(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース上に設けられ大型標本を載置するステージと、
このステージを跨ぐようにして上記ベース上に設けられる門型形状アームと、
この門型形状アームの水平梁部に沿って設けられるリレー光学系と、
このリレー光学系の観察者側の一方端に光学的に連結される観察用鏡筒と、
前記リレー光学系の他方端に配置され光軸を前記ステージに対して垂直に偏向する第１の偏向手段と、
この第１の偏向手段の垂直光軸に光学的に連結される対物レンズと、
この対物レンズと前記第１の偏向手段との間の光軸上に配置され、前記垂直光軸を前記リレー光学系と平行とる前記観察者側に分岐する第２の偏向手段と、
この第２の偏向手段の水平光軸に配置され、照明特性を変更・調整する操作部を有する光学素子を介して照明光を前記対物レンズに導く落射照明光学系と、
この落射照明光学系の入射端に光学的に連結され、前記門型形状アームの側面に取り付けられる光源と、
を具備したことを特徴とする大型標本観察用顕微鏡装置。
【請求項２】
前記第１の偏向手段と前記第２の偏向手段とを近接させて、前記レリー光学系と前記落射照明光学系を上下に並設して、前記門型形状アームの水平梁部内に内蔵することを特徴とする請求項１記載の大型標本観察用顕微鏡装置。
【請求項３】
前記落射照明光学系に配置される光学素子は、手動で調整する少なくとも開口絞り、視野絞りを含むことを特徴とする請求項１記載の大型標本観察用顕微鏡装置。
【請求項４】
前記落射照明光学系の入射端は、前記門型形状アームの側面に設けられ、この入射端にランプ光源を有するランプハウスを着脱可能に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の大型標本観察用顕微鏡装置。
【請求項５】
前記落射照明光学系の入射端は、前記門型形状アームの側面に設けられ、この入射端にコネクタを介してファイバに連結されたランプ光源を接続し、前記コネクタにＮＤフィルタ、カラーバランスフィルタなどの各種フィルタを挿脱可能に設けたことを特徴とする請求項１記載の大型標本観察用顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶表示基板や半導体ウエハ等を対象とした大型標本観察用顕微鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示基板のような大型、例えば３６０ｍｍ×４６０ｍｍ程度の板状標本を検査のために観察する顕微鏡は、図３に示すように標本を載置するステージを跨ぐようなアームを有しており、このアームに対して、対物レンズからリレー鏡筒を介して観察用鏡筒に至るリレー光学系と、上記対物レンズを介して標本を照明する落射照明系とが取付けられるようになっている。
【０００３】
すなわち、図３では１０がベース、１１がベース１０上にＸ，Ｙ方向にスライド可能に固定されたステージ、１２がこのステージ１１上にセットされた標本、１３がステージ１１を跨ぐようにして架設された門型のアームである。
【０００４】
アーム１３は図３（Ａ）にその形状を示すように各脚部がベース１０の端部に位置するような平面形状で略Ｙ字形をなし、図３（Ｂ）に示すように長い水平スパンの水平梁部１３ａ、その両端の斜め梁１３ｂ及び短柱部１３ｃからなる門型形状で顕微鏡本体１５の重量を支持している。
【０００５】
しかして、顕微鏡本体１５はステージ１１上に載置された標本１２を観察する対物レンズ１６、複数の対物レンズ１６を電動操作により切換える電動レボルバユニット１７、対物レンズ１６を介して標本面を照明する落射照明系の反射照明装置１８、対物レンズ１６からの結像光線の鉛直光軸Ａ１を偏角してステージ１１のＹ軸方向に向いた水平光線とし、さらにベース１０端部の上方に位置する観察用鏡筒１９まで延長するリレー光学系Ａ２を収容した延長リレー鏡筒２０、及びこの延長リレー鏡筒２０の先端に取付けられた接眼レンズ２１を備えた観察用鏡筒１９から構成されている。
【０００６】このような構成の顕微鏡本体１５では、対物レンズ１６からの鉛直光軸Ａ１は、直角に偏向された後にリレー光学系Ａ２に導かれ、さらに直角に偏向されて観察用鏡筒１９内を経由し、接眼レンズ２１に入射されるべく設定されている。
【０００７】
上記アーム１３は、ステージ１１に載置される標本１２が大型であり、これに対応して顕微鏡本体１５も大型の構造となることから、上述した如く顕微鏡本体１５を強固に支持するべく門型形状とされるものである。
【０００８】
言い換えると、図４に示すような一般的なコ字状型のアーム３１を有する顕微鏡の構造とした場合には、上述した如く標本の大型化に連れて顕微鏡本体部の重量も増してしまうために、どうしてもアーム３１の相対的な強度が不足し、床から伝わる振動によって得られる像がぶれてしまい、正確な観察、検査を行なうことができないという不具合を解消することができない。
【０００９】
同時に、従来の顕微鏡構造ではなんら問題とならなかった点、例えば標本を載置するステージ３２を最前位置まで移動させた場合のステージ３２前端部とアイポイントＩＰとの水平距離Ｌ１  、あるいはステージ３２前端部と準焦ノブ３３との水平距離Ｌ２  等が、上記図３に示した大型標本観察用の顕微鏡構造では、観察対象の標本が大型化するに従って対物光軸とアイポイントが離れることによって、準焦ノブ３３が観察者から遠くへ離れるため、水平距離Ｌ２  が長くなり、検鏡状態で準焦ノブ３３に手が届かなくなるという問題が生じ、使い勝手を悪くする要因となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかして、顕微鏡を使用する際にはその他の操作として絞り操作、フィルタ交換等もあり、これらの操作も機能上重要な位置を占めるものである。
一般に上記図３に示したような大型顕微鏡では、最も操作頻度の高い準焦、対物レンズの転換、調光等はリモート操作による電動化が進んでいるが、次いで操作頻度の高い絞り操作、フィルタ交換等照明系の操作については手動のものが多いのが現状である。
【００１１】
ところが、これらの大型顕微鏡では、ランプハウスが観察者側に位置するアームの下にランプハウスを配置するスペースがないこと、ランプハウスからの漏光が観察に支障をきたす虞があることに加えて、上記図４に示した一般的な顕微鏡の構造を踏襲して、ランプハウスから投光管に至る照明系の部材を対物光軸を挟んで観察者とは反対の側に配置する構造となっていた。
【００１２】
さらに、図５では、カセット４１，４１に収納された半導体ウエハをローディングパレット４２により取出し、フィーダ４３，４３、ウエハスライダ４４、ハンドリングアーム４５，４５によってステージユニット４６上に載置することで、顕微鏡ユニット４７により検査を行ない、検査後の半導体ウエハを再びハンドリングアーム４５，４５、ウエハスライダ４４、フィーダ４３，４３を介してアンローディングパレット４８によりカセット４１，４１に収納する搬送機構付きの検査装置を示すが、この顕微鏡ユニット４７では対物光軸位置を挟んで観察用鏡筒４９と照明装置５０とが直角に位置している。
【００１３】
また、図６も同様の搬送機構付きの検査装置であり、対物光軸の位置５１を挟んで観察用鏡筒５２とは反対側に反射照明装置５３を配置している。
上記図５及び図６いずれの顕微鏡ユニットを備えた検査装置にあっても、照明装置が観察者の側には配置されていないことがわかる。
【００１４】
上記のように従来の大型顕微鏡では、ランプハウス及び投光管を含む照明装置が観察者の側に配置されることはなく、したがって、投光管に必ず付属される開口絞り、視野絞り、ＮＤフィルタやカラーバランスフィルタ、ＵＶ（紫外線）カットフィルタ等の各種フィルタやピンホールユニットの挿脱等の操作部が観察者から遠く離れた対物レンズの反対側に配置されるため、椅子に座った観察姿勢では各操作部に手が届かず、その都度、観察を中断して上記操作を行なわなければならなかった。
【００１５】
また、通常、投光管は単体で組立てられ、顕微鏡を構成する１つのユニットとして製品化されているために、図３乃至図６に示す如くアーム内にリレー光学系を内蔵するものはあるものの、投光管は後付けされるものとして、アームに吊架されるようになっていた。
【００１６】
したがって、ランプハウスや投光管が後付けでアームに吊架される構造では、清掃上の問題だけでなく、装置の外観上も繁雑なものとなり、商品性を低下させる要因となり得る。
【００１７】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、照明装置部分の繁雑な構造を纏めて外観をすっきりさせると共に、観察者が例えば椅子に座った観察姿勢のまま、各種絞りやフィルタ等の手動操作を容易に行なうことが可能な大型標本観察用顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の大型標本観察用顕微鏡装置は、ベース上に設けられ大型標本を載置するステージと、このステージを跨ぐようにして上記ベース上に設けられる門型形状アームと、この門型形状アームの水平梁部に沿って設けられるリレー光学系と、このリレー光学系の観察者側の一方端に光学的に連結される観察用鏡筒と、
前記リレー光学系の他方端に配置され光軸を前記ステージに対して垂直に偏向する第１の偏向手段と、この第１の偏向手段の垂直光軸に光学的に連結される対物レンズと、
この対物レンズと前記第１の偏向手段との間の光軸上に配置され、前記垂直光軸を前記リレー光学系と平行とる前記観察者側に分岐する第２の偏向手段と、この第２の偏向手段の水平光軸に配置され、照明特性を変更・調整する操作部を有する光学素子を介して照明光を前記対物レンズに導く落射照明光学系と、この落射照明光学系の入射端に光学的に連結され、前記門型形状アームの側面に取り付けられる光源とを具備するようにしている。また、本発明の大型標本観察用顕微鏡装置は、前記第１の偏向手段と前記第２の偏向手段とを近接させて、前記レリー光学系と前記落射照明光学系を上下に並設して、前記門型形状アームの水平梁部内に内蔵するようにしている。
【００１９】
この結果、落射照明光学系及び観察光学系がアームに内蔵されるので、外観をすっきりさせることができ、且つ落射照明系の各操作機構を観察者側に配置することで、観察姿勢で手動操作が容易にできる。
【００２０】また、前記レリー光学系と前記落射照明光学系を上下に並設して、前記門型形状アームの水平梁部内に内蔵することにより、各種光学素子による照明特性を変更・調整する操作部も水平梁部内に内蔵されることから、操作部から発生する塵等の落下を防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の一形態を説明する。
図１はその概念構成を例示するものであり、図１（Ａ）が側面図、図１（Ｂ）が同図（Ａ）の主として照明系を取出した平面図である。
【００２２】
同図（Ａ）で、図示しないランプハウスやファイバー光源からの光源は、レンズ６１を介した後に開口絞り（ＡＳ）６２、視野絞り（ＦＳ）６３で適宜制限を受け、それからレンズ６４を介して偏光子６５で偏光特性が調整される。
【００２３】
その後、明暗視野キューブ６６で反射された光は、対物レンズ（Ｏｂ）６７を介して標本６８に照射され、その反射光が対物レンズ６７で集光された後に上記明暗視野キューブ６６、結像レンズ６９を通過して光路分割プリズム７０で分光され、一方は図示しないテレビカメラ（ＴＶ）へ、他方は顕微鏡アームに内蔵されたリレー光学系を介した後にミラー７１で反射されて観察用鏡筒７２まで導かれる。
【００２４】
上記レンズ６１、開口絞り６２、視野絞り６３、レンズ６４、波長板６５は落射照明系の投光管を構成し、この投光管は空間的にリレー光学系の下方、すなわち対物光軸に対して観察者側で顕微鏡アームに内蔵されるものであり、特にレンズ６１と開口絞り６２間の光路中にはピンホールユニット７３が、またレンズ６４と明暗視野キューブ６６の間の光路中には偏光子６５が外部より挿脱自在に設けられる。
【００２５】
図１（Ｂ）は光源としてランプ光源７４を用いた照明系を示すもので、顕微鏡アームの側面に取付けたこのランプハウス内のランプ光源７４からの光をフィルタ７６を介してミラー７７で反射させ、上記レンズ６１に導くようにしている。
【００２６】
ランプ光源７４を有するランプハウスを顕微鏡アームの側面に取付け、その光をミラー７７で反射させる構成としたのは、該ランプ光源７４の交換等のためのランプハウスの着脱を容易とするためである。このランプ光源７４の代わりにファイバ光源を用いる場合は、このファイバ光源を投光管内の光路に直接入射するようにすればミラー７７を省略することができる。
【００２７】
また、上記ミラー７７前段のフィルタ７６は、ＮＤフィルタやカラーバランスフィルタ等の各種フィルタを挿脱自在に設けられるものとする。
次いで図２により具体的な大型顕微鏡構造への適用例を説明する。
【００２８】図２（Ａ）は大型標本観察用顕微鏡８０の平面図、図２（Ｂ）は側面図である。同図（Ｂ）に示す如くこの大型標本観察用顕微鏡８０では、ベース８１上にステージ８２を固定し、このステージ８２上に標本８３をセット可能にすると共に、ステージ８２を跨ぐようにして、立設された一対のステー８４ａ，８４ｂ及びこれらステー８４ａ，８４ｂ上に一体に載架された長い水平スパンの水平梁部８４ｃからなる門型形状のアーム８４を構成している。
【００２９】
そして、このアーム８４の水平梁部８４ｃの一端、観察者側の上面に上記観察用鏡筒７２が、水平梁部８４ｃの下面ほぼ中央に上記対物レンズ６７を複数設けたレボルバ８５及びこのレボルバ８５をモータ駆動により昇降させて焦準させるモータ準焦機構８６が取付けられ、リレー光学系及び落射照明装置は水平梁部８４ｃに内蔵される。
【００３０】
また、図２（Ａ）に示すように水平梁部８４ｃの一側面、例えば観察者側から見て左側面の観察者側寄りに、光源ファイバ８７がコネクタ８８により固定されており、このコネクタ８８には、ＮＤフィルタやカラーバランスフィルタ等の各種フィルタを挿脱可能なフィルタスロット８９が設けられる。
【００３１】
アーム８４の水平梁部８４ｃに内蔵されるリレー光学系及び落射照明装置の構成についてはほぼ上記図１で示したものと同様であるので、図中の同一部分には同一符号を付してその説明は省略するが、水平梁部８４ｃの他の側面、例えば観察者側から見て右側面には、手動操作を行なうものとして、上記ピンホールユニット７３を挿脱するためのスライダつまみ９０、上記開口絞り６２、視野絞り６３を調整するためのつまみ９１，９２及び上記偏光子６５を挿脱するためのスライダつまみ９３を図示する如く突出構成させる。
【００３２】
上記のような構成によれば、リレー光学系とともにアーム８４の水平梁部８４ｃに内蔵されたため、大型標本観察用顕微鏡８０全体の外観がきわめてすっきりとし、清掃上等の点でも有利になる一方、観察者は椅子に腰掛けて観察用鏡筒７２の接眼レンズを覗いた観察姿勢のままでフィルタスロット８９、スライダつまみ９０，９３及び回転つまみ９１，９２に容易に手が届くため、これらを手動操作しながら観察を続行することができるようになる。
【００３３】
なお、上記図２ではアーム８４の一方の側面に光源ファイバ８７をコネクタ８８によって固定し、他方の側面に手動操作用のつまみ９０〜９３を配置するようにしたが、これに限らず、１つの面に集中してこれらを設けるようにしてもよく、要は観察者が手の届く範囲で操作しやすい位置にあればよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上に述べた如く本発明によれば、照明装置部分の繁雑な構造を纏めて外観をすっきりさせると共に、観察者が椅子に座った観察姿勢のまま、容易に照明装置の投光管に手を延ばして各種絞りやフィルタの交換等の手動操作を行なうことが可能な大型標本観察用顕微鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る概念構成を例示する図。
【図２】同実施の形態に係る具体的な大型顕微鏡構造への適用例を示す図。
【図３】従来の大型顕微鏡の外観構成を示す図。
【図４】一般的な光学顕微鏡の構造を示す図。
【図５】大型顕微鏡の観察用鏡筒と照明装置の位置関係を例示する図。
【図６】大型顕微鏡の観察用鏡筒と照明装置の位置関係を例示する図。
【符号の説明】
８１…ベース
８２…ステージ
８３…標本
８４…アーム
８４ａ，８４ｂ…ステー
８４ｃ…水平梁部
８５…レボルバ
８６…モータ準焦機構
８７…光源ファイバ
８８…光コネクタ
８９…フィルタスロット
９０，９３…スライダつまみ
９１，９２…回転つまみ
【図１】
0003631303.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003631303.tif 000006
【図６】
0003631303.tif 000007