JP5389390B2 - 観察装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施例から導かれる一つの観点は、ミクロ光学系とマクロ光学系との結像位置を共有した観察装置において、ミクロ光学系の射出瞳位置を瞳リレー光学系でリレーすることによってできた第1の瞳位置と、マクロ光学系の射出瞳位置である瞳位置を第2の瞳位置としたときに、第1の瞳位置と第2の瞳位置が略一致することである。すなわち、ミクロ光学系のリレーされた瞳位置と、マクロ光学系のダイレクトな瞳位置を一致させる構成である。
像面湾曲を補正するには、凹面を向かい合わせた光学面があることが好ましい。本発明の本実施例では、第1マクロ光学系レンズ群と第2マクロ光学系レンズ群を互いに凹面を向かい合わせて配置することによって、像面湾曲を補正している。また、第1マクロ光学系レンズ群の最終面を像側に凹面とすることから、第1マクロ光学系レンズ群を負の屈折力とし、第2マクロ光学系レンズ群を負の屈折力とし、第3マクロ光学系レンズ群を正の屈折力とすることが好ましい。
また、本実施例では結像位置に撮像素子を備える構成が好ましい。本発明の実施例ではマクロ光学系とミクロ光学系の結像位置が共通であるが、この結像位置はマクロ光学系では1次像であり、ミクロ光学系では2次像である。すなわち、ミクロ光学系とマクロ光学系では反転像が観測されている。そのために、本実施例では結像位置に撮像素子を備え、電子的な方法で観察することが好ましい。電子的な観察方法では観察像を反転することが容易である。
上述のように、本発明の実施例ではマクロ光学系とミクロ光学系では観察像が反転している。マクロ光学系の標本位置とミクロ光学系の標本位置の中心付近に回転軸を持った回転ステージを利用すれば、ミクロ光学系とマクロ光学系の間で標本を移動させる際に、上下左右が反転されるので、ミクロ光学系とマクロ光学系の切替時に好適である。
さらに、本実施例では、第3のマクロ光学系レンズ群L3と第2の瞳リレー光学系レンズ群R2も共有された構成をしている。第3のマクロ光学系レンズ群L3と第2の瞳リレー光学系レンズ群R2は共に正の屈折力を持っているので、共通の設計をすることが可能である。さらに、マクロ光学系とミクロ光学系とを分割する光路分割素子M2を、第1瞳リレー光学系レンズ群R1と第2瞳リレー光学系レンズ群R2の間に配置することによって、共通化された第3のマクロ光学系レンズ群L3(第2の瞳リレー光学系レンズ群R2)を共通の光路に配置している。
以下では、実施例2で用いられた光学系のレンズデータを開示する。図4(a)は本実施例のマクロ光学系の面番号と光線図を図示し、図4(b)は本実施例のミクロ光学系の面番号と光線図を図示している。なお、ミクロ光学系において対物レンズ5は適宜交換して利用すべきものであるので図中の符番を省略しているが、レンズデータの表中ではある10倍の対物レンズのレンズデータを借用して光路を完結させている。
以下では、実施例3で用いられた光学系のレンズデータを開示する。図6(a)は本実施例のマクロ光学系の面番号と光線図を図示し、図6(b)は本実施例のミクロ光学系の面番号と光線図を図示している。なお、ミクロ光学系において対物レンズ5は適宜交換して利用すべきものであるので図中の符番を省略しているが、レンズデータの表中ではある10倍の対物レンズのレンズデータを借用して光路を完結させている。
マクロ光学系とミクロ光学系は、実施例1と同様に、結像位置2が共有されているだけではなく、マクロ光学系のダイレクトな瞳位置6とミクロ光学系のリレーされた瞳位置6が共有されている。また、瞳位置6と結像位置2の間に配置されている結像レンズ4も、マクロ光学系とミクロ光学系で共有されている。
なお、本実施例では有限型のズーム光学系を利用した構成としたが、ズーム光学系の組み入れ方には多くの変形例が考えられる。たとえば、瞳位置6の付近にアフォーカルズーム光学系を備えて、結像レンズ4によって結像させる構成も可能である。また、結像レンズ4自身にズーム機構を備える構成も考えられる。
2・・・結像位置
3・・・ミクロ光学系の標本位置
4・・・結像レンズ
5・・・対物レンズ
6・・・共通の瞳位置
7・・・ズーム結像位置
8・・・ズーム光学系
9・・・ダイクロイックミラー
10・・・吸収フィルター
11・・・励起フィルター
12・・・フライアイレンズ
13・・・コレクタレンズ
14・・・光源
L1・・・第1のマクロ光学系レンズ群
L2・・・第2のマクロ光学系レンズ群
L3・・・第3のマクロ光学系レンズ群
R1・・・第1の瞳リレー光学系レンズ群
R2・・・第2の瞳リレー光学系レンズ群
Claims (13)
- ミクロ光学系とマクロ光学系との結像位置を共有した観察装置において、
前記ミクロ光学系は、顕微鏡用対物レンズと、瞳リレー光学系と、からなり、
前記顕微鏡用対物レンズの射出瞳位置が前記瞳リレー光学系でリレーされることによってできた瞳位置を第1の瞳位置とし、
前記マクロ光学系の射出瞳位置である瞳位置を第2の瞳位置としたときに、
前記第1の瞳位置と前記第2の瞳位置が略一致することを特徴とする観察装置。 - 前記瞳リレー光学系は2群構成であって、物体側から、
正の屈折力を持つ第1瞳リレー光学系レンズ群と、
正の屈折力を持つ第2瞳リレー光学系レンズ群とで構成され、
前記第1瞳リレー光学系レンズ群と前記第2瞳リレー光学系レンズ群との間に1次像が結像することを特徴とする請求項1に記載の観察装置。 - 前記マクロ光学系は、物体側から前記第2の瞳位置までが3群構成であって、物体側から順に
負の屈折力をもつ第1マクロ光学系レンズ群と、
負の屈折力をもつ接合レンズからなる第2マクロ光学系レンズ群と、
前記マクロ光学系と前記ミクロ光学系とを分割する第1の光路分割素子と、
正の屈折力をもつ第3マクロ光学系レンズ群とで構成されることを特徴とする請求項2に記載の観察装置。 - 前記第1マクロ光学系レンズ群と前記第2マクロ光学系レンズ群は互いに凹面を向かい合わせて配置されることを特徴とする請求項3に記載の観察装置。
- 前記第3マクロ光学系レンズ群と前記第2瞳リレー光学系レンズ群は同一に設計されたレンズ群であることを特徴とする請求項3に記載の観察装置。
- 前記第3マクロ光学系レンズ群と前記第2瞳リレー光学系レンズ群は共有されることを特徴とする請求項3に記載の観察装置。
- 前記マクロ光学系と前記ミクロ光学系を光路分割する前記第1の光路分割素子は、
前記第1瞳リレー光学系レンズ群と前記第2瞳リレー光学系レンズ群の間に配置される
ことを特徴とする請求項6に記載の観察装置。 - 前記第1の光路分割素子と前記結像位置との間には、結像レンズが配置されることを特徴とする請求項7に記載の観察装置。
- 前記第1の光路分割素子と前記結像レンズと間には、照明光学系と観察光学系を光路分割する第2の光路分割素子が配置され、
前記第2の光路分割素子はダイクロイックミラーと励起フィルターと吸収フィルターで構成され、
前記励起フィルターが前記第1の瞳位置に略一致することを特徴とする請求項8に記載の観察装置。 - 前記照明光学系はフライアイレンズを備え、
前記フライアイレンズは前記励起フィルターに近接されて配置されることを特徴とする請求項9に記載の観察装置。 - 前記結像位置に撮像素子を備えることを特徴とする請求項1から請求項10の何れかに記載の観察装置。
- 前記結像位置をズーム光学系でリレーする位置に撮像素子を備えることを特徴とする請求項1から請求項10の何れかに記載の観察装置。
- 前記ミクロ光学系の焦点面と前記マクロ光学系の焦点面は同一平面上に配置され、
回転ステージによって、前記ミクロ光学系と前記マクロ光学系の間で標本を移動させることを特徴とする請求項1から請求項10の何れかに記載の観察装置。
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