JP2712590B2

JP2712590B2 - 倒立顕微鏡

Info

Publication number: JP2712590B2
Application number: JP18193989A
Authority: JP
Inventors: 達朗大滝
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1998-02-16
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JPH0346610A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は被観察物体を拡大観察するための倒立顕微鏡
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来においては第６図に示す如き被観察物体を拡大観
察するための倒立顕微鏡が公知である。

ステージ７はXY方向に二次元的に移動可能であるとと
もに、回転可能に設けられている。

図示の如く、ステージ７上には被観察物体が載置され
ており、これより上方には透過照明系、下方には、対物
レンズ8aを共用して観察光学系と落射照明系とがそれぞ
れ倒立顕微鏡本体１に設けられている。

透過照明する際には、第１光源２から発した光束が反
射ミラー３、コンデンサーレンズ４を介して被観察物体
ａを照明する。

これに対し、落射照明する際には、第２光源５から発
した光束は、ハーフミラー６、対物レンズ8aを介して被
観察物体ａを照明する。

このように何れか一方の照明方式により照明された被
観察物体ａからの光は、対物レンズ8aを通過した後、ハ
ーフミラー12により２分割され、目視用観察光路と撮影
光路とにそれぞれ導かれる。そして、各光路において被
観察物体の第１中間像（A₂、A₁）が形成される。撮影光
路内に形成された第１中間像（A₂）は、レンズ20を通し
てカメラ21等で撮影される。

一方、ハーフミラー12を反射した光束は観察光路へ導
かれた後、第１中間像A₁が形成される。そして、リレー
光学系13a、13bを介して俯視プリズム16へ導かれる。こ
のリレーされる過程で、光束を反射させて観察光路を折
り曲げるための反射ミラー14、15が設けられている。

俯視プリズム16を通過した光束は、双眼光学系17によ
り２分割された後、各観察光路中には第２中間像（B₁、
B₂）が形成される。そして、接眼レンズを通してこの第
２中間像（B₁、B₂）を拡大観察することができる。

今、被観察物体が英文字Ｒのパターンであるとし、こ
のパターン像を観察しようとすると、観察光路中に配置
される光学部材の反射作用により、第５図の〜の如
き状態の像が観察される。そこで、便宜上、の状態を
正立表像、の状態を倒立裏像、の状態を正立裏像、
の状態を倒立裏像と定義する。

すると、今述べた第６図に示す如き倒立顕微鏡では、
この拡大観察される観察像及び撮影像は、第５図のに
示す如き英文字Ｒを裏返したような正立裏像となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来において正立裏像（被観察物体が裏返った状態の
像）で観察する際には、２次元的に移動するステージの
移動方向に対応して同方向に観察像及び撮影像を移動さ
せることができる利点はあるものの、目視観察及びカメ
ラ等により撮影される像は共に裏像であるため、被観察
物体に形成されている文字あるいはパターン等が裏返っ
て、観察もしくは撮影する際には極めて不便であった。

また、写真撮影のための構図上において撮影像とフィ
ルム面とを相対的に回転させようとする際には、カメラ
自身もしくはステージを回転させて調整しなければなら
ない。

さらに、目視観察においても被観察物体を回転させよ
うとする場合にはステージを回転させなければならな
い。このため、ステージを回転させるための機構を設け
ると、倒立顕微鏡の構成は複雑で大型化を招く恐れがあ
るのみならず、コストアップを招き高価なものとなって
しまう。

そこで、本発明は以上の問題を解決し、簡素な構成で
ありながらも、操作性及び性能を格段に向上させ得る高
性能な倒立顕微鏡を安価に提供することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕上記の目的を達成するために、本発明は、第１図に示
す如く、倒立顕微鏡の観察光路中に平行光路を形成する
ための平行光束形成光学系を設けるとともに、その平行
光路中に奇数の反射面を有する光学部材を着脱可能に設
け、この光学部材が前記平行光路中に位置するときには
被観察物体の表像が観察され、光学部材が前記平行光路
から退避するときには裏像が観察されるよう切換え可能
にしたものである。

このような基本構成に基づいて、観察像もしくは撮影
像の回転方向の調整が可能となるように光学部材を光軸
中心に回転可能に設けることが望ましい。

〔作用〕

本発明においては、奇数の反射面を有する光学部材を
平行光路外に退避させた際には、２次元的に移動するス
テージの移動方向と観察像の移動方向との対応をとるた
めに、正立裏像（第５図のに示す如き像）にして観察
する従来の方式の利点を生かしながら、光学部材を光路
内に装着した際には、正立表像（第５図のに示す如き
被観察物体を実際に見た時と同じように見える像）が観
察できるようにして、より観察し易くしたものである。
さらに、この光学部材を光軸中心に単に回転させるだけ
て観察像の回転方向の調整も可能とすることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１実施例の概略構成図であり、第
６図と同一な部材には同一符号が付してある。２次元移
動するXYステージ７上には被観察物体ａが載置されてお
り、これより上方には透過照明系、下方には、対物レン
ズを共用して観察光学系と落射照明系とがそれぞれ倒立
顕微鏡本体１に設けられている。

XYステージ７下方に設けられた対物レンズ8aはレボル
バー９に保持されており、このレボルバー９には、互い
に異なる焦点距離の対物レンズ8b等が複数の保持されて
いる。そして、このレボルバー９を回転させることによ
りある焦点距離の対物レンズ８が観察光路から退避し、
別の焦点距離の対物レンズが観察光路に位置する。この
ようにレボルバー９を回転させることにより変倍がなさ
れる。

さて、透過照明する際には、第１光源２（タングステ
ンランプ等）から発した光束が反射ミラー３、コンデン
サーレンズ４を介して被観察物体ａを照明する。このと
き、このコンデンサーレンズ４のほぼ瞳位置に光源像が
形成され、所謂ケーラー照明が達成されている。

これに対し、落射照明する際には、第２光源５（タン
グステンランプ等）から発した光束は、ハーフミラー
６、対物レンズ8aを介して被観察物体ａを照明する。こ
のときも、対物レンズ8aのほぼ瞳位置に光源像が形成さ
れて実質的にケーラー照明が達成されている。

ここで、便宜上、被観察物体ａには、第５図のに示
す如き英文字Ｒが描かれているとし、この文字を観察す
るために照明光がこの英文字Ｒを照明するものとする。

このように何れか一方の照明方式により均一に照明さ
れた被観察物体ａからの光は、対物レンズ8aにより収斂
作用を受け、ハーフミラー６を通過する。このハーフミ
ラー６の後方の光路中に負レンズ10aと正レンズ10bとで
構成される平行光束形成光学系が配置されている。

上記のハーフミラー６を通過した光束は、負レンズ10
aを介して発散作用を受けて平行光束化され、正レンズ1
0bを介して収斂作用を受ける。そして、この平行光路中
には、梯形プリズム11が着脱及び光軸を中心として回転
に可能に設けられている。

尚、平行光束形成光学系中の負レンズ10aを、対物レ
ンズとハーフミラー６との間に配置して両者の位置関係
を逆にしても良く、さらには、負レンズ10aと対物レン
ズとを一体的に構成しても良い。

この平行光束形成光学系の１部を構成する正レンズ10
bにより収斂作用を受けた光束は、ハーフミラー12によ
り２分割され、撮影光路と観察光路とにそれぞれ導かれ
る。

このハーフミラー12を透過した光束は撮影光路へ導か
れ、反射ミラー19で反射した後、中間像A₂が形成され
る。この中間像A₂はレンズ20により拡大され、カメラ21
のフィルム面で結像される。

さて、俯視プリズム16を通過した光束は、双眼光学系
17により２分割された後、各観察光路中には第２中間像
（B₁、B₂）が形成される。そして、接眼レンズを通して
この第２中間像（B₁、B₂）を拡大観察することができ
る。

以上の構成により、図示の如く、梯形プリズム11が観
察光路の平行光路から退避した状態では、従来の構成と
同様に、観察光路中での反射が奇数回であるため、観察
される像は裏像（第５図のに示す如き正立裏像）とな
る。このとき、観察像は被観察物体が載置されているXY
ステージ７の移動方向に対応して移動する。

そこで、観察像（第５図のに示す如き正立裏像）を
目視しながら、XYステージ７を２次元的に移動させて、
被観察物体ａを目標位置にセットした後、梯形プリズム
11を観察光路の平行光路中に位置させる。

すると、第２図の（ａ）に示す如く、この平行光束は
梯形プリズムにより底面11aで１回反射して紙面方向が
反転した平行光束となる。したがって、梯形プリズム11
の底面11aでの反射が加わり、観察光路全体での反射が
偶数回であるため、観察される像は表像（第５図のに
示す如き倒立表像）となる。すなわち、この梯形プリズ
ム11を平行光路中に装着することにより、先ず、観察像
の表像化を図ることができる。

また、この梯形プリズム11を観察光路の光軸中心に回
転角θだけ回転させると、これを介した平行光束は回転
角２θだけ回転させることができる。

このため、第２図の（ａ）に示す如き状態の梯形プリ
ズム11を、第２図の（ｂ）に示す如く、90度回転させれ
ば、紙面と垂直方向の平行光束が反転し、結果的に観察
される倒立表像（第５図のに示す如き像）を180度回
転させることができるため、観察像は正立表像（第５図
のに示す如き像となる）となる。すなわち、梯形プリ
ズム11を回転させることにより、観察像の正立化を図る
ことができる。尚、梯形プリズム11を僅かに回転させる
ことにより回転方向での観察像の微調も可能となる。

また、梯形プリズム11を90度回転させた第２図の
（ｂ）の状態で、先に述べた第１図の平行光路中に配置
できるように構成すれば、正立表像（第５図のに示す
如き像）が直接に観察できる。

本実施例では、撮影光路と観察光路とに分岐させる前
の光路中に平行光路を形成し、梯形プリズム11を着脱回
転可能に設けているため、撮影光路に形成される撮影像
も観察像との対応がとれた像となり、構図の決定が極め
て簡単に行うことができる。

さて、第３図は撮影光路を有していない簡易型の倒立
顕微鏡に本発明を適用したものであり、第１図と同一な
部材には同じ符合を付してある。

これは、リレー光学系（100a、100b）に平行光束形成
光学系の機能を兼ね備えさせて、このリレー光学系（10
0a、100b）中に平行光束を形成し、この平行光束中に梯
形プリズム11を着脱回転可能に設けることにより先に述
べた実施例と同様な効果を達成している。

以上の如く、観察光路中における適切な位置に平行光
束形成光学系を設け、この平行光路中を着脱回転可能な
梯形プリズム11を設けることにより、先に述べた実施例
と同様な効果を達成することができる。

尚、以上においては、観察光路に平行光路を設けて、
梯形プリズムを着脱回転可能に設けたが、第５図に示す
如く、奇数の反射面（110a〜110c）を有するプリズム11
0における奇数回の内面反射により同様の効果を達成で
きる。

また、この平行光路中に奇数の反射部材を配置して、
着脱回転可能に設けても同様な効果を達成することがで
きるが、装置の簡素化及び製造上においては、奇数の反
射面を有するプリズムで構成することがより望ましい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、２次元移動するステージの移動方向
と観察像の移動方向との対応をとるために、正立裏像に
して観察する従来の方式の利点を生かしながら、観察及
び構図の決定をする際に、表像が観察及び撮影できるた
め極めて有効である。

また、平行光路中に配置した光学部材を光軸中心に単
に回転させるだけて、XYステージを回転させる複雑な構
成を不要とし、簡素な構成で観察像の回転方向の調整が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の倒立顕微鏡の概略構成図、第２図は梯
形プリズムの機能を示す図、第３図は本発明の簡易型の
倒立顕微鏡の概略構成図、第４図は梯形プリズムと同機
能を有するプリズムを示す図、第５図は英文字Ｒの被観
察パターンが光学部材の反射作用により各状態に観察さ
れる様子を示す図、第６図は従来の倒立顕微鏡の概略構
成図である。〔主要部分の符合の説明〕 10a、10b……平行光束形成光学系 11……梯形プリズム 100a、100b……リレー光学系兼平行光束形成光学系 110……奇数の反射面を有するプリズム

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被観察物体を拡大観察するための観察光路
中に平行光路を形成するための平行光束形成光学系を配
置し、該平行光路中に奇数の反射面を有する光学部材を
着脱可能に設け、該光学部材が前記平行光路中に位置したときには被観察
物体の表像が観察され、該光学部材が前記平行光路から
退避したときには裏像が観察されるようにすることを特
徴とする倒立顕微鏡。
【請求項２】光学部材を前記平行光路の光軸中心に回転
可能に設け、光学部材を回転させることにより観察像を
回転調整可能とすることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の倒立顕微鏡。