JPH01255817A - 顕微鏡用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は顕微鏡用照明′？ｃｎに関し、特に深穴部の観
察等作動距離の長い顕微鏡における照明に好適なもので
ある。

（従来の技術） 従来より、顕微鏡の照明装置としてはリング状蛍光灯照
明やスポット照明が多用されている。−般に、スポット
照明はｊＪｌ微鏡より突出して取り付けられるため径が
大きくなり、例えば深穴部の観察など作動距離の長い観
察では細い穴の中に顕微鏡を挿出入することか困難とな
り、あまり好ましくなく、又位置検出用としては被測定
物によっては照明の方向性による影響をうけるなどの問
題があった。

一方、リング状蛍光灯照明は全方向性照明であること、
明るく照明ムラが少ないこと、発熱量か少ないこと又コ
ンパクトであることから、位置検出用として多用されて
いる。

しかしながら深穴部の観察や段差のある被測定物等、作
用距離の長い物体を対象とする場合にはリング径を大・
きくすることか出来ず、この結果光量不足となる欠点か
あった。

又、リング状光源からの光束の物体への照射角度を小さ
くしなければならず、この結果照明用光束が物体表面で
正反射して顕ａｍ用の有効視野内に入射し、照度ムラを
発生させ観察物体のコントラストを低下させたりし、更
に光電的に物体の位４決めを行う場合には位置決め誤差
の原因となってくる等の問題点があった。

特に、ア体）ＪＯ微鏡などでは左限、右眼用の２系列の
光学系か内包角θの傾きをもって配置されるため、物体
表面からの正反射光の影響をさらに受けやすくなる。

第４図は従来のア体顕微鏡の要部概略図である。

ｌＡ中、４１はリング状発光面の断面を示し、５は一対
の対物レンズ、３ｂは実体顕微鏡の焦点位置におかれた
物体上の視野端を示している。

今、左方の対物レンズ５の有効系の左外側点５ａと視野
の右外側点３ｂを結ぶ線を線Ｃ−Ｃとし、実体顕微鏡の
中心軸Ｚ−Ｚとの角度をαとする。

この＆１Ｃ−Ｃは物体上で正反射した光が左方の対物レ
ンズ５にて結像化される最外側の光束を示している。

また、物体面か鏡面に近いものと考えれば、線Ｃ−Ｃか
物体面で反射した時の線分は線３ｂ−Ｃ９となる。

リング状発光面４１も物体面て正反射すると点線て書い
た位ｉ？Ｉ４１’になり、そこより発光した光束か直進
してア体顕微鏡の結像系にどのように影響するかについ
て以下説明する。

ここで、左眼用の光学系に入る有効光束は一点鎖線で示
した範囲となる。

従って、リング状発光面４１’の発光部か線Ｃ−Ｃより
左側にある場合は４１’からの光束の一部又は大部分は
実体顕微鏡の有効光束内に入ってしまう。

即ち、リング状発光面４１の照明光束は物体面りで正反
射をしたのち実体顕微鏡の結像光学系に入り込むことに
なる。

これは実体顕Ｖ＆鏡でａｎされる映像の一部分に光線が
さし込んだような状態であり、眼にまぶしく、またその
部分の映ｔｊ（よ確認しずらくなる。

これを避けるために、例えば４１゛のようにリング状発
光面を線３ｂ−Ｃ’の右側にこくと正反射光の入射によ
る影響は除くことができるが、実体ｗ４微鏡の中心から
の距離Ｒがおおきくなり、実体顕微鏡の実質的な外径が
増加することになる。

また、この方法ではコンデンサレンズを用いていないの
で、照明光は３６０”全周にわったて放射するため、物
体面で効率の良い擲明かできない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はリング状照明において、その光路中に複数の光
軸を有するように成形した変形コンデンサーレンズを配
置し、リング状の発光面と変形コンデンサーレンズを適
切に配置することにより、照明系の外径の増大化を防止
しつつ、照明光束の照射角度を大きくし、物体面上での
照度を上げると共に物体表面からの正反射光が観察系に
入射しないようにし、コントラストの高い良好なる物体
像の観察を可能とした、特に作動距離の長いｍ微粒用照
明装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） ｗＩ微微粗用対物レンズ光軸の周囲にリング状の発光面
を有する光源とリング状の複数の光軸を有する変形コン
デンサーレンズを配置し、該光源からの光束を該変形コ
ンデンサーレンズを介して被ＷＡ察物体を斜め照射する
際、該光源のリング状の発光面の内側部が該変形コンデ
ンサーレンズの光軸に対して外側に位置するように配ａ
したことである。

（実施例） 第１図は本発明を実体顕微鏡に適用したときの一実施例
の概略図である。

同図において、ｌは光源でありリング状の発光面を有し
ている。２は変形コンデンサーレンズであり、後述する
ように複数の光軸を有するリンク形状で成形されている
。３は被観察物体、４は補助レンズてあり、１対の顕微
鏡用対物レンズ５の焦点距離を長くしている。６は傾角
プリズムであり観察用光束を任意方向に曲げている。７
は眼幅調整用プリズムで観察者の眼幅に一致するように
調整している。８は接眼レンズである。

本実施例ではリング状の発光面を有する光源１からの光
束を変形コンデンサーレンズ２により物体３面上を斜め
から所定角度で照射している。このとき後述するように
物体表面からの正反射光が１対の対物レンズ５に入射し
ないように各ｆｆＪを設定している。

そして物体３からの光束を対物レンズ５、傾角プリズム
６、眼幅調整プリズム７を介し接眼レンズ８により観察
している。

第２［Ａ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は第１図に示す変形コ
ンデンサーレンズ２の説明図である。

本実施例に係る変形コンデンサーレンズは同図（Ａ）に
示すように通常の形状のレンズ断面２１を光軸Ａ−Ａで
２つに切断したときにできる断面形状のうち、一方の断
面形状２２を同図（Ｂ）に示すように光軸Ａ−Ａより距
離Ｄ／２離して配置し、軸Ａ−Ａを回転軸として回転し
たときに形成される形状のリング状より成っている。

同図（Ｃ）はこのときの変形コンデンサーレンズを２つ
に切断したときの一方の斜視図である。

同図においてＡ−Ａは各々変形コンデンサーレンズの光
軸であり、同図に示すように変形コンデンサーレンズは
複数の光軸を有している。

本実施例においては第１図に示すように光源１のリング
状の発光面を該発光面の内側部１ａが変形コンデンサー
レンズ２の光軸に対して外側に位置するように配置して
いる。即ち、内側部１ａと物体３面上の視野径Ｆの反対
側の端部３ａを結ぶ直線Ｂ−Ｂ上に変形コンデンサーレ
ンズの中心軸である主点が交叉するように配置し、これ
によりリング状の発光面からの光束を物体３面上に照射
したとき、物体表面からの正反射光が対物レンズ５に入
射しないようにしている。

同図に示すように照明系を構成することによりリング状
発光面の内側端部１ａより外側にある発光部（例えばｌ
ｂ）からの光束の傾きは点１ａからの光束の傾きよりも
大きくなる。

いいかえれば１点１ａからの光束が物体上で正反射した
時の角度をβ、それ以外の発光部からの正反射角度をβ
。、とすればβ。ｕｔ　＞βとなる。

また、前述のように照明光束が物体表面上の視野内で正
反射して対物レンズ５を通して実体顕微鏡の結像系に入
りこむ角度はα以下の場合である。

従って、照明からの最小の反射角度βが角度αよりも大
きい時はリング状発光面からの照明光束は物体上で正反
射しても実体顕微鏡の対物レンズ５には入らないことに
なる。

本実施例においては正反射光の角度βを角度αよりも多
少大きく設定している。従って、面状の光源であっても
正反射光が直接実体顕微鏡の視野内に入ることはない。

同様な効果を通常のコンデンサレンズ（単光軸系）で得
ようとすると、直線Ｂ−Ｂと顕微鏡の中心ｖＱｚ−ｚの
交点Ｐにコンデンサレンズの主点をおいた配置にしなけ
ればならない。

これはコンデンサレンズが実体ａｍ鏡の結像光路内に入
ってしまうため、また作動距離を著しくそこなうために
、実質的には不可能である。

これに対して実体顕微鏡の光路から外すためにコンデン
サレンズを上方に移動し、円環状のレンズとして使用し
た場合には、物体面に入射する光束の角度は極端に大き
くなり、そのために物体からの充分な反射光を得ること
かできなくなり。

コンデンサレンズの外径も大きくなってくるので良くな
い、これに対して本実施例では物体面よりの正反射の影
響をうけない範囲でできるだけ入射光角度を小さくシ、
明るい照射を得ることができる。

本実施例では物体３に照射された光束は物体３で正反射
してもＷ４微鏡の結像光束内に入ることがなく、反対方
向に反射し、物体上の実視野内で回折または、散乱され
た映像だけが、補助レンズ４及び対物レンズ５を通り、
傾角プリズム６及び眼幅調整プリズム７で方向を変えた
のち、接眼レンズ８を通って観測者に観察される。

このように作動距離が長い（一般に７５〜１５０　ｍ　
ｍ　）状態て使用される単簡式顕Ｗ＆鏡又は実体顕微鏡
などにおいて、リング状発光面による照明光束は変形コ
ンデンサーレンズ２により有効に物体３上を照明すると
ともに、物体３よりの正反射として観察される有害光束
を除くことにより、周辺までコントラストの良い映像と
して見ることがてきる。

尚１本実施例において光源は必ずしもリング状発光面に
限る必要はなく通常の小型ランプを複数個又は光伝達用
のファイバー群等を円状に配置してもよい。

また、変形コンデンサーレンズは第３図に示すようにリ
ング状発光面の内側端１ａと視野の反対側を結ぶ直ＭＡ
Ｄ　−Ｄ　、１１に光軸が位とするように傾いた形状で
配置しても良い。

又、変形コンデンサーレンズをレンズの代わりにフレネ
ルレンズで同様の効果が得られるように構成しても良い
。

本実施例では、リング状発光面の内側端部１ａと物体３
上の視野の反対ｇ１４３　ａを結ぶ線上に変形コンデン
サーレンズ２の中心軸を交叉又は重ねたが、この照明光
軸はこれに限定するものではなく、顕微鏡の視野内で影
響を与えないような角度に設定すればよい。この許容さ
れる角度は一般に、作動距離か等しくとも、顕微鏡の対
物レンズ倍率（実視野か異なる）にも依（ｆする。

従って、顕微鏡の視野内でみえに支障のない範囲で１丁
反射をも容認し変形コンデンサレンズ径を小さくするか
光源のバランスをとるなどの目的てリング状発光部が変
形コンデンサーレンズ２の主点と物体３上の視野の反対
側３ａを結ぶ線（Ｂ−Ｂ）上に掛かった配置にするか、
リング状発光部の内側端部１ａを変形コンデンサーレン
ズ２の一１点及び物体３−ｈの視野内を結ぶ線１−に配
置するか又は発光部か掛かるように配置することもてき
る。

（発明の効果） 本発明によればリング状発光面を有する光源と物体の間
に特殊の変形コンデンサーレンズを配ｔすることにより
作動距離が長く要求されるような例えば深穴部の観測又
は計測機での位訝検出用顯微ｍ等で、照明系をそれほど
大きくすることなしに、光ａ不足を除き、映像のコント
ラストを向１−させることができる顕微鏡用照明装置を
達成することができる。

又、通常の１光軸系のコンデンサレンズを用いた場合は
、本発明におけるように、物体表面からの正反射光を避
けた範囲内で、できるだけ照ｌＪ１の入射角度βを小さ
くすることはできない。

これは、同一光源を用いた場合では、顕微鏡で得られる
像の明るさか低下“することになる。

また、回し焦点距離のコンデンサレンズでも有効径は大
きくなり、製作が困難になることと、顕微鏡の実質的な
専４１面積を大きくする。

これに対して本発明は２光軸系のコンデンサレンズを用
いることにより、このような従来の照明系の欠陥を解除
し、物体上からの照明光の正反射による像の見づらさを
除き、明るく、コンパクトな照明装置にまとめ、深穴な
どの観察や作動距離の必要な測定などにおいて４ｆ効な
顕微鏡用薄明装置を提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実体顕微鏡に適用したときの一実施例
の概略図、第２１Ａ（Ａ璽　（Ｂ）、（Ｃ）は各々本発
明に係る変形コンデンサレンズンズの、Ｌ９明図、第３
図は未発９ノに係る変形コンデンサーレンズの形状を変
えて実体顕微鏡に適用したときの一実施例の概略■であ
る。第４図は従来の実体１１１微鏡の要部概略［Ａであ
る。 図中１は光源、２は変形コントラスト・ンズ、３は物体
、４は補助レンズ、５はｉ４　Ｔｈレンズ、６は傾角プ
リズム、７は服幅調整プリズム、８はｉヨ）レンズであ
る。 特許出願人　キャノン株式会ン（ 代理人　高　梨　　　ｅ　雄・： □、−−一−−シ 第　　　１　　　図 第　　　　２　　　　図 （Ｃ） 第　　　　３　　　　図 第　　　　４　　　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）顕微鏡用対物レンズの光軸の周囲にリング状の発
   光面を有する光源とリング状の複数の光軸を有する変形
   コンデンサーレンズを配置し、該光源からの光束を該変
   形コンデンサーレンズを介して被観察物体を斜め照射す
   る際、該光源のリング状の発光面の内側部が該変形コン
   デンサーレンズの光軸に対して外側に位置するように配
   置したことを特徴とする顕微鏡用照明装置。