JP2000010012A - 顕微鏡照明光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一の照明光学系で、多種の被観察物体や
多種の観察方法に応じて任意の波長範囲での照明光の色
収差を補正し得るようにする。 【解決手段】 光源からの光を集光するコレクターレ
ンズを含むランプハウスと、コレクターレンズにより集
光された光を被照明体へ導くリレー光学系と、リレー光
学系中に配置された視野絞りとを有し、ランプハウスと
視野絞りとの間に屈折力を殆ど有していない色収差補正
用レンズユニットを着脱可能に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡照明光学系
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】顕微鏡照明光学系として、ケーラー照明
が最も広く用いられている。このケーラー照明光学系を
例として、顕微鏡照明光学系の概略を説明する。図１０
は、落射ケーラー照明系の概略を示すもので、図におい
て、１は光源、２はコレクターレンズ、３はリレー光学
系、４は開口絞り、５は視野絞り、６はリレー光学系、
７はハーフミラーやダイクロイックのような反射部材、
９は対物レンズである。

【０００３】この照明光学系において、光源１よりの光
は、コレクターレンズ２により集光されリレー光学系３
により開口絞り４の位置に光源像が投影される。この光
源像は、２次光源としてリレー光学系６により対物レン
ズの瞳位置近傍８に投影され、これにより視野が均一で
かつ明るく照明される。また視野絞り５はリレー光学系
６と対物光学系９とにより物体面１０に投影される。

【０００４】このケーラー照明の原理にもとづいた顕微
鏡光学系の従来例である特開平６−１８６４８１号公報
や特開平６−２８９３０１号公報に開示されている照明
光学系が知られている。

【０００５】これらのうち、特開平６−２８９３０１号
の照明光学系は、光源とコレクターレンズがランプハウ
ス部に収められていて、リレー光学系よりも対物レンズ
側の光学系は、落射投光管部に収められ、コレクターレ
ンズとリレー光学系の間にアフォーカル変倍光学系を自
由に着脱することにより、発光部の大きさや配光分布特
性が異なる光源に対して最適な対物レンズの瞳位置への
投影倍率の選択を可能にし、光源の大きさや配光分布特
性に合わせて最適な照明が得られるように構成されてい
る。

【０００６】又、特開平６−１８６４８１号公報に記載
されている照明光学系は、反射部材を観察法に応じて波
長選択特性又は形状が異なるものに交換し得る構成の顕
微鏡用ユニバーサル落射照明装置において、視野絞りを
物体面上に投影するためのリレー光学系中で少なくとも
１群のレンズが挿脱自在である構成で、蛍光照明系構成
時に全リレー光学系が次の条件にて規定される紫外光に
対して高い透過率を有する硝材のみにて構成された、紫
外域での透過率を重視した光学系である。

【０００７】 Ｎ_d＜１．５５ ν_d＜４５ ただし、Ｎ_d、ν_dは夫々リレーレンズのｄ線に対する屈
折率およびアッベ数である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、生物分野におけ
る観察等のために使用される蛍光色素が多種開発されて
おり、これら蛍光色素を用いて生体組織上の蛋向質や遺
伝子等の各々の組織を多種の蛍光色素で同時に染色して
の観察等が盛んに行なわれている。これに合わせて、多
重染色同時観察用蛍光フィルターが開発され、一度に多
数の励起光を用いて蛍光観察できるようになってきてお
り、顕微鏡照明光学系も、幅広い波長範囲に対応し得る
ものが望まれる。

【０００９】一方、従来通りの可視域でほぼ単色励起で
の蛍光観察しか行なわない場合もあり、安価なほぼ単色
の照明光学系と色収差補正がなされた照明光学系との切
り換えが容易に行ない得る構成であることも望まれてい
る。

【００１０】また、落射明暗視野検鏡法を用いてＩＣパ
ターン欠陥検査を行なう場合、検査の効率かをはかるた
めにより広い視野を均一にかつ照明光の色付きなく観察
し得ることが望ましい。

【００１１】特開平６−２８９３０１号公報に開示され
ている照明装置は、視野絞りの投影像の色収差を少なく
することは可能であるが、照明系全系での色収差を少な
くすることはできない。それは図１３に示すようにコレ
クターレンズ２により光源１からの光を効率よく集光す
るために光源側の開口数が大になるように設計されてい
る。そのため色収差が大きく発生し、この色収差が大で
ある波長の照明光は、基準波長の光から大きく離れ、最
終的には対物レンズ９の枠に当たり、又、対物レンズ内
を透過した光も物体面上の観察範囲に達しないため、又
色付きが生じたり又は周辺光量不足になる。又、光源側
開口数と比べると開口絞り近傍の２次光源側の開口数は
小さく、特開平６−２８９３０１号公報に開示されてい
る技術を用いてもコレクターレンズ２にて発生する色収
差を補正することが困難である。

【００１２】又、特開平６−１８６４８１号に開示され
ている公報の従来例は、光源に合わせて光源の投影倍率
を変換するようにした光源装置であり、この公報には色
収差の補正に関しては何も記載されていない。

【００１３】本発明は、同一の照明光学系で多種の被観
察物体や多種の観察方法に応じて任意の波長範囲での照
明光の色収差を補正し得るようにした光学系と安価な光
学系との交換を簡単に行ない得るようにした顕微鏡照明
光学系を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の顕微鏡照明光学
系は、光源と、この光源からの光を集光するコレクター
レンズとを含んでいるランプハウスと、コレクターレン
ズにより集光された光を被照明体へ導くためのリレー光
学系と、リレー光学系中に配置された視野絞りとを少な
くとも有していてランプハウスとリレー光学系の視野絞
りの間に殆ど屈折力を有しない色収差補正用レンズユニ
ットを着脱可能に配置したことを特徴としている。

【００１５】又、本発明の顕微鏡照明光学系は、前記の
通りの構成であって、色収差補正用レンズユニットのア
フォーカル倍率がほぼ１倍であることが望ましい。

【００１６】又、本発明の顕微鏡照明装置は、前記の通
りの構成であって色収差補正用レンズユニットが下記条
件（１）を満足することが望ましい。 （１） ｜Ｆ／ｆ｜＜０．２ ただし、ｆは色収差補正用レンズの焦点距離、Ｆはコレ
クターレンズの焦点距離である。

【００１７】本発明の顕微鏡照明光学系は、前記構成の
光学系で、下記条件（２）を満足することが望ましい。 （２） δ＜｜Ｈ／２ｔａｎθ｜ ただし、δはＦ線（４８６．１３ｎｍ）を基準波長と
し、３００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長範囲内の任意の波
長域において光源投影位置から光源に向けて光線追跡を
行なった時の光源位置における色収差、Ｈは光源の発光
部の最も長い部分の長さ、θは光源の発光部の配光分布
特性がほぼ均一である角度範囲である。

【００１８】又、本発明の顕微鏡照明光学系において、
色収差補正用レンズを外した時に、視野絞りより光源側
に配置されているコレクターレンズとリレー光学系が次
の条件（３）を満足することが望ましい。 （３） Ｎ_d＜１．６５ ただし、Ｎ_dは視野絞りより光源側に配置されているコ
レクターレンズとリレーレンズのｄ線（５８７．５６ｎ
ｍ）に対する屈折率である。

【００１９】又、本発明の顕微鏡照明光学系において、
色収差補正用レンズユニットを外した時に、視野絞りよ
り光源側に配置されているコレクターレンズとリレー光
学系が下記条件（４）を満足することが望ましい。 （４） ν_d＞５０ ただし、ν_dは視野絞りより光源側に配置されているコ
レクターレンズとリレーレンズのｄ線（５８７．５６ｎ
ｍ）におけるアッベ数である。

【００２０】本発明の顕微鏡照明光学系は、図１０に示
すような基本構成で、光源１とコレクターレンズ２と、
リレー光学系３，６とよりなり、リレー光学系中に視野
絞り５を有し、視野絞りより光源側のリレー光学系３
と、ランプハウスとの間に色収差補正用レンズユニット
を着脱又は切り換え可能に配置したものである。

【００２１】例えば落射明暗視野照明や落射蛍光多重励
起光で照明を行なう場合、図１０に示すように、コレク
ターレンズ２で大きく発生した色収差をコレクターレン
ズ２より出射した直後で補正するのが効果的である。そ
のため、本発明においては、色収差補正用レンズユニッ
トＤを視野絞り５とコレクターレンズ２が配置されてい
るランプハウス部との間に配置するようにした。

【００２２】従来のように、１種類の蛍光色素にて染色
された標本を観察する場合、励起光はほぼ単色であるた
めに、照明光学系の色収差を補正する必要はないが、多
種の蛍光色素で同時に染色した標本の観察においては色
収差の補正が重要である。

【００２３】本発明の顕微鏡光学系は、前述のように色
収差補正用レンズユニットを着脱又は交換可能にして色
収差を十分良好に補正した照明光学系を安価に構成し得
るようにしたものである。そしてこの着脱又は切り換え
可能な色収差補正用レンズユニットは、殆ど屈折力を持
たないようにすることが必要である。もし、屈折力を持
った色収差補正用レンズユニットを着脱又は切り換える
と、開口絞りや対物レンズの瞳位置に光源の投影像が正
確に投影されなくなり、ケーラー照明が維持されなくな
る。

【００２４】また、コレクターレンズ２から射出される
光をアフォーカル光束にするとシステム上の利点が大に
なるため、多くの落射照明光学装置においてこの方式が
採用されている。そのために、本発明で用いる色収差補
正用レンズユニットは、アフォーカルな光学系で構成
し、そのアフォーカル倍率がほぼ１倍であることが望ま
しい。そしてこのアフォーカル光学系中で、色収差補正
用レンズユニットが着脱又は切り換え可能であるように
構成することが望ましい。

【００２５】特に、色収差補正用レンズユニットが下記
条件（５）を満足することが望ましい。 （５） ０．９＜Ｂ＜１．１ ただし、Ｂは色収差補正用レンズユニットのアフォーカ
ル倍率である。

【００２６】もし色収差補正用レンズユニットが、条件
（５）を満たさないと、色収差補正用レンズユニットを
着脱又は切り換えたときに対物レンズ瞳位置への光源の
最適な投影倍率が維持できず、又、開口絞りや対物レン
ズの瞳位置に光源像が正確に投影されなくなり、光源か
ら発する光を有効に活用できなくなり、又ケーラー照明
が維持出来なくなる。したがって条件（５）を満足する
ことがより望ましい。

【００２７】又、本発明の顕微鏡照明光学系は、前述の
ように色収差補正用レンズユニットが条件（１）を満足
することが好ましい。

【００２８】条件（１）は、色収差補正用レンズユニッ
トの焦点距離を規定する条件であり、色収差補正用レン
ズユニット着脱又は切り換えたときに、この条件（１）
を満足していないとこの色収差補正レンズユニットのパ
ワーが強くなりすぎて、あるいは弱くなりすぎて、開口
絞りや対物レンズの瞳の位置に光源像が正確に投影され
なくなり、ケーラー照明が維持されなくなる。

【００２９】又、本発明の顕微鏡照明光学系において、
色収差補正用レンズユニットが条件（２）を満足するこ
とが望ましい。

【００３０】この条件（２）は、Ｆ線（４８６．１３ｎ
ｍ）の光源投影像位置である対物レンズの瞳位置８の近
傍から３００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長範囲の光のうち
の任意の波長域の光を、光源１に向けて光線追跡を行な
った時の光源位置での軸上色収差量の範囲を規定するも
のである。

【００３１】軸上色収差量δが条件（２）を満足する
と、図１１に示すように光源投影位置Ｘからの軸上光線
は、すべての波長において光源発光部内（陽極１ａと陰
極１ｂの間）に到達するため、周辺光量不足や視野周辺
での照明光の色付きを引き起こすことはない。

【００３２】逆に、条件（２）を満足しない波長の光線
は、光源発光部に到達しない。そのために、条件（２）
を満足しないような色収差の大きい照明光学系で照明を
行なった場合、光源発光部から標本に向けて逆に光線を
追跡すると、色収差の大きい波長の光線は、照野に到達
せず、周辺光量の不足や視野周辺で照明光の色付きを引
き起こす。

【００３３】又、条件（３）において、θは発光部の配
光特性がほぼ均一である最小の角度範囲を示すもので、
具体的には、光軸上に放射される光の強度の約７０％ま
でを目やすとしている。

【００３４】又、本発明の顕微鏡照明光学系において、
条件（３）、（４）を満足することが好ましい。

【００３５】これら条件（３）、（４）は、視野絞り５
より光源側に配置されているコレクターレンズ２とリレ
ー光学系３の硝材を規定した条件である。

【００３６】この条件（３）、（４）を満足する硝材
は、紫外域で高い透過率を有し、視野絞り５より光源側
に配置されているリレー光学系がこれら条件（３）、
（４）を満足する硝材にて構成されると紫外域で励起を
行なう蛍光観察において明るい蛍光像を得ることができ
る。

【００３７】尚、これら条件（３）、（４）のいずれか
一方を満足すれば夫々、前述の通りの効果が得られるの
で、両方を同時に満足しなくともより望ましい照明光学
系になし得る。勿論、条件（３）、（４）を同時に満足
すれば一層望ましい。

【００３８】又、照明光学系中のレンズ（視野絞りより
光源側に配置されたコレクターレンズおよびリレーレン
ズ以外のレンズを含め）が条件（３）、（４）の少なく
とも一方の条件を満足してもよい。この場合Ｎ_D，ν
_Dは、夫々照明光学系中のレンズのｄ線に対する屈折率
及びアッベ数となる。

【００３９】このように紫外線の透過率を確保した光学
系において、色収差補正用レンズユニットを外すことに
より３００ｎｍから１０００ｎｍの間の任意の波長域で
色収差の補正ができ、落射明暗視野照明を行なう場合、
色付きのない白色光での照明ができ、又落射蛍光多重励
起照明を行なう場合、多くの励起光で周辺光量不足のな
い照明が可能である。

【００４０】

【発明の実施の形態】次に本発明の顕微鏡照明光学系の
実施の形態を下記実施例をもとに説明する。

【００４１】 実施例１ （１） 照明光学系 β＝９．０９×， Ｆ＝１６．８９２９ｍｍ， Ｈ＝０．５ｍｍ θ＝４５°，｜Ｈ／２ｔａｎθ｜＝０．２５ δＣ−Ｌｉｎｅ＝０．３２８，δｇ−Ｌｉｎｅ＝−０．１５４ ｄ₀＝128.5 ｒ₁＝64.221 ｄ₁＝7 ｎ₁＝1.48749 ν₁＝70.23 ｒ₂＝-43.273 ｄ₂＝0.4 ｒ₃＝43.025 ｄ₃＝13.5 ｎ₂＝1.48749 ν₂＝70.23 ｒ₄＝-20 ｄ₄＝3.5 ｎ₃＝1.59551 ν₃＝39.29 ｒ₅＝98.55 ｄ₅＝29.8 ｒ₆＝∞(視野絞り) ｄ₆₌118.4679 ｒ₇＝43.285 ｄ₇＝6.4692 ｎ₄＝1.72916 ν₄＝54.68 ｒ₈＝-59.0425 ｄ₈＝4.1659 ｒ₉＝134.3763 ｄ₉＝2.6151 ｎ₅＝1.80518 ν₅＝25.42 ｒ₁₀＝16.7239 ｄ₁₀＝7.9921 ｒ₁₁＝48.155 ｄ₁₁＝5.9157 ｎ₆＝1.883 ν₆＝40.76 ｒ₁₂＝-49.5376 ｄ₁₂＝2.1991 ｒ₁₃＝13.0152 ｄ₁₃＝6.3856 ｎ₇＝1.883 ν₇＝40.76 ｒ₁₄＝21.6167 ｄ₁₄＝11.9998 ｒ₁₅＝∞（光源） （２） 色収差補正用レンズユニット（Ｄａ） ｆ＝６８２．９１３ｍｍ， β’＝８．３８× δＣ−Ｌｉｎｅ＝０．２，δｇ−Ｌｉｎｅ＝−０．０７５ ｄ_a0＝98.4679 ｒ_a1＝80.8005 ｄ_a1＝8 ｎ_a1＝1.603 ν_a1＝65.44 ｒ_a2＝-29.5837 ｄ_a2＝2 ｎ_a2＝1.7552 ν_a2＝27.51 ｒ_a3＝∞ ｄ_a3＝10 ｜Ｆ／ｆ｜＝０．０２５

【００４２】 実施例２ （１） 照明光学系 β＝９．０９×， Ｆ＝１８．９９７ｍｍ， Ｈ＝０．５ｍｍ θ＝４５°，δ_300nm＝−０．９５３ δｇ−Ｌｉｎｅ＝−０．１７０， δＣ−Ｌｉｎｅ＝０．３５９ δ_1000nm＝０．７３４， ｄ₀＝128.5 ｒ₁＝64.221 ｄ₁＝7 ｎ₁＝1.48749 ν₁＝70.23 ｒ₂＝-43.273 ｄ₂＝0.4 ｒ₃＝43.025 ｄ₃＝13 ｎ₂＝1.48749 ν₂＝70.23 ｒ₄＝-20 ｄ₄＝3.5 ｎ₃＝1.59551 ν₃＝39.29 ｒ₅＝98.55 ｄ₅＝29.8 ｒ₆＝∞(視野絞り) ｄ₆₌118.57 ｒ₇＝-42.64 ｄ₇＝8.22 ｎ₄＝1.51633 ν₄＝64.15 ｒ₈＝-24.662 ｄ₈＝55.57 ｒ₉＝153.823 ｄ₉＝2.5 ｎ₅＝1.59551 ν₅＝39.29 ｒ₁₀＝18.88 ｄ₁₀＝10.63 ｒ₁₁＝83.21 ｄ₁₁＝8.07 ｎ₆＝1.48749 ν₆＝70.21 ｒ₁₂＝-29.574 ｄ₁₂＝1 ｒ₁₃＝34.494 ｄ₁₃＝6 ｎ₇＝1.48749 ν₇＝70.21 ｒ₁₄＝-185.18 ｄ₁₄＝0.3 ｒ₁₅＝13.387 ｄ₁₅＝8.93 ｎ₈＝1.48749 ν₈＝70.21 ｒ₁₆＝19.552 ｄ₁₆＝16.001 ｒ₁₇＝∞（光源） （２） 色収差補正用レンズユニット（Ｄｂ） ｆ＝∞， β’＝９．０７× δ_300nm＝−０．２４４，δＣ−Ｌｉｎｅ＝０．２１９ ｄ_b0＝24.3369 ｒ_b1＝-235.3455 ｄ_b1＝5.0104 ｎ_b1＝1.62004 ν_b1＝36.27 ｒ_b2＝75.0798 ｄ_b2＝8.5 ｎ_b2＝1.48749 ν_b2＝70.21 ｒ_b3＝-45.0331 ｄ_b3＝1.7666 ｒ_b4＝-269.6496 ｄ_b4＝7.471 ｎ_b3＝1.497 ν_b3＝81.14 ｒ_b5＝-45.5631 ｄ_b5＝3.0743 ｎ_b4＝1.62004 ν_b4＝36.27 ｒ_b6＝318.6377 ｄ_b6＝5.4108 ｜Ｆ／ｆ｜＝０ （３） 色収差補正用レンズユニット（Ｄｃ） ｆ＝∞， β’＝９．０１× δｇ−Ｌｉｎｅ＝０．０８８，δ_1000nm＝０．０６６ ｄ_c0＝24.3959 ｒ_c1＝∞ ｄ_c1＝5.1561 ｎ_c1＝1.71736 ν_c1＝29.51 ｒ_c2＝27.2388 ｄ_c2＝8.5721 ｎ_c2＝1.48749 ν_c2＝70.21 ｒ_c3＝-26.9822 ｄ_c3＝1.2232 ｒ_c4＝∞ ｄ_c4＝7.3138 ｎ_c3＝1.48749 ν_c3＝70.21 ｒ_c5＝-23.2793 ｄ_c5＝3.309 ｎ_c4＝1.71736 ν_c4＝29.51 ｒ_c6＝∞ ｄ_c6＝5.5999 ｜Ｆ／ｆ｜＝０

【００４３】 実施例３ （１） 照明光学系 β＝８．４３×， Ｆ＝２６．０６０１ｍｍ， Ｈ＝１．５ｍｍ θ＝４５°， δ_340nm＝−０．９３３，δ_900nm＝−０．８４６ ｄ₀＝128.5 ｒ₁＝64.221 ｄ₁＝7 ｎ₁＝1.48749 ν₁＝70.23 ｒ₂＝-43.273 ｄ₂＝0.4 ｒ₃＝43.025 ｄ₃＝13 ｎ₂＝1.48749 ν₂＝70.23 ｒ₄＝-20 ｄ₄＝3.5 ｎ₃＝1.59551 ν₃＝39.29 ｒ₅＝98.55 ｄ₅＝29.8 ｒ₆＝∞(視野絞り) ｄ₆₌153.4583 ｒ₇＝73.0122 ｄ₇＝7.4214 ｎ₄＝1.51633 ν₄＝64.15 ｒ₈＝-701.4875 ｄ₈＝20.0199 ｒ₉＝304.9407 ｄ₉＝4.9812 ｎ₅＝1.56732 ν₅＝42.9 ｒ₁₀＝36.2061 ｄ₁₀＝13.4771 ｒ₁₁＝606.0867 ｄ₁₁＝10.1114 ｎ₆＝1.48749 ν₆＝70.23 ｒ₁₂＝−46.8385 ｄ₁₂＝0.5 ｒ₁₃＝49.0763 ｄ₁₃＝15 ｎ₇＝1.51633 ν₇＝64.15 ｒ₁₄＝-111.9141 ｄ₁₄＝0.4996 ｒ₁₅＝20.4699 ｄ₁₅＝15 ｎ₈＝1.51633 ν₈＝64.15 ｒ₁₆＝36.1345 ｄ₁₆＝16.9946 ｒ₁₇＝∞（光源） （２） 色収差補正用レンズユニット（Ｄｄ） ｆ＝−２５０．０３７４ｍｍ， β’＝７．６９× δ_340nm＝−０．７１９，δ_900nm＝０．７４ ｄ_d0＝81.8915 ｒ_d1＝-18.1687 ｄ_d1＝4.3476 ｎ_d1＝1.51823 ν_d1＝58.9 ｒ_d2＝20.8387 ｄ_d2＝11.391 ｎ_d2＝1.48749 ν_d2＝70.23 ｒ_d3＝-22.6079 ｄ_d3＝24.0288 ｒ_d4＝138.1594 ｄ_d4＝12 ｎ_d3＝1.497 ν_d3＝81.54 ｒ_d5＝-31.5558 ｄ_d5＝3.7537 ｎ_d4＝1.62004 ν_d4＝36.27 ｒ_d6＝562.3124 ｄ_d6＝45.8457 ｜Ｆ／ｆ｜＝０．１０４２

【００４４】 実施例４ （１） 照明光学系 β＝８．４４×， Ｆ＝２６．０４６３ｍｍ， Ｈ＝１．５ｍｍ θ＝４５°，δ_{３００ｎｍ}＝−１．４２２，δ_{１０００ｎｍ}＝０．８７４ ｄ₀＝128.5 ｒ₁＝64.221 ｄ₁＝7 ｎ₁＝1.48749 ν₁＝70.23 ｒ₂＝-43.273 ｄ₂＝0.4 ｒ₃＝43.025 ｄ₃＝13 ｎ₂＝1.48749 ν₂＝70.23 ｒ₄＝-20 ｄ₄＝3.5 ｎ₃＝1.59551 ν₃＝39.29 ｒ₅＝98.55 ｄ₅＝29.8 ｒ₆＝∞（視野絞り） ｄ₆＝153.4583 ｒ₇＝73.0122 ｄ₇＝7.4214 ｎ₄＝1.51633 ν₄＝64.15 ｒ₈＝-701.4875 ｄ₈＝20.0244 ｒ₉＝170.514 ｄ₉＝4.98 ｎ₅＝1.57099 ν₅＝50.8 ｒ₁₀＝37.5261 ｄ₁₀＝13.5515 ｒ₁₁＝228.1246 ｄ₁₁＝12 ｎ₆＝1.497 ν₆＝81.54 ｒ₁₂＝−56.7714 ｄ₁₂＝0.5 ｒ₁₃＝49.8937 ｄ₁₃＝14.93 ｎ₇＝1.43875 ν₇＝94.99 ｒ₁₄＝−155.2608 ｄ₁₄＝2.3889 ｒ₁₅＝24.1193 ｄ₁₅＝14.8765 ｎ₈＝1.7865 ν₈＝50 ｒ₁₆＝42.3775 ｄ₁₆＝16.7129 ｒ₁₇＝∞（光源） （２） 色収差補正用レンズユニット（Ｄｅ） ｆ＝−３１４．０１０１ｍｍ， β’＝８．４４× δ_{３００ｎｍ}＝−０．４９１，δ_{１０００ｎｍ}＝０．５７０ ｄ_e0＝80.9625 ｒ_e1＝-22.6331 ｄ_e1＝4.1557 ｎ_e1＝1.63212 ν_e1＝36.27 ｒ_e2＝100.0000 ｄ_e2＝14.0000 ｎ_e2＝1.49228 ν_e2＝70.23 ｒ_e3＝-21.3006 ｄ_e3＝3.4383 ｒ_e4＝168.1247 ｄ_e4＝14.0000 ｎ_e3＝1.49228 ν_e3＝70.23 ｒ_e5＝-25.0120 ｄ_e5＝2.5000 ｎ_e4＝1.66125 ν_e4＝33.80 ｒ_e6＝7322.0245 ｄ_e6＝34.4018 ｜Ｆ／ｆ｜＝０．０８２９ ただし、ｒ₁，ｒ₂・・・は照明光学系のレンズ各面の曲
率半径、ｄ₀，ｄ₁，・・・は照明光学系の各レンズの肉
厚およびレンズ間隔、ｎ₁，ｎ₂，・・・は照明光学系の
各レンズの屈折率、ν₁，ν₂，・・・は照明光学系の各
レンズのアッベ数、ｒ_a1，ｒ_a2，・・・、ｒ_b1，ｒ_b2，
・・・、ｒ_c1，ｒ_c2，・・・、ｒ_d1，ｒ_d2，・・・、ｒ
_e1，ｒ_e2，・・・は色収差補正用レンズのユニットの各
レンズ面の曲率半径、ｄ_a0，ｄ_a1，・・・、ｄ_b0，
ｄ_b1，・・・、ｄ_c0，ｄ_c1，・・・、ｄ_d1，ｄ_d2，・・
・、ｄ_e1，ｄ_e2，・・・は色収差補正用レンズユニット
の各レンズの肉厚およびレンズ間隔、ｎ_a1，ｎ_a2，・・
・、ｎ_b1，ｎ_b2，・・・、ｎ_c1，ｎ_c2，・・・、ｎ_d1，
ｎ_d2，・・・、ｎ_e1，ｎ_e2，・・・は夫々色収差補正用
レンズユニットの各レンズの屈折率、ν_a1，ν_a2，・・
・、ν_b1，ν_b2，・・・、ν_c1，ν_c2，・・・、ν_d1，
ν_d2，・・・、ν_e1，ν_e2，・・・は夫々色収差補正用
レンズユニットの各レンズのアッベ数である。

【００４５】上記データは、いずれも対物レンズの瞳位
置８より光源１の側へ向けて記載してある。又、データ
中ｄ₀は対物レンズの瞳位置８からレンズ面ｒ₁までの距
離、ｄ_a0，ｄ_a3，ｄ_b0，ｄ_b6，ｄ_c0，ｄ_c6，ｄ_d0，
ｄ_d6，ｄ_e0，ｄ_e6は色収差補正用レンズユニットの光学
系への挿入位置を示し、実施例１、３および４のｄ_a0，
ｄ_d0およびｄ_e0はいずれも光学系の視野絞り位置ｒ₆か
ら色収差補正用レンズユニットの第１面までの距離、実
施例２のｄ_b0，ｄ_c0は光学系中のレンズ面ｒ₈から色収
差補正用レンズユニットの第１面までの距離、又実施例
１のｄ_a3、実施例３のｄ_d6および実施例４のｄ_e6は色収
差補正用レンズユニットの最終面から光学系中のレンズ
面ｒ₇までの距離、実施例２のｄ_b6，ｄ_c6はいずれも色
収差補正用レンズユニットの最終面から光学系中のレン
ズ面ｒ₉までの距離である。

【００４６】上記実施例において、実施例１の顕微鏡照
明光学系は、図１に示す通りの構成で、光源１より発し
た光は、コレクターレンズ２により集光され、リレー光
学系３にて開口絞りの近傍に光源像Ｉを投影するように
構成されている。この光源像Ｉを２次光源としてリレー
光学系６によりハーフミラー又はダイクロイックミラー
等の反射部材７にて反射されて観察光軸に入射され、対
物レンズの射出瞳位置８の近傍に光源像を投影し、照野
を均一にかつ明るく照明し得るようにしてある。この実
施例１において、光源１とコレクターレンズ２とはラン
プハウス部内に配置され、視野絞り５は開口絞り（光源
像Ｉ）とリレー光学系６との間に配置されている。

【００４７】この実施例１の光学系は、リレー光学系３
と視野絞り５との間に色収差補正用レンズユニットＤａ
を着脱可能に構成され、落射明暗視野照明や落射蛍光多
重励起照明を行なう場合には、この色収差補正用レンズ
ユニットＤａを挿入してコレクターレンズ２にて発生し
た色収差を色収差補正用レンズユニットＤａにて可視域
の色収差を補正する。又ほぼ単色光で、蛍光落射照明を
行なう場合には、この色収差補正用レンズユニットを外
してコスト的に優れた照明を行なうことを可能にしてい
る。

【００４８】この実施例１で用いる色収差補正用レンズ
ユニットＤａは、屈折力がほとんどなく、そのために色
収差補正用レンズユニットＤａの着脱によって、光源投
影位置が変化することはほとんどない。

【００４９】実施例１のデーターにおいて、（１）は色
収差補正用レンズユニットＤａを挿入しない時の照明光
学系を示し、又（２）は、実施例１の光学系中に着脱さ
れる色収差補正用レンズユニットを示す。

【００５０】この実施例１の色収差は、図６に示す通り
で、（Ａ）は照明光学系のみの（色収差補正用レンズユ
ニットを挿入しない時）又（Ｂ）は色収差補正用レンズ
ユニットＤａを挿入した時の収差曲線図である。

【００５１】実施例２は、図２に示す構成の照明光学系
で、実施例１の光学系とほぼ同じ構成であるが、この実
施例２では、コレクターレンズ２とリレー光学系３との
間がアフォーカル光束になっている。このアフォーカル
光束中にアフォーカル倍率がほぼ１倍の色収差補正用レ
ンズユニットＤｂおよびＤｃを着脱、交換可能に構成し
た点で実施例１と異なっている。したがって、この色収
差補正用レンズユニットＤｂ、Ｄｃを着脱又は交換して
も光源投影位置はほとんど変わらず、又、色収差補正用
ユニットを着脱しても交換しても投影倍率がほとんど変
化しない。

【００５２】この実施例２の色収差補正用レンズユニッ
トＤｂは、色収差補正の範囲が紫外域と可視域の３００
ｎｍ〜７００ｎｍであり、又色収差補正用レンズユニッ
トＤｃは、色収差補正の範囲は可視域と近赤外域の４０
０ｎｍ〜１０００ｎｍであり、両色収差補正用レンズユ
ニットの色収差補正範囲が異なっている。これにより、
使用目的に応じて色収差補正用レンズユニットを切り換
えて使用することができる。

【００５３】また、色収差補正用レンズユニットＤｂを
外した時に、光源から視野絞りまでのすべてのレンズは
条件（３）を満足するレンズのみにて構成されており、
したがって紫外域での透過率の優れたレンズユニットで
ある。したがって、紫外域での透過率が良好に保持され
る。

【００５４】この実施例２の色収差は、図７に示す通り
で、（Ａ）は照明光学系のみの又（Ｂ）は色収差補正用
レンズユニットＤｂを挿入した時の、（Ｃ）は色収差補
正用レンズユニットＤｃを挿入した時の収差図である。

【００５５】実施例３は、図３に示す通りの構成の光学
系であって、基本的には実施例１と同じである。しか
し、光源の大きさと色収差の補正範囲において実施例１
とは異なっている。ただし光源の発光部の配光特性は、
実施例１で用いたものと同じである。又、色収差補正用
レンズユニットＤｄは紫外域から近赤外域までの３４０
ｎｍ〜９００ｎｍまでの範囲の色収差を補正することが
でき、色収差補正用レンズユニットＤｄを着脱しても光
源の投影位置はほとんど変わらず、ケーラー照明は維持
される。

【００５６】又、この実施例の色収差補正用レンズユニ
ットＤｂを外した時に、光源から視野絞りまでのすべて
のレンズは条件（３）を満足し、紫外域での透過率が大
であり、このレンズユニットＤｄを挿入しても光学系の
紫外域の透過率は良好に保たれる。

【００５７】この実施例３の色収差は、図８に示す通り
で、（Ａ）は照明光学系のみの又（Ｂ）は色収差補正用
レンズユニットＤｄを挿入した時の収差図である。

【００５８】実施例４の光学系は、図４に示す通りの構
成で、実施例１と同様の構成であるが、光源の大きさと
色収差の補正範囲が実施例１と異なっている。ただし、
光源の配光特性は、実施例１で用いる光源と同じであ
る。

【００５９】この実施例４の光学系の色収差補正用ユニ
ットＤ（ｅ）は、紫外から赤外域までの３４０ｎｍ〜１
０００ｎｍまでの範囲の色収差を補正し得るものであっ
て、この色収差補正用レンズユニットＤ（ｅ）を着脱し
ても光源投影位置はほとんど変わらず、ケーラー照明は
維持される。

【００６０】また、実施例４の光学系において、色収差
補正用レンズユニットＤ（ｅ）を外した時の（光学系か
ら除去した時の）光源１から視野絞り５までの顕微鏡照
明光学系は、条件（４）を満足する硝材にて構成されて
いるため、紫外域での透過率は大である。

【００６１】この実施例４の色収差は、図９に示す通り
で、（Ａ）は色収差補正用レンズユニットＤ（ｅ）を光
学系から除去した状態を示し、（Ｂ）は色収差補正用レ
ンズを光学系中に挿入した状態を示す。

【００６２】尚、図６、図７、図８、図９の収差曲線図
は、対物レンズの瞳位置より光線追跡を行ない光源上に
結像させた時のものである。

【００６３】特許請求の範囲に記載する顕微鏡照明光学
系のほか、次に記載する構成の顕微鏡照明光学系も本発
明の目的を達成するものである。 （１） 特許請求の範囲の請求項１、２又は３に記載す
る光学系で、色収差補正用レンズユニットを装着したと
きに下記条件（２）を満足することを特徴とする顕微鏡
照明光学系。 （２） δ＜｜Ｈ／２ｔａｎθ｜

【００６４】（２） 特許請求の範囲の請求項１、２又
は３あるいは前記（１）の項に記載する光学系で、視野
絞りより光源側に配置されているコレクターレンズとリ
レーレンズ系とが下記条件（３）を満足することを特徴
とする顕微鏡照明光学系。 （３） Ｎ_d＜１．６５

【００６５】（３） 特許請求の範囲の請求項１、２又
は３あるいは前記（１）又は（２）の項に記載する光学
系で、視野絞りより光源側に配置されているコレクター
レンズとリレーレンズ系とが下記条件（４）を満足する
ことを特徴とする顕微鏡照明光学系。 （４） ν_d＞５０

【００６６】

【発明の効果】本発明の顕微鏡照明光学系は、多種の被
観察物体や多種の観察法に応じての色収差補正用レンズ
ユニットの脱着又は切り換えにより任意の波長範囲での
色収差が十分良好に補正された照明光学系と、コストを
優先させた照明光学系との切り換えを行ない得るように
した。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の照明光学系の実施例１の構成を示す
図

【図２】 本発明の照明光学系の実施例２の構成を示す
図

【図３】 本発明の照明光学系の実施例３の構成を示す
図

【図４】 本発明の照明光学系の実施例４の構成を示す
図

【図５】 水銀ランプの配光特性を示す図

【図６】 本発明の実施例１の収差曲線図

【図７】 本発明の実施例２の収差曲線図

【図８】 本発明の実施例３の収差曲線図

【図９】 本発明の実施例４の収差曲線図

【図１０】 本発明の照明光学系の基本構成で、色収差
補正用レンズユニットを挿入した状態を示す図

【図１１】 許容され得る色収差量についての説明のた
めの概念図

【図１２】 従来の落射ケーラー照明光学系の概略図

【図１３】 従来の落射ケーラー照明光学系の色収差に
ついて説明するための図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、前記光源からの光を集光する
   コレクターレンズとを含むランプハウス部と、前記コレ
   クターレンズにより集光された光を被照明体へ導くため
   のリレー光学系と、前記リレー光学系中に配置された視
   野絞りとを少なくとも有し、前記ランプハウスと前記リ
   レー光学系の前記視野絞りまでの間に配置された殆ど屈
   折力を有しない色収差補正用レンズユニットを着脱又は
   切り換え可能にした顕微鏡照明光学系。
2. 【請求項２】 前記色収差補正用レンズユニットのア
   フォーカル倍率がほぼ１倍であることを特徴とする請求
   項１の顕微鏡照明光学系。
3. 【請求項３】 前記色収差補正用レンズユニットが下
   記条件（１）を満足することを特徴とする請求項１又は
   ２の顕微鏡照明光学系。 （１） ｜Ｆ／ｆ｜＜０．２ ただし、ｆは色収差補正用レンズの焦点距離、Ｆはコレ
   クターレンズの焦点距離である。