JPH05333272A - 位相差顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位相差顕微鏡における被観察物の状態や、被
観察物の結像倍率等の観察条件を変更時に、交換すべき
部材の数を減らすことによって、その交換作業を容易に
する。 【構成】 光源１側から順に、開口絞り部材１０，コン
デンサレンズ２ａ，被観察物５を装着した試料テーブル
６，結像レンズ２ｂ，位相板４及び結像面７が配設さ
れ、開口絞り部材１０及び位相板４はそれぞれ光学系２
の前側焦点位置と後側焦点位置に配設されている。開口
絞り部材１０は液晶パネルからなり、電圧の印加状態に
応じて選択的に光を透過させることができるように構成
したもので、コントローラ１１により開口絞り部材１０
を構成する液晶パネルの電圧印加領域を制御することに
よって、絞り開口を任意の形状とすることができ、被観
察物の状態や、被観察物の結像倍率等の観察条件を変更
時における部材の交換作業が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明な被観察物に照明
光を照射して、この被観察物を透過する際に生じる回折
光を利用して被観察物を観察するための位相差顕微鏡に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】位相差顕微鏡は、通常の状態では視認で
きない透明な被観察物を可視化表示するために用いられ
るものである。一般に、この位相差顕微鏡は、図２に示
したように、光源１と、光学系２を構成するコンデンサ
レンズ２ａ及び結像レンズ２ｂと、開口絞り板３及び位
相板４とを有し、透明の被観察物５は試料テーブル６に
支持されて、コンデンサレンズ２ａと結像レンズ２ｂと
の間に配設される。また、７は結像面である。開口絞り
板３は光源１からの照明光を、例えばリングスリット状
等所定のパターンの絞り光とすることができる構成とな
っており、また位相板４は透明板４ａに、開口絞り板３
の開口と同形状となるように形成した位相制御膜４ｂを
形成してなるものであって、この位相制御膜４ｂは、そ
の透過光の位相に遅れ（または進み）を生じさせると共
に、透過光量を低下させるためのものである。開口絞り
板３は光学系２の前側焦点位置に、また位相板４は後側
焦点位置に配設されている。

【０００３】光源１から照射される光は、まず開口絞り
板３の光透過部を通過する際に、リング状の光となさ
れ、この光をコンデンサレンズ２ａにより平行光とした
後に、被観察物５を透過させる。この透過光は、さらに
結像レンズ２ｂ及び位相板４を順次経て結像面７に結像
する。

【０００４】いま、被観察物５が均質で、しかも表面に
凹凸等がなければ、開口絞り板３でリング状に絞られた
照明光はこの被観察物５を透過して、位相板４における
位相制御膜４ｂを通って、直接光（Ｓ波）としてそのま
ま結像面７に投影される。

【０００５】一方、被観察物５に他の物体５ａが積層さ
れている等、この観察物５に屈折率の差があったり、ま
た表面に凹凸があったりすると、この被観察物５の物体
５ａが位置する部位を通過する光は回折して、この回折
光（Ｄ波）は位相板４における位相制御膜４ｂの形成領
域以外の部位を透過する。しかも、このＤ波はＳ波に対
して位相がずれる。この位相のずれは被観察物５の物体
５ａが存在する部位とそれ以外の部位との屈折率の差及
びその厚みにより変化するが、屈折率の差が小さく、ま
た厚みも薄いものであれば、ほぼλ／４となる。ここ
で、開口絞り板３は前側焦点位置に、また位相板４の位
相制御膜４ｂは後側焦点位置に配置されているから、Ｓ
波は必ず位相制御膜４ｂを通過する。従って、この位相
制御膜４ｂを通過する光の波長をＤ波に対して、λ／４
だけ遅れる方向または進む方向にずらせるようになし、
かつその透過光量を回折光の光量とほぼ同じ程度に設定
しておけば、直接光と回折光とが干渉して、結像面７に
結ばれる像には明暗の差が生じる。位相板４によって位
相を進む方向にずらせれば、結像面７にはポジティブコ
ントラストが、また位相を遅らせれば、ネガティブコン
トラストが表示されることになる。

【０００６】以上のように構成することによって、例え
ば、透明なガラスや樹脂の基板上に透明電極のパターン
を形成したものを被観察物とした場合、基板と電極との
屈折率の違いにより結像面７に現れる明暗の差に基づい
て、電極の位置や寸法等を認識できるようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被観察物の
状態等によっては、開口絞り板の絞りパターンはリング
スリット状ものものではなく、例えば直線状のスリット
板等他の形状のものを用いる方が好ましい場合がある。
このように、異なる種類の開口絞り板を用いる場合に
は、開口絞り板を交換するが、これに伴って位相板も変
えなければならない。また、結像面における結像倍率を
変える際には、コンデンサレンズと結像レンズとからな
る光学系を交換するが、開口絞り板及び位相板も結像倍
率に応じて取り変える必要がある。然るに、この開口絞
り板及び位相板を交換したときには、それぞれを結像レ
ンズの前側焦点位置及び後側焦点位置であって、しかも
光軸に対して正確に直交する状態にセットしなければな
らず、このために位置調整が必要となり、この位置調整
作業は極めて面倒である。とりわけ、結像倍率を変える
場合には、光学系，開口絞り板及び位相板の３つの部材
を交換しなければならず、これらはそれぞれ別個に位置
調整を行う必要があることから、この作業はさらに面倒
となる。また、結像倍率を変える場合には、開口絞り板
及び位相板の光軸方向の位置も調整しなければならず、
しかもこの位置を行うための基準となる部材がなくなる
ことから、正確な位置調整を行うのは極めて困難である
という問題点がある。

【０００８】本発明はこのような従来技術の課題を解決
するためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、位相差顕微鏡における被観察物の状態や、被観察
物の結像倍率等の観察条件を変更を容易ならしめるよう
にすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、光源から照射される照明光をコンデ
ンサレンズにより平行光とした後に、透明な被観察物を
透過させて、結像レンズによって像面に結像させるよう
になし、コンデンサレンズの前側焦点位置には開口絞り
部材を配設すると共に、結像レンズの後側焦点位置には
位相板を設けた位相差顕微鏡であって、この開口絞り部
材を、その絞り開口パターンを変更可能な液晶パネルを
用いる構成としたことをその特徴とするものである。

【００１０】

【作用】このような構成を採用することによって、例え
ば、結像倍率を変更した時に、液晶パネルからなる開口
絞り部材の光透過パターンをそれに合うように変化させ
ることにより対処できるから、この開口絞り部材を交換
しなくとも良くなる。従って、結像倍率の変更を行う際
等における交換すべき部材の数を減らすことができ、こ
の交換作業が容易になる。また、開口絞り部材は、被観
察物の状態，被観察物の結像倍率等観察条件の変更時に
おいても、常に一定の位置に保持されていることから、
この開口絞り部材を基準にして光学系の位置調整を行
い、次いで位相板の位置調整を行えば、これら各部材の
光軸を一致させ、かつ相互の間隔の調整も容易に行うこ
とができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例を示すものであっ
て、この位相差顕微鏡は光源１側から順に、開口絞り部
材１０，コンデンサレンズ２ａ，被観察物５を装着した
試料テーブル６，結像レンズ２ｂ，位相板４及び結像面
７が配設されており、光源１から出射された光は、光学
系２の前側焦点位置に配設した開口絞り部材１０を通過
して、コンデンサレンズ２ａによって平行光とされて、
被観察物５を透過する。そして、被観察物５を透過した
光は、結像レンズ２ｂにより、その後側焦点位置に配設
した位相板４を介して結像面７に結像される点について
は、前述した従来技術のものと格別差異はない。

【００１２】然るに、本発明の特徴とするところは、開
口絞り部材１０として、液晶パネルを用いている点にあ
る。この液晶パネルからなる開口絞り部材１０は、電圧
の印加状態に応じて選択的に光を透過させることができ
るように構成したものである。そして、開口絞り部材１
０には、コントローラ１１が接続されており、このコン
トローラ１１により開口絞り部材１０を構成する液晶パ
ネルの電圧印加領域を制御することによって、絞り開口
を任意の形状とすることができるようになっている。

【００１３】そこで、このコントローラ１１に、絞り開
口パターンを、リングスリット状，直線スリット状等と
いうように被観察物５に応じて最適な形状のものを、ま
た光学系２による被観察物５の結像倍率に応じて適切な
寸法，形状の絞り開口パターンを複数設定しておき、必
要に応じてこのコントローラ１１に設定されている絞り
開口パターンを選択することができるように構成する。

【００１４】いま、位相差顕微鏡を構成する各部材をあ
る被観察物の観察を行うのに適合するように調整されて
いる状態から、例えば結像倍率を変えようとすると、コ
ンデンサレンズ２ａ及び結像レンズ２ｂからなる光学系
２を当該の結像倍率を持ったものに交換する。また、こ
れと共に、開口絞り部材１０による絞り開口パターン及
び位相板４の位相制御膜４ｂの形状を変えなければなら
ない。然るに、開口絞り部材１０は液晶パネルから構成
され、コントローラ１１による電圧印加状態に応じて任
意のパターンの絞り光を透過させるように制御できるの
で、このコントローラ１１によって開口絞り部材１０の
絞り開口パターンを当該の結像倍率に見合った形状のも
のとする。これによって、この開口絞り部材１０は交換
する必要はなくなる。

【００１５】ただし、光学系２における結像倍率を変え
ると、その焦点距離も変わり、この光学系２の前側焦点
位置に配設される開口絞り部材１０と光学系２との相対
位置関係を調整しなければならない。しかしながら、光
学系２を交換した時に、開口絞り部材１０を基準とし
て、この光学系２を光軸方向に変位させれば、開口絞り
部材１０は結像倍率を変えた光学系２の前側焦点位置に
配置されることになる。また、開口絞り部材１０は光学
系２の光軸と正確に直交する方向に配設されていなけれ
ばならないが、これも光学系２の位置を調整することに
より行うことができる。さらに、開口絞り部材１０の絞
り開口に応じた位相板４に交換する必要があり、かつこ
のようにして交換した位相板４を新たなセットされた光
学系２の後側焦点位置に配置されるが、この位相板４
は、開口絞り部材１０及び光学系２の位置を基準として
位置調整できる。即ち、結像倍率等観察条件を変えて
も、開口絞り部材１０は交換しないので、交換されるべ
き部材の数を少なくすることができる。而して、これら
各部材は、それぞれ個別的に、しかも極めて厳格に位置
調整を行わなければならないことから、１つでも交換す
べき部材の数を少なくすれば、それだけ観察条件等の変
更作業が容易になる。また、光源１側に位置する部材で
ある開口絞り部材１０が厳格に位置調整された状態に固
定されていることは、この開口絞り部材１０を基準とし
て、光学系及び位相板の順に位置調整できるようになる
ので、開口絞り部材，光学系及び位相板を全て交換する
場合と比較して、相互間の位置調整も容易に行うことが
できる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、位相差顕微鏡を構
成する各部材のうち、被観察物の状態や、被観察物の結
像倍率等の観察条件を変更する際に変更しなければなら
ない部材のうち、開口絞り部材を、所望の光透過パター
ンとして絞り開口の形状を変更可能な液晶パネルを用い
る構成としたので、交換すべき部材の数を少なくでき
て、この交換作業が容易になると共に、光源に最も近い
位置に配設される部材が固定されることになるから、交
換する部材の位置調整を、この開口絞り部材を基準にし
て行うことができるようになるので、それらの相互間の
位置調整が容易になる等の諸効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す位相差顕微鏡の構成説
明図である。

【図２】従来技術における位相差顕微鏡の構成説明図で
ある。

【符号の説明】 １ 光源 ２ 光学系 ２ａ コンデンサレンズ ２ｂ 結像レンズ ４ 位相板 ４ｂ 位相制御膜 ５ 被観察物 ５ａ 物体 ７ 結像面 １０ 開口絞り部材 １１ コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から照射される照明光をコンデンサ
   レンズにより平行光とした後に、透明な被観察物を透過
   させて、結像レンズによって像面に結像させるようにな
   し、前記コンデンサレンズの前側焦点位置には開口絞り
   部材を配設すると共に、前記結像レンズの後側焦点位置
   には位相板を設けた位相差顕微鏡において、前記開口絞
   り部材を、その絞り開口パターンの形状を変更可能な液
   晶パネルで形成したことを特徴とする位相差顕微鏡。