JPS5855483B2 - 明視野照明および暗視野照明のための落射照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、明視野照明、位相コントラスト照明、干渉コ
ントラスト照明および暗視野照明が、観察光線の光路に
配置されている中央部分が半透明で、１つのリング状輪
帯が完全反射面となっている方向変換反射鏡および照明
装置に付設されている明視野光束を遮蔽するための切換
え可能な絞りを備えたリング状コンデンサーおよび明視
野の場合には対物レンズの入射瞳を照明し、暗視野の場
合にはリング状コンデンサーを平行光線で照明するため
の光学部材を介して行われ、その際明視野照明光線の光
路中にあってアパーチュア絞りの作用をなしている絞り
が暗視野照明光線の光路内では対象物祝野の照明をいく
らか制限している如き顕微鏡のための落射照明装置に関
する。

この新らしい照明装置は、簡単で小型な構成のため標準
型顕微鏡の付属装置として好適である。

ドイツ特許第２０２１７８４号明細書および米・ど国特
許第１９４３５１０号明細書によって、冒頭に記述した
種類の落射照明装置は公知となっており、この落射照明
装置においては、外側に位置する如く分離された暗視野
照射光束はリング状の断面を有し、内側に位置する明視
照射光束は円形断面を有する如く形成されている。

照明装置の光軸に対し４５°傾いている反射鏡を介して
、照明光束が顕微鏡の観察光線の光路に導かれる。

該反射鏡は、暗視野照明光束が衝き当たる部分は完全に
反射し、そして明視野照明光束が衝き当たる部分は半透
明鏡となっている。

暗視野照明光束は、観察光線の光路内に反射された後で
も、明視野照明光束のまわりをとり巻いて導かれるから
、暗視野照明光束は比較的大なる断面を有している。

小型で簡単な構造の標準型の顕微鏡は、鏡台に観察光束
が貫通するための、規格で定められた孔を有している。

絞孔の断面積は、前記の暗視野照明光束の断面よりも著
しく小さい。

従って公知となっている装置は、上記の様な顕微鏡のた
めの付属装置としては適当なものでない。

これに対し、ドイツ特許公開第２３３１７５０号公報に
よれば、別の落射照明装置が公知となっており、該装置
では方向変換反射鏡の後に配置され内側で反射するリン
グ状反射鏡を用い、暗視野照明の光束が顕微鏡の鏡台の
孔の内部に集められる。

対物レンズの内部に配置されているが照明装置に属して
いるリング状レンズによって、このとき暗視野照明光束
は再び観察光線の光路のまわりに導かれる。

この装置は、暗視野照明光束によるアパーチュア絞りの
面の結像が方向変換反射鏡の半透明部分に生ずることを
前提として形成されている。

このことによって、必然的な光量の損失と暗視野照明光
束の中に散乱光線が発生する。

本発明の目的は、暗視野照明の光束が顕微鏡の鏡台の比
較的狭い孔を通して導かれ、暗視野照明光束の完全な利
用が保証され、そして製造容易な落射照明装置を創成す
ることである。

上記の目的は、冒頭に述べた種類の落射照明装置におい
て、本発明により、観察光線の光路の光軸を中心にして
位置するは！平行な暗視野照明光束の中に、１つのリン
グ状レンズが配置され、該レンズは、アパーチュア絞り
の面を顕微鏡の対物レンズ取り付けねじの近傍に位置す
る１つの面上に結像することにより達成される。

以下に添附の図面について、本発明の１つの実施例を説
明する。

図において、１は顕微鏡の鏡台の腕の１部を示し、該腕
は孔２を有しており、絞孔２を通って観察および照明光
線の光路が導かれている。

絞孔には、対物レンズ３が取り付けねじによって取付は
うしている。

ここにはまた、対物レンズレボルバ−が取付けられてあ
ってもよい。

鏡台の腕１には、落射照明装置４が配置されている。

該照明装置は光源５を有し、該光源は１つのレンズ６に
よってアパーチュア絞り７の面に結像される。

アパーチュア絞りの面は、例えば規正可能なアパーチュ
ア絞り８によって制限される。

別のレンズ９，１０は、それらの屈折力の分布が次の条
件を満たす様に形成される。

即ち、内部の輪帯では明視野の絞り１１を無限遠に結像
し、そして外部の輪帯ではアパーチュア絞り８を無限遠
に結像させる様に９，１００屈折力の分布を定める。

切換え可能な遮蔽板１２により、明視野照明に役立つ内
側光束が遮光される。

遮蔽板１２により遮光されている状態では、同様に操作
可能な明袂野絞り１１により、暗視野照明に役立ってい
る外側光線が絞られる。

更に、固定絞り１１′が設けられており、該絞りは明視
野照明光束の開き角度を制限している。

暗視野照明光束は、リング状の完全反射鏡１３を介し、
明視野照明光束は半透明鏡１４を介し、観察光線の光路
の光軸１５の方向に方向変換される。

反射面１３および１４は、照明光束の光軸１６に対して
４５°になっている共通な担持体上に配置されている。

半透明になっている範囲１４０反射率は、暗視野照明と
明視野を切り換えた時に、眼には明るさの不愉快な変化
が認められない様に、少くともほぼ等しい明るさが明視
野照明の場合と明視野照明の場合に生ずる様にするのが
合目的である。

これと同じ目的が、次の様にして達成される。

即ち、暗視野照明から明視野照明に切り換える際、遮蔽
板１２を取り除くことに連動して適当な灰色フィルター
を挿入するのである。

このためには、例えば遮蔽板１２と灰色フィルターとは
１つの推移子又は別の交換装置上に配置されてもよい。

或いはまた、灰色フィルターは、適当な交換装置を介し
対物レンズ瞳に共役な照明光束の光路内の面に挿入する
こともできる。

このことは、それと同じ交換装置に干渉コントラストお
よび位相コントラストを惹起させる光学要素、例えばウ
オーラストンプリズムおよび位相リングのようなものを
も配置できるという特長を有することになる。

方向変換反射鏡の後に配置されているリング状レンズ１
７は、本発明によってアパーチュア面７を、暗視野照明
光線によって面１８に結像させており、接面１８は、対
物レンズ３の前方で鏡台の腕の孔２の内部に位置する。

対物レンズ３の内部に配置され、照明装置に付設されて
いるリング状レンズ１９は、アパーチュア絞りの像を面
１８から受は入れ、そして対物レンズ３の結像光学系２
０のまわりを導いて対象物面２１に結像する。

リング状レンズ１７，１９の結像機能は、孔２の範囲で
暗視野照明光束の断面積を小さくし、かくして光の損失
を惹起することなく孔２を貫通することを可能にしてい
る。

暗視野照明光束と明視野照明光束との幾何学的な分離は
、リング状レンズ１７にシリンダー状のリング絞り２２
が挿入されることによって達成される。

この様なリング状絞りは、それがリング状レンズ１７の
光入射面の内側の縁を覆う様に形成される。

この様にして、リング状レンズ１７の内部のシリンダー
状の境界でのレンズ内部への反射が避けられる。

内部への反射は、リング状のレンズの縁が不規則性を有
している場合にも発生する。

その場合には、この範囲を適当なリング状の絞り板で覆
うのが有利である。

このことは例えばレンズ１７の外側の枠２３を形成する
ことで行われる。

暗視野照明光線路と明視野照明光線路との間の幾何学的
な分離は、遮蔽板１２とレンズ９，１０との距離および
レンズ９，１０の屈折力のうちの、暗視野照明光束の光
路に影響を与える部分を次の様に選ぶこと、即ち、リン
グ状レンズ１７によって遮蔽板１２の像がコンデンサー
リング状レンズ１９の孔を精密に覆う様にすることによ
り、最も好都合に達成される。

なお固定絞り１１′は、暗視−野照明光束の光路から如
何なる光も、対物レンズねじ込みねじ３′の内壁に当ら
ない様に選ばれる。

即ち絞り１１′は、取り付けねじの近傍に結像される。

構造的には定まっている狭いリング状のレンズ１７のリ
ング状の輪帯を通って出来るだけ沢山の光を導くことが
できるためには、該リング状レンズは凸レンズの作用を
持つ様に形成するのが合目的であり、その際光学的な屈
折面は球面、非球面、トーリック面、円錐状又は平面の
形状が選ばれる。

光を導くためには、射出面を収斂作用を持つトーリック
面で形成するのが特に有利である。

リング状レンズ１７の形成に関する上記と同じ考慮が、
対物レンズ３に配置され照明装置に付設されているリン
グ状レンズ１９にも当てはまることは、直ちに明らかで
ある。

製造技術的な理由および経済的な理由から、本発明によ
って明らかにされた光束を導くやり方は、２つのレンズ
１７および１９を等しいものに形成することを可能にし
ていることで特に有利である。

２つのリング状レンズの光線入射面が球面で射出面が収
斂性のトーリック面であれは、対物レンズ３の中に配置
され照明装置に付設されたリング状レンズ１９は、暗視
野照明光束を僅かに発散する光束として導き、従って該
光束は僅かに光軸１５から遠ざかりながら、対物レンズ
のリング状反射鏡２４に達し、該反射鏡を介し、照明光
束は対象物面２１を照明する。

【図面の簡単な説明】

添附図は本発明の１つの実施例を示す略図である。 図において、３・・・・・・顕微鏡対物レンズ、３′・
・・・・・レンズ取付ねじ、７・・・・・・アパーチュ
ア絞り面、９．１０・・・・・・レンズ、１１’・・・
・・・絞り、１２・・・・・・遮蔽板、１４・・・・・
・半透過輪帯、１５・・・・・・光軸、１７・・・・・
・リング状レンズ、１８・・・・・・結像面、１９゜２
１・・・・・・リング状コンデンサー ２２・・・・・
・分離絞りリング、２３・・・・・・枠である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 明視野照明、位相コントラスト照明、干渉コントラ
   スト照明および暗視野照明か、観察光線の光路に配置さ
   れている中央部分が半透明で、１つのリング状輪帯が完
   全反射面となっている方向変換反射鏡と、照明装置に付
   設されて明視野光束を遮蔽するための切換え可能な絞り
   を備えたリング状コンデンサーと、明視野の場合には対
   物レンズの入射瞳を照明し、暗視野の場合にはリング状
   コンデンサーを平行光線で照明するための光学部材とを
   介して行われ、その際明視野照明光線の光路中にあって
   アパーチュア絞りの作用をなしている絞りが暗視野照明
   光線の光路内では対象物視野の照明をいくらか制限して
   いる如き顕微鏡のための落射照明装置において、観察光
   線の光路の光軸１５を中心にして位置するはマ平行な暗
   視野照明光束の中に、１つのリング状レンズ１７が配置
   され、該レンズはアパーチュア絞りの面７を顕微鏡の対
   物レンズ３の取り付けねじ３′の近傍に位置する１つの
   面１８上に結像することを特徴とする落射照明装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の落射照明装置において
   、リング状レンズ１７が少くとも１つの球面屈折面を有
   していることを特徴とする落射照明装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載した落射
   照明装置において、リング状レンズ１７が１つの球面屈
   折面と１つの平面屈折面とを有していることを特徴とす
   る落射照明装置。 ４ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の落射照
   明装置において、リング状レンズ１７が少くとも１つの
   トーリック屈折面を有していることを特徴とする落射照
   明装置。 ５ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の落射照
   明装置において、リング状レンズ１７が少（とも１つの
   非球面屈折面を有していることを特徴とする落射照明装
   置。 ６ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の落射照
   明装置において、リング状のレンズ１７が少くとも１つ
   の円錐屈折面を有することを特徴とする落射照明装置。 ７ 特許請求の範囲第４項記載の落射照明装置において
   、リング状レンズ１７の入射面が球面であり、そして射
   出面かトーリック面として形成されていることを特徴と
   する落射照明装置。 ８ 特許請求の範囲第１項から第７項までのうちのいず
   れか１つに記載の落射照明装置において、リング状レン
   ズ１１の孔には、中空のシリンダーとして形成され、暗
   視野照明光束と明視野照明光束を分離する絞り２２が挿
   入されていることを特徴とする落射照明装置。 ９ 特許請求の範囲第１項から第５項までのうちのいず
   れか１つに記載の落射照明装置において、リング状レン
   ズ１７０入射面の内側の縁と外測縁には、リング状の絞
   りが配置されることを特徴とする落射照明装置。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の落射照明装置にお
   いて、内側のリング状絞りは特許請求の範囲第８項に記
   載の中空のシリンダー状絞り２２の形状と同様に形成さ
   れていることを特徴とする落射照明装置。 １１ 特許請求の範囲第１項から第５項までのうちの
   いずれか１つに記載の落射照明装置において、リング状
   レンズ１７の光線射出面の内側および外側の縁に、リン
   グ状絞りが配置されていることを特徴とする落射照明装
   置。 １２、特許請求の範囲第１項から第１１項までのうちの
   いずれか１つに記載の落射照明装置において、外側のリ
   ング状絞りの少くとも１つがリング状レンズ１７の枠２
   ３により形成されることを特徴とする落射照明装置。 １３ 特許請求の範囲第１項から第１２項までのうち
   のいずれか１つに記載の落射照明装置において、リング
   状レンズ１７の屈折力が、暗視野照明光束の光路に影響
   を与える光学系９，１００部材と協働して遮蔽板１２の
   像を、リング状コンデンサー１９．２１０入射側の孔に
   合致する如く結像する様に定められることを特徴とする
   落射照明装置。 １４ 特許請求の範囲第１３項記載の落射照明装置に
   おいて、リング状レンズ１７の屈折力は、更に暗視野照
   明光束の開き角度を制限している絞り孔１１′が顕微鏡
   ３の取り付けねじ３′の近傍に結像される様に定められ
   ていることを特徴とする落射照明装置。 １５ 特許請求の範囲第１項から第１４項までのうち
   のいずれか１つに記載の落射照明装置において、方向変
   換反射鏡の半透明の範囲１４の反射率は、暗視野と明視
   野の像の明るさがは！等しいものとなる様に選ばれてい
   ることを特徴とする落射照明装置。 １６ 特許請求の範囲第１項から第１４項までのうちの
   いずれか１つに記載の落射照明装置において、遮蔽板１
   ２と灰色フィルターとが連結されており、遮蔽板１２が
   除去された時灰色フィルターが明視野照明光束の光路に
   挿入され、またその逆も行われることを特徴とする落射
   照明装置。 １７ 特許請求の範囲第１項から第１６項までのうちの
   いずれか１つに記載の落射照明装置において、リング状
   レンズ１７と別のリング状コンデンサーのリング状レン
   ズ１９とが、等しい構成部材となっていることを特徴と
   する落射照明装置。