JP3048267B2 - Microscope optics - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡の平行光束領域
内に、この平行光束を透過光と反射光に２分割するビー
ムスプリッター面を有するビームスプリッタープリズム
が配設されている、顕微鏡光学系に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a microscope optical system in which a beam splitter prism having a beam splitter surface for splitting a parallel light beam into transmitted light and reflected light is provided in a parallel light beam region of the microscope. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の顕微鏡光学系の一例とし
て、図８に示すものがある。この光学系では、物体面Ｏ
の光束は対物レンズ１を介して平行光束となる。そし
て、その前方に配設されたビームスプリッター面２ａを
有するビームスプリッタープリズム２は、光束入射面２
ｂが平行光束の入射光軸に対して垂直な平面を成してお
り、この光束入射面２ｂから入射した光束は、ビームス
プリッター面２ａで一部が反射して反射光射出面２ｃか
ら射出させられ、残りの光束はビームスプリッター面２
ａを透過して透過光射出面２ｄから射出して、結像レン
ズ３を通過して結像面に像Ｉを結像する。2. Description of the Related Art FIG. 8 shows an example of a conventional microscope optical system of this kind. In this optical system, the object plane O
Becomes a parallel light beam through the objective lens 1. The beam splitter prism 2 having the beam splitter surface 2a disposed in front of the beam splitter prism 2
b forms a plane perpendicular to the incident optical axis of the parallel light beam, and the light beam incident from the light beam incident surface 2b is partially reflected by the beam splitter surface 2a and emitted from the reflected light exit surface 2c. And the remaining beam is beam splitter surface 2
a, and exits from the transmitted light exit surface 2d, passes through the imaging lens 3, and forms an image I on the imaging surface.
【０００３】しかしながら、このような光学系では、ビ
ームスプリッタープリズム２の光束入射面２ｂで反射さ
れた光束が物体面Ｏ上で反射され、再び対物レンズ１に
入射し、ビームスプリッタープリズム２及び結像レンズ
３を介して、等倍のゴースト像が視野中心に対して正規
の像点Ｉと点対称な位置に形成される。そのため、観察
すべき像Ｉのコントラストが悪くなり、鮮明な像を観察
することができなくなる。このようなゴースト像を防止
するために、プリズム面に多層膜コーティングを施した
ものもあるが、多層膜コートの分光特性により、ゴース
ト像に特定の色が現れ、ゴースト像を十分に除去するこ
とが困難であった。However, in such an optical system, the light beam reflected on the light beam incident surface 2b of the beam splitter prism 2 is reflected on the object surface O and re-enters the objective lens 1, where the beam splitter prism 2 A ghost image of the same size is formed at a position symmetrical with the normal image point I with respect to the center of the visual field via the lens 3. For this reason, the contrast of the image I to be observed is deteriorated, and a clear image cannot be observed. In order to prevent such ghost images, some prism surfaces are coated with a multilayer film.However, due to the spectral characteristics of the multilayer film, a specific color appears in the ghost image, and the ghost image must be sufficiently removed. Was difficult.
【０００４】この問題を改善しようとした顕微鏡光学系
として、特開昭５４−１２３０４４号公報に記載された
ものがある。この光学系は、図９及び図１０に示すよう
に、ビームスプリッタープリズム４を入射光軸に対して
所定角度θ′傾けて配置することで、ゴースト像を視野
外に除去するようにしたものである。A microscope optical system which has attempted to solve this problem is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 54-123044. In this optical system, as shown in FIGS. 9 and 10, the ghost image is removed from the visual field by arranging the beam splitter prism 4 at a predetermined angle θ ′ with respect to the incident optical axis. is there.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、この顕微鏡
光学系は、ビームスプリッタープリズム４を傾けてゴー
ストを除去することのみが記載されており、ビームスプ
リッター面４ａで反射された光束については触れられて
いない。従って、図８の光学系において、ビームスプリ
ッタープリズム２に代えて、図９や図１０に示すよう
に、入射光軸に直交する面に対して光束入射面４ｂが或
る角度θ′だけ傾いたビームスプリッタープリズム４を
配設した場合、ビームスプリッター面４ａで反射された
一部の光束は反射光射出面４ｃで屈折して、入射光軸に
対して９０°＋２θ′又は９０°−２θ′の角度となっ
て射出する。そのため、入射光軸に対して垂直な光束で
はなくなってしまう。However, this microscope optical system only discloses that the ghost is removed by inclining the beam splitter prism 4, and the light beam reflected by the beam splitter surface 4a is mentioned. Absent. Therefore, in the optical system of FIG. 8, instead of the beam splitter prism 2, as shown in FIGS. 9 and 10, the light beam incident surface 4b is inclined by a certain angle θ ′ with respect to a surface orthogonal to the incident optical axis. When the beam splitter prism 4 is provided, a part of the light beam reflected by the beam splitter surface 4a is refracted by the reflected light exit surface 4c, and is 90 ° + 2θ ′ or 90 ° −2θ ′ with respect to the incident optical axis. Inject at an angle. For this reason, the light beam is not perpendicular to the incident optical axis.
【０００６】ところで、このように反射光束が入射光軸
に対して垂直でなくなると、例えば複数の検鏡者が同一
の像を同時に観察できるディスカッション顕微鏡装置等
では、副検鏡者側に進行する反射光束の光軸が水平でな
くなるから、装置内で余分なスペースが必要になった
り、取り付け部や接合部を傾斜させる必要が生じたりし
て、製造時に加工が複雑になって製造コストが上昇し、
システム性も悪くなるという不具合が生じる。[0006] Incidentally, when the reflected light beam thus is not perpendicular to the incident optical axis, for example, in the discussion microscope apparatus such as a plurality of observer can observe the same image at the same time, progress to Fukuken mirror side Since the optical axis of the reflected light beam is not horizontal, extra space is required in the device, and the mounting and joining parts need to be inclined, which complicates processing during manufacturing and increases manufacturing costs. And
There is a problem that the system performance is deteriorated.
【０００７】本発明は、このような課題に鑑みて、光学
系の平行光束をビームスプリッタープリズムへの入射光
軸に対して平行な光束と垂直な光束とに分割できると共
に、ゴーストを除去して鮮明な像を観察できるようにし
た顕微鏡光学系を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is possible to split a parallel light beam of an optical system into a light beam parallel to a light beam incident on a beam splitter prism and a light beam perpendicular to an optical axis incident on the beam splitter prism, and to remove ghosts. An object of the present invention is to provide a microscope optical system capable of observing a clear image.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明による顕微鏡光学
系は、対物レンズと結像レンズとの間の平行光束領域
に、平行光束分割用のビームスプリッター面を有するビ
ームスプリッタープリズムを配設した、無限遠補正の顕
微鏡光学系において、ビームスプリッタープリズムは、
ビームスプリッター面が光束入射面への入射光束の入射
光軸に対して４５°の角度を有し、結像レンズの焦点距
離をｆとし、顕微鏡の視野数をＳとするとき、光束入射
面が入射光軸に垂直な面となす角度θは、 θ≧（１／２）ｔａｎ-1（Ｓ／ｆ） （１） であり、反射光射出面が入射光軸となす角度が前述のθ
であり、透過光射出面は光束入射面と平行であると共
に、これら透過光射出面と光束入射面との距離をｌとす
ると、結像レンズは、その光軸が入射光軸に対して下記
の式で示す距離ｄだけずれた位置に配設されていること
を特徴とするものである。In a microscope optical system according to the present invention, a beam splitter prism having a beam splitter surface for splitting a parallel light beam is disposed in a parallel light beam region between an objective lens and an imaging lens. In the microscope optics for infinity correction, the beam splitter prism is
When the beam splitter surface has an angle of 45 ° with respect to the incident optical axis of the light beam incident on the light beam incident surface, the focal length of the imaging lens is f, and the field number of the microscope is S, the light incident surface is The angle θ formed by a plane perpendicular to the incident optical axis is θ ≧ (1/2) tan −1 (S / f) (1), and the angle formed by the reflected light exit surface and the incident optical axis is θ described above.
When the transmitted light exit surface is parallel to the light incident surface and the distance between the transmitted light exit surface and the light incident surface is l, the imaging lens has an optical axis with respect to the incident optical axis as follows. Is disposed at a position shifted by a distance d shown by the following equation.
【０００９】 [0009]
【００１０】又、本発明による顕微鏡光学系は、ビーム
スプリッタープリズムに関して、結像レンズの焦点距離
をｆとし、顕微鏡の視野数をＳとするとき、光束入射面
がこの面への入射光束の入射光軸に垂直な面となす角度
θは、 θ≧（１／２）ｔａｎ-1（Ｓ／ｆ） （１） であり、ビームスプリッター面は光束入射面に対して
｛４５°−ｓｉｎ-1〔（１／ｎ）ｓｉｎθ〕｝の角度を
有し、反射光射出面は光束入射面と直角をなし、透過光
射出面は光束入射面と平行であると共に、これら透過光
射出面と光束入射面との距離をｌとすると、結像レンズ
は、その光軸が入射光軸に対して下記の式で示す距離ｄ
だけずれた位置に配設されていることを特徴とするもの
である。In the microscope optical system according to the present invention, when the focal length of the imaging lens is f and the number of fields of view of the microscope is S with respect to the beam splitter prism, the light incident surface is incident on the surface. The angle θ formed with the plane perpendicular to the optical axis is θ ≧ (1/2) tan −1 (S / f) (1), and the beam splitter surface is ｛45 ° −sin −1 with respect to the light beam incident surface. [(1 / n) sin θ]｝, the reflected light exit surface is perpendicular to the light incident surface, the transmitted light exit surface is parallel to the light incident surface, and the transmitted light exit surface and the light incident Assuming that the distance from the plane is l, the optical axis of the imaging lens is the distance d represented by the following equation with respect to the incident optical axis.
It is characterized in that it is disposed at a position shifted only by.
【００１１】 [0011]
【００１２】[0012]
【作用】対物レンズを通過した平行光束は、ビームスプ
リッタープリズムの光束入射面に入射角θで進入し、或
る角度屈折するが、ビームスプリッター面で反射された
反射光は反射光射出面へ同一の角度で入射し、更にこの
面を出る際に角度θ屈折することで、入射光軸と垂直に
なり、又ビームスプリッター面を透過する光束は、透過
光射出面から射出する際に角度θ屈折して入射光軸と距
離ｄだけずれるから、結像レンズの光軸とその光軸が一
致することになり、結像面に物体像が結像する。しか
も、ゴースト像は視野外に結像するため、除去される。The parallel light beam that has passed through the objective lens enters the light beam incident surface of the beam splitter prism at an incident angle θ and is refracted at an angle, but the light reflected by the beam splitter surface is the same as the reflected light exit surface. Incident at an angle, and further refracted by an angle θ when exiting this surface, the beam becomes perpendicular to the incident optical axis, and the light beam transmitted through the beam splitter surface is refracted by an angle θ when exiting from the transmitted light exit surface. As a result, the optical axis of the imaging lens is shifted from the incident optical axis by the distance d, so that the optical axis coincides with the optical axis, and an object image is formed on the imaging plane. In addition, the ghost image is formed outside the visual field, and is therefore removed.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明の第一実施例を図１乃至図４に
基づいて説明するが、上述の従来技術と同様の部材につ
いては同一の符号を用いてその説明を省略する。図１は
顕微鏡光学系の構成図を示すものであり、図中、対物レ
ンズ１と結像レンズ３との間の平行光束の領域に、この
光束を２分割するためのビームスプリッター面６ａを有
するビームスプリッタープリズム６が配設されている。
このビームスプリッタープリズム６の光束入射面６ｂは
平面を成すと共に、対物レンズ１からの入射光束の光軸
（入射光軸）に直交する平面に対して、角度θだけ傾い
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. The same members as those in the above-mentioned prior art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG. 1 shows a configuration diagram of a microscope optical system. In FIG. 1, a beam splitter surface 6a for dividing the light beam into two is provided in a region of a parallel light beam between the objective lens 1 and the imaging lens 3 in the figure. A beam splitter prism 6 is provided.
The light beam incident surface 6b of the beam splitter prism 6 forms a plane and is inclined by an angle θ with respect to a plane orthogonal to the optical axis (incident optical axis) of the incident light beam from the objective lens 1.
【００１４】ここで、この角度θについて、図２の顕微
鏡光学系により考察する。図２は、ビームスプリッター
プリズムを傾斜させた場合の観察像とゴースト像の結像
光路を示す原理図である。図中、対物レンズ１と結像レ
ンズ２との間の平行光束領域に、入射光軸に対して角度
θ″傾いた平行平板形状のプリズム７が配設されてい
る。この光学系で、物体面Ｏの光束は、実線で示すよう
に、対物レンズ１を通過して平行光束になった後、プリ
ズム７を通過して、結像レンズ３によって結像面上に観
察像Ｉとして結像させられる。又、対物レンズ１を介し
てプリズム７に入射する平行光束の内、光束入射面７ａ
で反射する光束を破線で表すと、この反射光は光軸に対
して２θ″だけ傾いて対物レンズ１を通過し、物体面Ｏ
の延長面上にゴースト像Ｏ′として結像する。そして、
このゴースト像の光束は、そのまま破線の光路を逆行し
て、対物レンズ１及びプリズム７を通過し、結像レンズ
２の光軸に対して角度２θ″傾いて入射する。結像レン
ズ２の焦点距離をｆとすると、破線の光束は結像レンズ
２を通過して、結像面上で結像レンズ２の光軸に対して
距離（ｆ・ｔａｎ２θ″）だけ離れた位置にゴースト像
Ｉ′を結像することになる。Here, the angle θ will be considered with the microscope optical system shown in FIG. FIG. 2 is a principle diagram showing an optical path for forming an observation image and a ghost image when the beam splitter prism is inclined. In the figure, a parallel plate prism 7 inclined at an angle θ ″ with respect to an incident optical axis is disposed in a parallel light beam region between the objective lens 1 and the imaging lens 2. In this optical system, an object is formed. The luminous flux on the surface O passes through the objective lens 1 to become a parallel luminous flux as shown by a solid line, then passes through the prism 7, and is formed as an observation image I on the imaging plane by the imaging lens 3. Also, of the parallel light beams that enter the prism 7 via the objective lens 1, the light beam incident surface 7a
Is represented by a broken line, the reflected light passes through the objective lens 1 at an angle of 2θ ″ with respect to the optical axis, and
Is formed as a ghost image O 'on the extension surface of. And
The luminous flux of this ghost image travels in the reverse direction along the dashed optical path, passes through the objective lens 1 and the prism 7, and is incident at an angle 2θ ″ with respect to the optical axis of the imaging lens 2. Assuming that the distance is f, the dashed light beam passes through the imaging lens 2 and is located at a position (f · tan2θ ″) away from the optical axis of the imaging lens 2 on the imaging surface by a ghost image I ′. Will be imaged.
【００１５】これを考慮して、図１にもどって角度θの
領域を考えると、視野数Ｓのゴースト像が全て視野外に
結像するようにするためには、 θ≧（１／２）ｔａｎ-1（Ｓ／ｆ） （１） とすればよい。In consideration of this, returning to FIG. 1 and considering the area of the angle θ, in order to form all the ghost images of the number of fields S outside the field of view, θ ≧ (1/2) tan -1 (S / f) (1)
【００１６】又、図３に示されているように、ビームス
プリッター面６ａは入射光軸に対して４５°の角度を有
しており、ビームスプリッター面６ａで反射された光束
がプリズム６を出射する反射光射出面６ｃは、入射光軸
に対して角度θだけ傾斜している。光束入射面６ｂと対
向する位置に形成されていてビームスプリッター面６ａ
を透過する光束が射出する透過光射出面６ｄは、光束入
射面６ｂと平行に形成されている。又、結像レンズ３
は、その光軸が、対物レンズ１を通過した光束の光束入
射面６ｂへの入射光軸に対して距離ｄだけずれた位置に
設けられている。Further, as shown in FIG. 3, the beam splitter surface 6a has an angle of 45 ° with respect to the incident optical axis, and the light beam reflected by the beam splitter surface 6a exits the prism 6. The reflected light exit surface 6c is inclined by an angle θ with respect to the incident optical axis. The beam splitter surface 6a is formed at a position facing the light beam incident surface 6b.
The transmitted light exit surface 6d from which the light beam passing through is emitted is formed in parallel with the light beam incident surface 6b. Also, the imaging lens 3
Is provided at a position whose optical axis is shifted by a distance d with respect to the optical axis of the light beam passing through the objective lens 1 and incident on the light beam incident surface 6b.
【００１７】この距離ｄについて、図４により説明す
る。ビームスプリッタープリズム６の光束入射面６ｂと
透過光射出面６ｄとの距離をｌ、光束のビームスプリッ
タープリズム６内での光束入射面６ｂから透過光射出面
ｄ迄の光路長をｌ′とすると、ｄ＝ｌ′ｓｉｎ｛θ−ｓ
ｉｎ-1〔（１／ｎ）ｓｉｎθ〕｝である。ここで、 であるから、 で表される。The distance d will be described with reference to FIG. Assuming that the distance between the light beam incident surface 6b of the beam splitter prism 6 and the transmitted light exit surface 6d is l, and the optical path length of the light beam from the light beam incident surface 6b in the beam splitter prism 6 to the transmitted light exit surface d is l ', d = l'sin ｛θ-s
in −1 [(1 / n) sin θ]｝. here, Because It is represented by
【００１８】本実施例は上述のように構成されているか
ら、物体面Ｏから出て対物レンズ１を通過する光束のう
ち、ビームスプリッタープリズム６の光束入射面で反射
される光束は、図２で説明したように、入射光束に対し
て２θの角度で反射して、物体面Ｏの延長面上の位置に
ゴースト像Ｏ′が形成される。そして、このゴースト像
の光束は、同一光路を逆行して対物レンズ１，ビームス
プリッタープリズム６及び結像レンズ３を通過した後、
結像面の延長面上で視野数Ｓの視野外に結像させられる
ことになる。これによって、ゴーストを除去できる。Since the present embodiment is configured as described above, of the light beams that exit the object plane O and pass through the objective lens 1, the light beams reflected by the light beam incident surface of the beam splitter prism 6 are shown in FIG. As described above, an incident light beam is reflected at an angle of 2θ, and a ghost image O ′ is formed at a position on the extension surface of the object plane O. Then, the luminous flux of the ghost image passes through the objective lens 1, the beam splitter prism 6, and the imaging lens 3 in the same optical path in the reverse direction.
An image is formed outside the visual field of the number of visual fields S on the extension surface of the image forming surface. Thereby, a ghost can be removed.
【００１９】一方、光束入射面６ｂからビームスプリッ
タープリズム６内に入射する光束は、光束入射面６ｂの
法線に対して入射角θで入射し、屈折角φを以て屈折し
た後、図３に示すように、ビームスプリッター面６ａで
その一部が反射させられ、反射光射出面６ｃに入射す
る。ここで、ビームスプリッタープリズム６の光束入射
面６ｂと反射光射出面６ｃは、ビームスプリッター面６
ａを底辺とする二等辺三角形の他の２辺を構成してお
り、しかもビームスプリッター面６ａに対する入射光の
角度と反射光の角度は互いに等しいことから、反射光射
出面６ｃに入射する光束の入射角もφとなる。よって、
この反射光射出面６ｃを射出する光束の屈折角もθとな
る。そのため、この面６ｃからの射出光束は、光束入射
面６ｂへの入射光束と垂直になる。On the other hand, the light beam entering the beam splitter prism 6 from the light beam incident surface 6b enters the beam splitter prism 6 at an incident angle θ with respect to the normal to the light beam incident surface 6b, and is refracted at a refraction angle φ, as shown in FIG. As described above, a part of the light is reflected by the beam splitter surface 6a and enters the reflected light exit surface 6c. Here, the light beam incidence surface 6b and the reflected light emission surface 6c of the beam splitter prism 6 are connected to the beam splitter surface 6c.
Since the other two sides of the isosceles triangle having the base a are formed, and the angle of the incident light with respect to the beam splitter surface 6a and the angle of the reflected light are equal to each other, the light flux incident on the reflected light exit surface 6c is formed. The incident angle is also φ. Therefore,
The refraction angle of the light beam emitted from the reflected light exit surface 6c is also θ. Therefore, the light beam emitted from the surface 6c becomes perpendicular to the light beam incident on the light beam incident surface 6b.
【００２０】又、ビームスプリッター面６ａを通過する
残りの光束は、透過光射出面６ｄに入射するが、透過光
射出面６ｄは光束入射面６ｂと平行であるから、光束入
射面６ｂでの屈折角と透過光射出面６ｄでの入射角は等
しい。そのため、透過光射出面６ｄから射出される光束
の光軸は、光束入射面６ｂへの入射光軸と平行に射出さ
れることになる。このとき、この光束はビームスプリッ
タープリズム６内で屈折するために、入射光と射出光と
で光軸が距離ｄだけ光軸と直交する方向にずれるが、結
像レンズ３は予め入射光軸に対して中心が距離ｄだけず
らして配設してあるから、射出光の光軸は結像レンズ３
の中心と一致することになる。The remaining light beam passing through the beam splitter surface 6a is incident on the transmitted light exit surface 6d. Since the transmitted light exit surface 6d is parallel to the light beam incident surface 6b, refraction at the light beam incident surface 6b. The angle is equal to the angle of incidence on the transmitted light exit surface 6d. Therefore, the optical axis of the light beam emitted from the transmitted light exit surface 6d is emitted in parallel with the optical axis incident on the light beam incident surface 6b. At this time, since this light beam is refracted in the beam splitter prism 6, the optical axis of the incident light and the emitted light is shifted by a distance d in a direction orthogonal to the optical axis. On the other hand, since the center is displaced by the distance d, the optical axis of the emitted light is
Will match the center of
【００２１】上述のように本実施例によれば、ビームス
プリッタープリズム６の光束入射面６ｂを角度θ傾ける
ことでゴースト像を視野外に除去して、鮮明な像を観察
することができる。しかも、対物レンズ１を通過した平
行光束を、ビームスプリッタープリズム６によってその
入射光軸に対して垂直な光束と平行な光束とに２分割す
ることができる。そのため、この顕微鏡光学系を有する
顕微鏡装置に関して、反射光束を受け入れるための取り
付け部や接合部等を傾斜させる必要がなく、スペース的
にも製造加工の容易性の面からも非常に都合が良く、シ
ステム性が向上するという利点がある。又、本実施例で
は、光束入射面６ｂから入射して２つの射出面６ｃ，６
ｄから射出する光束のビームスプリッタープリズム６内
での光路長は、どこを通る光束でも一定であるから、収
差等の影響は受けにくいという利点もある。As described above, according to the present embodiment, the ghost image can be removed from the visual field by tilting the light incident surface 6b of the beam splitter prism 6 by an angle θ, and a clear image can be observed. Moreover, the parallel light beam that has passed through the objective lens 1 can be split into two by the beam splitter prism 6 into a light beam perpendicular to the incident optical axis and a light beam parallel to the incident light axis. Therefore, with respect to the microscope apparatus having this microscope optical system, it is not necessary to incline the mounting portion and the joining portion for receiving the reflected light beam, which is very convenient from the viewpoint of space and ease of manufacturing and processing, There is an advantage that the system performance is improved. Further, in this embodiment, the light is incident from the light beam incident surface 6b and the two exit surfaces 6c and 6c.
Since the optical path length of the light beam emitted from d in the beam splitter prism 6 is constant regardless of the light beam passing therethrough, there is also an advantage that the light beam is hardly affected by aberration and the like.
【００２２】次に、本発明の第二実施例を図５乃至図７
に基づいて説明する。図５は顕微鏡光学系の構成図を示
すものであり、対物レンズ１と結像レンズ３の間の平行
光束領域に、ビームスプリッター面８ａで光束を２分割
するビームスプリッタープリズム８が配設されている。
このプリズム８の光束入射面８ｂは、入射光軸と垂直な
平面に対して式（１）で示す上述の第一実施例と同一の
角度θだけ傾いている。又、ビームスプリッター面８ａ
は平面から成る光束入射面８ｂに対して角度｛４５°−
ｓｉｎ-1〔（１／ｎ）ｓｉｎθ〕｝傾けられており、反
射光射出面８ｃは光束入射面８ｂと垂直に形成されてい
る（図６参照）。更に、透過光射出面８ｄは光束入射面
８ｂと平行に形成されている。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
It will be described based on. FIG. 5 shows a configuration diagram of a microscope optical system. A beam splitter prism 8 for splitting a light beam into two by a beam splitter surface 8a is provided in a parallel light beam region between the objective lens 1 and the imaging lens 3. I have.
The light beam incident surface 8b of the prism 8 is inclined by the same angle θ as that in the above-described first embodiment represented by the equation (1) with respect to a plane perpendicular to the incident optical axis. Also, the beam splitter surface 8a
Is an angle of {45 °-
sin −1 [(1 / n) sin θ]｝, and the reflected light exit surface 8c is formed perpendicular to the light beam incident surface 8b (see FIG. 6). Further, the transmitted light exit surface 8d is formed parallel to the light beam incident surface 8b.
【００２３】又、図７に示すように、結像レンズ３は、
その光軸が、ビームスプリッタープリズム８への入射光
軸と距離ｄだけ、光軸と直交する方向にずれた位置にあ
るように配設されている。この距離ｄは、ビームスプリ
ッタープリズム８の光束入射面８ｂと透過光射出面８ｄ
との距離をｌ，光束入射面８ｂと透過光射出面８ｄとの
間を通過する光束の光路長をｌ′とすると、上述の式
（２）で得られる。As shown in FIG. 7, the imaging lens 3 is
The optical axis is disposed so as to be shifted from the optical axis incident on the beam splitter prism 8 by a distance d in a direction orthogonal to the optical axis. The distance d is equal to the distance between the light incident surface 8b of the beam splitter prism 8 and the transmitted light exit surface 8d.
Is 1 and the optical path length of a light beam passing between the light beam incident surface 8b and the transmitted light exit surface 8d is l ', the above expression (2) is obtained.
【００２４】本実施例は上述のように構成されているか
ら、ビームスプリッタープリズム８内に入射した光束
は、図６に示すように光束入射面８ｂの法線に対して角
度｛ｓｉｎ-1〔（１／ｎ）ｓｉｎθ〕｝だけ屈折して進
むが、光束入射面８ｂとビームスプリッター面８ａとの
成す角度は｛４５°−ｓｉｎ-1〔（１／ｎ）ｓｉｎ
θ〕｝であるから、ビームスプリッター面８ａに入射す
る光束の角度はビームスプリッター面８ａに対して４５
°になる。そのため、ビームスプリッター面８ａに入射
する光束とビームスプリッター面８ａで反射して反射光
射出面８ｃに向かう一部の光束とは、直角になる。しか
も、光束入射面８ｂと反射光射出面８ｃとが直交するも
のであるから、ビームスプリッター面８ａからの反射光
は、反射光射出面８ｃにその法線に対して｛ｓｉｎ
-1〔（１／ｎ）ｓｉｎθ〕｝の角度で入射し、角度θの
屈折角でこの面８ｃから射出される。そのため、ビーム
スプリッタープリズム８の光束入射面８ｂへの入射光と
反射光射出面８ｃからの射出光とは互いに直交すること
になる。Is this embodiment configured as described above?
, The light beam incident on the beam splitter prism 8
Is an angle with respect to a normal to the light beam incident surface 8b as shown in FIG.
Degree @ sin-1Refraction by [(1 / n) sin θ]｝
Needless to say, the light incident surface 8b and the beam splitter surface 8a
The angle to make is $ 45-sin-1[(1 / n) sin
θ]｝, the light is incident on the beam splitter surface 8a.
The angle of the luminous flux is 45 degrees with respect to the beam splitter surface 8a.
°. Therefore, it is incident on the beam splitter surface 8a.
And the reflected light reflected by the beam splitter surface 8a
A part of the luminous flux toward the exit surface 8c is at a right angle. Only
The light incident surface 8b and the reflected light exit surface 8c are orthogonal to each other.
Therefore, the reflected light from the beam splitter surface 8a
Is Δsin on the reflected light exit surface 8c with respect to the normal line.
-1[(1 / n) sin θ] incident at an angle of｝
The light exits from this surface 8c at a refraction angle. Therefore, the beam
The light incident on the light incident surface 8b of the splitter prism 8 and
Light emitted from the reflected light exit surface 8c should be orthogonal to each other
become.
【００２５】又、ビームスプリッター面８ａを透過した
光束は、透過光射出面８ｄが光束入射面８ｂと平行であ
るから、光束入射面８ｂでの屈折角と透過光射出面８ｄ
での入射角とが等しくなり、透過光射出面８ｄからの射
出光は入射光軸と平行に射出されることになる。この場
合、図７に示すように射出光の光軸は、入射光軸に対し
て距離ｄだけ光軸と直交する方向にずれているが、結像
レンズ３も距離ｄだけずらして配設されているので、射
出光束の光軸は結像レンズ３の光軸を通ることになり、
鮮明な像Ｉが像面上に結像される。The light beam transmitted through the beam splitter surface 8a has a refraction angle at the light beam incident surface 8b and a transmitted light exit surface 8d because the transmitted light exit surface 8d is parallel to the light beam incident surface 8b.
Are equal to each other, and the light emitted from the transmitted light exit surface 8d is emitted in parallel with the incident optical axis. In this case, as shown in FIG. 7, the optical axis of the emitted light is shifted by a distance d from the incident optical axis in a direction orthogonal to the optical axis, but the imaging lens 3 is also shifted by the distance d. Therefore, the optical axis of the emitted light beam passes through the optical axis of the imaging lens 3,
A clear image I is formed on the image plane.
【００２６】本実施例では、ビームスプリッタープリズ
ム８の光束入射面８ｂ及び反射光射出面８ｃが成す角度
とこれに対向する一隅の角度とが、夫々直角に形成され
ているから、ビームスプリッタープリズム８の製造及び
加工が容易であり、製造コストをより低廉にすることが
できる。In this embodiment, the angle formed by the light beam incident surface 8b and the reflected light emitting surface 8c of the beam splitter prism 8 and the angle of one corner opposed thereto are formed at right angles, so that the beam splitter prism 8 Is easy to manufacture and process, and the manufacturing cost can be reduced.
【００２７】[0027]
【発明の効果】上述のように、本発明に係る顕微鏡光学
系は、ビームスプリッタープリズムを角度θ傾斜配置す
ることで、ゴースト像を視野外に除去できて鮮明な像を
観察できる。しかも、ビームスプリッタープリズムで平
行光束を分割する際、入射光軸に対して垂直な光束と平
行な光束に分割できるから、この光学系を有する顕微鏡
装置の製造加工が容易になって、製造コストの低廉化や
システム性の向上を図ることができる。As described above, in the microscope optical system according to the present invention, the ghost image can be removed out of the field of view and the clear image can be observed by arranging the beam splitter prism at an angle θ. In addition, when the parallel light beam is split by the beam splitter prism, it can be split into a light beam that is perpendicular to the incident optical axis and a light beam that is parallel to the light beam. It is possible to reduce the cost and improve the system performance.
【図１】本発明の第一実施例の顕微鏡光学系の構成を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a microscope optical system according to a first embodiment of the present invention.
【図２】顕微鏡光学系において、プリズムを傾斜させた
場合の観察像とゴースト像の結像光路を示す原理図であ
る。FIG. 2 is a principle diagram showing an image forming optical path of an observation image and a ghost image when a prism is tilted in a microscope optical system.
【図３】第一実施例について、ビームスプリッタープリ
ズムによる反射光と透過光の光路を夫々その光軸で示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing the optical paths of reflected light and transmitted light by a beam splitter prism in the first embodiment, respectively, with their optical axes.
【図４】第一実施例について、ビームスプリッタープリ
ズムに対する入射光と透過光の光路を夫々その光軸で示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing the optical paths of incident light and transmitted light with respect to a beam splitter prism by their optical axes in the first embodiment.
【図５】本発明の第二実施例の顕微鏡光学系の構成を示
す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a microscope optical system according to a second embodiment of the present invention.
【図６】第二実施例について、ビームスプリッタープリ
ズムによる反射光と透過光の光路を夫々その光軸で示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing the optical paths of reflected light and transmitted light by a beam splitter prism by their optical axes in the second embodiment.
【図７】図１の実施例について、ビームスプリッタープ
リズムに対する入射光と透過光の光路を夫々その光軸で
示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the optical paths of incident light and transmitted light with respect to the beam splitter prism by their optical axes in the embodiment of FIG. 1;
【図８】従来の顕微鏡光学系の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional microscope optical system.
【図９】図８の光学系において、ビームスプリッタープ
リズムを傾斜して配置した他の従来技術の構成図であ
る。FIG. 9 is a configuration diagram of another related art in which a beam splitter prism is arranged to be inclined in the optical system of FIG.
【図１０】ビームスプリッタープリズムの傾斜方向を反
対にした図９と同様の図である。FIG. 10 is a view similar to FIG. 9, in which the tilt direction of the beam splitter prism is reversed.
１ 対物レンズ ３ 結像レンズ６ ，８ ビームスプリッタープリズム６ ａ，８ａ ビームスプリッター面６ ｂ，８ｂ 光束入射面６ ｃ，８ｃ 反射光射出面６ ｄ，８ｄ 透過光射出面REFERENCE SIGNS LIST 1 objective lens 3 imaging lens 6 , 8 beam splitter prism 6 a, 8 a beam splitter surface 6 b, 8 b light beam incident surface 6 c, 8 c reflected light exit surface 6 d, 8 d transmitted light exit surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 21/00 G02B 21/06 - 21/36 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 21/00 G02B 21/06-21/36
Claims (2)
領域に、該平行光束分割用のビームスプリッター面を有
するビームスプリッタープリズムを配設した、無限遠補
正の顕微鏡光学系において、 前記ビームスプリッタープリズムは、 前記ビームスプリッター面が光束入射面への入射光束の
入射光軸に対して４５°の角度を有し、 前記結像レンズの焦点距離をｆとし、顕微鏡の視野数を
Ｓとするとき、前記光束入射面が入射光軸に垂直な面と
なす角度θは、 θ≧（１／２）ｔａｎ-1（Ｓ／ｆ） であり、 反射光射出面が前記入射光軸となす角度は前記θであ
り、 透過光射出面は前記光束入射面と平行であると共に、 該透過光射出面と光束入射面との距離をｌとすると、前
記結像レンズは、その光軸が前記入射光軸に対して下記
の式で示す距離ｄだけずれた位置に配設されていること
を特徴とする顕微鏡光学系。 In a microscope optical system for infinity correction, a beam splitter prism having a beam splitter surface for splitting a parallel light beam is disposed in a parallel light beam region between an objective lens and an imaging lens. In the splitter prism, the beam splitter surface has an angle of 45 ° with respect to the incident optical axis of the light beam incident on the light beam incident surface, the focal length of the imaging lens is f, and the field number of the microscope is S. At this time, the angle θ between the light incident surface and the surface perpendicular to the incident optical axis is θ ≧ (1/2) tan −1 (S / f), and the angle formed by the reflected light exit surface with the incident optical axis a is the theta, with the transmitted light exit plane is parallel to the light incident surface, whereupon the distance between the transmitted light exit surface and the light beam incident surface l, the imaging lens, enter the optical axis before The distance shown in the following formula with respect to the emission axis Microscope optics, characterized in that disposed on the d shifted position.
領域に、該平行光束分割用のビームスプリッター面を有
するビームスプリッタープリズムを配設した、無限遠補
正の顕微鏡光学系において、 前記ビームスプリッタープリズムは、 前記結像レンズの焦点距離をｆとし、顕微鏡の視野数を
Ｓとするとき、光束入射面が該光束入射面への入射光束
の入射光軸に垂直な面となす角度θは、 θ≧（１／２）ｔａｎ-1（Ｓ／ｆ） であり、 前記ビームスプリッター面は光束入射面に対して｛４５
°−ｓｉｎ-1〔（１／ｎ）ｓｉｎθ〕｝の角度を有し、 反射光射出面は前記光束入射面と直角をなし、 透過光射出面は前記光束入射面と平行であると共に、 該透過光射出面と光束入射面との距離をｌとすると、前
記結像レンズは、その光軸が入射光軸に対して下記の式
で示す距離ｄだけずれた位置に配設されていることを特
徴とする顕微鏡光学系。 2. A microscope optical system for infinity correction, wherein a beam splitter prism having a beam splitter surface for splitting a parallel light beam is disposed in a parallel light beam region between an objective lens and an imaging lens. When the focal length of the imaging lens is f and the field of view of the microscope is S, the splitter prism has an angle θ between the light incident surface and a surface perpendicular to the incident optical axis of the light incident on the light incident surface. , Θ ≧ (1/2) tan −1 (S / f), and the beam splitter surface is ｛45 with respect to the light beam incident surface.
° -sin -1 [(1 / n) sin θ]｝, the reflected light exit surface is perpendicular to the light incident surface, and the transmitted light exit surface is parallel to the light incident surface. Assuming that the distance between the transmitted light exit surface and the light beam incident surface is l , the imaging lens is disposed at a position where its optical axis is displaced from the incident optical axis by a distance d represented by the following equation. A microscope optical system.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3284979A JP3048267B2 (en) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | Microscope optics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3284979A JP3048267B2 (en) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | Microscope optics |
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