JP2000292707A - 顕微鏡光学系 - Google Patents
顕微鏡光学系Info
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- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 23
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 19
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 18
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 abstract 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
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- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 照明系の周辺光量不足による観察視野の明る
さの不均一をなくすようにした顕微鏡光学系を提供す
る。 【解決手段】 この顕微鏡光学系においては、対物レン
ズ３の結像位置の近傍に、中心から半径方向に透過率が
高くなる光量減衰フィルタ５が光軸に直交するように配
置されている。
さの不均一をなくすようにした顕微鏡光学系を提供す
る。 【解決手段】 この顕微鏡光学系においては、対物レン
ズ３の結像位置の近傍に、中心から半径方向に透過率が
高くなる光量減衰フィルタ５が光軸に直交するように配
置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡光学系に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、顕微鏡においては、視野の周辺光
量不足を目立たなくするために、均一且つ広い照明視野
を実現しようとした照明光学系やコンデンサ光学系が提
案されている（特開平９−３３８２０号、特開平８−１
０１３４４号公報参照）。また、照明系の周面光量不足
を補正するためにレンズ表面に光吸収膜を付けたもの
（特開昭５４−６６１５５号参照）が提案されている。
量不足を目立たなくするために、均一且つ広い照明視野
を実現しようとした照明光学系やコンデンサ光学系が提
案されている（特開平９−３３８２０号、特開平８−１
０１３４４号公報参照）。また、照明系の周面光量不足
を補正するためにレンズ表面に光吸収膜を付けたもの
（特開昭５４−６６１５５号参照）が提案されている。
【０００３】また、一般に超広角のカメラレンズにおい
ては、周辺光量の不足を目立たなくするため、レンズの
前面に、中心付近の透過率が最も低く中心から半径方向
に透過率が連続的に高くなる光量減衰フィルタを設けた
ものが知られている。
ては、周辺光量の不足を目立たなくするため、レンズの
前面に、中心付近の透過率が最も低く中心から半径方向
に透過率が連続的に高くなる光量減衰フィルタを設けた
ものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
照明光学系やコンデンサ光学系を用いるものは、レンズ
設計が難しく、またレンズ構成が複雑になるという問題
がある。また、レンズ表面に光吸収膜を付けるものや液
晶板を用いるものでは、全体的に光量ロスがあるばかり
かコスト的にも不利であるという問題点がある。
照明光学系やコンデンサ光学系を用いるものは、レンズ
設計が難しく、またレンズ構成が複雑になるという問題
がある。また、レンズ表面に光吸収膜を付けるものや液
晶板を用いるものでは、全体的に光量ロスがあるばかり
かコスト的にも不利であるという問題点がある。
【０００５】また、カメラの超広角レンズや複写機のレ
ンズは画角が非常に大きいので、投影レンズの傍らに中
心部の透過率が低いフィルタや光吸収膜を配置すること
により、像の中心部と周辺部の明るさを独立に修正する
ことが出来るが、顕微鏡では、画角が非常に小さく対物
レンズの近傍では瞳に近いため像の中心部と周辺部の光
束が大部分重なるので、同様のフィルタや光吸収膜を対
物レンズの近傍に置いても、像の中心部と周辺部の明る
さを独立に修正することは出来ない。
ンズは画角が非常に大きいので、投影レンズの傍らに中
心部の透過率が低いフィルタや光吸収膜を配置すること
により、像の中心部と周辺部の明るさを独立に修正する
ことが出来るが、顕微鏡では、画角が非常に小さく対物
レンズの近傍では瞳に近いため像の中心部と周辺部の光
束が大部分重なるので、同様のフィルタや光吸収膜を対
物レンズの近傍に置いても、像の中心部と周辺部の明る
さを独立に修正することは出来ない。
【０００６】元来、周辺光量不足の原因は次のように分
類することが出来る。即ち、１）対物レンズ、接眼レン
ズ等ではｃｏｓ４乗則によるもの、及び軸外光線のビネ
ッティング（口径触）によるもの、２）照明系のｃｏｓ
４乗則によるもの、及び軸外従属光線のビネッティング
によるもの、３）照明系の光源の面積が不足することに
より原理的に広い照明範囲を得ることが出来ないことに
よるもの、である。上記１）については顕微鏡では像側
の画角が高々１０度未満でありｃｏｓ４乗則による減光
は少なく、また軸外従属光線のビネッティングも設計的
に回避されており事実上問題ない。上記２）についても
１）程でもないが設計的に回避されている。上記３）が
最も大きい原因である。
類することが出来る。即ち、１）対物レンズ、接眼レン
ズ等ではｃｏｓ４乗則によるもの、及び軸外光線のビネ
ッティング（口径触）によるもの、２）照明系のｃｏｓ
４乗則によるもの、及び軸外従属光線のビネッティング
によるもの、３）照明系の光源の面積が不足することに
より原理的に広い照明範囲を得ることが出来ないことに
よるもの、である。上記１）については顕微鏡では像側
の画角が高々１０度未満でありｃｏｓ４乗則による減光
は少なく、また軸外従属光線のビネッティングも設計的
に回避されており事実上問題ない。上記２）についても
１）程でもないが設計的に回避されている。上記３）が
最も大きい原因である。
【０００７】光源には通常フィラメントが使われるが、
これは光源面積が小さいので、顕微鏡では、ラグランジ
エヘルムホルツの法則から大きなＮＡ（乾燥系で０．９
５）や低倍率の対物レンズの広い視野（直径２０mm以
上）を照明することは困難なことが知られている。これ
を補うため、通常は照明系に光拡散板を入れて光源の面
積を疑似的に広げるようにしているが、十分ではない。
従って、結果的に低倍の対物レンズを使用する場合は、
像の周辺光量が不足する。そのため、従来から照明系に
種々の工夫がなされている（特開平９−３３８２０号、
特開平８−１０１３４４号公報参照）が、実際上有効で
はない。
これは光源面積が小さいので、顕微鏡では、ラグランジ
エヘルムホルツの法則から大きなＮＡ（乾燥系で０．９
５）や低倍率の対物レンズの広い視野（直径２０mm以
上）を照明することは困難なことが知られている。これ
を補うため、通常は照明系に光拡散板を入れて光源の面
積を疑似的に広げるようにしているが、十分ではない。
従って、結果的に低倍の対物レンズを使用する場合は、
像の周辺光量が不足する。そのため、従来から照明系に
種々の工夫がなされている（特開平９−３３８２０号、
特開平８−１０１３４４号公報参照）が、実際上有効で
はない。
【０００８】本発明は、上記の如き従来の技術の問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、照明系の周辺光量不足による観察視野の明るさの不
均一をなくすようにした顕微鏡を提供しょうとするもの
である。
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、照明系の周辺光量不足による観察視野の明るさの不
均一をなくすようにした顕微鏡を提供しょうとするもの
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による顕微鏡光学系は、対物レンズの結像位
置近傍または前記対物レンズの結像位置と共役な位置の
近傍に、中心から半径方向に透過率が変化する光量減衰
フィルタを光軸に直交するように配置したことを特徴と
している。
め、本発明による顕微鏡光学系は、対物レンズの結像位
置近傍または前記対物レンズの結像位置と共役な位置の
近傍に、中心から半径方向に透過率が変化する光量減衰
フィルタを光軸に直交するように配置したことを特徴と
している。
【００１０】本発明によれば、前記光量減衰フィルタの
透過率は、中心付近が最も低く中心から半径方向に連続
的に高くなるように選定されている。
透過率は、中心付近が最も低く中心から半径方向に連続
的に高くなるように選定されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
した実施例に基づき説明する。図１は本発明による顕微
鏡光学系の一実施例の概略構成図で、図中、１は照明
系、２は標本、３は対物レンズ、４は中間像、５は光量
減衰フィルタ、６は接眼レンズ又は写真レンズ、７は観
察像である。この場合、中間像４が周辺光量不足（周辺
光量の低下量は対物レンズ自体のｃｏｓ４乗則及び軸外
従属光線のビネッティングによる周辺光量の低下と照明
系１の周辺光量不足とにより決まる）になると、図２に
示すように半径方向外周に行くに従って光量が減って暗
くなるので、光量減衰フィルタとしてのＮＤフィルタ５
の透過率特性を図３に示すように外側の暗い領域の明る
さと同じ位の暗さ（明るさ）になるようにＮＤフィルタ
を作れば（透過率曲線は２次関数であり、像の軸上の明
るさと最大像高の明るさが同じになるように設定され
る）観察像７の明るさは平均して落ちるが視野全体の光
量分布は図４に示すように中心部も周辺部も略均一にな
り、周辺光量不足が目立たなくなる。ＮＤフィルタ５
は、顕微鏡の場合像の主光線角度が小さく像から離れる
と軸上の光束と軸外の光束の重なりが大きくなるので、
像位置の近傍に配置されるのが好ましい。但し、このＮ
Ｄフィルタが像位置に設置されるとフィルタの塵や傷が
見えるので、実際には像位置から多少ずらして配置され
た方が良い。なお、この光量減衰フィルタ５は照明系１
の標本２と共役な位置またはその近くに配置されても良
い。
した実施例に基づき説明する。図１は本発明による顕微
鏡光学系の一実施例の概略構成図で、図中、１は照明
系、２は標本、３は対物レンズ、４は中間像、５は光量
減衰フィルタ、６は接眼レンズ又は写真レンズ、７は観
察像である。この場合、中間像４が周辺光量不足（周辺
光量の低下量は対物レンズ自体のｃｏｓ４乗則及び軸外
従属光線のビネッティングによる周辺光量の低下と照明
系１の周辺光量不足とにより決まる）になると、図２に
示すように半径方向外周に行くに従って光量が減って暗
くなるので、光量減衰フィルタとしてのＮＤフィルタ５
の透過率特性を図３に示すように外側の暗い領域の明る
さと同じ位の暗さ（明るさ）になるようにＮＤフィルタ
を作れば（透過率曲線は２次関数であり、像の軸上の明
るさと最大像高の明るさが同じになるように設定され
る）観察像７の明るさは平均して落ちるが視野全体の光
量分布は図４に示すように中心部も周辺部も略均一にな
り、周辺光量不足が目立たなくなる。ＮＤフィルタ５
は、顕微鏡の場合像の主光線角度が小さく像から離れる
と軸上の光束と軸外の光束の重なりが大きくなるので、
像位置の近傍に配置されるのが好ましい。但し、このＮ
Ｄフィルタが像位置に設置されるとフィルタの塵や傷が
見えるので、実際には像位置から多少ずらして配置され
た方が良い。なお、この光量減衰フィルタ５は照明系１
の標本２と共役な位置またはその近くに配置されても良
い。
【００１２】ＮＤフィルタ５の透過率は厳密には上述の
ように半径方向周辺に行くに従って同心円状に増加する
のが好ましいが、フィルタ５が像位置から光軸方向に多
少ずらして配置される場合には境目がぼけるので、透過
率の変化は図５に示すように段階的にあっても良い。即
ち、この場合でも、合成された像の強度（明るさ）分布
は図６に示すように比較的なめらかになるので、実用上
問題ない。一般にＮＤフィルタにおいて、透過率を半径
方向外周に向って連続的に変化するものよりは段階的に
変化するものの方が安く且つ安定的に製作できるので、
実用上は透過率が半径方向外周に向って段階的に変化す
るＮＤフィルタを用いる方が有利である。
ように半径方向周辺に行くに従って同心円状に増加する
のが好ましいが、フィルタ５が像位置から光軸方向に多
少ずらして配置される場合には境目がぼけるので、透過
率の変化は図５に示すように段階的にあっても良い。即
ち、この場合でも、合成された像の強度（明るさ）分布
は図６に示すように比較的なめらかになるので、実用上
問題ない。一般にＮＤフィルタにおいて、透過率を半径
方向外周に向って連続的に変化するものよりは段階的に
変化するものの方が安く且つ安定的に製作できるので、
実用上は透過率が半径方向外周に向って段階的に変化す
るＮＤフィルタを用いる方が有利である。
【００１３】図７は本発明による顕微鏡光学系の他の実
施例の概略構成図である。図中、上記実施例で用いたの
と実質上同一の光学部材には同一符号が付されている。
この実施例は、照明系１のレンズ表面，対物レンズ３の
表面，接眼レンズ６（又は投影系のレンズ）の表面の少
なくとも一面に上述の如き透過率分布を持つ光吸収膜が
形成されている点で、既述の実施例とは異なる。本実施
例は部品点数を減らすことが出来ると云う点で有利であ
る。
施例の概略構成図である。図中、上記実施例で用いたの
と実質上同一の光学部材には同一符号が付されている。
この実施例は、照明系１のレンズ表面，対物レンズ３の
表面，接眼レンズ６（又は投影系のレンズ）の表面の少
なくとも一面に上述の如き透過率分布を持つ光吸収膜が
形成されている点で、既述の実施例とは異なる。本実施
例は部品点数を減らすことが出来ると云う点で有利であ
る。
【００１４】以上説明したように、本発明の顕微鏡光学
系は、特許請求の範囲に記載した特徴のほかに下記のよ
うな特徴を有している。 （１）光量減衰フィルタの透過率は、中心付近が最も低
く中心から半径方向に段階的に高くなるように選定され
ていることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡光学
系。
系は、特許請求の範囲に記載した特徴のほかに下記のよ
うな特徴を有している。 （１）光量減衰フィルタの透過率は、中心付近が最も低
く中心から半径方向に段階的に高くなるように選定され
ていることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡光学
系。
【００１５】（２）顕微鏡光学系において、対物レンズ
の少なくとも一面に中心から半径方向に透過率が変化す
る光量減衰膜を付着せしめたことを特徴とする顕微鏡光
学系。
の少なくとも一面に中心から半径方向に透過率が変化す
る光量減衰膜を付着せしめたことを特徴とする顕微鏡光
学系。
【００１６】（３）顕微鏡光学系において、接眼レンズ
の少なくとも一面に中心から半径方向に透過率が変化す
る光量減衰膜を付着せしめたことを特徴とする顕微鏡光
学系。
の少なくとも一面に中心から半径方向に透過率が変化す
る光量減衰膜を付着せしめたことを特徴とする顕微鏡光
学系。
【００１７】（４）顕微鏡光学系において、照明系の標
本と共役な位置またはその近傍に中心から半径方向に透
過率が変化する光量減衰フィルタを光軸に直交するよう
に配置したことを特徴とする顕微鏡光学系。
本と共役な位置またはその近傍に中心から半径方向に透
過率が変化する光量減衰フィルタを光軸に直交するよう
に配置したことを特徴とする顕微鏡光学系。
【００１８】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、簡単な構成
で視野全体に亘って明るさの均一な顕微鏡光学系を提供
することが出来る。
で視野全体に亘って明るさの均一な顕微鏡光学系を提供
することが出来る。
【図１】本発明による顕微鏡光学系の一実施例の概略構
成図である。
成図である。
【図２】顕微鏡像の本来的な中心部から周辺部に至る光
量の変化を示す特性線図である。
量の変化を示す特性線図である。
【図３】本発明に係る光量減衰フィルタの一例の中心部
から周辺部に至る透過率の変化を示す特性線図である。
から周辺部に至る透過率の変化を示す特性線図である。
【図４】図３に示した透過率特性を有する光量減衰フィ
ルタを図１の顕微鏡光学系に組み込んだ場合に得られる
観察視野における中心部から周辺部に至る明るさの変化
を示す線図である。
ルタを図１の顕微鏡光学系に組み込んだ場合に得られる
観察視野における中心部から周辺部に至る明るさの変化
を示す線図である。
【図５】本発明に係る光量減衰フィルタの他の例の中心
部から周辺部に至る透過率の変化を示す特性線図であ
る。
部から周辺部に至る透過率の変化を示す特性線図であ
る。
【図６】図５に示した透過率特性を有する光量減衰フィ
ルタを図１の顕微鏡光学系に組み込んだ場合に得られる
観察視野における中心部から周辺部に至る明るさの変化
を示す線図である。
ルタを図１の顕微鏡光学系に組み込んだ場合に得られる
観察視野における中心部から周辺部に至る明るさの変化
を示す線図である。
【図７】本発明による顕微鏡光学系の他の実施例の概略
構成図である。
構成図である。
１ 照明系 ２ 標本 ３ 対物レンズ ４ 中間像 ５ 光量減衰フィルタ ６ 接眼（又は写真）レンズ ７ 観察像
Claims (2)
- 【請求項１】 顕微鏡光学系において、対物レンズの結
像位置近傍または前記対物レンズの結像位置と共役な位
置の近傍に、中心から半径方向に透過率が変化する光量
減衰フィルタを光軸に直交するように配置したことを特
徴とする顕微鏡光学系。 - 【請求項２】 前記光量減衰フィルタの透過率は、中心
付近が最も低く中心から半径方向に連続的に高くなるよ
うに選定されていることを特徴とする請求項１に記載の
顕微鏡光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11097776A JP2000292707A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 顕微鏡光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11097776A JP2000292707A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 顕微鏡光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292707A true JP2000292707A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14201247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11097776A Pending JP2000292707A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 顕微鏡光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000292707A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003331212A (ja) * | 2002-05-14 | 2003-11-21 | Dainippon Printing Co Ltd | 表示・入力装置及び透明電極板 |
-
1999
- 1999-04-05 JP JP11097776A patent/JP2000292707A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003331212A (ja) * | 2002-05-14 | 2003-11-21 | Dainippon Printing Co Ltd | 表示・入力装置及び透明電極板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060310 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090703 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090707 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091124 |