(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光光学系（６）と、この光学系に配属して回転ディスク（４）に配設された各種の光リング（５）とを有する、顕微鏡の位相コントラスト照明系（１２）のための交換自在の集光システムにおいて、
集光光学系（６）が、光リング（５）とは関係なく交換可能であり、
集光光学系（６）の焦点距離Ｆｎが、式Ｆｎ＝Ｆ0・Ｘnで相互に選択され、光リング（５）の平均径Ｄｎが、式Ｄｎ＝Ｄ0・Ｘnで相互に選択される（両式中、Ｘ＞０，ｎ＝０，１，２．．．，Ｆ0＝出発焦点距離及びＤ0＝出発径）ことを特徴とする交換自在の集光システム。
【請求項２】
集光光学系（６）と、この光学系に配属して回転ディスク（４）に配設された各種のウォラストン・プリズム（１６）と、倍率及び焦点距離の異なる複数の対物レンズ（９）とを有する、顕微鏡の干渉コントラスト照明系（１５）のための交換自在の集光システムにおいて、
集光光学系（６）および対物レンズ（９）が、ウォラストン・プリズム（１６）とは関係なく交換可能であり、
集光光学系（６）の焦点距離Ｆｎが、式Ｆｎ＝Ｆ0・Ｘnで相互に選択され、対物レンズ（９）の焦点距離が、相互に同一の焦点距離式により選択される（両式中、Ｘ＞０，ｎ＝０，１，２．．．，及びＦ0＝出発焦点距離）ことを特徴とする交換自在の集光システム。
【請求項３】
Ｘ＝２，Ｆ0＝１２ｍｍ，Ｄ0＝２．７であることを特徴とする請求項第１項または第２項記載の交換自在の集光システム。
【請求項４】
位相コントラスト照明系（１２）から干渉コントラスト照明系（１５）に切換るために、光リング（５）およびウォラストン・プリズム（１６）が、同一の回転ディスク（４）の異なる受け部に設けてあることを特徴とする請求項第１〜３項記載の交換自在な集光システム。
【請求項５】
３つの集光光学系（６）および４つの光リング（５）および／または３つのウォラストン・プリズム（１６）が設けてあることを特徴とする請求項第１〜４項記載の交換自在の集光システム。
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、請求の範囲第１項の前置部に記載の、顕微鏡の位相コントラスト照明用集光システムおよび請求の範囲第２項の前置部に記載の、顕微鏡の干渉コントラスト照明用集光システムに関する。
［背景技術］
顕微鏡の位相コントラスト照明用集光システムの場合、特に各集光器に同調された光リングセット（Satz）を有する各種集光器を使用することは公知である。光リングセットは、光リング径の異なる各別の光リングを含む。倍率の異なる各種の対物レンズを有する顕微鏡の場合、集光器毎に径の異なる多種の光リングを使用する必要がある。従来、照明光路に集光器および光リングセットのこのような組合せを配設するには、煩瑣な機械的作業が必要であった。公知の実施形式の場合、光リングセットを集光光学系とともに別個のレボルバに配設することによって、関連の集光光学系を含む光リングセットを照明光路に配設していた。集光光学系を交換する場合は、レボルバ全体を交換していた。しかしながら、このためには、レボルバの交換ガイドおよび顕微鏡のガイドを精密に作製する必要があり、更に、集光器を調心するための調整要素を使用する必要があった。この公知の解決法の場合、このような交換自在なレボルバの作製に可成りの手間と経費がかかること以外に、各集光光学系のために、特定のレボルバに受容した特定の光リングセットを使用しなければならないという欠点もある。
顕微鏡の位相コントラスト照明用集光システムは、ＤＥ２３３７６５３から公知であり、この公報には、焦点距離が同一で自由作業間隔が異なる複数の集光器が図示、記載されている。この特定の一連の集光器を用いることによって、異なる集光器のために唯一の光リングセットを使用できる。
しかしながら、実際には、上記一連の集光器は制約下にのみ使用できる。なぜならば、最大５．５ｍｍの自由作業間隔を光学的に実現できるに過ぎないからである。倒立顕微鏡においてペトリ・シャーレ、微量滴定板、培養びんなどの内部にある対象を観察する際に必ず必要なより大きい間隔（最大７０ｍｍまで）の場合、光学的理由から、各種集光光学系について一定の焦点距離を実現できない。
顕微鏡の公知の干渉コントラスト照明用集光システムの場合、同じく、倍率の異なる使用する対物レンズおよび集光光学系に極めて高価なウォラストン・プリズムを適合させなければならないという問題がある。即ち、この場合も、各集光光学系について、集光器に前置の回転ディスクに配設した特別に作製した複数のプリズムが必要である。この場合、プリズムの使用は、対物レンズおよび集光光学系の当該の倍率または焦点距離に依存して行われる。
［発明の開示］
従って、本発明の一課題は、公知の先行技術から出発して、集光光学系の異なった焦点距離に対して唯一つの光リングセット（Satz）の使用を可能とする、顕微鏡の位相コントラスト照明のための集光システムを提供することにある。
この課題は、本発明にもとづき、請求の範囲第１項の特徴記載部分に開示の特徴によって解決される。即ち、本発明の一視点によれば、集光光学系と、この光学系に配属して回転ディスクに配設された各種の光リングとを有する、顕微鏡の位相コントラスト照明系のための交換自在の集光システムは、集光光学系が、光リングとは関係なく交換可能であり、集光光学系の焦点距離Ｆｎが、式Ｆｎ＝Ｆ0・Ｘnで相互に選択され、光リングの平均径Ｄｎが、式Ｄｎ＝Ｄ0・Ｘnで相互に選択される（両式中、Ｘ＞０，ｎ＝０，１，２．．．）ことを特徴とする。
本発明の別の課題は、公知の先行技術から出発して、集光光学系の異なった焦点距離に対して唯一つのウォラストン・プリズム・セット（Satz）の使用を可能とする、顕微鏡の干渉コントラスト照明のための集光システムを提供することにある。
この課題は、本発明にもとづき、請求の範囲第２項の特徴記載部分に開示の特徴によって解決される。即ち、本発明の他の一視点によれば、集光光学系と、この光学系に配属して回転ディスクに配設された各種のウォラストン・プリズムと、倍率及び焦点距離の異なる複数の対物レンズとを有する、顕微鏡の干渉コントラスト照明系のための交換自在の集光システムは、集光光学系および対物レンズが、ウォラストン・プリズムとは関係なく交換可能であり、集光光学系の焦点距離Ｆｎが、式Ｆｎ＝Ｆ0・Ｘnで相互に選択され、対物レンズの焦点距離が、相互に同一の焦点距離式により選択される（両式中、Ｘ＞０，ｎ＝０，１，２．．．）ことを特徴とする。
本発明の有利な実施の形態は、従属請求の範囲の対象である。即ち、交換自在の集光システムは、Ｘ＝２，Ｆ0＝１２ｍｍ，Ｄ0＝２．７であることが好ましい。
交換自在な集光システムは、位相コントラスト照明系から干渉コントラスト照明系に切換るために、光リングおよびウォラストン・プリズムが、同一の回転ディスクの異なる受け部に設けてあることが好ましい。
交換自在の集光システムは、３つの集光光学系および４つの光リングおよび／または３つのウォラストン・プリズムが設けてあることが好ましい。
本発明の場合、焦点距離が異なり且つ対象までの作業間隔の大きさが異なる複数の集光器を有する集光システムを使用する。集光光学系は、相互に共通の倍率（係数）を有する。集光光学系には、光リングの平均径の異なる各別の光リングを有する唯一つの光リングセットが配してある。
前記各径の間の段階は、集光光学系の焦点距離の共通の係数に適合されている。かくして、異なる集光光学系において１つの光リングセット内の各種の光リングを使用できる。
干渉コントラスト照明の場合、焦点距離が異なり且つ対象までの作業間隔が異なる集光光学系を使用する。この場合、集光光学系のこの場合も共通な倍率（係数）は、各観察対物レンズの間の共通な倍率（係数）に適合されている。
この方策によって、集光器側に設けたウォラストン・プリズムを、面倒な事後修正、改造または調整を行うことなく、すべての集光器／観察光学系の組合せに使用できる。
観察対物レンズおよび集光光学系について共通の倍率（係数）を適切に選択した場合、得られた光リング径において、位相コントラスト照明にも干渉コントラスト照明にも利用できるシステムを創成できる。
上記条件を有利に満足する本発明の実施の形態を添付の略図を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、回転ディスクおよび集光光学系を設けたインバース顕微鏡の照明光路を示す図面であり、
第２図は、光リングの平面図であり、
第３図は、位相コントラスト照明光路の略図であり、
第４図は、干渉コントラスト照明光路の略図であり、
第５図は、異なる集光器における光リングの各種の移行可能性を示す図面であり、
第６図は、異なる集光器／対物レンズ・組合せにおけるウォラストン・プリズムの各種の移行可能性を示す図面である。
［発明を実施するための最良の形態］
第１図に、光源１および受け（取付部）３を含む、インバース顕微鏡（図示してない）の照明光路２を示した。この受け３には、回転ディスク４が回転自在に設けてある。回転ディスク４は、個々の光リング５からなる光リングセットおよび個々のウォラストン・プリズム１６からなるセット（図示してない）を受容するのに役立つ。受け３は、更に、受け３に交換自在に取付けた集光光学系６のホルダとして役立つ。第１図に、照明光路２の以降の部分にあり物体７および後置の対物レンズ９を含む対象面８を示した。
回転自在に軸支した回転ディスク４によって、各光リングまたはウォラストン・プリズムを照明光路２に順次に導入できる。集光光学系６は、受け３の螺着機構（図示してない）によって、別の集光光学系６と交換できる。
第２図に、光リング５の平面図を示す。光リング５は、通常、ハッチで示した不透明面と、透明な環状面１０とを特徴とする。光リング５の平均径は、参照数字１１で示してある。第３図に、可能な位相コントラスト照明系１２の略図を示した。光源１から来る光は、光リング５の環状開口を通過し、集光光学系６によって平行光線にされる。この平行光束は、対象面８を通過し、対物レンズ９によって位相板１３上に合焦される。位相板１３は、例えば、光リング５が結像される環状エッチング部分（即ち、位相リング）を有する平面平行なガラス板として構成できる。上記光の位相は、位相板１３によって、物体７から来る光に対してずらされる。光束は、位相板１３から結像面１４（中間像面）内に発散される。物体７によって屈折された光（斜線で示した）は、対物レンズ９および位相板１３によって導かれ、面１４にフォーカシングされ結像される。かくして、物体７に起因する光の位相変化が、結像面１４において光の強度変化に変換される。
第４図に、光源１と、集光器側に設けたウォラストン・プリズム１６と、集光光学系６と、隣接の物点７ａ，７ｂを含む対象面８と、拡大光学系９とを有する干渉コントラスト照明系１５を示した。この拡大光学系９の後ろには、対物レンズ側のウォラストン・プリズム１７が設けてある。図示の照明装置の場合、光源１から来る光束は、ウォラストン・プリズム１６において２つの光束に分割され、各光束は、隣接の物点７ａ，７ｂを照明する。双方の各光束は、ウォラストン・プリズム１７によって再び統合され、干渉する。かくして生ずる行路差にもとづき、物体の屈折率および厚さを推論できる。
提示の集光システムにおいて、位相コントラスト照明の場合、各光リング５の平均径１１を使用した集光器の焦点距離に適合させる必要がある。集光（コンデンサ）光学系６について、出発（Ausgangs）焦点距離Ｆ0が１２ｍｍであり、物体７までの自由作業間隔が１ｍｍであり、係数がＸ＝２，ｎ＝０，１，２．．である場合、別の集光光学系Ｆ1およびＦ2について、式Ｆｎ＝Ｆ0・Ｘnにもとづき、それぞれ、焦点距離２４ｍｍまたは４８ｍｍおよび自由作業間隔２３ｍｍまたは７０ｍｍが得られる。焦点距離の上記関係から、式Ｄｎ＝Ｄ0・Ｘnにもとづき、光リング５の平均径１１を計算できる。よく知られているように、光リング５の出発（Ausgangsdurchmesser）径Ｄ0は、実際、対物レンズのアパーチャの径の１／２に近いものとなる。上記数値から出発して、１．３５ｍｍのＤ0が確定される。式および集光光学系６の上記焦点距離関係にもとづき、光リングについて、Ｄ0＝１．３５ｍｍ、Ｄ1＝２．７ｍｍ，Ｄ2＝５．４ｍｍ及びＤ3＝１０．８ｍｍの平均径が得られる。
集光光学系６の焦点距離および各光リング５の径をこのように構成した場合、すべての光リングＤ0〜Ｄ3を集光器Ｆ1としたときに使用できる。光リングＤ1〜Ｄ3は、集光器Ｆ2としたときに使用され、他方、集光光学系Ｆ0の場合には、径Ｄ0〜Ｄ2の光リング（セット）を使用できる。
第５図に、各種の移行可能性（方式）を模式的に示した。この場合、Ｆ0〜Ｆ2は、集光光学系の焦点距離を表し、Ｄ0〜Ｄ3は、各光リングの径を表す。
即ち、集光器６および光リング５の上記段階づけによって、最適な態様で、複数の光リングセットを使用する必要はなくなる。かくして、光リングセットの各光リングを交換する必要はなく、従って、以降の調整による経費増が避けられるという利点も得られる。回転ディスクを含む受け３は、単に製造時に位置決めし、顕微鏡に固定する。
干渉コントラスト照明の場合、各集光光学系６の間の上記の焦点距離関係が特に有利である。なぜならば、この照明方式の場合、集光器６の倍率と対物レンズの各種倍率との間に一定の関係が存在するからである。
集光光学系６の上記焦点距離から出発して、対物レンズ９の焦点距離を計算できる。
式Ｆｎ（Objectiv）＝Ｆ0（Objectiv）・Ｘnにもとづき、出発焦点距離Ｆ0（Objectiv）＝５ｍｍ，Ｆ1（Objectiv）＝１０ｍｍ，Ｆ2（Objectiv）＝２０ｍｍおよびＦ3（Objectiv）＝４０ｍｍの一連の対物レンズ（列）ないし一連の集光器（列）が得られる。上記焦点距離は、一連の対物レンズ４０ｘ，２０ｘ，１０ｘおよび５ｘを有する汎用の対物レンズセット（ユニット）に対応する。
倍率の異なる既存の対物レンズ列から出発して、もちろん、上記式にもとづき、集光器の各焦点距離をもとめることができる。
対物レンズ４０ｘ＝焦点距離５ｍｍのために設計されたウォラストン・プリズムは、集光器と対物レンズとの間の同一の焦点距離関係にもとづき、対物レンズＦ0／集光器Ｆ＝１２ｍｍにも、対物レンズＦ1／集光器Ｆ＝２４ｍｍにも、対物レンズＦ2／集光器Ｆ＝４８ｍｍにも使用できる。別の対物レンズ／集光器の組合せの場合には、同調された別のウォラストン・プリズムを同様にして使用できる。即ち、たった３種のウォラストン・プリズムだけで、すべての対物レンズ／集光器の組合せを達成できる。
第６図に、各種の移行可能性（方式）を示した。この場合、Ｆ0〜Ｆ2は、各集光（コンデンサ）光学系の焦点距離を表し、Ｆ0（Objectiv）〜Ｆ2（Objectiv）は、対物レンズの各焦点距離を表し、Ｐ0〜Ｐ2は、各種のウォラストン・プリズムを表す。従って、プリズムＰ0は、組合せＦ0／Ｆ0（Objectiv），Ｆ1／Ｆ1（Objectiv）、Ｆ2／Ｆ2（Objectiv）に使用できる。
本出願に記載の集光システムは、唯一つの光リングセットの最適な使用以外に、ウォラストン・プリズムの使用に関しても最適化されている。
本発明は、もちろん、上記の有利な実施の形態に制限されるものではない。もちろん、提示の式にもとづき、別の倍率も変換できる。
【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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