JPH0814833A - Measurement microscope - Google Patents

Measurement microscope

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Publication number
JPH0814833A
JPH0814833A JP14981094A JP14981094A JPH0814833A JP H0814833 A JPH0814833 A JP H0814833A JP 14981094 A JP14981094 A JP 14981094A JP 14981094 A JP14981094 A JP 14981094A JP H0814833 A JPH0814833 A JP H0814833A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
observed
coherent light
image
optical system
microscale
Prior art date
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Pending
Application number
JP14981094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Masujima
努 升島
Yuko Yamanishi
祐子 山西
Yutaka Ishiwatari
裕 石渡
Kazuo Shimizu
一夫 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP14981094A priority Critical patent/JPH0814833A/en
Publication of JPH0814833A publication Critical patent/JPH0814833A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

PURPOSE:To measure the size or the like of an observation object, independent of the magnification of an optical system, and easily compose or separate a microscale with or from a sample image. CONSTITUTION:Regarding a measurement microscope where a beam incident from a measurement object through an objective lens is introduced to an imaging optical system to form an observation object image on the prescribed imaging surface for the subsequent formation of an observation image with a microscale superposed on the observation object image, the features of the microscope are that a plurality of interference fringes due to coherent light are formed on observation object surface 10, and the interference fringes are used as microscales.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡観察される標本
の大きさや標本の移動量をミクロスケールを用いて測定
する計測顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring microscope for measuring the size of a specimen observed by a microscope and the amount of movement of the specimen using a microscale.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、顕微鏡を生体細胞の観察に用いる
ことが多くなっている。標本によっては外部から刺激を
与えたときの反応(膨脹等による形態の変化や細胞の移
動)を顕微鏡観察すると共にその標本の寸法変化や刺激
による標本の移動量を測定することがある。
2. Description of the Related Art In recent years, a microscope is often used to observe living cells. Depending on the sample, a reaction (a change in morphology due to swelling or movement of cells) when a stimulus is applied from the outside may be observed under a microscope and the dimensional change of the sample or the amount of movement of the sample due to stimulation may be measured.

【0003】顕微鏡で観察している標本の大きさの変化
や刺激による標本の移動量を測定する場合は、顕微鏡の
結像面にミクロスケールを挿入し、標本像とミクロスケ
ールとを重ねた像を観察するようにしていた。
When measuring a change in the size of a specimen being observed with a microscope or the amount of movement of the specimen due to a stimulus, a microscale is inserted in the image plane of the microscope, and an image obtained by superimposing the specimen image and the microscale on each other. I was trying to observe.

【0004】観察している標本像とミクロスケールとを
同一視野内で重ね合わせる方法として、接眼レンズ内の
結像位置にミクロスケールを配置する方法がある。ま
た、予め基準となるミクロスケールの像を顕微鏡の光学
系を介してテレビカメラ等の電子撮像素子で撮像し、そ
の画像をフレームメモリ等の記憶装置に記憶しておく。
そして、観察時に標本の像をミクロスケールと同一の光
学系を介して電子撮像素子で撮像し、ミクロスケールの
画像と標本像とを電気的に合成することにより両者を同
一視野内で重ね合わせることができる。
As a method of superimposing the sample image being observed and the microscale in the same visual field, there is a method of arranging the microscale at the image forming position in the eyepiece lens. In addition, a reference microscale image is picked up by an electronic image pickup device such as a television camera through an optical system of a microscope, and the image is stored in a storage device such as a frame memory.
Then, at the time of observation, an image of the sample is picked up by an electronic image pickup device through the same optical system as the microscale, and the microscale image and the sample image are electrically combined to superimpose them in the same visual field. You can

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、顕微鏡の結
像面内にミクロスケールを挿入することにより標本の大
きさや移動量を計測する方法は、顕微鏡の光学系の結像
倍率が変わると、変更後の倍率に合わせて基準となるミ
クロスケールを交換しなければならない。特に、顕微鏡
のズーム変倍機構を用いて状況によって観察倍率を連続
的に変えた場合、観察の時間的連続性を崩さずにミクロ
スケールの校正を行うのは困難である。
However, the method of measuring the size and movement amount of the sample by inserting the microscale in the image plane of the microscope is changed when the imaging magnification of the optical system of the microscope changes. The standard microscale must be replaced according to the later magnification. In particular, when the zoom magnification of the microscope is used to continuously change the observation magnification depending on the situation, it is difficult to calibrate the microscale without impairing the temporal continuity of the observation.

【0006】ミクロスケール像をテレビカメラ等で予め
撮像しておいて標本像に重ね合わせる方法は、画像処理
機能を備えた計算機が必要となると共に、ズーム変倍機
構によって観察倍率を連続的に変えた場合は観察の時間
的連続性を崩さずにミクロスケールの校正を行うのは困
難である。
The method of preliminarily picking up a microscale image with a television camera or the like and superimposing it on a sample image requires a computer having an image processing function and continuously changes the observation magnification by a zoom magnification mechanism. If it is, it is difficult to calibrate on a microscale without impairing the temporal continuity of observation.

【0007】また、標本状況によってはミクロスケール
が観察像と重なっているために、標本の細部が観察しず
らい場合がある。このような場合はミクロスケールを観
察像から分離する必要がある。上述した電気的な合成に
よりミクロスケールと標本像とを重ね合わせる方法で
は、ミクロスケールの信号をカットすることによってミ
クロスケールを観察像から容易に消去することができ
る。しかし、結像面に直接ミクロスケールを配置する方
法では、スケールの移動に伴う光学特性の変化が生じな
いように機構を工夫する必要があり顕微鏡の構造を複雑
にしてしまう。
Further, depending on the condition of the sample, it may be difficult to observe the details of the sample because the microscale overlaps the observed image. In such a case, it is necessary to separate the microscale from the observed image. In the method of superimposing the microscale and the sample image by the above-described electrical synthesis, the microscale can be easily erased from the observed image by cutting the microscale signal. However, in the method of arranging the microscale directly on the image plane, it is necessary to devise a mechanism so as not to change the optical characteristics due to the movement of the scale, which complicates the structure of the microscope.

【0008】また、観察像に重ねるミクロスケールを観
察倍率に関係なく一定に保ちたい場合は、観察する物体
上にミクロスケールを配置すればよい。しかし、スライ
ドガラスやカバーガラスの表面にミクロスケールを作成
し、そのまま観察する物体上に重ねると、ミクロスケー
ルと観察物体の情報が合成されたままになり、観察する
物体の情報を分離することができないという不具合が生
じる。
If it is desired to keep the microscale to be superposed on the observed image constant regardless of the observation magnification, the microscale may be arranged on the object to be observed. However, if you create a microscale on the surface of a slide glass or cover glass and overlay it on the object to be observed as it is, the information of the microscale and the observed object will remain combined, and the information of the observed object can be separated. There is a problem that you can not do it.

【0009】また、顕微鏡の照明光学系の標本面と共役
な位置にミクロスケールを配置し、そのスケール像を標
本面上に投影することによりミクロスケールと観察標本
とを重ねることができる。しかし、精密なミクロスケー
ルを標本面上に投影するためには高性能な照明光学系が
必要になる。また、接眼レンズ内にミクロスケールを配
置する場合と同様にスケール情報を分離する際にスケー
ルの移動に伴う光学特性の変化が生じないように機構を
工夫する必要があり、顕微鏡の構造を複雑にしてしま
う。
Further, by disposing the microscale at a position conjugate with the sample surface of the illumination optical system of the microscope and projecting the scale image on the sample surface, the microscale and the observation sample can be superposed. However, a high-performance illumination optical system is required to project a precise microscale on the sample surface. In addition, it is necessary to devise a mechanism so that the change of the optical characteristics due to the movement of the scale does not occur when the scale information is separated, similar to the case where the microscale is arranged in the eyepiece, and the structure of the microscope is complicated. Will end up.

【0010】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、顕微鏡観察する物体の大きさや移動量を光
学系の倍率に関係なく一定の基準で測定することがで
き、ミクロスケールと観察物体との合成及び分離が容易
な計測顕微鏡を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to measure the size and movement amount of an object to be observed under a microscope, regardless of the magnification of the optical system, according to a fixed standard. An object of the present invention is to provide a measuring microscope which can be easily combined with and separated from an observation object.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のような手段を講じた。請求項1に対
応する本発明は、対物レンズから入射した被観察物体か
らの光束を結像光学系へ導くことにより所定の結像面に
被観察物体像を形成し、ミクロスケールを前記被観察物
体像へ重ねた観察像を形成する計測顕微鏡において、複
数のコヒーレント光による干渉縞を前記被観察物体面上
に形成し、前記干渉縞を前記ミクロスケールとして使用
することを特徴とする。
The present invention has taken the following means in order to achieve the above object. The present invention corresponding to claim 1 forms an observed object image on a predetermined image forming surface by guiding a light flux from the observed object that has entered from the objective lens to the imaging optical system, and the microscale is used as the observed object. In a measuring microscope that forms an observation image superimposed on an object image, interference fringes due to a plurality of coherent light beams are formed on the observed object surface, and the interference fringes are used as the microscale.

【0012】請求項2に対応する本発明は、対物レンズ
から入射した被観察物体からの光束を結像光学系へ導く
ことにより所定の結像面に被観察物体像を形成し、ミク
ロスケールを前記被観察物体像へ重ねた観察像を形成す
る計測顕微鏡において、コヒーレント光を発するコヒー
レント光源と、前記コヒーレント光源から発したコヒー
レント光を前記被観察物体面に対向する複数箇所へ導光
する複数の光ファイバーと、前記被観察物体面の垂線に
対して光ファイバーの光軸が所定角度となるように前記
各光ファイバーの射出側端面を前記被観察物体面に向け
て保持しているファイバー保持手段とを具備する構成と
した。
According to a second aspect of the present invention, a light beam from an object to be observed, which has entered from an objective lens, is guided to an image forming optical system to form an image of the object to be observed on a predetermined image forming surface, and a micro scale is formed. In a measurement microscope that forms an observation image superimposed on the observed object image, a coherent light source that emits coherent light, and a plurality of light guides coherent light emitted from the coherent light source to a plurality of locations facing the observed object surface. An optical fiber; and a fiber holding means for holding the exit side end face of each optical fiber toward the observed object surface so that the optical axis of the optical fiber forms a predetermined angle with respect to the perpendicular of the observed object surface. It was configured to do.

【0013】請求項3に対応する本発明は、対物レンズ
から入射した被観察物体からの光束を結像光学系へ導く
ことにより所定の結像面に被観察物体像を形成しミクロ
スケールを前記被観察物体像へ重ねた観察像を形成する
計測顕微鏡において、コヒーレント光を発するコヒーレ
ント光源と、前記コヒーレント光源から発したコヒーレ
ント光を前記被観察物体面に対向する複数箇所へ導光
し、それらコヒーレント光を前記被観察物体面の同一領
域に所定角度で入射させる導光光学系と、前記導光光学
系内に設けられ前記被観察物体面へ導かれるコヒーレン
ト光に対して入射角を小さくするように回折作用を及ぼ
す回折光学素子とを具備する構成とした。
According to a third aspect of the present invention, a light beam from an object to be observed, which has entered from an objective lens, is guided to an image forming optical system to form an image of the object to be observed on a predetermined image forming surface, and the micro scale is used. In a measurement microscope that forms an observation image superimposed on an observed object image, a coherent light source that emits coherent light, and coherent light emitted from the coherent light source is guided to a plurality of locations facing the observed object surface, and these coherent A light guiding optical system that allows light to enter the same region of the observed object surface at a predetermined angle, and a small incident angle for coherent light that is provided in the light guiding optical system and that is guided to the observed object surface. And a diffractive optical element that exerts a diffractive action on.

【0014】請求項4に対応する本発明は、対物レンズ
に対向配置されたコンデンサレンズを有する照明光学系
により被観察物体を照明し、対物レンズから入射する被
観察物体からの光束を結像光学系へ導くことにより所定
の結像面に被観察物体像を形成し、ミクロスケールを前
記被観察物体像へ重ねた観察像を形成する計測顕微鏡に
おいて、コヒーレント光を発するコヒーレント光源と、
前記コンデンサレンズと前記被観察物体との間に配置さ
れ、前記コヒーレント光源から入射するコヒーレント光
を複数に分岐する光分岐素子と、前記コンデンサレンズ
と前記被観察物体との間に配置され、前記光分岐素子に
よって分岐された複数のコヒーレント光を前記被観察物
体面へ所定角度で入射させる複数のミラーとを具備する
構成とした。
According to a fourth aspect of the present invention, an object to be observed is illuminated by an illumination optical system having a condenser lens arranged to face the objective lens, and a light flux from the object to be observed incident from the objective lens is formed into an image forming optical system. Forming an observed object image on a predetermined image plane by guiding the system, in a measurement microscope that forms an observation image in which a microscale is superposed on the observed object image, a coherent light source that emits coherent light,
An optical branching element that is disposed between the condenser lens and the observed object, branches the coherent light incident from the coherent light source into a plurality of beams, and is disposed between the condenser lens and the observed object. A plurality of mirrors for making a plurality of coherent light beams branched by the branching element incident on the observed object surface at a predetermined angle are adopted.

【0015】請求項5に対応する本発明は、対物レンズ
に対向配置されたコンデンサレンズを有する照明光学系
により被観察物体を照明し、対物レンズから入射する被
観察物体からの光束を結像光学系へ導くことにより所定
の結像面に被観察物体像を形成し、ミクロスケールを前
記被観察物体像へ重ねた観察像を形成する計測顕微鏡に
おいて、コヒーレント光を発するコヒーレント光源と、
前記コンデンサレンズと前記被観察物体との間に配置さ
れ、前記コヒーレント光源から入射するコヒーレント光
を前記コンデンサレンズ側へ観察光軸に対して所定角度
で反射すると共にコヒーレント光の一部を透過するハー
フミラーと、前記コンデンサレンズと前記被観察物体と
の間に配置され、前記ハーフミラーを透過したコヒーレ
ント光を前記コンデンサレンズ側へ観察光軸に対して前
記ハーフミラーと同じ角度で反射するミラーと、前記ハ
ーフミラーで反射されたコヒーレント光および前記ミラ
ーで反射されたコヒーレント光を前記被観察物体面の同
じ箇所へ入射させる回折光学素子とを具備する構成とし
た。
According to a fifth aspect of the present invention, an object to be observed is illuminated by an illumination optical system having a condenser lens arranged to face the objective lens, and a light beam from the object to be observed incident from the objective lens is formed into an image forming optical system. Forming an observed object image on a predetermined image plane by guiding the system, in a measurement microscope that forms an observation image in which a microscale is superposed on the observed object image, a coherent light source that emits coherent light,
A half arranged between the condenser lens and the object to be observed, which reflects coherent light incident from the coherent light source to the condenser lens side at a predetermined angle with respect to the observation optical axis and transmits a part of the coherent light. A mirror, a mirror arranged between the condenser lens and the object to be observed, and reflecting coherent light transmitted through the half mirror to the condenser lens side at the same angle as the half mirror with respect to the observation optical axis; It is configured to include a coherent light beam reflected by the half mirror and a diffractive optical element for making the coherent light beam reflected by the mirror incident on the same position on the observed object surface.

【0016】請求項6に対応する本発明は、上記したい
ずれかの計測顕微鏡に、前記コヒーレント光の光路を開
閉する光路開閉手段を具備したことを特徴とする。請求
項7に対応する本発明は、上記したいずれかの計測顕微
鏡において、前記コヒーレント光源に電力を供給する電
源をオン,オフ可能にしたことを特徴とする。
The present invention corresponding to claim 6 is characterized in that any one of the above measuring microscopes is provided with an optical path opening / closing means for opening / closing the optical path of the coherent light. The present invention corresponding to claim 7 is characterized in that, in any one of the above-described measurement microscopes, a power supply for supplying electric power to the coherent light source can be turned on and off.

【0017】[0017]

【作用】本発明は、以上のような手段を講じたことによ
り次のような作用を奏する。請求項1に対応する本発明
によれば、複数のコヒーレント光を干渉させることによ
り形成した干渉縞が被観察物体面に投影される。被観察
物体面に投影された干渉縞は、被観察物体像と共に結像
光学系を介して結像され、ミクロスケールとしての干渉
縞が被観察物体像へ重ねられた観察像が形成される。結
像光学系の倍率を変えた場合は、干渉縞が観察している
物体像と同一の倍率で結像面までリレーされるため、ミ
クロスケールの長さの基準を変えることなく観察物体の
計測を行うことができる。
The present invention has the following effects by taking the above measures. According to the present invention corresponding to claim 1, the interference fringes formed by causing a plurality of coherent light beams to interfere with each other are projected on the observed object plane. The interference fringes projected on the surface of the object to be observed are imaged together with the image of the object to be observed through the imaging optical system, and an observation image in which the interference fringes as a microscale are superimposed on the image of the object to be observed is formed. When the magnification of the imaging optical system is changed, the interference fringes are relayed to the image plane with the same magnification as the observed object image, so the measurement of the observed object without changing the microscale length standard. It can be performed.

【0018】請求項2に対応する本発明によれば、複数
のコヒーレント光が光ファイバーによって被観察物体に
対向する箇所まで導光され、ファイバー保持手段により
保持された角度によって被観察物体面へ入射され干渉縞
が形成される。
According to the second aspect of the present invention, the plurality of coherent light beams are guided by the optical fiber to a position facing the object to be observed, and are incident on the surface of the object to be observed at an angle held by the fiber holding means. Interference fringes are formed.

【0019】請求項3に対応する本発明によれば、導光
光学系内に設けられた回折光学素子を複数のコヒーレン
ト光が通過する際に回折作用を受けて偏向する。従っ
て、対物レンズの開口数よりも大きい角度のコヒーレン
ト光を同開口数よりも小さい角度にして被観察物体面へ
入射させることができる。
According to the present invention corresponding to claim 3, when a plurality of coherent light beams pass through the diffractive optical element provided in the light guiding optical system, they are diffracted and deflected. Therefore, coherent light having an angle larger than the numerical aperture of the objective lens can be incident on the surface of the observed object at an angle smaller than the numerical aperture.

【0020】請求項4に対応する本発明によれば、光分
岐素子で分岐された複数のコヒーレント光が複数のミラ
ーによりコンデンサレンズと被観察物体面との間から照
明光束中に入射して被観察物体面に干渉縞を形成する。
これにより透過照明観察中の被観察物体上に干渉縞から
なるミクロスケールが投影される。
According to the present invention corresponding to claim 4, a plurality of coherent light beams split by the light splitting element are incident on the illumination light flux from between the condenser lens and the object surface to be observed by the plurality of mirrors. Interference fringes are formed on the observation object plane.
As a result, a microscale composed of interference fringes is projected onto the object to be observed during transmission illumination observation.

【0021】請求項5に対応する本発明によれば、ハー
フミラーで透過成分と反射成分とに分割された2つの光
束が、第1,第2の回折光学素子で回折作用を受け、コ
ヒーレント光が観察光軸に対する角度が小さくなるよう
に偏向して被観察物体面の所定箇所へ入射し干渉縞を形
成する。従って、コンデンサレンズと被観察物体面との
間から透過照明光束中に対物レンズの開口数よりも大き
い角度で入射されても、コヒーレント光を同開口数より
も小さい角度に偏向して被観察物体面へ入射させること
ができる。
According to the present invention corresponding to claim 5, the two light beams divided into the transmission component and the reflection component by the half mirror are diffracted by the first and second diffractive optical elements, and the coherent light is obtained. Is deflected so that the angle with respect to the observation optical axis becomes small, and is incident on a predetermined portion of the surface of the observed object to form an interference fringe. Therefore, even if the coherent light is incident on the transmitted illumination light flux from between the condenser lens and the surface of the object to be observed at an angle larger than the numerical aperture of the objective lens, the coherent light is deflected to an angle smaller than the same numerical aperture and the object to be observed is deflected. It can be incident on a surface.

【0022】請求項6に対応する本発明によれば、光路
開閉手段によりコヒーレント光の光路を開いていれば、
被観察物体面上へミクロスケールが投影される。また、
光路開閉手段によりコヒーレント光の光路を閉じると、
コヒーレント光がそこで遮光され干渉縞が消える。
According to the present invention corresponding to claim 6, if the optical path of the coherent light is opened by the optical path opening / closing means,
A microscale is projected onto the surface of the observed object. Also,
When the optical path of the coherent light is closed by the optical path opening / closing means,
The coherent light is blocked there and the interference fringes disappear.

【0023】請求項7に対応する本発明によれば、電源
をオフすることにより被観察物体面上の干渉縞が消え、
電源をオンすることにより被観察物体面上に干渉縞が形
成される。
According to the present invention corresponding to claim 7, when the power is turned off, the interference fringes on the surface of the observed object disappear.
When the power is turned on, interference fringes are formed on the surface of the observed object.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は、本発明の第1実施例に係る計測顕微鏡の構成図で
ある。本実施例の計測顕微鏡は、顕微鏡ステージ1の上
面に対物レンズ2が対向配置され、観察光軸上に挿入さ
れた対物レンズ2の光軸上に対物レンズ2からの光束を
2方向に分岐する光路分岐部材3が配置されている。光
路分岐部材3で分岐された一方の光束は接眼レンズ4へ
導かれ、もう一方の光束は撮影光学系へ導かれている。
撮影光学系には標本像を結像させる結像レンズ5と、そ
の結像レンズ5の結像位置に撮像面が配置されたTVカ
メラ6とが設けられている。以下、対物レンズ2から接
眼レンズ4までの観察光学系及び対物レンズ2からTV
カメラ6の結像面までの撮像光学系をそれぞれ結像光学
系と呼ぶ。なお、TVカメラ6には表示装置7が接続さ
れている。顕微鏡ステージ1上にスライドガラス8が配
置され、スライドガラス8上にカバーガラス9が標本1
0を挟むようにして載せられている。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram of a measuring microscope according to a first embodiment of the present invention. In the measuring microscope of the present embodiment, the objective lens 2 is arranged on the upper surface of the microscope stage 1 so as to face it, and the light flux from the objective lens 2 is branched into two directions on the optical axis of the objective lens 2 inserted on the observation optical axis. An optical path branching member 3 is arranged. One light flux branched by the optical path branching member 3 is guided to the eyepiece lens 4, and the other light flux is guided to the photographing optical system.
The imaging optical system is provided with an image forming lens 5 for forming a sample image, and a TV camera 6 having an image pickup surface arranged at the image forming position of the image forming lens 5. Hereinafter, the observation optical system from the objective lens 2 to the eyepiece lens 4 and the objective lens 2 to the TV
The image pickup optical system up to the image forming plane of the camera 6 is called an image forming optical system. A display device 7 is connected to the TV camera 6. A slide glass 8 is placed on the microscope stage 1, and a cover glass 9 is placed on the slide glass 8 to prepare the specimen 1.
It is placed so as to sandwich 0.

【0025】一方、顕微鏡ステージ1の下方に、標本面
10に干渉縞からなるミクロスケールを生成するスケー
ル生成光学系と、標本面10をケーラー照明するための
透過照明光学系とが配設されている。
On the other hand, below the microscope stage 1, a scale generation optical system for generating a microscale composed of interference fringes on the sample surface 10 and a transmission illumination optical system for Koehler illumination of the sample surface 10 are arranged. There is.

【0026】スケール生成光学系は、He−Neレーザ
からなるコヒーレント光源11、コヒーレント光を2光
束に分割するビームスプリッター12、ビームスプリッ
ター12に入射するコヒーレント光の入射角を調整する
補助ミラー13、2つの分割コヒーレント光を標本面に
入射させる第1,第2のミラー14,15、及びコヒー
レント光源11とビームスプリッター12との間の光路
上に設けられたシャッター16から構成されている。
The scale generation optical system includes a coherent light source 11 composed of a He-Ne laser, a beam splitter 12 for splitting the coherent light into two beams, and auxiliary mirrors 13, 2 for adjusting the incident angle of the coherent light incident on the beam splitter 12. It is composed of first and second mirrors 14 and 15 for making one split coherent light incident on the sample surface, and a shutter 16 provided on the optical path between the coherent light source 11 and the beam splitter 12.

【0027】透過照明光学系は図2に示す構成を有して
いる。顕微鏡の基台に付設したランプハウスに光源20
が収納され、顕微鏡の基台内部に照明用リレー光学系2
1が収納されている。基台内には照明用リレー光学系2
1の光軸上であって観察光軸に相当する位置に偏向ミラ
ー22が設けられている。偏向ミラー22にて垂直上方
に曲げられた照明光学系の光軸上にコンデンサレンズ2
3が設けられている。
The transmitted illumination optical system has the structure shown in FIG. Light source 20 in the lamp house attached to the base of the microscope
The relay optical system 2 for illumination is stored inside the microscope base.
1 is stored. The relay optical system for lighting 2 in the base
The deflection mirror 22 is provided at a position on the optical axis of 1 and corresponding to the observation optical axis. The condenser lens 2 is placed on the optical axis of the illumination optical system bent vertically upward by the deflection mirror 22.
3 is provided.

【0028】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。透過照明光学系の光源20から
発せられた光がリレー光学系21によりコンデンサレン
ズ23の瞳面に投影され、そのコンデンサレンズ23に
よって標本面10がケーラー照明により均一に照明され
る。コンデンサレンズ23によって照射された光は標本
面10で回折されて対物レンズ2に入射し、対物レンズ
2を通過した光が結像光学系によりTVカメラ6の撮像
面及び接眼レンズ4の手前でそれぞれ結像する。
Next, the operation of this embodiment configured as described above will be described. The light emitted from the light source 20 of the transmission illumination optical system is projected onto the pupil plane of the condenser lens 23 by the relay optical system 21, and the condenser lens 23 uniformly illuminates the sample surface 10 with Koehler illumination. The light emitted by the condenser lens 23 is diffracted by the sample surface 10 and enters the objective lens 2, and the light passing through the objective lens 2 is formed by the imaging optical system on the image pickup surface of the TV camera 6 and in front of the eyepiece lens 4, respectively. Form an image.

【0029】一方、コヒーレント光源11より発せられ
たコヒーレント光は開状態のシャッター16を介してビ
ームスプリッター12へ入射し2つの光束に分離され
る。一方の光束は第1のミラー14に入射すると共に反
射して観察光軸に対し角度θで標本面10に入射する。
同様に、ビームスプリッター12で分割された他方の光
束は第2のミラー15に入射すると共に反射して観察光
軸に対して角度θで標本面10の同一領域に入射する。
その結果、標本面10には2つの光束による干渉縞が形
成される。
On the other hand, the coherent light emitted from the coherent light source 11 enters the beam splitter 12 through the shutter 16 in the open state and is split into two light beams. One of the light fluxes is incident on the first mirror 14, is reflected, and is incident on the sample surface 10 at an angle θ with respect to the observation optical axis.
Similarly, the other light beam split by the beam splitter 12 enters the second mirror 15 and is reflected and then enters the same region of the sample surface 10 at an angle θ with respect to the observation optical axis.
As a result, interference fringes due to the two light beams are formed on the sample surface 10.

【0030】ここで、2つのコヒーレントな平行光を図
3に示すように角度2θで干渉させると、A面上には間
隔dが次式で与えられる干渉縞が形成される。 d=λ/(2・sinθ) …(1) (1)式より、A面に形成される干渉縞の間隔dは、入
射光束の波長λ、又は角度θを変化させることにより調
整することができることがわかる。本実施例では、コヒ
ーレント光の入射角θを調整して干渉縞の間隔dを任意
の寸法に調整することにより、干渉縞をミクロスケール
として使用する。
Here, when two coherent parallel light beams are caused to interfere with each other at an angle 2θ as shown in FIG. 3, an interference fringe having a distance d given by the following equation is formed on the A surface. d = λ / (2 · sin θ) (1) From the equation (1), the interval d of the interference fringes formed on the A surface can be adjusted by changing the wavelength λ of the incident light beam or the angle θ. I know that I can do it. In the present embodiment, the interference fringes are used as a microscale by adjusting the incident angle θ of the coherent light and adjusting the interval d of the interference fringes to an arbitrary size.

【0031】標本面10に干渉縞を形成しているコヒー
レント光の入射角θが対物レンズ2の開口数よりも小さ
ければ、標本面10上に形成された干渉縞は、顕微鏡の
結像光学系によって観察している標本像と共に結像面ま
でリレーされ、再び結像面に干渉縞が形成される。TV
カメラ6の撮像面に標本像上に干渉縞が重ねられた像が
投影されるとその画像が画像信号に変換され表示装置9
に表示される。
If the incident angle θ of the coherent light forming the interference fringes on the sample surface 10 is smaller than the numerical aperture of the objective lens 2, the interference fringes formed on the sample surface 10 will be image-forming optical system of a microscope. The sample image being observed is relayed to the image forming plane, and interference fringes are formed again on the image forming plane. TV
When an image in which interference fringes are superimposed on the sample image is projected on the imaging surface of the camera 6, the image is converted into an image signal and the display device 9
Is displayed in.

【0032】図4は、干渉縞が投影された標本像の観察
像を示している。コヒーレント光源11にHe−Neレ
ーザを用い、コヒーレント光の入射角θを60度に設定
し、100倍の対物レンズ2で7.2マイクロメートル
のポリスチレンのミクロ球を観察したものである。観察
像上には7.2マイクロメートルのミクロ球に対して
0.63マイクロメートル間隔の干渉縞が形成されてい
る。観察者は、干渉縞をミクロスケールとしてミクロ球
の直径を計測することができる。
FIG. 4 shows an observation image of a sample image on which interference fringes are projected. A He-Ne laser is used as the coherent light source 11, the incident angle θ of the coherent light is set to 60 degrees, and a polystyrene microsphere of 7.2 μm is observed by the 100 × objective lens 2. On the observed image, interference fringes are formed at intervals of 0.63 μm for the 7.2 μm microspheres. The observer can measure the diameter of the microsphere using the interference fringe as a microscale.

【0033】また、観察像からミクロスケールの干渉縞
を消す場合は、コヒーレント光源11とビームスプリッ
ター12との間に配置したシヤッター6を閉じる。シヤ
ッター6を閉じることによりビームスプリッター12へ
入射するコヒーレント光がそこで遮光され、その結果と
して標本面に入射するコヒーレント光が無くなり干渉縞
が消えることになる。
To eliminate the microscale interference fringes from the observed image, the shutter 6 disposed between the coherent light source 11 and the beam splitter 12 is closed. By closing the shutter 6, the coherent light incident on the beam splitter 12 is blocked, and as a result, the coherent light incident on the sample surface disappears and the interference fringes disappear.

【0034】結像光学系の倍率が変化した場合、干渉縞
を形成するコヒーレント光の入射角θが対物レンズ2の
開口数より小さくかつ一定であれば、干渉縞は標本面上
に形成されているため、標本像と干渉縞とは同一倍率で
結像光学系の結像面へリレーされる。従って、干渉縞か
らなるミクロスケールの寸法を変えることなく観察物体
の計測を行うことができる。
When the magnification of the imaging optical system changes, if the incident angle θ of the coherent light forming the interference fringes is smaller than the numerical aperture of the objective lens 2 and is constant, the interference fringes are formed on the sample surface. Therefore, the sample image and the interference fringes are relayed to the image forming plane of the image forming optical system at the same magnification. Therefore, the observation object can be measured without changing the size of the microscale formed of the interference fringes.

【0035】このように本実施例によれば、標本面上に
複数のコヒーレント光を入射させて干渉縞を作り、この
干渉縞をミクロスケールとして使用するようにしたの
で、結像光学系の倍率が変化しても標本像と干渉縞のミ
クロスケールとが同一倍率でリレーされるのでミクロス
ケールを校正する必要がなく作業性の改善が図られる。
特に、ズーム変倍装置を用いて観察倍率を変化させたよ
うな場合には、ミクロスケールを校正する必要がないの
で、観察の時間的連続性を崩す等の問題がない。
As described above, according to this embodiment, a plurality of coherent light beams are made incident on the sample surface to form interference fringes, and the interference fringes are used as a microscale. Therefore, the magnification of the imaging optical system is increased. Since the sample image and the microscale of the interference fringes are relayed at the same magnification even when changes in, there is no need to calibrate the microscale and workability can be improved.
In particular, when the zoom magnification is used to change the observation magnification, there is no need to calibrate the microscale, so there is no problem such as disrupting the temporal continuity of the observation.

【0036】また、本実施例によれば、標本面上に形成
した干渉縞をミクロスケールとして使用すると共に、標
本面10に入射するコヒーレント光を遮光可能なシャッ
ター16を設けたので、光学特性を変化させることな
く、かつ機構を複雑化させることなくミクロスケールを
観察像から分離することができる。
Further, according to this embodiment, the interference fringes formed on the sample surface are used as a microscale, and the shutter 16 capable of blocking the coherent light incident on the sample surface 10 is provided. The microscale can be separated from the observed image without any change and without complicating the mechanism.

【0037】なお、上記第1実施例ではシャッター16
をコヒーレント光源11と補助ミラー13との間に設け
ているが、標本面10に入射するコヒーレント光を必要
に応じて遮光できる位置であれば他の位置であっても良
い。また、コヒーレント光源11に電力を供給している
不図示の電源をオフさせることにより観察像から干渉縞
を消すようにしても良い。
The shutter 16 is used in the first embodiment.
Is provided between the coherent light source 11 and the auxiliary mirror 13, but any other position may be used as long as it can shield the coherent light incident on the sample surface 10 as necessary. Alternatively, the interference fringes may be erased from the observed image by turning off a power source (not shown) that supplies power to the coherent light source 11.

【0038】次に、本発明の第2実施例について図5を
参照して説明する。なお、図5には第2実施例の要部の
みが示されており、顕微鏡本体および照明光学系の構造
は第1実施例と同様である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that FIG. 5 shows only the main part of the second embodiment, and the structures of the microscope main body and the illumination optical system are the same as in the first embodiment.

【0039】本実施例は、顕微鏡ステージ1にファイバ
ー保持台24が組み込まれている。ファイバー保持台2
4は、その中央部に照明光を通過させるための開口が形
成されている。光ファイバー25a,25bは、ファイ
バー保持台24の開口部側面からその射出側端面をコン
デンサレンズ23と標本面10との間に突出させ、かつ
標本面10の垂線に対して光ファイバーの光軸角がそれ
ぞれθとなるようにファイバー保持台24に固定されて
いる。また、ファイバー保持台24は光ファイバー25
a,25bの光軸角を調整できるように構成されてい
る。
In this embodiment, the fiber holding base 24 is incorporated in the microscope stage 1. Fiber holder 2
No. 4 has an opening formed in its center for passing illumination light. The optical fibers 25a and 25b have their exit side end faces projecting from the opening side face of the fiber holding base 24 between the condenser lens 23 and the sample surface 10, and the optical axis angles of the optical fibers with respect to the perpendicular of the sample surface 10 respectively. It is fixed to the fiber holding base 24 so as to be θ. In addition, the fiber holder 24 is an optical fiber 25.
The optical axis angles of a and 25b can be adjusted.

【0040】このような本実施例では、コヒーレント光
源11より発生られたコヒーレント光を2光束に分離
し、それぞれの光束を光ファイバー25a,25の入射
端面に入射する。光ファイバー25a,25の射出側端
面から発せられたコヒーレント光は標本面10に角度θ
で入射して干渉縞を形成する。光ファイバー25a,2
5bの光軸と標本面10の垂線とのなす角度を対物レン
ズ2の開口数より小さい角度にすることにより、透過照
明観察中の標本像上に干渉縞からなるミクロスケールを
投影することができる。この干渉縞の間隔はファイバー
保持台24により光ファイバー25a,25bの光軸角
を調整することにより任意の間隔に調整できる。
In this embodiment, the coherent light generated by the coherent light source 11 is split into two light beams, and the respective light beams are made incident on the incident end faces of the optical fibers 25a and 25. The coherent light emitted from the exit side end faces of the optical fibers 25a and 25 is incident on the sample surface 10 at an angle θ.
To form interference fringes. Optical fibers 25a, 2
By setting the angle between the optical axis of 5b and the perpendicular of the sample surface 10 to be smaller than the numerical aperture of the objective lens 2, it is possible to project a microscale composed of interference fringes on the sample image during transmission illumination observation. . The interval of the interference fringes can be adjusted to an arbitrary interval by adjusting the optical axis angles of the optical fibers 25a and 25b by the fiber holding table 24.

【0041】本実施例によれば、複数のコヒーレント光
を光ファイバー25a,25bを用いてコンデンサレン
ズ23と標本面10との間に導光し、かつ所定の角度で
標本面上で干渉させるようにしたので、上記第1実施例
と同様の効果を得ることができ、さらに第1,第2のミ
ラー14,15で直接干渉させる場合に比べ小形化でき
る利点がある。
According to this embodiment, a plurality of coherent light beams are guided between the condenser lens 23 and the sample surface 10 by using the optical fibers 25a and 25b, and are made to interfere on the sample surface at a predetermined angle. Therefore, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment, and there is an advantage that the size can be reduced as compared with the case where the first and second mirrors 14 and 15 directly interfere with each other.

【0042】なお、上記第2実施例では、2本の光ファ
イバー25a,25bを用いて透過照明光束中に導光し
ているが、図6に示すように、4本の光ファイバー25
a〜25dを互いに直交するように配置し、互いに直交
する干渉縞を標本面10に形成するようにしても良い。
このような互いに直交する干渉縞によれば2次元的なミ
クロスケールを構成することができる。
In the second embodiment, the two optical fibers 25a and 25b are used to guide the light into the transmitted illumination light beam. However, as shown in FIG. 6, four optical fibers 25 are used.
A to 25d may be arranged so as to be orthogonal to each other, and interference fringes that are orthogonal to each other may be formed on the sample surface 10.
A two-dimensional microscale can be formed by such interference fringes orthogonal to each other.

【0043】次に、本発明の第3実施例について図7を
参照して説明する。なお、図7には第3実施例の要部の
みが示されており、顕微鏡本体および照明光学系の構造
は第1実施例と同様である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that FIG. 7 shows only the main parts of the third embodiment, and the structures of the microscope main body and the illumination optical system are the same as in the first embodiment.

【0044】本実施例は、コンデンサレンズ23と標本
面10との間に回折光学素子30を水平に配置してい
る。一方、コヒーレント光源11から水平に発したコヒ
ーレント光の光軸上であって、コンデンサレンズ23よ
りも水平方向に所定距離だけ手前の位置に、半透過面を
光軸に対し45度に傾けたビームスプリッター31が配
置されている。ビームスプリッター31を透過した光の
光軸上であって、コンデンサレンズ23に対して水平方
向に所定距離だけ離れた位置に45度に傾けられたミラ
ー32が設置されている。さらに、コンデンサレンズ2
3周辺には同じ高さ位置であって、ビームスプリッター
31及びミラー32で垂直に曲げられた各光束がそれぞ
れ入射する位置に第1,第2のミラー33,34が配置
されている。第1,第2のミラー33,34は、コンデ
ンサレンズ23と干渉しない位置まで離して配置してい
るので、第1,第2のミラー33,34から回折光学素
子30に入射する光束の入射角は対物レンズ2の開口数
よりも大きくなっている。また、第1,第2のミラー3
3,34は角度を調整可能に構成されている。
In this embodiment, the diffractive optical element 30 is horizontally arranged between the condenser lens 23 and the sample surface 10. On the other hand, on the optical axis of the coherent light emitted horizontally from the coherent light source 11, a beam whose semi-transmissive surface is inclined at 45 degrees with respect to the optical axis at a position horizontally ahead of the condenser lens 23 by a predetermined distance. A splitter 31 is arranged. A mirror 32 tilted by 45 degrees is installed on the optical axis of the light transmitted through the beam splitter 31 and at a position horizontally separated from the condenser lens 23 by a predetermined distance. Furthermore, condenser lens 2
The first and second mirrors 33 and 34 are arranged at the same height position around the periphery of the light source 3 and at positions where the respective light beams vertically bent by the beam splitter 31 and the mirror 32 respectively enter. Since the first and second mirrors 33 and 34 are arranged apart from each other so as not to interfere with the condenser lens 23, the incident angle of the light flux entering the diffractive optical element 30 from the first and second mirrors 33 and 34. Is larger than the numerical aperture of the objective lens 2. Also, the first and second mirrors 3
3, 34 are configured so that their angles can be adjusted.

【0045】このように構成された本実施例では、コヒ
ーレント光源11から発したコヒーレント光がビームス
プリッター31で2光束に分岐され、ビームスプリッタ
ー31及びミラー32で垂直に曲げられ第1,第2のミ
ラー33,34に入射する。第1,第2のミラー33,
34で反射された光束は回折光学素子30を通過する際
に回折作用を受けて偏向し観察光軸に対する角度が対物
レンズ2の開口数よりも小さくなる。このような光束が
標本面10で干渉して干渉縞を形成する。この干渉縞は
標本像と共に結像光学系で顕微鏡の結像面までリレーさ
れる。
In this embodiment having such a configuration, the coherent light emitted from the coherent light source 11 is split into two light beams by the beam splitter 31, and is vertically bent by the beam splitter 31 and the mirror 32. It is incident on the mirrors 33 and 34. The first and second mirrors 33,
The light flux reflected by 34 is deflected by being diffracted when passing through the diffractive optical element 30, and the angle with respect to the observation optical axis becomes smaller than the numerical aperture of the objective lens 2. Such light beams interfere with each other on the sample surface 10 to form interference fringes. The interference fringes are relayed to the image plane of the microscope by the image forming optical system together with the sample image.

【0046】ここで、回折光学素子30は回折格子の集
合体とみなせるので、図8に示すように回折光学素子3
0への入射角をθi、出射角をθo、入射する光線部分
の回折格子のピッチをTとすると、回折光学素子30に
よる偏向角は次式で与えられる。
Here, since the diffractive optical element 30 can be regarded as an aggregate of diffraction gratings, the diffractive optical element 3 is formed as shown in FIG.
When the incident angle to 0 is θi, the outgoing angle is θo, and the pitch of the diffraction grating of the incident light ray portion is T, the deflection angle by the diffractive optical element 30 is given by the following equation.

【0047】 sinθi−sinθo=±λ/T …(2) 従って、(1)式及び(2)式より、回折光学素子30
に入射させる光束の角度を第1,第2のミラー33,3
4を用いて調整することにより干渉縞の間隔を調整する
ことができる。
Sin θi−sin θo = ± λ / T (2) Therefore, from the equations (1) and (2), the diffractive optical element 30 is obtained.
The angle of the light beam incident on the first and second mirrors 33, 3
It is possible to adjust the interval of the interference fringes by adjusting using 4.

【0048】このように本実施例によれば、コンデンサ
レンズ23と標本面10との間に回折光学素子30を設
け、回折光学素子30でコヒーレント光の標本面10へ
の入射角を小さくするようにしたので、対物レンズ2の
開口数よりも大きな角度のコヒーレント光を対物レンズ
2の開口数よりも小さい角度に調整することができ、干
渉縞を標本像と共に顕微鏡の結像面までリレーすること
ができる。また、第1,第2のミラー33,34により
干渉縞からなるミクロスケールの間隔を校正することが
できる。
As described above, according to this embodiment, the diffractive optical element 30 is provided between the condenser lens 23 and the sample surface 10, and the diffractive optical element 30 reduces the incident angle of the coherent light on the sample surface 10. Therefore, coherent light having an angle larger than the numerical aperture of the objective lens 2 can be adjusted to an angle smaller than the numerical aperture of the objective lens 2, and the interference fringes can be relayed together with the sample image to the image plane of the microscope. You can In addition, the first and second mirrors 33 and 34 can calibrate the microscale interval formed of interference fringes.

【0049】次に、本発明の第4実施例について図9を
参照して説明する。なお、図9には第4実施例の要部の
みが示されており、顕微鏡本体および照明光学系の構造
は第1実施例と同様である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that FIG. 9 shows only the main parts of the fourth embodiment, and the structures of the microscope main body and the illumination optical system are the same as in the first embodiment.

【0050】本実施例は、コンデンサレンズ23と標本
面10との間にビームスプリッター35とミラー36と
が観察光軸を挟んで対向配置されている。コヒーレント
光源からのコヒーレント光がビームスプリッター35に
入射され、ビームスプリッター35を透過した光束がミ
ラー36へ入射するようになっている。ビームスプリッ
ター35及びミラー36は、それぞれの入射光を観察光
軸側へ角度θで反射させるように角度調整されている。
ビームスプリッター35及びミラー36とコンデンサレ
ンズ23との間に配置された透明プレート37にミラー
38,39が埋設されている。ミラー38,39は観察
光軸を挟んだ2位置であってビームスプリッター35,
ミラー36からの光の入射位置にそれぞれ固定されてい
る。
In this embodiment, the beam splitter 35 and the mirror 36 are arranged between the condenser lens 23 and the sample surface 10 so as to sandwich the observation optical axis. The coherent light from the coherent light source is incident on the beam splitter 35, and the light flux transmitted through the beam splitter 35 is incident on the mirror 36. The beam splitter 35 and the mirror 36 are angle-adjusted so as to reflect the respective incident lights toward the observation optical axis at an angle θ.
Mirrors 38 and 39 are embedded in a transparent plate 37 arranged between the beam splitter 35 and the mirror 36 and the condenser lens 23. The mirrors 38 and 39 are at two positions with the observation optical axis sandwiched therebetween, and the beam splitter 35,
It is fixed at the incident position of the light from the mirror 36.

【0051】以上のように構成された本実施例では、コ
ヒーレント光源から発せられたコヒーレント光がビーム
スプリッター35で2光束に分割され、一方の光束がミ
ラー38に入射し、もう一方の光束がミラー36で反射
された後にミラー39に入射する。ミラー38,39で
反射した光はそれぞれ光軸に対し角度θで標本面10に
入射し角度θに応じた間隔の干渉縞を形成する。
In this embodiment constructed as described above, the coherent light emitted from the coherent light source is split into two light beams by the beam splitter 35, one light beam is incident on the mirror 38, and the other light beam is reflected by the mirror 38. After being reflected by 36, it is incident on the mirror 39. The light reflected by the mirrors 38, 39 is incident on the sample surface 10 at an angle θ with respect to the optical axis, and forms interference fringes at intervals according to the angle θ.

【0052】ビームスプリッター35及びミラー36を
調整することによりミラー38,39への入射角が変化
して標本面10への光束の入射角θが変化するので、ビ
ームスプリッター35,ミラー36の調整量によりミク
ロスケールの間隔を調整できる。
By adjusting the beam splitter 35 and the mirror 36, the incident angles to the mirrors 38 and 39 are changed and the incident angle θ of the light beam to the sample surface 10 is changed. Therefore, the adjustment amounts of the beam splitter 35 and the mirror 36 are changed. Can adjust the microscale spacing.

【0053】なお、上記実施例では、ミラー38,39
を透明プレート37に埋設しているが、透明プレート3
7の代わりにハーフミラーを用いてミラー38,39と
しても機能させるようにしても良い。このように構成す
れば、透過照明の照明ムラを無くすことができるといっ
た効果がある。また、透明プレート37の上面にミラー
38,39を貼り付けるようにしても良い。
In the above embodiment, the mirrors 38 and 39 are used.
Embedded in the transparent plate 37, the transparent plate 3
Instead of 7, half mirrors may be used to function also as the mirrors 38 and 39. With this configuration, it is possible to eliminate the uneven illumination of the transmitted illumination. Further, the mirrors 38 and 39 may be attached to the upper surface of the transparent plate 37.

【0054】次に、本発明の第5実施例について図10
を参照して説明する。なお、図10には第5実施例の要
部のみが示されており、顕微鏡本体および照明光学系の
構造は第1実施例と同様である。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Will be described with reference to. Note that FIG. 10 shows only the essential parts of the fifth embodiment, and the structures of the microscope main body and the illumination optical system are the same as in the first embodiment.

【0055】本実施例は、上記第4実施例と同様にコン
デンサレンズ23と標本面10との間にビームスプリッ
ター35とミラー36とが観察光軸を挟んで対向配置さ
れ、ビームスプリッター35及びミラー36とコンデン
サレンズ23との間にハーフミラー37′が配置されて
いる。このハーフミラー37′には、ビームスプリッタ
ー35及びミラー36からの光束の入射位置に反射型回
折光学素子41,42が形成されている。
In this embodiment, similarly to the fourth embodiment, the beam splitter 35 and the mirror 36 are arranged between the condenser lens 23 and the sample surface 10 so as to sandwich the observation optical axis, and the beam splitter 35 and the mirror are arranged. A half mirror 37 ′ is arranged between 36 and the condenser lens 23. Reflection type diffractive optical elements 41 and 42 are formed on the half mirror 37 ′ at the incident positions of the light beams from the beam splitter 35 and the mirror 36.

【0056】以上のように構成された本実施例では、コ
ヒーレント光源からのコヒーレント光がビームスプリッ
ター35で2光束に分割され、ビームスプリッター35
を透過した光束がミラー36を介して反射型回折光学素
子42へ入射し、ビームスプリッター35で反射した光
束は反射型回折光学素子41へ入射する。各反射型回折
光学素子41,42へ入射した光束は回折作用を受けて
偏向し対物レンズ2の開口数よりも小さな角度θで標本
面10の同一領域に入射し干渉縞を形成する。干渉縞の
間隔は、ビームスプリッター35、ミラー36の角度及
び位置を変えることにより調整できミクロスケールとし
て利用できる。
In the present embodiment configured as described above, the coherent light from the coherent light source is split into two light beams by the beam splitter 35, and the beam splitter 35
The light beam that has passed through is incident on the reflective diffractive optical element 42 via the mirror 36, and the light beam reflected by the beam splitter 35 is incident on the reflective diffractive optical element 41. The light beams incident on the respective reflection type diffractive optical elements 41, 42 are diffracted and deflected, and are incident on the same region of the sample surface 10 at an angle θ smaller than the numerical aperture of the objective lens 2 to form interference fringes. The spacing of the interference fringes can be adjusted by changing the angles and positions of the beam splitter 35 and the mirror 36, and can be used as a microscale.

【0057】このように本実施例によれば、標本面10
とコンデンサレンズ23との間の照明光束中にビームス
プリッター35、ミラー36、反射型回折光学素子4
1,42を配置したので、対物レンズ2の開口数よりも
大きな角度で入射したコヒーレント光を同開口数よりも
小さな角度で標本面10へ入射させることができ、透過
照明観察中の標本像を干渉縞を用いたミクロスケールで
計測することができる。
As described above, according to this embodiment, the sample surface 10
The beam splitter 35, the mirror 36, and the reflective diffractive optical element 4 in the illumination light flux between the condenser lens 23 and
Since 1 and 42 are arranged, the coherent light incident at an angle larger than the numerical aperture of the objective lens 2 can be made incident on the sample surface 10 at an angle smaller than the same numerical aperture, and a sample image under transmission illumination observation can be obtained. It can be measured on a micro scale using interference fringes.

【0058】なお、反射型回折光学素子をハーフミラー
37′の全面に形成しても良い。本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内で種々変形実施可能である。
The reflection type diffractive optical element may be formed on the entire surface of the half mirror 37 '. The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、顕
微鏡観察する物体の大きさや移動量を光学系の倍率に関
係なく一定の基準で測定することができ、ミクロスケー
ルと観察物体との合成及び分離が容易な計測顕微鏡を提
供できる。
As described above in detail, according to the present invention, the size and movement amount of an object to be observed under a microscope can be measured with a fixed reference regardless of the magnification of the optical system. It is possible to provide a measuring microscope which is easy to synthesize and separate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る計測顕微鏡の構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a measurement microscope according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の計測顕微鏡に備えた透過照明光学
系の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a transmitted illumination optical system included in the measurement microscope according to the first embodiment.

【図3】第1実施例の原理説明図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of the first embodiment.

【図4】第1実施例の計測顕微鏡による観察像の例を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an observation image by the measuring microscope of the first embodiment.

【図5】本発明の第2実施例に係る計測顕微鏡の要部の
構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a main part of a measurement microscope according to a second embodiment of the present invention.

【図6】第2実施例の変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a modification of the second embodiment.

【図7】本発明の第3実施例に係る計測顕微鏡の要部の
構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a main part of a measurement microscope according to a third embodiment of the present invention.

【図8】第3実施例の原理説明図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the principle of the third embodiment.

【図9】本発明の第4実施例に係る計測顕微鏡の要部の
構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a main part of a measurement microscope according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第5実施例に係る計測顕微鏡の要部
の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a main part of a measurement microscope according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…顕微鏡ステージ、2…対物レンズ、4…接眼レン
ズ、5…結像レンズ、6…TVカメラ、11…コヒーレ
ント光源、12…ビームスプリッター、14…第1のミ
ラー、15…第2のミラー、16…シャッター、23…
コンデンサレンズ、25a〜25d…光ファイバー、3
0,41,42…回折光学素子。
1 ... Microscope stage, 2 ... Objective lens, 4 ... Eyepiece lens, 5 ... Imaging lens, 6 ... TV camera, 11 ... Coherent light source, 12 ... Beam splitter, 14 ... First mirror, 15 ... Second mirror, 16 ... Shutter, 23 ...
Condenser lens, 25a to 25d ... Optical fiber, 3
0, 41, 42 ... Diffractive optical element.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 一夫 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Kazuo Shimizu 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対物レンズから入射した被観察物体から
の光束を結像光学系へ導くことにより所定の結像面に被
観察物体像を形成し、ミクロスケールを前記被観察物体
像へ重ねた観察像を形成する計測顕微鏡において、 複数のコヒーレント光による干渉縞を前記被観察物体面
上に形成し、前記干渉縞を前記ミクロスケールとして使
用することを特徴とする計測顕微鏡。
1. An image of an object to be observed is formed on a predetermined image plane by guiding a light flux from the object to be observed entering from an objective lens to an imaging optical system, and a microscale is superposed on the image of the object to be observed. A measuring microscope for forming an observation image, wherein interference fringes formed by a plurality of coherent light beams are formed on the surface of the observed object, and the interference fringes are used as the microscale.
【請求項2】 対物レンズから入射した被観察物体から
の光束を結像光学系へ導くことにより所定の結像面に被
観察物体像を形成し、ミクロスケールを前記被観察物体
像へ重ねた観察像を形成する計測顕微鏡において、 コヒーレント光を発するコヒーレント光源と、 前記コヒーレント光源から発したコヒーレント光を前記
被観察物体面に対向する複数箇所へ導光する複数の光フ
ァイバーと、 前記被観察物体面の垂線に対して光ファイバーの光軸が
所定角度となるように前記各光ファイバーの射出側端面
を前記被観察物体面に向けて保持しているファイバー保
持手段とを具備したことを特徴とする計測顕微鏡。
2. An image of an object to be observed is formed on a predetermined image forming plane by guiding a light flux from the object to be observed entering from an objective lens to an image forming optical system, and a microscale is superposed on the image of the object to be observed. In a measurement microscope that forms an observation image, a coherent light source that emits coherent light, a plurality of optical fibers that guide the coherent light emitted from the coherent light source to a plurality of locations facing the observed object surface, and the observed object surface And a fiber holding means for holding the exit side end face of each optical fiber toward the observed object surface so that the optical axis of the optical fiber forms a predetermined angle with respect to the perpendicular line of the measurement microscope. .
【請求項3】 対物レンズから入射した被観察物体から
の光束を結像光学系へ導くことにより所定の結像面に被
観察物体像を形成し、ミクロスケールを前記被観察物体
像へ重ねた観察像を形成する計測顕微鏡において、 コヒーレント光を発するコヒーレント光源と、 前記コヒーレント光源から発したコヒーレント光を前記
被観察物体面に対向する複数箇所へ導光し、それらコヒ
ーレント光を前記被観察物体面の同一領域に所定角度で
入射させる導光光学系と、 前記導光光学系内に設けられ前記被観察物体面へ導かれ
るコヒーレント光に対して入射角を小さくするように回
折作用を及ぼす回折光学素子とを具備したことを特徴と
する計測顕微鏡。
3. An image of an object to be observed is formed on a predetermined image forming plane by guiding a light flux from the object to be observed entering from an objective lens to an image forming optical system, and a microscale is superposed on the image of the object to be observed. In a measurement microscope that forms an observation image, a coherent light source that emits coherent light, and coherent light emitted from the coherent light source is guided to a plurality of locations facing the observed object surface, and the coherent light is directed to the observed object surface. And a diffractive optical system which is provided in the light guiding optical system and exerts a diffracting action on the coherent light guided to the observed object surface so as to reduce the incident angle. A measuring microscope comprising an element.
【請求項4】 対物レンズに対向配置されたコンデンサ
レンズを有する照明光学系により被観察物体を照明し、
対物レンズから入射する被観察物体からの光束を結像光
学系へ導くことにより所定の結像面に被観察物体像を形
成し、ミクロスケールを前記被観察物体像へ重ねた観察
像を形成する計測顕微鏡において、 コヒーレント光を発するコヒーレント光源と、 前記コンデンサレンズと前記被観察物体との間に配置さ
れ、前記コヒーレント光源から入射するコヒーレント光
を複数に分岐する光分岐素子と、 前記コンデンサレンズと前記被観察物体との間に配置さ
れ、前記光分岐素子によって分岐された複数のコヒーレ
ント光を前記被観察物体面へ所定角度で入射させる複数
のミラーとを具備したことを特徴とする計測顕微鏡。
4. An object to be observed is illuminated by an illumination optical system having a condenser lens arranged to face the objective lens,
By guiding the light flux from the object to be observed, which is incident from the objective lens, to the imaging optical system, an object image to be observed is formed on a predetermined image forming surface, and an observed image in which a microscale is superposed on the object image to be observed is formed. In the measurement microscope, a coherent light source that emits coherent light, an optical branching element that is disposed between the condenser lens and the object to be observed, and branches the coherent light incident from the coherent light source into a plurality of pieces, the condenser lens, and the A measuring microscope, comprising: a plurality of mirrors arranged between the object to be observed and causing a plurality of coherent light beams branched by the light splitting element to enter the surface of the object to be observed at a predetermined angle.
【請求項5】 対物レンズに対向配置されたコンデンサ
レンズを有する照明光学系により被観察物体を照明し、
対物レンズから入射する被観察物体からの光束を結像光
学系へ導くことにより所定の結像面に被観察物体像を形
成し、ミクロスケールを前記被観察物体像へ重ねた観察
像を形成する計測顕微鏡において、 コヒーレント光を発するコヒーレント光源と、 前記コンデンサレンズと前記被観察物体との間に配置さ
れ、前記コヒーレント光源から入射するコヒーレント光
を前記コンデンサレンズ側へ観察光軸に対して所定角度
で反射すると共にコヒーレント光の一部を透過するハー
フミラーと、 前記コンデンサレンズと前記被観察物体との間に配置さ
れ、前記ハーフミラーを透過したコヒーレント光を前記
コンデンサレンズ側へ観察光軸に対して前記ハーフミラ
ーと同じ角度で反射するミラーと、 前記ハーフミラーで反射されたコヒーレント光および前
記ミラーで反射されたコヒーレント光を前記被観察物体
面の同じ箇所へ入射させる回折光学素子とを具備したこ
とを特徴とする計測顕微鏡。
5. An object to be observed is illuminated by an illumination optical system having a condenser lens arranged to face the objective lens,
By guiding the light flux from the object to be observed, which is incident from the objective lens, to the imaging optical system, an object image to be observed is formed on a predetermined image forming surface, and an observed image in which a microscale is superposed on the object image to be observed is formed. In a measuring microscope, a coherent light source that emits coherent light, is disposed between the condenser lens and the object to be observed, and the coherent light incident from the coherent light source is directed to the condenser lens side at a predetermined angle with respect to the observation optical axis. A half mirror that reflects and transmits a part of coherent light, is disposed between the condenser lens and the object to be observed, and transmits coherent light that has passed through the half mirror to the condenser lens side with respect to an observation optical axis. A mirror that reflects at the same angle as the half mirror, and coherent light reflected by the half mirror and And a diffractive optical element that causes coherent light reflected by the mirror to enter the same location on the observed object surface.
【請求項6】 前記コヒーレント光の光路を開閉する光
路開閉手段を具備したことを特徴とする請求項1〜請求
項5のいずれかに記載の計測顕微鏡。
6. The measuring microscope according to claim 1, further comprising an optical path opening / closing unit that opens / closes an optical path of the coherent light.
【請求項7】 前記コヒーレント光源に電力を供給する
電源をオン,オフ可能にしたことを特徴とする請求項2
〜請求項5のいずれかに記載の計測顕微鏡。
7. The power source for supplying power to the coherent light source can be turned on and off.
~ The measuring microscope according to claim 5.
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