(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物に光を照射してその反射光または透過光を観察可能な観察光学系と、検査対象物にレーザ光を照射可能なレーザ加工光学系と、前記観察光学系の観察光路および前記レーザ加工光学系のレーザ光路の交差する所定位置に配置されるプリズムとを備えた光学式顕微鏡であって、
前記プリズムを、前記所定位置と、この所定位置から前記レーザ光路の直交方向へ外れた退避位置との間で移動させるプリズム移動機構が設けられ、このプリズム移動機構は、前記プリズムの移動方向に平行に設けられる複数本のガイドシャフトと、これらガイドシャフトに沿って摺動可能に設けられるスライドブロックと、このスライドブロックに固定されかつ前記プリズムが載置されるプリズムホルダとを含んで構成され、
前記プリズム移動機構には、前記スライドブロックを前記ガイドシャフト側に付勢する付勢手段が、前記ガイドシャフトに対して直交する少なくとも２方向に設けられていることを特徴とする光学式顕微鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の光学式顕微鏡において、前記スライドブロックには、前記プリズムの移動方向に沿う軸をもった光路切換つまみが設けられていることを特徴とする光学式顕微鏡。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学式顕微鏡において、前記プリズムホルダには、前記プリズムが前記所定位置に位置しているときに前記レーザ光路を遮断するシャッタが設けられていることを特徴とする光学式顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式顕微鏡に係り、詳しくは、検査対象物を観察検査しつつ、その欠陥部分等の修正やトリミング等が行える光学式顕微鏡に関する。
【０００２】
【背景技術】
光学顕微鏡の１つとして、検査対象物に光を照射し、その反射光または透過光を接眼レンズを通して目視で観察する直接観察光学系のほかに、検査対象物にレーザ光を照射可能としたレーザ加工光学系を搭載したレーザ搭載型顕微鏡が知られている。このようなレーザ搭載型顕微鏡によれば、欠陥箇所を見つけたときに直接観察光学系からレーザ加工光学系に切り換え、そのレーザ加工光学系からのレーザ光によって欠陥箇所を修正することができる。
【０００３】
上記レーザ搭載型顕微鏡では、直接観察光学系の観察光路およびレーザ加工光学系のレーザ光路を交差させ、これらの光路が交差する所定位置にプリズムを配置している。このプリズムにより、直接観察光学系の光路は折れ曲がったものとされる一方、レーザ加工光学系の光路は、プリズムを単に通過する直線状のものとされている。これらの光路の採用により、直接観察光学系およびレーザ加工光学系は、対物レンズの共用が可能となることから、一方から他方への切り替えを容易に行うことができる。
【０００４】
ところで、直接観察光学系の観察光路およびレーザ加工光学系のレーザ光路が交差する所定位置にプリズムを配置しているので、加工時には、レーザ光がプリズムを通過し、レーザ光でプリズムを損傷するおそれがある。また、検査対象物に照射すべきレーザ光がプリズムで吸収、分散されるため、レーザ光のエネルギが失われ、レーザ光のエネルギ利用効率がよくないという問題があり、レーザ加工に用いられるレーザ光のパワーの大きさが制限され、パワーの小さいレーザ光を使用することができなかった。
これらの問題を解決するために、▲１▼プリズムを通過しないレーザ光路を別に設ける、または、▲２▼プリズムの近傍に設けた軸を中心にプリズムを回動させてレーザ光路から外れた位置に移動させることで、パワーの小さいレーザ光を使用可能な光学式顕微鏡が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、▲１▼による光学式顕微鏡は、別の光路を形成するために光学部品が多くなってしまい高価であった。一方、▲２▼による光学式顕微鏡では、プリズムを回動させて移動させるため、プリズム自体の姿勢が変わってしまい、プリズムを元の位置に復帰させたときのプリズムの姿勢再現性（プリズムが元の姿勢に正しく復帰すること）が悪く、その結果、光軸がずれて像がぶれてしまうおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、プリズムの姿勢を変えずにプリズムを移動させることで像のぶれが防止できるとともに、経済的に構成できる光学式顕微鏡を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学式顕微鏡は、上記目的を達成するため、次の構成を採用する。
請求項１に記載の光学式顕微鏡は、検査対象物に光を照射してその反射光または透過光を観察可能な観察光学系と、検査対象物にレーザ光を照射可能なレーザ加工光学系と、前記観察光学系の観察光路および前記レーザ加工光学系のレーザ光路の交差する所定位置に配置されるプリズムとを備えた光学式顕微鏡であって、前記プリズムを、前記所定位置と、この所定位置から前記レーザ光路の直交方向へ外れた退避位置との間で移動させるプリズム移動機構が設けられ、このプリズム移動機構は、前記プリズムの移動方向に沿って平行に設けられる複数本のガイドシャフトと、これらガイドシャフトに沿って摺動可能に設けられるスライドブロックと、このスライドブロックに固定されかつ前記プリズムが載置されるプリズムホルダとを含んで構成され、前記プリズム移動機構には、前記スライドブロックを前記ガイドシャフト側に付勢する付勢手段が、前記ガイドシャフトに対して直交する少なくとも２方向に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、所定位置と、この所定位置からレーザ光路の直交方向へ外れた退避位置との間で、プリズムをプリズムホルダおよびスライドブロックを介してガイドシャフトに沿って平行移動させるプリズム移動機構が設けられているから、プリズム自体の姿勢を変えずに安定してプリズムを所定位置と退避位置との間で移動させることができる。従って、光軸のずれによる像のぶれを防止できる。また、簡単な構造のプリズム移動機構であるから、経済的に構成できる。
さらに、プリズム移動機構には、スライドブロックをガイドシャフト側に付勢する付勢手段が、ガイドシャフトに対して直交する少なくとも２方向に設けられているから、ガイドシャフトとスライドブロックとの間にクリアランスがあっても、そのクリアランスの位置を一定に保持することができるので、可動部のクリアランスによってプリズムの姿勢が変わることを防止できる。このため、プリズムの移動（所定位置および退避位置間）を確実に繰り返すことができる。
【０００９】
請求項２に記載の光学式顕微鏡は、請求項１に記載の光学式顕微鏡において、前記スライドブロックには、前記プリズムの移動方向に沿う軸をもった光路切換つまみが設けられていることを特徴とするものである。
この発明によれば、光路切換つまみを引っ張ったり押したりするだけで、スライドブロックを介してプリズムを移動させることができ、観察光学系およびレーザ加工光学系の各光路を容易に切り換えることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光学式顕微鏡において、前記プリズムホルダには、前記プリズムが前記所定位置に位置しているときに前記レーザ光路を遮断するシャッタが設けられていることを特徴とするものである。
この発明によれば、プリズムが所定位置に設置されているときに、誤ってレーザ光を照射しても、シャッタによりレーザ光路が遮断されているので、レーザ光が、たとえば、直接観察光学系の接眼レンズに到達することがなく、オペレータの眼が損傷されるのを防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、光学式顕微鏡１は、水平面内の二軸方向へ移動可能な載物台２と、この載物台２の鉛直方向に延びる支柱３とを備えている。このうち、支柱３には顕微鏡ユニット４が支持されており、この顕微鏡ユニット４は、支柱３に上下方向に摺動可能に設けられた昇降装置５の昇降つまみ６の回動操作によって上下方向に移動可能となっている。
【００１３】
顕微鏡ユニット４には、昇降装置５に固定された第１筐体４１と、この第１筐体４１の上方に配置される第２筐体４２とを備えている。
このうち第１筐体４１の下部には、拡大倍率の異なる複数種の対物レンズ４３がレボルバ４４を介して取り付けられている。レボルバ４４は、第１筐体４１に回動可能に設けられ、このレボルバ４４を回動させることにより、対物レンズ４３が選択的に共通光路Ｐ１上に配置可能となっている。第１筐体４１の内部には、共通光路Ｐ１上にチューブレンズ１１およびビームスプリッタ１２がそれぞれ配置されている。
第１筐体４１の上面には、照明用光源口４５が設けられ、この照明用光源口４５からの光が進む照明光路Ｐ２上には、レンズ１３およびミラー１４がそれぞれ配置されている。照明用光源口４５からの光は、ミラー１４で反射してビームスプリッタ１２に入射されるようになっている。
【００１４】
第２筐体４２の前面部には、一対の接眼レンズ４６を有する双眼鏡筒４７が共通光路Ｐ１に対して傾斜する観察光路Ｐ３上に取り付けられている。第２筐体４２の上面部には、レーザアダプタ４８を介してレーザ発振器４９が取り付けられている。ここで、レーザ発振器４９からのレーザ光は、レーザアダプタ４８内を通ってレーザ光路Ｐ４を進む。このレーザ光路Ｐ４は、共通光路Ｐ１と一直線に連結されている。第２筐体４２の内部には、共通光路Ｐ１の上端に配置される第１プリズム２１と、この第１プリズム２１の図中左側に隣接される第２プリズム２２と、この第２プリズム２２の上部に隣接される第３プリズム２３とが設けられている。なお、第１プリズム２１が、本発明におけるプリズムである。
これらのプリズム２１，２２，２３により、観察光路Ｐ３は、ジグザグに折曲して共通光路Ｐ１に連結されている。このうち、第１プリズム２１は、観察光路Ｐ３とレーザ光路Ｐ４とが交差する所定位置に配置されたもので、この所定位置と、所定位置からレーザ光路Ｐ４の直交方向へ外れた退避位置との間で、プリズム移動機構５により、移動可能とされている。
【００１５】
図２および図３において、プリズム移動機構５は、第２筐体４２内部に固定された略コ字状の保持ブロック５５と、この保持ブロック５５に上下に間隔を隔てて架設されかつ第１プリズム２１の移動方向に平行に設けられた第１ガイドシャフト５１および第２ガイドシャフト５２と、これら第１および第２ガイドシャフト５１，５２に沿って摺動可能に設けられたスライドブロック５３と、このスライドブロック５３に固定されかつ第１プリズム２１が載置されるプリズムホルダ５４とを備えている。
【００１６】
スライドブロック５３には、第１ガイドシャフト５１に対応しかつ第１プリズム２１側に開口した摺動溝５３Ａと、第２ガイドシャフト５２に対応した摺動孔５３Ｂとが形成されている。このうち、摺動孔５３Ｂには、ガイドブッシュ５６が設けられており、第２ガイドシャフト５２との滑りを円滑にしている。また、スライドブロック５３には、第１プリズム２１の移動方向に沿う軸５７Ａをもった光路切換つまみ５７が設けられている。
この光路切換つまみ５７の軸５７Ａは、保持ブロック５５に貫通されかつ第２筐体４２から突出されている。光路切換つまみ５７を引っ張ったり押したりすることでスライドブロック５３（つまり、第１プリズム２１）が、保持ブロック５５の間で第１および第２ガイドシャフト５１，５２に沿って摺動される。スライドブロック５３の一端が保持ブロック５５の一端に接触されるときが所定位置（図４参照）となっており、スライドブロック５３の他端が保持ブロック５５の他端に接触されるときが退避位置（図５参照）となっている。
【００１７】
プリズム移動機構５には、スライドブロック５３を水平方向および垂直方向にかつ第１および第２ガイドシャフト５１，５２側に付勢する付勢手段５８Ａ，５８Ｂが設けられている。
付勢手段５８Ａは、保持ブロック５５の第１および第２ガイドシャフト５１，５２に対応した位置にかつ水平方向それぞれ形成されたねじ孔５５Ａと、このねじ孔５５Ａに順に挿通された駒５８１、圧縮コイルばね５８２および止めねじ５８３とを有している。駒５８１は、スライドブロック５３に当接されており、圧縮コイルばね５８２で駒５８１が付勢されることで、スライドブロック５３が水平方向に第１および第２ガイドシャフト５１，５２側に付勢される。
付勢手段５８Ｂは、スライドブロック５３の第１ガイドシャフト５１の上部に対応した位置にかつ垂直方向に形成されたねじ孔５３Ｃと、このねじ孔５３Ｃに順に挿通された駒５８１、圧縮コイルばね５８２および止めねじ５８３とを有している。駒５８１は、第１ガイドシャフト５１に当接されており、圧縮コイルばね５８２で駒５８１が付勢されることで、スライドブロック５３が上方に付勢される。
【００１８】
プリズムホルダ５４は、第１プリズム２１が載置されるプリズム載置面５４１と、スライドブロック５３に固定されるスライドブロック固定面５４２と、レーザ光路Ｐ４を遮断するシャッタ５４３とを有している。このうち、プリズム載置面５４１には、観察光路Ｐ３を妨げぬよう光路用孔５４１Ａが形成されている。
【００１９】
次に、本実施形態の作用を説明する。
はじめに、直接観察光学系によって検査対象物を目視で観察する。直接観察光学系で観察するにあたっては、図４に示すように、予め光学系をレーザ加工光学系から直接観察光学系に切り換えて、第１プリズム２１を所定位置に移動しておく。この切り換えは、光路切換つまみ５７を押して、第１プリズム２１を、プリズムホルダ５４およびスライドブロック５３を介して第１および第２ガイドシャフト５１，５２に沿って所定位置まで移動させることで行う。これにより、直接観察光学系の観察光路Ｐ３が確実に形成され、検査対象物の目視観察が可能となる。また、万一観察時にレーザ光が照射されてもレーザ光路Ｐ４はシャッタ５４３で完全に遮断されているので、観察中のオペレータの眼を損傷することもない。
【００２０】
次に、レーザ加工光学系によって検査対象物の加工を行う。レーザ加工光学系で加工するにあたっては、図５に示すように、予め光学系を直接観察光学系からレーザ加工光学系に切り換えて、第１プリズム２１を退避位置に移動しておく。この切り換えは、光路切換つまみ５７を引っ張って、第１プリズム２１を、プリズムホルダ５４およびスライドブロック５３を介して第１および第２ガイドシャフト５１，５２に沿って退避位置まで移動させることで行う。これにより、レーザ加工光学系のレーザ光路Ｐ４が形成され、検査対象物のレーザ加工が可能となる。この際、第１プリズム２１がレーザ光路Ｐ４から外れた退避位置にあるので、第１プリズム２１の損傷がないうえ、検査対象物に照射すべきレーザ光が第１プリズム２１で吸収、分散されることもない。
【００２１】
上述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、本実施形態では、第１プリズム２１を、プリズムホルダ５４およびスライドブロック５３を介して第１および第２ガイドシャフト５１，５２に沿って、所定位置と、この所定位置からレーザ光路Ｐ４の直交方向へ外れた退避位置との間で移動させるプリズム移動機構５が設けられているから、第１プリズム２１自体の姿勢を変えずに安定して第１プリズム２１を所定位置と退避位置との間で移動させることができる。また、簡単な構造のプリズム移動機構５であるから、経済的に構成できる。
【００２２】
プリズム移動機構５のスライダブロック５３には、第１プリズム２１の移動方向に沿う軸５７Ａをもった光路切換つまみ５７が設けられているから、この光路切換つまみ５７を引っ張ったり押したりするだけで、スライドブロック５３を介して第１プリズム２１を移動させることができ、直接観察光学系およびレーザ加工光学系の各光路Ｐ３，Ｐ４を容易に切り換えることができる。
【００２３】
プリズム移動機構５のプリズムホルダ５４には、レーザ光路Ｐ４を遮断するシャッタ５４３が設けられているので、第１プリズム２１が所定位置に位置されているときに、誤ってレーザ光を照射しても、シャッタ５４３により、レーザ光が直接観察光学系の接眼レンズ４６に到達することがなく、オペレータの眼が損傷されるのを防止できる。
【００２４】
プリズム移動機構５には、スライドブロック５３を水平方向および垂直方向にかつ第１および第２ガイドシャフト５１，５２側に付勢する付勢手段５８Ａ，５８Ｂが設けられているいるから、第１および第２ガイドシャフト５１，５２とスライドブロック５３との間のクリアランスの位置を一定に保持でき、第１プリズム２１の姿勢を変えることなく、第１プリズム２１の移動（所定位置および退避位置間）を繰り返すことができる。
また、付勢手段５８Ａ，５８Ｂにおいて、各ねじ孔５５Ａ，５３Ｃに対して止めねじ５８３の挿通位置を調節することで、圧縮コイルばね５８２のばね圧を調整できるので、駒５８１を適切な圧力でスライドブロック５３および第１ガイドシャフト５１に当接できる。
【００２５】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は、本発明に含まれるものである。
たとえば、前記実施形態では、スライドブロック５３を水平方向および垂直方向に第１および第２ガイドシャフト５１，５２側に付勢する付勢手段５８が、保持ブロック５５およびスライドブロック５３に設けられているが、たとえば、付勢手段を全て保持ブロック側に設けてもよい。また、付勢する方向においても水平および垂直方向に限らず、斜め方向等から付勢してもよく、要するに、スライドブロックをガイドシャフト側に付勢する付勢手段が、ガイドシャフトに対して直交する少なくとも２方向に設けられていればよい。
【００２６】
前記実施形態では、プリズムホルダ５４にシャッタ５４３が設けられているが、本発明に係るプリズムホルダはこれに限定されるものではなく、シャッタは設けられなくともよいが、オペレータの眼の保護のためにも設けられた方が望ましい。
【００２７】
前記実施形態では、スライドブロック５７に光路切換つまみ５７を設け、この光路切換つまみ５７を引っ張ったり押したりすることで、第１プリズム２１を移動させているが、たとえば、モータ等で第１プリズムを移動させてもよい。
【００２８】
前記実施形態のプリズム移動機構５では、２本のガイドシャフト５１，５２が上下に間隔を隔てて設けられているが、本発明に係るガイドシャフトはこれに限定されるものではなく、左右に間隔を隔てて設けられてもよい。また、２本の第１および第２ガイドシャフト５１，５２を用いているが、３本以上のガイドシャフトを用いてもよい。
【００２９】
前記実施形態では、観察光学系として接眼レンズによる直接観察光学系を挙げているが、たとえば、レーザアダプタ４８を取り外して、別のアダプタを用いることで、テレビ画像による観察光学系を利用してもよい。
【００３０】
前記実施形態では、光を照明用光源口４５から取り入れているが、たとえば、ビームスプリッタ１２とミラー１４との間の光路上に別の光源を設置することで光を顕微鏡ユニット４内に取り入れてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の光学式顕微鏡によれば、プリズムの損傷を未然に防止できるうえ、レーザ光のエネルギ利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学式顕微鏡の一実施形態を示す一部破断した側面図である。
【図２】前記実施形態の要部を示した拡大断面図である。
【図３】前記要部を示した平面図である。
【図４】前記実施形態の作用（所定位置）を示す断面図である。
【図５】前記実施形態の他の作用（退避位置）を示す断面図である。
【符号の説明】
１  光学式顕微鏡
５  プリズム移動機構
２１  プリズムである第１プリズム
５１，５２  ガイドシャフトである第１および第２ガイドシャフト
５３  スライドブロック
５４  プリズムホルダ
５７  光路切換つまみ
５８Ａ，５８Ｂ  付勢手段
５４３  シャッタ
Ｐ３  観察光路
Ｐ４  レーザ光路
【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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