JP3584300B2

JP3584300B2 - Macro observation microscope

Info

Publication number: JP3584300B2
Application number: JP03716796A
Authority: JP
Inventors: 由美子大内
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JPH09211334A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は顕微鏡に関し、特にマクロ観察可能な顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の顕微鏡の構成を概略的に示す図である。
図５の顕微鏡では、光源１からの照明光は、コレクタレンズ２、視野絞り３、反射鏡４、フィールドレンズ５、開口絞り６、およびコンデンサーレンズ７を介して、ステージ８上に載置された標本９をケーラー照明する。標本９からの光は、第１対物レンズ１０および第２対物レンズ１１を介して、標本９の観察像１２を形成する。観察像１２は、接眼レンズ１３を介して肉眼により拡大観察される。
【０００３】
図５の顕微鏡は、図中破線で示すように、標本２０をマクロ観察（極低倍で標本を観察）するためのマクロ装置を備えている。マクロ観察用標本２０からの光は、マクロ用対物レンズ２１および反射鏡２２を介して、標本２０の一次像２３を形成する。一次像２３からの光は、リレーレンズ２４、光路に対して挿脱自在な反射鏡２５、および第２対物レンズ１１を介して、標本２０の観察像１２を形成する。観察像１２は、接眼レンズ１３を介して肉眼により拡大観察される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の顕微鏡では、マクロ観察も可能に構成されている。しかしながら、従来の顕微鏡のマクロ装置は、マクロ観察用標本の像を形成する結像系のみによって構成され、マクロ観察用標本を照明する照明系を備えていない。したがって、マクロ観察時には、部屋の蛍光灯や電気スタンドなどで標本を照らし、その反射光を利用してマクロ観察用標本の像すなわちマクロ像を形成している。その結果、反射率の低い標本に対して、良好なマクロ像を形成することができない。また、反射率の高い標本に対しても、照野の変更や明るさの調節などができないため、良好なマクロ像を得ることができない。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、標本の反射率に依存することなく、良好なマクロ像を得ることのできる顕微鏡を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明においては、照明光を標本に照射するための照明系と、前記標本からの光に基づいて前記標本の像を形成するための結像系とを備えた顕微鏡において、
前記照明光を前記照明系の光路から抽出する光抽出手段と、
前記光抽出手段を介して前記照明系の光路から抽出された照明光をマクロ観察用標本に照射するためのマクロ照明系と、
前記マクロ照明系によって照射された前記マクロ観察用標本からの光を集光するためのマクロ結像系と、
前記マクロ結像系を介した前記マクロ観察用標本からの光を前記結像系の光路へ導くための光挿入手段とを備え、
前記マクロ結像系は、前記結像系により形成される像位置に前記マクロ観察用標本の像を形成することを特徴とするマクロ観察可能な顕微鏡を提供する。
【０００７】
本発明の好ましい態様によれば、前記照明系は前記標本を透過照明し、前記マクロ照明系は前記マクロ観察用標本を透過照明し、前記光抽出手段は、前記照明光の光路に対して挿脱自在な偏向手段であり、前記光挿入手段は、前記結像系の光路に対して挿脱自在な偏向手段である。
また、前記照明系は、照明系は、前記照明光に収れん作用を付与して、該収れん光を前記標本へ導くためのコンデンサーレンズを有し、
前記結像系は、前記標本からの光をほぼ平行光束に変換する対物レンズと、前記平行光束を集光して前記標本の像を形成する結像レンズとを有し、前記マクロ照明系は、前記光抽出手段を介した前記照明光に収れん作用を付与して、該収れん光を前記マクロ観察用標本へ導くためのマクロ用コンデンサーレンズを有し、前記マクロ結像系は、前記マクロ観察用標本からの光をほぼ平行光束に変換するマクロ用対物レンズを有し、前記光挿入手段は、前記対物レンズと前記結像レンズとの間の光路中に配置されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上述のように、本発明では、顕微鏡本体の照明系の光路から抽出された照明光をマクロ観察用標本に照射する。そして、マクロ観察用標本からの光をマクロ結像系を介して顕微鏡本体の結像系の光路に戻すことによって、顕微鏡本体の結像系により形成される像位置にマクロ観察用標本の像を形成する。
【０００９】
すなわち、本発明では、照明系の光路や結像系の光路に対して挿脱自在な偏向手段などを介在させることによって、顕微鏡本体の対物レンズの光軸から間隔を隔ててバイパス光路を構成している。したがって、このバイパス光路中に、マクロ観察すべき標本、極低倍用（マクロ用）コンデンサーレンズ、開口絞りなどを適宜配置することによって、マクロ観察用標本に対しても適正な照明を行うことができる。その結果、マクロ観察用標本の反射率に依存することなく、良好なマクロ像を得ることが可能となる。
【００１０】
なお、本発明では、マクロ観察用標本からの光を顕微鏡本体の結像系の光路に戻し、顕微鏡本体の結像系の像面位置にマクロ像を形成する。したがって、通常の顕微鏡装置をそのまま利用して、接眼レンズを介してマクロ像を観察したり、カメラを介してマクロ像を写真撮影したり、テレビカメラを介してマクロ像を撮像したりすることができる。
【００１１】
また、本発明では、標本を支持するためのステージ手段とマクロ観察用標本を支持するためのマクロステージ手段とを一体的に構成するのが好ましい。この場合、ステージ手段の支持面とマクロステージ手段の支持面とをほぼ同じ高さに形成するのが、さらに好ましい。こうして、マクロ装置における所定の操作に加えて、標本を水平方向にスライドさせるだけで、標本を極低倍で随時観察することができる。
【００１２】
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施例にかかる顕微鏡の構成を概略的に示す図である。図１の顕微鏡本体は、照明光を供給するための光源１を備えている。光源１からの照明光は、コレクタレンズ２で集光された後、視野絞り３を介して、反射鏡４に入射する。反射鏡４で折り曲げられた照明光は、フィールドレンズ５、開口絞り６およびコンデンサーレンズ７を介して、ステージ８上に載置された標本９をケーラー照明する。
【００１３】
照明光に対する標本９からの透過光は、対物レンズである第１対物レンズ１０を介して平行光になった後、結像レンズである第２対物レンズ１１に入射する。第２対物レンズ１１を介した光は、プリズムＰにより複数回反射された後、接眼レンズ１３の前側焦点位置近傍に標本９の観察像１２を形成する。観察像１２は、接眼レンズ１３を介して肉眼により拡大観察される。なお、ここで言う平行光とは、完全な平行光のみならず、若干収れんまたは発散した光も含む概念である。
このように、光源１、コレクタレンズ２、視野絞り３、反射鏡４、フィールドレンズ５、開口絞り６およびコンデンサーレンズ７は、標本９を透過照明するための透過照明系を構成している。また、第１対物レンズ１０、第２対物レンズ１１およびプリズムＰは、標本９の像を形成するための結像系を構成している。
【００１４】
図１の顕微鏡本体には、図中破線で示すように、マクロステージ８’上に載置された標本９’をマクロ観察するためのマクロ装置Ｍが付設されている。マクロ装置Ｍは、顕微鏡本体のフィールドレンズ５と開口絞り６との間の光路に対して挿脱自在な反射鏡１４を備えている。したがって、反射鏡１４が光路に挿入された状態では、フィールドレンズ５を介した光源１からの照明光は、反射鏡１４で図中水平方向に折り曲げられた後、マクロ開口絞り６’に入射する。マクロ開口絞り６’を介した照明光は、反射鏡１５で図中上方に反射された後、極低倍用（マクロ用）コンデンサーレンズ７’を介して、マクロステージ８’上に載置されたマクロ観察用標本９’をケーラー照明する。
【００１５】
標本９’からの透過光は、マクロ用対物レンズである極低倍用第１対物レンズ１０’を介して平行光に変換された後、反射鏡１６で図中水平方向に折り曲げられる。反射鏡１６を介した標本９’からの光は、顕微鏡本体の第１対物レンズ１０と第２対物レンズ１１との間の光路に対して挿脱自在な反射鏡１７に入射する。反射鏡１７で図中上方に導かれた光は、第２対物レンズ１１を介した後、プリズムＰにより複数回反射され、接眼レンズ１３の前側焦点位置近傍に標本９’の観察マクロ像１２を形成する。観察マクロ像１２は、接眼レンズ１３を介して肉眼により拡大観察される。
【００１６】
このように、光源１、コレクタレンズ２、視野絞り３、反射鏡４、フィールドレンズ５、反射鏡１４、マクロ開口絞り６’、反射鏡１５および極低倍用コンデンサーレンズ７’は、マクロ観察用の標本９’を透過照明するためのマクロ透過照明系を構成している。
また、極低倍用第１対物レンズ１０’は、マクロ観察用の標本９’からの光を集光するマクロ結像系を構成している。
【００１７】
なお、マクロ装置のマクロステージ８’は顕微鏡本体のステージ８と一体的に構成され、ステージ８の支持面とマクロステージ８’の支持面とがほぼ同じ高さに形成されている。したがって、マクロ観察時には、顕微鏡本体のステージ８上に載置された標本を水平方向にスライドさせるだけで、マクロステージ８’上の所定位置に標本を位置決めすることができる。また、マクロ観察時には、マクロ装置における操作として、反射鏡１４および１７を顕微鏡本体の光路中に挿入する。こうして、マクロステージ上の標本をマクロ透過照明系で適正に透過照明することにより、標本の反射率に依存することなく良好なマクロ像を形成することができる。
【００１８】
図２は、本発明の第２実施例にかかる顕微鏡の構成を概略的に示す図である。第２実施例の顕微鏡は、第１実施例と類似の構成を有するが、反射照明系が付設されている点だけが第１実施例と相違する。したがって、図２において、第１実施例の構成要素と同様の機能を有する要素には図１と同じ参照符号を付している。以下、第１実施例との相違点に着目しながら、第２実施例を説明する。
【００１９】
図２の反射照明系は、反射照明光を供給するための光源２１を備えている。光源２１からの照明光は、コレクタレンズ２２、リレーレンズ系（２３ａ〜２３ｃ）、開口絞り２４および視野絞り２５を介して、顕微鏡本体の第１対物レンズ１０と第２対物レンズ１１との間の光路中に配置されたハーフミラー２６に入射する。
ハーフミラー２６で図中下方に折り曲げられた照明光は、第１対物レンズ１０を介して、顕微鏡本体のステージ８上に載置された標本９をケーラー照明する。
【００２０】
照明光に対する標本９からの反射光は、第１対物レンズ１０、ハーフミラー２６および第２対物レンズ１１を介した後、プリズムＰにより複数回反射され、接眼レンズ１３の前側焦点位置近傍に標本９の観察像１２を形成する。観察像１２は、接眼レンズ１３を介して肉眼により拡大観察される。
このように、光源２１、コレクタレンズ２２、リレーレンズ系（２３ａ〜２３ｃ）、開口絞り２４、視野絞り２５、ハーフミラー２６、第１対物レンズ１０は、標本９を反射照明するための反射照明系を構成している。
【００２１】
一方、マクロ観察時には、ハーフミラー２６で図中下方に折り曲げられた照明光は、第１対物レンズ１０とハーフミラー２６との間の光路中に挿入された反射鏡１７に入射する。反射鏡１７で図中水平方向に折り曲げられた照明光は、反射鏡１６および極低倍用第１対物レンズ１０’を介して、マクロステージ８’上に載置されたマクロ観察用標本９’をケーラー照明する。
【００２２】
照明光に対する標本９’からの反射光は、極低倍用第１対物レンズ１０’、反射鏡１６、反射鏡１７、ハーフミラー２６、第２対物レンズ１１およびプリズムＰを介して、標本９’の観察マクロ像１２を形成する。観察マクロ像１２は、接眼レンズ１３を介して肉眼により拡大観察される。
このように、光源２１、コレクタレンズ２２、リレーレンズ系（２３ａ〜２３ｃ）、開口絞り２４、視野絞り２５、ハーフミラー２６、反射鏡１７、反射鏡１６、極低倍用第１対物レンズ１０’は、マクロ観察用の標本９’を反射照明するためのマクロ反射照明系を構成している。
【００２３】
第２実施例において、マクロ観察時には、顕微鏡本体のステージ８上に載置された標本をマクロステージ８’上にスライドさせるとともに、反射鏡１７を顕微鏡本体の光路中に挿入する。こうして、マクロステージ上の標本をマクロ反射照明系で適正に反射照明することによって、標本の反射率に依存することなく良好なマクロ像を形成することができる。
【００２４】
図３は、本発明の第３実施例にかかる顕微鏡の構成を概略的に示す図である。第３実施例の顕微鏡は、第１実施例と類似の構成を有する。しかしながら、第１実施例ではマクロ装置が顕微鏡本体の光路に対して挿脱自在な反射鏡１４を備えているのに対し、第３実施例では顕微鏡本体の反射鏡４を光路に対して挿脱自在に構成している点が基本的に相違する。したがって、図３において、第１実施例の構成要素と同様の機能を有する要素には図１と同じ参照符号を付している。以下、第１実施例との相違点に着目しながら、第３実施例を説明する。
【００２５】
図３のマクロ装置Ｍは、顕微鏡本体の光路に対して挿脱自在な反射鏡４の後側に配置されたマクロ用フィールドレンズ５’を備えている。したがって、反射鏡４が光路から取り外されたマクロ観察状態では、コレクタレンズ２および視野絞り３を介した光源１からの照明光は、マクロ用フィールドレンズ５’に入射する。マクロ用フィールドレンズ５’を通過した照明光は、反射鏡１５、マクロ開口絞り６’および極低倍用コンデンサーレンズ７’を介して、マクロステージ８’上に載置されたマクロ観察用標本９’をケーラー照明する。
【００２６】
標本９’からの透過光は、極低倍用第１対物レンズ１０’を介して平行光に変換された後、反射鏡１６で図中水平方向に折り曲げられる。反射鏡１６を介した標本９’からの光は、アフォーカルズームレンズ系１８を介した後、顕微鏡本体の第１対物レンズ１０と第２対物レンズ１１との間の光路に対して挿脱自在な反射鏡１７に入射する。反射鏡１７で図中上方に導かれた光は、第２対物レンズ１１およびプリズムＰを介して、観察マクロ像１２を形成する。観察マクロ像１２は、接眼レンズ１３を介して肉眼により拡大観察される。
【００２７】
このように、光源１、コレクタレンズ２、視野絞り３、マクロ用フィールドレンズ５’、反射鏡１５、マクロ開口絞り６’および極低倍用コンデンサーレンズ７’は、マクロ観察用の標本９’を透過照明するためのマクロ透過照明系を構成している。
また、極低倍用第１対物レンズ１０’は、マクロ観察用の標本９’からの光を集光するマクロ結像系を構成している。
【００２８】
第３実施例において、マクロ観察時には、顕微鏡本体のステージ８上に載置された標本をマクロステージ８’上にスライドさせ、顕微鏡本体の反射鏡４を光路から取り外し、マクロ装置の反射鏡１７を光路中に挿入する。こうして、マクロステージ上の標本をマクロ透過照明系で適正に透過照明することによって、標本の反射率に依存することなく良好なマクロ像を形成することができる。
【００２９】
なお、第３実施例では、アフォーカルズームレンズ系１８の作用により、観察マクロ像の倍率を随時変化させることができる。また、第３実施例のマクロ装置では、極低倍用コンデンサーレンズ７’に加えてマクロ用フィールドレンズ５’を備えているので、マクロ用フィールドレンズ５’も極低倍用に設計することによって設計の自由度が増す。
【００３０】
図４は、本発明の第４実施例にかかる顕微鏡の構成を概略的に示す図である。第４実施例の顕微鏡は、第３実施例と類似の構成を有するが、反射照明系が付設されている点だけが第３実施例と相違する。したがって、図４において、第３実施例の構成要素と同様の機能を有する要素には図３と同じ参照符号を付している。以下、第３実施例との相違点に着目しながら、第４実施例を説明する。
【００３１】
図４の反射照明系は、反射照明光を供給するための光源２１を備えている。光源２１からの照明光は、コレクタレンズ２２、リレーレンズ系（２３ａ〜２３ｃ）、開口絞り２４および視野絞り２５を介して、顕微鏡本体の第１対物レンズ１０と第２対物レンズ１１との間の光路中に配置されたハーフミラー２６に入射する。
ハーフミラー２６で反射された照明光は、第１対物レンズ１０を介して、顕微鏡本体のステージ８上に載置された標本９をケーラー照明する。なお、通常観察時には、ハーフミラー２６とアフォーカルズームレンズ系１８との光路中にシャッター手段として遮光板４２を挿入し、ハーフミラー２６の透過光が迷光となるのを未然に防止する。
【００３２】
照明光に対する標本９からの反射光は、第１対物レンズ１０、ハーフミラー２６、第２対物レンズ１１およびプリズムＰを介して、標本９の観察像１２を形成する。観察像１２は、接眼レンズ１３を介して肉眼により拡大観察される。
このように、光源２１、コレクタレンズ２２、リレーレンズ系（２３ａ〜２３ｃ）、開口絞り２４、視野絞り２５、ハーフミラー２６、第１対物レンズ１０は、標本９を反射照明するための反射照明系を構成している。
【００３３】
一方、マクロ観察時には、ハーフミラー２６を透過した照明光は、アフォーカルズームレンズ系１８、反射鏡１６および極低倍用第１対物レンズ１０’を介して、マクロステージ８’上に載置されたマクロ観察用標本９’をケーラー照明する。なお、マクロ観察時には、ハーフミラー２６と第１対物レンズ１０との光路中にシャッター手段として遮光板４１を挿入し、ハーフミラー２６での反射光が迷光となるのを未然に防止する。
【００３４】
照明光に対する標本９’からの反射光は、極低倍用第１対物レンズ１０’、反射鏡１６、アフォーカルズームレンズ系１８、ハーフミラー２６、第２対物レンズ１１およびプリズムＰを介して、標本９’の観察マクロ像１２を形成する。観察マクロ像１２は、接眼レンズ１３を介して肉眼により拡大観察される。
このように、光源２１、コレクタレンズ２２、リレーレンズ系（２３ａ〜２３ｃ）、開口絞り２４、視野絞り２５、ハーフミラー２６、アフォーカルズームレンズ系１８、反射鏡１６、極低倍用第１対物レンズ１０’は、マクロ観察用の標本９’を反射照明するためのマクロ反射照明系を構成している。
【００３５】
第４実施例において、マクロ観察時には、顕微鏡本体のステージ８上に載置された標本をマクロステージ８’上にスライドさせ、ハーフミラー２６と第１対物レンズ１０との光路中に遮光板４１を挿入する。こうして、マクロステージ上の標本をマクロ反射照明系で適正に反射照明しながら、標本の反射率に依存することなく良好なマクロ像を形成することができる。
【００３６】
なお、上述の各実施例では、マクロ装置を観察者から見て手前側に配置している。しかしながら、操作性を考慮して、マクロ装置を観察者から見て右側（図中紙面の向こう側）または左側（図中紙面の手前側）に配置してもよい。この場合、第３実施例および第４実施例では、反射鏡４を光路に対して挿脱駆動するのではなく、反射鏡４の反射面と入射光線の中心軸線との交点を通る所定の軸線を中心として反射鏡４を回転駆動することになる。
【００３７】
また、上述の各実施例では、マクロ装置のマクロステージと顕微鏡本体のステージとを一体的に構成している。しかしながら、マクロ装置のマクロステージと顕微鏡本体のステージとを別体に構成することもできる。
さらに、上述の各実施例では、標本像を接眼レンズを介して観察しているが、たとえばカメラにより写真撮影したり、テレビカメラにより撮像したりすることもできる。
【００３８】
さらに、上述の各実施例では、第１対物レンズ１０と第２対物レンズ１１とで顕微鏡本体の結像系を構成し、第１対物レンズ１０を無限系としている。しかしながら、第２対物レンズ１１を省略し、第１対物レンズ１０を有限系として標本９の像１２を形成するように構成してもよい。この場合、マクロ用対物レンズである極低倍用第１対物レンズ１０’も有限系とし、標本９の像１２の形成位置にマクロ観察用標本９’の像を形成すればよい。
【００３９】
【効果】
以上説明したように、本発明の顕微鏡によれば、バイパス光路を介してマクロ観察用標本に対しても適正な照明を行うことができるので、マクロ観察用標本の反射率に依存することなく良好なマクロ像を形成することが可能となる。
また、本発明のようにバイパス光路を利用することにより、極低倍用コンデンサーレンズや極低倍用第１対物レンズの焦点距離を大きく確保することが可能になる。その結果、光学設計が容易になり、レンズ枚数の少ない低コストのマクロ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる顕微鏡の構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の第２実施例にかかる顕微鏡の構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の第３実施例にかかる顕微鏡の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の第４実施例にかかる顕微鏡の構成を概略的に示す図である。
【図５】従来の顕微鏡の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１光源
２コレクタレンズ
３視野絞り
４反射鏡
５フィールドレンズ
６開口絞り６
７コンデンサーレンズ
８ステージ
９標本
１０第１対物レンズ
１１第２対物レンズ
Ｐプリズム
１３接眼レンズ
Ｍマクロ装置
１４〜１７反射鏡
６’ マクロ開口絞り
７’ 極低倍用コンデンサーレンズ
８’ マクロステージ
９’ マクロ観察用標本
１０’ 極低倍用第１対物レンズ
１８アフォーカスズームレンズ系[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a microscope, and more particularly to a microscope capable of macro observation.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional microscope.
In the microscope of FIG. 5, the illumination light from the light source 1 is placed on the stage 8 via the collector lens 2, the field stop 3, the reflecting mirror 4, the field lens 5, the aperture stop 6, and the condenser lens 7. The specimen 9 is Koehler-illuminated. Light from the specimen 9 forms an observation image 12 of the specimen 9 via the first objective lens 10 and the second objective lens 11. The observation image 12 is magnified and observed by the naked eye via the eyepiece 13.
[0003]
The microscope in FIG. 5 includes a macro device for macro-observing the sample 20 (observing the sample at an extremely low magnification) as indicated by a broken line in the figure. The light from the macro observation sample 20 forms a primary image 23 of the sample 20 via the macro objective lens 21 and the reflecting mirror 22. The light from the primary image 23 forms an observation image 12 of the sample 20 via the relay lens 24, the reflecting mirror 25 that can be inserted into and removed from the optical path, and the second objective lens 11. The observation image 12 is magnified and observed by the naked eye via the eyepiece 13.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional microscope described above, macro observation is also possible. However, the conventional microscope macro apparatus is configured only by an imaging system that forms an image of a macro observation specimen, and does not include an illumination system that illuminates the macro observation specimen. Therefore, at the time of macro observation, the specimen is illuminated by a fluorescent lamp or a desk lamp in the room, and an image of the macro observation specimen, that is, a macro image is formed using the reflected light. As a result, a good macro image cannot be formed on a sample having a low reflectance. Further, even for a sample having a high reflectance, it is not possible to change the illuminated field or adjust the brightness, so that a good macro image cannot be obtained.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a microscope capable of obtaining a good macro image without depending on the reflectance of a specimen.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention includes an illumination system for irradiating a sample with illumination light, and an imaging system for forming an image of the sample based on light from the sample. In a microscope,
Light extraction means for extracting the illumination light from an optical path of the illumination system,
A macro illumination system for irradiating the macro observation sample with illumination light extracted from the optical path of the illumination system via the light extraction means,
A macro-imaging system for condensing light from the macro observation specimen irradiated by the macro illumination system,
Light insertion means for guiding light from the macro observation sample through the macro imaging system to the optical path of the imaging system,
The macro imaging system provides a microscope capable of macro observation, wherein an image of the sample for macro observation is formed at an image position formed by the imaging system.
[0007]
According to a preferred aspect of the present invention, the illumination system transmits and illuminates the sample, the macro illumination system transmits and illuminates the macro observation sample, and the light extracting unit inserts the illumination light into an optical path of the illumination light. The light insertion means is a detachable deflection means which can be inserted into and removed from the optical path of the imaging system.
Further, the illumination system has a condenser lens for imparting a converging action to the illumination light, and guiding the converged light to the sample,
The imaging system includes an objective lens that converts light from the sample into a substantially parallel light beam, and an imaging lens that collects the parallel light beam to form an image of the sample, and the macro illumination system includes: A macro condenser lens for imparting a convergence effect to the illumination light via the light extraction means and guiding the convergence light to the macro observation sample, wherein the macro imaging system comprises the macro observation system. A macro objective lens for converting light from the specimen into a substantially parallel light beam; and the light insertion means is disposed in an optical path between the objective lens and the imaging lens.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As described above, in the present invention, the illumination light extracted from the optical path of the illumination system of the microscope main body is irradiated to the macro observation sample. Then, by returning the light from the macro observation sample to the optical path of the imaging system of the microscope main body through the macro imaging system, the image of the macro observation sample is formed at the image position formed by the imaging system of the microscope main body. Form.
[0009]
That is, in the present invention, a bypass optical path is formed at an interval from the optical axis of the objective lens of the microscope main body by interposing a deflecting means that can be inserted into and removed from the optical path of the illumination system and the optical path of the imaging system. ing. Therefore, by appropriately arranging a sample to be macro-observed, a condenser lens for extremely low magnification (for macro), an aperture stop, and the like in the bypass optical path, it is possible to appropriately illuminate the sample for macro-observation. it can. As a result, a good macro image can be obtained without depending on the reflectance of the sample for macro observation.
[0010]
In the present invention, the light from the macro observation sample is returned to the optical path of the imaging system of the microscope main body, and a macro image is formed at the image plane position of the imaging system of the microscope main body. Therefore, it is possible to observe a macro image through an eyepiece, take a photograph of a macro image through a camera, or capture a macro image through a television camera, using a normal microscope apparatus as it is. it can.
[0011]
In the present invention, it is preferable that the stage means for supporting the specimen and the macro stage means for supporting the specimen for macro observation are integrally formed. In this case, it is more preferable that the supporting surface of the stage means and the supporting surface of the macro stage means are formed at substantially the same height. Thus, in addition to the predetermined operation in the macro device, the specimen can be observed at any time at an extremely low magnification by simply sliding the specimen in the horizontal direction.
[0012]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a microscope according to a first embodiment of the present invention. The microscope main body in FIG. 1 includes a light source 1 for supplying illumination light. The illumination light from the light source 1 is condensed by the collector lens 2 and then enters the reflecting mirror 4 via the field stop 3. The illumination light bent by the reflecting mirror 4 illuminates the specimen 9 placed on the stage 8 through Koehler illumination via the field lens 5, the aperture stop 6, and the condenser lens 7.
[0013]
The transmitted light from the sample 9 with respect to the illumination light becomes parallel light via a first objective lens 10 as an objective lens, and then enters a second objective lens 11 as an imaging lens. The light that has passed through the second objective lens 11 is reflected a plurality of times by the prism P, and then forms an observation image 12 of the sample 9 near the front focal position of the eyepiece 13. The observation image 12 is magnified and observed by the naked eye via the eyepiece 13. Here, the term “parallel light” is a concept including not only perfectly parallel light but also light that has slightly converged or diverged.
As described above, the light source 1, the collector lens 2, the field stop 3, the reflecting mirror 4, the field lens 5, the aperture stop 6, and the condenser lens 7 constitute a transmission illumination system for transmitting and illuminating the sample 9. Further, the first objective lens 10, the second objective lens 11, and the prism P constitute an imaging system for forming an image of the specimen 9.
[0014]
As shown by a broken line in the figure, the microscope body of FIG. 1 is provided with a macro device M for macro-observing a specimen 9 ′ mounted on a macro stage 8 ′. The macro apparatus M includes a reflecting mirror 14 that can be inserted into and removed from the optical path between the field lens 5 and the aperture stop 6 of the microscope main body. Therefore, when the reflecting mirror 14 is inserted into the optical path, the illumination light from the light source 1 via the field lens 5 is bent in the horizontal direction in the drawing by the reflecting mirror 14, and then enters the macro aperture stop 6 '. . Illumination light having passed through the macro aperture stop 6 'is reflected upward by a reflecting mirror 15 in the drawing, and then placed on a macro stage 8' via a very low magnification (macro) condenser lens 7 '. The sample 9 'for macro observation is illuminated with Koehler.
[0015]
The transmitted light from the sample 9 ′ is converted into parallel light via a very low magnification first objective lens 10 ′, which is a macro objective lens, and is then bent by a reflecting mirror 16 in the horizontal direction in the figure. The light from the sample 9 ′ via the reflecting mirror 16 is incident on a reflecting mirror 17 that can be inserted into and removed from the optical path between the first objective lens 10 and the second objective lens 11 of the microscope main body. The light guided upward in the figure by the reflecting mirror 17 is reflected a plurality of times by the prism P after passing through the second objective lens 11, and the observation macro image 12 of the sample 9 ′ is located near the front focal position of the eyepiece 13. Form. The observation macro image 12 is magnified and observed by the naked eye via the eyepiece 13.
[0016]
As described above, the light source 1, the collector lens 2, the field stop 3, the reflecting mirror 4, the field lens 5, the reflecting mirror 14, the macro aperture stop 6 ', the reflecting mirror 15, and the ultra-low magnification condenser lens 7' are used for macro observation. A macro transmission illumination system for transmitting illumination of the sample 9 ′.
Further, the first objective lens 10 ′ for extremely low magnification constitutes a macro imaging system for condensing light from the sample 9 ′ for macro observation.
[0017]
The macro stage 8 'of the macro apparatus is integrally formed with the stage 8 of the microscope main body, and the support surface of the stage 8 and the support surface of the macro stage 8' are formed at substantially the same height. Therefore, at the time of macro observation, the specimen can be positioned at a predetermined position on the macro stage 8 'simply by sliding the specimen placed on the stage 8 of the microscope main body in the horizontal direction. At the time of macro observation, as an operation in the macro apparatus, the reflecting mirrors 14 and 17 are inserted into the optical path of the microscope body. Thus, by appropriately transmitting and illuminating the sample on the macro stage with the macro transmission illumination system, a good macro image can be formed without depending on the reflectance of the sample.
[0018]
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a microscope according to a second embodiment of the present invention. The microscope of the second embodiment has a configuration similar to that of the first embodiment, but differs from the first embodiment only in that a reflection illumination system is additionally provided. Therefore, in FIG. 2, elements having the same functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in FIG. Hereinafter, the second embodiment will be described while focusing on the differences from the first embodiment.
[0019]
2 includes a light source 21 for supplying reflected illumination light. Illumination light from the light source 21 passes between the first objective lens 10 and the second objective lens 11 of the microscope main body via the collector lens 22, relay lens systems (23a to 23c), aperture stop 24, and field stop 25. The light enters the half mirror 26 disposed in the optical path.
The illumination light bent downward in the drawing by the half mirror 26 illuminates the specimen 9 placed on the stage 8 of the microscope main body via the first objective lens 10 in Koehler illumination.
[0020]
The reflected light from the sample 9 with respect to the illumination light passes through the first objective lens 10, the half mirror 26 and the second objective lens 11, is reflected a plurality of times by the prism P, and is located near the front focal position of the eyepiece 13. Is formed. The observation image 12 is magnified and observed by the naked eye via the eyepiece 13.
As described above, the light source 21, the collector lens 22, the relay lens system (23 a to 23 c), the aperture stop 24, the field stop 25, the half mirror 26, and the first objective lens 10 are a reflection illumination system for reflecting and illuminating the sample 9. Is composed.
[0021]
On the other hand, at the time of macro observation, the illumination light bent downward in the figure by the half mirror 26 enters the reflecting mirror 17 inserted in the optical path between the first objective lens 10 and the half mirror 26. Illumination light bent in the horizontal direction in the figure by the reflecting mirror 17 passes through the reflecting mirror 16 and the first objective lens 10 ′ for ultra low magnification, and the macro observation sample 9 ′ mounted on the macro stage 8 ′. The Koehler lighting.
[0022]
The reflected light from the sample 9 ′ with respect to the illumination light passes through the first objective lens 10 ′ for ultra-low magnification, the reflecting mirror 16, the reflecting mirror 17, the half mirror 26, the second objective lens 11, and the prism P, and the sample 9 ′. Is formed. The observation macro image 12 is magnified and observed by the naked eye via the eyepiece 13.
As described above, the light source 21, the collector lens 22, the relay lens system (23a to 23c), the aperture stop 24, the field stop 25, the half mirror 26, the reflecting mirror 17, the reflecting mirror 16, and the first objective lens 10 'for extremely low magnification. Constitutes a macro-reflection illumination system for illuminating the sample 9 'for macro observation with reflection.
[0023]
In the second embodiment, at the time of macro observation, the specimen mounted on the stage 8 of the microscope main body is slid on the macro stage 8 ', and the reflecting mirror 17 is inserted into the optical path of the microscope main body. Thus, by appropriately reflecting and illuminating the sample on the macro stage with the macro reflection illumination system, a good macro image can be formed without depending on the reflectance of the sample.
[0024]
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a microscope according to a third embodiment of the present invention. The microscope of the third embodiment has a configuration similar to that of the first embodiment. However, in the first embodiment, the macro apparatus includes the reflecting mirror 14 which can be inserted into and removed from the optical path of the microscope main body, whereas in the third embodiment, the reflecting mirror 4 of the microscope main body is inserted into and removed from the optical path. The difference is that it is freely configured. Therefore, in FIG. 3, elements having the same functions as those of the components of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in FIG. Hereinafter, the third embodiment will be described while focusing on the differences from the first embodiment.
[0025]
The macro apparatus M shown in FIG. 3 includes a macro field lens 5 ′ disposed on the rear side of the reflecting mirror 4 that can be inserted into and removed from the optical path of the microscope main body. Therefore, in the macro observation state in which the reflecting mirror 4 is removed from the optical path, the illumination light from the light source 1 through the collector lens 2 and the field stop 3 enters the macro field lens 5 '. The illumination light that has passed through the macro field lens 5 ′ passes through the reflecting mirror 15, the macro aperture stop 6 ′, and the ultra-low magnification condenser lens 7 ′, and the macro observation sample 9 placed on the macro stage 8 ′. 'Kehler lighting.
[0026]
The transmitted light from the sample 9 ′ is converted into parallel light via the very low magnification first objective lens 10 ′, and is then bent by the reflecting mirror 16 in the horizontal direction in the figure. The light from the sample 9 ′ via the reflecting mirror 16 passes through the afocal zoom lens system 18 and is freely inserted into and removed from the optical path between the first objective lens 10 and the second objective lens 11 of the microscope main body. Incident on the reflective mirror 17. The light guided upward in the figure by the reflecting mirror 17 forms the observation macro image 12 via the second objective lens 11 and the prism P. The observation macro image 12 is magnified and observed by the naked eye via the eyepiece 13.
[0027]
As described above, the light source 1, the collector lens 2, the field stop 3, the macro field lens 5 ', the reflecting mirror 15, the macro aperture stop 6', and the ultra-low magnification condenser lens 7 'convert the sample 9' for macro observation. A macro transmission illumination system for transmission illumination is configured.
Further, the first objective lens 10 ′ for extremely low magnification constitutes a macro imaging system for condensing light from the sample 9 ′ for macro observation.
[0028]
In the third embodiment, at the time of macro observation, the specimen placed on the stage 8 of the microscope main body is slid on the macro stage 8 ', the reflecting mirror 4 of the microscope main body is removed from the optical path, and the reflecting mirror 17 of the macro apparatus is moved. Insert into the optical path. Thus, by appropriately transmitting and illuminating the sample on the macro stage with the macro transmission illumination system, a good macro image can be formed without depending on the reflectance of the sample.
[0029]
In the third embodiment, the magnification of the observed macro image can be changed at any time by the operation of the afocal zoom lens system 18. Also, the macro device of the third embodiment has a macro field lens 5 'in addition to the ultra low magnification condenser lens 7', so that the macro field lens 5 'is designed for ultra low magnification. Design flexibility is increased.
[0030]
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a microscope according to a fourth embodiment of the present invention. The microscope of the fourth embodiment has a configuration similar to that of the third embodiment, but differs from the third embodiment only in that a reflection illumination system is additionally provided. Accordingly, in FIG. 4, elements having the same functions as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals as in FIG. Hereinafter, the fourth embodiment will be described while focusing on the differences from the third embodiment.
[0031]
4 includes a light source 21 for supplying reflected illumination light. Illumination light from the light source 21 passes between the first objective lens 10 and the second objective lens 11 of the microscope main body via the collector lens 22, relay lens systems (23a to 23c), aperture stop 24, and field stop 25. The light enters the half mirror 26 disposed in the optical path.
The illumination light reflected by the half mirror 26 illuminates the specimen 9 mounted on the stage 8 of the microscope main body via the first objective lens 10 with Koehler illumination. At the time of normal observation, a light shielding plate 42 is inserted as a shutter means in the optical path between the half mirror 26 and the afocal zoom lens system 18 to prevent light transmitted through the half mirror 26 from becoming stray light.
[0032]
The reflected light from the specimen 9 with respect to the illumination light forms an observation image 12 of the specimen 9 via the first objective lens 10, the half mirror 26, the second objective lens 11, and the prism P. The observation image 12 is magnified and observed by the naked eye via the eyepiece 13.
As described above, the light source 21, the collector lens 22, the relay lens system (23 a to 23 c), the aperture stop 24, the field stop 25, the half mirror 26, and the first objective lens 10 are a reflection illumination system for reflecting and illuminating the sample 9. Is composed.
[0033]
On the other hand, during macro observation, the illumination light transmitted through the half mirror 26 is placed on the macro stage 8 'via the afocal zoom lens system 18, the reflecting mirror 16, and the first objective lens 10' for extremely low magnification. The sample 9 'for macro observation is illuminated with Koehler. At the time of macro observation, a light shielding plate 41 is inserted as a shutter means in the optical path between the half mirror 26 and the first objective lens 10 to prevent the reflected light from the half mirror 26 from becoming stray light.
[0034]
The reflected light from the sample 9 ′ with respect to the illumination light passes through the first objective lens 10 ′ for extremely low magnification, the reflecting mirror 16, the afocal zoom lens system 18, the half mirror 26, the second objective lens 11, and the prism P, An observation macro image 12 of the specimen 9 'is formed. The observation macro image 12 is magnified and observed by the naked eye via the eyepiece 13.
Thus, the light source 21, the collector lens 22, the relay lens system (23a to 23c), the aperture stop 24, the field stop 25, the half mirror 26, the afocal zoom lens system 18, the reflecting mirror 16, and the first objective for extremely low magnification. The lens 10 ′ constitutes a macro reflection illumination system for illuminating the sample 9 ′ for macro observation with reflection.
[0035]
In the fourth embodiment, at the time of macro observation, the sample placed on the stage 8 of the microscope main body is slid on the macro stage 8 ′, and the light shielding plate 41 is placed in the optical path between the half mirror 26 and the first objective lens 10. insert. Thus, a good macro image can be formed without depending on the reflectance of the sample while appropriately reflecting and illuminating the sample on the macro stage with the macro reflection illumination system.
[0036]
In each of the embodiments described above, the macro device is disposed on the near side as viewed from the observer. However, in consideration of the operability, the macro device may be arranged on the right side (the other side of the paper in the figure) or the left side (the front side of the paper in the figure) when viewed from the observer. In this case, in the third and fourth embodiments, instead of driving the reflecting mirror 4 into and out of the optical path, a predetermined axis passing through the intersection of the reflecting surface of the reflecting mirror 4 and the central axis of the incident light beam is used. , The reflecting mirror 4 is driven to rotate.
[0037]
In each of the above-described embodiments, the macro stage of the macro apparatus and the stage of the microscope main body are integrally configured. However, the macro stage of the macro device and the stage of the microscope main body can be configured separately.
Further, in each of the above-described embodiments, the sample image is observed through the eyepiece. However, for example, a photograph can be taken with a camera or an image can be taken with a television camera.
[0038]
Further, in each of the above-described embodiments, the first objective lens 10 and the second objective lens 11 form an imaging system of the microscope main body, and the first objective lens 10 is an infinite system. However, the second objective lens 11 may be omitted, and the first objective lens 10 may be configured as a finite system to form the image 12 of the sample 9. In this case, the very low magnification first objective lens 10 ′, which is a macro objective lens, may also be a finite system, and an image of the macro observation specimen 9 ′ may be formed at the position where the image 12 of the specimen 9 is formed.
[0039]
【effect】
As described above, according to the microscope of the present invention, appropriate illumination can be performed on the macro observation sample via the bypass optical path. It is possible to form a macro image.
Further, by using the bypass optical path as in the present invention, it is possible to secure a large focal length of the ultra-low magnification condenser lens and the ultra-low magnification first objective lens. As a result, the optical design becomes easy, and a low-cost macro device with a small number of lenses can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a microscope according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a microscope according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a microscope according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a microscope according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional microscope.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 light source 2 collector lens 3 field stop 4 reflecting mirror 5 field lens 6 aperture stop 6
7 Condenser lens 8 Stage 9 Sample 10 First objective lens 11 Second objective lens P Prism 13 Eyepiece M Macro device 14-17 Reflector mirror 6 'Macro aperture stop 7' Condenser lens for extremely low magnification 8 'Macro stage 9' Macro Observation sample 10 'First objective lens 18 for extremely low magnification 18 Focus zoom lens system

Claims

An illumination system for irradiating the sample with illumination light, and a microscope including an imaging system for forming an image of the sample based on light from the sample,
Light extraction means for extracting the illumination light from an optical path of the illumination system,
A macro illumination system for irradiating the macro observation sample with illumination light extracted from the optical path of the illumination system via the light extraction means,
A macro-imaging system for condensing light from the macro observation specimen irradiated by the macro illumination system,
Light insertion means for guiding light from the macro observation sample through the macro imaging system to the optical path of the imaging system,
The macro imaging system according to claim 1, wherein the macro imaging system forms an image of the macro observation sample at an image position formed by the imaging system.

The illumination system transmits and illuminates the sample, the macro illumination system transmits and illuminates the macro observation sample,
The light extraction unit is a deflection unit that can be inserted into and removed from the optical path of the illumination light,
2. The microscope according to claim 1, wherein the light insertion unit is a deflection unit that can be inserted into and removed from an optical path of the imaging system.

The illumination system has a condenser lens for imparting a converging action to the illumination light and guiding the converged light to the sample,
The imaging system has an objective lens that converts light from the sample into a substantially parallel light beam, and an imaging lens that collects the parallel light beam to form an image of the sample,
The macro illumination system has a macro condenser lens for imparting a converging action to the illumination light via the light extraction unit, and guiding the converged light to the macro observation sample,
The macro imaging system has a macro objective lens that converts light from the macro observation sample into a substantially parallel light beam,
2. The microscope according to claim 1, wherein the light insertion unit is disposed in an optical path between the objective lens and the imaging lens.

The objective lens is configured to be shared with the condenser lens, the macro objective lens is configured to be shared with the macro condenser lens, and the light insertion unit is configured to be shared with the light extraction unit. And
4. The macro illumination system according to claim 3, wherein the illumination system epi-illuminates the specimen through the objective lens, and the macro illumination system epi-illuminates the macro observation specimen through the macro objective lens. Microscope for macro observation.

The light insertion means and the light extraction means reflect and transmit a part of the illumination light from the illumination system to guide the specimen, and transmit or reflect a part of the illumination light from the illumination system, and Has a semi-permeable membrane that leads to a macro observation specimen,
The illumination system includes a first shutter provided in an optical path between the semi-transmissive film and the sample, and a second shutter provided in an optical path between the semi-transmissive film and the sample for macro observation. And having
The microscope capable of macro observation according to claim 4, wherein the first and second shutter means selectively guide light to the specimen and the macro observation specimen.