JP2013200438A

JP2013200438A - 顕微鏡

Info

Publication number: JP2013200438A
Application number: JP2012068627A
Authority: JP
Inventors: Nobuki Ide; 伸樹井出
Original assignee: Sinto S Precision Ltd
Current assignee: Sinto S Precision Ltd
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-10-03
Also published as: KR20130109057A; CN103364935A

Abstract

【課題】異なる倍率の被検体像を良好に撮影することができる顕微鏡を提供する。
【解決手段】対物レンズ４と、照明部１０と、被検体から前記対物レンズに入射された被検体光の光路を二つの光路に分割する第１の光学部材４４と、前記第１の光学部材において反射された被検体光に基づく被検体像を第１の撮像素子１４に結像させる第１の結像レンズ４６と、前記第１の光学部材を透過した被検体光の光路を二つの光路に分割する第２の光学部材４８と、前記第２の光学部材において反射された被検体光に基づく被検体像を第２の撮像素子１８に結像させる第２の結像レンズ５０と、前記第２の光学部材を透過した被検体光に基づく被検体像を第３の撮像素子２２に結像させる第３の結像レンズ５６とを備え、前記照明部から射出された前記照明光は、前記対物レンズと前記第１の光学部材との間の光路内に配置された第３の光学部材４０を介して前記対物レンズに入射される。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検体像を異なる倍率で撮像素子に結像させる顕微鏡に関するものである。

従来、一つの対物レンズと二つの異なる倍率の結像レンズを備えた測定顕微鏡装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。この測定顕微鏡装置によれば、対物レンズの切換えを行わずに二つの異なる倍率の被検体像を撮影することができる。

特開平８−６１９１４号公報

しかしながら、上述の測定顕微鏡装置において、照明部を対物レンズから離れた位置に設置した場合、照明部から射出された照明光は、複数の光学部材を介した後に対物レンズに入射し被検体を照明することになる。

この場合、照明光の光量損失が大きくなるため、十分な明るさで被検体を照明することができず、被検体像を良好に撮影することができないという問題があった。

本発明の目的は、異なる倍率の被検体像を良好に撮影することができる顕微鏡を提供することである。

本発明の顕微鏡は、所定の倍率で被検体を観察する対物レンズと、前記対物レンズを介して前記被検体を照明する照明光を射出する光源を有する照明部と、前記被検体から前記対物レンズに入射された被検体光の光路を二つの光路に分割する第１の光学部材と、前記第１の光学部材において反射された被検体光に基づく被検体像を第１の撮像素子に結像させる第１の結像レンズと、前記第１の光学部材を透過した被検体光の光路を二つの光路に分割する第２の光学部材と、前記第２の光学部材において反射された被検体光に基づく被検体像を第２の撮像素子に結像させる第２の結像レンズと、前記第２の光学部材を透過した被検体光に基づく被検体像を第３の撮像素子に結像させる第３の結像レンズとを備え、前記照明部から射出された前記照明光は、前記対物レンズと前記第１の光学部材との間の光路内に配置された第３の光学部材を介して前記対物レンズに入射されることを特徴とする。

また、本発明の顕微鏡は、前記照明部が、前記光源から射出された照明光を所定の位置に集光する集光レンズを備えることを特徴とする。

また、本発明の顕微鏡は、前記第１の撮像素子、前記第２の撮像素子、及び前記第３の撮像素子に結像される被検体像の倍率が、それぞれ低倍率、高倍率、及び中倍率であることを特徴とする。

また、本発明の顕微鏡は、前記第２の光学部材を透過した被検体光の光路を二つの光路に分割する第４の光学部材と、前記第４の光学部材を透過した被検体光を集光する少なくとも一つの結像レンズと、前記少なくとも一つの結像レンズによって集光された被検体光に基づく被検体像を撮像する少なくとも一つの撮像素子とを備え、前記第３の撮像素子は、前記第４の光学部材において反射され、前記第３の結像レンズによって集光された被検体光に基づく被検体像を撮像することを特徴とする。

本発明の顕微鏡によれば、異なる倍率の被検体像を良好に撮影することができる。

実施の形態に係る顕微鏡の内部の構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る顕微鏡について説明する。図１は、実施の形態に係る顕微鏡の内部の構成を示す図である。顕微鏡２は、液晶パネルや有機ＥＬパネル等のフラットパネルの生産工程において使用される検査装置に備えられるものであり、所定の倍率（例えば対物５０倍）で被検体（不図示）を観察する対物レンズ４が下部に取付けられた筐体６、及び対物レンズ４に入射した被検体光の光路となる光路ボックス８を備えている。

また、光路ボックス８の上部には、対物レンズ４に近い側から順に、対物レンズ４を介して被検体を照明する照明光を射出する照明部１０、照明光により照明された被検体の被検体像を撮影する第１のカメラ１４を備える第１の鏡筒１６、第２のカメラ１８を備える第２の鏡筒２０、及び第３のカメラ２２を備える第３の鏡筒２４が備えられている。また、筐体６には、レーザー光を用いて対物レンズ４の焦点調整を行うレーザーオートフォーカス装置２５が組み込まれている。

次に、図面を参照して実施の形態に係る顕微鏡２の処理について説明する。まず、レーザーオートフォーカス装置２５によりレーザー光が射出されると、レーザー光はダイクロイックミラー２６を透過し、対物レンズ４を介して被検体を照射する。被検体で反射された反射光は、対物レンズ４を介してダイクロイックミラー２６を透過し、レーザーオートフォーカス装置２５に入射する。そして、レーザーオートフォーカス装置２５に入射した情報に基づいて対物レンズ４の焦点が調整される。

次に、光ファイバー３２の端部３２ａから照明光が射出されると、照明光は、第１の集光レンズ３４により集光ポイント３６に集光される。次に、照明光は、集光ポイント３６を疑似的な点光源として下方に進行した後、第２の集光レンズ３８に入射し、ハーフミラー４０及びダイクロイックミラー２６で反射された後に対物レンズ４の入射部４２に集光される。次に、照明光は、入射部４２を疑似的な点光源として対物レンズ４に入射し、対物レンズ４を介して被検体を照明する。

被検体により反射された被検体光は、対物レンズ４に入射し、ダイクロイックミラー２６で反射された後、ハーフミラー４０を透過する。ハーフミラー４０を透過した被検体光の光路は、第１のビームスプリッタ（第１ＢＳ）４４において二つの光路に分割される。

第１ＢＳ４４で反射された被検体光は、第１の結像レンズ４６により集光され、第１のカメラ１４の図示しない第１の撮像素子に結像される。ここで、第１の結像レンズ４６の倍率が０．５倍である場合、第１のカメラ１４によって２５倍（対物５０倍×０．５倍）の被検体像が撮影される。

一方、第１ＢＳ４４を透過した被検体光の光路は、第２のビームスプリッタ（第２ＢＳ）４８において二つの光路に分割される。

第２ＢＳ４８において反射された被検体光は、第２の結像レンズ５０及びテレコンバージョンレンズ５２により集光され、第２のカメラ１８の図示しない第２の撮像素子に結像される。ここで、第２の結像レンズ５０の倍率が１．０倍、テレコンバージョンレンズ５２の倍率が２．０倍である場合、第２のカメラ１８によって１００倍（対物５０倍×１．０倍×２．０倍）の被検体像が撮影される。

一方、第２ＢＳ４８を透過した被検体光は、全反射ミラー５４において全反射され、第３の結像レンズ５６により集光された後、第３のカメラ２２の図示しない第３の撮像素子に結像される。ここで、第３の結像レンズ５６の倍率が１．０倍である場合、第３のカメラ２２によって５０倍（対物５０倍×１．０倍）の被検体像が撮影される。

即ち、第１のカメラ１４、第２のカメラ１８、及び第３のカメラ２２によって、２５倍、１００倍、５０倍の３種類の倍率（１：４：２の比率）の被検体像が撮影される。

この実施の形態に係る顕微鏡２によれば、照明部１０を第１の鏡筒１６よりも対物レンズ４側に配置し、複数のミラー等を透過をすることによる光量損失の少ない照明光で明るく被検体を照明できるため、それぞれの撮像素子に適切な光量の被検体像を結像させることができ、３種の異なる倍率の被検体像を良好に撮影することができる。

また、３種の異なる倍率の被検体像を撮影することができるため、近年高精細化する被検体を最適な倍率で的確に検査することができる。また、対物レンズ４の切換えを行わずに効率よく被検体を検査することができる。

また、光ファイバー３２の端部３２ａから射出された照明光を一旦第１の集光レンズ３４により集光ポイント３６に集光し、疑似的な点光源を生成してケーラー照明により被検体の照明を行うことから、照明効率を高くすることができる。

また、被検体光の光路長さ及び被検体光の光量損失を考慮し、対物レンズ４に近い側から、照明部１０、第１の鏡筒１６、第２の鏡筒２０、及び第３の鏡筒２４の順に配置することにより、最大の倍率である１００倍の被検体像の精度を最も高くすることができる。

なお、上述の実施の形態においては、対物レンズ４の倍率が対物５０倍の場合を例に説明しているが、良好な被検体像を撮影することができれば、対物レンズ４の倍率は上述の例に限定されない。また、それぞれの結像レンズの倍率も上述の例に限定されない。

また、上述の実施の形態において、テレコンバージョンレンズ５２の倍率は上述の例に限定されない。なお、例えば、テレコンバージョンレンズ５２の倍率を４倍とした場合、第２のカメラ１８により２００倍（対物５０倍×１．０倍×４．０倍）の被検体像を撮影することができ、１：８：２の３種類の比率の被検体像を得ることができる。

また、上述の実施の形態においては、光ファイバー３２の端部３２ａを光源として照明光が射出される場合を例に説明しているが、照明光の光源は光ファイバー３２に限定されない。例えば、光ファイバー３２に代えて、照明部１０にＬＥＤ光源等を接続するようにしてもよい。

また、上述の実施の形態においては、顕微鏡２が３つの鏡筒を備え、３種の異なる倍率の被検体像を得ることができる場合を例に説明しているが、良好な被検体像を撮影することができれば、更に鏡筒を増設してもよい。

２…顕微鏡、４…対物レンズ、６…筐体、８…光路ボックス、１０…照明部、１４…第１のカメラ、１６…第１の鏡筒、１８…第２のカメラ、２０…第２の鏡筒、２２…第３のカメラ、２４…第３の鏡筒、２６…ダイクロイックミラー、３２…光ファイバー、３４…第１の集光レンズ、３８…第２の集光レンズ、４０…ハーフミラー、４４…第１ＢＳ、４６…第１の結像レンズ、４８…第２ＢＳ、５０…第２の結像レンズ、５２…テレコンバージョンレンズ、５４…全反射ミラー、５６…第３の結像レンズ

Claims

所定の倍率で被検体を観察する対物レンズと、
前記対物レンズを介して前記被検体を照明する照明光を射出する光源を有する照明部と、
前記被検体から前記対物レンズに入射された被検体光の光路を二つの光路に分割する第１の光学部材と、
前記第１の光学部材において反射された被検体光に基づく被検体像を第１の撮像素子に結像させる第１の結像レンズと、
前記第１の光学部材を透過した被検体光の光路を二つの光路に分割する第２の光学部材と、
前記第２の光学部材において反射された被検体光に基づく被検体像を第２の撮像素子に結像させる第２の結像レンズと、
前記第２の光学部材を透過した被検体光に基づく被検体像を第３の撮像素子に結像させる第３の結像レンズとを備え、
前記照明部から射出された前記照明光は、前記対物レンズと前記第１の光学部材との間の光路内に配置された第３の光学部材を介して前記対物レンズに入射されることを特徴とする顕微鏡。
前記照明部は、前記光源から射出された照明光を所定の位置に集光する集光レンズを備えることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
前記第１の撮像素子、前記第２の撮像素子、及び前記第３の撮像素子に結像される被検体像の倍率は、それぞれ低倍率、高倍率、及び中倍率であることを特徴とする請求項１または２記載の顕微鏡。
前記第２の光学部材を透過した被検体光の光路を二つの光路に分割する第４の光学部材と、
前記第４の光学部材を透過した被検体光を集光する少なくとも一つの結像レンズと、
前記少なくとも一つの結像レンズによって集光された被検体光に基づく被検体像を撮像する少なくとも一つの撮像素子とを備え、
前記第３の撮像素子は、前記第４の光学部材において反射され、前記第３の結像レンズによって集光された被検体光に基づく被検体像を撮像することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の顕微鏡。