(57)【要約】【課題】測定結果の個人差を低減し、測定作業の負荷を低減することが可能な視準板、及び、この視準板を用いた顕微鏡装置を提供する。【解決手段】測定顕微鏡装置１００は、被測定物体Ｓからの光を対物レンズ３１を介して集光して当該被測定物体Ｓの光学像（拡大像）Ｓ′を結像する結像光学系と、拡大像Ｓ′と略一致するように配置され、視準線３４ａが形成された第１の面（視準面）３４並びに平面部３５ａ及び少なくとも１つのレンズ部３５ｂが形成された第２の面（拡大面）３５を有する視準板３３と、光学像Ｓ′を観察する接眼レンズ３６と、を有する。【選択図】図２
2011112833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学像若しくは当該光学像と共役な位置と略一致するように配置され、前記光学像を特定位置に位置合わせするための視準線を有する第１の面と、
前記第１の面と略平行に延びる平面部及び前記視準線近傍の前記光学像を部分的に拡大する、少なくとも１つのレンズ部を有する第２の面と、を有することを特徴とする視準板。
【請求項２】
前記レンズ部のうちの１つは視野中心に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の視準板。
【請求項３】
前記レンズ部のうちの１つは視野中心に設けられ、残りの前記レンズ部は前記視野中心の周辺部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の視準板。
【請求項４】
被測定物体からの光を対物レンズを介して集光して当該被測定物体の光学像を結像する結像光学系と、
前記光学像若しくは当該光学像と共役な位置と略一致するように前記第１の面が配置された請求項１〜３いずれか一項に記載の視準板と、
前記光学像を観察する接眼レンズと、を有することを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項５】
前記対物レンズの開口数をＡ、倍率をβoとし、前記接眼レンズの倍率をβeとしたとき、前記視準板の前記レンズ部の倍率βrは、次式
【数２１】
2011112833.tif 000023
の条件を満足することを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡装置。
【請求項６】
前記視準板の媒質の観察光波長に対する屈折率をｎとしたとき、前記視準板の前記レンズ部の倍率βrは、次式
【数２２】
2011112833.tif 000024
の条件を満足することを特徴とする請求項４または５に記載の顕微鏡装置。
【請求項７】
前記視準板の媒質の観察光波長に対する屈折率をｎとしたとき、前記視準板の前記レンズ部の倍率βrは、次式
【数２３】
2011112833.tif 000025
の条件を満足することを特徴とする請求項４または５に記載の顕微鏡装置。
【請求項８】
前記対物レンズの開口数をＡ、倍率をβoとし、前記視準板の前記レンズ部の倍率をβrとし、前記視準板の媒質の観察光波長に対する屈折率をｎとし、前記視準板の前記平板部における中心厚をｔ1、前記レンズ部における中心厚をｔ2とし、前記レンズ部の焦点距離をｆとしたとき、次式
【数２４】
2011112833.tif 000026
の条件を満足することを特徴とする請求項４〜７いずれか一項に記載の顕微鏡装置。
【請求項９】
前記視準板は、前記レンズ部を視野中心及び視野周辺の少なくとも１カ所に有し、
前記視準板を前記視野中心を中心軸として円周方向に回転させる回転手段と、
前記回転手段により回転した前記視準板の回転角度を測定する角度測定手段と、
を更に有することを特徴とする請求項４〜８いずれか一項に記載の顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視準板及びこの視準板を用いた顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属加工部品、電子部品、自動車部品などの微小領域の寸法測定に使用される顕微鏡装置として測定顕微鏡装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような測定顕微鏡装置による被測定物の寸法測定は次のような手順により行われる。まず、被測定物が、ＸＹ方向に移動可能なステージに載置された状態で、この被測定物の像が顕微鏡光学系により対物レンズ像面に配置された視準板に結像される。この視準板上には視準線が形成されており、ステージを移動させることで、被測定物における稜線上の点などの目標点を視準線へ位置合わせする。そして、上述の位置合わせを被測定物上の複数の目標点において行い、各目標点間のステージ移動量に基づいて被測定物の寸法を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１２１３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような測定顕微鏡装置による寸法測定は、視準線と目標点の合致の精度が寸法測定の精度に影響を与えるため、作業者の視力など個人差によって測定結果にバラツキが生じるといった課題があった。また、多数の被測定物について目視で測定を行うのは、多大な労力と負担が必要となる。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、作業者の視力に依存することがなく、測定結果の個人差を低減して、被測定物の測定を高精度に行うことが可能な視準板及びこの視準板を用いた顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係る視準板は、光学像若しくはこの光学像と共役な位置と略一致するように配置され、この光学像を特定位置に位置合わせするための視準線を有する第１の面と、第１の面と略平行に延びる平面部及び視準線近傍の光学像を部分的に拡大する、少なくとも１つのレンズ部を有する第２の面と、を有する。
【０００７】
このような視準板において、レンズ部のうちの１つは視野中心に設けられることが好ましい。
【０００８】
あるいは、レンズ部のうちの１つは視野中心に設けられ、残りのレンズ部は視野中心の周辺部に設けられることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る顕微鏡装置は、被測定物体からの光を対物レンズを介して集光して当該被測定物体の光学像を結像する結像光学系と、この光学像若しくは当該光学像と共役な位置と略一致するように第１の面が配置された上述の視準板のいずれかと、光学像を観察する接眼レンズと、を有する。
【００１０】
このような顕微鏡装置において、対物レンズの開口数をＡ、倍率をβoとし、接眼レンズの倍率をβeとしたとき、視準板のレンズ部の倍率βrは、次式
【数１】
2011112833.tif 000003
の条件を満足することが好ましい。
【００１１】
また、このような顕微鏡装置において、視準板の媒質の観察光波長に対する屈折率をｎとしたとき、視準板のレンズ部の倍率βrは、次式
【数２】
2011112833.tif 000004
の条件を満足することが好ましい。
【００１２】
あるいは、視準板の媒質の観察光波長に対する屈折率をｎとしたとき、この視準板のレンズ部の倍率βrは、次式
【数３】
2011112833.tif 000005
の条件を満足することが好ましい。
【００１３】
また、このような顕微鏡装置は、対物レンズの開口数をＡ、倍率をβoとし、視準板のレンズ部の倍率をβrとし、視準板の媒質の観察光波長に対する屈折率をｎとし、視準板の平板部における中心厚をｔ1、レンズ部における中心厚をｔ2とし、レンズ部の焦点距離をｆとしたとき、次式
【数４】
2011112833.tif 000006
の条件を満足することが好ましい。
【００１４】
またこのような顕微鏡装置において、視準板は、レンズ部を視野中心及び視野周辺の少なくとも１カ所に有し、この視準板を視野中心を中心軸として円周方向に回転させる回転手段と、この回転手段により回転した視準板の回転角度を測定する角度測定手段と、を更に有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る視準板を以上のように構成すると、作業者の視力に依存することがなく、測定結果の個人差を低減して、被測定物と視準板に形成された視準線との位置合わせを高精度に行うことができる。その結果、この視準板を用いた顕微鏡装置において、被測定物の測定を高精度に行うことができ、かつ、作業者の測定作業の負荷を低減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】顕微鏡装置の一例である測定顕微鏡装置の外観を示す側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る測定顕微鏡装置の構成を説明するための説明図である。
【図３】第１の実施形態に係る測定顕微鏡装置の視準板の構成を説明するための説明図であって、（ａ）はレンズ部を有する第２の面の平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は視準線を有する第１の面の平面図である。
【図４】被測定物に対する視準線の位置合わせを説明するための説明図であり、（ａ）は被測定物の稜線が視準線に対して左側にずれている場合であり、（ｂ）は稜線と視準線とが一致している場合であり、（ｃ）は稜線が視準線に対して右側にずれている場合である。
【図５】第１の実施形態に係る測定顕微鏡装置における視準板のレンズ部の断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る測定顕微鏡装置における視準板の変形例を示す図であって、（ａ）はレンズ部を有する第２の面の平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は視準線を有する第１の面の平面図である。
【図７】第２の実施形態に係る測定顕微鏡装置の構成を説明するための説明図である。
【図８】第２の実施形態に係る測定顕微鏡装置の視準板の構成を説明するための説明図であって、（ａ）はレンズ部を有する第２の面の平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は視準線を有する第１の面の平面図である。
【図９】第２の実施形態に係る測定顕微鏡装置における被測定物の角度測定方法を説明するための説明図であって、（ａ）は視野周辺部のレンズ部を、一方の稜線に視準した状態を示し、（ｂ）は回転機構により視準板を回転させている状態を示し、（ｃ）は視野周辺部のレンズ部を、他方の稜線に視準した状態を示す。
【図１０】第２の実施形態に係る測定顕微鏡装置における視準板の変形例を示す図であって、（ａ）はレンズ部を有する第２の面の平面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は視準線を有する第１の面の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１の実施形態］
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１及び図２を用いて、第１の実施形態に係る顕微鏡装置である、測定顕微鏡装置の構成について説明する。この測定顕微鏡装置１００は、図１に示すように、ベース部１０と、ステージ部２０と、観察部３０と、制御部４０と、表示部５０と、を有して構成されている。
【００１８】
ベース部１０は、透過照明のための光源や照明光学系からなる照明装置が格納された照明部１１ａと、この照明部１１ａの後部から上方に延びるように取り付けられた支柱１１ｂと、から構成されている。
【００１９】
ステージ部２０は、照明部１１ａの上部に取り付けられる基部２１と、この測定顕微鏡装置１００を正面から見たときに、基部２１に対して左右方向に相対移動する下ステージ２２と、この下ステージ２２に対して前後方向に相対移動する上ステージ２３と、から構成される。また、被測定物Ｓは上ステージ２３の上面に載置される。この構成により、ステージ部２０上の被測定物ＳをＸＹ方向に相対的に移動させることができる。なお、基部２１に対する下ステージ２２の移動は、下ハンドル２４を回転させることにより行われ、下ステージ２２に対する上ステージ２３の移動は、上ハンドル２５を回転させることにより行われる。
【００２０】
観察部３０は、支柱１１ｂの前側側面に、上下方向に移動可能に取り付けられ、ステージ部２０の上方に位置している。これにより、観察部３０はステージ部２０に対して、光軸に沿って上下方向に相対移動可能に構成されている。この観察部３０には、図２に示すように、ステージ部２０側から順に、被測定物Ｓを拡大観察する対物レンズ３１、対物レンズ３１から出射した光を観察眼方向に導くプリズム３２、被測定物Ｓの位置合わせを行う視準板３３、及び、対物レンズ３１を含む結像光学系で結像された被測定物Ｓの光学像である拡大像Ｓ′を目視観察する接眼レンズ３６を有して構成されている。ステージ部２０の上面に載置された被測定物Ｓは照明部１１ａに内蔵された照明装置により照明され、被測定物Ｓから出射した光は、対物レンズ３１で集光された後、プリズム３２により視準板３３方向に導かれ、視準板３３上に拡大像Ｓ′を結像する。この視準板３３上に結像された被測定物Ｓの拡大像Ｓ′を、接眼レンズ３６で拡大観察することで、この観察部３０により作業者は被測定物Ｓを目視観察することができる。なお、観察部３０の被測定物Ｓに対する焦点合わせは、焦点調節ハンドル３７を操作して、この観察部３０を支柱１１ｂに沿って（光軸に沿って）上下させることにより行われる。
【００２１】
図３に、第１の実施形態における視準板３３の詳細な構成を示す。この視準板３３は、少なくとも観察光を透過する材料を略円形形状で薄板状に形成した円板状の光学部材であって、視準線３４ａが形成された視準面３４（第１の面）と、平面部３５ａ及びレンズ部３５ｂからなる拡大面３５（第２の面）と、を有して構成されている。視準面３４は被測定物Ｓの結像位置若しくはその近傍に配置されており、接眼レンズ３６により、拡大像Ｓ′の像と視準線３４ａとを重ね合わせて目視観察が可能になっている。この視準線３４ａは、拡大像Ｓ′における稜線上の点などの目標点を位置合わせするための目印として機能するもので、第１の実施形態では視準面３４の中心（即ち、接眼レンズ３６の視野中心）において交差する十字線のパターンとしている。また、拡大面３５の平面部３５ａは視準面３４と略平行に延び、この平面部３５ａの中心部に、観察眼側に凸の球面からなるレンズ部３５ｂが形成されている。そのため、このレンズ部３５ｂにより視準面３４側の中心に形成されている視準線３４ａの十字の交差部を拡大観察可能としている
【００２２】
以上のように、ステージ部２０の下ステージ２２及び上ステージ２３は、観察部３０の光軸をＺ軸方向とすると、基部２１に対して、このＺ軸に垂直な面（ＸＹ平面）内で相対移動可能に構成されている。ここで、このＸＹ平面内でのこのステージ部２０の移動量を検出するために、例えば、下ハンドル２４及び上ハンドル２５のそれぞれの回転軸上にエンコーダが設けられている。このエンコーダによって、上下ハンドル２４，２５の回転方向及び回転量が制御部４０に出力される。
【００２３】
制御部４０は、エンコーダからの情報を基に、ステージ部２０の上ステージ２３の位置、すなわちこのステージ部２０上に載置された被測定物Ｓ上の座標データを算出し、表示部５０に出力する。なお、被測定物Ｓ上の位置は、観察部３０の光軸（Ｚ軸）と上ステージ２３の上面とが交差する点の座標（Ｘ，Ｙ）で表され、この座標の原点は、例えば、上ステージ２３の略中心に設定されている。すなわち、観察部３０で観察している被測定物Ｓの拡大像Ｓ′のうち、視準線３４ａの中心（十字線パターンの交差部分）の位置（座標データ）を測定することができる。制御部４０は、下ステージ２２及び上ステージ２３に備え付けられたエンコーダから出力される回転方向及び回転量を基に、ＸＹ平面内での被測定物Ｓ上の座標（上ステージ２３の所定の位置を原点として、観察部３０の光軸が位置する座標）を算出する。なお、第１の実施形態では、ＸＹ平面内での座標（Ｘ，Ｙ）が表示部５０に表示されるよう構成されているが、更に、観察部３０のＺ軸方向の位置を検出するように構成すると、被測定物Ｓ上において、観察部３０の焦点が合っている位置の高さ情報を得ることができ、この場合は座標データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が表示部５０に表示されるようにしてもよい。
【００２４】
なお、以上の説明において、視準板３３を、対物レンズ３１により形成される被測定物Ｓの拡大像Ｓ′と視準面３４とが略一致するように配置した場合について説明したが、視準板３３の配置はこれに限定されず、視準面３４を拡大像Ｓ′と共役な位置と略一致するように配置することも可能である。
【００２５】
（作業者依存のない測定を行うための条件）
以下、第１の実施形態に係る測定顕微鏡装置１００を用いた被測定物Ｓに対する目視での位置合わせ手順、及び、作業者の視力に依存しないで測定を行うための構成条件について、図４を用いて説明する。理想光学系において、２点として見分けることができる最小間隔を分解能と言い、この分解能は観察波長をλ（μｍ）とし、開口数をＮＡとしたとき、以下の式（ａ１）のように表されることが知られている（レイリーの分解能）。
【００２６】
【数５】
2011112833.tif 000007
【００２７】
また、対物レンズ３１の開口数をＡ、倍率をβoとし、視準板３３のレンズ部３５ｂの倍率をβrとしたとき、レンズ部３５ｂの像側開口数Ａb′は、以下の式（ａ２）の通り与えられる。
【００２８】
【数６】
2011112833.tif 000008
【００２９】
また、視準板３３の平面部３５ａの像側開口数Ａa′は、以下の式（ａ３）の通り与えられる。
【００３０】
【数７】
2011112833.tif 000009
【００３１】
図４に示すように、例えば、被測定物Ｓの拡大像Ｓ′の図４において上下方向に延びる稜線が、視準線３４ａと一致していないときには、平面部３５ａ及びレンズ部３５ｂの倍率の違いから、接眼レンズ３６で観察したときに拡大像Ｓ′にズレが生じる。すなわち、図４（ａ）に示すように、拡大像Ｓ′の稜線が視準線３４ａの左側に位置するときは、レンズ部３５ｂで観察される部分が、平面部３５ａで観察される部分より左側に移動し、反対に図４（ｃ）に示すように、拡大像Ｓ′の稜線が視準線３４ａの右側に位置するときは、レンズ部３５ｂで観察される部分が、平面部３５ａで観察される部分より右側に移動し、視準線３４ａと稜線とが一致しているときは、図４（ｂ）に示すようにこれらが一致する。そこで、上記式（ａ１）〜（ａ３）から、レンズ部３５ｂで観察される像（拡大像Ｓ′）の最小分解能Ｗb（μｍ）、及び、平面部３５ａで観察される像の最小分解能Ｗa（μｍ）を求めると、Ｗa，Ｗbは、それぞれ以下の式（ａ４），（ａ５）で表される。
【００３２】
【数８】
2011112833.tif 000010
【００３３】
また、視準板３３上での２点間の間隔Ｗを、倍率βeの接眼レンズ３６（明視の距離２５０ｍｍとして焦点距離ｆe＝２５０／βe（ｍｍ））を介して目視観察した場合の視角θ（ｍｉｎ）に換算したときの換算式を、以下の式（ａ６）に示す。
【００３４】
【数９】
2011112833.tif 000011
【００３５】
例えば、一般的な測定顕微鏡装置の対物レンズ（倍率βo＝３、開口数ＮＡ＝０．０９）及び単眼の接眼レンズ（倍率βe＝１０）により、観察波長λ＝０．５５（μｍ）で寸法測定を行う場合、平面部３５ａにおいて目視で十分に精度よく視準するために（即ち、光学系のレイリーの分解能で制限される測定精度と同等に視準するために）弁別しなければならない視角θaは、上記式（ａ４）及び式（ａ６）により、θa≒１．５（ｍｉｎ）となる。この視角θaは従来の測定顕微鏡装置において十分に精度よく視準するための条件に他ならない。また、視力は分単位で表した視角の逆数１／θで表されることから、収差の無い理想光学系において片眼の矯正視力が０．７以上、実際には対物レンズ３１の収差等に起因する光学像のコントラスト低下を考慮すると、従来の測定顕微鏡装置においては片眼の矯正視力１．０以上が必要と考えられる。
【００３６】
ここで、作業者依存のない測定を実現するために、レンズ部３５ｂで弁別しなければならない視角をθb≧３（ｍｉｎ）（片眼の矯正視力０．３相当）とすると、上記式（ａ５）及び（ａ６）によりλ＝０．５５（μｍ）として、視準板３３のレンズ部３５ｂの倍率βrと、対物レンズ３１の倍率βo及び接眼レンズ３６の倍率βeとの関係について、以下の式（ａ７）が導かれる。
【００３７】
【数１０】
2011112833.tif 000012
【００３８】
一方で、視準板３３のレンズ部３５ｂの倍率βrを大きくして総合倍率β（＝βo×βr×βe）をむやみに上げたとしても、対物レンズ３１のレイリー分解能の限界があるために無効拡大となってしまい、測定精度が向上しないことが知られている。この対物レンズ３１の有効拡大倍率は、当該対物レンズ３１の開口数をＡとしたとき、生物顕微鏡など一般の観察用途の顕微鏡の総合倍率β＝１，０００×Ａ程度までが上限とされ、また、作業者が終日測定や検査を行う用途では、作業者の負荷低減を考慮して、やや高めにβ＝２，０００×Ａ程度までが上限とされる。これにより、視準板３３のレンズ部３５ｂの倍率βrと、対物レンズ３１の倍率βo及び接眼レンズ３６の倍率βeとの関係について、以下の式（ａ８）が導かれる。
【００３９】
【数１１】
2011112833.tif 000013
【００４０】
したがって、作業者の視力に依存することなく、対物レンズ３１の結像性能を十分生かした測定が可能であって、かつ、無効拡大とならない条件として、視準板３３のレンズ部３５ｂの倍率βrは、式（ａ７），（ａ８）から以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
【００４１】
【数１２】
2011112833.tif 000014
【００４２】
（球面収差を補正するための条件）
次に、球面収差を補正するための条件について説明する。第１の実施形態に係る測定顕微鏡装置１００において、視準板３３のレンズ部３５ｂにより拡大された像に球面収差を生じるため、拡大像Ｓ′が不明瞭になるという問題がある。この球面収差を補正するために不遊条件を満足する必要がある。まず、視準板３３のレンズ部３５ｂの中心厚をｔ2、曲率半径をｒとし、視準板３３の媒質の観察光波長に対する屈折率をｎとしたとき、視準板３３のレンズ部３５ｂの倍率βrは、以下の式（ｂ１）の通り与えられる。
【００４３】
【数１３】
2011112833.tif 000015
【００４４】
ここで、ｔ2＝ｒ、又は、ｔ2＝ｒ（１＋１／ｎ）のときに球面収差が０となることが知られている。したがって、第１の実施形態の測定顕微鏡装置１００において、ｔ2＝ｒとしたとき、レンズ部３５ｂの倍率βrは、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
【００４５】
【数１４】
2011112833.tif 000016
【００４６】
また、第１の実施形態において、レンズ部３５ｂの倍率βrは、ｔ2＝ｒ（１＋１／ｎ）としたとき、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
【００４７】
【数１５】
2011112833.tif 000017
【００４８】
なお、第１の実施形態において、レンズ部３５ｂは球面レンズであるとしたが、拡大像Ｓ′の収差を低減するために、レンズ部３５ｂを非球面レンズやフレネルレンズで構成してもよい。または、屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）やゾーンプレートで構成してもよい。また、第１の実施形態においては、レンズ部３５ｂは拡大面３５の中心に１箇所設けているが、他の異なる実施形態として、例えば、図６に示すように、視準線１３４ａが形成された視準面１３４（第１の面）と、平面部１３５ａ及びレンズ部１３５ｂ，１３５ｃからなる拡大面１３５（第２の面）と、を有して構成される視準板１３３において、拡大面１３５の中心部に配置されるレンズ部１３５ｂに加え、視準線１３４ａの十字周辺部を拡大するよう、拡大面１３５の周辺部の複数箇所に、視準線１３４ａと位置整合するようにレンズ部１３５ｃを配置してもよい。
【００４９】
（焦点ズレを許容範囲内とするための条件）
次に、レンズ部３５ｂによる拡大効果に伴う平面部３５ａとレンズ部３５ｂとの間での焦点ズレについて、図５を参照して説明する。図５は、第１の実施形態における視準板３３のレンズ部３５ｂ近傍の断面図を示す。
【００５０】
視準面３４上の領域のうち、レンズ部３５ｂを介して観察される領域は、レンズ部３５ｂにより、図５に示すように、Ｉ2′に虚像を結ぶ。視準板３３の媒質の観察光波長に対する屈折率をｎとし、レンズ部３５ｂの焦点距離をｆ、中心厚をｔ2としたとき、視準面３４と虚像Ｉ2′との光軸方向の距離δ2は、以下に示す式（ｃ１）の通り与えられる。
【００５１】
【数１６】
2011112833.tif 000018
【００５２】
一方、視準面３４上の領域のうち、平面部３５ａを介して観察される領域は、図５に示すようにＩ1′に虚像を結ぶ。視準板３３の平面部３５ａの中心厚をｔ1としたとき、視準面３４と虚像Ｉ1′との光軸方向の距離δ1は、以下に示す式（ｃ２）の通り与えられる。
【００５３】
【数１７】
2011112833.tif 000019
【００５４】
したがって、レンズ部３５ｂにおける虚像Ｉ2′と平面部３５ａにおける虚像Ｉ1′との光軸方向の距離δは、上記式（ｃ１）及び（ｃ２）より、以下に示す式（ｃ３）の通り与えられる。
【００５５】
【数１８】
2011112833.tif 000020
【００５６】
このように、視準面３４上の領域のうち、平面部３５ａとレンズ部３５ｂとの間でδだけ焦点ズレを生じるために、接眼レンズ３６を介して目視観察した際に、平面部３５ａとレンズ部３５ｂとを同時に観察しにくいという問題がある。そのため、δを目視で焦点ズレを感じない許容範囲内に抑える必要がある。ここで、一般に観察波長λ＝０．５５（μｍ）、開口数ＮＡ、及び、焦点深度ＤＯＦ（μｍ）は、以下の式（ｃ４）の関係にあることが知られている。
【００５７】
【数１９】
2011112833.tif 000021
【００５８】
また、レンズ部３５ｂの像側開口数Ａb′は、前述の式（ａ２）の通り与えられる。したがって、この式（ａ２）及び、上記式（ｃ２），（ｃ３）より、平面部３５ａとレンズ部３５ｂとの間で、実質的に焦点ズレを感じないための条件として、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
【００５９】
【数２０】
2011112833.tif 000022
【００６０】
第１の実施形態に係る測定顕微鏡装置１００において、視準板３３，１３３を以上のように構成すると、被測定物Ｓの拡大像Ｓ′のうち、視準線３４ａ，１３４ａと位置合わせをする部分が拡大されるので、作業者の視力に依存することのない測定ができ、測定結果の個人差や測定作業の負荷を低減することができる。また、この視準板３３，１３３のレンズ部３５ｂ，１３５ｂ，１３５ｃにおいては、球面収差の良好な補正が可能であり、さらに位置合わせ時の焦点ズレも抑えることができるので、被測定物Ｓの測定を高精度に行うことができる。
【００６１】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る測定顕微鏡装置について、図７を参照して説明する。図７に示す第２の実施形態に係る測定顕微鏡装置２００は、被測定物Ｓ上の角度測定を行う顕微鏡装置である。なお、この第２の実施形態に係る測定顕微鏡装置２００の基本構成は、第１の実施形態に係る測定顕微鏡装置１００と同様であり、ベース部１０と、ステージ部２０と、観察部３０と、制御部４０と、表示部５０と、を有して構成されている。また、この第２の実施形態に係る測定顕微鏡装置２００は、更に、後述の視準板２３３を回転自在に保持する回転機構６０、及び、この回転機構６０により回転された視準板２３３の回転角度θを測定し表示する角度測定手段としての角度表示部７０とを備えている。これらは、制御部４０により制御される。なお、第１の実施形態に係る測定顕微鏡装置１００と同じ構成要素には、第１の実施形態と同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６２】
この第２の実施形態に係る測定顕微鏡装置２００において、観察部３０は、図７に示すように、ステージ部２０側から順に、被測定物Ｓを拡大観察する対物レンズ３１、対物レンズ３１から出射した光を観察眼方向に導くプリズム３２、被測定物Ｓの位置合わせを行う視準板２３３、及び、対物レンズ３１を含む結像光学系で結像された被測定物Ｓの拡大像Ｓ′を目視観察する結像レンズ３６を有している。
【００６３】
図８に、第２の実施形態における視準板２３３の詳細な構成を示す。この視準板２３３は、視準線２３４ａが形成された視準面２３４（第１の面）と、平面部２３５ａ及びレンズ部２３５ｂ，２３５ｃからなる拡大面２３５（第２の面）と、を有して構成されている。また、拡大面２３５において、観察眼側に凸の球面からなるレンズ部２３５ｂ，２３５ｃは、レンズ部２３５ｂが視野中心部に配置され、レンズ部２３５ｃがその周辺部であって、視準線２３４ａのいずれかと位置整合するように配置されている。このような視準板２３３を、回転機構６０により、視準線２３４ａの中心（十字の交差部であって視野中心）を通り光軸方向に延びる軸を中心に回転可能にすることで、視準面２３４側の中心に形成されている視準線２３４ａの十字の交差部、及び、任意の視野周辺領域を拡大観察可能としている。
【００６４】
次に、図９を用いて第２の実施形態に係る測定顕微鏡装置２００による角度測定及び位置合わせ手順について説明する。図９は、視準板２３３を用いて被測定物Ｓ上における所定の２稜線の夾角に対する角度測定を説明するための説明図である。初めに、拡大面２３５の視野中心のレンズ部２３５ｂにより、夾角の頂点に対して、視準線２３４ａの十字の交差部を視準する。次に、図９（ａ）に示すように、視野周辺部のレンズ部２３５ｃを、一方の稜線Ｌ1に視準した後、図９（ｂ）に示すように、回転機構６０により視準板２３３を回転させ、図９（ｃ）に示すように、他方の稜線Ｌ2に視準する。このときの回転角度θを読み取って、角度表示部７０に表示することで、角度測定を行う。
【００６５】
なお、第２の実施形態において、レンズ部２３５ｂ，２３５ｃは拡大面２３５の視野中心（２３５ｂ）及び視野周辺（２３５ｃ）に２カ所設けているとしたが、例えば、図１０に示すように、視準線３３４ａが形成された視準面３３４（第１の面）と、平面部３３５ａ及びレンズ部３３５ｂ，３３５ｃからなる拡大面３３５（第２の面）と、を有して構成される視準板３３３において、拡大面３３５の中心部にレンズ部３３５ｂを設け、視野周辺２カ所以上を拡大するよう、拡大面３３５の周辺部の２カ所以上にレンズ部３３５ｃを設けてもよい。このとき、視準線３３４ａの交差する角度θrを被測定物Ｓ上の測定対象となる部位における設計値角度とすることで、視準板３３３を大きく回転することなく、設計値角度からの差を測定することが可能となるため、測定作業の効率化が図れる。なお、図１０（ｃ）に示すように、視準線３３４ａを構成する２本の線は、直交させる必要は無く、所望の角度（例えば、上述のθr）を有するように形成しても良い。
【００６６】
また、第１及び第２の実施形態において、視準板３３，１３３，２３３，３３３を円板形状として説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６７】
１００、２００  測定顕微鏡装置（顕微鏡装置）    ３１  対物レンズ
３３，１３３，２３３，３３３  視準板
３４，１３４，２３４，３３４  視準面（第１の面）
３４ａ，１３４ａ，２３４ａ，３３４ａ  視準線
３５，１３５，２３５，３３５  拡大面（第２の面）
３５ａ，１３５ａ，２３５ａ，３３５ａ  平面部
３５ｂ，１３５ｂ，２３５ｂ，３３５ｂ  レンズ部
３６  接眼レンズ    ６０  回転機構    ７０  角度表示部（角度測定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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