JPH09120029A - 顕微鏡の観察または記録光路へ光線を挿入するための 光学装置 - Google Patents
顕微鏡の観察または記録光路へ光線を挿入するための 光学装置Info
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- JPH09120029A JPH09120029A JP8199558A JP19955896A JPH09120029A JP H09120029 A JPH09120029 A JP H09120029A JP 8199558 A JP8199558 A JP 8199558A JP 19955896 A JP19955896 A JP 19955896A JP H09120029 A JPH09120029 A JP H09120029A
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 顕微鏡光路内に、補助像などの任意の結合対
象をできるだけ小さいスペースで結合するための光線挿
入手段。 【解決手段】 透過回折格子５を顕微鏡光路内に、一時
光路の光学軸に対する回折格子の面方線の角度を小さく
して配置するようにした。
象をできるだけ小さいスペースで結合するための光線挿
入手段。 【解決手段】 透過回折格子５を顕微鏡光路内に、一時
光路の光学軸に対する回折格子の面方線の角度を小さく
して配置するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡の観察また
は記録光路への、結合対象、好ましくは補助像、追加情
報または追加照明光線を挿入するための光学装置に関す
る。
は記録光路への、結合対象、好ましくは補助像、追加情
報または追加照明光線を挿入するための光学装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】顕微鏡に光路を結合する際、図４に示す
ように一般に半透明ミラー１を使用し、それらが顕微鏡
対物レンズから来る一次光を透過して中間像に結像する
鏡筒レンズ２の方向に通過させ、他方結合対象３から結
合光学系４を通って来る追加光を反射して結合する。
ように一般に半透明ミラー１を使用し、それらが顕微鏡
対物レンズから来る一次光を透過して中間像に結像する
鏡筒レンズ２の方向に通過させ、他方結合対象３から結
合光学系４を通って来る追加光を反射して結合する。
【０００３】これらの配置は、例えば欧州特許第０８８
９８５号Ａ１及びドイツ特許第３６２３３９４号Ａ１に
記載され、その際観察または操作を容易にするため、用
途に応じて観察者または外科医に対して、追加情報、補
助像または簡単なＬＣＤ表示が可視化できる。
９８５号Ａ１及びドイツ特許第３６２３３９４号Ａ１に
記載され、その際観察または操作を容易にするため、用
途に応じて観察者または外科医に対して、追加情報、補
助像または簡単なＬＣＤ表示が可視化できる。
【０００４】反射顕微鏡における照明の可視化も、半透
明ミラーにより行われる（ドイツ特許第３６２３６１３
号Ａ１、ドイツ特許第３９３１９１９号Ａ１、ドイツ特
許第３６２３３９４号Ａ１）。
明ミラーにより行われる（ドイツ特許第３６２３６１３
号Ａ１、ドイツ特許第３９３１９１９号Ａ１、ドイツ特
許第３６２３３９４号Ａ１）。
【０００５】これらミラーは上記の実施例では、一次光
路に対し４５度の角度で設置され、その傾斜位置のため
ミラー厚みを含めて比較的大きなスペースを要する。
路に対し４５度の角度で設置され、その傾斜位置のため
ミラー厚みを含めて比較的大きなスペースを要する。
【０００６】このことは、できるだけコンパクトな構造
形態と相入れない。従来手段によりスペースを減らすに
は、ミラーのサイズを大幅に縮小せざるを得ず、その結
果、（１）結合光路の光束直径を一次光路の光束直径よ
りずっと小さくしなければならならず、また（２）ミラ
ーエッジが一次光路内に位置し、そのため妨害作用（散
光、均一でないひとみ）をもたらす。
形態と相入れない。従来手段によりスペースを減らすに
は、ミラーのサイズを大幅に縮小せざるを得ず、その結
果、（１）結合光路の光束直径を一次光路の光束直径よ
りずっと小さくしなければならならず、また（２）ミラ
ーエッジが一次光路内に位置し、そのため妨害作用（散
光、均一でないひとみ）をもたらす。
【０００７】欧州特許第１５７９５８号Ａ１、欧州特許
第２７８３９５号Ａ３、欧州特許第３０５０９６号Ａ２
及び欧州特許第５２６０６７号Ａ１は、ヘッドアップ・
ディスプレー、すなわち情報または表示の可視化をパイ
ロットまたは車両運転者の視野内に行うことに関する。
第２７８３９５号Ａ３、欧州特許第３０５０９６号Ａ２
及び欧州特許第５２６０６７号Ａ１は、ヘッドアップ・
ディスプレー、すなわち情報または表示の可視化をパイ
ロットまたは車両運転者の視野内に行うことに関する。
【０００８】それらは、視野内に結像する際、透過また
は反射格子を利用することを内容とする。
は反射格子を利用することを内容とする。
【０００９】顕微鏡で問題となるスペースとコンパクト
さという特殊な問題は、そこに記載された配置では解決
できない。
さという特殊な問題は、そこに記載された配置では解決
できない。
【００１０】顕微鏡の結像光路のための特別な条件の示
唆も、それらの刊行物には見られない。
唆も、それらの刊行物には見られない。
【００１１】ドイツ特許第３２４６８３２号Ａ１では、
写真カメラ用の表示装置にビームスプリッタを設置した
ものがある。これは表示すべき記号のパターンのいくつ
かの列の彫り込みをガラス板上に有し、それらが側面か
ら照明され、側面からの照明光の一部を写真用接眼部の
方向に偏光させている。
写真カメラ用の表示装置にビームスプリッタを設置した
ものがある。これは表示すべき記号のパターンのいくつ
かの列の彫り込みをガラス板上に有し、それらが側面か
ら照明され、側面からの照明光の一部を写真用接眼部の
方向に偏光させている。
【００１２】こういった方法の挿入は技術的に高コスト
であり、それぞれ刻んだ記号パターンに限定されてしま
う。
であり、それぞれ刻んだ記号パターンに限定されてしま
う。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、顕微鏡
光路内に補助像などの任意の結合対象をできるだけ小さ
いスペースで結合することである。
光路内に補助像などの任意の結合対象をできるだけ小さ
いスペースで結合することである。
【００１４】この課題は、請求項１の特徴により解決さ
れる。
れる。
【００１５】好ましい別形態は、従属請求項の対象であ
る。
る。
【００１６】回折光学系の使用により、顕微鏡における
上記要求の実現が驚くほど可能である。これは、簡単な
例では、図１に示すように単独の透過回折格子５の使用
により可能である。この場合一次光路の光学軸に対する
回折格子の面法線の角度を小さくすることで、これに必
要とするスペースの大幅な減少が達成できる。
上記要求の実現が驚くほど可能である。これは、簡単な
例では、図１に示すように単独の透過回折格子５の使用
により可能である。この場合一次光路の光学軸に対する
回折格子の面法線の角度を小さくすることで、これに必
要とするスペースの大幅な減少が達成できる。
【００１７】回折要素のサイズが光路全体の幅にわたる
ため、要素のエッジが直接光路を通らず、それにより小
さいミラーの場合のような散光が生じない。
ため、要素のエッジが直接光路を通らず、それにより小
さいミラーの場合のような散光が生じない。
【００１８】一次光は格子の回折次数０次により導か
れ、他方の次数１次は小さい格子定数により十分離れて
設定光路外に回折され、したがって偽光が発生しない。
れ、他方の次数１次は小さい格子定数により十分離れて
設定光路外に回折され、したがって偽光が発生しない。
【００１９】各回折次数の入射角αと回折角βの関係
は、周知の方法 ｓｉｎα＋ｓｉｎβ＝Ｋλｇ ここで Ｋ＝回折次数、 λ＝波長、 ｇ＝格子の溝数
である。
は、周知の方法 ｓｉｎα＋ｓｉｎβ＝Ｋλｇ ここで Ｋ＝回折次数、 λ＝波長、 ｇ＝格子の溝数
である。
【００２０】可視化した光は、回折した回折次数１次に
より一次光に重なり、他方、０次及び高次の回折指数
は、一次光路外にある。
より一次光に重なり、他方、０次及び高次の回折指数
は、一次光路外にある。
【００２１】格子の分散のためこの方法は、単色光につ
いてのみ正確に働く。多色光を使用する場合、格子分散
の補正（色消し）が必要である。
いてのみ正確に働く。多色光を使用する場合、格子分散
の補正（色消し）が必要である。
【００２２】したがって本発明では二つの格子を使用
し、それらは、（１）基本的に同じ格子定数を有し、
（２）第一格子の回折角（β1）が第二格子の入射角
（α2）に等しく、（３）第一格子の入射角（α1）が第
二格子の回折角（β2）に等しいとき特に有利である。
し、それらは、（１）基本的に同じ格子定数を有し、
（２）第一格子の回折角（β1）が第二格子の入射角
（α2）に等しく、（３）第一格子の入射角（α1）が第
二格子の回折角（β2）に等しいとき特に有利である。
【００２３】しかし入射角ないし回折角が同一媒質によ
り行われない場合、関係（２）と（３）をさらに少し精
密にする必要がある。
り行われない場合、関係（２）と（３）をさらに少し精
密にする必要がある。
【００２４】すなわち、 （２）ｎ1ｓｉｎ（β1）＝ｎ2ｓｉｎ（α2） （３）ｎ3ｓｉｎ（α1）＝ｎ4ｓｉｎ（β2） ここでｎ1は、第一回折後の屈折率、ｎ2は、第二回折前
の屈折率、ｎ3は、第一回折前の屈折率、ｎ4は、第二回
折後の屈折率である。
の屈折率、ｎ3は、第一回折前の屈折率、ｎ4は、第二回
折後の屈折率である。
【００２５】二つの格子は、一次光路の軸に垂直に設置
する平らなスライダとして、共通の基礎上に設置するの
が適当である。実施方法に応じて格子は、透過及び反射
格子の組み合わせとなる。
する平らなスライダとして、共通の基礎上に設置するの
が適当である。実施方法に応じて格子は、透過及び反射
格子の組み合わせとなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】図２に示す実施形態に従って本発
明を説明する。
明を説明する。
【００２７】回折要素は、平らなガラス板６から成り、
その下面に透過格子７を設置する。結合すべき光は、Ｌ
ＣＤマトリックスなどの結合対象３から結合光学系４を
通って平行な光束として一次光路外で回折によりガラス
板６に到達し、ガラス板上面で完全反射する。結合した
光は、そのあと格子７で再回折することにより望みの方
向に回折要素から出る。そのあと鏡筒レンズ２が中間像
面に結合対象の像を生成する。格子の入射角α1と格子
定数は、一方でガラス板上面で完全反射できるように、
他方で視野角及びひとみ位置が一次光路に合致、すなわ
ち挿入した光線が、例えば光学軸に対しゆるい角度を持
つことで、挿入した光線を位置と角度に関して顕微鏡対
物レンズから来る光線に合致させる。
その下面に透過格子７を設置する。結合すべき光は、Ｌ
ＣＤマトリックスなどの結合対象３から結合光学系４を
通って平行な光束として一次光路外で回折によりガラス
板６に到達し、ガラス板上面で完全反射する。結合した
光は、そのあと格子７で再回折することにより望みの方
向に回折要素から出る。そのあと鏡筒レンズ２が中間像
面に結合対象の像を生成する。格子の入射角α1と格子
定数は、一方でガラス板上面で完全反射できるように、
他方で視野角及びひとみ位置が一次光路に合致、すなわ
ち挿入した光線が、例えば光学軸に対しゆるい角度を持
つことで、挿入した光線を位置と角度に関して顕微鏡対
物レンズから来る光線に合致させる。
【００２８】この配置の別の利点は、結合した単独の透
過格子７として二つの格子対が形成できることである。
それらの角度は、本発明ではα1＝β2かつβ1＝α2の関
係がある。屈折率は、ここでは考えないでよい。条件
（２）と（３）がそれぞれ同じ媒質により充足するから
である。
過格子７として二つの格子対が形成できることである。
それらの角度は、本発明ではα1＝β2かつβ1＝α2の関
係がある。屈折率は、ここでは考えないでよい。条件
（２）と（３）がそれぞれ同じ媒質により充足するから
である。
【００２９】この要素は、例えば顕微鏡（一次光経路の
直径約２２ｍｍ）に厚さ３ｍｍで設置できる一方、半透
明ミラーによる従来の解決法では、光学軸に沿って少な
くとも２５ｍｍを要してしまう。
直径約２２ｍｍ）に厚さ３ｍｍで設置できる一方、半透
明ミラーによる従来の解決法では、光学軸に沿って少な
くとも２５ｍｍを要してしまう。
【００３０】
【実施例】本発明の別の特に有利な実施例を、図３に示
す。
す。
【００３１】光は、結合光学系４によりガラス板８内に
導かれ、その対向面に一次光路外にミラー側面９と反射
格子１０がある。結合すべき光は、ミラー９と反射格子
１０を通り下面にある透過格子１１に到達し、そこで図
２の実施形態と同様に任意の方向に回折される。
導かれ、その対向面に一次光路外にミラー側面９と反射
格子１０がある。結合すべき光は、ミラー９と反射格子
１０を通り下面にある透過格子１１に到達し、そこで図
２の実施形態と同様に任意の方向に回折される。
【００３２】ここでは透過格子１１は、一次光路の光学
的に有効な面全体に設置して均一な作用を得る。次の角
度関係がある。
的に有効な面全体に設置して均一な作用を得る。次の角
度関係がある。
【００３３】 ｎｓｉｎ（α1）＝ｓｉｎ（β2）、 β1＝α2、 α1＝ａｒｃｓｉｎ（ｎｓｉｎ（α1）） ここでｎは、ガラス担体の屈折率である。
【００３４】ただし本発明は、上記の実施例だけに限定
されるものではない。
されるものではない。
【００３５】二つ以上の回折要素を有する配置も同様に
考えられるが、もちろん結合すべき光に関して全透過量
がずっと低下する。
考えられるが、もちろん結合すべき光に関して全透過量
がずっと低下する。
【００３６】回折要素は、ホログラフィ的、機械的また
はデジタル的に作製できる。
はデジタル的に作製できる。
【００３７】本発明は、観察、比較または手術顕微鏡に
おいて、追加像または照明を結合するための従来のミラ
ー配置（図４）を、小さいスペースのため使用できない
あらゆるところで有利に利用できる。
おいて、追加像または照明を結合するための従来のミラ
ー配置（図４）を、小さいスペースのため使用できない
あらゆるところで有利に利用できる。
【図１】単独の透過回折格子を使用する光学装置の図で
ある。
ある。
【図２】結合した単独の透過回折格子を使用する光学装
置の図である。
置の図である。
【図３】ミラー、透過格子及び反射格子を使用する光学
装置の図である。
装置の図である。
【図４】半透明ミラーを使用して顕微鏡内に光路を結合
する従来の光学装置の図である。
する従来の光学装置の図である。
【符号の説明】 １ 半透明ミラー ２ 鏡筒レンズ ３ 結合対象 ４ 結合光学系 ５ 透過回折格子 ６ ガラス板 ７ 透過格子 ８ ガラス板 ９ ミラー側面 １０ 反射格子 １１ 透過格子
Claims (11)
- 【請求項１】 顕微鏡の観察または記録光路へ、結合対
象、好ましくは補助像、追加情報または追加照明を挿入
するための光学装置であって、観察または記録方向への
結合対象の挿入を、顕微鏡光路内に設置した少なくとも
一つの回折要素により行うことを特徴とする光学装置。 - 【請求項２】 回折要素の光学的に有効な面が、顕微鏡
光路の少なくとも光学的に有効な面に対応する請求項１
に記載の光学装置。 - 【請求項３】 挿入手段が、回折要素及び少なくとも一
つの反射要素であるることを特徴とする請求項１または
２に記載の光学装置。 - 【請求項４】 挿入手段が、少なくとも二つの回折要素
であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の
光学装置。 - 【請求項５】 回折要素が、透過格子であることを特徴
とする請求項１、２、３または４に記載の光学装置。 - 【請求項６】 回折要素が、反射格子であることを特徴
とする請求項１、２または３に記載の光学装置。 - 【請求項７】 基本的に同じ格子定数を有し、第一格子
の回折角（β1）が第二格子の入射角（α2）に等しく、
第一格子の入射角（α1) が第二格子の回折角(β2)に等
しくなるように相互に設置した第一及び第二の格子を有
する請求項４、５または６に記載の光学装置。 - 【請求項８】 挿入位置が、少なくとも一つの顕微鏡対
物レンズから来る光路内において、少なくとも一つの鏡
筒レンズの前にあることを特徴とする請求項１ないし７
のいずれか一項に記載の光学装置。 - 【請求項９】 挿入のために結合対象を結像する結合光
学系があることを特徴とする請求項１ないし８のいずれ
か一項に記載の光学装置。 - 【請求項１０】 結合対象が、ＣＲＴ、ＬＣＤディスプ
レーなどの画像再生ユニットであることを特徴とする請
求項１ないし９のいずれか一項に記載の光学的配置。 - 【請求項１１】 結合対象が、光源であることを特徴と
する請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の光学装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19525520.8 | 1995-07-13 | ||
| DE19525520A DE19525520C2 (de) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | Optische Anordnung zur Einblendung eines Bildes in den Strahlengang eines Mikroskops |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09120029A true JPH09120029A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=7766725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8199558A Pending JPH09120029A (ja) | 1995-07-13 | 1996-07-11 | 顕微鏡の観察または記録光路へ光線を挿入するための 光学装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5835263A (ja) |
| JP (1) | JPH09120029A (ja) |
| DE (1) | DE19525520C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011004709A1 (ja) * | 2009-07-09 | 2011-01-13 | 株式会社ニコンビジョン | レチクルユニット及び光学機器 |
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| DE69939071D1 (de) * | 1999-12-23 | 2008-08-21 | Oldfield Science Ltd | Mikroskop, verfahren zur herstellung eines mikroskops und verfahren zum betrieb eines mikroskops |
| DE10064910A1 (de) * | 2000-12-23 | 2002-07-04 | Leica Microsystems | Optische Betrachtungseinrichtung |
| DE10316518A1 (de) * | 2003-04-10 | 2004-10-21 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Bilderzeugungsvorrichtung für augmentierte Darstellung |
| DE102004016253B4 (de) * | 2004-04-02 | 2006-02-23 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Rastermikroskop und Verfahren zur rastermikroskopischen Untersuchung einer Probe |
| DE102007037389A1 (de) * | 2007-08-08 | 2009-02-19 | Carl Zeiss Ag | Visiervorrichtung |
| DE102008059892A1 (de) | 2008-12-02 | 2010-06-10 | Carl Zeiss Sports Optics Gmbh | Vorrichtung zur Einblendung eines Bildes in den Strahlengang einer Zieloptik |
| DE202009002387U1 (de) | 2008-12-22 | 2010-05-12 | Maiorova, Tatiana, Dmitrov | Optische Anordnung zum Ändern eines Abbildungsverhältnisses oder einer Brechkraft |
| DE102011005229B4 (de) | 2011-03-08 | 2012-11-08 | Carl Zeiss Sports Optics Gmbh | Optisches Beobachtungsgerät mit wenigstens einem visuellen Beobachtungsstrahlengang |
| KR102568792B1 (ko) * | 2017-12-04 | 2023-08-21 | 삼성전자주식회사 | 회절 광학 렌즈를 구비한 다중 영상 디스플레이 장치 |
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