JP2569571Y2 - 干渉対物レンズ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】この考案は、顕微鏡に使用する干渉対物レ
ンズ装置の改良に関し、特に参照ミラーの位置及び角度
の調節機構に特徴を有する干渉対物レンズ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】対物レンズと測定対象との間に設けたビ
ームスプリッターにより光源よりの光束を測定対象側と
参照ミラー側とに分割して、それにより得られる測定対
象及び参照ミラーからの反射光束の干渉により干渉縞を
生じさせ、この干渉縞により測定対象の表面形状等を測
定する干渉対物レンズ装置が従来公知であった（例え
ば、特開昭６３−２３８４０９、同６３−２８１００
３、実開平２−２７１０９等）。

【０００３】そして、この種装置においてはビームスプ
リッターから参照ミラー及び測定対象迄の距離を等しく
して干渉縞を顕微鏡の視野内に出現させるために、参照
ミラーをビームスプリッターに対し接離（対物レンズの
光軸に直交する方向に移動）させるＺ軸方向の調節機構
と、干渉縞の間隔及び方向を調節するために参照ミラー
を傾斜させるＸ軸及びＹ軸方向の調節機構が必須であっ
た。

【０００４】図５に示す干渉対物レンズ装置はこの種調
節機構を備えるものとして上記特開昭６３−２３８４０
９、同６３−２８１００３等において公知のものであ
る。この干渉対物レンズ装置は対物レンズ１０１と測定
対象１０３との間にビームスプリッター１０２を有す
る。図中符号１０４は参照ミラーであり、この参照ミラ
ー１０４はホルダー１０５の中を摺動する摺動体１０９
に取り付けられ、このホルダー１０５は板バネ１０６を
介して装置本体１００に取り付けられる。そして、上記
摺動体１０９は圧縮コイルバネ１１０によりビームスプ
リッター１０２からの離隔方向へ附勢されると共に、装
置本体１００に螺合される調節ネジ１１１により反附勢
方向へ押圧される。又、上記ホルダー１０５は装置本体
１００に螺合される調節ネジ１０７及び１０８により互
いに直交する方向に押圧される。よって、この装置によ
れば調節ネジ１１１により参照ミラー１０４のＺ軸方向
の調節が、調節ネジ１０７及び１０８により同じくＸ軸
及びＹ軸方向の調節が行われることとなる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置においてはホルダー１０５が板バネ１０６を介し
て装置本体１００に連結されているために、Ｘ軸及びＹ
軸方向の角度調節を行うことにより参照ミラー１０４は
この板バネ１０６を中心とする回転軌跡上を移動し、そ
の結果参照ミラーのビームスプリッター１０２に対する
位置が変化してしまう問題点が生じた。

【０００６】又、上記の場合その性質上板バネ１０６自
体の回転中心が一定せず、その回転軌跡が区々なことよ
り連続的に角度が変化しない問題点も生じた。

【０００７】更に、Ｚ軸方向の距離の調節においても、
ホルダー１０５自体は板バネ１０６を介して装置本体１
００に連結されているので、圧縮コイルバネ１１０に抗
して摺動体１０９がホルダー１０５内を摺動するとはい
えホルダー自体が若干押圧される事態は避けられず、こ
の場合には上記したようにホルダー１０５は板バネ１０
６を中心として回動するので、参照ミラー１０４の角度
が変化してしまう問題点が生じた。

【０００８】以上述べたように、従来装置においてはＺ
軸、Ｘ軸、Ｙ軸のそれぞれの調節機構を備えているにも
かかわらず、その動作が互いに影響し合う関係上参照ミ
ラーの正確且つ定量的な調節が難しいという問題点があ
った。即ち、干渉対物レンズ装置においては干渉縞を視
野内に出現させ、それを完全なものにするには参照ミラ
ーの姿勢を０．１マイクロメーター単位で変化させなく
てはならないので、上記従来装置では干渉縞を視野内に
出現させるに当たって熟練を要した。

【０００９】又、工場において干渉対物レンズ装置の出
荷時に熟練者が干渉縞が視野内に出現するように予め調
整したとしても、従来装置においては板バネを介して参
照ミラーが固定されている関係上、輸送時の振動により
姿勢がずれやすく、このような調整が徒労に帰するおそ
れがあった。更に、同様の理由より使用時においても外
部の微細な振動により参照ミラーの姿勢がずれて干渉縞
が消滅するおそれもあった。

【００１０】この考案は以上の如き従来装置の問題点に
鑑みて創作されたものであり、参照ミラーの位置及び角
度の調節を容易且つ確実にすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、この考案は対物レ
ンズと測定対象との間に光源よりの光束を測定対象側と
参照ミラー側とに分割するビームスプリッターを配した
干渉対物レンズ装置において、対物レンズの光軸に直交
する方向に移動するＺ軸ステージを装置本体に直動自在
に設けると共に、ゴニオの回転中心を参照ミラーの中心
に求め、互いに直交する方向に回動すべきＸ軸ゴニオス
テージ及びＹ軸ゴニオステージをこのＺ軸ステージに順
次設け、最終ステージとなるＹ軸ゴニオステージに参照
ミラーを設けたことを特徴とする。

【００１２】又、この種装置においては寸法の関係から
限られた狭小な空間に配するゴニオステージを実現する
ことは困難であり、これを解消するための次の考案も併
せて開示する。即ち、この考案は上記の考案においてＸ
軸ゴニオステージの固定部の両端に屹立させた案内板に
より、ゴニオステージの回動部を回動方向に摺動自在に
挟持すると共に、Ｙ軸ゴニオステージの固定部の両端に
屹立させた案内板により、ゴニオステージの回動部を回
動方向に摺動自在に挟持し、一方Ｘ軸ゴニオステージの
固定部、その回動部、及びＹ軸ゴニオステージの固定部
を遊嵌状態で貫通して終端がＹ軸ゴニオステージの回動
部に螺合固定されるべきピンを用意すると共に、このピ
ンの始端とＸ軸ゴニオステージの固定部との間に圧縮コ
イルバネを介在させることによりＸ軸ゴニオステージ及
びＹ軸ゴニオステージの組立て及び連結手段としたこと
を特徴とする。

【００１３】

【作用】よって、上記の第１の考案によれば、参照ミラ
ーはＸ軸ゴニオステージ及びＹ軸ゴニオステージにより
その角度が調節されるので、連続的に角度を変化させる
ことが可能となる作用を生じ、しかもこれらのゴニオス
テージはそのゴニオの回転中心を参照ミラーの中心に求
めているので、参照ミラーのビームスプリッターに対す
る位置を一定に保ったままその角度のみを変化させるこ
とが可能となる作用も生じる。又、上記のＸ軸ゴニオス
テージ及びＹ軸ゴニオステージは装置本体に直動自在に
設けられるＺ軸ステージに設けられるので、板バネを介
して固定されていた従来装置と異なり、互いに影響し合
うことなくＺ軸、Ｘ軸、Ｙ軸のそれぞれを個別に調節す
ることが可能となる作用が生じ、しかも外的な振動によ
り調節位置がずれることが防止される作用も生じる。

【００１４】一方、上記の第２の考案によれば、各ゴニ
オステージの固定部の両端に屹立させた案内板により各
ゴニオステージの回動部を摺動自在に挟持しているの
で、Ｘ軸ゴニオステージ及びＹ軸ゴニオステージの回動
を保った状態で平面方向に連結する作用を生じ、又ピン
を各ゴニオステージを構成する固定部及び回動部に貫挿
し、この内最終ステージとなるＹ軸ゴニオステージの回
動部以外を遊嵌状態とし、圧縮コイルバネによりこれら
をピンの軸方向に挟持押圧しているので、Ｘ軸ゴニオス
テージ及びＹ軸ゴニオステージの回動を保った状態で垂
直方向に連結する作用を生じる。従って、この考案によ
れば従来アリ溝等に頼り、その結果小型化が加工上難し
かったゴニオステージの回動機構が極めて容易に実現さ
れる作用を生じる（尚、従来技術のゴニオステージの公
知考案としては特開昭６１−１４０８８７等）。

【００１５】

【実施例】次に、この考案の具体的実施例を添付図面に
基づいて説明する。図１はこの考案の干渉対物レンズ装
置の全体を示す図である。図中符号１は干渉対物レンズ
装置の装置本体であり、対物レンズ４を擁する鏡筒３の
一端が対物つなぎ２を介して顕微鏡（図示せず）に連結
される。図中符号Ｐは対物レンズ４と測定対象Ｓとの間
に配されるビームスプリッターであり、ここではプリズ
ムによるものを採用している。そして上記ビームスプリ
ッターＰの中心を通過すると共に、対物レンズ４の光軸
と直交する線上にはビームスプリッターを挟んで光源部
６及び参照ミラーＭがそれぞれ配される。この参照ミラ
ーＭは対物レンズ４の光軸と直交するＺ軸方向に移動す
ると共に、互いに直交するＸ軸及びＹ軸を中心とするゴ
ニオステージにより回動を付与されるステージ機構１０
に取り付けられる。

【００１６】図３乃至図４は上記のステージ機構１０の
詳細を示す図である。図中符号１１は上記のステージ機
構中のＺ軸ステージであり、このＺ軸ステージ１１は装
置本体１に設けたアリ溝７により対物レンズ４の光軸と
直交する方向に摺動自在に配される（図２及び図３参
照）。そして、このＺ軸ステージ１１は一端が装置本体
１のバネ室１２内より突出した圧縮コイルバネ１３のカ
バー１４により押圧されると共に、他端が装置本体に螺
合されるＺ軸調節ネジ１５により押圧され、使用者によ
るこのネジの操作により位置が調節される。尚、ここで
はＺ軸調節ネジ１５を装置本体１に直接螺合しないで、
装置本体のテーパー孔１７に螺合される固定ネジ１６を
介している。この固定ネジ１６は先端がスリット（図示
せず）を有するテーパー状となっており、それを装置本
体１に螺合することによりＺ軸調節ネジ１５を締めつけ
るチャック作用を生じるものであり、これにより一度調
節したＺ軸調節ネジは定位置に固定される。

【００１７】図中符号１８は上記のＺ軸ステージ１１に
設けられるＸ軸ゴニオステージの固定部であり、Ｚ軸ス
テージに固定される（図２参照）。この固定部１８には
両端に案内板２０、２０が屹立され（図４参照）、これ
により回動部２２が回動方向に摺動自在に挟持される。
そして、この回動部２２は一端が固定部１８に設けられ
たバネ受け２１より突出した圧縮コイルバネ２３により
押圧されると共に、他端が装置本体に螺合されるＸ軸調
節ネジ２６により押圧され、使用者によるこのネジの操
作により位置が調節される（図２参照）。Ｚ軸調節ネジ
同様、ここでもＸ軸調節ネジ２６は装置本体１に直接螺
合しないで、装置本体のテーパー孔２８に螺合される固
定ネジ２７を介しており、その構造及び作用は上記のＺ
軸調節ネジの場合と同様なのでここでは記述を省略す
る。

【００１８】図中符号２４は上記のＸ軸ゴニオステージ
に設けられるＹ軸ゴニオステージの固定部であり、Ｘ軸
ゴニオステージの回動部２２に固定される（図４参
照）。この固定部２４には両端に案内板２５、２５が屹
立され（図２参照）、これにより回動部３０が回動方向
に摺動自在に挟持される。そして、この回動部３０は固
定部２４に設けられたバネ受け２９より突出した圧縮コ
イルバネ８１により一端が押圧されると共に、他端が装
置本体に螺合されるＹ軸調節ネジ３１により押圧され、
使用者によるこのネジの操作により位置が調節される
（図４参照）。Ｚ軸調節ネジ同様、ここでもＹ軸調節ネ
ジ３１は装置本体１に直接螺合しないで、装置本体のテ
ーパー孔３３に螺合される固定ネジ３２を介しており、
その構造及び作用は上記のＺ軸調節ネジの場合と同様な
のでここでは記述を繰り返さない。

【００１９】図中符号３４は参照ミラーＭを支持する部
材であり、Ｙ軸ゴニオステージの回動部３０に固定され
る。尚、上記Ｘ軸ゴニオステージ及びＹ軸ゴニオステー
ジはゴニオの回転中心を参照ミラーＭの中心に求めるよ
う設定されることは、課題を解決するための手段の項及
び作用の項で述べた通りである。

【００２０】図中符号３５は以上のＸ軸ゴニオステージ
及びＹ軸ゴニオステージを連結するためのピンである。
このピン３５はＸ軸ゴニオステージの固定部１８、その
回動部２２、及びＹ軸ゴニオステージの固定部２４を遊
嵌状態で貫通して終端がＹ軸ゴニオステージの回動部３
０に螺合固定されるものであり、その始端とＸ軸ゴニオ
ステージの固定部のバネ室１９との間に圧縮コイルバネ
３６を介在させることにより、Ｘ軸ゴニオステージ及び
Ｙ軸ゴニオステージを互いに引き合った状態で連結す
る。そして、この場合ピン３５は各ゴニオステージを遊
嵌状態で貫通しているので、各ゴニオステージはその範
囲において回動することができ、この種装置で要求され
る角度の調節範囲は充分確保される。尚、ここではＸ軸
或いはＹ軸の調節ネジの誤操作によりゴニオステージを
その回動限度まで回動させて装置を棄損することを防止
するために、ピン３５の始端において圧縮コイルバネ３
６を受け止めるための有底筒状のバネ座３７を用意し、
このバネ座の開口端３７ａをＸ軸ゴニオステージの固定
部１８に接近させている。従って、調節ネジの誤操作に
よりゴニオステージが過度に回動しようとしても、この
バネ座３７の開口端３７ａが先ずＸ軸ゴニオステージの
固定部１８に当接するので、それ以上の回動が阻止され
る作用が得られる。

【００２１】尚、図中符号３８は参照光を遮断して干渉
縞を消すためのシャッター板であり、装置本体１に設け
た孔４０内を摺動する摺動体３９に連結されることによ
り、外部からのレリーズ操作により開閉される。

【００２２】

【考案の効果】以上の構成よりなるこの考案は次の特有
の効果を奏する。 ゴニオステージを採用することにより従来装置では不
可能であった参照ミラーの角度を連続的に変化させる調
節が可能となる。 しかも、上記の場合ゴニオステージはそのゴニオの回
転中心を参照ミラーの中心に求めているので、参照ミラ
ーのビームスプリッターに対する位置を一定に保ったま
まその角度のみを変化させることが可能となる。 各ゴニオステージは装置本体に直動自在に設けられる
Ｚ軸ステージに設けられるので、板バネを介して固定さ
れていた従来装置と異なり、互いに影響し合うことなく
Ｚ軸、Ｘ軸、Ｙ軸のそれぞれを個別に調節することが可
能となる。 以上の効果の結果、参照ミラーを正確且つ定量的に微
細な単位で調節することが可能となり、従来技術では熟
練を要した干渉縞を視野内に出現させ、それを完全なも
のにする作業が容易に行えるようになった。 上記と同様の理由により外的な振動により参照ミラ
ーの調節位置がずれることが防止され、工場において干
渉対物レンズ装置の出荷時に熟練者が干渉縞を視野内に
出現するように予め調整し、それを保った状態で輸送す
ることが可能となり、又使用時においても外部の微細な
振動により参照ミラーの姿勢がずれて干渉縞が消滅する
おそれも防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の干渉対物レンズ装置の全体を示す一
部切り欠き正面図。

【図２】同上、ステージ機構の詳細を示す一部切り欠き
正面図。

【図３】同上、ステージ機構の詳細を示す一部切り欠き
断面図。

【図４】同上、ステージ機構の詳細を示す一部切り欠き
底面図。

【図５】従来技術の干渉対物レンズ装置を示す一部切り
欠き正面図。

【符号の説明】

１ 装置本体 ４ 対物レンズ Ｐ ビームスプリッター Ｍ 参照ミラー １１ Ｚ軸ステージ １５ Ｚ軸調節ネジ １８ （Ｘ軸ゴニオステージの）固定部 ２２ （Ｘ軸ゴニオステージの）回動部 ２４ （Ｙ軸ゴニオステージの）固定部 ２６ Ｘ軸調節ネジ ３０ （Ｙ軸ゴニオステージの）回動部 ３１ Ｙ軸調節ネジ

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズと測定対象との間に光源より
   の光束を測定対象側と参照ミラー側とに分割するビーム
   スプリッターを配した干渉対物レンズ装置において、対
   物レンズの光軸に直交する方向に移動するＺ軸ステージ
   を装置本体に直動自在に設けると共に、ゴニオの回転中
   心を参照ミラーの中心に求め、互いに直交する方向に回
   動すべきＸ軸ゴニオステージ及びＹ軸ゴニオステージを
   このＺ軸ステージに順次設け、最終ステージとなるＹ軸
   ゴニオステージに参照ミラーを設けたことを特徴とする
   干渉対物レンズ装置。
2. 【請求項２】 Ｘ軸ゴニオステージの固定部の両端に屹
   立させた案内板により、ゴニオステージの回動部を回動
   方向に摺動自在に挟持すると共に、Ｙ軸ゴニオステージ
   の固定部の両端に屹立させた案内板により、ゴニオステ
   ージの回動部を回動方向に摺動自在に挟持し、一方Ｘ軸
   ゴニオステージの固定部、その回動部、及びＹ軸ゴニオ
   ステージの固定部を遊嵌状態で貫通して終端がＹ軸ゴニ
   オステージの回動部に螺合固定されるべきピンを用意す
   ると共に、このピンの始端とＸ軸ゴニオステージの固定
   部との間に圧縮コイルバネを介在させることによりＸ軸
   ゴニオステージ及びＹ軸ゴニオステージの組立て及び連
   結手段とした請求項１記載の干渉対物レンズ装置。
3. 【請求項３】 Ｚ軸ステージの一端をバネにより押圧す
   ると共に他端を装置本体に螺合される調節ネジにより押
   圧する機構、Ｘ軸ゴニオステージの一端をバネにより押
   圧すると共に他端を装置本体に螺合される調節ネジによ
   り押圧する機構、及びＹ軸ゴニオステージの一端をバネ
   により押圧すると共に他端を装置本体に螺合される調節
   ネジにより押圧する機構をもって各ステージの位置決め
   機構とした請求項１又は請求項２記載の干渉対物レンズ
   装置。
4. 【請求項４】 ピンの始端において圧縮コイルバネを受
   け止めるべき有底筒状のバネ座を用意し、このバネ座の
   開口端をＸ軸ゴニオステージの固定部に接近させた請求
   項１から請求項３の何れかに記載の干渉対物レンズ装
   置。