(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、ポラライザと、標本を照明するコンデンサレンズと、照明された標本からの光を集光する対物レンズと、アナライザと、前記標本を隔ててコンデンサレンズ側光路に前記ポラライザよりも前記標本側に配置されたコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムと、前記標本を隔てて対物レンズ側光路に前記アナライザよりも前記標本側に配置された対物レンズ側ノマルスキープリズムとを備えた透過型の微分干渉顕微鏡において、前記対物レンズを取り替え、シア量を変えて微分干渉観察する場合、前記対物レンズと前記対物レンズ側ノマルスキープリズムの複数の組み合わせに対して共通のシア量となるものが存在するようにしたことを特徴とする微分干渉顕微鏡。
【請求項２】
一つの対物レンズに対して、２つの対物レンズ側ノマルスキープリズムが使用可能であり、次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の透過型の微分干渉顕微鏡。
１．７＜α2／α1＜２．３
但し、α1は２つの対物レンズ側ノマルスキープリズムのうち、分離角が小さいノマルスキープリズムの常光線と異常光線との分離角（単位：ｒａｄ）、α2は２つの対物レンズ側ノマルスキープリズムのうち、分離角が大きいノマルスキープリズムの常光線と異常光線との分離角（単位：ｒａｄ）である。
【請求項３】
前記対物レンズの胴付面から対物レンズの後側焦点位置までの距離Ｄが次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の透過型の微分干渉顕微鏡。
｜Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ｜＜０．６（ｍｍ）
但し、Ｄｍａｘは使用する対物レンズにおける前記距離Ｄが最も長い値、Ｄｍｉｎは最も短い値である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は微分干渉顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来より用いられている透過型微分干渉顕微鏡の基本構成を示す概略構成図である。
この微分干渉顕微鏡は、光源１と、照明レンズ２と、ポラライザ３と、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズム４と、標本６を照明するコンデンサレンズ５と、照明された標本６からの光を集光する対物レンズ８と、対物レンズ側ノマルスキープリズム９と、アナライザ１０とを備えて構成されている。
【０００３】
光源１からの光線は、照明レンズ２を経て、ポラライザ３を介して直線偏光に変換されて、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズム４に入射する。そして、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズム４を介して振動方向が直交した２つの直線偏光に分かれてコンデンサレンズ５に入射し、コンデンサレンズ５を介して略平行光線となって標本６に入射する。この標本６での光線の分離量をシア量という。分離した光線は対物レンズ８に入射し対物レンズ８を介して集光され、対物レンズ側ノマルスキープリズム９に入射する。そして、対物レンズ側ノマルスキープリズム９を介して同一光路上に合成されてアナライザ１０に入射し、アナライザ１０で干渉する。
【０００４】
ここで、シア量は微分干渉像の見え方を左右し、シア量が大きいとコントラストが良い観察が可能となり、シア量が小さいと高解像な観察が可能となる。
【０００５】
また、微分干渉顕微鏡においてノマルスキープリズムを共通使用するという技術が、特表平８−５０９０７８号公報に記載されている。これは、コンデンサレンズと対物レンズの組み合わせが複数ある場合に、コンデンサレンズと対物レンズの焦点距離の比が同じになる組み合わせが複数存在するようにすることで、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムを共通使用することができるようにするというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の微分干渉顕微鏡では、複数種類の対物レンズを取り替えて使用する微分観察顕微鏡において、シア量を変えて微分干渉観察する場合には、ノマルスキープリズムの種類が多くなってしまうという問題点があった。また、特表平８−５０９０７８号公報に記載の微分干渉顕微鏡であっても、微分干渉観察においてシア量を変えるには、対物レンズ側ノマルスキープリズムと、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムとを新たに用意する必要がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、微分干渉観察においてシア量を変える場合に使用するノマルスキープリズムの数を減らすことが可能な微分干渉顕微鏡を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１の発明による微分干渉顕微鏡は、光源と、ポラライザと、標本を照明するコンデンサレンズと、照明された標本からの光を集光する対物レンズと、アナライザと、前記標本を隔ててコンデンサレンズ側光路に前記ポラライザよりも前記標本側に配置されたコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムと、前記標本を隔てて対物レンズ側光路に前記アナライザよりも前記標本側に配置された対物レンズ側ノマルスキープリズムとを備えた透過型の微分干渉顕微鏡において、前記対物レンズを取り替え、シア量を変えて微分干渉観察する場合、前記対物レンズと前記対物レンズ側ノマルスキープリズムの複数の組み合わせに対して共通のシア量となるものが存在するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、本第２の発明による透過型微分干渉顕微鏡は、本第１の発明において、一つの対物レンズに関して、２つの対物レンズ側ノマルスキープリズムが使用可能であり、次の条件式(1)を満たすことを特徴とする。
１．７＜α2／α1＜２．３                            …(1)
但し、α1は２つの対物レンズ側ノマルスキープリズムのうち、分離角が小さいノマルスキープリズムの常光線と異常光線との分離角（単位：ｒａｄ）、α2は２つの対物レンズ側ノマルスキープリズムのうち、分離角が大きいノマルスキープリズムの常光線と異常光線との分離角（単位：ｒａｄ）である。
【００１０】
また、本第３の発明による透過型微分干渉顕微鏡は、本第１の発明において、対物レンズの胴付面から対物レンズの後側焦点位置までの距離Ｄが次の条件式(2)を満たすことを特徴とする。
｜Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ｜＜０．６（ｍｍ）              …(2)
但し、Ｄｍａｘは使用する対物レンズにおける前記距離Ｄが最も長い値、Ｄｍｉｎは最も短い値である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施例の説明に先立ち、本発明の作用について説明する。
本第１の発明のように、対物レンズを取り替えてシア量を変えて微分干渉観察する場合、対物レンズと対物レンズ側ノマルスキープリズムの複数の組み合わせに対して共通のシア量となるものが存在するようにすれば、ノマルスキープリズムの数を減らすことができる。
【００１２】
本第２の発明は、本第１の発明における対物レンズ側ノマルスキープリズムを２つ組合わせて使用可能にした場合において、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムを共通使用するための条件を条件式(1)で示したものである。
【００１３】
図７に示すような構成において、ノマルスキープリズム９の分離角により微分干渉の見え方を左右するシア量が決まる。
ここで、シア量Ｓと、対物レンズ側ノマルスキープリズム９の分離角α（ｒａｄ）と、対物レンズの後側焦点距離ｆｏｂとの間には、αが十分小さい場合に次の関係式(3)が成り立つ。
Ｓ＝α×ｆｏｂ                                      …(3)
【００１４】
微分干渉顕微鏡において、一般に良く使用される対物レンズの倍率は、１０倍、２０倍、４０倍と整数倍となっており、これに応じて、１０倍、２０倍、４０倍の対物レンズの後側焦点距離は整数倍となっている。このため、条件式(1)のように整数倍に近い関係となっている対物レンズ側ノマルスキープリズムを用いた微分干渉顕微鏡においては、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムを１０〜４０倍の範囲において共通に使用することが可能となる。
条件式(1)を満足する範囲を外れると、異なる倍率の対物レンズに対してコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムを共通使用した場合に、微分干渉像のコントラストが低下してしまう。
【００１５】
また、本第３の発明は、本第１の発明において、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムを共通使用するための条件を条件式(2)で示したものである。
対物レンズの後側焦点位置が各倍率で大きく異なると、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムを共通使用した場合に、対物レンズ射出後の２つの直線偏光が十分に合成できなくなる。そのため、微分干渉像のコントラストが低下してしまう。また、視野内の明るさが不均一になる（明るさムラが生じる）。
本第３の発明のように条件式(2)を満たし、後側焦点位置が各倍率において極力一致するようにすると、異なる倍率の対物レンズに換えた場合でも十分な微分干渉像のコントラストが得られる。
他方、条件式(2)を満足しないと、上述のように、対物レンズ射出後の２つの直線偏光が十分に合成できなくなり、微分干渉像のコントラストが低下してしまう。また、視野内の明るさが不均一になる（明るさムラが生じる）。
【００１６】
また、本第４の発明として、本第１の発明における対物レンズ側ノマルスキープリズムを３つ組み合わせて使用可能にした場合においても、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムを共通使用するための条件式(1),(4)を満足するようにすると、対物レンズ側ノマルスキープリズムを２つ組み合わせて使用可能にした場合と同様の効果が得られるので好ましい。
１．７＜α2／α1＜２．３                            …(1)
１．７＜α3／α2＜２．３                            …(4)
但し、α1は３つの対物レンズ側ノマルスキープリズムのうち、分離角が最も小さいノマルスキープリズムの常光線と異常光線との分離角（単位：ｒａｄ）、α2は３つの対物レンズ側ノマルスキープリズムのうち、分離角が中間のノマルスキープリズムの常光線と異常光線との分離角（単位：ｒａｄ）、α3は３つの対物レンズ側ノマルスキープリズムのうち、分離角が最も大きいノマルスキープリズムの常光線と異常光線との分離角（単位：ｒａｄ）である。
【００１７】
また、本第５の発明として、本第１の発明において、シア量の異なる対物レンズ側ノマルスキープリズムが、少なくとも２種類以上の対物レンズで共通使用可能となるようにするのが好ましい。
本発明の目的はコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムを共通使用することができるようにすることであるから、２種類以上の対物レンズを用いる微分干渉顕微鏡でないと共通使用することができず意味がない。
【００１８】
また、本第６の発明として、本第１の発明において、対物レンズ側ノマルスキープリズムとコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムとが、それぞれ回転ターレットに配置されているのが好ましい。
また、本第７の発明として、本第１の発明において、対物レンズ側ノマルスキープリズムとコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムとが、それぞれスライダーに配置されているのが好ましい。
本第６、第７の発明は、対物レンズ側ノマルスキープリズム及びコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムの変換方法についての構成を示したものである。
複数のノマルスキープリズムを光路から挿脱する必要があるため、ターレット式かスライダ式を用いるのが操作上望ましい。
なお、対物レンズ側ノマルスキープリズムとコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムは、一方がターレットに配置され、他方がスライダーに配置された構成としてもよい。
【００１９】
また、本第８の発明として、本第１の発明において、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムを例えば図８に示すようなウォラストンプリズムで構成するのが好ましい。
【００２０】
また、本第９の発明として、本第１の発明において、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムが電動により光路に挿脱可能であり、対物レンズと対物レンズ側ノマルスキープリズムの選択により、自動的に適合したコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムが光路に入るようにするのが好ましい。
本発明の微分干渉顕微鏡は、対物レンズと、対物レンズ側ノマルスキープリズムとの組み合わせにおいて、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムを共通使用するものであるが、組み合わせが複雑になる。このため、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムは対物レンズと、対物レンズ側ノマルスキープリズムとを選択したときに自動的に適合したプリズムが光路に入るようにすることが望ましい。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第１実施例
本発明の第１実施例の微分干渉顕微鏡は、図６に示された構成とほぼ同様である。本実施例では２種類の対物レンズ側ノマルスキープリズムを対物レンズと組み合わせている。図１は倍率の異なる対物レンズに対して分離角が異なる対物レンズ側ノマルスキープリズムを組み合わせたときのシア量を示す表である。また、図２は図１に示された対物レンズと対物レンズ側ノマルスキープリズムとの組み合わせに対して用いるコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムの組み合わせを示す表である。なお、α1，α2は、それぞれ対物レンズ側ノマルスキープリズムの分離角である。
【００２２】
第１実施例の微分干渉顕微鏡では、１０倍、２０倍、４０倍の対物レンズに対し、分離角の異なる２種類の対物レンズ側ノマルスキープリズム（以下、第１のノマルスキープリズム、第２のノマルスキープリズムとする。）を組み合わせて微分干渉を行なうようになっている。第１のノマルスキープリズムは分離角α1、第２のノマルスキープリズムは分離角α2である。そして、α2＝２×α1の関係になっている。また、その分離量の比は２：１となっている。
また、対物レンズの胴付面から対物レンズの後側焦点位置までの距離Ｄは、
１０倍対物レンズにおけるＤの値Ｄ10＝７．６
２０倍対物レンズにおけるＤの値Ｄ20＝８．０
４０倍対物レンズにおけるＤの値Ｄ40＝８．１
であり、従って、Ｄｍａｘ＝８．１、Ｄｍｉｎ＝７．６となっている。
【００２３】
そして、第１実施例では、図１の表に示すように、次の組み合わせ時にシア量が同じになる。
１０倍対物レンズと第１のノマルスキープリズムの組み合わせと、２０倍対物レンズと第２のノマルスキープリズムの組み合わせ。
２０倍対物レンズと第１のノマルスキープリズムの組み合わせと、４０倍対物レンズと第２のノマルスキープリズムの組み合わせ。
【００２４】
このため、図２の表に示すように、１０倍対物レンズと２０倍対物レンズ、あるいは２０倍対物レンズと４０倍対物レンズに関して、上記コンデンサーレンズ側のノマルスキープリズムＣ1あるいはＣ3を共通に用いることができる。
【００２５】
従って、第１実施例の微分干渉顕微鏡によれば、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムを倍率の異なる２種類の対物レンズにおいて共通に使用できるようにしたので、従来６個のコンデンサレンズ側のノマルスキープリズムが必要であるところを４個のコンデンサレンズ側のノマルスキープリズムで微分干渉観察が可能となる。
【００２６】
第２実施例
本発明の第２実施例の微分干渉顕微鏡は、図６に示された構成とほぼ同様である。本実施例では３種類の対物レンズ側ノマルスキープリズムを対物レンズと組み合わせている。図３は倍率の異なる対物レンズに対して分離角が異なる対物レンズ側ノマルスキープリズムを組み合わせたときのシア量を示す表である。また、図４は図３に示された対物レンズと対物レンズ側ノマルスキープリズムとの組み合わせに対して用いるコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムの組み合わせを示す表である。なお、α1，α2，α3は、それぞれ対物レンズ側ノマルスキープリズムの分離角である。
【００２７】
第２実施例の微分干渉顕微鏡では、１０倍、２０倍、４０倍の対物レンズに対し、分離角の異なる３種類の対物レンズ側ノマルスキープリズム（以下、第１のノマルスキープリズム、第２のノマルスキープリズム、第３のノマルスキープリズムとする。）を組み合わせて微分干渉を行なうようになっている。第１のノマルスキープリズムは分離角α1、第２のノマルスキープリズムは分離角α2、第３のノマルスキープリズムは分離角α3である。そして、α2＝２×α1、α3＝２×α2の関係になっている。また、その分離量の比は４：２：１となっている。
また、対物レンズの胴付面から対物レンズの後側焦点位置までの距離Ｄは、
１０倍対物レンズにおけるＤの値Ｄ10＝７．８
２０倍対物レンズにおけるＤの値Ｄ20＝８．０
４０倍対物レンズにおけるＤの値Ｄ40＝８．１
であり、従って、Ｄｍａｘ＝８．１、Ｄｍｉｎ＝７．８となっている。
【００２８】
そして、第２実施例では、図３の表に示すように、次の組み合わせ時にシア量が同じになる。
１０倍対物レンズと第１のノマルスキープリズムの組み合わせと、２０倍対物レンズと第２のノマルスキープリズムの組み合わせと、４０倍対物レンズと第３のノマルスキープリズムの組み合わせ。
１０倍対物レンズと第２のノマルスキープリズムの組み合わせと、２０倍対物レンズと第３のノマルスキープリズムの組み合わせ。
２０倍対物レンズと第１のノマルスキープリズムの組み合わせと、４０倍対物レンズと第２のノマルスキープリズムの組み合わせ。
【００２９】
このため、図４の表に示すように、１０倍対物レンズと２０倍対物レンズ、２０倍対物レンズと４０倍対物レンズ、あるいは、１０倍対物レンズと２０倍対物レンズと４０倍対物レンズに関して、上記コンデンサーレンズ側のノマルスキープリズムＣ2、Ｃ3あるいはＣ1を共通に用いることができる。
【００３０】
従って、第２実施例の微分干渉顕微鏡によれば、コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムを倍率の異なる２種類、あるいは、３種類の対物レンズに共通で使用できるようにしたので、従来９個のコンデンサレンズ側のノマルスキープリズムが必要であるところを５個のコンデンサレンズ側のノマルスキープリズムで微分干渉観察が可能となる。
【００３１】
第３実施例
図５は本発明による微分干渉顕微鏡の第３実施例を示す概略構成図である。
第３実施例の微分干渉顕微鏡は、対物レンズ側及びコンデンサレンズ側のノマルスキープリズムを電動で切り替えるように構成されている。なお、その他の構成は、第１実施例又は第２実施例と同様である。
コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムは電動ターレット１３の中に配置されている。対物レンズ１５は電動レボルバ１６に複数種類配置されている。対物レンズ側ノマルスキープリズムは電動ターレット１７の中に配置されている。コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムの電動ターレット１３と、電動レボルバ１６、対物レンズ側ノマルスキープリズムの電動ターレット１７は、図示省略したコントローラに接続されている。そして、コントローラは、対物レンズ１５と、対物レンズ１５に組み合わせる対物レンズ側ノマルスキープリズムとが選択されると、自動的に適合したコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムが光路に入るように電動ターレット１３を駆動制御している。なお、図５中、１１はランプハウス、１２は顕微鏡本体、１４はステージ、１８は観察鏡筒、１９は接眼レンズである。
第３実施例の微分干渉顕微鏡によれば、上述の第１実施例又は第２実施例の微分干渉顕微鏡と同様の効果が得られ、かつ、操作性が向上する。
なお、図５では、ノマルスキープリズムを電動ターレットで駆動したが、電動レボルバを用いても良い。
【００３２】
以上説明したように、本発明による微分干渉顕微鏡は、特許請求の範囲に記載された発明の他に、次に示すような特徴も備えている。
【００３３】
（１）一つの対物レンズに対して、３つの対物レンズ側ノマルスキープリズムが使用可能であり、次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の透過型の微分干渉顕微鏡。
１．７＜α2／α1＜２．３
１．７＜α3／α2＜２．３
但し、α1は３つの対物レンズ側ノマルスキープリズムのうち、分離角が最も小さいノマルスキープリズムの常光線と異常光線との分離角（単位：ｒａｄ）、α2は３つの対物レンズ側ノマルスキープリズムのうち、分離角が中間のノマルスキープリズムの常光線と異常光線との分離角（単位：ｒａｄ）、α3は３つの対物レンズ側ノマルスキープリズムのうち、分離角が最も大きいノマルスキープリズムの常光線と異常光線との分離角（単位：ｒａｄ）である。
【００３４】
（２）シア量の異なる対物レンズ側ノマルスキープリズムが、少なくとも２種類以上の対物レンズで使用可能となるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の透過型の微分干渉顕微鏡。
【００３５】
（３）対物レンズ側のノマルスキープリズムとコンデンサレンズ側のノマルスキープリズムとが、それぞれ回転ターレットに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の透過型の微分干渉顕微鏡。
【００３６】
（４）対物レンズ側ノマルスキープリズムとコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムとが、それぞれスライダーに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の透過型の微分干渉顕微鏡。
【００３７】
（５）コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムが、ウォラストンプリズムで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の透過型の微分干渉顕微鏡。
【００３８】
（６）コンデンサレンズ側ノマルスキープリズムが電動により光路に挿脱可能であり、対物レンズと対物レンズ側ノマルスキープリズムとの組み合わせを選択したときに、自動的に適合したコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムが光路に入るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の透過型の微分干渉顕微鏡。
【００３９】
【発明の効果】
以上、本発明の微分干渉顕微鏡によれば、微分干渉でシア量を変える場合に使用するノマルスキープリズムの数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の微分干渉顕微鏡にかかる倍率の異なる対物レンズに対して分離角が異なる対物レンズ側ノマルスキープリズムを組み合わせたときのシア量を示す表である。
【図２】図１に示された対物レンズと対物レンズ側ノマルスキープリズムとの組み合わせに対して用いるコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムの組み合わせを示す表である。
【図３】本発明の第２実施例の微分干渉顕微鏡にかかる倍率の異なる対物レンズに対して分離角が異なる対物レンズ側ノマルスキープリズムを組み合わせたときのシア量を示す表である。
【図４】図３に示された対物レンズと対物レンズ側ノマルスキープリズムとの組み合わせに対して用いるコンデンサレンズ側ノマルスキープリズムの組み合わせを示す表である。
【図５】本発明による微分干渉顕微鏡の第３実施例を示す概略構成図である。
【図６】従来より用いられている透過型微分干渉顕微鏡の基本構成を示す概略構成図である。
【図７】微分干渉顕微鏡における対物レンズ側ノマルスキープリズムの分離角αにより微分干渉の見え方を左右するシア量Ｓを示す説明図である。
【図８】ウォラストンプリズムを示す図である。
【符号の説明】
１          光源
２          照明レンズ
３          ポラライザ
４          コンデンサレンズ側ノマルスキープリズム
５          コンデンサレンズ
６          標本
７          シア量
８          対物レンズ
９          対物レンズ側ノマルスキープリズム
１０        アナライザ
１１        ランプハウス
１２        顕微鏡本体
１３        電動ターレットコンデンサ
１４        ステージ
１５        対物レンズ
１６        電動レボルバ
１７        電動対物レンズ側ノマルスキープリズムターレット
１８        観察鏡筒
１９        接眼レンズ
【図１】
0003927057.tif 000002
【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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