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JPH08313785A - 顕微鏡の焦準機構 - Google Patents

顕微鏡の焦準機構

Info

Publication number
JPH08313785A
JPH08313785A JP11732395A JP11732395A JPH08313785A JP H08313785 A JPH08313785 A JP H08313785A JP 11732395 A JP11732395 A JP 11732395A JP 11732395 A JP11732395 A JP 11732395A JP H08313785 A JPH08313785 A JP H08313785A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
moving
microscope
optical axis
axis direction
coarse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11732395A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshimi Hayasaka
利美 早坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP11732395A priority Critical patent/JPH08313785A/ja
Publication of JPH08313785A publication Critical patent/JPH08313785A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Lens Barrels (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、小型でスペース性に優れ、価格的に
も安価にでき、しかも被検査物の厚さの変化に対しても
対応することができる焦準機構を提供する。 【構成】粗微動移動による通常のピント合わせは、固定
ネジ12による移動棒10の固定を解除しスプリング1
1による押圧力を圧電素子9に与えた状態で、粗動ハン
ドル7あるいは微動ハンドル8の操作によりピニオン
4、ラック3を介して移動台2を光軸方向に移動させる
ことで行い、極微細移動によるピント合わせは、固定ネ
ジ12によって移動棒10を顕微鏡本体1に固定した状
態から、圧電素子9に所定の電圧を印加して、この圧電
素子9に伸縮方向の変位を発生させることにより、移動
台2を光軸方向に極微細移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡の試料台(ステ
ージ)または対物レンズを光軸方向へ移動させ焦点調整
を行うための顕微鏡の焦準機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常、顕微鏡におけるピント合わせは、
特公昭52−43688号公報に開示されるように、粗
動ハンドルあるいは微動ハンドルの回転動作と連動する
ラック・ピニオンにより、試料台(ステージ)あるいは
対物レンズが取付けられた移動台を光軸方向に移動して
行うような焦準機構を採用している。
【0003】このような焦準機構では、粗動ハンドル1
回転あたりの移動台の移動量は5〜30mmで、微動ハ
ンドル1回転あたりの移動台の移動量は0.1〜1mm
程度となっている。
【0004】一方、最近の画像処理技術の発展ととも
に、ピント位置を0.01〜0.05μmきざみで移動
させながら断層像を取り出し、これを画像処理して三次
元像を構築する技術が開発されており、顕微鏡の焦準機
構にも極微細移動が要求されるようになっている。
【0005】ところが、このような極微細な移動を、上
述した焦準機構の粗動ハンドルや微動ハンドルを回転し
て行うことは、分解能、応答性および位置再現性などか
らほとんど困難である。
【0006】そこで、従来、特開平6−109963号
公報に開示されるように、試料台(ステージ)あるいは
対物レンズが取付けられた移動台の移動の精密さを確保
するため、これまでのラック・ピニオンを介さずに、移
動台を圧電素子などの変位発生素子で直接極微細移動さ
せるようにしたものや特開平6−138395号公報に
開示されるように、移動台の移動量をセンサで検出し、
センサの出力を変位発生素子の制御系に入力し、移動台
を精密に制御するようにしたものなどが考えられてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平6−
109963号公報に開示されているものは、(a)焦
準ハンドルの回転によって移動する粗動台を案内する案
内機構と変位発生素子によって移動される微動台を案内
する案内機構が必要になるため、精密な案内を行う案内
機構が二重に必要となって装置が大型で高価となり、
(b)移動台の移動変位が検出されていないため、変位
発生素子は制御されていても、微動機構のガタ、タワミ
等により、微動台が粗動台に対して正確に移動しない可
能性があり、また微動台の移動変位が移動目標値と一致
しているか否かが不明であり、(c)変位発生素子のヒ
ステリシスや微動機構のガタ、タワミ等により、高い位
置再現性が得られないなどの問題点ががある。
【0008】また、特開平6−138395号公報に開
示されているものは、(a)粗動機構部と微動機構部に
それぞれ精密な案内を行う案内機構が必要となり、装置
が大型で高価となり、(b)このようなの機構でピント
合わせを行う場合には、まず粗動機構でステージをセン
サの測定範囲内に移動させる必要がある。この場合、微
細移動を検出するセンサとして、静電容量センサや差動
トランス型センサが使用されるが、静電容量センサの測
定範囲は20〜500μmで、差動トランス型センサの
測定範囲は0.5〜2mmと小さい。一方、顕微鏡のピ
ント合わせにおいて、被検査物の厚さによってステージ
と対物レンズの相対位置が異なってくるので、必ずしも
全てのピント合わせが、本機構に使用されるセンサの測
定範囲内で行うことができない。その場合、センサの取
付位置を再調整する等の面倒な操作が必要となるなどの
問題点があった。
【0009】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、小型でスペース性に優れ、価格的にも安価にでき、
さらに、被検査物の厚さの変化に対しても対応すること
ができる焦準機構を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
顕微鏡の試料台または対物レンズを光軸方向へ移動させ
る顕微鏡の焦準機構において、顕微鏡本体と、前記試料
台または対物レンズを設けるとともに前記顕微鏡本体に
対し前記光軸方向に移動自在に支持された移動台と、こ
の移動台に設けられ前記光軸方向に伸縮可能な変位発生
素子と、前記顕微鏡本体に摺動可能に設けられ前記変位
発生素子に前記光軸方向の押圧力を作用させる移動部材
と、この移動部材を前記顕微鏡本体に固定可能にする固
定手段とにより構成している。
【0011】また、請求項2記載の発明では、請求項1
記載において、移動部材は、顕微鏡本体に摺動可能に設
けられる移動棒と、この該移動棒を介して前記変位発生
素子に前記光軸方向の押圧力を作用させるスプリングを
有している。
【0012】
【作用】この結果、請求項1、2記載の発明によれば、
粗微動移動による通常のピント合わせは、移動部材の固
定を解除しておき、粗動ハンドルや微動ハンドルの操作
により移動台を光軸方向に移動させることで行い、極微
細移動によるピント合わせは、固定手段によって移動部
材を顕微鏡本体に固定し、変位発生素子に所定の変位を
発生させることで、移動台を光軸方向に極微細移動させ
るようになる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従い説明す
る。図1は、同実施例の縦断面図、図2は横断面図をそ
れぞれ示している。図において、1は顕微鏡本体(固定
台)で、この顕微鏡本体1には、試料台(ステージ)ま
たは対物レンズ(いずれも図示せず)が取付けられる移
動台2を光軸O方向に移動可能に設けている。
【0014】この場合、顕微鏡本体1側には、ピニオン
4を回転可能に設けるとともに、移動台2側には、ピニ
オン4に噛合されるラック3を固定していて、ピニオン
4の回転をラック4により直線運動に変換し、移動台2
を光軸O方向に直進移動させるようにしている。
【0015】この場合、ラック3とピニオン4の間に
は、後述する微動ハンドル8による移動の精密さを確保
するため一定のガタを設けているのが普通であり、この
ため、これらラック3とピニオン4間は、移動台2と該
移動台2に取付けられたステージまたは対物レンズの重
量が光軸Oに沿って垂直方向に作用され、片側に押し付
けられた状態で噛合っている。
【0016】また、顕微鏡本体1と移動台2との間に
は、1対のコロレース5を設けていて、これらコロレー
ス5によりコロ6を介して移動台2の光軸O方向の移動
をガイドするようにしている。
【0017】7は粗動ハンドル、8は微動ハンドルであ
る。これら粗動ハンドル7および微動ハンドル8は、顕
微鏡本体1を貫通して設けられた粗微動機構部13に接
続していて、この粗微動機構部13によりピニオン4の
回転を制御するようにしている。この場合、これら粗動
ハンドル7および微動ハンドル8により操作される粗微
動機構13の詳細は、特公昭52−43688号公報に
開示されており、ここでの説明は省略する。
【0018】一方、移動台2には、変位発生素子として
の圧電素子9を光軸Oに沿った方向に固定し、この圧電
素子9の端面に顕微鏡本体1側に摺動可能に取付けられ
た移動棒10に当接している。
【0019】この場合、圧電素子9は、図示しない電圧
印加手段によって所定の電圧を印加することにより、光
軸O方向に伸縮可能になっている。また、移動棒10
は、スプリング11により常時圧電素子9を押圧するよ
うになっている。なお、12は固定ネジで、移動棒10
を顕微鏡本体1に固定するものである。
【0020】この場合、圧電素子9を作動させない時
に、最も縮んだ状態にしておけば、圧電素子9に電圧を
印加すると、移動台2が上方へ移動することとなる。ま
た、この時、圧電素子9による極微細移動に要求される
移動ストロークは、せいぜい100〜200μmで、前
述したギヤ間のガタで吸収できるので、ラック3とピニ
オン4の噛合わせに影響されることなく、移動台2が圧
電素子9の伸縮により、極微細で精密に移動可能になっ
ている。
【0021】しかして、このような構成において、ま
ず、粗微動移動による通常のピント合わせを行う場合
は、固定ネジ12は解除しておき、粗動ハンドル7ある
いは微動ハンドル8を回転することでピニオン4を回動
させ、ラック3を介して移動台2を移動させる。する
と、移動台2は、コロレース5およびコロ6に案内され
て光軸方向に精密に移動するので、移動台2に取付けら
れる図示しない試料台上の試料に対するピント合わせを
行うことができる。
【0022】この場合、スプリング11は、移動台2に
対するカウンタスプリングとして作用するので、粗動ハ
ンドル7および微動ハンドル8による回転操作をスムー
ズに行うこともできる。また、この状態では、固定ネジ
12は、解除されているので、移動棒10先端は、スプ
リング11により圧電素子9に押圧された状態で、粗微
動移動範囲の全範囲にわたって移動するようになる。
【0023】次に、極微細移動によるピント合わせを行
う場合は、まず上述したように粗動ハンドル7または微
動ハンドル8により移動台2に取付けられる図示しない
試料台上の試料に対するピント合わせを行った後、固定
ネジ12により移動棒10を顕微鏡本体1へ固定する。
【0024】そして、この状態から、圧電素子9に対
し、図示しない電圧印加手段より所定の電圧を印加する
ことにより、圧電素子9を伸縮させるようにする。この
場合、移動棒10は、顕微鏡本体1に固定ネジ12によ
り一体的に固定された状態で圧電素子9と接しているの
で、圧電素子9の伸縮量は、顕微鏡本体1に対する移動
量となり、移動台2は、コロレース5およびコロ6に沿
って案内されて圧縮素子9の伸縮量と同じだけ移動され
るようになり、極微細移動によるピント合わせを行うこ
とができるようになる。
【0025】従って、このような実施例によれば、粗微
動移動による通常のピント合わせは、固定ネジ12によ
る移動棒10の固定を解除しスプリング11による押圧
力を圧電素子9に与えた状態で、粗動ハンドル7あるい
は微動ハンドル8の操作によりピニオン4、ラック3を
介して移動台2を光軸方向に移動させることで行い、極
微細移動によるピント合わせは、固定ネジ12によって
移動棒10を顕微鏡本体1に固定した状態から、圧電素
子9に所定の電圧を印加して、この圧電素子9に伸縮方
向の変位を発生させることにより、移動台2を光軸方向
に極微細移動させるようにしている。
【0026】これにより、移動台2は、粗微移動および
極微細移動のいずれの場合でも共通の案内機構により光
軸方向に案内されるようになるので、小型でスペース性
に優れ、価格の安い焦準機構を得られる。
【0027】また、スプリング11は粗微動ハンドル
7、8を操作する際のカウンタスプリングとして作用す
るので、粗動ハンドル7及び微動ハンドル8の回転を軽
くできる効果もある。
【0028】さらに、移動棒10と圧電素子9は常に接
した状態で移動されるので、例え、試料の厚さが変化し
たような場合でも、移動棒10を固定ネジ12により固
定すれば、圧電素子9による極微細移動が可能となり、
試料の厚さの変化に左右されない精度の高いピント合わ
せを行うことができる。
【0029】なお、上述した実施例では、移動棒10の
固定手段として固定ネジ12を用いたが、これに代わっ
て電磁ソレノイドや電磁ブレーキなどを用いて電動化す
れば、操作性をさらに向上させることができる。
【0030】また、移動台2側に移動棒10との相対距
離を検出する位置検出センサを設け、この位置検出セン
サで検出された相対距離を圧電素子9の図示しない電圧
印加手段にフィードバックして閉ループ制御を行う構成
とすれば、より正確な移動台2の位置制御が可能とな
る。
【0031】以上、実施例に基づいて説明したが、本発
明中には以下の発明が含まれる。 (1)顕微鏡の試料台または対物レンズを光軸方向へ移
動させる顕微鏡の焦準機構において、顕微鏡本体と、前
記試料台または対物レンズを設けるとともに前記顕微鏡
本体に対し前記光軸方向に移動自在に支持された移動台
と、この移動台に設けられ前記光軸方向に伸縮可能な変
位発生素子と、前記顕微鏡本体に摺動可能に設けられ前
記変位発生素子に前記光軸方向の押圧力を作用させる移
動部材と、この移動部材を前記顕微鏡本体に固定可能に
する固定手段とを具備したことを特徴とする顕微鏡の焦
準機構。
【0032】このようにすれば、粗微動移動による通常
のピント合わせは、移動部材の固定を解除しておき、粗
動ハンドルや微動ハンドルの操作により移動台を光軸方
向に移動させることで行い、極微細移動によるピント合
わせは、固定手段によって移動部材を顕微鏡本体に固定
し、変位発生素子に所定の変位を発生させることで、移
動台を光軸方向に極微細移動させるようになるので、移
動台の粗微ピント合わせおよび極微細ピント合わせのい
ずれの移動に対して共通の案内機構により対応でき、小
型でスペース性に優れ、価格的にも安価にでき、さら
に、被検査物の厚さの変化に対しても対応することがで
きる。
【0033】(2)(1)記載の焦準機構において、移
動部材は、顕微鏡本体に摺動可能に設けられる移動棒
と、この該移動棒を介して前記変位発生素子に前記光軸
方向の押圧力を作用させるスプリングを有する。このよ
うにしても、(1)と同様な効果が得られる。
【0034】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、移動
台の粗微ピント合わせおよび極微細ピント合わせのいず
れの移動に対しても共通の案内機構により対応でき、小
型でスペース性に優れ、価格的にも安価にでき、さら
に、被検査物の厚さの変化に対しても対応することがで
きる焦準機構を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概略構成を示す縦断面図。
【図2】一実施例の概略構成を示す横断面図。
【符号の説明】
1…顕微鏡本体(固定台)、 2…移動台、 3…ラック、 4…ピニオン、 5…コロレース、 6…コロ、 7…粗動ハンドル、 8…微動ハンドル、 9…圧電素子、 10…移動棒、 11…スプリング、 12…固定ネジ、 13…粗微動機構部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 顕微鏡の試料台または対物レンズを光軸
    方向へ移動させる顕微鏡の焦準機構において、 顕微鏡本体と、 前記試料台または対物レンズを設けるとともに前記顕微
    鏡本体に対し前記光軸方向に移動自在に支持された移動
    台と、 この移動台に設けられ前記光軸方向に伸縮可能な変位発
    生素子と、 前記顕微鏡本体に摺動可能に設けられ前記変位発生素子
    に前記光軸方向の押圧力を作用させる移動部材と、 この移動部材を前記顕微鏡本体に固定可能にする固定手
    段とを具備したことを特徴とする顕微鏡の焦準機構。
  2. 【請求項2】 移動部材は、顕微鏡本体に摺動可能に設
    けられる移動棒と、この該移動棒を介して前記変位発生
    素子に前記光軸方向の押圧力を作用させるスプリングを
    有することを特徴とする請求項1記載の顕微鏡の焦準機
    構。
JP11732395A 1995-05-16 1995-05-16 顕微鏡の焦準機構 Withdrawn JPH08313785A (ja)

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JP11732395A JPH08313785A (ja) 1995-05-16 1995-05-16 顕微鏡の焦準機構

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JP11732395A Withdrawn JPH08313785A (ja) 1995-05-16 1995-05-16 顕微鏡の焦準機構

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020806