JP2001208977A - 光学顕微鏡 - Google Patents

光学顕微鏡

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JP2001208977A
JP2001208977A JP2000016467A JP2000016467A JP2001208977A JP 2001208977 A JP2001208977 A JP 2001208977A JP 2000016467 A JP2000016467 A JP 2000016467A JP 2000016467 A JP2000016467 A JP 2000016467A JP 2001208977 A JP2001208977 A JP 2001208977A
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illumination
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Yumiko Ouchi
由美子 大内
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな開口数と広い視野を確保しつつ、照明
ムラのない光学顕微鏡を安価で提供すること。 【解決手段】 光学顕微鏡に、標本面をテレセントリッ
クに照明するコンデンサレンズと視野絞りと開口絞りと
照明光を拡散する働きをもつ拡散手段を設ける。拡散手
段は、開口絞りの位置またはその近傍に挿脱可能に設け
る。この拡散手段は、位相差観察用の位相リング絞りと
交換可能となるように、スライダまたはターレットの一
箇所に配置され、観察目的に応じて任意に照明光路中に
挿脱できる構成としてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広い視野を均一に
照明する照明光学系を有する光学顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、顕微鏡の照明系ではハロゲンラン
プを光源として用い、ケーラー照明にて照明している。
その場合、大きな開口数と広い視野を両立させるために
は、ハロゲンランプでは発光体の大きさが足りないた
め、照明光路に拡散板を挿入し、光源面積を拡大させた
2次光源として利用している。ハロゲンランプの光源面
積を拡大するためには、拡散板を標本と共役な位置に置
くのがよいが、標本を観察する際に拡散板の肌が標本像
と重なって見えてしまうので望ましくない。従って、標
本と共役な位置の近傍で、焦点深度を外れたあたりに拡
散板を置くのが一般的になっている。
【0003】拡散板は、光源の大きさを拡大するほかに
照明ムラを除去する働きもある。ケーラー照明は、光源
の輝度分布にムラがあっても、理論上照野は一様になる
照明方法である。しかしながら、実際は照明系レンズの
残存収差等により、低倍対物レンズでは視野内にフィラ
メントの形状に起因する明るさのムラが生じることがあ
る。視野内のムラを除去するには、拡散板をコンデンサ
レンズの瞳の位置に置くのがよい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、拡散板は光
を散乱させるため光量のロスが生じる。それは低倍の対
物レンズを使用する場合は、観察に影響するほどの量で
はないが、40倍、100倍などの高倍対物レンズを使
用して位相差観察を行う場合には、観察や撮影に支障を
きたす量となる。それを補うためには、光源のパワーを
上げればよいが、大きな電力の光源を用いることは、装
置の電気系統や放熱構造が大規模になったり複雑にな
り、また装置の価格が上がってしまう。これらを考える
と、拡散板は1枚だけ配置するのが望ましいが、これで
はどちらかというと光源面積の拡大のために使われるこ
とが多く、照明ムラを除去する目的を充分に達成するこ
とができなかった。
【0005】本発明は、大きな開口数と広い視野を確保
しつつ、照明ムラのない光学顕微鏡を安価で提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の発明
は、標本面をテレセントリックに照明するコンデンサレ
ンズと視野絞りと開口絞りと照明光を拡散する働きをも
つ拡散手段を備えた光学顕微鏡であり、拡散手段は、開
口絞りの位置またはその近傍に挿脱可能に設けられる。
【0007】この拡散手段は、位相差観察用の位相リン
グ絞りと交換可能となるように、スライダまたはターレ
ットの一箇所に配置され、観察目的に応じて任意に照明
光路中に挿脱できる構成としてもよい(請求項2)。
【0008】また、この拡散手段は、少なくとも1面の
拡散面を有し、該拡散面は、コンデンサレンズの瞳位置
の近傍に配置されるとともに、その拡散角θが以下の式
を満たすように構成してもよい(請求項3)。
【0009】0.25 < (f・sinθ)/φ< 0.5 ただし f:コンデンサレンズの焦点距離 θ:拡散面の拡散角 φ:使用する対物レンズの最大実視野の直径
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態に係
る顕微鏡の照明光学系を説明するための光路図である。
光源1の中心から出た光線L1は、コレクタレンズ2に
よって略平行光に変換され、第1の拡散板3と視野絞り
4を通過し、フィールドレンズ5によって開口絞り6の
面上に光源像11を形成する。光線L1は、2群のコン
デンサレンズ7、8によって集光され、標本面9をテレ
セントリックに照明する。
【0011】また、光源1の周辺から出た光線L2は、
コレクタレンズ2、第1の拡散板3を通過し、視野絞り
4の中心を通り、フィールドレンズ5で光軸と平行に変
換され、コンデンサレンズ7、8によって集光され、標
本面9上に視野絞り像を形成する。第1の拡散板3は、
コレクタレンズ2と視野絞り4の間で、視野絞り4の焦
点深度よりも視野絞り4から離れた位置に置かれ、拡散
面D1を有している。第1の拡散板3は、大きな面積を
もつ2次光源として利用される。
【0012】図1で破線で示した光線L3は、拡散面D
1で楕円状に拡散した結果生じた光線であり、フィール
ドレンズ5で曲げられた後、開口絞り6の最も外側を通
り、大きなNA(開口数)で標本面9を照明している。
この光線L3は、第1の拡散板3が存在しなければ生じ
ない光であり、大きなNAで照明するためには、第1の
拡散板3は欠かすことができない。
【0013】ところが、第1の拡散板3だけでは標本面
9に明るさのムラが起こる場合がある。それは光源1の
発光特性及び、コレクタレンズ2やフィールドレンズ5
の像面湾曲、球面収差などの残存収差によるもので、開
口絞り6上にできる光源像11の明るさは角度特性をも
つ。
【0014】図2(a)は、光源像のうち光軸上に在る
点の明るさと角度との関係、いわゆる角度特性の一例を
示す図である。もし、図1の光源像11上で、紙面内に
含まれる総ての点がこれと同じ角度特性をもつとする
と、標本面9の明るさ分布は図2(b)のようになる。
標本面9の視野9a内には、明るいところと暗いところ
が生じてしまい、この照明ムラは、観察中に眼に入って
観察の妨げになったり、また写真に写し込まれてしまう
こともある。
【0015】それを改善するため本発明では、図1に示
すように、開口絞り6の位置またはその近傍に第2の拡
散板10を配置する構成になっている。第2の拡散板1
0は拡散面D2を有している。これにより、光源像11
に図2(a)のような角度特性があったとしても、それ
ぞれの角度での明るさが楕円状に拡散される。この様子
を図2(c)に示す。すなわち、明るさ分布曲線Aは、
第2の拡散板10を配置することによって、全体的にな
だらかな明るさ分布曲線Bのようになる。この結果、標
本面9上の明るさのムラは解消される。
【0016】ここで以上述べたことを式を用いて説明す
る。
【0017】コンデンサレンズ7、8は正弦条件を満た
しているから、最大実視野をφとすると、式(1)が成
り立つ。
【0018】φ/2 = f・sin α (1) fはコンデンサレンズ7、8の合成焦点距離、αは実視
野の最も周辺に到達する光線L1が開口絞り6の面上で
光軸となす角度である。
【0019】今、光軸上を進む光線が開口絞り6の面上
に配置された第2の拡散板10によって拡散されると
き、その拡散角がαであれば、図2(a)で示した明る
さ分布がたとえデルタ関数であったとしても、実視野φ
まで照明光が届く計算になる。ただし、その場合は楕円
状の明るさ分布のため、視野の周辺に行くほどだんだん
暗くなることになる。しかし、実際には、光源の特性や
レンズ系の収差等で生じたムラを除去するだけなので、
拡散角θはαの半分ほどあればよい。拡散角θがα/2
より小さくなるとムラを除去する効果が小さくなり、反
対に拡散角θがαより大きくなると最大実視野の外へ到
達する光線を作り出してしまうので光量のロスが生ず
る。従って、式(2)の範囲が望ましいことになる。
【0020】α/2 < θ< α (2) 式(1)と(2)から式(3)が導かれる。
【0021】0.25 < f・sinθ/φ < 0.5 (3) (f・sinθ)/φの値が式(3)の下限を超えると拡
散角が小さすぎ、照明ムラを充分に除去することができ
ず、フィラメント形状に起因する明るさムラが残ってし
まう。また、上限を超えると拡散角が大きすぎ、照明光
が結像に関係しない角度まで拡散されてしまい、明るさ
のロスとなる。より好ましくは、下限を0.3、上限を0.4
5とするのがよい。
【0022】なお、本発明において拡散角とは、図1の
左下に示すように、楕円状の拡散光のうち、指向方向の
光線の20%の強度をもつ光線が指向方向の光線となす
角度である。すなわち、指向方向の光線の強度を|d0
|、拡散光の強度を|d1|としたときに、|d1|=|
0|×0.2が成り立つ角度が拡散角θである。
【0023】図3は、本発明の光学顕微鏡の主要部分を
示す図である。(a)は、拡散板あるいは位相リング絞
りを保持するためのスライダの平面図であり、(b)は
スライダの側面図(一部分を断面図で示す)である。
(c)は、スライダを保持する金枠の側面図である。
【0024】スライダ21には2つのポジションがあ
り、第2の拡散板10と位相リング絞り23を配置する
ことができる。位相差観察をする場合は、開口絞り6の
位置に位相リング絞り23を挿入する。一般に、位相リ
ング絞りの形状は、対物レンズのNAに合わせて3から
4タイプ用意されている。これら種々の位相リング絞り
は、スライダまたはターレット方式で照明光路中に挿脱
できるように構成されているので、第2の拡散板10も
その一部品として挿脱可能に配置させることができる。
これにより、低倍で照明ムラなく観察、撮影したい場合
には第2の拡散板10を光路中に挿入し、高倍で位相差
観察等を行う場合には光路から外して同じ場所に適当な
位相リング絞りを挿入すれば、明るさのロスなく位相差
観察が可能になる。
【0025】スライダ21の一端にはネジ22が螺合さ
れ、他端には突起24が設けられている。金枠31の下
部には丸アリ32が設けられており、図示しない顕微鏡
本体のサブステージに取り付けられる。また、金枠31
の中央部(開口絞りの位置)には中空部33が設けられ
ており、これにスライダ21を挿入する構造になってい
る。ネジ22の外径は、スライダ21の厚さより若干大
きく作られているので、ネジ22を外してスライダ21
を中空部33に差し込み、差し込んだ状態でネジ22を
締めれば、突起24とネジ22が両側でストッパーとな
り、落下を防止できる。
【0026】このような状態で、第2の拡散板10と位
相リング絞り23を任意に照明光路中に配置することが
できる。すなわち、低倍で観察や撮影をするときには第
2の拡散板10を光路に挿入し、位相差観察をするとき
には位相リング絞り23を光路中に挿入すればよい。第
2の拡散板10を光路に挿入したときは、照明ムラのな
い観察や写真撮影が可能となり、位相リング絞り23を
挿入したときは、位相差観察や写真撮影が可能となる。
さらに、位相リング絞り23を配置せずに光路中に挿入
することも可能である。この場合は、明視野観察の際に
光量不足とならない。スライダを第2の拡散板10、位
相リング絞り23及び何も配置しない空間部分の3つを
を並べて配置できるように構成すれば、以上の操作を一
枚のスライダで行うことができる。また、例えば、一枚
のスライダには第2の拡散板10と位相リング絞り23
を配置し、別のスライダには第2の拡散板10と空間部
分を配置して、観察条件や撮影条件に応じて使い分けて
もよい。
【0027】図4は、本発明の光学顕微鏡の主要部分を
示す別の図である。図3のスライダに代えて、ターレッ
ト41を用いる。図4において、ターレット41には第
2の拡散板10、リング径の異なる3つの位相リング絞
り42A、42B、42C及び空間部分43が配置され
ている。ターレット41を回転させて、第2の拡散板1
0を光路中に挿入すれば、特に低倍で観察や撮影するの
に適し、位相リング絞り42A、42B、42Cのいず
れかを光路中に挿入すれば位相差観察ができ、空間部分
43が光路中にあるときは通常の明視野観察や撮影に適
する。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、照明系の開口絞りの位
置に拡散板を挿入することによって、大きな開口数と広
い視野を確保しつつ、照明ムラを除去することができ
る。拡散板をスライダやターレットの一箇所に配置する
だけで、既存の光学顕微鏡を簡便に改良することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る光学顕微鏡の照明光
学系を説明するための光路図である。
【図2】(a)は角度特性の一例を示す図であり、
(b)は標本面の明るさ分布を示す図であり、(c)
は、改善された角度特性を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る光学顕微鏡の主要部
分(スライダ)を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る光学顕微鏡の主要部
分(ターレット)を示す図である。
【符号の説明】
1 光源 2 コレクタレンズ 3 第1の拡散板 4 視野絞り 5 フィールドレンズ 6 開口絞り 7、8コンデンサレンズ 9 標本面 10 第2の拡散板 21 スライダ 22 ネジ 23 位相リング絞り 24 突起 31 金枠 32 丸アリ 33 中空部 41 ターレット 42A、42B、43C 位相リング絞り 43 空間部分

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 標本面をテレセントリックに照明するコ
    ンデンサレンズと、視野絞りと、開口絞りと、前記開口
    絞り近傍の位置に挿脱可能に設けられ、照明光を拡散す
    る働きをもつ拡散手段と、を備えたことを特徴とする光
    学顕微鏡。
  2. 【請求項2】 前記拡散手段は、位相差観察用の位相リ
    ング絞りと交換可能となるように、スライダまたはター
    レットの一箇所に配置されていることを特徴とする請求
    項1に記載の光学顕微鏡。
  3. 【請求項3】 前記拡散手段は、少なくとも1面の拡散
    面を有し、該拡散面は、前記コンデンサレンズの瞳位置
    の近傍に配置されるとともに、その拡散角が以下の式を
    満たすことを特徴とする請求項1に記載の光学顕微鏡。 0.25 < (f・sinθ)/φ< 0.5 ただし、f:コンデンサレンズの焦点距離 θ:拡散面の拡散角 φ:対物レンズの最大実視野の直径
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007033790A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Olympus Corp 顕微鏡照明装置
EP1772764A2 (de) * 2005-10-05 2007-04-11 Carl Zeiss MicroImaging GmbH Vorrichtung zur Variation und Einstellung der Durchlichtbeleuchtung für Mikroskope
JP2011095326A (ja) * 2009-10-27 2011-05-12 Nikon Corp 顕微鏡用照明装置
JP2013142774A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Nuflare Technology Inc 照明装置、および拡大観察装置
JP2016514855A (ja) * 2013-03-20 2016-05-23 ライカ ミクロジュステムス(シュヴァイツ)アーゲー クリティカル照明用の透過光照明装置を備える顕微鏡
US9933707B2 (en) 2003-10-29 2018-04-03 Carl Zeiss Smt Ag Optical apparatus for use in photolithography
CN109031637A (zh) * 2018-08-08 2018-12-18 杭州上池科技有限公司 一种适用于高速扫描的光源系统
JP2019015753A (ja) * 2017-07-03 2019-01-31 リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 拡散板及び光学系
US10642012B2 (en) 2016-06-06 2020-05-05 Olympus Corporation Laser scanning microscope, and laser scanning microscope control method

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9933707B2 (en) 2003-10-29 2018-04-03 Carl Zeiss Smt Ag Optical apparatus for use in photolithography
JP2007033790A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Olympus Corp 顕微鏡照明装置
EP1772764A2 (de) * 2005-10-05 2007-04-11 Carl Zeiss MicroImaging GmbH Vorrichtung zur Variation und Einstellung der Durchlichtbeleuchtung für Mikroskope
EP1772764A3 (de) * 2005-10-05 2007-05-30 Carl Zeiss MicroImaging GmbH Vorrichtung zur Variation und Einstellung der Durchlichtbeleuchtung für Mikroskope
JP2011095326A (ja) * 2009-10-27 2011-05-12 Nikon Corp 顕微鏡用照明装置
JP2013142774A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Nuflare Technology Inc 照明装置、および拡大観察装置
JP2016514855A (ja) * 2013-03-20 2016-05-23 ライカ ミクロジュステムス(シュヴァイツ)アーゲー クリティカル照明用の透過光照明装置を備える顕微鏡
US10642012B2 (en) 2016-06-06 2020-05-05 Olympus Corporation Laser scanning microscope, and laser scanning microscope control method
JP2019015753A (ja) * 2017-07-03 2019-01-31 リコーインダストリアルソリューションズ株式会社 拡散板及び光学系
CN109031637A (zh) * 2018-08-08 2018-12-18 杭州上池科技有限公司 一种适用于高速扫描的光源系统
CN109031637B (zh) * 2018-08-08 2024-01-05 杭州上池科技有限公司 一种适用于高速扫描的光源系统

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