JP5055568B2 - 位相差顕微鏡 - Google Patents
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光源と、
前記光源からの光を標本に照射するための照明光学系と、
前記照明光学系の瞳位置に配置された輪帯状の遮光手段と、
対物レンズと、前記対物レンズの瞳位置を瞳共役位置へ伝達する伝達レンズを有する観察光学系と、を有し、
前記観察光学系に観察付加装置を設置可能である前記標本の位相差観察を行う位相差顕微鏡において、
前記対物レンズの瞳位置と前記瞳共役位置との間に設置され、前記対物レンズと前記瞳共役位置との間に前記観察付加装置を挿入したことにより前記対物レンズの光軸方向の位置が変更されても、前記対物レンズの前記瞳共役位置を維持し、かつ前記対物レンズの瞳の投影倍率を維持する補正手段を有し、
前記補正手段は、前記伝達レンズに含まれる第1のレンズと切替え可能に配置された第2のレンズであって、前記第1のレンズと前記第2のレンズの切替えが行われても、前記観察光学系による前記標本の像の形成位置が前記観察光学系の光軸方向に変動せず、かつ前記標本の像の結像倍率が維持されることを特徴とする位相差顕微鏡を提供する。
前記観察光学系は、前記対物レンズの瞳共役位置に配置され、前記瞳共役位置の光軸方向の配置を移動可能にする瞳操作手段を有することが望ましい。
また、本発明の顕微鏡は、
前記観察光学系における前記瞳操作手段は、光路外へ退避可能に設けられており、
前記観察付加装置は、光路内へ挿脱可能に構成されてなることが望ましい。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る顕微鏡の構成を示す図である。
図1に示すように、本実施形態に係る顕微鏡1は、透過照明装置2、顕微鏡本体3、対物レンズ4、位相差装置5、及び接眼観察部6からなる。
本顕微鏡1において透過照明装置2は、ステージ7に載置された標本8の上方に備えられており、不図示の光源と、該光源の瞳位置に配置された不図示のリングスリットとからなり、標本8の位相差観察を行う際に用いられる。
標本8の下方には、対物レンズ用レボルバ9に支持された対物レンズ4が備えられており、対物レンズ用レボルバ9は、該対物レンズ4の他に倍率の異なる不図示の複数の対物レンズを切替え可能に支持している。
なお、光量分割素子11の反射光路上の像面I4にも不図示の撮像手段が配置されており、これにより標本8の位相差像でない通常の標本像を撮像することができる。
図2は、本発明の実施形態に係る顕微鏡1に付加装置25を付加した際の構成を示す図である。
図2に示すように本顕微鏡1は、対物レンズ4、対物レンズ用レボルバ9、及びステージ7の位置を上方に変更することで、対物レンズ用レボルバ9と顕微鏡本体3の間の光路中に、オートフォーカス装置、レーザー光源の導入部、又は画像出力ポート等を付加装置25として配置することができる。
以下、第1実施形態に係る顕微鏡1をより具体的に説明するために、第1結像レンズ10、第1リレーレンズ13a,13b、第2リレーレンズ15、及び接眼観察部6における第2結像レンズ20の数値例を示す。
図3は、本発明の第1実施形態に係る顕微鏡の数値例を説明するための図である。
本数値例では、第1リレーレンズ13a,13bの他に、上記付加装置25と異なる別の付加装置26(不図示)の使用も可能にするべく、この付加装置26に対応したもう1つの第1リレーレンズ13cも設計されている。
なお、fは焦点距離(単位は「mm」)、面は対物レンズ4側からのレンズ面の順序、Rはレンズ面の曲率、dは光軸上の間隔(単位は「mm」)をそれぞれ示す。また、ndはd線(波長λ=587.6nm)に対するレンズ媒質の屈折率、νdはd線(λ=587.6nm)に対するレンズ媒質のアッベ数をそれぞれ示す。
本数値例において、対物レンズ用レボルバ9と顕微鏡本体3の間の光路中にいかなる付加装置も挿入されていない場合には距離D1=147となり、第1リレーレンズ13aが光路内へ配置される。また、付加装置25が挿入されている場合には距離D1=197となり、第1リレーレンズ13bが光路内へ配置される。さらに、付加装置26が配置されている場合には距離D1=217となり、第1リレーレンズ13cが光路内へ配置される。
[第1結像レンズ10]f=200
面 R d nd νd f
147〜217(D1)
1 280 5.0 1.62280 57.0 200
2 -72 3.0 31.6
3 -163 198.7(d1)
なお、d1は第3レンズ面から一次像面I1までの光軸上距離である。
[第1リレーレンズ13a]
面 R d nd νd f
25.0(d0)
1 300 2.5 1.74950 35.3 202.3
2 55 4.5 1.61720 54.0
3 -127 68.0(d3)
なお、d0は一次像面I1から第1レンズ面までの光軸上距離、d3は第3レンズ面から反射素子14までの光軸上距離である。
[第1リレーレンズ13b]
面 R d nd νd f
31.9(d0)
1 300 5.2 1.74400 44.8 256.6
2 47 5.0 1.62041 60.3
3 -153 57.9(d3)
なお、d0は一次像面I1から第1レンズ面までの光軸上距離、d3は第3レンズ面から反射素子14までの光軸上距離である。
[第1リレーレンズ13c]
面 R d nd νd f
36.0(d0)
1 300 6.0 1.74400 44.8 290.2
2 50 6.0 1.62041 60.3
3 -180 52.0(d3)
なお、d0は一次像面I1から第1レンズ面までの光軸上距離、d3は第3レンズ面から反射素子14までの光軸上距離である。
[第2リレーレンズ15]
面 R d nd νd f
130.0(d4)
1 170 3.0 1.74950 57.0 232.9
2 68 4.0 1.62280 35.3
3 -354
なお、d4は反射素子14から第1レンズ面までの光軸上距離である。
[接眼観察部6における第2結像レンズ20]
面 R d nd νd f
100.0(d5)
1 280 5.0 1.62280 57.0 200
2 -72 3.0 31.6
3 -163 198.7(d6)
なお、d5は第2リレーレンズ15から第1レンズ面までの光軸上距離、d6は第3レンズ面から像面I3までの光軸上距離である。
図4は、本発明の第2実施形態に係る顕微鏡の構成を示す図である。
上記第1実施形態に係る顕微鏡は、上述のように第1リレーレンズ13a,13b、第2リレーレンズ15、位相リング17等の位相差観察に必要な顕微鏡部品を顕微鏡に内蔵した構成であるのに対し、図4に示すように本実施形態に係る顕微鏡30は、これらの顕微鏡部品を一体的に位相差観察アダプタ31として顕微鏡本体3外部に取り外し自在に取り付ける構成としている。
図4に示すように、本実施形態に係る顕微鏡30は、透過照明装置2、顕微鏡本体3、対物レンズ4、接眼観察部6、及び位相差観察アダプタ31からなる。
顕微鏡本体3は、対物レンズ用レボルバ9の下方に配置された結像レンズ10、光量分割素子11、反射素子12、該反射素子12の反射光路上に配置された反射素子14からなり、上記第1実施形態と同様に第1結像レンズ10の上方には落射蛍光ブロック16が配置されており、不図示の蛍光照明光源からの励起光を光路内へ導くことができる。
また、反射素子32の透過光路上の一次像面I5にも撮像手段が配置されており、これにより標本8の位相差像でない通常の標本像を撮像することができる。
さらに、第2結像レンズ19の付近には、ベルトランレンズ22が公知のスライド機構を介して光路内へ挿脱可能に設けられており、位相差観察に際して不図示のリングスリットと位相リング17との芯出し調整の際に用いられる。
また、位相リング17を光路外へ退避させ、落射蛍光ブロック16を光路内へ配置すれば、位相差観察アダプタ31の像面I2において標本8の蛍光像を撮像することができ、標本8の蛍光観察を行うことができる。
本実施形態に係る顕微鏡30は、図5に示すように付加装置25を付加した場合でも、上記第1実施形態と同様に、光路内の第1リレーレンズ1aを、付加装置25に対応して設けられた第1リレーレンズ13bに切替えることで、対物レンズ4の瞳共役位置P2を、付加装置25を用いていない場合の対物レンズ4の瞳共役位置P2と同じ位置に維持することができ、位相差観察に際して付加装置25の同時使用を行うことが可能となる。
したがって本実施形態に係る顕微鏡30は、上記第1実施形態に係る顕微鏡の奏する効果と同様の効果を実現することができる。
また、各実施形態に係る顕微鏡は、標本像を各像面に結ぶ際に、標本からの光の反射素子等による反射回数をいずれの場合も奇数回となるように構成されている。これにより、いわゆる裏像正立という観察しやすい像の姿勢を得ることができる。
また、第2実施形態のように第1,2リレーレンズを含む位相差観察アダプタを顕微鏡本体に着脱可能に設ければ、ユーザーの必要に応じてのシステムアップが可能となる。
なお、上記各実施形態では、付加装置としてオートフォーカス装置、レーザー光源の導入部、及び像出力ポートを示しているが、本発明において付加装置はこれに限られず、対物レンズの位置を変更して顕微鏡本体に取り付けられる種々の装置を適用することができる。
2 透過照明装置
3 顕微鏡本体
4 対物レンズ
5 位相差装置
6 接眼観察部
8 標本
13a,13b,13c 第1リレーレンズ
15 第2リレーレンズ
25 付加装置
31 位相差観察アダプタ
Claims (3)
- 光源と、
前記光源からの光を標本に照射するための照明光学系と、
前記照明光学系の瞳位置に配置された輪帯状の遮光手段と、
対物レンズと、前記対物レンズの瞳位置を瞳共役位置へ伝達する伝達レンズを有する観察光学系と、を有し、
前記観察光学系に観察付加装置を設置可能である前記標本の位相差観察を行う位相差顕微鏡において、
前記対物レンズの瞳位置と前記瞳共役位置との間に設置され、前記対物レンズと前記瞳共役位置との間に前記観察付加装置を挿入したことにより前記対物レンズの光軸方向の位置が変更されても、前記対物レンズの前記瞳共役位置を維持し、かつ前記対物レンズの瞳の投影倍率を維持する補正手段を有し、
前記補正手段は、前記伝達レンズに含まれる第1のレンズと切替え可能に配置された第2のレンズであって、前記第1のレンズと前記第2のレンズの切替えが行われても、前記観察光学系による前記標本の像の形成位置が前記観察光学系の光軸方向に変動せず、かつ前記標本の像の結像倍率が維持されることを特徴とする位相差顕微鏡。 - 前記観察光学系は、前記対物レンズの瞳共役位置に配置され、前記瞳共役位置の光軸方向の配置を移動可能にする瞳操作手段を有することを特徴とする請求項1に記載の位相差顕微鏡。
- 前記観察光学系における前記瞳操作手段は、光路外へ退避可能に設けられており、
前記観察付加装置は、光路内へ挿脱可能に構成されてなることを特徴とする請求項2に記載の位相差顕微鏡。
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