JP4384447B2

JP4384447B2 - Polarizing microscope

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Publication number: JP4384447B2
Application number: JP2003168078A
Authority: JP
Inventors: 康輝 ▲高▼濱
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2023-06-12
Also published as: JP2005003994A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対物レンズの瞳面に得られる偏光干渉像を観察（いわゆるコノスコープ観察）することが可能な偏光顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、偏光顕微鏡の中間鏡筒においては、観察光軸上から一旦直交方向に光を偏向させて周回光路を形成し、この周回光路上にベルトランレンズを位置調節可能に配置することで、観察試料のコノスコープ像を得るようにしたものが多い。
【０００３】
特許文献１には、顕微鏡の対物レンズおよび鏡筒が配置される主ビーム路と、主ビーム路の一部の代わりに選択的に介在できる補助ビーム路と、対物レンズからの光が補助ビーム路に導かれた際には複数の光学偏向素子によって周回光路を形成し、この補助ビーム路の途中にあるベルトランレンズによってコノスコープ観察ができるような構成が示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、通常の像位置近傍にベルトランレンズを配設するとともに、対物レンズと接眼レンズとの間に反射部材にて構成したバイパス光学系を光路に対して挿脱可能に設け、オルソスコープ像観察およびコノスコープ像観察を可能にした観察装置が示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、透過偏光観察あるいは透過微分干渉観察と落射観察とを切り換えて複合観察が可能なシステム顕微鏡において、アナライザーとデポラライザーとからなるキューブを落射照明観察に用いるキューブと同じ担持体に取り付けて観察方法を切り換えるようにしたシステム顕微鏡が示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６０−２５８５１４号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開昭５３−７０４５４号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開平５−２５７０６６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の顕微鏡用光学装置では、対物レンズからの光が補助ビーム路に導かれた際には複数の光学偏向素子によって周回光路を形成し、この補助ビーム路の途中にあるベルトランレンズによってコノスコープ観察ができるような構成をとっており、縦方向（対物レンズ光軸方向）には、補助ビーム路へ対物レンズからの光を導くとともに補助ビーム路から主ビーム路へ光を戻すための光学素子分のスペースしか必要としない。このため、縦方向には装置をコンパクトに構成できるが、周回光路を形成してベルトランレンズを合焦するために横方向にはコンパクトにならない。
【００１０】
また、この顕微鏡用光学装置は通常、対物レンズと観察鏡筒との間の中間鏡筒として挿入できる附加ユニットとして設計（公報４頁右上１１行目記載）されるが、コノスコープ観察に加えて落射照明による観察を行うために落射照明モジュールとともに積み重ねて使用する場合には、落射照明モジュールを使用しない場合と比較して、対物レンズと観察鏡筒との間の距離が長くなる。したがって、この顕微鏡用光学装置と落射照明モジュール等との積み重ね使用を想定する場合には、ベルトランレンズの合焦のための移動量がさらに大きくなり、装置が大型化するという問題がある。なお、落射照明との積み重ね使用をしない場合には、ベルトランレンズの合焦のための移動量は、対物レンズ毎の射出瞳位置のずれに対応した量だけを見込めば良いが、特許文献１には、落射照明モジュールとの併用については特に記載されておらず、その場合の詳細については不明である。
【００１１】
特許文献２に記載のコノスコープ像観察光学系では、通常の像位置近傍にベルトランレンズを配設するとともに、対物レンズと接眼レンズとの間に反射部材にて構成したバイパス光学系を光路に対して挿脱可能に設けており、通常の像位置近傍にあるベルトランレンズによって対物レンズの射出瞳を接眼レンズに投影するために、光路長がかなり長くなってしまう。（特許文献２の第１図あるいは第２図と第３図を比較）
この長くなった光路長を、反射部材にて構成したバイパス光路を挿入することによって、対物レンズの光軸方向には短くする（特許文献２の第４図、第５図参照）ことができるが、対物レンズの光軸に対して直交する方向にバイパス光路による突出部が形成されてしまうため、特許文献１と同様に横方向にコンパクトにはならないという問題がある。
【００１２】
また、落射照明モジュールとの併用についても、特許文献２にも特許文献１と同様に、そのような記載がなく詳細は不明である。
【００１３】
特許文献３に記載のシステム顕微鏡では、アナライザーとデポラライザーとからなるキューブを落射照明観察に用いるキューブと同じ担持体に取り付けて観察方法を切り換えるように構成したため、透過偏光観察あるいは透過微分干渉観察と落射観察とを素早く切り換えて複合観察が可能であるが、特許文献３に示されているのは顕微鏡本体内に最初から落射照明光学系を内蔵したシステム顕微鏡であることから高価なものであるため、学校等における教育用あるいはルーチン検査用の顕微鏡には適用し難い。
【００１４】
また、透過偏光でコノスコープ像観察をする場合には、ベルトランレンズを内蔵する中間鏡筒を観察光路に挿入することが記載されている（特許文献３の図８参照）が、その中間鏡筒の構成等についての詳細は記載がなく不明である。
【００１５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、特に、教育用・検査用等の偏光顕微鏡において、透過照明によるコノスコープ観察と落射照明による簡易偏光観察とを両立しうるコンパクトで安価な偏光顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一局面に係る偏光顕微鏡は、対物レンズと、前記対物レンズの光軸上に挿脱可能かつ対物レンズの射出瞳像を焦点面に結像させるベルトランレンズを有する着脱可能な偏光用中間鏡筒と、顕微鏡構成ユニットの組み合わせ状況に応じて光路に挿入され、前記ベルトランレンズと協業して対物レンズの射出瞳像を前記焦点面に結像させる補正光学系とを具備することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施形態が適用される偏光顕微鏡の概略構成を示す図であり、まず図１に基づき偏光顕微鏡の全体構成について簡単に説明する。
【００１９】
図１において、１０１は顕微鏡本体（以下、「鏡体」と称する）、１０２は鏡体のベース部に内蔵された光源、１０３はこの光源１０２からの光を集光し鉛直上方に向けて出射するコレクターレンズをそれぞれ示す。また、１０４は観察試料、１０５は観察試料１０４を載せるステージ、１０６はコレクターレンズ１０３から出射された光を観察試料１０４上に集光させるコンデンサーレンズである。１０７はステージ１０５を支えるステージ受け、１０８はコンデンサーレンズ１０６を支えるとともにステージ受け１０７上でコンデンサー上下ハンドル１０９によって自在に上下動可能なコンデンサー受けである。
なお、１１０は対物レンズ、１１１は対物レンズ１１０を含む複数の対物レンズを選択的に光軸上に位置させるレボルバーである。
【００２０】
上記のような構成において、観察試料１０４、ステージ１０５、コンデンサーレンズ１０６、コンデンサー受け１０８、及びコンデンサー上下ハンドル１０９は、ステージ受け１０８とともに鏡体１０１に設けられた焦準ハンドル１１２によって一体的に上下動可能となっていて、この焦準ハンドル１１２を回転させることにより、対物レンズ１１０に対する観察試料１０４のピント調節を行うようになっている。
【００２１】
鏡体１０１の上部には、偏光観察用中間鏡筒１１３が着脱自在に装着されており、更に、偏光観察用中間鏡筒１１３の上部には、観察鏡筒１１４が着脱自在に装着されている。観察鏡筒１１４の内部には、対物レンズ１１０と協業して観察試料１０４の像を形成するための結像レンズ１１５と、結像レンズ１１５からの鉛直上向きの結像光束を双眼部（図示せず）の方向に偏向させる偏向プリズム１１６と、偏向プリズム１１６からの結像光束を２つに分割する分割プリズム（図示せず）とが内蔵されている。観察鏡筒１１４の双眼部の先端には接眼レンズ１１７が装着されており、この接眼レンズ１１７により、対物レンズ１１０と結像レンズ１１５によって形成された観察試料１０４の像を観察することができる。
【００２２】
なお、１０６ａはコンデンサーレンズ１０６に内蔵されコンデンサーレンズ１０６から観察試料１０４に照明する光の出射角度（開口数）を制限する開口絞り、１１８はコンデンサーレンズ１０６の下端に回転可能に保持されたポラライザー、１０１ａは鏡体１０１の上方でレボルバー１１１のすぐ上に設けられた、後述の検板等を挿入可能な検板スロットである。
【００２３】
偏光観察用中間鏡筒１１３について図２を用いて詳細に説明する。
図２（ａ）は偏光観察用中間鏡筒１１３を横から見た断面図、図２（ｂ）は主要部を下方から見た平面図である。
【００２４】
図２において、２０１はその下端に位置する丸アリ部２０１ａで鏡体１０１に接続される中間鏡筒本体、２０２は中間鏡筒本体２０１に固着されたターレット軸２０３を中心に回転自在に支持されている回転ターレット、２０４は中間鏡筒本体２０１の上に固定され観察鏡筒１１４を装着するための丸アリ部２０４ａを有する中間鏡筒カバーである。回転ターレット２０２の上面には円周上に２箇所のクリック溝２０２ａ、２０２ｂが設けられており、中間鏡筒カバー２０４の裏面に固着された板バネ２０５の作用によって板バネ２０５の先端に固定されたボール２０６が前記クリック溝２０２ａ、２０２ｂに嵌まり込むことによって、回転ターレット２０２が２ケ所で停止するようになっている。
【００２５】
回転ターレット２０２の２ケ所の停止位置のうち1ケ所にはベルトランレンズ２０７が保持されている。なお、図２では、ボール２０６が回転ターレット２０２上面のクリック溝２０２ａに嵌まった時にベルトランレンズ２０７が対物レンズ１１０の光軸上に位置するようになっている。
【００２６】
２０８はベルトランレンズ２０７が接着されたレンズ枠、２０９はレンズ枠２０８の外周に固着されたピン、２１０はそれ自体回転ターレット２０２に固定されており、レンズ枠２０８の外側にあってレンズ枠２０８を光軸方向に摺動自在に保持している外枠、２１１は外枠２１０のさらに外側にあって外枠２１０に対して回転自在に嵌合保持されているカムリングである。外枠２１０にはピン２０９がちょうど通るだけの幅寸法をもった光軸方向へ延びる長穴２１０ａが、またカムリング２１１にはピン２０９がガタなく案内されるようなカム溝２１１ａがそれぞれ形成されており、カムリング２１１を回転させると、これらのカム溝２１１ａと長穴２１０ａの作用により、ピン２０９が固着されているレンズ枠２０８とレンズ枠２０８に接着されているベルトランレンズ２０７とが、光軸方向に移動する。
【００２７】
一方、２１２はターレット軸２０３の下方に配置され、ターレット軸２０３に対して回転自在に支持されているフォーカスリング、２１３はこのフォーカスリング２１２の上面に固着されている連動ピンである。この連動ピン２１３は、カムリング２１１の下面に設けられた連動溝２１１ｂに係合しており、フォーカスリング２１２を回転させることで、連動ピン２１３を介してカムリング２１１が回転する。
【００２８】
したがって、ベルトランレンズ２０７が光軸上にくるような回転ターレット２０２の１つの停止位置において、フォーカスリング２１２を回転させることで、ベルトランレンズ２０７を光軸方向に移動調節することができるようになっている。なお、ベルトランレンズ２０７の光軸方向の調節範囲は、対物レンズ１１０をはじめ使用するすべての対物レンズの射出瞳の位置のずれと同じ量が確保されている。使用する対物レンズの射出瞳の位置が比較的近い位置に設計されていれば、ベルトランレンズ２０７の光軸方向の調節範囲を大きくとる必要はなく、その結果、偏光観察用中間鏡筒１１３の光軸方向寸法がコンパクトに設計できる。このことを、図３の光学系を示す図で説明する。
【００２９】
図３において、図１及び図２と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
【００３０】
観察試料１０４の１点からの光は、対物レンズ１１０で集光されて平行光束となり、ベルトランレンズ２０７が光路に挿入されていない場合は、そのまま結像レンズ１１５に入射して結像作用を受け、接眼レンズ１１７の焦点面Ｉで像を結ぶ（図中実線）。一方、ベルトランレンズ２０７が挿入されている場合には、対物レンズ１１０の射出瞳面Ｆ_Ｂ上の１点からの光をベルトランレンズ２０７で平行光束にし、その後結像レンズ１１５でやはり接眼レンズ１１７の焦点面Ｉに結像させる（図中破線）。図３では、射出瞳Ｆ_Ｂ上の光軸中心の１点について図示しているが、この１点は観察試料１０４のある領域を光軸と平行に出射した平行光束に対する対物レンズ１１０による焦点位置である。実際には観察試料１０４を通過したあらゆる方向の平行光束が対物レンズ１１０の射出瞳面Ｆ_Ｂ上で焦点を結び、これをベルトランレンズ２０７と結像レンズ１１５によって接眼レンズ１１７の焦点面Ｉに結像させて観察するのがコノスコープ観察である。
【００３１】
この場合、対物レンズ１１０の射出瞳面Ｆ_Ｂ上の１点からの光はベルトランレンズ２０７によって平行光束になるので、もし対物レンズ１１０の他に使用する対物レンズの射出瞳位置が異なっていた（図中Ｆ_Ｂ′）場合は、そのずれ量Ｌと同じ量Ｌだけベルトランレンズ２０７を動かせば、他の対物レンズに対してもその射出瞳の観察が可能である。
【００３２】
再び図２を参照して、偏光観察用中間鏡筒の説明を継続する。
【００３３】
回転ターレット２０２の２ケ所の停止位置のうちの残り１ケ所は、対物レンズ１１０からの光をそのまま通過させるような位置となっている。
【００３４】
中間鏡筒本体２０１の丸アリ部２０１ａのすぐ上にはアナライザー挿入スロット２０１ｂが設けられていて、アナライザー１１９が内蔵されたアナライザーユニット１２０等が装着可能である。
【００３５】
なお、中間鏡筒カバー２０４の下面にはストッパーピン２１４が固着されていて、このストッパーピン２１４は回転ターレット２０２の上面に設けられた円弧状の溝２０２ｃとの作用により、回転ターレット２０２の回転範囲を、２箇所の停止位置すなわちボール２０６が前記クリック溝２０２ａ、２０２ｂに嵌まり込む位置の間（本実施形態では９０度範囲）に規制している。
【００３６】
次に、図１の偏光顕微鏡の構成に落射投光管を組み合わせた場合の構成を、図４および図５に基づいて説明する。なお、図４および図５は、図１の偏光顕微鏡の構成に、落射投光管を加えて落射簡易偏光観察ができるようにしたものであり、図４は落射投光管を組み合わせた状態で、透過照明光によるコノスコープ像観察を行う場合を、図５は落射投光管を組み合わせた状態で、落射照明光による簡易偏光観察を行う場合をそれぞれ示している。なお、図４及び図５において、図１と同じ部分には同一符号を付して説明する。
【００３７】
図４および図５において、３０１は落射照明装置を構成する落射投光管、３０２は落射投光管３０１の後端部に固定されたランプハウスである。ランプハウス３０２には、ハロゲン等の光源３０３および光源３０３から出射する光を集光するためのコレクターレンズ３０４が内蔵されている。落射投光管３０１には、コレクターレンズ３０４を出た照明光の調節を行うフィルターを挿入するための２つのフィルタースロット３０５と、コレクターレンズ３０４とフィルタースロット３０５に挿入されたフィルター（ここでは図示せず）を通過した照明光を対物レンズに投影する投影レンズ３０６と、投影レンズから出射した照明光に特定の方向の偏光性を与えるポラライザー３０７とが設けられている。このポラライザー３０７はスライダー等によって保持され、ポラライザー挿入スロット３０８に挿入されている。さらに落射投光管３０１には、光源３０３からポラライザー３０７に至る水平方向の照明光を、対物レンズ１１０の光軸上で対物レンズ１１０の方向に偏向させるための下記の２つの光学要素が内蔵されている。すなわち図４に示すような、中心部が切り欠かれ周辺部の照明光のみを鉛直下向きに反射し中心部は透過する暗視野ミラー３０９を内蔵した暗視野ブロック３１０と、図５に示すようなハーフミラー３１１を内蔵した明視野ブロック３１２とが、選択的に対物レンズ１１０の光軸上に位置決めされるようになっている。さらに落射投光管３０１には、対物レンズ１１０の光軸上であって暗視野ブロック３１０や明視野ブロック３１２の上方に位置するアナライザー３１３が設けられている。このアナライザー３１３はスライダー等によって保持され、アナライザー挿入スロット３１４に挿入されている。
【００３８】
なお、落射投光管３０１はその下端部に形成された丸アリ部３０１ａで鏡体１０１に固定されており、またその上端部に形成された丸アリ部３０１ｂで偏光観察用中間鏡筒１１３を保持している。
【００３９】
図４は、落射投光管３０１を組み合わせた状態で、光源１０２の透過照明光によるコノスコープ像観察を行う場合を示しており、図５は、落射投光管３０１を組み合わせた状態で、光源３０３の落射照明光による簡易偏光観察を行う場合を示している。
【００４０】
さらに、３１５は、偏光観察用中間鏡筒１１３のアナライザー挿入スロット２０１ｂに挿入される、負のパワーを有する補正光学系３１６を内蔵した補正光学系スライダーであり、図４の状態では、対物レンズ１１０の光軸上に補正光学系３１６が位置するように、また図５の状態では、補正光学系スライダー３１５上に設けられた開口部３１５ａが位置するように、その位置を可変することができる。この補正光学系スライダー３１５の断面図および平面図を図６に示す。
【００４１】
図４および図５のように落射投光管３０１が組み合わされた場合における光学系を図７に基づき説明する。
【００４２】
観察試料１０４の１点からの光は、対物レンズ１１０で集光されて平行光束となり、ベルトランレンズ２０７および補正光学系３１６が光路に挿入されていない場合は、そのまま結像レンズ１１５に入射して結像作用を受け、接眼レンズ１１７の焦点面Ｉで像を結ぶ（図中実線）。一方、ベルトランレンズ２０７および補正光学系３１６が挿入されている場合には、対物レンズ１１０の射出瞳面Ｆ_Ｂ上の１点からの光は補正光学系３１６およびベルトランレンズ２０７で平行光束にされ、その後、結像レンズ１１５でやはり接眼レンズ１１７の焦点面Ｉに像を結ぶ（図中破線）。図７では、射出瞳Ｆ_Ｂ上の光軸中心の１点について図示しているが、この１点は観察試料１０４のある領域を光軸と平行に出射した平行光束に対する対物レンズ１１０による焦点位置である。実際には、観察試料１０４を通過したあらゆる方向の平行光束が対物レンズ１１０の射出瞳面Ｆ_Ｂ上で焦点を結び、これを補正光学系３１６とベルトランレンズ２０７および結像レンズ１１５によって接眼レンズ１１７の焦点面Ｉに結像させて観察するのがコノスコープ像観察である。補正光学系３１６の機能は、ベルトランレンズ２０７単体では焦点距離が短く対物レンズ１１０の射出瞳面Ｆ_Ｂにフォーカシングすることができないが、ベルトランレンズ２０７に補正光学系３１６を組み合わせて焦点距離を長くすることにより、対物レンズ１１０の射出瞳面Ｆ_Ｂにフォーカシングしてコノスコープ像観察を可能にすることである。
【００４３】
またこの場合、対物レンズ１１０の他に使用する対物レンズの射出瞳位置が異なっていた（図７中Ｆ_Ｂ′）場合に必要となるベルトランレンズ２０７の移動量Ｌ′は、補正光学系３１６の機能によって、対物レンズの射出瞳のずれ量Ｌよりも小さくて済む。設計にもよるが、対物レンズの射出瞳のずれ量Ｌに対して、ベルトランレンズ２０７の移動量Ｌ′は１／２以下で良い場合があり、非常に好都合である。
【００４４】
以上のように構成された第１の実施形態において、落射投光管３０１を組み合わせた状態（図４および図５）で透過偏光観察と落射簡易偏光観察を行う場合の動作について説明する。
【００４５】
まず、偏光観察用中間鏡筒１１３の回転ターレット２０２は、ベルトランレンズ２０７が対物レンズ１１０の光軸上に位置しない位置としておく。通常の明視野等の観察方法と同様に、焦準ハンドル１１２を回転させ対物レンズ１１０に対して観察試料１０４のピントを概略合わせる。コンデンサー上下ハンドル１０９を回転してコンデンサーレンズ１０６の位置を最適に調節する。
【００４６】
落射投光管３０１の光軸上には、暗視野ミラー３０９を内蔵した暗視野ブロック３１０を挿入しておく。
【００４７】
観察試料１０４のピントを正確に合わせ、落射投光管３０１のアナライザー挿入スロット３１４にアナライザー３１３を挿入し、アナライザー３１３をポラライザー１１８と直交させた状態で、コンデンサーレンズ１０６に内蔵されている開口絞り１０６ａを絞ると、観察試料１０４のオルソスコープ観察ができる。
【００４８】
この状態（オルソスコープ観察）からコノスコープ観察に切り換える場合は、まず、コンデンサーレンズ１０６に内蔵されている開口絞り１０６ａを大きく開放する。次に偏光観察用中間鏡筒１１３の回転ターレット２０２に装着されたベルトランレンズ２０７が対物レンズ１１０の光軸上に位置するように回転ターレット２０２を停止させるとともに、補正光学系スライダー３１５を操作して補正光学系３１６を対物レンズ１１０の光軸上に位置させる。
【００４９】
そして、フォーカスリング２１２を回転してベルトランレンズ２０７を上下調節し、接眼レンズ１１７で対物レンズ１１０の射出瞳１１０ａにピントを合わせると、コノスコープ像観察ができる。また、鏡体１０１の検板スロット１０１ａに鋭敏色等の検板（図示せず）を挿入することによって、観察試料１０４の結晶特性に応じた干渉色の変化が生じ、結晶の正負の方向性を判断することもできる。
【００５０】
次に、透過偏光のコノスコープ像観察の状態から落射簡易偏光観察に切り換える場合は、まず落射投光管３０１の光軸上に挿入された暗視野ブロック３１０から、ハーフミラー３１１の内蔵された明視野ブロック３１２に切り換える。
【００５１】
偏光観察用中間鏡筒１１３の回転ターレット２０２に装着されたベルトランレンズ２０７を対物レンズ１１０の光軸から退避させて対物レンズ１１０からの光をそのまま通過させる位置となるよう回転ターレット２０２を停止させるとともに、補正光学系スライダー３１５を操作することにより補正光学系３１６を対物レンズ１１０の光軸上から退避させて補正光学系スライダー３１５上に設けられた開口部３１５ａを対物レンズ１１０の光軸上に位置させる。
【００５２】
この状態で光源３０３からの落射照明光は、ポラライザー３０７によって直線偏光になってハーフミラー３１１により対物レンズ１１０の方向に偏向されて観察試料１０４に照射される。観察試料１０４で反射した光は、再び対物レンズ１１０に入射しハーフミラー３１１を通過してアナライザー３１３に入射する。ポラライザー３０７とアナライザー３１３とがクロスニコルの状態であれば、観察試料の中で偏光性のある部分から反射した光はアナライザー３１３を通過し、偏光性のない部分からの反射光はアナライザー３１３を通過することができない。そして、アナライザー３１３を通過した光はさらに偏光観察用中間鏡筒１１３を通過して観察鏡筒１１４の結像レンズ１１５、偏向プリズム１１６を介して接眼レンズ１１７の焦点面に結像し、観察者の眼で観察される。
【００５３】
以上のように本第１の実施形態においては、落射投光管３０１が挿入されることでベルトランレンズ２０７から対物レンズ１１０の射出瞳Ｆ_Ｂまでの距離が長くなった場合でも、補正光学系３１６を挿入することによって、ベルトランレンズ２０７の移動範囲を大きくとることなく対物レンズ１１０の射出瞳面Ｆ_Ｂにフォーカシングすることができるため、偏光観察用中間鏡筒をコンパクトなまま変更することなくコノスコープ像観察が可能である。
【００５４】
本実施形態のような補正光学系を採用しなければ、落射投光管３０１の挿入によるベルトランレンズ２０７から対物レンズ１１０の射出瞳Ｆ_Ｂまでの距離の変動分と同じ量のベルトランレンズ２０７の移動範囲を確保する必要があるため、偏光観察用中間鏡筒１１３が光軸方向に異様に大きな寸法となってしまう。
【００５５】
また、落射投光管３０１を組み合わせた状態のまま（仕立てを変えることなく）、コノスコープ像観察から、落射簡易偏光観察の状態に容易に切り換えることが可能である。
【００５６】
なお、補正光学系３１６を内蔵した補正光学系スライダー３１５は、設計によっては、図８に示すように落射投光管３０１のアナライザー挿入スロット３１４に挿入することも可能である。この場合には透過偏光観察あるいは落射簡易偏光観察で使用するアナライザー３１３は偏光観察用中間鏡筒のアナライザー挿入スロット２０１ｂに挿入すればよい。
【００５７】
この場合、その他の構成および動作は前述のとおりまったく同様であるので、その説明は省略する。
【００５８】
次に、本発明の第２の実施形態となる偏光顕微鏡について説明する。
【００５９】
本発明の第２の実施形態の構成は、第１の実施形態とほとんど同様であり、補正光学系３１６を光路に挿入する場合のみが第１の実施形態と異なっている。
【００６０】
第１の実施形態では、落射投光管３０１が装着される場合に補正光学系３１６を対物レンズ１１０の光軸上に挿入するようにしたが、本第２の実施形態では、装着されている対物レンズの種類に応じて、補正光学系３１６を対物レンズ１１０の光軸上に挿入する。
【００６１】
例えば、装着している複数の対物レンズとして、アクロマートシリーズの対物レンズが装着されている場合には補正光学系３１６を光路に挿入せず、プランアポクロマートシリーズの対物レンズが装着されている場合に補正光学系３１６を光路に挿入するようにする。
【００６２】
通常、対物レンズは同じシリーズ（すなわち、同じ種類）で倍率が異なるもの同士であれば、その射出瞳の位置は比較的近い位置に揃えて設計されている場合が多いが、異なるシリーズ間では、射出瞳位置が大きく異なる場合がある。
【００６３】
また通常、１台の顕微鏡には同じシリーズの対物レンズを揃えて装着するのがほとんどである。
【００６４】
したがって、装着する対物レンズのシリーズに応じて補正光学系３１６を光路に挿入するようにすれば、対応すべき対物レンズの射出瞳Ｆ_Ｂの位置の変動が少なく、ベルトランレンズ２０７の光軸方向への移動範囲を小さく抑えることができる。その結果、偏光観察用中間鏡筒をコンパクトに構成でき、偏光顕微鏡全体をコンパクトに構成できるという利点を有している。
【００６５】
以上詳記したように、本発明の実施形態に係る偏光顕微鏡によれば、ベルトランレンズとの協業により対物レンズの射出瞳像を（例えば、接眼レンズの）焦点面に結像させる補正光学系を採用することによってベルトランレンズの移動範囲を小さくすることができ、コンパクトで安価な偏光観察用中間鏡筒を有する偏光顕微鏡が実現できる。その結果、教育用や検査用等の安価な偏光顕微鏡にも十分適用可能である。なお、上記の各実施形態においては、説明の便宜上、焦点面を接眼レンズの焦点面として説明したが、観察像の撮影又は観察用のＴＶカメラの焦点面であっても、勿論構わない。
【００６６】
上記の各実施形態から下記の発明が抽出できる。なお、下記の各発明は単独で適用しても良いし、適宜組み合わせて適用しても良い。
【００６７】
本発明の一実施形態に係る偏光顕微鏡は、対物レンズと、前記対物レンズの光軸上に挿脱可能かつ対物レンズの射出瞳像を焦点面に結像させるベルトランレンズを有する着脱可能な偏光用中間鏡筒と、顕微鏡構成ユニットの組み合わせ状況に応じて光路に挿入され、前記ベルトランレンズと協業して対物レンズの射出瞳像を前記焦点面に結像させる補正光学系とを具備することを特徴とする。コノスコープ像観察を行う際に、顕微鏡構成ユニットの組み合わせ状況により、必要に応じて補正光学系を光路に挿入するため、補正光学系を必要としない顕微鏡構成ユニットの組み合わせでは、より簡単な構成で安価にコノスコープ像観察が可能な偏光顕微鏡を提供することができる。また、好ましい実施態様は以下のとおりである。
【００６８】
（１）顕微鏡本体と前記偏光観察用中間鏡筒の間に着脱可能な落射投光管を更に備え、前記補正光学系は、前記落射投光管が顕微鏡本体と偏光観察用中間鏡筒の間に装着されている場合に、光路に挿入されること。落射投光管が装着されていない場合には、前記ベルトランレンズのみを光路に挿入することによってコノスコープ像観察が可能であるとともに、落射投光管が装着されている場合には、前記ベルトランレンズとともに前記補正光学系を光路に挿入することにより、コノスコープ像観察が可能である。
【００６９】
（２）前記対物レンズは、複数の対物レンズを切り換えることによって１つの対物レンズが選択的に光路に挿入されるように構成されており、前記補正光学系は、光路に挿入された対物レンズの種類に応じて光路に挿入されること。装着されている対物レンズの種類によって、前記補正光学系の光路への挿入および非挿入を選択することによって、対物レンズの射出瞳位置のばらつきによるベルトランレンズの移動範囲が小さくなり、結果としてコンパクトな偏光観察用中間鏡筒を有する偏光顕微鏡を提供することが可能である。
【００７０】
（３）前記偏光用中間鏡筒は、偏光観察のための光学要素を挿入可能、かつ、ベルトランレンズより対物レンズ側に設けられた光学要素挿入スロットを更に備え、前記補正光学系は、前記光学要素挿入スロットに挿入されること。前記補正光学系をあらかじめ偏光用中間鏡筒に内蔵しておくのではなく、落射投光管が装着される場合に限って後付けで光学要素挿入スロットに挿入するので、偏光用中間鏡筒自体のコストを抑制するとともにコンパクトに構成できるという利点を有する。
【００７１】
（４）（１）において、前記補正光学系は、前記落射投光管に設けられたアナライザー挿入スロットに挿入されること。前記補正光学系を落射投光管のアナライザー挿入スロットに挿入するので、偏光用中間鏡筒自体のコストを抑制するとともにコンパクトに構成できるという利点を有する。
【００７２】
（５）前記対物レンズは、複数の対物レンズを切り換えることによって１つの対物レンズが選択的に光路に挿入されるように構成されており、前記ベルトランレンズは、前記対物レンズの前記切り換えによる射出瞳位置の変動に伴って、対物レンズの射出瞳像を前記焦点面に結像させるように光軸方向への移動が可能に構成されていること。射出瞳位置の異なる複数の対物レンズのうちいずれが光路に挿入された場合でも、前記ベルトランレンズを光軸方向に移動させることによって、対物レンズの射出瞳像を焦点面に結像させることができるため、色々な対物レンズに幅広く対応してコノスコープ像観察が可能であるという利点を有する。
【００７３】
（６）前記焦点面は、接眼レンズの焦点面或いは撮影又は観察用カメラの焦点面のいずれかであること。接眼レンズによる目視観察やＴＶカメラ、デジタルカメラ等による観察・撮影に幅広く対応することができる。
【００７４】
本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。
【００７５】
また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、特に教育用・検査用等の安価な偏光顕微鏡において、透過照明によるコノスコープ観察と落射照明による簡易偏光観察とを両立しうる偏光顕微鏡を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態が適用される偏光顕微鏡の概略構成を示す図。
【図２】偏光観察用中間鏡筒を横断面図及び下方から見た図。
【図３】偏光顕微鏡の光学系を示す図。
【図４】偏光顕微鏡の構成に、落射投光管を加えて落射簡易偏光観察ができるようにした構成を示す図。
【図５】偏光顕微鏡の構成に、落射投光管を加えて落射簡易偏光観察ができるようにした構成を示す図。
【図６】補正光学系スライダーの断面図および平面図。
【図７】落射投光管が組み合わされた場合における光学系を示す図。
【図８】第１の実施形態の変形例。
【符号の説明】
１０１…鏡体
１０１ａ…検板スロット
１０２…光源
１０３…コレクターレンズ
１０４…観察試料
１０５…ステージ
１０６…コンデンサーレンズ
１０９…コンデンサー上下ハンドル
１１０…対物レンズ
１１１…レボルバー
１１０ａ…射出瞳
１１２…焦準ハンドル
１１３…偏光観察用中間鏡筒
１１４…観察鏡筒
１１５…結像レンズ
１１６…偏向プリズム
１１７…接眼レンズ
１１８…ポラライザー
１１９…アナライザー
１２０…アナライザーユニット
２０１ａ…丸アリ部
２０１…中間鏡筒本体
２０１ｂ…アナライザースロット
２０２…回転ターレット
２０２ａ、２０２ｂ…クリック溝
２０２ｃ…溝
２０３…ターレット軸
２０４ａ…丸アリ部
２０４…中間鏡筒カバー
２０５…板バネ
２０６…ボール
２０７…ベルトランレンズ
２０８…レンズ枠
２０９…ピン
２１０…外枠
２１０ａ…長穴
２１１…カムリング
２１１ａ…カム溝
２１１ｂ…連動溝
２１２…フォーカスリング
２１３…連動ピン
２１４…ストッパーピン
３０１…落射投光管
３０１ａ…丸アリ部
３０１ｂ…丸アリ部
３０２…ランプハウス
３０３…光源
３０４…コレクターレンズ
３０５…フィルタースロット
３０６…投影レンズ
３０７…ポラライザー
３０８…ポラライザー挿入スロット
３０９…暗視野ミラー
３１０…暗視野ブロック
３１１…ハーフミラー
３１２…明視野ブロック
３１３…アナライザー
３１４…アナライザー挿入スロット
３１５…補正光学系スライダー
３１５ａ…開口部
３１６…補正光学系[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polarization microscope capable of observing a polarization interference image obtained on the pupil plane of an objective lens (so-called conoscopic observation).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an intermediate lens barrel of a polarizing microscope, light is once deflected in an orthogonal direction from the observation optical axis to form a circular optical path, and a belt run lens is disposed on the circular optical path so that the position of the belt run lens can be adjusted. There are many things that try to get a conoscopic image.
[0003]
Patent Document 1 discloses a main beam path in which an objective lens and a lens barrel of a microscope are arranged, an auxiliary beam path that can be selectively interposed instead of a part of the main beam path, and light from the objective lens as an auxiliary beam path. In this case, a configuration is shown in which a circular optical path is formed by a plurality of optical deflecting elements and conoscopic observation can be performed by a belt-run lens in the middle of the auxiliary beam path.
[0004]
In Patent Document 2, a belt-run lens is disposed in the vicinity of a normal image position, and a bypass optical system composed of a reflecting member is provided between the objective lens and the eyepiece so as to be detachable from the optical path. An observation apparatus that enables orthoscope image observation and conoscopic image observation is shown.
[0005]
Further, Patent Document 3 discloses a system microscope capable of performing combined observation by switching between transmission polarization observation or transmission differential interference observation and epi-illumination observation, and a cube composed of an analyzer and a depolarizer is the same as the cube used for epi-illumination observation. A system microscope is shown that is attached to the body and switches the observation method.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 60-258514 A
[0007]
[Patent Document 2]
JP-A-53-70454
[0008]
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-257066
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the optical device for a microscope described in Patent Document 1, when light from an objective lens is guided to an auxiliary beam path, a circulating optical path is formed by a plurality of optical deflection elements, and a belt run lens in the middle of the auxiliary beam path In order to guide the light from the objective lens to the auxiliary beam path and return the light from the auxiliary beam path to the main beam path in the vertical direction (objective optical axis direction). Only the space for the optical elements is required. For this reason, although the apparatus can be configured compactly in the vertical direction, it does not become compact in the horizontal direction because a circular optical path is formed to focus the belt run lens.
[0010]
In addition, this optical device for a microscope is usually designed as an additional unit that can be inserted as an intermediate lens barrel between the objective lens and the observation lens barrel (described in the 11th line on the upper right of the publication 4), but in addition to conoscopic observation In the case of being used together with the epi-illumination module in order to perform observation by epi-illumination, the distance between the objective lens and the observation lens barrel is longer than when the epi-illumination module is not used. Therefore, when it is assumed that the microscope optical apparatus and the epi-illumination module are stacked, there is a problem that the moving amount for focusing the belt run lens is further increased and the apparatus is enlarged. In addition, when the stack illumination with the epi-illumination is not used, the movement amount for focusing the belt run lens only needs to be an amount corresponding to the deviation of the exit pupil position for each objective lens. Is not specifically described for the combined use with the epi-illumination module, and details in that case are unclear.
[0011]
In the conoscopic image observation optical system described in Patent Document 2, a belt run lens is disposed in the vicinity of a normal image position, and a bypass optical system configured by a reflecting member between the objective lens and the eyepiece lens is disposed with respect to the optical path. Since the exit pupil of the objective lens is projected onto the eyepiece by the belt run lens near the normal image position, the optical path length becomes considerably long. (Compare Fig. 1 or Fig. 2 of Patent Document 2 with Fig. 3)
This long optical path length can be shortened in the optical axis direction of the objective lens by inserting a bypass optical path formed by a reflecting member (see FIGS. 4 and 5 of Patent Document 2). Since the protruding portion by the bypass optical path is formed in a direction orthogonal to the optical axis of the objective lens, there is a problem that the lateral direction is not compact, as in Patent Document 1.
[0012]
Also, the combined use with the epi-illumination module is not disclosed in Patent Document 2 as well as Patent Document 1 because there is no such description.
[0013]
In the system microscope described in Patent Document 3, since the cube composed of the analyzer and the depolarizer is attached to the same carrier as the cube used for epi-illumination observation and the observation method is switched, transmission polarization observation or transmission differential interference observation is performed. Although combined observation is possible by quickly switching between epi-illumination observation, Patent Document 3 is expensive because it is a system microscope that incorporates an epi-illumination optical system from the beginning in the microscope body. It is difficult to apply to microscopes for education or routine inspection in schools.
[0014]
In addition, in the case of conoscopic image observation with transmitted polarized light, it is described that an intermediate lens barrel containing a belt run lens is inserted into the observation optical path (see FIG. 8 of Patent Document 3). Details about the configuration of the above are not described and are unknown.
[0015]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and in particular, in a polarizing microscope for education and inspection, it is possible to achieve both conoscopic observation with transmitted illumination and simple polarized observation with epi-illumination. An object is to provide a compact and inexpensive polarizing microscope.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
A polarizing microscope according to one aspect of the present invention includes an objective lens and a detachable polarization intermediate having a belt-run lens that can be inserted into and removed from the optical axis of the objective lens and forms an exit pupil image of the objective lens on a focal plane. And a correction optical system that is inserted into an optical path according to a combination state of a microscope configuration unit and that forms an exit pupil image of an objective lens on the focal plane in cooperation with the belt run lens. To do.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a polarizing microscope to which the first embodiment of the present invention is applied. First, the overall configuration of the polarizing microscope will be briefly described with reference to FIG.
[0019]
In FIG. 1, 101 is a microscope main body (hereinafter referred to as “mirror body”), 102 is a light source built in the base portion of the mirror body, and 103 condenses the light from the light source 102 and emits it vertically upward. Each collector lens is shown. Reference numeral 104 denotes an observation sample, 105 denotes a stage on which the observation sample 104 is placed, and 106 denotes a condenser lens that collects light emitted from the collector lens 103 on the observation sample 104. Reference numeral 107 denotes a stage receiver that supports the stage 105, and reference numeral 108 denotes a condenser receiver that supports the condenser lens 106 and can be freely moved up and down by the condenser up / down handle 109 on the stage receiver 107.
Reference numeral 110 denotes an objective lens, and 111 denotes a revolver that selectively positions a plurality of objective lenses including the objective lens 110 on the optical axis.
[0020]
In the configuration as described above, the observation sample 104, the stage 105, the condenser lens 106, the condenser receiver 108, and the condenser vertical handle 109 are moved up and down integrally by the focusing handle 112 provided on the mirror body 101 together with the stage receiver 108. It is possible to adjust the focus of the observation sample 104 with respect to the objective lens 110 by rotating the focusing handle 112.
[0021]
A polarizing observation intermediate lens tube 113 is detachably mounted on the upper part of the mirror body 101, and an observation lens tube 114 is detachably mounted on the upper part of the polarized light observation intermediate lens tube 113. . Inside the observation barrel 114, an imaging lens 115 for forming an image of the observation sample 104 in cooperation with the objective lens 110, and a vertically upward imaging light beam from the imaging lens 115 are shown in a binocular portion (not shown). And a splitting prism (not shown) for splitting the imaging light beam from the deflecting prism 116 into two. An eyepiece lens 117 is attached to the tip of the binocular portion of the observation barrel 114, and an image of the observation sample 104 formed by the objective lens 110 and the imaging lens 115 can be observed by this eyepiece lens 117.
[0022]
Reference numeral 106 a denotes an aperture stop that is built in the condenser lens 106 and restricts an emission angle (numerical aperture) of light that illuminates the observation sample 104 from the condenser lens 106. Reference numeral 118 denotes a polarizer that is rotatably held at the lower end of the condenser lens 106. Reference numeral 101a denotes a test plate slot which is provided directly above the revolver 111 above the mirror body 101 and into which a test plate, which will be described later, can be inserted.
[0023]
The polarization observation intermediate lens tube 113 will be described in detail with reference to FIG.
2A is a cross-sectional view of the polarization observation intermediate lens tube 113 as viewed from the side, and FIG. 2B is a plan view of the main part as viewed from below.
[0024]
In FIG. 2, 201 is an intermediate lens barrel body that is connected to the lens body 101 by a circular dovetail portion 201 a located at the lower end thereof, and 202 is rotatably supported around a turret shaft 203 fixed to the intermediate lens barrel body 201. A rotating turret 204 is an intermediate lens barrel cover having a round dovetail portion 204a for fixing the observation lens barrel 114 fixed on the intermediate lens barrel body 201. On the upper surface of the rotating turret 202, two click grooves 202a and 202b are provided on the circumference, and are fixed to the tip of the leaf spring 205 by the action of the leaf spring 205 fixed to the back surface of the intermediate lens barrel cover 204. When the ball 206 is fitted into the click grooves 202a and 202b, the rotating turret 202 is stopped at two places.
[0025]
A belt run lens 207 is held at one of the two stopping positions of the rotating turret 202. In FIG. 2, the belt run lens 207 is positioned on the optical axis of the objective lens 110 when the ball 206 is fitted into the click groove 202 a on the upper surface of the rotary turret 202.
[0026]
208 is a lens frame to which a belt run lens 207 is bonded, 209 is a pin fixed to the outer periphery of the lens frame 208, and 210 is fixed to the rotating turret 202 itself, and is outside the lens frame 208 and is attached to the lens frame 208. An outer frame 211 that is slidably held in the optical axis direction is a cam ring that is located on the outer side of the outer frame 210 and that is rotatably fitted to the outer frame 210. The outer frame 210 is formed with an elongated hole 210a extending in the optical axis direction having a width that allows the pin 209 to pass therethrough, and the cam ring 211 is formed with a cam groove 211a for guiding the pin 209 without play. When the cam ring 211 is rotated, the cam groove 211a and the long hole 210a cause the lens frame 208 to which the pin 209 is fixed and the belt run lens 207 bonded to the lens frame 208 to move in the optical axis direction. Move to.
[0027]
On the other hand, 212 is a focus ring that is disposed below the turret shaft 203 and is rotatably supported by the turret shaft 203, and 213 is an interlocking pin that is fixed to the upper surface of the focus ring 212. The interlocking pin 213 is engaged with an interlocking groove 211 b provided on the lower surface of the cam ring 211, and the cam ring 211 is rotated via the interlocking pin 213 by rotating the focus ring 212.
[0028]
Accordingly, the belt run lens 207 can be moved and adjusted in the optical axis direction by rotating the focus ring 212 at one stop position of the rotary turret 202 where the belt run lens 207 is on the optical axis. Yes. It should be noted that the adjustment range in the optical axis direction of the belt run lens 207 is ensured by the same amount as the deviation of the position of the exit pupil of all objective lenses used including the objective lens 110. If the position of the exit pupil of the objective lens to be used is designed to be relatively close, it is not necessary to increase the adjustment range in the optical axis direction of the belt run lens 207, and as a result, the light of the polarization observation intermediate lens tube 113 is obtained. Axial dimension can be designed compactly. This will be described with reference to the optical system in FIG.
[0029]
3, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
[0030]
The light from one point of the observation sample 104 is condensed by the objective lens 110 to become a parallel light beam. When the belt run lens 207 is not inserted in the optical path, it enters the imaging lens 115 as it is and receives an imaging action. Then, an image is formed on the focal plane I of the eyepiece 117 (solid line in the figure). On the other hand, when the belt run lens 207 is inserted, the exit pupil plane F of the objective lens 110. _B The light from the upper point is converted into a parallel light beam by the belt run lens 207 and then imaged on the focal plane I of the eyepiece lens 117 by the imaging lens 115 (broken line in the figure). In FIG. 3, the exit pupil F _B Although one point at the center of the upper optical axis is illustrated, this one point is a focal position by the objective lens 110 with respect to a parallel light beam emitted from a certain region of the observation sample 104 in parallel with the optical axis. Actually, parallel light beams in all directions that have passed through the observation sample 104 are exit pupil plane F of the objective lens 110. _B Conoscopic observation involves focusing on the above and forming an image on the focal plane I of the eyepiece lens 117 by the belt run lens 207 and the imaging lens 115 for observation.
[0031]
In this case, the exit pupil plane F of the objective lens 110 _B Since the light from the upper point is converted into a parallel light flux by the belt run lens 207, the exit pupil position of the objective lens used in addition to the objective lens 110 is different (F in the figure). _B ′), The exit pupil can be observed with respect to other objective lenses by moving the belt run lens 207 by the same amount L as the displacement L.
[0032]
Referring to FIG. 2 again, the explanation of the intermediate lens barrel for polarization observation is continued.
[0033]
The remaining one of the two stop positions of the rotating turret 202 is a position that allows the light from the objective lens 110 to pass through as it is.
[0034]
An analyzer insertion slot 201b is provided immediately above the circular dovetail portion 201a of the intermediate lens barrel main body 201, and an analyzer unit 120 or the like in which the analyzer 119 is built can be mounted.
[0035]
A stopper pin 214 is fixed to the lower surface of the intermediate lens barrel cover 204, and the stopper pin 214 rotates with the arcuate groove 202c provided on the upper surface of the rotating turret 202 to rotate the rotating range of the rotating turret 202. Is restricted between two stop positions, that is, between the positions where the ball 206 fits into the click grooves 202a and 202b (in this embodiment, the range is 90 degrees).
[0036]
Next, a configuration in the case where the incident light projection tube is combined with the configuration of the polarization microscope of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIGS. 4 and 5 show the configuration of the polarizing microscope shown in FIG. 1 by adding an epi-illumination projection tube to enable simple epi-illumination observation. FIG. 4 shows a state where the epi-illumination projection tube is combined. FIG. 5 shows a case of performing simple polarized light observation using epi-illumination light in a state where the epi-illumination tube is combined. 4 and 5, the same parts as those in FIG.
[0037]
In FIGS. 4 and 5, reference numeral 301 denotes an epi-illumination projection tube constituting the epi-illumination device, and 302 denotes a lamp house fixed to the rear end portion of the epi-illumination projection tube 301. The lamp house 302 includes a light source 303 such as halogen and a collector lens 304 for condensing light emitted from the light source 303. The incident light projection tube 301 has two filter slots 305 for inserting filters for adjusting the illumination light emitted from the collector lens 304, and filters (not shown here) inserted in the collector lens 304 and the filter slot 305. A projection lens 306 that projects the illumination light that has passed through the projection lens onto the objective lens, and a polarizer 307 that imparts a specific direction of polarization to the illumination light emitted from the projection lens. The polarizer 307 is held by a slider or the like and is inserted into the polarizer insertion slot 308. Further, the incident light projection tube 301 includes the following two optical elements for deflecting the illumination light in the horizontal direction from the light source 303 to the polarizer 307 in the direction of the objective lens 110 on the optical axis of the objective lens 110. ing. That is, as shown in FIG. 4, a dark field block 310 including a dark field mirror 309 in which the central part is cut off and only the peripheral illumination light is reflected vertically downward and the central part is transmitted, as shown in FIG. A bright field block 312 having a built-in half mirror 311 is selectively positioned on the optical axis of the objective lens 110. Further, the incident light projection tube 301 is provided with an analyzer 313 located on the optical axis of the objective lens 110 and above the dark field block 310 and the bright field block 312. The analyzer 313 is held by a slider or the like and is inserted into the analyzer insertion slot 314.
[0038]
The epi-illumination projection tube 301 is fixed to the mirror body 101 by a round dovetail portion 301a formed at the lower end portion thereof, and the polarization observation intermediate lens tube 113 is formed by the round dovetail portion 301b formed at the upper end portion thereof. keeping.
[0039]
FIG. 4 shows a case where conoscopic image observation is performed with transmitted illumination light from the light source 102 in a state where the epi-illumination projection tube 301 is combined. FIG. 5 shows a case where the epi-illumination projection tube 301 is combined. A case is shown in which simple polarized light observation is performed with the incident illumination light 303.
[0040]
Further, reference numeral 315 denotes a correction optical system slider having a negative power correction optical system 316 inserted into the analyzer insertion slot 201b of the polarization observation intermediate lens tube 113. In the state shown in FIG. The position can be varied so that the correction optical system 316 is positioned on the optical axis of the lens, and in the state of FIG. 5, the opening 315a provided on the correction optical system slider 315 is positioned. A sectional view and a plan view of the correction optical system slider 315 are shown in FIG.
[0041]
The optical system when the incident light projection tube 301 is combined as shown in FIGS. 4 and 5 will be described with reference to FIG.
[0042]
The light from one point of the observation sample 104 is condensed by the objective lens 110 to become a parallel light beam. When the belt run lens 207 and the correction optical system 316 are not inserted in the optical path, the light enters the imaging lens 115 as it is. An image is formed and an image is formed at the focal plane I of the eyepiece 117 (solid line in the figure). On the other hand, when the belt run lens 207 and the correction optical system 316 are inserted, the exit pupil plane F of the objective lens 110 is inserted. _B The light from the upper point is converted into a parallel light beam by the correction optical system 316 and the belt run lens 207, and then an image is formed on the focal plane I of the eyepiece lens 117 by the imaging lens 115 (broken line in the figure). In FIG. 7, the exit pupil F _B Although one point at the center of the upper optical axis is illustrated, this one point is a focal position by the objective lens 110 with respect to a parallel light beam emitted from a certain region of the observation sample 104 in parallel with the optical axis. Actually, parallel light beams in all directions that have passed through the observation sample 104 are exit pupil plane F of the objective lens 110. _B Conoscopic image observation involves focusing on the above and forming an image on the focal plane I of the eyepiece lens 117 by the correction optical system 316, the belt run lens 207, and the imaging lens 115 for observation. The function of the correction optical system 316 is that the focal length of the belt run lens 207 is short and the exit pupil plane F of the objective lens 110 is short. _B However, by combining the belt run lens 207 with the correction optical system 316 to increase the focal length, the exit pupil plane F of the objective lens 110 is increased. _B Focusing to make conoscopic image observation possible.
[0043]
In this case, the exit pupil position of the objective lens used in addition to the objective lens 110 is different (F in FIG. 7). _B ′) The movement amount L ′ of the belt run lens 207 required in this case may be smaller than the deviation amount L of the exit pupil of the objective lens by the function of the correction optical system 316. Although depending on the design, the movement amount L ′ of the belt run lens 207 may be 1/2 or less with respect to the deviation amount L of the exit pupil of the objective lens, which is very convenient.
[0044]
In the first embodiment configured as described above, the operation in the case of performing the transmission polarization observation and the simple reflection polarization observation with the incident light projection tube 301 combined (FIGS. 4 and 5) will be described.
[0045]
First, the rotation turret 202 of the polarization observation intermediate lens tube 113 is set at a position where the belt run lens 207 is not located on the optical axis of the objective lens 110. Similar to a normal bright field observation method, the focusing handle 112 is rotated to roughly focus the observation sample 104 with respect to the objective lens 110. The position of the condenser lens 106 is optimally adjusted by rotating the condenser up / down handle 109.
[0046]
A dark field block 310 containing a dark field mirror 309 is inserted on the optical axis of the incident light projection tube 301.
[0047]
The observation sample 104 is accurately focused, the analyzer 313 is inserted into the analyzer insertion slot 314 of the incident light projection tube 301, and the analyzer 313 is orthogonal to the polarizer 118, and the aperture stop 106 a built in the condenser lens 106. If squeezes down, orthoscopic observation of the observation sample 104 can be performed.
[0048]
When switching from this state (orthoscope observation) to conoscopic observation, first, the aperture stop 106a built in the condenser lens 106 is largely opened. Next, the rotating turret 202 is stopped so that the belt run lens 207 mounted on the rotating turret 202 of the polarization observation intermediate lens tube 113 is positioned on the optical axis of the objective lens 110, and the correction optical system slider 315 is operated. The correction optical system 316 is positioned on the optical axis of the objective lens 110.
[0049]
When the focus ring 212 is rotated to adjust the belt run lens 207 up and down and the eyepiece 117 is focused on the exit pupil 110a of the objective lens 110, conoscopic image observation can be performed. Further, by inserting a test plate (not shown) such as a sensitive color into the test plate slot 101a of the mirror body 101, the interference color changes according to the crystal characteristics of the observation sample 104, and the positive / negative direction of the crystal Can also be judged.
[0050]
Next, when switching from the state of conoscopic image observation of transmitted polarized light to the simple incident light polarization observation, first, the dark field block 310 inserted on the optical axis of the incident light projection tube 301 is used, and the bright light incorporated in the half mirror 311 is used. Switch to view block 312.
[0051]
While the belt run lens 207 mounted on the rotating turret 202 of the polarization observation intermediate lens tube 113 is retracted from the optical axis of the objective lens 110, the rotating turret 202 is stopped so that the light from the objective lens 110 passes through as it is. By operating the correction optical system slider 315, the correction optical system 316 is retracted from the optical axis of the objective lens 110, and an opening 315a provided on the correction optical system slider 315 is positioned on the optical axis of the objective lens 110. Let
[0052]
In this state, the epi-illumination light from the light source 303 is linearly polarized by the polarizer 307, deflected in the direction of the objective lens 110 by the half mirror 311, and irradiated on the observation sample 104. The light reflected by the observation sample 104 enters the objective lens 110 again, passes through the half mirror 311, and enters the analyzer 313. If the polarizer 307 and the analyzer 313 are in a crossed Nicol state, the light reflected from the polarized portion of the observation sample passes through the analyzer 313, and the reflected light from the non-polarized portion passes through the analyzer 313. Can not do it. The light passing through the analyzer 313 further passes through the polarized observation intermediate lens tube 113 and forms an image on the focal plane of the eyepiece lens 117 via the imaging lens 115 and the deflection prism 116 of the observation lens tube 114, and the observer. Observed with eyes.
[0053]
As described above, in the first embodiment, the incident pupil F of the objective lens 110 is changed from the belt run lens 207 by inserting the epi-illumination projection tube 301. _B Even when the distance to the object lens 110 becomes longer, the insertion pupil plane F of the objective lens 110 can be obtained without increasing the movement range of the belt run lens 207 by inserting the correction optical system 316. _B Therefore, conoscopic image observation is possible without changing the polarization observation intermediate lens barrel in a compact manner.
[0054]
If the correction optical system as in the present embodiment is not employed, the exit pupil F of the objective lens 110 from the belt run lens 207 by inserting the epi-illumination projection tube 301 is used. _B Since it is necessary to secure a moving range of the belt run lens 207 of the same amount as the variation in the distance up to, the polarization observation intermediate lens tube 113 has an unusually large size in the optical axis direction.
[0055]
Further, it is possible to easily switch from the conoscopic image observation to the state of simple epi-illumination polarization observation with the epi-illumination projection tube 301 being combined (without changing the tailoring).
[0056]
Note that the correction optical system slider 315 including the correction optical system 316 can be inserted into the analyzer insertion slot 314 of the incident light projection tube 301 as shown in FIG. 8 depending on the design. In this case, the analyzer 313 used for transmission polarization observation or epi-illumination simple polarization observation may be inserted into the analyzer insertion slot 201b of the polarization observation intermediate lens barrel.
[0057]
In this case, since the other configuration and operation are exactly the same as described above, the description thereof is omitted.
[0058]
Next, a polarizing microscope according to the second embodiment of the present invention will be described.
[0059]
The configuration of the second embodiment of the present invention is almost the same as that of the first embodiment, and only the case where the correction optical system 316 is inserted into the optical path is different from the first embodiment.
[0060]
In the first embodiment, the correction optical system 316 is inserted on the optical axis of the objective lens 110 when the epi-illumination projection tube 301 is attached. However, in the second embodiment, the correction optical system 316 is attached. The correction optical system 316 is inserted on the optical axis of the objective lens 110 according to the type of the objective lens.
[0061]
For example, when an achromat series objective lens is mounted as a plurality of mounted objective lenses, the correction optical system 316 is not inserted into the optical path, and the plan apochromat series objective lens is mounted. The optical system 316 is inserted into the optical path.
[0062]
Normally, if the objective lenses are the same series (ie, the same type) and have different magnifications, the exit pupil position is often designed to be relatively close, but between different series, The exit pupil position may differ greatly.
[0063]
Usually, a single microscope is usually mounted with the same series of objective lenses.
[0064]
Therefore, if the correction optical system 316 is inserted in the optical path in accordance with the series of objective lenses to be mounted, the exit pupil F of the objective lens to be supported is used. _B The movement range of the belt run lens 207 in the optical axis direction can be kept small. As a result, the polarizing observation intermediate lens barrel can be configured compactly, and the entire polarizing microscope can be configured compactly.
[0065]
As described above in detail, according to the polarization microscope according to the embodiment of the present invention, the correction optical system that forms the exit pupil image of the objective lens on the focal plane (for example, the eyepiece lens) in cooperation with the belt run lens. By adopting it, the moving range of the belt run lens can be reduced, and a polarization microscope having a compact and inexpensive intermediate lens for polarization observation can be realized. As a result, the present invention is sufficiently applicable to inexpensive polarization microscopes for education and inspection. In each of the above-described embodiments, the focal plane is described as the focal plane of the eyepiece for convenience of explanation. However, it is needless to say that the focal plane of the observation image capturing or observation TV camera may be used.
[0066]
The following inventions can be extracted from the above embodiments. Each of the following inventions may be applied alone or in appropriate combination.
[0067]
A polarizing microscope according to an embodiment of the present invention is a detachable polarizing microscope having an objective lens and a belt run lens that can be inserted into and removed from the optical axis of the objective lens and forms an exit pupil image of the objective lens on a focal plane. An intermediate lens barrel and a correction optical system that is inserted into the optical path according to the combination state of the microscope constituent unit and forms an exit pupil image of the objective lens on the focal plane in cooperation with the belt run lens. And When observing conoscopic images, the correction optical system is inserted into the optical path as necessary depending on the combination of the microscope configuration units, so the combination of microscope configuration units that do not require correction optical systems has a simpler configuration. A polarizing microscope capable of observing conoscopic images at low cost can be provided. The preferred embodiments are as follows.
[0068]
(1) It further includes a detachable epi-illumination tube between the microscope main body and the polarization observation intermediate lens barrel, and the correction optical system is configured such that the epi-illumination projection tube is between the microscope main body and the polarization observation intermediate lens barrel. To be inserted into the optical path when mounted on When the epi-illumination tube is not mounted, conoscopic image observation is possible by inserting only the belt-run lens into the optical path, and when the epi-illumination tube is mounted, the belt-run lens In addition, conoscopic image observation is possible by inserting the correction optical system into the optical path.
[0069]
(2) The objective lens is configured such that one objective lens is selectively inserted into the optical path by switching a plurality of objective lenses, and the correction optical system includes an objective lens inserted in the optical path. Inserted into the optical path according to the type. By selecting insertion or non-insertion of the correction optical system into the optical path depending on the type of objective lens mounted, the movement range of the belt run lens due to variations in the exit pupil position of the objective lens is reduced, resulting in a compact size. It is possible to provide a polarization microscope having an intermediate lens barrel for polarization observation.
[0070]
(3) The polarizing intermediate lens barrel further includes an optical element insertion slot into which an optical element for polarization observation can be inserted, and is provided closer to the objective lens than the belt run lens, and the correction optical system includes the optical element To be inserted into the element insertion slot. The correction optical system is not incorporated in the polarizing intermediate lens barrel in advance, but is inserted into the optical element insertion slot as a retrofit only when an epi-illumination tube is attached. This has the advantage that the cost can be reduced and the structure can be made compact.
[0071]
(4) In (1), the correction optical system is inserted into an analyzer insertion slot provided in the incident light projection tube. Since the correction optical system is inserted into the analyzer insertion slot of the epi-illumination projection tube, there are advantages that the cost of the polarizing intermediate lens tube itself can be reduced and the configuration can be made compact.
[0072]
(5) The objective lens is configured such that one objective lens is selectively inserted into the optical path by switching a plurality of objective lenses, and the belt run lens is an exit pupil by the switching of the objective lenses. It is configured to be movable in the optical axis direction so as to form an exit pupil image of the objective lens on the focal plane as the position changes. Even if any of a plurality of objective lenses having different exit pupil positions is inserted in the optical path, the exit pupil image of the objective lens can be formed on the focal plane by moving the belt run lens in the optical axis direction. Therefore, there is an advantage that conoscopic image observation can be performed widely corresponding to various objective lenses.
[0073]
(6) The focal plane is either a focal plane of an eyepiece lens or a focal plane of a photographing or observation camera. A wide range of visual observation using an eyepiece and observation / photographing using a TV camera, digital camera, or the like can be used.
[0074]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.
[0075]
In addition, for example, even if some structural requirements are deleted from all the structural requirements shown in each embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the effect of the invention Can be obtained as an invention.
[0076]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a polarizing microscope that can achieve both conoscopic observation with transmitted illumination and simple polarized observation with epi-illumination, particularly in an inexpensive polarizing microscope for education and inspection.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a polarization microscope to which a first embodiment of the present invention is applied.
FIGS. 2A and 2B are a cross-sectional view and a view from below of an intermediate lens barrel for polarization observation.
FIG. 3 is a diagram showing an optical system of a polarizing microscope.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration in which an epi-illumination tube is added to the configuration of a polarization microscope to enable simple epi-illumination observation.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration in which a reflected light projection tube is added to the configuration of a polarizing microscope so that simple reflected light observation can be performed.
FIG. 6 is a sectional view and a plan view of a correction optical system slider.
FIG. 7 is a diagram showing an optical system when an incident light projection tube is combined.
FIG. 8 shows a modification of the first embodiment.
[Explanation of symbols]
101 ... Mirror body
101a ... Inspection plate slot
102: Light source
103 ... Collector lens
104 ... Observation sample
105 ... Stage
106 ... Condenser lens
109 ... Condenser upper and lower handles
110 ... Objective lens
111 ... Revolver
110a ... exit pupil
112 ... Focusing handle
113 ... Intermediate column for polarization observation
114 ... Observation tube
115: Imaging lens
116: deflection prism
117 ... Eyepiece
118 ... Polarizer
119 ... Analyzer
120: Analyzer unit
201a ... Round ant
201 ... Intermediate lens barrel
201b ... analyzer slot
202 ... Rotating turret
202a, 202b ... click groove
202c ... groove
203 ... Turret shaft
204a ... round ant
204: Intermediate lens barrel cover
205 ... leaf spring
206 ... Ball
207 ... Belt Run Lens
208 ... Lens frame
209 ... pin
210 ... Outer frame
210a ... slot
211 ... Cam ring
211a ... Cam groove
211b ... interlocking groove
212 ... Focus ring
213 ... Interlocking pin
214 ... Stopper pin
301: Epi-illumination tube
301a ... Round ant
301b ... Round ant
302 ... Lamp house
303 ... Light source
304 ... Collector lens
305 ... Filter slot
306 ... Projection lens
307 ... Polarizer
308 ... Polarizer insertion slot
309 ... Dark field mirror
310 ... dark field block
311 ... half mirror
312 ... Bright field block
313 ... Analyzer
314 ... Analyzer insertion slot
315: Correction optical system slider
315a ... opening
316: Correction optical system

Claims

An objective lens;
A removable intermediate lens barrel for polarization that has a belt run lens that can be inserted into and removed from the optical axis of the objective lens and forms an exit pupil image of the objective lens on a focal plane;
A correction optical system that is inserted into the optical path according to the combination status of the microscope configuration unit and forms an exit pupil image of the objective lens on the focal plane in cooperation with the Bertrand lens,
A polarizing microscope comprising:

The polarizing microscope according to claim 1, further comprising an epi-projector tube that is detachable between the microscope main body and the polarized observation intermediate tube.
The polarizing optical microscope, wherein the correction optical system is inserted into an optical path when the epi-illumination projection tube is mounted between a microscope main body and a polarizing observation intermediate lens barrel.

In the polarizing microscope according to claim 1 or 2,
The objective lens is configured such that one objective lens is selectively inserted into the optical path by switching a plurality of objective lenses,
The polarizing microscope, wherein the correction optical system is inserted into the optical path according to the type of the objective lens inserted into the optical path.

The polarizing microscope according to any one of claims 1 to 3, wherein the polarizing intermediate lens barrel is capable of inserting an optical element for polarization observation, and is provided closer to the objective lens than the belt run lens. An optical element insertion slot;
The polarization microscope, wherein the correction optical system is inserted into the optical element insertion slot.

3. The polarizing microscope according to claim 2, wherein the correction optical system is inserted into an analyzer insertion slot provided in the incident light projection tube.

In the polarizing microscope according to any one of claims 1 to 5,
The objective lens is configured such that one objective lens is selectively inserted into the optical path by switching a plurality of objective lenses,
The belt run lens is configured to be movable in the optical axis direction so as to form an exit pupil image of the objective lens on the focal plane as the exit pupil position changes due to the switching of the objective lens. A polarizing microscope characterized by that.

7. A polarizing microscope according to claim 1, wherein the focal plane is either a focal plane of an eyepiece or a focal plane of a photographing or observation camera. .