JP2002090654A - 投影光学系を有する中間鏡筒及び投影光学系を有する顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子撮像素子を用いて撮像する顕微鏡におい
ては明るさムラの少ない映像を得ることができるように
する。 【解決手段】 標本の一次像Ｏ’を形成する結像光学系
４、１１と、一次像Ｏ’を電子撮像素子１７に投影する
投影光学系１５と、光を透過する透過領域と光を遮光す
る遮光領域を有し明るさムラを制御する絞り２０とを備
えた顕微鏡。例えば、絞り２０の光軸方向の位置を対物
レンズ４の交換に伴って移動可能に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投影光学系を有す
る顕微鏡用中間鏡筒及び投影光学系を有する顕微鏡に関
し、特に、電子撮像素子上に顕微鏡の拡大像を投影して
撮像するための中間鏡筒とそのような投影光学系を備え
た顕微鏡に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、顕微鏡にＣＣＤ等の電子撮像素子
を備えた電子カメラを装着して試料の拡大像を電子映像
として取り込む顕微鏡システムが普及しつつある。例え
ば、特開平８−１９００５６号がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＣＣＤ等の
電子撮像素子には撮像面に入射する光束が垂直方向から
外れて斜め方向から入射する場合、入射する角度が大き
くなればなる程感度が低下していくという入射角度特性
があり、そのため、いわゆるシェーデングと呼ばれる現
象が起こり、撮影された画面の周辺が暗くなり、明るさ
ムラが生じる。

【０００４】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、電子撮像素子を
用いて撮像する顕微鏡においては明るさムラの少ない映
像を得ることができるようにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の中間鏡筒は、電子撮像装置を接続するためのマウン
ト部と、顕微鏡に接続するためのマウント部と、前記電
子撮像装置に像を投影する投影光学系と、光を透過する
透過領域と光を遮光する遮光領域を有し撮像された画像
の明るさムラを制御する制御部材とを備えたことを特徴
とするものである。

【０００６】本発明の顕微鏡は、標本の一次像を形成す
る結像光学系と、前記一次像を電子撮像素子に投影する
投影光学系と、光を透過する透過領域と光を遮光する遮
光領域を有し撮像された画像の明るさムラを制御する制
御部材とを備えたことを特徴とするものである。

【０００７】本発明においては、電子撮像素子に像を投
影する投影光学系を備えた顕微鏡あるいはそのための顕
微鏡用中間鏡筒において、光を透過する透過領域と光を
遮光する遮光領域を有し撮像された画像の明るさムラを
制御する制御部材を備えているので、撮影された画面の
周辺が相対的に暗くなる明るさムラを防止することがで
きる。また、対物レンズを交換してもその対物レンズに
合わせて制御部材を制御することにより、最も視野内の
明るさムラが少なく、かつ、良好な解像とコントラスト
が得られるように調節することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に基づく顕微鏡の原
理を実施例について説明する。

【０００９】まず、図３を参照にして本発明に基づく顕
微鏡の原理を説明する。図３（ａ）に顕微鏡対物レンズ
で中間結像され投影光学系により電子撮像面Ｃに再結像
される光束の様子を示す。図３（ａ）中、符号Ａで示す
光束は軸上光束であり、Ｂは軸外光束を示す。軸上光束
Ａはその主光線が撮像面Ｃに垂直に入射し、図に示すよ
うな広がりを持つ光束として入射する。これに対して、
軸外光束Ｂはその主光線Ｂ１が撮像面Ｃに対して斜めに
入射すると共に図に示すような広がりを持つ。軸外光束
Ｂには通常口径蝕が存在するため、軸外光束Ｂの主光線
Ｂ１はその中心に存在せず、例えば図示のように、内側
の境界に近い位置に存在する。また、その口径蝕により
軸上光束ＡのＮＡ（開口数）に比べて軸外光束ＢのＮＡ
は小さくなっている。

【００１０】このように、顕微鏡に装着した電子カメラ
の電子撮像面Ｃに入射する軸外光束Ｂは撮像面Ｃに斜め
に入射するだけでなく、軸上光束Ａに比べてＮＡが小さ
くなっているため、撮影される試料の映像には周辺部が
暗くなるシェーデングと呼ばれる明るさムラが生じてし
まう。

【００１１】これを避けるには、図３（ｂ）に示すよう
に、投影光学系中に絞りを配置して軸上光束Ａと軸外光
束Ｂを同時に絞り込んでそれぞれ光束Ａ’、Ｂ’又は
Ｂ”となるようにし、少なくとも軸上光束、軸外光束の
ＮＡが略等しくなるようにする。ここで、絞り込んだ軸
外光束Ｂ’とＢ”の違いは、光束の撮像面Ｃに対する入
射角が光束Ｂ”の方がより垂直に近く、電子撮像素子の
入射角度特性の影響を受け難い点にあり、より望ましい
形態である。

【００１２】さて、このように顕微鏡の対物レンズで一
旦結像された中間像を電子撮像素子上に投影光学系によ
り拡大結像する場合に、軸上光束と軸外光束を同時に絞
り込んで光束のＮＡを揃え、軸外光束を可能な限り電子
撮像面に垂直に近い角度で入射させるには、中間鏡筒内
に形成される対物レンズの射出瞳の像位置あるいはその
近傍に開口径が調節可能な絞りを配置すればよい。図１
に、そのための本発明の顕微鏡の１実施例の構成を示
す。また、図２にその場合の等価の光路図を示す。ただ
し、図２においては、落射照明光学系も図中に示してあ
る。

【００１３】図１、図２において、この顕微鏡の全体の
構成を説明すると、顕微鏡本体１には、標本（試料）Ｏ
を載置するステージ２と、そのステージ２上方に対物レ
ンズ４を交換可能に取り付けるレボルバー３とが設けら
れ、また、その下部には、照明用の光源５と、光源５か
らの光束をステージ２下部に取り付けられたコンデンサ
ー９に導く集光レンズ６、偏向ミラー７、補助レンズ８
からなる照明光学系とが配置されている。顕微鏡本体１
の上部には、接眼ユニット１０と、投影用中間鏡筒１４
と、撮像ユニット１６とが着脱可能に取り付けられてお
り、接眼ユニット１０には、対物レンズ４で無限遠に結
像された標本Ｏの像Ｏ’を投影用中間鏡筒１４中の一次
像（中間像）位置に結像する結像レンズ１１と、光路分
割プリズム１２と、光路分割プリズム１２で分けられた
光路を経て標本Ｏの拡大像を観察するための接眼レンズ
１３とが設けられている。また、投影用中間鏡筒１４に
は、一次像Ｏ’の像を撮像ユニット１６中の電子撮像素
子（例えば、ＣＣＤ）１７の撮像面上に投影するリレー
レンズ系１５が設けられており、この投影用中間鏡筒１
４は、その下部マウント１８により接眼ユニット１０に
着脱自在に取り付けられており、その投影用中間鏡筒１
４の上部には、その上部マウント１９により撮像ユニッ
ト１６が着脱自在に取り付けられる。

【００１４】以上の構成は、従来の電子撮像可能な顕微
鏡と同様であり、落射照明用に構成するときには、図２
に示すように、光源５’からの照明光を集光レンズ６’
と補助レンズ８’からなる照明光学系を経て、ハーフミ
ラー７’により対物レンズ４の反対側から入射させて標
本Ｏを照明するようにする。

【００１５】以上のような構成において、対物レンズ４
の射出瞳をａとすると、射出瞳ａの像ｂは標本像Ｏ’の
位置より電子撮像素子１７により近い位置に結像され
る。図１、図２の場合、リレーレンズ系１５は２枚の正
レンズ１５₁ 、１５₂ により構成され、その２枚の正レ
ンズ１５₁ 、１５₂ 間に対物レンズ４の射出瞳ａの像ｂ
が、結像レンズ１１とリレーレンズ系１５の入射側の正
レンズ１５₁ とにより結像され、第２の瞳位置になって
いる。なお、図２において、標本Ｏの中心から出た光線
は実線で、標本Ｏの中心以外の周辺から出た主光線（軸
外主光線）は点線で示してある。

【００１６】このような構成において、本発明に基づい
て、第２の瞳ｂの位置あるいはその近傍に絞り２０を配
置し、図３（ｂ）で説明したように、この絞り２０を適
当に絞り込むことにより、軸上光束と軸外光束を同時に
絞り込んでそれぞれそれらのＮＡを略等しくなるように
することにより、視野内の明るさムラを解消することが
できる。

【００１７】ところで、絞り２０の配置位置は、リレー
レンズ系１５が射出側にテレセントリックになる位置、
すなわち、図の場合は、リレーレンズ系１５の射出側の
正レンズ１５₂ の前側焦点面に絞り２０を配置すると、
軸外光束は図３（ｂ）の光束Ｂ”の状態となり、電子撮
像素子１７の撮像面に対する入射角がより垂直に近くな
るので望ましいが、図４に示すように、交換して用いる
顕微鏡用対物レンズ４、４’（図２）はその倍率、種類
によって射出瞳ａの位置がａ、ａ’、ａ”と光軸上の位
置が異なり、図４に示した範囲ｄ₀ の中でばらつく。そ
のため、第２の瞳位置もｂ、ｂ’、ｂ”と異なり、図４
に示した範囲ｄの中でばらつく。したがって、絞り２０
の位置は、リレーレンズ系１５に対して固定するのでは
なく、その範囲ｄ内あるいはそれより若干広い範囲内で
移動調整可能にして、各対物レンズ４、４’、・・・に
応じて視野内の明るさムラを少なくなるように調節でき
るようにすることが望ましい。

【００１８】図５はその場合の主として投影用中間鏡筒
１４部の光路図を示す。図中、軸上光束は実線で、軸外
光束は点線で示してある。この例の場合、リレーレンズ
系１５の２枚の正レンズ１５₁ 、１５₂ の中、対物レン
ズ４側の正レンズ１５₁ はフィールドレンズとしての作
用を行っている。上記のように、対物レンズを４から例
えば４’に交換すると、その射出瞳位置は図５（ａ）の
ａの位置から図５（ｂ）のａ’の位置に光軸上で移動す
る。すると、標本Ｏの像Ｏ’の位置は固定で移動しない
が、結像レンズ１１とフィールドレンズ１５₁ とにより
結像される第２の瞳の位置は図５（ａ）のｂの位置から
図５（ｂ）のｂ’の位置へと移動する。その移動に合わ
せるように絞り２０ものｂの位置に略一致する位置か
らのｂ’の位置に略一致する位置へ移動させ、それら
の位置で軸上光束と軸外光束を同時に絞り込んでそれぞ
れそれらのＮＡを略等しくなるようにすることにより、
何れの対物レンズ４、４’、・・・の場合も、視野内の
明るさムラがない映像を撮像することができる。

【００１９】なお、図５（ｂ）のように、第２の瞳ｂ’
の位置が電子撮像素子１７側に突出している場合には、
点線で示した軸外光束の電子撮像素子１７への入射角が
大きくなる方向に行くため、絞り２０の位置を完全に第
２の瞳ｂ’の位置に一致させるのではなく、その位置よ
り若干対物レンズ４’側に外して軸外光束の電子撮像素
子１７への入射角を小さくなる方向に調節してもよい。

【００２０】ところで、投影用中間鏡筒１４に対して絞
り２０の開口が調節可能でその光軸方向の位置も調節可
能に構成するには、例えば以下のように構成すればよ
い。まず、絞り２０として開口部の大きさが可変である
絞りを用いる。次に、投影用中間鏡筒１４を鏡筒本体と
この本体内に納まる円筒状の内側鏡筒の二重構造にす
る。ここで、内側鏡筒の外周面の径は鏡筒本体の内周面
と略同じ径にしておく。そして、この内側鏡筒に可変絞
りを保持する。このように構成すれば、可変絞りによっ
て開口径を可変とすると共に、内側鏡筒を投影用中間鏡
筒１４（鏡筒本体）に対して光軸方向に移動させて、可
変絞りの位置を移動させることができる。

【００２１】なお、絞り２０の光軸に沿う移動範囲は、
交換使用可能な対物レンズ４、４’、・・・の中の瞳位
置が最も標本Ｏ側に近い対物レンズの瞳位置とリレーレ
ンズ系１５中で共役な位置と、対物レンズ４、４’、・
・・の中の瞳位置が最も標本Ｏから遠い対物レンズの瞳
位置とリレーレンズ系１５中で共役な位置との間に設定
することが必要であるが、上記のように、絞り２０の位
置は必ずしも第２の瞳ｂ、ｂ’、ｂ”、・・・位置に一
致させる必要はないから、射出瞳ａ、ａ’、ａ”と第２
の瞳ｂ、ｂ’、ｂ”との間の光学系、図４の場合は、結
像レンズ１１とフィールドレンズ１５₁ とからなる光学
系の横倍率をＭとするとき、絞り２０の光軸方向の移動
範囲ｄ’は、 ｄ’／Ｍ² ＜１．１ｄ₀ ・・・（１） を満足するように設定すれば好ましい。

【００２２】さらに好ましくは、移動範囲ｄ’は次の条
件を満足することが望ましい。

【００２３】 ｄ’／Ｍ² ＜１．０ｄ₀ ・・・（１’） また、絞り２０の開口径は一定の固定のものであっても
よいが、その径を調節可能にしておけばより明るさムラ
をなくすことができる他、解像力やコントラストを最適
に調整する上で望ましい。その際、絞り２０の調節可能
な開口の最大径Ｄは、交換使用可能な対物レンズ４、
４’、・・・の中の射出瞳径が最も大きい対物レンズの
射出瞳径をＤ₁ とするとき、 Ｄ／Ｍ＜１．２Ｄ₁ ・・・（２） の関係を満たすことが望ましい。この関係を満たせば、
何れの対物レンズ４、４’、・・・を用いても、絞り２
０でけられることなく物体光束を通過させることが可能
になり、最大限の光束の利用を妨げることがなくなる。
なお、この条件は、余裕はなくなるが次の関係を満たす
場合でもよい。

【００２４】 Ｄ／Ｍ＜１．０Ｄ₁ ・・・（３） 次に、解像の観点から、リレーレンズ系１５から電子撮
像素子１７へ入射する光束の開口数ＮＡと電子撮像素子
１７の１画素の大きさＰ（ｎｍ）との関係を考える。電
子撮像素子１７に入射する光束のエアリーディスクの径
φは、φ＝１．２２λ／ＮＡと書けるが（λは波長で、
ここでは例としてλ＝５５０ｎｍとして考える。）、こ
のエアリーディスク内に電子撮像素子１７の８ピクセル
程度の画素が入ると、非常に忠実にポイントスプレッド
ファンクションを表現することが可能になる。すなわ
ち、 １．２２λ／ＮＡ≦８Ｐ これから、 ２ＮＡ／λ≧０．５／（２Ｐ） と書ける。２ＮＡ／λが０．５／（２Ｐ）より小さくな
ると、電子撮像素子１７の解像力が光学系の解像力を上
回り、像の劣化が目立つようになる。

【００２５】一方、エアリーディスクの径φ＝１．２２
λ／ＮＡ内に電子撮像素子１７の２ピクセル以下の画素
しか入らないと、ポイントスプレッドファンクションを
表現することができなくなる。すなわち、 １．２２λ／ＮＡ≧２Ｐ これから、 ２ＮＡ／λ≦２／（２Ｐ） と書ける。２ＮＡ／λが２／（２Ｐ）より大きくなる
と、電子撮像素子１７の解像力が光学系の解像力を下回
り、電子撮像素子１７でポイントスプレッドファンクシ
ョンが十分表現し切れない。そのため、光束が無駄にな
ってしまう。

【００２６】以上から、 ０．５／（２Ｐ）≦２ＮＡ／λ≦２／（２Ｐ） ・・・（４） を満足することが望ましい。

【００２７】ここで、元へ戻って、図５の場合は、対物
レンズの交換に伴って射出瞳位置がａからａ’へ移動
し、結像レンズ１１とフィールドレンズ１５₁ とにより
結像される第２の瞳の位置もｂからｂ’へ移動するの
で、その移動に合わせるように絞り２０をその移動した
第２の瞳の位置へ略一致させて、その位置で絞り２０の
開口径を調節して軸上光束と軸外光束の光量バランスを
とることにより視野内の明るさムラをなくすものであっ
たが、その代わりに、対物レンズ４、４’、・・・の射
出瞳ａ、ａ’、ａ”、・・・とその像の第２の瞳ｂ、
ｂ’、ｂ”、の間にあって標本Ｏの像Ｏ’近傍にあるリ
レーレンズ系１５の部分、すなわち、フィールドレンズ
１５₁ を光軸に沿って移動調節することにより、固定の
絞り２０位置近傍に射出瞳の像である第２の瞳ｂ、
ｂ’、ｂ”を結像させるようにしても、同様の効果が得
られる。図６にその場合の主として投影用中間鏡筒１４
部の光路図を示す。図中、軸上光束は実線で、軸外光束
は点線で示してある。この例の場合、リレーレンズ系１
５の２枚の正レンズ１５₁ 、１５₂ の中、対物レンズ４
側の正レンズ１５₁ はフィールドレンズとしての作用を
行っており、対物レンズを４から例えば４’に交換する
と、その射出瞳位置は図６（ａ）のａの位置から図６
（ｂ）のａ’の位置に光軸上で移動する。標本Ｏの対物
レンズ４、４’と結像レンズ１１による像Ｏ’の位置は
一定で対物レンズの交換によっても移動しない。その像
Ｏ’近傍に位置するフィールドレンズ１５₁ を移動して
も、フィールドレンズ１５₁ を透過後の像Ｏ’の像の位
置はほとんど移動しないが、射出瞳ａ’の像である第２
の瞳ｂ’の位置は光軸上を移動する。したがって、この
場合は、フィールドレンズ１５₁ を移動調整して固定の
絞り２０位置近傍に第２の瞳ｂ、ｂ’、ｂ”を結像させ
るようにすることにより、その位置で軸上光束と軸外光
束を絞り２０で同時に絞り込んでそれぞれそれらのＮＡ
を略等しくなるようにすることにより、何れの対物レン
ズ４、４’、・・・の場合も、視野内の明るさムラがな
い映像を撮像することができるようになる。

【００２８】なお、図５の絞り２０の光軸方向の移動調
節と図６のフィールドレンズ１５₁の光軸方向の移動調
節とを併用するようにしても当然よい。

【００２９】図７に別の実施例の主として投影用中間鏡
筒１４部の光路図を示す。この場合は、図５のように第
２の瞳の位置ｂ、ｂ’、ｂ”に合わせるように絞り２０
を移動するのではなく、予め第２の瞳の位置ｂ、ｂ’、
ｂ”に略一致するように複数の絞り２０₁ 、２０₂ 、・
・・を配置しておき、それぞれの対物レンズ４、４’、
・・・に合わせて適切な絞り２０₁ 、２０₂ 、・・・を
選んで軸上光束と軸外光束を同時に絞り込むようにする
例である。図７（ａ）の対物レンズ４を用い、射出瞳が
ａの場合は、その像の第２の瞳ｂの位置に配置された絞
り２０₁ の開口を制御し、その他の絞り２０₂ は光束を
けらないように開放にしておく。次に、図７（ｂ）のよ
うに対物レンズ４’に交換して射出瞳がａ’となると、
その像の第２の瞳ｂ’の位置に配置された別の絞り２０
₂ の開口を制御し、その他の絞り２０₁ は光束をけらな
いように開放にする。図７では、絞りは２個２０₁ 、２
０ ₂ しか配置していないが、必要に応じて当然３個以上
配置してもよい。

【００３０】なお、以上の実施例に用いる絞り２０とし
ては、アイリス絞りのような口径を連続的に調整可能な
絞りを用いてもよいが、液晶のような電気光学的に透明
領域の径を制御できるものを用いてもよい。また、以上
の実施例中、絞り２０が固定位置に配置される実施例に
おいては、絞り２０として上記のような透明領域の径を
調整可能なものではなく、異なる径の開口を持つ複数の
開口板を用意しておいて差し替えて使用するか、異なる
径の開口を複数設けた開口板を用意しておいてその開口
板を光路に対して垂直に移動調節させて、光路中に挿入
される開口の径を変えるようにしてもよい。

【００３１】次に、以上のような軸上光束と軸外光束を
同時に絞り込む絞り２０の開口と光軸に沿う位置の制御
について説明する。図８は手動で制御する実施例の概略
の構成を示す図であり、絞り２０には、その開口と光軸
に沿う位置を調節するための絞り開口径及び位置調節機
構２２が設けられており、この絞り開口径及び位置調節
機構２２の例えば２つのつまみを独立に調節することで
絞り２０の開口径と光軸に沿う位置が調節できるように
なっている。このような機構は公知の種々のものがあ
り、その何れを用いてもよい。一方、撮像ユニット１６
中の電子撮像素子１７から得られた標本Ｏの拡大像信号
はモニター２１に入力するように接続されている。この
ような配置において、観察者はモニター２１で撮像され
た標本Ｏの拡大像を観察しながら絞り開口径及び位置調
節機構２２を操作して絞り２０の光軸に沿う位置と開口
径を調節し、最も視野内の明るさムラが少なく、かつ、
良好に解像される位置を選ぶ。

【００３２】図９の実施例は、自動的に絞り２０の開口
径と光軸に沿う位置を制御する実施例の概略の構成を示
す図であり、絞り２０には、その開口と光軸に沿う位置
を外部からの信号に基づいて調節する絞り開口径及び位
置制御機構２３が設けられており、一方、撮像ユニット
１６中の電子撮像素子１７から得られた標本Ｏの拡大像
信号は演算処理装置２４に入力されるようになってい
る。この演算処理装置２４では、電子撮像素子１７から
得られた像信号を基に、相対的な周辺光量不足を計算
し、それを解消するように絞り２０の位置信号を制御機
構２３に送り出すと共に、像の明るさを計算し、絞り２
０の開口径信号を制御機構２３に送り出す。制御機構２
３は、演算処理装置２４から入力された絞り位置信号と
その開口径信号に基づいて、最も視野内の明るさムラが
少なく、かつ、良好に解像される位置に絞り２０の開口
径及び位置を調節する。

【００３３】以上、本発明の投影光学系を有する中間鏡
筒及び投影光学系を有する顕微鏡は、例えば次のように
構成することができる。

【００３４】〔１〕 電子撮像装置を接続するためのマ
ウント部と、顕微鏡に接続するためのマウント部と、前
記電子撮像装置に像を投影する投影光学系と、光を透過
する透過領域と光を遮光する遮光領域を有し明るさムラ
を制御する制御部材とを備えたことを特徴とする中間鏡
筒。

【００３５】〔２〕 前記制御部材は、中間鏡筒内に形
成された前記顕微鏡の対物レンズの瞳の像位置（瞳と共
役な位置）あるいはその近傍に配置されていることを特
徴とする上記１記載の中間鏡筒。

【００３６】〔３〕 前記制御部材を制御する制御機構
を備えていることを特徴とする上記１記載の中間鏡筒。

【００３７】〔４〕 前記制御機構は前記制御部材を光
軸方向に沿って移動させることを特徴とする上記３記載
の中間鏡筒。

【００３８】〔５〕 前記制御部材の透過領域の大きさ
は一定であることを特徴とする上記４記載の中間鏡筒。

【００３９】〔６〕 前記制御機構は前記制御部材の透
過領域の大きさを変化させることを特徴とする上記３又
は４記載の中間鏡筒。

【００４０】〔７〕 前記制御部材とは異なる範囲の透
過領域を有する制御部材を有し、前記制御機構は前記制
御部材の何れかの１つを光路中の同じ位置に配置するこ
とを特徴とする上記３記載の中間鏡筒。

【００４１】〔８〕 前記制御部材とは異なる範囲の透
過領域を有する制御部材を有し、前記制御機構は前記制
御部材の何れかの１つを光路中の異なる位置に配置する
ことを特徴とする上記３記載の中間鏡筒。

【００４２】

〔９〕 前記投影光学系は光軸方向に移動
する視野レンズを備えていることを特徴とする上記１記
載の中間鏡筒。

【００４３】〔１０〕 前記制御部材は液晶からなるこ
とを特徴とする上記１記載の中間鏡筒。

【００４４】〔１１〕 標本の一次像を形成する結像光
学系と、前記一次像を電子撮像素子に投影する投影光学
系と、光を透過する透過領域と光を遮光する遮光領域を
有し明るさムラを制御する制御部材とを備えたことを特
徴とする顕微鏡。

【００４５】〔１２〕 前記制御部材は、前記結像光学
系の瞳と共役な位置あるいはその近傍に配置されている
ことを特徴とする上記１１記載の顕微鏡。

【００４６】〔１３〕 前記結像光学系と前記投影光学
系の間にリレー光学系を備えていることを特徴とする上
記１１記載の顕微鏡。

【００４７】〔１４〕 前記制御部材を制御する制御機
構を備えていることを特徴とする上記１１記載の顕微
鏡。

【００４８】〔１５〕 前記撮像素子によって撮像され
た像を表示する表示装置と、前記撮像素子からの出力に
基づいて撮像された像の明るさ及び明るさムラを補正す
る制御信号を前記制御機構に出力する処理ユニットとを
備えていることを特徴とする上記１４記載の顕微鏡。

【００４９】〔１６〕 前記制御機構は前記制御部材を
光軸方向に沿って移動させることを特徴とする上記１４
記載の顕微鏡。

【００５０】〔１７〕 前記結像光学系は、交換使用可
能な複数の対物レンズを有し、前記対物レンズ中の瞳位
置が最も標本側に近い対物レンズの瞳位置と共役な位置
と、前記対物レンズ中の瞳位置が最も標本から遠い対物
レンズの瞳位置と共役な位置との間で、前記制御部材が
光軸方向に沿って移動可能であることを特徴とする上記
１６記載の顕微鏡。

【００５１】〔１８〕 前記結像光学系は、交換使用可
能な複数の対物レンズを有し、前記対物レンズ中の瞳位
置が最も標本側に近い対物レンズの瞳位置と、瞳位置が
最も標本から遠い対物レンズの瞳位置との差をｄ₀ と
し、前記瞳位置と前記制御部材の間の光学系の横倍率を
Ｍとするとき、前記制御部材の光軸方向の移動範囲ｄ’
が次の関係を満たすことを特徴とする上記１６記載の顕
微鏡。

【００５２】 ｄ’／Ｍ² ＜１．１ｄ₀ ・・・（１） 〔１９〕 前記制御部材の透過領域の大きさは一定であ
ることを特徴とする上記１１記載の中間鏡筒。

【００５３】〔２０〕 前記制御機構は前記制御部材の
透過領域の大きさを変化させることを特徴とする上記１
４記載の顕微鏡。

【００５４】〔２１〕 前記結像光学系は、交換使用可
能な複数の対物レンズを有し、前記対物レンズ中の射出
瞳径が最も大きい対物レンズの射出瞳径をＤ₁ とし、前
記瞳位置と前記制御部材の間の光学系の横倍率をＭとす
るとき、前記制御部材の最大径Ｄが次の関係を満たすこ
とを特徴とする上記２０記載の顕微鏡。

【００５５】 Ｄ／Ｍ＜１．２Ｄ₁ ・・・（２） 〔２２〕 以下の条件を満足することを特徴とする上記
２１記載の顕微鏡。

【００５６】 Ｄ／Ｍ＜１．０Ｄ₁ ・・・（３） 〔２３〕 前記電子撮像素子の１画素の大きさをＰ（ｎ
ｍ）、前記投影光学系射出後の開口数をＮＡとすると
き、以下の条件を満足することを特徴とする上記２０記
載の顕微鏡。

【００５７】 ０．５／（２Ｐ）≦２ＮＡ／λ≦２／（２Ｐ） ・・・（４） ここで、λ（波長）＝５５０ｎｍである。

【００５８】〔２４〕 前記制御部材とは異なる範囲の
透過領域を有する制御部材を有し、前記制御機構は前記
制御部材の何れかの１つを光路中の同じ位置に配置する
ことを特徴とする上記１４記載の顕微鏡。

【００５９】〔２５〕 前記制御部材とは異なる範囲の
透過領域を有する制御部材を有し、前記制御機構は前記
制御部材の何れかの１つを光路中の異なる位置に配置す
ることを特徴とする上記１４記載の顕微鏡。

【００６０】〔２６〕 前記投影光学系は光軸方向に移
動する視野レンズを備えていることを特徴とする上記１
１記載の顕微鏡。

【００６１】〔２７〕 前記制御部材は液晶からなるこ
とを特徴とする上記１１記載の顕微鏡。

【００６２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、電子撮像素子に像を投影する投影光学系を備
えた顕微鏡あるいはそのための中間鏡筒において、光を
透過する透過領域と光を遮光する遮光領域を有し撮像さ
れた画像の明るさムラを制御する制御部材を備えている
ので、撮影された画面の周辺が相対的に暗くなる明るさ
ムラを防止することができる。また、対物レンズを交換
してもその対物レンズに合わせて制御部材を制御するこ
とにより、最も視野内の明るさムラが少なく、かつ、良
好な解像とコントラストが得られるように調節すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の顕微鏡の１実施例の構成を示す図であ
る。

【図２】実施例１の等価の光路図である。

【図３】本発明に基づく顕微鏡の原理を説明するための
図である。

【図４】対物レンズの交換によって射出瞳の位置とその
像の第２の瞳の位置がばらつく様子を示す図である。

【図５】絞り位置を移動させて視野内の明るさムラを防
止する実施例の主として投影用中間鏡筒部の光路図であ
る。

【図６】フィールドレンズを移動させて視野内の明るさ
ムラを防止する実施例の主として投影用中間鏡筒部の光
路図である。

【図７】複数の絞りを配置して視野内の明るさムラを防
止する実施例の主として投影用中間鏡筒部の光路図であ
る。

【図８】絞りの開口と光軸に沿う位置を手動で制御する
実施例の概略の構成を示す図である。

【図９】自動的に絞りの開口径と光軸に沿う位置を制御
する実施例の概略の構成を示す図である。

【符号の説明】

Ａ…軸上光束 Ａ’…絞り込んだ軸上光束 Ｂ…軸外光束 Ｂ１…軸外光束の主光線 Ｂ’、Ｂ”…絞り込んだ軸外光束 Ｃ…電子撮像面 Ｏ…標本 Ｏ’…標本の像（一次像） ａ、ａ’、ａ”…対物レンズの射出瞳 ｂ、ｂ’、ｂ”…射出瞳の像（第２の瞳） １…顕微鏡本体 ２…ステージ ３…レボルバー ４、４’…対物レンズ ５、５’…光源 ６、６’…集光レンズ ７…偏向ミラー ７’…ハーフミラー ８…補助レンズ ９…コンデンサー １０…接眼ユニット １１…結像レンズ １２…光路分割プリズム １３…接眼レンズ １４…投影用中間鏡筒 １５…リレーレンズ系 １５₁ …正レンズ（フィールドレンズ） １５₂ …正レンズ １６…撮像ユニット １７…電子撮像素子（例えば、ＣＣＤ） １８…下部マウント １９…上部マウント ２０、２０₁ 、２０₂ …絞り ２１…モニター ２２…絞り開口径及び位置調節機構 ２３…絞り開口径及び位置制御機構 ２４…演算処理装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子撮像装置を接続するためのマウント
   部と、顕微鏡に接続するためのマウント部と、前記電子
   撮像装置に像を投影する投影光学系と、光を透過する透
   過領域と光を遮光する遮光領域を有し撮像された画像の
   明るさムラを制御する制御部材とを備えたことを特徴と
   する中間鏡筒。
2. 【請求項２】 標本の一次像を形成する結像光学系と、
   前記一次像を電子撮像素子に投影する投影光学系と、光
   を透過する透過領域と光を遮光する遮光領域を有し撮像
   された画像の明るさムラを制御する制御部材とを備えた
   ことを特徴とする顕微鏡。