JP5678354B2 - レフラキシコン装置およびその組立方法 - Google Patents
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Description
2−副円錐ミラー
10−入射部
11−反射体
20−出射部
21−反射体
30−中央部
40−接合部
50−ハウジング
60−ハウジング
70−支持部材
80−内部プレナム
90−縦穴
100−平行入射ビーム
200−収束ビーム
300−光学軸
400−入射主光線
500−入射周辺光線
Claims (37)
- レフラキシコン装置において、
略円錐形の第1レフラキシコン中心反射面と、略円錐台形の第1レフラキシコン遠心反射面とを有する第1のレフラキシコンと、
前記第1レフラキシコンに対して間隔を空けて設けられ、略円錐形の第2レフラキシコン中心反射面と、略円錐台形の第2レフラキシコン遠心反射面とを有する第2のレフラキシコンとを備え、
光ビームが、前記第1レフラキシコン中心反射面の近傍におよび該第1レフラキシコン中心反射面に入射するように当該レフラキシコン装置に入射し、前記各反射面の反射によって当該レフラキシコン装置内を進行し、前記第2レフラキシコン中心反射面およびその近傍から出射するように当該レフラキシコン装置から出射するように、前記第1レフラキシコン中心反射面と前記第1レフラキシコン遠心反射面との間、前記第1レフラキシコン遠心反射面と前記第2レフラキシコン遠心反射面との間、および前記第2レフラキシコン遠心反射面と前記第2レフラキシコン中心反射面との間の反射を介した光路を有し、
前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第1レフラキシコン遠心反射面は、当該中心反射面と当該遠心反射面との間の光反射が行われる光透過性固体の面であること、
前記第2レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン遠心反射面は、当該中心反射面と当該遠心反射面との間の光反射が行われる光透過性固体の面であること、
円錐形の前記中心反射面は頂点を有し、該円錐形の中心反射面の一つの頂点が、円錐形の前記中心反射面の他に向けられていること、
該円錐形の前記中心反射面は頂点を有し、前記中心反射面の双方の頂点が該円錐形の各中心反射面の他方に向けられていること、
同じ中心円錐が、前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン中心反射面となること、及び
前記各反射面の少なくとも1つが、光学的効果が得られるように曲面とされること
のうちの少なくとも1つが該当する、
レフラキシコン装置。 - 光学的効果が得られるように曲面とされたいかなる前記反射面も、所定範囲において透過損失がなく実質的に遮光のない光学系が得られるように、分かれた光学軸が出射側で合流するように、形状および局所傾斜角が選択されることと、
光学的効果が得られるように曲面とされたいかなる前記反射面も、光学性能の理由により開口部の特定の割合が中心で遮光されるように形状および局所傾斜角が選択されることと、
光学的効果が得られるように曲面とされたいかなる前記反射面も、光学性能の理由により、または光学性能に関わらず、任意の中心遮光が許容されるように形状および局所傾斜角が選択されること、
前記第1レフラキシコン中心反射面と前記第1レフラキシコン遠心反射面とを含むいかなる前記光透過性固体も、入射光が前記第1のレフラキシコンに入射する際に通過する前記第1レフラキシコン中心反射面の近傍の入力面を有し、前記第2レフラキシコン中心反射面と前記第2レフラキシコン遠心反射面とを含むいかなる前記光透過性固体も、出射光が前記第2レフラキシコンから出射する際に通過する前記第2レフラキシコン中心反射面の近傍の出力面を有すること、および
前記入力面および前記出力面のいずれも、曲面により構成されていること
のうち少なくとも一つが該当する、
請求項1に記載のレフラキシコン装置。 - いかなる前記出力面も、該出力面において出射光の屈折を除去するように曲面である、請求項2に記載のレフラキシコン装置。
- 前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第1レフラキシコン遠心反射面と、前記第2レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン遠心反射面との少なくとも一方が光学軸に関して軸対称に設けられている、請求項2に記載のレフラキシコン装置。
- 前記レフラキシコンの両方が光透過性固体で構成され、該各固体は、光が通過する接合面において直接接触しており、該各接合面が前記各レフラキシコンを正しい間隔および軸に対する位置に維持するようにする嵌合面を含むことと、該各レフラキシコンを正しい間隔および軸に対する位置に維持するようにする内側形体を有する該各レフラキシコンのハウジングが設けられていることの少なくとも1つが該当する、請求項1に記載のレフラキシコン装置。
- 前記光透過性固体の反射面の少なくとも一部分が空気間隔に隣接し、該反射面の該一部分において全反射となり、これにより、該光透過性固体と該空気間隔との間にインタフェースを形成し、該一部分の反射性の少なくとも一部を与えている、請求項1に記載のレフラキシコン装置。
- いかなる前記ハウジングも、遠心反射面の一部分に隣接する空気間隔を含み、該遠心反射面の該一部分において全反射となり、これにより、前記光透過性固体と該空気間隔との間のインタフェースを形成し、該一部分の反射性の少なくとも一部を与えている、請求項5に記載のレフラキシコン装置。
- 前記各反射面の1つの少なくとも一部分は、入射光が全反射されない領域に反射コーティングを施されている、請求項6に記載のレフラキシコン装置。
- 前記各レフラキシコンを正しい間隔および軸に対する位置に維持するようにする内側形体を有する該各レフラキシコンのハウジングをさらに備える、請求項1に記載のレフラキシコン装置。
- 前記ハウジングは、前記第1レフラキシコン遠心反射面を保持する第1の部分と、前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン中心反射面を保持する第2の部分と、前記第2レフラキシコン遠心反射面を保持する第3の部分とを有する、請求項9に記載のレフラキシコン装置。
- 前記第1レフラキシコン遠心反射面が前記第1の部分の内面によって構成されていることと、前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン中心反射面が前記第2の部分の外面によって構成されていることと、前記第2レフラキシコン遠心反射面が前記第3の部分の内面によって構成されていることとのうちの少なくとも1つが該当する、請求項10に記載のレフラキシコン装置。
- 当該レフラキシコン装置及びハウジングは、顕微鏡対物レンズとしての使用に適している、請求項7に記載のレフラキシコン装置。
- 前記各レフラキシコンの両方が光透過性固体で構成され、前記入力面および前記出力面の両方が曲面であり、前記レフラキシコンが、リレー、顕微鏡対物レンズ、ビーム拡大器のうちの1つとして作用するように、該各曲面が入射光または出射光を屈折させるように構成されている、請求項2に記載のレフラキシコン装置。
- 当該レフラキシコン装置及びハウジングは、顕微鏡対物レンズとしての使用に適している、請求項11に記載のレフラキシコン装置。
- 前記第1のレフラキシコンおよび前記第2のレフラキシコンの一方が、光透過性固体であり、該第1のレフラキシコンおよび該第2のレフラキシコンの他方が、光透過性固体ではない、請求項14に記載のレフラキシコン装置。
- 前記第1レフラキシコン中心反射面と前記第1レフラキシコン遠心反射面との間の光反射が光透過性固体内で行われ、前記第1レフラキシコン遠心反射面と前記第2レフラキシコン遠心反射面との間の光反射が光透過性固体内で行われ、前記第2レフラキシコン遠心反射面と前記第2レフラキシコン中心反射面との間の光反射が少なくとも部分的に空気中で行われることと、
前記第2レフラキシコン中心反射面と前記第2レフラキシコン遠心反射面との間の光反射が光透過性固体内で行われ、前記第2レフラキシコン遠心反射面と前記第1レフラキシコン遠心反射面との間の光反射が光透過性固体内で行われ、前記第1レフラキシコン遠心反射面と前記第1レフラキシコン中心反射面との間の光反射が少なくとも部分的に空気中で行われることと
の少なくとも一方が該当する、請求項14に記載のレフラキシコン装置。 - 当該レフラキシコン装置は、当該レフラキシコン装置に入射して周辺光線として出射する主光線と、当該レフラキシコン装置に入射して主光線として出射する周辺光線と、該主光線または該周辺光線の辺りに出射光が集光するように入射光を再配分することとのうちの少なくとも1つを生じさせるように構成されている、請求項1に記載のレフラキシコン装置。
- 当該レフラキシコン装置は、リング状の焦点を形成するように構成されている、請求項17に記載のレフラキシコン装置。
- 当該レフラキシコン装置に入射する主光線、当該レフラキシコン装置に入射する周辺光線、該主光線と該周辺光線の中間の光線のうちの少なくとも1つが、反射なしで、全ての反射面により反射されながら、全てではないが反射面より反射されながら、のうちの1つを経て当該レフラキシコン装置を通過する、請求項1に記載のレフラキシコン装置。
- 第1レフラキシコン光学軸を対称的に定める略円錐形の第1レフラキシコン中心反射面と、該第1レフラキシコン光学軸を中心に対称に設けられた略円錐台形の第1レフラキシコン遠心反射面とを有する第1のレフラキシコンを準備することと、
第2レフラキシコン光学軸を対称的に定める略円錐形の第2レフラキシコン中心反射面と、該第2レフラキシコン光学軸を中心に対称に設けられた略円錐台形の第2レフラキシコン遠心反射面とを有する第2のレフラキシコンを準備することと、
光ビームが、前記第1レフラキシコン中心反射面の近傍におよび該第1レフラキシコン中心反射面に入射するように当該レフラキシコン装置に入射し、前記各反射面の反射によって当該レフラキシコン装置内を進行し、前記第2レフラキシコン中心反射面およびその近傍から出射するように当該レフラキシコン装置から出射することができるように、前記第1レフラキシコン中心反射面と前記第1レフラキシコン遠心反射面との間、前記第1レフラキシコン遠心反射面と前記第2レフラキシコン遠心反射面との間、および前記第2レフラキシコン遠心反射面と前記第2レフラキシコン中心反射面との間の反射を介した光路を有するように、前記第1および第2のレフラキシコンを、前記光学軸を一致させるとともに間隔を空けて配置することと、
前記各反射面の少なくとも1つが、光学的効果が得られるようにさらに曲面となるようにすることとを含み、
前記各曲面は、所定範囲において透過損失がなく実質的に遮光のない光学系が得られるように、分かれた光学軸が出射側で合流するように形状および局所傾斜角が選択されることと、
前記各曲面は、光学性能の理由により開口部の特定の割合が中心で遮光されるように形状および局所傾斜角が選択されることと、
前記各曲面は、光学性能の理由により、または光学性能に関わらず、任意の中心遮光が許容されるように形状および局所傾斜角が選択されることと
のうちの少なくとも1つが該当し、
前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第1レフラキシコン遠心反射面は、当該中心反射面と当該遠心反射面との間の光反射が行われる光透過性固体の面であること、
前記第2レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン遠心反射面は、当該中心反射面と当該遠心反射面との間の光反射が行われる光透過性固体の面であること、
円錐形の前記中心反射面は頂点を有し、該円錐形の中心反射面の一つの頂点が、円錐形の前記中心反射面の他に向けられていること、
該円錐形の前記中心反射面は頂点を有し、前記中心反射面の双方の頂点が該円錐形の各中心反射面の他方に向けられていること、
同じ中心円錐が、前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン中心反射面となること、及び
前記各反射面の少なくとも1つが、光学的効果が得られるように曲面とされること
のうちの少なくとも1つが該当する、
レフラキシコン装置の構成方法。 - レフラキシコン装置において、
略円錐形の第1レフラキシコン中心反射面と、略円錐台形の第1レフラキシコン遠心反射面とを有する第1のレフラキシコンと、
前記第1レフラキシコンに対して間隔を空けて設けられ、略円錐形の第2レフラキシコン中心反射面と、略円錐台形の第2レフラキシコン遠心反射面とを有する第2のレフラキシコンとを備え、
光ビームが、前記第1レフラキシコン中心反射面の近傍におよび該第1レフラキシコン中心反射面に入射するように当該レフラキシコン装置に入射し、前記各反射面の反射によって当該レフラキシコン装置内を進行し、前記第2レフラキシコン中心反射面およびその近傍から出射するように当該レフラキシコン装置から出射するように、前記第1レフラキシコン中心反射面と前記第1レフラキシコン遠心反射面との間、前記第1レフラキシコン遠心反射面と前記第2レフラキシコン遠心反射面との間、および前記第2レフラキシコン遠心反射面と前記第2レフラキシコン中心反射面との間の反射を介した光路を有し、
当該レフラキシコン装置は、ハウジング内に収容され、顕微鏡対物レンズとしての使用に適しており、
前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第1レフラキシコン遠心反射面は、当該中心反射面と当該遠心反射面との間の光反射が行われる光透過性固体の面であること、
前記第2レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン遠心反射面は、当該中心反射面と当該遠心反射面との間の光反射が行われる光透過性固体の面であること、
円錐形の前記中心反射面は頂点を有し、該円錐形の中心反射面の一つの頂点が、円錐形の前記中心反射面の他に向けられていること、
該円錐形の前記中心反射面は頂点を有し、前記中心反射面の双方の頂点が該円錐形の各中心反射面の他方に向けられていること、
同じ中心円錐が、前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン中心反射面となること、及び
前記各反射面の少なくとも1つが、光学的効果が得られるように曲面とされること
のうちの少なくとも1つが該当する、
レフラキシコン装置。 - 前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第1レフラキシコン遠心反射面、前記第2レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン遠心反射面のうちの少なくとも1つが光透過性固体の面であり、該各中心反射面と該各遠心反射面との間の光反射が該固体内で行われ、
前記第1レフラキシコン中心反射面と前記第1レフラキシコン遠心反射面とを含むいかなる前記光透過性固体も、入射光が前記第1のレフラキシコンに入射する際に通過する前記第1レフラキシコン中心反射面の近傍の入力面を有し、前記第2レフラキシコン中心反射面と前記第2レフラキシコン遠心反射面とを含むいかなる前記光透過性固体も、出射光が前記第2レフラキシコンから出射する際に通過する前記第2レフラキシコン中心反射面の近傍の出力面を有し、
前記入力面および前記出力面のいずれも、平面および曲面の一方により構成された、請求項21に記載のレフラキシコン装置。 - いかなる前記出力面も、該出力面において出射光の屈折を除去するように曲面である、請求項22に記載のレフラキシコン装置。
- 前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第1レフラキシコン遠心反射面と、前記第2レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン遠心反射面との少なくとも一方が光学軸に関して軸対称に設けられている、請求項22に記載のレフラキシコン装置。
- 前記レフラキシコンの両方が光透過性固体で構成され、該各固体は、光が通過する接合面において直接接触しており、該各接合面が前記各レフラキシコンを正しい間隔および軸に対する位置に維持するようにする嵌合面を含むことと、該各レフラキシコンを正しい間隔および軸に対する位置に維持するようにする内側形体を有する該各レフラキシコンのハウジングが設けられていることの少なくとも1つが該当する、請求項21に記載のレフラキシコン装置。
- 前記光透過性固体の反射面の少なくとも一部分が空気間隔に隣接し、該反射面の該一部分において全反射となり、これにより、該光透過性固体と該空気間隔との間にインタフェースを形成し、該一部分の反射性の少なくとも一部を与えている、請求項21に記載のレフラキシコン装置。
- いかなる前記ハウジングも、遠心反射面の一部分に隣接する空気間隔を含み、該遠心反射面の該一部分において全反射となり、これにより、前記光透過性固体と該空気間隔との間のインタフェースを形成し、該一部分の反射性の少なくとも一部を与えている、請求項25に記載のレフラキシコン装置。
- 前記各反射面の1つの少なくとも一部分は、入射光が全反射されない領域に反射コーティングを施されている、請求項26に記載のレフラキシコン装置。
- 前記各レフラキシコンの前記ハウジングは、前記各レフラキシコンを正しい間隔および軸に対する位置に維持するようにする内側形体を有する、請求項21に記載のレフラキシコン装置。
- 前記ハウジングは、前記第1レフラキシコン遠心反射面を保持する第1の部分と、前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン中心反射面を保持する第2の部分と、前記第2レフラキシコン遠心反射面を保持する第3の部分とを有する、請求項29に記載のレフラキシコン装置。
- 前記第1レフラキシコン遠心反射面が前記第1の部分の内面によって構成されていることと、前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン中心反射面が前記第2の部分の外面によって構成されていることと、前記第2レフラキシコン遠心反射面が前記第3の部分の内面によって構成されていることとのうちの少なくとも1つが該当する、請求項30に記載のレフラキシコン装置。
- 前記円錐形の各中心反射面の1つの頂点が該円錐形の各中心反射面の他の1つに向けられていることと、該円錐形の各中心反射面の両方の頂点が該円錐形の各中心反射面の他方に向けられていることとのうちの少なくとも1つが該当する、請求項21に記載のレフラキシコン装置。
- 前記各レフラキシコンの両方が光透過性固体で構成され、前記入力面および前記出力面の両方が曲面であり、前記レフラキシコンが顕微鏡対物レンズとして作用するように、該各曲面が入射光または出射光を屈折させるように構成されている、請求項22に記載のレフラキシコン装置。
- 同じ中心円錐が、前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン中心反射面となる、請求項21に記載のレフラキシコン装置。
- 前記第1のレフラキシコンおよび前記第2のレフラキシコンの一方が、光透過性固体であり、該第1のレフラキシコンおよび該第2のレフラキシコンの他方が、光透過性固体ではない、請求項34に記載のレフラキシコン装置。
- 前記第1レフラキシコン中心反射面と前記第1レフラキシコン遠心反射面との間の光反射が光透過性固体内で行われ、前記第1レフラキシコン遠心反射面と前記第2レフラキシコン遠心反射面との間の光反射が光透過性固体内で行われ、前記第2レフラキシコン遠心反射面と前記第2レフラキシコン中心反射面との間の光反射が少なくとも部分的に空気中で行われることと、
前記第2レフラキシコン中心反射面と前記第2レフラキシコン遠心反射面との間の光反射が光透過性固体内で行われ、前記第2レフラキシコン遠心反射面と前記第1レフラキシコン遠心反射面との間の光反射が光透過性固体内で行われ、前記第1レフラキシコン遠心反射面と前記第1レフラキシコン中心反射面との間の光反射が少なくとも部分的に空気中で行われることと
の少なくとも一方が該当する、請求項34に記載のレフラキシコン装置。 - 第1レフラキシコン光学軸を対称的に定める略円錐形の第1レフラキシコン中心反射面と、該第1レフラキシコン光学軸を中心に対称に設けられた略円錐台形の第1レフラキシコン遠心反射面とを有する第1のレフラキシコンを準備することと、
前記第1レフラキシコン中心反射面と前記第1レフラキシコン遠心反射面との間の反射を介した光路を有し、前記光路は前記各反射面の反射によって当該レフラキシコン装置内を進行し、当該レフラキシコン装置から出射するように、前記第1のレフラキシコンを、前記光学軸を一致させるとともに間隔を空けて配置することと、
前記各反射面の少なくとも1つが、光学的効果が得られるようにさらに曲面となるようにすることとを含み、
前記各曲面は、光学性能の理由により開口部の特定の割合が中心で遮光されるように、形状および局所傾斜角が選択されることと、
前記各曲面は、光学性能の理由により、または光学性能に関わらず、任意の中心遮光が許容されるように形状および局所傾斜角が選択されることと
のうちの少なくとも1つが該当し、
前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第1レフラキシコン遠心反射面は、当該中心反射面と当該遠心反射面との間の光反射が行われる光透過性固体の面であること、
前記第2レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン遠心反射面は、当該中心反射面と当該遠心反射面との間の光反射が行われる光透過性固体の面であること、
円錐形の前記中心反射面は頂点を有し、該円錐形の中心反射面の一つの頂点が、円錐形の前記中心反射面の他に向けられていること、
該円錐形の前記中心反射面は頂点を有し、前記中心反射面の双方の頂点が該円錐形の各中心反射面の他方に向けられていること、
同じ中心円錐が、前記第1レフラキシコン中心反射面および前記第2レフラキシコン中心反射面となること、及び
前記各反射面の少なくとも1つが、光学的効果が得られるように曲面とされること
のうちの少なくとも1つが該当する、
レフラキシコン装置の組立方法。
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