JPH03267910A

JPH03267910A - 顕微鏡

Info

Publication number: JPH03267910A
Application number: JP6727090A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Cho; 和彦長
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1991-11-28
Anticipated expiration: 2014-10-25
Also published as: JP2966026B2

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、顕微鏡に関するもので、詳しくは位相物体等
の透明な物体にコントラストを付けて、観察する変調コ
ントラスト検鏡が可能な顕微鏡に関するものである。

〔従来の技術〕

多くの生活物体のように被検体が無色透明であると、光
波を通しても波長や振幅に変化が生じないので、普通の
検鏡法によっては観察をすることができない。そこで、
被検体の光学的厚さを利用する位相差検鏡法という方法
が用いられている。

そして、ここで用いられる顕微鏡として変調コントラス
ト顕微鏡があり、特開昭５１−２９１４９号公報、特開
昭５１−１２８５４８号公報に記載されているようなも
のがある。これは、コンデンサレンズの入射瞳に形成さ
れた方形の開口部材と、それに対応ず・る光制御領域を
有する手段を対物レンズ射出瞳位置に配設して、位相物
体をコントラスト変化で視認するようにしたものである
。

次に、この顕微鏡の光学系の基本構成を第１５図にした
がって説明すると、光源１４１がら出射した光束はリレ
ーレンズ１４２を通り、開口を有する開ロスリット１４
３の開口で絞られコンデンサレンズ１４４により被検体
１４５に照射される。被検体１４５を透過した光束は、
対物レンズ１４６により射出瞳位置即ち変調器１４７上
に開口像を形成する。変調器１４７は、複数の異なった
濃度領域を有していて被検体１４５の光学的位相傾斜（
屈折力）に変調コントラスト効果をつけるものである。

そして、変調器１４７は対物レンズ１４６の射出瞳面上
すなわちフーリエ変換面上に位置している。変調コント
ラスト効果がつけられた被検体１４５の像は、可視像と
して結像面１４８に結像されるのである。

ここで従来の具体例をみると、特開昭５１−１２８５４
８号公報記載のものには、第１６図Ａに示したようにほ
ぼ長方形の開口１４９を形成した開ロスリッ）　１５０
と、同図Ｂに示したように透過率が例えば１０％、１５
％、５％の領域１５１．１５２．１５３を有する変調器
１５４が設けられている。なお、０は光軸を示している
。

また、特開昭５７−１７８２１２号公報記載のものには
第１７図Ａに示したようにほぼ長方形の開口１５５を左
方に形成した開ロスリント１５６と、同図Ｂ示したよう
に前記と同様の透過率の異なった領域１５７．１５８．
１５９を有しかつそれらの一部が右方に偏った変調器１
６０が設けられている。

また、米国特許４４０７５６９号明細書記載のものには
、第１８図Ａに示したように弧状の開口１６１を左方に
形成した開口スリット１６２と、同図Ｂに示したように
領域１６３．１６４．１６５を多重環状に形成した変調
器１６６が設けられている。

ここで、例えば第１６図Ａに示した開口スリット１５０
と同Ｂ図に示した変調器１５４を設けた第１５図のごと
き顕微鏡により第１９図に示したごとき台形状の被検体
１４５を観察した場合を説明する。被検体４５の屈折率
がｎｌ　（＞１）、媒質の屈折率がｎ２　（−１’）で
あり、矢印ａ方向の光線が被検体１４５の下面に垂直に
入射した後、傾斜した側面に入射角（π／２−θａ）で
入射し、入射光軸０となす角がθｂですなわち矢印す方
向の光線として射出して行くとすれば、ｎｌ　ｓｉｎθａ　＝　ｎ２５ｉｎ（θａ＋θｂ）、°
、θｂ　　＝ｓｉｎ　　−’（ｓｉｎ　　θａ）−θａ
２となる。

したがって、第２０図Ａに示したごとく台形状被検体１
４５の左側面（斜面）を観察した場合、光線が変調器１
４７の領域１６９（透過率５％）を通るので晧い像とな
り、同図Ｂに示したごとく被検体１４５の中央部を観察
した場合、光線が変調器１４７の領域１６８（透過率１
５％）を通るので灰色の像となり、同図Ｃに示したごと
（被検体１４５の右側面（斜面）を観察した場合、光線
が変調器１４７の領域１６７（透過率　１００％）を通
るので明るい像となる。

次に、特開昭５７−１７８２１２号公報に記載のものの
ように第１７図に示した開口スリット１５６と、変調器
１６０を有する場合、被検体１４５を射出する光線と光
軸のなす角（θｂ）と光線の強度との関係は第２１図に
示したようになる。

すなわち、開口１５５を通って被検体１４５に射出され
た光が大きく屈折されて全て変調器１６０の領域１５９
を通る場合は、結像面の明るさは最小（ｍｉｎ）となる
が、屈折率が小さくなってくると、被検体１４５からの
光は領域１５８と１５９の境界を越えて両領域にまたが
るようになる。領域１５８の透過率は１５９よりも大き
いので、θｂが減少するにつれて像面の明るさは漸増す
る。被検体１４５を通過した光が領域１５７．１５８両
方にまたがると、領域１５７．１５８の透過率の差と領
域１５８．１５９の透過率の差とが異なることによりθ
ｂの変化と傷内の明るさの変化の割合が変わるため、明
るさの像増加曲線には段がつく。被検体１４５からの光
が全て領域１５７を通る状態で像面の明るさが最大（ｍ
ａｘ　）となる。

このようにして、フーリエ変換面上にある変調器１４７
によって、被検体１４５の透過光をフーリエ変換したも
のの強度が変調されて、結像面１４８に可視像が形成さ
れるのである。

以上の従来例において、開口スリットのほぼ長方形等の
開口を変調器の光制御Ｉ領領域ある各領域に対応させる
必要があり、このため開口スリットを回転させながら芯
出しを行うという方法が用いられている。

しかしこの方法は、構成の複雑化、コストアップを招く
ため実開昭５８−８８６１７号公報に示されているよう
に、対物レンズを回転させる方法がある。

これは、開口スリットを回転させるという手段をとらず
、また開口方向を一定にしてコントラストの付き方を一
方向にしたものである。

また、特開昭５１−２９１４９号公報に示されているよ
うに先制ａ領域部をリング状にすることによって、開口
と対応させるようにしたものがある。これも開口スリッ
トの回転を必要としない。

なお、米国特許第４０６２６１９号に開示しであるもの
は、開口スリットを移動させて被検体のコントラストを
変化させるようにしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のものは開口スリットの開口を変調
器の各光制御領域に対応させるために、開口スリットを
コンデンサレンズの中で回転させながら芯出しを行なっ
ているが、これは複雑な動作を要し構成の複雑化を招く
外、生産コストのアップを招くという不具合がある。

また、対物レンズを回転させるという方法は、回転機構
を高精度に構成しなければならず、生産効率を上げにく
い外、コストアンプを招くという不具合がある。

また、光制御部材をリング状にするという方法は、コン
デンサレンズの簡素化には寄与するものの、コントラス
ト変化をつけるための手段の複雑化、コストアップを招
くという不具合がある。

また、開口スリットを移動させて被検体のコントラスト
の変化をつけるものは、開口スリットを移動させるため
の構成の複雑化、コストアップを招く。さらに変調コン
トラスト検鏡は、方向性を有したコントラストを生じる
ため、もし一方向にしかスリットが形成していなければ
、被検体を回転させて所望の部位の見やすい位置を探さ
なければならないという不具合がある。

本発明は、上記不具合を解決すべく提案されるもので、
所望の倍率で顕微鏡観察をする場合に被検体のコントラ
ストの方向が一定であり、さらにコントラストを変える
ことができ、さらにコントラストの方向を被検体を回転
させることなく対応させることができ、安価で操作性の
よい顕微鏡を提供することを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、上
記目的を達成するため光源と、その光軸上にリレーレン
ズ、開口スリット、コンデンサレンズ、対物レンズ、変
調器を順次配設し、コンデンサレンズと対物レンズとの
間に被検体を配し、変調器上の開口像に変調コントラス
トをつけることにより、可視像を結像するようにした顕
微鏡において、対物レンズの射出位置にリング状の光制
御部材を有する変調器を設け、コンデンサレンズの入射
瞳位置に前記光制御部材に対応するリング状開口部材を
有する開口スリットを設け、該リング状開口部材近傍に
リング状開口部の開口角度を規制する扇状絞り部材を設
けたことを特徴とする顕微鏡とした。

このようにリング状の光制御部材を設けたことにより、
各倍率でコントラストの方向を一定にでき、リング状開
口部材を設けたことにより、コントラスト方向を可変に
でき、扇状絞り部材を設けたことによりコントラストを
変更できる。

〔実施例〕

以下、本発明の第１実施例を説明すると、第１図は本実
施例に係るコンデンサレンズの断面図である。コンデン
サレンズ１．２．３は、上カバ４によって保持しである
。上カバー４は、下カバ６とともにターレット５をも内
設している。タレット５は、ねじ８によって上下カバー
４．６に固定しである軸７により回転自在に支持しであ
る。

開口スリットは、周知の手段で芯出し可能に支持された
リング状開口部材９と、前記軸７に回転可能に支持され
た開口板１ｏを有している。なお、ターレット５と開口
板１ｏは、コンデンサレンズ１１２．３に対しそれらの
光軸に合わせるように図示されていない手段によって、
固定しである。

第２図は、ターレット５の平面図である。リング状開ロ
部９８〜９ｂは、ターレット５の外側方向からねじ１１
により押圧するとともに、内側からはハネ１２により付
勢しながら芯出しされている。このようにして形成され
るリング状開口部は、例えば９ａは１００倍、９ｂは４
０倍、９Ｃは２０倍、９ｄは１０倍、９ｅは４倍という
ように各々の倍率に応じたリング状開口部とする。

さらにターレット５には、リング状開口部と共通のリン
グ位置上に明視野用の明るさ絞り１３を内設している。

この明るさ絞り１３は、ターレット５外側近傍に配設し
であるピン１４とリング１５を介して回転されながら、
絞り径を可変にしである。

第３図は、開口板１０を示したもので、扇状開口部１６
ａ〜１６ｆが開口方向を各々Ａ矢印からＦ矢印方向に変
わるように形成しである。さらに開口部１７は、前記開
口部とは開口角の異なる扇状開口部でＡ矢印方向に開口
している。孔１８は明視野用のものであり、孔１９は軸
７嵌入用のものである。

第４図は、開口板１０の他の実施例を示したもので、開
口角の異なる扇状開口部を形成したものである。　２０
ａ　、２０ｃ　と２１　ａ　〜２１　ｃ　と２２ａ　、
２２ｃはそれぞれ開口角が異なるように形成しであると
ともに、それぞれの開口部における開口方向は変えであ
る。

第５図は、各素子の形状を示したものである。

Ａ段のイ〜トは、対物レンズ射出瞳上に配設した変調器
を示したもので、外周のリング状部２３は透過率が中程
度の領域であり、中央部２４は透過率が高い領域である
。なお、透過率が小の部分は対物レンズの瞳面の絞りで
代用している。

Ｂ段に示したものは、上記に対応する開口スリットのリ
ング状開口部２５であり、０段に示したものは、開口板
の扇状開口部２６、Ｄ段に示したものは、リング状開口
部２５と扇状開口部２６とを重ね合わせたものであり、
図示のような開口部２７となるのである。

そしてＥ段に示したものは、変調器上の開口像を示した
ものである。

第１５図に対応させてイ列のＡ−Ｅを見ると、Ａは変調
器１４７に対応し、リング状開口部Ｂは４３１に対応し
、扇状開口部Ｃは４３２に対応する。そしてリング状開
口部Ｂは、変調器Ａに対応しリング状開口部Ｂの像は変
調器Ａ上に投影される。扇状開口部Ｃは、リング状開口
部Ｂの開口角を規制し、この場合の開口角は６０°であ
り変調程度は中程度となる。開口部２７は、リング状開
口部２５と２６とで形成され変調器Ａ上にＥに示される
ように開口像を示すこととなるのである。このようにし
て扇状開口部の開口方向（左右方向）に明暗のコントラ
ストが生じる。

０列は、対物レンズを交換した場合を示しており、変調
器への大きさが対物レンズの射出瞳径の変化とともに変
化し、リング状開口部Ｂの径も変えられるようにしであ
る。しかし、扇状開口部Ｃの径は変える必要がなく、扇
状開口部Ｃの開口方向に明暗のコントラストが付く。

一方、扇状開口部の開口角をハ列Ｃのように（開口角３
０°）すると、コントラストが強くなる。

また、扇状開口部の開口を二列Ｃのように広くすると（
開口角９０°、ホ列Ｃの場合は１８０°）コントラスト
が弱くなる。

また、扇状開口部の開口方向をへ列Ｃのように変えると
、その開口方向（上下方向）に明暗のコントラストが付
く。

コンデンサレンズに扇状開口板を組み合わせることによ
り、同様の効果が得られる。つまり、第３図に示すよう
な開口板１９を用いることにより６方向のコントラスト
と、■方向のコントラストの２種のコントラストが得ら
れる。また、第４図に示すような開口板１９を用いるこ
とにより２ないし３方向のコントラスト３種が得られる
。そして、これら開口板は対物レンズ毎のリング状開口
部と独立しているために、倍率を変換してもコントラス
トやコントラスト方向は一定した像が得られるのである
。

第６図は、本発明の第２実施例を示したもので、第１実
施例と対応する個所には同一符号を付した。

本実施例では、ターレット５に明るさ絞りを付設せずに
下カバー６に設けている。この明るさ絞り１３は、固定
ピン２９と移動ビン３０と絞りハネ３１を有する可変絞
りであり、可動枠３２をレバー３３で回転させることに
より径が変化するようにしである。

第７図Ａ−Ｅは、第１実施例の第５図と同様に各素子の
形状を示したものであるが、本実施例ではこれに可変絞
りＦを付加して開口部の幅を変化させるようにしている
。このように開口部の幅を変化させることにより、コン
トラストを変化させることができる。例えば、幅が小さ
くなるとコントラストは強くなり、大きくなると弱くな
る。そして、第３図に示したような扇状開口板１０を用
いると、６種の方向にコントラスト方向を変えられる扇
状開口を形成することができ、バリエーションのある観
察が可能となる。

第８図は、本発明の第３実施例に係る開口板１０の実施
例である。３つの扇状開口部３４．３５．３６は回転板
３７に設けられるとともに、回転軸１９を中心に各々光
軸上に配設してあり、この光軸を中心にして各々回転す
るようにしである。開口角９０６の扇状開口部３４はコ
ントラストが小、開口角６０°の扇状開口部３５はコン
トラストが中、開口角３０°の扇状開口部３６はコント
ラストが大に対応し、各々が各倍率で任意の方向のコン
トラスト方向を選択できる。

第９図は、本発明の第４実施例を示したものでほぼ第１
実施例のものと同様の構成であるが、開口板の代わりに
スイングアウトできる扇状開口器３８を設けている。さ
らに半円の開口を形成した下開口板３９と同様の開口を
形成した下開口板４ｏは、各々３６０重回転可能であり
、外側から回転調整できるようになっている。

第１０図は、各素子を示したもので上下開口板３９．４
００重なり状態を変えることで狭い開ロ角度イ列から広
い開ロ角度二列に任意に設定できる。したがって、あら
ゆる方向の種りのコントラスト条件の観察が可能となる
。

第１１図〜第１４図は、本発明の第５実施例を示したも
のでほぼ第１実施例と同様の構成であるが、扇状開口部
４３は回転板４１に設けてあり、各倍率に対応したリン
グ状開口部９ａ、９ｂ、９ｃと１：１で対応し、回転す
るようにターレット５に保持され、下板４２で支持され
ている。第１４図は、変調器と開口の関係を示したもの
だが、Ａ図の変調器は光制御領域４４がリング状に全周
の一部にしか存在しない。これに対し、扇状開口部４３
は上記光制御領域より狭い角度の開口角度に設定しであ
る。リング状開口部９に１：１で回転可能に保持した回
転板４１を用いて、光制御領域４４に開口部を合わせた
状態がＥ図に示したものである。このように変調器の光
制御領域が位置部分の角度にしか存在しないため、各々
の対物レンズによってコントラスト方向の向きが異なる
。しかし、透過率の高い領域４５が広いため明るい像が
得られることとなる。

〔発明の効果〕

以上のごとく、本発明によれば各倍率においてリング状
開口部をターレット等により切り換えられるが、開口方
向は扇状開口部により決められるので、コントラストの
方向は一定とすることができる。また、リング状開口部
の芯出しは周知の位相差検鏡用の手段で行えるためコス
ト面で問題となることはない。また、扇状開口部の方向
を変えることにより、コントラスト方向は被検体を回転
させることなく変えることができる。また、リング状開
口部の開口角度を任意に変えることにより、コントラス
トの調整ができる。また、可変絞りによりリング状開口
部の幅を変えることができ、コントラストの調整ができ
る。

したがって、各倍率でのコントラスト方向を一定にし、
さらにコントラスト方向およびコントラスト程度を容易
に調整できる低価格の顕微鏡を提供できることとなった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の断面図、第２図は、同
ローレットの平面図、第３図は、同開口板の平面図、第４図は、同開口板の他の平面図、第５図は、同各素子の形状説明図、第６図は、本発明の第２実施例の断面図、第７図は、同
各素子の形状説明図、第８図は、本発明の第３実施例に係る開口板の平面図、第９図は、本発明の第４実施例の断面図、第１０図は、
同各素子の形状説明図、第１１図は、本発明の第５実施例の断面図、第１２図は
、同ローレットの平面図、第１３図は、同開口板の平面図、第１４図は、同各素子の形状説明図、第１５図は、本発明に係る基本光学系の概要図、第１６
図〜第２１図は、従来技術に係る説明図である。１．２．３・・・コンデンサレンズ４・・・上カバー５・・・ターレット６・・・下カバー７・・・軸８・・・ねじ９・・・リング状開口部材１０・・・開口板第２図トへボ図第７図第８図３６第９図第１１図第１２図第１０図ハイ第１５図／１３

Claims

【特許請求の範囲】１、光源と、その光軸上にリレーレンズ、開口スリット
、コンデンサレンズ、対物レンズ、変調器を順次配設し
、コンデンサレンズと対物レンズとの間に被検体を配し
、変調器上の開口像に変調コントラストをつけることに
より、可視像を結像するようにした顕微鏡において、対物レンズの射出瞳位置にリング状の光制御領域部材を有する変調器を設け、コンデンサレンズの
入射瞳位置に前記光制御領域部材に対応するリング状開
口部材を有する開口スリットを設け、該リング状開口部
材近傍にリング状開口部の開口角度を規制する扇状絞り
部材を設けたことを特徴とする顕微鏡。