(57)【要約】【課題】焦点距離の長いマクロ光学系と焦点距離の短いミクロ光学系を合理的に結合させ、同一の観察装置内で効率よく実現する光学系を提供する。【解決手段】ミクロ光学系とマクロ光学系で結像位置２を共有した観察装置において、ミクロ光学系の射出瞳位置を瞳リレー光学系（Ｒ１，Ｒ２）でリレーすることによってできた第１の瞳位置６と、マクロ光学系の射出瞳位置である瞳位置を第２の瞳位置６としたときに、前記第１の瞳位置と前記第２の瞳位置が略一致する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミクロ光学系とマクロ光学系との結像位置を共有した観察装置において、
前記ミクロ光学系の射出瞳位置を瞳リレー光学系でリレーすることによってできた第１の瞳位置とし、
前記マクロ光学系の射出瞳位置である瞳位置を第２の瞳位置としたときに、
前記第１の瞳位置と前記第２の瞳位置が略一致することを特徴とする観察装置。
【請求項２】
前記マクロ光学系は、物体側から前記第２の瞳位置までが３群構成であって、
負の屈折力をもつ第１マクロ光学系レンズ群と、
負の屈折力をもつ第２マクロ光学系レンズ群と、
正の屈折力をもつ第３マクロ光学系レンズ群とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の観察装置。
【請求項３】
前記第１マクロ光学系レンズ群と前記第２マクロ光学系レンズ群は互いに凹面を向かい合わせて配置されることを特徴とする請求項２に記載の観察装置。
【請求項４】
前記瞳リレー光学系は２群構成であって、物体側から、
正の屈折力を持つ第１瞳リレー光学系レンズ群と、
正の屈折力を持つ第２瞳リレー光学系レンズ群とで構成され、
前記第１瞳リレー光学系レンズ群と前記第２瞳リレー光学系レンズ群との間に１次像が結像することを特徴とする請求項２に記載の観察装置。
【請求項５】
前記第３マクロ光学系レンズ群と前記第２瞳リレー光学系レンズ群は同一に設計されたレンズ群であることを特徴とする請求項４に記載の観察装置。
【請求項６】
前記第３マクロ光学系レンズ群と前記第２瞳リレー光学系レンズ群は共有されることを特徴とする請求項４に記載の観察装置。
【請求項７】
前記マクロ光学系と前記ミクロ光学系を光路分割する第１の光路分割素子は、
前記第１瞳リレー光学系レンズ群と前記第２瞳リレー光学系レンズ群の間に配置されることを特徴とする請求項６に記載の観察装置。
【請求項８】
前記第１の光路分割素子と前記結像位置との間には、結像レンズが配置されることを特徴とする請求項７に記載の観察装置。
【請求項９】
前記第１の光路分割素子と前記結像レンズと間には、照明光学系と観察光学系を光路分割する第２の光路分割素子が配置され、
前記第２の光路分割素子はダイクロイックミラーと励起フィルターと吸収フィルターで構成され、
前記励起フィルターが前記第１の瞳位置に略一致することを特徴とする請求項８に記載の観察装置。
【請求項１０】
前記照明光学系はフライアイレンズを備え、
前記フライアイレンズは前記励起フィルタに近接されて配置されることを特徴とする請求項９に記載の観察装置。
【請求項１１】
前記結像位置に撮像素子を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載の観察装置。
【請求項１２】
前記結像位置をズーム光学系でリレーする位置に撮像素子を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載の観察装置。
【請求項１３】
前記ミクロ光学系の焦点面と前記マクロ光学系の焦点面は同一平面上に配置され、
回転ステージによって、前記ミクロ光学系と前記マクロ光学系の間で標本を移動させることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載の観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は観察装置に関し、特にマクロ光学系とミクロ光学系を同一装置内に両立させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、顕微鏡などの観察装置における倍率の切り換えは、レボルバーに取り付けられた対物レンズを切り換えることによって実施されてきた。ところがこの方法では、倍率差が非常に大きい場合に、レボルバーによる対物レンズの切り替えだけによって、倍率の切り換えを実現することは非常に困難となる。その理由は、倍率差が大きいことは対物レンズの焦点距離の差が大きいことであり、焦点距離が大きく異なる光学系を互換性を保ちながら挿脱することが困難であることによる。
【０００３】
一方、顕微鏡などの観察装置に対する市場の要求は、倍率差が大きいものが望まれつつある。例えば、観察対象としてガラスボトムディッシュやウェルプレートなどを利用する場合には、全体を観察することができる極低倍率と細胞等を詳細に観察できる高倍率が利用される。しかもこの場合、ガラスボトムディッシュやウェルプレートの全体を一回で観察する場合には、縮小倍率が実現されていなければならない。
【０００４】
以上のような状況のもと、高倍率を実現するミクロ光学系と極低倍率を実現するマクロ光学系を同一顕微鏡に備えた構成が各種提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【特許文献１】特開平５−２３２３８５号公報
【特許文献２】特開平９−２１１３３４号公報
【特許文献３】特開２００２−１４８５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、これらの先行技術文献に書かれた光学系では、焦点距離の長いマクロ光学系と焦点距離の短いミクロ光学系を単純に結合するために、構成上の困難を生じさせてしまっている。
【０００６】
また、マクロ光学系とミクロ光学系で落射照明光学系を共有した場合に、どちらの光学系においても照明ムラが発生しないようにする工夫もされていないので、実用的な精度の観察をすることができないという問題を持っている。
【０００７】
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、焦点距離の長いマクロ光学系と焦点距離の短いミクロ光学系を合理的に結合させ、同一の観察装置内で効率よく実現する光学系を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記課題は、ミクロ光学系とマクロ光学系との結像位置を共有した観察装置において、前記ミクロ光学系の射出瞳位置を瞳リレー光学系でリレーすることによってできた第１の瞳位置と、前記マクロ光学系の射出瞳位置である瞳位置を第２の瞳位置としたときに、前記第１の瞳位置と前記第２の瞳位置が略一致することによって解決される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、焦点距離の長いマクロ光学系と焦点距離の短いミクロ光学系を合理的に結合させ、同一の観察装置内で効率よく実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
まずはじめに、以下に説明する実施例に共通の特徴について説明する。
本発明の実施例から導かれる一つの観点は、ミクロ光学系とマクロ光学系との結像位置を共有した観察装置において、ミクロ光学系の射出瞳位置を瞳リレー光学系でリレーすることによってできた第１の瞳位置と、マクロ光学系の射出瞳位置である瞳位置を第２の瞳位置としたときに、第１の瞳位置と第２の瞳位置が略一致することである。すなわち、ミクロ光学系のリレーされた瞳位置と、マクロ光学系のダイレクトな瞳位置を一致させる構成である。
【００１１】
ミクロ光学系とマクロ光学系の倍率比を大きくするには、ミクロ光学系の焦点距離とマクロ光学系の焦点距離の差を大きくしなければいけない。そのことは、単純にマクロ光学系とミクロ光学系を結合した場合に光学系の長さが違いすぎるという問題を生じる。本発明の実施例では、ミクロ光学系のリレーされた瞳位置とマクロ光学系のダイレクトな瞳位置とを一致させる構成にすることにより、光学系の長さの違いによる問題を解決している。
【００１２】
また、一般的な顕微鏡の対物レンズでは射出瞳位置が対物レンズの内部にできている。このことから、直接的にミクロ光学系とマクロ光学系の瞳位置をそろえることはできない。本発明の実施例では上記の問題を、ミクロ光学系に瞳リレー光学系を備えることによって解決している。
【００１３】
また、ミクロ光学系に瞳リレー光学系を組み込むことによって、ミクロ光学系に組み合わせ上の効果をもたらす。すなわち、瞳位置が適切に設計された一般的な顕微鏡用対物レンズと組み合わせることによってミクロ光学系を構成することが可能になる。
【００１４】
このとき、マクロ光学系は、物体側から瞳位置までが３群構成であって、負の屈折力をもつ第１マクロ光学系レンズ群と、負の屈折力をもつ第２マクロ光学系レンズ群と、正の屈折力をもつ第３マクロ光学系レンズ群とで構成されることが好ましい。
【００１５】
また、第１マクロ光学系レンズ群と第２マクロ光学系レンズ群は互いに凹面を向かい合わせて配置されることが好ましい。
像面湾曲を補正するには、凹面を向かい合わせた光学面があることが好ましい。本発明の本実施例では、第１マクロ光学系レンズ群と第２マクロ光学系レンズ群を互いに凹面を向かい合わせて配置することによって、像面湾曲を補正している。また、第１マクロ光学系レンズ群の最終面を像側に凹面とすることから、第１マクロ光学系レンズ群を負の屈折力とし、第２マクロ光学系レンズ群を負の屈折力とし、第３マクロ光学系レンズ群を正の屈折力とすることが好ましい。
【００１６】
また、瞳リレー光学系は２群構成であって、物体側から、正の屈折力を持つ第１瞳リレー光学系レンズ群と、正の屈折力を持つ第２瞳リレー光学系レンズ群とで構成され、第１瞳リレー光学系レンズ群と第２瞳リレー光学系レンズ群との間に１次像（中間像）が結像することが好ましい。この構成は、いわゆるケプラー型のリレー光学系である。
【００１７】
本実施例では、ミクロ光学系の中間像では観察などを行わないので、中間像における結像性能は重要ではない。よって、本実施例の瞳リレー光学系は２群構成で構成し、必要最低限のレンズ枚数で構成している。
【００１８】
ここで、第３マクロ光学系レンズ群と第２瞳リレー光学系レンズ群は同一に設計されたレンズ群であることが好ましい。本発明の実施例では、マクロ光学系の第３レンズ群と瞳リレー光学系の第２レンズ群は共に正の屈折力をもつ。そこで、適切に光学屈折力配分をすることにより、マクロ光学系の第３レンズ群と瞳リレー光学系の第２レンズ群を共通設計にすることが出来る。これにより部材の共通化が実現され、管理コストや製造コストが削減される。
【００１９】
さらに好ましくは、第３マクロ光学系レンズ群と第２瞳リレー光学系レンズ群は共有されることが好ましい。本発明の実施例では、第３マクロ光学系レンズ群と第２瞳リレー光学系レンズ群は共通設計されるだけではなく、共通光路に配置され、マクロ光学系とミクロ光学系で共有される構成をとっている。
【００２０】
第３マクロ光学系レンズ群と第２瞳リレー光学系レンズ群を共通光路に配置して共有するために、マクロ光学系とミクロ光学系を分割する第１の光路分割素子は、第１瞳リレー光学系レンズ群と第２瞳リレー光学系レンズ群の間に配置されることが好ましい。本実施例での光路分割素子はハーフミラーであることも通常のミラーであることも考えられる。本実施例ではマクロ光学系とミクロ光学系の結像位置が共有されているので、同時に観察することは出来ない。そこで、第１の光路分割素子は通常のミラーとし、観察光路を切り替える際に挿脱する構成をとることが可能である。
【００２１】
なお、本実施例において、第１の光路分割素子と結像位置との間には、結像レンズが配置される。
また、本実施例では結像位置に撮像素子を備える構成が好ましい。本発明の実施例ではマクロ光学系とミクロ光学系の結像位置が共通であるが、この結像位置はマクロ光学系では１次像であり、ミクロ光学系では２次像である。すなわち、ミクロ光学系とマクロ光学系では反転像が観測されている。そのために、本実施例では結像位置に撮像素子を備え、電子的な方法で観察することが好ましい。電子的な観察方法では観察像を反転することが容易である。
【００２２】
また、ミクロ光学系の焦点面とマクロ光学系の焦点面は同一平面上に配置され、回転ステージによって、ミクロ光学系とマクロ光学系の間で標本を移動させることが好ましい。
上述のように、本発明の実施例ではマクロ光学系とミクロ光学系では観察像が反転している。マクロ光学系の標本位置とミクロ光学系の標本位置の中心付近に回転軸を持った回転ステージを利用すれば、ミクロ光学系とマクロ光学系の間で標本を移動させる際に、上下左右が反転されるので、ミクロ光学系とマクロ光学系の切替時に好適である。
【００２３】
以下、図面を参照しながら各実施例を説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は本発明の実施によるマクロ光学系とミクロ光学系の結合の光路図を示している。図１に示される光路図では、マクロ光学系の標本位置１から結像位置２までの光路と、ミクロ光学系の標本位置３から結像位置２までの光路とを記載している。
【００２５】
マクロ光学系は、標本位置１から瞳位置６までが３群構成であり、順に、負の屈折力を持つ第１のマクロ光学系レンズ群Ｌ１と、負の屈折力を持つ第２のマクロ光学系レンズ群Ｌ２と、正の屈折力を持つ第３のマクロ光学系レンズ群Ｌ３とで構成され、結像レンズ４によって結像面２に結像している。このとき、瞳位置６はマクロ光学系のダイレクトな瞳位置になっている。
【００２６】
ミクロ光学系は、対物レンズ５と、対物レンズの射出瞳位置をリレーする瞳リレー光学系Ｒ１、Ｒ２と、結像レンズ４によって構成されている。ここで対物レンズ５は一般的な顕微鏡用対物レンズを利用する。瞳リレー光学系は、正の屈折力を持つ第１の瞳リレー光学系レンズ群Ｒ１と、正の屈折力を持つ第２の瞳リレー光学系レンズ群Ｒ２とで構成され、第１の瞳リレー光学系レンズ群Ｒ１と第２の瞳リレー光学系レンズ群Ｒ２との間には中間像が結像する構成をとっている。すなわち結像位置２にはミクロ光学系の２次像が結像していることになる。また、瞳位置６はマクロ光学系のリレーされた瞳位置になっている。
【００２７】
図１から読み取れるように、本実施例はマクロ光学系とミクロ光学系で結像位置２が共有されているだけではなく、マクロ光学系のダイレクトな瞳位置６とミクロ光学系のリレーされた瞳位置６が共有されている。このことにより、焦点距離の長いマクロ光学系と焦点距離の短いミクロ光学系を効率よく同一観察装置内に実現することが出来る。
【００２８】
また、瞳位置６と結像位置２の間に配置されている結像レンズ４も、マクロ光学系とミクロ光学系で共有されている。
さらに、本実施例では、第３のマクロ光学系レンズ群Ｌ３と第２の瞳リレー光学系レンズ群Ｒ２も共有された構成をしている。第３のマクロ光学系レンズ群Ｌ３と第２の瞳リレー光学系レンズ群Ｒ２は共に正の屈折力を持っているので、共通の設計をすることが可能である。さらに、マクロ光学系とミクロ光学系とを分割する光路分割素子Ｍ２を、第１瞳リレー光学系レンズ群Ｒ１と第２瞳リレー光学系レンズ群Ｒ２の間に配置することによって、共通化された第３のマクロ光学系レンズ群Ｌ３（第２の瞳リレー光学系レンズ群Ｒ２）を共通の光路に配置している。
【００２９】
図１から読み取れるように、本実施例ではマクロ光学系の標本位置１とミクロ光学系の標本位置３は同一平面となるように構成されている。そのために、ミラーＭ１とミラーＭ２を配置し、光路を適切に折り返している。このとき、ミラーＭ２はミクロ光学系とマクロ光学系の分岐を兼ねているので、ハーフミラー、ダイクロイックミラーあるいは挿脱可能なミラーとしている。
【００３０】
なお、本実施例の結像位置２はミクロ光学系とマクロ光学系で共通となっているが、この結像位置は、マクロ光学系にとっては１次像であるが、ミクロ光学系にとっては２次像である。すなわち、マクロ光学系の像は倒立像であり、ミクロ光学系の像は正立像である。このことから、結像位置２ではＣＣＤなどの撮像素子を配置し、標本の像をディスプレイ等に映す電子的観察方法が好ましい。
【００３１】
また、マクロ光学系の標本位置１とミクロ光学系の標本位置３は同一平面に構成されているので、回転ステージによってマクロ光学系の標本位置１とミクロ光学系の標本位置３を切り替える構成も可能である。
【００３２】
以下では、実施例１で用いられた光学系のレンズデータを開示する。図２（ａ）は本実施例のマクロ光学系の面番号と光線図を図示し、図２（ｂ）は本実施例のミクロ光学系の面番号と光線図を図示している。なお、ミクロ光学系において対物レンズ５は適宜交換して利用すべきものであるので図中の符番を省略しているが、レンズデータの表中ではある１０倍の対物レンズのレンズデータを借用して光路を完結させている。
【００３３】
以下に示される表１は、実施例１のマクロ光学系のレンズデータである。本レンズデータは、マクロ光学系の標本位置１から結像位置２までの光学系に関するものである。さらに、マクロ光学系のレンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の焦点距離も併せて記載してある。
【００３４】
【表１】
2010032622.tif 000003
上記のレンズデータより、実施例１のマクロ光学系は、第１マクロ光学系レンズ群Ｌ１が負の屈折力を持ち、第２マクロ光学系レンズ群Ｌ２が負の屈折力を持ち、第３マクロ光学系レンズ群が正の屈折力を持つことが読み取れる。
【００３５】
また、上記のレンズデータおよび図２（ａ）の光路図から読み取れるように、実施例１のマクロ光学系は非テレセントリック光学系となっている。その結果、本実施例の第１のマクロ光学系レンズ群Ｌ１はレンズ口径が小さく、さらに作動距離も大きく取ることができている。
【００３６】
以下に示される表２は、実施例１のミクロ光学系のレンズデータである。
【００３７】
【表２】
2010032622.tif 000004
【実施例２】
【００３８】
図３は本発明の実施によるマクロ光学系とミクロ光学系の結合の光路図を示している。図３に示される光路図では、マクロ光学系の標本位置１から結像位置２までの光路と、ミクロ光学系の標本位置３から結像位置２までの光路とを記載している。
【００３９】
本実施例の構成上の特徴は先述の実施例１と多くの部分で共通であるので、図３の説明は図１と同様の符番を振ることによって、ここでは省略する。
以下では、実施例２で用いられた光学系のレンズデータを開示する。図４（ａ）は本実施例のマクロ光学系の面番号と光線図を図示し、図４（ｂ）は本実施例のミクロ光学系の面番号と光線図を図示している。なお、ミクロ光学系において対物レンズ５は適宜交換して利用すべきものであるので図中の符番を省略しているが、レンズデータの表中ではある１０倍の対物レンズのレンズデータを借用して光路を完結させている。
【００４０】
以下に示される表３は、実施例２のマクロ光学系のレンズデータである。本レンズデータは、マクロ光学系の標本位置１から結像位置２までの光学系に関するものである。さらに、マクロ光学系のレンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の焦点距離も併せて記載してある。
【００４１】
【表３】
2010032622.tif 000005
上記のレンズデータより、実施例２のマクロ光学系は、第１マクロ光学系レンズ群Ｌ１が負の屈折力を持ち、第２マクロ光学系レンズ群Ｌ２が負の屈折力を持ち、第３マクロ光学系レンズ群が正の屈折力を持つことが読み取れる。
【００４２】
また、上記のレンズデータおよび図３（ａ）の光路図から読み取れるように、実施例２のマクロ光学系も非テレセントリック光学系となっている。しかし、実施例１に比べてテレセントリック光学系に近い状態となっている。
【００４３】
以下に示される表４は、実施例２のミクロ光学系のレンズデータである。
【００４４】
【表４】
2010032622.tif 000006
【実施例３】
【００４５】
図５は本発明の実施によるマクロ光学系とミクロ光学系の結合の光路図を示している。図５に示される光路図では、マクロ光学系の標本位置１から結像位置２までの光路と、ミクロ光学系の標本位置３から結像位置２までの光路とを記載している。
【００４６】
本実施例の構成上の特徴は先述の実施例１と多くの部分で共通であるので、図５の説明は図１と同様の符番を振ることによって、ここでは省略する。
以下では、実施例３で用いられた光学系のレンズデータを開示する。図６（ａ）は本実施例のマクロ光学系の面番号と光線図を図示し、図６（ｂ）は本実施例のミクロ光学系の面番号と光線図を図示している。なお、ミクロ光学系において対物レンズ５は適宜交換して利用すべきものであるので図中の符番を省略しているが、レンズデータの表中ではある１０倍の対物レンズのレンズデータを借用して光路を完結させている。
【００４７】
以下に示される表５は、実施例３のマクロ光学系のレンズデータである。本レンズデータは、マクロ光学系の標本位置１から結像位置２までの光学系に関するものである。さらに、マクロ光学系のレンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の焦点距離も併せて記載してある。
【００４８】
【表５】
2010032622.tif 000007
上記のレンズデータより、実施例３のマクロ光学系は、第１マクロ光学系レンズ群Ｌ１が負の屈折力を持ち、第２マクロ光学系レンズ群Ｌ２が負の屈折力を持ち、第３マクロ光学系レンズ群が正の屈折力を持つことが読み取れる。
【００４９】
また、上記のレンズデータおよび図５（ａ）の光路図から読み取れるように、実施例３のマクロ光学系はテレセントリック光学系となっている。すなわち、本実施例では、第１のマクロ光学系レンズ群Ｌ１のレンズ口径が大きくなってしまうものの、標本の大きさの測定や、指向性を持った観察（および照明）にメリットを持つ。
【００５０】
以下に示される表６は、実施例３のミクロ光学系のレンズデータである。
【００５１】
【表６】
2010032622.tif 000008
【実施例４】
【００５２】
図７は本発明の実施例１の構成に対し、さらにズーム光学系を備えた光路図を示している。なお、本実施例の説明で用いられる図７は実施例１の構成に基づいているが、実施例２や実施例３の構成においてもズーム光学系を備えた構成を考えることが出来る。
【００５３】
図７に示される光路図では、マクロ光学系の標本位置１からズーム結像位置７までの光路と、ミクロ光学系の標本位置３からズーム結像位置７までの光路とを記載している。
マクロ光学系とミクロ光学系は、実施例１と同様に、結像位置２が共有されているだけではなく、マクロ光学系のダイレクトな瞳位置６とミクロ光学系のリレーされた瞳位置６が共有されている。また、瞳位置６と結像位置２の間に配置されている結像レンズ４も、マクロ光学系とミクロ光学系で共有されている。
【００５４】
本実施例ではさらに、有限型ズーム光学系８を利用して、結像位置２をズーム結像位置７へリレーしている。このとき、ズーム結像位置７にはＣＣＤなどの撮像素子を配置し、標本の像をディスプレイ等に映す電子的観察方法が好ましい。
【００５５】
また、マクロ光学系の標本位置１とミクロ光学系の標本位置３は同一平面に構成されているので、回転ステージによってマクロ光学系の標本位置１とミクロ光学系の標本位置３を切り替える構成も可能である。
【００５６】
以下では、実施例４で用いられたズーム光学系のレンズデータを開示する。以下の表７に記載のレンズデータは、結像位置２を物体面とみなしてズーム結像位置を像面とみなした時のレンズデータとなっている。また、レンズデータ中の面番号は図７に記載の符号S1からS22に対応する。
【００５７】
【表７】
2010032622.tif 000009
ただし、レンズデータ中のＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５はズーム変倍時に変化するレンズ間隔を表す。
【００５８】
本実施例の構成によれば、マクロ光学系とミクロ光学系の変倍だけではなく、ズーム光学系による変倍によって、大きな変倍範囲を連続的に利用することが可能となる。
なお、本実施例では有限型のズーム光学系を利用した構成としたが、ズーム光学系の組み入れ方には多くの変形例が考えられる。たとえば、瞳位置６の付近にアフォーカルズーム光学系を備えて、結像レンズ４によって結像させる構成も可能である。また、結像レンズ４自身にズーム機構を備える構成も考えられる。
【実施例５】
【００５９】
本実施例では、落射照明光学系をさらに備えた構成について開示する。図８に示される光路図は、本発明の実施例４のミクロ光学系に落射照明光学系をさらに備えた構成を示している。なお、図８に示される光路図では簡単のためにマクロ光学系を省略して書かれているが、図７も適切に参照することによってマクロ光学系も存在しているものと考える。
【００６０】
図８に示されるように、本実施例のミクロ光学系は、標本位置３からズーム結像位置７までを順に、対物レンズ５と第１瞳リレー光学系レンズ群Ｒ１と第２瞳リレー光学系レンズ群Ｒ２と結像レンズ４とズーム光学系８によって構成されている。また、同図に不図示のマクロ光学系は、第１瞳リレー光学系レンズ群Ｒ１と第２瞳リレー光学系レンズ群Ｒ２との間に光路分割素子を備えることによってミクロ光学系と結合している。
【００６１】
上記構成による本実施例では、落射照明光学系を第２瞳リレー光学系レンズ群Ｒ２と結像レンズ４との間に挿入する構成をとっている。すなわち、マクロ光学系とミクロ光学系の共通の瞳位置６の近傍に落射照明光学系を挿入する構成をとっている。
【００６２】
一般に、軸外光線も含めた場合の光束径は瞳位置で最も小さくなる。よって、マクロ光学系とミクロ光学系の共通の瞳位置６で光路を分岐することは、最もケラレの少ない効率的な構成である。
【００６３】
本実施例の落射照明光学系の分岐手段は、いわゆる蛍光キューブによって実施している。すなわち、ダイクロイックミラー９と吸収フィルター１０と励起フィルター１１を組み合わせて利用している。これらダイクロイックミラー９と吸収フィルター１０と励起フィルター１１は、蛍光キューブとしてユニット化され、一体的に交換可能に配置されている。
【００６４】
ダイクロイックミラー９は励起光である照明光と蛍光である観察光を分離し、吸収フィルタ１０はダイクロイックミラー９を透過した光線の中から所望の波長の光線を選択的に透過し、励起フィルター１１は照明光の中から励起光として利用できる波長のみを選択的に透過する構成をとっている。
【００６５】
なお、本実施例では蛍光観察における落射照明を想定した構成を開示したが、観察方法によってはハーフミラー等によって落射照明光学系の分岐手段を構成することも可能である。
【００６６】
本実施例の落射照明光学系は、一つの例としてフライアイレンズ１２を利用した構成について開示している。本実施例の落射照明光学系は、フライアイレンズ１２とコレクタレンズ１３と光源１４によって構成されている。
【００６７】
光源１４から射出された照明光はコレクタレンズ１３によって略平行光束に変換され、フライアイレンズ１２に入射される。フライアイレンズ１２は入射された平行光束を出射端付近に集光する構成をとっている。すなわち、フライアイレンズ１２の出射端付近には光源１４の像がアレイの数だけ投影されている。
【００６８】
さらに本実施例では、フライアイレンズ１２の出射端を励起フィルター１１に近接して配置し、励起フィルター１１をマクロ光学系とミクロ光学系の共通の瞳位置６に配置する。この様に構成することにより、フライアイレンズ１２を利用したケーラー照明とケラレの少ない光路分離が効率よく両立される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施例１のマクロ光学系とミクロ光学系の結合の光路図
【図２】実施例１のマクロ光学系とミクロ光学系の光路図
【図３】実施例２のマクロ光学系とミクロ光学系の結合の光路図
【図４】実施例２のマクロ光学系とミクロ光学系の光路図
【図５】実施例３のマクロ光学系とミクロ光学系の結合の光路図
【図６】実施例３のマクロ光学系とミクロ光学系の光路図
【図７】ズーム光学系を備えた光路図
【図８】落射照明光学系を備えた光路図
【符号の説明】
【００７０】
１・・・マクロ光学系の標本位置
２・・・結像位置
３・・・ミクロ光学系の標本位置
４・・・結像レンズ
５・・・対物レンズ
６・・・共通の瞳位置
７・・・ズーム結像位置
８・・・ズーム光学系
９・・・ダイクロイックミラー
１０・・・吸収フィルター
１１・・・励起フィルター
１２・・・フライアイレンズ
１３・・・コレクタレンズ
１４・・・光源
Ｌ１・・・第１のマクロ光学系レンズ群
Ｌ２・・・第２のマクロ光学系レンズ群
Ｌ３・・・第３のマクロ光学系レンズ群
Ｒ１・・・第１の瞳リレー光学系レンズ群
Ｒ２・・・第２の瞳リレー光学系レンズ群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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