Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
MICROSCOPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/020161
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a microscope which can improve visibility, operability, and workability. In the microscope, optical paths are set so that an optical path (P15) and an optical path (17) of an image forming optical system (102) orthogonally intersect each other when viewed from above. That is, the microscope includes an ocular optical system which introduces the light propagating through the optical paths (P13-P17) of the image forming optical system (102) to an observer. The optical path (P15) is formed in a direction from the ocular optical system to the observer which orthogonally intersects the direction of light emitted from a sample (90).The present invention can be applied to an inverted microscope.

Inventors:
MURAYAMA TORU (JP)
TAKEUCHI ATSUSHI (JP)
OUCHI YUMIKO (JP)
YOSHIDA YUKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/064143
Publication Date:
February 12, 2009
Filing Date:
August 06, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
NIKON CORP (JP)
MURAYAMA TORU (JP)
TAKEUCHI ATSUSHI (JP)
OUCHI YUMIKO (JP)
YOSHIDA YUKI (JP)
International Classes:
G02B21/02; G02B21/00
Foreign References:
JPS5134303Y
JPH05127088A1993-05-25
JP2004245860A2004-09-02
JPH01177724U1989-12-19
JP2003075726A2003-03-12
JP2005234279A2005-09-02
Other References:
See also references of EP 2175302A4
Attorney, Agent or Firm:
INAMOTO, Yoshio (11-18 Nishi-Shinjuku 7-chom, Shinjuku-ku Tokyo 23, JP)
Download PDF:
Claims:
 試料からの光を集光し、接眼光学系を含み前記試料の光を導く結像光学系と、を有した顕微鏡において、
 前記結像光学系は、前記試料からの光を集光する対物レンズと、前記対物レンズで集光された光を偏向する偏向部材とを有し、
 更に、前記結像光学系は、前記対物レンズの光軸を含み、前記対物レンズの光軸と平行な方向に形成された第1光路と、
 前記第1光路を伝搬した光を前記偏向部材で偏向することで形成され、前記第1光路とは異なる方向に形成された第2光路とを少なくとも含み、
 上方から見たときに、前記接眼光学系の前記試料からの光の射出方向とは、略直交する方向に前記第2光路が形成されていることを特徴とする顕微鏡。
 更に、照明光を前記対物レンズを通して、前記試料に導光する照明光学系を備え、
前記照明光学系の光路の一部と前記第2光路とが平行で、かつ、前記照明光学系の光路の一部と前記第2光路とのそれぞれに対して垂直方向となる所定方向から見たときに、前記照明光学系の光路の一部と前記第2光路の少なくとも一部が重なりあうように、前記照明光学系の光路が設定されていることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡。
 前記結像光学系の前記第1光路のうち前記試料側の光路の一部と、前記照明光学系の光路のうち前記試料側の光路の一部が、共通であり、
 かつ前記対物レンズは、前記照明光学系の一部であり、
 更に、前記対物レンズは、前記試料の下側に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の顕微鏡。
 前記結像光学系は、前記第2光路中で前記試料の像を形成し、かつ前記第2光路中の前記試料の像が形成される位置に焦点板を配置可能としたことを特徴とする請求項1または2に記載の顕微鏡。
 前記第2光路と平行な前記照明光学系の光路に、前記照明光学系の光束を制限する絞りが設けられており、かつ前記第2光路に前記試料の像を形成するリレー光学系を前記結像光学系に設け、前記試料の像が形成される位置に焦点板が配置可能としたことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の顕微鏡。
 照明用の光源からの光束を案内し、試料を照明する照明用光学系と、
 対物レンズを介して前記試料の像を観察できるように、前記試料からの光を接眼レンズに案内する結像光学系とを有する顕微鏡において、
 前記顕微鏡を上面から見た場合の前記接眼光学系の光路と平行な方向を縦方向としたとき、前記照明用光学系は、少なくともその一部に、前記光源からの光束を横方向に案内する光路を有し、その横方向の光路内に、前記光源からの光束を絞る絞り部材が配置されている顕微鏡。
 前記顕微鏡を上面から見た場合、前記照明用光学系の最も前記光源に近い領域の光路は、前記接眼光学系の光路とほぼ平行であり、
 前記照明用光学系は、前記光源からの光束を前記横方向の光路に向けて偏向する偏向部材を有する請求項6に記載の顕微鏡。
 前記照明用光学系は、前記光源からの光束を集光して光源像を形成するリレー光学系を有し、
 前記偏向部材は、前記リレー光学系からの光束を前記絞り部材に向けて偏向する請求項7に記載の顕微鏡。
 前記絞り部材は視野絞りを含み、
 前記照明用光学系は、前記視野絞りの像を試料面上に投影するために、前記視野絞りの面に前側焦点面が重なるように、前記視野絞りより前記対物レンズ側に配置されたフィールドレンズ群を有し、
 前記フィールドレンズ群の焦点距離をf1、前記フィールドレンズ群の最も前記視野絞りから遠い面と、前記視野絞りの面との光軸に沿った距離をL1とするとき、焦点距離f1と距離L1は、以下の式
 1<L1/f1<1.2
 を満足することを特徴とする請求項7または8に記載の顕微鏡。
 前記絞り部材は前記リレー光学系の前記試料側に配置された開口絞りを含み、
 前記リレー光学系の焦点距離をf2、前記リレー光学系の最も前記開口絞り側の光学部材の面から、前記開口絞り面までの光軸に沿った距離をL2とするとき、焦点距離f2と距離L2は、以下の式
 0.7<L2/f2<1.0
 を満足することを特徴する請求項8または9に記載の顕微鏡。
 前記照明用光学系と前記結像光学系の前記試料側の光路を共通光路とする光束合成部材を有し、前記光束合成部材よりも前記試料側に対物レンズを配置したことを特徴とする請求項6乃至10のいずれかに記載の顕微鏡。
Description:
顕微鏡

 本発明は、顕微鏡に関し、特に、視認性 操作性、作業性が向上した顕微鏡に関する

 従来、倒立顕微鏡の結像光学系には、対 レンズの光軸(以下、対物光軸と称する)と 筒側の結像光路の一部の光軸(以下、鏡筒光 と称する)が存在する。これらの対物光軸と 鏡筒光軸とは、鏡機(以下、適宜本体部と称 る)の中心上であって、接眼レンズの配置側 前側とすると、前後に並列配置されること 多い(例えば特許文献1参照)。

 また、倒立顕微鏡には、照明用の光源が けられており、光源からの照明用光が照明 光学系に案内されて対物レンズを介して試 を照明するタイプのものがある。試料から 光は対物レンズで集光され、結像用光学系 介して接眼レンズまで案内される。ユーザ 接眼レンズを介して試料の像を観察するこ ができる(例えば、特許文献2)。

 照明用の光学系の途中には絞りが配置さ ており、ユーザはその絞りを調節すること 、試料が適切に照明されるように照明状態 調節する。

特開2003-75726号公報

特開2005-234279号公報

 しかしながら、上述した従来の倒立顕微 の配置によれば、対物光軸は必然的に本体 の後方に配置されることになる。また、照 用光学系の途中にある絞りも鏡筒支柱より 後方に配置されている。

 このような従来の倒立顕微鏡では、ユー の視認性、操作性、作業性が良いとは言い かった。例えば、現在如何なる対物レンズ 装着されているのかについて目視すること 困難であった。即ち、対物レンズの視認性 悪かった。

 また例えば、倍率交換時のレボルバの操 、即ち、対物レンズの切替え操作が困難で った。また例えば、試料の交換や位置の変 などの作業性が悪かった。このように、上 から見た場合の照明用光学系の光路を奥行 方向に配置すると、絞りを調節する部材の 置がユーザから遠くなり、ユーザが接眼レ ズを介して試料を観察しながら絞りを調節 る場合の操作性が必ずしも良好ではなかっ 。

 本発明は、このような状況に鑑みてなさ たものであり、倒立顕微鏡の視認性、操作 、作業性の向上を図ることができるように るものである。

 本発明の顕微鏡は、試料からの光を集光 、接眼光学系に導く結像光学系と、前記結 光学系の光路を伝搬した光を観察者に導く 眼光学系とを有した顕微鏡であって、前記 像光学系は、前記試料からの光を集光する 物レンズと、前記対物レンズで集光された を偏向する偏向部材とを有し、更に、前記 像光学系は、前記対物レンズの光軸を含み 前記対物レンズの光軸と平行な方向に形成 れた第1光路と、前記第1光路を伝搬した光 前記偏向部材で偏向することで形成され、 記第1光路とは異なる方向に形成された第2光 路とを少なくとも含み、上方から見たときに 、前記接眼光学系の前記試料からの光の射出 方向とは、略直交する方向に前記第2光路が 成されていることを特徴とする。

 一方、本発明の顕微鏡は照明用の光源か の光束を案内し、試料を照明する照明用光 系と、対物レンズを介して前記試料の像を 察できるように、前記試料からの光を接眼 ンズに案内する結像光学系とを有する顕微 において、前記顕微鏡を上面から見た場合 前記接眼光学系の光路と平行な方向を縦方 としたとき、前記照明用光学系は、少なく もその一部に、前記光源からの光束を横方 に案内する光路を有し、その横方向の光路 に、前記光源からの光束を絞る絞り部材が 置されている顕微鏡である。

 本発明の側面においては、顕微鏡を上面 ら見た場合の接眼光学系の光路と平行な方 を縦方向としたとき、照明用光学系は、少 くともその一部に、光源からの光束を横方 に案内する光路を有し、その横方向の光路 に、照明用光学系の絞りが配置されている

 以上のごとく、本発明によれば、ユーザ 視認性、操作性、作業性が従来に比較して 上する。例えば、対物レンズの視認性の向 、対物レンズの切替えの操作性の向上、試 の交換や位置の変更などの作業性の向上が られる。

本発明の顕微鏡の一実施の形態の構成 示す正面図である。 本発明の顕微鏡の一実施の形態の構成 示す上面図である。 本発明の顕微鏡の一実施の形態の構成 示す側面図である。 本発明の顕微鏡の一実施の形態の照明 光学系と結像光学系の構成を示す斜視図で る。 本発明の顕微鏡の一実施の形態の照明 光学系と結像光学系の各光路の配置関係を す上面図である。 本発明の顕微鏡の一実施の形態の照明 光学系の構成を示す上面図である。 本発明の顕微鏡の一実施の形態の照明 光学系の光路P17に対する配置関係を示す上 図である。 本発明の顕微鏡の一実施の形態の照明 光学系の構成を示す上面図である。 光線追跡のためのフィールドレンズ群 視野絞りの構成を示す上面図である。 本発明の顕微鏡の一実施の形態の照明 用光学系の構成を示す上面図である。 光線追跡のためのフィールドレンズ群 と視野絞りの構成を示す上面図である。 本発明の顕微鏡の一実施の形態の照明 用光学系の構成を示す上面図である。 本発明の顕微鏡の一実施の形態の照明 用光学系の構成を示す上面図である。 光線追跡のためのフィールドレンズ群 と視野絞りの構成を示す上面図である。

符号の説明

 51 顕微鏡、 61 本体、 64,65 ステージ、  71,72 焦準ハンドル、 73,74 調節部材、 76  接眼レンズ、 81 収容部、 90 試料、 120  物レンズ、 111 光源、 112 コレクタレンズ 、 113 リレー光学系、 114 ミラー、 115 開 口絞り、 116 視野絞り、 117 絞り部材、 11 8 フィールドレンズ群、 119 ハーフミラー

 以下、図面を参照して、本発明の実施の 態について説明する。

 図1乃至図3は、本発明を適用した顕微鏡 一実施の形態の構成を表している。顕微鏡51 の本体61の右側上方には、レボルバ62が回転 在に配置されている。このレボルバ62にはい くつかの対物レンズが着脱自在とされており 、ユーザは必要に応じてレボルバ62を回転し 装着された対物レンズのうち所望の1つの対 物レンズを予め定められた所定の位置に配置 することで、使用する対物レンズを選択する ことができる。図1には、対物レンズ120が1個 け装着されている状態が示されている。

 レボルバ62の上方には、本体61に対して水 平に固定板63が取り付けられている。ステー 64、65は、固定板63に対して、それぞれX軸方 向(図2において左右方向)とY軸方向(図2におい て上下方向)に沿って移動自在に配置されて る。レボルバ62の右側に下方に伸びるように 配置された調節軸68には、その下方に、調節 材69と調節部材70が回転自在に取り付けられ ている。ユーザが調節部材69または調節部材7 0を時計方向または反時計方向に回転すると ステージ64またはステージ65が、X軸方向また はY軸方向に沿ってそれぞれ移動される。

 ステージ64には試料ホルダ66が着脱自在に 配置されている。ユーザは観察する試料90に じて複数の試料ホルダ66の中から所定のも を選択し、ステージ64上に装着し、その上に 試料90を載置する。試料ホルダ66の中央には 67が形成されており、対物レンズ120からの光 束が、この孔67を介して試料90に照射される 従って、ユーザは調節部材69と調節部材70を 転調節することにより、ステージ64上に配 された試料90の水平面内(xy平面内)の所定の 置を観察することができる。

 本体61の右側面には焦準ハンドル71が、左 側面には焦準ハンドル71’と、焦準ハンドル7 2が、それぞれ回転自在に取り付けられてい 。ユーザは焦準ハンドル71又は焦準ハンドル 71’を回転調整することで、対物レンズ120が 着されたレボルバ62を試料90に対して微動で 近づけたり、遠ざけたりするので、対物レン ズ120によるフォーカス状態を微調整すること ができ、焦準ハンドル72を回転調整すること 、レボルバ62を試料90に対して粗動で近づけ たり遠ざけたりするので、フォーカスを粗調 整および微調整することができる。

 本体61の正面であって、接眼レンズ76の右 斜め下方には、開口絞り調節用の調節部材73 視野絞り調節用の調節部材74とからなる調 部材75が回転自在に取り付けられている。ユ ーザは、調節部材75(開口絞り調節用の調節部 材73または視野絞り調節用の調節部材74)を回 調節することで、後述する絞り部材117(開口 絞り115または視野絞り116)の開き具合を調節 ることができる。また、試料90の像と重ねて 見たいスケールが記された焦点板103を挿脱可 能とする焦点板装着部も本体61の正面に備え いる。

 本体61の左側上方には、接眼レンズ76が配 置されている。接眼レンズ76は、ステージ64 りも上方に配置されている。ユーザは接眼 ンズ76を介して試料90の像を観察することが きる。また、接眼レンズ76から視線を外せ 、肉眼で試料90を確認することができる。な お、この接眼レンズ76は一つまたは複数のレ ズから構成された接眼光学系であってもよ 。

 本体61の左側面の後方には、図8を参照し 後述するフィルタ151や偏光素子などの光学 材を光路中に配置したり、それを交換する き操作される操作部91が設けられている。

 本体61の背面の左側後方には収容部81が配 置されている。収容部81には、図4を参照して 後述する照明用の光源111が内部に収容されて いる。収容部81の側面には、光源111で発生さ た熱を逃がすための放熱用のフィン81Aが形 されている。収容部81は光源111から発生す 熱が試料90に影響しないように、また接眼レ ンズ76を覗くユーザに不快感を与えないよう 、ステージ64の試料ホルダ66の取り付け位置 、並びに接眼レンズ76からの距離が長くなる 置に配置されている。

 図4は本体61の内部の光学系の構成を表し いる。この光学系は照明用の光源111からの 束を案内し、対物レンズ120を介して試料を 明する照明用光学系101と、対物レンズ120を して試料90の像を観察できるように、試料 らの反射光を接眼レンズ76に案内する結像光 学系102とにより構成されている。

 照明用光学系101において、ハロゲンラン などよりなる光源111は照明用の光束を射出 る。照明用の光束は光路P11の方向に配列さ たコレクタレンズ112、リレー光学系113及び ラー114の順に進行する。コレクタレンズ112 光源111からの発散光をほぼ平行光に変換す 。リレー光学系113は光源111の像である光源 を開口絞り115の位置に形成する。ミラー114 この光源像とリレー光学系113の間に配置さ 、光源111からほぼ水平にユーザの方向(上面 から見て接眼レンズ76の方向)に向かう光路P11 を進行した光束を、右方向に偏向し、光路P12 の光束とする。すなわち、顕微鏡を上面から 見た場合の図2において、紙面と平行に下方 に向かう光源111の直近の光路P11と平行な方 を縦方向とするとき、その光路は横方向の 路P12に偏向される。

 光路P12には、開口絞り115、視野絞り116及 フィールドレンズ群118及びハーフミラー119 順次配置されている。開口絞り115は、光路P 12内の、コレクタレンズ112およびリレー光学 113による光源111の像が形成される位置に配 される。光源111の位置をコレクタレンズ112 前側焦点面近傍とするとき、視野絞り116は 路P12内の、コレクタレンズ112の後ろ側焦点 と略共役な関係であり、リレー光学系113に りコレクタレンズ112の後ろ側焦点面の像が 成される位置の近傍に配置される。フィー ドレンズ群118は、視野絞り116の像を試料90 観察面上に投影するために、その前側焦点 が視野絞り116に重なるように配置される。

 光束合成部材としてのハーフミラー119は フィールドレンズ群118からの照明用の光束 光路P12を、垂直方向(図1において上方向)に 向し、対物レンズ120に向かう光路P13とする この光路P13は対物レンズ120の光軸を中心と た光路となっており、ハーフミラー119によ 、照明用の光路P13の光軸が対物レンズ120に る観察用の光路P14の光軸と一致される。光 P13に偏向された光束は、対物レンズ120の瞳 位置で光源111の像を形成し、対物レンズ120 より略平行光となって、例えば金属などよ なる試料90を照明する。

 結像光学系102において、試料90で反射ま は散乱された光を観察用の光束とするため 、対物レンズ120により集光され、試料90の各 点からの光束が対物レンズ120により平行光束 となって、試料90の載置面から垂直下方向を 向する対物レンズ120の直近の光路P14の光束 なる。この光束はハーフミラー119を透過す ことで照明用の光束と分離される。すなわ ハーフミラー119と対物レンズ120は、照明用 学系101と結像光学系102の両方の機能を有し おり、光路P13は照明用光学系101と結像光学 102の共通光路となる。光路P14に配置された 2対物レンズ131はハーフミラー119を透過した 光束を集束し、試料90の像90Iを形成する。こ 位置に前述の試料90の像と重ねて見たいス ールなどを記した焦点板103が交換可能に装 される。

 ミラー132は、ほぼ垂直な光路P14をほぼ水 に、図1と図4において左方向に偏向し、光 P15とする。従って、光路P15は光路P12とほぼ 行であり、図2に示されるように、上面から たときその光路は同じ1本の直線上に位置す る。

 光路P15では、第2対物レンズ131によって形 成された試料の中間像である1次像が形成さ 、そして中間像を形成した光束はリレーレ ズ133を介してミラー134に入射され、ミラー13 4によりほぼ垂直上方向に偏向され、光路P16 進行する。リレーレンズ133とリレーレンズ13 5は、1次像を接眼レンズ76の光軸へ導くため 結像光をリレーする。ミラー134からの光束 、光路P15内に配置されたリレーレンズ133と もにリレー光学系を構成する光路P16内に配 されたリレーレンズ135でリレーされ、光路P1 6内の結像レンズ136に入射する。結像レンズ13 6より射出された光束は、プリズム137により 射されるとともに、図示していない光路分 光学素子により2つの光路に分割され、光路P 17に沿って接眼レンズ76に入射される。従っ 、ユーザはその眼140により接眼レンズ76を介 して試料90の拡大された画像を観察すること できる。

 なお、図4で示されているようにミラーで 構成されている偏向光学素子は、ミラー以外 にもプリズム等で構成してもよい。また、プ リズム137は、俯視プリズムやダハプリズム等 で構成してもよく、ミラーで偏向しているも のでも良い。

 図5は、上面から見た照明用光学系101と結 像光学系102の光路の関係を表している。照明 用の光路P11と接眼レンズ76の光路P17は、顕微 51の奥行き方向(図2の上下方向、図3の左右 向)とほぼ平行な光路であり、光源111から接 レンズ76(ユーザの眼140)に向かう方向の光路 である。したがって、光源111は観察者に対し て、十分遠ざかる位置に配置可能な配置構成 となる。また、光路P12と光路P15は、光路P11、 従って光路P17とほぼ垂直な光路である。その ため、ステージがユーザに対して左右の方向 に配置されているので、接眼レンズ76を覗き がら、ステージ64上に配置された試料90に手 が届き易い。

 なお、接眼レンズ76がその光軸方向を光 P16を基準に回動変更できる場合には、少な とも光路P17が、照明用光学系101の光路P12ま は結像光学系102の光路P15に対して、顕微鏡51 を上面から見て縦・横の関係を有する状態に することができるものが、本発明に該当する 。また、本顕微鏡51は照明用光学系101及び結 光学系102の最も試料側に近い光路P13が共通 路にして落射照明が可能となっている。そ ため、重い試料をステージに置くことが容 な倒立型顕微鏡に最適でかつ顕微観察中に 易に手が試料に届きやすくなっている。

 図6は、照明用光学系101の光路内に配置さ れた光学部材の位置関係の詳細を表している 。光源111と開口絞り115が共役であり、さらに 図4の対物レンズ120の後ろ側焦点面が略共役 ある。光源111から光軸と平行に発した光が レクタレンズ112により集束するコレクタレ ズ112の焦点面F112と、視野絞り116が略共役で る。また、焦点面F112と視野絞り116を通る光 束は、フィールドレンズ群118により平行光に 変換されるため、対物レンズ120により試料90 観察面とも共役になる。

 このように、本実施の形態においては、 眼レンズの光路P17と平行な光路P11の方向(図 6の上下方向)、すなわちユーザが顕微鏡51を 用するとき、ユーザが向く方向を縦方向と たとき、偏向部材としてのミラー114により 源111からの光束が横方向、すなわちユーザ ら見て左右方向に偏向される。そして、開 絞り115と視野絞り116よりなる絞り部材とし の絞り部材117が横方向の光路P12内に配置さ る。公知の構造で絞り部材117を調節する調 部材75は、絞り部材117の近傍に配置される。 従って、絞り部材117を調節する調節部材75(開 口絞り調節用の調節部材73と視野絞り調節用 調節部材74)を、本体61の正面(すなわち、ほ 直方体形状の本体61の4つの側面のうちの、 眼レンズ76に最も近い面)に配置することが き、接眼レンズ76に対して眼140を近接させ がら作業をするユーザの調節部材の操作が 易となる。

 また、光路P12を横方向に配置したので、 路P12を光源111の直近の光路P11と同じ1本の直 線上に縦方向に配置するようにした場合に比 べて、奥行き方向の長さを短くすることがで き、操作部91の位置を接眼レンズ76に近い位 に配置することができる。従って、ユーザ フィルタの交換などの作業を容易に操作す ことが可能となる。

 また、照明用光学系では、開口絞り115、 野絞り116及びフィルタ151などの配置可能位 を構成するために、照明用光源の直後に配 されるコレクタレンズ112とリレー光学系113 フィールドレンズ群118が組み合わされる。 般的に、通常市販されているような寸法を する光源からの光を効率よく対物レンズ120 導き、試料90を照明するために、コレクタ ンズでは40乃至50mm、リレーレンズ光学系で 100乃至250mm、フィールドレンズ群では80乃至1 20mmの光路長が必要となる。したがって、光 の長さは約220mm乃至420mmが必要となる。この うな長い光路長を確保するために従来の装 ではある方向の寸法を非常に長く取る必要 あったが、本発明では操作性を向上させつ 、どの方向の寸法もコンパクトにすること できている。

 なお、上面から見た場合の接眼レンズ76 直近の光路P17(光路P17と平行な光源111の直近 光路P11)と光路P12の角度、すなわち接眼レン ズ76の直近の光路P17の方向を縦方向とする場 における横方向の角度は、必ずしも正確に 直である必要はなく、開口絞り115や視野絞 116を調節するための調節部材75を本体61の正 面に配置することができる角度であれば、若 干鈍角あるいは鋭角な角度とすることができ る。

 また、図7に示すように、照明用光学系101 において、ミラー114を省略し、光源111、コレ クタレンズ112、リレー光学系113からなる光路 P11を、光路P12と平行にし、すなわち、照明用 光学系101の光路を1本の直線状にして、接眼 ンズ76の光路P17の縦方向に対して全体を横方 向(左右方向)に配置するようにしてもよい。 かしながら、照明用光学系101の光路を一本 直線状にした場合、光源111の収容部81が観 者から近くなる。そのため、光源111の収容 81に誤って触れてしまい、ユーザに不快感を 与える可能性が高くなるので、本実施の形態 のように光路P11と光路P12の方向を変えるよう にすることが好ましい。

 開口絞り115と視野絞り116を共に光路P12上に 置するためには、視野絞り116を対物レンズ1 20の光路P13に近付ける必要がある。本発明者 、そのために、フィールドレンズ群118の焦 距離f1、並びにフィールドレンズ群118の視 絞り116から最も離れた面と、視野絞り116の との光軸に沿った距離L1を、次の式(1)の関係 を満たすようにした。
  1<L1/f1<1.2     (1)

 L1/f1の値が下限値より小さくなると、す わち1以下になると、フィールドレンズ群118 強いテレフォト比をかけることになり、収 、特に像面湾曲が補正しきれなくなる。具 的には、像面湾曲はペッツバール和で評価 ることができるが、目安としてこの値が±0. 015を超えると、平らな試料を観察するとき、 中央と端とでピントが異なる状態を目視で認 識できるようになってしまう。L1/f1の値が下 値より小さくなると、ペッツバール和の値 ±0.015の範囲内に抑えることが困難になる。 フィールドレンズ群118に、照明光が進む方向 とは逆に、ハーフミラー119の方向から平行光 を入射して光線追跡を行うと、その平行光は 視野絞り116の面に結像する。その場合におい て、ペッツバール和の値が大きいと像面湾曲 が発生するため、観察時に視野絞り116の像を 試料90の面に重ねたとき、視野絞り116の開口 によってピントの合う面がずれていく現象 起き、操作性が悪化する。

 また、L1/f1の値が上限値より大きくなる 、すなわち1.2以上になると、視野絞り116と ィールドレンズ群118の間の光路長が長くな 、小型化に不利となる。その結果、顕微鏡 体の各部の配置の変更を余儀なくされたり 開口絞り115と視野絞り116を共に光路P12上に 置することが困難になり、操作部91が、観察 者から遠くなり、操作性が悪化する。従って 、L1/f1の値が式(1)の関係を満足するようにす のが好ましい。

 さらに縦方向(奥行き方向)に配置した光路P1 1に対して、光路P12を横方向に配置するため は、リレー光学系113と開口絞り115の間に偏 部材としてのミラー114を配置する必要があ 。そのために、本発明者は、リレー光学系11 3の焦点距離f2と、リレー光学系113の最も開口 絞り115に近い光学部材の面から、開口絞り115 の面までの光軸に沿った距離L2に、次の式(2) 関係を満足させればよいことがわかった。
  0.70<L2/f2<1.0   (2)

 リレー光学系113の後ろ側焦点の位置に開 絞り115が配置されるため、リレー光学系113 開口絞り115の間にミラー114を配置するには リレー光学系113の最も開口絞り115側の面と 点面までの距離、すなわちバックフォーカ を十分長くする必要がある。L2/f2の値が下 値を超えると、すなわち0.70以下になると、 ラー114を挿入する空間が狭くなる。このた ミラー114の有効径を小さくする必要が生じ その結果、照明のNAが小さくなってしまう これに対して、L2/f2の値が上限値を超えると 、すなわち1.0以上になると、必要な照明NAを たすための光束の径が大きくなり過ぎ、リ ー光学系113の口径が大きくなってしまう。 って、L2/f2の値が式(2)の関係を満足するよ にするのが好ましい。

 図8は式(1)のL1=54.7mm、f1=50mm、従って、L1/f1 =1.09とし、式(2)のL2=56.4mm、f2=67.7mm、従って、L 2/f2=0.83とした場合の照明用光学系101の構成を 表している。この場合のペッツバール和の値 は0.014である。なお、図8においてはコレクタ レンズ112とリレー光学系113の間にフィルタ151 が配置されている他、開口絞り115の直前に光 を拡散する拡散板152が配置されている。また 、距離L2は、リレー光学系113の最もミラー114 近い面とミラー114の光路中心に沿った距離L 21と、ミラー114と開口絞り115の光路中心に沿 た距離L22の和である。

 図9は、図8のフィールドレンズ群118に対 て、照明光が進む方向とは逆に、ハーフミ ー119の方向から平行光を入射して行った光 追跡を説明する図である。フィールドレン 群118を構成する2つのレンズのうち、面s16を する視野絞り116から遠いレンズは、視野絞 116から遠い方の面s11と近い方の面s12とを有 ている。視野絞り116に近い方のレンズは、 野絞り116から遠い方の面s13、中間の面s14、 よび近い方の面s15を有している。

 表1は、図9のフィールドレンズ群118の光 追跡の結果を表している。面s11乃至s16の曲 半径は、それぞれ60.000mm、-60.000mm、35.000mm、- 40.000mm、75.521mm、0.000mm、とされている。

 面s11と隣接する面s12との間隔は6mm、面s12 隣接する面s13との間隔は0.5mm、面s13と隣接 る面s14との間隔は7.5mm、面s14と隣接する面s15 との間隔は1.5mm、面s15と隣接する面s16との間 は39.2mmとされている。

 d線(Naランプを光源とした場合の輝線)の 折率ndは、面s11と面s13では1.49782、面s14では1. 65412とされている。アッベ数νdは、面s11と面s 13では82.52、面s14では39.7とされている。

 また、図8のリレー光学系113のレンズデー タを表2に示した。なお、開口絞り115に近い から光源111に向かって、面番号を付してい 。リレー光学系113を構成する2つのレンズの ち、開口絞り115から遠いレンズは、開口絞 115から遠い面s45、中間面s44、および近いほ の面s43を有している。開口絞り115から近い ンズは、開口絞り115から遠い面s42と、近い s41を有している。

 表2は、図8のリレー光学系113の光線追跡 結果を表している。曲率半径と面間隔はい れもミリメートル単位である。また、ndはd の波長における屈折率を表し、νdはd線を中 波長にしたときのアッベ数を示している。

 また、リレー光学系113の最もミラー114に い面とミラー114の光路中心に沿った距離L21 、26.4mmで、ミラー114と開口絞り115の光路中 に沿った距離L22は30.0mmであった。

 図10は式(1)のL1=57.9mm、f1=50mm、従って、L1/f 1=1.16とし、式(2)のL2=54.7mm、f2=69.7mm、従って、 L2/f2=0.78とした場合の照明用光学系101の構成 表している。この場合のペッツバール和の は0.009である。

 図11は、図10のフィールドレンズ群118に対 して行った光線追跡を説明する図である。フ ィールドレンズ群118を構成する2つのレンズ うち、面s27を有する視野絞り116から遠いレ ズは、視野絞り116から遠い方の面s21、中間 面s22、および近い方の面s23を有している。 野絞り116に近いレンズは、視野絞り116から い方の面s24、中間の面s25、および近い方の s26を有している。

 表3は、図11のフィールドレンズ群118の光 追跡の結果を表している。面s21乃至面s27の 率半径はそれぞれ、34.800mm、-32.300mm、-64.922m m、23.120mm、-33.500mm、26.450mm、0.000mmである。

 面s21と隣接する面s22との間隔は10mm、面s22 と隣接する面s23との間隔は5.0mm、面s23と隣接 る面s24との間隔は7.7mm、面s24と隣接する面s2 5との間隔は12.0mm、面s25と隣接する面s26との 隔は5mm、面s26と隣接する面s27との間隔は18.2m mとされている。

 d線の屈折率ndは、面s21と面s24では1.49782、 面s22では1.65412、面s25では1.7725とされている アッベ数νdは、面s21と面s24では82.52、面s22で は39.7、面s25では49.61とされている。

 また、図10のリレー光学系113のレンズデ タを表4に示した。なお、開口絞り115に近い から光源111に向かって、面番号を付してい 。リレー光学系113を構成する4つのレンズの うち、開口絞り115から最も遠いレンズは、開 口絞り115から遠い面s58、および近い面s57を有 している。次いで開口絞り115から遠いレンズ は、開口絞り115から遠い面s56、および近い面 s55を有している。次いで、開口絞り115から2 目に近いレンズは、開口絞り115から遠い面s5 4、及び近い面s53を有している。開口絞り115 ら最も近いレンズは、開口絞り115から遠い s52と、近い面s51を有している。

 表4は、図10のリレー光学系113の光線追跡 結果を表している。曲率半径と面間隔はい れもミリメートル単位である。また、ndはd の波長における屈折率を表し、νdはd線を中 心波長にしたときのアッベ数を示している。

 また、リレー光学系113の最もミラー114に い面とミラー114の光路中心に沿った距離L21 、25.0mmで、ミラー114と開口絞り115の光路中 に沿った距離L22は29.7mmであった。

 図10におけるリレー光学系113を、図12に示 されるように、前段の光学系113Aと後段の光 系113Bとに分割し、前段の光学系113Aと後段の 光学系113Bの間にミラー114を配置することも きる。ただし、図10に示されるように構成し た方が、試料90と接眼レンズ76を近づけるこ ができ、全体をコンパクトにすることがで る。

 図13は式(1)のL1=65.8mm、f1=60mm、従って、L1/f 1=1.10とし、式(2)のL2=50.0mm、f2=67.7mm、従って、 L2/f2=0.74とした場合の照明用光学系101の構成 表している。この場合のペッツバール和の は0.012である。なお、図13においては、図8の 場合と同様に、コレクタレンズ112とリレー光 学系113の間にフィルタ151が配置されている他 、開口絞り115の直前に、光を拡散する拡散板 152が配置されている。

 図14は、図13のフィールドレンズ群118に対 して行った光線追跡を説明する図である。フ ィールドレンズ群118を構成する2つのレンズ うち、面s36を有する視野絞り116から遠いレ ズは、視野絞り116に遠い方の面s31と近い方 面s32を有している。視野絞り116に近いレン は、視野絞り116から遠い方の面s33、中間の s34、および近い方の面s35を有している。

 表5は、図14のフィールドレンズ群118の光 追跡の結果を表している。面s31乃至面s36の 率半径はそれぞれ、71.000mm、-71.000mm、59.000mm 、-41.500mm、263.308mm、0.000mmとされている。

 面s31と隣接する面s32との間隔は6mm、面s32 隣接する面s33との間隔は0.5mm、面s33と隣接 る面s34との間隔は7.5mm、面s34と隣接する面s35 との間隔は1.5mm、面s35と隣接する面s36との間 は50.3mmとされている。

 d線の屈折率ndは、面s31と面s33では1.49782、 面s34では1.654115とされている。アッベ数νdは 面s31と面s33では82.52、面s34では39.7である。

 また、図13のリレー光学系113のレンズデ タを表6に示した。なお、開口絞り115に近い から光源111に向かって、面番号を付してい 。リレー光学系113を構成する2つのレンズの うち、開口絞り115から遠いレンズは、開口絞 り115から遠い面s65、中間面s64および近い面s63 を有している。開口絞り115から近いレンズは 、開口絞り115から遠い面s62と、近い面s61を有 している。

 表6は、図13のリレー光学系113の光線追跡 結果を表している。曲率半径と面間隔はい れもミリメートル単位である。また、ndはd の波長における屈折率を表し、νdはd線を中 心波長にしたときのアッベ数を示している。

 また、リレー光学系113の最もミラー114に い面とミラー114の光路中心に沿った距離L21 、20.0mmで、ミラー114と開口絞り115の光路中 に沿った距離L22は30.0mmであった。

 図13の構成は図8と図10の構成に比べて、 レー光学系113とミラー114の距離をより短く ることができる。リレー光学系113とミラー11 4の距離をより短くすることは、式(2)におけ L2/f2の値を小さくすることを意味する。リレ ー光学系113をミラー114に近づけると、リレー 光学系113から射出されて開口絞り115に向かう 集束光の径を小さくすることができるので、 リレー光学系113の径とミラー114の径を小さく することができる。

 ただし、径を小さくし過ぎて式(2)の下限 を超えると、リレー光学系113とミラー114が 触してしまうので、それを避けて径を小さ すると、必要な光束径を確保することがで ず、照明のNAが小さくなってしまうのは上 した通りである。

 また、本発明の実施の形態における顕微 51では、光路P15と接眼レンズ76を通る光路P17 とが、上方から見たときに、互いにほぼ直交 するように、各光路が設定されている。した がって、接眼レンズ76から観察者への試料か の光の射出方向と結像光学系102の光路の一 が略直交している。

 これにより、ユーザの目に対して右側に 対物レンズ120、レボルバ62、試料90などが位 置するようになる。よって、顕微鏡51を使用 るユーザは、上体を動かしたりすることな 、調節部材75や操作部材91以外にも合焦操作 や観察位置調整操作などの操作が容易となり 、また直接目視による確認が可能となる。

 具体的には例えば、対物レンズ120の視認 の向上が図られる。また、対物レンズ120の 替えの操作性の向上、即ち、倍率切り替え ためのレボルバ62へのアクセス性の向上が られる。また、試料90の交換や位置の変更な どの作業性の向上が図られる。また、焦点板 103の着脱が容易となる。また、光路中への光 学部材の着脱が本体部21の前面でできるので 観察時から交換時に移る際に、上体の動き 必要としない。それゆえ、作業性の向上が られる。

 更に、光路P15のように、一旦、接眼レン 76の射出光軸に対して、横方向に向かう光 を結像光学系中に形成することで、結像光 系の光路を長くすることができる。それ故 焦点距離がある程度必要となる場合であっ も、十分対応できる長さを確保できる。

 また、光路P15に中間像90Iを形成するよう したので、焦点板103の光路中への挿板を装 前面で行える。これにより、結像光学系に する操作性が大幅に向上する。

 更に、光路P16における距離を光路P13と光 P14の総和の距離よりも長く設定している。 れにより接眼レンズ76の位置をステージ64よ りも高くすることができ、接眼レンズ76から 線を外せば、ステージ64に載置された試料90 を容易に上方から俯瞰することができ、観察 時の姿勢を崩さずに試料90の配置位置の微調 を目視で容易に確認することができる。

 なお、対物レンズ120等はユーザの目に対 て右側だけでなく、左側に配置したもので っても、本発明を適用することにより同等 視認性、操作性、作業性が得られる。

 換言すると、光路P13および光路P14は、光 P16の光軸に対して、右側に並列配列されて る。しかしながら、光路P13および光路P14は 光路P16に対して左側に並列配列される構成 もよい。この場合は、図1において、配置が 光路P16の中心を示す一点鎖線を軸に、各部材 やレンズが反転した配置となる。

 また、照明用光学系101の光路の一部であ 光路P12に、図1の開口絞り115や視野絞り116の 他にも、特殊観察時における図示せぬ各種フ ィルタ類(偏光板、蛍光フィルタ等)等の各種 学素子を、本体部21の前面側に配置するこ ができるようになる。また、結像光学系102 光路P14にも装置前面から各種フィルタ類を 脱可能にすることもできる。その結果、各 光学素子に対する操作性が向上する。

 さらに、結像光学系102の光路P15と、照明 光学系101の光路P12とについては、図2の上面 (上方)から垂直下方向に見たとき、即ち、光 P15と光路P12との垂直方向となる図2に示され るように上面から見たとき、その光路は同じ 1本の直線上に重なり合うように設定されて る。

 これにより、対物レンズ120の光軸方向か 見て、一方向だけ光路のスペースを取れば いことになる。その結果、ステージ64、65の 周辺の省スペース化、即ち、図2における本 部61の横方向の小型化を図ることができる。

 なお、上述した視認性、操作性、作業性 改善の効果、および、本体部61の横方向の 型化を図る効果を奏するための光学系の配 は、図1乃至図4の例に限定されず、次のよう な配置であれば足りる。即ち、照明光学系の 光路の一部と、結像光学系の光路のうちの、 上方から見たときに、接眼レンズ76からユー への試料からの光の射出方向とは、略直交 る方向に形成される光路(以下第2光路と称 る)があり、かつ、照明光学系の光路の一部 も第2光路とほぼ平行となる光路を有し、そ の光路と第2光路とのそれぞれに対して垂直 向となる所定方向から見たときに、照明光 系の光路の一部と第2光路の少なくとも一部 重なりあうように、照明光学系の光路が設 されている構成であれば、上述の効果を奏 ることが可能になる。

 なお、本発明の実施の形態は、上述した 施の形態に限定されるものではなく、本発 の要旨を逸脱しない範囲において種々の変 が可能である。

 以上のように、本発明は顕微鏡、特に倒 型顕微鏡は、各種工業用の検査機器や微小 構造を観察する観察機器として有用であり 操作性及び省スペース化が要求されるもの 適している。