JP2013221956A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】照明光による被写体の影を生ずることなく、高い効率で照明する顕微鏡を提供すること。
【解決手段】照明部と、対物レンズと、結像レンズとを有する顕微鏡であって、照明部からの照明光の光軸は、対物レンズの外径よりも内側に配置されていることを特徴とする顕微鏡。また、結像レンズの像側へ射出する光線は非テレセントリックとなるように構成されていることが望ましい。また、結像レンズの最も像側のレンズは、負の屈折力を有することが望ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡に関するものである。

従来、顕微鏡用の照明として、例えばリングファイバ照明やリングＬＥＤ照明等のリング照明装置が用いられている。リング照明装置は、顕微鏡の対物レンズ周囲に取り付けられ、リングの円周上から中心に向かって試料を照明する。

特開２００９−１８６７０９号公報

対物レンズの外部から凹凸のある被写体を照明する時の、照明が被写体の凸部の陰になり照明できない領域が存在する。
さらに、対物レンズの視野以外も照明するため、照明効率が悪いという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、照明光による被写体の影を生ずることなく、高い効率で照明できる顕微鏡を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る顕微鏡は、照明部と、対物レンズと、結像レンズとを有する顕微鏡であって、照明部からの照明光の光軸は、対物レンズの外径よりも内側に配置されていることを特徴とする。

本発明は、照明光による被写体の影を生ずることなく、高い効率で照明できる顕微鏡を提供できるという効果を奏する。

実施形態に係る顕微鏡の概略構成を示す図である。 実施形態に係る顕微鏡の概略構成を示す他の図である。 第１の顕微鏡対物レンズの断面構成図である。 第１の顕微鏡対物レンズの収差図である。 第２の顕微鏡対物レンズの断面構成図である。 第２の顕微鏡対物レンズの収差図である。 第１の結像レンズのレンズ断面構成図である。 第１の結像レンズの収差図である。 第２の結像レンズのレンズ断面構成図である。 第２の結像レンズの収差図である。 第３の結像レンズのレンズ断面構成図である。 第３の結像レンズの収差図である。 第４の結像レンズのレンズ断面構成図である。 第４の結像レンズの収差図である。 顕微鏡対物レンズと結像レンズを組み合わせたときのレンズ断面図である。 顕微鏡対物レンズと結像レンズを組み合わせたときの他のレンズ断面図である。 顕微鏡対物レンズと結像レンズを組み合わせたときのさらに他のレンズ断面図である。 条件式（１）の効果を説明するための図である。 第１実施形態においてリング照明を行う構成を説明するための図である。 第２実施形態に係る顕微鏡の構成を示す図である。 第３実施形態に係る顕微鏡の構成を示す図である。 第４実施形態に係る顕微鏡の構成を示す図である。 第５実施形態に係る顕微鏡の構成を示す図である。

以下に、本発明にかかる顕微鏡の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１、図２は、実施形態に係る顕微鏡１００の概略構成を示している。顕微鏡１００は、照明部１０６と、対物レンズＯＢＬ１と、結像レンズ１０２ａ、１０２ｂとを有している。これらの詳細な配置構成は後述する。

ステージＳＴ上には、試料、例えば金属試料が載置される。照明部１０６からの照明光は、対物レンズＯＢＬ１を透過して、試料に照射される。試料から反射した光は、再度、対物レンズＯＢＬ１を透過する。透過した光は、結像レンズ１０２ａ、１０２ｂにより、撮像素子１０１ａ、１０１ｂ上に結像される。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどである。制御・処理部１０４は、撮像素子１０１ａ、１０１ｂからの信号に基づいて、例えば、モニタ１０７へ試料像の信号を出力する。モニタ１０７は試料の像を表示する。

照明部１０６、結像レンズ１０２ａ、１０２ｂ、撮像素子１０１ａ、１０１ｂ、制御・処理部１０４は、照明・撮影ユニットを構成する。また、レボルバ１０３と対物レンズＯＢＬ１、ＯＢＬ２は、対物レンズユニットを構成する。照明・撮影ユニットと、対物レンズユニットとで顕微鏡本体１０５を構成する。

図２に示すように、レボルバ１０３には、複数の異なる倍率の対物レンズＯＢＬ１、ＯＢＬ２が着脱可能である。フォーカシングは、可動部１０８を試料に対して上下移動することで行う。

上述のように、顕微鏡１００は、照明部１０６と、対物レンズＯＢＬ１と、結像レンズ１０２ａ、１０２ｂとを有する。
そして、照明部１０６からの照明光の光軸は、対物レンズＯＢＬ１の外径よりも内側に配置されている。

これにより、照明部１０６からの光は、対物レンズＯＢＬ１を透過して、ステージＳＴ上の試料に照射される。この結果、試料から反射した光を観察できる。ここで、試料に対する照明光の角度が小さい。従って、試料の影が発生しない。さらに、対物レンズＯＢＬ１の視野内を照明している。これにより、高い照率で照明できる。

結像レンズ１０２ａ、１０２ｂの像側へ射出する光線は非テレセントリックとなるように構成されていることが望ましい。

これにより、結像レンズ１０２ａ、１０２ｂの小型化が可能になる。そのため、結像レンズ１０２ａ、１０２ｂを複数配置すること、結像レンズ１０２ａ、１０２ｂの周囲および間に照明部１０６を配置することが可能になる。

また、結像レンズ１０２ａ、１０２ｂの最も像側のレンズは、負の屈折力を有することが望ましい。

これにより、負（凹）の屈折力によって、主光線を発散させることができる。このため、結像レンズ１０２ａ、１０２ｂを小型化できる。そして、結像光学系の像側の光線を非テレセントリックにできる。

また、結像レンズ１０２ａ、１０２ｂを複数有することが望ましい。これにより、視差を有する画像が得られる。視差情報により立体画像を生成できる。

また、照明部１０６を複数有することが望ましい。

これにより、照明の光量を増量できる。この結果、露出時間を短くでき、振動等のブレの少ない観察が可能となる。また、照明状態を変えて観察できる。

また、照明部１０６は、対物レンズＯＢＬ１の後側焦点位置に配置されていることが望ましい。

対物レンズＯＢＬ１の後側焦点位置に照明部１０６が配置されているため、光線は対物レンズＯＢＬ１を通過する際に平行光線となる。そのため、試料をムラなく照明することができる。

また、照明部１０６は、対物レンズＯＢＬ１の後側焦点位置と共役な位置に配置されていることが望ましい。

対物レンズＯＢＬ１の後側焦点位置と共役な位置に照明部１０６が配置されているため、光線は対物レンズＯＢＬ１を通過する際に平行光線となる。そのため、試料をムラなく照明することができる。

また、対物レンズＯＢＬ１の像側に配置されているフィルターＦをさらに有することが望ましい。

例えば、励起フィルターと吸収フィルターからなるフィルターを配置することで、蛍光観察が可能になる。この構成の詳細は後述する。
また、ＮＤフィルターを配置することで、照明光量を制御せず最適な明るさの観察が可能になる。

また、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
Ｆｔｌ＞ＩＤ／２ＮＡ （１）
ここで、
ＩＤは結像レンズ１０２ａ、１０２ｂの結像面に配置される撮像素子ＩＭＧの対角長、
ＮＡは、照明部１０６からの照明光の広がり角、
Ｆｔｌは結像レンズ１０２ａ、１０２ｂの焦点距離、
である。

これにより、観察範囲よりも広く照明できる。図１８は、条件式（１）の効果を説明するための図である。
試料の観察範囲ＯＤ、試料の照明範囲Ａ、対物レンズの焦点距離をＦｏｂとする。次式が成立する。
ＯＤ＝ＩＤ×Ｆｏｂ／Ｆｔｌ
Ａ＝２×Ｆｏｂ×ＮＡ
従って、条件式（１）を満たす時、観察範囲よりも広く照明できる（ＯＤ＜Ａとなる）。

また、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
Ｆｔｌ＞ＩＤ／２ＮＡ’ （２）
ここで、
ＩＤは結像レンズの結像面に配置される撮像素子ＩＭＧの対角長、
ＮＡ’は対物レンズの瞳位置での照明の広がり角、
Ｆｔｌは結像レンズの焦点距離、
である。

上記条件式（１）の説明と同様に、これにより、観察範囲よりも広く照明できる。
観察範囲ＯＤ、照明範囲Ａ、対物レンズの焦点距離Ｆｏｂとする。次式が成立する。
ＯＤ＝ＩＤ×Ｆｏｂ／Ｆｔｌ
Ａ＝２×Ｆｏｂ×ＮＡ’
従って、条件式（２）を満たす時、観察範囲よりも広く照明できる（ＯＤ＜Ａとなる）。

また、照明部１０６の近傍に偏光板を配置すること、さらに、対物レンズの試料側にλ／４板を配置することが望ましい。

例えば、金属試料を観察するとき、金属からの反射光が結像レンズへ直接戻らないようにすることが望ましい。このため、偏光（クロスニコルの関係）を利用して、照明光の結像レンズへの戻りをなくすことが可能となる。

（第１実施形態）
図１、図２で説明した顕微鏡１００に関して、図１９〜２３を参照して、さらに具体的な構成を説明する。
図１９は、リング照明を行う構成を説明するための図である。図１９（ａ）は断面構成、図１９（ｂ）は対物レンズＯＢＬ側から結像レンズＴＬ１を見た構成をそれぞれ示している。

本実施形態では、結像レンズＴＬ１の周囲に、輪帯状に照明部ＩＬが設けられている。照明部ＩＬは、例えば、ＬＥＤリング照明ユニットを用いることができる。ここで、図１９（ｃ）に示すように、結像レンズＴＬと照明部ＩＬとの相対的な位置は、光軸方向に沿ってシフトさせても良い。

（第２実施形態）
図２０は、第２実施形態に係る顕微鏡の構成を示している。図２０（ａ）は断面構成、図２０（ｂ）、（ｃ）は対物レンズＯＢＬ側から結像レンズＴＬ１、ＴＬ２を見た構成をそれぞれ示している。

本実施形態では、照明部ＩＬを中心として対照的な位置に２つの結像レンズＴＬ１、ＴＬ２が配置されている。また、それぞれの結像レンズＴＬ１、ＴＬ２に対応して、２つの撮像素子ＩＭＧ１、ＩＭＧ２が配置されている。これにより、視差のある情報を得ることができる。また図２０（ｃ）のように、４つの結像レンズＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３、ＴＬ４を配置する構成とすることもできる。この場合、４つの撮像素子ＩＭＧ１、ＩＭＧ２、ＩＭＧ３、ＩＭＧ４を配置する。これにより、視差を得る方向（水平方向、垂直方向など）の自由度が向上する。

また、図２０（ｄ）に示すように、照明部ＩＬの撮像素子ＩＭＧ１、ＩＭＧ２側に遮光部ＣＲを設ける構成でもよい。これにより、撮像素子どうし間での光のクロストークを防止できる。

（第３実施形態）
図２１は、第３実施形態に係る顕微鏡の構成を示している。図２１（ａ）は断面構成、図２１（ｂ）、（ｃ）は対物レンズＯＢＬ側から結像レンズＴＬ１、ＴＬ２を見た構成をそれぞれ示している。

本実施形態では、２つの照明部ＩＬ１、ＩＬ２が設けられている。照明の光量を増加できる。また、偏斜照明のように照明状態を変えた観察も可能となる。

さらに、変形例として、図２１（ｃ）に示すように、複数の結像レンズＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３、ＴＬ４と、複数の照明部ＩＬｎを設けることもできる。この場合でも、各結像レンズに対応して撮像素子を配置する。
これにより、視差方向と視差量とを適宜、選択することができる。

（第４実施形態）
図２２は、第４実施形態に係る顕微鏡の断面構成を示している。図２２（ａ）に示すように、対物レンズＯＢＬの後側焦点位置に１つの照明部ＩＬを配置している。対物レンズＯＢＬの後側焦点位置は対物レンズ内に存在する場合、結像レンズＩＭＬとリレーレンズＲＬとにより、対物レンズの後側焦点位置を照明部ＩＬの位置へリレーする。
これにより、対物レンズＯＢＬの後側焦点位置と共役な位置に照明部ＩＬが配置されていることと等価になる。この結果、照明光は、対物レンズＯＢＬを透過して、平行光に変換される。従って、試料をムラなく照明できる。

また、図２２（ｂ）に示すように、２つの照明部ＩＬのそれぞれに対応して、リレーレンズＲＬを配置しても同じ効果が得られる。

（第５実施形態）
図２３は、第５実施形態に係る顕微鏡の構成を示している。図２３（ａ）は断面構成、図２３（ｂ）、（ｃ）は対物レンズＯＢＬ側から結像レンズＴＬ１を見た構成をそれぞれ示している。

本実施形態では、対物レンズＯＢＬと結像レンズＴＬ１との間の光路内にフィルターＦが配置されている。図２３（ｂ）に示すように、上述したようなリング照明するための輪帯状の照明部ＩＬが設けられている。そして、図２３（ｃ）に示すように、フィルターＦのうち外周部Ｆ１は、照明部ＩＬから対物レンズＯＢＬへ向かう光のうち、励起光を透過する。中心部Ｆ２は、試料からの光の蛍光を透過して撮像素子ＩＭＧ入射させる。

これにより、試料の蛍光観察を容易に行うことができる。

次に、上述したような顕微鏡１００の対物レンズ、結像レンズの数値例を説明する。
第１の顕微鏡対物レンズ、第２の顕微鏡対物レンズのレンズ断面図を、それぞれ、図３、図５に示す。以下すべてのレンズ断面図中、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６は各レンズである。また、物体面ＯＢＪは、顕微鏡の試料面に対応する。ＩＭＧは撮像素子の撮像面に対応する。

さらに、第１の結像レンズ、第２の結像レンズ、第３の結像レンズのレンズ断面構成図を、それぞれ図７、図９、図１１にそれぞれ示す。

また、図１５、図１６、図１７は、顕微鏡対物レンズと結像レンズを組み合わせたときのレンズ断面図である。図１５、図１６、図１７において、ＯＢＬ１は第１の顕微鏡対物レンズ、ＯＢＬ２は第２の顕微鏡対物レンズである。ＴＬ１は第１の結像レンズである。

なお、第１、第２の顕微鏡対物レンズは、無限遠補正の顕微鏡対物レンズである。無限遠補正の顕微鏡対物レンズでは、顕微鏡対物レンズから出射する光束がほぼ平行になるので、それ自体では結像しない。そのため、この平行光束は、例えば、図７に示すような結像レンズで集光される。そして、平行光束が集光された位置に試料面の像が形成される。

第１の顕微鏡対物レンズは、図３に示すように、物体側より順に、平凸正レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３と像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４との接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、で構成されている。

以上の第１の顕微鏡対物レンズの収差図を図４に示す。収差図において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、軸外横収差（コマ収差、倍率色収差、ＤＹ）を示す。各図中、”ＮＡ”は物体側の開口数を、”ＦＩＹ”は最大像高を示す。これらの参照符号は、以下、すべての収差図において同様である。

第２の顕微鏡対物レンズは、図５に示すように、物体側より順に、両凸正レンズＬ１と、両凸正レンズＬ２と両凹負レンズＬ３との接合レンズと、両凹負レンズＬ４と両凸正レンズＬ５との接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７とで構成されている。

以上の第２の顕微鏡対物レンズの収差図を図６に示す。

次に、結像レンズについて説明する。説明の便宜上、図面左側に撮像素子の結像面ＩＭＧを記載している。そして、結像面側から順に面番号を付している。なお、第１面ｒ_１は撮像素子のカバーガラスＣＧの光学系側の面に対応している。

第１の結像レンズは、図７に示すように、像側より順に、両凹負レンズＬ１１と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と、両凸正レンズＬ１５とで構成されている。

非球面は、両凹負レンズＬ１１の両面と、正メニスカスレンズＬ１２の両面と、正メニスカスレンズＬ１３の両面と、負メニスカスレンズＬ１４の両面と、両凸正レンズＬ１５の両面との、１０面に用いられている。

また、第１の結像レンズの収差図を図８に示す。

第２の結像レンズは、図９に示すように、像側より順に、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４と、両凸正レンズＬ１５とで構成されている。

非球面は、負メニスカスレンズＬ１１の両面と、正メニスカスレンズＬ１２の両面と、正メニスカスレンズＬ１３の両面と、負メニスカスレンズＬ１４の両面と、両凸正レンズＬ１５の両面との１０面に用いられている。

以上の第２の結像レンズの収差図を図１０に示す。

第３の結像レンズは、図１１に示すように、像側より順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、両凸正レンズＬ１４とで構成されている。

非球面は、負メニスカスレンズＬ１１の両面と、正メニスカスレンズＬ１２の両面と、負メニスカスレンズＬ１３の両面との６面に用いられている。

以上の第３の結像レンズの収差図を図１２に示す。

以下に、上述の対物レンズ及び結像レンズの数値データを示す。ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数である。また、焦点距離は全系の焦点距離、ＮＡは物体側の開口数である。

また、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
ｘ＝（ｙ²／Ｒ）／［１＋｛１−（ｋ＋１）（ｙ／Ｒ）²｝^1/2］
＋aｙ⁴ ＋bｙ⁶＋cｙ⁸＋dｙ¹⁰＋eｙ¹²＋fｙ¹⁴＋gｙ¹⁶
ただし、Ｒは近軸曲率半径、ｋは円錐係数、a、b、c、d、e、f、gはそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次の非球面係数である。また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０^−ｎ」を示している。

第１の対物レンズ

面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 73.28
1 ∞ 5.60 1.6134 44.3
2 -135.55 1.00
3 109.48 4.80 1.4875 70.2
4 48.68 25.90
5 -27.08 4.84 1.6541 39.7
6 -268.26 9.81 1.4970 81.5
7 -39.62 1.80
8 -169.02 6.00 1.4875 70.2
9 -58.20 0.50
10 -164.06 6.70 1.4875 70.2
11 -54.94

焦点距離 160mm
後側焦点位置は最終レンズの後方 208.5mm

第２の対物レンズ

面番号 r d nd νd
物体面 ∞ 19.14
1 46.15 2.85 1.4970 81.5
2 -21.68 0.20
3 12.86 3.69 1.6779 55.3
4 -43.78 1.35 1.5317 48.9
5 8.81 5.31
6 -8.35 1.46 1.5955 39.2
7 92.91 4.32 1.4970 81.5
8 -17.42 0.60
9 -43.96 2.24 1.4875 70.2
10 -18.23 0.46
11 -43.96 2.24 1.4875 70.2
12 -18.23

焦点距離 30.0mm
後側焦点位置は最終レンズの後方 10.43mm

第１の結像レンズ

面番号 r d nd νd
結像面 ∞ 0.30 1.5163 64.1
1 ∞ 0.84
2 -39.28 0.41 1.5307 55.7
3 1.58 0.55
4 1.08 0.69 1.5307 55.7
5 1.16 0.31
6 1.27 0.55 1.5307 55.7
7 2.82 0.63
8 -2.01 0.33 1.6349 23.9
9 -7.77 0.04
10 8.27 0.70 1.5307 55.7
12 -1.74

非球面データ
第２面
曲率半径 -39.28
k=1.5000e+001
a=1.5292e-002, b=-2.6082e-003, c=6.9681e-004,
d=-3.0641e-005

第３面
曲率半径 1.58
k=-8.1764e-001
a=-7.7369e-002, b=1.0338e-002, c=1.0829e-004,
d=-9.8389e-005

第４面
曲率半径 1.08
k=-1.2590e+000
a=-1.7655e-002, b=-2.5790e-003

第５面
曲率半径 1.16
k=-8.6895e-001
a=-1.0585e-001, b=1.7929e-002, c=1.6927e-003

第６面
曲率半径 1.27
k=-1.5753e+000
a=-4.1155e-002, b=1.4678e-002

第７面
曲率半径 2.82
k=1.3514e+000
a=1.7655e-002, b=-3.3527e-003

第８面
曲率半径 -2.01
k=1.5046e+000
a=5.3763e-002, b=-2.9705e-002, c=-6.9808e-004

第９面
曲率半径 -7.77
k=3.5929e+000
a=3.4244e-002, b=-3.2268e-002, c=-2.1329e-003

第１０面
曲率半径 8.27
k=-5.0000e+000
a=-1.3838e-002, b=-5.7848e-004, c=4.1265e-004

第１１面
曲率半径 -1.74
k=-1.1539e+000
a=-2.5780e-002, b=-2.2360e-003, c=3.7672e-003

焦点距離 4.5mm
像高1.5mmの主光線傾角 20.8度
最も像側のレンズの焦点距離 -2.85mm

第２の結像レンズ

面番号 r d nd νd
結像面 ∞ 0.30 1.5163 64.1
1 ∞ 1.01
2 9.58 0.37 1.5337 55.9
3 1.20 0.63
4 1.43 0.66 1.5446 56.0
5 4.75 0.31
6 6.27 0.61 1.5446 56.0
7 55.42 0.69
8 -2.22 0.43 1.6142 25.6
9 -10.83 0.06
10 15.52 0.72 1.5337 55.9
11 -1.93

非球面データ
第２面
曲率半径 9.58
k=-2.2071e+002
a=1.3211e-002, b=-8.2349e-004, c=2.0830e-004,
d=-4.7133e-006, e=-1.0299e-006, f=8.7247e-008,
g=-9.5085e-010

第３面
曲率半径 1.20
k=-1.6336e+000
a=-2.8064e-002, b=2.8170e-003, c=-2.0563e-004,
d=-1.9198e-005, e=2.9801e-006, f=-4.5050e-008,
g=1.3259e-008

第４面
曲率半径 1.43
k=-5.7921e-001
a=-1.0702e-002, b=-2.5916e-002, c=4.2975e-003,
d=-3.7653e-004, e=-1.4533e-005, f=-1.4245e-006,
g=7.7289e-007

第５面
曲率半径 4.75
k=2.4836e-001
a=3.2573e-002, b=-3.3138e-002, c=2.5668e-002,
d=-5.7221e-003, e=3.0196e-004, f=-1.5543e-005,
g=-1.2315e-005

第６面
曲率半径 6.27
k=-3.9383e+000
a=-6.7509e-003, b=2.0564e-002, c=3.5887e-003,
d=-3.0518e-003, e=-4.9395e-005, f=-9.4424e-006,
g=1.4299e-006

第７面
曲率半径 55.42
k=-3.8964e+002
a=1.0676e-002, b=1.1249e-002, c=-9.4845e-003,
d=1.2875e-003, e=-6.1447e-005, f=-5.6834e-005,
g=1.0704e-004

第８面
曲率半径 -2.22
k=1.4272e+000
a=4.1289e-002, b=-1.6301e-002, c=1.4390e-002,
d=-6.2550e-004, e=1.3290e-003, f=4.5438e-004,
g=-1.6981e-003

第９面
曲率半径 -10.83
k=-1.5658e+002
a==-1.4678e-002, b=3.2408e-002, c=-2.5992e-002,
d=5.0919e-003, e=2.6945e-003, f=4.2757e-003,
g=-2.9207e-003

第１０面
曲率半径 15.52
k=-3.8871e+002
a=-3.3433e-002, b=1.6018e-002, c=-1.8520e-002,
d=-1.1819e-003, e=-3.7513e-003, f=-4.9674e-003,
g=3.2479e-003

第１１面
曲率半径 -1.93
k=2.6646e-001
a=-4.1496e-003, b=3.6642e-003, c=-9.0048e-003,
d=-9.5081e-005, e=5.1015e-004, f=4.2305e-004,
g=-1.9400e-003

焦点距離 5.0mm
像高1.5mmの主光線傾角 20.4度
最も像側のレンズの焦点距離 -2.60mm

第３の結像レンズ

面番号 r d nd νd
結像面 ∞ 0.30 1.5163 64.1
1 ∞ 1.33
2 -1.09 0.59 1.5247 56.4
3 -15.96 0.10
4 1.04 0.91 1.5247 56.4
5 3.91 0.78
6 -3.17 0.37 1.6070 27.6
7 -26.96 0.20
8 20.00 0.69 1.4845 70.2
9 -1.70

非球面データ
第２面
曲率半径 -1.09
k=-6.9786e+000
a=6.3761e-002, b=-1.8935e-002, c=5.0398e-003,
d=-7.1260e-004, e=4.5015e-005

第３面
曲率半径 -15.96
k=3.1388e+001
a=7.7831e-002, b=-1.9566e-002, c=8.0390e-004,
d=3.7556e-004, e=-4.4489e-005

第４面
曲率半径 1.04
k=-4.3135e+000
a=5.7351e-002, b=-3.6453e-002, c=1.7406e-002,
d=-7.9964e-003, e=1.1960e-003

第５面
曲率半径 3.91
k=-1.8788e+001
a=1.9904e-002, b=1.9157e-002, c=-1.0712e-002,
d=6.1387e-003

第６面
曲率半径 -3.17
k=-3.1804e+000
a=-1.0317e-002, b=8.5494e-003, c=-1.5358e-002,
d=-1.1944e-003, e=-4.1261e-003

第７面
曲率半径 -26.96
k=0.0000e+000
a=2.6155e-002, b=2.1272e-002, c=-3.8343e-002,

焦点距離 4.5mm
像高1.5mmの主光線傾角 21.2度
最も像側のレンズの焦点距離 -2.25mm

第４の結像レンズ

面番号 r d nd νd
結像面 ∞ 0.30 1.5163 64.1
1 ∞ 1.30
2 -1.95 0.78 1.5300 56.2
3 -2.35 0.56
4 1.31 0.44 1.5750 39.0
5 0.81 0.42
6 6.59 0.81 1.5300 56.2
7 -1.61

非球面データ
第２面
曲率半径 -1.95
k=-1.0449e+001
a=5.5882e-002, b=-1.3350e-002, c=2.6973e-003,
d=-1.0012e-004

第３面
曲率半径 -2.35
k=-1.6403e+001
a=6.9137e-002, b=-3.4070e-002, c=1.1627e-002,
d=-1.5912e-003

第４面
曲率半径 1.31
k=-9.3960e-00
a=-3.6455e-002, b=-3.0444e-001, c=3.8188e-003,
d=6.7536e-002

第５面
曲率半径 0.81
k=-9.7480e-001
a=9.8250e-002, b=-3.8374e-001, c=3.9960e-001,
d=-1.0609e-001

第６面
曲率半径 6.59
k=-1.0445e+000
a=1.8012e-001, b=1.3582e-001, c=8.8920e-002,
d=-1.5580e-002

第７面
曲率半径 -1.61
k=2.8889e-001
a=5.2987e-002, b=-3.7558e-002, c=2.3123e-001,
d=5.2485e-003

焦点距離 4.0mm
像高1.5mmの主光線傾角 22.4度
最も像側のレンズの焦点距離 -67.3mm

以上のように、本発明に係る顕微鏡は、照明光による被写体の影を生ずることなく、高い効率で照明する場合に有用である。

１００ 顕微鏡
１０１ａ、１０１ｂ 撮像素子
１０２ａ、１０２ｂ 結像レンズ
１０３ レボルバ
１０４ 制御・処理部
１０５ 顕微鏡本体
１０６ 照明部
１０７ モニタ
ＩＬ 照明部
ＯＢＬ 対物レンズ
ＴＬ 結像レンズ
ＲＬ リレーレンズ
ＯＢＪ 物体面（試料面）
ＩＭＧ 撮像素子（結像面）
ＣＧ カバーガラス
ＣＲ 遮光部
Ｆ フィルター

Claims (10)

1. 照明部と、対物レンズと、結像レンズとを有する顕微鏡であって、
   前記照明部からの照明光の光軸は、前記対物レンズの外径よりも内側に配置されていることを特徴とする顕微鏡。
2. 前記結像レンズの像側へ射出する光線は非テレセントリックとなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
3. 前記結像レンズの最も像側のレンズは、負の屈折力を有することを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡。
4. 前記結像レンズを複数有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の顕微鏡。
5. 前記照明部を複数有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の顕微鏡。
6. 前記照明部は、前記対物レンズの後側焦点位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の顕微鏡。
7. 前記照明部は、前記対物レンズの後側焦点位置と共役な位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の顕微鏡。
8. 前記対物レンズの像側に配置されているフィルターをさらに有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の顕微鏡。
9. 以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項６に記載の顕微鏡。
   Ｆｔｌ＞ＩＤ／２ＮＡ （１）
   ここで、
   ＩＤは前記結像レンズの結像面に配置される撮像素子の対角長、
   ＮＡは、前記照明部からの照明光の広がり角、
   Ｆｔｌは前記結像レンズの焦点距離、
   である。
10. 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項７に記載の顕微鏡。
    Ｆｔｌ＞ＩＤ／２ＮＡ’ （２）
    ここで、
    ＩＤは前記結像レンズの結像面に配置される撮像素子の対角長、
    ＮＡ’は前記対物レンズの瞳位置での照明の広がり角、
    Ｆｔｌは前記結像レンズの焦点距離、
    である。

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