JPS61294408A

JPS61294408A - 俯視角度可変観察光学系

Info

Publication number: JPS61294408A
Application number: JP13609985A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Futaboshi; 俊明二星
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1985-06-24
Filing date: 1985-06-24
Publication date: 1986-12-25
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: JPH0766107B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、顕微鏡の観察用鏡筒、特に俯視角度を変える
ことができる観察光学系に関する。

〔発明の背景〕

従来、観察のための俯視角度を調節できる顕微鏡の観察
鏡筒が種々知られており、例えば、米国特許第４．２９
９．４３９号公報や、特開昭５９−１５９１１９号公報
のものが知られている。これらの構成においては、対物
レンズからの光束を接眼部まで導くための光路が種々の
方向に折り曲げられていて直角ではなく斜めであるため
、リレーレンズやプリズム等の光学素子の組み合わせに
おいて制約が多（、各素子の配置や光路長が制限され、
小型な構成とすることが困難であった。また、光路が直
角ではないため光軸の調整も難しく、鏡筒の製造加工上
の難易度が高くなるという欠点も存在していた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、加工調整が容易であって小型な構成か
らなる俯視角可変の観察光学系を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明による観察光学系は、対物レンズからの結像光束
を対物レンズの光軸に対して直角方向に伸びる第１部分
光路に導く第１反射部材、該第１部分光路からの光束を
該第１部分光路と平行で前記対物レンズの光軸と直交す
る第２部分光路に導くために３つの反射面を有する第２
反射部材、前記第２反射部材からの光束を前記対物レン
ズの光軸に対して平行な第３部分光路に導く第３反射部
材、前記第３反射部材からの光束を接眼レンズが配置さ
れた第４部分光路へ導く第４反射部材、前記第１反射部
材と前記第２反射部材との間の第１部分光路中に配置さ
れて対物レンズからの光束を収斂して物体の中間像を形
成する結像レンズ、前記第２反射部材と前記第３反射部
材との間の前記第２部分光路中に配置されたリレーレン
ズを有し、前記第３反射部材と前記第４反射部材との少
なくとも一方が前記対物レンズの光軸を含む面に対して
垂直な軸を中心として所定角度だけ回転可能に構成され
ている。そして、前記第１、第２、第３及び第４反射部
材は前記対物レンズの光軸を含む面上に配置されること
によって、最も小型な光学系の構成とすることが可能で
ある。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例について説明する０本発明によ
る実施例では、第り図に示した光学構成図の如く、対物
レンズｌによって該対物レンズの光軸上に形成される物
体○の像Ｉに達する光束を第１反射部材としてのビーム
スプリッタ−２によって、まず、対物レンズ１の光軸１
ａに対して直角方向に導き、対物レンズの光軸に対して
直角方向に伸びる第１光路を形成する。この第１光路か
らの光束を３つの反射面をもつ第２反射部材としてのプ
リズム４によって、ビームスプリッタ−２の上部にて対
物レンズ光軸１ａと交差させ、前記第１光路と平行な第
２光路を形成する。

第２反射部材としてのプリズム４は、第２図の斜視図に
も示す如く、対物レンズの光軸１ａと平行な平面４ａと
、該平面４ａに対して互いに等しい傾斜角αを持つ第１
反射面４ｂと第２の反射面４ｃとを有している。そして
、光軸１ａと平行な平面４ａから入射する第１光路の光
束は、第１反射面４ｂで反射され、光軸に平行な平面４
ａにて全反射された後、第２反射面４ｃで反射されて、
再び平面４ａを透過し、対物レンズ光軸１ａに垂直な第
２光路に沿って進む。

即ち、第２反射部材としてのプリズム４は実質的に断面
が二等辺三角形の形状をしており、その底面が入射面及
び射出面であると共に全反射面としても機能しており、
等しい傾斜角の２つの斜面４ａ。

４ｂがそれぞれ反射面として機能している。実際上は、
２つの斜面の交わる稜線部は必要ないので断面形状が第
２図の斜視図の如く切り欠かれるため、断面が等脚台形
の角柱として構成される。

第２反射部材としてのプリズム４によって対物レンズ光
軸１ａに対して垂直に形成された第２の光路に沿って進
む光束は、対物レンズの光軸と交差した後、第３反射部
材としての反射鏡６で反射され、対物レンズの光軸１ａ
と平行な第３光路に沿って反射されて物体Ｏ側に導かれ
る。この第３光路からの光束は、第４反射部材としての
可動鏡７で反射されて接眼レンズ８を持つ俯視角θの第
４光路へと導かれる。

そして、上記の第１から第４までの各反射部材は、全て
対物レンズ１の光軸１ａを含む平面（図の紙面）上に位
置しており、物体からの光束はこの平面に沿って反射さ
れる構成となっている。

このような光路の構成において、第１反射部材としての
ビームスプリッタ−２と第２反射部材としてのプリズム
４との間の第１光路中に、結像レンズ３が配置されてお
り、プリズム４の近傍またはその中に中間像Ｉ、を形成
する。そして、第２反射部材としてのプリズム４と第３
反射部材としての反射鏡６との間の第２光路中には、対
物レンズ１の光軸１ａを挟んで配置された負レンズ５ａ
と正レンズ５ｂとを有するリレーレンズ５が配置されて
おり、これによって中間機工、は接眼レンズ８の前側焦
点位置近傍に物体の二次像１２として形成される。

従って、対物レンズ１と結像レンズ３とによって形成さ
れる中間像Ｘ１は倒立像であるが、リレーレンズ５によ
って再結像される二次像Ｉ、は正立像である。そして、
第１反射部材から第４反射部材までに計６回という偶数
回の反射であるため、反射による像の反転は生ずること
がなく、二次像■２の向きはレンズ系で決定されるとお
り、正立像となり、接眼レンズを通して物体を王立状態
にて観察することができる。

ここで、接眼レンズ８を通して観察する俯視角、即ち接
眼レンズを有する第４光路の傾斜角θを、第１図中に破
線で示した如く変更するために、第４反射部材としての
反射鏡７が対物レンズの光軸ｌａを含む面（紙面）に垂
直な軸を回転中心として図示なき手段によってその傾角
を変更できる如（構成されている。この時、反射鏡７の
傾斜角の変化量は俯視角θの必要な変化量の二分の−で
あることはいうまでもない、また、第３反射部材として
の反射鏡６をもその傾斜角が変更可能に構成し、対物レ
ンズ光軸１ａに平行な第３光路の方向を変化できること
とすれば、第４反射鏡としての反射鏡７との組み合わせ
によって、俯視角の変更が可能であると共に、第３反射
部材としての反射鏡６から接眼レンズ８までの距離を任
意に変更して、接眼レンズの被検物体に対する位置を観
察者の観察姿勢に応じて適宜変えることも可能となる。

上記の如き構成において、結像ソング３によって、中間
像ＩＩとしては対物レンズ１による直接像Ｉよりも縮小
された物体像を形成し、この縮小像をリレーレンズ５に
よって所定の倍率で拡大して所望の大きさの二次像Ｉ２
を形成することが望ましい０例えば、結像レンズ３によ
って中間像■、を２分（７）　１　ニｍ小し、リレーレ
ンズによって２倍に拡大して、結果として対物レンズに
よる直接像■と等しい大きさの二次像■２とすることが
できる。また、図示した如く、リレーレンズ５を対物レ
ンズｌの光軸１ａを挟んで配置された負レンズ５ａと正
レンズ５ｂとで構成することによって、リレーレンズと
しての主点を実質的に第３反射部材６の近傍に位置させ
ることとして各部材の配置の自由度を高めることが可能
である。また、負レンズ５ａの存在によってリレーレン
ズとしてのペッツバール和を一層良好に補正することが
でき、像面の平坦性を良好に維持することが可能である
。

上記の実施例においては、３つの反射面を有する第２反
射部材として実質的に二等辺三角形のプリズム４を用い
たが、これに限られるものではなく、例えば、所謂ペン
タプリズム４０ａと反射プリズム４０ｂとで第２反射部
材を構成することもてきる。この場合には、ベンタブ１
５ズム４０ａがその両度射面に垂直な面（紙面）におい
て傾いて配置されたとしてもこのプリズムを射出する光
線に影響がないという利点によって調整を容易とするこ
とが可能である。しかしながら、第２反射部材が２個の
要素で構成されるという欠点もある。第１図に示した実
施例における第２反射部材としてのプリズム４では、３
つの反射面が一体的に構成されるため、部品点数が少な
くなり、従ってその支持部材も少なくなるという利点が
ある。

また、上記の実施例においては、第１反射部）第２から
第４反射部材７及び接眼レンズ８までの観察光学系が図
示なき観察鏡筒によって一体的に支持されて、対物レン
ズ１に対して着脱可能に構成されている。そして、この
俯視角可変鏡筒を装着した状態において、第１反射部材
としてのビームスプリンター２を透過する光束による物
体像Ｉをテレビやスチールカメラによって逼影すること
が可能である。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、接眼レンズの配置された最
終光路以外は全て直角に交差する光路によって構成され
ているため、光学系の構成上の調整とくに芯出し調整が
容易となり、鏡筒の構造もその加工も簡単となる。しか
も、正立像を観察するために必要な６回もの反射を小さ
な空間内に収めることができ俯視角可変観−光学系全体
の構成を小さくすることが可能になる。また、従来の如
（光路が斜めに交差することがないので、リレーレンズ
や各反射部材の配置に制約が少なく、このため設計上の
自由度が高く光学系としての性能の向上を図ることもで
き、さらに各光学素子のを動径を大きくすることが可能
であるため、超広視野の観察光学系を構成するにも有利
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の構成を示す概略断面図、
第２図は第２反射部材としてのプリズムの斜視図である
。〔主要部分の符号の説明〕１・・・封物レンズ　　　　　■・・・物体像２・・・
第１反射部材　　　　１１・・・中間像３・・・結像レ
ンズ　　　　　Ｉ２・・・二次像４・・・第２反射部材５・・・リレーレンズ６・・・第３反射部材７・・・第４反射部材８・・・接眼レンズ

Claims

【特許請求の範囲】１）対物レンズからの結像光束を対物レンズの光軸に対
して直角方向に伸びる第１部分光路に導く第１反射部材
、該第１部分光路からの光束を該第１部分光路と平行で
前記対物レンズの光軸と直交する第２部分光路に導くた
めに３つの反射面を有する第２反射部材、前記第２反射
部材からの光束を前記対物レンズの光軸に対して平行な
第３部分光路に導く第３反射部材、前記第３反射部材か
らの光束を接眼レンズが配置された第４部分光路へ導く
第４反射部材、前記第１反射部材と前記第２反射部材と
の間の第１部分光路中に配置された結像レンズ、前記第
２反射部材と前記第３反射部材との間の前記第２部分光
路中に配置されたリレーレンズを有し、前記第３反射部
材と前記第４反射部材との少なくとも一方が前記対物レ
ンズの光軸を含む面に対して垂直な軸を中心として所定
角度回転可能に構成されていることを特徴とする俯視角
度可変観察光学系。２）前記第１反射部材、第２反射部材、第３反射部材及
び第４反射部材は、前記対物レンズの光軸を含む面上に
位置していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の俯視角度可変観察光学系。３）前記第２反射部材は、前記対物レンズの光軸１ａと
平行な平面４ａと、該平面４ａに対して互いに等しい傾
斜角を持つ第１反射面４ｂと第２の反射面４ｃとを有す
るプリズムであることを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の俯視角度可変観察光学系。