JPH0933819A - Optical unit and vertically downward illuminator - Google Patents

Optical unit and vertically downward illuminator

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JPH0933819A
JPH0933819A JP7185557A JP18555795A JPH0933819A JP H0933819 A JPH0933819 A JP H0933819A JP 7185557 A JP7185557 A JP 7185557A JP 18555795 A JP18555795 A JP 18555795A JP H0933819 A JPH0933819 A JP H0933819A
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政 李
Yoshihiro Shimada
佳弘 島田
Hiroshi Sasaki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable adaption to light having a wide wavelength range, to maintain an accurate image position, and to make an optical system compact by composing the optical unit and a vertically downward illuminator of a specific mirror element and a specific image forming lens. SOLUTION: When the projection light from an illumination light source 5 is made incident from one opening of the through hole 1b of a unit main body 1, light of, for example, >=400nm in wavelength is reflected by the surface of the mirror element 2 and projected from the other opening of the through hole of the main body 1 to irradiate a dyed sample 7 through an objective 6. Fluorescent light in the visible wavelength range which is excited on the sample 7 travels through a reverse optical path to enter the other opening of the through hole of the main body 1, and is transmitted through the element 2 and made incident on the image forming lens 3 incorporated in one opening part of the through hole to form an image of the sample 7 at an image formation position. In this case, the maximum remaining chromatic aberration of visible light wavelength that the lens 3 corresponding to the light in the visible wavelength range is about 0.13mm and becomes small as compared with the focal length of the lens 3, so that the image which is in focus can be formed.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、落射型顕微鏡に用
いられる光学ユニットおよび落射照明装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical unit and an epi-illumination device used in an epi-illumination microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、落射型顕微鏡では、照明光に含ま
れている所望の波長の光を反射して対物レンズを通して
標本に照射し、標本で励起された蛍光もしくは反射光を
集光して標本の像を作るための光学ユニットが用いられ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an epi-illumination microscope reflects light of a desired wavelength contained in illumination light and irradiates a sample through an objective lens to collect fluorescence or reflected light excited by the sample. An optical unit is used to create an image of the specimen.

【0003】図10(a)(b)は、このような光学ユ
ニットの一例を示すもので、実開昭63−70502号
公報に開示されたダイクロイックミラー装置の概略構成
を示している。
FIGS. 10 (a) and 10 (b) show an example of such an optical unit, and show a schematic structure of a dichroic mirror device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-70502.

【0004】かかるダイクロイックミラー装置は、照明
光に含まれる特定の波長領域の光を反射するとともに、
残りの波長領域の光を透過するような複数のミラー素子
14〜17を回転の可能な支持体18に取付けたもの
で、複数のミラー素子14〜17により、それぞれ特定
の波長領域の光を分光することにより、支持体18を回
転させることによって、波長領域の広い光を分光できる
ようにしたものである。
Such a dichroic mirror device reflects light in a specific wavelength range included in illumination light, and
A plurality of mirror elements 14 to 17 that transmit light in the remaining wavelength range are attached to a rotatable support 18, and the plurality of mirror elements 14 to 17 respectively separate light in a specific wavelength range. By doing so, the support 18 is rotated so that light in a wide wavelength range can be dispersed.

【0005】また、図11は、特公昭56−19605
号公報に開示された、上述の光学ユニットを用いた落射
蛍光照明装置の一例を示すもので、励起フィルター19
と2色性分別ミラー20と抑制フィルター21からな
る、構成が同じで異なる物理特性を有する構造単体22
を2個以上用意し、これら構造単体22を光軸23に対
して回転可能に支持された支持体24に差換え可能に組
み込むようにしたものがある。かかる落射蛍光照明装置
によれば、各波長域の蛍光にそれぞれ最適な前記構造単
体22を用意しておき、適宜、支持体24に取付けるよ
うにすれば、照明装置として広い波長域の蛍光に対応す
ることが可能になり、蛍光顕微鏡の使用範囲を拡大する
ことができる。
FIG. 11 shows a Japanese Patent Publication Sho 56-19605.
An example of an epi-fluorescent illumination device using the above optical unit disclosed in Japanese Patent Publication No.
And a dichroic separation mirror 20 and a suppression filter 21 having the same structure but different physical characteristics 22
There is a structure in which two or more of them are prepared and these structure single bodies 22 are replaceably incorporated into a support body 24 rotatably supported with respect to the optical axis 23. According to such an epi-illumination device, if the structural unit 22 optimal for fluorescence in each wavelength range is prepared and appropriately attached to the support 24, the illumination device can handle fluorescence in a wide wavelength range. It becomes possible to expand the use range of the fluorescence microscope.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの従
来技術を実際に落射型顕微鏡に適用すると、これら装置
から出射した光が標本の像を作るための光学系に導かれ
ることになるが、その時、以下のような欠点が生じる。
However, when these conventional techniques are actually applied to the epi-illumination microscope, the light emitted from these devices is guided to the optical system for forming the image of the specimen. However, the following drawbacks occur.

【0007】(1)一般的に落射型顕微鏡の光学系に
は、標本の像を作るための結像レンズが含まれており、
この結像レンズにより標本からの蛍光もしくは反射光を
透過し、標本の像を結像するようになるが、波長によっ
て屈折率が異なるという原因により、結像レンズを透過
する光の波長領域が広い場合、各波長ごとの像の位置が
離れてしまうという色収差が発生する。
(1) Generally, the optical system of an epi-illumination microscope includes an imaging lens for forming an image of a sample,
Fluorescence or reflected light from the sample is transmitted by this imaging lens to form an image of the sample, but the wavelength range of the light transmitted through the imaging lens is wide due to the difference in the refractive index depending on the wavelength. In this case, chromatic aberration occurs in which the positions of the images are separated for each wavelength.

【0008】このような結像レンズの色収差は、ある波
長域の光に対しての補正はできるが、波長域が広い光、
例えば紫外から赤外までの波長域を含むような光の場
合、これら光を対象とした結像レンズ3でのレンズ半径
方向の各位置における各波長に対する残存色収差(±m
m)を表す縦の球面および色収差曲線図は、図12に示
すように与えられ、同図から明らかなように、残存色収
差が最大4mmにもなるため、結像レンズがぼけのある
像を作ってしまう。
The chromatic aberration of such an imaging lens can be corrected for light of a certain wavelength range, but light of a wide wavelength range,
For example, in the case of light including a wavelength range from ultraviolet to infrared, residual chromatic aberration (± m) for each wavelength at each position in the lens radial direction of the imaging lens 3 targeted for these lights.
The vertical spherical surface and chromatic aberration curve diagram showing m) are given as shown in FIG. 12, and as is clear from the figure, the residual chromatic aberration is as large as 4 mm, so that the imaging lens produces a blurred image. Will end up.

【0009】なお、図12に示す縦軸は、レンズ中心を
0、最外周を1として表したレンズへの光の入射位置、
横軸は、実際の結像位置の焦点位置からのずれ量を表し
ている。また、このような色収差曲線を有するレンズ
は、図8に示すように構成され、図9(d)に示すデー
タが与えられている。
The vertical axis shown in FIG. 12 represents the incident position of light on the lens, where the lens center is 0 and the outermost circumference is 1.
The horizontal axis represents the amount of deviation of the actual imaging position from the focus position. Further, the lens having such a chromatic aberration curve is configured as shown in FIG. 8, and the data shown in FIG. 9 (d) is given.

【0010】このため、上述の二つの従来技術をそのま
ま落射型顕微鏡に適用することは、波長域の広い光に対
して、それぞれ対応できるものの、各波長域の光が結像
の光学系に入った後、同一の結像レンズを透過するた
め、補正されない波長域の光によって色収差が現れ、ぼ
けのある像が作られてしまう。
Therefore, if the above-mentioned two conventional techniques are directly applied to the epi-illumination microscope, it is possible to deal with light having a wide wavelength range, but the light of each wavelength range enters the optical system for image formation. After that, since light passes through the same imaging lens, chromatic aberration appears due to light in the uncorrected wavelength range, and a blurred image is formed.

【0011】(2)上述の二つの従来技術において、ミ
ラー素子14〜17又は2色性分別ミラー20のそれぞ
れの面精度、各ミラーを組み込んだ後の角度のバラツキ
などを考慮して、これらミラーを交換する際には、図1
3に示すように結像レンズ25を光軸に合わせる芯出し
調整を必要とし、この芯出し調整をしない限り、像位置
が変わってしまう。しかし、上述の二つの従来技術に
は、このような芯出し調整機構を設けていないので、こ
れらの芯出し調整ができない。このため、像位置のずれ
が生じない組み込みを行う必要があるが、これらミラー
の面精度やミラーを組み込まれた後の角度のバラツキを
小さくするのは極めて困難で、コストがかかる。
(2) In the above-mentioned two conventional techniques, the surface precision of each of the mirror elements 14 to 17 or the dichroic separation mirror 20 and the variation in the angle after incorporating each mirror are taken into consideration. When replacing the
As shown in FIG. 3, centering adjustment for aligning the imaging lens 25 with the optical axis is required, and unless the centering adjustment is performed, the image position changes. However, since the above-mentioned two conventional techniques do not have such a centering adjustment mechanism, these centering adjustments cannot be performed. For this reason, it is necessary to install the mirrors so that the image position does not shift. However, it is extremely difficult and costly to reduce the surface accuracy of these mirrors and the variation in the angle after the mirrors are mounted.

【0012】(3)上述の二つの従来技術を応用する場
合、図13に示すように、結像レンズ25とミラー14
〜17(20)と離れる距離の分、像位置が遠くなるの
で、顕微鏡の光学系にコンパクト性が欠ける。
(3) When applying the above-mentioned two prior arts, as shown in FIG. 13, an imaging lens 25 and a mirror 14 are provided.
Since the image position becomes distant by a distance of ˜17 (20), the optical system of the microscope lacks compactness.

【0013】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、波長域の広い光に対応できるとともに、正確な像位
置を維持でき、さらに光学系にコンパクト性をもたせる
ことができる光学ユニットおよび落射照明装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can deal with light having a wide wavelength range, can maintain an accurate image position, and can make the optical system compact and epi-illumination. The purpose is to provide a device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
ユニット本体と、このユニット本体に設けられ標本を照
射する光を反射し該標本からの蛍光または反射光を透過
するミラー素子と、前記ユニット本体に前記ミラー素子
に対応して設けられ、且つ前記ミラー素子を透過した光
に対し目的とする波長域について収差補正がなされた結
像レンズとにより構成している。
According to the first aspect of the present invention,
A unit main body, a mirror element provided in the unit main body for reflecting light irradiating a sample and transmitting fluorescence or reflected light from the sample, and the unit main body provided corresponding to the mirror element, and the mirror It is composed of an imaging lens in which aberration is corrected in a target wavelength range with respect to light transmitted through the element.

【0015】請求項2記載の発明は、ユニット本体と、
このユニット本体に設けられ標本を照射する光を反射し
該標本からの蛍光または反射光を透過するミラー素子
と、前記ユニット本体に前記ミラー素子に対応して設け
られ、且つ前記ミラー素子を透過した光に対し目的とす
る波長域について収差補正がなされた結像レンズとを具
備し、且つ前記ミラー素子および結像レンズの特性がそ
れぞれ異なる少なくとも2個の光学ユニットを照明光源
に対応する光路上に選択的に位置させるようにしてい
る。
According to a second aspect of the invention, there is provided a unit main body,
A mirror element that is provided in the unit main body and that reflects light that illuminates the sample and transmits fluorescence or reflected light from the sample; and a mirror element that is provided in the unit main body in correspondence with the mirror element and that transmits the mirror element An imaging lens in which aberration is corrected in a target wavelength range for light, and at least two optical units having different characteristics of the mirror element and the imaging lens are provided on an optical path corresponding to an illumination light source. I try to position it selectively.

【0016】請求項3記載の発明は、請求項2記載にお
いて、前記少なくとも2個の光学ユニットは、直線方向
に移動可能な支持台上に載置され、該支持台の移動を操
作手段により操作するようにしている。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the at least two optical units are mounted on a support base that is movable in a linear direction, and the movement of the support base is operated by operating means. I am trying to do it.

【0017】この結果、請求項1記載の発明によれば、
同一の光学ユニットにミラー素子とともに、該ミラー素
子を透過した光に対し目的とする波長域について色収差
補正がなされた結像レンズを一体に組み込むようにして
いるので、光学系をコンパクトにできるとともに、ユニ
ットを切換、または取り換えすることがあっても結像位
置が変わるようなことがなく、常にぼけのない像を作る
ことができる。
As a result, according to the first aspect of the present invention,
Along with the mirror element in the same optical unit, since the imaging lens that has been chromatic aberration corrected for the target wavelength range for the light transmitted through the mirror element is integrally incorporated, the optical system can be made compact, and Even if the units are switched or replaced, the image forming position does not change, and a blur-free image can always be formed.

【0018】また、請求項2または3記載の発明によれ
ば、さらに2個以上の構成が同じでミラー素子と結像レ
ンズの特性が異なる光学ユニットを照明光源に対応する
光路上に選択的に位置できるようになるので、光の波長
域が広い場合にも結像位置が変わることなく、常にぼけ
のない像を作ることができる。
According to the second or third aspect of the present invention, further, two or more optical units having the same configuration but different mirror element and imaging lens characteristics are selectively provided on the optical path corresponding to the illumination light source. Since it is possible to position the image, the image-forming position does not change even when the wavelength range of light is wide, and an image without blur can be always formed.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。 (第1の実施の形態)図1は本発明が適用され可視光に
対応する光学ユニットの概略構成を示している。図にお
いて、1はユニット本体で、このユニット本体1は、長
手方向の中心部に沿って透孔1aを有するとともに、幅
方向の中心部に前記透孔1aに直交する透孔1bを有
し、これら透孔1a、1bの直交部分にミラー素子2を
傾斜して設けている。このミラー素子2は、波長400
nm以上の光を透過し、それ以下の波長の光を反射する
ものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic structure of an optical unit to which the present invention is applied and which corresponds to visible light. In the figure, 1 is a unit main body, and this unit main body 1 has a through hole 1a along a central portion in a longitudinal direction and a through hole 1b orthogonal to the through hole 1a in a central portion in a width direction, The mirror element 2 is provided so as to be inclined at a portion orthogonal to the through holes 1a and 1b. This mirror element 2 has a wavelength of 400
It transmits light having a wavelength of not less than nm and reflects light having a wavelength of less than that.

【0020】また、ユニット本体1の透孔1aの一方開
口部には、結像レンズ3をミラー素子2に対応して設け
ている。この場合の結像レンズ3は、焦点距離200m
mのものが用いられている。また、この結像レンズ3
は、ビス4によりミラー素子2に対する光路上での心出
しを調整できるようになっている。
Further, an imaging lens 3 is provided corresponding to the mirror element 2 in one opening of the through hole 1a of the unit main body 1. The imaging lens 3 in this case has a focal length of 200 m.
m. Also, this imaging lens 3
With the screw 4, the centering of the mirror element 2 on the optical path can be adjusted.

【0021】この場合、結像レンズ3は、可視波長域の
光を対象として収差を補正したものが用いられ、可視波
長域の光を対象とした結像レンズ3でのレンズ半径方向
の各位置における各波長に対する残存色収差(±mm)
を表す縦の球面および色収差曲線図は、図2に示すよう
に与えられ、同図から明らかなように可視光波長の光の
最大の残存色収差は、約0.3mm程度になっている。
In this case, as the image forming lens 3, an aberration-corrected one for the light in the visible wavelength range is used, and each position in the lens radial direction in the image forming lens 3 for the light in the visible wavelength range is used. Chromatic aberration for each wavelength at ± (mm)
A vertical spherical surface and chromatic aberration curve diagram representing is given as shown in FIG. 2, and as is clear from the figure, the maximum residual chromatic aberration of light of the visible light wavelength is about 0.3 mm.

【0022】なお、図2に示す縦軸は、レンズ中心を
0、最外周を1として表したレンズへの光の入射位置、
横軸は、実際の結像位置の焦点位置からのずれ量を表し
ている。また、このような色収差曲線を有するレンズ
は、図8に示すように構成され、図9(a)に示すデー
タが与えられている。
The vertical axis shown in FIG. 2 represents the incident position of light on the lens, where the center of the lens is 0 and the outermost circumference is 1.
The horizontal axis represents the amount of deviation of the actual imaging position from the focus position. A lens having such a chromatic aberration curve is configured as shown in FIG. 8 and is given the data shown in FIG. 9 (a).

【0023】しかして、このように構成した光学ユニッ
トは、照明光源5から出射光がユニット本体1の透孔1
bの一方開口より入射されると、このうち波長400n
m以上の光がミラー素子2面で反射され、ユニット本体
1の透孔1aの他方開口より出射され、対物レンズ6を
通して染色された標本7に照射される。
In the optical unit thus constructed, the light emitted from the illumination light source 5 is transmitted through the through hole 1 of the unit body 1.
When incident from one opening of b, wavelength of 400n
Light of m or more is reflected by the surface of the mirror element 2, emitted from the other opening of the through hole 1a of the unit main body 1, and irradiated on the stained specimen 7 through the objective lens 6.

【0024】そして、標本7上で励起された可視波長域
の蛍光は、上述と逆の光路を通って、ユニット本体1の
透孔1aの他方開口より入射され、ミラー素子2を透過
して透孔1aの一方開口部に組み込まれた結像レンズ3
に入射され、この結像レンズ3の結像位置8に標本7の
像が結像される。
Then, the fluorescence in the visible wavelength range excited on the sample 7 enters the other opening of the through hole 1a of the unit main body 1 through the optical path opposite to the above, passes through the mirror element 2, and is transmitted. Imaging lens 3 incorporated in one opening of hole 1a
The image of the sample 7 is formed at the image forming position 8 of the image forming lens 3.

【0025】この場合、可視波長域の光を対象とした結
像レンズ3は、図2に示すように与えられており、同図
から明らかなように可視光波長の光の最大の残存色収差
は、約0.3mm程度で、結像レンズ3の焦点距離(2
00mm)と比較して著しく小さい値になるので、かか
る構成の光学ユニットは可視光を対象として使用すれ
ば、ぼけのない像を結像することが可能になる。
In this case, the image forming lens 3 for the light in the visible wavelength range is provided as shown in FIG. 2, and as is clear from the figure, the maximum residual chromatic aberration of the light in the visible wavelength is , About 0.3 mm, the focal length of the imaging lens 3 (2
Since the value is significantly smaller than that of (00 mm), the optical unit having such a configuration can form a blur-free image by using visible light as a target.

【0026】また、このような結像レンズ3は,ミラー
素子2に対してビス4で調整できるようになっており、
しかもミラー素子2と同一のユニット本体1に組み込ま
れているので、標本7の結像位置8と光学ユニットの距
離が短くでき、光学系をコンパクトにできるとともに、
光学ユニットを他のものに取り替えても結像位置8が変
わるようなこともなく、この点からも、ぼけのない像を
作ることができる。
Further, such an image forming lens 3 can be adjusted with a screw 4 with respect to the mirror element 2.
Moreover, since it is incorporated in the same unit body 1 as the mirror element 2, the distance between the image forming position 8 of the sample 7 and the optical unit can be shortened, and the optical system can be made compact and
Even if the optical unit is replaced with another one, the image forming position 8 does not change, and from this point as well, a blur-free image can be formed.

【0027】なお、本実施の形態による光学ユニット
は、標本の蛍光以外に標本の反射光を対象として使用す
るようにしてもよい。従って、このような第1の実施の
形態によれば、同一の光学ユニット1内にミラー素子2
ともに、該ミラー素子2を透過した光に対し目的とする
可視波長域について収差補正がなされた結像レンズ3を
一体に組み込むようにしているので、光学系にコンパク
ト性を持たせることができるとともに、仮にユニットを
切換、または取り換えすることがあっても、結像位置が
変わることもなく、常にぼけのない像を作ることができ
る。 (第2の実施の形態)第2の実施の形態は、第1の実施
の形態と同じ図1で述べた構成の光学ユニットとして赤
外線に対応するものの例を示している。
The optical unit according to this embodiment may use reflected light of the sample as a target in addition to the fluorescence of the sample. Therefore, according to the first embodiment as described above, the mirror element 2 is provided in the same optical unit 1.
In addition, since the imaging lens 3 in which aberration is corrected in the target visible wavelength range is integrally incorporated into the light transmitted through the mirror element 2, the optical system can be made compact. Even if the units are switched or replaced, the image-forming position does not change, and a blur-free image can always be formed. (Second Embodiment) The second embodiment shows an example of an optical unit corresponding to infrared rays as the optical unit having the same configuration as that of the first embodiment described with reference to FIG.

【0028】この場合、図1において、ミラー素子2
は、波長780nm以上の光を透過し、それ以下の波長
の光を反射するものである。また、結像レンズ3は、赤
外波長域の光を対象として収差を補正したものが用いら
れ、赤外波長域の光を対象とした結像レンズ3でのレン
ズ半径方向の各位置における各波長に対する残存色収差
(±mm)を表す縦の球面および色収差曲線図は、図3
に示すように与えられ、同図から明らかなように可視光
波長の光の最大の残存色収差は、約0.4mm程度にな
っている。
In this case, in FIG. 1, the mirror element 2
Is to transmit light having a wavelength of 780 nm or more and reflect light having a wavelength of less than 780 nm. Further, as the imaging lens 3, the one whose aberration is corrected for the light in the infrared wavelength range is used, and the imaging lens 3 for the light in the infrared wavelength range is used at each position in the lens radial direction. A vertical spherical surface and chromatic aberration curve diagram showing residual chromatic aberration (± mm) with respect to wavelength are shown in FIG.
And the maximum residual chromatic aberration of visible light wavelength is about 0.4 mm as shown in FIG.

【0029】なお、図3に示す縦軸は、レンズ中心を
0、最外周を1として表したレンズへの光の入射位置、
横軸は、実際の結像位置の焦点位置からのずれ量を表し
ている。また、このような色収差曲線を有するレンズ
は、図8に示すように構成され、図9(b)に示すデー
タが与えられている。
The vertical axis shown in FIG. 3 represents the incident position of light on the lens, where the center of the lens is 0 and the outermost circumference is 1.
The horizontal axis represents the amount of deviation of the actual imaging position from the focus position. Further, the lens having such a chromatic aberration curve is configured as shown in FIG. 8, and the data shown in FIG. 9B is given.

【0030】しかして、このように構成した光学ユニッ
トによっても、標本7上で励起された可視波長域の蛍光
は、上述と逆の光路を通って、ユニット本体1の透孔1
aの他方開口より入射され、ミラー素子2を透過して透
孔1aの一方開口部に組み込まれた結像レンズ3に入射
され、この結像レンズ3の結像位置8に標本7の像が結
像されるが、この場合、赤外波長域の光を対象とした結
像レンズ3は、図3に示すように与えられており、同図
から明らかなように赤外波長の光の最大の残存色収差
は、約0.4mm程度で、結像レンズ3の焦点距離(2
00mm)と比較して著しく小さい値になるので、かか
る構成の光学ユニットは可視光を対象として使用すれ
ば、ぼけのない像を結像することが可能になり、さら
に、第1の実施の形態と同様に光学系をコンパクトにす
ることもできる。
Even with the optical unit thus constructed, however, the fluorescence in the visible wavelength range excited on the sample 7 passes through the optical path opposite to that described above and passes through the through hole 1 of the unit body 1.
The image of the sample 7 is incident on the image-forming position 8 of the image-forming lens 3 by being incident on the image-forming lens 3 which is incorporated in the one opening of the through hole 1a after passing through the other opening of the a. An image is formed, but in this case, the image forming lens 3 for the light in the infrared wavelength region is provided as shown in FIG. Has a residual chromatic aberration of about 0.4 mm, and the focal length (2
00 mm), the optical unit having such a configuration can form a blur-free image by using visible light as a target. Further, the optical unit of the first embodiment Similarly, the optical system can be made compact.

【0031】なお、本実施の形態による光学ユニット
も、標本の蛍光以外に標本の反射光を対象として使用す
るようにしてもよい。従って、このような第2の実施の
形態によっても、上述した第1の実施の形態と同様な効
果を期待できる。 (第3の実施の形態)第3の実施の形態は、第1の実施
の形態と同じ図1で述べた構成の光学ユニットとして紫
外線に対応するものの例を示している。。
The optical unit according to the present embodiment may also use the reflected light of the sample as a target in addition to the fluorescence of the sample. Therefore, according to the second embodiment as described above, the same effect as that of the above-described first embodiment can be expected. (Third Embodiment) The third embodiment shows an example of an optical unit corresponding to ultraviolet rays as the optical unit having the same configuration as that of the first embodiment described with reference to FIG. .

【0032】この場合、図1において、ミラー素子2
は、波長351nm以上の光を透過し、それ以下の波長
の光を反射するものが用いられる。また、結像レンズ3
は、紫外波長域の光を対象として収差を補正したものが
用いられ、紫外波長域の光を対象とした結像レンズ3で
のレンズ半径方向の各位置における各波長に対する残存
色収差(±mm)を表す縦の球面および色収差曲線図
は、図4に示すように与えられ、同図から明らかなよう
に可視光波長の光の最大の残存色収差は、約0.02m
m程度になっている。
In this case, in FIG. 1, the mirror element 2
Is used that transmits light having a wavelength of 351 nm or more and reflects light having a wavelength of 351 nm or less. Also, the imaging lens 3
Is the one in which aberration is corrected for light in the ultraviolet wavelength range, and residual chromatic aberration (± mm) for each wavelength at each position in the lens radial direction of the imaging lens 3 for light in the ultraviolet wavelength range is used. A vertical spherical and chromatic aberration curve diagram representing is given as shown in FIG. 4, and as is clear from the figure, the maximum residual chromatic aberration of visible light wavelength is about 0.02 m.
m.

【0033】なお、図4に示す縦軸は、レンズ中心を
0、最外周を1として表したレンズへの光の入射位置、
横軸は、実際の結像位置の焦点位置からのずれ量を表し
ている。また、このような色収差曲線を有するレンズ
は、図8に示すように構成され、図9(c)に示すデー
タが与えられている。
The vertical axis shown in FIG. 4 represents the incident position of light on the lens, where the lens center is 0 and the outermost circumference is 1.
The horizontal axis represents the amount of deviation of the actual imaging position from the focus position. Further, the lens having such a chromatic aberration curve is configured as shown in FIG. 8 and the data shown in FIG. 9C is given.

【0034】しかして、このように構成した光学ユニッ
トによっても、標本7上で励起された可視波長域の蛍光
は、上述と逆の光路を通って、ユニット本体1の透孔1
aの他方開口より入射され、ミラー素子2を透過して透
孔1aの一方開口部に組み込まれた結像レンズ3に入射
され、この結像レンズ3の結像位置8に標本7の像が結
像されるが、この場合、紫外波長域の光を対象とした結
像レンズ3は、図4に示すように与えられており、同図
から明らかなように紫外波長の光の最大の残存色収差
は、約0.02mm程度で、結像レンズ3の焦点距離
(200mm)と比較して著しく小さい値になるので、
かかる構成の光学ユニットは可視光を対象として使用す
れば、ぼけのない像を結像することが可能になり、さら
に、第1の実施の形態と同様に光学系をコンパクトにす
ることもできる。
Even with the optical unit thus constructed, however, the fluorescence in the visible wavelength range excited on the sample 7 passes through the optical path opposite to that described above and passes through the through hole 1 of the unit body 1.
The image of the sample 7 is incident on the image-forming position 8 of the image-forming lens 3 by being incident on the image-forming lens 3 which is incorporated in the one opening of the through hole 1a after passing through the other opening of the a. An image is formed, but in this case, the image forming lens 3 for the light in the ultraviolet wavelength range is provided as shown in FIG. 4, and as is clear from the figure, the maximum remaining of the light of the ultraviolet wavelength remains. The chromatic aberration is about 0.02 mm, which is significantly smaller than the focal length (200 mm) of the imaging lens 3,
If the optical unit having such a configuration is used for visible light as an object, it becomes possible to form a blur-free image, and further, the optical system can be made compact as in the first embodiment.

【0035】なお、本実施の形態による光学ユニット
も、標本の蛍光以外に標本の反射光を対象として使用す
るようにしてもよい。従って、このような第3の実施の
形態によっても、上述した第1の実施の形態と同様な効
果を期待できる。 (第4の実施の形態)第4の実施の形態では、図1で述
べた構成の光学ユニットを落射照明装置に適用する場合
を示すもので、かかる第4の実施の形態を示す図5およ
び図6は、図1と同一部分には、同符号を付している。
The optical unit according to the present embodiment may also use the reflected light of the sample as a target in addition to the fluorescence of the sample. Therefore, according to the third embodiment as described above, the same effect as that of the above-described first embodiment can be expected. (Fourth Embodiment) The fourth embodiment shows a case where the optical unit having the configuration described in FIG. 1 is applied to an epi-illumination device, and FIG. 5 and FIG. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0036】この場合、落射照明装置は、例えば波長4
56nmのDAPIと波長520nmのFITCの二重
染色した標本を観察する走査型レーザー顕微鏡に用いら
れるもので、図5および図6において、11は箱状の装
置本体で、この装置本体11内部には、支持台12を設
けている。
In this case, the epi-illumination device has, for example, a wavelength of 4
It is used for a scanning laser microscope for observing a double-stained sample of 56 nm DAPI and 520 nm wavelength FITC. In FIGS. 5 and 6, 11 is a box-shaped device body, and inside this device body 11 A support base 12 is provided.

【0037】この支持台12は、装置本体11を貫通し
て操作摘み13を連結していて、この操作摘み13の操
作により装置本体11内部を直線方向に往復移動できる
ようになっている。
The support base 12 penetrates the apparatus main body 11 and connects the operation knob 13, and the operation knob 13 can be operated to reciprocate in the linear direction inside the apparatus main body 11.

【0038】そして、このような支持台12上に異なる
波長域の光に対応できる第1の実施の形態で述べたと同
じ構成の光学ユニット10、10′を載置し、支持台1
2の直線方向の移動により所望する光学ユニット10又
は10′を照明光源5に対応する光路に位置させること
で、波長456nmのDAPIまたは波長520nmの
FITCに対応する標本観察を実行することができる。
Then, the optical units 10, 10 'having the same structure as those described in the first embodiment, which can cope with lights of different wavelength regions, are placed on the support 12 and the support 1
By locating the desired optical unit 10 or 10 ′ in the optical path corresponding to the illumination light source 5 by moving in the linear direction of 2, the sample observation corresponding to DAPI of wavelength 456 nm or FITC of wavelength 520 nm can be executed.

【0039】なお、図面中2′と6′は、光学ユニット
10′でのそれぞれミラー素子2と結像レンズ6と異な
る特性を有するミラー素子と結像レンズである。しかし
て、異なる波長域の光に対応できる光学ユニット10、
10′を載置した支持台12を操作摘み13の操作によ
り直線移動させ、波長に合わせて光学ユニット10又は
10′を照明光源5に対応する光路に選択的に位置させ
るようにすれば、これら光学ユニット10又は10′の
結像レンズ6,6′は、それぞれミラー2,2′に対し
て芯出しをし、また、目的とする波長に対して色収差を
補正しているので、光学ユニット10又は10′によっ
て、結像位置が変わることなく、結像位置8で標本7か
らの各波長の蛍光像をぼけなく結像することができる。
Reference numerals 2'and 6'in the drawing denote a mirror element and an imaging lens having different characteristics from the mirror element 2 and the imaging lens 6 in the optical unit 10 ', respectively. Therefore, the optical unit 10 capable of handling light of different wavelength ranges,
If the support base 12 on which the 10 'is mounted is linearly moved by the operation of the operation knob 13 and the optical unit 10 or 10' is selectively positioned in the optical path corresponding to the illumination light source 5 according to the wavelength, these The image forming lenses 6 and 6 ′ of the optical unit 10 or 10 ′ are centered on the mirrors 2 and 2 ′, respectively, and correct the chromatic aberration for the target wavelength. Alternatively, by 10 ', the fluorescent image of each wavelength from the sample 7 can be imaged without blurring at the image forming position 8 without changing the image forming position.

【0040】なお、支持台12としては、スライドでき
るものだけでなく、図7に示すように回転できるように
してもよい。この場合、支持台12は、ターレット14
に回転可能に設けられ、ターレット14を回転操作する
ことで、所望する光学ユニット10又は10′を照明光
源5に対応した光路に位置させるようにできる。
It should be noted that the support base 12 is not limited to a slidable one, but may be rotatable as shown in FIG. In this case, the support base 12 is the turret 14
It is rotatably provided, and by rotating the turret 14, the desired optical unit 10 or 10 ′ can be positioned in the optical path corresponding to the illumination light source 5.

【0041】また、上述の図5、図6および図7に示す
例では、光学ユニットを2個の場合を示しているが、光
学ユニットの個数および蛍光の波長域を限定するもので
なく、また標本は、蛍光以外に標本の反射光を対象とし
て使用するようにもできる。
Although the above-described examples shown in FIGS. 5, 6 and 7 show the case where two optical units are used, the number of optical units and the wavelength range of fluorescence are not limited, and In addition to fluorescence, the specimen can be used with the reflected light of the specimen as a target.

【0042】従って、このような第4の実施の形態によ
れば、2個以上の構成が同じでミラー素子2と結像レン
ズ3の特性が異なる光学ユニット10、10′を照明光
源5に対応する光路上に支持台11の移動により選択的
に位置できるので、光の波長域が広い場合でも結像位置
が変わることなく、常にぼけのない像を作ることができ
る。
Therefore, according to the fourth embodiment as described above, the optical units 10, 10 'having the same configuration of two or more but different characteristics of the mirror element 2 and the imaging lens 3 correspond to the illumination light source 5. Since it can be selectively positioned on the optical path by moving the support base 11, even if the wavelength range of light is wide, the image-forming position does not change and a blur-free image can always be formed.

【0043】以上、実施例に基づいて説明したが、本発
明中には以下の発明が含まれる。 (1)ユニット本体と、このユニット本体に設けられ標
本を照射する光を反射し該標本からの蛍光または反射光
を透過するミラー素子と、前記ユニット本体に前記ミラ
ー素子に対応して設けられ、且つ前記ミラー素子を透過
した光に対し目的とする波長域について収差補正がなさ
れた結像レンズとを具備したことを特徴とする光学ユニ
ット。
Although the above description has been given based on the embodiments, the present invention includes the following inventions. (1) a unit main body, a mirror element that is provided in the unit main body and that reflects light that illuminates a sample and that transmits fluorescence or reflected light from the sample; and the unit main body that is provided corresponding to the mirror element, An optical unit comprising: an image forming lens in which aberration of light transmitted through the mirror element is corrected in a target wavelength range.

【0044】このようにすれば、同一の光学ユニットに
ミラー素子ともに、該ミラー素子を透過した光に対し目
的とする波長域について収差補正がなされた結像レンズ
を一体に組み込むようにしているので、光学系をコンパ
クトにできるとともに、ユニットを切換、または取り換
えすることがあっても結像位置が変わるようなことがな
く、常にぼけのない像を作ることができる。
With this arrangement, the mirror element is incorporated in the same optical unit, and the imaging lens, in which the aberration transmitted through the mirror element is corrected in the target wavelength range, is integrally incorporated. In addition, the optical system can be made compact, and even if the unit is switched or replaced, the image forming position does not change, and an image without blur can always be formed.

【0045】(2)ユニット本体と、このユニット本体
に設けられ標本を照射する光を反射し該標本からの蛍光
または反射光を透過するミラー素子と、前記ユニット本
体に前記ミラー素子に対応して設けられ、且つ前記ミラ
ー素子を透過した光に対し目的とする波長域について収
差補正がなされた結像レンズとを具備し、且つ前記ミラ
ー素子および結像レンズの特性がそれぞれ異なる少なく
とも2個の光学ユニットを照明光源に対応する光路上に
選択的に位置させることを特徴とする落射照明装置。
(2) A unit main body, a mirror element provided in the unit main body for reflecting light irradiating a sample and transmitting fluorescence or reflected light from the sample, and the unit main body corresponding to the mirror element. At least two optics, each of which is provided with an imaging lens in which aberration is corrected in a target wavelength range for light transmitted through the mirror element, and the characteristics of the mirror element and the imaging lens are different from each other. An epi-illumination device, wherein the unit is selectively positioned on an optical path corresponding to an illumination light source.

【0046】このようにすれば、さらに2個以上の構成
が同じでミラー素子と結像レンズの特性が異なる光学ユ
ニットを照明光源に対応する光路上に選択的に位置でき
るようになるので、光の波長域が広い場合にも結像位置
が変わることなく、常にぼけのない像を作ることができ
る。
With this arrangement, two or more optical units having the same structure but different mirror element and imaging lens characteristics can be selectively positioned on the optical path corresponding to the illumination light source. Even if the wavelength range of is wide, the image-forming position does not change and an image without blur can be always formed.

【0047】(3)(2)記載の落射照明装置におい
て、前記少なくとも2個の光学ユニットは、直線方向に
移動可能な支持台上に載置され、該支持台の移動を操作
手段により操作するようにしている。このようにすれ
ば、光学ユニットの移動操作を簡単な構成により実現す
ることができる。
(3) In the epi-illumination device described in (2), the at least two optical units are mounted on a support base that is movable in a linear direction, and the movement of the support base is operated by an operating means. I am trying. With this configuration, the operation of moving the optical unit can be realized with a simple configuration.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
学系をコンパクトにできるとともに、光学ユニットを切
換、または取り換えても像位置が変わるようなことがな
く、常にぼけのない像を作ることができる。
As described above, according to the present invention, the optical system can be made compact, and the image position does not change even if the optical unit is switched or replaced, and an image without blurring is always formed. Can be made.

【0049】また、特性が異なる光学ユニットを照明光
源に対応する光路上に選択的に位置できるので、光の波
長域が広い場合にも結像位置が変わることなく、ぼけの
ない像を作ることができる。
Further, since the optical units having different characteristics can be selectively positioned on the optical path corresponding to the illumination light source, even if the wavelength range of light is wide, the image forming position does not change and a blur-free image is formed. You can

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の概略構成を示す
図。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態に用いられる結像レンズの縦
の球面および色収差曲線図。
FIG. 2 is a vertical spherical surface and chromatic aberration curve diagram of the imaging lens used in the first embodiment.

【図3】本発明の第2の実施の形態に用いられる結像レ
ンズの縦の球面および色収差曲線図。
FIG. 3 is a vertical spherical surface and chromatic aberration curve diagram of the imaging lens used in the second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態に用いられる結像レ
ンズの縦の球面および色収差曲線図。
FIG. 4 is a vertical spherical surface and chromatic aberration curve diagram of the imaging lens used in the third embodiment of the invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態の概略構成を示す正
面図。
FIG. 5 is a front view showing a schematic configuration of a fourth embodiment of the present invention.

【図6】第4の実施の形態の概略構成を示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing a schematic configuration of a fourth embodiment.

【図7】第4の実施の形態の変形例の概略構成を示す
図。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a modified example of the fourth embodiment.

【図8】本発明に用いられる色収差曲線を有するレンズ
の概略構成図。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a lens having a chromatic aberration curve used in the present invention.

【図9】図8のレンズのデータ例を示す図。9 is a diagram showing an example of data of the lens in FIG.

【図10】従来の光学ユニットの一例の概略構成を示す
図。
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a conventional optical unit.

【図11】従来の落射蛍光照明装置の一例の概略構成を
示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a conventional epi-illumination fluorescent lighting device.

【図12】従来の結像レンズの縦の球面および色収差曲
線図。
FIG. 12 is a vertical spherical surface and chromatic aberration curve diagram of a conventional imaging lens.

【図13】従来技術を説明するための図。FIG. 13 is a diagram for explaining a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ユニット本体、 1a、1b…透孔、 2…ミラー素子、 3…結像レンズ、 4…ビス、 5…照明光源、 6…対物レンズ、 7…標本、 8…結像位置、 10、10´…光学ユニット、 11…装置本体、 12…支持台、 13…操作摘み、 14…ターレット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Unit main body, 1a, 1b ... Through hole, 2 ... Mirror element, 3 ... Imaging lens, 4 ... Screw, 5 ... Illumination light source, 6 ... Objective lens, 7 ... Specimen, 8 ... Imaging position, 10 and 10 ′ ... Optical unit, 11 ... Device body, 12 ... Support base, 13 ... Operation knob, 14 ... Turret.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ユニット本体と、 このユニット本体に設けられ標本を照射する光を反射し
該標本からの蛍光または反射光を透過するミラー素子
と、 前記ユニット本体に前記ミラー素子に対応して設けら
れ、且つ前記ミラー素子を透過した光に対し目的とする
波長域について収差補正がなされた結像レンズとを具備
したことを特徴とする光学ユニット。
1. A unit main body, a mirror element provided in the unit main body for reflecting light illuminating a sample and transmitting fluorescent light or reflected light from the sample, and the unit main body provided corresponding to the mirror element. And an imaging lens in which aberration is corrected in a target wavelength range for the light transmitted through the mirror element.
【請求項2】 ユニット本体と、このユニット本体に設
けられ標本を照射する光を反射し該標本からの蛍光また
は反射光を透過するミラー素子と、前記ユニット本体に
前記ミラー素子に対応して設けられ、且つ前記ミラー素
子を透過した光に対し目的とする波長域について収差補
正がなされた結像レンズとを具備し、且つ前記ミラー素
子および結像レンズの特性がそれぞれ異なる少なくとも
2個の光学ユニットを照明光源に対応する光路上に選択
的に位置させることを特徴とする落射照明装置。
2. A unit main body, a mirror element provided in the unit main body for reflecting light irradiating a sample and transmitting fluorescence or reflected light from the sample, and the unit main body provided corresponding to the mirror element. And an imaging lens in which aberration is corrected in a target wavelength range for the light transmitted through the mirror element, and the characteristics of the mirror element and the imaging lens are different from each other. An epi-illumination device, characterized in that it is selectively positioned on the optical path corresponding to the illumination light source.
【請求項3】 前記少なくとも2個の光学ユニットは、
直線方向に移動可能な支持台上に載置され、該支持台の
移動を操作手段により操作することを特徴とする請求項
2記載の落射照明装置。
3. The at least two optical units are:
The epi-illumination device according to claim 2, wherein the epi-illumination device is mounted on a support base that is movable in a linear direction, and the movement of the support base is operated by an operating unit.
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