(57)【要約】【課題】レンズ同士を接着剤で接合できない場合でも高いレンズ間保持精度を確保でき、組立／調整を容易に行うことができる光学装置を提供する。【解決手段】第１のレンズＧ１が組付けられた第１のレンズ保持枠IＢ１と、第２のレンズＧ２が組付けられた第２のレンズ保持枠IＢ２と、第１及び第２のレンズ保持枠を一体的に保持する基材Ａとを備えた光学装置Iにおいて、第１のレンズ保持枠IＢ１が基材に形成された嵌合部a１１に嵌合されて第１のレンズＧ１が基材Ａに位置決めされ、第２のレンズ保持枠IＢ２が第１のレンズ保持枠IＢ１に形成された嵌合部ｂ１２に嵌合されて第２のレンズＧ２が第１のレンズ保持枠IＢ１に位置決めされ、これにより第２のレンズＧ２が第１のレンズ保持枠IＢ１を介して基材Ａに位置決めされるように構成する。【選択図】図１
2007328064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレンズが組付けられた第１のレンズ保持枠と、
第２のレンズが組付けられた第２のレンズ保持枠と、
前記第１のレンズ保持枠及び前記第２のレンズ保持枠を一体的に保持する基材とを備えた光学装置において、
前記第１のレンズ保持枠が前記基材に形成された嵌合部に嵌合されて前記第１のレンズが前記基材に位置決めされ、
前記第２のレンズ保持枠が前記第１のレンズ保持枠に形成された嵌合部に嵌合されて前記第２のレンズが前記第１のレンズ保持枠に位置決めされ、
これにより前記第２のレンズが前記第１のレンズ保持枠を介して前記基材に位置決めされるように構成したことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
第３のレンズが組付けられ前記第１のレンズ及び前記第２のレンズを透過する光の光軸と直交する面内に移動可能に配設された第３のレンズ保持枠と、
前記第３のレンズ保持枠を前記光軸と直交する面内で移動させる第３レンズ調整手段とを有し、
前記第３のレンズが、前記第１レンズ保持枠と前記第２レンズ保持枠との嵌合により相互に位置決めされた前記第１レンズ及び前記第２レンズに対して、前記第３レンズ調整手段により前記光軸と直交方向に位置決め調整可能に配設されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記第３のレンズ保持枠が、前記第１のレンズ保持枠と前記第２のレンズ保持枠との間に配設され、前記相互に位置決めされた前記第１レンズと前記第２レンズとの間で、前記第３のレンズが前記光軸と直交方向に位置決め調整可能に配設されることを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
【請求項４】
前記基材に、前記光軸と直交する面内方向への前記第２レンズ保持枠の移動を規制する係止構造を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれレンズが組付けられた複数のレンズ保持枠とこれらのレンズ保持枠を一体的に保持する基材とを備えた光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような光学装置の代表例として、光学顕微鏡の対物レンズがある。対物レンズは基材として円筒状の鏡筒を有し、倍率に応じた複数のレンズが、鏡筒内に一体的に保持されて構成されている。高性能の光学顕微鏡に用いられる対物レンズでは、コマ収差、非点収差、球面収差等の収差を極限まで低減させるため、各レンズがそれぞれ収差低減用に補正レンズを組み合わせた組み合わせレンズとして構成されており、複数のレンズが組み合わされてレンズ固定金物に固定され、これらのレンズ固定金物が鏡筒に嵌合されて位置決め保持されるように構成されていた（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
従来の対物レンズでは、組み合わされるレンズ相互の固定手段として、適宜接着剤を光学面に塗布してレンズ同士を貼り合わせる構造が採用されており、この接着工程においてレンズ相互の芯合わせを行うことで、複数のレンズを鏡筒に組み込んだときの偏心許容値を比較的大きく取ることが可能であった。このため従来の対物レンズでは、相互に接着剤で貼り合わせたレンズをレンズ固定金物に固定し、このようにして形成された複数のレンズ固定金物を鏡筒に位置決め保持するように構成されていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１９６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高い解像度を得るために、例えば、波長λがλ＝193nm,λ＝248nmなどの深紫外線(DUV：Deep Ultra Violet)を観測波長とした光学顕微鏡の対物レンズでは、接着剤を用いてレンズ同士を接合すると、接合面を透過する紫外線によって接着剤が化学反応を起こし、徐々に白濁して透過率が低下するという問題があった。
【０００６】
一方、上記問題を避けるため、接着剤を用いないレンズ構成を採用しようとすると、極端に高いレンズ間保持精度（特に偏心精度）が要求され、これを満たす機械加工が極めて困難であるという問題があった。特に、細くて長い鏡筒の内径を高精度に測定することが技術的に困難であることから、鏡筒とレンズ固定金物との嵌合ガタを機械加工で５μｍ程度以下にすることが極めて困難であり、鏡筒とレンズ固定金物との嵌合で所要の光学性能を得ることが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、レンズを接着剤で貼り合わせることができない場合であっても、所望のレンズ間保持精度を確保でき、組立／調整を容易に行うことができる光学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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る第１の光学装置は、第１のレンズが組付けられた第１のレンズ保持枠と、第２のレンズが組付けられた第２のレンズ保持枠と、第１のレンズ保持枠及び第２のレンズ保持枠を一体的に保持する基材とを備えた光学装置において、第１のレンズ保持枠が基材に形成された嵌合部に嵌合されて第１のレンズが基材に位置決めされ、第２のレンズ保持枠が第１のレンズ保持枠に形成された嵌合部に嵌合されて第２のレンズが第１のレンズ保持枠に位置決めされ、これにより第２のレンズが第１のレンズ保持枠を介して基材に位置決めされるように構成される。
【０００９】
本発明に係る第２の光学装置は、上記第１の光学装置に、第３のレンズが組付けられ第１のレンズ及び第２のレンズを透過する光の光軸と直交する面内に移動可能に配設された第３のレンズ保持枠と、第３のレンズ保持枠を光軸と直交する面内で移動させる第３レンズ調整手段とを有し、第３のレンズが、第１レンズ保持枠と第２レンズ保持枠との嵌合により相互に位置決めされた第１レンズ及び第２レンズに対して、第３レンズ調整手段により光軸と直交方向に位置決め調整可能に配設される。
【００１０】
なお、第３のレンズ保持枠が、第１のレンズ保持枠と第２のレンズ保持枠との間に配設され、相互に位置決めされた第１レンズと第２レンズとの間で、第３のレンズが光軸と直交方向に位置決め調整可能に配設することが好ましい。
【００１１】
また、基材に、光軸と直交する面内方向への第２レンズ保持枠の移動を規制する係止構造を設けることも好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基材に嵌合されて位置決めされた第１のレンズ保持枠に第２のレンズ保持枠が嵌合位置決めされる構成のため、第１のレンズと第２のレンズとを接着剤で貼り合わせることができない場合であっても、所望のレンズ間保持精度を確保でき、組立／調整を容易に行うことができる光学装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明に係る光学装置の一実施形態として、本発明を光学顕微鏡の対物レンズに適用した場合の構成例を図１に示しており、以下この図１を参照しながら第１実施例の対物レンズＩについて説明する。なお図１は対物レンズＩの光軸ＬＩに沿った断面図である。
【００１４】
対物レンズＩは、円筒状の鏡筒Ａと、第１レンズＧ１〜第１１レンズＧ１１がそれぞれ組付けられた第１レンズ保持枠ＩＢ１〜第１１レンズ保持枠ＩＢ１１と、これらのレンズ保持枠ＩＢ１〜ＩＢ１１を鏡筒Ａに固定する押さえリングＣなどからなり、これらの複数のレンズＧ１〜Ｇ１１がレンズ保持枠ＩＢ１〜ＩＢ１１を介して押さえリングＣにより鏡筒Ａに固定され一体的に保持される。
【００１５】
第１レンズ保持枠ＩＢ１は、鏡筒Ａの内周側下端部に形成された嵌合部ａ１１と、第１レンズ保持枠ＩＢ１の外周側に形成された嵌合部ｂ１１との嵌合により、鏡筒Ａに位置決めされる。すなわち、図２に鏡筒Ａの嵌合部ａ１１と第１レンズ保持枠ＩＢ１の嵌合部ｂ１１との関係を示すように、鏡筒Ａの嵌合面ａ１１ｒとレンズ保持枠ＩＢ１の嵌合面ｂ１１ｒとが嵌合して鏡筒に対する第１レンズG１の光軸直交面内の位置が規定され、レンズ保持枠ＩＢ１の被支持面ｂ１１ｆが鏡筒Ａの支持面ａ１１ｆに当接支持されて第１レンズG１の光軸に対する傾きが規定され、これにより鏡筒Ａに対して第１レンズＧ１が位置決めされる。
【００１６】
一方、第１レンズ保持枠ＩＢ１以外のレンズ保持枠、すなわち第２レンズ保持枠ＩＢ２〜第１１レンズ保持枠ＩＢ１１は、鏡筒Ａとの間に嵌合関係になく、各レンズ保持枠間の嵌合により相互の位置関係が規定されるようになっている。例えば、第２レンズ保持枠ＩＢ２は、第１レンズ保持枠ＩＢ１の内周側に形成された嵌合部ｂ１２と、第２レンズ保持枠ＩＢ２の外周側に形成された嵌合部ｂ２１との嵌合により位置決めされ、これにより第２レンズＧ２が第１レンズＧ１（及び鏡筒Ａ）に対して位置決めされる。
【００１７】
同様に、第３レンズ保持枠ＩＢ３は第２レンズ保持枠ＩＢ２の内周側の嵌合部ｂ２２と第３レンズ保持枠ＩＢ３の外周側の嵌合部ｂ３１の嵌合、第５レンズ保持枠ＩＢ５は第３レンズ保持枠ＩＢ３の内周側の嵌合部ｂ３３と第５レンズ保持枠ＩＢ５の外周側の嵌合部ｂ５１との嵌合、第８レンズ保持枠ＩＢ８は第５レンズ保持枠ＩＢ５の内周側の嵌合部ｂ５４と第８レンズ保持枠ＩＢ８の外周側の嵌合部ｂ８１との嵌合、のようにレンズ保持枠相互の嵌合により位置決めされる。
【００１８】
なお、図１からも明らかなように、全てのレンズ保持枠が順次嵌合関係で積み上げられるのではなく、嵌合関係で位置決めされたレンズの間にさらに嵌合関係で位置決めされた親子関係のレンズ保持枠が設けられている。例えば、第３レンズ保持枠ＩＢ３には、第５レンズ保持枠ＩＢ５を嵌合支持する嵌合部ｂ３３よりも内周側に、第４レンズ保持枠ＩＢ４を嵌合支持する嵌合部ｂ３２が形成されており、ここに第４レンズ保持枠ＩＢ４の嵌合部ｂ４１が嵌合されて、第４レンズＧ４が第３レンズＧ３と第５レンズＧ５との間に位置決めされるようになっている。
【００１９】
また、第５レンズ保持枠ＩＢ５には、第８レンズ保持枠ＩＢ８を嵌合支持する嵌合部ｂ５４よりも内周側に、第６レンズ保持枠ＩＢ６を嵌合支持する嵌合部ｂ５２及び第７レンズ保持枠ＩＢ７を嵌合支持する嵌合部ｂ５３が形成されており、嵌合部ｂ５２に第６レンズ保持枠ＩＢ６の嵌合部ｂ６１が嵌合され、嵌合部ｂ５３に第７レンズ保持枠ＩＢ７の嵌合部ｂ７１が嵌合されて、第６レンズＧ６及び第７レンズＧ７が第５レンズＧ５と第８レンズＧ８との間に位置決めされるようになっている。この構成は第８レンズＧ８と第１０レンズＧ１０との間に配設される第９レンズＧ９についても同様である。なお、子供のレンズ保持枠は、後述する接着方式、押さえリング方式、あるいは固定ネジによって親となるレンズ保持枠の内部に固定される（図５を参照）。
【００２０】
このように、親となるレンズ保持枠ＩＢ３，ＩＢ５，ＩＢ８（以下、便宜的に「親保持枠」という）を基準とし、その内部に子供のレンズ保持枠ＩＢ４，ＩＢ６，ＩＢ７，ＩＢ９（同様に「子保持枠」という）を嵌合で合わせ込むレンズ構成により、積み重ねの段数を低減した簡明な構成で対物レンズの小型化を図ることができる。また単レンズの組み合わせよりも群レンズとして捉えた方が偏心精度を緩くできる場合、例えば、従来貼り合わせで接合されていた組み合わせレンズのように、群レンズ内のレンズ間相対位置精度は２〜３μｍの高い精度が要求されるが、群レンズ相互の相対位置精度は５〜６μｍ程度で十分な場合があり、このような場合に上記親子関係のレンズ構成を採用すると有利である。
【００２１】
なお、上記説明からも明らかなように、親子関係のレンズ保持枠は、適用する光学装置の構成に応じて適宜設けることができ、例えば単一の親保持枠に多数の子保持枠を設ける構成や、全てのレンズ保持枠を親保持枠として積み上げる構成、鏡筒に嵌合保持される親保持枠に子保持枠を有する複数の親保持枠を嵌合保持させる構成などであっても良い。
【００２２】
対物レンズＩでは、第１レンズ保持枠ＩＢ１〜第１１レンズ保持枠ＩＢ１１を相互に嵌合させてレンズ保持枠の連結ブロックを組み上げた後、この連結ブロックを一体的に鏡筒Ａに組み込む。この際、図２を参照して既述したように、鏡筒Ａの内周側下端部に形成された嵌合部ａ１１と、第１レンズ保持枠ＩＢ１の外周側に形成された嵌合部ｂ１１との嵌合により第１レンズ保持枠ＩＢ１が鏡筒Ａに位置決めされ、対物レンズＩ全体の偏心基準となる。最後に、押さえリングＣを鏡筒上端の内周ネジに螺合させて締め込み、第１〜第１１レンズ保持枠の連結ブロックを光軸ＬＩの方向に圧迫して固定する。これにより第１レンズＧ１〜第１１レンズＧ１１が鏡筒Ａに位置決めされた状態で一体的に固定保持される。
【００２３】
対物レンズＩでは、鏡筒Ａに嵌合位置決めされる第１レンズ保持枠ＩＢ１に第２レンズ保持枠ＩＢ２が嵌合位置決めされ、以降第３レンズ保持枠以下のレンズ保持枠が順次嵌合位置決めされる構成のため、レンズを接着剤で貼り合わせることができない場合であっても、所望のレンズ間保持精度を確保でき、組立／調整を容易に行うことができる。
【００２４】
次に、対物レンズＩでは、第１〜第１１レンズＧ１〜Ｇ１１を各レンズ保持枠に位置調整して固定したうえで、各レンズ保持枠ＩＢ１〜ＩＢ１１を嵌合部で相互に嵌合させて機械に位置決めする構成を採っているが、以下では、各レンズの位置精度向上にさらに効果的なレンズ保持枠の構成手段について説明する。図３は、図１に示した対物レンズＩにおける第２レンズ保持枠ＩＢ２を例として示す高精度加工方法の説明図である。
【００２５】
第２レンズ保持枠ＩＢ２は、この高精度加工を行う前段階で、予め外形形状が所定の寸法精度以内で加工成形されており、第２レンズＧ２が、カシメまたはレンズ外周部（光路外）での接着などの固定手段により第２レンズ保持枠ＩＢ２に固定されている。そして、レンズ保持枠に対応して製作された雇い工具（レンズ保持枠加工用の固定治具）１を介して、光学精密旋盤のワーク保持台２に取り付けられる。
【００２６】
光学精密旋盤には、この精密旋盤における回転軸の軸心を通り、第２レンズＧ２のレンズ面Ｒ１に検出光を照射してＲ１面からの反射光の位置を検出する第１偏心検出手段５と、レンズ面Ｒ２に検出光を照射してＲ２面からの反射光の位置を検出する第２偏心検出手段６、これらの偏心検出手段５，６において検出される反射光の触れ廻りの状態等から第２レンズＧ２の光軸Ｌ２の位置及び傾きを算出する演算処理装置が設けられている。
【００２７】
また光学精密旋盤には、この精密旋盤の回転軸に対して第２レンズ保持枠ＩＢ２の位置及び傾きを微調整する６自由度の調整機構、及び演算処理装置の算出結果に基づいて調整機構の作動を制御する制御装置が設けられており、制御装置は演算処理装置によって算出された第２レンズＧ２の光軸Ｌ２の位置及び傾き（回転軸との偏差）に基づいて調整機構を作動させ、第２レンズＧ２の光軸Ｌ２を精密旋盤の回転軸と一致させる。
【００２８】
このようにして第２レンズＧ２の光軸Ｌ２が精密旋盤の回転軸と一致した状態において、バイト３により第２レンズ保持枠ＩＢ２の２箇所の嵌合部ｂ２１，ｂ２２の精密切削加工が行われる。すなわち、第１レンズ保持枠ＩＢ１の嵌合部ｂ１２と嵌合する嵌合部ｂ２１における嵌合面ｂ２１ｒ及び被支持面ｂ２１ｆ、第３レンズ保持枠ＩＢ３の嵌合部ｂ３１と嵌合する嵌合部ｂ２２における嵌合面ｂ２２ｒ及び支持面ｂ２２ｆが、ワンチャックの下で高精度に切削加工される。従って、第２レンズＧ２の光軸Ｌ２を基準として、嵌合面ｂ２１ｒ，ｂ２２ｒの径、被支持面ｂ２１ｆと支持面ｂ２２ｆ間の平行度、これら二面間のツバ厚ｄを高精度に加工することができる。
【００２９】
そして、第２レンズＧ２の光軸Ｌ２を基準とした嵌合面ｂ２１ｒ，ｂ２２ｒによりレンズ偏心、ツバ厚ｄによりレンズ間隔、支持面及び被支持面２１ｆ，２２ｆによりレンズ光軸の倒れ、それぞれが高精度に維持された第２レンズ保持枠が構成される。対物レンズＩは、このようにして高精度加工されたレンズ保持枠ＩＢ１〜ＩＢ１１を積み重ねる構造のため、収差を極めて低く抑えた対物レンズを構成することができる。
【００３０】
次に、本発明を光学顕微鏡の対物レンズに適用した場合の第２の構成例を図４に示しており、以下この図を参照しながら第２実施例の対物レンズIIについて説明する。図４は対物レンズIIの光軸ＬIIに沿った断面図である。なお、本実施例の対物レンズIIは、前述した対物レンズＩと、第３レンズ保持枠〜第９レンズ保持枠の構成が主として相違し、他の構成部分は略同様であるため、鏡筒Ａや第１〜第１１レンズＧ１〜Ｇ１１、押さえリングＣ等については同一番号を付して重複説明を省略する。一方、各レンズ保持枠については、第１実施例のレンズ保持枠ＩＢ１〜ＩＢ１１との混同を避けるため、第１実施例と共通である第１，第２，第１０，第１１レンズ保持枠を含めて接頭符号IIを付し、IIＢ１〜IIＢ１１のように示すこととする。
【００３１】
対物レンズIIは、円筒状の鏡筒Ａと、第１レンズＧ１〜第１１レンズＧ１１がそれぞれ組付けられた第１レンズ保持枠IIＢ１〜第１１レンズ保持枠IIＢ１１と、これらのレンズ保持枠IIＢ１〜IIＢ１１を鏡筒Ａに固定する押さえリングＣなどからなり、これらの複数のレンズＧ１〜Ｇ１１がレンズ保持枠IIＢ１〜IIＢ１１を介して押さえリングＣにより鏡筒Ａに固定され一体的に保持される。第１レンズ保持枠IIＢ１及び第２レンズ保持枠IIＢ２は、それぞれ既述した第１レンズ保持枠ＩＢ１及び第２レンズ保持枠ＩＢ２と同様である。
【００３２】
一方、第４レンズ保持枠IIＢ４〜第９レンズ保持枠IIＢ９は、前述した実施例の各レンズ保持枠ＩＢ４〜ＩＢ９と異なり、対物レンズIIを透過する光の光軸ＬIIと直交する面内に移動可能に配設されるとともに、移動可能なレンズ保持枠を光軸ＬIIと直交する面内で移動させるレンズ調整機構が設けられている。例えば、第４レンズ保持枠IIＢ４は、第３レンズ保持枠IIＢ３に対し径方向に緩い嵌合ガタを有して光軸ＬIIと直交方向に移動可能に配設され、第３レンズ保持枠IIＢ３に設けられたレンズ調整機構により偏心位置の調整が可能になっている。
【００３３】
図５(１)(２)は、上記第３レンズ保持枠IIＢ３と第４レンズ保持枠IIＢ４を例に、親子関係にあるレンズ保持枠のレンズ調整機構の構成例を示したものである。すなわち、子保持枠である第４レンズ保持枠IIＢ４は、その外周面ｂ４１ｒが第３レンズ保持枠IIＢ３の内周面ｂ３２ｒに対して所定の調整代（ガタ）を有して形成されるとともに、第３レンズ保持枠IIＢ３には、光軸に直交する面内で放射状に延びる工具孔（あるいはネジ孔）７がツバ部を貫通して３箇所乃至それ以上形成されている。
【００３４】
この工具孔７に調整用工具（例えばマイクロメータ等を利用した調整用治具や調整用のネジ）を嵌入し、前述した偏心検出手段５，６と同様の偏心検出手段により第４レンズＧ４の光軸位置を検出し、第３レンズ保持枠IIＢ３に対して第４レンズ保持枠IIＢ４を押し引き調整することで、第３レンズＧ３に対する第４レンズＧ４の偏心位置を高精度に位置決め調整することができる。
【００３５】
第４レンズＧ４の偏心位置調整後に、図５(１)に示す構成例では、偏心調整後に第３レンズ保持枠IIＢ３と第４レンズ保持枠IIＢ４とを光路外方に塗布した接着剤８により固定し、図５(２)に示す構成例では、偏心調整後に押さえリング９を締め込んで第３レンズ保持枠IIＢ３に第４レンズ保持枠IIＢ４を固定する。なお図４（及び以降説明する各対物レンズIII〜Vの説明図）では、図面の煩雑化を避けるため、第４レンズ保持枠等の子保持枠の固定手段について記載を省略している。
【００３６】
このようなレンズ調整機構を有する対物レンズIIでは、レンズ相互間において機械的な嵌合精度（例えば≦３μｍ程度）を超える偏心精度が要求されるレンズを、上記調整により追い込んで偏心精度を１μｍ程度まで向上させることができる。そして偏心位置が高度に調整された各レンズ保持枠が、レンズ保持枠相互の嵌合により連結ブロックに組み上げられ、連結ブロックが鏡筒Ａに組み込まれて対物レンズIIが構成される。従って、対物レンズ全体構成を簡明化しながら所望のレンズ間保持精度を確保した対物レンズを提供することができる。
【００３７】
次に、本発明を光学顕微鏡の対物レンズに適用した場合の第３の構成例を図６に示しており、以下この図を参照しながら第３実施例の対物レンズIIIについて説明する。図６は対物レンズIIIの光軸ＬIIIに沿った断面図である。なお、図中に示す符号は前述した第２実施例と同様であり、各レンズ保持枠については、第１，第２実施例のレンズ保持枠との混同を避けるため、接頭符号IIIを付し、IIIＢ１〜IIIＢ１１のように示す。
【００３８】
対物レンズIIIでは、第１レンズ保持枠IIIＢ１〜第９レンズ保持枠IIIＢ９については、鏡筒Ａに嵌合位置決めされる第１レンズ保持枠IIIＢ１を基準として、順次レンズ保持枠IIIＢ２〜IIIＢ９を嵌合により積み上げる構成であるが、最終的に、非接合レンズ構成において最も問題になる「コマ収差」を低減するため、コマ収差の増減に与える影響が大きい所定レンズの保持枠、例えば、図６に示す実施例では第１０レンズＧ１０のレンズ保持枠IIIＢ１０を、鏡筒Ａとの間に径ガタを設けて光軸ＬIIIと直交する面内に移動可能に配設するとともに、第１０レンズ保持枠を光軸ＬIIと直交する面内で移動させるレンズ調整機構を設けて微調整可能に構成したものである。
【００３９】
この対物レンズIIIでは、第１０レンズ保持枠IIIＢ１０の外径が、他のレンズ保持枠IIIＢ１〜IIIＢ９，IIIＢ１１の外径よりも小径に加工されている。鏡筒Ａには第１０レンズ保持枠IIIＢ１０が配設される高さ位置と整合して、光軸ＬIIIに直交する面内で放射状に延びるネジ孔（あるいは工具孔）が鏡筒Ａを貫通して３箇所以上形成されており、このネジ孔に第１０レンズ保持枠IIIＢ１０を押し引き移動させる偏心調整ネジ（ホロセット）１０が螺合されている。
【００４０】
また、鏡筒Ａには、第９レンズ保持枠IIIＢ９が配設される高さ位置と整合し、光軸ＬIIIと直交する面内で放射状に延びるネジ孔が鏡筒Ａを貫通して３箇所以上形成されており、これらの各ネジ孔に螺合された係止ネジ１１が第９レンズ保持枠IIIＢ９の外周面に係合して第９レンズ保持枠IIIＢ９を径方向に固定している。このため、第１０レンズ保持枠IIIＢ１０を偏心調整ネジ１０により押し引きして偏心調整したときに、第１０レンズ保持枠IIIＢ１０と面接触する第９レンズ保持枠IIIＢ９、及び第９レンズ保持枠IIIＢ９に順次嵌合された第５レンズ保持枠IIIＢ５〜第２レンズ保持枠IIIＢ２が、光軸ＬIIIと直交方向に引きずられて移動しないようになっている。なお、対物レンズIIIにおいて最終レンズである第１１レンズＧ１１は、通常では高い偏心精度を要求されることがないため、本実施例では、第１１レンズ保持枠IIIＢ１１が鏡筒Ａの内壁面に嵌合支持される構成としている。
【００４１】
このようなレンズ組み上げ後の偏心調整専用のレンズ保持枠を有する構造の場合、この対物レンズIIIをフィゾー干渉計などの透過波面収差測定手段を用いてZernike多項式の係数成分を測定し、コマ収差を規定する係数成分（Z7、Z8、Z14、Z15…）の値を見て、各係数成分を小さくする方向に調整ネジ１０を微調整してコマ収差を追い込んでゆくことができる。また、球面収差を規定する係数成分（Z9、Z16、Z25、Z36…）の値を見て、所定レンズ保持枠のツバ部の間隔を、例えばシムを挟み込む、あるいはツバ部をわずかに削り込む等により調整し、球面収差を小さくする方向に追い込むことができる。さらに、非点収差を規定する係数成分（Z5、Z6、Z12、Z13、Z21、Z22、Z32、Z33…）の値を見て、所定レンズ保持枠を相対的に回転させ、小さくする方向に追い込むことも可能である。
【００４２】
次に、第４実施例の対物レンズIVについて、図７を参照して説明する。この対物レンズIVは、基本構成が既述した第２実施例の対物レンズII（図４を参照）と同様であり、対物レンズの組み上げ後にレンズの偏心調整が可能な点で第３実施例の対物レンズIII（図６を参照）と同様であるが、親子関係にある第８レンズ保持枠IVＢ８と第９レンズ保持枠IVＢ９における、子保持枠の偏心調整を可能な構成としている。
【００４３】
すなわち、対物レンズIVでは、子保持枠である第９レンズ保持枠IVＢ９が第８レンズ保持枠IVＢ８に対して径方向に所定の調整代を有して形成され、第８レンズ保持枠IVＢ８には光軸直交面内で放射状に延びるネジ孔が３箇所以上形成されて第９レンズ保持枠IVＢ９を光軸直交方向に押し引き移動させる調整ネジ１２が螺合されている。鏡筒Ａには調整ネジ１２の配設高さ位置と整合して、調整ネジ１２を調整する工具を挿通させる工具孔１４が調整ネジの数量以上形成されて、鏡筒Ａの外周から第９レンズＧ９の偏心位置調整が可能になっている。鏡筒Ａに形成される工具孔１４は、以下のようにして形成することができる。鏡筒Ａに孔を多数あけておき、そのうち少なくとも数箇所が、調整ネジ１２が螺合されるネジ孔と合致するように組み立てる。または、鏡筒Ａの外周に沿って長穴をあけ、長穴のいずれかの位置から、調整ネジ１２が螺合されるネジ孔に工具がアクセスできるようにしておく。
【００４４】
第９レンズ保持枠IVＢ９は、予め第８レンズ保持枠IVＢ８に組み込まれ、調整ネジ１２により概略位置が芯出し調整されたうえ押さえリング１３により押さえ込まれて、親子のレンズ保持枠が形成される。そして、さらに他のレンズ保持枠IVＢ１〜IVＢ７、IVＢ９、IVＢ１０とともに連結ブロックに組み上げられ、押さえリングＣにより鏡筒Ａに組み込まれて対物レンズIVが形成される。
【００４５】
このように構成される対物レンズIVでは、組み上げた対物レンズIVをフィゾー干渉計などの透過波面収差測定手段を用いて測定し、得られたZernike多項式の係数成分（Z7、Z8、Z14、Z15…）の値を見て、各係数成分を小さくする方向に調整ネジ１２を微調整してコマ収差を追い込んでゆくことができる。
【００４６】
また、対物レンズIVでは、偏心調整可能な第９レンズＧ９を挟む上下のレンズＧ８，Ｇ１０が、第８レンズ保持枠IVＢ８と第１０レンズ保持枠IVＢ１０との嵌合により相互に位置決めされており、第９レンズＧ９は、このように相互位置関係が位置決めされた第８レンズと第１０レンズとの間で偏心位置調整が可能になっている。従って、このような構成によれば、既述した光学精密旋盤を利用した加工手段を用いることで上下のレンズ（Ｇ８，Ｇ１０）について高い相対位置精度を確保しながら、中間のレンズ（Ｇ９）について微調整可能に構成することで、嵌合位置精度だけでは規定することが難しいコマ収差等を低減させた対物レンズを構成することができる。
【００４７】
次に、第５実施例の対物レンズVについて、図８を参照して説明する。この対物レンズVは、基本構成が既述した第１実施例の対物レンズI（図１を参照）と同様であり、対物レンズの組み上げ後に子保持枠である第９レンズ保持枠VＢ９の偏心調整が可能な点で上記第４実施例の対物レンズIV（図７を参照）と同様である。
【００４８】
すなわち、対物レンズVでは、第９レンズ保持枠VＢ９が第８レンズ保持枠VＢ８に対して径方向に所定の調整代を有して形成され、第８レンズ保持枠VＢ８には光軸直交面内で放射状に延びるネジ孔が３箇所以上形成されて第９レンズ保持枠VＢ９を光軸直交方向に押し引き移動させる調整ネジ１２が螺合されている。鏡筒Ａには調整ネジ１２の配設高さ位置と整合して、調整ネジ１２を調整する工具を挿通させる工具孔１４が調整ネジの数量以上形成されて、鏡筒Ａの外周から第９レンズＧ９の偏心位置調整が可能になっている。
【００４９】
第９レンズ保持枠VＢ９は、予め第８レンズ保持枠VＢ８に組み込まれ、調整ネジ１２により概略位置が芯出し調整されたうえ押さえリング１３により押さえ込まれて、親子のレンズ保持枠が形成される。そして、さらに他のレンズ保持枠VＢ１〜VＢ７、VＢ９、VＢ１０と嵌合連結されて連結ブロックに組み上げられ、押さえリングＣにより鏡筒Ａに組み込まれて対物レンズVが形成される。
【００５０】
このように構成される対物レンズVでは、組み上げた対物レンズVをフィゾー干渉計などの透過波面収差測定手段を用いて測定し、得られたZernike多項式の係数成分（Z7、Z8、Z14、Z15…）の値を見て、各係数成分を小さくする方向に調整ネジ１２を微調整してコマ収差を追い込んでゆくことができる。
【００５１】
また、対物レンズVは前述した対物レンズIVと同様に、第８レンズ保持枠VＢ８と第１０レンズ保持枠VＢ１０との嵌合により相互に位置決めされた上下のレンズＧ８，Ｇ１０の間に、偏心調整可能な第９レンズ保持枠VＢ９が設けられており、第９レンズＧ９が相互に位置決めされた第８レンズＧ８と第１０レンズＧ１０との間で偏心位置調整可能になっている。さらに、対物レンズVでは、第１レンズ保持枠VＢ１から最終段の第１１レンズ保持枠VＢ１１まで、親保持枠（VＢ１，VＢ２，VＢ３，VＢ５，VＢ８，VＢ１０及びVＢ１１）がいずれも機械的嵌合により相互に位置決めされる構成になっている。
【００５２】
このような構成によれば、既述した光学精密旋盤を利用した加工手段を用いることで対物レンズVに組み込まれる多数のレンズについて、簡明な構成で高い相対位置精度を確保しながら、中間に位置する所望のレンズ（本実施例において第９レンズＧ９）を微調整可能に構成することができ、嵌合位置精度だけでは規定することが難しいコマ収差等を低減させた対物レンズを構成することができる。
【００５３】
従って、以上説明した本願発明によれば、レンズ同士を接着剤で接合できない紫外線を観測波長とするような光学装置においても、装置を高精度かつ低収差に構成することができる。また、最終的な収差補正用の偏心調整機構を除いて各レンズごとの複雑な調整機構を装置本体に内蔵しないため、簡明かつ組立容易な構成で、小型の光学装置を提供することができる。
【００５４】
なお、以上説明した各実施例では、第１レンズ保持枠を鏡筒に嵌合させる構成例を示したが、第１〜第ｎレンズ保持枠のいずれを鏡筒に嵌合させるレンズ保持枠としてもよい。例えば、中間に位置する第５レンズ保持枠を鏡筒（基材）と嵌合するレンズ保持枠（請求の範囲における第１のレンズ保持枠）とし、これを挟む上下に嵌合により位置決めされるレンズ保持枠（請求の範囲における第２のレンズ保持枠）を設ける構成としても良い。同様に、第４〜第１０レンズ保持枠を光軸直交方向に調整可能にした構成例を示したが、第２〜第ｎレンズ保持枠のいずれを調整可能なレンズ保持枠としても良い。
【００５５】
また、対物レンズを顕微鏡本体に取り付けるためのマウントネジ及び胴付面を有し、レンズ保持枠全体を囲む円筒状の鏡筒を備えた構成を例示したが、各レンズ保持枠が嵌合または相互位置調整された連結ブロックとして基材に組付けられる構成であり、連結ブロックを一体化する構造（例えばレンズ保持枠を光軸方向に圧迫固定する構造）を設けることで鏡筒を廃止し、基材をフランジ状に構成することも可能である。
【００５６】
さらに、実施形態では本発明を光学顕微鏡の対物レンズに適用した事例について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、複数のレンズ及び各レンズを保持するレンズ保持枠を有する光学装置であれば、他の装置、例えば半導体デバイスの製造装置や検査装置、撮像装置等についても同様に適用し、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明を光学顕微鏡に適用した場合における、第１実施例の対物レンズの断面図である。
【図２】上記対物レンズにおける、鏡筒の嵌合部と第１レンズ保持枠の嵌合部との関係を示す説明図である。
【図３】レンズ保持枠の加工方法を説明するための説明図である。
【図４】第２実施例の対物レンズの断面図である。
【図５】第２実施例の対物レンズにおいて、レンズ保持枠の調整機構の構成例を示した断面図であり、(１)は位置調整後にレンズ保持枠を接着固定する構成例、(２)は位置調整後にレンズ保持枠を押さえリングで固定する構成例である。
【図６】第３実施例の対物レンズの断面図である。
【図７】第４実施例の対物レンズの断面図である。
【図８】第５実施例の対物レンズの断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
Ａ  鏡筒（基材）
ａ１１  鏡筒側嵌合部（基材に形成された嵌合部）
Ｂ１〜Ｂ１１  第１〜第１１レンズ保持枠（接頭符号I〜Vは第１〜第５実施例を示す）
ｂ１１  第１レンズ保持枠の外周側嵌合部
ｂ１２  第１レンズ保持枠の内周側嵌合部（第１レンズ保持枠に形成された嵌合部）
Ｇ１〜Ｇ１１  第１〜第１１レンズ
Ｉ〜Ｖ  対物レンズ（光学装置）
ＬI〜ＬV  光軸
１０，１２  調整ネジ（第３レンズ調整手段）
１１  係止ネジ（係止構造）
【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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