JP2007121749A - Microscope - Google Patents

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JP2007121749A JP2005314817A JP2005314817A JP2007121749A JP 2007121749 A JP2007121749 A JP 2007121749A JP 2005314817 A JP2005314817 A JP 2005314817A JP 2005314817 A JP2005314817 A JP 2005314817A JP 2007121749 A JP2007121749 A JP 2007121749A
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Tomohiro Miyashita
智裕 宮下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microscope capable of changing the size of annular zonal illumination, without significantly changing the light quantity of illuminating light. <P>SOLUTION: The microscope where a sample 11 is vertically illuminated via an objective lens 9, includes a toric lens 13 for condensing the light emitted from a light source 2 and forming an annular-zonal light source image; a concave axicon lens 14a having a conical concave face; a dark field observation unit 4, including a convex axicon lens 14b having a conical convex face; a reflecting means 8 for guiding the illuminating light emitted from the light source 2 to the objective lens 9 and also transmitting the observation light from the sample 11. By changing an optical-axis distance between the concave axicon lens 14a and the convex axicon lens 14b, the annular zone diameter of the light source image is changed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、顕微鏡に関する。   The present invention relates to a microscope.

従来、光学顕微鏡の照明方法として中心部を遮光して、輪帯状に照明する輪帯照明が知られており、位相差観察や、暗視野照明の場合に使用されている。この輪帯照明の大きさは、対物レンズを交換するとその瞳径に応じて変えなければならず、大きさの異なる複数の輪帯状の絞りを交換したり、絞り羽根を可動させて輪帯の大きさを変化させている(例えば、特許文献1を参照。)。
特願平11−39227号公報
Conventionally, as illumination methods for optical microscopes, annular illumination in which a central portion is shielded and illumination is performed in an annular shape is known, and is used for phase difference observation and dark field illumination. The size of the zonal illumination must be changed according to the pupil diameter when the objective lens is replaced, and a plurality of zonal apertures with different sizes can be replaced, or the diaphragm blades can be moved to change the zonal illumination. The size is changed (for example, refer to Patent Document 1).
Japanese Patent Application No. 11-39227

しかしながら、絞りを交換したり、絞り羽根を動かしたりして輪帯照明の大きさを変える場合、ただ単に遮光部分の大きさを変化させているだけであり、遮光した分、光量が減少してしまい試料を照明する照度が大幅に低下してしまうという問題があった。   However, when changing the size of the annular illumination by exchanging the aperture or moving the aperture blade, the size of the shading part is simply changed, and the amount of light is reduced by the amount of light shielding. Therefore, there is a problem that the illuminance for illuminating the sample is greatly reduced.

そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、照明光の光量を大幅に変化させることなく輪帯照明の大きさを変えることのできる顕微鏡を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a microscope capable of changing the size of annular illumination without significantly changing the amount of illumination light.

上記課題を解決するために本発明は、
対物レンズを介して標本の落射照明を行う顕微鏡において、
光源からの光を集光して輪帯状の光源像を形成するためのトーリックレンズと、円錐形状の凹面を備えた凹面アキシコンレンズと、円錐形状の凸面を備えた凸面アキシコンレンズとを有する暗視野観察ユニットと、
前記光源からの照明光を前記対物レンズへ導きかつ前記標本からの観察光を通過させる反射手段と、を有しており、
前記凹面アキシコンレンズと前記凸面アキシコンレンズとの光軸上の間隔を変化させることにより、前記光源像の輪帯径を変更することを特徴とする顕微鏡を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention
In a microscope that performs epi-illumination of a specimen through an objective lens,
A toric lens for condensing light from a light source to form a ring-shaped light source image, a concave axicon lens having a conical concave surface, and a convex axicon lens having a conical convex surface A dark field observation unit;
Reflecting means for guiding illumination light from the light source to the objective lens and passing observation light from the specimen;
There is provided a microscope characterized in that a ring zone diameter of the light source image is changed by changing a distance on an optical axis between the concave axicon lens and the convex axicon lens.

また本発明の顕微鏡は、
前記反射手段は、前記標本からの観察光を通過させるための開口部を備えた中空ミラーからなることが望ましい。
The microscope of the present invention is
The reflecting means is preferably a hollow mirror having an opening for allowing observation light from the specimen to pass therethrough.

また本発明の顕微鏡は、
集光レンズを備えた明視野観察ユニットをさらに有し、前記暗視野観察ユニットと当該明視野観察ユニットは、選択的に光路内へ挿脱可能であって、
前記反射手段は、ハーフミラーからなることが望ましい。
The microscope of the present invention is
Further comprising a bright field observation unit provided with a condenser lens, the dark field observation unit and the bright field observation unit can be selectively inserted into and removed from the optical path,
The reflecting means is preferably a half mirror.

また本発明の顕微鏡は、
ダイクロイックミラーを備えた蛍光観察用反射手段をさらに有し、前記反射手段と当該蛍光観察用反射手段は、選択的に光路内へ挿脱可能であることが望ましい。
The microscope of the present invention is
It is desirable to further include a fluorescence observation reflecting means having a dichroic mirror, and the reflection means and the fluorescence observation reflecting means can be selectively inserted into and removed from the optical path.

また本発明の顕微鏡は、
複数の対物レンズを保持し当該複数の対物レンズのうちの1つを選択的に光路内へ挿脱するためのレボルバと、
光路内に挿入されている対物レンズの瞳径を判別するための判別手段と、
前記判別手段によって判別された前記対物レンズの瞳径に応じて前記アキシコンレンズどうしの前記間隔を変更する駆動手段を有していることが望ましい。
The microscope of the present invention is
A revolver for holding a plurality of objective lenses and selectively inserting and removing one of the plurality of objective lenses into the optical path;
A discriminating means for discriminating the pupil diameter of the objective lens inserted in the optical path;
It is desirable to have driving means for changing the distance between the axicon lenses according to the pupil diameter of the objective lens determined by the determining means.

本発明によれば、照明光の光量を大幅に変化させることなく輪帯照明の大きさを変えることのできる顕微鏡を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the microscope which can change the magnitude | size of annular illumination, without changing the light quantity of illumination light significantly can be provided.

以下、本発明の各実施形態に係る顕微鏡を添付図面に基づいて詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る顕微鏡の構成を示す図である。
図1に示すように顕微鏡1は、光源2と、該光源2側から順に、コレクタレンズ3、暗視野観察ユニット4、レンズ5、視野絞り6、レンズ7、中空ミラー8、該中空ミラー8の反射光路上に配置された対物レンズ9、さらに該対物レンズ9から見て中空ミラー8の透過光路上に配置された結像レンズ10からなる。なお、図1において、対物レンズ9の下側には標本11が配置され、結像レンズ10の上側には撮像素子の撮像面12が配置される。
Hereinafter, microscopes according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a microscope according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the microscope 1 includes a light source 2, a collector lens 3, a dark field observation unit 4, a lens 5, a field stop 6, a lens 7, a hollow mirror 8, and a hollow mirror 8 in order from the light source 2 side. The objective lens 9 is disposed on the reflection optical path, and the imaging lens 10 is disposed on the transmission optical path of the hollow mirror 8 when viewed from the objective lens 9. In FIG. 1, a specimen 11 is disposed below the objective lens 9, and an imaging surface 12 of the imaging element is disposed above the imaging lens 10.

暗視野観察ユニット4は、光源2側から順に、トーリックレンズ13と、アキシコンレンズユニット14とからなる。トーリックレンズ13は、光源2からの照明光を結像して輪帯状の光源像を形成するためのドーナツ形状の集光レンズである。そしてこのトーリックレンズ13の内側部分には、照明光束の中央部分を遮光するための円形の遮光部13aが設けられている。   The dark field observation unit 4 includes a toric lens 13 and an axicon lens unit 14 in order from the light source 2 side. The toric lens 13 is a donut-shaped condensing lens for forming an annular light source image by forming an image of illumination light from the light source 2. A circular light shielding portion 13a for shielding the central portion of the illumination light beam is provided on the inner portion of the toric lens 13.

アキシコンレンズユニット14は、円錐形状の凸面を備えた平凸形状のアキシコンレンズ14aと、当該アキシコンレンズ14aの前記凸面と頂角が同じ、すなわち前記凸面と重ね合う円錐形状の凹面を備えた平凹形状のアキシコンレンズ14bとからなる。また、これらのレンズ14a,14bを構成する材質の屈折率は同じであって、図1に示すようにアキシコンレンズ14aが光源側であってかつ円錐形状のレンズ面どうしが対向するように配置されている。
さらにアキシコンレンズユニット14は、図1に示すようにアキシコンレンズ14bを光軸方向へ移動させるための駆動部14cを有しており、これによりアキシコンレンズ14aとアキシコンレンズ14bとの光軸上の間隔を調整することができる。
The axicon lens unit 14 includes a plano-convex axicon lens 14a having a conical convex surface, and a conical concave surface having the same apex angle as the convex surface of the axicon lens 14a, that is, overlapping the convex surface. It consists of a plano-concave axicon lens 14b. Further, the refractive indexes of the materials constituting these lenses 14a and 14b are the same, and as shown in FIG. 1, the axicon lens 14a is disposed on the light source side so that the conical lens surfaces face each other. Has been.
Further, as shown in FIG. 1, the axicon lens unit 14 has a drive unit 14c for moving the axicon lens 14b in the optical axis direction, whereby light from the axicon lens 14a and the axicon lens 14b is obtained. The spacing on the axis can be adjusted.

中空ミラー8は、光源2からの光軸に対して45度傾けて配置されており、光源2側及び対物レンズ9側から見て円形状となるように、正面から見て楕円形状の開口部8aが形成されている全反射ミラーである。この開口部8aが設けられていることで、標本11からの観察光を通過させることができる。   The hollow mirror 8 is disposed with an inclination of 45 degrees with respect to the optical axis from the light source 2, and has an elliptical opening when viewed from the front so as to be circular when viewed from the light source 2 side and the objective lens 9 side. The total reflection mirror 8a is formed. By providing the opening 8a, the observation light from the specimen 11 can be passed.

斯かる構成の本顕微鏡1において、光源2から射出された照明光は、コレクタレンズ3によって平行光に変換されて、暗視野観察ユニット4におけるトーリックレンズ13に入射する。トーリックレンズ13に入射した照明光は、アキシコンレンズユニット14を透過した後で輪帯状の光源像を形成するように当該トーリックレンズ13によって集光される。ここで、トーリックレンズ13の遮光部13aに入射した照明光の中央光束は、上述のように遮光部13aによって遮光される。   In the microscope 1 having such a configuration, the illumination light emitted from the light source 2 is converted into parallel light by the collector lens 3 and enters the toric lens 13 in the dark field observation unit 4. The illumination light incident on the toric lens 13 is condensed by the toric lens 13 so as to form an annular light source image after passing through the axicon lens unit 14. Here, the central light flux of the illumination light incident on the light shielding portion 13a of the toric lens 13 is shielded by the light shielding portion 13a as described above.

そして、トーリックレンズ13によって集光された照明光は、レンズ5、視野絞り6、及びレンズ7を経て、中空ミラー8によって対物レンズ9側へ反射されて当該対物レンズ9の瞳面9a上に再び輪帯状の光源像を形成する。そして、この対物レンズ9に入射した照明光は、当該レンズ9の周縁部分を経て、円錐状で中空の照明光として標本11を斜め方向から照明する。これにより、反射型の暗視野照明が達成される。   The illumination light condensed by the toric lens 13 passes through the lens 5, the field stop 6, and the lens 7, is reflected by the hollow mirror 8 toward the objective lens 9, and is again reflected on the pupil plane 9 a of the objective lens 9. An annular light source image is formed. Then, the illumination light incident on the objective lens 9 illuminates the sample 11 from an oblique direction as a conical and hollow illumination light through the peripheral portion of the lens 9. Thereby, reflective dark field illumination is achieved.

さらに、標本11に入射した照明光の一部は、標本11の微細な構造によって回折や散乱され、これが標本11を観察するために必要な観察光となる。この観察光は、対物レンズ9の中央部分を経て、さらに中空ミラー8の開口部8aを通過し、結像レンズ10によって撮像素子の撮像面12上に結像される。これにより、標本11の暗視野像を得ることができ、本顕微鏡1によって標本11の暗視野観察が可能となる。   Further, a part of the illumination light incident on the specimen 11 is diffracted and scattered by the fine structure of the specimen 11 and becomes observation light necessary for observing the specimen 11. This observation light passes through the central portion of the objective lens 9, further passes through the opening 8 a of the hollow mirror 8, and is imaged on the imaging surface 12 of the imaging element by the imaging lens 10. As a result, a dark field image of the specimen 11 can be obtained, and the dark field observation of the specimen 11 can be performed by the microscope 1.

なお、標本11に入射した照明光の多くは、標本11によって反射された後、観察に不要な光として再度対物レンズ9の周縁部分を通過し、瞳面9a内の周縁領域に達する。この光は、標本11に入射した照明光と同様の輪帯状の光束であるため、中空ミラー9によって不要光として光源2側へ反射される。   Note that most of the illumination light incident on the specimen 11 is reflected by the specimen 11, passes again through the peripheral edge of the objective lens 9 as light unnecessary for observation, and reaches the peripheral area in the pupil plane 9a. Since this light is an annular light beam similar to the illumination light incident on the sample 11, it is reflected to the light source 2 side as unnecessary light by the hollow mirror 9.

また、上述のように本実施形態に係る顕微鏡1は、駆動部14cによってアキシコンレンズ14aとアキシコンレンズ14bとの光軸上の間隔を調整することができる。アキシコンレンズ14bを中空ミラー8側へ移動させて光軸上の間隔を大きくした場合には、トーリックレンズ13からの輪帯状の照明光は図2(b)に示すようにその輪帯径が小さくなり、これにより対物レンズ9の瞳面9aに形成される輪帯状の光源像の径も小さくなる。   Further, as described above, the microscope 1 according to the present embodiment can adjust the distance on the optical axis between the axicon lens 14a and the axicon lens 14b by the driving unit 14c. When the axicon lens 14b is moved toward the hollow mirror 8 to increase the distance on the optical axis, the ring-shaped illumination light from the toric lens 13 has a ring-shaped diameter as shown in FIG. As a result, the diameter of the annular light source image formed on the pupil plane 9a of the objective lens 9 is reduced.

反対に、アキシコンレンズ14bを光源2側へ移動させて光軸上の間隔を小さくした場合には、輪帯状の照明光は輪帯径が大きくなり、瞳面9aに形成される光源像の径も大きくなる。なお、アキシコンレンズ14bを図2(a)に示すようにアキシコンレンズ14aへ重ね合わせて光軸上の間隔をゼロにした場合には、トーリックレンズ13からの輪帯状の照明光は、輪帯径が変わることなくアキシコンレンズ14a,14bをそのまま透過し、瞳面9aには最大径の光源像が形成されることとなる。   On the other hand, when the axicon lens 14b is moved to the light source 2 side and the interval on the optical axis is reduced, the ring-shaped illumination light has a large ring-zone diameter, and the light source image formed on the pupil plane 9a The diameter also increases. When the axicon lens 14b is superimposed on the axicon lens 14a as shown in FIG. 2A and the interval on the optical axis is made zero, the annular illumination light from the toric lens 13 is The axicon lenses 14a and 14b are transmitted as they are without changing the band diameter, and a light source image having the maximum diameter is formed on the pupil plane 9a.

前述の構成により、例えば対物レンズ9を倍率の異なる他の対物レンズに交換すること等によって観察倍率が変化した場合や、標本11を変更した場合でも、駆動部14cによってアキシコンレンズどうしの光軸上の間隔を調整することで、瞳面9aに形成される輪帯状の光源像の径を適切に調整することができる。
以上より、通常の対物レンズを用いて反射型の暗視野照明を行う構成の顕微鏡であって、観察倍率や標本に合わせた適切な暗視野照明が可能な顕微鏡を実現することができる。
また遮光絞りを使用するよりも光源からの光を効率良く標本に照射することができる。
With the above-described configuration, the optical axis between the axicon lenses is driven by the drive unit 14c even when the observation magnification changes, for example, by replacing the objective lens 9 with another objective lens having a different magnification, or when the sample 11 is changed. By adjusting the upper distance, the diameter of the annular light source image formed on the pupil plane 9a can be appropriately adjusted.
As described above, it is possible to realize a microscope configured to perform reflection type dark field illumination using a normal objective lens and capable of performing appropriate dark field illumination according to the observation magnification and the specimen.
In addition, it is possible to irradiate the sample with light from the light source more efficiently than using a light-shielding stop.

また、本実施形態に係る顕微鏡1は、中空ミラー8を用いていることにより、不要な照明光を光源2側へ反射して排除することで不要な光が結像面12へ進行することがなく観察光のみを結像面12へ導くことができるため、よりコントラストの高い観察像を得ることができる。
また中空ミラー8を使用することによって、対物レンズを構成するレンズ等からの自家蛍光を防止することができるため、高S/N比の観察をすることができる。
In addition, since the microscope 1 according to the present embodiment uses the hollow mirror 8, unnecessary light can travel to the image plane 12 by reflecting unnecessary illumination light to the light source 2 side and eliminating it. Since only the observation light can be guided to the imaging plane 12, an observation image with higher contrast can be obtained.
Moreover, since the self-fluorescence from the lens etc. which comprise an objective lens can be prevented by using the hollow mirror 8, observation of a high S / N ratio can be performed.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態に係る顕微鏡は、暗視野観察、明視野観察、及び蛍光観察を切り換えて行うための顕微鏡であって、図3及び図4は、本発明の第2実施形態に係る顕微鏡の構成を示す図であり、それぞれ暗視野観察時(図3)及び蛍光観察時(図4)の構成を示している。なお、本実施形態に係る顕微鏡について、上記第1実施形態に係る顕微鏡と同様の構成である部分には同じ符号を付して説明を省略し、特徴的な部分について詳細に説明する。
(Second Embodiment)
The microscope according to the second embodiment of the present invention is a microscope for switching between dark field observation, bright field observation, and fluorescence observation, and FIGS. 3 and 4 are related to the second embodiment of the present invention. It is a figure which shows the structure of a microscope, and has each shown the structure at the time of dark field observation (FIG. 3) and fluorescence observation (FIG. 4). Note that in the microscope according to the present embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same configuration as the microscope according to the first embodiment, and description thereof will be omitted, and characteristic portions will be described in detail.

図3に示すように、本実施形態に係る顕微鏡20は、暗視野観察ユニット4の他に、集光レンズ21からなる明視野観察を行うための明視野観察ユニット22を有しており、これらのユニットは切換えて光路内へ挿脱可能に設けられている。より詳しくは、これらのユニットは例えば公知のスライド機構によって挿脱可能に設けることができ、観察方法に応じたユニットを選択して光路内へ挿入することができる。   As shown in FIG. 3, the microscope 20 according to the present embodiment includes a bright field observation unit 22 for performing bright field observation including a condenser lens 21 in addition to the dark field observation unit 4. These units can be switched and inserted into and removed from the optical path. More specifically, these units can be detachably provided by, for example, a known slide mechanism, and a unit corresponding to an observation method can be selected and inserted into the optical path.

また、本実施形態に係る顕微鏡20は、第1実施形態における中空ミラー8にかえて、ハーフミラーユニット23と、蛍光観察用の蛍光観察ユニット24とを光路内へ選択的に挿脱可能に備えている。
ハーフミラーユニット23は、光源2からの光軸に対して45度傾けて配置されたハーフミラー23aのみからなる。
Moreover, the microscope 20 according to the present embodiment includes a half mirror unit 23 and a fluorescence observation unit 24 for fluorescence observation that can be selectively inserted into and removed from the optical path instead of the hollow mirror 8 in the first embodiment. ing.
The half mirror unit 23 is composed only of a half mirror 23 a disposed at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis from the light source 2.

また、蛍光観察ユニット24は、光源2からの光軸に対して45度傾けて配置されたダイクロイックミラー24aと、ダイクロイックミラー24aの光源2側に配置された励起フィルタ24bと、ダイクロイックミラー24aの結像レンズ10側に配置された吸収フィルタ24cとからなる。
なお、本顕微鏡20の光源2には、LED等の半導体発光素子、水銀ランプ、ハロゲンランプ等を用いることが望ましい。
Further, the fluorescence observation unit 24 includes a dichroic mirror 24a disposed at an inclination of 45 degrees with respect to the optical axis from the light source 2, a coupling between the excitation filter 24b disposed on the light source 2 side of the dichroic mirror 24a, and the dichroic mirror 24a. And an absorption filter 24c disposed on the image lens 10 side.
As the light source 2 of the microscope 20, it is desirable to use a semiconductor light emitting element such as an LED, a mercury lamp, a halogen lamp, or the like.

(暗視野観察時)
以上の構成の下、暗視野観察ユニット4及び中空ミラー8を光路内へ配置した場合(図3)、光源2からの照明光は上記第1実施形態と同様に輪帯状の照明光に変換されて、ハーフミラー23aへ入射する。ハーフミラー23aによって反射された照明光は、上記第1実施形態と同様に対物レンズ9を介して標本11を照明する。これにより、反射型の暗視野照明が達成される。
そして、標本11からの観察光は対物レンズ9を経てハーフミラー23aへ入射し、当該ハーフミラー23aを透過した観察光は、上記第1実施形態と同様に結像レンズ10によって撮像素子の撮像面12に結像される。これにより、標本11の暗視野像を得ることができ、本顕微鏡20によって標本11の暗視野観察が可能となる。
(During dark field observation)
When the dark field observation unit 4 and the hollow mirror 8 are arranged in the optical path under the above configuration (FIG. 3), the illumination light from the light source 2 is converted into annular illumination light as in the first embodiment. Then, the light enters the half mirror 23a. The illumination light reflected by the half mirror 23a illuminates the specimen 11 through the objective lens 9 as in the first embodiment. Thereby, reflective dark field illumination is achieved.
The observation light from the specimen 11 enters the half mirror 23a through the objective lens 9, and the observation light transmitted through the half mirror 23a is imaged on the imaging surface of the image sensor by the imaging lens 10 as in the first embodiment. 12 is imaged. As a result, a dark field image of the specimen 11 can be obtained, and the dark field observation of the specimen 11 can be performed by the microscope 20.

(明視野観察時)
これに対して、明視野観察ユニット22及びハーフミラーユニット23を光路内へ配置した場合には、光源2から射出された照明光は、コレクタレンズ3によって平行光に変換されて、さらに集光レンズ21によって集光されて通常のスポット状の光源像が形成される。そして集光レンズ21によって集光された照明光は、レンズ5、視野絞り6、レンズ7を経て、ハーフミラー23aへ入射する。そして、ハーフミラー23aによって反射された照明光は、対物レンズ9の瞳面9a上に再び光源像を形成し、当該対物レンズ9を介して標本11を照明する。これにより、反射型の明視野照明が達成される。
(During bright field observation)
On the other hand, when the bright field observation unit 22 and the half mirror unit 23 are arranged in the optical path, the illumination light emitted from the light source 2 is converted into parallel light by the collector lens 3, and further, a condenser lens. The light is condensed by 21 to form a normal spot-like light source image. The illumination light condensed by the condenser lens 21 enters the half mirror 23a via the lens 5, the field stop 6, and the lens 7. Then, the illumination light reflected by the half mirror 23 a forms a light source image again on the pupil plane 9 a of the objective lens 9 and illuminates the specimen 11 through the objective lens 9. Thereby, reflection type bright field illumination is achieved.

そして、標本11で反射された照明光は、標本11を観察するために必要な観察光として対物レンズ9を経て、ハーフミラー23aへ入射する。このハーフミラー23aを透過した観察光は、結像レンズ10によって撮像素子の撮像面12上に結像される。これにより、標本11の明視野像を得ることができ、本顕微鏡20によって標本11の明視野観察(通常の落射照明観察)が可能となる。   The illumination light reflected by the specimen 11 passes through the objective lens 9 as observation light necessary for observing the specimen 11 and enters the half mirror 23a. The observation light transmitted through the half mirror 23 a is imaged on the imaging surface 12 of the imaging element by the imaging lens 10. Thereby, a bright field image of the sample 11 can be obtained, and the bright field observation (normal epi-illumination observation) of the sample 11 can be performed by the microscope 20.

(蛍光観察時)
またこれに対して、暗視野観察ユニット4及び蛍光観察ユニット24を光路内へ配置した場合(図4)には、光源2からの照明光は上記第1実施形態と同様に輪帯状の照明光に変換されて、さらに励起フィルタ24bによって励起光が抽出される。この励起光は、ダイクロイックミラー24aによって反射され、対物レンズ9を介して標本11に照射される。これにより、蛍光照明が達成される。
そして、励起された標本11から発生した蛍光は、観察光として対物レンズ9を経てダイクロイックミラー24aを透過し、吸収フィルタ24cへ入射する。この観察光は、吸収フィルタ24cによって蛍光以外の不要な光がカットされた後、上記第1実施形態と同様に結像レンズ10によって撮像素子の撮像面12に結像される。これにより、蛍光による標本像を得ることができ、本顕微鏡20によって標本11の蛍光観察が可能となる。
(At fluorescence observation)
On the other hand, when the dark field observation unit 4 and the fluorescence observation unit 24 are arranged in the optical path (FIG. 4), the illumination light from the light source 2 is annular illumination light as in the first embodiment. The excitation light is further extracted by the excitation filter 24b. This excitation light is reflected by the dichroic mirror 24 a and is applied to the specimen 11 through the objective lens 9. Thereby, fluorescent illumination is achieved.
Then, the fluorescence generated from the excited specimen 11 passes through the objective lens 9 as observation light, passes through the dichroic mirror 24a, and enters the absorption filter 24c. This observation light is imaged on the imaging surface 12 of the imaging element by the imaging lens 10 as in the first embodiment, after unnecessary light other than fluorescence is cut by the absorption filter 24c. Thereby, a sample image by fluorescence can be obtained, and the fluorescence observation of the sample 11 can be performed by the microscope 20.

以上より本顕微鏡20は、上記第1実施形態と同様に観察倍率や標本に合わせた適切な暗視野照明を行うことができる。そしてさらに、標本11の暗視野観察に加えて、明視野観察と蛍光観察も切り換えて行うことができる。   As described above, the microscope 20 can perform appropriate dark field illumination in accordance with the observation magnification and the specimen as in the first embodiment. Furthermore, in addition to dark field observation of the specimen 11, bright field observation and fluorescence observation can be switched.

以上、本発明の各実施形態によれば、照明光の光量を大幅に変化させることなく輪帯照明の大きさを変えることのできる顕微鏡を実現することができる。
なお、上記第1実施形態では、暗視野観察のみを行う顕微鏡を示しているが、本発明はこれに限られるものでなく、例えば中空ミラー8と切換可能に第2実施形態で述べた蛍光観察ユニット24を備える構成とすることで、蛍光観察も行うことが可能な構成にすることもできる。
As described above, according to each embodiment of the present invention, it is possible to realize a microscope that can change the size of annular illumination without significantly changing the amount of illumination light.
Although the first embodiment shows a microscope that performs only dark field observation, the present invention is not limited to this. For example, the fluorescence observation described in the second embodiment can be switched to the hollow mirror 8. With the configuration including the unit 24, a configuration capable of performing fluorescence observation can also be provided.

また、上記各実施形態の構成に加え、複数の対物レンズを保持するレボルバと、光路内の対物レンズの種類(詳しくは対物レンズの瞳径)を判別してアキシコンレンズユニットの駆動部を制御する制御部をさらに備える構成とすることもできる。これにより、対物レンズの切り換えに際して、照明光の輪帯径の調節を自動的に行う顕微鏡を実現することができる。   In addition to the configuration of each of the above embodiments, the revolver that holds a plurality of objective lenses and the type of objective lens in the optical path (specifically, the pupil diameter of the objective lens) are discriminated to control the drive unit of the axicon lens unit. It can also be set as the structure further provided with the control part to perform. Thereby, it is possible to realize a microscope that automatically adjusts the ring diameter of the illumination light when switching the objective lens.

また、上記各実施形態では、トーリックレンズ13によって対物レンズ9の瞳面9aに輪帯状の光源像を形成することで、通常の対物レンズを用いた暗視野顕微鏡を構成し、さらに照明光の輪帯径の調節を行うためのアキシコンレンズユニット14を備えた構成であるが、本発明はこれに限られるものでなく、従来の暗視野顕微鏡すなわち暗視野観察用の対物レンズを備えた顕微鏡にも当然適用できる。   In each of the above embodiments, a toric lens 13 forms a ring-shaped light source image on the pupil plane 9a of the objective lens 9, thereby forming a dark field microscope using a normal objective lens, and a ring of illumination light. The axicon lens unit 14 for adjusting the band diameter is provided. However, the present invention is not limited to this, and a conventional dark field microscope, that is, a microscope provided with an objective lens for dark field observation is used. Can of course be applied.

本発明の第1実施形態に係る顕微鏡の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the microscope which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるアキシコンレンズユニット*の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the axicon lens unit * in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る顕微鏡の暗視野観察時の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure at the time of the dark field observation of the microscope which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る顕微鏡の蛍光観察時の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure at the time of the fluorescence observation of the microscope which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,20 顕微鏡
2 光源
4 暗視野観察ユニット
9 対物レンズ
10 結像レンズ
11 標本
12 撮像素子の撮像面
13 トーリックレンズ
14 アキシコンレンズユニット
22 明視野観察ユニット
23 ハーフミラーユニット
24 蛍光観察用ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20 Microscope 2 Light source 4 Dark field observation unit 9 Objective lens 10 Imaging lens 11 Sample 12 Image pick-up surface 13 of an image pick-up element 13 Toric lens 14 Axicon lens unit 22 Bright field observation unit 23 Half mirror unit 24 Fluorescence observation unit

Claims (5)

対物レンズを介して標本の落射照明を行う顕微鏡において、
光源からの光を集光して輪帯状の光源像を形成するためのトーリックレンズと、円錐形状の凹面を備えた凹面アキシコンレンズと、円錐形状の凸面を備えた凸面アキシコンレンズとを有する暗視野観察ユニットと、
前記光源からの照明光を前記対物レンズへ導きかつ前記標本からの観察光を通過させる反射手段と、を有しており、
前記凹面アキシコンレンズと前記凸面アキシコンレンズとの光軸上の間隔を変化させることにより、前記光源像の輪帯径を変更することを特徴とする顕微鏡。
In a microscope that performs epi-illumination of a specimen through an objective lens,
A toric lens for condensing light from a light source to form a ring-shaped light source image, a concave axicon lens having a conical concave surface, and a convex axicon lens having a conical convex surface A dark field observation unit;
Reflecting means for guiding illumination light from the light source to the objective lens and passing observation light from the specimen;
A microscope, wherein a ring zone diameter of the light source image is changed by changing a distance on an optical axis between the concave axicon lens and the convex axicon lens.
前記反射手段は、前記標本からの観察光を通過させるための開口部を備えた中空ミラーからなることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡。   The microscope according to claim 1, wherein the reflection unit includes a hollow mirror having an opening for allowing observation light from the specimen to pass therethrough. 集光レンズを備えた明視野観察ユニットをさらに有し、前記暗視野観察ユニットと当該明視野観察ユニットは、選択的に光路内へ挿脱可能であって、
前記反射手段は、ハーフミラーからなることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡。
Further comprising a bright field observation unit provided with a condenser lens, the dark field observation unit and the bright field observation unit can be selectively inserted into and removed from the optical path,
The microscope according to claim 1, wherein the reflecting means is a half mirror.
ダイクロイックミラーを備えた蛍光観察用反射手段をさらに有し、前記反射手段と当該蛍光観察用反射手段は、選択的に光路内へ挿脱可能であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の顕微鏡。   4. The fluorescent observation reflecting means further comprising a dichroic mirror, wherein the reflecting means and the fluorescent observation reflecting means can be selectively inserted into and removed from the optical path. The microscope according to any one of the above. 複数の対物レンズを保持し当該複数の対物レンズのうちの1つを選択的に光路内へ挿脱するためのレボルバと、
光路内に挿入されている対物レンズの瞳径を判別するための判別手段と、
前記判別手段によって判別された前記対物レンズの瞳径に応じて前記アキシコンレンズどうしの前記間隔を変更する駆動手段を有していることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の顕微鏡。
A revolver for holding a plurality of objective lenses and selectively inserting and removing one of the plurality of objective lenses into the optical path;
A discriminating means for discriminating the pupil diameter of the objective lens inserted in the optical path;
5. The driving device according to claim 1, further comprising a driving unit configured to change the distance between the axicon lenses in accordance with the pupil diameter of the objective lens determined by the determining unit. The microscope according to item.
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