JP3089304B2

JP3089304B2 - 光学顕微鏡

Info

Publication number: JP3089304B2
Application number: JP03304933A
Authority: JP
Inventors: 朝規石川; 孝深谷; 宏藤原; 信一中村; 正彦絹川; 雅巳浜田; 繁男徳永; 豊治榛澤
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-11-20
Filing date: 1991-11-20
Publication date: 2000-09-18
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JPH05142478A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体を二人以上で同時
に観察したり、或いは写真撮影装置等の付属品を取り付
けて観察と撮影等を同時にできるようにした顕微鏡に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、学会発表や記録を目的として、観
察用物体を写真撮影するための写真撮影装置を装着する
ことができるようにした顕微鏡が増えてきている。又、
教育等の目的で、複数の人間が同時にしかもほぼ同一倍
率で物体を観察することのできるようにした顕微鏡も増
えてきている。

【０００３】このような機能を有する顕微鏡の構成の一
例を、図９により説明する。顕微鏡本体１において、図
中、物体に近い下方位置に、図示しない物体からの光束
が入射される対物レンズ２と、その後方の変倍光学系３
が設けられている。更にその上方には、結像レンズ４及
び接眼レンズ５が設けられ、両レンズ４，５の間には、
図では省略されているが、物体像を上下，左右方向に反
転させるためのプリズムが配設されている。又、変倍光
学系３と結像レンズ４との間には、ビームスプリッター
等の光路分割手段６が配設され、一部光束を透過して結
像レンズ４方向に向けると共に残りの光束を反射させて
写真撮影装置７方向へ向けるようになっている。この構
成により、物体観察と写真撮影とを同時に行うことがで
きる。又、写真撮影装置７に代えて供覧装置を取り付け
れば、複数の人が同時に物体像を観察することができ
る。

【０００４】又、これとは別に、実開昭６２−１５８４
１２号公報に記載された顕微鏡では、上述のような光路
分割手段が顕微鏡光学系に対して挿脱自在になってい
る。写真撮影装置や供覧装置が不要である場合には、光
路分割手段を光路から離脱させることで、変倍光学系を
通過する光束が全て接眼部へ到達するようになってい
る。

【０００５】しかしながら、上述のような顕微鏡におい
て、前者は光路分割手段６が常時光路内に配置されてい
るので、写真撮影や供覧を必要としない場合でも、光束
の一部を光路分割手段６で分割して反射させているた
め、所定比率の一部の光束のみしか接眼部方向に向かわ
ない。又、後者は光路分割手段を離脱できるから、写真
撮影や供覧を必要としない場合には、全光束を接眼部に
向けることができるが、写真撮影や供覧を必要とする場
合には、光路分割手段を光路上に位置させねばならない
ため、その場合には光束が一定の比率で２方向に分割さ
れてしまうことになる。

【０００６】従って、両者とも、光路分割手段による光
束分割に関して、各光束の光量配分比を変化させること
はできない。そのため、光量調節を行う場合は、分割さ
れた後の夫々の光束に関する光学系に設けられた絞りを
絞ることで減光していた。しかしながら、この構造で
は、各光学系への光量を増加させる調整はできないの
で、例えば、主となる観察者が観察物体に対して作業を
行い、見学者が供覧装置を介してこれを観察する場合等
には、主となる観察者が作業の能率を上げるためにもっ
と明るい像を観察したいと思っても、光量調節は照明光
源で行うしかなかった。そこで、照明光源の光量を大き
くする調整を行い得るようにすると、必然的に照明光源
装置の大型化や光源自体の低寿命化が進むという問題が
生じる。

【０００７】これに対し、このような問題を改善する顕
微鏡として、図１０に示すような顕微鏡が提案された。
この装置を、上述の従来技術と同様な部分には同一の符
号を用いて説明すると、変倍光学系３と結像レンズ４と
の間に、変倍光学系３の光軸と直交する方向（矢印Ｐ方
向）に摺動可能なハウジング９を配設し、このハウジン
グ９内には、夫々分光比の異なる３つのビームスプリッ
ター１０ａ，１０ｂ，１０ｃが配列されている。そし
て、ハウジング９を摺動させて、各ビームスプリッター
１０ａ，１０ｂ，１０ｃの何れかを選択的に変倍光学系
３の光路上に位置させることで、接眼部と写真撮影装置
７又は供覧装置へ向かう各光束の光量比を調節すること
ができる。これにより、明るい像を必要とする方向によ
り多くの光量を提供することができ、写真撮影装置７を
使用する場合においても、ビームスプリッターを適宜選
択することで、より多くの光量を写真撮影装置７に導く
ことができるから、露出時間が短くてすみ、ブレのない
写真を撮影することができることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな装置は、複数のビームスプリッターを配設する必要
があるため、装置全体が大型化する上に、光量の分割比
もビームスプリッターによって予め設定された数種に限
定されてしまい、更に製造コストも上昇するという問題
がある。

【０００９】本発明は、このような課題に鑑みて、装置
の大型化や製造コストの上昇を招くことなく、又照明光
源を大型化することもなく、変倍光学系を通過した光束
を任意の光量比で分割できるようにした光学顕微鏡を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による光学顕微鏡
は、アフォーカル変倍系を通過した光束が複数の結像光
学系に分配されるようにした光学顕微鏡において、アフ
ォーカル変倍系の光軸と直交する方向に複数の結像光学
系を移動可能にして、アフォーカル変倍系を通過した光
束の複数の結像光学系への光量の分配比を変化させるよ
うにしたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】従って、接眼光学系や撮影光学系等の複数の結
像光学系に導かれる光量は、アフォーカル変倍系の射出
瞳に対する各結像光学系の入射瞳の相対的位置によって
決定され、複数の結像光学系を移動させることで両瞳間
の重複面積を変化させ、複数の結像光学系に配分される
光束を任意の光量比に設定することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図１及び図２は本発明の第一実施例を
示すものであり、図１は顕微鏡の光学系の正面図、図２
は各瞳の相対的な位置関係を示す図である。図１におい
て、１２は観察用物体ｍから発する光線を平行光束にす
る対物レンズ、１３は対物レンズ１２の後方に対物レン
ズ１２と光軸Ｏが一致するように配置されているアフォ
ーカル変倍系、１４はアフォーカル変倍系１３の更に後
方に配置されている例えば二等辺三角柱形状のプリズム
であり、アフォーカル変倍系１３を通過してプリズム１
４内に進入する光束は、一部が第一のプリズム面１４ａ
で反射して第二のプリズム面１４ｂを通過し、他の一部
が第二のプリズム面１４ｂで反射して第一のプリズム面
１４ａを通過するようにして、二つの光路に分配される
ようになっている。

【００１３】１５は第一のプリズム面１４ａで反射した
光束の光路上に位置していて入射瞳を設定するための結
像レンズ、１６は結像レンズ１５によって結像された物
体像を拡大する接眼レンズであり、これらは接眼光学系
を構成する。又、１７は第二のプリズム面１４ｂで反射
した光束の光路上に位置していて入射瞳を設定するため
の結像レンズ、１８は結像レンズ１７によって結像され
た物体像を記録するための写真撮影装置であり、これら
は撮影光学系を構成する。尚、プリズム１４と結像レン
ズ１５との間、及びプリズム１４と結像レンズ１７との
間の各光路上には、像を反転させて補正するためのポロ
プリズムが夫々配設されているが、図では省略されてい
る。又、１９はプリズム１４と接眼光学系及び撮影光学
系（夫々ポロプリズムを含む）を一体に収容していてア
フォーカル変倍系１３の光軸Ｏに対して直交する面内の
Ｐ方向に摺動可能な光量比調整ハウジングであり、図示
しない駆動機構によって摺動させられるようになってい
る。

【００１４】そして、この顕微鏡光学系で得られる、ア
フォーカル変倍系１３の射出瞳１３ａと、結像レンズ１
５の入射瞳１５ａ及び結像レンズ１７の入射瞳１７ａと
の相対的な位置関係を示すと図２のようになり、対物レ
ンズ１２及びアフォーカル変倍系１３を介して接眼光学
系と撮影光学系とに導かれる光量は、アフォーカル変倍
系１３の射出瞳１３ａに対する接眼光学系の結像レンズ
１５と撮影光学系の結像レンズ１７の各入射瞳１５ａ，
１７ａの位置によって決定されることになる。そのた
め、光量比調整ハウジング１９の移動位置に応じて、接
眼光学系と撮影光学系とに分配される光量比が変化する
ようになっている。

【００１５】本実施例は上述のように構成されているか
ら、例えば光量比調整ハウジング１９がアフォーカル変
倍系１３の光軸Ｏに対して、図１に示す位置に設置され
ている場合、アフォーカル変倍系１３の射出瞳１３ａに
対して各結像レンズ１５，１７の入射瞳１５ａ及び１７
ａは、図２の実線で示す位置にある。そのため、射出瞳
１３ａと入射瞳１５ａの重なった領域と、射出瞳１３ａ
と入射瞳１７ａの重なった領域とはたがいに等しいか
ら、接眼レンズ１６と写真撮影装置１８には同一光量が
導かれることになる。

【００１６】そして、接眼レンズ１６で物体像を観察す
る観察者が、作業等のためにより明るい物体像を得たい
とする場合、光量比調整ハウジング１９を例えば距離ｆ
だけ図上右方向（Ｐ方向）に移動させればよい。これに
より、プリズム１４，接眼光学系及び撮影光学系等も一
体に同一距離移動するから、各結像レンズ１５，１７の
入射瞳１５ａ，１７ａはアフォーカル変倍系１３の射出
瞳１３ａに対して、図２の破線で示す位置に移動するこ
とになる。この状態で入射瞳１５ａは全て射出瞳１３ａ
内に位置することになり、入射瞳１７ａは射出瞳１３ａ
と重なる面積が小さくなるから、接眼レンズ１６へ導か
れる光量は増大し、写真撮影装置１８に導かれる光量は
減少することになる。又、写真撮影する場合には、光量
比調整ハウジング１９を逆方向に移動させて、入射瞳１
７ａが射出瞳１３ａと重なる面積を増大させるようにす
ればよい。

【００１７】上述のように本実施例によれば、光源装置
を調整したりすることなく、光量比調整ハウジング１９
を移動させるだけで、接眼レンズ１６と写真撮影装置１
８に導かれる各光量を無段階に増減することができる。
よって、通常の観察時には、接眼光学系で十分に明るい
像を観察できると共に、写真撮影時には、写真撮影装置
１８によって露出時間が短くてブレのない写真を撮るこ
とができる。しかも、顕微鏡や光源装置を大型化するこ
となく、製造コストを低廉にすることができる。

【００１８】次に、本発明の第二実施例を図３及び図４
により説明する。本実施例は、本発明を実体顕微鏡に用
いたものであり、図３はその顕微鏡光学系の正面図、図
４は平面図である。図３において、２１は物体ｍからの
光を平行光束にする対物レンズ、２２は対物レンズ２１
の後方に配置されていて各光軸が互いに平行になるよう
に配設された一対のアフォーカル変倍系である（図４参
照）。２３はアフォーカル変倍系２２の後方でこの変倍
系２２の並列方向と同一方向に平行に配置されていてこ
の変倍系２２からの光束を一方向に折り曲げる第一反射
ミラー、２４は第一反射ミラー２３と異なる角度で同様
に平行に配置されていてアフォーカル変倍系２２からの
光束を別の方向へ折り曲げる第二反射ミラーである（図
４参照）。

【００１９】２５は第一反射ミラー２３で反射された一
対の平行光束を結像するための左右一対の結像レンズ、
２６はこの結像された物体像を拡大するための左右一対
の接眼レンズであり、これらは第一の接眼光学系を構成
し、拡大像は第一の観察者２７によって観察される。
又、２９は第二反射ミラー２４で反射された一対の平行
光束を結像するための左右一対の結像レンズ、３０はこ
の結像された物体像を拡大するための左右一対の接眼レ
ンズであり、これらは第二の接眼光学系を構成し、拡大
像は第二の観察者３１によって観察される。尚、第一反
射ミラー２３と結像レンズ２５の間、及び第二反射ミラ
ー２４と結像レンズ２９の間には、物体像を反転補正す
るためのプリズムが夫々配設されているが、図では省略
されている。

【００２０】又、３２は第一及び第二反射ミラー２３及
び２４，第一の接眼光学系及び第二の接眼光学系（上述
のプリズムを含む）を一体的に収容する光量比調整用ハ
ウジングであり、対物レンズ２１の光軸Ｏに対して直交
する面内Ｐ方向に摺動可能になっている。

【００２１】従って、第一及び第二の接眼光学系に分配
される光量の比は、一対のアフォーカル変倍系２２の一
対の射出瞳に夫々対応する２つ光学系の結像レンズ２
５，２９の各入射瞳の位置、即ち重複面積の比によって
決定される。又、光量比調整ハウジング３２を移動させ
れば、各結像レンズ２５，２９への光量の分配比を変化
させ得ることは第一実施例と同様である。

【００２２】上述のように、本実施例は、実体顕微鏡に
関して、二人の観察者２７，３１が同時に物体像を観察
できるようにしたものであり、観察者の一方がより明る
い像を観察したいという場合には、光量比調整ハウジン
グ３２を移動させることで、光源を交換しなくても光量
比を増減調整することができる。

【００２３】次に、図５及び図６は、本発明の第三実施
例を示すものであり、第二実施例と同様に実体顕微鏡に
関するものである。図５はその顕微鏡光学系の正面図、
図６は同じく平面図である。図中、３４は対物レンズ２
１と光軸Ｏが一致する一組のアフォーカル変倍系であ
る。又、３５はアフォーカル変倍系３４の後方で第一反
射ミラー２３に並設して配置された入射瞳を設定するた
めの結像レンズ、３６はこの結像レンズ３５の後方の結
像位置に配置された写真撮影装置であり、撮影光学系を
構成する。又、本実施例では、第一反射ミラー２３の光
束反射方向において、二つの同一光路上の結像レンズ２
５及び接眼レンズ２６は、夫々第一及び第二接眼光学系
３７，３８を構成する。第一及び第二接眼光学系３７，
３８は、夫々結像レンズ２５間及び接眼レンズ２６間の
距離を適宜調節できるように、光路と直交する方向に移
動可能に構成されている。

【００２４】尚、１つの結像レンズ２５と第一反射ミラ
ー２３との間及びもう１つの結像レンズ２５と第一反射
ミラー２３との間には、夫々像反転補正用のプリズムが
配置されているが、図では省略されている。又、第一反
射ミラー２３，第一及び第二接眼光学系３７，３８及び
撮影光学系（上述のプリズムを含む）は、光軸Ｏと直交
する面内をＰ方向に摺動可能な光量比調整ハウジング３
９に収容されていて、一体的に移動するようになってい
る。

【００２５】従って、接眼光学系と撮影光学系に分配さ
れる光量の比は、一組のアフォーカル変倍系３４の１つ
の射出瞳に対する、第一及び第二接眼光学系３７，３８
の結像レンズ２５，２５の各入射瞳と撮影光学系の結像
レンズ３５の入射瞳との重複面積の比によって決定され
る。又、光量比調整ハウジング３９を移動させれば、各
結像レンズ２５，２５と結像レンズ３５への光量の分配
比を変化させ得る。又、アフォーカル変倍系３４は１組
のレンズによって構成されているから、第一及び第二接
眼光学系３７，３８は、図６で破線で示すように任意に
その間隔を代えることができる。

【００２６】上述のように、本実施例は実体顕微鏡に関
するものであるが、第一実施例と同等の効果を得ること
ができる。又、観察者の左右の眼の間隔は個人差があ
り、そのため実体顕微鏡では左右一対の接眼レンズの間
隔を可変に構成する必要がある。通常、この一対の接眼
レンズの間隔調整機構には、複雑な光学系及び機構が必
要であるため、左右の観察像の中心が移動し易い欠点が
あるが、本実施例によれば、変倍系が１組のレンズによ
って構成されているから、左右一対の接眼レンズの間隔
を変更するにはアフォーカル変倍系３４上で、第一及び
第二接眼光学系３７，３８を平行移動させるだけでよ
い。従って、構成が簡単である上に両接眼光学系３７，
３８の間隔を変えても左右の観察像の中心が移動しにく
いため、いかなる観察者であっても良好な観察ができる
という利点がある。

【００２７】次に、図７及び図８は、本発明の第四実施
例を示すものであり、実体顕微鏡に関するものである。
図７はその顕微鏡光学系の正面図、図８は図７の光学系
の位置と９０°異なる方向から見た側面図である。図
中、４１は第一反射ミラー２３と並設された第二反射ミ
ラー２４で反射した光束を結像させる入射瞳を設定する
ための結像レンズ、４２は結像レンズ４１によって結像
された像を拡大する接眼レンズであり、これらは接眼光
学系４３を構成する。

【００２８】又、第一及び第二接眼光学系３７，３８に
おいて、４４はアフォーカル変倍系３４を通過する光束
（図ではその光軸Ｏ₁が示されている）を光軸Ｏに直交
する方向に折り曲げる可動反射ミラー、４５はこのミラ
ー４４で反射された光束を第一反射ミラー２３方向へ折
り曲げる反射ミラーであり、この光束は更に第一反射ミ
ラー２３で反射されて第一接眼光学系３７の結像レンズ
２５へ向かうようになっている。又、４６はアフォーカ
ル変倍系３４を通過する光束（図ではその光軸Ｏ₂が示
されている）を光軸Ｏに直交する方向に折り曲げる可動
反射ミラー、４７はこのミラー４６で反射された光束を
第一反射ミラー２３方向へ折り曲げる反射ミラーであ
り、この光束は更に第一反射ミラー２３で反射されて第
二接眼光学系３８の結像レンズ２５へ向かうようになっ
ている。しかも、二つの可動反射ミラー４４，４６は、
図示しない駆動機構により夫々折り曲げた光路方向即ち
Ｐ₁，Ｐ₂方向へ移動可能になっている。

【００２９】又、第一接眼光学系３７の結像レンズ２５
と第一反射ミラー２３との間、第二接眼光学系３８の結
像レンズ２５と第一反射ミラー２３との間及び結像レン
ズ４１と第二反射ミラー２４との間には、夫々図示しな
い像反転補正用のプリズムが設けられている。又、第一
及び第二接眼光学系３７，３８、接眼光学系４３並びに
第一及び第二反射ミラー２３，２４（上述のプリズムを
含む）は、光軸Ｏ，Ｏ₁，Ｏ₂と直交する面内のＰ方向
に摺動可能な光量比調整ハウジング４９に収容されて、
一体に移動するようになっている。

【００３０】この構成によれば、二人の観察者２７，３
１のために、第一及び第二接眼光学系３７，３８と接眼
光学系４３とに分配される光量の比は、アフォーカル変
倍系３４の射出瞳に対する、第一及び第二接眼光学系３
７，３８の結像レンズ２５，２５の各入射瞳と接眼光学
系４３の結像レンズ４１の入射瞳との重複面積の比によ
って決定される。又、光量比調整ハウジング４９を移動
させれば、各結像レンズ２５，２５と結像レンズ４１へ
の光量の分配比を変化させることができる。又、アフォ
ーカル変倍系３４は１組のレンズで構成されているか
ら、第一及び第二接眼光学系３７，３８において、図８
で示すように、可動反射ミラー４４と４６を夫々矢印Ｐ
１，Ｐ２方向へ破線で示す位置に移動させれば、各可動
反射ミラー４４，４６へ入射する光束の光軸Ｏ₁，Ｏ₂
も破線図示のように変わるため、物体ｍの観察角度をθ
１からθ２へ変更することができる。

【００３１】上述のように本実施例によれば、物体ｍの
観察角度を無段階に変更できるから、物体ｍを立体的に
観察する度合い（立体感）を適宜変更できる。このこと
は、手術用顕微鏡等で観察しながら作業を行うことの多
い実体顕微鏡において、立体感を変化させることで作業
性を向上させることができるという、実用上重要な利点
となる。なぜなら、左右の眼に対応する一対の光軸
Ｏ₁，Ｏ₂のなす角度を大きくすれば、より立体感のあ
る像を観察しながら作業を行うことができ、又細く深い
穴の底のような部位について作業するときには、光軸Ｏ
₁，Ｏ₂のなす角度をより小さくすることで、穴の縁に
よるケラレの発生がなく、良好な全体像を観察すること
ができるからである。尚、このような構成は、第一及び
第二接眼光学系３７，３８の光学系だけでなく、他の一
方の観察者３１のための観察光学系にも、当然設けるこ
とができる。その場合、二人の観察者２７，３１が個々
に好みの立体的な像を得られることになる。

【００３２】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る光学顕微鏡
は、複数の結像光学系をアフォーカル変倍系の光軸と直
交する方向に移動可能にしたから、複数の結像光学系間
で物体像の光量を任意の比率で分割でき、しかもその分
割比は任意に変更することができる。そのため、必要に
応じて十分に明るい像の観察やブレのない写真撮影等が
できる。又、限られた光量を有効に利用することができ
るから、光源装置を大型化する必要もなく、顕微鏡自体
を大型化する必要もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例である顕微鏡光学系の要部
正面図である。

【図２】図１の光学系について、アフォーカル変倍系の
射出瞳と接眼光学系及び撮影光学系の各入射瞳の相対的
な位置関係を示す図である。

【図３】本発明の第二実施例である顕微鏡光学系の要部
正面図である。

【図４】図３の光学系の平面図である。

【図５】本発明の第三実施例である顕微鏡光学系の要部
正面図である。

【図６】図５の光学系の平面図である。

【図７】本発明の第四実施例である顕微鏡光学系の要部
正面図である。

【図８】図７の光学系を９０°異なる方向から見た側面
図である。

【図９】従来の顕微鏡光学系の要部構成図である。

【図１０】他の従来の顕微鏡光学系を透過状態で示す斜
視図である。

【符号の説明】

１３，２２，３４アフォーカル変
倍系１３ａ射出瞳１４プリズム１５，１７，２５，２９，３５，４１結像レンズ１５ａ，１７ａ入射瞳１８写真撮影装置１９，３２，３９，４９光量比調整ハウ
ジング２３第一反射ミラー２４第二反射ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村信一東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者絹川正彦東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者浜田雅巳東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者徳永繁男東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者榛澤豊治東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献実開昭62−158413（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 21/00 G02B 21/06 - 21/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アフォーカル変倍系を通過した光束が複数
の結像光学系に分配されるようにした光学顕微鏡におい
て、前記アフォーカル変倍系の光軸と直交する方向に前
記複数の結像光学系を移動可能にして、該複数の結像光
学系への光量の分配比を変化させ得るようにしたことを
特徴とする光学顕微鏡。