JP2664407B2 - 明視野・暗視野組合せ落射照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、照明光線路の中に選択的に挿入可能な、明
視野光束を隠蔽するための装置を有する、顕微鏡装置の
ための明視野・暗視野組合せ落射照明装置に関する。

従来技術 明視野落射照明と暗視野落射照明を選択的に切換える
ことが出来る落射照明装置においては、暗視野照明光束
の少なくとも一部分が平行に導かれる。しかしこの光束
が無限遠に結像する時、暗視野を照明するための光束の
外側及び内側の部分が失われる。このことは対象物の照
明を不均一にし、その際、付加的に内側の光束によって
コントラストの低下が生じる。対象物の不均等な照明を
十分に補正するため、西ドイツ国特許公開第2021784号
公報において、照明光路の中に配置され中心程光線透過
率が減少する光学的要素を形成することが提案されてい
る。しかしこのことは全体の明るさが望ましくなく減少
することになり、このことは特に大きな対象物視野の場
合に欠点となる。

さらに西ドイツ国特許公開第3100662号公報により、
暗視野落射照明光路を光ファイバーを介して対象物の視
野に導くことが公知になっている。このことにより対象
物の不均等な照明が十分に気にならない様にすることが
出来るが、しかしこの場合にも光ファイバーによって全
体の明るさが減少することを我慢しなければならない。

さらに既に西ドイツ国特許公開第2925407号公報に選
択的に明視野照明と暗視野照明の切換えが出来る落射照
明装置が記載されている。この切換えは明視野照明光路
のなかに挿入可能な、回転対称形な１つの光段階（Lich
ttreppe）によって行われ、その際照明光線は暗視野照
明光路の中に変向される。この暗視野照明光路に反射鏡
とレンズを組合せた１つの装置が設けられており、この
装置は明視野絞り面の像を観察光学系のまわりを通って
対称物の面に導きそして結像させる。この様な光階段を
明視野照明と暗視野照明の選択的な切換えに使用するこ
とによって、光源を高い効率で用いることが出来るが、
しかしこのことは光段階の位置決め精度を非常に高める
ことを必要とするので、直接対象物の中だけに明視野絞
りの面の結像が可能になる。大きくそして明るい対象物
視野はこの公知の装置によっても暗視野落射照明の場合
には一様に照明されない。

目的 本発明の目的は、公知の装置の欠点を解消し、暗視野
落射照明光線路を、明視野照明と暗視野照明の切換えが
問題なく行われることを保証しそして大きな対象物視野
が全体の明るさを減少することなく暗視野落射照明で一
様に照明されることができるように、形成することであ
る。

構成 上記の目的は、本発明に係る請求項１の特徴部分によ
り達成される。有利な形態が請求項２〜６に記載されて
いる。

実施例 添付図において本発明の１つの実施例が略図により示
されている。

第１図は、１つの照明光路11及びこの光路に対して垂
直に配置された１つの観察光路12を有する顕微鏡のため
の明視野・暗視野組合せ落射照明装置10を示してしる。
照明光路11は、１つの光源13から出て、視野絞り面APに
配置された調節可能な１つの視野絞り面14と、視野絞り
面APから出02つの暗視野光束15a、15bと、１つの第１収
束レンズ16と、明視野絞り面LFに配置された１つの調節
可能な絞り17と、振動可能な１つの遮断装置18と、凸面
状に湾曲した光線入射面21及び凸面状の環状レンズ面20
を持つレンズ環（Linsenkranz）として形成される第１
環状光学要素19とを有している。この第１環状光学要素
19はその環内部に、明視野照明のために作用する第２収
束レンズ22を収容するために、凹部26を有する。照明光
線変向のために、照明光路１に対して45゜の角度に配置
されそれ自体公知の、部分透過性のリング状反射鏡23が
設けられているので、照明光線は光源13から対象物面25
の方向に方向変換されそして対象物面25からの光線は観
察光路12に沿って透過させられる。リング状反射鏡23に
対象物面25に面した外側面24は暗視野照明光線15a、15b
を方向変換させるために完全に反射する様に形成されて
いる。観察光路12をさらに進むと、凸面状レンズ環面28
及び平面状態に形成された光線射出面34を持つレンズ環
として形成される第２環状光学要素27が配置されてい
る。さらに光路12には第３環状光学要素29がトーリック
・凸面状（torisch−konvexen）光線入射面32及びトー
リック・凹面状光線射出面33を有するリングレンズとし
て設けられている。リングレンズ29の代わりにリング状
の反射鏡を用いることも可能であることは明らかであ
る。

図示されていないレンズ配置によって視野絞り面APに
光源13の中間像が形成される。第１収束レンズ16は明視
野絞り面LFが一様に照明されそして視野絞り面APの中間
像AP′が形成される様に配置されている。この中間像面
AP′上に又はその近傍に第１環状光学要素19が第２収束
レンズ22と共に配置されている。明視野光線束を絞るた
め、この第２収束レンズ22の前の作用位置暗視野では振
動可能な遮断装置18が照明光路11の中に挿入される。第
１環状光学要素19は暗視野光線15a、15bをリング状反射
鏡23を介して観察光路12の軸線に関して第２環状光学要
素27の近傍に照明視野絞り面LFの中間像LF′のために焦
点を結ぶ。この第２環状光学要素27は視野絞り面中間像
AP′の中間像をリングレンズ29が配置されている共役面
AP″に焦点合わせする。暗視野の照明のためリングレン
ズ29は対象物面25に照明視野絞り17に対する第２共役面
LF″を形成する。

第１図は、出発点が視野絞り面又は照明視野絞り面内
で紙面外に位置する暗視野絞り光束15bの経過により、
またゆがんで光学要素（この場合には第２環状光学要素
27）上に生じる照明光線束が対象物面25における暗視野
照明のために用いられていることを、示している。

第２図にはリング状反射鏡23から見た方向に単独レン
ズ環面20を有するレンズ環として形成される第１環状光
学要素19が示されている。この第１環状光学要素19の中
央には第２収束レンズ22が配置されている。第１環状光
学要素19を照明光線路11の中で容易に位置決めするため
に突起30が第１環状光学要素19の縁に設けられている。

第2a図は一体構成要素19aとしてリングの内部に配置
された収束レンズ22を有する第１環状光学要素19を斜視
図で示している。この構成は特に、凹部26（第１図）
と、収束レンズ22の固定及び心を合わせとのための製造
の費用が省略されるという利点を持っている。この様な
構成要素19aを造るには、適合した人造材料（プラスチ
ック）を用いて射出成形によって行われる。この際レン
ズ環を有するこの様な光学的要素を造る型を、レンズ環
を維持しながら第２光学的作用面を変化させる様に形成
することが、有利な態様で可能である。従って最も少な
い費用でこの種の要素の光学的特性を変化させることが
出来る。第2a図では、光学的要素19aが一方の側にのみ
レンズ環面20を有し、その際湾曲した面を有する光学的
要素19aの光学入射面21が形成されていることが示され
ている。さらにこの図では個々のレンズ環面20のハッチ
ングにより、環状光学要素19aが異なる光学的濃度又は
異なるスペクトル透過度を有していることを示してい
る。斯くして照明光路の中に例えば付加的な色フィルタ
ー又は灰色フィルター等を挿入する必要がなくなる。

第2b図には環状光学要素19の個々のレンズ環面20の表
面の形態がリング状反射鏡の方から見たところが示され
ている。ハッチングによってこの球面20の幾何学的頂点
35は面の中点36の外にあることが明らかに示されてい
る。

第３図は第２図と同様に、リング状反射鏡10の方から
見た個々の平凸レンズ環面28を有するレンズ環として形
成された第２環状光学要素27を示す。又ここでは縁部に
突起31が第１環状光学要素19と同じ位置に設けられてい
る。観察光路12の中の位置決めの他に、従って又２つの
環状光学要素19、27の個々のレンズ環面20、28の相互の
正確な整向が簡単に行われる。

第3a図には環状光学要素27の個々のレンズ環面28をリ
ング状反射鏡23から見たところを示している。球面28は
（第2b図と比較して）幾何学的な頂点37が面中心点38と
合致している。

第４図は、環状要素19b、27aの光学的に作用する面の
形成の別の変形を示す斜視図である。要素19b、27aの面
20a、28aはそれの幾何学的形状が１つの輪の一部分の形
状になっている。この様に形成された輪状のレンズ19
b、27aは経済的に製造可能であるが、これを第１図の光
路11、12の中の面AP′で19b又は面LF′で27aを使用する
時には、斜めに突き当たる照明光線はそれの少なくとも
一部分が暗視野を照明するために失われるという欠点を
示すことになる。

本発明の装置によって、比較的に同じ対象物視野の場
合にはより大きな照明視野絞りが結像可能又は同じ視野
絞りの場合により大なる対象物視野が照明される。さら
に無限遠に結像する光学系を用いる場合には、リング状
反射鏡と対象物視野との間に大なる距離が可能になり、
その際付加的な顕微鏡装置のための空間形成が可能にな
る。環状光学要素の特別な形成と配置とによって又照明
視野絞り面から斜めに出発する暗視野照明光線も対象面
に結像される。

本発明の実施態様は以下の如くである。

（１） 環状光学要素の光学的に作用する一つの面はレ
ンズ環として、そして第２面は湾曲面（21）又は平面
（34）として形成されていることを特徴とする請求項３
に記載の装置。

（２） 環状光学要素（19;19a;27）は同数のレンズ環
面（20;28）を有することを特徴とする請求項３に記載
の装置。

（３） 第１環状光学要素（19;19a）は第２環状光学要
素（27）に対して偶数倍のレンズ環面（20;28）を有し
ていることを特徴とする請求項３または前記第１項に記
載の装置。

（４） 環状光学要素（19;120a,27）のレンズ環は球面
及び／又は非球面及び／又はトーリック面の組合せ面を
有していることを特徴とする請求項３又は前記第１項〜
第３項のいずれか１つに記載の装置。

（５） 第１光学要素（19）はそれのリングの内部にレ
ンズ（22）を収容する凹部（26）を有することを特徴と
する請求項６に記載の装置。

（６） 光学要素（19）とレンズ（22）とは一体の構成
要素（19a）として形成されていることを特徴とする請
求項６に記載の装置。

（７） 少なくとも２つの環状光学要素（19;19a;19b,2
7;27a,29）には突起（30,31）として形成された付設識
別体が配置されていることを特徴とする請求項１〜６及
び前記第１項〜第６項のいずれか１つに記載の装置。

（８） 光学要素（19;19a,27,29）は照明光路（11）の
中で互いに整向して配置され、斜めの照明光線（15b）
も対象物面25の中に結像することを特徴する請求項１〜
６及び前記第１〜７項のいずれか１つに記載の装置。

（９） 少なくとも１つの光学要素（19;19a,27）のレ
ンズ環面（20;28）の個々のレンズは相異なる光学的濃
度を有することを特徴とする請求項１〜６及び前記第１
〜８項のいずれか１つに記載の装置。

（10） 少なくとも１つの光学要素（19;19a,27）のレ
ンズ環面（20;28）の個々のレンズは相異なるスペクト
ル透過度を有していることを特徴とする請求項１〜６及
び前記第１〜９項のいずれか１つに記載の装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は暗視野の作用位置にある１つの落射照明装置の
断面図、第２図はレンズ環として形成された第１環状光
学要素をリング状反射鏡から見た図、第2a図は環状光学
要素と１つのレンズとが一体になった構成要素として形
成されたものの斜視図、第2b図は第２図に示された光学
要素の個々のレンズ環の面を示し、第３図はレンズ環と
して形成された環状光学要素をリング状反射鏡から見た
図、第3a図は第２環状光学要素の個々のレンズ環面を示
す図、第４図は環状光学要素の光学的に作用する明視野
の別の形成を示す図である。 11……暗視野光路 19;19a;19b……環状光学要素 20,20a,21……光学的作用面 22……レンズ、25……対象物面 27;27a……光学要素 28,28a……光学的作用面 29……環状光学要素 32,33……光学的作用面 35……頂点、36……面中心点 LF……明視野絞り面 LF′……中間像、AP……視野絞り面 AP′……視野絞り面に共役な面 AP″……視野絞り面に共役な面

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−7747（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−40149（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−164011（ＪＰ，Ａ) 実開 昭47−4959（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−48145（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−121754（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】照明光線路の中に選択的に挿入可能な、明
   視野光束を隠蔽するための装置を有する、顕微鏡装置の
   ための明視野・暗視野組合せ落射照明装置において、一
   様に照明された面を形成するため、即ち照明視野絞り面
   （LF）を少なくとも１つの中間像（LF′）を介して対象
   物面（25）に結像するため、暗視野光線路（11）に少な
   くとも３つの環状光学要素（19;19a;19b;27;27a;29）が
   設けられており、その際 （ａ）第１環状光学要素（19;19a:19;19b）は視野絞り
   面（AP）に共役な面（AP′）上又はその近傍に配置さ
   れ、照明視野絞り面（LF）を１つの中間像（LF′）に焦
   点合わせすること、 （ｂ）第２環状光学要素（27;27a）は照明視野絞り面
   （LF）の中間像（LF′）上又はその近傍に配置され、視
   野絞り面（AP′）の中間像を、該視野絞り面（AP′）に
   共役な第２の面（AP″）に焦点合わせすること、 （ｃ）第３環状光学要素（29）は環状の反射鏡又はリン
   グレンズとして形成されそして視野絞り面（AP）に共役
   な第２の面（AP″）上又はその近傍に配置され、照明視
   野絞り面（LF）の中間像（LF′）を、照明視野絞り面
   （LF）に共役な第２の面（LF″）に焦点合わせするこ
   と、 を特徴とする装置。
2. 【請求項２】環状光学要素（19,19a,19b,27,27a）の光
   学的作用面（20,20a,21,28,28a,32,33）の少なくとも１
   つは球面又は非球面又はトーリック面に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】環状光学要素（19,19a,27）の少なくとも
   １つは１つのレンズ環を有し、該レンズ環は個々の並ん
   で配置された球面及び／又は非球面及び／又はトーリッ
   ク面（20,28）を包含していることを特徴とする請求項
   １に記載の装置。
4. 【請求項４】球面状に湾曲した面は、それの幾何学的な
   頂点（35）が面の中心点（36）に対してずれて配置され
   ていることを特徴とする請求項２又は３に記載の装置。
5. 【請求項５】第３環状光学要素（29）は、１つのトーリ
   ック凸面（32）及び１つのトーリック凹面（33）を有す
   るリングレンズとして形成されていることを特徴とする
   請求項１又は２に記載の装置。
6. 【請求項６】光学的要素（19）は、付加的に少なくとも
   １つのレンズ（22）を有していることを特徴とする請求
   項１から４までのいずれか１つに記載の装置。