JPH1138327A - 実体顕微鏡の同軸落射照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を増加させず、しかも製造・調整に
手間のかからない安価な実体顕微鏡の同軸落射照明装置
を提供する。 【解決手段】 同軸落射照明装置は、第１の対物レンズ
１ａと第１の接眼レンズ２ａとからなる第１の光学系
と、第２の対物レンズ１ｂと第２の接眼レンズ２ｂとか
らなる第２の光学系と、第１の光学系に照明光を供給す
る第１の光路分割部４ａと、この第１の光路分割部４ａ
と一体に成形され、第２の光学系に照明光を供給する第
２の光路分割部４ｂとを有するビームスプリッタプリズ
ム４とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、実体顕微鏡の同
軸落射照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の実体顕微鏡の同軸落射照明
装置の光学系を示す構成図である。

【０００３】従来、実体顕微鏡の同軸落射照明装置の光
学系として、図４に示すようなものがあった。この図４
の光学系は実公昭５６−１４４９１号公報に示されたも
のである。

【０００４】実体顕微鏡の同軸落射照明装置の光学系は
第１の対物レンズ１０１ａと第１の接眼レンズ１０２ａ
とからなる第１の観察光学系と、第２の対物レンズ１０
１ｂと第２の接眼レンズ１０２ｂとからなる第２の観察
光学系と、第１の光源１０３ａと第１のビームスプリッ
タプリズム１０４ａとからなる第１の照明光学系と、第
２の光源１０３ｂと第２のビームスプリッタプリズム１
０４ｂとからなる第２の照明光学系と、第１の照明光学
系と第２の照明光学系とに共通の対物レンズ１０７とを
備える。

【０００５】第１の光源１０３ａと第１のビームスプリ
ッタプリズム１０４ａとの間には第１の偏光子１０５ａ
が配置され、第２の光源１０３ｂと第２のビームスプリ
ッタプリズム１０４ｂとの間には第２の偏光子１０５ｂ
が配置されている。

【０００６】第１の接眼レンズ１０２ａと第１のビーム
スプリッタプリズム１０４ａとの間には第１の検光子１
０６ａが配置され、第２の接眼レンズ１０２ｂと第２の
ビームスプリッタプリズム１０４ｂとの間には第２の検
光子１０６ｂが配置されている。

【０００７】共通の対物レンズ１０７と試料１０８との
間には偏光状態を変える、１／４波長板等の偏光変換部
材１０９が配置されている。

【０００８】第１の照明光学系の第１の光源１０３ａか
ら出射され、第１の偏光子１０５ａを通過した照明光は
第１のビームスプリッタプリズム１０４ａによって第１
の対物レンズ１０１ａへ導かれ、第１の対物レンズ１０
１ａ及び対物レンズ１０７を通った後、第１の偏光変換
部材１０９によって偏光状態が変化して試料１０８を照
明する。

【０００９】試料１０８で反射された光は再び偏光変換
部材１０９及び対物レンズ１０７を通り第２の対物レン
ズ１０１ｂに入射し、第２のビームスプリッタプリズム
１０４ｂを透過して、第２の検光子１０６ｂの偏光方向
の偏光成分が第２の検光子１０６ｂを透過し、第２の接
眼レンズ１０２ｂに達する。

【００１０】同様に第２の照明光学系の第２の光源１０
３ｂから出射された照明光は、第２のビームスプリッタ
プリズム１０４ｂ、第２の対物レンズ１０１ｂ、対物レ
ンズ１０７及び偏光変換部材１０９を経て試料１０８を
照明し、この反射光は偏光変換部材１０９、対物レンズ
１０７、第１の対物レンズ１０１ａ、第１のビームスプ
リッタプリズム１０４ａを通り、第１の検光子１０６ａ
の偏光方向と同方向の偏光成分が第１の検光子１０６ａ
を透過して第１の接眼レンズ１０２ａに達する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ビームスプ
リッタプリズムは入射面と出射面との平行度が観察光学
系の傾きに影響を与える。

【００１２】すなわち、入射面と出射面との平行度が保
たれないと、ビームスプリッタプリズムを透過する光の
光軸の傾きが発生し、特に左右独立した光学系を有する
実体顕微鏡においては、左右像が偏心し、接眼レンズ内
で視野中心が一致しない、大変観察しずらい像になって
しまう。

【００１３】上記光軸の傾きは同軸落射照明装置を顕微
鏡本体に固定して使用する場合には、同軸落射照明装置
を顕微鏡本体に固定した状態で光軸調整をすればよい
が、同軸落射照明装置を顕微鏡本体に装着して使用する
場合には、予め同軸落射照明装置（ビームスプリッタプ
リズム）単体で光軸の傾きを抑えておく必要がある。

【００１４】図５はビームスプリッタプリズムの正面図
である。ビームスプリッタプリズム１０４ａ，１０４ｂ
は同じ構成であるので、ここではビームスプリッタプリ
ズム１０４ａについて説明する。

【００１５】従来、ビームスプリッタプリズム１０４ａ
は２つの直角プリズムを接着した後、入射面と出射面と
を機械的に再研磨していわゆる平行出しを行っている。

【００１６】しかし、ビームスプリッタプリズム１０４
ａは平行出しを行っても、製造上、直角プリズムには屈
折率のばらつきは避けられず、この屈折率のばらつきの
差分だけ光軸が傾いてしまう。

【００１７】傾き角度をφとしたとき、傾き角度φは次
式で求められる。

【００１８】φ＝θ3 −θ1 ＝ｎ1 −ｎ2 ここで、ｎ1 ，ｎ2 は直角プリズムの屈折率、θ1 ，θ
3 は屈折角である。

【００１９】上記式から傾き角度φを０にするには屈折
率ｎ1 とｎ2 とを等しくすればよいことがわかるが、屈
折率ｎ1 とｎ2 とを等しくするには硝子材料を溶解時か
らロット管理しながら製造しなければならず、製造コス
トが高くなってしまうという問題がある。

【００２０】この問題を解決するため、２つの直角プリ
ズムに加えて楔形プリズムを用い、２つの直角プリズム
と楔形プリズムとの相対位置を調整して接合することに
よって光軸の傾きを抑える光路分割素子が実開平４−７
９３２０号公報に開示されている。

【００２１】上記光路分割素子によれば、光軸の傾きを
抑えることはできる。しかし、光軸の傾きを抑えること
ができるように楔形プリズムを製作することは容易でな
く、また楔形プリズムをビームスプリッタプリズムに接
合する際、コリメータ等の測定機を用い、軸方向のずれ
を光学的に計測しながら作業する必要があり、部品が増
加するとともに製造・調整に手間がかかり、同軸落射照
明装置が高価になってしまうという問題がある。

【００２２】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は部品点数を増加させず、しかも製
造・調整に手間のかからない安価な実体顕微鏡の同軸落
射照明装置を提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明の実体顕微鏡の同軸落射照明装置
は、第１の対物レンズと第１の接眼レンズとからなる第
１の光学系と、第２の対物レンズと第２の接眼レンズと
からなる第２の光学系とを有する実体顕微鏡に対して着
脱可能な同軸落射照明装置において、照明光を発する光
源と、前記第１の光学系に前記照明光を供給する第１の
光路分割部及びこの第１の光路分割部と一体に成形さ
れ、前記第２の光学系に前記照明光を供給する第２の光
路分割部を有する光路分割部材とを備えていることを特
徴とする。

【００２４】第１の光路分割部と第２の光路分割部とが
一体に成形されている。すなわち、１つの光路分割光学
素子が、第１の光学系の光路と第２の光学系の光路との
双方に渡って配置され、第１，第２の光学系に対して照
明光を供給するのである。このような構成により、第１
の光路分割部と第２の光路分割部とで光軸の傾きが同じ
になる。また、部品を増加させることがなく、しかも部
品を製造する手間や調整が不要になる。

【００２５】請求項２に記載の発明の実体顕微鏡の同軸
落射照明装置は、請求項１に記載の実体顕微鏡の同軸落
射照明装置において、前記光路分割部材を保持するホル
ダと、このホルダを収容するハウジングとを備え、前記
光路分割部材を光路上に挿脱可能としたことを特徴とす
る。

【００２６】光路分割部材を光路上に挿脱可能としたの
で、波長特性の異なる光路分割部材を容易に光路上に挿
入でき、また照明が不要な場合には観察光学系から光路
分割部材を容易に取り除くことができる。

【００２７】請求項３に記載の発明の実体顕微鏡の同軸
落射照明装置は、請求項２に記載の実体顕微鏡の同軸落
射照明装置において、前記ホルダに前記光路分割部材を
光路上に挿脱可能とするための操作ノブが前記ハウジン
グを貫通して設けられていることを特徴とする。

【００２８】操作ノブの操作によって光路分割部材を光
路上に挿脱できるので、簡単な構成で光路分割部材の切
り換えを行うことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００３０】図１はこの発明の第１実施形態に係る実体
顕微鏡の同軸落射照明装置の光学系を示す図である。

【００３１】実体顕微鏡の同軸落射照明装置の光学系
は、第１の観察光学系と、第２の観察光学系と、第１の
照明光学系と、第２の照明光学系とを備える。

【００３２】第１の観察光学系は第１の対物レンズ１ａ
と第１の接眼レンズ２ａとからなる。

【００３３】第２の観察光学系は第２の対物レンズ１ｂ
と第２の接眼レンズ２ｂとからなる。

【００３４】第１の照明光学系は第１の光源３ａとレン
ズ５ａとビームスプリッタプリズム４の第１の光路分割
部４ａとからなる。

【００３５】第２の照明光学系は第２の光源３ｂとレン
ズ５ｂとビームスプリッタプリズム４の第２の光路分割
部４ｂとからなる。

【００３６】レンズ５ａ，５ｂの光軸は、それぞれ、対
物レンズ１ａの光軸と対物レンズ１ｂの光軸とを含む平
面に対して垂直である。

【００３７】ビームスプリッタプリズム４は第１の光路
分割部４ａと第２の光路分割部４ｂとを一体に成形した
ものである。このビームスプリッタプリズム４は２つの
直角プリズム４Ａ，４Ｂを接合して形成されている。

【００３８】すなわち、１つのビームスプリッタプリズ
ム４が、第１及び第２の観察光学系の光路の双方に渡っ
て配置され、光源３ａ，３ｂからの照明光を各観察光学
系に供給する。

【００３９】第１の光路分割部４ａは従来の第１のビー
ムスプリッタプリズム１０４ａに相当し、第２の光路分
割部４ｂは従来の第２のビームスプリッタプリズム１０
４ｂに相当する。

【００４０】第１の観察光学系と第２の観察光学系とは
共通の対物レンズ７を備える。

【００４１】第１の光源３ａとビームスプリッタプリズ
ム４との間には第１の偏光子５ａが配置され、第２の光
源３ｂとビームスプリッタプリズム４との間には第２の
偏光子５ｂが配置されている。

【００４２】第１の接眼レンズ２ａとビームスプリッタ
プリズム４との間には第１の検光子６ａが配置され、第
２の接眼レンズ２ｂとビームスプリッタプリズム４との
間には第２の検光子６ｂが配置されている。

【００４３】共通の対物レンズ７と試料８との間には光
に位相差を与えて偏光状態を変化させる１／４波長板９
が配置されている。

【００４４】第１の照明光学系の第１の光源３ａから出
射され、第１の偏光子５ａを通過した照明光はビームス
プリッタプリズム４によって第１の対物レンズ１ａへ導
かれ、第１の対物レンズ１ａ及び対物レンズ７を通った
後、１／４波長板９によって偏光状態が変化して試料８
を照明する。

【００４５】試料８で反射された光は再び１／４波長板
９及び対物レンズ７を通り第２の対物レンズ１ｂに入射
し、ビームスプリッタプリズム４を透過して、第２の検
光子６ｂの偏光方向の偏光成分が第２の検光子６ｂを透
過し、第２の接眼レンズ２ｂに達する。

【００４６】同様に第２の照明光学系の第２の光源３ｂ
から出射され、第２の偏光子５ｂを通過した照明光は、
ビームスプリッタプリズム４、第２の対物レンズ１ｂ、
対物レンズ７及び１／４波長板９を経て試料８を照明
し、この反射光は１／４波長板９、対物レンズ７、第１
の対物レンズ１ａ及びビームスプリッタプリズム４を通
り、第１の検光子６ａの偏光方向と同方向の偏光成分が
第１の検光子６ａを透過して第１の接眼レンズ２ａに達
する。

【００４７】この第１の実施形態によれば、第１の光路
分割部４ａと第２の光路分割部４ｂとが一体に成形され
ているので、第１の観察光学系と第２の観察光学系とに
生じる光軸の傾きは同じとなり、接眼レンズ内で視野中
心が一致し、偏心のない像が得られる。

【００４８】また、従来例のように、楔形プリズムを用
いないため部品点数を増加することがなく、楔形プリズ
ムを製造する手間や楔形プリズムをビームスプリッタプ
リズムに接合する際の調整が不要となるので、同軸落射
照明装置を安価に製造することができる。

【００４９】また、本実施形態においては、第１，第２
の観察光学系に照明光を供給する光源として２つの光源
３ａ，３ｂを備えているが、１つの光源からの照明光を
光分割素子にて分離し、ビームスプリッタプリズム４を
介して各観察光学系に供給するようにしても良い。

【００５０】図２はこの発明の第２実施形態に係る実体
顕微鏡の同軸落射照明装置を適用した落射蛍光照明装置
の光学系を示す図である。

【００５１】落射蛍光照明装置の光学系は第１の観察光
学系と、第２の観察光学系と、照明光学系とを備える。

【００５２】第１の観察光学系は第１の対物レンズ１１
ａと第１の接眼レンズ１２ａとからなる。

【００５３】第２の観察光学系は第２の対物レンズ１１
ｂと第２の接眼レンズ１２ｂとからなる。

【００５４】照明光学系は光源１３とダイクロイックミ
ラー１４とからなる。

【００５５】ダイクロイックミラー１４は光源１３から
出射された照明光を反射し、試料１８からの蛍光を透過
する。ダイクロイックミラー１４は第１の光路分割部１
４ａと第２の光路分割部１４ｂとを一体に成形したもの
である。

【００５６】第１の観察光学系と第２の観察光学系とは
共通の対物レンズ１７を備える。

【００５７】光源１３とダイクロイックミラー１４との
間には所望の波長の励起光を作る励起フィルタ１５が配
置されている。

【００５８】第１の接眼レンズ１２ａとダイクロイック
ミラー１４との間及び第２の接眼レンズ１２ｂとダイク
ロイックミラー１４との間には特定の波長の光を透過さ
せない吸収フィルタ１６が配置されている。

【００５９】第１の照明光学系の光源３から出射され、
励起フィルタ１５を通過した照明光はダイクロイックミ
ラー１４によって反射されて第１の対物レンズ１１ａへ
導かれ、第１の対物レンズ１１ａ及び対物レンズ１７を
通った後、試料１８を照明する。

【００６０】照明光の照射によって励起された試料１８
から発せられた蛍光は再び対物レンズ１７を通り第２の
対物レンズ１１ｂに入射し、ダイクロイックミラー１４
を透過して照明光と分離される。ダイクロイックミラー
１４を透過した蛍光は吸収フィルタ１６を介して第２の
接眼レンズ１２ｂに達する。

【００６１】同時に照明光の照射によって励起され試料
１８から発せられた蛍光は対物レンズ１７を通り第１の
対物レンズ１１ａに入射し、ダイクロイックミラー１４
を透過して照明光と分離される。ダイクロイックミラー
１４を透過した蛍光は吸収フィルタ１６を介して第１の
接眼レンズ１２ａに達する。

【００６２】この第２実施形態によれば、ダイクロイッ
クミラー１４が一体に成形されているので、第１の観察
光学系と第２の観察光学系とに生じる光軸の傾きは同じ
となり、接眼レンズ内で視野中心が一致し、偏心のない
蛍光像が得られる。

【００６３】図３（ａ）はこの発明の第２実施形態に係
る実体顕微鏡の同軸落射照明装置の縦断面図、図３
（ｂ）は図３（ａ）のｂ−ｂ矢視断面図であり、図２と
同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

【００６４】実体顕微鏡の同軸落射照明装置はホルダ３
０とハウジング４０とを備える。

【００６５】ホルダ３０は上部ホルダ３１と下部ホルダ
３２とからなる。下部ホルダ３２には励起フィルタ１５
とダイクロイックミラー１４とが保持され、上部ホルダ
３１には吸収フィルタ１６が保持されている。また、下
部ホルダ３２の下部にはあり３２Ａが形成されている。

【００６６】このホルダ３０はハウジング４０内に収容
されている。ハウジング４０にはあり３２Ａと係合する
あり溝４０Ａが形成されている（図３（ｂ）参照）。

【００６７】また、ホルダ３０（下部ホルダ３２）には
操作ノブ３３がハウジング４０側面の蓋４１を貫通して
設けられており、操作ノブ３３を操作することによって
ホルダ３０を図３（ａ）の実線で示す位置と２点鎖線で
示す位置との間で移動させることができる。

【００６８】ハウジング４０の上面及び下面には、顕微
鏡本体及び接眼鏡筒に取り付けるためのマウント４１，
４２が形成されるとともに、開口４３，４４が形成され
ている。

【００６９】ハウジング４０の励起フィルタ１５と対向
するハウジング４０の側面には光源１３を収容するライ
トハウジング４５が形成されている。

【００７０】上記同軸落射照明装置によれば、操作ノブ
３３を操作してホルダ３０を実線で示す位置から２点鎖
線で示す位置へ移動させることができるので、照明が不
要の場合には光路分割部材を構成する励起フィルタ１
５、ダイクロイックミラー１４及び吸収フィルタ１６を
観察光学系から外すことができる。

【００７１】すなわち、蛍光観察を行わない場合にはホ
ルダ３０を移動させることによって波長選択性のあるダ
イクロイックミラー１４や吸収フィルタ１６を観察光学
系から外すことができ、自然な色で観察を行うことがで
きる。

【００７２】また、ハウジング４０の側面の蓋４１を取
り外し、ホルダ３０をハウジング４０から引き抜き、別
の波長特性を有するフィルタを保持したホルダ３０と交
換することもできるので、所望の波長での蛍光観察を行
うことができる。

【００７３】

【発明の効果】以上に説明したように請求項１記載の発
明の実体顕微鏡の同軸落射照明装置によれば、第１の光
路分割部と第２の光路分割部とで光軸の傾きを同じとな
り、接眼レンズ内で視野中心が一致し、偏心のない像が
得られる。また、部品点数を増加することがなく、部品
を製造する手間や調整が不要になるので、同軸落射照明
装置を安価に製造することができる。

【００７４】請求項２記載の発明の実体顕微鏡の同軸落
射照明装置によれば、波長特性の異なる光路分割部材を
容易に光路上に挿入でき、また照明が不要な場合には観
察光学系から光路分割部材を容易に取り除くことができ
る。

【００７５】請求項３記載の発明の実体顕微鏡の同軸落
射照明装置によれば、簡単な構成で光路分割部材の切り
換えを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る実体顕微
鏡の同軸落射照明装置の光学系を示す図である。

【図２】図２はこの発明の第２実施形態に係る実体顕微
鏡の同軸落射照明装置を適用した落射蛍光照明装置の光
学系を示す図である。

【図３】図３（ａ）はこの発明の第２実施形態に係る実
体顕微鏡の同軸落射照明装置の縦断面図、図３（ｂ）は
図３（ａ）のｂ−ｂ矢視断面図である。

【図４】図４は従来の実体顕微鏡の同軸落射照明装置の
光学系を示す構成図である。

【図５】図５はビームスプリッタプリズムの正面図であ
る。

【符号の説明】

１ａ 第１の対物レンズ １ｂ 第２の対物レンズ ２ａ 第１の接眼レンズ ２ｂ 第２の接眼レンズ ４ ビームスプリッタプリズム（光路分割部材） ３０ ホルダ ３３ 操作ノブ ４０ ハウジング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の対物レンズと第１の接眼レンズと
   からなる第１の光学系と、第２の対物レンズと第２の接
   眼レンズとからなる第２の光学系とを有する実体顕微鏡
   に対して着脱可能な同軸落射照明装置において、照明光
   を発する光源と、前記第１の光学系に前記照明光を供給
   する第１の光路分割部及びこの第１の光路分割部と一体
   に成形され、前記第２の光学系に前記照明光を供給する
   第２の光路分割部を有する光路分割部材とを備えている
   ことを特徴とする実体顕微鏡の同軸落射照明装置。
2. 【請求項２】 前記光路分割部材を保持するホルダと、
   このホルダを収容するハウジングとを備え、前記光路分
   割部材を光路上に挿脱可能としたことを特徴とする請求
   項１に記載の実体顕微鏡の同軸落射照明装置。
3. 【請求項３】 前記ホルダに前記光路分割部材を光路上
   に挿脱可能とするための操作ノブが前記ハウジングを貫
   通して設けられていることを特徴とする請求項２に記載
   の実体顕微鏡の同軸落射照明装置。