JP2000330035A - ステージ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使い勝手が良く、しかも構成が簡単なステー
ジ装置を提供する。 【解決手段】 第１の回転操作部４０を回転させたと
き、回転力はプーリ１４、ベルト１４ａ、プーリ１５、
軸１５ａ、ピニオン１６及びラック２３を介して中板２
０に伝達され、ラック２３が固定された中板２０はベー
ス板１０に沿ってＹ方向へ移動する。また、第２の回転
操作部５０を回転させたとき、回転力は自在継手６１、
回転軸６０、伝達部材７０、ピニオン７１及びラック３
１を介して上板３０に伝達され、上板３０は中板２０に
沿ってＸ方向へ移動する。このとき、第１の回転操作部
４０と第２の回転操作部５０とがベース板１０に取り付
けられているので、第１の回転操作部４０と第２の回転
操作部５０とがステージの移動に伴って移動せず、検鏡
者は同じ位置に手をおいて検鏡することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はステージ装置に関
し、特にＸＹ方向へ移動可能なステージ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステージ装置は例えば顕微鏡に使
用されている。このステージ装置は顕微鏡に固定された
ベース板と、このベース板に対してＹ方向（顕微鏡の前
後方向）へ移動可能な中板と、Ｙ方向に対して直交する
Ｘ方向（顕微鏡の左右方向）へ移動可能な、試料が載置
される上板とを備えている。上板はＸ方向だけでなく中
板とともにＹ方向に移動可能に設けられている。

【０００３】中板には一軸ハンドルが設けられ、この一
軸ハンドルを操作することによってステージをＸ方向及
びＹ方向へ独立に移動させることができる。

【０００４】また、ステージをＸ方向及びＹ方向へ移動
させるための操作ハンドルをベース板に設けた構成のス
テージ装置も知られている（特開平９−１２７４２７号
公報参照）。

【０００５】このステージ装置は、ラック・ピニオンで
中板（Ｙ方向へ移動する板）を移動し、それに伴って上
板（Ｘ方向へ移動する板）をＹ方向へ移動する。操作ハ
ンドルと上板との間に設けられた上板を移動させるため
の駆動機構は、２つのレバーと関節点とで構成され、上
板のＹ方向への移動に追従できる構成になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の場合、
検鏡者が試料を載置した上板をＹ方向へ移動させたと
き、一軸ハンドルもＹ方向へ移動してしまうので、検鏡
者も一軸ハンドルとともに手を動かす必要がある。

【０００７】ところで、通常検鏡者は観察しながら（接
眼レンズを覗きながら）ステージを移動させる。

【０００８】そのため、ハンドルから手を一旦離してし
まうと手探りでハンドルを探さなければならず、上記の
ようにハンドルの位置が固定されていないときにはハン
ドルを探すのが困難であり、使い勝手が悪い。特に、ウ
エハ、レチクル、液晶基板等を観察するときにはステー
ジが大型になるので、ハンドルの移動量が大きくなり、
ハンドルを探すのがより困難になる。

【０００９】すなわち、従来のステージ装置を顕微鏡に
使用したとき、きわめて使い難く、顕微鏡を長時間に亘
って使用する検鏡者にとって、ステージの操作は多大な
疲労を強いられる作業であった。

【００１０】後者の場合、ハンドルの位置が固定される
ので、ステージの操作はし易いが、構成が複雑であり、
精度（バックラッシを少なくする等）を出しづらく、大
きなスペースを必要とするといった問題がある。

【００１１】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は使い勝手が良く、しかも構成が簡
単なステージ装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、顕微鏡本体に固定されるベー
ス部材と、このベース部材に対して第１の方向へ移動可
能な第１の移動部材と、この第１移動部材に対して前記
第１の方向と直交する第２の方向へ移動可能な第２の移
動部材と、前記ベース部材に設けられ、前記第１の移動
部材を移動させるための第１の回転操作手段と、前記ベ
ース部材に設けられ、前記第２の移動部材を移動させる
ための第２の回転操作手段と、前記第１の操作手段と前
記第１の移動部材との間に設けられ、前記第１の操作手
段の回転力を前記第１の移動部材に伝達する第１の駆動
手段と、前記ベース部材に設けられるとともに、前記第
１の方向へ延び、前記第２の回転操作手段の回転操作に
応じて回転する回転軸と、前記回転軸と同軸上に設けら
れ、前記回転軸の軸方向へ移動可能であるとともに、前
記回転軸と一体に回転可能な伝達手段と、前記伝達手段
と前記第２の移動部材との間に設けられ、前記第２の操
作手段の回転力を前記第２の移動部材に伝達する第２の
駆動手段とを備えていることを特徴とする。

【００１３】第１の回転操作手段を回転させたとき、回
転力は第１の駆動手段を介して第１の移動部材に伝達さ
れ、第１の移動部材は第１の方向へ移動する。第２の回
転操作手段を回転させたとき、回転力は回転軸、伝達手
段及び第２の駆動手段を介して第２の移動部材に伝達さ
れ、第１の方向と直交する第２の方向へ移動する。伝達
手段は第１の移動部材及び第２の移動部材とともに第１
の方向へ移動する。このとき、第１の回転操作手段及び
第２の回転操作手段はベース板に設けられているので、
第１の移動部材及び第２の移動部材を移動させたときで
あっても移動しない。また、従来例に比し構成が簡単で
ある。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のステージ装置において、前記第２の回転操作手段は前
記第１の方向へ延びる前記回転軸上に、前記第１の回転
操作手段は前記回転軸に直交する操作軸上にそれぞれ設
けられていることを特徴とする。

【００１５】第２の回転操作手段を回転軸上に設けたの
で、部品点数を削減できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１７】図１はこの発明の第１実施形態に係るステ
ージ装置の概略構成図、図２は図１のＡ矢視図、図３は
図１のＢ矢視図である。

【００１８】顕微鏡ステージは、ベース板（ベース部
材）１０と、中板（第１の移動部材）２０と、上板（第
２の移動部材）３０と、第１の回転操作部（第１の回転
操作手段）４０と、第２の回転操作部（第２の回転操作
手段）５０と、回転軸６０と、伝達部材（伝達手段）７
０とを備えている。

【００１９】中板２０をＹ方向（図１の図面貫通方向）
へ案内するガイド部１２が、顕微鏡本体に固定されたベ
ース板１０に設けられている。このガイド部１２は、ベ
ース板１０に形成された溝１２ａ、中板２０に形成され
た溝２１ａ及びボール２１ｂで構成される。

【００２０】また、上板３０をＸ方向（図２の図面貫通
方向）へ案内するガイド部２２が中板２０に設けられて
いる。このガイド部２２は、中板２０に形成された溝２
２ａ、上板３０に形成された溝３２ａ及びボール３２ｂ
で構成される。

【００２１】ベース板１０にはベース補助板１１が一体
に固着している。

【００２２】中板２０をＹ方向へ移動させるための第１
の回転操作部４０と上板３０をＸ方向へ移動させるため
の第２の回転操作部５０とが操作軸１３の一端に設けら
れている。

【００２３】なお、第２の回転操作部５０は第１の回転
操作部４０と同じ操作軸１３上に設けられているが、両
回転操作部４０，５０をそれぞれ別個独立に回転させる
ことができる。

【００２４】回転操作部４０を回転させるとプーリ１４
が回転する。このプーリ１４はＹ方向へ所定距離だけ離
して設けられたプーリ１５にベルト１４ａを介して連結
されている。プーリ１５はベース補助板１１に回転可能
に取り付けられた軸１５ａの一端に取り付けられてい
る。

【００２５】ラック２３と噛み合うピニオン１６が軸１
５ａの他端に設けられている。ラック２３は中板２０に
Ｙ方向へ沿うように設けられている。ラック２３とピニ
オン１６とで第１の駆動手段を構成する。

【００２６】また、回転操作部５０を回転させるとその
回転は、ベース補助板１１を貫通し、自在継手６１を介
してＹ方向へ延びる回転軸６０に伝達される。回転軸６
０はベース補助板１１に設けられた軸受１７ａ，１７ｂ
によって回転可能に支持されている。

【００２７】回転軸６０には円筒状の伝達部材７０が取
り付けられている。この伝達部材７０は回転軸６０の軸
方向（Ｙ方向）へ移動でき、回転軸６０と一体に回転す
る。

【００２８】伝達部材７０の一端にピニオン７１が形成
され、他端にフランジ部７２が形成されている。

【００２９】ピニオン７１は上板３０の固定されたラッ
ク３１と噛み合っている。このラック３１はＸ方向へ沿
うように設けられている。ラック３１とピニオン７１と
で第２の駆動手段を構成する。

【００３０】フランジ部７２は中板２０に固定されたブ
ロック２４に回転可能に支持されていて、中板２０の移
動に伴ってＹ方向へ伝達部材７０を移動させることがで
きる。

【００３１】試料ホルダ３５はクランプビス（図示せ
ず）等によって上板３０に取り付けられている。したが
って、クランプビスを緩めるだけで検鏡する試料に応じ
て他の試料ホルダに容易に取り換えることができる。

【００３２】図４は回転軸と伝達部材とで構成されるボ
ールスプライン機構を説明する斜視図であり、伝達部材
の一部を切り欠いて示してある。

【００３３】回転軸６０の外周面と伝達部材７０の内周
面とにそれぞれ溝６０ａと溝７０ａとが設けられてい
る。鋼球７５は溝７０ａに沿って転動しながら循環す
る。伝達部材７０は回転軸６０と一体に回転でき、回転
軸６０に沿って直線運動できる。

【００３４】上記ステージ装置は次のように動作する。

【００３５】第１の回転操作部４０を回転させたとき、
回転力はプーリ１４、ベルト１４ａ、プーリ１５、軸１
５ａ、ピニオン１６及びラック２３を介して中板２０に
伝達される。そのため、中板２０はＹ方向へ移動する。

【００３６】第２の回転操作部５０を回転させたとき、
回転力は自在継手６１、回転軸６０、伝達部材７０、ピ
ニオン７１及びラック３１を介して上板３０に伝達され
る。そのため、上板３０はＸ方向へ移動する。

【００３７】このとき、伝達部材７０は中板２０及び上
板３０とともにＹ方向へ追従して動くことができるの
で、ピニオン７１とラック３１とは常に噛み合ってい
る。

【００３８】この第１実施形態によれば、以下の効果を
奏する。 操作軸１３がベース板に設けられているので、中板２
０及び上板３０を移動させたときであっても、第１の回
転操作部４０及び第２の回転操作部５０は移動しない。
したがって、顕微鏡ステージは使い易く、試料を顕微鏡
で観察しながら（接眼レンズで覗きながら）ステージを
移動させる操作も容易に行うことができるので、検鏡者
の疲労を軽減することができる。 従来の（ツアイス出願の）顕微鏡ステージに比し構成
が簡単であるので、余分なスペースを必要とせず、ステ
ージの小型化を図るとともに、低コストで精度が良い。 ベルト１４ａによって回転操作部４０の回転力をベル
ト１４ａを介して軸１５ａに伝達しているので、操作軸
１３を検鏡者側に位置させることができるとともにラッ
クが検鏡者側へ突き出ないので、ウエハ、レチクル、液
晶基板等を観察するときのようにステージが大型になる
場合であっても回転操作部４０，５０は操作し易い。

【００３９】なお、上記実施形態では直交する操作軸１
３と回転軸６０との連結に自在継手６１を用いたが、自
在継手６１に代えて例えば傘歯車、ウオ−ムギヤ、ベル
ト又はワイヤ等を用いてもよい。

【００４０】図５はこの発明の第２実施形態に係るステ
ージ装置を適用した顕微鏡ステージの概略構成図であ
り、第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその
説明を省略する。

【００４１】中板２０を移動させるための第１の回転操
作部１４０の操作軸１１３は、軸１５ａと一体に設けら
れている。

【００４２】第１の回転操作部１４０を回転することに
よって、回転力は操作軸１１３、ピニオン１６、ラック
２３を介して中板２０に伝達され、中板２０がＹ方向へ
移動する。

【００４３】上板３０を移動させるための第２の回転操
作部１５０はＹ方向へ延びる回転軸６０の一端に設けら
れている。

【００４４】第２の回転操作部１５０を回転させること
によって、回転力は回転軸６０、ピニオン７１、ラック
３１を介して上板３０に伝達され、上板３０がＸ方向へ
移動する。

【００４５】この第２実施形態によれば、第１実施形態
の効果及びと同様の効果を奏するとともに、第１実
施形態のように軸方向を変えるための自在継手６１を用
いない分だけ部品点数が削減されるので、構成が簡略化
され、精度が向上するとともにコストの低減を図ること
ができる。

【００４６】なお、上記各実施形態において、ブロック
２４は伝達部材７０を中板２０及び上板３０に確実に追
従でき、フランジ７２の回転を損なわせないように、摩
擦係数の小さい材料を使用したり、フランジ７２との摺
動部に潤滑用の油を施したりするのが好ましい。

【００４７】また、上記各実施形態では、回転軸６０と
伝達部材７０とにボールスプライン機構を構成したが、
回転軸６０と一体に回転し、回転軸６０に沿って直線運
動できる機構であればよく、例えば鋼球を用いず、伝達
部材７０の内周面に回転軸６０の溝と係合する突起を設
ける構成としてもよい。

【００４８】更に、上記各実施形態は顕微鏡ステージに
適用した場合で説明したが、このステージ装置は測定機
等にも適用することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上に説明したように請求項１に記載の
発明のステージ装置によれば、使い勝手が良く、また、
従来例に比しステージの小型化を図ることができる。

【００５０】請求項２に記載の発明のステージ装置によ
れば、構成が簡略化され、精度が向上するとともにコス
トの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係るステージ
装置の概略構成図である。

【図２】図２は図１のＡ矢視図である。

【図３】図３は図１のＢ矢視図である。

【図４】図４は回転軸と伝達部材とで構成されるボール
スプライン機構を説明する斜視図である。

【図５】図５はこの発明の第２実施形態に係るステージ
装置を適用した顕微鏡ステージの概略構成図である。

【符号の説明】

１０ ベース板（ベース部材） １６，７１ ピニオン ２０ 中板（第１の移動部材） ２３，３１ ラック ３０ 上板（第２の移動部材） ４０，１４０ 第１の回転操作部（第１の回転操作手
段） ５０，１５０ 第２の回転操作部（第２の回転操作手
段） ６０ 回転軸 ７０ 伝達部材（伝達手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顕微鏡本体に固定されるベース部材と、 このベース部材に対して第１の方向へ移動可能な第１の
   移動部材と、 この第１移動部材に対して前記第１の方向と直交する第
   ２の方向へ移動可能な第２の移動部材と、 前記ベース部材に設けられ、前記第１の移動部材を移動
   させるための第１の回転操作手段と、 前記ベース部材に設けられ、前記第２の移動部材を移動
   させるための第２の回転操作手段と、 前記第１の操作手段と前記第１の移動部材との間に設け
   られ、前記第１の操作手段の回転力を前記第１の移動部
   材に伝達する第１の駆動手段と、 前記ベース部材に設けられるとともに、前記第１の方向
   へ延び、前記第２の回転操作手段の回転操作に応じて回
   転する回転軸と、 前記回転軸と同軸上に設けられ、前記回転軸の軸方向へ
   移動可能であるとともに、前記回転軸と一体に回転可能
   な伝達手段と、 前記伝達手段と前記第２の移動部材との間に設けられ、
   前記第２の操作手段の回転力を前記第２の移動部材に伝
   達する第２の駆動手段とを備えていることを特徴とする
   ステージ装置。
2. 【請求項２】 前記第２の回転操作手段は前記第１の方
   向へ延びる前記回転軸上に、前記第１の回転操作手段は
   前記回転軸に直交する操作軸上にそれぞれ設けられてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。