JP3032901B2 - 観察光路が斜めに進む顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕 倒立形顕微鏡はその観察光路が進む方向によつて２種
類に分けられる。

まず、光路が反射鏡により何度か直角に偏向され、最
終的には直立形顕微鏡の場合と同じように垂直上向きに
進むような顕微鏡がある。この場合、接眼レンズ鏡胴へ
光を入射させる働きをするのは大抵は30゜偏向プリズム
である。観察光路はプリズムの面で内面全反射の角度を
もつて反射される。

このような構成の顕微鏡は、たとえば、ドイツ特許第
2640974号及び米国特許第4,685,776号に記載されてい
る。

アタツチメントカメラ又はTVカメラなどの付属装置を
接続することができるように、上記のプリズムに加え
て、平坦な板にプリズムを補充した形態をとるビームス
プリツターを使用し、スライダ又はリボルバによつてそ
れらを交換自在とする場合が多い。その場合、たとえ
ば、アタツチメントカメラに向かう光路はこの分割プリ
ズムをまつすぐに通り抜けることになる。

以上説明したような顕微鏡は相対的に高価である。こ
れは、手ごろな価格の実施形態をとり、付属装置用の像
出力部を全く備えていない場合であつても、観察光路は
概して少なくとも５回の反射により偏向されるためであ
る。

上述の種類の顕微鏡と並んで、観察光路が斜め上向き
に観察者の方向へ、厳密にいえば装着されている接眼レ
ンズ鏡胴の角度と平行に約45゜の角度を成して進むよう
な倒立形顕微鏡も知られている。この顕微鏡は唯一度の
偏向、すなわち、斜め上向きに光路を導くための偏向を
必要とするだけであるので、観察光路に関しては簡単
で、低コストの構成を有している。しかしながら、この
第２の種類の顕微鏡の場合、接眼レンズ鏡胴とプレパラ
ート台との間のスペースが狭いだけでなく、45゜の角度
で進んでいる観察光路から垂直方向に追加水路を反射さ
せるのは困難であるため、アタツチメントカメラを装着
することは難しい。

この問題は、アタツチメントカメラ及び接眼レンズ鏡
胴を収納する顕微鏡の部分を交換鏡胴として構成すべき
場合に、さらに重要になる。

しかし、顕微鏡のハウジングに加わる付属部分の重量
を軸方向に支持できるという理由により、安定性を考慮
して、像出力部の光軸は垂直にアライメントされている
のが大抵の場合に好ましい。

本発明の目的は、観察光路が斜めに、観察者の方向へ
進む顕微鏡において、付属装置に向かう垂直方向の光路
の反射をできる限り簡単な形で行わせることである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、特許請求の範囲第１項に提示されてい
る手段により達成される。

本発明によれば、垂直方向に追加光路を取出すために
ビームスプリツターが設けられており、観察光路はこの
ビームスプリツターを一直線に通り抜ける。従つて、観
察光路について、他に、画質を低下させるような反射面
は存在していないのである。光路取出し領域の光学系に
関していえば、ビームスプリツターとしてプリズムを使
用することにより、コンパクトな構成が可能になつてい
る。追加光路への再度の反射は、プリズムの光入射面に
おける内面全反射によつて得られる。

接眼レンズ鏡胴と、付属の像出力部とに中間像を形成
するために、１つの共通の鏡胴レンズを必要とするだけ
ですむという理圧により、ビームスプリツターは光の方
向に見て鏡胴レンズの背後に位置していると好都合であ
る。

好ましくは垂直線に対して45゜の角度で傾斜している
観察光路から、プリズムの底面における内面全反射によ
つて、９゜までの十分に大きな開口角を有する光路をも
垂直方向に偏向させることができるように、このプリズ
ムは少なくとも1.55の屈折率を有するガラスから形成さ
れていると好都合である。

本発明による手段は、接眼レンズ鏡胴の装着部と、付
属装置のための垂直方向の像出力部とが、ビームスプリ
ツター及び顕微鏡の鏡胴レンズを収納する交換鏡胴に統
合されているような顕微鏡に特に適している。その場
合、簡単で、低価格の装置形態として、第２の像出力部
をもたずに、接眼レンズ鏡胴の装着部のみを含み且つ鏡
胴レンズの他には別に光学系を収納していない第２の交
換鏡胴を設けることが可能になる。２つの交換鏡胴にお
ける像位置の相違を、鏡胴レンズの摺動によつて補正す
ることができる。

ただし、付属装置用の垂直方向の像出力部に加えて、
水平方向の第３の像出力部を有するやや高価な交換鏡胴
を設けることもできる。そのような形態の顕微鏡では、
交互に光路に挿入自在である２つのビームスプリツター
を設けるべきである。

鏡胴レンズが交換鏡胴に付属しているので、接眼レン
ズと、追加像出力部とにおける像位置もさらに容易に補
正でき、交換面の領域の製造許容差の影響を全く受けな
い。

本発明のその他の利点は、添付の図面に基づく以下の
実施例の説明から明らかになる。

〔実施例〕

第１図に示す顕微鏡は、ほぼＵ字形の密閉ハウジング
（１）を有し、そのハウジングには、ハウジングの２つ
のＵ字形アーム部を結合するようにプレバラート台
（２）が固定してある。Ｕ字形アーム部の間の隙間に
は、焦点合せ自在の対物レンズレボルバ（４）を支持す
る垂直に摺動自在の支持体（３）が取付けられている。
第１図に示す状態では、対物レンズ（５）が動作位置に
ある。

垂直下向きに走る光路の、光の方向に見て対物レンズ
（５）の後には、照明光路が入射する垂直入射光反射鏡
スライダ（詳細には図示せず）（27）があり、続く顕微
鏡の鏡胴レンズ（13）は、スライス幅を無限に補正され
た対物レンズと共に、第１の中間像を形成する。この中
間像は、以下にさらに詳細に説明するフオーマツト目盛
板（18）が存在する箇所に生じる。

鏡胴レンズ（13）のすぐ次に続く反射鏡（14）は、観
察光路を約45゜の角度で斜め上向きに観察者に向かつて
偏向させる。既に上向きに方向づけられた観察光路の、
反射鏡（14）と中間像平面との間に配置された分割プリ
ズム（16）は、顕微鏡の前側にある写真出力部（６）の
カメラ（７）に向かう写真光路P₁を観察光路Ｂから分離
する。この場合、写真光路は、分割プリズム（16）の分
割面（28）で反射した後、さらにプリズム（16）の光入
射面で内面全反射によつて偏向し、その後は水平に進
む。同様に写真光路内に生じる中間像（29）は視野光学
系（23）と、その後に続く結像光学系（24）とによりカ
メラハウジング（７）の像平面に結像される。

ビーム分割プリズム（16）は、写真光路がカメラハウ
ジング（７）の下方にさらにワインダーハウジング（2
9）を装着できる十分な下方空間をもつて進める程度
に、上向きに走る光路に反射鏡（14）から上方に離れた
位置に設けられている。

分割プリズム（16）は、複数の切換え位置を有するス
ライダ（15）に固定されている。ビーム分割プリズム
（16）は観察光路と写真光路とをたとえば50:50の割合
でビーム分割するのであるが、切換え位置の中の１つで
は、分割プリズム（16）の代わりに、全ての光を観察光
路に到達させる適切な厚さのガラス板を使用している。
スライダ（15）の別の切換え位置に、異なる分割係数を
有する複数のビーム分割プリズム又は全ての光を写真光
路へ反射するミラーを配置することができる。

写真光路を偏向させる分割プリズム（16）の底面は同
時に光入射面としても作用し、従つて、乱反射を生じる
ことはありえないので、プリズムの材料を適切に選択す
ることにより、同様に９゜の開口角に対して、プリズム
面における全反射の限界角度を越えることを回紐でき
る。そのためには、ガラスは少なくとも1.55の屈折率を
有していることが必要である。具体的な実施例において
は、プリズムの材料として、ｎ（ｄ）＝1.57の屈折率を
有するガラスBAK4を選択した。その場合、全反射の限界
角度は39.6゜になるので、上述のように観察光路から写
真光路へ45゜の偏向が行われるとき、全開口角を10゜よ
り大きくとることができる。

スライダ（15）には、フオーマツト目盛板（18）のマ
ウント部が連結アーム（17）を介してさらに固定されて
いる。このフオーマツト目盛板（18）は、観察光路内
の、鏡胴レンズ（13）により形成される中間像の平面に
位置している。目盛板は、物体平面をカメラ（７）のフ
イルム面に鮮鋭に結像させる働きをする焦点合せ補助手
段（30）をさらに支持している。目盛板（18）は連結ア
ーム（17）を介して分割プリズム（16）と運動の上で結
合しているので、観察光路で写真光路がオン状態となつ
たときにのみ見える。

光の方向に見て、目盛板（18）の背後の光路には、さ
らに、視野光学系（19）と、テレセントリツク光路を発
生させる別の光学系（20）とが設けられている。

顕微鏡のハウジング（１）の前面は上部で傾斜してお
り、そこに着脱自在の交換鏡胴（８）が取付けられてい
る。この交換鏡胴（８）は受入れあり継ぎ部によつてハ
ウジング（１）に適合するようになつており、顕微鏡の
接眼レンズ鏡胴（９）を支持すると共に、第１図には一
部のみを示すTVカメラ（12）などの付属装置のための別
の出力部（11）をさらに有する。この付属装置に向かう
（P2）で示す光路は、観察光路（Ｂ）から垂直方向に分
かれている。このビーム分割のために、鏡胴（８）の中
の、接眼レンズ鏡胴の接眼レンズ（10）に中間像を結ぶ
鏡胴レンズ（21）の後には、別のビーム分割プリズム
（22）が配置されている。観察光路はこの分割プリズム
（22）をまつすぐに通り抜けるが、TVカメラ（12）に向
かう光路はプリズムの分割面と、底面とで一度ずつ反射
される。プリズム（22）はプリズム（16）と同様の構成
であり、同じようにスライダ（25）に取付けられてい
る。このスライドによつて、接眼レンズ鏡胴（９）内へ
の直接光透過状態に切換えることも可能である。

プリズム（16）又は（22）は図示した形態で構成され
なくとも差支えない。たとえば、第２図による交換鏡胴
（108）の別の実施例に示すように、分割面に続いてビ
ームの偏向を行うために、別個にミラー（125）を設け
ることもできる。ビーム分割プリズム（122）はビーム
の分割のみを行い、入射光と射出光は互いに十分に分離
しているので、このプリズム（122）の材料は屈折率の
高いガラスには限定されない。

第１図の鏡胴（８）又は第２図の鏡胴（108）に代え
て、第３図に示す鏡胴（208）を使用することができ
る。この構成は簡略であり、垂直方向の追加光路（P2）
は欠落しており、接眼レンズ（10）を含む接眼レンズ鏡
胴（９）が交換鏡胴（208）に接続しているだけであ
る。交換鏡胴（208）は鏡胴レンズ（221）の他には光学
系を全く含まない。プリズムがないために、鏡胴レンズ
（221）と接眼レンズ（10）の中間像平面との間の光路
長が長くなるので、それを補正する意味で、鏡胴レンズ
（221）は第１図に示す鏡胴（８）の鏡胴レンズ（21）
より光の方向にずれた位置にある。

第１図の鏡胴（８）は第４図に示す鏡胴（308）とも
交換自在である。この装置形態では、観察光路及び垂直
方向の追加光路の他に、さらに水平方向の追加光路（P
3）が形成される。この鏡胴（308）の縦断面図は第１図
に示す鏡胴（８）に相応するものと考えられるので、そ
のような図示の仕方をしなかつた。

尚、この鏡胴（308）の中では、ビーム分割器として
２つのプリズム（322）及び（323）が共通のスライダ
（325）に配設されている。このスライダはグリツプ（3
30）と、スイツチバー（331）とを介して外から操作自
在である。

プリズム（322）が光路に挿入される第１の切換え位
置においては、光は接眼レンズ鏡胴（309a,309b）と、
第４図には図示していない垂直方向の光路とに向かつて
偏向される。スイツチバー（331）の操作によつて、プ
リズム（322）の代わりに、他方のプリズム（323）を光
路に挿入することができる。その場合には、光は接眼レ
ンズ鏡胴（309a,309b）と、水平方向の追加光路（P3）
とに向かつて偏向される。この光路（P3）の（335）で
示す箇所には、カメラなどの別の付属装置（334）が装
着されている。

以上、本発明を倒立形顕微鏡を例にとつて説明した。
観察光路が同様に斜め上向きに、観察者に向かう方向に
進むのであれば、ここで講じた手段を直立形顕微鏡にも
利用できることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、倒立顕微鏡の光学的構成及び機械的構成を示
す垂直平面における顕微鏡の断面図、 第２図は、第１図の交換鏡胴（８）の別の実施例を示す
概略図、 第３図は、第１図の鏡胴（８）と交換自在である観察用
鏡胴の断面図、 第４図は、第１図の鏡胴（８）と交換自在である別の鏡
胴を、第１図に対し垂直であり且つ観察光路を含む平面
で示す断面図である。 １……ハウジング、６……写真出力部、７……カメラ、
８……交換鏡胴、９……接眼レンズ鏡胴、11……出力
部、12……TVカメラ、15……スライダ、16……ビーム分
割プリズム、21……鏡胴レンズ、22……ビーム分割プリ
ズム、25……スライダ、108……交換鏡胴、121……鏡胴
レンズ、122……ビーム分割プリズム、123……ミラー、
208……交換鏡胴、221……鏡胴レンズ、308……交換鏡
胴、309a,309b……接眼レンズ鏡胴、322,323……プリズ
ム、325……スライダ、334……付属装置、Ｂ……観察光
路、P1,P2,P3……光路。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−132174（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−53915（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−35558（ＪＰ，Ａ) 米国特許4770520（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 21/00 G02B 21/06 - 21/36

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プレパラート台（２）上に置かれた物体を
   観察者に観察させる顕微鏡であって、前記プレパラート
   台よりも下にある対物レンズ（５）に整列された垂直下
   向き光路、及び前記観察者に対して斜め上向きの観察光
   路（Ｂ）を有するハウジング（１）と、このハウジング
   （１）の上面に取り付けられ且つ前記斜め上向きの観察
   光路（Ｂ）に整列された交換可能な鏡胴（8;108;308）
   と、この交換可能な鏡胴に取り付けられ且つ接眼レンズ
   （10）を含む接眼レンズ鏡胴（９）とを備えた顕微鏡に
   おいて、 前記交換可能な鏡胴は、 前記ハウジング（１）の上面に着脱自在に装架された継
   ぎ部と、 前記上面と平行な平面に配設され、前記接眼レンズ鏡胴
   （９）を支持する支持部と、 垂直方向の補助光路（P2）中に位置し、付属装置を適合
   する部（11）と、 前記斜め上向きの観察光路（Ｂ）沿いの光の一部を前記
   部（11）へ偏向させるが、前記斜め上向きの観察光路
   （Ｂ）沿いの光の残部を前記接眼レンズ（10）まで一直
   線に通過させるビーム分割手段（22;122;322）と、 光の偏向された部分を前記補助光路（P2）沿いに向ける
   反射手段（22;123;322）と、 を含むことを特徴とする顕微鏡。
2. 【請求項２】交換可能な鏡胴が鏡胴レンズ（21）を更に
   含むことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
3. 【請求項３】ビーム分割手段（22）と反射手段（22）が
   プリズム（22）で形成され、このプリズム（22）が分割
   面及び光入射面を有し、前記斜め上向きの観察光路
   （Ｂ）沿いに進む全ての光が前記光入射面を通過し、前
   記分割面によって偏向された光部分がその後前記光入射
   面における内面全反射によって反射されることを特徴と
   する請求項１記載の顕微鏡。
4. 【請求項４】プリズム（22）が少なくとも1.55の屈折率
   を有するガラスから形成されていることを特徴とする請
   求項３記載の顕微鏡。
5. 【請求項５】斜め上向きの観察光路（Ｂ）が垂直線に対
   して45゜の角度で観察者の方向に斜め上向きに進むこと
   を特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
6. 【請求項６】ビーム分割手段（22）が、少なくとも２つ
   の調節位置を有する可動要素（25）上に支持され、前記
   調節位置においてビーム分割手段（22）が全ての光を前
   記補助光路（P2）へ偏向することなく前記斜め上向きの
   観察光路（Ｂ）沿いに通過させるように動かされること
   を特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
7. 【請求項７】交換可能な鏡胴（308）が、 第２のビーム分割手段（323）と、 両方の前記ビーム分割手段（322、323）を支持する可動
   要素（325）と、 水平方向の別な補助光路（P3）中に置かれた補助像部
   （335）と、 を含み、 前記可動要素（325）が少なくとも２つの調節位置を有
   し、これら調節位置の一方において前記第２のビーム分
   割手段（323）が前記斜め上向きの観察光路へ動かさ
   れ、前記観察光路沿いの光の一部を前記別な補助光路
   （P3）へ偏向させる ことを特徴とする請求項２記載の顕微鏡。