JP3650392B2 - Inverted microscope - Google Patents
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Description
本発明は、試料像を接眼レンズで観察しおよびスチールカメラ,TVカメラで撮影するための複数の光路を必要とし、また培養細胞等の位相物体試料の像を観察および撮影するための顕微鏡に関する。 The present invention relates to a microscope that requires a plurality of optical paths for observing a sample image with an eyepiece and photographing with a still camera or a TV camera, and for observing and photographing an image of a phase object sample such as a cultured cell.
接眼レンズを通して行なう目視観察と共に、スチールカメラやTVカメラを鏡体に取り付けてそれらカメラで試料の拡大像を撮影できるようにした顕微鏡が知られている。特公平4−30565公報には、試料の拡大像の光を撮影光路へ導くための光学素子を備えた顕微鏡が開示されている。この顕微鏡は、対物レンズからの光を撮影光路へ導くための第1の光学素子と、対物レンズからの光を観察光路へ導くための第2の光学素子とを備えている。この顕微鏡では、第1の光学素子を光軸に対して直交する方向に三段階に切り換えることによって、2方向の撮影光路が選択可能となり、観察光路に加えてTVカメラまたはスチールカメラ等の撮影光路が適宜選択できる。 In addition to visual observation performed through an eyepiece, a microscope is known in which a still camera or a TV camera is attached to a mirror so that a magnified image of a sample can be taken with the camera. Japanese Examined Patent Publication No. 4-30565 discloses a microscope including an optical element for guiding light of an enlarged image of a sample to a photographing optical path. This microscope includes a first optical element for guiding light from the objective lens to the photographing optical path, and a second optical element for guiding light from the objective lens to the observation optical path. In this microscope, by switching the first optical element in three stages in a direction orthogonal to the optical axis, it is possible to select a photographing optical path in two directions. In addition to the observation optical path, a photographing optical path such as a TV camera or a still camera can be selected. Can be appropriately selected.
また、特開平3−172816号公報には、第2の光学素子で反射(分岐)された観察光路の途中にビ―ムスプリッタ―が介挿され、このビ―ムスプリッタ―により対物レンズからの光を観察光路のみならず撮影光路へも同時に導く顕微鏡が開示されている。 In Japanese Patent Laid-Open No. 3-172816, a beam splitter is inserted in the observation optical path reflected (branched) by the second optical element. A microscope that simultaneously guides light not only to an observation optical path but also to a photographing optical path is disclosed.
近年、生命科学の研究分野では、高感度撮像デバイスの開発,蛍光試薬の発達等に伴い、微弱蛍光観察,微弱測光等の人間の目では検出できない極微弱光を検出する研究実験が増大している。又、ビデオマイクロスコピ―という観察手法においては、試料(標本)からの光に変調、例えば微分干渉効果を加え、この変調された像を別途撮像デバイスで検出した映像に画像処理(エンハンス)することによって、動きのある標本の移動量,位置の検出感度の向上を図るようにしている。
しかしながら、上述した顕微鏡においてもまだ解消すべき次のような課題があった。 However, the above-described microscope still has the following problems to be solved.
(1)撮影光路の数が少ない。すなわち、TVカメラと写真を得るためのスチールカメラとの併設による2撮影光路は当然必要であるが、2種類以上のTVカメラの併設及び使い分けができない。 (1) The number of photographing optical paths is small. That is, it is natural that two shooting optical paths are provided together with a TV camera and a still camera for obtaining a picture, but two or more types of TV cameras cannot be installed and used properly.
例えば、微弱蛍光観察においては、空間分解能の向上を図るためのク―ルドCCDカメラ,時間分解能の向上を図るためフォトダイオ―ドアレイ、それに、標本の形態記録用に小型CCDカメラとの3種類のTVカメラを設置する必要があるので、少なくとも3つ以上の撮影光路が必要となる。 For example, in weak fluorescence observation, there are three types: a cold CCD camera for improving the spatial resolution, a photodiode array for improving the temporal resolution, and a small CCD camera for recording the specimen form. Since it is necessary to install a TV camera, at least three imaging optical paths are required.
なお、特公平4−30565号公報における倒立顕微鏡においては、第1の光学素子を三段階に切り換えることで2方向(手前側と左側)の撮影光路が確保されているが、手前側の撮影光路は35mmのスチールカメラ専用である。したがって、TVカメラは1台しか取り付けることができない。 Note that in the inverted microscope disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-30565, the imaging optical path in two directions (front side and left side) is secured by switching the first optical element in three stages. Is for 35mm still cameras only. Therefore, only one TV camera can be attached.
(2)各々の撮影光路に形成される像の大きさが正確に一致しない。すなわち、複数のTVカメラで像を撮像した場合、得られた各映像の大きさを正確に把握し、映像の重ね合せや、比較を行なうことによって、標本の時間経過に伴う変化や動きを正確に測定する手法が提唱されているが、各像の大きさが不一致の場合、これらの手法を採用できない。 (2) The size of the image formed in each photographing optical path does not exactly match. In other words, when images are captured by multiple TV cameras, the size and size of each image obtained is accurately grasped, and by superimposing and comparing the images, changes and movements of the specimen over time can be accurately detected. However, if the sizes of the images do not match, these methods cannot be used.
(3)各撮影光路や観察光路において光量損失が大きく、しかも各撮影光路や各観察光路の光量損失量が一致しない。 (3) The amount of light loss is large in each photographing optical path and observation optical path, and the amount of light loss in each photographing optical path and each observation optical path does not match.
例えば、一般的な倒立顕微鏡では、観察鏡筒までの光の反射回数は3回もあり、反射に伴う光量ロスと像の劣化は著しい。特に倒立顕微鏡では観察像の向きとして標本を上方から見た方向に一致させる慣例があり、反射回数は奇数回である必要上、観察光路の反射回数として1回,3回,5回等が選ばれる。 For example, in a general inverted microscope, the number of reflections of light to the observation tube is as many as three, and the light amount loss and image deterioration due to reflection are remarkable. In particular, with an inverted microscope, there is a custom of matching the specimen to the direction seen from above as the orientation of the observation image, and since the number of reflections needs to be an odd number, the number of reflections of the observation optical path is one, three, five, etc. It is.
例えば、特開平3−172816号公報においては、観察光路を1回の反射で観察鏡筒に導き、観察光路の途中にビ―ムスプリッタ―を挿脱可能にして、TVカメラや写真装置を取り付ける付属装置へ光を導く構成が開示されている。しかし、観察鏡筒内にビ―ムスプリッタ―による光路の延び量を補正するためのプリズムを予め組込んでおく必要があるので、観察光量のロスや像の劣化が生じやすい。 For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-172816, the observation optical path is guided to the observation barrel by one reflection, and the beam splitter is detachable in the middle of the observation optical path, and a TV camera or a photographic device is attached. A configuration for guiding light to an accessory device is disclosed. However, since it is necessary to incorporate in advance a prism for correcting the amount of extension of the optical path by the beam splitter in the observation barrel, loss of the observation light quantity and image deterioration are likely to occur.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、撮影光路として3つ以上の光路が確保でき、生命科学等の研究分野においても、有用で種々の研究要望に対応できる倒立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 such circumstances, and provides an inverted microscope that can secure three or more optical paths as photographing optical paths and is useful in various fields of research such as life science. The purpose is to do.
本発明による倒立顕微鏡は、照明光を発生する光源と、前記光源で発生させた照明光を前記試料へ照射する照明光学系と、前記試料の下方に配置され前記試料から物体光が入射する対物レンズと、前記対物レンズを通過した光の光路上に設けられ前記試料の第1次像を形成するための前記対物レンズを通過した光を所定位置に結像させる結像レンズと、前記対物レンズと前記第1次像との間の光路上に配置され前記対物レンズを通過した光を互いに等しい倍率で異なる3方向以上の方向に分岐する第1の光学素子と、前記第1の光学素子で分岐された分岐光の光路上に設けられ前記第1の光学素子から入射する前記分岐光を接眼レンズに導く観察光路を含む複数方向に導く第2の光学素子と、前記第1の光学素子で分岐された光および前記第1の光学素子と前記第2の光学素子とを経由した光とが入射する3つ以上の撮影光路と、前記試料を載置するステージ及び鏡体ハウジングとを具備し、前記撮影光路のうちの1つは前記第2の光学素子の下方光路に分岐可能であり、前記第1次像の位置が前記下方光路の場合は前記鏡体ハウジングの外側で、残りの撮影光路の場合は前記鏡体ハウジングの側面近傍となるように設置され、且つ前記下方光路と他の前記撮影光路及び前記観察光路とを同時に使用できることを特徴とする。 An inverted microscope according to the present invention includes a light source that generates illumination light, an illumination optical system that irradiates the sample with illumination light generated by the light source, and an objective that is disposed below the sample and receives object light from the sample. A lens, an imaging lens that is provided on an optical path of the light that has passed through the objective lens, and that forms an image of the light that has passed through the objective lens for forming a primary image of the sample at a predetermined position; and the objective lens A first optical element that is arranged on an optical path between the first image and the primary image and branches the light that has passed through the objective lens in three or more different directions at the same magnification, and the first optical element. A second optical element provided on an optical path of the branched branched light and guided in a plurality of directions including an observation optical path for guiding the branched light incident from the first optical element to an eyepiece; and the first optical element. Branched light and said first Including three or more photographing optical paths on which light having passed through the optical element and the second optical element is incident, a stage on which the sample is placed, and a mirror housing, and one of the photographing optical paths The first optical element can be branched to a lower optical path of the second optical element, and when the position of the primary image is the lower optical path, it is outside the mirror housing, and in the case of the remaining photographing optical path, the mirror housing. The lower optical path and the other imaging optical path and the observation optical path can be used at the same time.
本発明による別の倒立顕微鏡は、照明光を発生する光源と、前記光源で発生させた照明光を試料へ照射する照明光学系と、前記試料の下方に配置され前記試料から物体光が入射する対物レンズと、前記対物レンズを通過した光の光路上に設けられ前記試料の第1次像を形成するための前記対物レンズを通過した光を所定位置に結像させる結像レンズと、前記試料を載置するステージ及び鏡体ハウジングと、前記対物レンズと前記第1次像との間の光路上に配置され前記対物レンズを通過した光を異なる方向に分岐する第1の光学素子と、前記第1の光学素子で分岐された分岐光の光路上に設けられ前記第1の光学素子から入射する前記分岐光を接眼レンズに導く観察光路を含む複数方向に導く第2の光学素子と、前記第1の光学素子で分岐された光および前記第1の光学素子と前記第2の光学素子とを経由した光とが入射する3つ以上の撮影光路と、前記観察光路及び鏡体ハウジング内に設けられ前記結像レンズにより前記観察光路内で結像した試料像をリレーするリレーレンズ系と、前記照明光学系内に着脱可能に設けた第1の瞳変調器と、前記リレーレンズ内に着脱可能に設けた第2の瞳変調器とを具備することを特徴とする。 Another inverted microscope according to the present invention includes a light source that generates illumination light, an illumination optical system that irradiates the sample with illumination light generated by the light source, and an object beam that is disposed below the sample and is incident on the sample. An objective lens, an imaging lens that is provided on an optical path of light that has passed through the objective lens, and that forms an image of the light that has passed through the objective lens to form a primary image of the sample at a predetermined position; and the sample A first optical element that is arranged on an optical path between the objective lens and the primary image and branches light passing through the objective lens in different directions; and A second optical element that is provided on the optical path of the branched light branched by the first optical element and guides the branched light incident from the first optical element in a plurality of directions including an observation optical path that guides the eyepiece to the eyepiece; and Branched by the first optical element Three or more photographing optical paths through which the light and the light that has passed through the first optical element and the second optical element are incident, and the observation optical path and the lens housing are provided with the imaging lens. A relay lens system that relays a sample image formed in the observation optical path, a first pupil modulator that is detachably provided in the illumination optical system, and a second pupil that is detachably provided in the relay lens. And a modulator.
本発明によるさらに別の倒立顕微鏡は、照明光を発生する光源と、前記光源で発生させた照明光を試料へ照射する照明光学系と、前記試料の下方に配置され前記試料から物体光が入射する対物レンズと、前記対物レンズを通過した光の光路上に設けられ前記試料の第1次像を形成するための前記対物レンズを通過した光を所定位置に結像させる結像レンズと、前記試料を載置するステージ及び鏡体ハウジングと、前記対物レンズと前記第1次像との間の光路上に配置され前記対物レンズを通過した光を異なる方向に分岐する第1の光学素子と、前記第1の光学素子で分岐された分岐光の光路上に設けられ前記第1の光学素子から入射する前記分岐光を接眼レンズに導く観察光路を含む複数方向に導く第2の光学素子と、前記第1の光学素子で分岐された光および前記第1の光学素子と前記第2の光学素子とを経由した光とが入射する3つ以上の撮影光路と、前記観察光路に設けられ前記結像レンズにより前記観察光路内で結像した試料像をリレーするリレーレンズ系と、前記照明光学系内に着脱可能に設けた第1の瞳変調器と、前記リレーレンズ内に着脱可能に設けた第2の瞳変調器とを具備し、前記撮影光路のうちの1つは前記第2の光学素子の下方光路に分岐可能であり、前記第1次像の位置が前記下方光路の場合は前記鏡体ハウジングの外側で、残りの撮影光路の場合は前記鏡体ハウジングの側面近傍となるように設置され、且つ前記下方光路と他の前記撮影光路及び前記観察光路とを同時に使用できることを特徴とする。
Still another inverted microscope according to the present invention includes a light source that generates illumination light, an illumination optical system that irradiates the sample with illumination light generated by the light source, and an object beam that is disposed below the sample and is incident on the sample. An objective lens that forms a primary image of the sample that is provided on the optical path of the light that has passed through the objective lens, and that forms an image of the light that has passed through the objective lens at a predetermined position; A stage on which a sample is placed, a mirror housing, a first optical element that is arranged on an optical path between the objective lens and the primary image, and branches light that has passed through the objective lens in different directions; A second optical element that is provided on an optical path of the branched light branched by the first optical element and guides the branched light incident from the first optical element in a plurality of directions including an observation optical path that guides the eyepiece; In the first optical element Three or more photographing optical paths on which split light and light that has passed through the first optical element and the second optical element are incident, and the observation lens is provided in the observation optical path by the imaging lens. A relay lens system that relays the sample image formed in step 1, a first pupil modulator detachably provided in the illumination optical system, and a second pupil modulator detachably provided in the relay lens; One of the imaging optical paths can be branched to a lower optical path of the second optical element, and when the position of the primary image is the lower optical path, outside the mirror housing, In the case of the remaining photographing optical paths, it is installed so as to be in the vicinity of the side surface of the mirror housing, and the lower optical path and the other photographing optical path and the observation optical path can be used simultaneously.
本発明によれば、撮影光路として3つ以上の光路が確保でき、生命科学等の研究分野においても、有用で種々の研究要望に対応できる倒立顕微鏡を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an inverted microscope that can secure three or more optical paths as photographing optical paths and is useful in various fields of research such as life science.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
(第1実施形態)図1〜図3は、本発明を倒立顕微鏡に適用した実施形態を示している。図1は、倒立顕微鏡における各光学系の相互位置関係を示す透視斜視図であり、図2は同顕微鏡を側面から見た透視図であり、図3は同顕微鏡を正面から見た透視図である。 (First Embodiment) FIGS. 1 to 3 show an embodiment in which the present invention is applied to an inverted microscope. FIG. 1 is a perspective view showing the mutual positional relationship of optical systems in an inverted microscope, FIG. 2 is a perspective view of the microscope viewed from the side, and FIG. 3 is a perspective view of the microscope viewed from the front. is there.
この倒立顕微鏡は、鏡体ハウジング1の上端に照明ハウジング2が取り付けられ、照明ハウジング2内に光源3が収納されている。光源3から出力された光4は反射ミラー5で進行方向を下方に変更される。下方に曲げられた光4は、視野絞り6を通過してコンデンサレンズ7に入射する。コンデンサレンズ7が光4をステージ8上に載置された試料9上に集光する。この試料9を通過した光はステージ8の下側に配設されたレボルバ10に支持された対物レンズ11へ入射する。
In this inverted microscope, an
対物レンズ11を通過した光は、光軸に対して45度傾斜したダイクロイックミラーを内蔵した蛍光キュ―ブ12へ入射される。この蛍光キュ―ブ12は、落射照明系13の光源14から照明光が入射される。
The light that has passed through the
蛍光キュ―ブ12の下側には、対物レンズ11から入射する光を焦点距離の位置に結像させる結像レンズ15が配設されている。図1中、符号29a〜29dは結像レンズ15による試料9の第1次像が形成される位置を示す。この結像レンズ15を通過した光は第1の光学素子16に入射する。
An
第1の光学素子16は、図1に示すように、光軸に直交する方向に互いに接して配列された3個の半透過プリズム16a,16b,16cで構成されている。各半透過プリズム16a〜16cは、それぞれ上方から入射される光を、下方に透過すると共に、それぞれ入射光の光軸と直交しかつ互いに90°異なる方向に反射する半透過面を有する。
As shown in FIG. 1, the first
具体的には、半透過プリズム16aは上方から入射した光を下方に透過すると共に、当該入射光を第1の撮影光路17a方向(左方向)に導く。中央の半透過プリズム16bは上方から入射した光を下方に透過すると共に、当該入射光を第2の撮影光路17b方向(手前方向)に導く。半透過プリズム16cは上方から入射した光を下方に透過すると共に、当該入射光を第3の撮影光路17c方向(右方向)に導く。
Specifically, the
3個の半透過プリズム16a,16b,16cは図中点線で示す支持台18に移動自在に支持されている。支持台18に支持された半透過プリズム16a,16b,16cは、先端が鏡体ハウジング1の外壁に露出した位置調整ツマミ19によって、その水平位置がA,B,Cの3段階に移動可能である。位置調整ツマミ19をA位置に停止させると、半透過プリズム16aが光4の光路上に配置され、光4が撮影光路17aに導かれて位置29aで結像する。位置調整ツマミ19をB位置に停止させると、半透過プリズム16bが光路上に配置され、光4が撮影光路17bに導かれて位置29bで結像する。位置調整ツマミ19をC位置に停止させると、半透過プリズム16cが光路上に配置され、光4が撮影光路17cに導かれて位置29cで結像する。すなわち、任意の半透過プリズム16a,16b,16cを入射光の光軸位置に選択的に移動できる。その結果、観察者は結像レンズ15を通過した光を第1〜第3の撮影光路17a〜17cのうちの任意の撮影光路に導くことが可能である。
The three
なお、第1の光学素子16を構成する各半透過プリズム16a〜16cおよび第2の光学素子22の半透明ミラーの光学特性は任意に変更できる。例えば、反射率を0〜100%の範囲でZnS−Agの薄膜の蒸着により膜厚を選定することで選択できる。
The optical characteristics of the
また、研究者の実験目的によって、第1,第2の光学素子16,22に求められる要求仕様は様々であるので、半透過プリズム16a〜16cの反射率/透過率においても、80/20%,50/50%,100/0%,0/100%の種類が考えられる。また、2波長以上の蛍光を同時測光する場合は、半透過プリズム16a〜16cの代りに短波長光を反射し、長波長光を透過する特性を持ったダイクロイックミラーを用いる。撮影光路17aと17b、または撮影光路17cと17dにTVカメラや測定系素子を配置して同時比較測光することが可能である。さらに、第2の光学素子22の半透明ミラーとして反射100%のミラー、つまり全反射ミラーを選択することも可能である。
Further, since the required specifications required for the first and second
各撮影光路17a〜17cに結像される試料9の第1次像の像倍率は、完全に一致するように調整されている。すなわち、対物レンズ11自体が無限遠補正対物レンズであるために有限補正対物レンズに無限遠用の結像レンズを備える必要がなく、また試料9のピント合わせはレボルバ10を動かせば良い。さらに、結像レンズ15が無限遠補正対物レンズに対応した結像レンズであり、結像レンズ15と、各光路の焦点位置29との間にレンズは入っていないので各光路の像倍率は等しい。実施形態においては、結像レンズ15の焦点距離fBが180mmで、像倍率は[1x]に設定されている。
The image magnification of the primary image of the
第1の光学素子16のいずれか1つの半透過プリズム16a〜16cを下方に通過した光は第2の光学素子22に入射される。この第2の光学素子22は例えば半透明ミラーで構成されており、入射した光を観察光路23方向に反射すると共に、入射光をそのまま下方の新たな撮影光路17dへ透過させる。
The light that has passed through any one of the
この第2の光学素子22は支持台24に移動自在に支持されており、第1の光学素子16と同様に、挿脱レバー25を操作することによって、鏡体ハウジング1の外部へ引き出すことが可能である。第2の光学素子22が挿脱レバー25により光路外に引き出されると、光は観察光路23に導かれることなく撮影光路17dへのみ入射する。第2の光学素子22が光路内に挿入されたときには、観察光路23および撮影光路17dの双方に入射する。
The second
第2の光学素子22は、第1の光学素子16と同様に、上記挿脱機構によって観察者が必要に応じて他の光学特性を有した半透明ミラーと交換が可能である。また、変形例として、鏡体ハウジング1の底面から光学素子22を保持する支持台24および挿脱レバー25の一体物を光路からハネノケ可能に底面に取り付けるようにしてもよい。このハネノケ機構によっても、入射した光を観察光路23方向に反射する場合と下方の新たな撮影光路17dにのみ透過する場合の切り換えが可能となる。
Similarly to the first
第2の光学素子22を透過して撮影光路17dに導入された光は前記第1の光学素子16の各撮影光路17a〜17cと同一距離の所定位置29で結像する。さらに、この撮影光路17dに結像される試料9の第1次像の像倍率は前記第1の光学素子16の各撮影光路17a〜17cの各像倍率と完全に一致することは、結像レンズ15と焦点位置29a〜29dとの間にレンズが介在されていないことから明らかである。撮影光路17dの焦点位置29dにTVカメラの撮像面を配置するため、撮影光路17d中には所望のTVカメラのフランジバックに合う図示しないTVカメラ取り付け用マウントが鏡体ハウジング1の外側に取り付け可能となっている。言い換えれば、前記マウントを鏡体ハウジング1の外側に取り付けられる程度の焦点距離を結像レンズは有している。撮影光路17a,17cの焦点距離29a,29cについても同様である。
The light transmitted through the second
但し、第1の光学素子16を透過する側の撮影光路17dの焦点距離29dは第1の光学素子16を取り外し素通しの状態にしても前記マウントが鏡体ハウジング1の外側に取り付け可能な大きさに鏡体ハウジング1が形成されている。
However, the
第2の光学素子22で反射されて観察光路23に導入された光も所定位置29eで結像する。この結像位置には撮影領域を確認するためのマスクガラスや、像の大きさを比較するためのスケールガラスを挿入することが可能である。
The light reflected by the second
一方、第1の光学素子16で水平方向に反射された光が入射する撮影光学系17bでは、焦点型写真レンズ30a内に第1次結像される。この第1次像は写真レンズ30aで拡大されてフィルム面29に第2次結像し、フィルム面29に試料9の像が記録される。
On the other hand, in the photographing
第2の光学素子22の下方、すなわち顕微鏡の裏側にも撮影光路を設け、他の撮影光路の投影倍率と等しくなっているので、さらに多くのTVカメラの装着が可能となる。
Since a photographic optical path is provided below the second
第1の光学素子16および第2の光学素子22を鏡体ハウジング1に対して挿脱可能に、かつ簡単に交換できるようにしたので、種々の異なった研究実験や研究者個々の要求仕様に合致する撮影光路を構成することができ、研究実験の多様化や発展性に一台の顕微鏡で対応でき、さらに作業の効率化を図れる。
Since the first
このように本実施形態によれば、第1の光学素子16で反射される撮影光路を、3光路備えているので1光路を写真撮影のための35mmカメラ光路としても、残りの2光路を使って、高感度TVカメラと、高分解能TVカメラの組合わせといった使い方ができ、また、各撮影光路の投影倍率が等しいので、得られる複数の映像を使って標本の大きさ把握,映像の重ね合わせ,比較作業を容易にし微弱蛍光観察,測光という研究実現の使い勝手,作業効率,実験精度の向上が図れる。具体的には、視野内の観察細胞の一部をクールドCCDの中心に合わせて、これにさらにフォトダイオードアレイを合致させると共に、小型CCDで標本の形態記憶など、同時に2光路または観察などと合わせて切り換えても良い。
As described above, according to the present embodiment, since the three optical paths for photographing are reflected by the first
図4は、半透過プリズム16a〜16cと支持台18との関係を示す斜視図である。支持台18は、アリ溝18aが水平方向に刻設されており、アリ溝18aに位置調整ツマミ19で移動する移動部材20のアリ20aが摺動自在に係合している。位置調整ツマミ19の操作により、移動部材20はアリ20aとアリ溝18aとで水平方向に摺動する。
FIG. 4 is a perspective view showing the relationship between the
ストッパーネジ21´は、図示するように、アリ溝18aの端部近傍にネジ込まれている。このストッパーネジ21´頭部の張出し量を調整することによって、反対側の半透過プリズム16cが光軸位置に入るときの位置決めが行なわれる。
The stopper screw 21 'is screwed in the vicinity of the end of the
アリ溝18aの図示反対側にも同様にストッパーネジが設けられている。このストッパーネジの調整によって、手前側に位置する半透過プリズム16aが光軸位置に入るときの位置決めが行なわれる。なお、中央の半透過プリズム16bを光軸位置に位置決めする手法として、図示しないが、公知のクリック機構が用いられている。
A stopper screw is similarly provided on the opposite side of the
移動部材20はアリ溝20a″,20b″,20c″が上下方向に刻設されており、アリ溝20a″,20b″,20c″に半透過プリズム16a,16b,16cを支持する支持枠21a,21b,21cが挿入されている。なお、アリ溝20a″,20b″,20c″の方向は上下方向だけとは限らず移動部材20の摺動方向と同じでも何等支障はない。この場合、半透過プリズム16a〜16cの支持枠21a〜21cは、ネジ21a′〜21c′の先端をアリ溝20a″,20b″,20c″に夫々押圧させることにより固定される。
The moving
また、変形例として、位置決めピンもしくは溝とビス等の締結手段を併用し、移動部材20と支持枠21を固定しても支障ない。ストッパーネジ21´を緩めて外し、位置調整ツマミ19を操作することによって、各支持枠21a〜21cを搭載した移動部材20全体を鏡体ハウジング1の外部へ引き出すことが可能である。
In addition, as a modification, there is no problem even if fastening means such as positioning pins or grooves and screws are used together to fix the moving
図5は、図4を一点鎖線A−Aに沿って切断して、矢印方向に見た断面図である。観察者は、引き出された移動部材20の半透過プリズム16a〜16cを各支持枠21a,21b,21c毎に個別に上方に引き抜くことによって、簡単に他の光学特性を有した各半透過プリズム16a〜16cに交換することが可能である。半透過プリズム16a〜16cは、各支持枠21a〜21cを固定している各ネジ21a´,21b´,21c´を緩めて上方に引き抜くことにより移動部材20から外される。
FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 4 taken along the alternate long and short dash line AA and viewed in the direction of the arrow. The observer simply pulls the
結像レンズ15を通過した光は位置調整ツマミ19で選択された一つの半透過プリズム16a〜16cおよび各支持枠21a〜21cに形成した貫通孔35a〜35cを介して一つの撮影光路17a〜17c上の所定位置29a〜29bで結像する。
The light that has passed through the
観察光路23に導かれた光は、所定の結像位置29eを通った後、複数の群レンズからなるリレーレンズ系26を介して観察鏡筒27方向へ向かう。前記複数の群レンズは、少なくとも2群以上の構成とし、前群は対物レンズ11の瞳像をリレーする瞳リレーレンズ26cからなり、対物レンズ11の瞳像を位置26bに投影する。この瞳像と共役な位置26bには位相差用位相板や変調コントラスト用変調器のような振幅変調を有する瞳変調器26bが設けられている。この瞳変調器26bは後述する機構にて鏡体ハウジング1の外側より着脱自在に設けられる構成をとっている。前記複数の群レンズの後群26aは対物レンズ11の1次結像位置29eにできた1次像を無限遠に投影する像リレーレンズからなる。この像リレーレンズ26aから出射する光は、平行光になって観察鏡筒27内の結像レンズ27aへ入射する。結像レンズ27aは入射した光を観察鏡筒27内の所定位置29e′に結像する。観察者は接眼レンズ27bを介して位置29e′に結像された試料9の拡大像を観察することができる。
The light guided to the observation optical path 23 travels in the direction of the
ここで、本実施形態の光学系の作用について説明を加える。図6は、図1〜図3に示す倒立顕微鏡における透過照明光学系を除く光学系の構成を示している。試料9の像は対物レンズ11で拡大され、その拡大光束が結像レンズ15および第1の光学素子16を通り、反射ミラー22に入射して観察光路23へ反射される(同図には不図示であるが一部は透過して撮影光路17dに入射する)。反射ミラー22により観察光路23へ反射された拡大光束は点29eで第1次像を結像する。この第1次像は、瞳リレーレンズ26c,瞳変調器26bおよび第1群の像リレーレンズ27aに導かれ、第2群の像リレーレンズ27aで接眼レンズ27bの近傍に結像する。この第2次結像が接眼レンズ27bで観察されるのは上述した通りである。
Here, the operation of the optical system of the present embodiment will be described. FIG. 6 shows the configuration of an optical system excluding the transmission illumination optical system in the inverted microscope shown in FIGS. The image of the
ここで、第1群と第2群の像リレーレンズ26a,27aとの間には、観察鏡筒27の鏡体ハウジング1への取り付け面(図中破線で示す)が位置する。それ故第2群の像リレーレンズ27aは観察鏡筒内27内の結像レンズ27aに相当する。
Here, between the first group and the second group of
結像関係を説明すると、対物レンズ11は無限遠設計となっており、結像レンズ15によって第1次結像され、瞳リレーレンズ26cと像リレーレンズ27aによって接眼レンズ27bの近傍に第2次結像する。対物レンズ11が無限遠設計となっているので、対物レンズ11と結像レンズ15との間は平行光学系となっており、例えば試料9にピントを合わせるときには対物レンズ11を動かしても前記第1次結像の位置は変わらない。したがって、ピント合わせ機構は、対物レンズ11を動かすようにすればよく、対物レンズ11が複数取り付けられレボルバ10を上下動させる一般にレボ上下方式と呼ばれている機構をピント合わせ機構として採用できる。
Describing the imaging relationship, the
また、本実施形態では対物レンズ11のレボルバ取り付け面近傍に存在する対物レンズ11の瞳を、結像レンズ15および第1の光学素子16を通り反射ミラー22で焼く45°上方に反射して瞳変調器26bに投影している。さらに、コンデンサレンズ7の近傍に対物レンズ11の瞳と共役な位置があり、そこにもう一つの瞳変調器を配置可能に構成している。ここで、リレーレンズ系26内の瞳変調器26bを第1の瞳変調器とし、コンデンサレンズ7近傍に配置される瞳変調器を第2の瞳変調器100とする。
In the present embodiment, the pupil of the
実際には、リレー系に使用した各光学部品の誤差、特に屈折率誤差によって最適な瞳変調器の光軸方向の位置が微妙に変わるため、瞳変調器は光軸方向の微調整ができる構造とする方が望ましい。そこで、本実施形態では瞳変調器を光軸方向の位置調整および芯合わせを可能に構成した。 Actually, the optimal position of the pupil modulator in the optical axis direction varies slightly depending on the error of each optical component used in the relay system, especially the refractive index error, so the pupil modulator can be finely adjusted in the optical axis direction. Is preferable. Therefore, in this embodiment, the pupil modulator is configured to be capable of position adjustment and center alignment in the optical axis direction.
マイクロウェルプレートやプラスチック三角フラスコ中に培養した生細胞や培養細胞を観察するのに最適な瞳変調器26bを作成すれば、その瞳変調器26bをリレーレンズ系26に挿入するだけで、対物レンズ交換なしで各容器に最適なコントラストが得られる。
If an
第1,第2の瞳変調器を備えた光学系によれば、第1の瞳変調器26bに位相板82a,82bを配置し、第2の瞳変調器にリングスリットを配置したことにより、対物レンズ外位相差観察が可能になり、位相差専用の対物レンズを使用することなく位相差観察を容易に実施できる。
According to the optical system including the first and second pupil modulators, the
対物レンズ11の倍率やNA、瞳位置、および、観察したい試料9によって、最適な瞳変調器は異なるが、本実施形態では瞳変調器の種類を瞳変調スライダ81によって切り換え可能に構成しているため、対物レンズ11の種類または試料9の種類に応じて最適な瞳変調器に容易に切り換えることができる。
Although the optimum pupil modulator differs depending on the magnification and NA of the
位相差や変調コントラスト顕微鏡(ホフマン法)を用いることができるため、プラスチック製培養容器中の細胞を観察する場合に、容器による偏光性能の劣化に影響を受けない利点がある。 Since a phase difference or a modulation contrast microscope (Hoffman method) can be used, when observing cells in a plastic culture vessel, there is an advantage that the polarization performance is not affected by the vessel.
位相差や変調コントラスト顕微鏡(ホフマン法)などは、低倍の対物レンズを用いた観察が可能であるが、低倍の対物レンズにノマルスキーを用いた場合、対物レンズの瞳収差によって、視野周辺でリタデーションが発生し、視野内にむらが生じるが、本発明は、ノマルスキー干渉方式を用いないため、視野むらは発生しないという利点がある。また、偏光観察法やノマルスキー観察法で問題になる、像の劣化は、発生しない。 Observation using a low-magnification objective lens such as phase contrast and modulation contrast microscope (Hoffman method) is possible. However, when Nomarski is used for a low-magnification objective lens, the pupil aberration of the objective lens causes a near field of view. Retardation occurs and unevenness occurs in the visual field, but the present invention has an advantage that no visual field unevenness occurs because the Nomarski interference method is not used. In addition, image degradation which is a problem in the polarization observation method and the Nomarski observation method does not occur.
図7および図8は第1の瞳変調器26bの機械的な構成を示している。第1の瞳変調器26bは、リレーレンズ系26内における前記対物レンズ瞳像と共役位置95近傍に瞳変調スライダ81を備え、この瞳変調スライダ81が図示しない係止機構(例えばクリック機構)にて係止するようになっている。瞳変調スライダ81は、全体形状が長方形をなし、その長手方向に3つの開口部を有する。両側の開口部には2種類の対物に対応可能な様に2種類の位相板82a,82bが保持され、中央の開口部は変調をしない場合のために空穴83となっている。対物レンズ11の種類によりそれぞれ対応した位相板82aまたは82bを使用する。
7 and 8 show the mechanical configuration of the
瞳変調スライダ81の側面に長手方向に沿ってスライダを停止するためのV溝84が設けられている。各V溝84は対応する位相板82a,82bまたは空穴83が光軸上に配置されたとき上記係止機構と係合する。位相板82a(82b)は、円筒状の保持枠85に固定されており、その保持枠85の外周が外枠86の内周面にて軸嵌合になっている。保持枠85には、位相板82a(82b)の位相膜87を対物レンズの瞳と共役な位置に調整するための操作ツマミ88が設けてある。操作ツマミ88は、外枠86の案内溝89を通って保持枠85の外周に螺合している。この操作ツマミ88を案内溝89に沿って光軸方向に移動させることにより、位相膜87を共役位置95に調整できる。また、操作ツマミ88のツマミ先端部外周に形成したフランジ90を外枠86に押し付けることで、位相板82a(82b)を固定する。
A V-
又、位相差観察の場合、コンデンサレンズ7近傍には照明の変調を行なうため、位相差開口を設けているが、この開口の位置に位相膜87の心を合わせるために、瞳変調スライダ81にプランジャー91と2つの調整ツマミ92を具備している。プランジャー91及び2つの調整ツマミ92の先端の3点が外枠86の外周に当接し、調整ツマミ92を回転することにより位相膜87の心合わせを行なえるようになっている。
In the case of phase difference observation, a phase difference aperture is provided in the vicinity of the condenser lens 7 in order to modulate illumination. In order to align the center of the
なお、位相差観察によればシャープな像が得られるが、透明試料の方向性がわからない。ホフマン式変調コントラストでは、試料の方向性が判ると共に、厚い透明試料が観察可能であり、さらに焦点深度が深いことから立体的に見ることができる。また、生態試料はガラスシャーレまたはプラスチックシャーレに入っているが、ホフマン式の場合、ガラスシャーレでは両瞳変調器に偏光板を入れてコントラストのさらなる向上が図られ、プラスチックシャーレでは偏光板を入れずにプラスチックシャーレの偏光歪みから解放可能となる利点がある。 Although a sharp image is obtained by phase difference observation, the directionality of the transparent sample is not known. In the Hoffman modulation contrast, the direction of the sample is known, a thick transparent sample can be observed, and the depth of focus is deep, so that it can be viewed in three dimensions. Ecological samples are contained in glass dishes or plastic dishes, but in the case of the Hoffmann method, a polarizing plate is added to the pupil modulator in the glass petri dish to further improve the contrast. In plastic dishes, no polarizing plate is used. There is an advantage that it can be released from the polarization distortion of the plastic petri dish.
本実施形態では鏡体ハウジング1内に第1の瞳変調器26bを配置したことにより、中間鏡筒のような別体化することなく、対物レンズ外位相差,ホフマン式変調コントラスト等の観察が可能となる。
In the present embodiment, since the
変調コントラスト像は、位相差像と異なり、像のコントラストの方向性を調整するために、瞳変調器を回転させる必要があるが、本実施形態ではスライダ方式を採用しているため、顕微鏡本体から簡単に取り外すことができ、該ユニットごと交換できる。 Unlike the phase contrast image, the modulation contrast image needs to rotate the pupil modulator in order to adjust the directionality of the contrast of the image. It can be easily removed and replaced with the unit.
鏡体ハウジング1内に瞳変調器26bを挿脱自在および着脱自在に儲けたので、瞳変調部の小形化および操作性が向上する。また、観察光路23の像リレーレンズ26aと観察鏡筒27の結像レンズ27aの間が平行光学系になっているので、観察鏡筒27を鏡体ハウジング1に直接取り付けるのではなく、図12(a)に示すように光路偏向装置33を介して傾斜角の異なる観察鏡筒34を取り付けるようにすることができる。
Since the
ここで、光路偏向装置33内の光路偏向プリズム33aは観察鏡筒取付面を水平にするためのものであり、観察鏡筒34の先端部に取り付けられたプリズム34bは観察鏡筒傾斜角度を例えば30度にするプリズムである。結像レンズ34aは結像レンズ27aに、接眼レンズ34bは結像レンズ27bにそれぞれ対応している。
Here, the optical path deflecting prism 33a in the optical
また、図12(a)に示す光路偏向プリズム33bの代わりに図12(b)に示す光路偏向プリズム33bを使用するようにしても良い。図12(b)に示す光路偏向プリズム33bを使用すれば、試料9から接眼レンズ27bのアイポイントまでの距離を短くできる。
Further, an optical path deflection prism 33b shown in FIG. 12B may be used instead of the optical path deflection prism 33b shown in FIG. If the optical path deflecting prism 33b shown in FIG. 12B is used, the distance from the
また、上記平行光学系に、中間鏡筒としてディスカッション鏡筒,変倍鏡筒,フォト鏡筒等を簡単に挿入することが可能である。具体的には、観察鏡筒27は鏡体ハウジング1に対して簡単に取り外しが可能であるので、観察鏡筒27と鏡体ハウジング1との間に上述した各種中間鏡筒を必要に応じて介在させることが可能である。
Further, it is possible to easily insert a discussion barrel, a variable magnification barrel, a photo barrel and the like as an intermediate barrel into the parallel optical system. Specifically, since the
図9は、実施形態の倒立顕微鏡に、中間鏡筒の一例として、ディスカッション鏡筒28を組合わせて、正面から見た場合の透視図である。ディスカッション鏡筒28は、主観察者と同時に副観察者が観察するための観察筒であり、観察光路23内の像リレーレンズ26aの上部に取り付けられる。そして、このディスカッション鏡筒28は、図示するように、主に、光路分割プリズム28a,リレーレンズ28b,反射プリズム28cとで構成されている。副観察鏡筒27´は観察鏡筒27と同一構造を有している、また、副観察鏡筒側には装置を安定させるための支持脚31が設けられている。
FIG. 9 is a perspective view of the inverted microscope according to the embodiment when the
図9では、ディスカッション鏡筒28は、光路偏向装置33を介して取り付けてあるが、これに限らず顕微鏡本体(鏡体ハウジング1)に直接取り付けても何等支障はない。但し、取り付け面が傾いているので、傾いたディスカッション鏡筒28を支持できるように支持脚31の鏡筒支持部は交換もしくは対応可能となっている。
In FIG. 9, the
観察光路の途中に平行光学系を設け、その位置で鏡体ハウジング1と観察鏡筒27を分離できるので、その間に中間鏡筒としてディスカッション鏡筒や、変倍鏡筒を研究実験の目的に合わせて挿入または2段重ねすることができる。その結果、顕微鏡の応用範囲をさらに拡大できる。また、中間鏡筒を平行光学系内に挿入しているので中間鏡筒に特別なレンズを付加する必要がなく、常時品質の高い像が得られる。
A parallel optical system is provided in the middle of the observation optical path, and the lens housing 1 and the
像リレーレンズを、1次像を無限遠に投影するための1群26aと無限遠に投影された像を有限にする2群27aとから構成し、1群と2群の間で鏡体が鏡筒が取り外せる構造としたので、観察専用鏡筒や写真撮影用鏡筒を取り付け可能となり、瞳モジューレータで変調した後の像を写真装置に導くことで写真撮影を可能とすることもできる。
The image relay lens includes a
なお、結像レンズの焦点距離は、所望の視野数(例えば20以上)の視野で光学特性および全体の光学素子配置が可能な範囲であれば、180mmに限定されることなく、150mmから200mm程度でも良い。また、無限遠設計対物レンズについて説明したが、有限設計対物レンズでも適用可能である。この場合、有限設計対物レンズ単体での結像位置を延ばすか、または有限設計対物レンズを取り付けるレボルバ内の転換で不動位置に無限遠用補助レンズを設けて無限遠化すればよい。 Note that the focal length of the imaging lens is not limited to 180 mm and is about 150 mm to 200 mm as long as the optical characteristics and the entire optical element arrangement are possible within a desired number of fields (for example, 20 or more). But it ’s okay. Moreover, although the infinity design objective lens was demonstrated, it is applicable also to a finite design objective lens. In this case, the imaging position of the finitely designed objective lens alone may be extended, or an infinite distance auxiliary lens may be provided at the immovable position by conversion within the revolver to which the finitely designed objective lens is attached.
無限遠設計の対物レンズ11を用いるため、結像レンズ15と対物レンズ11の間隔を50mm以上にすることができ、この間隔中に蛍光照明用投光管から落射照明を行なうためのダイクロックミラーやノマルスキー用プリズム、偏光観察用偏光板等を挿入することができ、様々な観察法が可能となる。
Since the
図13は、図6の有限設計の対物レンズ11aを倒立顕微鏡に使用した例である。この倒立顕微鏡は、試料9から対物レンズ11aを通り、凹レンズ11bで平行光学系となり、結像レンズ15aで集光されて図中では所定位置29b,29e等(図1と同様)に結像する。リレー光学系は図6と同様であるが、有限設計の対物レンズ11aに対応して多少の変更はあるがほぼ同等である。有限設計の場合、観察鏡筒に結像レンズを含まないので、図中の2点破線が観察鏡筒の鏡体ハウジングへの取り付け面となり、結像レンズ26a′,27a′または一体の26a′′にする以外は、無限遠設計と大差なく構成できる。
FIG. 13 shows an example in which the objective lens 11a of the finite design shown in FIG. 6 is used in an inverted microscope. This inverted microscope passes from the
(第2実施形態)次に、本発明の第2実施形態について説明する。 (Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図10は、実施形態の正立顕微鏡における各光学系の相互位置関係を示す透視斜視図であり、図11は同実施形態の顕微鏡を側面から見た透視図である。鏡体ハウジング51の下端に取り付けられた照明ハウジング52内に収納された光源53から出力された光54は反射ミラー55で上方に照射方向が偏向され、視野絞り56を通過してコンデンサレンズ57でステージ58上に載置された試料(標本)59上に集光される。この試料(標本)59を透過した光は、ステージ58の上側に配設されたレボルバ60に支持された対物レンズ61へ入射される。対物レンズ61を通過した拡大画像の光は励起フィルタ62a,ダイクロイックミラー62b、吸収フィルタ62cを内蔵した蛍光キューブ62へ入射される。この蛍光キューブ62には水銀灯、キセノン光源等の落射照明系の光源64から照明光が入射される。
FIG. 10 is a perspective view showing the mutual positional relationship of the optical systems in the upright microscope of the embodiment, and FIG. 11 is a perspective view of the microscope of the embodiment viewed from the side. The light 54 output from the
蛍光キューブ62の上側には、対物レンズ61から来た光を焦点位置に結像させる結像レンズ65が配設されている。この結像レンズ65を通過した光は第1の光学素子66に入射する。
On the upper side of the
第1の光学素子66は、図10に示すように、光軸に直交する方向に互いに接して配列された3個の半透過プリズム66a,66b,66cで構成されている。各半透過プリズム66a〜66cは、それぞれ下方から入射した光を上方に透過すると共に、それぞれ前記入射光の光軸と直交し、かつ互いに90°異なる方向に入射光を分岐する。
As shown in FIG. 10, the first
具体的には、半透過プリズム66aは下方から入射した光を上方に透過すると共に、該入射光を第1の撮影光路67a方向(左方向)に導き、中央の半透過プリズム66bは下方から入射した光を上方に透過すると共に、該入射光を第2の撮影光路67b方向(図11参照)に導き、さらに半透過プリズム66cは下方から入射した光を上方に透過すると共に、該入射光を第3の撮影光路67c方向(右方向)に導く。
Specifically, the semi-transmissive prism 66a transmits light incident from below to the upper side, guides the incident light toward the first photographing optical path 67a (left direction), and the central
また、3個の半透過プリズム66a,66b,66cは図中点線で示す支持台68に移動自在に支持されている。この支持台68に支持された半透過プリズム66a,66b,66cはまとめて先端が光路分割ユニット69の外壁に露出した位置調整ツマミ70によって、その水平位置が(A),(B),(C)の3段階に移動可能である。よって、位置調整ツマミ70を操作することによって、任意の半透過プリズム66a,66b,66cを入射光の光軸位置に選択的に移動できる。その結果、観察者は結像レンズ65を通過した光を第1〜第3の撮影光路67a〜67cのうちの任意の撮影光路に導くことが可能である。
Further, the three
位置調整ツマミ70をAにすると半透過プリズム66aが光軸中に配置され光が撮影光路67aに導かれて所定位置(71a)で結像する。他は同様に位置調整ツマミ70のアルファベットに対応して移動する。半透過プリズム66a〜66cと支持台68との関係は第1実施形態の図4の構成と同様であり、半透過プリズム66a〜66cを搭載しかつ任意のプリズムを選択的に光路72内に移動させて移動部材(第2実施形態では図示しないが図4の移動部材20と同部材)を、光路分割ユニットのハウジング69の外部へ引き出すことが可能である。又、第1実施形態と同様に各半透過プリズム66a〜66cは着脱自在であり、他の光学特性を有した半透過プリズムに交換可能である。
When the position adjustment knob 70 is set to A, the semi-transmissive prism 66a is disposed in the optical axis, and the light is guided to the photographing optical path 67a to form an image at a predetermined position (71a). Others similarly move corresponding to the alphabet of the position adjusting knob 70. The relationship between the transflective prisms 66a to 66c and the
又、各撮影光路67a〜67cに結像される試料(標本)59の像倍率は、完全に一致するように調整されている。すなわち、対物レンズ61自体が無限遠補を対物レンズであるために、有限補正対物レンズに無限遠交換用レンズが不要であり、試料のピント合わせはステージ58を被かせばよく、また結像レンズ65が無限遠補を対物レンズに対応した結像レンズであり、結像レンズ65と各光路の焦点位置71との間にレンズは入っていないので各光路の像倍率は等しい。本実施形態においては、結像レンズ65の焦点距離fBが180mmで、像倍率は[1x]に設定されている。
Further, the image magnification of the sample (specimen) 59 imaged on each of the photographing optical paths 67a to 67c is adjusted so as to be completely coincident. That is, since the
第1の光学素子66のいずれか1つの半透過プリズム66a〜66cを上方に通過した光は第2の光学素子73に入射される。第2の光学素子73を有する光路分割ユニットのハウジング74は、本実施形態では、一般的に公知である三眼鏡筒であり、光路分割プリズム73は、眼視するための観察光路75と、写真やTV撮影のための撮像光路76へ分光するプリズムであり、分割比の違いによる3種類のプリズムによって構成される。
Light that has passed through any one of the semi-transmissive prisms 66 a to 66 c of the first
第2光学素子によって透過/反射された撮像光路76と観察光路75中の光は、第1光学素子66の各撮影光路67a〜67cと同一距離の所定位置X(71d,e)で結像する。さらに前記2光路75,76に結像される試料59の像の像倍率は前記第1の光学素子66の各撮影光路67a〜67cの各像倍率と完全に一致することは、結像レンズ65と各光路の焦点位置との間にレンズが介在されていないことから明らかである。
The light in the imaging
撮影光路67a,67c,76における3カ所の焦点位置(71a,71c,71d)にはTVカメラの撮像面を配置するため、前記3光路(67a,67c,76)中には所望のTVカメラのフランジバックに合うTVカメラ取り付け用マウント(69c,74d)が、光路分割ユニット69および三眼鏡筒74の外側に配置されている。なお、撮影光路67a側にも図示しないマウントは存在する。
Since the imaging surfaces of the TV camera are arranged at three focal positions (71a, 71c, 71d) in the photographing
第1光学素子66bを光路72中に挿入した場合について、図11に基づき詳述する。前述の対物レンズ61を通過した試料59の拡大画像の光は、結像レンズ65を通過後、第1の光学素子66bの分割比の割合に応じた光量が撮影光路67b側に反射または三眼鏡筒74側に透過される。透過側について既に記載したので、ここでは撮影光路67b側に反射した光路について記述する。
The case where the first
反対側の光路上には、図11に示す如く対物レンズの瞳像をリレーする瞳リーレンズ群77と、結像レンズ65によって焦点位置71bに結像された(対物レンズ61を通過した試料(標本)59の)1次像をさらにリレーする2次像リレーレンズ群(2群構成)78,79および第1光学素子66bにより水平方向に偏向された光を上方に偏向する反射ミラー96が配置されている。
On the opposite optical path, as shown in FIG. 11, a pupil
前述の光路分割ユニットのハウジング69は、結像レンズ65、半透過プリズム66a〜66c、瞳リレーレンズ77、2次像リレーレンズ群の一方78および反射ミラー96の光学素子から構成されている。又、2次像リレーレンズ群78は1次像を無限遠に投影するための群であり、79は無限遠に投影された像を有限にする群という役割をもっており、78と79の間は平行光束となっている。又、95は瞳リレーレンズ77によって投影された対物レンズ61の瞳像と共役な位置である。
The above-described optical path splitting
光路分割ユニットのハウジング69には、前記対物レンズ瞳像と共役位置95近傍に図示しない開口と図7,8に示す瞳変調器と同じ構成の瞳変調器97が設けられている。この瞳変調器97は瞳共役位置95の近傍に設けられた係止機構(例えばクリック機構)により間欠的に固定されるようになっている。瞳変調器のもう一方97aは図11図中のコンデンサレンズ57近傍に配置されている。
The optical path dividing
以上のように構成された本実施形態によれば、第1の光学素子66で反射される投影光路を、3光路備えているので1光路を瞳変調のための光路としても、残りの2光路を使って、高感度TVカメラ、高分解TVカメラの組合わせといった使い方ができ、また、各投影光路の投影倍率が等しいので、得られる複数の映像を使って標本の大きさ把握、映像の重ね合わせ、比較作業を容易にし微弱蛍光観察、測光という研究実現の使い勝手、作業効率、実験精度の向上が図れる。
According to the present embodiment configured as described above, the projection optical path reflected by the first
位相差や立体視のための瞳変調器97をリレーレンズ光路中に着脱自在にしたことで、明視野と位相差および蛍光と蛍光位相差などの同時観察が可能になった。
By making the
極微弱光を検出する場合、試料の位置出しに位相差観察をした後に、蛍光測光することになるが、同一対物レンズで位相差観察および蛍光測光を可能なため、対物転換による芯ずれしかなく測定精度の向上が図れる。 When detecting extremely faint light, fluorescence measurement is performed after observing the phase difference for positioning the sample. However, since phase difference observation and fluorescence photometry can be performed with the same objective lens, there is only misalignment due to objective conversion. Measurement accuracy can be improved.
第1光学素子の光路分割ユニットと、瞳変調可能なリレーレンズを中間鏡筒タイプで顕微鏡に対して着脱可能にしたことで、正立顕微鏡におけるシステム性の維持向上が回れる。 By making the optical path dividing unit of the first optical element and the relay lens capable of pupil modulation detachable from the microscope with an intermediate barrel type, it is possible to improve the system performance of the upright microscope.
リレーレンズを2群にし、中間鏡筒(光路分割ユニット69)を像リレーレンズ系の無限遠投影(光束)部分で区切っているため、像リレーレンズの第2群を含む観察もしくは撮影鏡筒をつければユニット分割による心精度が劣化が少なくおさえられ、安価に提供できる。 Since the relay lens is divided into two groups and the intermediate lens barrel (optical path splitting unit 69) is divided by the infinity projection (light beam) portion of the image relay lens system, the observation or photographing lens barrel including the second group of image relay lenses is provided. If this is the case, the core accuracy due to the unit division can be reduced and provided at low cost.
対物レンズ直上の観察鏡筒から結像レンズを外し、結像レンズを中間鏡筒内の第1光学素子直下に設けたので、通常の明視野や蛍光検鏡時には中間鏡筒をはずし結像レンズ付きの観察鏡筒を顕微鏡本体に挿着すればよく顕微鏡のシステム性への影響を極力少なくでき、かつ像倍率の等しい複数の撮像光路を設けられる。 Since the imaging lens is removed from the observation lens directly above the objective lens, and the imaging lens is provided directly under the first optical element in the intermediate lens, the intermediate lens is removed during normal bright field or fluorescence microscopy. It is only necessary to insert the attached observation lens barrel into the microscope body, and the influence on the system properties of the microscope can be reduced as much as possible, and a plurality of imaging optical paths with equal image magnification can be provided.
なお、半透過プリズム66bで反射される側に瞳変調可能なリレーレンズ系を光路分割ユニットのハウジング69から分離し、別々のユニット化し、さらに、その別々のユニットのインターフェースを該光路分割ユニットのハウジング69の両側面についているTVカメラ取り付け用マウント(69c)と同形状にしておけばリレーレンズ系ユニットを3方向(光路67a,b,c)どこでも装着可能となる。本発明は上記実施形態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 relay lens system that can modulate the pupil on the side reflected by the
1…鏡体ハウジング、9…試料、11,61…対物レンズ、15,65…結像レンズ、16,66…第1の光学素子、16a〜16c…半透過プリズム、17a〜17d…撮影光路、22,73…第2の光学素子、23…観察光路、26b,97,100…瞳変調器、27…観察筒体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mirror housing, 9 ... Sample, 11, 61 ... Objective lens, 15, 65 ... Imaging lens, 16, 66 ... 1st optical element, 16a-16c ... Transflective prism, 17a-17d ... Shooting optical path, 22, 73 ... second optical element, 23 ... observation optical path, 26b, 97, 100 ... pupil modulator, 27 ... observation cylinder.
Claims (7)
前記光源で発生させた照明光を試料へ照射する照明光学系と、 An illumination optical system that irradiates the sample with illumination light generated by the light source;
前記試料の下方に配置され前記試料から物体光が入射する対物レンズと、 An objective lens disposed below the sample and receiving object light from the sample;
前記対物レンズを通過した光の光路上に設けられ前記試料の第1次像を形成するための前記対物レンズを通過した光を所定位置に結像させる結像レンズと、 An imaging lens that is provided on an optical path of light that has passed through the objective lens and that forms light at a predetermined position through the objective lens for forming a primary image of the sample;
前記対物レンズと前記第1次像との間の光路上に配置され前記対物レンズを通過した光を互いに等しい倍率で異なる3方向以上の方向に分岐する第1の光学素子と、 A first optical element that is arranged on an optical path between the objective lens and the primary image and branches light that has passed through the objective lens in three or more different directions at the same magnification;
前記第1の光学素子で分岐された分岐光の光路上に設けられ前記第1の光学素子から入射する前記分岐光を接眼レンズに導く観察光路を含む複数方向に導く第2の光学素子と、 A second optical element that is provided on an optical path of the branched light branched by the first optical element and guides the branched light incident from the first optical element in a plurality of directions including an observation optical path that guides the eyepiece;
前記第1の光学素子で分岐された光および前記第1の光学素子と前記第2の光学素子とを経由した光とが入射する3つ以上の撮影光路と、 Three or more photographing optical paths into which the light branched by the first optical element and the light having passed through the first optical element and the second optical element are incident;
前記試料を載置するステージ及び鏡体ハウジングとを具備し、 A stage on which the sample is placed and a mirror housing;
前記撮影光路のうちの1つは前記第2の光学素子の下方光路に分岐可能であり、前記第1次像の位置が前記下方光路の場合は前記鏡体ハウジングの外側で、残りの撮影光路の場合は前記鏡体ハウジングの側面近傍となるように設置され、且つ前記下方光路と他の前記撮影光路及び前記観察光路とを同時に使用できることを特徴とする倒立顕微鏡。 One of the imaging optical paths can be branched to a lower optical path of the second optical element, and when the position of the primary image is the lower optical path, the remaining imaging optical paths are outside the mirror housing. In this case, the inverted microscope is installed so as to be in the vicinity of the side surface of the mirror housing, and the lower optical path and the other imaging optical path and the observation optical path can be used simultaneously.
前記光源で発生させた照明光を試料へ照射する照明光学系と、 An illumination optical system that irradiates the sample with illumination light generated by the light source;
前記試料の下方に配置され前記試料から物体光が入射する対物レンズと、 An objective lens disposed below the sample and receiving object light from the sample;
前記対物レンズを通過した光の光路上に設けられ前記試料の第1次像を形成するための前記対物レンズを通過した光を所定位置に結像させる結像レンズと、 An imaging lens that is provided on an optical path of light that has passed through the objective lens and that forms light at a predetermined position through the objective lens for forming a primary image of the sample;
前記試料を載置するステージ及び鏡体ハウジングと、 A stage on which the sample is placed and a mirror housing;
前記対物レンズと前記第1次像との間の光路上に配置され前記対物レンズを通過した光を異なる方向に分岐する第1の光学素子と、 A first optical element that is arranged on an optical path between the objective lens and the primary image and branches light that has passed through the objective lens in different directions;
前記第1の光学素子で分岐された分岐光の光路上に設けられ前記第1の光学素子から入射する前記分岐光を接眼レンズに導く観察光路を含む複数方向に導く第2の光学素子と、 A second optical element that is provided on an optical path of the branched light branched by the first optical element and guides the branched light incident from the first optical element in a plurality of directions including an observation optical path that guides the eyepiece;
前記第1の光学素子で分岐された光および前記第1の光学素子と前記第2の光学素子とを経由した光とが入射する3つ以上の撮影光路と、 Three or more photographing optical paths on which light branched by the first optical element and light that has passed through the first optical element and the second optical element are incident;
前記観察光路及び鏡体ハウジング内に設けられ前記結像レンズにより前記観察光路内で結像した試料像をリレーするリレーレンズ系と、 A relay lens system that relays a sample image formed in the observation optical path by the imaging lens provided in the observation optical path and the mirror housing;
前記照明光学系内に着脱可能に設けた第1の瞳変調器と、 A first pupil modulator detachably provided in the illumination optical system;
前記リレーレンズ内に着脱可能に設けた第2の瞳変調器と、 A second pupil modulator detachably provided in the relay lens;
を具備することを特徴とする倒立顕微鏡。An inverted microscope characterized by comprising:
前記光源で発生させた照明光を試料へ照射する照明光学系と、 An illumination optical system that irradiates the sample with illumination light generated by the light source;
前記試料の下方に配置され前記試料から物体光が入射する対物レンズと、 An objective lens disposed below the sample and receiving object light from the sample;
前記対物レンズを通過した光の光路上に設けられ前記試料の第1次像を形成するための前記対物レンズを通過した光を所定位置に結像させる結像レンズと、 An imaging lens that is provided on an optical path of light that has passed through the objective lens and that forms light at a predetermined position through the objective lens for forming a primary image of the sample;
前記試料を載置するステージ及び鏡体ハウジングと、 A stage on which the sample is placed and a mirror housing;
前記対物レンズと前記第1次像との間の光路上に配置され前記対物レンズを通過した光を異なる方向に分岐する第1の光学素子と、 A first optical element that is arranged on an optical path between the objective lens and the primary image and branches light that has passed through the objective lens in different directions;
前記第1の光学素子で分岐された分岐光の光路上に設けられ前記第1の光学素子から入射する前記分岐光を接眼レンズに導く観察光路を含む複数方向に導く第2の光学素子と、 A second optical element that is provided on an optical path of the branched light branched by the first optical element and guides the branched light incident from the first optical element in a plurality of directions including an observation optical path that guides the eyepiece;
前記第1の光学素子で分岐された光および前記第1の光学素子と前記第2の光学素子とを経由した光とが入射する3つ以上の撮影光路と、 Three or more photographing optical paths on which light branched by the first optical element and light that has passed through the first optical element and the second optical element are incident;
前記観察光路に設けられ前記結像レンズにより前記観察光路内で結像した試料像をリレーするリレーレンズ系と、 A relay lens system that relays a sample image formed in the observation optical path by the imaging lens provided in the observation optical path;
前記照明光学系内に着脱可能に設けた第1の瞳変調器と、 A first pupil modulator detachably provided in the illumination optical system;
前記リレーレンズ内に着脱可能に設けた第2の瞳変調器とを具備し、 A second pupil modulator detachably provided in the relay lens,
前記撮影光路のうちの1つは前記第2の光学素子の下方光路に分岐可能であり、前記第1次像の位置が前記下方光路の場合は前記鏡体ハウジングの外側で、残りの撮影光路の場合は前記鏡体ハウジングの側面近傍となるように設置され、且つ前記下方光路と他の前記撮影光路及び前記観察光路とを同時に使用できることを特徴とする倒立顕微鏡。 One of the imaging optical paths can be branched to a lower optical path of the second optical element, and when the position of the primary image is the lower optical path, the remaining imaging optical paths are outside the mirror housing. In this case, the inverted microscope is installed so as to be in the vicinity of the side surface of the mirror housing, and the lower optical path and the other imaging optical path and the observation optical path can be used simultaneously.
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