を利用
する場合に比べて第２の結像レンズ９の直径を小さくす
ることができる。

【００４０】また、本実施例によれば、第１，第２の結
像レンズ５，９間の距離が一定のことから、レンズ設計
が容易であるといった利点がある。本実施例の構造部と
なる連動機構は、移動対物ユニット１と台形ミラーユニ
ット８とを２：１の割合で同一ガイドレール上を移動さ
せる設計で良いことから、複雑なズーム状のレンズ移動
の機械設計に比べて簡単なものとなる。

【００４１】さらに、本実施例によれば、第２の結像レ
ンズ９が１倍であることから、普通の接眼レンズを使用
できる。また、投光ユニット１１が固定位置に設けられ
ていることから移動対物ユニット１に掛かる負担が小さ
く移動対物ユニット１を移動させる機構部分の剛性を必
要としない利点がある。

【００４２】なお、光学素子６で導かれる光路上、又は
接眼レンズ１０の位置に分割プリズムを設置することに
より新たに分岐した光路上にＴＶカメラを設置すること
により、ＴＶ観察が可能になる。

【００４３】対物レンズ３として有限設計のものを使用
する場合は、ステージを上下する機構を装備した顕微鏡
を使用しなければならない。ピント合わせによる対物レ
ンズの上下は第１次像位置を変化させるからである。

【００４４】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図３は、第２実施例に係る対物レンズ走査型顕微鏡
の構成を示す図である。なお、前述した第１実施例と同
様な部分には同一符号を付し説明の重複を避ける。

【００４５】本実施例の対物レンズ走査型顕微鏡は、移
動対物ユニット１′に光源，集光レンズ１３，投影レン
ズ１４及びミラー１５からなる投光ユニット１１′と、
ポラライザー３１，アナライザー３２及び微分干渉プリ
ズム４０からなる微分干渉ユニットとが設けられてい
る。対物レンズ側からみて第１のミラー４の透過側光軸
上にポラライザー３１及びミラー１５がそれぞれ配置さ
れている。また、第１のミラー４の反射側光軸上にアナ
ライザー３２が配置されている。

【００４６】また、本実施例は、折り返し光軸上に第２
の結像レンズ９の第２次像をリレーするためのリレーレ
ンズ３３を備えている。接眼レンズ位置を標本から離し
たい場合に有効である。

【００４７】なお、移動対物ユニット１′と台形ミラー
ユニット８とを２：１の割合で第１方向へ連動して移動
させる連動機構を備えているのは前記第１実施例と同様
である。

【００４８】以上のように構成された本実施例では、ア
ナライザー３１を通過した光源像が第１のミラー４を透
過し対物レンズ３を通って標本Ｓ上に投射される。ま
た、標本Ｓからの光束は対物レンズ３を通過してから第
１のミラー４で反射されてアナライザー３２を通って第
１の結像レンズ５に入射する。第１の結像レンズ５を通
過した光束は台形ミラーユニット８，第２の結像レンズ
９を介してリレーレンズ３３に入射し接眼レンズまでリ
レーされる。

【００４９】この様な本実施例によれば、移動対物ユニ
ット１′と台形ミラーユニット８とを２：１の割合で第
１方向へ連動して移動させるようにしたので、前述した
第１実施例と同様の効果を奏することができる。しか
も、投光ユニット１１′及び微分干渉ユニットを移動対
物ユニット１′に設けたので、第１実施例のように固定
ユニットに投光ユニットを設けた場合に比べ、偏光特性
の劣化が小さくコントラストの良い微分干渉観察を実現
できる。

【００５０】図４及び図５は上記第１，第２実施例の変
形例を夫々示している。なお、第１，第２実施例と同一
部分には同一符号を付している。図４に示す変形例は、
第２の結像レンズ９′を台形ミラーユニット８における
第２，第３のミラー８−１，８−２間に配し、且つ第２
の結像レンズ９′を台形ミラーユニット８と同時に第２
方向へ同距離だけ移動するように構成している。なお、
第２の結像レンズ９′を上記したように移動させる機構
は図示してないが当業者であれば容易に設計可能であ
る。また、固定ユニット内における折返し光軸上に第３
の結像レンズ３４を配置している。

【００５１】この様な本実施例によれば、第１の結像レ
ンズ５，第２の結像レンズ９′及び第３の結像レンズ３
４の距離は変化しないので前述した各実施例の効果を得
ることができ、さらに第１次像７と第２の結像レンズ
９′との距離を短くできることから第２の結像レンズ
９′及び第３の結像レンズ３４における光束径を小さく
することができこれら各結像レンズの大径化を防止でき
る。

【００５２】図５に示す変形例は、折返し光軸の光学系
を変更した例である。すなわち、折返し光軸における第
３のミラー８−２と第２の結像レンズ９との間に、折返
し光軸を対物走査方向（第１方向）と直交する方向へ折
り曲げる第４のミラー３５を配置している。この第４の
ミラー３５で再度折り曲げられた光軸上に第２の結像レ
ンズ９および接眼レンズ１０が配置される。

【００５３】この様な変形例によれば、ステージ移動方
向と併せて作業性を改善することができる。本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲内で種々変形実施可能である。

【００５４】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、レ
ンズ設計及び機械設計が容易な構成を有し、かつ中間像
の大きさ像の明るさを確保でき、さらにコンパクト化が
可能な対物レンズ走査型顕微鏡を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る対物レンズ走査型顕
微鏡の構成図である。

【図２】図１に示す対物レンズ走査型顕微鏡に備えた連
動機構の構成図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る対物レンズ走査型顕
微鏡の構成図である。

【図４】第１実施例及び第２実施例の変形例を示す図で
ある。

【図５】第１実施例及び第２実施例の他の変形例を示す
図である。

【図６】無限遠対物レンズ直後におけるアフォーカル光
学系の光束拡大状況を示す図である。

【図７】アフォーカル光学系における光束拡大に伴う結
像レンズの大径化を示す図である。

【図８】折曲げ光軸にリレー光学系を入れた顕微鏡の構
成図である。

【符号の説明】 １，１′…移動対物ユニット、２…レボルバ、３…対物
レンズ、４…第１のミラ…、５…第１の結像レンズ、８
…台形ミラーユニット、８−１…第２のミラー、８−２
…第３のミラー、９，９′…第２の結像レンズ、１０…
接眼レンズ、１１，１１′…投光ユニット、２１…ガイ
ドレール、２２，２４…ナット、２３，２５…スクリュ
ーロッド、２６，２７…パルスモータ、２８…コントロ
ーラ、２９ａ，２９ｂ…モータドライバ、３１…ポララ
イザー、３２…アナライザー、３４…第３の結像レン
ズ、３５…第４のミラー。

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 標本の観察面に対して無限遠設計対物レ
   ンズを走査して標本像を観察する走査型顕微鏡におい
   て、 前記無限遠設計対物レンズ、この無限遠設計対物レンズ
   からの光を前記標本の観察面と平行な方向に反射する反
   射部材、及び前記無限遠設計対物レンズからの光を第１
   次像として結像させる第１の結像レンズを一体に組込ん
   だ対物ユニットと、 この対物ユニットを前記標本の観察面に沿って移動させ
   る対物ユニット移動手段と、 前記第１の結像レンズの第１次像を第２次像として結像
   させる第２の結像レンズと、接眼レンズまたはＴＶカメ
   ラとを所定位置に固定配置した観察ユニットと、 前記第１の結像レンズと前記第２の結像レンズとの間の
   観察光路を折返す台形ミラーユニットと、 この台形ミラーユニットを前記標本面に沿って移動させ
   る台形ミラーユニット移動手段と、 前記第１の結像レンズと前記第２の結像レンズとの間隔
   が一定になるように、前記対物ユニットと前記台形ミラ
   ーユニットとを２：１の割合で同一方向に駆動する制御
   手段と、 を具備したことを特徴とする対物レンズ走査型顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記対物ユニット移動手段と前記台形ミ
   ラーユニット移動手段は、前記対物ユニットと台形ミラ
   ーユニットをそれぞれ前記標本観察面に沿って平行に導
   くガイドと、該対物ユニットと該台形ミラーユニットを
   それぞれ駆動するスクリューロッドと、これらのスクリ
   ューロッドを別個に駆動制御するパルスモータからなる
   駆動機構を備え、該台形ミラーユニットの移動量が該対
   物ユニットの移動量に対して１／２の移動量となるよう
   に該パルスモータを制御することを特徴とする請求項１
   記載の対物レンズ走査型顕微鏡。
3. 【請求項３】 前記対物ユニットは、無限遠設計対物レ
   ンズと、この対物レンズの光軸上に配置され出射光路を
   前記標本観察面に対して平行に導く偏向ミラーと、前記
   第１の結像レンズを一体に組込み、該対物レンズを該対
   物ユニットに対して標本観察面に垂直方向に移動可能に
   したことを特徴とする請求項１記載の対物レンズ走査型
   顕微鏡。
4. 【請求項４】 前記対物ユニットは、前記対物レンズの
   光軸上に反射光路と透過光路に分割するハーフミラーを
   備え、透過光路にオートフォーカス光学系を接続したこ
   とを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ走査型顕微
   鏡。
5. 【請求項５】 前記対物ユニットは、前記対物レンズの
   光軸上に反射光路と透過光路に分割するハーフミラーを
   備え、透過光路に照明光学系を接続したことを特徴とす
   る請求項１に記載の対物レンズ走査型顕微鏡。
6. 【請求項６】 前記対物ユニットは、前記対物レンズの
   光軸上に反射光路と透過光路に分割するハーフミラーを
   備え、この透過光路側に偏光子を配置し、反射光路側に
   検光子を配置し、対物レンズ側に微分干渉プリズムを配
   置し、更に透過光路に前記偏光子を介して照明光学系を
   接続したことを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ
   走査型顕微鏡。
7. 【請求項７】 前記観察ユニットは、前記第２の結像レ
   ンズと接眼レンズの間に前記台形ミラーユニット及び前
   記対物レンズを介して前記標本を照明する照明光学系を
   接続したことを特徴とする請求項１記載の対物レンズ走
   査型顕微鏡。
8. 【請求項８】 前記観察ユニットは、前記台形ミラーユ
   ニットと前記第２の結像レンズとの間に光路を前記対物
   ユニットの移動方向と直交する方向に偏向するミラーと
   を備えたことを特徴とする請求項１項記載の対物レンズ
   走査型顕微鏡。
9. 【請求項９】 前記台形ミラーユニットは、１対のミラ
   ー間に前記第１の結像レンズにより結像された第１次像
   を前記第２の結像レンズに伝送する移動結像レンズを配
   置し、該移動結象レンズを前記台形ミラーユニットと同
   一方向へ同一距離移動させることを特徴とする請求項１
   記載の対物レンズ走査型顕微鏡。